KR102301100B1 - 자동제동 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기상정보를 획득하는 기상정보획득모듈, 주행 중 전방차량에 대한 차량정보를 획득하는 차량정보획득모듈 및 상기 차량정보를 기반으로 상기 전방차량과의 충돌 판단시, 상기 기상정보에 따라 설정된 제동거리에 따라 제동시점을 가변시켜 브레이크를 동작시키는 제어모듈을 포함하는 자동제동 시스템을 제공한다.

Description

자동제동 시스템 및 그 동작방법{Advanced emergency brake system and the operating method}

본 발명은 자동제동 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행 중 기상상태가 악천후 상태인지 여부에 따라 전방물체와의 충돌 판단시 브레이크의 제동시점을 가변시켜 충돌을 방지하기 용이한 자동제동 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 주행중 감속하거나 정지시키는 역할을 [0002] 하는 제동장치가 구비되어 있다.

이러한 제동장치는 엔진의 동력에 의해 발생하는 진공압(엔진 흡입압)을 이용하여 브레이크 페달의 답력(Foot effort)을 배가(倍加)시켜 주는 부스터(Booster)와, 상기 부스터에 의해 배가된 압력에 따라 브레이크 회로에 브레이크 오일 유압을 형성시키는 마스터 실린더(Master Cylinder)와, 브레이크 오일 압력에 의해 휠의 회전속도를 감속하거나 정지시키는 휠 실린더(Wheel Cylinder)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 부스터는 통상적으로 엔진 흡기 매니폴드의 부압을 이용하는 진공식과 엔진으로 구동되는 압축기(compressor)로부터 제공되는 압력을 이용하는 공기식으로 구분되어 있다.

상기 제동장치는 그 구성에 관계없이 운전자가 브레이크 페달을 밟는 행위가 이루어진 이후에 차량의 제동을 시작하기 때문에 반응시간에 한계가 있는 운전자 입장에서는 한계가 있다.

이를 보완하기 위해 제안된 AEBS(Advanced Emergency Brake System)는 레이더(Radar)를 구비하여 주행중인 차량의 전방에 물체가 발생하는 경우, 상기 물체와의 상대속도 및 이격거리를 기반으로 운전자의 제동 여부에 관계없이 급제동을 수행한다.

최근글어, AEBS 작동시, 도로조건 또는 기후상태에 따라 브레이크의 제동시점을 가변시켜 전방물체, 즉 전방차량 또는 보행자와의 충돌을 방지하기 위한 연구가 진행 중에 있다.

본 발명의 목적은, 주행 중 기상상태가 악천후 상태인지 여부에 따라 전방물체와의 충돌 판단시 브레이크의 제동시점을 가변시켜 충돌을 방지하기 용이한 자동제동 시스템 및 그 동작방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 자동제동 시스템은, 기상정보를 획득하는 기상정보획득모듈, 주행 중 전방차량에 대한 차량정보를 획득하는 차량정보획득모듈 및 상기 차량정보를 기반으로 상기 전방차량과의 충돌 판단시, 상기 기상정보에 따라 설정된 제동거리에 따라 제동시점을 가변시켜 브레이크를 동작시키는 제어모듈을 포함한다.

상기 기상정보획득모듈은, 우적량을 감지하는 레인센서, 전방영상을 촬영하는 카메라센서 및 상기 우적량 및 상기 전방영상을 기반으로 기상 상태를 확인하여, 상기 기상 상태에 대응하는 상기 기상 정보를 생성하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 우적량, 상기 전방영상 및 와이퍼의 동작속도에 따라 상기 기상 상태를 확인한다.

상기 차량정보획득모듈은, 상기 전방차량의 속도 및 이격거리를 포함하는 상기 차량정보를 획득하며, 상기 차량정보를 획득하는 레이더 센서를 포함한다.

상기 제어모듈은, 상기 기상정보에 따라 기상 상태가 악천후 상태인지 판단하는 상태판단부, 상기 차량정보를 기반으로 상기 전방차량과의 충돌 여부를 판단하는 충돌판단부 및 상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 상기 악천후 상태 여부에 따라 설정된 제1, 2 제동정보에 따라 상기 브레이크를 동작시키는 제동제어부를 포함한다.

상기 충돌판단부는, 상기 차량정보에 포함된 상기 전방차량의 속도 및 이격거리와, 자차의 차량속도를 기반으로 상기 전방차량과의 충돌 여부를 판단한다.

상기 충돌판단부는, 상기 이격거리에 따라 설정된 충돌거리보다 짧고, 상기 속도가 상기 차량속도보다 느리면, 상기 전방차량과의 충돌로 판단한다.

상기 제동제어부는, 상기 악천후 상태가 아니면 상기 제1 제동정보를 기반으로 제1 제동거리에 따른 제1 제동시점에 상기 브레이크를 동작시키고, 상기 악천후 상태이면 상기 제2 제동정보를 기반으로 상기 제1 제동거리보다 긴 제2 제동거리에 따라 상기 제1 제동시점보다 빠른 제2 제동시점에 상기 브레이크를 동작시킨다.

본 발명에 따른 자동제동 시스템의 동작방법은, 기상정보획득모듈로부터 획득한 기상정보를 전달받는 단계, 상기 기상정보를 기반으로 기상상태가 악천후 상태인지 판단하는 단계, 차량정보획득모듈로부터 획득한 전방차량에 대한 차량정보를 전달받는 단계, 상기 차량정보를 기반으로 충돌 여부를 판단하는 단계 및 상기 악천후 상태로 판단되고 상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 설정된 제2 제동정보에 따라 브레이크를 동작시키는 단계를 포함한다.

상기 기상정보에는, 상기 기상 상태에 대한 우적량, 전방영상 및 와이퍼의 동작속도를 포함한다.

상기 악천후 판단단계는, 상기 우적량, 상기 전방영상 및 상기 와이퍼의 동작속도에 따라 상기 기상 상태가 상기 악천후 상태인지 판단한다.

상기 차량정보에는, 상기 전방차량의 속도 및 이격거리를 포함하고, 상기 충돌 판단단계는, 상기 이격거리가 설정된 충돌거리보다 짧고 상기 속도가 상기 차량속도보다 느리면, 상기 전방차량과의 충돌로 판단한다.

본 발명에 따른 자동제동 시스템의 동작방법은, 상기 악천후 상태가 아닌 것으로 판단되고 상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 설정된 제1 제동정보에 따라 상기 브레이크를 동작시키는 단계를 더 포함한다.

상기 제1 제동정보에는, 상기 브레이크를 동작시키기 위해 설정된 제1 제동거리에 따른 제1 제동시점을 포함하고, 상기 제2 제동정보에는, 상기 브레이크를 동작시키기 위해 상기 제1 제동거리보다 긴 제2 제동거리에 따라 상기 제1 제동시점보다 빠른 제2 제동시점을 포함한다.

본 발명에 따른 자동제동 시스템 및 그 동작방법은, 전방차량 또는 전방장애물과 충돌 가능성이 높은 경우 기상상태를 고려하여 브레이크를 동작시키는 제동거리 및 제동시점을 가변시킴으로써, 전방차량 및 전방장애물과의 충돌을 방지할 수 있음으로써, 운전자의 안전, 전방차량 운전자의 안전, 및 전방장애물, 즉 보행자의 안전을 지킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동제동 시스템의 제어구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동제동 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동제동 시스템의 제어구성을 나타낸 제어블록도이다.

도 1을 참조하면, 자동제동 시스템은 기상정보획득모듈(110), 차량정보획득모듈(120) 및 제어모듈(130)을 포함할 수 있다.

기상정보획득모듈(110)은 레인센서(112), 카메라센서(114) 및 제어부(116)를 포함할 수 있다.

즉, 레인센서(112)는 차량의 윈드쉴드에 설치되어, 상기 윈드쉴드에 떨어지는 비 또는 눈에 대한 우적량을 감지하여, 제어부(116)로 전달할 수 있다.

이때, 레인센서(112)는 상기 윈드쉴드에서 전방으로 적외선을 방사한 후, 상기 비 또는 눈에 의해 반사되는 적외선을 기반으로 상기 비 또는 눈에 대한 우적량을 감지할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

카메라센서(114)는 레인센서(112)와 유사하게 전방에 대한 전방영상을 촬영하여, 제어부(116)로 전달한다.

제어부(116)는 카메라센서(114)에서 촬영된 상기 전방영상에서 상기 비 또는 눈에 대한 영상을 추출하며, 레인센서(112)에서 감지한 상기 우적량 및 운전자에 의해 명령된 와이퍼의 동작속도에 따라 차량 외부의 기상 상태를 확인하여, 상기 기상 상태에 대응하는 기상정보를 생성하여, 제어모듈(130)로 전달한다.

실시 예에서, 기상정보획득모듈(110)은 제어부(116)를 포함하는 것으로 나타내고 설명하지만, 제어모듈(130)에서 제어부(116)의 기능을 수행할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

차량정보획득모듈(120)은 레이더 센서(122)를 포함할 수 있다.

레이더 센서(122)는 주행 중 차량전방으로 레이저 신호를 송신하고, 전방차량 또는 전방장애물, 예를 들어 보행자 또는 물체 등으로부터 반사된 레이저 신호를 수신하여, 전방차량 또는 전방장애물에 대한 속도 및 이격거리를 측정할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

실시 예에서, 레이더 센서(122)는 전방차량의 속도 및 이격거리를 측정하는 것으로 설명하지만, 이에 한정을 두지 않는다.

이때, 차량정보획득모듈(120)는 카메라센서(114)를 포함할 수 있으며, 카메라센서(114)에서 촬영된 상기 전방영상에 포함된 상기 전방차량의 좌표계에 따라 산출한 전방차량의 산출속도 및 산출이격거리 및 레이더 센서(122)에서 측정한 상기 전방차량의 속도 및 이격거리를 서로 비교하여, 최종적으로 상기 전방차량의 속도 및 이격거리를 산출할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

제어모듈(130)은 상태판단부(132), 충돌판단부(134) 및 제동제어부(136)를 포함할 수 있다.

상태판단부(132)는 기상정보획득모듈(110)로부터 전달된 상기 기상정보를 기반으로 상기 기상 상태가 악천후 상태인지 판단할 수 있다.

즉, 상태판단부(132)는 상기 기상정보를 기반으로 상기 기상 상태가 상기 악천후 상태인지 확인 판단할 수 있다.

충돌판단부(134)는 상기 차량정보에 포함된 상기 전방차량의 속도 및 이격거리와, 자차의 차량속도를 기반으로 상기 전방차량과의 충돌 여부를 판단할 수 있다.

즉, 충돌판단부(134)는 상기 이격거리에 따라 설정된 충돌거리보다 짧고, 상기 속도가 상기 차량속도보다 느리면, 상기 전방차량과의 충돌로 판단할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

제동제어부(136)는 충돌판단부(134)의 판단 결과 상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 상태판단부(132)의 판단 결과, 즉 상기 악천후 상태 여부에 따라 상기 브레이크를 설정된 제1, 2 제동정보 중 어느 하나에 따라 동작시킨다.

즉, 제동제어부(136)는 상기 악천후 상태가 아니면 상기 제1 제동정보를 기반으로 제1 제동거리에 따른 제1 제동시점에 상기 브레이크를 동작시키고, 상기 악천후 상태이면 상기 제2 제동정보를 기반으로 상기 제1 제동거리보다 긴 제2 제동거리에 따라 상기 제1 제동시점보다 빠른 제2 제동시점에 상기 브레이크를 동작시킨다.

다시 말하면, 제동제어부(136)는 상기 악천후 상태, 예를 들면 눈 또는 비가 많이 내리는 기상 상태인 경우 도로 노면이 브레이크를 동작시킬때 미끄러워 제동거리가 늘어나게 됨으로써, 상기 악천후 상태가 아닌 기상 상태보다 먼저 브레이크를 동작시키도록 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 자동제동 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.

도 2를 참조하면, 자동제동 시스템의 제어모듈(130)은 기상정보획득모듈(110)로부터 획득한 기상정보를 전달받고(S110), 상기 기상정보를 기반으로 기상상태가 악천후 상태인지 판단한다(S120).

제어모듈(130)은 차량정보획득모듈(120)로부터 획득한 전방차량에 대한 차량정보를 전달받고(S130), 상기 차량정보를 기반으로 충돌 여부를 판단한다(S140).

이후, 제어모듈(130)은 상기 악천후 상태로 판단되고 상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 설정된 제2 제동정보에 따라 브레이크를 동작시킨다(S150).

또한, 제어모듈(130)은 상기 악천후 상태가 아닌 것으로 판단되고 상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 설정된 제1 제동정보에 따라 상기 브레이크를 동작시킨다(S160).

즉, 상술한 자동제어 시스템의 동작방법을 도 1에 나타낸 제어 구성을 통하여 간략하게 설명한다.

제어모듈(130)의 상태판단부(132)는 기상정보획득모듈(110)로부터 전달된 상기 기상정보를 기반으로 상기 기상 상태가 악천후 상태인지 판단할 수 있다.

즉, 상태판단부(132)는 상기 기상정보를 기반으로 상기 기상 상태가 상기 악천후 상태인지 확인 판단할 수 있다.

제어모듈(130)의 충돌판단부(134)는 상기 차량정보에 포함된 상기 전방차량의 속도 및 이격거리와, 자차의 차량속도를 기반으로 상기 전방차량과의 충돌 여부를 판단할 수 있다.

즉, 충돌판단부(134)는 상기 이격거리에 따라 설정된 충돌거리보다 짧고, 상기 속도가 상기 차량속도보다 느리면, 상기 전방차량과의 충돌로 판단할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.

제어모듈(130)의 제동제어부(136)는 충돌판단부(134)의 판단 결과 상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 상태판단부(132)의 판단 결과, 즉 상기 악천후 상태 여부에 따라 상기 브레이크를 설정된 제1, 2 제동정보 중 어느 하나에 따라 동작시킨다.

즉, 제동제어부(136)는 상기 악천후 상태가 아니면 상기 제1 제동정보를 기반으로 제1 제동거리에 따른 제1 제동시점에 상기 브레이크를 동작시키고, 상기 악천후 상태이면 상기 제2 제동정보를 기반으로 상기 제1 제동거리보다 긴 제2 제동거리에 따라 상기 제1 제동시점보다 빠른 제2 제동시점에 상기 브레이크를 동작시킨다.

다시 말하면, 제동제어부(136)는 상기 악천후 상태, 예를 들면 눈 또는 비가 많이 내리는 기상 상태인 경우 도로 노면이 브레이크를 동작시킬때 미끄러워 제동거리가 늘어나게 됨으로써, 상기 악천후 상태가 아닌 기상 상태보다 먼저 브레이크를 동작시키도록 제어할 수 있다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (15)

1. 기상정보를 획득하는 기상정보획득모듈;
   주행 중 전방차량에 대한 차량정보를 획득하는 차량정보획득모듈; 및
   상기 차량정보를 기반으로 상기 전방차량과의 충돌 판단시, 상기 기상정보에 따라 설정된 제동거리에 따라 제동시점을 가변시켜 브레이크를 동작시키는 제어모듈;을 포함하고,
   상기 제어모듈은,
   상기 기상정보에 따라 기상 상태가 악천후 상태인지 판단하는 상태판단부;
   상기 차량정보를 기반으로 상기 전방차량과의 충돌 여부를 판단하는 충돌판단부; 및
   상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 상기 악천후 상태 여부에 따라 설정된 제1, 2 제동정보에 따라 상기 브레이크를 동작시키되, 상기 악천후 상태가 아니면 상기 제1 제동정보를 기반으로 제1 제동거리에 따른 제1 제동시점에 상기 브레이크를 동작시키고, 상기 악천후 상태이면 상기 제2 제동정보를 기반으로 상기 제1 제동거리보다 긴 제2 제동거리에 따라 상기 제1 제동시점보다 빠른 제2 제동시점에 상기 브레이크를 동작시키는 제동제어부;를 포함하는 자동제동 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기상정보획득모듈은,
   우적량을 감지하는 레인센서;
   전방영상을 촬영하는 카메라센서; 및
   상기 우적량 및 상기 전방영상을 기반으로 기상 상태를 확인하여, 상기 기상 상태에 대응하는 상기 기상 정보를 생성하는 제어부;를 포함하는 자동제동 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 우적량, 상기 전방영상 및 와이퍼의 동작속도에 따라 상기 기상 상태를 확인하는 자동제동 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 차량정보획득모듈은,
   상기 전방차량의 속도 및 이격거리를 포함하는 상기 차량정보를 획득하는 자동제동 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 차량정보획득모듈은,
   상기 차량정보를 획득하는 레이더 센서를 포함하는 자동제동 시스템.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 충돌판단부는,
   상기 차량정보에 포함된 상기 전방차량의 속도 및 이격거리와, 자차의 차량속도를 기반으로 상기 전방차량과의 충돌 여부를 판단하는 자동제동 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 충돌판단부는,
   상기 이격거리에 따라 설정된 충돌거리보다 짧고, 상기 속도가 상기 차량속도보다 느리면, 상기 전방차량과의 충돌로 판단하는 자동제동 시스템.
9. 삭제
10. 기상정보획득모듈로부터 획득한 기상정보를 전달받는 단계;
    상기 기상정보를 기반으로 기상상태가 악천후 상태인지 판단하는 단계;
    차량정보획득모듈로부터 획득한 전방차량에 대한 차량정보를 전달받는 단계;
    상기 차량정보를 기반으로 충돌 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 악천후 상태로 판단되고 상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 설정된 제2 제동정보에 따라 브레이크를 동작시키는 단계; 및
    상기 악천후 상태가 아닌 것으로 판단되고 상기 전방차량과 충돌로 판단되면, 설정된 제1 제동정보에 따라 상기 브레이크를 동작시키는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 제동정보에는,
    상기 브레이크를 동작시키기 위해 설정된 제1 제동거리에 따른 제1 제동시점을 포함하고,
    상기 제2 제동정보에는,
    상기 브레이크를 동작시키기 위해 상기 제1 제동거리보다 긴 제2 제동거리에 따라 상기 제1 제동시점보다 빠른 제2 제동시점을 포함하는 자동제동 시스템의 동작방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기상정보에는,
    상기 기상 상태에 대한 우적량, 전방영상 및 와이퍼의 동작속도를 포함하는 자동제동 시스템의 동작방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 악천후 판단단계는,
    상기 우적량, 상기 전방영상 및 상기 와이퍼의 동작속도에 따라 상기 기상 상태가 상기 악천후 상태인지 판단하는 자동제동 시스템의 동작방법.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 차량정보에는,
    상기 전방차량의 속도 및 이격거리를 포함하고,
    상기 충돌 판단단계는,
    상기 이격거리가 설정된 충돌거리보다 짧고 상기 속도가 차량속도보다 느리면, 상기 전방차량과의 충돌로 판단하는 자동제동 시스템의 동작방법.
14. 삭제
15. 삭제

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