KR0172140B1 - 차량의 추돌 방지 장치 - Google Patents

차량의 추돌 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운전자가 적절한 브레이크 조작을 행하지 않고서도 추돌 회피에 필요한 차량 제동력이 자동적으로 작용하며, 선행차와의 추돌을 미연에 방지할 수 있게 한다.
각 차륜의 제동력을 개별적으로 발생시키는 브레이크 액튜에이터(p)와, 각 차륜의 동적 하중을 파악하는 수단(q)과, 선행차와의 차간거리를 측정하는 수단(i)과, 이 측정치의 변화로부터 선행차와의 상대속도를 계산하는 수단(k)과, 이 상대속도와 차간거리에 대응하는 추돌 회피에 최소로 필요한 차량제동력을 구하는 수단(l)과, 브레이크 조작량을 검출하는 수단(j)과, 이 검출치로부터 인위적인 차량 제동력을 구하는 수단(m)과, 이들 두개의 차량 제동력을 비교하여 큰쪽의 값에 기초하여 차량 제동력을 각 차륜의 동적 하중에 대응하게 배분하여 각 차륜의 브레이크 액튜에이터를 제어하는 수단(n)을 구비한다.

Description

차량의 추돌 방지 장치
제1도는 본 발명의 실시예를 도시한 구성도.
제2도는 제어계의 블럭도.
제3 및 제4도는 제어 장치의 제어 내용을 설명하는 흐름도.
제5도는 차량 사이의 거리와 상대속도에 따른 브레이크 공기압의 제어그래프.
제6도는 브레이크 조작량에 따른 브레이크 공기압의 제어 그래프.
제7도 및 제8도는 본 발명의 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 차간 거리 검출 수단 2 : 조작량 검출 수단
3 : 차량 하중 검출 수단 4 : 차륜속 검출 수단
5 : 횡 가속도 검출 수단 6 : 전후 가속도 검출 수단
7 : 제어 장치 8 : 전자밸브
9 : 브레이크 공기압 검출 수단 10 : 에어 부스터
11 : 브레이크 수단
[산업상의 이용분야]
본 발명은 차량의 추돌 방지 장치에 관한 것이다.
[종래의 기술]
차량의 추돌 사고를 방지하기 위해 종래에는 선행차와 후행 차간 거리를 측정하는 레이저·레이더와, 차속을 검출하는 차속 센서를 이용하여 차속에 따른 안전거리를 구해 차간거리가 안전거리보다 짧아지면 운전자에 각종 신호(음성이나 진동 등)로 경보를 주는 것이 공지되어 있다(일본 특개평 6-44500 호 공보, 일본 특개평 6-27238호 공보).
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그러나, 이러한 종래의 장치에서는 운전자가 정보를 인식하여도 그때 필요한 차량 제어력을 빨리 판단하여 제동하는 것은 곤란하였고, 이러한 판단을 잘못하게 되면 적절한 감속이 이루어지지 않으므로 안전한 추돌 회피가 이루어지지 않을 가능성이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 필요에 따라 적절한 차량 제동력을 자동적으로 발생할 수 있는 추돌 방지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
제1발명에서는 제7도와 같은 차량의 제어력을 발생시켜 브레이크 액튜에이터(g)와, 선행차와 후행차와의 차간 거리를 측정하는 수단(a)과, 상기 측정치의 변화로부터 선행차와의 상대속도를 계산하는 수단(c)과, 상기 상대속도와 차간거리에 대응하여 추돌회피에 필요 최소한의 차량 제동력을 구하는 수단(d)과, 브레이크 조작량을 검출하는 수단(b)과, 상기 검출치로부터 인위적인 차량 제어력을 구하는 수단(e)과, 상기 두개의 차량 제동력을 비교하여 큰쪽의 값에 기초하여 브레이크 액튜에이터(g)를 제어하는 수단(f)을 구비한다.
제2발명에서는, 제8도와 같은 각차륜의 제동력을 개별적으로 발생시키는 브레이크 액튜에이터(p)와, 각 차륜의 동적하중을 파악하는 수단(q)과, 선행차와의 차간거리를 측정하는 수단(i)과, 상기 측정치의 변화로부터 선행차와의 상대속도를 계산하는 수단(k)과, 상기 상대속도와 차간거리에 대응하는 추돌회피에 최소로 필요한 차량 제동력을 구하는 수단(l)과, 브레이크 조작량을 검출하는 수단(j)과, 그 검출치로부터 인위적인 차량 제동력을 구하는 수단(m)과, 상기 두개의 차량 제동력을 비교하는 큰쪽의 값에 기초하여 차량 제동력을 각 차륜의 동적하중에 대응하게 분배하는 각 차륜의 브레이크 액튜에이터(p)를 제어하는 수단(n)을 구비한다.
제3발명에서는, 제7도에 있어서, 브레이크 조작량에 기초하여 인위적인 차량 제동력이 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력보다 작을때에 경보를 발생하는 수단(h)를 구비한다.
[작용]
제1발명에 의하면, 선행차와 후행차간의 차간 거리 및 상대 속도로부터 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력을 브레이크 조작량으로부터 인위적인 차량 제동력을 각각 구하고, 이것들을 비교하여 큰쪽의 값에 기초하여 브레이크 액튜에이터를 제어하는 것으로, 운전자가 적절한 브레이크 조작을 행하지 아니하여도, 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력을 자동적으로 작동하기 위해 선행차와의 추돌은 미연에 방지할 수 있다.
제2발명에 의하면, 선행차와의 차간거리 및 상대 속도로부터 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력을 브레이크 조작량으로부터 인위적인 차량 제동력을 각각 구하고 이것들을 비교하여 큰 쪽의 값에 기초하여 상기 차량 제동력을 각 차륜의 동적하중에 대응하여 배분하고 브레이크 액튜에이터를 제어하므로, 운전자가 적절한 브레이크 조작을 행하지 않고서도 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력을 각 차륜의 동적하중에 대응하게 배분하여 자동적으로 작용하기 위해 차륜 로크가 작은 차량 자세의 안정된 제동 상태로 선행차와의 추돌을 미연에 방지할 수 있다.
제3발명에 의하면, 브레이크 조작량이 부족하면 경보로 알리므로 높은 신뢰성과 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 운전자가 경보로부터 확인하므로 필요한 차량 제동력의 판단을 적절히 행하게 된다.
[실시예]
제1도는 본 발명의 실시예를 도시한 구성도, 제2도는 차량 1대 부분을 나타내는 제어계의 블럭도로서, 이 예에서는 추돌 회피 기능을 포함하는 제동력 배분 제어 이외에 ABS(anti-lock break system)제어 등도 행하도록 구성되어 있다. 각 차륜에 유압 공급을 받아 제동력을 발생시켜 휠 실린더 등으로 된 브레이크 수단(11)이 설치되어 있고, 브레이크 수단(11)을 각각 유압 배관으로부터 에어 부스터(10)에 접속되어 있다.
에어 부스터(10)는 입력되는 에어압에 비례하는 유압을 브레이크 수단(11)에 공급하는 것으로서, 에어 리저버(air reservoir, 20)에 각각 전자 밸브(8)를 거쳐 배관 접속되어 있다. 그리고, 후술하는 제어 장치(7)가 각 차륜의 배분 제동력에 상당하는 전류의 지정치를 출력하면, 전자 밸브(8)는 그 전류에 비례하는 공기압을 에어 부스터(10)에 공급하도록 되어 있다.
제어에 필요한 검출 수단으로서, 선행차와의 차간거리를 측정하는 레이저·레이더로 된 차간 거리 검출 수단(1)과, 각 차륜의 하중을 검출하는 하중 검출 수단(3)과, 차량의 전후 가속도를 검출하는 전후 가속도 검출 수단(6)과, 전축상 및 후축상의 횡가속도를 각각 검출하는 전륜 또는 후륜 횡 가속도수단(5)과, 발(foot) 브레이크 페달 조작량을 검출하는 페달 트로틀 조작량 검출 수단(2)과, 각 차륜의 회전속도를 검출하는 예를들면, 타이어 회전수로부터 검출되는 차륜속 검출 수단(4)이 설치되어 있다. 또한, 각 차륜의 발생 제동력을 피드백(feed-back) 제어하기 위해 브레이크 배관의 전자 밸브(8) 하류의 공기압을 휠 실린더(11)의 발생 제동력으로서 검출하는 브레이크 공기압 검출 수단(9)이 부가되어 있다.
이들 검출 수단과 제어계를 구성하는 제어 장치(7)는 각종 검출 수단으로부터의 신호를 입력처리하는 입력 회로인 입력 수단(12)과, 각 차량 하중과 전후 가속도 및 횡 가속도로부터 각 차륜의 동적 하중을 구비하는 동적 하중 산출 수단(14)과, 차간 거리 검출 수단(1)의 측정치에 기초하여 차간거리의 변화로부터 선행차와의 상대 속도를 계산하는 상대 속도 산출 수단(13)과, 전술한 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력과 브레이크 조작량에 기초하여 인위적인 차량 제동력을 비교하여 큰쪽의 값을 기준으로 각 차륜에의 배분 제동력으로서 브레이크 공기압을 계산하는 브레이크 공기압 산출 수단(15)과, 브레이크 액튜에이터로서 각 전자밸브(8)에 브레이크 공기압의 산출치에 상당하는 전류의 지령치를 각각 출력하는 브레이크 공기압 출력 수단(16)과, 경보기(18)의 작동을 제어하는 경보 출력 수단(17)으로 구성되어 있다.
브레이크 공기압 산출수단(15)은 차간거리와 상대속도에 대응하여 추돌회피에 최소로 필요한 차량 제동력으로서의 브레이크 공기압을 제5도의 제어 도면으로부터 데이타 검색하여 구하는 한편, 브레이크 조작량과 차량 중량에 대응하는 인위적인 차량 제어력으로서의 브레이크 공기압을 제6도의 제어 도면으로부터 데이타 검색에 의해 구하고, 이들을 비교하여 상기한 바와 같이 각 차륜에의 브레이크 공기압을 계산하는 이외에 제5도의 제어 그래프로부터 얻은 검색치나 제6도의 제어 도면으로부터 얻은 검색치 보다도 적을때 경보 신호를 출력한다.
제3도, 제4도는 제어 장치(7)의 제어내용을 설명하는 흐름도로서, 엔진키에 전원을 인가시키면 소정의 초기화를 행한다(단계1). 브레이크 페달 조작량 검출 수단(2)의 검출 신호로부터 브레이크 조작량(Ba)을, 각 차륜속 검출 수단(4)의 검출 신호로부터 각각 타이어 회전 속도(Vw1-Vw4)를, 각 하중 검출 수단(3)의 검출 신호로부터 각각 차량 하중(Ws1-Ws4)을 읽고, 차량의 정지중에 차량 하중(Ws1-Ws4)을 스펜션의 정 특성으로 보정한다(단계2).
차량의 정지를 조건으로 차륜 하중(Ws1-Ws4)의 보정 처리를 반복하고, 브레이크 조작량(Ba)이 제로(0)가 아닌 경우나, 브레이크 조작량(Ba)이 제로에서도 각 타이어 회전 속도(Vw1-Vw4)의 총계가 제로가 아닌 경우는, 차량의 주행 상태로 판정하여 다음의 동작처리를 반복한다(단계3).
즉, 전후 가속도 검출 수단(6)의 검출 신호로부터 차량의 전후가속도(Gx)를, 각 횡 가속도센서(5)의 검출 신호로부터 앞축상의 횡 가속도(Gyf)와 후축상의 횡가속도(Gyr)를 읽어 들이고, 이들 값(Gx, Gyf, Gyr)과, 보정 하중(Ws1-Ws4)으로부터 각 차륜의 동작 하중(W1-W4)을 계산한다(단계4). 또한 차간 거리 검출 수단(1)의 측정 신호로부터 선행차와의 차간거리(Lvh)를 읽어들이고, 그 변화량과 계측시간으로부터 선행차 와의 상대속도(Vvh)를 계산한다(단계5).
그리고, 차간거리(Lvh)와 상대속도(Vvh)에 대응하여 제4도의 제어 도면으로부터 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력으로서 브레이크 공기압(Pb1)을 구한다(단계6). 또한, 브레이크 조작량(Ba)과 차량 중량 Wvh(Ws1+Ws2+Ws3+Ws4)에 대응하여 제5도의 제어 도면으로부터 운전자가 요구하는 인위적인 차량 제어력으로서 브레이크 공기압(Pb2)을 구한다(단계7).
브레이크 공기압(Pb1)과 (Pb2)를 비교하고, Pb2Pb1일때는 각 차륜의 동적 하중(W1~W4)에 대응하여 배분율로 Pb2를 배분하는 각 차륜의 브레이크 공기압(P1-P4)을 계산하는 한편, Pb2Pb1 일때는 경보기(18)의 동작 신호를 출력하는 동시에, 각 차륜의 동적하중(W1-W4)에 대응하는 배분율로 Pb1을 배분하는 각 차륜의 브레이크 공기압(P1~P4)을 계산한다(단계8~10).
그리고, Pb1 또는 Pb2에 기초하여 브레이크 공기압(P1~P4)에 상당하는 전류의 지령치(D1~D4)를 계산하고, 이들을 전자 밸브(8)에 출력한다(단계11). 이때, 차륜 로크의 발생을 판정하면, ABS 제어의 기동을 지령하고, ABS 제어로부터 재 기동의 지령을 받을때까지, 그 제동력 배분 제어를 정지한다(단계 12,13). 또한, 차륜 로크의 발생에 대해서는 3개의 조건(각 차륜의 정적 하중과 동적 하중의 차이가 소정 범위를 초과하는가, 브레이크 공기압(P1~P4)의 총계가 제로인가, 타이어 회전 속도(Vw1~Vw4)의 차이가 소정범위를 초과하는가)이 모두 NO일때에 판정된다.
이러한 구성에 의해, 선행차와의 차간 거리(Lvh) 및 상대속도(Vvh)로부터 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력(Pb1)을 구하는 한편, 브레이크 조작량(Ba)으로부터 인위적인 차량 제동력(Pb2)을 구하고, 이들을 비교하여 큰 쪽의 값에 기초하여 각 차륜의 브레이크 수단(11)에 제동력을 발생시키므로, 운전자가 적절한 브레이크 조작을 행하지 않고서도 필요 최소한의 차량 제동력(Pb1)이 자동적으로 작용하기 때문에 선행차와의 추돌을 미연에 방지할 수 있다.
이 경우, 차량 제동력(Pb1) 또는 (Pb2)를 각 차륜의 동적 하중에 대응한 분배율로 각 차륜의 브레이크 수단(11)의 발생 제동력으로서 배분 제어하므로 선회시에 있어서도 차륜 로크가 작지 않고, 차량 자세의 안정된 제동 상태로 선행차와의 추돌을 안전하게 방지할 수 있다.
브레이크 조작량(Ba)이 추돌 회피에 부족하면, 경보기(18)의 동작으로 추돌 위험성을 알리므로 높은 신뢰성과 안전성이 확보될 수 있다. 또한, 운전자는 경보로부터 차속에 대응하는 안전차간거리 등을 확인할 수 있으므로 필요한 차량 제동력의 판단을 적절히 행할 수 있게 된다.
또한, 브레이크로서 AOH(에어 오버 하이드로)형을 채용하나, 그 제어 시스템은 풀에어 타입이나 하이드로닉 타입의 브레이크에도 적용할 수 있다. 각 차륜의 하중 검출 수단(3)으로서 검출 정도가 높은 응답성이 양호한 센서를 이용하고, 그 검출 신호로부터 각 차륜의 동적 하중을 읽어드리면, 차량의 전후 가속도 검출 수단(6) 및 횡 가속도 검출 수단(5)등을 생략할 수 있다.
제7,8도는 제2도와 대응되는 본 발명의 블럭도로서, 선행차와의 차간 거리를 측정하는 수단(a,i)은 차간 거리 검출 수단(1)이고, 브레이크 조작량을 검출하는 수단(b,j)은 브레이크 페달 조작량 검출 수단(2)이고, 선행차와의 상대 속도를 계산하는 수단(c,k)은 상대 속도 산출 수단(13), 차륜속 검출 수단(4)이고, 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력을 구하는 수단(d,l)은 브레이크 공기압 산출 수단(15)이고, 인위적인 차량 제동력을 구하는 수단(e,m)은 브레이크 공기압 산출 수단(15)이고, 각 차륜의 브레이크 액튜에이터를 제어하는 수단(f,n)은 브레이크 공기압 출력 수단(16), 전자기 밸브(8), 브레이크 공기압 검출 수단(9)이고, 경보 수단(h)은 경보 출력 수단(17), 경보기(18)이고, 각 차륜의 재동력을 개별적으로 발생시키는 브레이크 액튜에이터(g,p)는 에어 부스터(10)이고, 각 차륜의 동적 하중을 파악하는 수단(q)은 각 차륜의 하중 검출 수단(3), 전후 가속도 검출 수단(6), 전륜 횡가속도 검출 수단(5), 후륜 횡가속도 검출 수단(5)이다.
[발명의 효과]
제1발명에 의하면, 차량의 제동력을 발생시키는 브레이크 액튜에이터와, 선행차와의 차간거리를 측정하는 수단과, 이 측정치의 변화로부터 선행차와의 상대속도를 계산하는 수단과, 이 상대속도와 차간거리에 대응하여 추돌 회피에 최소로 필요한 차간 제동력을 구하는 수단과, 브레이크 조작량을 검출하는 수단과, 이 검출치로부터 인위적인 차량 제동력을 구하는 수단과, 이들 두개의 차량 제동력을 비교하여 큰쪽의 값에 기초하여 브레이크 액튜에이터를 제어하는 수단을 구비하여 운전자가 적절한 브레이크 조작을 행하지 않고서도 필요 최소한의 차량 제동력이 자동적으로 작용하기 때문에 선행차와의 추돌을 미연에 방지할 수 있다.
제2발명에 의하면, 각 차륜의 제동력을 개별적으로 발생시키는 브레이크 액튜에이터와, 각 차륜의 동적 하중을 파악하는 수단과, 선행차와의 차간거리를 측정하는 수단과, 이 측정치의 변화로부터 선행차와의 상대속도를 계산하는 수단과, 이 상대속도와 차간거리에 대응하는 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력을 구하는 수단과, 브레이크 조작량을 검출하는 수단과, 이 검출치로부터 인위적인 차량 제동력을 구하는 수단과, 이들 두개의 차량 제동력을 비교하여 큰쪽의 값에 기초하여 그 차량 제동력을 각 차륜의 동적 하중에 대응하게 배분하여 각 차륜의 브레이크 액튜에이터를 제어하는 수단을 구비하므로서 운전자가 적절한 브레이크 조작을 행하지 않고서도 최소로 필요한 차량 제동력을 각 차륜의 동적 하중에 대응하는 배분으로 작용하기 때문에 선회시에 있어서도 차륜 로크가 작지 않고, 차량 자세의 안정된 제동상태로 선행차와의 추돌을 안전하게 방지할 수 있다.
제3발명에 의하면, 제1발명 또는 제2발명에 브레이크 조작량에 기초하여 차량 제동력이 추돌 회피에 필요한 차량 제동력보다 작을때에 경보를 발생하는 수단을 구비하므로 브레이크 조작량이 부족하면 경보로 알리기 때문에 장치의 높은 신뢰성과 안전성을 확보할 수 있다.

Claims (1)

  1. 각 차륜의 제동력을 개별적으로 발생시키는 브레이크 액튜에이터(p)와, 각 차륜의 동적하중을 파악하는 수단(q)과, 선행차와의 차간거리를 측정하는 수단(i)과, 상기 측정치의 변화로부터 선행차와의 상대속도를 계산하는 수단(k)과, 이 상대속도와 차간거리에 대응하는 추돌 회피에 최소로 필요한 차량 제동력을 구하는 수단(l)과, 브레이크 조작량을 검출하는 수단(j)과, 이 검출치로부터 인위적인 차량 제동력을 구하는 수단(m)과, 이들 두개의 차량 제동력을 비교하여 큰쪽의 값에 기초하여 차량 제동력을 각 차륜의 동적하중에 대응하게 배분하여 각 차륜의 브레이크 액튜에이터를 제어하는 수단(n)을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 추돌 방지 장치.
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