KR20070118707A - 차량을 효과적으로 그리고 안전하게 운전하는 기술 - Google Patents

차량을 효과적으로 그리고 안전하게 운전하는 기술 Download PDF

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KR20070118707A
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마이클 엘. 오브라도비치
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아메리칸 캘카어 인코포레이티드
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Abstract

사용자가 차량을 효과적으로 그리고 안전하게 운전하도록 제어 시스템이 차량내에 채용되어 있다. 본 발명에 따르면, 제어 시스템은 사용자의 신체 상태, 차량 상태 및, 주변 환경을 고려함으로써 사용자에게 운전에서의 도움을 제공한다. 주변 환경은 예를 들면 차량의 외부적인 도로, 날씨 및, 통행 조건들을 포함한다. 차량 상태는 차량의 브레이크, 조향, 타이어, 라디에이터등에 관한 것이다. 사용자의 피로, 스트레스 및, 질병의 기미는 사용자의 신체적인 상태를 평가하도록 제어 시스템에 의해서 모니터된다.

Description

차량을 효과적으로 그리고 안전하게 운전하는 기술{Technique for operating a vehicle effectively and safely}
본 발명은 차량을 운전하는 시스템 및, 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 사용자가 차량을 안전하고 효과적으로 운행하는 것을 돕는 시스템과 방법에 관한 것이다.
안전은 항상 차량 운전자와 승객의 주요 관심사이다. 자동차 산업은 차량의 안전성을 향상시키도록 차량내에 일체화되는 공지의 장치들인 적합화된 크루즈 제어, 트랙션(traction) 제어, 안티-록 브레이크(anti-lock brake), TRAXXAR 안정성 제어, 강우 센서, 백업/파킹 센서 및, 능동 현가 시스템들을 발전시켰다. 예를 들면, 차량은 통행에 있어서 다른 차량들을 안전하게 뒤쫓도록 그것의 속도를 조절하는 적합화된 크루즈 제어에 의존한다. 앞에 있는 차량이 속도를 높이거나 낮추면, 탑재된 컴퓨터는 안전 거리를 유지하도록 쓰로틀을 조절하거나 또는 브레이크를 조절한다. TRAXXAR 안정성 제어는 조향 휘일 위치, 요오 비율(yaw rate) 및, 차량의 측방향 가속을 측정하는 센서들의 사용에 의존하다. 이러한 센서들은 잠재적인 미끄러짐을 회피하도록 선택된 바퀴에 제어 가능하게 제동을 적용하는 탑재 컴퓨터와 함께 작동한다. 컴퓨터 제어 기술의 출현으로써, 더욱더 많은 안전 장치들이 발전되고 있는데, 이들은 예를 들면 그 어떤 차량의 전복도 방지하도록 조향과 현가를 제어하는 능동 롤 제어(active roll control:ARC) 시스템을 포함한다.
더욱이, 위성 항법 시스템에 기초한 항법 시스템이 차량에서 사용되도록 개발되었다. 그러한 항법 시스템중 하나는 위성의 배열로부터 신호를 받을 수 있는데, 이들은 GPS 의 일부이다. 수신된 신호에 기초하여, 그러한 항법 시스템은 차량의 위치, 예를 들면 경도 및, 위도를 식별한다. 항법 시스템은 또한 차량의 속도 및, 방향을 검출한다. 탑재된 컴퓨터에 저장된 지리상의 정보로써, 항법 시스템은 주어진 행선지에 도달하기 위한 지시를 사용자에게 청각-시각적으로 전달할 수 있다. 다른 항법 시스템은 지상에 기지를 둔 서버로부터 신호를 수신받을 수 있으며, 상기 서버들은 GPS 시스템이 구비된 차량과 위성의 배치 사이에서 매개로서의 기능을 가진다. 또한 다른 항법 시스템은 적절한 시스템을 가진 차량의 위치를 찾도록 휴대 전화 기지국과 교차 삼각 측량을 이용한다. 이러한 차량 항법 시스템은 차량에 일체화될 수 있거나 또는 핸드세트 장치의 형태로 구현될 수 있으며, 이들은 차량 내측에 독킹(docking)될 수 있다.
가까운 장래에 운전자가 궂은 날씨, 혼잡한 지역 및, 바람직스럽지 못한 도로를 회피하도록 하는 것을 보조하도록 항법 시스템이 실시간의 날씨, 통행 상태 및, 도로 표면 상태 정보를 이용하는 것이 계획되어 있다. 도로에 있는 센서와 교차로에 있는 카메라를 이용하여 제공될 수 있는 그러한 정보는 중앙의 컴퓨터에 연속적으로 공급된다. 수집된 정보의 선택된 일부는 다음에 중앙의 컴퓨터로부터 차 량내 수신기로 무선 방식에 의해 전달된다.
이와는 달리, 도로상의 각 차량은 그 안의 레이다 및, 적외선 센서를 이용하여 날씨, 통행 상태 및, 도로 상태 정보를 수집하는 "움직이는 센서"로서의 역할을 할 수 있다. 수집된 정보는 각 차량으로부터 중앙의 컴퓨터로 전달되며, 중앙의 컴퓨터에서는 정보가 처리되어 정보를 이용하도록 중앙 컴퓨터로부터 다른 차량으로 분배된다. 물론, 움직이는 센서로서의 역할을 하는 차량이 많을수록, 보다 정확하고 포괄적인 통행 및, 도로 상태 정보가 주어질 것이다. 날씨, 통행 및, 도로 상태 정보를 수집하기 위한 다수의 선행 기술 시스템이 존재하는데, 미국 특허 제 6,133,853 호 및, 6,148,261 호와 같은 것이 그것이다.
상기 설명된 현재 기술의 차량 장치 및, 항법 시스템으로써, 차량이 그 자체를 운전할 수 있는 궁극적인 차량의 실현은 시간 문제이다.
차량 운전자의 안전을 보장하도록, 준수될 필요가 있는 적어도 3 가지 세트의 조건이 있다. 이들은 (a) 차량 상태 (b) 주변 환경 및, (c) 운전자 상태를 포함한다. 차량 상태는 차량의 내부로 장착된 기능들에 관한 것이며 그러한 기능들의 성능에 관한 것이다. 주변 상태는 차량이 마주치게 되는 도로, 날씨, 통행등에 관한 것이다. 운전자의 상태는 신체적인 상태와 차량을 취급하는 사람의 인식 상태에 관한 것이다. 안전 운전은 이러한 모든 상태들의 함수이다. 그러나, 각 상태들은 안전 운전을 달성하기 위하여 최적화될 필요는 없다. 예를 들면, 호의적이지 않은 주변 환경은 호의적인 차량의 상태와 건전한 운전자의 상태에 의해서 안전 운전을 달성하도록 보상될 수 있다. 건전하지 않은 상태인 운전자는 호의적인 차량 및, 주변 상태에 의해서 보상될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 특징에 따르면, 차량을 취급하는 사용자의 인식 상태를 시험하도록 차량 제어 시스템내에서 상이한 시험들이 시행된다. 예를 들면, 이러한 시험들은 운전자가 차량을 운전할 수 있기 전에 임의의 순서로 상이한 색깔을 정확하게 식별할 것을, 그리고/또는 적절한 음성 패턴으로 그 자신/그녀 자신을 식별할 것을 사용자에게 요구할 수 있다. 그러한 인식 시험들은 주위 온도에 대한 사용자 체온의 일상적이지 않은 변화, 차량 구획부내의 상대적으로 높은 이산화탄소 농도 및/또는 사용자의 산만한 운전 행동에 의해서 야기될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 챠량의 상태는 예를 들면 차량의 급격한 회전, 가속 및, 제동을 방지하도록 조향 휘일, 개스 페달 및, 제동 페달과 같은 특정한 작동 요소들의 저항을 조절함으로써 향상될 수 있다. 작동 요소들에 부여된 저항의 양은 사용자 체중의 함수일 수 있다. 더욱이, 트랙션은 마찰 계수를 변화시키도록 캠버를 조절함으로써 효과적으로 제어될 수 있다. 더욱이, 타이어가 적절하게 팽창되었는지의 여부에 관한 타이어의 상태는 측벽들의 온도와 타이어의 접지면 원주 온도를 비교함으로써 시험될 수 있다. 더욱이, 적합화된 크루즈 제어하에서 제 1 의 차량이 따라가야 하는 제 2 차량으로부터 제 1 차량이 유지하여야하는 안전 거리는 선행 기술에서와 같이 단지 제 1 차량의 속도의 함수만은 아니다. 오히려, 이것은 적어도 속도와 제 1 차량의 중량의 함수이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 차량내 제어 시스템은 도포 표면상의 물 흐름의 존재와 같은 주변 환경을 검출하고 그에 반작용한다. 예를 들면, 차량의 물의 흐름을 가로지르기 전에, 도포 표면의 수평 정도가 제어 시스템에 의해서 측정되는데, 이것은 차량의 측방향 안전성을 증가시키도록 물의 흐름을 교차하는 동안에 전륜의 틸팅 각도를 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 운전 프로그램이 원격의 서버로부터 다운로드될 수 있는데, 이것은 사용자에게 다가오는 운전 상황을 어떻게 대처하는지를 나타낸다. 운전 프로그램은 예를 들면 운전 상황을 구성하는 날씨, 통행 및, 도로 상태와 같은 주변 상태에 기초하여 선택된다. 가정된 운전 상황에 차량이 접근하면, 차량의 제어 시스템은 주변 상태가 실질적으로 이전과 같이 유지되는지의 여부를 검증한다. 또한, 제어 시스템은 운전자의 상태와 차량의 상태가 호의적인지의 여부를 점검한다. 운전 상황이 실질적으로 변화하지 않았고 운전자와 차량의 상태가 호의적이면, 제어 시스템은 나타낸 바와 같은 방식으로 운전 상황을 제어 가능하게 취급한다. 그렇지 않으면, 예를 들면 사용자의 안전을 보장하도록 차량의 속도를 낮춤으로써 차량이 운전 상황을 처리하도록 나타낸 방식으로부터 이탈되게 할 수 있다.
본 발명은 운전자가 차량을 안전하게 운전하는 것을 도울 수 있다.
본 발명은 차량의 사용자가 차량을 효과적으로 안전하게 운전하는 것을 돕는 기술에 관한 것이다. 그러한 목적을 위해서, 자동차 제작업자들은 차량에 합체되는 적합화 크루즈 제어, 트랙션 제어, 안티-록 제동, TRAXXAR 안정성 제어, 강우 센서, 백업/파킹 센서 및, 능동 현가 시스템들과 같은 시스템들을 개발하였다.
도 1 은 차량에서 사용되기 위하여 본 발명의 원리를 구현한 제어 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 이전에 상호 관련되지 않았던 차량 서브시스템들을 중앙화된 제어하에 배치함으로써, 본 발명에 따라서 서브시스템들 사이에서 효과적으로 데이타의 공유를 가능하게 하였고 안전의 특징을 구현하도록 그것들의 기능들을 공동 작용으로서 협동하게 하였다. 더욱이, 시스템(100)은 사용자에게 시스템(100)과 상호 작용하는 사용자 인터페이스를 제공함으로써, 사용자가 차량을 효과적으로 그리고 안전하게 운전하는 것을 돕는다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 시스템(100)의 중간에는 종래 디자인의 프로세서(103)가 있다. 프로세서(103)는 메모리(107)와 서브시스템 인터페이스(111)에 연결된다. 후자는 이후에 설명될 서브시스템에 프로세서(103)를 연결하는 표준의 입력/출력(I/O's)의 앙상블이다. 프로세서(103)는 메모리(107)내에 저장된 특정의 루틴(routine)을 따라서 시스템(100)내에서 다양한 임무를 수행한다. 예를 들면, 인터페이스(111)를 통하여 프로세서(103)는 서브시스템으로부터 분석을 위한 정보를 수집하며, 데이타와 제어 신호를 서브시스템에 전달한다.
인터페이스(111)는 서브시스템들을 공통의 버스(113)를 통하여 연결하는데, 이것은 디스플레이(117), 사용자 인터페이스(119), 차량 제어 서브시스템(121), 운 전자 상태 서브시스템(123), 브레이크 서브시스템(125), 트랙션 제어 서브시스템(127), 검출 서브시스템(130), 조향 서브시스템(132), 접근 제어 서브시스템(139), 액세서리 제어 서브시스템(143), 안전 서브시스템(151), 통신 서브시스템(154), 바퀴 서브시스템(157), 온도 서브시스템(160), 라디에이터 서브시스템(163), 차량 간극 서브시스템(169), 목적물 프로파일 서브시스템(172) 및, 레코더 서브시스템(178)을 구비한다.
일 예로서, 디스플레이(117)는 차량의 대쉬보드상에 위치한 액정 디스플레이(LCD)이다. 디스플레이(117)는 소정의 포맷으로 그 위에 문자와 그래픽의 디스플레이를 조절하도록 프로세서(103)용의 LCD 구동부(미도시)를 구비한다. 사용자 인터페이스(119)는 말로 하는 명령과 오디오정보를 시스템(100)과 통신할 수 있도록 마이크로폰, 음성 인식 회로, 음성 합성기(synthesizer) 및, 스피커를 구비하는 종래의 오디오 회로를 포함한다. 사용자 인터페이스(119)는 또한 예를 들면 마우스, 터치패드, 롤러 볼 또는 그것들의 조합과 같은 표시 장치를 구비하는데, 이들은 사용자가 커서를 디스플레이(117)상에서 움직일 수 있게 하고 예를 들면 표시된 선택부 또는 아이콘을 지적하고 클릭하여 그것들을 선택할 수 있게 한다. 더욱이, 인터페이스(119)는 공지의 터치-스크린 회로(미도시)를 일체화할 수 있다. 이러한 회로로써, 사용자는 손가락 또는 철필을 사용하여 촉각에 감응하는 디스플레이(117)의 표면을 접촉함으로써 프로세서(103)와 상호작용할 수 있다. 프로세서(103)는 터치 스크린 회로로부터, 접촉이 이루어졌던 디스플레이(117)상의 위치를 식별하는 신호를 수신한다. 그러한 위치가 표시된 선택부 또는 아이콘들중 하나의 소정 위치와 맞다면, 프로세서(103)는 선택부 또는 아이콘이 선택되었다는 것을 결정한다. 그렇지 않다면, 커서는 디스플레이(117)상의 접촉 위치에 배치되어서, 사용자로부터의 입력을 대기한다.
더욱이, 프로세서(103)는 필기체, 지문 및, 망막 인식 시스템과 같은 다양한 생물 측정 장치와 인터페이스되도록 프로그램될 수 있다. 프로세서(103)는 필기된 문자를 인식하도록 프로그램될 수 있으며, 터치 스크린 회로를 통하여 사용자가 디스플레이(117)상에 그린 문자의 이메이지를 수신할 수 있다. 그려진 이메이지에 대응하는 그 어떤 인식된 문자들도 다음에 사용자 입력이 된다.
차량 제어 서브시스템(121)은 도 2 의 항법 시스템(205)을 구비하는데, 이것은 탑재된 그리고/또는 온라인의 항법 성능을 제공한다. 공지된 방식으로, 시스템(205)은 위성 항법 시스템(GPS)의 일부인 위성의 배치로부터 신호를 수신한다. 이러한 신호에 응답하여, 시스템(205)은 위도와 경도에서 차량의 위치를 정확하게 지적한다. 이와는 달리, 차량의 위치는 이동 통신을 위한 항법 시스템(GSM) 서버로부터의 신호에 기초한 3 각 측량과 같은 다른 공지의 방법에 의해서 결정될 수 있다. 더욱이, 시스템(205)은 차량의 방향 및, 속도 정보를 차량내의 나침반 서브시스템(미도시)과 가속계(미도시)로부터 각각 수신한다.
사용자가 주어진 행선지에 대한 명령을 요구하도록 항법 시스템(205)을 사용할때, 사용자는 행선지, 그 어떤 중간 정지 위치등에 관한 정보를 도출하게 된다. 그러한 도출은 디스플레이(117)상에 질문을 취함으로써 그리고/또는 사용자 인터페이스(119)에서 스피커를 통하여 합성된 음성을 사용하여 이러한 질문을 말함으로써 구현된다. 다음에 사용자는 사용자 인터페이스에 있는 마이크로폰을 통하여 그러한 질문에 대하여 말로 응답(또는 명령)하게 된다. 상기 언급된 언어 인식 회로에 의존하여, 항법 시스템(205)은 응답을 인식하고 그리고 등록시킨다. 저장된 지도 정보를 이용하여, 시스템(205)은 다음에 디스플레이(117)상에 행선지에 이르는 제안된 경로를 제공한다. 더욱이, 차량의 순간적인 속도 및, 방향에 대한 지식에 기초하여, 시스템(205)은 음성으로 그리고 시각적으로 사용자에게 행선지를 지향시킬 수 있다.
지도 정보 저장 용량의 제한 때문에, 또는 지도 정보가 때때로 업데이트되어야 하기 때문에, 시스템(205)은 대신에 셀 방식 또는 무선 연결을 통하여 온라인 서비스로부터 필요한 최근의 지도 정보를 획득하게 된다는 점이 이해될 것이다. 지도 정보를 다운로드하기 위한 한가지 그러한 기술은 예를 들면 1998 년 12 월 30 일에 간행된 국제 공개 WO 98/59215 에 개시되어 있다.
차량 사용자의 안전을 보장하도록, 준수될 필요가 있는 적어도 3 개 세트의 상태가 있다. 이들은 (a) 차량 상태, (b) 주변 환경 및, (c) 운전자 상태를 포함한다. 차량 상태는 차량내에 구성된 기능들과 그러한 기능들의 성능에 관한 것이다. 주변 환경은 차량이 마주치게 되는 도로, 날씨, 통행등에 관한 것이다. 운전자 상태는 차량을 취급하는 사람의 신체 상태 및, 인식 상태에 관한 것이다. 그러나, 각 상태들은 안전 운전을 달성하도록 최적일 필요는 없다. 예를 들면, 호의적이지 않은 주변 환경은 호의적인 차량의 상태와 건전한 운전자의 상태에 의해서 보상되어서 안전 운전을 달성할 수 있다. 건전하지 않은 상태에 있는 운전자는 호의적인 차 량 상태와 주변 환경에 의해서 보상될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 특징에 따라서, 시스템(100)은 차량을 취급하는 사용자의 인식 상태와 신체 상태에 관한 정보를 제공하도록 운전자 상태 서브시스템(123)을 구비한다. 도 3 을 참조하면, 서브시스템(123)은 사용자의 주의 상태를 측정하는 인식 측정 시스템(303)을 구비하는데, 상기 주의 상태는 질병, 극단적인 피로, 비정상적인 스트레스, 약물 또는 알콜에 의해서 부정적으로 영향을 받을 수 있다. 예를 들면, 사용자가 운전하기에 충분한지의 여부를 측정하도록, 사용자가 차량을 시동시키려할때, 시스템(303)은 상이한 색깔들을 임의의 순서로 디스플레이(117)상에 하나씩 나타나게 한다. 사용자는 디스플레이(117)상에 나타난 적절한 선택의 음성 인식 또는 선택을 통하여 각각의 표시된 색깔을 식별하도록 요구된다. 각 표시된 색깔이 적절하게 식별되었다면, 프로세서(103)는 차량의 시동이 걸리게 한다.
이와는 달리, 각각의 잠재적인 차량 사용자들은 그/그녀의 이름에 대한 발성을 이전에 기록하도록 요구되며, 그러한 발성의 주파수 구성의 합성과 관련된 음성 패턴이 메모리(107)내에 저장된다. 인식 테스트로서, 시스템(303)은 사용자가 차량을 시동하려고 시도한 이후에 오디오 매체를 통하여 사용자에게 그/그녀의 이름을 발성할 것을 요구할 수 있다. 사용자가 그/그녀의 이름을 발생시킬 수 있을지라도, 그/그녀의 신체적인 부적합성 또는 인식력에서의 건전하지 못한 상태 때문에 발생된 음성 패턴이 정상의 음성 패턴으로부터 이탈될 수 있다. 따라서, 프로세서(103)는 현재의 이름 발생 음성 패턴을 이전에 저장된 각 이름 발성 음성 패턴과 비교한 다. 현재 이름 발성의 음성 패턴이 이전에 저장된 이름 발성들의 하나와 실질적으로 정합된다는 점을 프로세서(103)가 결정한다면, 프로세서(103)는 차량을 시동하게 한다.
도 4 를 참조하면, 레코더 서브시스템(178)이 운전자의 상태와 행동, 차량의 상태 및, 주변 환경에 관한 데이타를 기록하기 위해서 제공된다. 데이타는 운전자의 신체 상태와 인식 상태, 차량의 상태와 거동 및, 도로와 날씨의 환경과 관련하여 주행의 요소들을 나타내는 리포트에서 사용된다. 레코더 서브시스템(178)은 운전자 상태 서브시스템(123), 통신 서브시스템(154) 및, 차량 제어 서브시스템(123)과 같은 다양한 서브시스템에 의해서 축적된 데이타를 사용한다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 레코더 서브시스템(178)은 프로세서(2303)과 메모리(2306) 및, 그 안에 저장된 기록 루틴(2309)를 구비한다. 기록 루틴(2309)에 의해서 지시되어 프로세서(2303)는 여러 서브시스템의 데이타에 접근하여 그것을 검색하고 데이타를 메모리(2306)에 저장한다. 프로세서(2303)는 데이타를 통신 서브시스템(154)을 통하여 원격의 위치로 통신할 수 있다. 원격 위치는, 신속한 관리, 경찰, 보험 및/또는 다른 목적을 위한 리포트에서 사용되도록 정보가 도출되는 곳으로부터 데이타를 검색한다.
도 5 를 참조하면, 기록 루틴(2309)에 따라서, 단계(2403)에서의 프로세서(2303)는 운전자의 신체 상태와 인식 상태를 나타내는 데이타를 운전자 상태 서브시스템(123)으로부터 획득한다. 상세하게는 버스(113)를 통해서, 프로세서(2303)는 운전자의 체온, 혈압, 주의 정도등을 나타내는 데이타를 위해서 운전자 상태 서 브시스템(123)에 접근한다. 프로세서(2303)는 시간(t)과 관련하여 메모리(2306)내에 데이타를 저장한다.
단계(2406)에서, 프로세서(2303)는 날씨 상태 데이타, 도로 상태 데이타 및, 통행 상태 데이타를 포함하는 주변 환경 데이타를 검출 서브시스템(130), 통신 서브시스템(154)등으로부터 획득한다. 주변 환경 데이타는 시간(t)과 관련하여서도 메모리(2306)내에 저장된다. 단계(2409)에서, 프로세서(2303)는 예를 들면 차량의 순간적인 속도, 방향 및, 가속과 같은 차량의 상태를 나타내는 데이타를 차량 제어 서브시스템(121)으로부터 획득한다. 차량 상태 데이타는 시간(t)과 관련하여 메모리(2306)내에 마찬가지로 저장된다.
단계(2412)에서, 프로세서(2303)는 도 2 의 차량 중량 센서(215)를 일체화시킨 차량 제어 서브시스템(121)으로부터 차량 중량 데이타를 획득한다. 중량 센서(215)는 차량의 동체가 그 위에 올라있는 차량 축의 선택된 지점에 배치되어 있다. 그렇게 함으로써, 데이타는 메모리(2306)로부터 검색되어 개별적으로 분석될 수 있거나 또는 특정 시간 또는 주기와 조합되어 분석될 수 있다. 예를 들면, 차량 중량 데이타로써, 차량의 그 어떤 중량 변화도 식별될 수 있고 특정의 시간 또는 주기와 관련하여 분석될 수 있다. 운전자 상황의 전후 관계를 시간(t)에서 결정할때는 부가적인 데이타가 분석될 수 있다는 점이 구현되어야 한다. 예를 들면, 차량 제어 서브시스템(121)으로부터의 항법 데이타는 시간(t)에서의 차량 위치를 결정하고 운전자가 그 시간에 그 행로중에 있었는지의 여부를 나타내는데 사용될 수 있다.
더욱이, 레코더 서브시스템(178)은 운전자가 여행하는 동안에 그리고 여행 이후에 검토하도록 소정의 포맷으로 수집된 데이타를 전환하고 조직화하는 운전자 스코어 루틴(score routine)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 운전자 스코어 루틴에 의해서 지시되어, 프로세서(2303)는 메모리(2306)내의 선택된 데이타를 검색하는데, 이것은 예를 들면 운전자의 인식 데이타, 운전자의 신체 상태 데이타, 날씨 상태 데이타, 도로 상태 데이타, 그리고 차량의 속도, 방향 및, 가속 데이타를 포함한다. 선택된 데이타에 기초하여, 프로세서(2303)는 이전의 운전 경험을 평가하도록 운전자 스코어 카드 형태로 선택된 시간(t) 또는 주기에 대한 통계를 발생시킨다. 따라서, 스코어 카드 또는 리포트가 발생되었을때, 운전자 상태 데이타는 날씨 상태 데이타 및/또는 차량 상태 데이타와 동기화되어 평가될 수 있다.
이러한 예에서, 단계(2415)에서 프로세서(2303)는 메모리(2306)내 저장된 데이타의 일부 또는 전부를 통신 서브시스템(154)을 통하여 원격의 위치로 전달한다. 전송을 받아들이는 원격의 위치는 운송 회사의 차량 운송 대리점 사무실일 수 있다. 원격의 위치에서, 컴퓨터 시스템은 다양한 리포트를 발생시키도록 여러대의 차량으로부터 수신된 데이타를 처리한다. 이러한 리포트는 예를 들면 특정의 사건에 대한 운전자의 반응이 차량, 운전자 및/또는 주변 상태에 의해서 영향을 받았는지의 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 언급된 인식 시험은 사용자가 운전하는 중에 때때로 일어날 수 있다. 예를 들면, 사용자의 체온이 비통상적으로 상승할때 촉발될 수 있다. 그러한 목적을 위해서, 서브시스템(123)은 또한 체온 측정 시스템(305)을 구비하는데, 이것은 예를 들면 차량내 사용자 좌석에 써모 센서를 포함시킴으로써 접촉에 의하여 사용자의 체온을 측정하는 제 1 써모 센서를 사용한다. 이와는 달리, 적외선 감지 써모 센서가 대신 사용될 수 있는데, 이것은 사용자에게 근접해서 배치되며 그/그녀의 신체로부터 방사된 열에 기초하여 사용자의 체온을 측정한다. 써모 센서는 또한 사용자의 체온을 감지하도록 조향 휘일의 파지부내에 배치될 수도 있다. 시스템(305)은 차량 구획부내 주위 온도를 측정하도록 제 2 써모 센서를 사용한다. 프로세서(103)는 주위 온도가 정상 상태가 된 이후에, 즉, 주위 온도가 시간에 걸쳐서 소정의 범위내에 있은 후에 제 2 의 써모 센서로부터의 도수(reading)를 취하게 되는데, 이는 써모스태트가 특정의 온도에 설정된 공기 조화 차량내에서 용이하게 이루어진다. 주위 온도가 정상의 상태에 있을때, 만약 사용자의 체온이 소정의 쓰레숄드를 지나서 상승함으로써 그/그녀의 증가하는 피로 또는 신체상의 불건전함을 나타낸다면, 프로세서(103)는 제 1 의 써모 센서로부터 때때로 도수를 취하게 된다. 상기에 설명된 인식 시험이 이루어지고, 만약 사용자가 상기 인식 시험에 실패하거나 또는 응답하지 않으면, 프로세서(103)는 브레이크 서브시스템(125)을 사용하여 제동을 걸어서 차량의 속도를 늦춘다. 동시에, 이것은 항법 시스템(205)과 검출 시스템(130)(이후에 설명됨)내의 레이다 및/또는 적외선 센서에 의해 안내되어, 조향 서브시스템(132)이 차량을 노견으로 조향시킨다.
인식 시험은 또한 차량 구획부내의 높은 수준의 이산화탄소 농도를 검출함으로써 야기될 수도 있는데, 높은 수준의 이산화탄소 농도는 하품이 나고 졸리운 상태를 야기한다. 이산화탄소 농도의 레벨이 소정의 레벨을 초과한다는 점을 차량 구 획부내 이산화탄소 센서(307)가 검출하자마자, 프로세서(103)는 차량의 윈도우를 개방하여 화기를 하게 하며, 다음에 인식 시험을 하게 한다.
또한, 인식 시험은 그 어떤 산만한 운전 행동에 의해서도 야기될 수 있다. 프로세서(103)는 차량의 가속 및, 감속 패턴과, 가속과 감속의 진동 및, 급격함을 측정함으로써 그러한 행동을 결정한다. 그러한 것이 자주 있고 돌연하다면, 프로세서(103)는 사용자가 산만한 운전 행동을 가지고 있다는 것을 결정하며, 따라서 상기의 인식 시험을 시작한다. 동시에, 프로세서(103)는 아래에 설명된 방식으로 사용자가 속도를 내지 못하도록 차량내의 가속 저항을 조절할 수 있으며, 또한 산만한 운전 사건을 기록하는 예외 리포트를 발생시킨다. 그러한 리포트는 다른 조사를 위해서 메모리(107)내에 저장될 수 있다.
그 어떤 산만한 운전 행동을 결정하는 제 2 의 방법은 직선 트랙킹이다. 검출 서브시스템(130)은 레이다, 소나, 적외선 센서, 도플러 레이다, 마그네토미터, CCD 카메라 및/또는 다른 목적물 발견 메카니즘을 구비하며, 다른 것들중에서도 도로 상태 및, 앞에 있는 목적물을 모니터하는데 사용된다. 만약 도로 부분에 있는 2 대 또는 그 이상의 차량이 서로를 향하여 실질적으로 측방향 운동이 없다는 것을 서브시스템(130)이 검출한다면, 도로 부분이 상대적으로 직선이라는 점을 프로세서(103)가 결정한다. 이와는 달리, 예를 들어서 자석이 차선의 경계에 매립되어서 자기장이 서브시스템(130)내의 마그네토미터에 의해서 검출될 수 있어서 차선 경계가 검출되는 경우에, 프로세서(103)는 그러한 경계가 앞에 있는 직선의 도로 부분인지의 여부를 용이하게 결정할 수 있다. 직선 도로 부분이 앞에 있다는 것을 프로 세서(103)가 결정하면, 조향 휘일을 정상으로 유지할 필요가 있는 직선 도로 부분을 차량이 통과할때, 사용자쪽에서 그 어떤 비정상적이거나 또는 과도한 조향을 나타내는 신호에 대하여 프로세서(103)는 조향 서브시스템(132)을 지원한다. 수신된 신호가 그 어떤 과도한 조향을 나타낸다면, 프로세서(103)는 사용자가 산만한 운전 행동을 가지고 있다는 것을 결정하며 따라서 상기의 인식 시험을 시작한다.
CCD 카메라를 이용하여 도로의 선을 이용 및, 관찰할 수 있는 경우에는 검출 시스템(130)이 선의 이메이지를 캡쳐한다. 프로세서(103)는 이메이지를 점들로 변환시키고 도로 형상의 파라메터와 "도로의 자세"를 결정한다.
산만한 운전 행동을 결정하는 제 3 의 방법은 사용자가 반복적으로 길을 잃는지의 여부와 그 어떤 상정된 회전 지점 또는 고속도로 출구를 놓치는지의 여부이다. 그러한 경우에는, 메모리(107)내에 저장된 루틴에 의해 지시되어, 도 6 에서 단계(403)에 의해 표시된 바와 같이 프로세서(103)는 사용자가 항법 시스템(205)의 안내하에 계획된 노정을 따라가는 것을 실패하였는지의 여부를 결정한다. 만약 사용자가 계획된 노정을 따라갔다면, 상기 루틴은 종료에 도달한다. 그와는 다르게, 만약 사용자가 계획된 노정을 따라가기를 실패하였다면, 프로세서(103)는 단계(405)에서 그러한 실패의 행로를 유지하는 FAIL COUNT 를 증가시킨다. 이러한 FAIL COUNT 는 처음에 제로로 설정된다. 단계(408)에서, 프로세서(103)는 FAIL COUNT 가 소정의 제한값보다 큰지의 여부를 결정한다. 예를 들면, 이러한 예에서 소정의 제한값은 3 이다. FAIL COUNT 가 소정의 제한값을 초과하면, 단계(411)에서 프로세서(103)는 사용자가 운전에 적합한지의 여부를 점검하도록 상기 설명된 인식 시험을 야기한다. 본 발명의 일 특징에 따르면, 만약 사용자가 이전에 계획된 행로를 따라가는데 실패한 이후에 동일한 행선지로 다시 행로를 정하도록 항법 시스템(205)을 사용한다면, 항법 시스템(205)은 그러한 행로의 후자의 재설정을 통지하도록 프로세서(103)에 신호를 보낸다. 따라서, 단계(413)에서 프로세서(103)는 같은 행선지로 행로를 재설정한 것을 나타내는 그 어떤 신호가 소정의 시간 제한내에 항법 시스템(205)으로부터 수신되었는지의 여부를 결정한다. 그러한 신호가 시간 제한내에 수신되지 않는다면, 루틴은 다시 종료된다. 그렇지 않다면, 루틴은 위에서 설명된 단계(403)로 되돌아간다.
더욱이, 운전자 상태 서브시스템(123)은 사용자의 체중을 측정하도록 도 3 의 체중 센서(309)를 구비한다. 센서(309)는 사용자의 좌석에 일체화되어서 사용자가 좌석에 앉아 있는 동안 사용자의 체중을 측정한다. 사용자의 체중은 그/그녀가 차량의 장비를 작동시키도록 가하는 힘과 함께 변화된다. 예를 들면, 사용자의 체중이 많이 나갈수록, 그/그녀가 개스 페달 및, 브레이크 페달에 가할 것 같은 힘이 더 강해져서, 갑작스러운 가속 및, 감속이 초래된다. 본 발명의 다른 특징에 따르면, 차량의 효과적이고 원활한 작동을 보장하도록, 사용자에 의해서 작동될 수 있는 특정의 차량 장비는 사용자의 체중에 따라서 조절될 수 있도록 만들어진, 힘에 대한 저항을 가진다. 그러한 목적을 위해서, 각각의 힘 저항 조절 가능 장치(예를 들면, 이러한 예에서는 개스 패달, 브레이크 페달 및, 조향 휘일)에 대하여, 참조표가 메모리(107)내에 저장되는데, 이러한 참조표는 사용자의 체중을 상이한 저항의 범위와 각각 연관시킨다. 일반적으로, 사용자의 체중이 무거울수록, 보다 큰 저 항이 장비에 부여된다. 따라서, 사용자의 체중을 표시하는 센서(309)로부터의 신호에 응답하여, 프로세서(103)는 불필요한 급가속과 급감속을 방지하도록 개스 페달과 브레이크 페달에, 그리고 원활한 회전을 용이하게 하도록 조향 휘일에, 적절한 저항을 지시하고 부여하게끔 참조표를 참고한다. 물론, 자동의 장비 저항 조절은 사용자에 의한 오버라이드(override)를 받게 된다.
다른 구현예에서, 운전자 상태 서브시스템(123)은 특정의 운전자 및, 특정의 운전 상태에 대하여 최적의 저항을 결정하고 설정하기 위한 조향 휘일, 발 페달 및, 기어 변환부과 관련된 피드백 시스템(미도시)을 구비할 수 있다. 피드백 시스템은 발 페달의 사용, 조향 및, 기어 변환부과 관련된 운전자의 신체의 체력을 측정한다. 이러한 구현예에서는 신체의 체중이 체력을 나타내는 좋은 표시가 아니라는 가정을 하기 때문에, 피드백 시스템은 무겁고 약한 사람과 가볍고 강한 사람을 구별하도록 사용될 수 있다. 피드백 시스템은 발 페달, 조향 휘일 및, 기어 변환부에 결합된 전자-자기적 트랜스듀서와 저항 메카니즘을 구비할 수 있다. 사용자가 여행을 시작하기 전에, 그/그녀는 각 발 페달을 누른다. 평형 지점은 피드백 시스템에 의해서 제어되는 바와 같이 운전자의 발이 가하는 압력과 발 페달 사이에서 도달된다. 평형의 지점에서 피드백 시스템에 의해 발 페달에 가하여지는 저항은 피드백 시스템이 차량의 운전중에 발 페달에 가하는 가하는 저항이다. 피드백 시스템이 차량의 운전중에 조향 휘일과 기어 변환부에 가하는 저항을 결정하도록 유사한 과정이 사용될 수 있다.
피드백 시스템은 차량의 운전중에 운전자의 체력을 모니터할 수도 있다. 차 량의 운전중에 피드백 시스템은 운전자가 여행을 시작하기 전에 설정된 평형 지점으로부터의 이탈을 측정할 수 있으며 페달, 조향 휘일 또는 기어 변환부의 저항을 조절할 수 있다. 사용자의 체력 변화는 예를 들면 운전자의 갑작스러운 질병 또는 피로에 의해서 야기될 수 있다.
피드백 시스템은 운전자 상태 서브시스템(123)으로부터의 정보에 응답하여 제어의 저항을 조절할 수 있는데, 상기 정보는 운전자가 질병에 걸리거나 또는 피로해진 것을 나타내며 그리고 특정의 운전 상태에 응답하여 발 페달, 조향 휘일 또는 기어 변환부에 충분한 힘을 가할 수 없다는 것을 나타낼 수 있다. 피드백 시스템은 다양한 날씨, 도로 및, 통행 상태중에 조향 휘일, 발 페달 및, 기어 변환부에 가해진 저항을 자동적으로 재조절할 수도 있다. 수집된 주변 상태 데이타에 응답하여, 피드백 시스템은 하나 또는 그 이상의 발 페달, 조향 휘일, 또는 기어 변환부에 대한 저항을 조절할 수 있다. 예를 들면, 도로상에 눈이 있다는 것을 도로 상태 데이타 또는 날씨 데이타가 나타낸다면, 피드백 시스템은 조향 휘일의 저항을 증가시킬 수 있어서, 안정된 조향을 가능하게 한다.
조절가능한 길이와 각도의 페달, 조향 컬럼, 기어 변환부들이 차량내에 구비되어 최적의 편의성과 저항을 운전자에게 제공하는 것을 돕는다. 이러한 조절부들의 길이 또는 각도를 조절함으로써, 사용자의 편의성이 증가될 수 있지만, 사용자가 제어부에 가할 수 있는 힘의 양은 변화될 수 있다. 예를 들면, 사용자로부터 멀리 떨어져서 위치된 발 페달은 사용자에게 편리할 수 있지만, 압력을 발 페달에 가할때 사용자가 그/그녀의 발을 더 뻗을 것을 요구할 수 있다. 이러한 상황에서 사 용자는 발 페달이 사용자에게 더 가까울 경우보다 작은 압력을 발 페달페달할 수 있다. 운전자 상태 서브시스템(123)은 저항의 설정을 결정할때 제어부의 위치를 고려한다.
도 2 를 참조하면, 차량 제어부 서브시스템(121)은 전자 변속/쓰로틀 시스템(210)을 구비하는데, 이것은 특정의 동력전달 계통 루틴에 따라서 프로세서(103)의 제어하에 작동된다. 이러한 루틴을 한정하는 프로그램 명령은 이러한 예에 있어서 메모리(107)내에 저장된다. 이와는 달리, 이들은 서브시스템(121)내 메모리(미도시)내에 저장될 수 있다. 동력전달 계통 루틴은 시스템(210)으로 하여금, 상기 언급된 검출 서브시스템(130)과 조향 서브시스템(132), 트랙션 제어 서브시스템(127), 휘일 서브시스템(157)등과 같은 다른 서브시스템과 협동하여, 운전자가 상이한 도로 상태들에서 운전하는 것을 돕는다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 트랙션 제어 서브시스템(127)은 차량의 안정성을 유지하도록 차량의 측방향 가속을 측정하기 위한 요오 비율 센서(yaw rate sensor)와, 도로상의 타이어 트랙션 또는 "접지"를 제어하기 위한 트랙션 콘트롤러(traction controller)를 구비한다. 타이어 트랙션은 타이어상에 중량의 이전과 불안정성을 야기하는 차량의 코너링중에 특히 중요하다. 서브시스템(127)은 차량의 안정성을 달성하도록 타이어의 마찰 계수(CF)를 조절하기 위해 각 타이어의 캠버를 조절할 수 있다. 타이어의 CF 는, 타이어의 접촉 궤적, 즉, 도로에 접촉하는 타이어 자국을 통하여 도로상에 가해지는 힘에 대하여, 타이어에 의해 부여된 트랙션 또는 마찰의 비율로서 표현될 수 있다. 높은 CF 일수록 큰 트랙션을 제공하는 반면 에, 낮은 CF 일수록 적은 트랙션을 제공한다. 측방향 안정성에서의 증가는 센서(603)에 의해서 측정된 요오 비율에서의 감소에 의해서 나타난다.
공지된 바와 같이, 캠버는 타이어가 도로에 직각으로 서 있을때, 타이어의 원주를 통한 평면과 수직 사이의 각도로서 측정되는 타이어의 경사를 나타낸다. 타이어의 정상부가 차량을 향해 경사지면, 네가티브 캠버를 가진다고 지칭된다. 이와는 달리, 타이어의 정상부가 차량으로부터 이탈되게 경사지면, 포지티브 캠버를 가진다고 지칭된다.
프로세서(103)는 타이어의 CF 레벨을 조절하도록, 따라서 그들의 트랙션을 조절하도록 콘트롤러(605)로 하여금 타이어의 캠버를 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 트랙션을 증가시키라는 프로세서(103)에 의한 요청에 응답하여, 콘트롤러(605)는 네카티브 캠버를 얻도록, 따라서 보다 높은 CF 레벨을 얻도록, 그에 의해 제어되어 타이어를 틸트시키게끔 휘일 서브시스템(157)을 작동시켜서, 보다 큰 트랙션을 전달한다. 또한, 타이어의 공기 압력과 그것의 어스펙트 비율(aspect ratio)-타이어의 트레드(tread)의 폭에 대한 타이어의 측벽의 높이의 비율-은 트랙션에 영향을 미친다.
도 8 의 휘일 서브시스템(157)은 다른 것들중에서도 각 타이어의 공기 압력을 모니터하도록 타이어 압력 측정 메카니즘(611)을 구비한다. 너무 높은 타이어 압력은 거친 차량의 주행 및, 불량한 타이어 트랙션을 야기한다. 다른 한편으로, 너무 낮은 타이어 압력은 타이어의 급속한 마모, 불량한 연료 경제 및, 불량한 차량의 조종을 야기한다. 타이어 압력을 모니터하는데 있어서, 메카니즘(611)은 각 타이어의 상이한 부분들의 온도를 측정하도록 그 안에 있는 고온계를 사용한다. 그러한 타이어들중 하나는 도 9 에 도시되어 있는데, 여기에서 타이어의 좌측 측벽은 701 로 표시되어 있다. 그것의 트레드 원주는 703 으로 표시되어 있으며, 그것의 우측 측벽은 705 로 표시되어 있다. 고온계(711,713, 715)는 좌측 측벽(701), 트레드 원주(703) 및, 우측 측벽(705)의 안에 일체화되거나 또는 그와는 달리 그에 부착되며, 그에 의해서 고온계가 도로 표면과 직접 접촉되는 것을 회피한다. 상세하게는, 고온계(713)는 트레드 원주(703)의 중간에 배치된다.
도 10 은 그러한 고온계가 사용되는 것을 도시하는데, 전체적으로는 800 으로 표시되어 있다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 고온계(800)는 타이어의 온도를 측정하기 위한 써모-센서(803) 및, 써모 센서(803)로부터 수신된 측정 온도를 나타내는 신호를 송신하는 송신기(805)를 구비한다. 송신된 신호는 휘일 서브시스템(157)에 의해서 받아들여져서 여기에서 측정된 온도는 수신된 신호에 기초하여 회수된다. 상기의 장치로써, 서브시스템(157)은 타이어의 좌측 부분, 중간 부분 및, 우측 부분의 온도를 획득할 수 있다. 차량은 4 개의 타이어를 가지기 때문에, 12 개의 고온계가 이러한 예에서 사용되며, 그들의 위치들은 서브시스템(157)에 의해서 인식된다. 또한, 각 고온계로부터 송신된 신호는 송신된 신호가 발생된 고온계를 식별하는 정보 및, 따라서 고온계, 즉, 고온계가 온(ON) 상태인 타이어 및, 그것의 부분의 위치를 포함한다.
사용자가 차량을 운전하는 동안에 타이어가 적절하게 팽창되었는지를 결정하도록, 타이어는 제로 캠버에서 설정되어 적어도 소정의 거리를 도로상에서 주행할 필요가 있다. 다음에 프로세서(103)는 도 11 에 도시된 바와 같은 루틴으로 단계(902)에서 표시된 바와 같이 타이어의 좌측 부분, 중간 부분 및, 우측 부분의 온도에 대하여 휘일 서브시스템(157)에 문의하게 된다. 프로세서(103)는 단계(904)에서 좌측 부분 온도를 우측 부분 온도와 비교함으로써 제로 캠버 설정을 검증한다. 제로 캠버 설정은 좌측 및, 우측 부분의 온도가 제 1 의 소정 쓰레숄드 값보다 큰 값으로써 서로 상이할때 네가티브로 간주되며, 그 루틴이 종료에 도달한다. 그렇지 않으면, 단계(906)에서의 프로세서(103)가 좌측 부분의 온도와 우측 부분의 온도의 평균을 결정한다. 프로세서(103)는 결과의 평균 온도를 중간 부분 온도와 비교한다. 단계(908)에서의 프로세서(103)는 중간 부분의 온도가 제 2 의 소정 쓰레숄드 값에 의한 평균 온도보다 높은지의 여부를 결정한다. 만약 그러하다면, 프로세서(103)는 단계(910)에서 표시된 바와 같이 과팽창되어서, 타이어의 과팽창에 관하여 디스플레이(117)상에 경고를 발한다. 그렇지 않다면, 단계(912)에서의 프로세서(103)는 중간 부분의 온도가 제 2 의 소정 쓰레숄드 값으로써 평균 온도보다 낮은지의 여부를 결정한다. 만약 그러하다면, 프로세서(103)는 타이어가 덜 팽창되었다는 것을 결정하며, 단계(914)에서 표시된 바와 같이, 타이어의 저팽창에 관해서 디스플레이(117)상에 경고를 발한다. 그렇지 않다면, 만약 중간 부분 온도가 제 1 의 소정 쓰레숄드 값으로써 평균 온도보다 높지 않거나 또는 제 3 의 소정 쓰레숄드 값으로써 평균 온도보다 낮지 않다는 것을 프로세서(103)가 결정하면, 프로세서(103)는 단계(916)에서 표시된 바와 같이 타이어가 적절하게 팽창되었다는 것을 결정한다.
차량 제어 서브시스템(121)은 차량 동체의 중량을 측정하도록 도 2 의 차량 중량 센서를 구비한다. 중량 센서(215)는 차량의 동체가 놓이는 차량 축의 선택된 지점에 배치되는데, 차량의 전체적인 중량은 중량 센서를 통해서 타이어로 전달된다.
차량의 적합화된 크루즈 제어에 관련된 동력 전달 계통 루틴들중 하나에 의해 지시되어, 프로세서(103)는 전자 변속/쓰로틀 시스템(210)과 브레이크 서브시스템(125)이 차량의 속도를 조절하게 하여, 바로 앞에 있는 제 2 차량과의 거리를 안전하게 유지시킨다. 이것은 또한 제 2 차량에 대한 거리를 측정하도록 검출 서브시스템(130)에서의 레이다 또는 적외선 센서에 의존한다. 앞에 있는 제 2 차량이 속도를 높이거나 늦추면, 프로세서(103)는 차량의 쓰로틀 또는 브레이크를 조절하여 안전 거리를 유지한다. 선행 기술에서, 안전 거리는 차량의 현재 속도에 기초하여 결정된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 안전 거리는 현재의 차량 속도 뿐만 아니라, 차량의 중량에도 기초하여 결정된다. 즉, 주어진 차량 속도에 대하여, 안전 거리의 양도 차량의 중량과 함께 변화하는 것이다. 상세하게는, 주어진 차량 속도에 대하여, 차량의 중량이 무거울수록, 안전 거리도 증가한다. 이러한 예시적인 구현예에 있어서, 안전 거리는 차량 중량 센서(215)에 의해서 측정된 차량의 중량과 현재 차량 속도의 곱의 함수이다.
차량 중량은 일정하지 않으며, 차량내의 승객의 수와 그들의 실제 중량에 의존하고, 차량이 예를 들면 트렁크내에 그 어떤 화물을 운반하는지의 여부에 의존한다. 차량의 중량은 또한, "혀 부분 중량(tongue weight)"으로서도 알려진, 차량에 의해서 견인되는 그 어떤 트레일러의 중량을 포함하기도 한다. 그러한 목적을 위해서, 하나 또는 그 이상의 혀 부분 중량 센서(미도시)가 혀 부분 중량을 지지하는 축상에 배치된다. 프로세서(103)는 혀 부분 중량값을 얻어서 이것을 차량 중량 센서에 의해 감지된 중량에 부가하여 차량의 전체 중량을 얻는다. 트레일러가 사용되면, 트레일러의 하중과 기어가 특정의 하중, 예를 들면 1,500 lbs 을 넘을때 부가적인 트레일러 브레이크가 설치될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 브레이크 서브시스템(125)내에 구비될 수 있는 트레일러 브레이크는 (1) 전기적인, 수동 또는 자동이거나, 또는 (2) 트레일러 브레이크가 차량내 브레이크 페달상의 압력에 따라서 가해지는 유압이거나, 또는 (3) 걸쇠(hitch)와 트레일러 혀 부분의 접합부에서 마스터 실린더를 사용하는 통상의 서지 브레이크(surge brake)일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 시스템(100)은 사용자에게 안전에 관련된 문제점을 알려주면서, 차량 중량 분포에서의 변화를 모니터하며 그러한 변화를 보상한다. 그러한 차량 중량 분포에서의 변화는 예를 들면 날씨 상태에 의해 야기된 것으로서, 차량의 산만한 성능을 발생시킬 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 중량 센서(215)들은 차량의 동체가 그 위에 놓이는 차량 축의 선택된 지점들에 배치된다. 센서(215)들의 지점들은 측정 지점을 나타내는데, 여기에서 측정 지점들은 중량이 측정되는 차량상의 여러 위치들을 나타낸다. 어떤 이유 때문에 차량의 중량 또는 그것의 탑재 하중이 변화하거나 또는 이전되면, 중량 센서(215)는 중량에서의 변화 또는 이동을 검출한다. 일단 중량에서의 현저한 변화 또는 이동이 검출되면, 프로세서(103)는 사용자에게 가능성 있는 안전상의 문제를 통지하고, 트랙션 제어 서브시스템(127)과 상호 작용하여 문제를 경감시킨다.
도 7 을 참조하면, 요오 비율 센서(603)가 차량의 그 어떤 측방향 가속을 측정하도록 사용되며, 타이어 트랙션 콘트롤러(605)는 차량의 안전성을 유지하도록 도로상의 타이어 트랙션 또는 "접지"를 제어하게끔 사용된다. 타이어 트랙션은 특히 타이어상의 중량 이동과 불안정성을 야기하는 차량의 코너링 동안에 특히 중요하다. 이것은 차량이 최대 허용 중량에 근접한 탑재 하중을 운반할때 더욱 중요해진다. 중량이 이동함에 따라서, 콘트롤러(605)는 각 타이어의 캠버를 조작하여 타이어의 CF 를 조절하여 차량의 안정성을 이룬다. 중량의 이동은 차량의 코너링에서 물리적인 힘에 의해서 야기될 수 있거나 또는 이송중에 탑재 하중의 우연한 이동에 의해서 야기될 수 있다. 그러한 탑재 하중은 예를 들면 차량의 지붕 또는 트렁크 내측의 화물이거나, 또는 트럭의 탑재 하중 부위내의 상품들일 수 있다.
탑재 하중에서의 이동을 검출하는 차량 중량 센서(215), 또는 탑재 하중에서의 이동에 의해 야기되는 측방향 가속을 검출하는 요오 비율 센서(603)에 응답하여, 프로세서(103)는 콘트롤러(605)가 타이어의 캠버를 변화하게 하여 타이어의 CF 레벨 및, 따라서 그들의 트랙션을 조절한다.
중량 센서(215)로부터의 개별적인 중량 측정은 차량의 중량치 프로파일 또는 중량 분포를 구현하도록 사용될 수 있다. 그러한 목적을 위해서, 프로세서(103)는 모든 중량 측정치를 더하여 그 합을 센서 또는 측정 지점의 수로 나눔으로써 차량의 평균 중량을 결정한다. 프로세서(103)는 다음에 평균 중량을 개별의 중량 측정 치와 각각 비교하여, 대응하는 측정 지점에서 그 어떤 중량의 불균형을 결정한다.
도 12 를 참조하면, 이것은 하중의 평형화 루틴을 나타낸다. 그러한 루틴에 의해 지시되어, 단계(1803)에서의 프로세서(103)는 차량의 우측 후방상에 위치된 중량 센서에 의한 중량 측정치를 차량의 좌측 후방에 위치된 다른 센서에 의한 중량 측정치와 비교한다. 단계(1806)에서의 프로세서(103)는 중량의 측정치가 소정의 쓰레숄드 이상으로 서로 다른지의 여부를 결정한다. 그러한 쓰레숄드는 차량의 후방에서의 중량 분포가 안전한 작동 범위내에 있는 것을 보장하도록 미리 선택된다. 측정치들 사이의 편차가 소정의 쓰레숄드 보다 작거나 또는 같으면, 루틴은 종료에 도달한다. 그렇지 않으면, 단계(1812)에서의 프로세서(103)가 경고를 발생시켜서, 차량 사용자에게 중량의 불균형에 관하여 경고한다. 또한, 차량의 중량 분포를 결정하여, 단계(1815)에서 프로세서(103)는 사용자에게 불균형을 교정하는 방법을 지시한다. 예를 들면, 프로세서(103)는 "불균형을 교정하도록 차량 후방의 중량을 좌측으로 다시 분배하십시오"라는 지시를 제공할 수 있다. 사용자가 탑재 하중을 재분배하는 동안, 프로세서(103)는 하중의 분포를 업데이트하며 사용자에게 탑재 하중의 이동이 안전 문제를 교정하였는지의 여부에 관하여 조언한다. 예를 들면, 사용자가 문제를 교정할 수 없다면, 프로세서(103)는 사용자가 불균형된 차량을 처리하는 것을 돕는 운전 지시를 제공할 수 있다. 차량이 차량 전방에 대하여 균형화되었는지의 여부를 결정하도록 유사한 과정이 사용된다.
위에서 언급된 바와 같이, 가속, 제동 및, 코너링하는 동안에, 차량의 중량과 그것의 탑재 하중은 이동한다. 예를 들면, 회전시에, 중량은 회전의 외측상의 바퀴로 이동함으로써, "외측 바퀴"에 최대의 트랙션을 부여한다. 좌측 회전시에는 우측 바퀴가 외측 바퀴로 간주되는 반면에, 우측 회전시에는 좌측 바퀴가 외측 바퀴가 되는 것으로 간주된다. 중량의 이동 때문에, 탑재 하중이 변위될 수 있어서, 중량의 불균형을 초래한다. 그러한 중량의 불균형을 야기하는 회전 이후에 차량의 트랙션을 향상시키도록, 프로세서(103)는 이전에 설명된 방식으로 트랙션 제어 서브시스템(127)과 상호 작용할 수 있으며 휘일 서브시스템(157)이 각 타이어의 캠버를 조절하게 함으로써, 타이어의 CF 를 변화시켜서 균형화되지 않은 차량 운전 상태에 대한 차량의 안정성을 달성한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 적합화된 순항 제어에 대한 차량의 속도는 가시성의 함수로서, 즉, 사용자가 곤란 없이 볼 수 있는 가장 먼 거리의 함수로서 조절될 수 있다. 상세하게는, 가시성이 낮을수록, 차량이 그에 대하여 조절되어야 하는 스피드도 낮아진다. 통상적으로, 가시성은 안개, 비오는 날씨 또는 눈오는 날씨 상태에 의해서 부정적인 영향을 받는다. 그러한 경우에, 액세서리 제어 서브시스템(143)에서의 헤드라이트가 항상 켜져서 가시성을 증가시킨다. 도 13 을 참조하면, 일반적으로 도면 번호 1000 으로 표시된, 상기 예시적인 구현예에서 사용된 각 헤드라이트는 선행 기술에서의 광 에미터(1003) 뿐만 아니라, 가시성을 측정하는데 도움을 주는 광 센서(1005)도 구비한다. 안개, 비 또는 눈을 광 반사체로서 사용하여, 광 센서(1005)는 안개, 비 또는 눈에 의해서 센서(1005)로 반사되는 광 에미터(1003)로부터의 광량을 감지한다. 안개가 짙을수록, 또는 비 또는 눈이 강해질수록, 따라서 가시성이 작아질 수록, 보다 많은 조사광이 반사되어 센서(1005)에 의 해 감지된다. 센서(1005)는 에미터(1003)로부터 직접적으로 조사된 광에 의한 간섭을 감소시키도록, 조사된 광의 반사된 부분을 측정하는데 사용되기 때문에, 광 센서(1005)는 그러한 직접적인 간섭으로부터 차양 차폐 센서(1005)에 의해서 둘러싸인다. 또한, 주변 광에 의한 간섭을 감소시키도록, 센서(1005)는 광 에미터(1003)에 의해 조사된, 선택된 광 주파수에만 감광성이 있도록 만들어질 수 있는데, 선택된 주파수는 주변 광에서 정상적으로 나타나지 않으며 따라서 에미터(1003)를 식별하는데 사용된다. 센서(1005)에 의해서 감지된 반사광의 양은 프로세서(1003)로 통신된다. 프로세서는 차량의 현재 속도를 조절하여, 그것이 감지된 반사광의 양과 함께 변화한다.
차량에서의 가시성의 측정은 통신 서브시스템(154)을 이용하여 근접한 차량으로 방송을 함으로써 차량들은 그러한 측정으로부터 혜택을 입을 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 참으로, 차량의 사용자는 같은 지역을 운행하는 다른 차량으로부터 수신된 그러한 가시성 정보의 수혜자일 수 있다. 수신된 가시성 정보는 프로세서(103)가 센서(1005)에 의해서 보다 정확한 가시성 측정을 달성하도록 돕는다. 이와는 달리, 가시성 정보는 이후에 설명될 중앙의 컴퓨터에서와 같은 다른 소스로부터 수신될 수 있다.
차량은 운행하는 동안에 때때로 예를 들면 빗물, 흐르는 물 또는 심지어는 깊은 물과 같은 물을 만날 수 있다. 도로상에 고인 물은 "하이드로플래닝"으로 알려진 상태에 이르게 되는데, 이것은 물이 방해가 되지 않게 그것에 채널을 만드는 타이어의 능력을 초과하도록 축적된 물의 양이 많아지는 것이다. 차량이 만나게 되 는 물의 깊이를 검출하고 평가하도록 습도계와 소나(sonar)가 검출 서브시스템(130)에서 사용된다. 프로세서(103)는 타이어가 채널을 만들 필요가 있는 물의 양을 제어하도록 검출된 물의 깊이에 기초하여 차량의 속도를 조절한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 서브시스템(130)은 예를 들면 도 14 의 레벨 센서(1105)와 같은 레벨 센서를 일체화하는데, 이것은 도로 표면의 그 어떤 고르지 않은 것도 검출하도록 좌측 전방 바퀴(1107)와 우측 전방 바퀴(1109) 사이에서 축을 가로질러 수평으로 설치된다. 도 14 에 도시된 바와 같이, 레벨 센서(1105)는 선형의 챔버(1121)을 구비하는데, 여기에서 수은 방울(1124)은, 비록 그것의 운동이 챔버(1121)내에서의 감쇄 유체(1125)에 의해서 감쇄될지라도, 챔버(1121)의 일 단부로부터 그것의 다른 단부로 자유롭게 구른다. 챔버(1121)는 비도전성 물질로 만들어진다. 그러나, 도로 표면이 우측으로부터 좌측으로 경사져있기 때문에 수은 방울(1124)이 챔버(1121)의 좌측 단부를 향해 구를때, 그것은 챔버(1121)의 상부 부분(1121)에 부착된 금속의 터미널(1126)과 그것의 저부 부분에 부착된 금속의 터미널(1127)과 접촉하게 된다. 도로가 좌측으로부터 우측으로 경사져있기 때문에 수은 방울(1124)이 챔버(1121)의 우측을 향하여 구를때 , 그것은 챔버(1121)의 상부 부분에 부착된 금속 터미널(1128)과 그것의 저부 부분에 부착된 금속의 터미널(1129)과 접촉하게 된다. 소정의 전기 저항값을 가진 레지스터(1131)는 터미널(1126)과 터미널(1128) 사이에서 연결된다. 전압 소스(1135)는 그것의 일 단부에서 터미널(1126)에 연결되고, 그것의 다른 단부에서 스위치(1155)를 통하여 터미널(1128)에 연결된다. 차량의 배터리에 의해서 공급될 수 있는 소스(1135)는 일정 한 전압(V)을 제공한다. 스위치(1155)는 점화 시스템의 일부일 수 있으며, 이것은 차량이 시동된 이후에만 닫힌다. 전압 미터(1140)는 그것의 일 단부에서 터미널(1127, 1129)에 연결되며, 그것의 다른 단부에서 터미널(1126)에 연결된다. 이러한 구현예에서 사용된 레벨 센서는 예시적인 목적으로 구현되어야 한다.
작동에 있어서, 도로 표면이 우측을 향하여 경사져 있기 때문에 수은 방울(1124)이 터미널(1126,1127)과 접촉할때, 레벨 센서(1105)는 도 15a 에 도시된 회로와 등가가 된다. 그러한 경우에 전압 미터(1140)는 0 볼트, 즉 낮은 리딩(reading)을 기록한다. 다른 한편으로, 도로 표면이 우측을 향하여 경사지기 때문에 수은 방울(1124)이 터미널(1128,1129)과 접촉하게될 때, 센서(1105)는 도 15b 에 도시된 회로와 등가가 된다. 그러한 경우에 전압 미터(1140)는 V 볼트, 즉, 높은 리딩을 기록한다.
예를 들면, 차량이 물의 흐름을 막 가로지르려할 때, 상기 언급된 습도계는 차량의 직전에 잇는 습기의 고 농도 때문에 물을 검출한다. 물이 검출되자마자, 습도계는 인터럽트 신호(interrupt signal)를 프로세서(103)에 보낸다. 응답에 있어서, 프로세서(103)는 상기 언급된 소나를 작용시켜서 물 흐름의 깊이를 측정한다. 소나의 측정에 기초하여, 프로세서(103)는 도 16 에서 단계(1303)에서 표시된 바와 같은, 비상 조치를 필요로 하는 깊은 물의 상황에 해당하는 제 1 의 제한을 넘었는지의 여부를 결정한다. 만약 그러하다면, 프로세서(103)는 이후에 설명된 단계(1307)로부터 시작되는 비상 조치를 수행한다. 그렇지 않다면, 만약 물의 흐름 깊이가 제 1 의 제한 아래에 있다고 결정되면, 프로세서(103)는 단계(1309)에서 물 의 흐름의 깊이가 위험한 운전 상황에 해당하는 제 2 의 한계를 넘어있는지의 여부를 더 결정한다. 만약 그렇지 않다면, 프로세서(103)는 단계(1312)에서 표시된 바와 같이, 하이드로플래닝을 회피하도록 차량의 속도를 조절하며 사용자에게 주의하여 진행하도록 경고한다. 이와는 달리, 만약 그렇다면, 프로세서(103)는 단계(1315)에서 위에서 설명된 레벨 센서(1105)를 사용하여 물의 유동 방향을 결정한다. 즉, 만약 프로세서(103)가 미터(1140)로부터 낮은 리딩을 수신한다면 물은 우측으로부터 좌측 방향으로 흐르며, 프로세서(103)가 미터(1140)로부터 높은 리딩을 수신한다면 좌측으로부터 우측으로 흐른다. 다음에 프로세서(103)는 단계(1318)에서 실제의 물 흐름 깊이에 따라서 차량 속도를 제한하며, 조향 서브시스템(132)이 유동에 대하여 상류측에서 소정의 각도로 전방 바퀴(1107, 1109)들을 틸트시켜서 차량이 트랙션을 상실하고 하류측으로 운반될 가능성을 감소시킨다. 전방의 전진이 정지된다면, 프로세서(103)는 낮거나 또는 역전 기어로의 변환되고, 트랙션을 얻도록 쓰로틀이 점진적으로 적용된다.
동시에, 프로세서(103)는 측방향 안정성을 나타내는 차량의 요오 비율을 모니터하는데, 이것은 요오 비율 센서(603)에 의해서 측정된다. 단계(1231)에서의 프로세서(103)는, 차량의 측방향 안정성이 차량에 충격을 가하는 현재의 흐름에 의해 위태롭게 되는 소정의 제한치를 지나서 요오 비율이 초과하는지의 여부를 결정한다. 요오 비율이 소정의 제한값을 초과하면, 프로세서(103)는 단계(1321)로 복귀하여, 그에 의해서 측방향 안정성 모니터링 상태로 들어간다. 이와는 달리, 요오 비율이 소정의 제한값을 초과한다면, 단계(1325)에서 프로세서(103)는 오디오와 비디 오 매체를 통하여 비상 경고를 발하고, 동시에 조향 서브시스템(132)이 전방 바퀴(1107,1109)를 소정의 각도로 하류측으로 경사지게 하여 차량이 유동과 함께 이동할 수 있도록 하여, 물이 엔진 안으로 들어가는 것을 회피한다.
깊은 물의 상황을 처리함에 있어서, 상기 언급된 단계(1307)에서 프로세서(103)는 오디오와 비디오 매체를 통하여 비상 경고를 발하고, 점유자들에게 즉시 차량을 포기하고 그 어떤 구명 장비를 착용하도록 강제한다. 단계(1331)에서 프로세서(103)는 안전 서브시스템(151)이 제한 장치, 예를 들면 안전 벨트를 해제하게 하며, 그에 의해서 승객들이 그들의 좌석에 대하여 제한되던 것으로부터 자유롭게 제어한다. 단계(1333)에서, 프로세서(103)는 접근 제어 서브시스템(139)이 그에 의해서 제어된 차량 창문을 개방하게 하여, 승객들이 창문을 통하여 차량을 탈출할 수 있다.
차량은 경험한 물의 깊이와 지형에 대한 지식을 포함하는, 물을 조우한 경험과, 경고를 통신 서브시스템(154)(이하에 설명됨)을 이용하여 근처에 있는 다른 차량에 방송함으로써 다른 차량들이 그러한 경험으로부터 혜택을 받을 수 있도록 한다는 점이 주목되어야 한다. 실제로, 차량의 사용자는 그 차량에 앞서서 방금 물을 만났던 경험을 가진 다른 차량으로부터 수신된 지식과 경고에 대한 혜택을 받을 수 있다. 수신된 정보는 프로세서(103)가 다가오는 물과의 조우를 효과적으로 처리하도록 도울 수 있다. 이와는 달리, 동일한 정보가 이후에 설명될 중앙 컴퓨터와 같은 다른 소스로부터 수신될 수 있다.
통신 서브시스템(154)이, 예를 들면 도 17 의 인너텟(1432)에 연결된 서 버(1455)와 같은 원격 시스템과 통신하기 위해서 차량내에서 사용된다. 도 17 에 도시된 바와 같이, 서브시스템(154)은 송수신기(1405)와 모뎀(1409)를 구비하다. 송수신기(1405)는, 예를 들면 공지된 어드밴스드 모바일 폰 서비스(advanced mobile phone servive;AMPS) 네트워크, 디지탈 AMPS 네트워크, 개인 통신 서비스(PCS) 네트워크, 이동 통신용 위성 시스템(GSM) 네트워크, 혼합형 개인 통신 네트워크(HPCN), 위성 네트워크, 마이크로웨이브 네트워크, 밀리웨이브 네트워크 및, 오토 크래쉬 노티피케이션(auto crash notification; ACN) 시스템등과 같은 네크워크(1413)를 통하여 정보를 송신하고 수신하도록 예를 들면 무선 전화를 구비한다. 모뎀(1409)은 무선 네트워크(1413)내에서 예를 들면 셀 방식 디지탈 패킷 데이타(CDPD) 채널과 같은 데이타 채널로 데이타를 운반하는 변조 및, 복조 캐리어용으로 사용된다. 예를 들면, 소정의 URL (uniform resource locator)에서 데이타 메세지를 서버(1455)로 송신하고 수신하도록, 송수신기(1405)는 인터넷(1432)에 접근을 제공하는 소정의 접근 서버(1422)에 대하여 무선 네트워크(1413)를 통하여 다이얼-업(dial-up) 연결을 설정한다. 이러한 지점에서 서버(1422)가 차량에 인터넷 접근을 제공하는 단지 하나의 접근 서버인 것은 아니라는 점이 주목되어야 한다. 서버(1422)와 유사한 보다 많은 접근 서버들이 효과적인 인터넷 접근을 제공하도록 지리적으로 분포되어 있다는 점이 이해될 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 서버(1455)는 차량 사용자들이 그들의 차량을 효과적이고 안전하게 운전하는 것을 돕도록 채용된다. 서버(1455)는 프로세서(1457), 메모리(1459) 및, 인터페이스(1462)를 구비한다. 서버(1455)는 인터넷(1432)에 인 터페이스(1462)를 통하여 연결된다. 메모리(1459)는 다른 것들 중에서 다양한 구동 프로그램을 구비하며, 이들은 차량내의 제어 시스템(100)과 유사한 제어 시스템에 다운로드될 수 있다. 예를 들면, 그러한 다운로드된 구동 프로그램에 의해서 지시되어서, 프로세서(103)는 다운로드된 프로그램의 일부로 만들어진, 문자, 데모 및, 음성 대본과 급속 출발 정보 모듈을 가동시켜서, 다가오는 운전 상황에 대한 애니메이션 시퀀스와 즉석에서의 학습 시퀀스를 나타냄으로써, 사용자가 그 상황을 처리하도록 어떻게 차량을 조작하는 것을 교시한다. 메모리(107)의 메모리 공간은 제한된 반면에 수많은 운전 상황이 있기 때문에, 그러한 운전 상황에 해당하는 운전 프로그램은 차량내의 메모리(107)를 과부하시킴이 없이 상대적으로 큰 외부 메모리(1457)내에 저장되는 것이 유익하다.
다가오는 운전 상황은 차량의 현재 위치 앞의 선택된 거리에서, 예를 들면 본 예에서는 적어도 10 마일 앞에서의의 날씨, 통행 및, 도로 상태에 의해서 특징지워진다. 예를 들면, 실시간의 날씨, 통행 및, 도로 표면 상태에 관한 정보는 교차로에서의 도로 및, 카메라의 센서를 사용하여 수집될 수 있다. 그러한 정보는 연속적으로 중앙 컴퓨터에 공급되어서 그곳에서 처리되며 그로부터 정보의 이용을 위해서 분배될 수 있다. 중앙 컴퓨터는 정부 기관, 예를 들면 교통부에 의해서 제어되고 유지될 수 있다. 이와는 달리, 도로상의 각 차량은 그 안의 레이다와 적외선 센서를 이용하여 날씨, 통행 및, 도로 상태 정보를 수집하는 "움직이는 센서"로서의 역할을 할 수 있다. 수집된 정보는 다음에 무선의 방식으로 각 차량으로부터 중앙 컴퓨터에 송신된다. 물론, 움직이는 센서 역할을 하는 차량이 많아질수록, 날 씨, 통행 및, 도로 상태 정보가 보다 정확하고 포괄적이 될 것이다.
따라서, 차량이 항법 시스템(205)에 의해서 계획된 행로를 지날때, 계획된 행로의 앞에 있는 각 도로 부분에 대하여, 프로세서(105)는 통신 서브시스템(154)을 통하여 날씨, 통행 및, 도로 상태 정보에 대한 요청을 상기 언급된 중앙 컴퓨터에 송신한다. 요청은 관심 있는 도로 부분을 한정하는 항법 시스템(205)으로부터의 GPS 좌표를 구비하는데, 이것은 이러한 예에서 현재의 차량 위치로부터 10 마일이다. 응답에 있어서, 중앙의 컴퓨터는 특정의 도로 부분에 관하여 요청된 정보를 제공한다. 그러한 정보는 특정의 도로 부분에 관한 날씨, 통행 및, 도로 상태의 일반적인 설명뿐만 아니라, 도로 부분의 시야, 도로 표면 상태 및, 지형과 배열에 대한 상세한 설명을 포함한다. 앞에 있는 날씨와 도로 상태가 위험스럽다거나 또는 앞의 통행이 극히 혼잡하다는 것을 수신된 정보가 나타내면, 프로세서(103)는 그 어떤 위험스럽거나 혼잡한 상태를 회피하도록 노정을 다시 정하도록 항법 시스템(205)에 요청한다.
이와는 달리, 노정을 다시 정하는 것이 불필요하지만 날씨, 통행 및, 도로 상태들중 하나 또는 그 이상이 일상적이지 않은 것으로 결정된다면, 프로세서(103)는 서버(1455)에게 운전 프로그램에 대한 요청을 발한다. 그러한 요청은 중앙 컴퓨터로부터 방금 수신된 날씨, 통행 및, 도로 상태 정보를 포함하며, 차량을 그것의 연식, 제조업체 및, 모델로, 예를 차량의 식별 번호(VIN)로 식별하는 정보를 포함한다. 수신된 정보에 기초하여, 서버(1455)내의 프로세서(1457)는 메모리(1462)에 저장된 운전 프로그램들중 하나를 선택하여 제어 시스템(100)에 다운로드하게 되는 데, 운전 프로그램은 연식, 제조사 및, 모델에 관하여 차량의 공지된 한계 및, 성능이 주어진다면 다가오는 운전 상황과, 차량으로 그 상황을 다루는 최적의 방법을 나타낸다.
다른 구현예에서, 프로세서(103)는 앞의 각 도로 부분의 GPS 좌표를 서버(1455)로 통신한다. 서버는 앞 도로 부분의 날씨, 통행 및, 도로 상태에 관하여 상기 언급된 중앙 컴퓨터로부터 정보를 직접적으로 요청한다. 수신된 정보에 기초하여, 서버(1455)는 그 어떤 적용 가능한 운전 프로그램을 포함하여, 제어 시스템(100)에 조언을 제공한다.
도 18 은 다가오는 운전 상황을 처리하는 것을 나타내도록 서버(1455)로부터 메모리(107)로 다운로드되고 디스플레이(117)상에 도시된 운전 프로그램을 나타낸다. 비록 다운로드된 운전 프로그램이 예시적인 목적이긴 할지라도, 운전 프로그램은 메모리(107)내에 저장된 실제의 동력전달 루틴에 해당한다. 즉, 사용자가 차량을 운전 프로그램에 설명된 바와 같이, 동력전달 계통 루틴에 의해서 지시되어 조종한다면, 프로세서(103)는 전자 전달/쓰로틀 시스템(210), 브레이크 서브시스템(125), 트랙션 제어 서브시스템(127), 조향 서브시스템(132) 및, 다른 서브 시스템이 예시된 바와 같이 운전 상황을 효과적으로 처리하고 협동하게 한다.
본 예에서 다가오는 운전 상황은, 호의적인 날시와 통행 상태가 주어진다면 직선 부분(1501), 코너(1503) 및, 직선 부분(1505)을 구비하는 도로 부분(1500)을 통한 운전을 포함한다. 코너(1503)의 곡률은 중심(O)으로부터 코너(1503)의 내측 도로 한계와 외측 도로 한계까지의 제 1 반경(R1)과 제 2 반경(R2)에 의해서 정해 진다. 다운로드된 운전 프로그램에 따라서, 가능한한 효율적으로 코너(1503)를 통과하도록, 사용자는 코너(1503)의 시작점에서 외측 도로의 한계에 근접한 전환 지점(1511), 코너(1503)의 중간에서 내측 도로 한계에 근접한 정점(1513) 및, 코너(1503)의 단부에서 외측 도로 한계에 근접한 트랙 이탈 지점(1515)을 연결하는, 가능한한 가장 큰 원의 일부를 형성하는 원호(1507)를 따르도록 조언을 받는다. 수행에 있어서, 차량이 그것의 단부에서 전환 지점(1511)에 도달할때까지 조향 휘일은 부분(1501)에서 직선으로 고정되어야 한다. 그러한 시간에, 조향 휘일은 약 45 도로 회전되어야 하며 쓰로틀은 차량이 원호(1507)를 따라서 원으로 움직이도록 적용된다. 차량이 원호(1507) 안으로 들어간 이후에, 트랙션이 허용된다면, O' 로부터의 회전 반경 R3 로써 원호(1507)를 따라가도록 차량의 속도를 증가시키게끔 부가적인 쓰로틀이 부가되어야 한다. 차량의 속도가 문제일때 차량의 속도가 빨라질수록, 회전 반경이 길어진다는 점이 주목되어야 한다. 차량이 코너(1503)를 빠져나가면서, 조향 휘일은 점진적으로 풀려야 한다. 차량이 코너(1503)를 빠져나가는 속도는 차량이 부분(1505)에서 얼마나 빨리 유효한 속도에 도달할 수 있는가를 결정한다. 또한 차량이 코너(1503)를 빠져나가는 속도로의 인자는 차량과 그것의 탑재 하중의 중량 및, 중량 분포이다. 부가된 탑재 하중에 의해 야기된 차량 중량에서의 증가는 차량의 지면 간극을 낮추며 차량의 전복 가능성을 증가시킨다. 또한, 탑재 하중에서의 이동은 차량이 전복될 가능성을 증가시킨다.
운전 프로그램이 종료된 이후에, 사용자는 다가오는 운전 상황을 처리하도록 정신적으로 준비된다. 차량이 문제가 되는 도로 부분에 접근하면, 도로 부분(1500) 에 관한 날씨, 통행 및, 도로 상태는 검출 서브시스템(130)을 이용함으로써 그리고/또는 이전에 언급된 바와 같이 위에서 설명된 방식으로 중앙 컴퓨터를 접촉함으로써 다소 이전과 같게 유지된다. 도로측 송신기들이 예를 들면 다가오는 도로 부분(1500)의 지형과 상태 및, 그것의 도로 표면 상태에 관한 정보를 방송하도록 설치되어 차량이 그것을 통하여 안내되는 경우에, 그러한 정보는 통신 서브시스템(154)에 의해서 받아들여져서 도로 부분(1500)을 통과하는데 있어서 차량을 제어하도록 프로세서(103)에 의해서 사용된다. 도로-측 송신기도 상기 언급된 전환 지점(1511), 정점(1513) 및, 트랙 이탈 지점(1515)에 각각 설치될 수 있다. 이러한 송신기들은, 서브시스템(154)에 의해서 수신되며 프로세서(103)에게 각 지점들의 위치를 나타내는 상이한 신호들을 송신하여 도로 부분(1500)을 통하여 차량이 안내되는 것을 돕는다. 또한, 프로세서(103)는 자체 진단 해석을 위해서 차량내에 각 시스템에게 문의한다. 시스템은 문의를 받았을때, 능동적인 자체 테스트를 수행하여 테스트 결과를 프로세서(103)에 보고한다. 프로세서(103)는 또한 현재의 운전자 상태에 대해서 서브시스템(123)에게 문의한다. 만약 날씨, 통행 및, 도로 상태를 포함하는 주변 상태가 실질적으로 이전과 같이 유지되고 현재의 차량 및, 운전자 상태가 호의적이면, 사용자에 의한 간섭을 받는 프로세서(103)는, (a) 차량의 적절한 속도를 달성하도록 전자 송신/쓰로틀 시스템(210)과 브레이크 서브시스템(125)을 제어하고, (b) 조향 휘일의 적절한 회전 각도를 달성하도록 조향 서브시스템(132)을 제어하고, 그리고 (c) 이전에 나타낸바와 같은 유사한 방식으로 도로 부분(1500)을 처리하는데 있어서의 적절한 트랙션을 충족시키도록 트랙션 제어 서브 시스템(1270을 제어한다. 그렇지 않고 만약 주변 환경이 현저하게 바뀌어서, 현재의 차량 상태가 호의적이지 않고 그리고/또는운전자의 상태가 호의적이지 않다면, 프로세서(103)는 사용자의 안전을 보장하도록 그에 따라서 차량의 속도를 조절하거나 또는 도로 부분(1500) 이전에 차량을 정지시키도록 노견으로 이끈다.
차량이 작동중인가에 무관하게, 지시의 목적으로, 사용자는 서버(1455)로부터 운전 프로그램을 디스플레이(117)상에 제공하도록 요청할 수 있으며 그로부터 사용자는 자동차, SUV, 미니 밴 또는 트럭을 상이한 운전 상황에서 처리하도록 특정의 운전 과정을 배울 수 있다. 또한, 사용자는 비록 시뮬레이션이기는 하지만 상이한 상황에서 운전 과정을 연습하고 리허설하도록 사용자 인터페이스(119)를 이용할 수 있다.
바람직스럽게는, 서버(1455)에서 이용 가능한 운전 프로그램의 라이브러리(library)로써, 신규의 사용자는 그/그녀 자신이 기초적인 차량의 기능에 친숙해지도록 라이브러리에 있는 안내 운전 프로그램으로부터 혜택을 받을 수 있는 반면에, 숙련된 사용자들은 상이한 차량 기능이 주어진다면 그들의 운전 기술을 향상시키도록 상대적으로 진보된 운전 프로그램으로부터 혜택을 받을 수 있다. 따라서, 사용자는 선택적으로 필요한 운전 프로그램을 메모리(107)에 다운로드하여, 더 이상 필요하지 않은 그 어떤 이전의 운전 프로그램위에 덮어쓸 수 있다. 그러한 즉석 학습의 접근은 메모리(107) 공간의 효과적인 사용에 도움이 된다.
사용자가 어떤 운전 상황이 될 것인지를 미리 아는 경우에, 예를 들면 도로를 이탈하고, 자동차 경주, 눈과 얼음, 진흙, 미끄럽고 젖은 도로, 산악, 도시, 통 행, 사막의 상황이 여행중에 닥칠것 같다면, 사용자가 여행을 시작하기 전에 해당하는 운전 프로그램을 다운로드하도록 하는 것이 유익할 수 있다. 그러한 다운로드는 필요한 운전 프로그램의 체크 리스트를 포함하는 요청을 서버(1455)로 보냄으로써 달성될 수 있다. 따라서, 필요한 운전 프로그램이 다운로드된 이후에, 사용자는 여행전에 운전 프로그램을 가지고 연습할 수 있으며, 동시에 이들 프로그램들은 메모리(107)내에서 이용 가능함으로써, 운전 상황과 실제로 조우하는 동안에 서버로부터 다운로드되는 것이 지연되는 것을 회피한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 날씨와 도로 상태가 체인의 사용을 필요로 할때, 프로세서(103)는 체인의 사용과 안전에 대해서 사용자에게 지시를 보낸다. 이전에 언급된 바와 같이, 다가오는 운전 상황은 차량의 현재 위치 앞의 선택된 거리에서 날시, 통행 및, 도로 상태에 의해서 부분적으로 특징지워진다. 앞에 있는 날씨 및, 도로 상태가 체인의 사용을 필요로 할 수 있다는 점을 나타내는 정보가 통신 서브시스템(154)을 통하여 프로세서(103)로 수신되면, 사용자는 이러한 요구에 관해서 조언을 받는다.
프로세서(103)는 통신 서브시스템(154)으로부터 사용자가 관심을 가지는 도로 상태에 관한 정보를 수신한다. 앞에 있는 도로를 통과하는데 차량을 위해서 체인이 필요할 것이라는 점을 정보가 나타낸다면, 프로세서(103)는 그러한 필요성을 디스플레이(117)와 사용자 인터페이스(119)를 통해서 사용자에게 경고한다. 사용자가 이용 가능한 체인을 가지고 있으며 운전을 계속하기로 결정하면, 사용자는 프로세서(103)가 어떻게 체인을 바귀에 장착할 것인지 그/그녀에게 가르치도록 선택할 수 있다. 그러한 지시는 사용자에게 디스플레이(117)상의 비디오 및/또는 문자 및/또는 합성된 음성으로써 사용자 인터페이스(119)를 통하여 나타난다. 프로세서(103)는 4 개의 체인이 이용 가능하다면 4 개의 바퀴 모두에 체인을 장착할 것을 사용자에게 지시한다. 사용자가 단지 2 개의 체인만을 가지는 경우에는, 프로세서(103)는 사용자에게 구동 바퀴에만 체인을 장착할 것을 지시하며, 어떤 바퀴가 구동 바퀴인가를 나타낸다. 프로세서(103)는 어떤 바퀴가 구동 바퀴인지에 관한 정보를 위해서 메모리(107)에 근접하여 그러한 정보를 디스플레이(117) 및/또는 사용자 인터페이스(119)를 이용하여 나타낸다.
프로세서(103)는 구동 바퀴의 앞에 체인을 늘어 놓고 조심스럽게 차량을 체인 위로 구동할 것을 더 지시할 수 있다. 이단 체인이 정위치에 놓이면, 프로세서(103)는 사용자에게 차량을 정지시키고 차량 밖으로 나와서 체인을 바퀴 둘레를 감싸도록 지시한다.
체인을 장착한 차량이 운행하는 동안에, 프로세서(103)는 차량이 움직이는 속도를 모니터한다. 센서가 소정의 값 이상의 속도, 예를 들면 30 mph 이상의 속도를 검출하였다면, 체인을 가지고 소정의 값 이상의 속도로 운전하는 것이 위험하다는 것을 프로세서(103)는 디스플레이(117) 및/또는 사용자 인터페이스(119)를 통하여 사용자에게 통지한다. 사용자가 감속하지 않거나, 또는 너무 늦게 응답하거나, 또는 운전자 상태 서브시스템(123)에 의해서 결정된 바와 같이 인식력이 있지 않다면, 브레이크 서브시스템(125)과 연결되어 작동하는 프로세서(103)는 차량을 소정 값 이하 또는 그와 같은 속도로 늦춘다.
또한, 차량이 운행하는 동안에, 통신 서브시스템(154)과 연결되어 작동하는 프로세서(103)는 도로 상태를 수신한다. 체인이 더 이상 필요하지 않은 지점까지 도로 상태가 향상될때, 프로세서(103)는 디스플레이(117) 및/또는 사용자 인터페이스(119)를 통하여 사용자에게 체인을 제거하는 것이 안전하다는 것을 통지하며 어떻게 체인을 제거하는 가에 대해서 지시한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 사용자 개인과 선택(preference)에 관한 사용자의 기록은 도 17 의 서버(1455)의 메모리(1459)내에 유지된다. 예를 들면, 사용자 기록은 (a) 비상의 상황을 처리하도록 공격적인 운전을 수행하는데 있어서의 사용자의 선택을 상술한 비상 프로파일(profile), (b) 일 또는 비지니스 직무로 가는데 시간 효과적인 운전을 수행하는데 있어서의 사용자의 선택을 상술한 통근 프로파일 및, (c) 사용자가 휴가중이거나 또는 쇼핑 여행중일때 레저 운전을 수행하는데 있어서의 사용자의 선택을 상술한 휴가 프로파일을 포함한다. 또한, 선택된 프로파일을 반영하는 다양한 유형의 운전을 위해서 템플레이트(template)가 서버(1455)로부터 디스플레이(117)에 거주하도록 다운로드될 수 있다. 마찬가지로, 사용자와 승객의 오락물에 관한 프로파일이 서버(1455)내에 설정될 수 있다. 그러한 경우에, 사용자와 승객에 대한 오락물 템플레이트가 서버(1455)로부터 그들의 각 오락물 디스플레이에 거주하도록 다운로드될 수 있다.
시스템(100)은 개인 휴대 단말기(PDA)와 같은 이동 장치와 연결되기 위한 인터페이스용으로 제공될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 오늘날, 팜(PALM) 유형의 PDA 와 같은 이동 장치는 일반적으로 인터넷과 다른 네트워크 유형의 서비스에 접 근할 수 있다. 상세하게는, 이동 장치가 무선 통신 및, 모뎀 설비를 일체화하여, 사용자가 전자 메일(e-mail)을 보내고 받을 수 있거나, 또는 인터넷을 통하여 데이타를 업로드하거나 다운로드할 수 있다. 따라서, 사용자는 소정의 URL 에서 서버(1455)와 통신하여 예를 들면 상기 설명된 운전 프로그램과 지정된 차량에 관한 다양한 차량 기능들에 대한 다른 정보에 접근하고 다운로드할 수 있도록 그러한 이동 장치를 이용할 수 있다. 그러한 프로그램과 정보는 이동 장치가 나중에 시스템(100)과 "도킹(docking)"되거나 또는 연결될때 메모리(107)에 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 시스템(100)은 차량 엔진이 과열되는 것을 모니터하며 사용자에 그러한 문제점이 발생하였는지를 통지한다. 프로세서(103)는 도 19 에서의 온도 서브시스템(160)과 상호 작용하며 메모리(107)내에 저장된 루틴에 따라서 다양한 임무를 수행한다.
도 19 에 도시된 바와 같이, 온도 서브시스템(160)은 엔진 온도를 검출하기 위한 써모 센서(2102)를 구비한다. 서브시스템(160)은 또한 센서(2102)로부터의 아날로그 온도 값을 디지탈 온도 데이타로 전환하는 아날로그-디지탈(A/D) 콘버터(2104)를 구비한다. 디지탈 온도 데이타는 메모리(2106)내에 저장된다.
메모리(107)내에 저장된 엔진 온도를 모니터하는 문의 루틴(polling routine)에 의해서 지시되어, 프로세서(103)는 때때로 해석을 위한 온도 서브시스템(160)으로부터의 데이타를 수집한다. 프로세서(103)는 해석을 위해서 간격을 두어 메모리(2106)로부터 데이타를 수집하는데, 그 간격의 길이는 엔진 과열 상태의 함수이다. 데이타의 해석이 차량의 과열을 나타내거나, 또는 위험의 범위내에 있다 는 것을 나타내면, 상태가 교정될때까지 프로세서(103)는 보다 짧은 간격으로, 따라서 보다 자주 온도 서브시스템(160)에 문의를 한다.
도 20 은 엔진 온도를 모니터하기 위한 문의 루틴을 도시한다. 그러한 루틴에 의해 지시되어, 단계(1603)에서 프로세서(103)는 온도 서브시스템(160)으로부터 온도 데이타를 수신한다. 프로세서(103)는 데이타에 의해서 표시된 엔진 온도가 소정의 위험 온도 값을 초과하는지의 여부를 단계(1605)에서 결정한다. 엔진 온도가 위험스럽게 높은 것으로 결정되었다면, 단계(1614)에서 프로세서(103)는 사용자에게 엔진의 과열 상태에 관해서 경고한다. 단계(1617)에서 프로세서(103)는 사용자에게 어떻게 상태를 교정할 것인지에 관해서 더 지시한다. 예를 들면, 엔진을 냉각시키는 것을 돕도록 "히터를 켜시오", 사용자가 자동차 안에서 너무 덮게되는 것을 방지하도록 "창문을 여시오", "수리 공장으로 가시오" 와 같은 지시가 디스플레이(117) 및/또는 사용자 인터페이스(119)를 통해서 통신될 수 있다. 온도 데이타가 위험스럽게 높은 엔진 온도를 계속 나타낸다면, 사용자는 엔진 냉각을 돕도록 "차량의 속도를 높이시오"라고 더 지시될 수 있다. 또한, 프로세서(103)는 단계(1619)에서 정기적인 문의 비율보다 높은 문의 비율을 채용하는데, 즉, 보다 밀접하게 상황을 모니터하도록 보다 짧은 간격으로 온도 데이타를 분석한다.
엔진이 위험스럽게 과열에 근접하거나 또는 과열되었다는 것을 온도 데이타가 나타내면, 프로세서(103)는 사용자에게 안전 위치에 즉시 "차를 대시오"라고 지시할 수 있다. 일단 사용자가 차를 세우면, 브레이크 서브시스템(125)에 의해서 검출되어, 프로세서(103)는 어떻게 엔진의 온도를 냉각시키는지에 관한 지시를 통보 한다. 예를 들면, "라디에이터를 냉각시키도록 차량 그릴을 통해서 물을 뿌리시오"와 같은 지시가 통보될 수 있다. 사용자가 지시를 수행하는 동안에, 사용자가 라디에이터 캡을 제거하고 라디에이터의 저수조에 물을 더하기에 안전한 레벨로 엔진 온도가 언제 강하하였는지를 결정하도록 프로세서(103)는 온도 서브시스템(160)에 문의한다. 안전한 온도 레벨에 도달했을때, 프로세서(103)는 사용자에게 "라디에이터의 캡을 제거하기에 안전합니다" 그리고 "물을 저수조에 넣으십시오"라는 것과 같은 지시를 통보한다. 사용자가 그러한 지시를 수행하면 프로세서(103)는 온도 서브시스템(160)에게 온도 데이타에 대해서 계속 문의하고, 그 데이타를 이러한 특정의 차량에 대하여 수용 가능한 것으로 간주되는 값과 비교한다. 따라서, 단계(1605)에서 엔진 과열의 위험이 없는 것으로 결정되면, 단계(1621)에서 프로세서(103)는 정규적인 문의 비율을 채용한다. 프로세서(103)는 사용자에게 "운전을 시작해도 안전합니다"라고 통보할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 유체 레벨 관리 서브시스템(미도시)이 유체의 레벨을 측정하고 모니터하도록 차량의 오일 저유조, 브레이크 유체 저유조 및, 냉각수 저수조에 결합된다. 유체 레벨들은 현재의 레벨을 작동 레벨 범위와 비교함으로써 모니터된다. 유체 레벨들의 하나 또는 그 이상이 그들의 작동 레벨 범위의 아래로 강하하면, 유체 레벨 관리 서브시스템은 사용자에게 문제점에 대해서 통지하고 사용자에게 어떻게 문제를 해소할 것인지에 대해서 지시한다. 유체 레벨 관리 서브시스템은 또한 유체 저수조와 유체 시스템이 누설되는지를 모니터한다. 유체 시스템 또는 저수조는, 저수조내 유체 레벨이 변화하는 비율이 소정의 유체 증발/ 사용 범위보다 큰 비율로 변화한다면 누설되고 있는 것으로 간주된다. 저수조 또는 유체 시스템이 누설되는 것으로 결정되면, 사용자는 어떤 유체 시스템이 누설되는지에 대해서 통지받으며 어떻게 문제를 경감시키거나 또는 교정할지에 대해서 통보를 받는다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 팬 서브시스템(미도시)은 차량의 라디에이터를 통한 팬의 작동과 공기 유동을 모니터한다. 팬 서브시스템은 팬의 회전이 모니터될 수 있도록 팬과 결합된다. 팬의 회전이 소정의 비율 범위와 상이한 비율로 회전하거나 또는 정지하면, 팬 서브시스템은 사용자에게 문제점에 관해서 통지하며 어떻게 문제점을 경감시키거나 교정할지에 대해서 사용자에게 지시한다. 팬 서브시스템은 또한 라디에이터를 통한 공기 유동의 비율을 모니터하며, 라디에이터가 차단될 수 있거나 또는 부분적으로 차단될 수 있다는 것을 공기 유동의 비율이 나타내는지의 여부를 사용자에게 통지한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 벨트 서브시스템(미도시)은 차량 교류 발전기의 벨트가 미끄러지는지를 모니터한다. 교류 발전기 벨트가 미끄러지고 있다면, 교류 발전기는 차량의 배터리를 충전시킬 수 없어서, 배터리 충전의 고갈을 초래한다. 벨트 서브시스템은 교류 발전기의 샤프트에 결합되어서 교류 발전기가 회전하는 속도를 측정한다. 교류 발전기가 회전하는 비율은 소정의 비율 범위와 비교되어, 소정 범위가 허용하는 것보다 빠르거나 또는 느리게 교류 발전기가 회전하는지의 여부를 결정한다. 교류 발전기가 소정 범위의 밖에서, 예를 들면 너무 느리게 회전한다면, 사용자는 교류 발전기 벨트가 미끄러지고 있으며 교체되거나 또는 수 리되어야 한다는 점을 통지받는다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 라디에이터 서브시스템(163)은 차량 라디에이터에서 물에 대한 냉각제(예를 들면 부동액)의 비율을 결정하는데 사용된다. 도 21 에 도시된 바와 같이, 라디에이터 서브시스템(163)은 라디에이터에서 용액의 pH 레벨을 측정하기 위한 pH 센서(2206)를 구비한다. 센서(2206)는 용액내에 잠긴 전극을 구비한다. 서브시스템(163)은 또한 용액의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(2210), 프로세서(2202) 및, 루틴(2214)과 테이블(2212)을 구비하는 메모리(2204)를 구비한다. 테이블(2212)은 냉각제의 농도를 표시하는 용액의 pH 레벨을, 필수적으로 일정한 체적을 위해서, 안전한 온도 범위의 값에 관련시킨다. 루틴(2214)은 주어진 온도 범위에서 차량의 안전한 작동을 위해서 물에 대한 냉각제의 적절한 비율을 모니터하도록 사용되다.
도 22 는 루틴(2214)을 도시한다. 그러한 루틴에 의해 지시되어, 프로세서(2202)는 단계(1703)에서 센서(2206)를 이용하여 라디에이터의 용액의 pH 레벨을 식별하는데, 이것은 용액내 냉각제의 농도를 나타낸다. 프로세서(2202)는 단계(1709)에서 방금 결정된 pH 레벨에 대응하는 안전한 온도 범위에 대한 표(2212)를 찾는다. 프로세서(2202)는 단계(1712)에서 온도 센서(2210)를 이요아여 용액 온도를 식별한다. 단계(1715)에서 프로세서(2202)는 방금 식별된 온도가 안전한 온도 범위내에 있는지의 여부를 결정한다. 그러하다면, 루틴(2214)은 종료된다. 그렇지 않다면, 프로세서(2202)는 단계(1721)에서 경고 또는 위험 신호를 발생시킨다. 그러한 경고는 디스플레이(117)상에서 디스플레이될 수 있으며, 사용자 인터페이 스(119)를 통해서 가청의 경고를 수반할 수 있다.
또한, 차량의 주행 기록계는, 차량이 소정의 거리를 주행했다면 특정의 유지 관리가 필요한지의 여부를 결정하는데 사용되는 데이타의 소스이다. 차량이 소정의 거리를 주행하였다면, 프로세서(103)는 라디에이터 유지 관리 정보를 사용자에게 디스플레이(117) 또는 사용자 인터페이스(119)를 통하여 보낸다. 유지 관리 정보는 차량의 과열을 방지하도록 취해질 수 있는 예방 조치에 관한 것일 수 있다. 유지 관리 정보의 예들은 "라디에이터 캡을 교체하시오", "써모스태트를 교체하시오", "라디에이터 호스가 부드럽게 느껴지는지 점검하고 교체하시오" 그리고 "보조 트랜스미션 쿨러를 설치하시오"와 같은 것을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 짧은 범위의 고도계로서 작동하여, 차량 간극 서브시스템(169)이 현재의 차량 지면 간극을 결정하는데, 상기 간극은 차량에 대한 하중과 함께 변화할 수 있다. 서브시스템(169)은 차량의 상이한 지점들에 배치된 하나 또는 그 이상의 송수신기를 구비한다. 이들 송수신기들은 지면에 신호를 방사하고, 그로부터 반사된 신호를 검출하는데 사용된다. 프로세서(103)는 신호의 방사와 그것이 반사된 버젼의 수신 사이에서 시간의 지체에 기초하여 현재의 차량 지면 간극을 결정한다. 차량 간극 서브시스템(169)은 레이다, 소나, UHF 또는 마이크로웨이브와 같은 다양한 주파수 범위에서 작동하도록 설계될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
목적물 프로파일 서브시스템(172)은 차량의 앞과 뒤의 목적물의 프로파일을 결정하도록 사용되는데, 이것은 경사면, 연석(curb), 도로상의 장애물 또는 잔해등 일 수 있다. 서브시스템(172)은 그러한 목적물에 신호를 방사하고 그리고 그로부터 반사된 신호를 수신하는 송수신기를 구비한다. 반사된 신호들은 목적물의 치수를 포함하여 목적물을 프로파일을 결정하도록 프로세서(103)에 의해서 해석된다. 송수신기는 차량의 앞과 뒤에 위치된다. 서브시스템(172)은 레이다, 소나, UHF 또는 마이크로웨이브와 같은 다양한 주파수 범위에서 작동되도록 디자인될 수 있다.
도 23 은 차량이 경로에 있는 목적물을 처리할 수 있는지의 여부를 결정하는 안전 루틴을 나타낸다. 그러한 안전 루틴은 그러한 목적물이 예를 들면 검출 서브시스템(130)에 의해서 검출될때 시작된다. 도 23 을 참조하면, 안전 루틴에 의해 지시되어, 프로세서(103)는 단계(1903)에서 차량의 상이한 지점들에서의 차량 간극 측정에 관한 데이타에 관하여 차량 간극 서브시스템(169)에 문의한다. 프로세서(103)는 단계(1906)에서 수신된 데이타를 분석하여 측정치들중에서 지면으로부터 가장 낮은 차량의 간극을 결정한다. 프로세서(103)는 단계(1909)에서 목적물의 프로파일에 관한 데이타에 대하여 목적물 프로파일 서브시스템(172)에 문의한다. 프로세서(103)는 단계(1915)에서 가장 낮은 차량 간극이 목적물의 높이를 초과하는지의 여부를 결정한다. 만약 그렇다면, 루틴은 종료된다. 그렇지 않다면, 프로세서(103)는 단계(1918)에서 경고를 발생시켜서 디스플레이(117)상에 나타나고 그리고/또는 사용자 인터페이스(119)를 통하여 알려지게 하며, 사용자에게 목적물을 빠져나가거나 또는 정지할 것을 지시한다.
사용자가 목적물의 둘레로 빠져나갈것을 결정한다면, 차량 중량의 이동이 트랙션 제어 서브시스템(127)에 의해서 검출되는데,이것은 측방향의 가속을 검출한 다. 그러한 측방향 가속의 검출에 응답하여, 프로세서(103)는 다른 서브시스템과 협동하여 트랜스미션/쓰로틀 시스템(210)을 조절하여 차량의 속도를 늦춘다. 프로세서(103)는 타이어의 캠버가 조절되게 하여 그들의 CF 를 증가시켜서 트랙션을 증가시킬 수 있다.
사용자가 검출된 목적물의 경구에 응답하지 못하면, 프로세서(103)는 브레이크 서브시스템(125)을 사용하여 차량의 제동을 야기함으로써 차량의 속도를 늦춘다. 동시에, 프로세서(103)는, 검출 서브시스템(130)에서 항법 시스템(205)과 레이다 및/또는 적외선 센서에 의해 안내되어, 조향 서브시스템이 차량을 도로의 노견으로 조향하도록 한다.
더욱이, 프로세서(103)는 현재의 운전자 상태에 대하여 운전자 상태 서브시스템(123)에게 문의하여, 운전자가 차량의 경로상에 있는 목적물과 같은 다가오는 운전 상황을 처리하는데 정신적으로 준비가 되었는지의 여부를 결정한다. 차량이 목적물에 접근할때, 프로세서(103)는 차량이 목적물을 처리할 수 있는지의 여부를 검중하고 그리고 운전자 상태가 호의적인지 또는 비호의적인의 여부를 검증한다. 운전자의 상태가 호의적이지 않다면, 프로세서(103)는 운전자의 안전을 보장하도록 차량의 속도와 브레이크를 조절하거나 또는 도로의 노견으로 차량을 인도하여 차량을 정지시킨다.
이러한 예시적인 구현예에서, 검출 서브시스템(130)은 차량의 측부에 위치된 목적물의 위치를 결정하는데 사용되는데, 이것은 신호를 방사하고 그리고 그것의 반사된 버젼을 검출하는 송수신기를 구비한다. 공지된 방식으로, 신호의 방출과 반 사된 신호의 검출 사이의 시간 지연에 기초하여, 프로세서(103)는 차량 둘레의 그 어떤 목적물의 위치 (또는 목적물 좌표)를 결정한다. 이러한 예에서 송수신기는 레이다 스펙트럼내에서 작동한다. 서브시스템(130)은 소나, UHF 또는 마이크로웨이브와 같은 다른 주파수 범위에서 작동하도록 설계될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 송수신기는 차량 둘레의 다양한 위치들에 위치될 수 있다. 예를 들면, 측면 전방과 후방 범퍼들에 근접하여 배치되는데, 여기에서 다른 차량, 연석, 기둥과 같은 목적물의 위치를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 서브시스템(130)은 사용자가 회전 보조 루틴에 따라서 목적물의 둘레로 운전하는 것을 돕도록 사용된다. 이러한 루틴은 특히 차량이 길어서, 예를 들면 그에 설치된 트레일러를 가질때 특히 유용하다. 예를 들면, 루틴의 일부로서, 사용자는 트레일러를 견인하기 전에 트레일러의 길이와 폭의 측정치를 사용자 인터페이스(119)를 통하여 시스템(100)에 입력할 것을 요청받는다. 길이와 폭의 데이타가 입력된 이후에, 프로세서(103)는 메모리(107)에 데이타를 저장하는데, 이것은 나중에 차량과 트레일러의 안전한 회전 각도를 결정하도록 사용될 수 있다. 안전한 회전 각도의 결정에 영향을 미칠 수 있는 트레일러의 차축 위치, 혀 부분 중량, 혀 부분과 트레일러 차축 사이의 길이, 돌출부, 조향 입력 및, 트레일러 바퀴 직경과 같은 부가적인 정보들도 사용자에게 요구될 수 있다. 차량/트레일러와 목적물 사이의 측방향 거리 (즉, 차량/트레일러의 측으로부터 직각으로 측정된 목적물의 거리)가 주어진다면, 차랑 및/또는 트레일러가 목적물을 건드리지 않고 회전이 이루어질 수 있기 전에, 차량과 트레일러가 목적물을 지나서 이동하여야 하는 거리가 결정될때 안전한 회전 각도가 구현된다.
이러한 예에서, 프로세서(103)는 안전한 회전 각도를 결정하도록 이전에 알려진 트레일러의 길이와 폭 데이타, 차량의 길이와 폭 데이타 및, 서브시스템(130)에 의해 제공되는 목적물 좌표를 사용한다. 도 24 에 도시된 회전 보조 루틴은 다가오는 회전에 앞서서 회전 신호를 사용자가 입력함으로서 야기된다. 도 24 를 참조하면, 차량이 다가오는 회전에서 회피되어야 하는 목적물을 통과할때, 프로세서(103)는 단계(2006)에서 차량의 전방측에 있는 목적물을 검출한다. 프로세서(103)는 단계(2009)에서 차량의 주행 기록계에 문의하여 차량과 트레일러가 목적물을 검출한 시간 이래로 지났던 이동 거리를 측정한다. 서브시스템(130)으로부터의 데이타를 사용하여, 프로세서(103)는 단계(2012)에서 목적물이 차량으로부터 떨어진 측방향 거리를 결정한다. 단계(2015)에서, 프로세서(103)는 차량의 폭을 트레일러의 폭과 비교하여 어떤 것이 더 넓은지를 결정한다. 트레일러의 폭이 차량에 대하여 얼마나 넓은지 또는 좁은지를 알아서, 프로세서(103)는 단계(2012)에서 트레일러가 통과중에 목적물에 닿을 것인지의 여부를 결정한다. 이것은 트레일러가 차량의 측면으로부터 연장되는 거리를 단계(2012)에서 측정된 측방향 거리와 비교함으로써 결정된다. 트레일러가 목적물에 닿을 것이라고 결정되면, 단계(2023)에서 프로세서(103)는 즉시 사용자에게 이러한 안전상의 위험을 통지한다.
그렇지 않으면, 트레일러가 목적물에 닿지 않을 것이라고 결정되면, 프로세서(103)는 단계(2018)에서 차량과 트레일러가 목적물에 닿는 것을 회피하도록 회전을 시작하기 전에 확보하여야 하는 안전 이동 거리를 결정한다. 이러한 결정은, 어 떠한 것이 더 짧던지간에, 차량과 트레일러의 조합된 길이, 목적물과 차량 사이의 측방향 거리, 목적물과 차량 사이 또는 목적물과 트레일러 사이의 측방향 거리에 기초한다. 트레일러의 차축 위치, 혀 부분의 중량, 혀 부분과 트레일러 차축 사이의 길이, 돌출부, 조향 입력 및, 트레일러 바퀴 직경도 안전 이동 거리를 결정할때 고려될 수 있다. 단계(2029)에서 프로세서(103)는, 목적물이 차량의 전방측에서 검출된 이래로 주행 기록계에 의해서 측정된 이동 거리가 안전 거리를 초과하였는지의 여부를 측정한다.
이동 거리가 안전 거리를 초과하였다는 것이 결정되자마자, 프로세서(103)는 단계(2032)에서 사용자에게 회전을 시작하도록 경고한다. 예를 들면, 프로세서(1030는 사용자에게 오디오, 비디오 및/또는 문자 메세지를 통하여 회전을 촉구할 수 있다.
상술한 바는 단지 본 발명의 원리를 예시한 것이다. 따라서 본 발명의 원리를 구체화시킨 다수의 다른 시스템들이 안출될 수 있다는 것과 따라서 그것이 본 발명의 사상과 범위안에 있다는 점을 당업자들은 이해할 것이다.
예를 들면, 시스템(100)은 예를 들면 자동차, 트럭, 스포츠 유틸리티 차량(SUV), 트랙터, 지이프, 군용 차량, 보트, 항공기등과 같은 이동 장비를 전체적으로 포괄하는 차량에서 예시적으로 사용된다.
또한, 시스템(100)은 다양한 네트워크 플랫포옴에서 기능하도록 용이하게 수정될 수 있다. 다중의 네트워크들이 각각 그 자체의 예정된 루틴을 제공하면서 상요될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 그러한 루틴은 시간 분할 루틴, 문의를 제 기하는 루틴(polling routine) 및, 간섭 루틴과 같은 것들중 하나 또는 그 이상이다.
더욱이, 통신 이벤트 매니저(manager)가 시스템(100)내에 일체화될 수 있다. 통신 이벤트 관리자는 프로세서(103)와 다양한 서브시스템 사이에서 필요한 임무의 스케쥴 설정을 제어할 수 있다.
마지막으로, 개시된 시스템(100)이 분리되어 있는 다양한 기능 블록의 형태로 구현되어있을지라도, 상기 블록들중의 하나 또는 그 이상의 기능들이거나 또는 실제로 그러한 기능들 전부가, 예를 들면 하나 또는 그 이상의 적절하게 프로그램된 프로세서 또는 디바이스들에 의해서 구현된 장치치내에서 시스템이 동등하게 잘 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및, 장점들은 본 발명의 예시적인 구현예를 나타내는 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 차량에서 사용되기 위한 제어 시스템의 블록 다이아그램이다.
도 2 는 도 1 의 제어 시스템내에서 차량 제어 서브시스템의 블록 다이아그램이다.
도 3 은 도 1 의 제어 시스템내에서 운전자 상태 서브시스템의 블록 다이아그램이다.
도 4 는 도 1 의 제어 시스템내에서 레코더(recorder) 서브시스템의 블록 다이아그램이다.
도 5 는 본 발명에 따른 리포트(report)에서 사용되기 위한 데이타를 기록하는 방법을 나타내는 순서도를 도시한다.
도 6 은 본 발명에 따라서 그 어떤 인식 시험을 야기하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7 은 도 1 의 제어 시스템에서 트랙션 제어 서브시스템의 블록 다이아그램이다.
도 8 은 도 1 의 제어 시스템에서 바퀴 서브시스템의 블록 다이아그램이다.
도 9 는 본 발명에 따른 타이어에서 고온계의 배치를 도시한다.
도 10 은 본 발명에 따른 고온계의 구성 요소들을 도시한다.
도 11 은 타이어가 본 발명에 따라서 적절하게 팽창되었는지의 여부를 결정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12 는 본 발명에 따른 하중 평형 루틴(routine)을 나타내는 순서도이다.
도 13 은 본 발명에 따른 안개등의 구성 요소들을 나타낸다.
도 14 는 본 발명에 따른 레벨 센서의 배치를 나타낸다.
도 15a 는 도 14 의 레벨 센서에 대한 제 1 등가 회로를 도시한다.
도 15b 는 도 14 의 레벨 센서에 대한 제 2 등가 회로를 도시한다.
도 16 은 본 발명에 따라서, 차량이 물을 만났을때 제어 시스템에 의해서 수행되는 과정을 도시하는 순서도이다.
도 17 은 제어 시스템내의 통신 서브시스템이 원격의 서버와 통신하는데 사용되는 것을 나타낸 배치도이다.
도 18 은 본 발명에 따라서, 코너를 지나는 것을 포함하는 운전 상황의 처리를 나타낸다.
도 19 는 도 1 의 제어 시스템에서 온도 서브시스템의 블록 다이아그램을 나타낸다.
도 20 은 본 발명에 따른 엔진 온도의 모니터 방법을 나타내는 순서도이다.
도 21 은 도 1 의 제어 시스템내에서 라디에이터 서브시스템의 블록 다이그램이다.
도 22 는 본 발명에 따른 라디에이터 유체의 온도와 농도를 모니터하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 23 은 본 발명에 따라서 차량의 간극을 모니터하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 24 는 본 발명에 따라서 사용자가 회전하는 것을 보조하는 방법을 나타내는 순서도이다.

Claims (20)

  1. 시간과 관련하여 차량의 상태에 관한 제 1 데이타의 수집 단계로서, 상기 제 1 데이타를 수집하는 빈도는 차량의 상기 상태가 존재할 가능성과 함께 변화하는, 제 1 데이타를 수집하는 단계;
    시간과 관련하여 사용자의 상태에 관한 제 2 데이타를 수집하는 단계;
    시간과 관련하여 차량 외부의 주변 상태에 관한 제 3 데이타를 수집하는 단계; 및,
    사용자에게 차량을 운전하는데 있어서 도움을 제공하도록 시간의 함수로서 상기 제 1 데이타, 상기 제 2 데이타 및, 상기 제 3 데이타들중 선택된 하나를 해석하는 단계;를 구비하는, 사용자의 차량 작동을 보조하는 시스템에서 이용되는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 상태는 사용자의 신체 상태에 관한 것을 특징으로 하는, 사용자의 차량 작동을 보조하는 시스템에서 이용되는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 상태는 사용자의 인식 상태에 관한 것을 특징으로 하는, 사용자의 차량 작동을 보조하는 시스템에서 이용되는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    주변 상태는 날씨 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사용자의 차량 작동을 보조하는 시스템에서 이용되는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    주변 상태는 도로 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사용자의 차량 작동을 보조하는 시스템에서 이용되는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    주변 상태는 통행 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자의 차량 작동을 보조하는 시스템에서 이용되는 방법.
  7. 차량의 타이어 상태를 모니터하는 장치로서, 타이어는 공기로 팽창되고 상이한 부분들을 포함하며,
    타이어의 개별 부분들에 대한 복수개의 온도를 측정하도록 타이어의 상이한 부분들에 배치된 복수개의 센서들; 및,
    복수개의 측정된 온도들에 관한 데이타를 포함하는 신호를 송신하는 송신기;를 구비하고,
    송신된 신호는 타이어가 적절하게 팽창되었는지의 여부를 결정하도록 복수개 의 측정된 온도들을 포함하는 비교를 수행하기 위하여 차량내 분석기에 의해서 받아들여지는, 차량의 타이어 상태 모니터 장치.
  8. 계수를 유지하는 단계;
    계수가 소정의 값에 도달할때까지,
    (a) 선택된 위치에 도달하려는 지시에 관한 사용자 요청을 받고,
    (b) 요청에 응답하여 선택된 위치에 도달하도록 사용자에게 지시를 제공하고,
    (c) 사용자가 지시를 따르는 것에 실패하였는지의 여부를 결정하고,
    (d) 사용자가 지시를 따르는 것에 실패하였다고 결정되었을 때 계수를 증가시키는, 상기 (a) 내지 (d) 들을 한번 또는 그 이상의 횟수로 수행하는 단계; 및,
    계수가 소정의 값에 도달하였을 때 사용자의 상태를 평가하는 단계;를 포함하는 차량내 사용자의 상태를 결정하기 위한 시스템에서 사용되는 방법.
  9. 힘에 의해서 작동되는 차량내 장치로서,
    상기 장치를 작동하도록 사용자가 적용하는 힘에 대한 저항을 조절하는 메카니즘;
    사용자의 체력을 측정하는 디바이스(device); 및,
    상기 디바이스에 의해 측정된 사용자의 체력에 응답하여 저항을 조절하도록 메카니즘을 작동시키는 프로세서;를 구비하는, 힘에 의해서 작동되는 차량내 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    체력은 사용자의 몸무게로 나타내는 것을 특징으로 하는, 힘에 의해서 작동되는 차량내 장치.
  11. 공기로 팽창되는 차량의 타이어 상태를 결정하는 방법으로서, 상기 타이어는 상이한 부분들을 구비하고, 상기 방법은,
    타이어의 상이한 부분들에 대응하는 타이어의 복수개의 온도들을 각각 측정하는 단계; 및,
    복수개의 측정된 온도들을 포함하는 비교에 기초하여 타이어가 적절하게 팽창되었는지 여부를 결정하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는, 공기로 팽창되는 차량의 타이어 상태를 결정하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 타이어의 상이한 부분들은 타이어의 제 1 측벽, 제 2 측벽 및 원주면을 포함하는 것을 특징으로 하는, 공기로 팽창되는 차량의 타이어 상태를 결정하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    측정된 온도들은 상기 제 1 측벽, 상기 제 2 측벽 및, 상기 원주면에 대응하 는 것을 특징으로 하는, 공기로 팽창되는 차량의 타이어 상태를 결정하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽 및, 상기 제 2 측벽에 대응하는 온도들의 평균을 계산하는 단계 및, 상기 원주면에 해당하는 온도가 소정의 쓰레숄드 값(threshold value)으로써 평균을 초과할때 타이어가 과팽창되었다는 것을 결정하는 단계를 더 구비하는, 공기로 팽창되는 차량의 타이어 상태를 결정하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽 및, 상기 제 2 측벽에 해당하는 온도들의 평균을 계산하는 단계 및, 평균이 소정의 쓰레숄드 값으로써 상기 원주면에 대응하는 온도를 초과할때 타이어가 저팽창되었다는 것을 결정하는 단계를 더 구비하는, 공기로 팽창되는 차량의 타이어 상태를 결정하는 방법.
  16. 도로의 평평도를 결정하는 단계;
    물이 도로의 표면상에 나타나는지의 여부를 결정하는 단계; 및,
    물이 도로의 표면상에 나타났을때 도로의 평평도에 응답하여 차량이 조향되는 것을 돕도록 차량 휘일의 틸트를 제어하는 단계;를 구비하는, 도로상의 이동을 위하여 차량내 시스템에서 이용되는 방법.
  17. 이동 행로(route)를 계획하는 단계;
    행로의 선택된 부분에 대하여 지형에 관한 제 1 데이타를 휙득하는 단계;
    행로의 선택된 부분을 둘러싸는 상태에 관하여 제 2 데이타를 획득하는 단계; 및,
    행로의 선택된 부분에 도달하기 전에 상기 제 1 데이타 및, 상기 제 2 데이타에 기초하여 행로의 선택된 부분을 통과하는 차량의 운전에 관한 데몬스트레이션(demonstration)을 제공하는 단계;를 구비하는, 사용자의 차량 운전을 돕는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 상태는 날씨 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사용자의 차량 운전을 돕는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 상태는 도로 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사용자의 차량 운전을 돕는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 상태는 통행 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사용자의 차량 운전을 돕는 방법.
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