KR100847747B1 - 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동제동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 전방 충돌 시 예상 피해에 대한 감소 목표 수준을 설정하여 충돌 시 예상 피해를 정량적으로 감소시킬 수 있도록 한 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 차량의 전방 차량 충돌 시 예상되는 피해 수준을 추정하고 상기한 피해 수준을 낮추도록 목표를 설정하여 자동 제동이 이루어지도록 함으로써 충돌 시 운전자의 부상을 감소시킬 수 있는 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량이 주행하고 있는 상태에서 레이더등을 통해 전방 차량과의 거리 및 상대속도를 측정하는 단계와,

상기한 전방차량과의 거리 및 상대속도가 측정되면 현재 상대 속도에 따른 전방 차량과의 충돌 시 예상되는 충돌 피해를 추정하는 단계와,

상기한 예상 피해를 안전 충돌 수준으로 낮추기 위해 설정된 목표 예상 피해에 맞춰서 목표 상대속도를 설정하는 단계와,

상기한 목표 상대 속도를 맞추기 위하여 브레이크등을 제어하여 차량 속도를 자동 감속시키는 단계로 구성함을 특징으로 한다.

정량적 충돌 피해 경감 방법, 전방차량과 충돌 시 충돌피해 경감 방법, 충돌 시 자동 제동 방법

Description

전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법{automatic braking method to reduce collision damege incase of crash with front vehicle}

도1은 본 발명에 따른 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법을 도시한 플로우차트,

도2는 도1에서 감가속도의 증가여부를 판단하기 위한 거리, 상대속도, 상대가속도의 프로파일을 도시한 그래프,

도3은 도1에서 감가속도의 감소여부를 판단하기 위한 거리, 상대속도, 상대가속도의 프로파일을 도시한 그래프,

도4는 일반적인 전방 차량 충돌 시 상대속도로 인한 운전자의 피해 상태를 도시한 그래프.

본 발명은 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 전방 충돌 시 예상 피해에 대한 감소 목표 수준을 설정하여 충돌 시 예상 피해를 정량적으로 감소시킬 수 있도록 한 전 방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 주행중 운전자의 전방 주시 소홀 또는 전방 차량의 급정거에 의해 전방 충돌 사고가 많이 발생되는 바, 상기한 전방 충돌 시 차량 및 운전자의 피해를 최소화하기 위하여 충돌 피해 경감 시스템이 장착된다.

상기한 충돌 피해 경감 시스템은 레이더등의 센서를 통해 전방 차량까지의 거리 및 상대 속도를 측정한 후, 거리를 상대 속도로 나누어 충돌시까지의 잔여 시간인 TTC(Time To Collision)를 계산하였다.

즉, 상기한 TTC를 측정하여 그 값이 자동감속 시작 임계값이하로 작아지면 충돌이 임박하였다고 판단하고, 일정한 감가속도로 차량의 자동 감속을 수행하도록 하는 것이다.

물론, 상기한 자동 감속을 통해 TTC가 다시 증가하여 임계값 이상으로 되면 자동 감속을 중단하게 된다.

상기한 자동 감속 종료 임계값은 시작 임계값에 비해 충분히 크게 설정하여 자동 감속의 시작과 종료가 지나치가 반복되는 소위 채터링(CHATTERING) 현상을 방지하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이 전방 차량과의 충돌 잔여시간인 TTC만을 고려하고 충돌시의 피해정도를 고려하지 않기 때문에, 전방 차량과의 충돌 시 예상 피해를 정량적으로 경감시킬 수 없는 문제점이 있다.

즉, 충돌시까지의 잔여시간을 측정하고 이를 통해 차량을 자동 감속시킴으로 써 충돌을 예방하지만, 잔여시간 측정을 통해 충분히 감속되지 않으면 전방 차량과의 충돌로 인해 운전자와 차량이 큰 피해를 입는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 전방 차량 충돌 시 예상되는 피해 수준을 추정하고 상기한 피해 수준을 낮추도록 목표를 설정하여 자동 제동이 이루어지도록 함으로써 충돌 시 운전자의 부상을 감소시킬 수 있는 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량이 주행하고 있는 상태에서 레이더등을 통해 전방 차량과의 거리 및 상대속도를 측정하는 단계와,

상기한 전방차량과의 거리 및 상대속도가 측정되면 현재 상대 속도에 따른 전방 차량과의 충돌 시 예상되는 충돌 피해를 추정하는 단계와,

상기한 예상 피해를 안전 충돌 수준으로 낮추기 위해 설정된 목표 예상 피해에 맞춰서 목표 상대속도를 설정하는 단계와,

상기한 목표 상대 속도를 맞추기 위하여 브레이크등을 제어하여 차량 속도를 자동 감속시키는 단계로 구성함을 특징으로 한다.

도1과 도2는 본 발명에 따른 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법에 따른 플로우차트이고 감가속도의 증가 여부를 파악하기 위한 그래프로서, 차량이 주행하고 있는 상태에서 레이더등을 통해 전방 차량과의 거리 및 상대속도를 측정하게 된다.

전방차량과의 거리 및 상대속도가 측정되면 ECU에서 현재 상대 속도에 따른 전방 차량과의 충돌 시 예상되는 충돌 피해를 추정하게 되는 바, 상기한 충돌 피해가 일정량 이상으로 추정되면 충돌 시 운전자가 숨지거나 큰 부상을 당할 확률이 높기 때문에 예상 피해를 감소시키기 위해 자동 감속을 실행하게 된다.

즉, 도4에 도시된 바와 같이 현재 차량 상대 속도가 100Km/h라고 가정했을 때 통계적으로 운전자의 치사율이 60%인 바, 현재 차량 상대 속도에 따른 치사율을 10% 내외로 낮추기 위해서는 상대 속도를 60Km/h로 낮추어야 하는 것으로서, 상기한 예상 피해를 원하는 수준(미리 설정된 안전 충돌 수준)으로 낮추기 위해 자동 감속을 실행하게 되는 것이다.

물론, 상기한 자동 감속 시 목표 예상피해에 따른 차량 상대 속도를 그래프의 기울기에 따른 수학식등으로 계산하여 목표 상대 속도를 연산하게 되는 것이다.

목표 상대 속도가 연산되면 이에 맞춰서 차량의 감가속을 실행하게 되는 바, 상기한 감가속의 실행 시 최대한 감가속 제어를 늦추어서 목표 상대 속도를 맞추는 것이 중요하게 된다.

상기한 감가속시의 기울기는 미리 설정되어 있는 값에 따라 정해진 것으로서 제동시 승차감에 큰 영향을 주지 않을 정도로 설정되어 있는 값이다.

상기한 감가속을 실행 시 도2에 따라 감가속도 증가 상태를 설명하면, 먼저 상단 그래프는 상대가속도 프로파일이고, 중간 그래프는 상대속도 프로파일이며, 하단 그래프는 거리 프로파일을 나타낸다.

그래프에서 t0-t1 까지의 구간은 감가속을 최대한 늦추기 위한 지연구간으로 서, 초기 상대 가속도를 유지하고 있는 상태이고, 상대 속도는 거의 변함없이 유지되고 있으며, 상대 거리는 급격히 감소하고 있는 상태이다.

t1-t2 의 구간은 감가속도 증가 구간으로서 최대 감가속도 αmax까지 일정한 기울기로 감가속도가 증가되고 있고, 차량 상대 속도는 느리게 감소하고 있으며, 차량 상대 거리는 보다 완만하게 감소하고 있는 상태가 된다.

t2-t3 의 구간은 최대 감속 구간으로서 t3는 자동 감속 수행을 통해 목표 상대속도가 되는 시간을 의미하고, 이는 하기한 수학식 1에 따라 얻을 수 있다.

[수학식1]

R _{desired} ^{v} -R _{0} ^{v} = int _{0} ^{3} {R ^{a} d} t

Rv desired : 목표 상대속도

Rv0 : 초기 상대속도

Ra : 목표 감가속도

따라서, 목표 상대속도가 되는 t3 시점에서 차간거리인 Rincrease 는 하기한 수학식2를 통해 얻어진다.

[수학식2]

R _{increase} = int _{0} ^{3} {} int _{0} ^{3} {R ^{a} dt}

이때, 차간거리가 "0" 이상이면 자동 감속을 통한 목표 상대속도를 맞춘 시점에서 전방 차량과의 거리에 여유가 있다는 것이므로, 감가속도 감소 여부에 대해 추가로 판단하여 수행하게 된다.

물론, 차간거리가 "0"이하이면 차간거리가 여유가 없다는 의미이므로 정해진 기울기로 감가속도를 계속 실행하게 된다.

도3은 감가속도의 감소 상태에서의 그래프를 도시한 것으로서, 감가속도의 증가 상태와 동일한 방법으로 수행하게 된다.

t0-t1 까지의 구간은 감가속을 최대한 늦추기 위한 지연구간이고, t1-t2 채터링을 방지하기 위한 시간지연 구간이다.

t2-t3 의 구간은 감가속도 감소 구간으로서 최대 감가속도 αmax까지 일정한 기울기로 감소되고 있으며, 목표 상대속도인 Rv desired 가 만족되는 시간인 T4 시점에서의 차간거리는 하기한 수학식3에 따라 구해진다.

[수학식3]

R_{desired} = int _{0} ^{4} {} int _{0} ^{4} {R ^{a} dt}

이상과 같이 본 발명은 전방 차량과의 충돌 시 예상 피해 정도를 전방 차량과의 상대 속도로 나타냄으로써, 충돌시의 피해 정도를 목표 경감 수준으로 설정하여 상대 속도를 제어하면 차량 충돌 시 운전자의 차량의 손실을 최소한으로 감소시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims (4)

1. 차량이 주행하고 있는 상태에서 레이더를 통해 전방 차량과의 거리 및 상대속도를 측정하는 단계와,

   상기한 전방차량과의 거리 및 상대속도가 측정되면 현재 상대 속도에 따른 전방 차량과의 충돌 시 예상되는 충돌 피해를 추정하는 단계와,

   상기한 예상 피해를 안전 충돌 수준으로 낮추기 위해 설정된 목표 예상 피해에 맞춰서 목표 상대속도를 설정하는 단계와,

   상기한 목표 상대 속도를 맞추기 위하여 브레이크를 제어하여 차량 속도를 자동 감속시키는 단계로 구성함을 특징으로 하는 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 자동 감속 시작 시 감가속도의 증감을 지연하는 지연구간을 설정함을 특징으로 하는 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기한 목표 상태속도의 도달 후 차간거리가 "0" 이상이면 감가속도 감소 여부에 대해 추가로 판단하여 수행하고, 차간거리가 "0"이하이면 정해진 기울기로 감 가속도를 계속 실행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기한 감가속도의 실행 시작과 함께 감가속도의 증가와 감소를 반복하는 채터링을 방지하기 위한 시간지연 구간을 설정함을 특징으로 하는 전방 차량과의 충돌 시 충돌 피해를 경감할 수 있는 자동 제동 방법.

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