KR101188271B1 - 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법 - Google Patents

차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 종방향 운동뿐만 아니라 횡방향 운동까지도 고려하여 차량의 충돌 위험도를 판단함으로써, 판단의 정확도를 향상시켜 오경고 및 오작동을 최소화할 수 있는 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법은 제동 회피 거리와 조향 회피 거리를 산출하고, 상기 제동 회피 거리와 조향 회피 거리를 이용하여 충돌 위험도를 판단하고, 상기 충돌 위험도에 따라 충돌 경고 또는 자동 제동을 수행하도록 제어한다.

Description

차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법{Method for controlling forward collision warning and mitigation system}
본 발명은 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 종방향 운동뿐만 아니라 횡방향 운동까지도 고려하여 차량의 충돌 위험도를 판단하고 그 결과에 따라 충돌 경고 및 자동 제동을 수행하는 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템(Forward collision warning and mitigation system)은 차량 주행 중 차량 전방에 선행 차량 등의 위험 장애물이 감지되었을 때, 충돌 위험도에 따라 운전자에게 충돌 위험을 경고하거나 필요한 경우 자동 제동을 수행하여 충돌 속도를 최소화하는 시스템이다. 이러한 시스템에서 전방 장애물에 대한 충돌 위험도의 결정은 충돌 경고 및 자동 제동의 시점을 결정하는데 있어서 매우 중요한 요소이다.
종래 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템에서는 자차(自車)와 선행 차량 사이의 거리를 상대속도로 나눈 값인 TTC(Time-To-Collision), 전방 장애물에 충돌을 방지할 수 있는 종감속도 값인 Deceleration-To-Avoid 등과 같이 차량의 종 방향 운동에 따라 충돌 위험도를 결정하는 방법을 이용하였다. 그런데 TTC의 경우 선행 차량이 급감속하는 경우에 대하여 선행 차량의 감속도를 고려하지 않기 때문에 적절한 충돌 위험도를 결정하는데 한계가 있으며, Deceleration-To-Avoid를 사용하는 경우 자차와 선행 차량 간의 상대속도가 큰 경우에는 운전자가 조향으로 충분히 충돌을 회피할 수 있음에도 불구하고 충돌 경고를 수행하게 되는 문제점이 있다. 즉, 종래 차량의 종방향 운동만을 고려하여 충돌 위험도를 결정하는 방법은 오경고 및 오작동이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 종방향 운동뿐만 아니라 횡방향 운동까지도 고려하여 차량의 충돌 위험도를 판단함으로써, 판단의 정확도를 향상시켜 오경고 및 오작동을 최소화할 수 있는 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법은 제동 회피 거리와 조향 회피 거리를 산출하고, 상기 제동 회피 거리와 조향 회피 거리를 이용하여 충돌 위험도를 판단하고, 상기 충돌 위험도에 따라 충돌 경고 또는 자동 제동을 수행하도록 제어한다.
또한 상기 제동 회피 거리는 자차 속도, 자차 가속도, 상대 속도, 상대 가속도, 지연 시간 및 목표 종가속도 값을 이용하여 산출하고, 상기 조향 회피 거리는 자차 속도, 상대 속도, 지연 시간 및 목표 횡가속도 값을 이용하여 산출한다.
또한 상기 제동 회피 거리는 자차와 장애물 간의 상대 속도에 따라 작은 목표 종가속도 및 큰 목표 종가속도에 대한 제 1 및 제 2 제동 회피 거리를 산출하고, 상기 조향 회피 거리는 자차와 장애물 간의 상대 속도에 따라 작은 목표 횡가속도 및 큰 목표 횡가속도에 대한 제 1 및 제 2 조향 회피 거리를 산출한다.
또한 상기 충돌 위험도의 판단은 상기 4개의 회피 거리 간의 비교를 통하여 충돌 경고 거리와 긴급 자동 제동 거리를 결정한다.
또한 자차와 선행 장애물 간의 거리가 상기 충돌 경고 거리에 도달하면 운전자에게 상기 전방 장애물과의 충돌 위험을 경고하도록 제어하고, 상기 자차와 선행 장애물 간의 거리가 상기 긴급 자동 제동 거리에 도달하면 차량의 제동 압력을 생성하여 자동 제동을 수행하도록 제어한다.
본 발명에 의할 경우 차량의 종방향 운동뿐만 아니라 횡방향 운동까지도 고려하여 차량의 충돌 위험도를 판단함으로써, 판단의 정확도를 향상시켜 시스템의 오경고 및 오작동을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명이 적용되는 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 전방 감지 센서(10), 차량 동역학 센서(20), 전자 제어 장 치(30), 충돌 경고 장치(40) 및 제동 제어 장치(50)를 포함하여 구성된다.
전방 감지 센서(10)는 레이더(Radar) 센서 등 다양한 공지의 센서들로 구성되어 자차(自車)와 차량 전방 장애물 간의 거리, 자차와 장애물 간의 상대속도 및 상대 가속도를 감지하고, 차량 동역학 센서(20)는 자차의 주행속도 및 가속도를 감지한다.
전자 제어 장치(30)는 전방 감지 센서(10)와 차량 동역학 센서(20)로부터 감지 신호들을 입력받아 제동 회피 거리와 조향 회피 거리를 산출하여 충돌 위험도를 판단하고, 판단된 충돌 위험도에 따라 충돌 경고 또는 자동 제동을 수행하도록 제어한다.
충돌 경고 장치(40)는 전자 제어 장치(30)의 제어신호를 입력 받아 운전자에게 전방 장애물과의 충돌 위험을 경고하기 위한 것이고, 제동 제어 장치(50)는 전자 제어 장치(30)의 제어신호를 입력 받아 차량의 제동 압력을 생성한다.
본 발명에서는 제동으로 충돌을 회피할 수 있는 거리(이하 ‘제동 회피 거리’라 한다) 및 조향으로 충돌을 회피할 수 있는 거리(이하 ‘조향 회피 거리’라 한다)의 비교를 통하여 충돌 위험도를 판단하는 방법을 제안한다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에서의 충돌 위험도의 판단과 그에 따른 충돌 경고 및 자동 제동 시점 결정 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 도 2에서 dbrk _ avoid1은 제 1 제동 회피 거리, dbrk _ avoid2는 제 2 제동 회피 거리, dstr _ avoid1은 제 1 조향 회피 거리, dstr _ avoid2는 제 2 조향 회피 거리, dCW는 충돌 경고 거리, dCMbB는 긴급 자동 제동 거리, v는 자차량 속도, a는 자차량 가속도, vrel은 상대 속도, arel은 상대 가속도, tdelay는 지연 시간, ax _ brake는 목표 종가속도, ay _ steer은 목표 횡가속도를 나타낸다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 우선 전자 제어 장치(30)는 전방 감지 센서(10)와 차량 동역학 센서(20)로부터 감지 신호들을 입력받아 제동 회피 거리와 조향 회피 거리를 산출한다. 여기서, 제동 회피 거리는 자차 속도(v), 자차 가속도(a), 상대 속도(vrel), 상대 가속도(arel), 지연 시간(tdelay), 목표 종가속도(ax_brake)값을 이용하여 산출하고, 조향 회피 거리는 자차 속도(v), 상대 속도(vrel), 지연 시간(tdelay), 목표 횡가속도(ay_steer)값을 이용하여 산출한다. 이 때, 자차와 장애물 간의 상대 속도에 따라 작은 목표 종가속도 및 큰 목표 종가속도에 대한 제 1 및 제 2 제동 회피 거리와, 작은 목표 횡가속도 및 큰 목표 횡가속도에 대한 제 1 및 제 2 조향 회피 거리를 산출한다.
이후 전자 제어 장치(30)는 앞서 산출한 4개의 회피 거리 간의 크기 비교를 통하여 충돌 위험도를 판단하게 된다. 즉, 회피 거리 간의 비교를 통하여 충돌 경고가 이루어지는 거리(이하, ‘충돌 경고 거리’라 한다)와 긴급 자동 제동이 수행되는 거리(이하 ‘긴급 자동 제동 거리’라 한다)가 결정된다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이 전자 제어 장치(30)는 제 1 제동 회피 거리와 제 2 조향 회피 거리를 비교하여 제 1 제동 회피 거리가 제 2 조향 회피 거리 이하 이면 제 2 조향 회피 거리를 충돌 경고 거리로 결정(설정)한다. 반면, 제 1 제동 회피 거리가 제 2 조향 회피 거리를 초과하면 전자 제어 장치(30)는 다시 제 1 제동 회피 거리와 제 1 조향 회피 거리를 비교하여 제 1 제동 회피 거리가 제 1 조향 회피 거리 이하이면 제 1 제동 회피 거리를 충돌 경고 거리로 결정하고, 제 1 제동 회피 거리가 제 1 조향 회피 거리를 초과하면 제 1 조향 회피 거리를 충돌 경고 거리로 결정한다.
또한 전자 제어 장치(30)는 제 2 제동 회피 거리와 제 1 조향 회피 거리를 비교하여 제 2 제동 회피 거리가 제 1 조향 회피 거리 이하이면 제 2 제동 회피 거리를 긴급 자동 제동 거리로 결정하고, 제 2 제동 회피 거리가 제 1 조향 회피 거리를 초과하면 제 1 조향 회피 거리를 긴급 자동 제동 거리로 결정한다. 이러한 제동 회피 거리 및 조향 회피 거리의 조합을 통한 충돌 위험도의 결정은 자차와 장애물 간의 상대 속도가 낮은 경우에는 제동 회피 거리를 주 인자로 사용하고, 자차와 장애물 간의 상대 속도가 높은 경우에는 조향 회피 거리를 주 인자로 사용하는 결과를 낳게 된다.
이후 전자 제어 장치(30)는 전방 감지 센서(10)로부터 입력되는 자차와 선행 장애물 간의 거리가 앞서 결정(설정)한 충돌 경고 거리 또는 긴급 자동 제동 거리에 도달하였는지 여부를 판단한다. 판단결과 자차와 선행 장애물 간의 거리가 충돌 경고 거리에 도달하면 전자 제어 장치(30)는 충돌 경고 장치(40)에 제어신호를 보내어 충돌 경고 장치(40)로 하여금 운전자에게 전방 장애물과의 충돌 위험을 경고하도록 제어한다. 또한 판단결과 자차와 선행 장애물 간의 거리가 긴급 자동 제동 거리에 도달하면 전자 제어 장치(30)는 제동 제어 장치(50)에 제어신호를 보내어 제동 제어 장치(50)로 하여금 차량의 제동 압력을 생성하도록 제어한다.
상술한 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법에 의할 경우 오경고 및 오작동을 최소화할 수 있으며, 실제 위험 상황에서 운전자는 충돌 경고 직후 운전자에 의한 제동 또는 조향을 통해 충돌을 회피할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명에서의 충돌 위험도의 판단과 그에 따른 충돌 경고 및 자동 제동 시점 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 제동 회피 거리, 조향 회피 거리, 충돌 경고 거리 및 긴급 자동 제동 거리와의 관계를 나타낸 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10 : 전방 감지센서 20 : 차량 동역학 센서
30 : 전자 제어 장치 40 : 충돌 경고 장치
50 : 제동 제어 장치

Claims (5)

  1. 제동 회피 거리와 조향 회피 거리를 산출하고,
    상기 제동 회피 거리와 조향 회피 거리를 이용하여 충돌 위험도를 판단하고,
    상기 충돌 위험도에 따라 충돌 경고 또는 자동 제동을 수행하도록 제어하되,
    상기 제동 회피 거리는 자차 속도, 자차 가속도, 상대 속도, 상대 가속도, 지연 시간 및 목표 종가속도 값을 이용하여 산출하고, 상기 조향 회피 거리는 자차 속도, 상대 속도, 지연 시간 및 목표 횡가속도 값을 이용하여 산출하는 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제동 회피 거리는 자차와 장애물 간의 상대 속도에 따라 작은 목표 종가속도 및 큰 목표 종가속도에 대한 제 1 및 제 2 제동 회피 거리를 산출하고, 상기 조향 회피 거리는 자차와 장애물 간의 상대 속도에 따라 작은 목표 횡가속도 및 큰 목표 횡가속도에 대한 제 1 및 제 2 조향 회피 거리를 산출하는 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 충돌 위험도의 판단은 상기 제 1 제동 회피 거리와 상기 제 2 조향 회피 거리 간의 비교 및 상기 제 2 제동 회피 거리와 상기 제 1 조향 회피 거리 간의 비교를 통하여 충돌 경고 거리와 긴급 자동 제동 거리를 결정하는 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    자차와 선행 장애물 간의 거리가 상기 충돌 경고 거리에 도달하면 운전자에게 상기 전방 장애물과의 충돌 위험을 경고하도록 제어하고, 상기 자차와 선행 장애물 간의 거리가 상기 긴급 자동 제동 거리에 도달하면 차량의 제동 압력을 생성하여 자동 제동을 수행하도록 제어하는 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법.
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