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KR102463717B1 - 군집 차량 제동력 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

군집 차량 제동력 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR102463717B1
KR102463717B1 KR1020170170423A KR20170170423A KR102463717B1 KR 102463717 B1 KR102463717 B1 KR 102463717B1 KR 1020170170423 A KR1020170170423 A KR 1020170170423A KR 20170170423 A KR20170170423 A KR 20170170423A KR 102463717 B1 KR102463717 B1 KR 102463717B1
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임종수
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 군집 차량 제동력 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량 제동력 제어 장치는 자차량의 예상 제동거리를 예측하는 제동 거리 예측부; 자차량의 예상 제동거리와 후방 차량들의 예상 제동 거리를 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하는 제동 제한 판단부; 및 제동거리의 제한이 필요한 경우, 상기 제동거리의 제동 제한량을 결정하는 제동 제한량 결정부;를 포함할 수 있다.

Description

군집 차량 제동력 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법{Apparatus for controlling braking force of platooning vehicle, system having the same and method thereof}
본 발명은 군집 차량 제동력 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 군집 내 모든 차량의 제동력을 고려하여 각 차량의 제동력을 제한하는 기술에 관한 것이다.
군집 주행(Platooning)은 선행차량의 뒤를 추종 차량이 따르는 방식으로 주행하는 경우로서, 군집 내 차량들은 V2V 통신을 통해 각종 주행 정보를 송수신하고 차량의 속도, 차량 간격 등을 제어함으로써, 차량 간에 일정간격을 유지하면서 주행할 수 있도록 한다.
이러한 군집 내 차량들의 중량, 타이어 상태, 제동 성능 등에 따라 예상 제동 거리가 다른 경우, 급작스러운 장애물 발견으로 급하게 제동하는 경우, 제동 거리가 긴 차량이 미처 제동을 완료하지 못하고 선두 차량과 충돌할 수 있다.
도 1과 같이, 차간 거리가 10m인 차량들이 군집 주행을 하고 있을 때, 선두 차량(LV;Leading Vehicle)의 제동 거리가 30m, 추종 차량(FV1; Following Vehicle)의 제동 거리가 50m, 추종 차량(FV2)의 제동거리가 20m, 추종 차량 (FV3)의 제동 거리가 40m로 각각 다른 경우, 도 2와 같이 선두 차량(LV)이 5m 전방에 장애물을 발견하여 제동을 수행하는 경우 선두 차량(LV)의 제동거리 35m, 차간 거리 10m를 합하여 총 45m의 거리 여유가 있어 선두 차량(LV)은 풀제동 하지 않고 35m 수준으로 제동하게 된다. 그러나 추종 차량(FV1)의 예상 제동 거리가 50m이므로 결국 추종 차량(FV1)은 선두 차량 (LV)과 충돌하게 된다.
이처럼 종래에는 군집 내 차량들의 예상 제동 거리를 고려하지 않고 일괄적인 제어를 수행함으로써 중량물을 적재하는 트럭 등의 군집 주행 시 사고가 발생할 가능성이 높다.
본 발명의 실시예는 군집 내 모든 차량의 예상 제동 거리를 고려하여 각 차량의 제동력을 제한함으로써 군집 내 차량간의 충돌을 방지할 수 있는 군집 차량 제동력 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 군집 차량 제동력 제어 장치는 자차량의 예상 제동거리를 예측하는 제동 거리 예측부; 자차량의 예상 제동거리와 후방 차량들의 예상 제동 거리를 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하는 제동 제한 판단부; 및 제동거리의 제한이 필요한 경우, 상기 제동거리의 제동 제한량을 결정하는 제동 제한량 결정부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 거리 예측부는, 제동 시 주행 속도, 마찰 계수, 중력 가속도, 차량 중량, 차량 총 제동력 측정치를 이용하여 상기 예상 제동 거리를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한 판단부는, 상기 자차량의 예상 제동 거리와 상기 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값을 비교하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한 판단부는, 군집 내 상기 자차량의 위치를 판단하고, 상기 자차량의 위치를 기준으로 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값과 상기 자차량의 예상 제동 거리를 비교하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한 판단부는, 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰지를 판단하여, 상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰 경우 자차량의 제동 거리를 후방 차량의 최대 제동 거리로 제한이 필요한 것으로 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한 판단부는, 상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 작거나 같은 경우, 상기 자차량의 제동거리를 유지하도록 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한량 결정부는, 상기 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값과 상기 자차량의 예상 제동 거리의 비율을 기반으로 자차량의 제동 요구량을 일정 비율로 제한하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한량 결정부는, 자차량의 제동거리, 자차량의 총 제동력, 자차량의 중량, 후방 차량의 중량, 후방 차량의 총 제동력을 이용하여 상기 제동제한량을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한량 결정부는, 상기 자차량의 제동거리, 자차량의 총 제동력을 상기 자차량의 중량으로 나눈 값, 후방 차량의 중량을 상기 후방 차량의 총 제동력으로 나눈 값을 곱한 값이 상기 후방 차량의 예상 제동거리와 같도록 상기 제동 제한량을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 군집 차량 제동력 제어 시스템은 군집을 형성한 차량 간의 통신을 수행하는 통신 장치; 상기 군집 내 자차량의 예상 제동거리를 예측하고, 상기 예상 제동거리와 후방 차량들의 예상 제동 거리를 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하고 그 판단 결과에 따라 상기 자차량의 제동 거리를 제한하는 군집 차량 제동력 제어 장치; 및 상기 군집 내 차량의 제동력 제한 결과를 표시하는 표시 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는, 기존 제동력 대비 제한된 제동력양의 비율을 표시하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 차량 제동력 제어 장치는, 자차량의 예상 제동거리를 예측하는 제동 거리 예측부; 자차량의 예상 제동거리와 후방 차량들의 예상 제동 거리를 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하는 제동 제한 판단부; 및 제동거리의 제한이 필요한 경우, 상기 제동거리의 제동 제한량을 결정하는 제동 제한량 결정부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 거리 예측부는, 제동 시 주행 속도, 마찰 계수, 중력 가속도, 차량 중량, 차량 총 제동력 측정치를 이용하여 상기 예상 제동 거리를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한 판단부는, 상기 자차량의 예상 제동 거리와 상기 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값을 비교하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한 판단부는, 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰지를 판단하여, 상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰 경우 자차량의 제동 거리를 후방 차량의 최대 제동 거리로 제한이 필요한 것으로 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한 판단부는, 상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 작거나 같은 경우, 상기 자차량의 제동거리를 유지하도록 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한량 결정부는, 상기 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값과 상기 자차량의 예상 제동 거리의 비율을 기반으로 자차량의 제동 요구량을 일정 비율로 제한하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제동 제한량 결정부는, 상기 자차량의 제동거리, 자차량의 총 제동력을 상기 자차량의 중량으로 나눈 값, 후방 차량의 중량을 상기 후방 차량의 총 제동력으로 나눈 값을 곱한 값이 상기 후방 차량의 예상 제동거리와 같도록 상기 제동 제한량을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 군집 차량 제동력 제어 방법은 자차량의 예상 제동거리를 예측하는 단계; 상기 자차량의 예상 제동거리와 후방 차량들의 예상 제동 거리 중 최대값과 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하는 단계; 제동거리의 제한이 필요한 경우, 상기 제동거리의 제동 제한량을 결정하는 단계; 및 상기 제동 제한량을 적용하여 제동하는 단계;를 포함하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 내 차량의 제동력 제한 결과를 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 기술은 군집 내 모든 차량의 예상 제동 거리를 고려하여 각 차량의 제동력을 제한함으로써 군집 내 차량간의 충돌을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 군집 차량의 군집 주행 예시도이다.
도 2는 일반적인 군집 차량의 군집 주행 제어 시 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량의 제동력 제어 시스템의 구성도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 일정한 차간 거리를 유지하며 군집형성한 차량들의 예시도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량간의 자차량의 예상 제동 거리를 공유하는 예시도이다.
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량 각각의 제한 제동 거리를 산출한 예시도이다.
도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 제한 제동 거리 적용 후 전방의 장애물 발견으로 긴급 제동 시 차간 거리의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량의 제동력 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량의 제동력 제어 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 군집 주행 중 제동 제어를 하는 경우, 군집 내 모든 차량의 제동력을 고려하여 각 차량별 제동력을 제어함으로써 군집 차량 내 긴급 제동 시 차량간 충돌을 방지할 수 있는 구성을 개시한다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량 제동력 제어 시스템의 구성도이다. 이때, 군집 차량 제동력 제어 시스템(100)은 군집 주행중인 차량 내에 각각 탑재될 수 있고, 선두 차량(LV)내 군집 차량 제동력 제어 시스템과 추종차량(FV1, FV2, FV3) 내 각각 탑재된 군집 차량 제동력 제어시스템 간에 통신을 수행하고, 서로의 예상 제동 거리를 공유한다.
본 발명의 실시에에 따른 군집 차량 제동력 제어 시스템은 통신장치(110), 저장장치(120), 제어장치(130), 표시장치(140), 군집 차량 제동력 제어 장치(200)를 포함한다.
통신장치(110)는 차량 간 통신(V2V; Vehicle-to-vehicle), 차량과 차량기반시설간 통신(V2I) 등의 통신을 수행한다.
저장장치(120)는 차량 간 통신을 통해 송수신한 정보를 저장하고 산출된 예상 제동거리 및 제한 제동 거리 등을 저장한다. 저장장치(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.
제어장치(130)는 군집 차량 제동력 제어 시스템(100)의 내의 각 구성요소의 동작을 제어한다. 또한 제어장치(130)는 차량 내 장치인 ECU(Engine controlling unit) 등으로 구현될 수 있다.
표시장치(140)는 제동 거리 제한 여부 또는 제한 제동거리를 운전자가 확인할 수 있도록 표시한다. 또한, 표시장치(140)는 각 차량마다의 제동력 제한 정도를 표시할 수 있고 기존 제동력 대비 제한된 제동력 양을 비율로서 표시하여 운전자가 쉽게 인식할 수 있도록 할 수 있다.
이때 도 1에서는 표시장치(140)가 군집 차량 제동력 제어 시스템(100) 내에 포함되는 구성을 개시하고 있으나 이에 한정되지 않고 차량 내의 타 장치, 클러스터, 헤드업 디스플레이, 네비게이션 단말, AVN(audio, video, navigation)등을 통해 제한 제동거리를 표시할 수도 있다. 이를 위해 표시장치(140)는 액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT LCD, Thin Film Transistor-LCD), 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic LED), 능동형 OLED(AMOLED, Active Matrix OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 벤디드 디스플레이(bended display), 그리고 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이들 중 일부 디스플레이는 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투명형으로 구성되는 투명 디스플레이(transparent display)로 구현될 수 있다. 또한, 표시장치(140)는 터치 패널을 포함하는 터치스크린(touchscreen)으로서 마련되어 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
군집 차량 제동력 제어 장치(200)는 군집 내 자차량의 예상 제동거리를 예측하고, 자차량의 예상 제동거리와 자차량일 기준으로 후방 차량들의 예상 제동 거리를 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하고 그 판단 결과에 따라 자차량의 제동 거리를 제한한다.
이를 위해, 군집 차량 제동력 제어 장치(200)는 제동거리 예측부(210), 제동 제한 판단부(220), 제동 제한량 결정부(230), 제동 제어부(240)를 포함한다.
제동거리 예측부(210)는 자차량의 예상 제동거리를 예측한다. 이때, 예상 제동 거리는 차량이 제동 시 제동 시작시점부터 제동이 완료되기까지 걸리는 거리를 의미한다. 예를 들어, 제동거리가 50m이면 운전자가 제동을 요구하기 위해 브레이크 페달을 밟아 차량이 감속을 수행하기 시작하는 시점부터 차량이 완전히 제동하여 멈추는 시점까지 차량이 주행한 거리가 50m라는 의미이다.
제동 거리 예측부(210)는 차량 제동 시 주행 속도, 마찰 계수, 중력 가속도, 차량 중량, 차량 총 제동력 측정치를 이용하여 예상 제동 거리를 산출할 수 있으며 제동 거리 예측 식은 아래 수학식 1과 같다.
Figure 112017123715764-pat00001
S는 예상 제동 거리, V는 제동 시 주행 속도(m/s), m는 마찰 계수로서, 도로, 날씨 정보등을 이용한 도로 상태별 마찰 계수를 적용한다. g는 중력가속도로서 9.8m/s2 이고 W는 차량 중량으로서 통상의 차량 중량 예측 시스템 등으로부터 획득될 수 있다. F는 차량 총 제동력 측정치(kg)로서 주기적으로 측정된 제동력 측정치이다.
제동 제한 판단부(220)는 자차량의 예상 제동거리와 후방 차량들의 예상 제동 거리를 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단할 수 있다. 이때, 제동 제한 판단부(220)는 군집 내 자차량의 위치를 판단하고, 자차량의 위치를 기준으로 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값과 자차량의 예상 제동 거리를 비교한다. 이때, 자차량의 위치는 지리상의 현재 위치 뿐만 아니라 군집 대열 내 순서 등을 포함할 수 있다.
제동 제한 판단부(220)는 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰지를 판단하여, 후방 차량의 예상 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰 경우 후방 차량의 최대 제동 거리를 자차량의 제동 거리로서 결정한다. 반면 제동 제한 판단부(220)는 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 작거나 같은 경우, 자차량의 예상 제동거리를 유지하도록 판단한다.
제동 제한량 결정부(230)는 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값과 자차량의 예상 제동 거리의 비율을 기반으로 자차량의 제동 요구량을 일정 비율로 제한한다.
제동 제한량 결정부(230)는 자차량의 제동거리, 자차량의 총 제동력을 자차량의 중량으로 나눈 값, 후방 차량의 중량을 상기 후방 차량의 총 제동력으로 나눈 값을 곱한 값이 후방 차량의 예상 제동거리와 같도록 제동 제한량을 결정할 수 있다.
예를 들어, 아래 수학식 2가 차량 1의 예상 제동거리를 나타내고, 수학식 3이 차량 1의 후방 차량인 차량 2의 예상 제동 거리를 나타낸다고 가정하기로 한다.
Figure 112017123715764-pat00002
Figure 112017123715764-pat00003
이때, 차량 1 및 차량 2의 제동 시 주행 속도(V), 마찰 계수(m), 중력 가속도(g)는 동일하다고 가정하기로 한다. 이에 차량 1과 차량 2의 차량 제동 거리를 비교하기 위해 중량(W) 및 제동력 측정치(F)를 고려하면 된다.
이에 차량 1의 예상 제동 거리 S1과 차량 2의 예상 제동 거리 S2의 비례식을 아래 수학식 4와 같이 도출할 수 있다.
Figure 112017123715764-pat00004
차량 1의 예상 제동 거리 S1을 차량 2의 예상 제동 거리 S2만큼 제한하기 위해 군집 차량 제동력 제어 장치(200)는
Figure 112017123715764-pat00005
의 비율로 차량 1의 예상 제동 거리 S1을 제한한다.
제동 제한량 결정부(230)에서 결정된 제동 제한량을 기반으로 자차량의 제동 거리를 조절한다.
제동 제어부(240)는 제동 제한량을 기반으로 자차량의 제동 거리를 조절한다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하여 제동거리, 차간거리, 제한 제동거리의 예시를 들어 설명하기로 한다. 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 일정한 차간 거리를 유지하며 군집형성한 차량들의 예시도이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량간의 자차량의 예상 제동 거리를 공유하는 예시도이다. 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량 각각의 제한 제동 거리를 산출한 예시도이고, 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 제한 제동 거리 적용 후 전방의 장애물 발견으로 긴급 제동 시 차간 거리의 예시도이다.
도 4a와 같이 총 4대의 차량이 군집 형성을 하고 주행하는 경우를 가정하여 설명하기로 한다. 군집을 형성한 각 차량의 제동력 제어 장치는 현재 상태에서의 자차량의 예산 제동 거리를 산출한다. 이때 각 차량은 차간거리를 10m로 설정하여 유지하고 있다. 또한 선두 차량(LV)의 예상 제동 거리는 30m, 추종 차량(FV1)의 예상 제동 거리는 50m, 추종 차량(FV2)의 예상 제동 거리는 20m, 추종 차량(FV3)의 예상 제동 거리는 40m이다.
이어, 도 4b와 같이 군집 차량 제동력 제어 장치(200)는 차량간 통신(V2V)을 통해 자차량의 예상 제동 거리를 타 차량으로 전송하고, 타차량 내의 군집 차량 제동력 제어장치 각각도 타차량 자신의 예상 제동 거리를 다른 차량들로 송신함으로써, 군집 차량 간에 서로의 예상 제동 거리가 공유된다.
도 4c는 각 차량의 제한 제동 거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 것으로서, 선두 차량(LV)의 예상 제동 거리는 30m이고 후방에 있는 추종 차량(FV1, FV2, FV3)중 추종 차량(FV1)의 예상 제동 거리가 50m로 가장 길어, 선두 차량(LV)의 제한 제동 거리를 추종 차량(FV1)의 예상 제동 거리인 50m로 결정한다.
추종 차량(FV1)의 자차량 예상 제동 거리가 50m이고 후방 차량(FV2, FV3) 중 후방 차량(FV3)의 예상 제동 거리가 40m로 가장 긴 값이 된다. 이때, 추종 차량(FV1)의 예상 제동 거리는 50m이고 후방 차량(FV3)의 예상 제동 거리는40m로 차량 (FV1)의 예상 제동 거리가 더 길기 때문에 추종 차량(FV1)의 예상 제동 거리 50m를 유지시킨다.
추종 차량(FV2)의 경우, 자차량의 예상 제동 거리는 20m이고 후방 차량(FV3)의 예상 제동 거리는 40m이므로, 추종 차량(FV2)의 예상 제동 거리가 후방 차량(FV3)의 예상 제동 거리보다 짧으므로 추종 차량(FV2)는 후방 차량(FV3)의 예상 제동 거리(40m)를 자차량의 제한 제동 거리로 결정한다.
추종 차량(FV3)은 최 후방의 차량이므로 자차량의 후방에 차량이 존재하지 않는다. 이에 추종 차량(FV3)는 자신의 예상 제동거리를 제한 제동거리로 결정한다.
도 4d를 참조하면 선두 차량(LV)의 제한 제동 거리는 50m, 추종 차량(FV1)의 제한 제동 거리는 50m, 추종 차량(FV2)의 제한 제동 거리는 40m, 추종 차량(FV3)의 제한 제동 거리는 40m로 적용되어 있는 상태에서, 선두차량(LV)의 전방에 장애물이 발견되어 긴급 제동을 수행하는 경우 추종차량들(FV1, FV2, FV3)도 긴급제동을 하게 되는데, 각 차량의 제동거리 제한을 둔 상태에서 긴급 제동을 하더라도 차간거리를 적당히 유지함으로써 군집 내 차량간의 충돌을 최소화할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량의 제동력 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량의 제동력 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
군집 차량 제동력 제어 시스템(100)은 군집 내 자차량 위치를 판단하고(S101), 자차량의 위치를 기준으로 제동 시 주행 속도, 마찰 계수, 중력 가속도, 차량 중량, 차량 총 제동력 측정치를 이용하여 예상 제동 거리를 산출한다(S102).
이어, 군집 차량 제동력 제어 시스템(100)은 군집 내 차량 각각의 예상 제동 거리를 송신하고 군집 내 다른 차량들로부터 해당 차량들의 예상 제동 거리를 수신함으로써, 군집 내 차량 간의 예상 제동 거리를 서로 공유한다(S103).
군집 차량 제동력 제어 시스템(100)은 군집 내 후방 차량 중 예상 제동 거리가 가장 긴 최대값을 자차량의 예상 제동 거리와 비교하여(S104), 군집 내 후방 차량 중 예상 제동 거리 최대값이 자차량의 예상 제동 거리보다 작거나 같으면 자차량 예상 제동 거리를 자차량의 제동 거리로서 결정하고 적용한다(S105). 즉 후방 차량의 예상 제동 거리가 자차량의 예상 제동거리보다 작으면 후방 차량의 제동력이 자차량의 제동력보다 좋으므로 자차량이 긴급 제동하더라도 후방 차량의 대처가 가능한 것을 의미한다.
한편, 군집 내 후방 차량 중 예상 제동 거리 최대값이 자차량의 예상 제동 거리보다 크면 후방 차량의 예상 제동 거리 최대값으로 자차량의 제동거리를 결정한다(S106). 즉 후방 차량의 예상 제동 거리가 자차량의 예상 제동거리보다 크면 자차량의 제동 거리를 제동력이 약한 후방 차량의 제동 거리로 적용함으로써 제동력이 약한 후방 차량과의 충돌을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 중량, 차종, 제동 성능 등에 따라 각각 다른 예상 제동 거리를 가지는 군집 내 차량들이 서로의 예상 제동 거리를 공유하고, 자차량의 예상 제동 거리와 후방 차량의 예상 제동 거리를 비교하여 그 비교 결과에 따라 자차량의 제동거리를 제어함으로써, 제동력에 따라 각 차량마다 제동거리를 다르게 설정하여 적용함으로써 차량간의 충돌을 방지할 수 있다.
또한, 제동력에 따라 각 차량마다 제동거리를 제한하여 다르게 설정하는 경우, 제한된 제동력에 대한 정보를 운전자에게 표시하여 운전자에게 브레이크 성능에 대한 변화에 미리 예상 할 수 있도록 하고, 더 주의하여 운행 할 수 있도록 도와 줄 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 군집 차량의 제동력 제어 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다. 도 6을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 군집 차량 제동력 제어 시스템
200 : 군집 차량 제동력 제어 장치
110 : 통신장치
120 : 저장장치
130 : 제어장치
140 : 표시장치
210 : 제동거리 예측부
220 : 제동 제한 판단부
230 : 제동 제한량 결정부
240 : 제동 제어부

Claims (20)

  1. 자차량의 예상 제동거리를 예측하는 제동 거리 예측부;
    자차량의 예상 제동거리와 후방 차량들로부터 공유받은 후방 차량들의 예상 제동 거리를 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하는 제동 제한 판단부; 및
    상기 자차량의 제동거리의 제한이 필요한 경우, 상기 제동거리의 제동 제한량을 결정하는 제동 제한량 결정부;
    를 포함하고
    상기 제동 제한 판단부는,
    후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰지를 판단하여, 상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰 경우 자차량의 제동 거리를 후방 차량의 최대 제동 거리로 제한이 필요한 것으로 판단하고,
    상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 작거나 같은 경우, 상기 자차량의 제동거리를 유지하도록 판단하고,
    상기 제동 제한량 결정부는,
    상기 자차량의 제동거리, 주기적으로 측정되는 자차량의 총 제동력을 상기 자차량의 중량으로 나눈 값, 후방 차량의 중량을 상기 후방 차량의 총 제동력으로 나눈 값을 곱한 값이 상기 후방 차량의 예상 제동거리와 같도록 상기 제동 제한량을 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 거리 예측부는,
    제동 시 주행 속도, 마찰 계수, 중력 가속도, 차량 중량, 차량 총 제동력 측정치를 이용하여 상기 예상 제동 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 제한 판단부는,
    상기 자차량의 예상 제동 거리와 상기 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값을 비교하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제동 제한 판단부는,
    군집 내 상기 자차량의 위치를 판단하고, 상기 자차량의 위치를 기준으로 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값과 상기 자차량의 예상 제동 거리를 비교하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 제한량 결정부는,
    상기 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값과 상기 자차량의 예상 제동 거리의 비율을 기반으로 자차량의 제동 요구량을 일정 비율로 제한하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 제한량 결정부는,
    자차량의 제동거리, 자차량의 총 제동력, 자차량의 중량, 후방 차량의 중량, 후방 차량의 총 제동력을 이용하여 상기 제동 제한량을 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 제한량 결정부는,
    상기 자차량의 제동거리, 자차량의 총 제동력을 상기 자차량의 중량으로 나눈 값, 후방 차량의 중량을 상기 후방 차량의 총 제동력으로 나눈 값을 곱한 값이 상기 후방 차량의 예상 제동거리와 같도록 상기 제동 제한량을 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 장치.
  10. 군집을 형성한 차량 간의 통신을 수행하는 통신 장치;
    상기 군집 내 자차량의 예상 제동거리를 예측하고, 상기 예상 제동거리와 후방 차량들로부터 공유받은 후방 차량들의 예상 제동 거리를 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하고 그 판단 결과에 따라 상기 자차량의 제동 거리를 제한하는 군집 차량 제동력 제어 장치; 및
    상기 군집 내 차량의 제동력 제한 결과를 표시하는 표시 장치
    를 포함하고,
    상기 군집 차량 제동력 제어 장치는,
    후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰지를 판단하여, 상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰 경우 자차량의 제동 거리를 후방 차량의 최대 제동 거리로 제한이 필요한 것으로 판단하고,
    상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 작거나 같은 경우, 상기 자차량의 제동거리를 유지하도록 판단하고
    상기 자차량의 예상 제동거리, 주기적으로 측정되는 자차량의 총 제동력을 상기 자차량의 중량으로 나눈 값, 후방 차량의 중량을 상기 후방 차량의 총 제동력으로 나눈 값을 곱한 값이 상기 후방 차량의 예상 제동거리와 같도록 제동 제한량을 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 표시 장치는,
    기존 제동력 대비 제한된 제동력양의 비율을 표시하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 군집 차량 제동력 제어 장치는,
    자차량의 예상 제동거리를 예측하는 제동 거리 예측부;
    자차량의 예상 제동거리와 후방 차량들의 예상 제동 거리를 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하는 제동 제한 판단부; 및
    제동거리의 제한이 필요한 경우, 상기 제동거리의 제동 제한량을 결정하는 제동 제한량 결정부;
    를 포함하는 군집 차량 제동력 제어 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제동 거리 예측부는,
    제동 시 주행 속도, 마찰 계수, 중력 가속도, 차량 중량, 차량 총 제동력 측정치를 이용하여 상기 예상 제동 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 시스템.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제동 제한 판단부는,
    상기 자차량의 예상 제동 거리와 상기 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값을 비교하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 제동 제한량 결정부는,
    상기 후방 차량들의 예상 제동거리 중 최대값과 상기 자차량의 예상 제동 거리의 비율을 기반으로 자차량의 제동 요구량을 일정 비율로 제한하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 시스템.
  18. 삭제
  19. 자차량의 예상 제동거리를 예측하는 단계;
    상기 자차량의 예상 제동거리와 후방 차량들로부터 공유받은 후방 차량들의 예상 제동 거리 중 최대값과 비교하여 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하는 단계;
    제동거리의 제한이 필요한 경우, 상기 제동거리의 제동 제한량을 결정하는 단계; 및
    상기 제동 제한량을 적용하여 제동하는 단계;
    를 포함하고
    상기 자차량의 제동거리의 제한 여부를 판단하는 단계는,
    후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰지를 판단하여, 상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 큰 경우 자차량의 제동 거리를 후방 차량의 최대 제동 거리로 제한이 필요한 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 후방 차량의 제동 거리가 자차량의 예상 제동 거리보다 작거나 같은 경우, 상기 자차량의 제동거리를 유지하도록 판단하는 단계를 포함하고
    상기 제동거리의 제동 제한량을 결정하는 단계는,
    상기 자차량의 예상 제동거리, 주기적으로 측정되는 자차량의 총 제동력을 상기 자차량의 중량으로 나눈 값, 후방 차량의 중량을 상기 후방 차량의 총 제동력으로 나눈 값을 곱한 값이 상기 후방 차량의 예상 제동거리와 같도록 상기 제동 제한량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 군집 내 차량의 제동력 제한 결과를 표시하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 차량 제동력 제어 방법.
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