KR20220000434A

KR20220000434A - 군집주행 제어방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20220000434A
Application number: KR1020200077619A
Authority: KR
Inventors: 박승진
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2020-06-25
Filing date: 2020-06-25
Publication date: 2022-01-04
Also published as: US12091008B2; CN114115215A; US20210402994A1; CN114115215B

Abstract

본 발명은 차량의 주행과정에서 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단하고; 선행 차량의 언덕구간 진입 판단시, 자차에 탑재된 DR센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하며; 상기 언덕구간에서 DR센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법이 소개된다.

Description

군집주행 제어방법 및 시스템{Platooning control method and system}

본 발명은 언덕구간에서 차량의 군집주행 제어를 안정적으로 실시하는 군집주행 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.

군집주행은 차량간격 제어를 통해 연속되는 차량들을 가깝게 유지시킨 채로 그룹화하여 주행하는 것으로, 차량에 설치된 센서를 이용하여 선행 차량과의 거리 및 속도 등의 정보를 검출하고, 검출된 정보를 차량들 간에 교환함으로써, 차량의 간격을 유지 제어하면서 주행하게 된다.

다만, 군집주행하는 차량들이 경사를 가진 언덕을 주행하는 경우, 언덕 피크 지점을 지나 내리막 경사에 진입할 때에, 차량에 설치된 카메라 및 레이더 등의 전방센서의 FOV(화각)의 한계로 인해, 선행 차량이 후행하는 자차의 시야에서 사라지게 된다.

따라서, 순간적으로 군집주행 제어에 어려움이 발생하게 되는데, 이 시점에서 충돌 위험상황 등이 발생하는 경우 효과적으로 대응할 수 없기 때문에 차량 간 간격이 급격하게 감소하면서 사고가 발생할 수 있는 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2020-0058616 A KR 10-1997-0026248 A US 9987985 B KR 10-2016-0134016 A KR 10-2017-0016177 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 언덕구간에서 차량의 군집주행 제어를 안정적으로 실시하는 군집주행 제어방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 제어기가, 차량의 주행과정에서 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단하는 언덕진입 판단단계; 제어기가, 선행 차량의 언덕구간 진입 판단시, 자차에 탑재된 DR(Dead-Reckoning)센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 언덕거리정보 산출단계; 및 제어기가, 상기 언덕구간에서 DR센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 언덕주행 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 언덕진입 판단단계에서, 선행 차량의 피치값을 이용하여 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단할 수 있다.

상기 언덕진입 판단단계는, 군집주행하는 차량 중 리더 차량의 피치값이 설정값 이상시, 내비게이션 정보를 이용하여 리더 차량이 언덕구간에 진입했는지 판단하는 단계; 리더 차량의 언덕구간 진입 판단시, 군집주행하는 차량 각각의 피치값을 검출하는 단계; 선행 차량의 피치값이 설정값 이상시, 선행 차량이 언덕구간에 진입한 것으로 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 언덕주행 제어단계 과정에서 자차의 언덕구간 탈출 여부를 판단하는 언덕탈출 판단단계; 자차의 언덕구간 탈출 판단시, 자차에 탑재된 전방센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 산출단계; 및 언덕구간을 탈출한 평지구간에서 전방센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 평지주행 제어단계;를 포함할 수 있다.

상기 언덕탈출 판단단계는, 자차의 피치값이 설정값 이상 상승하다가 설정값 미만으로 감소한 후, 자차의 피치값이 재상승하여 설정값에 도달하는 경우 자차가 언덕구간에서 탈출한 것으로 판단할 수 있다.

선행 차량이 언덕구간에 진입하기 전에는 자차에 탑재된 전방센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 확보단계; 및 상기 평지구간에서 전방센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 평지주행 제어단계;를 포함할 수 있다.

상기 속도정보는 GPS에 의해 확보할 수 있다.

상기 언덕주행 제어단계에서, 자차가 내리막 경사에 진입한 경우, 내리막 경사의 경사도에 따라 자차의 제동량을 보정하여 자차의 군집주행 제어에 반영할 수 있다.

자차와 선행 차량과의 거리 및 상대속도를 이용하여 충돌소요시간을 산출하는 단계; 상기 충돌소요시간을 기반으로 자차와 선행 차량과의 상대속도를 0으로 만들기 위한 자차의 요구감속도를 산출하는 단계; 상기 요구감속도에 내리막 경사의 경사도를 반영하여 요구감속도를 보정하는 단계; 보정된 요구감속도 보정값을 구현하는 목표 제동제어값을 산출하고, 산출된 목표 제동제어값이 자차의 군집주행 제어에 반영되도록 송출하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명은, 차량의 주행과정에서 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단하는 언덕판단부; 선행 차량의 언덕구간 진입 판단시, 자차에 탑재된 DR(Dead-Reckoning)센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 언덕거리정보 산출부; 및 상기 언덕구간에서 DR센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 주행제어부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 언덕판단부는, 선행 차량의 피치값을 이용하여 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단할 수 있다.

상기 언덕판단부는, 군집주행하는 차량 중 리더 차량의 피치값이 설정값 이상시, 내비게이션 정보를 이용하여 리더 차량이 언덕구간에 진입했는지 판단하고; 리더 차량의 언덕구간 진입 판단시, 군집주행하는 차량 각각의 피치값을 검출하며; 선행 차량의 피치값이 설정값 이상시, 선행 차량이 언덕구간에 진입한 것으로 판단할 수 있다.

상기 언덕판단부는 언덕구간에서 주행 제어하는 과정에서 선행 차량의 언덕구간 탈출 여부를 판단하고; 선행 차량의 언덕구간 탈출 판단시, 자차에 탑재된 전방센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 산출부;를 더 포함하고, 주행제어부는 언덕구간을 탈출한 평지구간에서 전방센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시할 수 있다.

상기 언덕판단부는, 자차의 피치값이 설정값 이상 상승하다가 설정값 미만으로 감소한 후, 자차의 피치값이 재상승하여 설정값에 도달하는 경우 자차가 언덕구간에서 탈출한 것으로 판단할 수 있다.

선행 차량이 언덕구간에 진입하기 전에 자차에 탑재된 전방센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 산출부;를 더 포함하고, 주행제어부는 상기 평지구간에서 전방센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시할 수 있다.

상기 속도정보는 GPS에 의해 확보할 수 있다.

상기 주행제어부에 의한 주행 제어과정에서, 자차가 내리막 경사에 진입한 경우, 내리막 경사의 경사도에 따라 자차의 제동량을 보정하여 자차의 군집주행 제어에 반영할 수 있다.

자차와 선행 차량과의 거리 및 상대속도를 이용하여 충돌소요시간을 산출하는 충돌소요시간 산출부; 상기 충돌소요시간을 기반으로 자차와 선행 차량과의 상대속도를 0으로 만들기 위한 자차의 요구감속도를 산출하는 요구감속도 산출부; 상기 요구감속도에 내리막 경사의 경사도를 반영하여 요구감속도를 보정하는 요구감속도 보정부; 보정된 요구감속도 보정값을 구현하는 목표 제동제어값을 산출하고, 산출된 목표 제동제어값이 자차의 군집주행 제어에 반영되도록 주행제어부에 송출하는 제동제어값 산출부;를 포함할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 차량의 군집주행 중 선행 차량이 언덕구간에 진입하게 되면, DR 데이터를 이용하여 자차와 선행 차량과의 종방향 거리를 확보하고, 이처럼 확보된 종방향 거리와 종방향 속도를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하게 된다.

따라서, 언덕구간에서 자차의 군집주행 제어가 단절되지 않고 지속적으로 이루어지게 됨으로써, 언덕구간에서도 군집주행 제어를 안정적으로 실시하여 사고 발생 위험을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 군집주행 제어시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 언덕구간에서의 군집주행 제어과정을 전체적으로 예시한 플로우차트.
도 3은 본 발명에 따른 군집주행 차량들이 언덕구간을 주행하는 상황을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에서 선행 차량의 언덕구간 진입시점과 자차의 언덕구간 탈출시점을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따라 언덕구간의 내리막 경사에서 자차의 제동력을 제어하는 과정을 예시한 플로우차트.
도 6은 자차와 선행 차량 간 특정 상대속도에서 현재 시점과 예상 충돌시점을 예시하여 나타낸 도면.
도 7은 현재 시점부터 요구감속도값이 산출되기 시작하고 시간에 따라 변화하는 요구감속도 프로파일을 예시하여 나타낸 도면.
도 8은 자차와 선행 차량 간의 종방향 거리와 내리막 경사를 예시하여 나타낸 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

한편, 도 1은 본 발명에 따른 군집주행 제어시스템의 구성도로서, 크게 언덕판단부(11)와, 언덕거리정보 산출부(12) 및 주행제어부(14)를 포함하여 구성이 된다.

도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 군집주행 제어시스템에 대해 설명하면, 먼저 언덕판단부(11)는 군집주행하는 차량의 주행과정에서 후행 차량을 기준으로 바로 앞 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단한다.

언덕거리정보 산출부(12)는 상기 선행 차량의 언덕구간 진입 판단시, 자차에 탑재된 DR(Dead-Reckoning)센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 산출하여 확보한다.

주행제어부(14)는 상기 언덕구간에서 DR센서(40)에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시한다.

예컨대, 상기 선행 차량은 군집주행하는 여러 대의 차량 중에서 자차 바로 앞에서 주행하는 차량을 일컫는 것으로, 도 3에서와 같이 4대의 차량이 그룹화하여 군집주행시, 3번째 차량이 자차일 때에 2번째 차량이 선행 차량이 된다. 이와 마찬가지로, 4번째 차량이 자차일 때에는 3번째 차량이 선행 차량이 된다.

아울러, DR센서(40)는 Dead-Reckoning에 사용되는 센서를 일컫는 것으로, 여기서 Dead-Reckoning이란 차량 자체에 설치된 거리 및 방위센서에 의해 이동거리와 방위를 검출함으로써 현재 차량의 위치를 추측하는 계산 방식이다.

이에, DR센서(40)를 이용하여 자차와 선행 차량 간의 종방향 거리정보를 계산하여 확보하게 된다.

그리고, 속도정보는 각 차량에 탑재된 GPS(60)를 통해 수신될 수 있다.

즉, 차량의 군집주행 중 선행 차량이 언덕구간에 진입하게 되면, DR 데이터를 이용하여 자차와 선행 차량과의 종방향 거리를 확보하고, GPS(60)를 통해 자차 및 선행 차량의 종방향 속도를 확보함으로써, 확보된 정보들을 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하게 된다.

따라서, 언덕구간에서 자차의 군집주행 제어가 단절되지 않고 지속적으로 이루어지게 됨으로써, 언덕구간에서도 군집주행 제어를 안정적으로 실시하여 사고 발생 위험을 방지하게 된다.

아울러, 상기 언덕판단부(11)에서, 선행 차량의 피치값을 이용하여 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단할 수 있다.

구체적으로, 상기 언덕판단부(11)는, 군집주행하는 차량 중 리더 차량의 피치값이 설정값 이상시, 내비게이션(30) 정보를 이용하여 리더 차량이 언덕구간에 진입했는지 판단한다.

그리고, 리더 차량의 언덕구간 진입 판단시, 군집주행하는 차량 각각의 피치값을 검출한다. 여기서, 군집주행하는 각 차량에는 피치센서(20)가 탑재되어 차량 별로 피치값을 검출할 수 있다.

이에, 선행 차량의 피치값이 설정값 이상시, 선행 차량이 언덕구간에 진입한 것으로 판단하게 된다.

즉, 군집주행 차량 중 최전방 리더 차량의 피치값이 일정값 이상 상승하는 방향으로 변경시, 리더 차량에 설치된 내비게이션(30) 정보를 이용하여 현재 리더 차량이 위치한 주행로가 언덕구간인지 확인한다.

예컨대, 리더 차량이 위치한 주행로가 오르막 경사와 내리막 경사가 연결되어 있는 경우, 리더 차량이 언덕구간에 진입한 것으로 판단할 수 있다.

이때에, 각 차량에서 검출되는 피치값은 통신을 통해 각 군집주행 차량들이 공유할 수 있다.

이에, 선행 차량의 피치값을 모니터링하는 과정에서, 도 4와 같이 선행 차량의 피치값이 Point A처럼 증가하는 경우, 선행 차량이 언덕구간에 진입한 것으로 판단하게 된다.

더불어, 상기 언덕판단부(11)는 언덕구간에서 주행 제어하는 과정에서 자차의 언덕구간 탈출 여부를 판단한다.

그리고, 자차의 언덕구간 탈출 판단시, 자차에 탑재된 전방센서(50)를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 산출부(13)를 더 포함하여 구성이 된다.

이에, 주행제어부(14)는 언덕구간을 탈출한 평지구간에서 전방센서(50)에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하게 된다.

예컨대, 전방센서(50)는 각 차량의 전방에 설치되는 것으로, 레이더/카메라/라이다 등의 센서일 수 있고, 상기 전방센서(50)를 이용하여 자차와 선행 차량 간의 종방향 거리정보를 계산하여 확보하게 된다.

즉, 군집주행 차량들이 언덕구간에 진입하여 군집주행 제어가 이루어지는 과정에서 자차가 언덕구간에서 탈출하게 되면, 전방센서(50)에서 검출된 데이터를 이용하여 자차와 선행 차량과의 종방향 거리를 확보하고, GPS(60)를 통해 자차 및 선행 차량의 종방향 속도를 확보함으로써, 확보된 정보들을 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하게 된다.

아울러, 상기 언덕판단부(11)는, 자차의 피치값이 설정값 이상 상승하다가 설정값 미만으로 감소한 후, 자차의 피치값이 재상승하여 설정값에 도달하는 경우 자차가 언덕구간에서 탈출한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 상기 설정값이 특정값으로 설정될 수 있지만, 피치값 0을 포함하는 특정범위로 설정될 수 있다.

즉, 선행 차량이 언덕구간에 진입한 이 후, 자차 역시 언덕구간에 진입하여 피치값이 상승하게 되는바, 자차의 피치값을 모니터링하는 과정에서, 도 4와 같이 자차의 피치값이 감소하다가 다시 상승하여 Point B처럼 복귀하는 경우, 자차가 언덕구간에서 탈출한 것으로 판단하게 된다.

더불어, 본 발명은 선행 차량이 언덕구간에 진입하기 전에 자차에 탑재된 전방센서(50)를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 산출부(13)를 더 포함하여 구성이 된다.

이에, 주행제어부(14)는 상기 평지구간에서 전방센서(50)에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하게 된다.

즉, 평지구간에서는 전방센서(50) 데이터를 이용하여 자차와 선행 차량 간의 종방향 거리정보를 확보하고, 확보된 종방향 거리정보를 이용하여 군집주행 제어를 실시한다.

다만, 군집주행 제어 중 평지구간에서 언덕구간에 진입하게 되면 상기 전방센서(50) 데이터 대신에 DR센서(40) 데이터로 교체하여 자차와 선행 차량 간의 종방향 거리정보를 확보하고, 확보된 종방향 거리정보를 이용하여 군집주행 제어를 실시하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 주행제어부(14)에 의한 주행 제어과정에서, 자차가 내리막 경사에 진입한 경우, 내리막 경사의 경사도에 따라 자차의 제동량을 보정하여 자차의 군집주행 제어에 반영할 수 있다.

이를 위해, 본 발명에서는 충돌소요시간 산출부(15), 요구감속도 산출부(16), 요구감속도 보정부(17) 및 제동제어값 산출부(18)를 더 포함하여 구성이 된다.

구체적으로, 충돌소요시간 산출부(15)에서는 각 차량에 설치된 전방센서(50)를 이용하여 선행 차량과의 거리를 검출하고, 자차와 선행 차량과의 거리 및 상대속도를 이용하여 충돌소요시간을 산출한다.

예컨대, 충돌소요시간은 아래의 식과 같이 예상 충돌시점에서 현재 시점을 뺀 값으로 계산할 수 있는 것으로, 도 6에서는 자차와 선행 차량 간의 특정 상대속도를 기준으로 현재 시점에서 예상 충돌시점을 표현하여 나타내고 있다.

충돌소요시간(TTC) = 예상 충돌시점(t_col) - 현재 시점(t_cur)

요구감속도 산출부(16)에서는 상기 충돌소요시간을 기반으로 자차와 선행 차량과의 상대속도를 0으로 만들기 위한 자차의 요구감속도를 산출하는 것으로, 도 7에서는 현재 시점부터 요구감속도값이 산출되기 시작하고 시간에 따라 변화하는 요구감속도 프로파일을 예시하여 나타내고 있다.

그리고, 요구감속도 보정부(17)에서는 상기 요구감속도에 내리막 경사의 경사도를 반영하여 요구감속도를 보정한다. 여기서, 내리막 경사의 경사도는 피치센서(20)에 의해 검출된 피치값을 이용하여 산출할 수 있다.

예컨대, 요구감속도 보정값은 아래의 식과 같이 요구감속도에 노면의 기울기값을 반영하여 산출할 수 있는 것으로, 도 8에서는 자차와 선행 차량 간의 종방향 거리와 내리막 경사를 예시하여 나타내고 있다.

요구감속도 보정값(req_a_comp)[m/s²] = 요구감속도(req_a)[m/s²] + g×sin(θ)[m/s²]

그리고, 제동제어값 산출부(18)에서는 보정된 요구감속도 보정값을 구현하는 목표 제동제어값을 산출하고, 산출된 목표 제동제어값이 자차의 군집주행 제어에 반영되도록 주행제어부(14)에 송출하는 것으로, 목표 제동 제어값을 아래의 식과 같이 요구감속도 보상값에 공차값과, 튜닝값을 더하여 산출할 수 있다.

목표 제동 제어값 = 보상 요구 감속도(req_a_comp) + 공차값(tolerance value) + 튜닝값 (α : tuning value)

즉, 차량의 군집주행 중 자차가 언덕구간의 내리막 경사를 따라 주행하는 경우, 자차의 군집주행을 위한 제동량에 내리막 경사도에 따라 산출되는 제동제어값을 추가적으로 반영함으로써, 내리막 구간에서 자차와 선행 차량 간의 간격을 더욱 안정적으로 유지시켜 차량 간 추돌 우려를 방지하게 된다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 언덕구간에서의 군집주행 제어과정을 전체적으로 예시한 플로우차트이다.

이에, 본 발명의 군집주행 제어과정을 설명하기에 앞서, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어기(10)에 대해 설명하면, 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 군집주행 제어방법은, 제어기(10)가, 차량의 주행과정에서 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단하는 언덕진입 판단단계; 제어기(10)가, 선행 차량의 언덕구간 진입 판단시, 자차에 탑재된 DR(Dead-Reckoning)센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 언덕거리정보 산출단계; 및 제어기(10)가, 상기 언덕구간에서 DR센서(40)에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 언덕주행 제어단계;를 포함하여 구성이 된다.

아울러, 상기 언덕진입 판단단계에서는, 선행 차량에서 검출되는 피치값을 이용하여 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단할 수 있다.

이에, 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단하는 과정을 각 단계별로 살펴보면, 상기 언덕진입 판단단계는, 군집주행하는 차량 중 리더 차량의 피치값이 설정값 이상시, 내비게이션(30) 정보를 이용하여 리더 차량이 언덕구간에 진입했는지 판단하는 단계; 리더 차량의 언덕구간 진입 판단시, 군집주행하는 차량 각각의 피치값을 검출하는 단계; 선행 차량의 피치값이 설정값 이상시, 선행 차량이 언덕구간에 진입한 것으로 판단하는 단계를 포함하여 구성이 된다.

더불어, 상기 언덕구간을 주행시, 선행 차량이 언덕구간을 탈출한 후에, 자차가 언덕구간을 탈출하게 되는바, 자차의 언덕구간 탈출시 종방향 거리정보를 확보하기 위해 전방센서(50)를 이용한다.

이에, 언덕구간 탈출 이 후, 평지구간에서 종방향 거리정보를 확보하는 과정을 단계별로 살펴보면, 상기 언덕주행 제어단계 과정에서 자차의 언덕구간 탈출 여부를 판단하는 언덕탈출 판단단계; 자차의 언덕구간 탈출 판단시, 자차에 탑재된 전방센서(50)를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 산출단계; 및 언덕구간을 탈출한 평지구간에서 전방센서(50)에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 평지주행 제어단계;를 포함하여 구성이 된다.

아울러, 상기 언덕탈출 판단단계는, 자차의 피치값이 설정값 이상 상승하다가 설정값 미만으로 감소한 후, 자차의 피치값이 재상승하여 설정값에 도달하는 경우 자차가 언덕구간에서 탈출한 것으로 판단할 수 있다.

그리고, 본 발명은 선행 차량이 언덕구간에 진입하기 이전에 선행 차량과의 종방향 거리정보를 전방센서(50)를 이용하여 확보하게 된다.

이에, 평지구간에서 전방센서(50)를 이용하여 종방향 거리정보를 확보하는 과정을 단계별로 살펴보면, 선행 차량이 언덕구간에 진입하기 전에는 자차에 탑재된 전방센서(50)를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 확보단계; 상기 평지구간에서 전방센서(50)에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 평지주행 제어단계;를 포함하여 구성이 된다.

한편, 도 5는 본 발명에 따라 언덕구간의 내리막 경사에서 자차의 제동력을 제어하는 과정을 예시한 플로우차트이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 상기 언덕주행 제어단계에서, 자차가 내리막 경사에 진입한 경우, 내리막 경사의 경사도에 따라 자차의 제동량을 보정하여 자차의 군집주행 제어에 반영할 수 있다.

이에, 자차의 제동량을 보정하여 군집주행 제어에 반영하는 과정을 단계별로 살펴보면, 자차와 선행 차량과의 거리 및 상대속도를 이용하여 충돌소요시간을 산출하는 단계; 상기 충돌소요시간을 기반으로 자차와 선행 차량과의 상대속도를 0으로 만들기 위한 자차의 요구감속도를 산출하는 단계; 상기 요구감속도에 내리막 경사의 경사도를 반영하여 요구감속도를 보정하는 단계; 보정된 요구감속도를 구현하는 목표 제동제어값을 산출하고, 산출된 목표 제동제어값이 자차의 군집주행 제어에 반영되도록 송출하는 단계;를 포함하여 구성이 된다.

이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 군집주행 차량의 주행 제어과정을 설명하면, 군집주행하는 차량의 주행과정에서 리더 차량에 탑재된 피치센서(20)를 이용하여 피치값을 모니터링한다(S10).

모니터링과정에서 리더 차량의 피치값이 설정값 이상이 되는지 판단하고(S20), 설정값 이상시 리더 차량에 탑재된 내비게이션(30) 정보를 이용하여 리더 차량이 위치한 주행로가 언덕구간인지 판단한다(S30).

이에, 언덕구간으로 판단시, 군집주행하는 모든 차량에서 각 차량에 탑재된 피치센서(20)를 이용하여 피치값을 모니터링한다(S40).

S40단계의 모니터링과정에서 자차 기준으로, 자차 앞에서 주행하는 선행 차량의 피치값이 설정값 이상이 되는지 판단하고(S50), 설정값 이상시 해당 선행 차량이 언덕구간에 진입한 것으로 판단한다(S60).

이처럼, 언덕구간에 진입하게 되면, 자차에 탑재된 DR센서(40)를 통해 DR데이터를 확보하여 자차와 선행 차량 간 종방향 거리정보를 산출한다(S70).

이에, 산출된 종방향 거리정보와 GPS(60)를 통해 확보하는 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시한다(S80).

즉, 선행 차량이 언덕구간에 진입하게 되면, DR 데이터와 GPS(60)를 이용하여 자차와 선행 차량과의 종방향 거리 및 속도정보를 확보하고, 확보된 정보들을 기반으로 군집주행 제어를 실시함으로써, 언덕구간에서도 자차의 군집주행 제어가 단절되지 않고 안정적으로 실시하여 사고 발생 위험을 방지하게 된다.

한편, S80단계 과정에서 자차의 피치값이 언덕구간에 진입하여 (+)값으로 상승한 후, 언덕의 정점을 지나면서 감소하여 (-)값으로 진입하다가 다시 상승하여 언덕구간에 진입하기 직전의 피치값으로 복귀하는지 판단한다(S90).

S90단계의 판단 조건을 만족하는 경우, 자차가 언덕구간을 탈출한 것으로 판단한다(S100).

이처럼, 언덕구간을 탈출하여 평지구간에 진입하게 되면, 자차에 탑재된 전방센서(50)를 통해 데이터를 확보하여 자차와 선행 차량 간 종방향 거리정보를 산출한다(S110).

이에, 산출된 종방향 거리정보와 GPS(60)를 통해 확보하는 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시한다(S120).

즉, 선행 차량이 평지구간에 진입하게 되면, 전방센서(50) 데이터와 GPS(60)를 이용하여 자차와 선행 차량과의 종방향 거리 및 속도정보를 확보하고, 확보된 정보들을 기반으로 군집주행 제어를 실시함으로써, 평지구간에서 자차의 군집주행 제어가 안정적으로 이루어질 수 있게 된다.

한편, 도 5를 참조하여 내리막 경사에서 제동량을 보정하여 군집주행 제어를 실시하는 제어과정을 설명하면, S80단계에서 산출된 종방향 거리정보와 GPS(60)를 통해 확보한 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 과정에서, 피치센서(20)를 이용하여 자차가 내리막 경사에 진입했는지 판단한다(S81).

판단 결과, 내리막 경사에 진입한 경우, 전방센서(50) 데이터를 이용하여 선행 차량을 확인한다(S82).

그리고, 자차와 선행 차량 간의 거리와, 속도데이터 등을 이용하여 자차와 선행 차량 간의 충돌소요시간을 산출한다(S83).

이어서, 상기 충돌소요시간을 기반으로 자차와 선행 차량과의 상대속도를 0으로 만들기 위한 자차의 요구감속도를 산출한다(S84).

그리고, 상기 요구감속도에 내리막 경사의 경사도를 반영하여 요구감속도를 보정하여 산출한다(S85).

이후, 보정된 요구감속도 보정값을 구현하는 목표 제동제어값을 산출하고(S86), 산출된 목표 제동제어값이 자차의 군집주행 제어에 반영되도록 주행제어부(14)에 목표 제동제어값을 송출한다(S87).

이에, 주행제어부(14)에서는 군집주행 제어에 목표 제동제어값을 반영하여 자차의 주행을 제어하게 된다(S88).

따라서, 내리막 경사의 경사도에 따라 제동량을 보상하여 차량의 군집주행 제어를 실시함으로써, 경사로 특성에 의해 차간 거리가 급격하게 감소하여 차량 간 추돌사고가 발생하는 상황을 방지하게 되는바, 군집주행 제어가 안정적으로 이루어질 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 제어기
11 : 언덕판단부
12 : 언덕거리정보 산출부
13 : 평지거리정보 산출부
14 : 주행제어부
15 : 충돌소요시간 산출부
16 : 요구감속도 산출부
17 : 요구감속도 보정부
18 : 제동제어값 산출부
20 : 피치센서
30 : 내비게이션
40 : DR센서
50 : 전방센서
60 : GPS

Claims

제어기가, 차량의 주행과정에서 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단하는 언덕진입 판단단계;
제어기가, 선행 차량의 언덕구간 진입 판단시, 자차에 탑재된 DR(Dead-Reckoning)센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 언덕거리정보 산출단계; 및
제어기가, 상기 언덕구간에서 DR센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 언덕주행 제어단계;를 포함하는 군집주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 언덕진입 판단단계에서, 선행 차량의 피치값을 이용하여 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
청구항 2에 있어서,
상기 언덕진입 판단단계는,
군집주행하는 차량 중 리더 차량의 피치값이 설정값 이상시, 내비게이션 정보를 이용하여 리더 차량이 언덕구간에 진입했는지 판단하는 단계;
리더 차량의 언덕구간 진입 판단시, 군집주행하는 차량 각각의 피치값을 검출하는 단계;
선행 차량의 피치값이 설정값 이상시, 선행 차량이 언덕구간에 진입한 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 언덕주행 제어단계 과정에서 자차의 언덕구간 탈출 여부를 판단하는 언덕탈출 판단단계;
자차의 언덕구간 탈출 판단시, 자차에 탑재된 전방센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 산출단계; 및
언덕구간을 탈출한 평지구간에서 전방센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 평지주행 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
청구항 4에 있어서,
상기 언덕탈출 판단단계는, 자차의 피치값이 설정값 이상 상승하다가 설정값 미만으로 감소한 후, 자차의 피치값이 재상승하여 설정값에 도달하는 경우 자차가 언덕구간에서 탈출한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
선행 차량이 언덕구간에 진입하기 전에는 자차에 탑재된 전방센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 확보단계; 및
상기 평지구간에서 전방센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 평지주행 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 속도정보는 GPS에 의해 확보하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 언덕주행 제어단계에서,
자차가 내리막 경사에 진입한 경우, 내리막 경사의 경사도에 따라 자차의 제동량을 보정하여 자차의 군집주행 제어에 반영하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
청구항 8에 있어서,
자차와 선행 차량과의 거리 및 상대속도를 이용하여 충돌소요시간을 산출하는 단계;
상기 충돌소요시간을 기반으로 자차와 선행 차량과의 상대속도를 0으로 만들기 위한 자차의 요구감속도를 산출하는 단계;
상기 요구감속도에 내리막 경사의 경사도를 반영하여 요구감속도를 보정하는 단계;
보정된 요구감속도 보정값을 구현하는 목표 제동제어값을 산출하고, 산출된 목표 제동제어값이 자차의 군집주행 제어에 반영되도록 송출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
차량의 주행과정에서 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단하는 언덕판단부;
선행 차량의 언덕구간 진입 판단시, 자차에 탑재된 DR(Dead-Reckoning)센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 언덕거리정보 산출부; 및
상기 언덕구간에서 DR센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 주행제어부;를 포함하는 군집주행 제어시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 언덕판단부는, 선행 차량의 피치값을 이용하여 선행 차량의 언덕구간 진입 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 언덕판단부는,
군집주행하는 차량 중 리더 차량의 피치값이 설정값 이상시, 내비게이션 정보를 이용하여 리더 차량이 언덕구간에 진입했는지 판단하고;
리더 차량의 언덕구간 진입 판단시, 군집주행하는 차량 각각의 피치값을 검출하며;
선행 차량의 피치값이 설정값 이상시, 선행 차량이 언덕구간에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 언덕판단부는 언덕구간에서 주행 제어하는 과정에서 선행 차량의 언덕구간 탈출 여부를 판단하고;
선행 차량의 언덕구간 탈출 판단시, 자차에 탑재된 전방센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 산출부;를 더 포함하고,
주행제어부는 언덕구간을 탈출한 평지구간에서 전방센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어시스템.
청구항 13에 있어서,
상기 언덕판단부는, 자차의 피치값이 설정값 이상 상승하다가 설정값 미만으로 감소한 후, 자차의 피치값이 재상승하여 설정값에 도달하는 경우 자차가 언덕구간에서 탈출한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어시스템.
청구항 10에 있어서,
선행 차량이 언덕구간에 진입하기 전에 자차에 탑재된 전방센서를 이용하여 선행 차량과의 종방향 거리정보를 확보하는 평지거리정보 산출부;를 더 포함하고,
주행제어부는 상기 평지구간에서 전방센서에 의해 확보된 종방향 거리정보와 속도정보를 기반으로 자차의 군집주행 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 속도정보는 GPS에 의해 확보하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 주행제어부에 의한 주행 제어과정에서,
자차가 내리막 경사에 진입한 경우, 내리막 경사의 경사도에 따라 자차의 제동량을 보정하여 자차의 군집주행 제어에 반영하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어시스템.
청구항 8에 있어서,
자차와 선행 차량과의 거리 및 상대속도를 이용하여 충돌소요시간을 산출하는 충돌소요시간 산출부;
상기 충돌소요시간을 기반으로 자차와 선행 차량과의 상대속도를 0으로 만들기 위한 자차의 요구감속도를 산출하는 요구감속도 산출부;
상기 요구감속도에 내리막 경사의 경사도를 반영하여 요구감속도를 보정하는 요구감속도 보정부;
보정된 요구감속도 보정값을 구현하는 목표 제동제어값을 산출하고, 산출된 목표 제동제어값이 자차의 군집주행 제어에 반영되도록 주행제어부에 송출하는 제동제어값 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어시스템.