KR102286474B1 - 자동 비상 가속시스템 - Google Patents

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KR102286474B1
KR102286474B1 KR1020200009764A KR20200009764A KR102286474B1 KR 102286474 B1 KR102286474 B1 KR 102286474B1 KR 1020200009764 A KR1020200009764 A KR 1020200009764A KR 20200009764 A KR20200009764 A KR 20200009764A KR 102286474 B1 KR102286474 B1 KR 102286474B1
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김지웅
김화중
이경훈
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현대로템 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 자동 비상 가속시스템은, 후행차량과 자차량의 정보를 수집하는 센서부; 상기 수집된 정보를 이용하여 후행차량과 자차량의 충돌시간 및 추돌경고시간을 계산하는 제어부; 및 상기 충돌시간 및 추돌경고시간에 따라 자차량과 후행차량의 충돌이 예상되는 경우, 상기 자차량 운전자에게 경고 알람을 표시하고, 상기 운전자가 경고 알람에 대한 가속 대응 또는 차선변경 대응이 없을 시, 자동 비상 가속을 하는 구동부;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 후방충돌이 예상될 때, 단계적으로 차량을 가속시켜 사고를 방지할 수 있다.

Description

자동 비상 가속시스템{Autonomous emergency acceleration system}
본 발명은 자동 비상 가속시스템에 관한 것으로, 특히 후방충돌이 예상될 때, 단계적으로 차량을 가속시키는 자동 비상 가속시스템에 관한 것이다.
자동 비상 가속시스템(Autonomous emergency acceleration system:AEAS)은 현재 일반화되어 널리 사용되고 있는 비상 제동장치(AEB)와 대조되는 개념으로서 일반적으로 자동 비상 제동시스템(Autonomous Emergency Braking System:AEBS)은 제어차량 전방에 위치한 차량과 충돌이 가시화 되어있을 때 경보 및 자동제동 기능을 수행함으로써 충돌에 의한 피해를 최소화 할 수 있는 시스템을 말한다.
최근 차량 안전 시스템의 하나로 선행차량에 대한 전방충돌 안전장치인 비상제동장치는 의무 장착되고 있는 실정이다. 이에 반해 후방추돌에 대한 안전장치는 후방추돌을 예상하여 추돌상황에 대한 경보 또는 알람을 수행하는 경고장치와 추돌사고에 대한 경감장치로 헤드레스트(Head rest)를 자동으로 조정하거나, 안전벨트를 조여주는 시스템 정도가 알려져 있다. 그러나 이는 후방추돌에 대한 운전자에게 경고하여 반응을 유도하거나, 사고 이후 충격을 완화시켜주는 정도의 수준으로서 자동차 스스로 사고를 미연에 방지할 수 있는 수준은 아니다. 이에 후방추돌에 대한 방지 기능이 필요한 실정이다.
국내공개특허 제2019-0778727호(2019.07.05)
본 발명은 후방충돌이 예상될 때, 단계적으로 차량을 가속시켜 사고를 방지하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 비상 가속시스템은, 후행차량과 자차량의 정보를 수집하는 센서부; 상기 수집된 정보를 이용하여 후행차량과 자차량의 충돌시간 및 추돌경고시간을 계산하는 제어부; 및 상기 충돌시간 및 추돌경고시간에 따라 자차량과 후행차량의 충돌이 예상되는 경우, 상기 자차량 운전자에게 경고 알람을 표시하고, 상기 운전자가 경고 알람에 대한 가속 대응 또는 차선변경 대응이 없을 시, 자동 비상 가속을 하는 구동부;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 제어부는, 상기 추돌경고시간을 아래와 같은 수학식에 의해 계산하는 점에 그 특징이 있다.
Figure 112020008691673-pat00001
여기서,
Figure 112020008691673-pat00002
: 추돌경고시간(Rear-end Collision Warning Time,
Figure 112020008691673-pat00003
),
Figure 112020008691673-pat00004
: 운전자 반응시간,
Figure 112020008691673-pat00005
: 가속페달 작동시간,
Figure 112020008691673-pat00006
: 운전자 페달작동에 의한 차량 가속도,
Figure 112020008691673-pat00007
: 후행차량 차속도,
Figure 112020008691673-pat00008
: 자차량 차속도
여기서, 특히 상기 제어부는, 상기 충돌시간을 아래와 같은 수학식에 의해 계산하는 점에 그 특징이 있다.
Figure 112020008691673-pat00009
여기서,
Figure 112020008691673-pat00010
: 충돌시간(Time-to-Collision : TTC),
Figure 112020008691673-pat00011
: 후행차량과의 상대 거리
여기서, 특히 상기 충돌시간이 추돌경고시간보다 작아지면, 상기 자차량 운전자에게 1차 경고 알람을 표시하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 1차 경고 알람 표시 후, 운전자 반응시간 내에 상기 운전자가 가속 대응 또는 차선변경 대응이 없으면, 단계별로 자차량을 자동 비상 가속하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 센서부는, 후행차량과 자차량간 상대거리 및 상대 속도를 센싱 및 계산하는 후방 레이더 센서; 자차량의 현재 차속을 센싱하는 차속 센서;
자차량의 가속을 센싱하는 엑셀페달 개도 센서; 자차량의 전방차량 또는 보행자를 포함하는 장애물을 센싱하는 전방 레이더센서;및 자차량의 조향 수준과 차선변경을 센싱하는 조향각 센서;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 후방충돌이 예상될 때, 단계적으로 차량을 가속시켜 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 자동 비상 가속시스템의 작동원리도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 자동 비상 가속시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 센서부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 구동부의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 자동 비상 가속방법에 대한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 자동 비상 가속시스템의 작동원리도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 자동 비상 가속시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 센서부의 구성도이다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 자동 비상 가속시스템은, 센서부(100), 제어부(200) 및 구동부(300)를 포함하여 구성된다.
상기 센서부(100)는 후행차량(20)과 자차량(10)의 정보를 수집한다.
상기 센서부(100)는 후방 레이더센서(110), 차속 센서(120), 엑셀페달 개도 센서(130), 전방 레이더센서(140) 및 조향각 센서(150)를 포함하여 구성된다.
상기 후방 레이더센서(110)는 후행차량(20)과 자차량(10)간 상대거리 및 상대 속도를 센싱 및 계산할 수 있다.
상기 차속센서(120)는 자차량(10)의 현재 차속을 센싱할 수 있다.
상기 엑셀페달 개도 센서(130)는 자차량(10)의 가속을 센싱할 수 있다.
전방 레이더센서(140)는 전방차량 또는 보행자와 같은 장애물을 센싱할 수 있다.
조향각 센서(150)는 자차량(10)의 조향 수준과 차선변경을 센싱할 수 있다.
상기 센서부(100)는 이 외에도 다양한 센서를 구비하여 자차량(10) 및 후방차량(20)의 정보를 수집할 수 있다.
상기 제어부(200)는 상기 수집된 정보를 이용하여 후행차량(20)과 자차량(10)의 충돌시간 및 추돌경고시간을 계산 및 예상한다.
상기 구동부(300)는 상기 충돌시간 및 추돌경고시간에 따라 자차량과 후행차량의 충돌이 예상되는 경우, 상기 자차량 운전자에게 경고 알람을 표시하고, 상기 운전자가 경고 알람에 대한 가속 대응 또는 차선변경 대응이 없을 시, 자동 비상 가속을 할 수 있다.
후행차량(20)이 자차량(10)과의 사이에서 일정거리 안으로 진입하고 후행차량(10)과 자차량(10)의 사이가 점점 가까워질 때, 자차량(10)의 운전자가 부주의로 어떤 액션도 취하지 않으면 추돌사고가 일어날 가능성이 커진다.
상기 제어부(200)는 상기 추돌경고시간을 아래와 같은 수학식에 의해 계산할 수 있다.
Figure 112020008691673-pat00012
여기서,
Figure 112020008691673-pat00013
: 추돌경고시간(Rear-end Collision Warning Time,
Figure 112020008691673-pat00014
)
Figure 112020008691673-pat00015
: 운전자 반응시간,
Figure 112020008691673-pat00016
: 가속페달 작동시간,
Figure 112020008691673-pat00017
: 운전자 페달작동에 의한 차량 가속도,
Figure 112020008691673-pat00018
: 후행차량 차속도,
Figure 112020008691673-pat00019
: 자차량 차속도.
상기 제어부(200)는 상기 충돌시간을 아래와 같은 수학식에 의해 계산할 수 있다.
Figure 112020008691673-pat00020
여기서,
Figure 112020008691673-pat00021
: 충돌시간(Time-to-Collision : TTC),
Figure 112020008691673-pat00022
: 후행차량과의 상대 거리.
상기 제어부(200)는
Figure 112020008691673-pat00023
인 경우, 즉, 상기 충돌시간이 추돌경고시간보다 작아지면, 자차량(10) 운전자에게 1차 경고 알람을 표시하게 할 수 있다.
상기 1차 경고 알람이 울린 후, 자차량(10) 운전자는 가속 페달을 밟아 후행차량(20)과의 거리를 넓히거나, 차선을 변경하는 대응을 할 수 있다.
상기 자차량(10) 운전자가 가속 대응 또는 차선변경 대응을 하지 않으면, 상기 제어부(200)는 비상 가속 명령을 구동부(300)에 전달할 수 있다.
상기 비상 가속 명령에 따라 상기 구동부(300)는 자차량(10)을 단계별로 가속할 수 있다. 예를 들면, 상기 단계는 1단계, 2단계, 3단계로 나뉠 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 구동부의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 상기 구동부(300)는 표시 수단(310), 알람 수단(320) 및 엑셀페달 개도 조정 수단(330,340,350)을 포함하여 구성된다.
상기 제어부(200)는
Figure 112020008691673-pat00024
인 경우, 즉, 상기 충돌시간이 추돌경고시간보다 작아지면, 구동부(300)에 1차 경고 알람을 표시하게 한다. 상기 구동부(300)는 상기 제어부(200)에서 1차 경고 알람 명령을 받으면, 상기 표시 수단(310)에 경고를 표시할 수 있다. 상기 표시 수단(310)은 자차량(10) 내에 디스플레이와 같이 구성될 수 있다.
상기 구동부(300)는 상기 제어부(200)에서 1차 경고 알람 명령을 받으면, 상기 알람 수단(320)을 통해 경고 알람을 운전자에게 할 수 있다.
상기 1차 경고 알람이 울린 후, 자차량(10) 운전자가 가속 대응 또는 차선변경을 하지 않으면, 상기 제어부(200)는 비상 가속 명령을 구동부(300)에 전달할 수 있고, 상기 비상 가속 명령에 따라, 단계별로 자동 가속을 할 수 있다. 일 실시 예로, 먼저 상기 제어부(200)는 1단계로 비상 가속 명령을 내릴 수 있다. 1단계 비상 가속 명령에 의해 엑셀페달 개도 조정 수단(330)이 구동되어 1단계에 해당하는 가속으로 자차량(10)을 자동 비상 가속할 수 있다. 이 때, 제어부(200)는 여전히
Figure 112020008691673-pat00025
인 경우, 2단계 비상 가속 명령을 내릴 수 있다. 2단계 비상 가속 명령에 의해 엑셀페달 개도 조정 수단(340)이 구동되어 2단계에 해당하는 가속으로 자차량(10)을 자동 비상 가속할 수 있다. 또다시 이 때, 제어부(200)는 여전히
Figure 112020008691673-pat00026
인 경우, 3단계 비상 가속 명령을 내릴 수 있다. 3단계 비상 가속 명령에 의해 엑셀페달 개도 조정 수단(350)이 구동되어 3단계에 해당하는 가속으로 자차량(10)을 자동 비상 가속할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 자동 비상 가속방법에 대한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 자동 비상 가속방법은, 먼저, 후방차량(20)과 자차량(10)의 상대거리 및 속도를 측정하는 단계(S10)가 수행된다. 상기 상대거리 및 속도 측정은 센서부(100)를 통해 측정될 수 있다.
이어서, 충돌시간 및 추돌경고시간을 계산하는 단계(S20)가 수행된다. 상기 충돌시간 및 추돌경고시간은 상기 수학식 1,2에 의해 계산될 수 있다.
이어서, 추돌 위험을 판단하는 단계(S30)가 수행된다. 상기 추돌 위험은 제어부(200)에서 판단하고,
Figure 112020008691673-pat00027
인 경우 추돌 위험으로 판단한다.
이어서, 자차량(10) 운전자에게 추돌경고 표시 및 알람을 작동하는 단계(S40)가 수행된다. 추돌경고 표시 및 알람을 작동은 제어부(200)의 명령에 따라 구동부(300)에 의해 이루어진다. 자세한 내용은 상기에 표시된 내용과 동일하다.
이어서, 자차량(10)의 차선이 변경되는지 확인하는 단계(S50)가 수행된다. 상기 센서부(100)에 의해 자차량(10)의 차선 변경을 확인 할 수 있다. S50 단계에서 차선변경 확인이 되지 않는 경우, 이어서, 자차량(10)의 가속 여부를 확인하는 단계(S60)가 수행된다. 상기 센서부(100)에 의해 자차량(10)의 가속 여부를 확인할 수 있다. S60 단계에서 자차량(10)의 가속이 되지 않는 경우, 1단계 자동 비상 가속 작동 단계(S70)가 수행된다. 이어서, 다시 한번 추돌 위험을 판단하는 단계(S71)가 수행된다. 제어부(200)는 여전히
Figure 112020008691673-pat00028
인 경우, 추돌 위험으로 판단하고 2단계 자동 비상 가속 단계(S80)를 수행한다. 이어서, 다시 한번 추돌 위험을 판단하는 단계(S81)가 수행된다. 제어부(200)는 여전히
Figure 112020008691673-pat00029
인 경우, 추돌 위험으로 판단하고 3단계 자동 비상 가속 단계(S90)를 수행한다. 도 5의 실시 예에서는 3단게 자동 비상 가속 작동 단계(S90) 후 작동 알고리즘이 끝으로 되어 있으나, 이후 제어부(200)에서 추돌 위험을 다시 판단하고 4단계, 5단계 가속 명령을 할수도 있다. 또한, S71 및 S81 단계에서 추돌 위험으로 판단되지 않으면 S10 단계로 돌아가 처음부터 제어를 할 수도 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 센서부 110 후방 레이더센서
120 차속 센서 130 엑셀페달 개도 센서
140 전방 레이더센서 150 조향각 센서
200 제어부 300 구동부
310 표시 수단 320 알람 수단
330,340,350 엑셀페달 개도 조정 수단

Claims (6)

  1. 후행차량과 자차량의 정보를 수집하는 센서부;
    상기 수집된 정보를 이용하여 후행차량과 자차량의 충돌시간 및 추돌경고시간을 계산하는 제어부; 및
    상기 충돌시간 및 추돌경고시간에 따라 자차량과 후행차량의 충돌이 예상되는 경우, 상기 자차량 운전자에게 경고 알람을 표시하고, 상기 운전자가 경고 알람에 대한 가속 대응 또는 차선변경 대응이 없을 시, 자동 비상 가속을 하는 구동부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 추돌경고시간을 아래와 같은 수학식1에 의해 계산하고,
    상기 충돌시간을 아래와 같은 수학식2에 의해 계산하고,
    상기 충돌시간이 추돌경고시간보다 작아지면, 상기 자차량 운전자에게 1차 경고 알람을 표시하고,
    상기 1차 경고 알람 표시 후, 운전자 반응시간 내에 상기 운전자가 가속 대응 또는 차선변경 대응이 없으면 엑셀페달 개도 조정 수단(330)이 구동되어 1단계에 해당하는 가속으로 자차량을 자동 비상 가속하고,
    상기 1단계 비상 가속 후 여전히 충돌시간이 추돌경고시간보다 작으면 엑셀페달 개도 조정 수단(340)이 구동되어 2단계에 해당하는 가속으로 자차량을 자동 비상 가속하고,
    상기 2단계 비상 가속 후 여전히 충돌시간이 추돌경고시간보다 작으면 엑셀페달 개도 조정 수단(350)이 구동되어 3단계에 해당하는 가속으로 자차량을 자동 비상 가속하는,
    자동 비상 가속시스템.
    Figure 112021065241713-pat00046

    여기서,
    Figure 112021065241713-pat00047
    : 추돌경고시간(Rear-end Collision Warning Time,
    Figure 112021065241713-pat00048
    )
    Figure 112021065241713-pat00049
    : 운전자 반응시간
    Figure 112021065241713-pat00050
    : 가속페달 작동시간
    Figure 112021065241713-pat00051
    : 운전자 페달작동에 의한 차량 가속도
    Figure 112021065241713-pat00052
    : 후행차량 차속도
    Figure 112021065241713-pat00053
    : 자차량 차속도
    Figure 112021065241713-pat00054

    여기서,
    Figure 112021065241713-pat00055
    : 충돌시간(Time-to-Collision : TTC)
    Figure 112021065241713-pat00056
    : 후행차량과의 상대 거리
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    후행차량과 자차량간 상대거리 및 상대 속도를 센싱 및 계산하는 후방 레이더 센서;
    자차량의 현재 차속을 센싱하는 차속 센서;
    자차량의 가속을 센싱하는 엑셀페달 개도 센서;
    자차량의 전방차량 또는 보행자를 포함하는 장애물을 센싱하는 전방 레이더센서;및
    자차량의 조향 수준과 차선변경을 센싱하는 조향각 센서;를 포함하는,
    자동 비상 가속시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005182198A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Fujitsu Ten Ltd 追突防止装置
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KR20140083677A (ko) * 2012-12-26 2014-07-04 현대자동차주식회사 개선된 충돌 확률 산정 방법을 이용한 후방 충돌 경보 시스템

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