KR20080074230A

KR20080074230A - 도로 상에서 주행하는 차량을 조작하는 운전자를 보조하는장치 및 보조하는 방법과, 이를 포함하는 차량

Info

Publication number: KR20080074230A
Application number: KR1020087018392A
Authority: KR
Inventors: 다께시 기무라; 요스께 고바야시; 겐뻬이 나이또
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2008-08-12
Also published as: EP1729991B1; KR100937801B1; KR20060118008A; DE602005014549D1; US20070192006A1; US7904245B2; WO2005084993A1; JP2005250756A; KR100939873B1; CN102275579A; JP4020089B2; CN1926003B; CN1926003A; CN102275579B; EP1729991A1

Abstract

도로 상에서 주행하는 차량을 조작하는 운전자를 보조하는 본 발명의 방법 및 시스템은 차량의 경로 내에서 타겟 장애물로서의 장애물을 결정하고 타겟 장애물에 대한 정보를 제공하는 단계와; 결정된 제어량에 따라 운전자로의 반작용력 입력(F), 차량에 가해지는 구동력 그리고 차량에 가해지는 제동력 중 적어도 1개를 조절하는 단계와; 타겟 장애물의 폭을 측정하는 단계와; 측정된 폭(W)을 기초로 하여 제어량을 보정하는 단계를 포함한다.

운전자 보조 시스템, 장애물 결정 및 장애물 정보 제공 장치, 차량 상태 검출 장치, 리스크 결정 장치, 힘 조절 장치

Description

도로 상에서 주행하는 차량을 조작하는 운전자를 보조하는 장치 및 보조하는 방법과, 이를 포함하는 차량 {APPARATUS AND METHOD FOR ASSISTING A DRIVER OPERATING A VEHICLE TRAVELING ON A ROAD, AND A VEHICLE COMPRISING THE APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 차량의 운전자에게 검출된 경로 내의 타겟 장애물을 알리는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

종래 기술은 차량의 운전자를 보조하는 다양한 방법 및 시스템을 설명하고 있다. 이러한 시스템의 하나의 예가 2003년 3월 27일자로 공개된 제US 2003/0060936 A1호 내에 기재되어 있다. 이러한 시스템은 차량의 상태에 대한 정보 그리고 차량 주위의 지역 내의 환경에 대한 정보를 포함하는 데이터를 획득하는 데이터 획득 시스템, 제어기 그리고 적어도 1개의 작동기를 포함한다. 제어기는 획득된 데이터를 사용하여 차량 주위의 지역 내의 미래의 환경을 결정하고, 그에 의해 결정된 미래의 환경에 따라 조작자 응답 계획을 작성하는데, 이 계획은 결정된 미래의 환경에 대해 원하는 방식으로 조작자가 차량을 조작하게 한다. 작동기는 원하는 방식으로 운전자에 의해 제어되는 입력 장치로부터의 촉각 입력을 통해 조작자가 차량을 조작하게 하는 방식으로 입력 장치의 조작에 기계적으로 영향을 주기 위해 운전자에 의해 제어되는 입력 장치에 커플링된다.

이러한 시스템의 또 다른 예가 제JP05-024519호 내에 기재되어 있다. 이러한 시스템은 차량이 차량의 전방의 선행 장애물과 접촉할 수 있는 가능성이 높으면 차륜 브레이크를 자동적으로 적용함으로써 차량의 운전자를 보조한다. 자동적으로 적용된 차륜 브레이크는 운전자의 차선 변경 의향의 결정 시 신속하게 해제된다.

이러한 시스템에 의해 제기되는 하나의 관심사는 자동적으로 적용된 차륜 브레이크의 신속한 해제가 운전자에게 전적으로 수용 가능하지 않은 입력을 제공할 수 있다는 것이다.

운전자에게 임의의 수용 불가능한 입력을 제공하지 않으면서 차량의 운전자에게 검출된 경로 내의 타겟 장애물을 알리는 개선된 방법 및 시스템에 대한 필요성이 남아 있다.

본 발명의 하나의 태양에 따르면, 도로 상에서 주행하는 차량을 조작하는 운전자를 보조하는 시스템이 제공되며, 이 시스템은 차량의 경로 내에서 타겟 장애물로서의 장애물을 결정하고 타겟 장애물 그리고 타겟 장애물의 폭에 대한 정보를 제공하는 장애물 검출 장치를 포함한다. 차량의 상태를 검출하는 장치가 제공된다. 타겟 장애물 그리고 차량의 검출된 상태에 대한 정보를 기초로 하여 차량이 타겟 장애물과 접촉할 수 있는 리스크를 결정하는 장치가 제공된다. 결정된 리스크 그리고 타겟 장애물의 폭을 기초로 하여 운전자로의 반작용력 입력 그리고 차량에 가해지는 힘 중 적어도 1개를 조절하는 제어 장치가 제공된다.

위에서 기재된 바와 같이, 본 발명의 차량의 운전자에게 검출된 경로 내의 타겟 장애물을 알리는 방법 및 시스템에 따르면, 검출된 경로 내의 타겟 장애물이 운전자에게 임의의 수용 불가능한 입력을 제공하지 않으면서 차량의 운전자에게 알려질 수 있다. 그러므로, 이러한 방법 및 시스템은 자동차 등의 다양한 이동 물체에 적용 가능하며, 그 적용 분야는 넓은 범위에서 기대된다.

첨부 도면은 본 발명에 따른 방법 및 시스템의 다양한 예시 실시예를 도시하고 있다. 동일한 도면 부호가 동일한 부품 또는 부분을 표시하는 데 각각의 도면에 걸쳐 사용된다.

도1을 참조하면, 차량(1)의 전방으로 펄스형 빔 또는 레이더 파를 전송하는 레이더(10)가 레이더(10)의 시계 내에서 장애물을 검출하기 위해 차량(1)의 전방 그릴 또는 전방 범퍼의 중심에 위치된다. 종래의 밀리미터 파의 주파수 변조 연속파 (FMCW: frequently modulated continuous wave) 레이더일 수 있지만, 레이더(10)는 이러한 실시예에서 종래의 적외선 레이저 레이더이다. 적외선 펄스형 빔이 측정 영역을 향해 전송 빔으로서 이동한다. 수광 장치가 측정 영역 내측부의 장애물로부터 복귀하는 전송 빔을 수용한다. 회전하는 다각형 미러의 사용으로 인해, 전방 방향으로의 2-차원 스캐닝이 가능하며, 그 결과 펄스형 빔은 다각형 미러의 회전으로 인해 수평 방향으로 선회될 수 있고, 펄스형 빔은 상이한 각도로 경사진 다각형 미러의 복수개의 미러 표면으로 인해 수직 방향으로 선회될 수 있다. 이 실시예에서, 펄스형 빔은 차량(1)의 중심을 통과하는 길이 방향 직선의 각각의 측면에 약 6˚만큼 수평 방향으로 그리고 횡방향으로 선회될 수 있다.

레이저 레이더(10)로부터의 전송 빔과 수용된 반사 빔 사이의 시간 지연 및 위상차를 기초로 하여, 제어 논리부가 각각의 검출된 장애물(들)과 차량(1) 사이의 거리 및 방위각을 결정할 수 있다.

이것은 도2의 개략도를 참조함으로써 더 양호하게 이해될 수 있다. 레이 더(10)는 수평 방향으로 적외선 레이저 빔을 방출하고, 그에 의해 차량(1)의 전방 영역을 스캐닝하고, 그 다음에 차량(1)의 전방의 장애물을 검출한다. 레이더(10)는 레이저 빔을 방출하는 발광 섹션(10a) 그리고 반사광을 검출하는 수광 섹션(10b)을 포함한다. 발광 섹션(10a)은 스캐닝 기구와 조합되고 도2의 화살표에 의해 도시된 바와 같이 선회하도록 구성된다. 발광 섹션(10a)은 소정의 각도 범위 내에서 광선을 순차적으로 방출한다. 레이더(10)는 발광 섹션(10a)에 의한 레이저 빔 방출과 수광 섹션(10b)에 의한 반사 빔의 수용 사이의 시차를 기초로 하여 차량(1)으로부터 장애물까지의 거리를 측정한다.

차량(1)의 전방 영역을 스캐닝하면서, 레이더(10)는 반사광이 수용될 때의 각각의 스캐닝 위치 또는 스캐닝 각도에 대해 장애물까지의 거리를 측정한다. 또한, 레이더(10)는 장애물이 검출될 때의 스캐닝 각도 그리고 장애물까지의 거리를 기초로 하여 차량(1)에 대한 장애물의 횡방향 위치를 측정한다. 바꾸어 말하면, 레이더(10)는 장애물(들)의 존재 그리고 차량(1)에 대한 각각의 장애물의 위치를 검출한다.

도3은 레이더(10)에 의한 장애물의 검출을 도시하는 개략도이다. 차량(1)에 대한 장애물의 위치는 각각의 스캐닝 각도에서 특정되고, 그에 의해 레이더(10)에 의한 스캐닝 범위 내에서의 장애물의 존재의 평면도를 얻는다.

장애물 인식 장치(40)가 레이더(10) 및 차속 센서(20)로부터 차량(1)의 전방의 장애물(들)에 대한 정보를 수용한다. 구체적으로, 장애물 인식 장치(40)는 각각의 스캐닝 사이클에서 또는 각각의 스캐닝 각도에서 레이더(10)에 의해 제공되는 검출 결과를 기초로 하여 검출된 장애물의 이동을 식별한다. 동시에, 장애물 인식 장치(40)는 장애물들 사이의 근사성, 장애물의 이동 측면에서의 유사성 등을 기초로 하여 검출된 장애물이 동일한 장애물인지 또는 상이한 장애물인지를 결정한다.

레이더(10) 및 차속 센서(20)로부터의 신호를 기초로 하여, 장애물 인식 장치(40)는 차량(1)과 차량(1)의 전방의 장애물 사이의 간격 및 상대 속도, 차량(1)으로부터 그 전방의 장애물까지의 횡방향 거리 그리고 그 전방의 장애물의 폭을 인식한다. 장애물이 차량(1)의 전방에 있으면, 장애물 인식 장치(40)가 각각의 장애물에 대한 정보를 얻는다. 장애물 인식 장치(40)는 제어기(50)에 장애물(들)에 대한 정보를 출력으로서 제공한다.

조향 휠을 위한 조향각 센서(30)가 제공된다. 조향각 센서(30)는 조향각으로서 조향 샤프트의 각운동을 검출하고 제어기(50)에 조향각을 출력 신호로서 제공한다.

액셀러레이터 페달(61)이 제공된다. 액셀러레이터 페달 스트로크 센서가 액셀러레이터 페달(61)의 위치를 검출하도록 제공된다. 액셀러레이터 페달 스트로크 센서의 센서 신호가 검출된 위치 따라서 액셀러레이터 페달(61)을 통해 표현되는 운전자 동력 요구량(SA)을 나타낸다. 운전자 동력 요구량(SA)을 나타내는 센서 신호는 제어기(50)로 이송되고 구동력 제어기(60)로 또한 이송된다.

브레이크 페달(91)이 제공된다. 브레이크 페달 스트로크 센서가 브레이크 페달(91)의 위치를 검출하도록 제공된다. 브레이크 페달 스트로크 센서의 센서 신호는 검출된 위치 따라서 브레이크 페달(91)을 통해 표현되는 운전자 제동 요구 량(SB)을 나타낸다. 운전자 제동 요구량(SB)을 표시하는 센서 신호는 유압 제동 시스템으로의 브레이크 제어 신호의 계산을 위해 종래의 방식으로 제동력 제어기(90)로 이송된다. 유압 제동 시스템은 차륜 브레이크(95)를 포함한다(도1 참조).

제어기(50)는 CPU(central processing unit) 그리고 ROM(read only memory), RAM(random access memory) 등의 컴퓨터가 판독 가능한 저장 매체를 통상적으로 포함하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.

계속하여, 도1을 참조하면, 제어기(50)는 구동력 제어기(60)에 구동력 보정량(ΔDa)을 제공하고 제동력 제어기(90)에 제동력 보정량(ΔDb)을 제공한다.

도4의 블록도는 보정 장치(60b)가 합산 지점에 의해 나타내어진 것과 같은 구동력 제어기(60)를 도시하고 있다. 구동력 제어기(60)는 구동력 요청량 발생 장치(60a) 및 엔진 제어기(60c)를 포함한다. 구동력 요청량 발생 장치(60a)는 도5에 도시된 예시의 구동력 요청량(Fda) 대 운전자 동력 요구량(SA) 특성을 구현하기 위해 운전자 동력 요구량(SA)을 수용하고 데이터 처리에 의해 구동력 요청량(Fda)을 제공한다. 구동력 요청량(Fda)은 보정 장치(60b)로 이송된다. 보정 장치(60b)에서, 구동력 요청량(Fda)은 타겟 구동력(tFda)으로서 수정된 결과를 제공하기 위해 구동력 보정량(ΔDa)에 의해 수정된다. 타겟 구동력(tFda)에 따라, 엔진 제어기(60c)는 도16에서 실선에 의해 도시된 바와 같은 보정된 특성을 달성하기 위해 엔진에 가해지는 엔진 제어 신호를 제공한다.

도6의 블록도는 보정 장치(90b)가 합산 지점에 의해 나타내어진 것과 같은 제동력 제어기(90)를 도시하고 있다. 제동력 제어기(90)는 제동력 요청량 발생 장치(90a) 및 제동 유체 압력 제어기(90c)를 포함한다. 제동력 요청량 발생 장치(90a)는 도7에 도시된 예시의 제동력 요청량(Fdb) 대 운전자 제동 요구량(SB) 특성을 구현하기 위해 운전자 제동 요구량(SB)을 수용하고 데이터 처리에 의해 제동력 요청량(Fdb)을 제공한다. 제동력 요청량(Fdb)은 보정 장치(90b)로 이송된다. 보정 장치(90b)에서, 제동력 요청량(Fdb)은 타겟 제동력(tFdb)으로서 수정된 결과를 제공하기 위해 제동력 보정량(ΔDb)에 의해 수정된다. 타겟 제동력(tFdb)에 따라, 제동 유체 압력 제어기(90c)는 도16에서 실선에 의해 도시된 바와 같은 보정된 특성을 달성하기 위해 제동 유체 압력을 결정하고 유압 제동 시스템에 가해지는 브레이크 제어 신호를 제공한다.

도8은 본 발명에 따른 시스템의 실시예의 작업을 도시하는 주 제어 루틴의 흐름도이다. 이 실시예에서, 제어기(50)는 예컨대 50 ms의 규칙적인 간격으로 주 제어 루틴의 실행을 반복한다.

도8에서, 단계 S110에서, 제어기(50)는 차속(Vh) 및 조향각(δ)을 입력으로서 수용하기 위해 차속 센서(20) 및 조향각 센서(30)의 출력의 판독 작업을 수행한다.

단계 S120에서, 제어기(50)는 액셀러레이터 페달(61)의 위치의 형태로 운전자 동력 요구량(SA)을 입력으로서 수용하기 위해 액셀러레이터 페달(61)에 대한 액셀러레이터 페달 스트로크 센서의 출력의 판독 작업을 수행한다.

단계 S130에서, 제어기(50)는 차량(1)의 전방의 각각의 장애물의 횡방향 위 치(x), 길이 방향 위치(y) 및 폭(W)을 입력으로서 수용하기 위해 장애물 인식 장치(40)의 출력의 판독 작업을 수행한다. 장애물 인식 장치(40)는 레이더(10) 및 차속 센서(20)의 출력을 기초로 하여 위에-언급된 데이터(x, y, W)를 결정한다.

단계 S140에서, 제어기(50)는 차속(Vh) 및 조향각(δ)을 기초로 하여 차량(1)의 주행 경로를 결정한다. 제어기(50)는 차속(Vh) 및 조향각(δ)을 기초로 하여 차량(1)의 주행 경로의 곡률[ρ(1/m)]을 결정한다. 곡률(ρ)은 다음과 같이 표현될 수 있다:

ρ = 1/{L(1+A·Vh²)}×δ/N … (수학식 1)

여기에서: L은 차량(1)의 차륜 기부의 길이이며; A(양의 상수)는 차량(1)의 안정성 인자이며; N은 차량(1)의 조향 기어비이다.

곡률 반경(R)은 다음과 같이 표현될 수 있다:

R = 1/ρ … (수학식 2)

제어기(50)는 도9에 도시된 바와 같은 곡률 반경(R)을 결정하고 도10에 도시된 바와 같은 차량(1)의 전방의 추정 주행 경로의 중심선으로서 곡률 반경을 인식한다. 제어기(50)에 의해 인식된 추정 주행 경로는 도10에서 그림자 영역에 의해 도시되어 있다. 추정 주행 경로는 폭(Tw)을 갖는다. 차량(1)의 폭을 고려하여 폭(Tw)을 결정한다. 폭(Tw)은 소정의 수치일 수 있거나 차속(Vh)의 변화에 따라 변동할 수 있다.

단계 S150에서, 제어기(50)는 검출된 장애물(들) 중 하나의 장애물이 단계 S140에서 결정된 차량(1)의 경로 내의 장애물인지를 결정한다. x-위치, y-위치 및 폭(W)을 사용하여, 제어기(50)는 검출된 장애물이 차량(1)의 경로 내의 장애물인지를 결정한다.

단계 S160에서, 제어기(50)는 경로 내의 타겟 장애물 또는 경로 내의 타겟 장애물로서 차량(1)의 경로 내의 장애물(들) 중 가장 근접한 장애물을 선택한다.

단계 S170에서, 제어기(50)는 경로 내의 타겟 장애물의 랩률(La, overlap-ratio)을 계산한다. 랩률(La)은 경로 내의 타겟 장애물 그리고 경로가 서로와 중첩하는 정도를 나타낸다.

제어기(50)는 경로 내의 타겟 장애물의 길이 방향 중심선과 차량(1)의 경로의 중심선 사이의 횡방향 편차(Δd)를 측정한다. 도11에 도시된 바와 같이, 횡방향 편차(Δd)는 경로 내의 타겟 장애물의 길이 방향 중심선에 직각인 직선과 추정 경로의 중심선의 교차에 의해 한정되는 지점(A)을 포함한다.

횡방향 편차(Δd)는 종래의 CCD 카메라를 이용하여 측정될 수 있다.

횡방향 편차(Δd)가 결정되면, 제어기(50)가 다음과 같이 표현될 수 있는 랩률(La)을 계산하도록 진행된다.

La = 1-Δd/W … (수학식 3)

동일한 폭(W)에 대해, 랩률(La)이 커질수록, 경로 내의 타겟 장애물 및 추정 경로가 중첩하는 정도가 커진다. 랩률(La)은 경로 내의 타겟 장애물의 폭(W)을 고려한다. 동일한 횡방향 편차(Δd)에 대해, 랩률(La)이 커질수록, 경로 내의 타겟 장애물의 폭이 커진다.

랩률(La)을 결정한 후, 제어 루틴은 단계 S180으로 진행된다. 단계 S180에서, 제어기(50)는 랩률(La)을 기초로 하여 이득 즉 랩률 게인(Gla, overlap-ratio gain)을 결정한다. 랩률 게인(Gla)과 랩률(La) 사이의 관계의 하나의 예가 도12에 도시되어 있다. 랩률 게인(Gla)은 랩률(La)이 영일 때 1보다 작고 0보다 큰 소정의 수치(G1)이다. 랩률 게인(Gla)은 랩률(La)이 1일 때 1이다. 랩률(La)이 0으로부터 1을 향해 변동함에 따라 랩률 게인(Gla)이 소정의 수치(G1)로부터 1의 최대 수치까지 점차로 증가한다.

랩률 게인(Gla)을 결정한 후, 제어 루틴은 단계 S190으로 진행된다. 단계 S190에서, 제어기(50)는 경로 내의 타겟 장애물과 차량(1) 사이의 시간 차두 간격(THW: time headway)을 계산한다. 당업자에게 주지된 바와 같이, 시간 차두 간격(THW)은 현재의 순간으로부터 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물의 현재의 위치에 도달할 미래의 순간까지의 시간의 경과를 나타낸다. 시간 차두 간격(THW)은 다음과 같이 표현될 수 있다:

THW = D/Vh … (수학식 4)

시간 차두 간격(THW)이 짧을수록, 차량이 경로 내의 타겟 장애물과 접촉할 수 있는 가능성이 커진다. 시간 차두 간격(THW)은 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물과 접촉할 수 있는 리스크를 나타낸다고 말해질 수 있다.

시간 차두 간격(THW)을 결정한 후, 루틴은 단계 S200으로 진행된다. 단계 S200에서, 제어기(50)는 시간 차두 간격(THW)이 임계 수치(T1) 이상인지를 결정한다. 시간 차두 간격(THW)이 임계 수치(T1)보다 작으며 따라서 차량(1)이 경로 내 의 타겟 장애물과 접촉할 수 있는 가능성이 높으면, 루틴은 단계 S200으로부터 제어기(50)가 구동력 보정량(ΔDa) 및 제동력 보정량(ΔDb)을 계산하는 데 필요한 반발력(Fc)을 결정하는 단계 S210으로 진행된다. 시간 차두 간격(THW)이 임계 수치(T1) 이상이면, 루틴은 단계 S200으로부터 제어기(50)가 0(영)으로 반발력(Fc)을 설정하는 단계 S220으로 진행된다.

도13 및 도14를 참조하여, 반발력(Fc)을 결정하는 방식이 설명된다. 가상 탄성체가 차량(1)의 전방에서 제공된다는 가정과 관련된 모델이 고려될 수 있다. 가상 탄성체는 경로 내의 타겟 장애물 그리고 차량(1)이 서로와 접촉한 후 그 사이에서 압축된다. 탄성체가 압축됨에 따라 스프링 복원력(C)이 차량(1)에 가해진다. 이러한 스프링 복원력(C)은 차량(1)에 대한 주행 저항으로서 고려될 수 있다. 도13에서, 가상 탄성체는 l(el)의 응력이 가해지지 않은 길이 그리고 스프링 상수(k)를 갖는 것으로서 도시되어 있다. 논의가 진행됨에 따라, 응력이 가해지지 않은 길이[l(el)]는 시간 차두 간격(THW)에 대해 상이한 수치의 차속(Vh) 그리고 상이한 수치의 임계 수치(Th1)에 따라 변동할 수 있는 임계 수치(Th)에 의해 제공된다.

도13에 도시된 바와 같이, 차량(1)과 (선행 차량의 형태의) 경로 내의 타겟 장애물 사이의 거리(D)가 응력이 가해지지 않은 길이(Th)(또는 l, el)보다 길면, 가상 탄성체가 경로 내의 타겟 장애물로부터 분리되며 어떠한 스프링 복원력도 차량(1)에 가해지지 않는다. 후속적으로, 가상 탄성체는 거리(D)가 응력이 가해지지 않은 길이(Th)보다 짧은 도14에 도시된 바와 같이 차량(1)과 경로 내의 타겟 장애물 사이에서 압축된다. 가상 탄성체의 압축은 차량(1)에 가해지는 스프링 복원 력(C)의 발생을 유발시킨다. 스프링 복원력(C)은 다음과 같이 표현될 수 있다:

C = k×(Th-D) … (수학식 5)

여기에서: k는 가상 탄성체의 스프링 상수이며; Th는 가상 탄성체의 응력이 가해지지 않은 길이(l, el)이며; D는 차량(1)과 경로 내의 타겟 장애물 사이의 거리이다.

응력이 가해지지 않은 길이(Th)는 적절하게 설정될 수 있다. 예컨대, 응력이 가해지지 않은 길이(Th)는 Vh 및 Th1(Vh는 차속이며, Th1은 THW에 대한 임계 수치임)의 곱에 의해 제공될 수 있다.

스프링 복원력(C)은 구동력 보정량(ΔDa) 및 제동력 보정량(ΔDb)의 계산을 위해 적절한 반발력(Fc)을 제공하도록 보정된다. 반발력(Fc)은 다음과 같이 표현될 수 있다:

Fc = k×(Th-D)×Gla … (수학식 6)

여기에서: Gla는 랩률 게인이다.

랩률(La)이 작을수록, 반발력(Fc)이 작아진다. 랩률(La)은 횡방향 편차(Δd)의 정도로 작아진다.

단계 S210 또는 단계 S220에서 반발력(Fc)을 결정한 후, 루틴은 단계 S230으로 진행된다. 단계 S230에서, 제어기(50)는 도15에 도시된 보정량 계산 서브-루틴을 실행함으로써 구동력 보정량(ΔDa) 및 제동력 보정량(ΔDb)을 계산한다.

도15에서, 단계 S2301에서, 제어기(50)는 액셀러레이터 페달(61)이 액셀러레이터 페달 스트로크 센서로부터의 운전자 동력 요구량(SA)으로부터 가압되는지를 결정한다. 액셀러레이터 페달(61)이 가압되지 않으면, 루틴은 단계 S2302로 진행된다. 단계 S2302에서, 제어기(50)는 액셀러레이터 페달(61)이 신속하게 해제되었는지를 결정한다. 이러한 결정은 소정의 수치와 액셀러레이터 페달(61)의 조작 속도를 비교함으로써 수행된다. 조작 속도는 운전자 동력 요구량(SA)의 시간 변화율로부터 계산될 수 있다. 단계 S2302에서, 제어기(50)가 액셀러레이터 페달(61)이 천천히 해제되었다고 결정하면, 루틴은 단계 S2303으로 진행된다. 단계 S2303에서, 제어기(50)는 0으로 구동력 보정량(ΔDa)을 설정한다(ΔDa=0). 다음의 단계 S2304에서, 제어기(50)는 반발력(Fc)으로 제동력 보정량(ΔDb)을 설정한다.

단계 S2302에서, 제어기(50)가 액셀러레이터 페달(61)이 신속하게 해제되었다고 결정하면, 루틴은 단계 S2305로 진행된다. 단계 S2305에서, 제어기(50)는 0을 향한 구동력 보정량(ΔDa)의 점차적인 감소에 대해 구동력 보정량(ΔDa)의 감소를 수행한다. 다음의 단계 S2306에서, 제어기(50)는 반발력(Fc)을 향한 제동력 보정량(ΔDb)의 점차적인 증가에 대해 제동력 보정량(ΔDb)의 증가를 수행한다.

단계 S2301에서, 제어기(50)가 액셀러레이터 페달(62)이 가압된다고 결정하면, 루틴은 단계 S2307로 진행된다. 단계 S2307에서, 제어기(50)는 도5에 도시된 관계를 사용함으로써 구동력 요청량(Fda) 대 운전자 동력 요구량(SA)을 결정하고 결정된 구동력 요청량(Fda)을 발생시킨다.

다음의 단계 S2308에서, 제어기(50)는 구동력 요청량(Fda)이 반발력(Fc) 이상인지를 결정한다. 그렇다면, 루틴은 S2309로 진행된다. 단계 S2309에서, 제어기(50)는 -Fc로 구동력 보정량(ΔDa)을 설정한다(ΔDa=-Fc). 다음의 단계 S2310에 서, 제어기(50)는 0으로 제동력 보정량(ΔDb)을 설정한다(ΔDb=0). 이러한 경우에, 구동력 요청량(Fda)이 Fc만큼 감소된 후에도 여전히 남아 있기 때문에 운전자가 예측된 것보다 작게 가속을 느낀다.

단계 S2308에서, 제어기(50)가 구동력 요청량(Fda)이 반발력(Fc)보다 작다고 결정하면, 루틴은 단계 S2311로 진행된다. 단계 S2311에서, 제어기(50)는 -Fda로 구동력 보정량(ΔDa)을 설정한다(ΔDa=-Fda). 다음의 단계 S2312에서, 제어기(50)는 구동력 보정량의 부족에 대해 보상량(Fc-Fda)으로 제동력 보정량(ΔDb)을 설정한다. 이러한 경우에, 운전자는 감속을 느낀다.

도16은 구동력 및 제동력을 보정하는 방식을 도시하고 있다. 도16에서, 수평축은 액셀러레이터 페달 위치 또는 운전자 동력 요구량(SA) 그리고 브레이크 페달 위치 또는 운전자 제동 요구량(SB)을 나타낸다. 운전자 동력 요구량(SA)은 원점 0으로부터 우측 방향으로 증가한다. 운전자 제동 요구량(SB)은 원점 0으로부터 좌측 방향으로 증가한다. 수직축은 구동력 및 제동력을 나타낸다. 구동력은 원점 0으로부터 상향 방향으로 증가한다. 제동력은 원점 0으로부터 하향 방향으로 증가한다.

도16에서, 일점쇄선은 상이한 수치의 액셀러레이터 페달 위치(SA)에 따른 구동력 요청량(Fda)의 변동 그리고 상이한 수치의 브레이크 페달 위치(SB)에 따른 제동력 요청량(Fdb)의 변동을 나타낸다. 실선은 보정량(ΔDa 및 ΔDb)에 의해 보정될 때의 구동력 및 제동력의 변동을 나타낸다.

구동력 요청량(Fda)이 최종 변수를 나타내는 반발력(Fc)보다 클 때, 구동력 요청량(Fda)은 단순히 구동력 보정량[ΔDa(=-Fc)]만큼 감소된다.

구동력 요청량(Fda)이 최종 변수(Fc)보다 작을 때, 구동력 요청량(Fda)은 구동력 보정량[ΔDa(=-Fda)]만큼 감소되고, 그에 의해 어떠한 구동력 요청량도 남지 않게 된다. 제동력 보정량(ΔDb)은 최종 변수(Fc)와 구동력 요청량(Fda) 사이의 차이로 설정된다. 이러한 경우에, 운전자는 억제된 운전자 동력 요구량(SA)에 대응하는 덜 신속한 감속을 느낀다.

다시, 도8을 참조하면, 단계 S230에서 구동력 및 제동력 보정량(ΔDa, ΔDb)을 계산한 후, 루틴은 단계 S240으로 진행된다.

단계 S240에서, 제어기(50)는 각각 구동력 제어기(60) 및 제동력 제어기(90)에 구동력 보정량(ΔDa) 및 제동력 보정량(ΔDb)을 제공한다. 구동력 제어기(60)는 구동력 보정량(ΔDa) 및 구동력 요청량(Fda)을 기초로 하여 타겟 구동력을 계산하고, 엔진이 타겟 구동력을 발생시키도록 제어한다. 제동력 제어기(90)는 제동력 보정량(ΔDb) 및 제동력 요청량(Fdb)을 기초로 하여 타겟 제동력을 계산하고, 유압 제동 유체 압력이 타겟 제동력을 발생시키도록 제어한다.

실시예는 다음의 여러 개의 섹션으로부터 이해될 수 있다.

(1) 제어기(50)는 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물과 접촉할 수 있는 가능성에 대한 리스크를 결정한다. 제어기(50)는 리스크에 따라 차량(1)에 가해지는 구동력 및 제동력을 조절한다. 제어기(50)는 경로 내의 타겟 장애물의 폭을 기초로 하여 랩률 게인(Gla)을 결정한다. 제어기(50)는 차량(1)과 경로 내의 타겟 장애물 사이에서 압축되는 가상 탄성체에 의해 차량(1)에 가해지는 힘(C)과 랩률 게 인을 곱함으로써 반발력(Fc)을 결정한다. 반발력(Fc)을 기초로 하여, 제어기(50)는 구동력 보정량(ΔDa) 및 제동력 보정량(ΔDb)을 결정한다. 이들 보정량(ΔDa, ΔDb)을 사용하여, 구동력 및 제동력은 제어된다. 예컨대, 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡기 위해 그에 접근하면, 구동력 및 제동력이 경로 내의 타겟 장애물의 폭을 고려하여 변화한다. 이러한 변화는 운전자에게 수용 불가능한 임의의 입력을 생성시키지 않는다.

(2) 경로 내의 타겟 장애물의 폭(W)이 작을수록, 반발력(Fc)이 작아진다. 동일한 횡방향 편차(Δd)에 대해, 경로 내의 타겟 장애물의 폭(W)이 작을수록, 랩률(La)이 작아진다(수학식 3 참조). 이와 같이, 경로 내의 타겟 장애물의 폭(W)이 작을수록, 랩률 게인(Gla)이 작아진다. 결과적으로, 반발력(Fc)은 폭(W)이 작아지는 정도만큼 작아진다. 그러므로, 구동력은 작은 폭(W)을 갖는 경로 내의 타겟 장애물로의 접근 중 덜 억제되고, 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡는 가속으로의 신속한 작업을 가능하게 한다. 차량(1)은 차량(1)에 감속을 적용함으로써 큰 폭(W)을 갖는 경로 내의 타겟 장애물에 과도하게 접근하는 것이 방지될 수 있다.

(3) 제어기(50)는 횡방향 편차(Δd) 그리고 경로 내의 타겟 장애물의 폭(W)에 따라 변동 가능한 랩률(La)을 결정하고, 랩률(La)을 기초로 하여 반발력(Fc)을 결정한다. 구동력 및 제동력은 랩률(La)에 따라 변화하고, 그에 의해 운전자에게 수용 불가능한 어떠한 입력도 생성시키지 않는다.

(4) 도12에 도시된 바와 같이, 랩률(La)이 0(영)으로부터 증가함에 따라 랩률 게인(제어 랩률 게인)(Gla)이 소정의 수치로부터 점차로 증가한다. 랩률(La)이 0에 근접하거나 0이더라도 랩률 게인(Gla)이 소정의 수치보다 낮게 떨어지지 않을 것이기 때문에, 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물과 접촉할 수 있는 가능성에 대한 리스크를 기초로 하는 구동력 및/또는 제동력의 변화가 남아 있고, 그에 의해 운전자에게 리스크를 알리는 것이 가능하게 한다.

도17을 참조하여, 본 발명에 따른 또 다른 실시예가 설명된다.

이러한 실시예는 도1 내지 도16에 도시된 선행 실시예와 실질적으로 동일하다. 그러나, 이러한 실시예는 랩률(La)에 따른 구동력 및/또는 제동력의 변화가 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡거나 지나갈 때에만 일어난다는 점에서 선행 실시예와 상이하다.

도17의 흐름도는 이러한 실시예의 작업을 도시하고 있다. 이러한 흐름도는 동일한 도면 부호가 도8 및 도17에 걸쳐 동일한 단계를 표시하는 데 사용되도록 도8의 흐름도와 실질적으로 동일하다. 그러나, 도17의 흐름도는 질의 단계 S370이 단계 S160과 단계 S170 사이에 제공되며 새로운 단계 S400이 단계 S170 및 단계 S180을 우회하는 흐름으로 제공된다는 점에서 도8의 흐름도와 상이하다.

도17에서, 단계 S370에서, 제어기(50)는 액셀러레이터 페달(61), 선회 지시기 및 조향 휠을 포함하는 운전자에 의해 제어되는 입력 장치 중 적어도 1개의 상태를 감시함으로써 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡거나 지나가는 작업을 수행하고 있는지를 결정한다. 구체적으로, 운전자가 액셀러레이터 페달(61)을 밟은 때, 운전자가 선회 지시기를 작동시킨 때 또는 운전자가 경로 내의 타겟 장애물의 검출 시 소정의 각도를 넘어 조향 휠을 선회시킨 때 차량(1)이 경로 내의 타 겟 장애물을 따라잡거나 지나가는 작업을 수행하고 있다고 결정될 수 있다. 제어기(50)가 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡거나 지나가는 작업을 수행하고 있다고 결정하였다면, 루틴은 단계 S170으로 그리고 그 다음에 단계 S180으로 진행된다.

단계 S170에서, 제어기(50)는 수학식 3에 의해 표현되는 랩률(La)을 결정한다. 다음의 단계 S180에서, 제어기(50)는 도12에 도시된 관계를 사용하여 랩률 게인(Gla)을 결정한다.

제어기(50)가 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡는 작업을 수행하고 있지 않다고 결정하면, 루틴은 단계 S370으로부터 단계 S400으로 진행된다. 단계 S400에서, 제어기(50)는 1(일)로 랩률 게인(Gla)을 설정한다.

단계 S180 또는 단계 S400에서 랩률 게인(Gla)을 결정한 후, 루틴은 단계 S190으로 진행된다.

이러한 실시예는 차량이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡거나 지나갈 때 반발력(Fc)이 경로 내의 타겟 장애물의 폭(W)으로 보정되지만 차량이 경로 내의 타겟 장애물을 바로 따라가고 있을 때 보정되지 않는다는 점에서 유리하다. 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡거나 지나갈 때, 폭(W)에 따른 구동력 및/또는 제동력의 변화가 운전자에게 수용 가능하다. 경로 내의 타겟 장애물의 폭의 상이한 수치에 따라 구동력 및/또는 제동력의 어떠한 변화도 일어나지 않으므로, 차량(1)이 경로 내의 타겟 장애물을 따라가고 있을 때 향상된 승차 안락감이 제공된다.

이제, 도18 내지 도21을 참조하여, 본 발명에 따른 또 다른 실시예가 설명된 다. 이러한 실시예는 동일한 도면 부호가 도1, 도8, 도18 및 도19의 각각의 도면에 걸쳐 동일한 부품 또는 부분을 표시하는 데 사용되도록 도1 내지 도16에 도시된 앞서 설명된 실시예와 실질적으로 동일하다. 그러나, 이러한 실시예는 반발력(Fc)이 예컨대 액셀러레이터 페달(61) 및 브레이크 페달(91) 등의 운전자에 의해 제어되는 입력 장치로부터 반작용력의 형태로 촉각 입력을 통해 차량(3)의 운전자에게 전달된다는 점에서 이전에 설명된 실시예와 상이하다.

도18에 도시된 바와 같이, 액셀러레이터 페달 반작용력 발생 장치(62) 및 브레이크 페달 반작용력 발생 장치(92)가 추가로 제공된다. 이러한 실시예에 따르면, 액셀러레이터 페달(61)로부터의 반작용력 그리고 브레이크 페달(91)로부터의 반작용력은 랩률 게인(Gla)에 따라 변동 가능한 반작용력(Fc)에 따라 조절된다.

액셀러레이터 페달 반작용력 발생 장치(62)는 액셀러레이터 페달(61)의 링크 기구 내에 합체된 서보모터를 포함한다. 액셀러레이터 페달 반작용력 발생 장치(62)는 제어기(50A)로부터 명령(FA)을 수용한다. 명령(FA)은 제어기(50A)에 의해 결정되는 액셀러레이터 페달 반작용력 수치를 나타낸다. 명령(FA)에 따라, 액셀러레이터 페달 반작용력 발생 장치(62)는 서보모터에 의해 발생되는 토크를 조정하기 위해 서보모터의 작동을 조절한다. 이와 같이, 액셀러레이터 페달 반작용력 발생 장치(62)는 운전자가 액셀러레이터 페달(61)을 밟을 때의 반작용력을 임의로 제어할 수 있다. 액셀러레이터 페달 반작용력은 반작용력 제어가 수행되지 않을 때 운전자 동력 요구량(SA)에 비례한다.

위의 종류의 액셀러레이터 페달의 이해를 위해, 제US 2003/0236608 A1 호(2003년 12월 25일 공개) 그리고 제US 2003/0233902 A1호 또한 참조되어야 하며, 이들의 양쪽 모두는 온전히 참조로 여기에 합체되었다.

브레이크 페달 반작용력 발생 장치(92)는 브레이크 페달(91)의 링크 기구 내에 합체된 서보모터를 포함한다. 브레이크 페달 반작용력 발생 장치(92)는 제어기(50A)로부터 명령(FB)을 수용한다. 명령(FB)은 제어기(50A)에 의해 결정되는 브레이크 페달 반작용력 수치를 나타낸다. 명령(FB)에 따라, 브레이크 페달 반작용력 발생 장치(92)는 서보모터에 의해 발생되는 토크를 조정하기 위해 서보모터의 작동을 조절한다. 이와 같이, 브레이크 페달 반작용력 발생 장치(92)는 운전자가 브레이크 페달(91)을 밟을 때의 반작용력을 임의로 제어할 수 있다. 브레이크 페달 반작용력은 반작용력 제어가 수행되지 않을 때 운전자 제동 요구량(SB)에 비례한다.

도19의 흐름도는 이러한 실시예의 작업을 도시하고 있다. 이러한 흐름도는 동일한 도면 부호가 도8 및 도19에 걸쳐 동일한 단계를 표시하는 데 사용되도록 도8의 흐름도와 실질적으로 동일하다. 그러나, 도19의 흐름도는 새로운 단계 S650 및 단계 S660이 추가로 제공된다는 점에서 도8의 흐름도와 상이하다.

도19에서, 단계 S650에서, 제어기(50A)는 액셀러레이터 페달 반작용력 수치(FA) 및 브레이크 페달 반작용력 수치(FB)를 계산한다. 이 실시예에서, 단계 S210 또는 단계 S220에서 결정된 반발력(Fc)이 계산을 위해 사용된다. 제어기(50A)는 도20에서의 실선 관계를 달성하기 위해 액셀러레이터 페달 반작용력 수치(FA) 대 반발력(Fc)을 결정한다. 제어기(50A)는 도21에서의 실선 관계를 달성하 기 위해 브레이크 페달 반작용력 수치(FB) 대 반발력(Fc)을 결정한다.

도20에서, 실선은 운전자 동력 요구량(SA)(액셀러레이터 페달 위치)이 일정하게 유지될 때 상이한 수치의 반발력(Fc)에 따른 액셀러레이터 반작용력 수치(FA)의 변동을 도시하고 있다. 파선은 액셀러레이터 페달 반작용력이 제어되지 않을 때의 액셀러레이터 페달 반작용력의 정상 수치를 도시하고 있다. 정상 수치는 상이한 수치의 반발력(Fc)에 따라 변동 불가능하다. 액셀러레이터 페달 반작용력 수치(FA)는 반발력(Fc)이 0일 때(Fc=0) 정상 수치와 동일하다. 반발력(Fc)이 0으로부터 증가함에 따라, 액셀러레이터 페달 반작용력 수치(FA)가 정상 수치로부터 상향으로 편향된 것과 같이 점차적인 비율로 증가한다. 새롭게 증가된 비율이 도입된다. 반발력(Fc)이 소정의 수치(Fc1)를 초과할 때 또는 초과한 직후에, 액셀러레이터 페달 반작용력 수치(FA)가 새롭게 증가된 비율로 증가한다. 이것은 구동력 보정량(ΔDa)이 증가함에 따라 액셀러레이터 페달(61)로부터의 반작용력이 증가한다는 것을 의미한다.

도21에서, 실선은 운전자 제동 요구량(SB)(브레이크 페달 위치)이 일정하게 유지될 때 상이한 수치의 반발력(Fc)에 따른 브레이크 반작용력 수치(FB)의 변동을 도시하고 있다. 파선은 브레이크 페달 반작용력이 제어되지 않을 때의 브레이크 페달 반작용력의 정상 수치를 도시하고 있다. 정상 수치는 상이한 수치의 반발력(Fc)에 따라 변동 불가능하다. 반발력(Fc)이 0으로부터 증가할 때에도 브레이크 페달 반작용력 수치(FB)가 정상 수치로 남아 있다. 반발력(Fc)이 소정의 수치(Fc1)를 초과할 때 또는 초과한 직후에, 브레이크 페달 반작용력 수치(FB)는 떨 어진다. 이것은 제동력 보정량(ΔDb)이 증가함에 따라 브레이크 페달(91)로부터의 반작용력이 작아지고 그에 의해 제동 작업을 위한 보조가 증가하게 하고 그에 의해 운전자가 브레이크 페달(91)을 밟는 것을 용이하게 한다는 것을 의미한다.

단계 S650에서 액셀러레이터 페달 반작용력 수치(FA) 및 브레이크 페달 반작용력 수치(FB)를 결정한 후, 루틴은 단계 S660으로 진행된다.

단계 S660에서, 제어기(50A)는 각각 액셀러레이터 페달 반작용력 발생 장치(62) 및 브레이크 페달 반작용력 발생 장치(92)에 액셀러레이터 페달 반작용력 수치(FA) 및 브레이크 페달 반작용력 수치(FB)를 제공한다(도18 참조). 액셀러레이터 페달 반작용력 발생 장치(62)는 반작용력 수치(FA)에 따라 액셀러레이터 페달(61)로부터의 반작용력을 조절한다. 브레이크 페달 반작용력 발생 장치(92)는 반작용력 수치(FB)에 따라 브레이크 페달(91)로부터의 반작용력을 조절한다.

이러한 실시예는 구동력 보정량 및 제동력 보정량이 액셀러레이터 페달(61)로부터의 반작용력 입력 그리고 브레이크 페달(91)로부터의 반작용력 입력을 통해 운전자에게 전달된다는 점에서 유리하다. 경로 내의 타겟 장애물의 폭(W)이 작으면, 액셀러레이터 페달(61)로부터의 반작용력이 작아지고, 그에 의해 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡는 후속의 가속으로의 신속한 시프트를 가능하게 한다. 이러한 실시예에서, 액셀러레이터 페달(61) 및 브레이크 페달(91)은 차량의 길이 방향 제어를 위한 운전자에 의해 제어되는 입력 장치로서 선택된다.

이제, 도22 내지 도24를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예가 설명된다. 이러한 실시예는 동일한 도면 부호가 도19 및 도22의 각각의 도면에 걸쳐 동일한 부품 또는 부분을 표시하는 데 사용되도록 도18 내지 도21에 도시된 위에 설명된 실시예와 실질적으로 동일하다. 그러나, 이러한 실시예는 이러한 실시예에서 차량의 횡방향 제어를 위한 운전자에 의해 제어되는 입력 장치로부터의 반작용력이 조절되며 반면에 위에 설명된 실시예에서 차량의 길이 방향 제어를 위한 운전자에 의해 제어되는 입력 장치(들)로부터의 반작용력이 조절된다는 점에서 위에 설명된 실시예와 상이하다.

도22의 흐름도는 본 발명에 따른 방법을 도시하고 있다. 이러한 흐름도 그리고 도19의 흐름도는 양쪽 모두가 단계 S110, 단계 S120, 단계 S130, 단계 S140, 단계 S150 및 단계 S160을 갖는다는 점에서 실질적으로 동일하다. 간략화를 위해, 이들 단계에 대한 설명이 여기에서 생략되었다.

도22에서, 이 방법은 수학식 4에 의해 표현되는 것과 같은 시간 차두 간격(THW)을 계산 또는 결정하기 위해 단계 S160으로부터 단계 770으로 진행된다.

시간 차두 간격(THW)을 결정한 후, 이 방법은 수학식 3에 의해 표현되는 것과 같은 랩률(La)을 계산 또는 결정하기 위해 단계 S780으로 진행된다.

단계 S780에서 랩률을 결정한 후, 이 방법은 조향 반작용력 수치(SA^*)를 계산 또는 결정하기 위해 단계 S790으로 진행된다. 구체적으로, 이 방법은 도23에 도시된 바와 같은 조향 반작용력 감소량(T1)과 시간 차두 간격(THW) 사이의 관계를 사용하여 조향 반작용력 감소량(T1) 대 시간 차두 간격(THW)을 결정하도록 진행된다. 도시된 관계에 의해 나타내어진 바와 같이, 시간 차두 간격(THW)이 차량이 경 로 내의 타겟 장애물에 접근했다는 것을 나타내도록 짧아짐에 따라 조향 반작용력 감소량(T1)이 증가한다. 조향 반작용력 감소량(T1)의 증가는 운전자가 차선-변경 작업을 과감하게 시작하게 한다.

조향 반작용력 감소량(T1)을 결정한 후, 이 방법은 랩률(La)에 따라 조향 반작용력 감소량(T1)을 보정하도록 진행된다. 구체적으로, 이 방법은 도24에 도시된 바와 같은 보정 계수(α1)와 랩률(La) 사이의 관계를 사용하여 보정 계수(α1) 대 랩률(La)을 결정하도록 진행된다. 도시된 관계에 의해 나타내어진 바와 같이, 랩률(La)이 0으로부터 1까지 증가함에 따라 보정 계수(α1)가 0으로부터 1까지 점차로 증가한다.

보정 계수(α1)를 결정한 후, 이 방법은 다음과 같이 표현되는 조향 반작용력 수치(SA^*)를 결정하도록 진행된다:

SA^*= Si-α1×Ti … (수학식 7)

여기에서: Si는 초기의 조향 반작용력 수치를 나타낸다.

조향 반작용력 수치(SA^*)를 결정한 후, 이 방법은 결정된 SA^*를 출력으로서 제공하도록 단계 S800으로 진행된다. 조향 반작용력 수치(SA^*)에 따라, 조향 반작용력 발생 장치가 조향 휠로부터의 조향 반작용력을 조절한다.

시간 차두 간격(THW)이 짧아지면, 차량이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡으려고 하는 순간이라는 것이 예측될 수 있다. 운전자는 조향 반작용력을 감소시킴 으로써 조향 휠을 과감하게 조작하게 된다. 경로 내의 타겟 장애물의 폭이 클수록, 조향 반작용력 감소량(T1)이 추가로 조향의 조작을 용이하게 하도록 더 증가된다. 구체적으로, 랩률(La)이 증가함에 따라, 보정 계수(α1)가 0으로부터 1까지 점차로 증가한다. 예컨대, 경로 내의 타겟 장애물이 차량의 바로 전방에 있으며 랩률(La)이 1이면, 조향 반작용력 수치(SA^*)가 수정되지 않기 때문에 결정된 조향 반작용력 감소량(T1) 대 현재의 시간 차두 간격(THW)의 전체(100%)를 반영함으로써 제공된다. 후속적으로, 차량이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡기 시작함에 따라, 랩률(La)이 1로부터 감소한다. 이와 같이, 조향 반작용력 수치(SA^*)는 1보다 작은 보정 계수(α1)에 의해 수정되기 때문에 조향 반작용력 감소량(T1)을 덜 반영한다. 이러한 방식으로의 조향 반작용력 수치(SA^*)의 변동은 운전자에 의해 수용 불가능한 입력의 제공으로부터 자유롭다.

이러한 실시예에서, 조향 휠은 차량의 횡방향 제어를 위한 운전자에 의해 제어되는 입력 장치로서 예시되었다. 이러한 조향 반작용력 제어는 선행 실시예에서 설명된 제동력/구동력 제어와 조합될 수 있다.

도25 내지 도27은 랩률 게인(Gla)과 랩률(La) 사이의 관계의 상이한 예를 도시하고 있다.

도25를 참조하면, 랩률(La)이 소정의 수치(La1) 이하일 때 랩률 게인(Gla)이 0으로 유지된다. 랩률(La)이 소정의 수치(La1)를 초과할 때 또는 초과한 후, 랩률 게인(Gla)이 0으로부터 1까지 점차로 증가한다. 랩률(La)이 1일 때 랩률 게 인(Gla)이 1이다. 이와 같이, 랩률(La)이 작을 때, 반발력(Fc)이 0이며, 랩률(La)이 증가함에 따라 반발력(Fc)이 점차로 증가한다. 그러므로, 제동력/구동력 제어가 제어의 시작 또는 종료 시 매끄럽게 변동될 수 있다.

도26을 참조하면, 랩률(La)이 소정의 수치(La1) 이하일 때 랩률 게인(Gla)이 0으로 유지된다. 랩률(La)이 소정의 수치(La1)를 초과할 때 또는 초과한 후, 랩률 게인(Gla)이 소정의 수치(G2)로부터 1까지 점차로 증가한다. 랩률(La)이 1일 때 랩률 게인(Gla)이 1이다. 소정의 수치(G2)는 예컨대 1의 최대 수치의 대략 1/2 내지 1/5인 수치로 설정된다. 이와 같이, 반발력(Fc)의 변화가 계단형 방식으로 명확하게 식별될 수 있다. 이러한 변화를 통해, 제동력/구동력 제어의 시작 또는 종료가 운전자에게 명확하게 알려질 수 있다.

도27을 참조하면, 랩률(La)이 증가 방향으로 소정의 수치(La1)를 초과할 때 또는 초과한 후, 랩률 게인(Gla)은 소정의 수치(G2)로부터 1까지 점차로 증가한다. 그러나, 랩률(La)이 1로부터 0까지 감소 방향으로 변동함에 따라 랩률 게인(Gla)이 1로부터 0까지 점차로 감소한다. 이와 같이, 반발력(Fc)의 계단형 변화를 통해, 제동력/구동력 제어의 시작이 운전자에게 명확하게 알려질 수 있다. 랩률(La)이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡는 작업으로 인해 감소할 때, 제동력/구동력 제어가 매끄럽게 종료된다.

선행 실시예의 각각의 실시예에서, 랩률(La)은 폭(W) 및 횡방향 거리(Δd)를 기초로 하여 계산되며, 스프링 복원력(C)은 반발력(Fc)을 제공하기 위해 랩률(La)을 기초로 하여 계산된다. 이것은 반발력(Fc)을 제공하는 하나의 예일 뿐이다. 본 발명은 이러한 예에 제한되지 않는다. 또 다른 예는 반발력(Fc)을 제공하기 위해 단지 폭(W)을 기초로 하여 스프링 복원력(C)을 보정하는 것이다.

도19 및 도22의 흐름도를 채용한 실시예에서, 도17의 흐름도에서 도시된 특징은 차량이 경로 내의 타겟 장애물을 따라잡고 있다는 것이 결정될 때에만 폭(W)를 기초로 하여 반발력(Fc)을 계산하는 데 적용 가능할 수 있다.

도19의 흐름도를 채용한 실시예에서, 액셀러레이터 페달 반작용력 및 브레이크 페달 반작용력은 경로 내의 타겟 장애물로부터의 리스크를 고려한 후 조절된다. 액셀러레이터 페달 반작용력 및 브레이크 페달 반작용력의 조절은 이 리스크를 고려하지 않으면서 수행될 수 있다.

각각의 선행 실시예에서, 시간 차두 간격(THW)은 차량이 경로 내의 타겟 장애물과 접촉할 수 있는 가능성을 측정하는 데 사용된다. THW의 사용은 하나의 예일 뿐이다. 또 다른 예는 상대 속도(Vr)에 의해 거리(D)를 나눔으로써 제공되는 시간 대 충돌(TTC)의 사용이다. 이러한 경우에도, 반발력(Fc)은 동일한 방식으로 결정된다.

선행 실시예에서, 본 발명은 구동력 및 제동력의 양쪽 모두가 조절되는 시스템에 적용된다. 그러나, 본 발명은 구동력만 조절되는 시스템에 적용 가능할 수 있다.

본 발명을 수행하는 가장 우수한 모드가 상세하게 설명되었지만, 당업자라면 다음의 청구의 범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명을 실시하는 다양한 대체 설계 및 실시예를 인식할 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템이 갖춰진 자동차의 블록도이다.

도2는 레이더에 의한 장애물의 검출을 도시하는 개략도이다.

도3은 차량의 전방의 스캐닝 영역의 개략도이다.

도4는 보정 장치가 합산 지점으로서 나타내어진 구동력 제어기의 블록도이다.

도5는 구동력 제어기의 구동력 요청량 발생 장치에 의해 제공되는 구동력 요청량(Fda) 대 운전자 동력 요구량(SA, 액셀러레이터 페달 위치) 특성을 도시하고 있다.

도6은 보정 장치가 합산 지점으로서 나타내어진 제동력 제어기의 블록도이다.

도7은 제동력 제어기의 제동력 요청량 발생 장치에 의해 제공되는 제동력 요청량(Fdb) 대 운전자 제동 요구량(SB, 브레이크 페달 위치) 특성을 도시하고 있다.

도8은 도1에 도시된 실시예의 작업의 실시를 도시하는 주 제어 루틴의 흐름도이다.

도9는 차량의 경로의 중심선을 결정하는 개략도이다.

도10은 차량의 경로의 개략도이다.

도11은 경로 내의 타겟 장애물의 횡방향 거리를 측정하는 방법을 도시하는 개략도이다.

도12는 랩률 게인(Gla) 대 랩률(La) 특성이다.

도13은 선행 차량이 차량의 전방에 있는 상태로 도로 상에서 주행하는 차량의 상태도이고, 그에 의해 선행 차량으로부터 유도되는 리스크(RP) 그리고 반발력(Fc)의 계산을 위해 사용되는 가상 탄성체의 개념을 도시하고 있다.

도14는 선행 차량에 접근하여 리스크가 커질 때의 차량의 상태도이다.

도15는 "보정량 계산" 서브루틴의 흐름도이다.

도16은 일점쇄선으로 각각 도시된 정상 구동력 요청량(Fda) 대 액셀러레이터 페달 위치(SA) 특성 그리고 정상 제동력 요청량(Fdb) 대 브레이크 페달 위치(SB) 특성의 보정된 버전을 실선으로 도시하고 있다.

도17은 수정된 주 제어 루틴의 흐름도로써 도8과 유사하다.

도18은 본 발명에 따른 시스템의 또 다른 실시예의 블록도로써 도1과 유사하다.

도19는 도18에 도시된 실시예의 작업을 도시하는 주 제어 루틴의 흐름도로써 도8과 유사하다.

도20은 상이한 수치의 반발력(Fc)에 따른 액셀러레이터 페달 반작용력 수치(FA)의 변동을 도시하고 있다.

도21은 상이한 수치의 반발력(Fc)에 따른 브레이크 페달 반작용력 수치(FB)의 변동을 도시하고 있다.

도22는 본 발명에 따른 방법의 작업을 도시하는 제어 루틴의 흐름도이다.

도23은 상이한 수치의 시간 차두 간격(THW)에 따른 조향 반작용력 감소량(T1)의 변동을 도시하고 있다.

도24는 상이한 수치의 랩률(La)에 따른 보정 계수(α1)의 변동을 도시하고 있다.

도25는 랩률 게인(Gla) 대 랩률(La) 특성의 또 다른 형태이다.

도26은 랩률 게인(Gla) 대 랩률(La) 특성의 또 다른 형태이다.

도27은 랩률 게인(Gla) 대 랩률(La) 특성의 또 다른 형태이다.

Claims

조향 휠, 액셀러레이터 페달 및 브레이크 페달을 선택적으로 조작함으로써 도로 상에서 주행하는 차량을 조작하는 운전자를 보조하는 장치이며,

상기 차량의 경로 내에서 장애물의 폭을 포함하는 장애물의 상태를 검출하는 장애물 인식 장치와,

상기 차량의 주행 상태를 검출하는 주행 상태 검출 장치와,

상기 장애물의 폭에 기초하여 상기 장애물이 상기 차량의 경로와 중첩되는 정도를 나타내는 랩률을 계산하는 랩률 계산부와,

상기 액셀러레이터 페달의 상이한 위치에 따라 구동력의 변화를 제어하는 구동력 제어기와,

상기 브레이크 페달의 상이한 위치에 따라 제동력의 변화를 제어하는 제동력 제어기와,

상기 랩률에 기초하여 제어 입력을 수정하여 상기 수정된 제어 입력이 상기 장애물의 폭의 감소에 따라 감소되게 하는 보정부를 포함하고,

상기 보정부는 구동력의 변화 특성 및 제동력의 변화 특성 중 적어도 하나를 수정하여 차량을 통해 감속에 의해 수정된 제어 입력을 운전자에게 전달하는 운전자를 보조하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 장애물의 검출된 상태 및 상기 차량의 검출된 주행 상 태를 기초로 상기 차량이 상기 장애물과 접촉할 수 있는 잠재 리스크를 계산하는 잠재 리스크 계산부를 더 포함하고,

상기 잠재 리스크가 소정값보다 더 클 때에만 상기 보정부가 상기 랩률에 기초하여 상기 제어 입력을 수정하고 상기 수정된 제어 입력에 따라 상기 구동력의 변화 특성 및 상기 제동력의 변화 특성을 수정하게 되는 운전자를 보조하는 장치.
제1항에 있어서, 차량이 장애물을 따라잡을 때 상기 보정부가 랩률에 기초하여 상기 제어 입력을 수정하게 되는 운전자를 보조하는 장치.
제1항에 있어서, 액셀러레이터 페달이 동일한 위치를 유지할 때 상기 수정된 제어 입력의 다른 값들로 액셀러레이터 페달을 통해 운전자에게 가해지는 반작용력의 변화를 제어하는 제어기를 더 포함하는 운전자를 보조하는 장치.
제4항에 있어서, 상기 제어기는 브레이크 페달이 동일한 위치를 유지할 때 상기 수정된 제어 입력의 다른 값들로 브레이크 페달을 통해 운전자에게 가해지는 반작용력의 변화를 제어하는 운전자를 보조하는 장치.
제2항에 있어서, 잠재 리스크의 다른 값들에 따라 변화하는 반작용력 감소량을 초기 반작용력 값으로부터 빼서 조향 휠을 통해 운전자에게 가해지는 반작용력을 결정하는 제어기를 더 포함하며, 상기 반작용력 감소량은 상기 랩률에 기초하여 수정되는 운전자를 보조하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 랩률은

La = 1-Δd/W로 표현되며,

La는 랩률이며, Δd는 장애물의 길이 방향 중심선과 차량의 경로의 중심선 사이의 횡방향 편차이며, W는 장애물의 폭인 운전자를 보조하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 입력은 차량 전방의 가상 탄성체의 스프링 복원력을 가리키며, 상기 가상 탄성체의 스프링 복원력은

C = k×(Th-D)로 표현되며,

C는 가상 탄성체의 스프링 복원력이며, k는 가상 탄성체의 스프링 상수이며, Th는 가상 탄성체의 응력이 가해지지 않은 길이이며, D는 차량과 장애물 사이의 거리인 운전자를 보조하는 장치.
제8항에 있어서, 랩률이 증가함에 따라 소정값으로부터 점진적으로 증가하는 랩률 게인과 상기 스프링 복원력을 곱함으로써 상기 보정부는 상기 제어 입력을 수정하고, 상기 장애물의 폭이 넓을수록 상기 랩률은 커지며, 상기 차량의 경로가 장애물로부터 멀어질수록 상기 랩률은 작아지는 운전자를 보조하는 장치.
제8항에 있어서, 랩률이 소정값을 초과하여 증가함에 따라 0 근처의 소정값 으로부터 점진적으로 증가하는 랩률 게인과 상기 스프링 복원력을 곱함으로써 상기 보정부는 상기 제어 입력을 수정하고, 상기 장애물의 폭이 넓을수록 상기 랩률은 커지며, 상기 차량의 경로가 장애물로부터 멀어질수록 상기 랩률은 작아지는 운전자를 보조하는 장치.
제8항에 있어서, 랩률이 소정값을 초과하여 증가함에 따라 소정값으로부터 점진적으로 증가하는 랩률 게인과 상기 스프링 복원력을 곱함으로써 상기 보정부는 상기 제어 입력을 수정하고, 상기 장애물의 폭이 넓을수록 상기 랩률은 커지며, 상기 차량의 경로가 장애물로부터 멀어질수록 상기 랩률은 작아지는 운전자를 보조하는 장치.
제8항에 있어서, 랩률이 증가하는 방향으로 변화할 때 랩률이 제1 소정값을 초과하여 증가함에 따라 소정값으로부터 점진적으로 증가하는 랩률 게인과 상기 스프링 복원력을 곱함으로써 상기 보정부는 상기 제어 입력을 수정하고, 상기 랩률 게인은 감소하는 방향으로 변화할 때 0 근처의 제2 소정값으로 점진적으로 감소하며, 상기 장애물의 폭이 넓을수록 상기 랩률은 커지며, 상기 차량의 경로가 장애물로부터 멀어질수록 상기 랩률은 작아지는 운전자를 보조하는 장치.
제1항의 상기 운전자를 보조하는 장치를 포함하는 차량.
조향 휠, 액셀러레이터 페달 및 브레이크 페달을 선택적으로 조작함으로써 도로 상에서 주행하는 차량을 조작하는 운전자를 보조하는 장치이며,

상기 차량의 경로 내에서 장애물의 폭을 포함하는 장애물의 상태를 검출하는 장애물 인식 장치와,

상기 차량의 주행 상태를 검출하는 주행 상태 검출 장치와,

상기 차량의 경로를 결정하는 경로 결정부와,

상기 장애물의 폭 및 상기 차량의 경로에 기초하여 상기 장애물이 상기 차량의 경로와 중첩되는 정도를 나타내는 랩률을 계산하는 랩률 계산부와,

상기 장애물의 검출된 상태 및 상기 차량의 검출된 주행 상태를 기초로 상기 차량이 상기 장애물과 접촉할 수 있는 잠재 리스크를 계산하는 잠재 리스크 계산부와,

잠재 리스크의 다른 값들에 따라 변화하는 반작용력 감소량을 초기 반작용력 값으로부터 빼서 조향 휠을 통해 운전자에게 가해지는 조향 반작용력을 계산하는 조향 반작용력 계산부를 포함하고,

상기 반작용력 감소량은 상기 랩률에 기초하여 수정되는 운전자를 보조하는 장치.
조향 휠, 액셀러레이터 페달 및 브레이크 페달을 선택적으로 조작함으로써 도로 상에서 주행하는 차량을 조작하는 운전자를 보조하는 방법이며,

상기 차량의 경로 내에서 장애물의 폭을 포함하는 장애물의 상태를 검출하는 단계와,

상기 차량의 주행 상태를 검출하는 단계와,

상기 장애물의 폭에 기초하여 상기 장애물이 상기 차량의 경로와 중첩되는 정도를 나타내는 랩률을 계산하는 단계와,

상기 액셀러레이터 페달의 상이한 위치에 따라 구동력의 변화를 제어하는 단계와,

상기 브레이크 페달의 상이한 위치에 따라 제동력의 변화를 제어하는 단계와,

반발력이 상기 장애물의 폭이 감소함에 따라 감소되도록 반발력을 제공하기 위해 상기 랩률에 기초하여 상기 차량의 전방에 가상 탄성체의 탄성력을 수정하는 단계와,

차량을 통해 감속에 의해 상기 반발력을 운전자에게 전달하도록 구동력의 변화 특성 및 제동력의 변화 특성 중 적어도 하나를 수정하는 단계를 포함하는 운전자를 보조하는 방법.
조향 휠, 액셀러레이터 페달 및 브레이크 페달을 선택적으로 조작함으로써 도로 상에서 주행하는 차량을 조작하는 운전자를 보조하는 장치이며,

상기 차량의 경로 내에서 장애물의 폭을 포함하는 장애물의 상태를 검출하기 위한 수단과,

상기 차량의 주행 상태를 검출하기 위한 수단과,

상기 장애물의 폭에 기초하여 상기 장애물이 상기 차량의 경로와 중첩되는 정도를 나타내는 랩률을 계산하기 위한 수단과,

상기 액셀러레이터 페달의 상이한 위치에 따라 구동력의 변화를 제어하기 위한 수단과,

상기 브레이크 페달의 상이한 위치에 따라 제동력의 변화를 제어하기 위한 수단과,

반발력이 상기 장애물의 폭이 감소함에 따라 감소되도록 반발력을 제공하기 위해 상기 랩률에 기초하여 상기 차량의 전방에 가상 탄성체의 탄성력을 수정하기 위한 수단과,

차량을 통해 감속에 의해 상기 반발력을 운전자에게 전달하도록 구동력의 변화 특성 및 제동력의 변화 특성 중 적어도 하나를 수정하기 위한 수단을 포함하는 운전자를 보조하는 장치.