Cruise Control과 Smart Cruise Control

Cruise Control

Cruise Control(순항제어기)는 차량의 주행 중 속도를 원하는 목표 속도에 맞게 유지하는 기능이다. 크루즈 컨트롤은 바퀴의 회전수로 차의 속도를 파악하고 해당 값을 피드백 제어기에 입력함으로써 현재 차량의 속도와 목표 속도 간의 오차를 통해 시스템을 구성할 수 있다. 구체적으로, 사용자가 지정한 지정 속도를 입력하면, 차량 내의 시스템에서 현재 차량의 속도를 바퀴의 회전수로 파악할 수 있다. 이를 제어기에서 현재 속도와 사용자의 입력 간의 차이를 계산하고 해당 오차를 줄이는 방향으로 제어 명령을 보내게 된다. 이때, 크루즈 컨트롤은 브레이크 제어 없이 전자식 액셀레이터, 페달 제어, 쓰로틀, 연료량, 기어 변속 등으로 속도를 제어함으로써 오차를 줄여나간다.

 

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Cruise Control의  한계

차량에서 브레이크를 활용하지 않고 엔진 또는 기어로 속도를 감속 및 가속을 이루므로 연비가 효율적이지 못하다는 한계를 보인다. 또한 스마트 크루즈 컨트롤과 달리 앞 차량이 존재하면 직접 제어가 필요하며 차량 정체나 끼어들기가 발생하면 운전자가 브레이크나 버튼으로 크루즈 컨트롤을 직접 해제해야 하는 한계가 존재한다.

 

Smart Cruise Control

스마트 크루즈 컨트롤은 기존의 크루즈 컨트롤 기능에서 앞 차 주행 상황에 따른 속도 조절 기능을 추가한 기능이다. 다른 표현으로 adaptive cruise control이라고도 불리며 줄여서 ACC 또는 SCC로 약칭한다. 스마트 크루즈 컨트롤은 지정 속도 주행과 차간 간격 유지모드를 모두 구현하며 앞 차량과의 상대거리를 기준으로 차량을 제어한다. 구체적으로, 엔지니어 또는 사용자가 설계 및 선택한 앞 차량과의 목표거리에 대하여 현재 차량이 주행하면서 측정한 앞 차량과의 상대거리를 뺌으로써 오차를 계산한다. 이 오차는 제어기의 입력이 되고 오차 값을 기준으로 차량에 제어 명령을 내릴 수 있다. 차량은 주행하면서 다시 상대거리를 LiDAR, 카메라 센서 등을 통해 계산하고 다시 피드백 하여 오차를 계산한다. 해당 과정을 반복하는 피드백 제어기를 통해 앞 차와의 간격 유지를 이룰 수 있다. SCC는 크루즈 컨트롤과 달리 브레이크를 활용하여 제어가 가능하다는 차이가 있으며 속도만을 제어하는 크루즈 컨트롤과 달리 앞 차와의 차간 간격 역시 유지된다는 차이가 존재한다. 이러한 스마트 크루즈 컨트롤을 설계하기 위해서는 차간 거리 유지 기능으로 인하여 제동거리와 안전거리를 설계 시 고려해야한다. 특히, 차량은 현재 주행하는 속도에 따라서 제동거리와 안전거리가 달라지는데, 속도가 클수록 제동거리와 안전거리가 커지므로 차량의 속도에 따라서 목표 안전거리를 크게 설정해야 한다. 안전을 위해 스마트 크루즈 컨트롤 설계 시에는 해당 안전거리 목표를 중점적으로 고려해야한다. 이러한 목표거리는 엔지니어가 시속에 따라 사전 설정을 해 놓으며, 상대 속도에 따른 제동 시간 간격을 미리 계산하고 반영함으로써 시스템을 설계한다. 예를 들어 시속이 낮을 때를 1단계, 높을 때를 3단계로 나누어 제동에 필요한 시간을 1단계에서는 1초, 2단계에서는 2초, 3단계에서는 3초 등으로 설계할 수 있다.

 

본 게시글은 필자가 작성한 다음의 글을 이관한 글 입니다:Cruise Control과 Smart Cruise Control (velog.io)