KR20190050792A - 한 무리의 후행 차량과 선행 차량 사이의 동적 차량 거리를 정하기 위한 방법 - Google Patents

한 무리의 후행 차량과 선행 차량 사이의 동적 차량 거리를 정하기 위한 방법 Download PDF

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토마스 디크만
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Abstract

본 발명은 한 무리(100)의 후행 차량(FF)과 선행 차량(VF) 사이의 동적 차량 거리(Adyn)를 정하기 위한 방법으로서, 후행 차량(FF)과 선행 차량(VF) 사이에서 무선으로 V2V 신호(S1)가 전송될 수 있고, 상기 방법은 적어도
- 후행 차량(FF)의 현재 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)를 정하는 단계;
- 선행 차량(VF)이 비상 제동 절차(N)를 개시했다는 정보를 후행 차량(FF)으로 전송하기 위한 현재 전송 시간을 정하는 단계;
- 선행 차량(VF)의 현재 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)를 정하는 단계; 및
- 전송 거리(s)와 제동 거리 차(sB)로부터 동적 차량 거리(Adyn)를 정하는 단계를 가지며,
전송 거리(s)는 선행 차량(VF)이 비상 제동 절차(N)를 개시하는 것과 후행 차량(FF)이 비상 제동 절차(N)를 개시하는 것 사이에 후행 차량(FF)에 의해 주행된 거리를 나타내고, 전송 거리(s)는 현재 전송 시간에 의존하며,
제동 거리 차(sB)는 최대 선행 차량 감속도(zMax_VV)에 의해 미리 정해진 선행 차량 제동 거리(w_VF)와 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)에 의해 미리 정해진 후행 차량 제동 거리(w_FF) 사이의 차이를 나타내는 방법에 관한 것이다.

Description

한 무리의 후행 차량과 선행 차량 사이의 동적 차량 거리를 정하기 위한 방법
본 발명은 한 무리(platoon)에서 후행 차량과 선행 차량 사이의 동적 차량 거리(dynamic vehicle distance)를 정하기 위한 방법에 관한 것이다.
대개 복수의 차량, 바람직하게는 상용차가 한 무리 또는 한 집단에서 앞뒤로 주행하고 있을 때, 차량 거리는 정보의 전송 시간과 제동 성능에 대해 기존의 고정적으로 미리 설정된 값에 의존하여 고정적으로 설정된다. 따라서, 선행 차량에 의해 개시된 비상 제동 절차는 최악의 경우에 후행 차량이 선행 차량의 후미와 충돌하지 않도록 이루어진다.
이에, 선행 차량의 경우 기존의 또는 최소로 요구되는 최대 선행 차량 감속도가 고정적으로 설정된 값으로 추정되고, 후행 차량의 경우 기존의 또는 가장 안 좋게 가능한 또는 최소로 요구되는 최대 후행 차량 감속도 및 선행 차량이 비상 제동 절차를 개시했다는 정보를 전송하기 위한 기존의 전송 시간이 추정된다. 따라서, 이들 조건하에서 그 무리의 차량이 안전하게 제동할 수 있도록 보장된다. 동시에, 차량 거리는 연료 소비량이 최소화될 수 있으며, 도로 이용률이 최적화되도록 선택된다. 따라서, 안전성과 효율성이 높아진다.
다만, 이는 전송 시간이나 각각의 최대 차량 가속도에 있어서 실제 차이가 고려되지 않는 단점이 있다. 따라서, 예컨대 최소로 요구되는 제동 성능이 실제 값으로 인해 이루어질 수 없는 차량 거리를 유발하기 때문에, 실제 차량 거리가 최적으로 설정되지 않을 수 있다. 그러므로, 비록 안전성은 높아지더라도 효율성은 최적으로 높아지지 않는다. 제동 성능의 기존 값은 고정적으로 미리 설정되어 있지만 그 효율성을 높이기 위해 선행 차량이 실제로 개선된 제동 성능을 갖고 있다면, 차량 거리는 선행 차량의 더 안 좋은 제동 성능 및 적절한 후행 차량의 개선된 제동 성능을 고려하도록 조절되기 때문에, 비상 제동 상황 시 후미 충돌이 일어날 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 동적 차량 거리를 정하되, 단순한 방식으로, 가능한 비상 제동 절차 동안 안정성과 관련된 요구 조건들을 만족하고, 연료 소비량과 도로 이용률을 최적화하는 차량 거리가 정해질 수 있는 방법을 제안하는 것이다.
이러한 목적은 제1항에 따른 방법 및 제12항에 따른 제어 유닛에 의해 이루어진다. 바람직한 추가 발달예는 하위 청구항에 개시된다.
본 발명에 따르면, 현재 전송 거리와 제동 거리 차에 의존하여, 한 무리에서 후행 차량과 선행 차량 사이의 동적 차량 거리를 정하도록 제공된다. 이 경우 현재 전송 거리는 후행 차량에 의해 선행 차량이 비상 제동 절차를 개시했다는 정보가 수신되어 상기 후행 차량이 이에 응답하여 마찬가지로 비상 제동 시스템을 개시할 때까지 후행 차량이 주행한 거리로 정의된다. 제동 거리 차는 비상 제동 상황 동안 두 차량이 최대 선행 차량 감속도 또는 최대 후행 차량 감속도로 각각 제동한다면, 선행 차량 제동 거리와 후행 차량 제동 거리 사이의 차이로 형성된다.
동적 차량 거리를 정하기 위해, 현재 전송 시간이 특히 본 발명에 따라 정해지며, 나아가 동적 차량 거리를 계산하는 절차가 실제로 우세한 값을 유리하게 이용할 수 있도록, 선행 차량의 현재 최대 선행 차량 감속도와 후행 차량의 현재 후행 차량 감속도가 정해진다.
이 경우 현재 전송 시간은 선행 차량과 후행 차량 사이에 정보를 전송하는 데 실제로 요구되는 시간, 다시 말해 선행 차량에서 예컨대 비상 제동 절차가 개시되었다는 정보를 발신하고 후행 차량에서 이러한 정보를 수신하는 사이의 시간을 나타낸다. 이 경우 선행 차량은 무선 데이터 통신 또는 차량 간 통신(V2V)을 통해 후행 차량과, 그리고 그 역으로 통신하는데, 이는 차량 사이에 단순한 방식으로 정보를 전송할 수 있도록 V2V 신호가 무선으로 교환될 수 있도록 제공하며, 상기 통신 절차는 특히 그 무리를 감시하고 조정할 수 있도록 제공한다.
현재 전송 거리는 바람직하게는 데드 타임, 다시 말해 후행 차량에서 정해진 V2V 신호를 처리하고 제동 요청을 출력하기 위해 걸리는 시간을 고려함으로써, 정해진 현재 전송 시간 및 응답 시간, 다시 말해 제동 요청이 출력된 이후에 후행 차량의 브레이크에서 제동 압력이 실제로 발생할 때까지의 시간으로부터 얻어진다. 다시 말해, 전송 거리는 선행 차량이 제동 절차를 개시하는 것과 후행 차량이 비상 제동 절차를 개시하는 것 사이에 후행 차량에 의해 주행된 거리를 나타낸다. 데드 타임과 응답 시간을 고려함으로써, 비상 제동 절차가 개시될 때까지 그밖에 지연 시간을 고려할 수 있는데, 이에 의해 유리하게는 동적 차량 거리를 정확하게 정할 수 있다.
제동 거리 차는 현재 정해진 최대 선행 차량 감속도와 현재 최대 후행 차량 감속도에 대한 제동 거리 사이의 차이로부터 정해지는데, 이를 위해 최대 선행 차량 감속도와 최대 후행 차량 감속도 사이의 감속도 차를 이용할 수 있다.
따라서, 동적 차량 거리를 정하는 절차가 현재 추가적인 정보를 이용하는, 다시 말해 현재 전송 시간과 현재 최대 차량 감속도를 이용하고, 미리 고정적으로 파라미터화되거나 고정적으로 저장된 값을 이용하지 않는 이점을 얻을 수 있다. 따라서, 현재 운전 상황에 동적으로 조절된 차량 거리를 정할 수 있다. 따라서, 특히 차량이 주행하는 동안 예컨대 젖은 노면에서부터 마른 노면까지 예컨대 물리적 운전 특성이 변하여 개개의 추가적인 정보가 변할 경우, 안전 양상을 수반하는, 다시 말해 예컨대 비상 제동 상황에 대한, 그리고 또한 효율성에 의존하는, 다시 말해 연료 소비량을 개선하고 도로 이용률을 최적화하기 위한 차량 거리를 매우 정확하게 설정할 수 있다.
차량 거리가 이처럼 유리하게 조절되기 때문에, 선행 차량에 의해 최대 선행 차량 가속도로 개시된 비상 제동 절차의 경우, 마찬가지로 최대 후행 차량 가속도로 비상 제동 절차를 개시한 후행 차량이 후미 충돌이 일어나지 않도록 정지하게 된다. 나아가, 동적 차량 거리는 연료 소비량을 줄일 수 있고 도로 이용률이 최적화되도록 설정된다. 따라서 상기 두 가지 양상을 고려할 수 있다.
이 경우 동적 차량 거리는 유리하게는 후행 차량에, 예컨대 본 발명에 따른 제어 유닛에 저장된 거리 곡선으로부터 얻어지는데, 상기 거리 곡선은 정해진 전송 거리에 대한 감속도 차와 동적 차량 거리 사이의 관계를 나타낸다. 따라서 최대 선행 차량 감속도와 최대 후행 차량 감속도 사이의 감속도 차가 알려져 있다면, 정해진 전송 거리에 대한 해당 거리 곡선으로부터 동적 차량 거리를 판독할 수 있다.
유리하게는, 선행 차량의 최대 선행 차량 감속도는 V2V 신호를 통해 선행 차량으로부터 후행 차량으로 전송될 수 있다. 다시 말해, 선행 차량은 예컨대 최고 감속도로의 미리 수행된 시험 제동 절차에서, 예컨대 현재 선행 차량 마찰 값, 현재 선행 차량 브레이크 라이닝 조건, 현재 선행 차량 제동 응답 거동, 현재 선행 차량 타이어 조건, 현재 선행 차량 제동 조건에 의존하거나 날씨에 의존하여 이루어질 최대 선행 차량 감속도를 정하며, 무선 데이터 통신을 통한 V2V 신호를 통해 무선으로 이러한 이루어질 최대 선행 차량 감속도를 후행 차량으로 전송한다. 그 이루어질 최대 선행 차량 감속도는 차량이 주행하는 동안 예컨대 현재 제동 온도에 의존하여 조절될 수도 있다.
후행 차량은 그로부터 관련 최대 후행 차량 감속도를 이용하여 동적 차량 거리를 정할 수 있다. 이 경우 최대 후행 차량 감속도는 예컨대 선행 차량의 경우와 유사한 방식으로 최고 감속도로의 미리 수행된 시험 제동 절차로부터 얻어지며, 필요할 경우 제동 온도에 대해 조절된다.
따라서, 차량 거리에 영향을 미치는 현재 물리적 운전 파라미터를 이용하고, 적어도 선행 차량과 후행 차량의 무리 또는 집단에서 해당 차량 사이의 안전할 뿐만 아니라 효율적인 거리를 설정하도록, 상기 차량 거리를 현재 조건에 대해 동적으로 조절할 수 있다.
예컨대 무선 데이터 통신이 실패하여 그 값들, 다시 말해 최대 후행 차량 감속도, 최대 선행 차량 감속도 또는 전송 시간 중 어느 하나에 대해 현재 값이 이용 가능하지 않다면, 유리하게는 적어도 최악의 경우를 대비하여 차량 거리를 안전하게 조절할 수 있도록, 기존 값이 현재의 것으로 추정될 수 있다.
제1 전송 시간은 유리하게는 선행 차량에 의해 V2V 신호가 발신된 발신 시간 및 후행 차량에 의해 V2V 신호가 수신된 수신 시간을 포함하는 타임스탬프를 통해 결정된다. 또한, 각각의 선행 차량을 고려하도록 보장하기 위해 위치 스탬프가 이용될 수도 있다.
따라서, 무선 데이터 통신이 존재할 경우, 타임스탬프가 항상 전송되기 때문에, 안전하고 단순하게 현재 전송 시간을 유리하게 결정할 수 있다. 이 경우, 선행 차량에 의해 개시된 비상 제동 절차에 관한 정보는 V2V 신호를 통해 후행 차량으로 전송된다. 이 경우 무선 데이터 교환이 항상 지속적으로 일어나기 때문에, 각각 원하는 전송된 V2V 신호에 대해 제1 전송 시간을 정하는 절차가 수행될 수 있다.
만약 무선 데이터 통신이 실패하면, 리던던시 시스템에 의해 정해진 기존 값을 현재 전송 시간으로 추정할 수 있는데, 가능한 리던던시 시스템은 예컨대 VLC 광원 및/또는 거리 센서 시스템이다. 따라서, 제1 전송 시간 대신에 제2 전송 시간이나 제3 전송 시간이 추정될 수 있다. 무선 데이터 통신이 실패한다면, 선행 차량은 예컨대 VLC 광원을 통해 비상 제동 절차가 개시되었다는 정보를 전송할 수 있다. 다시 말해, 광(가시광 통신)을 통해 정보가 전송되는데, 이를 위해 VLC 광원은 후행 차량에 의해 비상 제동 절차가 개시될 경우 가시 스펙트럼의 광학적 경고 신호를 출력한다. VLC 광원에 의해 광학적 경고 신호가 출력되는 것을 생성하고 감지하기 위해, 제2 전송 시간, 다시 말해 후행 차량이 선행 차량 직후에 비상 제동 절차를 개시할 수 있을 때까지의 시간이 추정된다. 다시 말해, 이러한 제2 전송 시간 및 데드 타임과 응답 시간에 의존하여 동적 차량 상태 또는 전송 거리가 결정된다.
또한 VLC 광원을 이용할 수 없다면, 전송 거리를 정하기 위해 응답 시간과 데드 타임에 더하여 제3 전송 시간이 추정되는데, 제3 전송 시간은 변하는 상대 속도를 거리 센서 시스템이 감지하는 시간을 특징으로 한다. 다시 말해, 선행 차량이 비상 제동 절차를 수행했는지에 관해 거리 센서 시스템을 이용하여 체크가 수행되며, 이에 기반하여 제3 전송 시간에 따라 비상 제동 절차를 개시한다.
더 이상 무선으로 V2V 신호를 수신할 수 없다면, 바람직하게는 최대 선행 차량 감속도와 후행 차량 감속도에 대해 마지막으로 알려진 값을 이용하여 제동 거리 차가 정해진다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명이 설명된다.
도 1은 한 무리의 개요도이다.
도 2는 후행 차량과 선행 차량의 개요도이다.
도 3은 동적 차량 거리를 정하기 위한 거리 곡선의 예시이다.
도 4는 비상 제동 절차가 수행되었을 경우, 후행 차량 감속도와 선행 차량 감속도의 시간 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 1은 복수의 차량(10, 20, 30, 40), 바람직하게는 승용차 및/또는 상용차, 특히 트레일러를 갖는 트럭이나 세미트레일러가 앞뒤로 주행하고 있는 한 무리(100)를 나타낸다. 차량(20, 30, 40)은 후행 차량(FF)이고, 차량(10, 20, 30)은 선행 차량(VF)인데, 후행 차량(FF)은 도 2에 따라 정해진 동적 차량 거리(Adyn)로 상기 후행 차량의 앞쪽에서 주행하는 선행 차량(VF)을 따라가며, 동적 차량 거리(Adyn)는 공간적 거리를 나타낸다. 후행 차량(FF)과 각각의 선행 차량(VF) 사이의 동적 차량 거리(Adyn)는 선행 차량(VF)에 대해 최소 가능 안전 차량 거리(Adyn)를 동적으로 설정하도록 제공되기 때문에, 다시 말해 관련 차량(10, 20, 30, 40)의 각각의 주행 상황에 조절되기 때문에 달라질 수 있다.
동적 차량 거리(Adyn)는 위험한 상황에서의 선행 차량(VF)의 비상 제동 절차(N)의 경우, 차량(10, 20, 30, 40) 사이의 충돌이 방지될 수 있도록 선택된다. 나아가, 동적 차량 거리(Adyn)는 연료 소비량과 도로 이용률을 최적화할 수 있도록 선택된다.
V2V 신호(S1)는 그 무리(100)를 조정하거나 감시할 수 있도록, 무선 데이터 통신(50)(차량 간 통신, V2V)을 통해 선행 차량(VF)과 각각의 후행 차량(FF) 사이에서 지속적으로 전송된다. 이 경우 V2V 신호(S1)는 특히 각각의 차량(VF, FF)의 차량 속도(v_VF, vFF), 동적 차량 거리(Adyn) 및 비상 제동 절차(N)가 개시되었는지에 관한 정보를 전송한다. V2V 신호(S1)는 무선으로 제1 전송 시간(t1) 이내에만 전송된다.
동적 차량 거리(Adyn)는 각각의 후행 차량(FF) 스스로에 의해 정해지는데, 상기 거리는 후행 차량(FF)에 대한 최대 가능 후행 차량 감속도(zMax_FF)로의 후행 차량(FF)의 비상 제동 절차(N)의 경우, 선행 차량(VF)에 대한 최대 가능 선행 차량 감속도(zMax_VF)로의 비상 제동 절차(N)를 개시한 선행 차량(VF)과의 충돌을 회피할 수 있도록 선택된다. 이를 위해 동적 차량 거리(Adyn)는 전송 거리(s)와 제동 거리 차(sB)를 포함한다.
이 경우 전송 거리(s)는 선행 차량(VF)이 제동하기 시작한 시점(t)과 후행 차량(FF)이 제동하기 시작한 시점(t) 사이에 후행 차량(FF)이 주행한 거리, 다시 말해 선행 차량(VF)이 비상 제동 절차(N)를 개시하여 후행 차량(FF)이 비상 제동 절차(N)를 실행할 필요가 있다는 정보를 후행 차량(FF)으로 전송하기 위해 요구되는 거리를 나타낸다. 이 경우 전송 거리(s)는 예컨대 V2V 신호(S1)를 전송하기 위한 제1 전송 시간(t1) 및 데드 타임(tT)과 응답 시간(tS)에 의존하는데, 데드 타임(tT)은 제동 요청이 출력될 때까지 후행 차량(FF)에서 그 전송된 V2V 신호(S1)를 처리하기 위한 시간을 나타내고, 응답 시간(tS)은 제동 요청의 출력으로 시작하여 제동 압력이 실제로 발생할 때까지의 시간을 나타낸다.
두 차량(VF, FF)이 비상 제동 절차(N) 동안 각각의 경우 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF) 또는 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)로 제동한다면, 제동 거리 차(sB)는 특히 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF) 및 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF) 또는 감속도 차(dzMax = zMax_VF - zMax_FF)에 의존하며, 선행 차량 제동 거리(w_VF)와 후행 차량 제동 거리(w_FF) 사이의 차이를 나타낸다. 다시 말해, 후행 차량(FF)이 선행 차량(VF)에 비해 얼마나 급격하게 제동할 수 있는지가 고려된다. 예를 들어 비상 제동 절차(N)의 경우 선행 차량(VF)이 후행 차량(FF)보다 더 급격하게 제동할 수 있기 때문에, 후미 충돌이 확실하게 회피될 수 있도록, 그 반대의 경우보다 더 큰 차량 거리(Adyn)를 선택할 필요가 있다.
결국 동적 차량 거리(Adyn)는 아래로부터 얻어진다.
Adyn = s + sB (dzMax)
단지 예로서, 동적 차량 거리(Adyn)는 서로 다른 거리 곡선(K_Adyn)에서 도 3의 감속도 차(dzMax)에 걸쳐 다른 전송 거리(s)에 의존하여 나타나는데, 파선 화살표는 각각의 거리 곡선(K_Adyn)에 대해 전송 거리(s)가 그 방향으로 감소함을 나타내는 것으로, 다시 말해 전송 거리(s)가 더 짧을수록 동적 차량 거리(Adyn)도 더 짧아진다. 따라서, 정해진 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF) 및 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)에 의존하여 정해진 차량 거리(s)의 경우, 이들 거리 곡선(K_Adyn)으로부터 동적 차량 거리(Adyn)가 얼마나 높게 선택되어야 할지를 도출한다.
이러한 타입의 거리 곡선(K_A)은 예컨대 후행 차량(FF)의 속도에 의존하여 저장될 수 있는데, 그 결과 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)와 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)에 대해 알려진 값 및 전송 거리(s)에 의존하여 후행 차량(FF)에서 동적 거리(Adyn)를 정할 수 있다.
예를 들어 제1 전송 시간(t1)이 알려지지 않아 현재 전송 거리(s) 및 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)가 이용 불가능하다면, 이들 변수에 대한 기존 값이 최악의 경우를 대비하여 조절된다.
후행 차량(FF)의 실제 또는 현재 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)는 후행 차량(FF)의 물리적 주행 상태로부터 얻어지며, 예컨대 후행 차량(FF)에 의한 최고 감속도로의 미리 수행된 시험 제동 절차에 의해 정해질 수 있다. 이 경우 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)는 예컨대 현재 후행 차량 마찰 값(mue_FF), 현재 후행 차량 브레이크 라이닝 조건(ZB_FF), 현재 후행 차량 제동 응답 거동(VB_FF) 또는 각각의 후행 차량(FF)의 제동 성능을 나타내는 그밖에 현재 차량 파라미터에 의존한다.
동적 차량 거리(Adyn)를 정하는 절차를 최적화하도록 전송 거리(s)를 정하기 위해, 제1 전송 시간(t1)이 현재로 정해지는데, 이는 한 무리(100)의 일반 작동(normal operation) 시 특히 개시된 비상 제동 절차(N)에 관한 정보를 전송하기 위한 데이터 전송을 위한 시간으로 추정될 수 있다.
V2V 신호(S1)를 통해 무선으로 데이터가 지속적으로 교환되기 때문에, 차량이 주행하는 동안 지속적으로 제1 전송 시간(t1)을 현재로 정할 수 있다. 이는 예컨대 각각의 V2V 신호(S1)로 선행 차량(VF)에 의해 전송되어 발신 시간(tA)을 나타내는 타임스탬프를 통해 이루어진다. 그 차이로부터 후행 차량(FF)의 수신 시간(tE)을 통해 실제 제1 전송 시간(t1)을 정할 수 있다. V2V 신호(S1)가 실제로 선행 차량(VF)으로부터 왔다는 타당성 체크(plausibility check)를 수행하기 위해, 각각의 선행 차량(VF)의 움직임 데이터를 포함하는 위치 스탬프를 더 제공할 수 있다.
이후, 선행 차량(VF)의 비상 제동 절차(N)의 가능한 시작과 후행 차량(FF)의 비상 제동 절차(N)의 가능한 시작 사이의 정확한 시간 오프셋이 데드 타임(tT)과 응답 시간(tS)을 고려함으로써 실제 제1 전송 시간(t1)으로부터 얻어진다. 다음으로, 전송 거리(s)에 대한 실제 값(t1, tT, tS)이 데드 타임(tT)과 응답 시간(tS)을 고려함으로써 그로부터, 다시 말해 후행 차량(FF)이 이러한 실제 제1 전송 시간(t1)에 주행한 거리로부터 얻어진다.
따라서, 선행 차량(VF)에 의해 비상 제동 절차(N)가 개시되고 이러한 정보가 V2V 신호(S1)를 통해 후행 차량(FF)으로 전송된다면, 후행 차량(FF)은 전송 거리(s)를 주행한 직후에 마찬가지로 비상 제동 절차(N)를 개시할 것인데, 그 결과 예컨대 도 3의 발명에 따라 동적 차량 거리(Adyn)를 정하는 절차 동안 이러한 전송 거리(s)가 고려된다.
또한 선행 차량(VF)과 관련 후행 차량(FF)의 제동 성능(zMax_VF, zMax_FF) 또는 그 감속도 차(dzMax = zMax_VF - zMax_FF)를 고려함으로써 최적화된 제동 거리 차(sB)를 정하기 위해, 최악의 경우를 대비하여 조절된 값을 추정해야 하지 않도록, 실제 또는 현재 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)가 정해진다.
이를 위해, 후행 차량(FF)에서와 유사하게 각각의 선행 차량(VF)에 의해, 예컨대 최고 감속도로의 시험 제동 절차에서, 각각의 선행 차량(VF)이 비상 제동 상황(N)에서 실제로 얼마나 급격하게 또는 어떠한 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)로 제동할 수 있는지가 정해진다. 각각의 선행 차량(VF)이 그 무리(100)에 합류한 시점으로부터, 이러한 정해진 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)가 V2V 신호(S1)를 통해 지속적으로 출력되어, 그 무리(100)의 다른 후행 차량(FF)으로 전송된다.
각각의 후행 차량(FF)은 관련 후행 차량(FF)에 대해 현재 확립된, 그리고 후행 차량(VF)에 의해 현재 확립된 제동 성능(zMax_FF, zMax_VF)을 이용하여, 도 3에 따른 해당 전송 거리(s)에 대한 감속도 차(dzMax)로부터 제동 거리 차(sB)를 정할 수 있다.
동적 차량 거리(Adyn)는 예컨대 도 4의 속도 그래프(K_VF, K_FF)에서 전송 거리(s)로 나타나 있는데, 각각의 제동 거리(w_VF, w_FF)는 각각의 속도 그래프(K_VF, KFF)로부터 적분법을 이용하여 얻어진다. 이 경우, 속도 그래프(K_VF, K_FF)가 서로 같은 최대 양의 구배를 갖기 때문에, 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)는 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)와 동일한 것으로, 예컨대 각각의 경우 5m/s2으로 추정된다. 속도 그래프(K_VF, K_FF), 또는 속도 그래프(K_VF, K_FF)로부터 적분법 또는 그 차이를 이용하여 얻어진 제동 거리 차(sB)는 서로 다른 부분 제동 거리(sB1, sB2, sB3)로 분할될 수 있다.
이 경우 제1 부분 제동 거리(sB1)는 전송 거리(s) 이후에 선행 차량(VF)과 후행 차량(FF)이 일정한 선행 차량 감속도(z_VF) 또는 일정한 후행 차량 감속도(z_FF)를 가질 때까지 후행 차량(FF)이 주행한 거리를 나타내는데, 각각의 경우 이들 일정한 감속도(z_VF, z_FF)는 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF) 또는 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)에 의해 미리 정해진다.
제2 부분 제동 거리(sB2)는 선행 차량(VF)과 후행 차량(FF)이 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF) 또는 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)로 일정하게 제동하는 동안 후행 차량(FF)이 주행한 거리를 나타낸다.
본 예시적인 실시예에서 제3 부분 제동 거리(sB3)는 선행 차량(VF)이 정지한 시점(t)으로부터 후행 차량(FF)이 (제동 절차의 시작 이후) 선행 차량(VF)과 같은 속도에 이르는 시점(t)까지 후행 차량(FF)이 주행한 거리를 나타낸다.
최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)와 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)에 대한 값이 서로 다르다면, 속도 그래프(K_VF, K_FF)의 양의 구배를 조절할 필요가 있는데, 각각의 속도 그래프(K_VF, K_FF)가 서로 교차하는 것도 가능하다. 이에, 부분 제동 거리(sB1, sB2, sB3)와 동적 차량 거리(Adyn)가 변한다.
따라서 동적 차량 거리(Adyn)는 각각의 부분 제동 거리(sB1, sB2, sB3)를 갖는 후행 차량(FF)의 제동 절차의 경우, 선행 차량(VF)과 접촉되지 않도록 확립되며, 이와 관련하여 전송 거리(s)도 고려된다.
다시 말해, 선행 차량(VF)의 비상 제동 절차(N)가 확립된다면, 동적으로 설정된 차량 거리(Adyn)를 이용하여, 추정된 조건하에서 후행 차량(FF)이 예컨대 제1 전송 시간(t1) 및 데드 타임(tT)과 응답 시간(tS) 이후에 마찬가지로 비상 제동 절차(N)를 개시할 경우 상기 후행 차량이 선행 차량(VF)과 접촉되지 않도록 보장할 수 있다.
V2V 신호(S1)에 더하여, 선행 차량(VF)은 VLC 광원(60)을 통해 후행 차량(FF)으로 광학적 경고 신호(SW)를 출력할 수도 있는데, VLC 광원(60)은 무선 전송을 위한 리던던시 시스템(redundancy system)을 나타낸다. 다시 말해, 광(가시광 통신)을 이용하여 선행 차량(VF)으로부터 후행 차량(FF)으로 정보가 전송되는데, 이를 위해 VLC 광원(60)은 선행 차량(VF)에 의해 비상 제동 절차(N)가 개시되면 가시 스펙트럼의 광학적 경고 신호(SW)를 출력한다. 후행 차량(FF)은 VLC 광원(60)이 경고 신호(SW)를 출력하는지를 지속적으로 기록하며, 광학적 경고 신호(SW)의 존재 시, 예컨대 V2V 신호(S1)를 감지할 수 없을 경우 비상 제동 절차(N)가 수행되도록 요청을 보낸다. 동적 차량 거리(Adyn)는 경고 신호(SW)의 생성과 감지를 고려한 제2 전송 시간(t2)이 추정되는 전송 거리(s)를 이용하여 추후에 정해진다. V2V 신호(S1)를 통해 전송된 마지막 값은 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)로 추정된다. 만약 이것이 알려지지 않으면, 최악의 경우를 대비한 기존 값이 이용된다. 따라서, 무선 데이터 통신(50)의 실패를 감지할 수 있으며, 선행 차량(VF)의 비상 제동 절차(N)가 광학적 경고 신호(SW)를 통해 감지될 수 있다.
VLC 광원(60)을 통한 전송도 실패할 경우, 후행 차량(FF)은 거리 센서 시스템(70), 예컨대 추가적인 리던던시 시스템을 나타내는 카메라 제동 광 감지 시스템, LIDAR, RADAR를 더 이용하여, 후행 차량(FF)과 선행 차량(VF) 사이의 상대 속도의 변화(dvRel)가 얼마나 높은지를 감지할 수 있다. 동적 차량 거리(Adyn)는 거리 센서 시스템(70)을 통한 상대 속도의 변화(dvRel)의 감지를 고려한 제3 전송 시간(t3)이 추정되는 전송 거리(s)를 이용하여 추후에 정해진다. V2V 신호(S1)를 통해 마지막으로 전송된 값은 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)로 추정된다. 만약 이것이 알려지지 않으면, 최악의 경우를 대비한 기존 값이 이용된다. 이 경우, 각각의 선행 차량(VF)이 비상 제동 절차(N)를 수행하고 있는 것으로 추정되기 때문에, 정의된 상대 속도의 변화(dvRel)에 따라, 후행 차량(FF)에 의해 비상 제동 절차(N)가 개시된다.
후행 차량(FF)에서 동적 차량 거리(Adyn)가 정해지면, 이는 그 무리(100)에서 후행 차량(FF)을 안전하게 제어하기 위해, 후행 차량(FF)의 주행 시스템(90)을 제어 및/또는 제동 시스템(80)을 제어함으로써 설정된다.
도 4에 따르면, 아래와 같이 본 발명에 따른 방법에 따라 거리가 정해지고 설정될 수 있다.
초기 단계(St0)에서, 본 방법은 예컨대 후행 차량(FF)이 한 무리(100)에 합류한 이후에 시작된다.
제1 단계(St1)에서, 관련 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)는 관련 후행 차량(FF)의 물리적 주행 조건으로부터 정해지는데, 이는 예컨대 후행 차량(FF)에 의한 최고 감속도로의 미리 수행된 시험 제동 절차로 정해질 수 있다.
제2 단계(St2)에서, 제1 전송 시간(t1)은 선행 차량(VF)에 의해 V2V 신호(S1)가 발신된 발신 시간(tA) 및 관련 후행 차량(FF)이 V2V 신호(S1)를 수신한 수신 시간(tE)을 고려함으로써 V2V 신호(S1)를 통한 데이터 전송으로부터 정해진다. 데이터 전송이 방해되면, 앞서 설명된 바와 같이, VLC 경고 광(60)이 사용될 때 제2 전송 시간(t2)이 이용되거나, 거리 센서 시스템(70)이 사용될 때 제3 전송 시간(t3)이 이용된다.
제3 단계(St3)에서, 선행 차량(VF)에 의해 정해져 V2V 신호(S1)를 통해 전송된 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)가 기록되는데, 이는 예컨대 선행 차량(VF)에 의한 최고 감속도로의 미리 수행된 시험 제동 절차로 정해질 수 있다.
제4 단계(St4)에서, 동적 거리(Adyn)는 도 3에 따른 감속도 차(dzMax = zMax_VF - zMax_FF) 또는 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)와 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF) 및 각각의 전송 시간(t1, t2, t3)으로부터 정해지는데, 상기 동적 거리는 부분 제동 거리(sB1, sB2, sB3)를 포함하는 제동 거리 차(sB) 및 데드 타임(tT)과 응답 시간(tS) 및 제1, 제2 또는 제3 전송 시간(t1, t2, t3)에 의존하는 전송 거리(s)로부터 얻어진다.
이후, 동적 차량 거리(Adyn)는 그 무리(100)의 안전성을 높임과 동시에 연료 소비량을 줄이기 위해, 후행 차량(FF)의 구동 및/또는 제동을 제어함으로써 설정될 수 있다. 따라서, 선행 차량(VF)에 의해 최대 선행 차량 감속도(zMax_VE)로 비상 제동 절차(N)가 개시되고 후행 차량(FF)도 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)로 비상 제동 절차(N)로서 반응할 경우 후미 충돌을 회피할 수 있다.
10, 20, 30, 40: 한 무리의 차량
50: 무선 데이터 통신
60: VLC 광원
70: 거리 센서 시스템
80: 제동 시스템
90: 주행 시스템
100: 한 무리
Adyn: 동적 거리
dvRel: 상대 속도
dzMax: 감속도 차
FF: 후행 차량
K_FF: 후행 차량의 속도 그래프
K_VF: 선행 차량의 속도 그래프
mue_FF: 후행 차량 마찰 값
mue_VF: 선행 차량 마찰 값
N: 비상 제동 절차
t: 시점
t1: 제1 전송 시간(V2V)
t2: 제2 전송 시간(VLC)
t3: 제3 전송 시간(거리 센서 시스템)
tA: 발신 시간
tE: 수신 시간
tT: 데드 타임
tS: 응답 시간
S1: V2V 신호
s: 전송 거리
sB: 제동 거리 차
sB1, sB2, sB3: 부분 제동 거리
sW: 경고 신호
v_FF: 후행 차량 속도
v_VF: 선행 차량 속도
VB_FF: 후행 차량 제동 반응 거동
VB_VF: 선행 차량 제동 반응 거동
VF: 선행 차량
W: 날씨
w_FF: 후행 차량 제동 거리
w_VF: 선행 차량 제동 거리
ZB_FF: 후행 차량 브레이크 라이닝 조건
ZB_VF: 선행 차량 브레이크 라이닝 조건
z_FF: 후행 차량 감속도
zMax_FF: 후행 차량의 최대 차량 감속도
zMax_VF: 선행 차량의 최대 차량 감속도
z_VF: 선행 차량 감속도
St0, St1, St2, St3, St4: 방법의 단계

Claims (13)

  1. 한 무리(100)의 후행 차량(FF)과 선행 차량(VF) 사이의 동적 차량 거리(Adyn)를 정하기 위한 방법으로서, 후행 차량(FF)과 선행 차량(VF) 사이에서 무선으로 V2V 신호(S1)가 전송될 수 있고, 상기 방법은 적어도
    - 후행 차량(FF)의 현재 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)를 정하는 단계(St1);
    - 선행 차량(VF)이 비상 제동 절차(N)를 개시했다는 정보를 후행 차량(FF)으로 전송하기 위한 현재 전송 시간(t1, t2, t3)을 정하는 단계(St2);
    - 선행 차량(VF)의 현재 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)를 정하는 단계(St3); 및
    - 전송 거리(s)와 제동 거리 차(sB)를 포함하는 동적 차량 거리(Adyn)를 정하는 단계(St4)를 가지며,
    전송 거리(s)는 선행 차량(VF)이 비상 제동 절차(N)를 개시하는 것과 후행 차량(FF)이 비상 제동 절차(N)를 개시하는 것 사이에 후행 차량(FF)에 의해 주행된 거리를 나타내고, 전송 거리(s)는 현재 전송 시간(t1, t2, t3)에 의존하며,
    제동 거리 차(sB)는 최대 선행 차량 감속도(zMax_VV)에 의해 미리 정해진 선행 차량 제동 거리(w_VF)와 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)에 의해 미리 정해진 후행 차량 제동 거리(w_FF) 사이의 차이를 나타내는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제동 거리 차(sB)는 현재 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)와 현재 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF) 사이의 감속도 차(zdMax)로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 동적 차량 거리(Adyn)는 후행 차량(FF)에 저장된 거리 곡선(K_Adyn)으로부터 얻어지며, 정해진 전송 거리(s)에 대한 감속도 차(dzMax)와 동적 차량 거리(Adyn) 사이의 관계를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서, 선행 차량(VF)의 현재 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)는 선행 차량(VF)에 의한 V2V 신호(S1)를 통해 후행 차량(FF)으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 현재 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)는 선행 차량(VF)에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서, 선행 차량(VF)이 V2V 신호(S1)를 통해 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)를 전송하지 않거나 V2V 신호(S1)가 현재로 전송되고 있지 않을 경우, 선행 차량 감속도(zMax_VF)에 대한 기존 값이나 마지막으로 전송된 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)가 현재 최대 선행 차량 감속도(zMax_VF)로 추정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서, 제1 전송 시간(t1)은 V2V 신호(S1)가 후행 차량(VF)에 의해 발신된 발신 시간(tA) 및 V2V 신호(S1)가 후행 차량(FF)에 의해 수신된 수신 시간(tE)으로부터 현재 전송 시간으로 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서, V2V 신호(S1)의 전송으로부터 제1 전송 시간(t1)을 정할 수 없을 경우,
    - 마지막으로 정해진 제1 전송 시간(t1)이 현재 전송 시간으로 추정되거나,
    - VLC 광원(60)에 의해 출력된 광학적 경고 신호(SW)를 생성하여 감지하기 위한 시간을 특징으로 하는 제2 전송 시간(t2)이 전송 시간으로 정해지거나,
    - 거리 센서 시스템(70)에 의해 변하는 상대 속도(dvRel)를 감지하기 위한 시간을 특징으로 하는 제3 전송 시간(t3)이 전송 시간으로 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서, 전송 시간(t1, t2, t3)에 더하여 전송 거리(s)를 정하기 위해 데드 타임(tT)과 응답 시간(tS)이 추가적으로 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나에 있어서, 최대 후행 차량 감속도(zMax_FF)는 후행 차량(FF)에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나에 있어서, 선행 차량(VF)과 후행 차량(FF) 사이의 정해진 동적 차량 거리(Adyn)는 후행 차량(FF)의 구동 및/또는 제동을 제어함으로써 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 특히 제1항 내지 제11항 중 어느 하나에 청구된 바에 따른 방법을 수행하기에 적합한 한 무리(100)의 후행 차량(FF)에서 동적 차량 거리(Adyn)를 정하기 위한 제어 유닛(110).
  13. 특히 제1항 내지 제11항 중 어느 하나에 청구된 바에 따른 방법을 수행하기에 적합한 제12항에 청구된 바에 따른 제어 유닛(110)을 갖는 후행 차량(20, 30, 40), 특히 상용차(10, 20, 30).
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