KR101500162B1 - 차량 제동 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

차량 제동 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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성동현
김재희
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 감지 거리가 상이한 복수의 센서, 상기 복수의 센서로부터 계산된 파라메터의 일정 구간별로 차량의 풀 자동 제동 이전에 상기 풀 자동 제동보다 작은 제동력이 적용되는 부분 자동 제동을 수행하도록 제어하는 제어 장치, 상기 제어 장치 제어에 따라 차량 제동을 수행하는 브레이크 장치를 포함하는 차량 제동 제어 시스템과 이의 제어 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 제동 제어 시스템 및 방법{Braking Control System for Vehicle and Method thereof}
본 발명은 차량 제동에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 복수의 센서정보에 기반하여 적절한 차량 제동 제어를 수행할 수 있는 차량 제동 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자동차는 운전자에게 이동의 편리성과 신속성 등 많은 편의를 제공한다. 그러나 차량이 많아지면서 또는 다양한 주변 환경에 따라 자동차는 운전자의 안전을 위협하는 많은 요소를 가진다. 따라서, 최근 운전자의 편의와 안전을 동시에 도모하기 위한 기술들이 개발되고 있다.
예컨대, 차간거리 제어 시스템이 개발되고 있다. 차간거리 제어 시스템은 자동차의 전방에 레이더 센서 등을 장착하여 상대 차량과의 상대 거리와 상대 속도를 측정한 후, 사전 정의된 임계 거리 이내인 경우 차량의 속도를 자동으로 감속시켜 차간거리를 유지하는 시스템이다.
하지만, 상기 차간거리 제어 시스템에서 운용되는 레이더 센서는 감지 거리가 작기 때문에 상대 속도 구간이 제한적인 문제점이 있다. 예컨대, 레이더 센서의 감지 거리는 십미터 내외의 거리를 가지기 때문에 차량의 상대 속도가 50Kmh 이상인 경우 적절한 차량 감속 제어를 수행하기 이전에 차량간 충돌이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 적절한 차간 거리 감지를 통해 안정적인 능동 제동이 가능한 차량 제동 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 저가의 장치들을 이용하여 보급형의 능동 제동 시스템 구현이 가능한 차량 제동 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 차량의 변속기 충격을 최소화할 수 있는 차량 제동 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 차량 제동 제어 시스템은 감지 거리가 상이한 복수의 센서, 상기 복수의 센서로부터 계산된 파라메터의 일정 구간별로 차량의 풀 자동 제동 이전에 상기 풀 자동 제동보다 작은 제동력이 적용되는 부분 자동 제동을 수행하도록 제어하는 제어 장치, 상기 제어 장치 제어에 따라 차량 제동을 수행하는 브레이크 장치를 포함하는 구성을 개시한다.
여기서 상기 복수의 센서는 이미지 정보 수집을 수행하는 카메라 센서 및 레이저 신호 송수신을 기반으로 센서 정보를 출력하는 라이다 센서를 포함할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 카메라 센서만으로 감지되는 구간에서 경보 출력, 제동 보조 및 부분 자동 제동 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 카메라 센서만으로 감지되는 제1 상대 거리에서 경보 출력을 수행하고, 상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제1 상대 거리보다 짧은 제2 상대 거리에서 제동 보조를 수행하고, 상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제2 상대 거리보다 짧은 제3 상대 거리에서 제동 보조를 수행하도록 제어할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 카메라 센서만으로 감지되는 구간에서 경보 출력 및 부분 자동 제동을 수행할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 카메라 센서와 상기 라이다 센서의 공통 퓨전 구역에서 상기 풀 자동 제동을 수행하도록 제어할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 카메라 센서를 운용하여 차간 거리가 일정 거리 이내인 경우 상기 라이다 센서를 운용하도록 제어할 수 있다.
상기 파라메터는 자차와 상대차 간의 차간 거리, 상대 속도 및 충돌 가능 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 감지 거리가 상이한 복수의 센서를 이용하여 자차와 상대차량 간의 특정 파라메터를 검출하는 검출 단계, 상기 파라메터와 사전 정의된 참조 값을 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 따라 차량의 풀 자동 제동 또는 상기 풀 자동 제동보다 작은 제동력이 적용되는 부분 자동 제동 중 어느 하나를 수행하는 수행 단계를 포함하는 차량 제동 제어 방법의 구성을 개시한다.
상기 검출 단계는 카메라 센서로부터 수신된 센서 정보를 기반으로 상기 파라메터를 검출하는 단계 및 라이다 센서로부터 수신된 센서 정보를 기반으로 상기 파라메터를 검출하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다.
상기 수행 단계는 상기 카메라 센서만으로 감지되는 구간에서 상기 부분 자동 제동을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 부분 자동 제동을 수행하는 단계는 경보 출력을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수행 단계는 상기 카메라 센서만으로 감지되는 제1 상대 거리에서 경보 출력을 수행하는 단계, 상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제1 상대 거리보다 짧은 제2 상대 거리에서 제동 보조를 수행하는 단계, 상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제2 상대 거리보다 짧은 제3 상대 거리에서 부분 자동 제동을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수행 단계는 상기 카메라 센서와 상기 라이다 센서가 공통으로 감지되는 퓨전 구간에서 상기 풀 자동 제동을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 일정 감지 거리를 가지는 카메라 센서를 이용하여 자차와 상대차량 간의 특정 파라메터를 검출하는 검출 단계, 상기 파라메터와 사전 정의된 참조 값을 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 따라 차량의 풀 자동 제동보다 작은 제동력이 적용되는 부분 자동 제동을 수행하는 수행 단계를 포함하는 차량 제동 제어 방법의 구성을 개시한다.
상기 방법은 상기 파라메터가 특정 참조 값에 해당하는 경우 라이다 센서를 활성화하는 단계, 상기 라이다 센서로부터의 센서 정보를 기반으로 자차와 상대차량 간의 특정 파라메터를 검출하는 단계, 상기 특정 파라메터의 크기에 따라 차량의 풀 자동 제동을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 풀 자동 제동을 수행하는 단계는 상기 파라메터 크기가 상기 카메라 센서의 센서 정보와 상기 라이다 센서의 센서 정보의 퓨전 영역에 해당하는 경우 수행되는 단계일 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 카메라의 장거리 감지거리를 기반으로 차량의 자동 약 제동을 수행함으로써 카메라와 레이더의 퓨전영역에서의 급제동 효과를 극대화할 수 있다.
또한 본 발명은 차량의 엔진 시동 정지를 적절히 제어함으로써 급제동 시 변속기 충격을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 제동 제어 시스템이 적용되는 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 제동 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 제동 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 차량 제동 제어 시스템이 적용되는 차량에서의 상대 속도 별 제동 거리를 나타낸 도면이다.
도 5는 차량의 상대 속도 별 충돌 속도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량 제동 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량 제동 제어를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 가급적 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 제동 제어 시스템이 적용되는 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량 제동 제어 시스템이 적용되는 환경은 도로 상에 자차(10)와 상대차(11)가 배치되어 있는 상태일 수 있다. 이러한 환경에서 자차(10) 또는 상대차(11) 중 적어도 하나에 배치된 차량 제동 제어 시스템이 상대측 차량에 대한 파라메터 예컨대, 차간 거리 감지를 수행할 수 있다. 예컨대, 자차(10)는 차량 제동 제어 시스템을 이용하여 전방에 주행 중인 또는 배치된 상대차(11)와의 차간 거리를 감지할 수 있다. 또는 상대차(11)는 후방에서 주행 중인 자차(10)와의 차간 거리를 차량 제동 제어 시스템을 이용하여 감지할 수 있다. 이하 설명에서는 상대적으로 후방에 배치된 자차(10)가 상대차(11)와의 차간 거리를 감지하고, 차간 거리에 따른 감속 또는 경보를 수행하는 기술을 대표로 예시하여 설명하기로 한다.
차량 제동 제어 시스템이 적용되는 차량에서 자차(10)는 제1 차간 거리(A) 상태인 경우 경보음 출력 및 부분 자동 제동 또는 자동 약 제동을 수행할 수 있다. 그리고 자차(10)는 제2 차간 거리(B) 상태인 경우 풀 자동 제동을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 제동 제어 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 차량 제동 제어 시스템(100)은 센서 모듈(101), 제어 장치(160), 브레이크 장치(130), 경보 장치(140), 시트 밸트 햅틱 장치(150)를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 포함하는 차량 제동 제어 시스템(100)은 감지 거리가 서로 다른 복수개의 센서를 포함하는 센서 모듈(101)을 이용하여 상대측 차량과의 차간 거리를 감지할 수 있다. 그리고 차량 제동 제어 시스템(100)은 차간 거리를 기반으로 상대측 차량과의 충돌 가능 시간을 계산할 수 있다. 차량 제동 제어 시스템(100)은 사전 정의된 복수의 참조 값들과 충돌 가능 시간을 비교할 수 있다. 여기서 참조 값은 서로 다른 감지 거리를 가지는 복수의 센서들의 감지 거리의 일정 부분들로 정의되거나 또는 충돌 가능 시간의 일정 부분들로 정의될 수 있다.
차량 제동 제어 시스템(100)은 충돌 가능 시간이 사전 정의된 복수의 참조 값들 중 어느 하나의 참조 값에 해당하는 경우, 해당 참조 값에 수행되도록 설정된 기능 예컨대 경보 출력, 자동 약 제동, 풀(Full) 제동 등을 수행하도록 제어할 수 있다. 이러한 본 발명의 차량 제동 제어 시스템(100)은 감지 거리가 다른 복수의 센서들을 이용함으로써 상대측 차량과의 차간 거리를 다양하게 감지하고, 감지된 다양한 차간 거리를 기반으로 차량 제동 제어와 관련된 복수의 기능들을 적응적으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 차량 제동 제어 시스템(100)은 보다 안정적인 차량 제동 제어를 수행할 수 있으며, 또한 보다 적절한 차량 제동을 수행할 수 있다.
센서 모듈(101)은 차량에 설치된 복수의 센서들을 포함할 수 있다. 예컨대, 센서 모듈(101)은 라이다 센서(120) 및 카메라 센서(110)를 포함할 수 있다. 추가로 센서 모듈(101)은 레이더 센서나 적외선 센서, 초음파 센서 등 거리 감지가 가능한 다양한 센서들을 더 포함할 수 있다.
라이다(Light Detection And Ranging) 센서(120)는 상대측 차량에 레이저를 발사하고, 상대측 차량에서 반사된 레이저를 스캐너로 감지한 후 반사되어 되돌아오는 시간을 관측하여 대상물의 거리를 계산할 수 있다. 또한 라이다 센서(120)는 상대측 차량의 이동 속도를 측정할 수 있다. 즉 라이다 센서(120)는 일정 파라메터 예컨대 차간 거리 및 상대 속도 측정을 위한 센서 정보를 수집할 수 있다. 라이다 센서(120)가 수집한 센서 정보는 제어 장치(160)에 전달될 수 있다.
카메라 센서(110)는 차량의 특정 위치에 배치되고, 이후 배치된 방향의 영상을 수집할 수 있다. 예컨대, 카메라 센서(110)는 전방을 주시하도록 배치되고, 전방에 주행 중인 상대측 차량이나 전방 환경에 대한 이미지를 수집할 수 있다. 카메라 센서(110)가 수집한 이미지는 제어 장치(160)에 전달될 수 있다. 카메라 센서(110)가 수집한 이미지는 차간 거리 정보 계산에 이용될 수 있다. 카메라 센서(110)의 이미지 수집 거리는 라이다 센서(120)의 물체 감지 거리에 비하여 상대적으로 더 클 수 있다.
브레이크 장치(130)는 제어 장치(160) 제어에 따라 차량의 브레이크 시스템의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 브레이크 장치(130)는 제어 장치(160) 제어에 따라 자동 약 제동 또는 자동 풀 제동을 수행할 수 있다. 브레이크 장치(130)는 제어 장치(160) 제어에 따라 ESC(Electronic Stability Control) 제동 제어를 수행할 수 있다.
경보 장치(140)는 제어 장치(160) 제어에 따라 일정 시점에서 사전 정의된 경보 알람을 출력할 수 있다. 경보 장치(140)는 예컨대 경보음 출력, 경보 안내음 출력 등을 수행할 수 있다. 경보 장치(140)는 경보음 출력을 위하여 스피커를 포함할 수 있다. 또한 경보 장치(140)는 사전 정의된 안내음 저장을 위한 메모리 장치를 더 포함할 수 있다. 경보 장치(140)의 경보음 출력은 일정 시점에 독립적으로 수행될 수 있으며, 브레이크 장치(130)의 약 제동 및 풀 제동과 함께 수행될 수도 있다.
시트 밸트 햅틱 장치(150) 제어 장치(160) 제어에 따라 시트 밸트를 길이를 조절하거나, 시트의 햅틱 진동 발생을 제어할 수 있다. 예컨대, 시트 밸트 햅틱 장치(150)는 경보 장치(140)에서 특정 경보음이 출력되는 동안 시트를 진동시킬 수 있다. 이러한 시트 진동은 운전자 또는 차량 탑승자에게 경보 진동 형태로 제공될 수 있다. 또한 시트 밸트 햅틱 장치(150)는 안전 밸트의 길이 조정 및 에어백 전개 등을 제어 장치(160) 제어에 따라 제어할 수 있다.
제어 장치(160)는 일정 파라메터 예컨대 차간 거리 및 상대 속도 측정, 충돌 가능 시간 산출, 충돌 가능 시간의 크기 중 적어도 하나에 따른 차량 제동 제어를 수행할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 제어 장치(160)는 카메라 센서(110)가 제공하는 이미지 정보를 분석하여 상대측 차량과 자차 간의 차간 거리를 계산할 수 있다. 제어 장치(160)는 이미지 정보 기반 차간 거리 값 또는 충돌 가능 시간이 사전 정의된 제1 참조 값 이하이면 시/청각적인 방법을 통해 충돌 경보를 발생시킬 수 있다.
추가로, 제어 장치(160)는 이미지 정보 기반으로 계산된 차간 거리 값 또는 충돌이 가능 시간이 제1 참조 값보다 같거나 작은 제2 참조 값 이하이면 약 제동을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어 장치(160)는 전체 제동력을 1g으로 정의할 경우, 약 0.2g의 약 제동 명령을 브레이크 장치(130)에 전달할 수 있다. 여기서, 약 제동으로 언급하는 0.2g의 감속도는 운전자가 감속으로 느끼기 어려운 정도의 약 제동일 수 있으며, 실험적으로 감속거부감이 없는 수치일 수 있다. 이러한 감속도는 설계자의 의도에 따라 또는 차량의 설계 방식이나 차량의 종류 등에 따라 다양한 변경될 수 있다. 따라 약 제동은 브레이크 장치(130)의 풀 제동보다 작은 크기의 제동력을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 한편 제어 장치(160)는 약 제동을 수행하면서 충돌 경보 발생을 유지할 수 있다. 또는 제어 장치(160)는 약 제동을 수행하면서 충돌 경보의 경보음이나 안내음을 변경할 수 있다. 예컨대, 제어 장치(160)는 약 제동이 적용됨을 안내하는 안내음 출력을 제어할 수 있다.
제어 장치(160)는 현재 충돌 가능 시간 또는 차간 거리 값이 사전 정의된 제3 참조 값 이하이면 풀 제동 명령을 브레이크 장치(130)에 전달할 수 있다. 이 동작에서 제어 장치(160)는 경보음 출력 상태를 유지하거나 또는 경보음 출력을 중지하도록 제어할 수 있다. 여기서 사전 정의된 제3 참조 값은 라이다 센서(120)의 감지 거리와 카메라 센서(110)의 감지 거리의 중첩 영역의 경계 값 또는 각 센서들에 의해 계산된 충돌 가능 시간들의 중첩된 영역의 경계 값일 수 있다.
한편, 제어 장치(160)는 추가적인 참조 값들을 더 운영할 수도 있다. 예컨대, 제어 장치(160)는 약 제동 수행 이전에 약 제동 준비를 위한 참조 값을 운용할 수 있다. 제어 장치(160)는 계산된 충돌 가능 시간이 약 제동 준비를 위한 참조 값에 해당하는 경우 약 제동 준비를 브레이크 장치(130)에 요청할 수 있다. 또한, 제어 장치(160)는 약 제동 적용을 다단으로 적용할 수 있다. 예컨대, 제어 장치(160)는 0.2g, 0.4g, 0.6g, 0.8g 등의 제동력 적용을 위한 참조 값들을 사전에 정의할 수 있다. 제어 장치(160)는 충돌 가능 시간이 점진적으로 작아지는 경우 제동력을 점진적으로 증가시키도록 브레이크 장치(130)에 요청할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 제동 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 차량 제동 제어 방법은 운전자의 시동 제어에 따라 차량 제동 제어 시스템(100)이 S101 단계에서 시동온 상태를 가질 수 있다. 차량 제동 제어 시스템(100)은 시동이 턴-온되면 S103 단계에서 충돌 제어 설정 여부를 확인할 수 있다. 차량 제동 제어 시스템(100)은 충돌 제어 설정이 없는 경우 S101 단계에서 시동온 상태를 유지하면서 운전자 조작에 따라 차량 운행 지원을 수행할 수 있다. 예컨대, 차량 제동 제어 시스템(100)은 액셀 패달 조작에 따른 차량 주행 제어 또는 브레이크 패달 조작에 따른 차량 정지 제어 등 다양한 차량 제어를 수행할 수 있다.
S103 단계에서 충돌 제어 설정이 있으면, 차량 제동 제어 시스템(100)은 S105 단계에서 센서 정보 수집을 수행할 수 있다. 이를 위하여 차량 제동 제어 시스템(100)은 센서 모듈(101)에 포함된 복수의 센서를 활성화하도록 제어할 수 있다. 이 과정에서 차량 제동 제어 시스템(100)은 감지 거리가 다른 복수개의 센서를 활성화할 수 있다. 예컨대, 차량 제동 제어 시스템(100)은 라이다 센서(120) 및 카메라 센서(110)를 활성화할 수 있다.
그리고 차량 제동 제어 시스템(100)은 S107 단계에서 센서 정보를 기반으로 차간 거리, 상대 속도, 충돌 가능 시간을 검출할 수 있다. 예컨대, 차량 제동 제어 시스템(100)은 카메라 센서(110)가 수집한 이미지 정보를 기반으로 차간 충돌 가능 시간을 검출할 수 있다. 또한 차량 제동 제어 시스템(100)은 라이다 센서(120)가 수집한 차간 거리 정보 및 상대 속도 정보를 바탕으로 충동 가능 시간을 검출할 수 있다.
S105 단계 및 S107 단계에서 차량 제동 제어 시스템(100)은 카메라 센서(110) 및 라이다 센서(120)를 동시에 활성화하고, 각 센서들이 수집한 센서 정보들을 기반으로 충돌 가능 시간을 검출할 수 있다. 또는 차량 제동 제어 시스템(100)은 카메라 센서(110)를 기반으로 차간 거리나 상대 속도를 검출하고, 차간 거리나 상대 속도가 사전 정의된 일정 거리 이내이면, 라이다 센서(120)를 활성화하여 차간 충돌 가능 시간을 검출할 수 있다. 여기서 일정 거리는 라이다 센서(120)의 감지 거리이거나 감지 거리보다 일정 크기 이상 큰 거리일 수 있다. 또는 차량 제동 제어 시스템(100)은 카메라 센서(110)가 획득한 정보를 이용하여 상대측 차량의 속도를 측정하거나, 상대측 차량과의 차간 거리를 계산하고, 이를 기반으로 충돌 가능 시간을 검출할 수 있다. 여기서 차량 제동 제어 시스템(100)은 이미지 정보 기반의 충돌 가능 시간 검출을 위하여 차속 센서를 더 포함하고, 차속 센서로부터 획득된 차량 속도를 상대 속도 산출 및 충돌 가능 시간 산출에 이용할 수 있다.
다음으로 S109 단계에서 차량 제동 제어 시스템(100)은 현재 충돌 가능 시간(TTC)이 경보 알림 시간 (TTCFCW)보다 작은 경우에는 별도의 경보 출력을 수행하지 않을 수 있다. 그리고 차량 제동 제어 시스템(100)은 S103 단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 재수행하도록 지원할 수 있다. S109 단계에서 현재 충돌 가능 시간(TTC)이 경보 알림 시간(TTCFCW)보다 작은 경우, 차량 제동 제어 시스템(100)은 S111 단계에서 FCW(Forward Collison Warning) 경고 및 약 제동을 수행할 수 있다. 약 제동 방식은 앞서 언급한 바와 같이 풀 제동보다 작은 크기의 사전 정의된 제동력이 브레이크 장치(130)를 통해 이루어지는 방식일 수 있다.
다음으로, 차량 제동 제어 시스템(100)은 S113 단계에서 현재 충돌 가능 시간(TTC)이 풀 제동 실행 시간(TTCAEB)보다 작은지 여부를 확인한다. 차량 제동 제어 시스템(100)은 현재 충돌 가능 시간(TTC)이 풀 제동 실행 시간(TTCAEB)보다 크면 S109 단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 재수행할 수 있다. 한편 차량 제동 제어 시스템(100)은 현재 충돌 가능 시간(TTC)이 풀 제동 실행 시간(TTCAEB)보다 작으면 S115 단계로 분기하여 AEB(Autonomous Emergency Braking) 풀 제동을 수행할 수 있다.
이후 차량 제동 제어 시스템(100)은 S117 단계에서 충돌 제어에 대한 기능 종료 이벤트 발생이 있는지 확인할 수 있다. 기능 종료 이벤트 발생이 있으면, 차량 제동 제어 시스템(100)은 S103 단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 재수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 차량 제동 제어 시스템(100)은 장착되는 센서들의 기능에 따라 다양한 형태로 차량 제동 제어를 수행할 수 있다. 특히 차량 제동 제어 방법은 상대적으로 긴 감지 거리를 가지는 센서의 센서 정보를 기반으로 경보 알림 및 약 제동 적용을 위한 제1 판정을 수행하고, 상대적으로 짧은 감지 거리를 가지는 센서의 센서 정보를 기반으로 AEB 풀 제동 적용을 위한 제2 판정을 수행할 수 있다. 이와 같이 차량 제동 제어 방법은 복수의 단계를 통해 차량 제동 제어를 수행함으로써 차량 제동 제어를 보다 부드럽게 수행함으로써 급제동을 미연에 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 차량 제동 제어 방법은 급제동이 발생하더라도 급제동에 따른 엔진 부담을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 차량 제동 제어 시스템이 적용되는 차량에서의 상대 속도 별 제동 거리를 나타낸 도면이며, 도 5는 차량의 상대 속도 별 충돌 속도를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 차량 제동 제어 시스템(100)은 라이다 센서(120) 및 카메라 센서(110)의 퓨전의 종방향 인지 거리 한계를 극복할 수 있음을 알 수 있다. 특히 차량의 제동 거리가 센서의 감지 영역보다 긴 경우, 즉 전방 차량과의 상대 속도가 사전 정의된 일정 속도 이상인 경우에 효과를 갖는다. 본 발명에서 제안된 기술의 적용을 통해 기존의 AEB 시스템으로 대응하지 못했던 고속 구간에서도 AEB 시스템의 효과를 볼 수 있다. 도시된 도면은 기존의 AEB 시스템과 본 발명에서 제안한 AEB 시스템의 성능 비교를 나타낸다. AEB 시스템 동작후, 전방 차량과의 충돌 속도를 나타낸 것으로 충돌 속도가 낮을 수록 보다 안전한 시스템이라 할 수 있다. 시뮬레이션 결과로부터 제안된 AEB 시스템의 적용을 통해 상대 속도 약 74 km/h 까지는 충돌회피가 가능 (충돌속도 = 0) 하고, 상대 속도가 74 km/h 이상인 경우는 최대 53km/h 정도의 충돌 속도를 낮출 수 있음이 확인되었다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량 제동 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 차량 제동 제어 시스템(100)은 자차와 상대측 차 간에 카메라 센서(110)에 의해 감지되는 제1 상대 속도 구간 또는 제1 차간 거리 구간, 또는 제1 충돌 시간 구간에서는 충돌 경보를 수행함과 아울러 자동 약 제동 또는 부분 자동 제동을 수행할 수 있다. 즉 차량 제동 제어 시스템(100)은 TTC=B에서 TTC=A 구간에서는 부분 자동 제동과 충돌 경보를 수행할 수 있다.
한편, 차량 제동 제어 시스템(100)은 카메라 센서(110) 및 라이다 센서(120)에 의해 공통으로 감지되는 제2 상대 속도 구간 또는 제2 차간 거리 구간, 또는 제2 충돌 가능 시간 구간에서는 AEB 풀 자동 제동을 수행한다. 즉 차량 제동 제어 시스템(100)은 TTC=A에서 TTC=0 구간에서는 AEB 풀 자동 제동을 수행한다.
한편 차량 제동 제어 시스템(100)은 TTC=B 이전 구간 즉 카메라 센서(110)에 의해서도 상대측 차량이 감지되지 않는 구간에서는 별도의 경보 알람 등을 수행하지 않도록 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량 제동 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 차량 제동 제어 시스템(100)은 자차와 상대측 차량과의 상대 거리가 TBD4 구간인 상태에서는 별도의 경보 알람 등을 수행하지 않을 수 있다. 여기서 TBD4 구간은 카메라 센서(110)에 의해서만 감지되는 상대 거리이거나 카메라 센서(110)에 의해서도 감지되지 않는 상대 거리일 수 있다.
TBD3 구간에서, 차량 제동 제어 시스템(100)은 시청각/햅틱 등 적어도 하나의 방식으로 FCW 운전자 경고를 수행할 수 있다. 여기서 TBD3 구간은 카메라 센서(110)에 의해서만 감지되는 제1 상대 거리에 해당할 수 있다.
TBD2 구간에서, 차량 제동 제어 시스템(100)은 EBA(Electronic Brake Assist) 사전 충전을 통한 제동 보조를 수행할 수 있다. TBD2 구간은 카메라 센서(110)에 의해서만 감지되는 제2 상대 거리에 해당할 수 있다. 제2 상대 거리는 앞서 설명한 제1 상대 거리보다 짧은 거리일 수 있다.
상술한 TBD3 및 TBD2 구간은 종방향 거리 및 속도정보를 카메라 센서(110)의 센서 정보를 통해서 획득되는 구간일 수 있다. 이 구간에서 차량 제동 제어 시스템(100)은 카메라 센서(110)의 출력 신호 보정이 필요한 경우 영상 분석을 위한 보정 예컨대 필터링이나 영상 보간 등을 수행할 수 있다.
TBD1 구간에서, 차량 제동 제어 시스템(100)은 부분 자동 제동을 수행할 수 있다. 예컨대, 차량 제동 제어 시스템(100)은 사전 정의된 일정 크기의 제동력이 적용될 수 있도록 풀 제동보다 작은 제동력 발현을 위한 명령을 브레이크 장치(130)에 전달하고, 브레이크 장치(130)에 그에 대응하여 일정 크기의 감속을 위한 브레이크 동작을 수행할 수 있다. TBD1 구간은 카메라 센서(110)에 의해서만 감지되는 제3 상대 거리에 해당할 수 있다. 제3 상대 거리는 앞서 설명한 제2 상대 거리보다 짧은 거리일 수 있다. 특히 제3 상대 거리는 라이다 센서(120)에 의해 감지되는 상대 거리 이전까지의 거리일 수 있다. TBD1에서 차량 제동 제어 시스템(100)은 자차의 속도, 상대차량의 속도, 상대 거리 기반 제동량 및 제동시점을 판단할 수 있다. 특히 차량 제동 제어 시스템(100)의 부분 자동 제동 개입은 AEB TP 점수획득(충돌상황) 및 운전자의도, 설계와 적용 시점에서의 실험적 결과를 통해 제동 개입 유무, 개입시점, 개입 시 제어량 등이 조절될 수 있다.
TBD0 구간에서, 차량 제동 제어 시스템(100)은 AEB 풀 자동 제동을 수행할 수 있다. TBD0 구간은 카메라 센서(110) 및 라이다 센서(120)가 공통으로 상대측 차량 간의 상대 거리를 감지할 수 있는 구간일 수 있다. 이 구간에서 차량 제동 제어 시스템(100)은 시트 밸트 햅틱 장치(150) 제어를 수행하여 능동 시트 밸트 운용을 통해 급제동시 운전자를 보호하도록 제어할 수 있다. TBD0 구간에서 차량 제동 제어 시스템(100)은 종방향 거리, 속도 정보를 라이다 센서(120)의 센서 정보를 이용할 수 있다. 이때, 차량 제동 제어 시스템(100)은 자차속, 상대차속, 상대거리 기반 풀 제동 시점을 판단할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전방 충돌 경보 영역에서 운전자가 인지하지 못하는 정도의 자동 약 제동을 통해 실제 AEB 시스템이 동작할 수 있는 라이다 센서(120) 감지 구역 및 카메라 센서(110) 감지 구역이 중첩되는 퓨전 영역에서의 전방차량과의 상대 속도를 최대한 낮출 수 있다. 한편, 본 발명의 차량 제동 제어 시스템(100)은 센서 모듈(101)에서 출력되는 센서 정보를 통해 충돌 가능 시간 또는 충돌 위험도를 상시 계산하고, 상대 거리나 속도에 대응하여 자동 약 제동 및 자동 풀 제동을 수행할 수 있다. 이러한 본 발명은 기존의 AEB 시스템으로 대응하지 못했던 고속 구간에서도 AEB 시스템의 효과를 제공할 수 있다.
본 명세서와 도면에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 상기에 기재된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 차량 제동 제어 시스템
101 : 센서 모듈
110 : 카메라 센서
120 : 라이다 센서
130 : 브레이크 장치
140 : 경보 장치
150 : 시트 밸트 햅틱 장치
160 : 제어 장치

Claims (18)

  1. 감지 거리가 상이한 복수의 센서;
    상기 복수의 센서로부터 계산된 파라메터의 일정 구간별로 차량의 풀 자동 제동 이전에 상기 풀 자동 제동보다 작은 제동력이 적용되는 부분 자동 제동을 수행하도록 제어하는 제어 장치;
    상기 제어 장치 제어에 따라 차량 제동을 수행하는 브레이크 장치;를 포함하고,
    상기 복수의 센서는 이미지 정보 수집을 수행하는 카메라 센서를 포함하며,
    상기 제어 장치는 상기 카메라 센서만으로 감지되는 구간에서 경보 출력 및 부분 자동 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서는
    레이저 신호 송수신을 기반으로 센서 정보를 출력하는 라이다 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 카메라 센서만으로 감지되는 구간에서 경보 출력, 제동 보조 및 부분 자동 제동 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 카메라 센서만으로 감지되는 제1 상대 거리에서 경보 출력을 수행하고,
    상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제1 상대 거리보다 짧은 제2 상대 거리에서 제동 보조를 수행하고,
    상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제2 상대 거리보다 짧은 제3 상대 거리에서 제동 보조를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 시스템.
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 카메라 센서와 상기 라이다 센서의 공통 퓨전 구역에서 상기 풀 자동 제동을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 카메라 센서를 운용하여 차간 거리가 일정 거리 이내인 경우 상기 라이다 센서를 운용하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파라메터는
    자차와 상대차 간의 차간 거리, 상대 속도 및 충돌 가능 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 시스템.
  9. 감지 거리가 상이한 복수의 센서를 이용하여 자차와 상대차량 간의 특정 파라메터를 검출하는 검출 단계;
    상기 파라메터와 사전 정의된 참조 값을 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 따라 차량의 풀 자동 제동 또는 상기 풀 자동 제동보다 작은 제동력이 적용되는 부분 자동 제동 중 어느 하나를 수행하는 수행 단계;를 포함하고,
    상기 수행 단계는
    카메라 센서만으로 감지되는 제1 상대 거리에서 경보 출력을 수행하는 단계;
    상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제1 상대 거리보다 짧은 제2 상대 거리에서 제동 보조를 수행하는 단계;
    상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제2 상대 거리보다 짧은 제3 상대 거리에서 부분 자동 제동을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 검출 단계는
    상기 카메라 센서로부터 수신된 센서 정보를 기반으로 상기 파라메터를 검출하는 단계;
    라이다 센서로부터 수신된 센서 정보를 기반으로 상기 파라메터를 검출하는 단계; 중 적어도 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수행 단계는
    상기 카메라 센서만으로 감지되는 구간에서 상기 부분 자동 제동을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 부분 자동 제동을 수행하는 단계는
    경보 출력을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 방법.
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 수행 단계는
    상기 카메라 센서와 상기 라이다 센서가 공통으로 감지되는 퓨전 구간에서 상기 풀 자동 제동을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 방법.
  15. 일정 감지 거리를 가지는 카메라 센서를 이용하여 자차와 상대차량 간의 특정 파라메터를 검출하는 검출 단계;
    상기 파라메터와 사전 정의된 참조 값을 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 따라 차량의 풀 자동 제동보다 작은 제동력이 적용되는 부분 자동 제동을 수행하는 수행 단계;를 포함하고,
    상기 수행 단계는
    카메라 센서만으로 감지되는 제1 상대 거리에서 경보 출력을 수행하는 단계;
    상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제1 상대 거리보다 짧은 제2 상대 거리에서 제동 보조를 수행하는 단계;
    상기 카메라 센서만으로 감지되는 상기 제2 상대 거리보다 짧은 제3 상대 거리에서 부분 자동 제동을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 파라메터가 특정 참조 값에 해당하는 경우 라이다 센서를 활성화하는 단계;
    상기 라이다 센서로부터의 센서 정보를 기반으로 자차와 상대차량 간의 특정 파라메터를 검출하는 단계;
    상기 특정 파라메터의 크기에 따라 차량의 풀 자동 제동을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 풀 자동 제동을 수행하는 단계는
    상기 파라메터 크기가 상기 카메라 센서의 센서 정보와 상기 라이다 센서의 센서 정보의 퓨전 영역에 해당하는 경우 수행되는 단계인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 수행 단계는
    경보를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 제어 방법.
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