KR20080052739A - Controlling apparatus for distance between cars, collision reduction and collision prevention and controlling method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치를 나타내는 블럭도.1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling vehicle distance, reducing collision, and preventing collision according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법을 나타내는 순서도.2 is a flowchart illustrating a method for controlling distance between vehicles, reducing collision, and preventing collision according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 주행 특성 분석기에 저장되어 있는 운전자의 주행 특성 중 어느 하나를 나타내는 도면.3 is a diagram illustrating any one of driving characteristics of a driver stored in a driving characteristic analyzer;
도 4는 충돌경보지수와 역충돌시간에 대한 목표 가속도를 나타내는 그래프.4 is a graph showing the target acceleration against the collision warning index and the reverse collision time.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 동작 스타트 신호 발생기 20 : 제어부10: operation start signal generator 20: control unit
22 : 브레이크 액추에이터 24 : 충돌 경고 신호 발생기22: brake actuator 24: collision warning signal generator
32 : 밀리미터 웨이브 레이더 센서 34 : 마찰력 추정기32 millimeter
36 : 가속도 센서 38 : 주행 특성 분석기36: acceleration sensor 38: driving characteristic analyzer
본 발명은 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 자동차의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충동 방지 제어를 통합하여 하나의 제어기로 제어할 수 있는 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to inter-vehicle distance control, collision alleviation and collision avoidance control systems, and in particular, inter-vehicle distance control, collision alleviation and collision control, which can be controlled by one controller by integrating the vehicle inter-vehicle control, collision alleviation and impulse prevention control An anti-control device and a method thereof are provided.
자동차는 운전자에게 많은 편의를 제공하는 한편, 운전자의 안전을 위협하는 많은 요소들을 가진다. 따라서, 최근의 자동차는 운전자의 편의와 안전을 동시에 도모하기 위한 기술들을 구비하도록 발전하고 있다.While a vehicle provides a lot of convenience for the driver, it has many factors that threaten the driver's safety. Therefore, recent automobiles have evolved to be equipped with technologies for simultaneously promoting the convenience and safety of the driver.
현재 운전자의 편의와 안전을 동시에 도모하기 위한 자동차의 기술들로는 차간거리 제어 시스템과, 충동 경감 및 충돌 방지 제어 시스템이 있다. 차간거리 제어 시스템은 자동차의 전방에 레이더 센서나 초음파 센서들을 장착하여 상대 차량과의 상대 거리와 상대 속도를 측정하여 브레이크 액추에이터 제어기를 통해 차간거리를 유지하는 시스템이며, 충동 경감 및 충돌 방지 제어 시스템은 자동차의 전방에 레이더 센서나 초음파 센서들을 장착하여 차량이 설정된 위험 상황에 도달하면 충돌 경고 제어기를 통해 운전자에게 충돌 경고를 제공하는 시스템이다.At present, the technologies of automobiles for both driver comfort and safety at the same time include an inter-vehicle distance control system and an impulse alleviation and collision avoidance control system. The inter-vehicle distance control system is equipped with radar sensors or ultrasonic sensors in front of the vehicle to measure the relative distance and relative speed with the counterpart vehicle and maintains the inter-vehicle distance through the brake actuator controller. It is a system that provides a crash warning to the driver through the collision warning controller when the vehicle reaches a set dangerous situation by mounting radar sensors or ultrasonic sensors in front of the vehicle.
하지만, 상기 차간거리 제어 시스템과 충동 경감 및 충돌 방지 제어 시스템은 각각 독립적인 제어기를 가짐에 따라 자동차의 생산 비용을 증가시키는 문제점이 있다. However, the inter-vehicle distance control system and the impulse alleviation and collision avoidance control system have a problem of increasing the production cost of the vehicle as each having an independent controller.
또한, 차간거리 제어 시스템과, 충동 경감 및 충돌 방지 제어 시스템은 주행 도로 환경이나 기상 상태들을 고려하지 않고 단순히 레이더 센서나 초음파 센서들로부터 감지되는 신호들을 이용하여 설정된 파라미터에 의해 최적 차간거리를 산출하거나, 최대 정지 거리 등을 산출하는 등 주변 도로 환경이나 기상 상태들을 고려하지 않아 운전자의 절대 안전을 보장할 수 없다는 단점이 있다.In addition, the inter-vehicle distance control system and the impulse alleviation and collision avoidance control system may calculate the optimum inter-vehicle distance by a parameter set by simply using signals detected from radar sensors or ultrasonic sensors without considering driving road environment or weather conditions. In other words, the absolute safety of the driver cannot be guaranteed because the surrounding road environment or weather conditions are not taken into consideration, such as calculating a maximum stopping distance.
따라서, 본 발명의 목적은 자동차의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충동 방지 제어를 하나의 제어기로 제어할 수 있는 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control apparatus and a method for controlling vehicle distance control, collision reduction and impulse prevention control with one controller.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 주행 도로 환경이나 기상 상태들을 고려하여 자동차의 차간거리와 충돌 경감 및 충동 방지를 제어할 수 있는 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control apparatus and method for controlling the vehicle distance and collision reduction and impulse prevention in consideration of a driving road environment or weather conditions. .
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치는 선행 차량의 유무와, 선행 차량과의 상대 거리 및 상대 속도를 측정하는 밀리미터 웨이브 레이더 센서와; 타이어와 노면의 마찰력을 추정하는 마찰력 추정기와; 차량의 가속도를 측정하는 가속도 센서와; 상기 밀리미터 웨이브 레이더 센서, 상기 마찰력 추정기 및 상기 가속도 센서로부터 정 보, 및 브레이크 동작 정보 등을 입력받아 저장 및 이를 분석하여 운전자의 주행 특성을 파라미터화하는 주행 특성 분석기와; 브레이크의 동작을 제어하는 브레이크 액추에이터와; 상기 주행 특성 분석기로부터 운전자의 주행 특성을 분석한 파라미터와, 현재 차량의 주행 정보가 전송되며, 현재 차량의 주행 정보와 상기 전송된 파라미터들을 토대로 충돌경보지수 및 역충돌시간을 계산하고 모니터링하며 상기 충돌경보지수 및 역충돌시간을 토대로 목표 가속도를 계산하여 상기 브레이크 액추에이터를 제어하는 제어부를 구비한다.In order to achieve the above object, the inter-vehicle distance control and collision reduction and collision prevention control apparatus according to an embodiment of the present invention and the millimeter wave radar sensor for measuring the presence or absence of the preceding vehicle, the relative distance and relative speed with the preceding vehicle and ; A friction force estimator for estimating the friction force between the tire and the road surface; An acceleration sensor measuring acceleration of the vehicle; A driving characteristic analyzer configured to receive information from the millimeter wave radar sensor, the friction force estimator, and the acceleration sensor, store and analyze brake operation information, and to parameterize driving characteristics of a driver; A brake actuator for controlling the operation of the brake; Parameters for analyzing driving characteristics of the driver and driving information of the current vehicle are transmitted from the driving characteristic analyzer, and the collision warning index and the collision time are calculated and monitored based on the driving information of the current vehicle and the transmitted parameters, and the collision is calculated. And a control unit for controlling the brake actuator by calculating a target acceleration based on an alarm index and a back collision time.
상기 브레이크 액추에이터는 상기 계산한 목표 가속도에 따라 차량의 속도를 감소시키거나 차량을 강제 정지시킨다.The brake actuator reduces the speed of the vehicle or forcibly stops the vehicle according to the calculated target acceleration.
상기 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치는 운전자의 선택에 의하여 상기 제어부를 턴-온시키는 동작 스타트 신호가 입력되는 동작 스타트 신호 발생기와; 상기 제어부의 제어하에 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고 메시지 및 충돌 경고 메시지를 디스플레이하는 디스플레이부와, 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고음 및 충돌 경고음을 발생하는 스피커부를 포함하는 충돌 경고 신호 발생부를 더 구비한다.The inter-vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control apparatus may include an operation start signal generator configured to input an operation start signal for turning on the control unit by a driver's selection; Under the control of the controller, a collision warning signal including a display unit for displaying a warning message and a collision warning message for maintaining the distance between the preceding vehicle, and a speaker for generating a warning sound and a collision warning sound for maintaining the distance between the preceding vehicle. It further comprises a generator.
본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 선행 차량의 유무와, 선행 차량과의 상대 거리 및 상대 속도를 측정하고, 타이어와 노면의 마찰력을 추정하며, 차량의 가속도를 측정하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 측정 및 추정된 정보들과 차량의 주행 중 브레이크 동작 정보를 저장하는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서 저장된 정보들을 분석하여 운전자의 주행 특성 을 파라미터화하는 제3 단계와; 운전자의 선택에 의한 동작 스타트 신호가 입력되는지를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계에서 상기 동작 스타트 신호가 입력되면 상기 제1 단계에서 측정 및 추정되는 정보들과 상기 제3 단계에서 파라미터화된 정보들을 이용하여 충돌경보지수(W) 및 역충돌시간(TCC-1)를 계산하는 제5 단계와; 상기 제5 단계에서 계산한 상기 충돌경보지수(W) 및 역충돌시간(TCC-1)를 모니터링하며 상기 충돌경보지수(W) 및 역충돌시간(TCC-1)를 토대로 목표 가속도를 제어하여 차량의 속도를 감속시키거나, 차량을 정지시키는 제6 단계를 포함한다.The inter-vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control method according to an embodiment of the present invention measures the presence or absence of a preceding vehicle, a relative distance between the preceding vehicle and a relative speed, estimates a friction force between a tire and a road surface, and accelerates the acceleration of the vehicle. Measuring a first step; A second step of storing information measured and estimated in the first step and brake operation information while driving the vehicle; A third step of parameterizing driving characteristics of the driver by analyzing the information stored in the second step; A fourth step of determining whether an operation start signal by a driver's selection is input; When the operation start signal is input in the fourth step, the collision alarm index W and the reverse collision time (TCC- 1 ) using the information measured and estimated in the first step and the parameterized information in the third step Calculating a fifth step; Wherein said one said conflict alert index (W) and a reverse impact time calculated in the
상기 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 상기 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고 메시지 및 충돌 경고 메시지를 디스플레이하거나 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고음 및 충돌 경고음을 발생하는 단계를 더 포함한다.The inter-vehicle distance control and collision reduction and collision avoidance control method may include displaying a warning message and a collision warning message for maintaining the inter-vehicle distance with the preceding vehicle or generating a warning sound and a collision warning sound for maintaining the inter-vehicle distance with the preceding vehicle. It includes more.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치를 나타내는 블럭도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling vehicle distance, collision reducing, and collision preventing according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치는 선행 차량과의 상대 거리와 상대 속도를 측정하는 밀리미터 웨이브 레이더 센서(32)와, 타이어와 노면의 마찰력을 추정하는 마찰력 추정기(34)와, 차량의 가속도를 측정하는 가속도 센서(36)와, 밀리미터 웨이브 레이더 센 서(32), 마찰력 추정기(34) 및 가속도 센서(36)로부터 정보, 및 브레이크 동작 정보 등을 입력받아 저장 및 이를 분석하여 운전자의 주행 특성을 파라미터(parameter)화하는 주행 특성 분석기(38)를 구비한다. 그리고, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치는 브레이크의 동작을 제어하는 브레이크 액추에이터(22)와, 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고 메시지 및 충돌 경고 메시지를 디스플레이하는 디스플레이부(24a)와 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고음 및 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고음 및 충돌 경고음을 발생하는 스피커부(24b)를 포함하는 충돌 경고 신호 발생부(24)와, 상기 주행 특성 분석기(38)로부터 운전자의 주행 특성을 분석한 파라미터와, 현재 차량의 주행 정보가 전송되며, 현재 차량의 주행 정보와 상기 전송된 파라미터들을 토대로 상기 브레이크 액추에이터(22)와 상기 충돌 경고 신호 발생부(24)를 제어하는 제어부(20), 및 운전자의 선택에 의한 동작 스타트 신호가 입력되는 동작 스타트 신호 발생기(10)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the inter-vehicle distance control, collision reduction, and collision avoidance control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a millimeter
밀리미터 웨이브 레이더 센서(32)는 차량의 전방에 장착되어 전방 차선의 차량의 유무와, 선행 차량과의 상대 속도 및 상대 거리를 측정하여 주행 특성 분석기(38)에 전송한다. The millimeter
마찰력 추정기(34)는 도로 포장재의 재질이나, 기후 상태에 따른 도로와 타이어와 노면의 마찰력을 추정하여 주행 특성 분석기(38)에 전송한다. The
가속도 센서(36)는 차량의 중심 위치에 장착되어 차량의 가속도를 측정하여 주행 특성 분석기(38)에 전송한다. The
주행 특성 분석기(38)는 밀리미터 웨이브 레이더 센서(32), 마찰력 추정기(34) 및 가속도 센서(36)로부터 정보, 및 브레이크 동작 정보 등을 입력받아 저장하며 또한, 상기 입력들로부터 선행 차량과의 목표 차간거리, 차량의 가용 가속도 범위, 시스템 딜레이 및 사용자의 반응 시간 등의 다양한 운전자의 주행 특성을 파라미터화한다. The driving characteristic analyzer 38 receives and stores information from the millimeter
제어부(20)는 상기 주행 특성 분석기(38)로부터 밀리미터 웨이브 레이더 센서(32), 마찰력 추정기(34) 및 가속도 센서(36)가 측정하는 현재 차량의 주행 정보와, 상기 주행 특성 분석기(38)가 분석한 파라미터를 전송받으며, 상기 전송된 현재 차량의 주행 정보와, 파라미터들을 토대로 충돌경보지수 및 역충돌시간(Inverse Time-to-Collision : TTC-1) 등을 계산하고 모니터링하여 최종적으로는 목표 가속도를 계산하여 상기 브레이크 액추에이터(22)를 통하여 차량의 속도를 감소시키거나 차량을 강제 정지시키며, 상기 충돌 경고 신호 발생부(24)를 통하여 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고 메시지를 디스플레이하거나 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고음 및 충돌 경고음을 발생시킨다.The
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치를 이용한 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The inter-vehicle distance control and the collision-reduction and collision prevention control method using the inter-vehicle distance control and the collision reduction and collision prevention control apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 차량이 주행 중에 선행 차량의 유무와, 선행 차량과의 상대 거리 및 상대 속도를 측정하고, 도로 포장재의 재질이나, 기후 상태에 따른 타이어와 노면의 마찰력을 추정하며, 차량의 가속도를 측정한다(S110). 그리고, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 상기 S110 단계에서 측정 및 추정된 정보들과 차량의 주행 중 브레이크 동작 정보를 주행 특성 분석기에 입력 및 저장한다(S120). 이어서, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 상기 S120 단계에서 입력 및 저장된 정보들을 주행 특성 분석기에서 분석하여 운전자의 주행 특성을 파라미터화한다(S130). 그리고, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 운전자의 선택에 의해 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 시스템을 스타트시키는 동작 스타트 신호가 입력되는지를 판단한다(S140). 판단 결과 동작 스타트 신호가 입력되면, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 상기 S110 단계에서 측정 및 추정된 정보들과 상기 S130 단계들의 파라미터들을 토대로 충돌경보지수(W) 및 역충돌시간(TCC-1)를 계산하고 모니터링하여 최종적으로는 목표 가속도(ades(t))를 계산한다. 2, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision prevention control method according to an embodiment of the present invention measures the presence or absence of a preceding vehicle, the relative distance and relative speed with the preceding vehicle while the vehicle is driving, To estimate the frictional force of the tire and the road surface according to the material or the weather condition, and measure the acceleration of the vehicle (S110). In addition, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision prevention control method of the present invention inputs and stores the information measured and estimated in step S110 and the brake operation information while driving the vehicle to the driving characteristic analyzer (S120). Subsequently, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision prevention control method of the present invention parameterizes the driving characteristic of the driver by analyzing the information input and stored in the driving characteristic analyzer in step S120 (S130). Then, the inter-vehicle distance control and collision reduction and collision avoidance control method according to the present invention determines whether an operation start signal for starting the inter-vehicle distance control and collision reduction and collision avoidance control system is input by the driver (S140). As a result of the determination, when the operation start signal is input, the inter-vehicle distance control, collision reducing, and collision preventing control method according to the present invention is based on the information measured and estimated in step S110 and the parameters of the step S130 and the inverse of the alarm warning index (W). By calculating and monitoring the collision time (TCC- 1 ), the final acceleration (a des (t)) is calculated.
상기 S150 단계의 목표 가속도(ades(t)), 충돌경보지수(W) 및 역충돌시간(TTC-1) 등은 다음과 같은 과정을 통하여 계산된다.The target acceleration (a des (t)), the collision warning index (W) and the reverse collision time (TTC -1 ) of step S150 is calculated through the following process.
목표 가속도(ades(t))는,The target acceleration a des (t) is
여기서, k1, k2는 최적 제어 상수, k1(vc(t)), k2(vc(t))는 최적 제어 게인Where k 1 and k 2 are optimal control constants, k 1 (v c (t)) and k 2 (v c (t)) are optimal control gains.
vc는 차량의 속도, vp는 선행 차량의 속도v c is the speed of the vehicle, v p is the speed of the preceding vehicle
cd는 목표 차간거리, c는 현재 차간거리이며,c d is the target distance, c is the current distance,
최적 제어 게인k1(vc(t)), k2(vc(t))은,The optimal control gain k 1 (v c (t)), k 2 (v c (t)) is
여기서, u는 차량의 가속도, w는 선행 차량의 가속도Where u is the acceleration of the vehicle and w is the acceleration of the preceding vehicle
여기서, cd-c는 차간거리 오차Where c d -c is the distance error
vp-vc는 차량의 속도 오차v p -v c is the speed error of the vehicle
τ는 스피드 타임 갭 τ is the speed time gap
다음과 같은 성능평가지수를 이용하여 계산한다.Calculate using the following performance index.
여기서, ρ1은 차간거리 오차에 대한 가중치Where ρ 1 is a weight for the distance error
ρ2는 차량의 속도 오차에 대한 가중치ρ 2 is a weight for the speed error of the vehicle
γ는 차량의 가속도 오차에 대한 가중치 γ is a weight for the acceleration error of the vehicle
본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 차간거리, 속도 및 차량의 가속도에 따라 가중치를 다르게 설정하여 저속에서 차간거리 오차에 더욱 민감하고, 고속에서 차량 속도 오차에 더욱 민감하도록 최적 제어 게인을 계산한다.The inter-vehicle distance control, collision mitigation and anti-collision control method of the present invention is optimized to be more sensitive to the distance error at low speed and more sensitive to the vehicle speed error at high speed by setting weights differently according to the distance, speed and acceleration of the vehicle. Calculate the control gain.
그리고, 목표 차간거리(cd)는 다음의 수식으로 계산한다.The target inter-vehicle distance c d is calculated by the following equation.
여기서, τl은 로우 스피드 타임 갭(time gap), τh는 하이 스피드 타임 갭 Where τ l is a low speed time gap and τ h is a high speed time gap
c0는 최초 차간거리c 0 is the initial distance
vth는 문턱 속도v th is the threshold speed
타임 갭은 주행 특성 분석기에 도 3과 같이 저장되어 있는 운전자의 주행 특성을 토대로 설정한다.The time gap is set based on the driving characteristics of the driver stored in the driving characteristic analyzer as shown in FIG. 3.
상기에서 계산된 목표 가속도(ades(t))는The target acceleration (a des (t)) calculated above is
여기서, a*(t)=-k1(vc(t))·(cd(t)-c(t))-k2(vc(t))·(vp(t)-vc(t))Where a * (t) =-k 1 (v c (t)) · (c d (t) -c (t))-k 2 (v c (t)) · (v p (t) -v c (t))
amax는 최대 가속도, amin은 최소 가속도a max is the maximum acceleration, a min is the minimum acceleration
k1, k2는 최적 제어 상수k 1 , k 2 are the optimal control constants
vc는 차량의 속도, vp는 선행 차량의 속도v c is the speed of the vehicle, v p is the speed of the preceding vehicle
cd는 목표 차간거리c d is the target distance
상기에서 계산된 목표 가속도a*(t)가 일정범위를 벗어나지 않도록 설정한다. 여기서, amax(vc(t))와 amin(vc(t))는 급감속 상황을 제외한 일반적인 상황에서 운전자의 속도 영역별 가용 가속도의 통계적인 자료에 근거한다. 즉, 운전자가 느끼는 감성특성을 고려하여 선정한다.The target acceleration a * (t) calculated above is set so as not to deviate from a certain range. Here, a max (v c (t)) and a min (v c (t)) are based on the statistical data of the available acceleration for each speed area of the driver in a general situation except the sudden deceleration. In other words, the driver selects the driver's emotional characteristics.
그리고, 상기에서 계산된 목표 가속도(ades(t))는 선행 차량이 멀리 있을 때와, 선행 차량이 없을 때에 재설정한다.The target acceleration a des (t) calculated above is reset when the preceding vehicle is far away and when there is no preceding vehicle.
-선행 차량이 멀리 있을 때When leading vehicles are far away
여기서, doffset는 오프셋 차간거리Where d offset is the offset distance
Ks는 속도 이득K s is the speed gain
선행 차량이 목표 차간거리(cd)보다 일정거리(doffset) 이상에 위치할 때, 상기와 같이 목표 가속도를 재설정한다. 즉, 선행차량의 속도에 일정속도(voffset)를 합한 값의 오차를 피드백하여 차량이 선행 차량에 서서히 접근할 수 있도록 제어한다.When the preceding vehicle is located at a distance d offset or more than the target inter-vehicle distance c d , the target acceleration is reset as described above. That is, by controlling the vehicle to approach the preceding vehicle gradually by feeding back the error of the value obtained by adding the constant speed (v offset ) to the speed of the preceding vehicle.
-선행 차량이 없을 때When there is no leading vehicle
여기서, vset는 운전자가 설정한 속도Where v set is the speed set by the driver
Kss는 운전자 설정 속도 이득 K ss is driver set speed gain
그리고, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 충돌경보지수(W)와 역충돌시간(TTC-1)을 계산한다.In addition, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision prevention control method of the present invention calculates the collision alarm index (W) and the reverse collision time (TTC- 1 ).
충돌경보지수(W)를 계산하기 위하여 먼저, 최소 안전 거리(dsafety)와 최소 제동 거리(dbraking)를 계산한다.In order to calculate the collision warning index (W), first, the minimum safety distance (d safety ) and the minimum braking distance (d braking ) are calculated.
여기서, tsys - de는 시스템 딜레이Where t sys - de is the system delay
th , min은 사용자의 최소 반응 시간t h , min is the user's minimum response time
amax는 차량의 최대 감가속도a max is the maximum deceleration of the vehicle
vc는 차량의 속도v c is the speed of the vehicle
vre는 상대 속도v re is relative speed
상기의 타이어와 노면의 마찰 계수(f(μ))는 다음과 같은 수식으로 계산한다.The friction coefficient f (μ) of the tire and the road surface is calculated by the following equation.
여기서, μnorm은 표준 마찰 상수Where μ norm is the standard friction constant
μmin은 최소 마찰 상수μ min is the minimum friction constant
η는 브레이크 효율 η is the brake efficiency
상기와 같이 계산된 시스템 딜레이(tsys-de)와, 사용자의 최소 반응 시간(th , min)과, 차량의 최대 감가속도(amax), 및 타이어와 노면의 마찰 계수(f(μ))를 고려하여 최소 안전 거리(dsafety)와 최소 제동 거리(dbraking)를 계산한다. 그런 다음, 상기의 값들로 충돌경보지수(W)를 계산한다.The system delay (t sys-de ) calculated as above, the minimum response time (t h , min ) of the user, the maximum deceleration (a max ) of the vehicle, and the friction coefficient (f (μ) between the tire and the road surface) ), Calculate the minimum safety distance (d safety ) and the minimum braking distance (d braking ). Then, the collision alarm index W is calculated from the above values.
그리고, 충돌시간(TTC)과 역충돌시간(TTC-1)은And collision time (TTC) and reverse collision time (TTC- 1 )
충돌시간(TTC)은 선행 차량이 멈추고 차량이 감속을 하지 않았을 때, 충돌할 때까지의 시간이다. 충돌시간(TTC)은 상대 속도가 0 일 때 즉, 두 차량이 멈추었을 때 발산하므로 그 역수를 취해 역충돌시간(TTC-1)을 계산한다. The collision time (TTC) is the time until the collision when the preceding vehicle stops and the vehicle does not decelerate. The collision time (TTC) is emitted when the relative speed is 0, that is, when the two vehicles are stopped, so the reverse time is calculated by calculating the inverse collision time (TTC- 1 ).
그런 다음, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 상기 S150 단계의 계산 결과를 모티터링하여 상기 충돌경보지수(W)가 W ≥ 1이며, 상기 역충돌시간(TTC-1)이 TTC-1 < iT1 인 제1 모드인지를 판단한다(S162). 판단 결과 제1 모드에 해당하면, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 현재 차량의 주행상황이 선행 차량과의 차간거리만을 제어해야 하는 일반적인 주행상황이라고 판단하고 상기 목표 가속도(ades(t))를 도 4에 도시된 바와 같이, a1 < ades(t) < a2 사이로 제어한다(S172). 그리고, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 상기 S150 단계의 계산 결과를 모티터링하여 상기 충돌경보지수(W)가 α< W < 1이며, 상기 역충돌시간(TTC-1)이 iT1 < TTC-1 < iT2 인 제2 모드인지를 판단한다(S164). 판단 결과, 제2 모드에 해당하면, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 현재 차량의 주행상황이 선행 차량과의 차간거리를 제어해야 함과 아울러 충돌 경감 및 충돌 방지 제어를 해야하는 주행상황이라고 판단하고 상기 목표 가속도(ades(t))를 도 4에 도시된 바와 같이, a3 < ades(t) < a1 사이로 제어한다(S174). 또한, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 상기 S150 단계의 계산 결과를 모티터링하여 상기 충돌경보지수(W)가 0< W < β이며, 상기 역충돌시간(TTC-1)이 iT2 < TTC-1 < iT3 인 제3 모드인지를 판단한다(S166). 판단 결과, 제3 모드에 해당하면, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 현재 차량의 주행상황이 충돌 경감 및 충돌 방지 제어를 해야하는 주행상황이라고 판단하고 상기 목표 가속도(ades(t))를 도 4에 도시된 바와 같이, ades(t) = a3으로 제어한다(S176). 그리고, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 상기 S150 단계의 계산 결과를 모티터링하여 상기 충돌경보지수(W)가 W ≤ γ이며, 상기 역충돌시간(TTC-1)이 iT3 ≤ TTC- 1 이면 현재 차량의 주행상황이 강제 충돌 경감 및 충돌 방지 제어를 해야하는 주행상황이라고 판단하고 상기 목표 가속도(ades(t))를 도 4에 도시된 바와 같이, ades(t) = a4로 제어한다(S178).Then, the inter-vehicle distance control and collision reduction and collision prevention control method of the present invention by monitoring the calculation result of the step S150, the collision alarm index (W) is W ≥ 1, the reverse collision time (TTC -1 ) It is determined whether the first mode is TTC -1 <iT 1 (S162). When the determination result corresponds to the first mode, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control method of the present invention determines that the current driving situation is a general driving situation in which only the distance between the vehicle and the preceding vehicle is to be controlled and the target acceleration ( a des (t)) to as shown in Figure 4, a 1 <a des ( t) <a 2 and controls through (S172). In the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision prevention control method of the present invention, the collision warning index (W) is α <W <1 by monitoring the calculation result of step S150 and the reverse collision time (TTC- 1). ) Is determined whether iT 1 <TTC -1 <iT 2 (S164). As a result of the determination, in the second mode, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control method of the present invention is required to control the collision distance and collision prevention control as well as to control the distance between the vehicle with the preceding vehicle. The target acceleration a des (t) is determined to be a driving condition to be controlled and is controlled between a 3 <a des (t) <a 1 as shown in FIG. 4 (S174). In addition, in the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision prevention control method of the present invention by monitoring the calculation result of the step S150, the collision alarm index (W) is 0 <W <β, the reverse collision time (TTC -1 ) Determines whether iT 2 < TTC -1 < iT 3 in a third mode (S166). As a result of the determination, in the third mode, the inter-vehicle distance control, collision reduction, and collision avoidance control method of the present invention determines that the current driving situation is a driving situation in which collision reduction and collision prevention control is to be performed, and the target acceleration (a des (t)) is controlled as a des (t) = a 3 as shown in FIG. 4 (S176). In the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision prevention control method of the present invention, the collision warning index (W) is W ≤ γ by monitoring the calculation result of step S150, and the reverse collision time (TTC -1 ) is iT 3 ≤ TTC - 1 if, as the currently running condition of the vehicle is determined to be running conditions should the force collision mitigation and collision avoidance control are shown in Figure 4 to the target acceleration (a des (t)), a des (t ) is controlled by a 4 (S178).
상기의 α, β, γ, iT1, iT2, iT3은 운전자의 주행 특성을 분석하여 얻은 파라미터이다.Α, β, γ, iT 1 , iT 2 , and iT 3 are parameters obtained by analyzing the driving characteristics of the driver.
여기서, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 방법은 현재 차량이 제1 내지 제4 모드로 주행하고 있는 경우 상기와 같이 목표 가속도를 제어함과 아울러 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고 메시지 및 충돌 경고 메시지를 디스플레이하거나 선행 차량과의 차간거리를 유지하라는 경고음 및 충돌 경고음을 발생시킬 수도 있다.Here, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control method of the present invention is to control the target acceleration as described above and maintain the inter-vehicle distance with the preceding vehicle when the vehicle is currently driving in the first to fourth modes. The warning message and the collision warning message may be displayed or a warning sound and a collision warning sound may be generated to maintain the distance between the preceding vehicle.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치 및 그 방법은 자동차의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충동 방지 제어를 하나의 제어기를 이용하여 제어한다. 따라서, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치 및 그 방법은 자동차의 생산 비용을 절감할 수 있다.As described above, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control apparatus and method thereof according to an embodiment of the present invention controls the vehicle-to-vehicle distance control, collision reduction and collision prevention control using a single controller. Therefore, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control apparatus and method of the present invention can reduce the production cost of an automobile.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치 및 그 방법은 주행 도로 환경이나 기상 상태들을 고려하여 자동차의 차간거리와 충돌 경감 및 충동 방지를 제어한다. 따라서, 본 발명의 차간거리 제어와 충돌 경감 및 충돌 방지 제어 장치 및 그 방법은 운전자의 절대 안전을 보장할 수 있다.In addition, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision avoidance control apparatus and method thereof according to an embodiment of the present invention controls the vehicle distance, collision reduction and impulse prevention in consideration of a driving road environment or weather conditions. Therefore, the inter-vehicle distance control, collision reduction and collision prevention control apparatus and method thereof of the present invention can ensure absolute safety of the driver.
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