KR20050040786A

KR20050040786A - 차선 이탈 방지 장치

Info

Publication number: KR20050040786A
Application number: KR1020040086464A
Authority: KR
Inventors: 스가노다까시; 우에무라요시따까
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2005-05-03
Also published as: CN100339259C; EP1527971B1; EP1527971A1; JP2005132183A; US20050096829A1; DE602004006576T2; CN1611398A; DE602004006576D1; US7409279B2; JP4496759B2; KR100650474B1

Abstract

본 발명에 따른 차선 이탈 방지 장치는 시스템 작동 스위치가 OFF인 상태에서 운전자가 운전 조작에 집중하지 않을 때에도 차선 이탈을 방지할 수 있도록 구성된다. 차선 이탈 방지 장치는 운전자 상태가 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 상태라는 것을 검출하기 위한 운전자 상태 검출부 또는 장치와, 차선 이탈을 방지하기 위해 제동 제어 작동을 지시하기 위한 운전자용 시스템 작동 스위치가 OFF이고, 이탈을 방지하기 위한 제동 제어가 OFF이고, 운전자 상태 검출부 또는 장치가 운전자 상태가 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 상태라는 것을 검출하는 작동 가능한 상태에서 이탈을 방지하기 위해 제동 제어를 설정하는 차선 이탈 방지 제어 장치를 포함한다.

Description

차선 이탈 방지 장치{Lane Departure Prevention Apparatus}

본 발명은 일반적으로 호스트 차량이 차선을 지금 막 이탈하려고 하거나 이탈이 임박한 것처럼 보일 때에 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하는 것을 방지하는 차선 이탈 방지 장치에 관한 것이다.

통상적인 차선 이탈 방지 장치는 휠에 대한 제동력을 제어함으로써 호스트 차량에 편요 모멘트(yaw moment)를 부여하여 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하는 것을 방지하는 장치를 포함한다. 이러한 통상적인 차선 이탈 방지 장치는 또한 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈할 수도 있는 가능성이 있는 경우에 이러한 편요 모멘트를 제공함으로써 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈할 수도 있다는 것을 운전자에게 알려준다. 예를 들어, 이러한 차선 이탈 방지 장치는 일본 공개특허공보 제2000-33860호에 개시되어 있다.

차선 이탈 방지 장치는 시스템을 ON 및 OFF로 전환시키는 작동 스위치를 구비하고 있다. 따라서 운전자는 작동 스위치를 전환시킴으로써 차선 이탈 방지 장치의 작동 상태를 선택할 수 있다. 운전자가 이탈을 방지하기 위한 제어가 필요없다고 생각할 때, 이탈 방지를 위한 제어에 의한 원하지 않는 간섭으로 인한 성가신 느낌은 작동 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 제거될 수 있다.

전술한 관점에서, 개선된 차선 이탈 방지 장치에 대한 필요성이 있음은 본 명세서로부터 당해 분야의 통상의 기술자에게 명백하다. 본 발명은 당해 분야에서의 이러한 필요성 뿐만 아니라 다른 필요성들을 다룰 것이며, 이는 본 명세서로부터 당해 분야의 통상의 기술자에게 명백하다.

시스템 작동 스위치가 OFF인 상태에서는 운전자의 주의가 운전 조작에 집중되지 않는 경우가 발견되었다. 예를 들어, 작동 스위치가 OFF되어 있고 다른 위험경고 스위치와 같은 다른 하나의 내장 장치가 작동하고 있는 것을 운전자가 잊어버리는 경우가 있다. 이러한 경우에, 운전자는 호스트 차량이 이탈하려고 함에도 불구하고 작동 스위치가 ON으로 전환되어야 한다는 것을 인식하지 못하게 되며, 따라서, 호스트 차량은 현재 상태에서 차선을 벗어나게 될 것이다.

본 발명은 전술한 문제점을 고려하여 안출된 것이다. 본 발명의 하나의 목적은 시스템 작동 스위치가 OFF인 상태에서 운전자가 운전 조작에 집중하지 않을 때에도 차선 이탈을 방지할 수 있는 차선 이탈 방지 장치를 제공하는 데에 있다.

전술한 몇몇 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 차선 이탈 방지 장치는 차선 이탈 방지 동작부와, 운전자 상태 검출부와, 차선 이탈 방지 제어부를 구비하고 있다. 차선 이탈 방지 동작부는 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때 호스트 차량의 주행 차선으로부터의 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동을 수행하기 위해 운전자에 의해 동작되도록 구성되어 있다. 운전자 상태 검출부는 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 것을 나타내려고 하는 운전자 상태를 검출하도록 구성되어 있다. 차선 이탈 방지 제어부는 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 것을 운전자 상태가 나타내려고 하는 것을 운전자 상태 검출부가 검출할 때, 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동을 비작동 상태로부터 작동가능 상태로 전환시키도록 구성되어 있다.

본 발명의 이러한 목적, 특징, 태양 및 이점은 첨부된 도면과 연관하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기술한 이하의 상세한 설명으로부터 당해 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면을 이제 참조한다.

본 발명에서 선택된 실시예들은 이하에서 도면을 참조하면서 설명될 것이다. 본 발명의 실시예들에 대한 이하의 설명들이 단지 예시를 위해 제공된 것이지 첨부된 청구범위와 이에 상당하는 것에 의해 한정된 것으로서 본 발명을 제한하기 위한 것이 아님은 당해 분야의 기술자에게 명백하다.

<제1 실시예>

먼저 도1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차선 이탈 방지 장치를 갖춘 호스트 차량의 개략적인 구성도가 예시되어 있다. 이 실시예는 본 발명의 차선 이탈 방지 장치를 갖춘 후륜 구동 차량이다. 이러한 후륜 구동 차량은 자동 변속기와 통상적인 차동 장치와 전후방 휠과 좌우 휠에서 제동력의 독립적인 제어를 가능하게 하는 제동 시스템을 갖추고 있다.

도1의 도면에서, 호스트 차량은 기본적으로 브레이크 페달(1), 부스터(2), 마스터 실린더(3), 가스통(4), 한 쌍의 전방 휠(5FL, 5FR), 한 쌍의 후방 휠(5RL, 5RR), 한 쌍의 전방 휠 실린더(6FL, 6FR), 한 쌍의 후방 휠 실린더(6RL, 6RR), 브레이크 유압 제어 장치(7), 주행/제동력 제어 유닛(8), 내연 엔진(9), 자동 변속기(10), 쓰로틀 밸브(11), 구동 토크 제어 유닛(12), 촬상 유닛(13), 네비게이션 장치(15), 마스터 실린더 압력 센서(17), 쓰로틀 개구 센서(18), 조향각 센서(19), 방향전환 신호 스위치(20), 조향 휠(21), 한 쌍의 전방 휠 속도 센서(22FL, 22FR), 한 쌍의 후방 휠 속도 센서(22RL, 22RR)를 갖추고 있다.

휠 실린더(6FL 내지 6RR), 브레이크 유압 제어 유닛(7), 주행/제동력 제어 유닛(8)은 모두 전후방 휠 및 좌우 휠에 대한 제동력의 독립적인 제어를 허용하는 제동 장치의 일부를 이룬다. 브레이크 유압은 브레이크 유체가 운전자에 의해 브레이크 페달(1) 상에 가해진 하향력(답력양)에 따라 휠 실린더(6FL 내지 6RR)에 정상적으로 공급되게 하도록 마스터 실린더(3)에 의해 상승된다. 또한, 브레이크 유압 제어 유닛(7)은 휠 실린더(6FL 내지 6RR)의 브레이크 유압이 브레이크 유압 제어 유닛(7)에 의해 독립적으로 제어되도록 하기 위해 마스터 실린더(3)와 휠 실린더(6FL 내지 6RR) 사이에 개재된다.

제어기(8)는 후술하는 바와 같이 편요 모멘트를 호스트 차량에 적용하기 위해 휠 실린더(6FL, 6FR, 6RL, 6RR)를 제어하는 차선 이탈 방지 제어 프로그램을 구비한 마이크로컴퓨터를 포함하는 것이 바람직하다. 제어기(8)는 또한 입력 인터페이스 회로 및 출력 인터페이스 회로와 같은 다른 통상적인 구성요소들과, ROM(Read Only Memory) 장치 및 RAM(Random Access Memory) 장치와 같은 저장 장치들을 포함할 수 있다. 기억 회로는 프로세서 회로에 의해 가동되는 제동 제어 작동을 제어하기 위한 것과 같은 제어 프로그램과 처리 결과를 저장한다. 제어기(8)는 전술한 센서에 통상적인 방식으로 작동적으로 연결되어 있다. 제어기(8)의 내부 RAM은 작동 플래그(flag)의 상태와 다양한 제어 데이터를 저장한다. 제어기(8)의 내부 ROM은 다양한 작동을 위해 미리 정해진 변수 및 프로그램을 저장한다. 제어기(8)는 필요하거나 원한다면 호스트 차량의 구성요소들의 개수까지도 선택적으로 제어할 수 있다. 제어기(8)에 대한 정확한 구조 및 알고리즘이 본 발명의 기능을 수행할 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합이 될 수 있음은 본 명세서로부터 당해 분야의 통상의 기술자에게 명백하다. 즉, 본 명세서와 청구범위에서 사용된 것과 같은 "기능적 수단" 의 표현은 "기능적 수단" 표현의 기능을 수행하기 위하여 사용될 수 있는 구조 또는 하드웨어 및/또는 알고리즘 또는 소프트웨어까지도 포함해야만 한다.

브레이크 유압 제어 유닛(7)은 예를 들어 미끄럼 방지 제어와 트랙션 제어를 수행하도록 형성되고 배열되는 것이 바람직하다. 브레이크 유압 제어 유닛(7)은 또한 휠 실린더(6FL 내지 6RR)의 제동 유압을 개별적으로 제어하도록 형성되고 배열되어 있다. 따라서, 브레이크 유압 제어 유닛(7)은 또한 브레이크 유압 명령값이 주행/제어력 제어 유닛(8)으로부터 입력될 때 브레이크 유압 명령값에 따라 브레이크 유압을 제어하도록 형성되어 있다(후술함).

구동 토크 제어 유닛(12)은 엔진(9)의 작동 상태, 자동 변속기(10)의 선택 기어비 및/또는 쓰로틀 밸브(11)의 쓰로틀 개도를 제어함으로써 구동 휠인 후방 휠(5RL, 5RR)에 대한 구동 토크를 제어한다. 구동 토크 제어 유닛(12)은 연료 분사량과 점화 시기를 제어하고, 쓰로틀 개구의 크기를 동시에 제어함으로써 엔진(9)의 작동 상태를 제어한다. 이러한 구동 토크 제어 유닛(12)에 의해, 제어용으로 사용되는 구동 토크(Tw)의 값이 주행/제동력 제어 유닛(8)에 입력된다.

구동 토크 제어 유닛(12)은 또한 후방 휠(5RL, 5RR)의 구동 토크를 개별적으로 제어하도록 형성되어 있다. 그래서, 구동 토크 제어 유닛(12)은 또한 구동 토크 명령값이 주행/제동력 제어 유닛(8)으로부터 입력될 때 구동 토크 명령값에 따라 구동 휠 토크를 제어하도록 형성되어 있다.

촬상 유닛(13)은 화상 처리 기능을 가지고 있다. 촬상 유닛(13)은 호스트 차량의 차선 이탈 경향을 검출하기 위하여 주행 차선에 있는 호스트 차량의 위치를 검출하도록 고안된 것이다. 촬상 유닛(13)은 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device)로 구성된 단안(하나의 렌즈) 카메라에 의해 화상을 포착하도록 형성되어 있다. 촬상 유닛(13)은 호스트 차량의 전방에 배치되는 것이 바람직하다.

촬상 유닛(13)은 예를 들어 호스트 차량의 전방에 있는 영역의 화상으로부터 흰색의 선 또는 다른 차선 표지를 검출하도록 형성되고 배열되는 것이 바람직하다. 그래서, 주행 차선은 검출된 차선 표지에 근거하여 검출된다. 더욱이, 촬상 유닛(13)은 검출된 주행 차선에 근거하여 호스트 차량의 주행 차선과 호스트 차량의 길이방향 축선에 의해 형성된 각도(요 모멘트 각도)(ø), 주행 차선의 중심으로의 측방향 변위(X), 주행 차선의 곡률(ß) 등을 계산한다. 촬상 유닛(13)은 계산된 편요 모멘트 각도(ø), 계산된 측방향 변위(X), 계산된 주행 차선 곡률(ß) 등을 주행/제동력 제어 유닛(8)으로 출력한다.

네비게이션 장치(15)는 호스트 차량 내에서 발생된 편요 모멘트 변화율(ø')과 측방향 가속도(Xg) 및/또는 길이방향 가속도(Yg)를 검출하도록 형성되고 배열되는 것이 바람직하다. 네비게이션 장치(15)는 검출된 측방향 가속도(Xg), 검출된 길이방향 가속도(Yg) 및 검출된 편요 모멘트 변화율(ø')을 주행/제동력 제어 유닛(8)으로 출력한다. 네비게이션 장치(15)는 또한 도로 정보를 주행/제동력 제어 유닛(8)으로 출력한다. 바람직하게는, 도로 정보(즉, 호스트 차량 주행 환경)는 차선의 개수와 도로가 일반 도로인지 또는 고속도로인지 등과 같은 도로의 형태에 대한 정보를 포함한다.

마스터 실린더 압력 센서(17)는 마스터 실린더(3)의 출력 압력, 즉 마스터 실린더 유압(Pmf, Pmr)을 검출하도록 형성되고 배열되는 것이 바람직하다. 액셀러레이터 답력 또는 쓰로틀 개구 개도 센서(18)는 개구 크기(Acc)를 표시하는 신호를 출력하기 위해 가속 페달(1) 상의 하향력과 쓰로틀 개구 개도 크기를 검출하도록 형성되고 배열되는 것이 바람직하다. 조향각 센서(19)는 조향 휠(21)의 조향 각도(δ)를 검출하도록 형성되고 배열되는 것이 바람직하다. 방향전환 신호 스위치(20)는 방향전환 신호 표시기와 함께 방향전환 신호 작동을 검출하도록 형성되고 배열되는 것이 바람직하다. 휠 속도 센서(22FL 내지 22RR)들은 휠(5FL 내지 5RR)의 회전 속도, 즉 소위 휠 속도(Vwi(i=fl, fr, rl, rr)를 검출하도록 형성되고 배열되는 것이 바람직하다. 여기에서, 위험경고 스위치(31)가 운전자의 의도에 따라 위험경고 점등과 비점등 사이에서의 전환을 위해 구비된다. 이러한 센서들 등에 의해 검출된 이러한 모든 검출 신호는 주행/제동력 제어 유닛(8)으로 출력된다.

검출된 주행 상태 또는 호스트 차량의 상태 데이터에서 좌측 또는 우측 지향성이 있으면, 2개의 방향들은 좌측 방향이 양의 방향이 되도록 설정된다. 즉, 편요 모멘트 변화율(ø')은 좌측으로 방향전환할 때 양의 값이고, 측방향 변위(X)는 주행 차선의 중심으로부터 좌측으로 이동할 때 양의 값이다.

주행/제동력 제어 유닛(8)은 차량을 구성하는 구성요소들을 제어하도록 형성되어 있다. 즉, 주행/제동력 제어 유닛(8)은 전술한 센서들과 다른 구성요소들로부터 입력된 신호 등에 근거하여 각각의 구성요소들을 제어하도록 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 주행/제동력 제어 유닛(8)에 의한 제어는 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때 차량이 주행 차선으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 제어를 포함한다. 따라서, 이탈을 방지하기 위한 시스템은 주행/제동력 제어 유닛(8)으로 구성된다. 여기서, 시스템 작동 스위치(32)가 이러한 시스템을 ON 및 OFF로 전환시키기 위해 차량에 구비된다. 이에 의해, 운전자는 시스템 작동 스위치(32)를 ON 위치로 전환함으로써 이러한 차선 이탈 방지 시스템이 작동하게 할 수 있고, 시스템 작동 스위치(32)를 OFF 위치로 전환함으로써 차선 이탈 방지 시스템이 작동하지 않게 할 수 있다.

즉, 본 발명의 차선 이탈 방지 장치는, 차선 이탈 방지 작동 부분 또는 장치에 의해 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어가 비작동 상태이고, 운전자 상태 검출 부분 또는 장치가 운전자의 상태가 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인식할 수 없는 상태인 것을 검출하면, 이탈을 방지하기 위한 제동 시스템을 작동가능한 상태로 설정한다.

이에 의해 본 발명의 차선 이탈 방지 장치는, 차선 이탈 방지 작동 부분 또는 장치에 의해 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어가 비작동 상태이고, 운전자 상태 검출 부분 또는 장치가 운전자의 상태가 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인식할 수 없는 상태인 것을 검출할 때에도 호스트 차량이 이탈하려고 하면 호스트 차량의 이탈을 방지하기 위한 제동 제어가 작동하도록 형성되어 있다.

본 발명에 따르면, 차선 이탈 방지 장치는 차선 이탈 방지 작동 부분 또는 장치가 비작동 상태이고, 운전자의 상태가 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인식할 수 없는 상태인 상태에서도 차선 이탈을 방지할 수 있다.

공기 조화 장치(33)와 오디오 장치(34)가 또한 차량에 구비된다. 운전자는 차 내부의 온도를 조절하기 위해 공기 조화 장치(33)를 작동시킬 수 있고, 또한 차 내부에서 음악을 틀기 위해 오디오 장치(34)를 작동시킬 수 있다.

경고음 출력 유닛(35)이 또한 차량에 구비된다. 경고음 출력 유닛(35)은 주행/제동력 제어 유닛(8)로부터의 구동 신호에 의해 구동되도록 형성되어 있다. 경고음 발생 유닛(35)의 구동 시기 및 다른 측면들은 이하에 상세하게 설명되어 있다.

다음으로, 차선 이탈을 방지하기 위한 주행/제동력 제어 유닛(8)에 의해 수행되는 계산적 처리 과정은 도2를 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 이러한 계산적 처리는 예를 들어 매 10 msec와 같이 특정한 소정의 샘플링 시간 간격(ΔT)으로 타이머 인터럽트(interrupt)를 사용함으로써 이루어진다. 통신 처리는 도2에 도시된 처리에 포함되어 있지 않지만, 계산적 처리에 의해 얻어진 정보는 RAM에 갱신 및 저장되고, 요구되는 정보는 필요할 때 RAM으로부터 읽혀진다.

먼저, 단계 S1에서, 다양한 종류의 데이터가 주행/제동력 제어 유닛(8)에 의해 전술한 센서들로부터 읽혀진다. 보다 상세하게는, 측방향 가속도(Xg), 길이방향 가속도(Yg), 편요 모멘트 변화율(ø'), 네비게이션 장치(15)에 의해 얻어진 도로 정보, 휠 속도(Vwi), 조향 각도(δ), 액셀러레이터 답력량 또는 쓰로틀 개방 개구 크기(Acc), 마스터 실린더 유압(Pmf, Pmr), 방향전환 신호 스위치(20)로부터의 방향전환 스위치 신호(WS), 위험경고 스위치(31)용 신호, 구동 토크 제어 유닛(12)로부터의 구동 토크(Tw), 및 촬상 유닛(13)으로부터의 편요 각도(ø), 측방향 변위(X) 및 주행 차선 곡률(β) 등의 형태들의 데이터가 읽혀진다.

계속되는 단계 S2에서는, 시스템 작동 스위치(32)가 ON인지에 대하여 판단이 이루어진다. 시스템 작동 스위치(32)가 ON이면 시스템은 단계 S5로 진행하고, 시스템 작동 스위치(32)가 OFF이면 시스템은 단계 S3으로 진행한다.

단계 S3에서는, 위험경고 스위치(31)가 소정의 시간(T_H) 동안 ON이었는지에대하여 판단이 이루어진다. 예컨대, 위험경고 스위치(31)로부터의 신호에 기초하여 판단이 이루어진다. 위험경고 스위치(31)가 소정의 시간(T_H)동안 ON이면 시스템은 단계 S4로 진행하고, 위험경고 스위치(13)가 소정의 시간(T_H)동안 ON이 아니라면 단계 S1부터 다시 처리가 수행된다.

단계 S4에서는, 시스템 작동 스위치(32)가 ON으로 강제적으로 전환된다. 그러면, 시스템은 단계 S5로 진행한다.

다음, 처리는 단계 S5로 이동하며, 여기에서 호스트 차량 속도(V)는 비구동 휠의 휠 속도의 평균값에 근거하여 계산된다. 예시된 실시예에서, 호스트 차량은 후방 휠에 의해 구동되므로, 호스트 차량 속도(V)가 전방의 좌우측 휠(5FL, 5FR)의 속도(Vw_FL, Vw_FR)에 근거하여 계산된다. 하여튼, 호스트 차량 속도(V)는 전술한 단계 S1에서 읽혀진 비구동 휠의 휠 속도(Vwi)에 근거하여 이하에 도시된 바와 같은 방정식들 (1) 중의 하나를 사용하여 계산된다.

V = (Vwrl + Vwrr)/2 : 전방 휠 구동용

V = (Vwfl + Vwfr)/2 : 후방 휠 구동용 (1)

방정식 (1)에서, Vwfl과 Vwfr의 항은 좌측 및 우측의 전방 휠의 각각의 휠 속도이고, Vwrl과 Vwrr의 항은 좌측 및 우측의 후방 휠의 각각의 휠 속도이다. 즉, 방정식 (1)에서, 호스트 차량 속도(V)는 구동 휠의 휠 속도의 평균값으로서 계산된다. 본 실시예에서, 호스트 차량은 후방 휠에 의해 구동되므로, 호스트 차량 속도가 후자의 방정식으로부터, 즉 전방 휠(5FL, 5FR)의 휠 속도에 근거하여 계산된다.

또한, 이러한 방식으로 계산된 호스트 차량 속도(V)는 정상 주행 중에 사용되는 것이 바람직하다. 즉, ABS(Anti-lock Brake System) 제어 등이 작동할 때, 예를 들어 ABS 제어에서 예측되는 예측 차체 속도가 전술한 차량 속도(V)로서 사용된다. 네비게이션 장치(15)에서 네비게이션 정보용으로서 사용되는 값은 또한 전술한 차량 속도(V)로서 사용될 수 있다.

호스트 차량의 주행 환경은 다음 단계 S6에서 판단된다. 보다 상세하게는, 호스트 차량이 주행하고 있는 도로의 형태와 호스트 차량의 주행 차선은 주행 환경으로서 검출된다. 이어서, 안전 수준(level of safety)에 근거한 방향이 검출 결과로부터 판단된다. 이 판단은 촬상 유닛(13)으로부터의 비디오 정보와 네비게이션 장치(15)로부터의 도로 정보에 근거하여 이루어진다. 즉, 주행 환경의 판단은 차선의 개수와 도로가 일반도로인지 또는 고속도로인지를 표시하는 도로 형태 정보에 근거하여 이루어진다. 도3은 주행 환경을 판단하는 특정 처리 과정을 도시하고 있다.

먼저, 단계 S21에서, 현재 주행하고 있는 도로(일반도로 또는 고속도로)의 형태가 네비게이션 장치(15)에 의해 제공된 도로 정보로부터 얻어진다. 더욱이, 단계 S22에서, 현재 주행하고 있는 도로의 차선의 개수가 네비게이션 장치(15)에 의해 제공된 도로 정보로부터 얻어진다.

후속의 단계 S23에서 흰색 선 부분(차선 분리선 부분)이 촬상 유닛(13)에 의해 얻어진 화상으로부터 추출된다. 여기에서, 예는 호스트 차량이 도4에 도시된 바와 같이 3차선 일방도로를 따라 이동하고 있는 경우에 대하여 설명되어 있다. 이 도로는, 제1 내지 제4의 흰색 선(LI1, LI2, LI3, LI4)에 의해 좌측으로부터 분할됨으로써, 도4에 도시된 바와 같이 3차선 일방도로로서 형성된다. 호스트 차량이 이러한 도로를 따라 이동할 때, 각각의 차선에 대하여 얻어진 화상은 각각 다르다. 더욱이, 화상으로부터 추출된 흰색 선들로 이루어진 화상은 또한 주행 차선에 따라 각각 다르다.

즉, 호스트 차량(100A)이 주행 방향으로 좌측 차선에서 주행할 때, 호스트 차량(100A)의 촬상 유닛(13)에 의해 만들어진 화상(P)은, 도5의 화상(A)에 도시된 바와 같이 제1, 제2 및 제3의 흰색 선(LI1, LI2, LI3)들로 주로 이루어진 독특한 화상이다. 또한, 호스트 차량(100B)이 중앙 차선에서 이동할 때, 호스트 차량(100B)의 촬상 유닛(13)에 의해 만들어진 화상(P)은, 도5의 화상(B)에 도시된 바와 같이 제1, 제2, 제3 및 제4의 흰색 선(LI1, LI2, LI3, LI4)들로 주로 이루어진 독특한 화상이다. 호스트 차량(100C)이 주행 방향으로 우측 차선에서 주행할 때, 호스트 차량(100C)의 촬상 유닛(13)에 의해 만들어진 화상(P)은, 도5의 화상(C)에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 제3 및 제4의 흰색 선(LI1, LI2, LI3, LI4)들로 주로 이루어진 독특한 화상이다. 그래서, 화상에서 흰색 선들의 형상은 주행 차선에 따라 다르다.

호스트 차량의 주행 차선은 후속의 단계 S24에서 판단된다. 보다 상세하게는, 호스트 차량의 주행 차선은 단계 S22와 S23에서 얻어진 정보에 근거하여 판단된다. 즉, 호스트 차량의 주행 차선은 호스트 차량에 의해 현재 이동되고 있는 도로의 차선 개수 및 촬상 유닛(13)에 의해 만들어진 화상(흰색 선들이 추출된 화상)에 근거하여 판단된다. 예를 들어, 차선의 개수와 주행 차선에 따라 얻어진 화상은 미리 화상 데이터로서 저장되어 있고, 미리 준비된 화상 테이터는 호스트 차량이 현재 이동하고 있는 도로의 차선 개수 및 촬상 유닛(13)에 의해 만들어진 현재의 화상(흰색 선들이 추출된 화상)과 비교되어, 호스트 차량의 주행 차선이 판단된다.

호스트 차량이 주행하고 있는 차선으로부터 보아서 횡방향으로의 안전 수준은 후속의 단계 S25에서 판단된다. 보다 상세하게는, 안전 수준이 낮은 방향은 호스트 차량이 차선으로부터 이탈되었을 때 정보로서 저장된다. 따라서, 호스트 차량이 이동하고 있는 차선으로부터 보아서 안전 수준이 좌측 방향으로 낮을 때, 이 방향은 안전 수준이 낮은 방향(S_out)(이하에서 "장애물 포함 방향"이라 함)으로서 저장된다(S_out= 좌측). 호스트 차량이 이동하고 있는 차선으로부터 보아서 안전 수준이 우측 방향으로 낮을 때, 이 방향은 장애물 포함 방향(S_out)으로서 저장된다(S_out= 우측). 이것은 예를 들어 이하와 같이 판단된다.

도4에서, 예를 들어 호스트 차량(100A)이 좌측 차선에서 이동하고 있을 때, 안전 수준은 호스트 차량이 좌측 차선으로부터 우측 방향으로 이탈할 때보다 호스트 차량이 좌측 차선으로부터 좌측 방향으로 이탈할 때가 더 낮다. 이는 도로 갓길이 좌측 차선으로부터 좌측 방향으로 있고, 도로 갓길이 벽, 가드레일, 장애물 또는 절벽일 가능성 높기 때문이다. 따라서, 호스트 차량(100A)이 좌측 차선에서 이동하고 있을 때, 좌측 방향이 장애물 포함 방향(S_out)인 것으로 판단된다(S_out = 좌측).

호스트 차량(100B)이 중앙 차선에서 이동하고 있을 때, 안전 수준은 현재의 주행 차선에 대하여 좌측 및 우측 방향으로 모두 동일한데, 왜냐하면 어느 한 방향으로 이탈이 발생하더라도 호스트 차량(100B)이 도로 상에 여전히 있을 것이기 때문이다.

호스트 차량(100C)이 좌측 차선에서 이동하고 있을 때, 안전 수준은 호스트 차량이 좌측 방향으로 인접한 차선으로 이탈할 때보다 호스트 차량이 우측 방향으로 반대 차선으로 이탈할 때가 더 낮다. 따라서, 이 경우에, 호스트 차량(100C)이 우측 차선에서 이동하고 있을 때, 우측 방향이 장애물 포함 방향(S_out)인 것으로 판단된다(S_out = 우측).

고속도로에 비하여, 일반도로는 갓길의 폭이 더 좁으며 도로 갓길에 많은 장애물이 있으며 보행자가 또한 존재한다. 이러한 이유로 인해, 안전 수준은 호스트 차량이 고속도로에서 도로 갓길 쪽으로 이탈하는 것보다 일반도로에서 도로 갓길 쪽으로 이탈하는 것이 더 낮다.

차선의 개수를 비교하면, 안전 수준은 좌측 방향이 도로 갓길이고 도로의 한 쪽이 단일 차선, 즉 우측 방향이 반대 차선일 때 더 낮다. 이 경우에, 좌우측 방향 모두 장애물 포함 방향(S_out)이다(S_out = 양측).

예를 들어, 대부분의 2차선 양방 도로들은 중앙 분리대, 가드레일 또는 다른 분리대를 갖추고 있지 않으므로, 호스트 차량이 2차선 양방 도로에서 이동할 때 화상은 도로의 좌측에서 주행하는 나라에 대해서는 도5의 화상(A)에 도시된 것과 같고, 도로의 우측에서 주행하는 나라에 대해서는 도5의 화상(C)에 도시된 것과 같다. 즉, 호스트 차량이 2차선 양방 도로에서 이동할 때 화상은 도로의 좌측으로 주행하는 나라에 있어서 3차선 도로의 좌측 차선에서 이동하는 호스트 차량(100A)의 촬상 유닛(13)에 의해 만들어진 화상과 동일하다. 따라서, 일반도로와 고속도로 모두에서 이동한다고 가정하면, 장애물 포함 방향(S_out)은 촬상 화상만을 사용해서는 판단될 수 없다. 이러한 사실에 근거하여, 호스트 차량이 현재 이동하고 있는 도로의 차선 개수는 네비게이션 장치(15)로부터 얻어지고, 현재 이동하고 있는 도로가 2차선 양방 도로인지 또는 3차선 일방도로인지에 대하여 판단함으로써, 안전 수준이 2차선 양방 도로에서 이동하고 있을 때 우측 방향에서도 낮다는 것이 판단될 수 있다.

도2에 도시된 단계 S6에서 주행 환경의 평가가 전술한 도3에 도시된 처리 과정으로 수행된다.

차선 이탈 경향의 판단은 후속의 단계 S7에서 수행된다. 이러한 판단을 처리하기 위한 처리 과정은 도6에 상세하게 도시되어 있다.

먼저, 이탈 예측 시간(T_out)은 단계 S31에서 계산된다. 보다 상세하게는, 이탈 예측 시간(T_out)은 dx를 측방향 변위(X)의 변화량(단위 시간당 변화량)으로서 표시하고, L을 차선 폭으로서 표시하고, 측방향 변위(X)를 사용함으로써 이하에 도시된 방정식 (2)에 의해 계산된다(X, dx, L의 값에 대해서는 도7 참조).

T_out = (L/2 - X)/dx (2)

이탈 예측 시간(T_out)은, 차선의 중앙(X = 0)으로부터의 측방향 변위(X)와 동일한 양만큼 측방향으로 변위된 호스트 차량(100)이 차선의 중앙으로부터 거리, L/2와 동일한 양만큼 떨어져서 외부에 위치된 영역(예를 들어, 도로 갓길)에 도달할 때까지, 방정식 (2)에 의해 계산될 수 있다. 차선 폭(L)은 촬상 유닛(13)에 의해 처리된 화상으로부터 얻어진다. 또한, 호스트 차량의 위치는 네비게이션 장치(15)로부터 얻어질 수 있고, 차선 폭(L)은 네비게이션 장치(15)에 저장된 지도 데이터로부터 얻어질 수 있다.

차선 이탈 판단 플래그는 후속의 단계 S32에서 설정된다. 보다 상세하게는, 이탈 예측 시간(T_out)은 소정의 제1 이탈 판단 한계(Ts)와 비교된다. 여기에서, 호스트 차량이 차선의 중앙으로부터 멀어지게 이동하고 이탈 예측 시간(T_out)이 제1 이탈 판단 한계(Ts)보다 작으면(T_out〈 Ts), 차선 이탈 판단 플래그(F_out)는 단계 S32의 처리에 의해 ON으로 전환된다(F_out = ON). 즉, 차선 이탈이 발생하는(차선 이탈 경향이 존재하는) 것으로 판단되고, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON으로 설정된다(F_out = ON). 호스트 차량이 F_out = ON 상태에 있고 차선의 중앙 쪽으로 복귀하면, 이탈 예측 시간(T_out)은 이탈 판단 한계(Ts)와 같거나 이보다 더 크고(T_out ≥ Ts), 차선 이탈 판단 플래그(F_out)는 OFF로 전환된다(F_out = OFF). 즉, 이탈 예측 시간(T_out)은 이탈 판단 한계(Ts)와 같거나 이보다 더 클 때(T_out ≥ Ts), 차선 이탈이 발생하지 않는(차선 이탈 경향이 존재하지 않는) 것으로 판단된다. 차선 이탈 경향이 존재할 때, 예를 들어 제동 제어(이하에 설명됨)가 차선 이탈을 방지하기 위해 수행된다면, 또는 운전자 자신이 방지하는 동작을 취했다면, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON으로부터 OFF로 전환된다.

제1 이탈 판단 한계(Ts)는 가변적이다. 즉, 제1 이탈 판단 한계(Ts)는 예를 들어 단계 S6에서 얻어진 안전 수준에 근거하여 또한 설정될 수 있다.

이어서, 차선 이탈 방향(D_out)은 단계 S33에서 측방향 변위(X)에 근거하여 판단된다. 보다 상세하게는, 호스트 차량이 차선의 중심으로부터 좌측 방향으로 측방향으로 변위되면, 그 방향이 차선 이탈 방향(D_out)으로서 설정된다(D_out = 좌측). 호스트 차량이 차선의 중앙으로부터 우측 방향으로 변위되면, 그 방향이 차선 이탈 방향(D_out)으로 설정된다(D_out = 우측).

차선 이탈 경향은 전술한 바와 같이 단계 S7에서 판단된다.

차선을 변경하고자 하는 운전자의 의도는 후속의 단계 S8에서 판단된다. 보다 상세하게는, 차선을 변경하고자 하는 운전자의 의도는 단계 S1에서 얻어진 조향 각도(δ) 및/또는 방향전환 스위치 신호에 근거하여 판단된다.

방향전환 스위치 신호에 의해 표시된 방향(발광된 점멸등 쪽)과 단계 S7에서 얻어진 차선 이탈 방향(D_out)에 의해 표시된 방향이 동일하면, 운전자가 의도적으로 차선을 변경하는 것으로 판단되어, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 OFF로 변경된다(F_out = OFF). 즉, 판단 결과가 변경되어, 이탈이 발생되지 않거나 이탈이 급박하지 않는 것을 나타낸다.

방향전환 스위치 신호에 의해 표시된 방향(발광된 점멸등 쪽)과 단계 S7에서 얻어진 차선 이탈 방향(D_out)에 의해 표시된 방향이 상이하면, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 유지되어, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON 상태로 된다.(F_out = ON). 즉, 판단 결과가 유지되어, 이탈이 발생되거나 급박한 것을 나타낸다.

방향전환 신호 스위치(20)가 작동하지 않았으면, 차선을 변경하고자 하는 운전자의 의도는 조향 각도(δ)에 의해 판단된다. 즉, 운전자가 차선 이탈 방향으로 조향하는 경우에, 조향 각도(δ)와 이 조향 각도에서의 변화량(Δδ)(단위 시간당 변화량)이 설정된 값과 동일하거나 이보다 더 크면 운전자가 의도적으로 차선을 변경하는 것으로 판단되어, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 OFF로 변경된다(F_out = OFF).

이탈 방지를 위한 제어 방법은 후속의 단계 S9에서 선택된다. 보다 상세하게는, 차선 이탈 경고를 발생시킬 것인가 또는 발생시키지 않을 것인가에 대하여 그리고/또는 이탈 방지 제동 제어를 수행할 것인가 또는 수행하지 않을 것인가에 대한 판단이 이루어진다. 차선 이탈 방지 제동 제어가 수행될 때 제동 제어 방법이 선택된다.

경고는, 예를 들어 단계 S8에서 얻어진 차선 이탈 판단 플래그(F_out)의 ON 및 OFF 상태에 따라 경고음 출력 유닛(35)으로부터 울리게 된다. 예를 들어, 차선 이탈 판단 플래그(F_outt)가 ON이고(T_out〈 Ts), 경고음 출력 유닛(35)으로부터 경고가 울리게 되면, 차선 이탈이 조향 작동 등을 수행하는 운전자에 의해 방지될 수 있는 것으로 판단될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 바와 같이, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON인(T_out〈 Ts) 상황들이 존재하지만 차선 이탈이 운전자의 조향 작동 등의 수행에 의해 방지될 수 있는 것으로 판단될 수 있다. 예를 들어, 이러한 상황들은 운전자 자신이 호스트 차량의 차선 이탈 경향을 인식한 다음, 방지하는 동작을 취하는 것을 포함하지만, 차선 이탈 판단 플래그(F_out) 자체는 여전히 ON이다(T_out〈 Ts).

차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON인 경우에(T_out〈 Ts), 제동 제어 방법은 또한 단계 S6에서 얻어진 장애물 포함 방향(S_out)과 단계 S7에서 얻어진 차선 이탈 방향(D_out)에 근거하여 선택된다. 이 과정은 이하에 상세하게 기술되어 있다.

호스트 차량에서 발생되는 목표 편요 모멘트는 후속 단계 S10에서 계산된다. 이러한 목표 편요 모멘트는 이탈 방지를 위해 호스트 차량에 부여되는 편요 모멘트이다. 보다 상세하게는, 목표 편요 모멘트(Ms)는 단계 S1에서 얻어진 변화량(dx)과 측방향 변위(X)에 근거하여 이하의 방정식 (3)에 의해 계산된다.

MS = K1·X + K2·dx (3)

방정식 (3)에서, 용어 K1 및 K2는 호스트 차량 속도(V)에 따라 변화하거나 변동하는 이득이다. 예를 들어, 도8에서, 이득(K1, K2)은 저속에서 낮은 값을 가지고, 호스트 차량 속도(V)가 정해진 값에 도달하면 호스트 차량 속도(V)에 상응하는 관계로 증가하고, 정해진 차량 속도(V)가 도달되면 그 후에는 일정하게 유지된다.

차선 이탈 방지 감속도는 후속 단계 S11에서 계산된다. 즉, 좌측 및 우측 휠에 가해지는 제동력은 호스트 차량을 감속시키는 것을 목적으로 하여 계산된다. 여기에서, 이러한 제동력은 좌측 및 우측 휠에 모두 가해지는 목표 브레이크 유압(Pgf, Pgr)으로서 계산된다. 전방 휠에 대한 목표 브레이크 유압(Pgf)은 이하의 방정식 (4)에 의해 계산된다.

Pgf = Kgv·V + Kgx·dx (4)

방정식 (4)에서, 용어 Kgv와 Kgx는 제동력을 브레이크 유압으로 변환하기 위한 변환 계수이다. 변환 계수(Kgv, Kgx)는 호스트 차량 속도(V)와 변화량(dx)에 근거하여 각각 설정된다. 예를 들어, 도9에서 변환 계수(Kgv, Kgx)는 저속에서 높은 값을 가지고, 호스트 차량 속도(V)가 정해진 값에 도달하면 호스트 차량 속도(V)에 상응하는 관계로 감소하고, 정해진 차량 속도(V)에 도달되면 그 후에는 일정하게 유지된다.

목표 브레이크 유압(Pgr)은 전방 및 후방의 제동의 분배를 고려하면서 전방 휠에 대한 목표 브레이크 유압(Pgf)에 근거하여 후방 휠에 대하여 계산된다.

이탈 방지에 대한 감속도(보다 상세하게는, 목표 브레이크 유압(Pgf, Pgr))는 단계 S11에서 이러한 방식으로 얻어진다.

각각의 휠에 대한 목표 브레이크 유압은 후속의 단계 S12에서 계산된다. 즉, 최종 브레이크 유압은 이탈 방지 제동 제어의 존재에 근거하여 계산된다. 보다 상세하게는, 이러한 계산은 이하의 방식으로 수행된다.

(1) 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 OFF 이면(F_out = OFF), 즉 이탈이 발생하지 않을 것으로 판단되면, 각각의 휠에 대한 목표 브레이크 유압(Psi)(i = fl, fr, rl, rr)은 이하의 방정식 (5) 및 (6)에 도시된 마스터 실린더 유압(Pmf 또는 Pmr)으로서 설정된다.

Psfl = Psfr = Pmf (5)

Psrl = Psrr = Pmr (6)

방정식 (5) 및 (6)에서, 항 Pmf는 전방 휠에 대한 마스터 실린더 유압이며, 항 Pmr은 후방 휠에 대한 마스터 실린더 유압이다. 후방 휠의 마스터 실린더 유압(Pmr)은 전방 및 후방의 제동의 분배를 고려하면서 전방 휠에 대한 마스터 실린더 유압(Pmf)에 근거하여 계산된 값이다.

차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON이면(F_out = ON), 즉 이탈이 발생할 것으로 판단되면, 전방 휠의 목표 브레이크 유압차(ΔPsf)와 후방 휠의 목표 브레이크 유압차(ΔPsr)는 목표 편요 모멘트(Ms)에 근거하여 첫째로 계산된다. 보다 상세하게는, 목표 브레이크 유압차(ΔPsf, ΔPsr)는 이하의 방정식 (7) 내지 (10)에 의해 계산된다.

Ms〈 Ms1 이면,

ΔPsf = 0 (7)

ΔPsr = 2·Kbr·Ms/T (8)

Ms≥Ms1 이면,

ΔPsf = 2·Kbf·(Ms-Ms1)/T (9)

ΔPsr = 2·Kbr·Ms1/T (10)

방정식 (7) 내지 (10)에서, 항 Ms1은 설정을 위해 사용되는 한계이며, 항 T는 트레드(tread)이다. 트레드(T)는 단순화를 위해 동일한 값이다. 항 Kbf 및 Kbr은 제동력이 브레이크 유압으로 변환될 때 전방 및 후방 휠에 대한 변환 계수이고, 브레이크의 변수 또는 사양(specification)에 따라 설정된다.

그래서, 휠에 가해지는 제동력은 목표 편요 모멘트(Ms)의 크기에 따라 분배된다. 즉, 목표 편요 모멘트(Ms)가 설정을 위해 사용된 한계(Ms1)보다 작으면, 전방 휠의 목표 유압차(ΔPsf)는 0으로 설정되고, 소정의 값이 후방 휠의 목표 유압차(ΔPsr)에 할당되고, 제동력의 차이가 좌측과 우측의 후방 휠들에서 발생된다. 목표 편요 모멘트(Ms)가 설정을 위해 사용된 한계(Ms1)와 동일하거나 이보다 더 크면, 소정의 값이 목표 브레이크 유압력차(ΔPsf, ΔPsr)에 할당되어, 제동력의 차이가 전방과 후방의 좌측 및 우측 휠들에서 발생된다.

차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON이면(F_out = ON), 각각의 휠에 대한 최종 목표 브레이크 유압(Psi)(i = fl, fr, rl, rr)은 전술한 바와 같이 계산된 목표 브레이크 유압차(ΔPsf, Psr)와 목표 브레이크 유압(Pgf, Pgr)을 사용하여 계산된다. 보다 상세하게는, 각각의 휠에 대한 최종 목표 브레이크 유압(Psi)(i = fl, fr, rl, rr)은 단계 S9에서 선택된 제동 제어 방법에 근거하여 계산된다.

단계 S9에서 선택된 제동 제어 방법은 지금부터 설명될 것이다.

단계 S9에서, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON이면, 제동 제어 방법은 장애물 포함 방향(S_out) 및 차선 이탈 방향(D_out)에 근거하여 선택된다. 먼저, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON일 때 장애물 포함 방향(S_out) 및 차선 이탈 방향(D_out)에 근거하여 선택된 제동 제어 방법은 장애물 포함 방향(S_out)과 차선 이탈 방향(D_out) 사이의 다양한 관계에 대하여 이하에서 설명될 것이다(제1 경우 내지 제3 경우).

제1 경우에, 장애물 포함 방향(S_out)과 차선 이탈 방향(D_out)이 일치하지 않으면, 제동 제어(이하에서 "이탈 방지 편요 제어"라고 함)가 실행되어 이탈을 방지하기 위해 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 OFF로 될 때까지 편요 모멘트가 호스트 차량에 부여된다.

여기에서, 이탈을 방지하기 위해 호스트 차량에 부여되는 편요 모멘트의 크기는 목표 편요 모멘트(Ms)이다. 편요 모멘트는 좌우 휠들에 가해진 제동력의 차이를 발생시킴으로써 호스트 차량에 부여된다. 보다 상세하게는, 목표 편요 모멘트(Ms)가 설정을 위해 사용된 한계(Ms1)보다 더 작으면, 제동력의 차이가 좌우 후방 휠들에 발생되어 호스트 차량에 목표 편요 모멘트(Ms)를 부여한다. 목표 편요 모멘트(Ms)가 설정을 위해 사용된 한계(Ms1)와 동일하거나 이보다 더 크면, 전술한 바와 같이, 제동력의 차이가 전후방의 좌우 휠들에 발생되어 호스트 차량에 목표 편요 모멘트(Ms)를 부여한다.

차선 이탈 판단 플래그(F_out)는 차선 이탈 경향이 있을 때 차선 방지 제동 제어가 실행되거나 운전자 자신이 방지 동작을 취한 경우 ON에서 OFF로 전환된다.

두번째의 경우에, 장애물 포함 방향(S_out)과 차선 이탈 방향(D_out)이 일치하고 단계 S6에서 얻어진 도로 형태(R)가 일반 도로이면, 차선 이탈 방지 편요 제어는 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 OFF로 될 때까지 실행된다.

더욱이, 제1의 이탈 판단 한계(Ts)보다 더 작은 제2의 이탈 판단 한계(Tr)(Ts ＞ Tr ＞ 0)가 정의된다. 이탈 예측 시간(T_out)이 제2의 이탈 판단 한계(Tr)보다 더 작게 되면(T_out ＜ Tr), 차선 이탈 방지 편요 제어가 적용되고, 호스트 차량을 감속시키는 제동 제어(이하 "이탈 방지 감속 제어"라고 함)가 실행된다. 차선 이탈 방지 감속 제어는 좌우 휠 모두에 실질적으로 동일한 제동력을 제공하도록 하기 위해 실행된다.

여기에서, 이탈 예측 시간(T_out)은 차선 이탈 경향의 크기의 지표이므로, 제2 이탈 판단 한계(Tr)보다 더 작은 이탈 예측 시간이 차선 이탈 경향에 상응하여 제2 한계보다 더 크게 된다.

세번째의 경우에, 장애물 포함 방향(S_out)과 차선 이탈 방향(D_out)이 일치하고 단계 S6에서 얻어진 도로 형태(R)가 고속도로이면, 차선 이탈 방지 편요 제어는 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 OFF로 될 때까지 실행된다.

더욱이, 이러한 세번째의 경우에, 이탈 예측 시간(T_out)이 0에 도달하면, 차선 이탈 방지 편요 제어가 적용되고, 차선 이탈 방지 감속 제어가 실행된다.

세번째의 경우에, 차선 이탈 방지 감속 제어는, 두번째의 경우에서와 마찬가지의 방식으로 이탈 예측 시간(T_out)이 제2 이탈 판단 한계(Tr)보다 더 작게 될 때 또한 실행될 수 있다. 이 경우에, 이탈 예측 시간(T_out)이 0이 되면, 예를 들어 호스트 차량의 감속도는 이탈 방지 감속 제어에 의해 증가된다. 따라서, 차선 이탈 방지 감속 제어는 이탈 예측 시간(T_out)이 제2 이탈 판단 한계(Tr)보다 더 작게 되고, 이탈 예측 시간(T_out)이 0이 될 때 작동하도록 이루어져 있다. 이 경우에 이탈 예측 시간(T_out)이 되면, 호스트 차량의 감속은 더 증가된다.

제동 제어 방법은 이러한 방식으로 장애물 포함 방향(S_out)과 차선 이탈 방향(D_out)에 따라 단계 S9에서 선택된다. 즉, 이탈 방지를 위한 제동 제어 방법은 장애물 포함 방향(S_out)과 차선 이탈 방향(D_out)에 따라, 그리고/또는 호스트 차량 속도(V) 및 이탈 예측 시간(T_out)에 따라 이탈 방지 편요 제어만에 의해 또는 이탈 방지 편요 제어와 차선 이탈 방지 감속 제어의 조합에 의해 선택된다.

각각의 휠에 대한 목표 브레이크 유압력(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 제동 제어 방법의 각각의 형태에 따라 단계 S12에서 계산된다.

첫번째 내지 세번째의 경우에 대한 차선 이탈 방지 편요 제어에서, 예를 들어 각각의 휠에 대한 목표 브레이크 유압력(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 이하의 방정식 (11)에 의해 계산된다.

Psfl = Pmf

Psfr = Pmf + ΔPsf

Psrl = Pmr

Psrr = Pmr + ΔPsr (11)

이탈 방지 편요 제어와 차선 이탈 방지 감속 제어는 두번째 및 세번째의 경우에 실행되지만, 이 경우에 각각의 휠에 대한 목표 브레이크 유압력(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 이하의 방정식 (12)에 의해 계산된다.

Psfl = Pmf + Pgf/2

Psfr = Pmf + ΔPsf + Pgf/2

Psrl = Pmr + Pgr/2

Psrr = Pmr + ΔPsr + Pgr/2 (12)

또한, 각각의 휠에 대한 목표 브레이크 유압력(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 운전자에 의해 취해진 감속 동작에 관련하여 계산된다. 즉, 마스터 실린더 유압(Pmf, Pmr)은 방정식 (11) 및 (12)에 도시된 바와 같이 적용된다.

이상에서는 단계 S12에 대한 처리를 설명하고 있다. 따라서, 각각의 휠에 대한 목표 브레이크 유압력(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 단계 S12에서 차선 이탈 판단 플래그(F_out)의 상태에 근거하여 계산된다. 차선 이탈 판단 플래그(F_out)가 ON이면, 각각의 휠에 대한 목표 브레이크 유압력(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 제1 장애물 포함 방향(S_out)과 차선 이탈 방향(D_out) 사이의 관계에 따라 단계 S9에서 선택된 제동 제어 방법에 따라 계산된다.

주행/제동력 제어 유닛(8)에 의해 수행된 계산 과정은 이상에서 설명되었다. 주행/제동력 제어 유닛(8)에 의해, 단계 S12에서 각각의 휠에 대하여 계산된 목표 브레이크 유압력(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 브레이크 유압 명령값으로서 브레이크 유압 제어 유닛(7)에 출력된다.

전술한 차선 이탈 방지 장치는 이하의 개요에 따라 작동한다.

먼저, 다양한 종류의 데이터가 센서들, 제어기들 및 제어 유닛들로부터 판독된다(단계 S1).

시스템 작동 스위치(32)와 위험경고 스위치(31)의 작동 상태가 판단된다(단계 S2 및 S3). 여기에서, 시스템 작동 스위치(32)가 ON이거나, 시스템 작동 스위치(32)가 OFF이지만 위험경고 스위치(31)가 소정 시간(T_H) 동안 ON이었으면, 시스템은 다음 단계의 공정(단계 S5 및 그 이후의 단계의 공정)으로 진행하고, 시스템 작동 스위치(32)가 OFF이고 위험경고 스위치(31)가 소정 시간(T_H) 동안 ON이 아니었으면, 공정은 처음(단계 S1의 공정)부터 다시 실행된다.

시스템 작동 스위치(32)가 OFF이지만 위험경고 스위치(31)가 소정 시간(T_H) 동안 ON이었다면, 시스템 작동 스위치(32)는 강제적으로 ON으로 전환되어 다음 단계(단계 S4)의 공정으로 진행한다.

시스템 작동 스위치(32)가 ON이거나, 시스템 작동 스위치(32)가 OFF이지만 위험경고 스위치(31)가 소정 시간(T_H) 동안 ON이었으면, 차량 속도(V)는 그 다음에 제1 공정에서 계산된다(단계 S5).

다음, 단계 S6에서, 주행 환경이 판단되고 안전 수준이 낮은 방향(장애물 포함 방향(S_out))이 선택된다(도3 참조). 예를 들어, 호스트 차량(100A)이 도4의 좌측 차선에서 이동하며, 장애물 포함 방향(S_out)은 좌측 방향으로 설정된다.

단계 S7에서, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)는 이탈 예측 시간(T_out)에 근거하여 설정되고, 차선 이탈 방향(D_out)은 측방향 변위(X)에 근거하여 판단된다(도6 참조).

더욱이, 차선을 변경하고자 하는 운전자의 의도는 이러한 방식으로 얻어진 차선 이탈 방향(D_out)과 방향전환 스위치 신호에 의해 표시된 방향(발광 점멸기 측)에 근거하여 판단된다(단계 S8).

예를 들어, 방향전환 스위치 신호에 의해 표시된 방향(발광 점멸기 측)과 차선 이탈 방향(D_out)에 의해 표시된 방향이 일치하면, 운전자가 의도적으로 차선을 변경하고 있는 것으로 판단된다. 이 경우에, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)는 OFF로 변경된다.

방향전환 스위치 신호에 의해 표시된 방향(발광 점멸기 측)과 차선 이탈 방향(D_out)에 의해 표시된 방향이 상이하면, 차선 이탈 판단 플래그(F_out)는 ON인 경우에 변경되지 않고 유지된다. 그 이유는 방향전환 스위치 신호에 의해 표시된 방향(발광 점멸기 측)과 차선 이탈 방향(D_out)에 의해 표시된 방향이 상이하면, 호스트 차량의 차선 이탈 작용이 차선을 변경하고자 하는 운전자의 의도가 아닌 요인들에 기인한 것일 수도 있으므로 차선 이탈 판단 플래그(F_out)의 상태가 변경되지 않고 유지되어 이 플래그가 ON이 되는 것이다.

이탈 방지에 대한 경고의 시작, 차선 이탈 방지 제동 제어의 유무, 및 이탈 방지 제동 제어를 실행하는 방법은 차선 이탈 판단 플래그(F_out), 장애물 포함 방향(S_out) 및 차선 이탈 방향(D_out)에 근거하여 선택된다(단계 S9).

더욱이, 목표 편요 모멘트(Ms)는 측방향 변위(X) 및 변화량(dx)에 근거하여 계산되고(단계 S10), 이탈 방지 감속도 또한 계산된다(단계 S11).

각각의 휠에 가해지는 목표 브레이크 유압력(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 차선 이탈 판단 플래그(F_out), 장애물 포함 방향(S_out) 및 차선 이탈 방향(D_out)에 근거하여 선택된 제동 제어 방법을 실행하기 위해 계산된다. 목표 브레이크 유압력(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 브레이크 유압 명령값으로서 브레이크 유압 제어 유닛(7)에 출력된다 (단계 S12). 브레이크 유압 제어 유닛(7)에서, 브레이크 유압은 브레이크 유압 명령값에 근거하여 휠 실린더(6FL 내지 6RR)에 대하여 개별적으로 제어된다. 따라서, 차선 이탈 경향이 있을 때에, 소정의 차량 거동이 주행 환경에 따라 나타나도록 구성되어 있다.

여기에서, 제동 제어가 실행될 때 호스트 차량이 거동하는 방식은 도10(두번째 경우)과 도11(첫번째 및 세번째 경우)와 관련하여 첫번째 내지 세번째의 시나리오 또는 경우에 대하여 설명되어 있다.

도10 및 도11에서 검은색으로 색칠된 휠들은 유압이 발생되어 제동력이 제공된 휠들이다. 즉, 좌우 휠들 중 어느 하나가 검은색으로 색칠된 휠이면, 좌우 휠들에서 유압 또는 제동력의 차이가 있다. 이 경우는 편요 모멘트가 호스트 차량에 부여된 것을 보여준다. 또한, 좌우 휠들이 검은색으로 색칠되면, 그 유압의 값에 차이가 여전히 있을 수 있으며, 이 경우에 호스트 차량은 제어된 감속을 경험하고 이와 동시에 편요 모멘트가 호스트 차량에 부여된다

두번째 경우는, 전술한 바와 같이, 장애물 포함 방향(S_out) 및 차선 이탈 방향(D_out)이 일치하고, 도로의 형태(R)가 일반 도로인 것이다. 즉, 도로 갓길(A)이 좌측이고 반대쪽 차선(중앙 차선(LI5) 측)이 우측인 2차선 양방도로 상에서 호스트 차량(100)이 이동할 때, 도10에 도시된 바와 같이 호스트 차량(100)(도10에서 맨 위의 위치에 있는 호스트 차량(100))이 좌측 방향으로 이탈하려고 할 수도 있는 경우와 호스트 차량(100)(도10에서 중앙 위치에 있는 호스트 차량(100))이 우측 방향으로 이탈하려고 할 수도 있는 경우가 있다.

이 경우에, 차선 이탈 방지 편요 제어가 실행된다. 더욱이, 이탈 예측 시간(T_out)이 제2 이탈 판단 한계(Tr)보다 더 작게 되면, 차선 이탈 방지 편요 제어가 적용되고, 차선 이탈 방지 감속 제어가 실행된다. 이에 의해 호스트 차량은 이탈을 피하게 된다. 운전자는 차선 방지 작용을 측방향으로의 가속도로서 또는 이동 방향으로의 감속도로서 감지할 수 있고 호스트 차량이 이탈하려고 하는 경향을 갖는다는 것을 알 수 있다.

세번째 경우는, 전술한 바와 같이 장애물 포함 방향(S_out) 및 차선 이탈 방향(D_out)이 일치하고, 도로의 형태(R)가 고속도로인 것이다. 즉, 이것은 3차선 일방도로 상의 좌측 차선에서 이동하는 호스트 차량(100A)(도11에서 가장 위의 위치에 있는 호스트 차량(100A))이, 도11에 도시된 바와 같이 좌측 방향으로 이탈하려고 하는 경향을 갖는 경우이다. 또 다른 하나의 경우는 3차선 일방도로 상의 우측 차선에서 이동하는 호스트 차량(100C)(도11에서 중심 위치에 있는 호스트 차량(100C))이, 도11에 도시된 바와 같이 우측 방향으로 이탈하려고 하는 경향을 갖는 것이다.

이 경우에, 이탈 방지 편요 제어가 실행된다. 이에 의해 호스트 차량은 이탈은 피할 수 있다. 더욱이, 이탈 예측 시간(T_out)이 0에 도달하면, 즉 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈한 것으로 판단되면, 차선 이탈 방지 편요 제어가 적용되고, 차선 이탈 방지 감속 제어가 실행된다.

첫번째 케이스는, 전술한 바와 같이 장애물 포함 방향(S_out) 및 차선 이탈 방향(D_out)이 일치하지 않는다는 것이다. 즉, 이것은 3차선 일방도로 상의 좌측 차선에서 이동하는 호스트 차량(100A)(도11에서 중심 위치에 있는 호스트 차량(100A))이, 도11에 도시된 바와 같이 우측 방향으로 이탈하려고 하는 경향을 갖는 경우이다. 또한, 3차선 일방도로 상의 우측 차선에서 이동하는 호스트 차량(100C)(도11에서 가장 아래의 위치에 있는 호스트 차량(100C))이, 도11에 도시된 바와 같이 좌측 방향으로 이탈하려고 하는 경향을 갖는 경우는 경우도 있다. 더욱이, 중앙 차선에서 이동하는 호스트 차량이 좌측 또는 우측 방향으로 이탈하려고 하는 경향을 갖는 경우도 있다. 이탈 방지 편요 제어가 이 경우에 실행된다. 이에 의해 호스트 차량은 이탈이 방지된다.

이러한 형태의 이탈 방지를 위한 제동 제어가 수행되고 경고가 소리 또는 표시로 발생된다. 이 경고는 예를 들어, 제동 제어 이전에 소정의 타이밍을 갖고 시작되거나 제동 제어와 동시에 시작된다.

전술한 바와 같이, 시스템 작동 스위치(32)가 OFF이지만 위험경고 스위치(31)가 소정의 시간(T_H) 동안 ON이었으면, 시스템은 다음 단계의 처리 과정(단계 S5 및 그 이후의 과정)으로 진행한다. 그래서, 이 경우에, 이탈 방지를 위한 시스템은 작동가능한 상태 또는 작동 대기 상태로 자동적으로 설정되므로, 호스트 차량이 막 이탈하려고 할 때에 이탈 방지를 위한 제어가 전술한 제동 제어의 상세 내역에 근거하여 수행된다.

그래서 이탈 방지를 위한 시스템은 작동 상태로 설정되고, 이 시스템이 작동가능 상태에 있는 동안의 시간(T_F _{_H})(이하에서 "작동 시간"이라 함)은 일정하게 유지된다. 보다 상세하게는, 작동 시간(T_{F_H})은 위험경고 스위치(31)가 작동되는 시간에 따라 설정된다.

더욱이, 이탈 방지를 위한 시스템이 작동가능 상태로 설정되면, 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때, 경고음 출력 유닛(35)에 의해 경고가 울린 다음, 이탈 방지 편요 제어 또는 이탈 방지 감속 제어와 같은 제동 제어가 수행된다. 또한, 이러한 경고 출력의 출력 타이밍은 정상적인 환경인 경우보다 빠르게 설정된다. 보다 상세하게는, 차선 이탈 방지 장치에서, 호스트 차량이 이탈하려고 할 때 경고 출력이 소정의 타이밍으로 실행되지만, 소정의 타이밍이 정상 환경에서 사용된 것보다 더 빠른 타이밍으로 되게 한다.

이러한 구성에 의해, 이탈 방지를 위한 시스템이 작동가능한 상태인 경우에 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때 경고가 경고음 출력 유닛(35)으로부터 정상 환경에서보다 더 빠른 타이밍으로 울리기 시작하며, 그 후에 소정의 타이밍으로 이탈 방지 편요 제어 또는 이탈 방지 감속 제어가 작동한다.

본 실시예의 효과를 이제 설명한다.

전술한 바와 같이, 위험경고 스위치(31)가 소정의 시간(T_H) 동안 ON이었으면, 이탈 방지를 위한 시스템은 시스템 작동 스위치(32)가 운전자에 의해 OFF로 전환되었더라도 자동적으로 작동가능 상태로 설정된다. 이탈 방지를 위한 제어는 호스트 차량이 이탈하려고 할 때 이에 따라 제동 제어의 상세 내용에 근거하여 실행된다.

이탈 방지를 위한 시스템이 시스템 작동 스위치(32)에 의해 OFF로 전환되었고 호스트 차량이 이탈하려고 한다면, 차선 이탈은 운전자의 상태가 운전자가 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지할 수 없는 상태에 있다고 하더라도 이탈 방지를 위한 시스템을 작동가능 상태에 자동적으로 설정함으로써 방지될 수 있다. 즉, 위험경고 스위치(31)가 소정의 시간(T_H) 동안 ON이었던 경우가 운전자가 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지할 수 없는 상태에 있는 경우라고 가정하면, 호스트 차량이 이러한 가정 하에서 이탈하려고 할 때, 이탈 방지를 위한 시스템을 자동적으로 작동가능 상태로 설정함으로써 차선 이탈이 방지될 수 있다.

운전자가 혼잡한 고속도로 등으로 진입하였을 때, 운전자가 이동하는 차량에 혼잡한 상태를 알려주기 위해 위험경고 스위치(31)를 ON으로 전환하는 경우가 있다. 이 경우에, 운전자는 그의 주의를 후방에 집중하는 경향이 있다. 차량이 주행 차선으로부터 이탈할 가능성은 이러한 경우에 높다. 이러한 사실에 근거하여, 시스템 작동 스위치(32)가 OFF로 전환되어 있을 지라도, 이탈 방지를 위한 시스템은 위험경고 스위치(31)가 소정의 시간(T_H) 동안 ON이었을 때 작동가능 상태로 자동적으로 설정된다. 이에 의해, 시스템 작동 스위치(32)가 OFF일 때, 호스트 차량은 혼잡한 상황을 후방 차량에게 알려주기 위해 운전자의 주의가 후방에 집중되어 있을지라도 혼잡한 교통량에서 주행 차선으로부터 이탈하는 것이 방지될 수 있다.

전술한 바와 같이, 이탈 방지를 위한 시스템이 작동가능 상태로 자동적으로 설정되었을 때의 시스템의 작동 시간(T_{F_H})은 위험경고 스위치(31)가 작동된 시간에 따라 설정된다. 이에 의해, 이탈 방지를 위한 시스템은 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 운전자가 시스템 작동 스위치(32)를 OFF로 전환시킬 수도 있는 경우는 이탈 방지 동작이 운전자 자신에 의해 수행될 수 있을 때 운전자가 이탈 방지를 위한 제어에 대해 귀찮다고 느낄 수도 있는 경우이다. 이러한 상황에 근거하여, 작동 시간(T_{F_H})은, 운전자가 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지할 수 없는 상태에 있기 때문에 이탈 방지를 위한 시스템이 작동가능 상태에 설정되어 있을 때에도, 설정된 시간 주기로 분할되는 것이 바람직하다. 따라서, 이탈 방지를 위한 시스템은 위험경고 스위치(31)가 작동된 시간에 따라 작동 시간(T_{F_H})을 설정함으로써 작동가능 상태로 적절하게 설정될 수 있다.

전술한 바와 같이, 이탈 방지를 위한 시스템이 작동가능 상태에 자동적으로 설정되어 있으면, 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때, 경고가 경고음 출력 유닛(35)에 의해 울리게 되고, 그후 이탈 방지 편요 제어 및 이탈 방지 감속 제어와 같은 제동 제어가 수행된다. 이에 의해, 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지할 수 없는 상태에 있는 운전자는 이탈 방지를 위한 시스템이 작동가능 상태에 자동적으로 설정되어 있다는 것과 또한 이 시스템이 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 하는 것을 검출하였다는 것을 알 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 이러한 경고음의 출력 타이밍은 일반 환경에서보다 더 빨리 실행된다. 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지할 수 없는 상태에 있는 운전자는 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 초기에 알 수 있게 된다.

<제2 실시예>

지금부터 도12 및 도13을 참조하여, 제2 실시예에 의한 도1의 차량 이탈 방지 장치에 대하여 대체 처리 과정을 이용하는 한 쌍의 순서도를 설명한다. 특히, 도12는 본 발명의 제2 실시예에 의한 도1의 차선 이탈 방지 장치의 구성요소로서의 주행/제동력 제어 유닛의 처리 내용을 도시하고 있다. 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 의한 주행/제동력 제어 유닛의 처리 과정 중에 장치 작동 검출의 처리 내용을 도시하고 있다.

제1 실시예와 제2 실시예 사이의 유사성의 관점에서, 제1 실시예의 요소 및/또는 처리 과정과 동일한 제2 실시예에 사용된 요소 및 처리 과정은 제1 실시예의 요소 및/또는 처리 과정과 동일한 도면 부호가 부여될 것이다. 또한, 제1 실시예의 요소 및/또는 처리 과정과 동일한 제2 실시예에 사용된 요소 및 처리 과정에 대한 설명은 간결하게 하기 위해 생략될 것이다.

전술한 제1 실시예에서는, 이탈 방지를 위한 시스템이 위험경고 스위치(31)의 ON 작동에 근거하여 작동가능 상태로 자동적으로 설정되지만, 제2 실시예에서는 다른 장치 등의 작동 상태가 이탈 방지를 위한 시스템을 작동가능 상태로 자동적으로 설정시키는 것으로 또한 고려된다. 보다 상세하게는, 도1에 도시된 바와 같이 차량에 구비된 네비게이션 장치(15), 공기 조화 장치(33) 및 오디오 장치(34)의 작동 상태가 고려되고, 이탈 제어를 위한 시스템이 작동 상태로 자동적으로 설정된다.

제1 실시예에서와 동일한 방식으로, 주행/구동력 제어 유닛(8)은 운전자에 의해 작동되는 이러한 장치들의 상태를 고려함으로써 이탈을 방지하기 위한 처리 과정을 수행한다. 이러한 장치들의 작동 상태를 검출하는 스위치들이 구비되며, 예를 들어 주행/제동력 제어 유닛(8)은 스위치들의 상태에 근거하여 장치들의 작동 상태를 검출한다. 도12 및 도13은 특정 처리 과정을 도시한다.

이 처리 과정은 제1 실시예의 처리 과정(도2)과 실질적으로 동일하다.

즉, 다양한 데이터가 도12에 도시된 단계 S1에서 판독된다. 이 경우에, 주행/제동력 제어 유닛(8)은 운전자에 의해 작동되는 네비게이션 장치(15), 공기 조화 장치(33) 및 오디오 장치(34)의 상태(작동 신호)를 판독한다. 예를 들어, 이러한 장치들의 작동 상태는 전술한 바와 같이 스위치의 상태에 근거하여 판독된다.

후속의 단계 S2에서는, 시스템 작동 스위치(32)가 ON인지에 대한 판단이 이루어진다. 시스템 작동 스위치(32)가 ON이면 시스템은 단계 S5로 진행하고, 시스템 작동 스위치(32)가 OFF이면 시스템은 단계 S40으로 진행한다.

단계 S40에서는, 위험경고 스위치(31)의 작동 상태에 부가하여, 네비게이션 장치(15), 공기 조화 장치(33) 및 오디오 장치(34)의 작동 상태가 또한 검출된다. 도13은 이러한 검출 처리 과정을 도시한다.

먼저, 단계 S41에서, 위험경고 스위치(31)가 소정의 시간(T_H) 동안 ON이었는지에 대한 판단이 이루어진다. 이 경우에, 위험경고 스위치(13)가 소정의 시간(T_H) 동안 ON이었으면 시스템은 도12에 도시된 단계 S4로 진행하고, 위험경고 스위치(13)가 소정의 시간(T_H) 동안 ON이 아니었으면 시스템은 단계 S42로 진행한다.

단계 S42에서는, 공기 조화 장치(33)가 운전자에 의해 작동되고 있는 지에 대한 판단이 이루어진다. 이 경우에, 운전자가 공기 조화 장치(33)를 작동하고 있다면 시스템은 도12에 도시된 단계 S4로 진행하고, 운전자가 공기 조화 장치(33)를 작동하고 있지 않다면 시스템은 단계 S43으로 진행한다.

단계 S43에서는, 오디오 장치(34)가 운전자에 의해 작동되고 있는 지에 대한 판단이 이루어진다. 이 경우에, 운전자가 오디오 장치(34)를 작동하고 있다면 시스템은 도12에 도시된 단계 S4로 진행하고, 운전자가 오디오 장치(34)를 작동하고 있지 않다면 시스템은 단계 S44로 진행한다.

단계 S44에서는, 네비게이션 장치(15)가 운전자에 의해 작동되고 있는 지에 대한 판단이 이루어진다. 이 경우에, 운전자가 네비게이션 장치(15)를 작동하고 있다면 시스템은 도12에 도시된 단계 S4로 진행하고, 운전자가 네비게이션 장치(15)를 작동하고 있지 않다면 시스템은 단계 S1로 진행한다.

도12에 도시된 단계(S4)에서는, 시스템 작동 스위치(32)가 ON으로 강제적으로 전환된다. 이어서, 본 시스템은 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 단계 S5로 진행한다.

후속의 단계들(S5 내지 S12)에서 수행된 처리 과정은 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 차량 속도의 계산, 주행 환경의 판단, 차선 이탈 경향의 판단, 운전자 의도의 판단, 제동 방법의 선택, 목표 편요 모멘트의 계산, 이탈 방지 감속도의 계산, 및 각각의 휠에 대한 목표 제동 유압의 계산을 포함한다. 각각의 휠에 대한 목표 유압(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 브레이크 유압 명령값으로서 브레이크 유압 제어 유닛(7)에 출력된다.

이탈 방지를 위한 시스템은 시스템 작동 스위치(32)가 OFF일지라도 위험경고 스위치(31)가 소정의 시간(T_H)과 동일한 시간 동안 작동되었을 때 전술한 바와 같은 처리 과정에 의해 작동가능 상태로 자동적으로 설정된다. 또한, 운전자가 소정의 시간(T_AC) 동안 공기 조화 장치(33)를 작동시켰을 때, 이탈 방지를 위한 시스템은 시스템 작동 스위치(32)가 OFF일지라도 작동가능 상태로 자동적으로 설정된다. 더욱이, 운전자가 소정의 시간(T_aud) 동안 오디오 장치(34)를 작동시켰을 때, 이탈 방지를 위한 시스템은 시스템 작동 스위치(32)가 OFF일지라도 작동가능 상태로 자동적으로 설정된다. 또한, 운전자가 소정의 시간(T_nav) 동안 네비게이션 장치(15)를 작동시켰을 때, 이탈 방지를 위한 시스템은 시스템 작동 스위치(32)가 OFF일지라도 작동가능 상태로 자동적으로 설정된다.

그래서, 이탈 방지를 위한 시스템은 호스트 차량이 이탈하려고 할 때 이탈 방지를 위한 시스템을 작동가능 상태로 자동적으로 설정함으로써 제동 제어의 상세 내용에 근거하여 작동한다.

여기에서, 이탈 방지를 위한 시스템은 스위치들과 장치들의 작동 상태에 근거하여 이러한 방식으로 작동가능 상태로 자동적으로 설정되고, 그 작동 시간은 고정된 시간 길이로 설정된다. 보다 상세하게는, 작동 시간은 작동되는 스위치들과 장치들에 따라 설정된다. 여기에서, 위험경고 스위치(31)가 ON일 때의 작동 시간은 T_{F_H}로 설정되고, 공기 조화 스위치(33)가 작동될 때의 작동 시간은 T_{F_ac}로 설정되고, 오디오 장치(34)가 작동될 때의 작동 시간은 T_{F_aud}로 설정되고, 네비게이션 장치(15)가 작동될 때의 작동 시간은 T_{F_nav}로 설정되고, 이들 작동 시간들 사이의 관계는 이하의 관계식으로 주어진다.

T_F _{_} _nav ＞ T_F _{_} _aud ＞ T_F _{_ac} = T_{F_H}

작동 시간은 보통 위험경고 스위치(31)의 작동 시간, 공기 조화 스위치(33)의 작동 시간, 오디오 장치(34)의 작동 시간, 네비게이션 장치(15)의 작동 시간 순으로 더 크다. 즉, 작동 시간은 작동에 필요한 시간이 증가함에 따라 연장된다.

위험경고 스위치(31)가 ON인 시간 값은 작동 시간으로서 변화되지 않고 사용될 수 있고, 또는 장치들이 작동한 시간 값은 작동 시간으로서 변화되지 않고 사용될 수 있다. 선택적으로, 작동 시간은 ON 시간 또는 작동 시간에 비해 더 길게 설정될 수도 있다.

이하는 제2 실시예의 효과에 대한 설명이다.

전술한 바와 같이, 이탈 방지를 위한 시스템은 작동 시간을 스위치들과 장치들의 각각의 작동 시간에 상응하게 설정함으로써 운전자가 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지하지 못할 때 운전자의 상태에 따라 작동가능 상태로 적절하게 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예는 위에서 설명되었다. 그러나, 본 발명은 전술한 실시예로 구현되는 것으로 한정되지 않는다. 즉, 상세한 설명은 이탈을 방지하기 위한 편요 모멘트가 호스트 차량에 부여되게 하는 제동 제어(이탈 방지 편요 제어)와 이탈을 방지하기 위해 감속하는 감속 제어(이탈 방지 감속 제어)를 조합시키는 방법들과; 이들 방법들의 작동 순서와; 이들 방법들에 사용된 제어량(요 모멘트의 크기 및 감속도의 크기)에 대하여 위의 실시예에 주어져 있다. 그러나, 본 발명이 이에 의해 한정되지 않음은 명백하다. 즉, 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때, 예를 들어 본 발명은 출원의 목적이 브레이크 제어에 의해 호스트 차량의 이탈을 방지하는 차선 이탈 방지 장치인 한에는 적용될 수 있다.

운전자가 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지할 수 없는 상태에 있는 경우는 위험경고 스위치(31) 및 다양한 장치들의 작동 상태에 근거하여 전술한 실시예에서 설명되었다. 그러나, 본 발명이 이에 의해 한정되지 않음은 명백하다. 예를 들어, 차 내에서의 운전자의 자세, 동작 또는 지각 상태, 또는 운전자의 시계(field of vision)가 검출될 수 있으며, 이 검출 결과에 근거하여 운전자의 상태가 운전자가 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지할 수 없는 상태이라는 것이 판단될 수도 있다.

위의 실시예에서는 경고가 경고음 출력 유닛(35)으로부터 울려지고, 그 후에 이탈 방지를 위한 시스템이 작동가능 상태로 설정되고 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 하는 경우에 이탈 방지 편요 제어와 같은 제동 제어와 이탈 방지 감속 제어가 수행되는 경우가 설명되어 있다. 그러나, 이 동작은 이탈방지를 위한 시스템이 작동가능 상태이고 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 하는 경우에 경고음 출력 유닛(35)으로부터 경고가 울리는 것에 한정되지 않는다. 이 경우에, 예를 들어 각각의 휠에 대한 목표 유압(Psi)(i=fl, fr, rl, rr)은 마스터 실린더(Pmf 또는 Pmr) 만이 고려된 값이다.

전술한 실시예에서는, 경고 출력의 예로서 경고음 출력 유닛(35)으로부터 경고가 주로 울리는 경우가 설명되었다. 그러나, 본 발명이 이에 의해 한정되지 않음은 명백하다. 즉, 경고 출력은 운전자의 주의를 끌 수 있는 경고 표시나 임의의 다른 장치일 수도 있다.

또한, 이탈 예측 시간(T_out)은 전술한 실시예에서 측방향 변위(X) 및 그 변화량(dx)에 근거하여 계산되었다(방정식 (2) 참조). 그러나, 이탈 예측 시간(T_out)은 다른 방법에 의해 얻어질 수도 있다. 예를 들어, 이탈 예측 시간(T_out)은 편요 모멘트 각도(ø), 편요 모멘트 변화율(ø'), 또는 조향 각도(δ)에 근거하여 얻어질 수도 있다.

또한, 전술한 실시예에서, 차선을 변경하고자 하는 운전자의 의도가 조향 각도(δ)와 이 조향 각도의 변화량에 근거하여 얻어졌다(단계 S8 참조). 그러나, 차선을 변경하고자 하는 운전자의 의도는 다른 방법에 의해 얻어질 수도 있다. 예를 들어, 차선을 변경하고자 하는 운전자의 의도는 조향 토크에 근거하여 얻어질 수 있다.

또한, 목표 편요 모멘트(Ms)는 전술한 실시예에서 측방향 변위(X) 및 그 변화량(dx)에 근거하여 계산되었다(방정식 (3) 참조). 그러나, 목표 편요 모멘트(Ms)는 다른 방법에 의해 얻어질 수도 있다. 예를 들어, 목표 편요 모멘트(Ms)는 이하의 방정식 (17)에 도시된 바와 같이 편요 모멘트 각도(ø), 측방향 변위(X) 및 주행 차선 곡률(β)에 근거하여 얻어질 수도 있다.

Ms = K3·ø + K4·X + K5·β (13)

여기에서, K3, K4 및 K5는 속도(V)와 함께 변화하는 이득이다.

또한, 전술한 실시예에서 전방 휠에 대한 목표 브레이크 유압(Pgf)은 특정한 방정식에 의한 것으로 설명되었다(방정식 (4) 참조). 그러나, 본 발명은 이에 의해 한정되지 않는다. 전방 휠에 대한 목표 브레이크 유압(Pgf)은 이하의 방정식 (14)에 의해 계산될 수도 있다.

Pgf = Kgv·V + Kgø·ø + Kgβ·β (14)

여기에서, 용어 Kgø와 Kgβ는 각각 제동력을 브레이크 유압으로 변환하는 데에 사용되는 변환 계수이고, 편요 모멘트 각도(ø)와 주행 차선 곡률(β)에 근거하여 설정된다.

전방 및 후방 휠에 대한 목표 유압차(ΔPsf, ΔPsr)는 전술한 실시예에서 이탈 방지 편요 제어를 구현하기 위해 계산되었다(방정식 (7) 및 (8) 참조). 그러나, 본 발명은 이에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 이탈 방지 편요 제어는 단지 전방 휠 목표 유압차(ΔPsf)에만 의해서 구현될 수도 있다. 이 경우에, 전방 휠 목표 유압차(ΔPsf)는 이하의 방정식 (15)에 의해서 계산된다.

ΔPsf = 2Kbf·Ms/T (15)

전술한 실시예들의 설명에서, 시스템 작동 스위치(32)는 운전자가 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어의 작동을 지시하는 차선 이탈 방지 동작부 또는 동작 장치의 실시예이다. 주행/제동력 제어 유닛(8)에 대한 단계 S3의 처리 과정은 운전자의 상태가 운전자가 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지할 수 없는 상태라는 것을 검출하기 위한 운전자 상태 검출부 또는 검출 장치의 실시예이다. 주행/제동력 제어 유닛(8)에 대한 단계들 S2 내지 S4의 처리 과정은, 차선 이탈 방지 동작부 또는 장치에 의하여 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어가 비작동 상태이고, 운전자 상태 검출부 또는 장치가 운전자의 상태가 운전자가 호스트 차량이 이탈하려고 하는 것을 인지할 수 없는 상태라는 것을 검출할 때, 이탈을 방지하기 위한 제동 제어를 작동가능 상태로 설정하는 차선 이탈 방지 제어 장치의 실시예이다.

여기에서 사용된 바와 같이, 이하의 방향 표시 용어들 "전방, 후방, 위, 하방, 수직, 수평, 아래 및 횡방향" 뿐만 아니라 다른 유사한 방향 표시 용어들은 본 발명을 갖춘 차량의 방향을 나타낸다. 따라서, 본 발명을 설명하기 위해 사용된 이들 용어들은 본 발명을 갖춘 차량에 대하여 설명되어야 한다. 더욱이, 특허청구범위에서 "기능적 수단"으로 표현된 용어들은 본 발명의 요소의 기능을 실행하는 데에 사용될 수 있는 임의의 구조를 포함하여야 한다. 여기에서 사용된 "실질적으로", "약" 및 "대략"과 같은 정도의 용어는 최종 결과가 현저하게 변화되지 않도록 수정된 용어의 적당한 양의 편차를 의미한다. 예를 들어, 이러한 용어들은 이러한 편차가 수정된 단어의 의미를 부정하지 않는다면 수정된 용어의 적어도 ± 5%의 편차를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.

본 출원은 일본 특허출원 2003-369448호를 기초로 하여 우선권을 주장한다. 이에 의해 일본 특허 출원 2003-369448호의 전체 명세서는 본원에서 참고자료로 합체된다.

엄선된 실시예만이 본 발명을 예시하기 위해 선택되었지만, 첨부된 특허청구범위에서 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 다향한 변경과 수정이 이루어질 수 있음은 본 명세서로부터 당해 분야의 기술자에게 명백하다. 더욱이, 본 발명에 따른 실시예에 대한 앞에서의 설명은 예시적인 것으로만 제공된 것이지 첨부된 특허청구범위 및 그 등가물에 의해 기재된 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 개시된 실시예에 한정되지 않는다.

전술한 바와 같은 본 발명의 차선 이탈 방지 장치에 의하면, 시스템 작동 스위치가 OFF인 상태에서 운전자가 운전 조작에 집중하지 않을 때에도 차선 이탈을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차선 이탈 방지 장치가 구비된 차량의 개략적인 구성도.

도2는 차선 이탈 방지 장치의 구성요소로서 주행/제동력 제어 유닛의 처리 내용을 나타내는 순서도.

도3은 주행/제동력 제어 유닛에 의해 주행 환경을 판단하는 처리 내용을 나타내는 순서도.

도4는 3차선 일방도로에서 이동하는 차량을 도시한 도면.

도5는 호스트 차량이 3차선 일방도로에서 이동할 때 각각의 차선 위치에 있는 호스트 차량에 의해 바라본 화상(imaging picture)을 도시한 도면.

도6은 주행/제동력 제어 유닛에 의해 차선 이탈 경향을 판단하는 처리 내용을 나태내는 순서도.

도7은 이탈 예측 시간(T_out)을 설명하는 데에 사용되는 다이아그램.

도8은 편요 모멘트(Ms)를 계산하는 데에 사용되는 이득(K1, K2)의 특성을 나타내는 특성도.

도9는 목표 브레이크 유압(Pgf)을 계산하는 데에 사용되는 변환 계수(Kgv, Kgx)의 특성을 나타내는 특성도.

도10은 2번째 경우에 제동 제어 방법을 설명하는 데에 사용되는 다이아그램.

도11은 3번째 경우에 제동 제어 방법을 설명하는 데에 사용되는 다이아그램.

도12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차선 이탈 방지 장치의 구성요소로서 주행/제동력 제어 유닛의 처리 내용을 나타내는 흐름도.

도13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 주행/제동력 제어 유닛의 처리 중에 장치 작동 검출의 처리 내용을 나타내는 흐름도.

Claims

호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때 주행 차선으로부터의 호스트 차량의 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동을 수행하기 위해 운전자에 의해 동작되도록 구성된 차선 이탈 방지 동작부와,

운전자 상태가 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 것으로 보여진다는 것을 검출하도록 구성된 운전자 상태 검출부와,

운전자 상태가 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 것으로 보여진다는 것을 운전자 상태 검출부가 검출할 때, 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동을 비작동 상태로부터 작동가능 상태로 전환시키도록 구성된 차선 이탈 방지 제어부를 포함하는 차선 이탈 방지 장치.
제1항에 있어서, 호스트 차량이 주행 차선으로부터 차선 이탈하려고 할 때 그리고 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동이 작동가능 상태에 설정되어 있을 때 차선 이탈을 방지하기 위한 차선 이탈 방지 제동을 수행하기 전에 경고를 출력하도록 구성된 경고 출력부를 더 포함하는 차선 이탈 방지 장치.
제2항에 있어서, 경고 출력부는, 호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때 소정의 타이밍으로 경고를 출력하고, 그리고 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동이 비작동 상태에 설정되어 있을 때에 비하여 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동이 작동가능 상태에 설정되어 있을 때에 소정의 타이밍을 빠르게 하도록 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
제3항에 있어서, 운전자 상태 검출부는, 운전자가 운전 동작과 관련이 없는 차량 장치를 작동시키고 있을 때 운전자 상태가 호스트 차량이 차선을 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지할 수 없는 것으로 보여진다는 것을 검출하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
제2항에 있어서, 운전자 상태 검출부는, 운전자가 운전 동작과 관련이 없는 차량 장치를 작동시키고 있을 때 운전자 상태가 호스트 차량이 차선을 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지할 수 없는 것으로 보여진다는 것을 검출하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
제1항에 있어서, 운전자 상태 검출부는, 운전자가 운전 작동과 관련이 없는 차량 장치를 작동시키고 있을 때 운전자 상태가 호스트 차량이 차선을 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지할 수 없는 것으로 보여진다는 것을 검출하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
제6항에 있어서, 차선 이탈 방지 제어부는, 운전자가 호스트 차량의 운전 작동과 관련이 없는 차량 장치를 작동시키고 있는 시간량에 근거하여 제동 제어 작동을 작동가능 상태로 전환시키는 시간을 판단하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
제7항에 있어서, 차선 이탈 방지 제어부는, 차량 장치의 작동 시간이 더 길어짐에 따라 제동 제어 작동을 작동가능 상태로 전환시키는 시간을 길어지게 조절하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
제6항에 있어서, 운전자 상태 검출부는, 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지할 수 없는 운전자 상태로서 위험경고 스위치의 작동을 검출하도록 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
제6항에 있어서, 운전자 상태 검출부는, 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지할 수 없는 운전자 상태로서 오디오 장치의 작동을 검출하도록 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
제4항에 있어서, 운전자 상태 검출 장치는, 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지할 수 없는 운전자 상태로서 공기 조화 장치의 작동을 검출하도록 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
제6항에 있어서, 운전자 상태 검출 장치는, 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지할 수 없는 운전자 상태로서 네비게이션 장치의 작동을 검출하도록 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때 주행 차선으로부터의 호스트 차량의 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동을 수행하도록 운전자에 의해 동작되는 차선 이탈 방지 제어 동작 수단과,

운전자 상태가 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 것으로 보여진다는 것을 검출하는 운전자 상태 검출 수단과,

운전자 상태가 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 것으로 보여진다는 것을 운전자 상태 검출 수단이 검출할 때, 차선 이탈을 방지하기 위해 제동 제어 작동을 비작동 상태로부터 작동가능 상태로 전환시키는 차선 이탈 방지 제어 수단을 포함하는 차선 이탈 방지 장치.
호스트 차량이 주행 차선으로부터 이탈하려고 할 때 주행 차선으로부터의 호스트 차량의 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동을 수행하는 차선 이탈 방지 장치의 동작 상태를 운전자에 의해 판단하는 단계와,

호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 것으로 보여지는 운전자 상태를 검출하는 단계와,

운전자 상태가 호스트 차량이 차선 이탈하려고 하는 것을 운전자가 인지하지 못하는 것으로 보여진다는 것을 검출한 때, 차선 이탈을 방지하기 위한 제동 제어 작동을 비작동 상태로부터 작동가능 상태로 전환시키는 단계를 포함하는 호스트 차량의 차선 이탈 방지 방법.