KR101415206B1 - 충돌 피해 경감시스템 제어방법 및 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량이 주행 중에 전방 차량과 충돌위험이 발생한 경우 충돌로 인한 피해를 경감시키기 위한 충돌 피해 경감 시스템의 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다. 충돌 피해 경감 시스템은 차량의 상태 측정을 통해 충돌 위험을 감지한 경우 주브레이크 시스템을 이용해 차량을 자동 제동시키는 시스템으로서 본 발명은 충돌 위험 감지 이후 주브레이크 시스템에 오류가 발생한 경우라도 제동력을 생성할 수 있는 경우에는 충돌 피해 경감 시스템의 작동을 멈추지 않고 차량을 자동 제동시킨다. 주브레이크 시스템에서 제동력을 생성할 수 없는 경우에는 전자식 주차브레이크 시스템에 제동력을 요청하여 보조적으로 차량을 자동 감속시키고 전자식 주차 브레이크 시스템에도 오류가 발생해 제동력을 생성할 수 없는 경우에는 운전자에게 이를 경고하여 충돌 위험에 대처할 수 있도록 한다.

Description

충돌 피해 경감시스템 제어방법 및 제어장치{COLLISION DAMAGE MITIGATION CONTROL METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 충돌 피해 경감시스템의 주브레이크 시스템이 고장인 경우에 차량의 제동력을 제어하는 방법에 관한 것으로서, 충돌 피해 경감시스템의 충돌위험 판단 이후에 주브레이크 시스템이 고장나더라도 자동제동이 가능하면 이를 수행하고, 자동제동이 불가하면 전자식 주차브레이크(EPB)를 이용하여 제동하도록 하여 충돌피해를 경감하는 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 주행중 운전자의 전방 주시 소홀 또는 전방 차량의 급정거에 의해 전방 충돌 사고가 많이 발생 되는바, 상기한 전방 충돌 시 차량 및 운전자의 피해를 최소화하기 위하여 충돌 피해 경감 시스템이 장착된다.
상기한 충돌 피해 경감 시스템은 레이더 등의 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 임계값 이하로 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 지나치게 반복되는 소위 채터링(CHATTERING) 현상을 방지하
게 된다.
상기한 자동 감속은 브레이크 시스템이 수행하게 되는데, 충돌 피해 경감 시스템
에서 레이더 등의 센서를 통해 얻은 정보를 이용하여 충돌위험 상황이라는 판단을
내린 경우 자동감속에 필요한 제동력을 브레이크 시스템에 요청한다. 브레이크 시
스템은 요청받은 제동력을 발생시켜 차량을 감속시키고 충돌피해를 줄일 수 있게
된다.
그러나 충돌 피해 경감 시스템에서 충돌위험을 판단한 이후에 브레이크 시스템에 고장이 발생하면, 충분한 제동력을 형성할 수 없으므로 충돌피해를 막거나 줄일 수없게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 충돌 피해 경감 시스템에서 충돌위험을 판단한 이후에 주브레이크 시스템에 오류가 생긴 경우, 주브레이크 시스템의 제동력을 이용할 수 있으면 이를 통해 제동력을 발생시키고 이를 이용할 수 없으면 전자식 주차 브레이크 시스템(EPB)을 통해 제동력을 발생시켜충돌피해를 경감하는 제어방법을 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 일 측면에 따른 충돌 피해 경감 시스템 제어방법은 충돌위험 여부를 판단하는 단계와, 충돌위험 판단시 주브레이크 시스템에 제동력을 요청하는 단계와, 주브레이크 시스템이 고장인 경우 제동력 발생 가능 여부를 판단하는 단계 및 제동력이 발생 가능한 경우 이를 이용해 차량을 자동 감속시키는 단계를 포함한다.
상기 주브레이크 시스템이 제동력을 발생시킬 수 없는 경우, 전자식 주차 브레이크 시스템에 제동력을 요청하여 차량을 감속시키는 단계를 더 포함한다.
상기 전자식 주차 브레이크 시스템에 오류가 발생하여 제동력을 발생시킬 수 없는 경우, 사용자에게 제동이 불가함을 경고하는 단계를 더 포함한다.
상기 주브레이크 시스템의 제동력 발생 가능한지 여부는 주브레이크 시스템의 차량의 상태를 측정하는 센서에 에러가 생긴 경우이면 제동력이 발생 가능한 것으로 판단한다.
상기 주브레이크 시스템의 고장이 충돌 피해 경감 시스템의 위험상황 판단 이전에 발생한 경우에는 상기 충돌 피해 경감 시스템의 작동을 멈추게 한다.
상기 주브레이크 시스템의 고장시 제동력 발생 불가능한 경우는 유압 장치 내에 밸브 에러로 인한 압력 조절 불가인 경우, 유압 장치 내에 모터 또는 펌프 에러로 인한 압력 생성 불가인 경우 또는 유압 장치내의 ECU(Electronic Control Unit) 에러로 인한 압력 제어 불가인 경우인 것으로 한다.
상기 충돌 피해 경감 시스템이 충돌 위험을 판단한 경우 및 주브레이크 시스템에서 제동력을 생성할 수 없는 경우에 사용자에게 이를 경고하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 충돌 피해 경감 시스템 제어장치는 차량의 상태를 감지하는 센서유닛 및 상기 센서유닛에서 감지한 차량의 상태를 이용하여 충돌 위험을 판단하고, 브레이크 시스템에 제동력을 요청하며, 브레이크 시스템에서의 제동력 생성 여부를 판단하는 전자제어유닛을 포함하는 충돌 피해 경감 시스템의 제어장치.
상기 전자제어유닛에서의 충돌 위험 여부는 상기 센서유닛을 이용하여 전방 차량과의 상대 거리 및 상대 속도를 측정하고, 상기 측정된 상대 거리와 상대 속도를 이용하여 TTC(Time To Collision)를 계산하고, 상기 계산된 TTC를 이용하여 판단한다.
상기 전자제어유닛에서의 주브레이크 제동력 발생여부를 판단하는 것은 주브레이크 시스템의 고장이 차량의 상태를 측정하는 센서의 오류에 의한 것인 경우에는 주브레이크의 제동력 발생이 가능하다고 판단하는 것이다.
상기 전자제어유닛은 주브레이크 시스템에서 제동력 발생이 불가능하다고 판단한 경우 전자식 주차 브레이크 시스템에 제동력을 요청한다.
본 발명에 따른 충돌 피해 경감 시스템 제어장치는 전자제어유닛에서 충돌 위험을 판단한 경우 및 주브레이크 시스템 또는 전자식 주차브레이크 시스템에 오류가 발생하여 제동력을 제공할 수 없는 경우에는 이를 사용자에게 경고하는 디스플레이 유닛 또는 사운드 유닛을 더 포함한다.
충돌 피해 경감 시스템이 충돌 위험을 감지하기 전에 주브레이크 시스템이 고장난 경우에는 충돌 피해 경감 시스템의 동작을 멈추게 하고, 충돌 위험 감지 후에 고장난 경우에는, 제동력 발생 가부를 판단하여 주브레이크로 제동시키거나 전자식 주차 브레이크 시스템에 제동력 요청하여 제동시킴으로써, 주브레이크 시스템에 오류가 생긴 경우에도 효과적으로 충돌 피해를 경감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 충돌 피해 경감 시스템 제어 방법에 대한 블록도이다.
도 2는 전자식 주차 브레이크 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 충돌 피해 경감 시스템 제어 방법에 대한 제어흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 충돌 피해 경감 시스템 제어 장치에 대한 전체 구성도이다.
이하에서는 본 발명의 일 측면에 따른 충돌 피해 경감 시스템의 제어 방법에 대하여 도면을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 제어 방법의 블록도 이다.
도시된 바와 같이, 충돌 피해 경감 시스템의 제어 방법은 차량의 상태를 측정하는 감지부(10)와 측정된 차량의 상태를 이용하여 충돌 위험을 판단하고 시스템의 고장 여부를 판단하는 제어부(20)를 포함하고 충돌 위험 여부와 제동 가부를 나타내는 표시부(50), 차량에 제동력을 공급하는 주브레이크 시스템(30) 및 보조적으로 제동력을 공급하는 전자식 주차 브레이크 시스템(40)을 포함하여 구성된다.
상기 감지부(10)에서는 주행중인 자차의 속도를 측정하고, 레이더 또는 카메라를 이용하여 자차와 전방 차량 사이의 상대거리와 상대속도를 측정한다.
상기 제어부(20)에서는 감지부(10)에서 측정한 상대거리와 상대속도를 이용하여 TTC(Time To Collision)를 계산한다. TTC는 상대거리를 상대속도로 나누어 얻을 수 있다. 계산된 TTC가 자동감속 시작 임계값 이하로 작아지면 충돌의 위험이 있다고 판단하고 자동 감속에 필요한 제동력을 계산한다.
충돌의 위험이 있다고 판단된 경우, 제어부(20)는 주브레이크 시스템(30)에 필요한 제동력을 요청한다. 최근의 주브레이크 시스템(30)은 차량의 안정성을 유지하기 위해 전자브레이크 시스템(Electronic Brake System ; EBS), 안티 록 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System ; ABS) 또는 차량 자세제어 시스템(Electronic Stability Program ; ESP)을 채용한다. 이하에서는 주브레이크 시스템이 상기와 같은 차량 안정성 제어시스템을 채용하고 있는 경우를 일 예로 하여 상세히 설명한다.
주브레이크 시스템(30)은 유압장치로부터 제동력을 얻는다. 유압장치는 제어부(20)로부터 필요한 제동력을 입력받아 해당 제동력을 발생시키는 장치로써 구체적으로, 원동기로 유압펌프를 구동하여 기계적 에너지를 기름의 유체에너지로 변환하고 유압제어밸브에 의하여 기름의 압력, 유량 및 방향을 제어하여 액츄에이터로 타이어를 구동시킨다.
제어부(20)가 충돌위험을 감지하여 주브레이크 시스템(30)에 제동력을 요청했으나 주브레이크 시스템에 오류가 생긴 경우가 있다. 충돌위험을 감지하기 전에 주브레이크 시스템에 오류가 생긴 경우에는 충돌 피해 경감 시스템의 동작을 멈추게 하면 문제가 없지만 충돌위험을 감지한 이후에 주브레이크 시스템에 오류가 생긴 경우에는 충돌 피해 경감 시스템의 작동이 중지되어 충분한 제동력을 형성할 수 없어 충돌 피해를 경감시키는데 문제가 생긴다.
본 발명에 따른 충돌 피해 경감 시스템 제어방법은 주브레이크 시스템에 오류가 생긴 경우라도 제동력을 발생시킬 수 있는지 여부를 판단한다. 제어부(20)에서 전방차량과의 충돌 위험을 감지했으나 주브레이크 시스템에 오류가 생긴 경우에 제어부는 먼저 오류의 원인을 판단한다. 일 예로서, 주브레이크 시스템의 오류가 마스터 압력 센서, 조향각 센서, 요우레이트(Yaw rate) 센서, 전방감지 센서, 종가속도 센서, 휠 가속도 센서 등과 같이 차량의 거동을 파악하기 위한 감지부의 고장에 기인한 것인 경우에는 유압장치로부터 제동력의 생성이 가능하다. 따라서 충돌 피해 경감 시스템의 작동을 중지시키지 않고 제어부는 필요한 제동력을 주브레이크 시스템의 유압장치에 요청한다. 유압장치에는 오류가 발생하지 않았으므로 ABS, ESP, EBS 등을 채용한 주브레이크 시스템은 제동력을 발생시켜 차량을 감속시킬 수 있다.
제어부에서 주브레이크 시스템의 오류 원인을 판단한 결과, 유압장치의 벨브에 에러가 발생해 압력조절이 불가한 경우, 유압장치의 모터 또는 펌프 에러로 인해 압력생성이 불가한 경우 또는 유압장치의 제어유닛에 에러가 생겨 압력의 제어가 불가한 경우 등 유압장치 내에 문제가 생긴 경우에는 주브레이크 시스템에서 제동력을 발생시킬 수 없다.
주브레이크 시스템에서 제동력을 발생시킬 수 없다고 판단한 경우, 제어부는 전자식 주차 브레이크 시스템에 제동력을 요청한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전자식 주차 브레이크 시스템(Electronic Parking Brake ; EPB)은 주차 브레이크의 작동을 전자적으로 제어하는 시스템으로서 EPB 액츄에이터(41)내의 전기 모터의 힘을 제어하여 주차 케이블(42)을 밀고 당기며 주차력을 해제/구속시킨다. 전자식 주차 브레이크 시스템은 전기 모터로 제동력을 발생시킬 수 있기 때문에 유압장치에 에러가 발생해도 차량을 감속시킬 수 있다.
그러나 전자식 주차 브레이크 시스템에도 에러가 생겨 제동력을 발생시킬 수 없는 경우가 있다. 이 경우에 제어부는 표시부를 통해 차량의 제동이 불가함을 운전자에게 경고하여 수동으로 브레이크를 작동시킬 수 있도록 한다.
표시부는 제어부에서 전방차량과의 충돌위험을 감지한 경우, 주브레이크 시스템에서 제동력을 발생시킬 수 없는 경우 및 전자식 주차 브레이크 시스템에서도 제동력을 발생시킬 수 없는 경우에 이를 나타내어 운전자에게 경고한다.
도 3에는 상술한 충돌 피해 경감 시스템을 제어하는 일련의 과정이 순서도로 표현되어 있다.
차량의 주행이 시작되고 충돌 피해 경감 시스템이 작동되면(100단계의 '예'), 충돌 피해 경감 시스템의 제어부는 감지부를 통해 얻어진 정보들을 이용하여 전방 차량과의 충돌 위험을 판단한다(110).
제어부에서 충돌 위험을 판단한 결과 충돌의 위험이 있는 것으로 판단된 경우(110단계의 '예') 운전자에게 이를 경고하고(120) 감속에 필요한 제동력을 계산한다(30). 그리고 주브레이크 시스템에 상기 계산된 제동력을 요청한다(140).
주브레이크 시스템에 오류가 생긴 경우, 제어부는 제동력 발생 가부를 판단한다(150).
판단 결과, 제동력이 발생 가능한 경우(150단계의 '예') 주브레이크 시스템에서 제동력을 발생시켜 차량을 자동 감속시키고(160) 제동력 발생이 불가능한 경우 전자식 주차 브레이크 시스템에 제동력을 요청한다(170).
전자식 주차 브레이크 시스템에서 제동력을 발생시킬 수 있는 경우(180단계의 '예'), 이를 이용해 차량을 감속시키고(181) 전자식 주차 브레이크 시스템에도 오류가 생겨 제동력을 발생시킬 수 없는 경우에는 표시부를 통해 제동 불가 상태임을 운전자에게 경고한다(182).
이하에서는, 본 발명의 일 측면에 따른 충돌 피해 경감 시스템 제어장치에 대해 설명한다.
도 4에는 충돌 피해 경감 시스템 제어장치의 전체 구성이 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 충돌 피해 경감 시스템 제어장치는 차량의 상태를 측정하는 센서유닛(300), 센서유닛으로부터 차량 상태에 대한 정보를 받아들이고 충돌 위험 여부 등을 판단하는 전자제어유닛(200), 운전자에게 위험을 경고하는 디스플레이/사운드 유닛(400)을 포함하며 제동력을 발생시키는 주브레이크 장치(400) 및 전자식 주차 브레이크 시스템(500)과 연계되어 동작한다.
센서 유닛(300)에서는 전방차량과의 상대거리, 상대속도, 조향각, 종가속도, 휠속도 등 차량의 거동을 측정한다.
전자제어유닛(200)은 상기 센서 유닛에서 측정된 정보를 입력 인터페이스(210)를 통해 받아들이고 이를 이용하여 전방 차량과의 충돌 위험 여부를 판단한다. 충돌 위험이 있다고 판단한 경우에는 차량을 감속시키는데 필요한 제동력을 계산하고 필요한 제동력을 출력 인터페이스(230)를 통해 브레이크 시스템에 요청한다.
전자제어유닛에서(200) 충돌 위험이 있다고 판단했으나 주브레이크 시스템(400)에 오류가 생긴 경우에는 주브레이크 시스템에서 제동력을 생성할 수 있는지 여부를 판단한다. 일 예로서, 주브레이크 시스템의 오류가 차량의 거동을 측정하는 센서 등의 고장에 의한 것인 경우에는 제동력을 생성할 수 있다. 따라서 이 경우에는 충돌 피해 경감 시스템의 작동을 중지시키지 않고 주브레이크 시스템을 이용하여 차량을 자동 감속시킨다.
주브레이크 시스템 오류의 또 다른 일 예로서, 유압장치의 밸브나 펌프, 모터 등에 문제가 생겨 압력의 조절, 생성 또는 제어가 불가한 경우에는 주브레이크 시스템에서 제동력을 생성할 수 없다. 따라서 이 경우에는, 전자제어유닛(200)의 출력 인터페이스(230)를 통해 전자식 주차 브레이크 시스템(500)에 제동력을 요청한다.
전자식 주차 브레이크 시스템에서 제동력을 생성할 수 있는 경우에는 이를 이용하여 보조적으로 차량을 감속시키도록 하고, 전자식 주차 브레이크 시스템에도 오류가 발생해 제동력을 생성할 수 없는 경우에는 디스플레이 유닛(display unit)또는 사운드 유닛(600)을 통해 사용자에게 차량의 제동이 불가함을 경고한다.
디스플레이 유닛 또는 사운드 유닛은 시각적 또는 청각적으로 사용자에게 충돌의 위험을 경고한다. 1차적으로는 전자제어유닛에서 전방 차량과의 충돌 위험을 감지한 경우에 충돌 위험 경고를 하고, 2차적으로 주브레이크 시스템에서 제동력을 생성할 수 없는 경우에 이를 경고하며, 전자식 주차 브레이크 시스템에서도 제동력을 생성할 수 없는 경우에는 제동이 불가함을 경고하여 운전자가 충돌 위험에 대해 신속하게 대처할 수 있도록 한다.
10 : 감지부 20 : 제어부
30 : 주브레이크 시스템 40 : 전자식 주차 브레이크 시스템

Claims (12)

  1. 차량의 충돌 피해 경감 시스템에서 충돌위험 여부를 판단하는 단계;
    충돌위험 있는 것으로 판단시 주브레이크 시스템에 제동력을 요청하는 단계;
    상기 주브레이크 시스템이 고장인 경우 제동력 발생 가능 여부를 판단하는 단계;및
    제동력이 발생 가능한 경우 이를 이용해 차량을 감속시키는 단계를 포함하고,
    상기 주브레이크 시스템의 제동력 발생 가능 여부 판단은 주브레이크 시스템의 고장이 차량의 상태를 측정하는 센서의 에러에 의한 것이면 제동력이 발생 가능한 것으로 판단하는 것인 충돌 피해 경감 시스템 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주브레이크 시스템이 제동력을 발생시킬 수 없는 경우, 전자식 주차 브레이크 시스템에 제동력을 요청하여 차량을 감속시키는 단계를 더 포함하는 충돌 피해 경감 시스템 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자식 주차 브레이크 시스템에 오류가 발생하여 제동력을 발생시킬 수 없는 경우, 운전자에게 제동이 불가함을 경고하는 단계를 더 포함하는 충돌 피해 경감 시스템 제어방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    주브레이크 시스템의 고장이 충돌 피해 경감 시스템의 위험상황 판단 이전에 발생한 경우에는 상기 충돌 피해 경감 시스템의 작동을 멈추게 하는 충돌 피해 경감 시스템 제어방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주브레이크 시스템의 고장시 제동력 발생 불가능한 경우는,
    유압 장치 내에 밸브 에러로 인한 압력 조절 불가인 경우;
    유압 장치 내에 모터 또는 펌프 에러로 인한 압력 생성 불가인 경우; 또는
    유압 장치내의 ECU(Electronic Control Unit) 에러로 인한 압력 제어 불가인 경우인 충돌 피해 경감 시스템 제어방법.
  7. 제 1항 내지 제 3항, 제 5항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충돌 피해 경감 시스템이 충돌 위험을 판단한 경우, 주브레이크 시스템에서 제동력을 생성할 수 없는 경우 또는 전자식 주차브레이크 시스템에서 제동력을 생성할 수 없는 경우에 운전자에게 이를 경고하는 단계를 더 포함하는 충돌 피해 경감 시스템 제어방법.
  8. 차량의 상태를 감지하는 센서유닛;및
    상기 센서유닛에서 감지한 차량의 상태를 이용하여 충돌 위험을 판단하고, 주브레이크 시스템 또는 전자식 주차브레이크 시스템에 제동력을 요청하며, 브레이크 시스템에서의 제동력 생성 여부를 판단하는 전자제어유닛을 포함하고,
    상기 전자제어유닛은 상기 주브레이크 시스템의 고장이 차량의 상태를 측정하는 센서의 오류에 의한 것인 경우에는 주브레이크의 제동력 발생이 가능하다고 판단하는 것인 충돌 피해 경감 시스템의 제어장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전자 제어유닛에서의 충돌 위험 판단은,
    상기 센서유닛을 이용하여 전방 차량과의 상대 거리 및 상대 속도를 측정하고,
    상기 측정된 상대 거리와 상대 속도를 이용하여 TTC(Time To Collision)를 계산하고, 상기 계산된 TTC를 이용하여 전방 차량과의 충돌 위험을 판단하는 것인 충돌 피해 경감 시스템의 제어장치.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 전자제어유닛은 주브레이크 시스템에서 제동력 발생이 불가능하다고 판단한 경우 전자식 주차 브레이크 시스템에 제동력을 요청하는 충돌 피해 경감 시스템 제어장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 전자제어유닛에서 충돌 위험을 판단한 경우, 주브레이크 시스템에 오류가 발생하여 제동력을 제공할 수 없는 경우 또는 전자식 주차브레이크 시스템에 오류가 발생하여 제동력을 제공할 수 없는 경우에 이를 운전자에게 경고하는 디스플레이 유닛 또는 사운드 유닛을 더 포함하는 충돌 피해 경감 시스템 제어장치.
KR1020110025299A 2011-03-22 2011-03-22 충돌 피해 경감시스템 제어방법 및 제어장치 KR101415206B1 (ko)

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