KR20140129115A - 차량의 비상 제동 상황 결정 방법 - Google Patents

차량의 비상 제동 상황 결정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량(1)의 비상 제동 상황을 결정하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법으로 차량(1)은 상태 변수들, 즉 차량의 주행 속도(v1), 차량의 종가속도(a1), 전방 물체(2)에 대한 차량의 상대적인 거리(dx) 그리고 전방 물체(2)의 제 2 속도(v2)와 제 2 가속도(a2) 중 적어도 하나를 결정하며, 비상 제동 상황이 존재하는지 여부가 평가 방법(BV1, BV2)에 의하여 상태 변수(v1, a1, dx, v2, a2)로부터 결정된다. 본 발명에 따르면, 상태 변수(v1, a1, dx, v2, a2)에 따라 비상 제동 상황이 존재하는지 여부를 평가하기 위하여 다른 평가 방법이 사용되되, 상태 변수에 따라 다수의 평가 방법 중 사용될 평가 방법이 결정되며, 여기서, 다른 평가 방법은 대상 차량(1)의 연립 운동 방정식 및 전방 물체(2)의 연립 운동 방정식을 결정하는 운동 방정식 평가 방법 그리고 차량(1)의 제동 거리를 결정하는 제 2 평가 방법을 적어도 포함한다.

Description

차량의 비상 제동 상황 결정 방법{Method for Determining an Emergency Braking Situation of a Vehicle}
본 발명은 차량의 비상 제동 상황 결정 방법, 이러한 방법을 수행하기 위한 제어 장치 그리고 이러한 제어 장치를 갖는 주행 다이내믹(driving dynamics) 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 특히 전방 물체, 특히 차량이 있는 도로를 주행할 때 후방 충격의 위험을 평가하는 방법에 관한 것이다.
위의 목적을 위해서, 대상 차량과 전방 차량의 현재 주행 행동을 위한 충돌 시간을 결정하기 위하여 운동 방정식을 수립하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 가능한 충돌을 방지하기 위하여 목표 감속도를 결정하는 것 또한 일반적으로 알려져 있다.
EP 1 539 523 B1 또는DE10258617B4는 차량의 자동 비상 제동 과정을 방법을 트리거링(triggering)시키기 위한 방법 및 장치를 개시한다. 대상 차량의 속도와 가속도는 여기에서 결정되며 최소 거리는 목표 안정 거리로서 설정된다. 더욱이, 2대의 차량 간의 목표 상대 속도는 자동 비상 제동 과정의 종료 시점에서 도달되어야 하는 것으로 설정된다. 또한, 2대의 차량 간의 결정된 현재 존재하는 상대적 가속도가 사용된다.
DE 10 2006 019 848 B4 는 차량 충돌 효과를 감소시키기 위한 장치를 개시하며, 이 장치에서 상대적인 거리와 상대적인 속도로 장애물이 감지되고 가능한 충돌 또는 사고가 평가되며 그 결과 탑승자 보호 장치가 작동될 수 있다. 이러한 시스템은 또한 충돌 예방 시스템(pre-crash systems )으로 알려져 있다.
JP 2004038245 A1는 차량용 장애물 감지기를 개시하며, 감지된 스티어링 휠 작동이 이 감지기와 함께 부가적으로 이용된다. EP 0 891 903 B1는 자동 비상 제어 기능을 개시하며, 이 기능으로 장애물을 회피하는 가능성이 또한 평가된다. EP 1 625 979 B1는 비상 제동을 작동시키기 위한 방법 및 장치를 개시하며, 이 방법 및 장치로 비상 제동의 트리거링의 경우 충돌의 가능성 그리고 대상 차량에 대한 위험이 결정되며 결정된 위험에 따라 비상 제동을 위한 작동 한계점이 달라질 수 있다. EP 1 803 109 B1 는 차량에 인접한 관련 물체를 결정하기 위한 방법이 개시되며, 이 방법으로 가능한 회피 주행 또는 제동 과정을 포함한 차량 데이터 및/또는 환경 센서 데이터로부터 충돌 관련 값이 계산된다.
이러한 일반적인 방법은 보통 특정 주행 상황에만 제한되며 따라서 시기 적절한 방식으로 자율 제동에 의하여 사고를 방지하는데 항상 기여하지 않는다는 단점을 갖고 있다. 더욱이, 비상 제동의 트리거링은 또한 너무 빨리 일어날 수 있으며 따라서 아마도 불필요할 수 있다.
더욱이 비상 제동 기능이 없는 순항 주행 시스템이 알려져 있다. 제동 특성을 갖는 벤딕스-윙맨 ACB(Bendix-Wingman ACB) 적응 순항 시스템은 전방 차량에 대한 거리를 일정하게 유지하기 위한 거리 유지 방법을 포함한다. 비상 제동 과정을 자동으로 수행하기 위하여 경고 디스플레이 신호와 비상 제동 신호는 출력될 수 있다. 이 목적을 위하여 전방 차량에 대한 거리가 예를 들어 레이더로 측정된다.
본 발명의 목적은 비상 제동 상황의 신뢰할 수 있는 인식을 가능하게 하고 불필요한 비상 제동의 가능성을 낮게 유지할 수 있는 방법, 이 방법을 이행하기 위한 대응하는 제어 장치 및 주행 다이내믹 제어 시스템을 제공하는 것이다.
위의 목적은 청구항 1항에서 청구된 바와 같은 방법 그리고 청구항 15항에서 청구된 바와 같은 제어 장치에 의하여 이루어진다. 종속청구항은 바람직한 개발안을 개시한다. 이러한 제어 장치를 가지며 이러한 방법을 수행하기 위한 주행 다이내믹 제어 시스템이 또한 본 발명에서 제공된다.
따라서 본 발명에 따르면, 현재 지배적인 주행 상황에 따라 적절한 평가 방법을 이용하기 위하여 다양한 평가 방법이 이용된다.
운동 방정식 평가 방법을 구성하는 제 1 평가 방법에 따르면, 대상 차량 그리고 차량의 전방 물체의 운동 방정식이 수립되며 평가는 비상 제동 상황이 존재하는지 여부에 대하여 운동 방정식에 따라 이루어진다. 평가에 따라, 특히 요구되는 감속이 그 후에 계산될 수 있다. 운동 방정식은 특히 시간의 이차 형태, 즉 초기 값, 1차항 그리고 2차항을 갖고 수립되어 대상 차량 및 전방 물체의 공통 연립 방정식 또는 공통 운동 방정식이 형성될 수 있으며, 이 방식으로부터 최소 거리보다 적은 후속 거리 및/또는 충돌이 결정될 수 있다.
반대로, 제 2 평가 방법에 따르면, 제동 거리 관측이 수행되며, 여기서 적어도 대상 차량의 제동 거리가 결정되고 또한 평가될 수 있다.
본 발명은 전방 주행 물체 뒤의 대상 차량의 전형적인 구동 상황에서 대상 차량 그리고 전방 물체의 운동 방정식을 이용하여 비상 제동 상황이 결정될 수 있다는 아이디어를 기초로 한다. 이러한 운동 방정식 평가 방법을 위하여, 특히 시간 영역 내의 이차 운동 방정식, 즉 시간 영역 내의 0차항으로써 상대적인 거리, 시간 영역 내의 1차 항으로써 속도(또는 상대적인 속도) 그리고 시간 영역 내의 2차 항으로써 가속도를 갖는 이차 운동 방정식이 형성될 수 있다. 따라서 위의 운동 방정식으로부터 연립 방정식이 형성될 수 있으며, 이 연립 방정식으로 그후에 허용 최소 거리로의 접근이 발생하는지 여부가 판단된다(예를 들어, 1m 또는 0의 최소 거리). 또한, 적극적인 간섭을 통한 변화가 단지 응답 시간 후에 효과를 나타내기 때문에 차량의 제동 시스템의 응답 시간 (예를 들어, 브레이크에 공기를 공급하기 위한 시간) 및/또는 운전자의 응답 시간이 특히 여기에 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면, 시간 영역의 이러한 연립 방정식, 특히 이차 운동 방정식의 접근이 일부 상황에서 계산 착오를 야기할 수 있다는 것이 알려져 있다. 음의 가속, 즉 대상 차량 또는 전방 물체의 제동 또는 감속을 갖는 시간 영역의 이차 운동 방정식은 또한 수학적으로 차량의 또는 물체의 완전한 정지 상태 후의 가상 후진을 포함한다. 제동 간섭 또는 엔진 지연 간섭(또는 예를 들어, 공기 마찰)에 의한 차량의 감속은 양의 속도에서 정지 상태로 실제로 제동(음의 가속)을 야기하나 정지 차량의 다른 후방 가속은 야기될 수 없기 때문에 이러한 가상적인 후진은 물리적으로 의미가 없다. 더 정확히 말하면, 차량 정지 상태와 함께, 물리적으로 효과적인 제동 효과, 즉 음의 가속은 0(zero)으로 감소하며, 즉 차량은 정지하나 후진은 시작하지 않는다.
특히 앞에서 주행중인 물체의 가상적인 후진의 경우, 후진 중에 발생하는 가상적인 그러나 의미가 없는 충돌은 따라서 수학적인 연립 방정식에서 결정될 수 있다.
따라서 본 발명에 따르면, 유용한 것으로 고려된다면 운동 방정식 평가 방법이 사용된다. 유리하게는 적절한 평가 방법을 선택하기 위하여 다른 상황을 결정하기 위한 기준이 사용된다.
만일 제 1 평가 방법, 즉 운동 방정식 평가 방법이 유용하지 않은 것으로 결정된다면, 본 발명에 따라 다른 평가 방법이 이용되며, 여기서 적어도 하나는 제 2 평가 방법, 바람직하게는 제동 거리 관측을 갖는 제동 거리 평가 방법으로서 제공된다. 바람직하게는 대상 차량의 그리고 전방 물체의 정확한 운동 방정식을 포함하지 않고 대상 차량의 제동 거리는 결정되고 평가된다. 바람직하게는, 시간-종속 허용성 기준이 한정되며, 이는 제 1 대상 차량의 제동 시간을 제 2 전방 물체의 제동 시간과 비교하며 제 1 및 제 2 평가 방법의 허용도의 특히 간단한 결정 및 내역을 구성한다. 그로 인하여, 동시에 제 2 전방 물체에 대한 제 1 대상 차량의 상대적인 속도를 완전히 감소시키는 반면에 최소 거리에 도달할 때까지 대상 제동 시간은 사전에 결정될 수 있다. 물체 제동 시간은 정지하기 위하여 제 2 전방 물체가 요구하는 시간이다.
본 발명에 따르면, 응답 시간 후에 상대적인 거리가 이미 도달되지 않았는지 또는 최소 거리 이하로 떨어지지 않았는지 그리고 따라서 비상 제동 상황이 이미 존재하는지 여부와 관련하여 사전 기준이 앞서 사용될 수 있다; 이는 사전 (0차(zeroth)) 판단 방법으로 고려될 수 있으며 따라서 제 1 및 제 2 평가 방법은 관련된 것으로 되지 않는다.
제 1 대상 가속도는 종가속도 센서에 의하여 측정될 수 있으며 그리고/또는 제 1 대상 속도의 시간 차이에 의하여 결정될 수 있다. 전방 물체에 대한 상대적인 거리는 특히 거리 센서에 의하여 결정될 수 있다. 따라서 이로부터, 물체의 제 2 속도가 상대적인 거리의 신호의 시간 변화로부터 결정될 수 있으며, 물체의 제 2 가속도는 그의 시간 도함수(time derivative)로써 결정될 수 있다. 그러나, 원칙적으로 물체의 제 2 속도는 예를 들어 레이더 도플러(radar Doppler) 측정에 의하여 기록될 수 있다. 대상 차량의 요구되는 감속도를 결정함으로써 비상 제동 상황의 본 발명에 따른 평가는 특히 결정될 수 있다.
거리-시간 그래프에서, 시간 영역의 이차 운동 방정식은 따라서 포물선을 생성한다; 음의 가속, 즉 제동 또는 감속을 위하여 포물선은 바닥에서 열린다. 대응하는 속도 프로파일은 따라서 제동을 위한 음의 기울기를 갖는 직선을 형성한다.
거리-시간 그래프 내의 포물선 운동 그래프의 감소하는 분기점(branches) 그리고 속도-시간 그래프 내의 대응하는 음의 값은 본 발명에 따라 물리적으로 의미가 없는 것으로 평가된다; 잘못된 평가를 야기하는 이러한 상태는 본 발명에 따른 적절한 기준에 의하여 배제된다.
따라서 음의 가속, 즉 감속 및 제동 동안에 정지된 후의 이후 가상 후진 운동에서 전방 차량이 대상 차량과의 충돌을 야기하는 가상적인 경우는 배제될 수 있다.
충돌을 발생시키는 가상적인 후진의 경우를 배제하기 위하여, 정지하기 위하여 물체와 대상 차량이 요구하는 시간 또는 제동 거리에 대해 유리하게는 점검이 이루어진다. 만일 대상 차량이 전방 물체보다 먼저 또는 전방 물체와 동시에 정지한다면, 바람직한 설계에 따라 제 1 평가 방법이 유리하게 적용될 수 있다. 그러나, 만일 대상 차량이 전방 물체보다 나중에 정지한다면, 전방 물체의 후속 후진을 위한 가상 충돌 경우가 결정되기 때문에 운동 방정식 평가 방법은 유리하게는 적용되지 않는다. 따라서 운동 방정식 평가 방법을 위한 허용성 기준이 제공되며, 여기서 운동 방정식 평가 방법이 수행되지 않는다면 결과적으로 제 2 평가 방법이 사용된다.
원칙적으로 제 2 평가 방법과 함께 멈출 때까지의 제동 거리가 사용되나, 차량의 다이내믹스(dynamics), 즉 정확한 운동 방정식은 사용되지 않는다. 따라서 멈추는 시점에서 계산된 값을 위하여 대상 차량과 전방 물체 간의 안전 거리가 유지되는 경우가 이론적으로 발생할 수 있으며, 그러나 대상 차량의 실제의 이전 역학 관계 때문에 충돌(또는 최소 거리 이하로 떨어짐)은 발생한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 제 1 및 제 2 평가 방법은 이상적으로 상호 보완적인 것임이 인식된다. 운동 방정식 평가 방법에 의하여 이러한 충돌은 이미 감지된다. 따라서 만일 운동 방정식 평가 방법을 위한 허용성 기준이 실행되고 운동 방정식 평가 방법이 사용된다면, 멈출 때까지 충돌은 확실하게 감지된다. 그러나, 만일 허용성 기준이 수행되지 않기 때문에 운동 방정식 평가 방법이 사용될 수 없다면, 제 2 평가 방법으로 멈추는 시점에서 안전 거리 또는 최소 거리가 유지될지라도 충돌이 이전에 발생한다는 취지로 잘못된 지시가 이후에 더 이상 발생할 수 없다. 운동 방정식 평과 과정에서 이러한 충돌은 감지된다.
따라서 상대적으로 낮은 계산 비용으로 실행될 수 있는 신뢰성있는 방법이 제공되며, 이는 대상 차량의 그리고 전방 물체의 다른 초기 운동 상태를 확실하게 감지한다. 불필요하게, 대상 차량 그리고 아마 뒤따르는 차량에 대하여 비상 제동으로부터 발생하는 위험을 갖는 조기 비상 제동이 높은 신뢰도를 갖고 배제된다.
본 발명에 따르면, 자동 비상 제동은 트리거될 수 있으며 또한 경고 지시 신호는 위의 방법에 의하여 운전자에게 출력될 수 있다. 정확한 결정은 응답 시간을 포함할 수 있으며, 자동 비상 제동 시스템을 위한 응답 시간은 브레이크를 채우고 액츄에이터를 작동시키기 위한 장비 관련 신호를 포함한다. 또한 응답 시간은 운전자에게 경고 지시 신호가 출력될 때 운전자의 응답 시간을 고려한다.
특별한 바람직한 실시예에 따르면, 다양한 경우가 위계적으로 세분화된다. 원칙적으로, 응답 시간 후의 대상 차량과 전방 물체 간의 상대적인 거리가 유지될 최소 거리보다 작은지 여부를 제 1 경우가 처음에 점검할 수 있다; 만일 제 1 기준이 수행된다면, 비상 제동은 항상 즉시 시작될 것이다. 이후에 단지 예를 들어 4개의 경우가 고려되며, 각 경우에서 제 1 또는 제 2 평가 방법이 적용되는지 여부가 결정된다. 위의 경우에서, 유리하게는 전방 물체의 가속, 상대적인 속도, 특히 응답 시간 후의 상대적인 속도가 사용된다. 따라서 특히 4개 또는 5개의 다른 경우에서 단지 2개의 변수를 기초로 하여 경우 구분(case distinction)이 일어날 수 있다.
위의 경우에서, 운동 방정식 평가 방법은 처음에 점검될 수 있으며, 또한 이것이 적절하지 않다면 그후 제 2 평가 방법이 이용된다. 2개의 다른 경우에서, 예를 들어 단지 운동 방정식 평가 방법 또는 제 2 평가 방법이 이용될 수 있다. 더욱이, 전방 물체의 가속이 양의 가속이고 또한 속도 차이 또는 상대적인 속도가 양의 값인 경우가 존재할 수 있으며, 따라서 충돌의 위험이 전혀 없다는 것이 인식될 수 있다.
본 발명에 따른 제어 장치는 특히 본 발명에 따른 방법의 결과에 따라 엔진의 토크를 정할 수 있으며, 이를 위하여 제어 장치는 예를 들어 엔진 컨트롤러에 제어 신호를 출력한다.
본 발명이 다수의 실시예를 위한 첨부된 도면을 사용하여 이하에서 설명된다.
도 1은 잇따라 주행하는 2대의 차량을 갖는 도로 상황을 나타낸 도면.
도 2 내지 도 7은 2대의 차량의 거리와 속도 그리고 다른 초기 조건에 따른 그들의 상대적인 거리를 나타낸 그래프.
제 1 대상 차량(1)은 전방 물체(2), 이 경우에는 제 2 전방 차량(2)의 뒤에서 도로(3) 위를 주행한다. 이하에서는 공통적인 차량 길이 방향으로의 이동만이 고려된다. 제 1 대상 차량(1)은 위치 x1에 위치하며 속도 v1으로 그리고 가속도 a1를 갖고 주행한다. 따라서 제동 과정은 음의 값을 갖는 가속도 a1을 이룬다. 따라서, 제 2 전방 차량(2)은 위치 x2에 있으며 제 2 속도(v2)로 그리고 제 2 가속도(a2)를 갖고 주행한다. 모든 변수 (x1, v1, a1; x2, v2, a2)는 시간 종속 변수이다. 결과적으로, 시간 영역(time domain)에서의 운동의 이차 방정식은 2개의 차량, 즉 제 1 대상 차량(1)과 전방 차량(2)을 위하여 성립된다. 바람직하게는, 여기서 적어도 대상 차량(1)의 제동 과정의 시작까지 일정한 제 1 대상 가속도(a1)와 제 2 가속도(a2)가 가정된다.
대상 차량(1)은 제 1 대상 차량(1)과 전방 차량(2) 간의 상대적인 거리(dx)를 결정하기 위한 거리 센서(4) 그리고 주행 다이내믹 시스템(5)을 포함하며, 이 주행 다이내믹 시스템을 제어 장치(6), 속도 센서(7) 및 제어 장치(6)에 의하여 제어될 수 있는 차량 브레이크(8)를 갖는다. 거리 센서(4)는 상대적 거리 측정 신호(M1)를 출력하며, 이에 상응하여 속도 센서(7)는 제어 장치(6)로 속도 측정 신호(M2)를 출력한다. 속도 센서(7)는 또한 ABS 휠 회전 속도 센서에 의하여 형성될 수 있다. 더욱이, 제어 장치(6)는 차량 브레이크(8)에 제동 제어 신호(M3)를 출력한다.
본 발명에 따르면, 충돌이 발생할 수 있는지 여부 그리고 언제 비상 제동이 시작되어야만 하는지를 결정하기 위하여 다른 평가 과정 또는 평가 방법이 사용되는 다양한 시나리오에서의 다양한 기준에 따라 경우 구분(case distinction)이 수행된다.
모든 계산은 제 1 후방 대상 차량(1)에서 일어나며, 따라서 이는 전방 차량(2)과의 후방 종단 충돌의 위험을 결정한다. 결정에 따라, 제 1 대상 차량(1)의 자유 비상 제동 시스템(발전된 비상 제동 시스템; "AEBS")에 의하여 비상 제동이 그 후에 자동적으로 시작되며 그리고/또는 경고 디스플레이(9)에 의하여 경고 지시 신호(Si1)가 제 1 대상 차량(1)의 운전자에게 출력된다.
위의 두 경우를 위하여, 다른 응답 시간(t1)이 각 경우에 적용될 수 있다. 독립적인 AEBS를 위하여, 보다 짧은 응답 시간(t1)이 적용되며, 브레이크 내의 제동 압력을 강화(브레이크에 공기를 가함)하기 위하여 이는 기본적으로 시간에 의하여 결정된다. 운전자에 대한 충돌 경고(전방 충돌 경고; "FCW")를 위하여, 예를 들어, 주위를 기울이는 운전자를 위한 1초와 산만한 또는 부주위한 운전자를 위한 2초 사이의 운전자의 응답 시간 그리고 부가적으로 내부 브레이크 압력을 강화하기 위하여 요구되는 장비 관련 시간이 고려된다.
제동 기준을 위한 평가 방법, 즉 비상 제동이 시작되는 시점의 결정이 아래에 설명된다.
여기서 기본적인 개념은 가능한 경우 제 1 대상 차량(1)의 운동 그리고 제 2 전방 차량(2)의 운동의 이차 방정식을 수립하는 것이며 또한 이로부터 비상 제동이 시작되는지 여부를 결정하는 것이다. 따라서 운동의 경로 또는 운동의 포물선이 수립되며, 음의 가속(negative acceleration)의 경우 이는 멈춰 서는 것을 야기하나, 뒤따르는 시간 값으로 관련된 제 1 대상 차량(1)의 그리고/또는 관련된 제 2 전방 차량(2)의 역방향 운동을 수학적으로 설명한다. 그러나, 제 1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2)이 정지 상태에 있을 때 그리고 후진 또는 후방 방향(음의 방향)으로의 계속적인 가속을 야기하지 않을 때 제동 효과로부터 야기된 음의 가속이 중단되기 때문에, 본 발명에 따르면 운동의 포물선 또는 이차 운동 방정식이 수립될 때 후속의 가상적인 후진 동안 아마도 충돌(또는 최소 거리 이하로 떨어짐)을 부정확하게 나타내는 상황과 함께 물리적으로 의미없는 경우가 감지되는지 여부에 대한 구분이 이루어진다. 위의 경우가 배제될 수 있다면, 시간 영역의 운동 이차 방정식이 수립된다. 그러나, 이러한 경우 또는 유사한 경우가 인식된다면, 본 발명에 따라 제동 거리 관측이 수행된다.
1. 평가 방법 (BV1):
운동의 2차 방정식으로부터의 제동 기준 결정.
제 2 전방 차량(2; 물체)의 위치는 수학식 1로 나타난다.
Figure pct00001
여기서, x2_0는 시점 t=0에서의 위치이다.
따라서, 제 1 대상 차량(1)의 위치는 하기와 같이 수학식 2로 나타난다.
Figure pct00002
여기서, x1은 제 1 대상 차량(1)의 전방 종단점에 관한 것이며; 반대로 x2는 제 2 전방 차량(2)의 후방 종단점, 즉 후방에 관한 것이다. 따라서 상대적인 거리(dx)는 거리 센서(4)에 의하여 직접적으로 측정된다. dx=0에 따라 충돌 또는 후방 종단 충돌이 있다.
수학식 1 및 2로부터 상대적인 거리(dx)가 하기와 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00003
이로부터 수학식 3이 나온다.
Figure pct00004
여기서, 시점 t=0에서 결정된 상대적인 속도 dv = v2 - v1, 그리고 상대적인 거리 dx_0=x2_0-x1_0이다.
따라서, 이 수학식은 제1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2) 간의 상대적인 운동을 설명한다. 제1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2) 간의 충돌을 가능한 한 늦게까지 방지하기 위하여 본 발명은 적용된다.
상대적인 속도(dv)를 0으로 하기 위하여 제 1 대상 차량(1)의 (음의 크기의) 가속도(a1)가 이제 결정되는 반면에, 동시에 허용 최소 거리(dx_min)가 도달된다(즉, dx = dx_min). 이 아이디어는 상대적인 속도 dv=0을 위하여, 제 1 대상 차량(1)에 의한 제 2 전방 차량(2)으로의 접근 (이는 최소 거리(dx_min)에 도달하면 일어나야 한다)은 더 이상 발생하지 않는다는 것이다.
만일 2개의 조건, dv = 0 그리고 dx = dx_min가 수학식 3에 대입되면, 하기 값이 제 1 목표 가속도(a1_d_1)로서 주어진다.
Figure pct00005
여기서, 가속도가 제 1 평가 방법(BV1), 즉 운동 방정식 평가 방법에 따라 결정되기 때문에, 값 a1_d-1은 "제 1 목표 가속도""로서 언급되고 확장자 "_1"을 갖는다.
대상 차량(1)의 필요한 제 1 목표 가속도(a1_d_1)를 계산하기 위하여 응답 시간(t1) 후의 상대 속도는 dv_t1으로서 결정된다. 따라서 위의 수학식에서 시점 t=0과 t=t1 사이에서 가속도(a1 및 a2)는 일정하다는 것이 가정된다. 따라서 하기 수학식이 그 결과이다.
Figure pct00006
따라서 응답 시간(t1) 후의 상대적인 거리(dx_t1)는 제 1 목표 가속도(a1_d_1)를 결정하기 위하여 결정된다. 이 목적을 위하여, 가속도(a1 및 a2)가 일정하다는 것이 다시 가정된다. 따라서 거리 센서(4)에 의하여 시점 t=0에서 결정된 상대적인 거리(dx 또는 dx_0)를 이용하여 dx_t1은 하기와 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00007
따라서 대상 차량(1)의 요구되는 제 1 목표 가속도(a1_d_1)는 dv_t1 그리고 dx_t1에 기초하여 하기와 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00008
위의 수학식 7은 다음의 예에서 요구되는 제 1 목표 가속도(a1_d_1)를 계산하기 위하여 이용된다. 위의 예에서, 제 2 전방 차량(2)은 -3m/s2의 제 2 가속도(a2)로 가속 중에 있다. 즉 제 2 전방 차량(2)은 60　km/h의 초기 속도(v2)로부터 제동 중에 있다. 제 1 대상 차량(1)은 90　km/h의 초기 속도(v1)를 갖는다. 최소 거리(dx_min)는 1m로 설정되며, 시점(t=0)에서 제 1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2) 간의 상대적인 거리(dx_t0)는 dx_0　=　60　m에서의 거리 센서(4)에 의하여 결정된다. 응답 시간(t1=1초)으로 위의 예는 수학식 7에 의하여 -4.3m/s2의 원하는 제 1 목표 가속도(a1_d_1)를 야기할 수 있다. 결과적인 제 1 대상 차량(1)의 운동 곡선과 제 2 전방 차량(2)의 운동 곡선이 도 2에 도시된다.
따라서 제 1 속도(v1) 그리고 제 2 속도(v2)의 속도 곡선은 선형적으로 증가하며 0 라인(zero line)에 도달한다. 변위 곡선(x1 및 x2)은 아래로 개방된 포물선을 형성하며, 이 포물선은 초기에는 각 정점(S1 또는 S2)으로 위로 올라간다. 따라서 이 정점에서 v1 또는 v2는 0이다; 포물선의 우측부는 각 경우에서의 가상적인 역방향 이동에 대응하기 때문에 본 발명에 따라 포물선의 우측부는 물리적으로 의미없는 것으로 평가된다.
선택된 예로, 제 2 전방 차량(2)의 정지 상태는 t = 5.5초, 즉 v2 (t = 5.5 s) = 0 후에 달성된다. 대상 차량(1)은 t = 6.8초에서 정지 상태(v1 = 0)에 도달한다.
따라서, 이 예로 위 그래프의 인정할 수 없는 영역, 즉 제 2 전방 차량(2)의 가상적인 역방향 운동은 t=5.5초에서 시작된다.
도 2의 예에서, v1 및 v2의 2개의 라인에 교차할 때, 상태 dv　=　0 및 dx = dx_min가 실행되는 포인트는 t=9.7초에서 배치된다. 그러나, 교차의 가상점은 허용되지 않은 영역 내에 이미 놓여 있으며, 여기서 양 차량 속도는 실제로 v1 = v2 = -44.8 km/h에서 음이다. 즉, 각각은 가상적인 역방향 운동이다. 그 결과는 따라서 본 발명에 따라 허용되지 않는 것으로 평가된다.
그러나 정점(S1 및 S2), 즉 위치 x1 (v1 = 0) = 94.8 m 및 x2 (v2 = 0) = 107.1m의 비교는 위의 상황에서 a1_d_1을 위한 결과로 충돌이 방지될 것이라는 것을 보여준다. 정지 시점에서의 양 차량(1 및 2) 간의 상대적인 거리(dx)는 107.1 m -94.8 m = 12.3 m로, 추정된 최소 값(dx_min)보다 크며, 이로부터 a1_d_1에서의 제동 또는 가속도가 아주 높다는, 즉 아주 높은 제동 효과를 나타낸다는 결론이 나온다. 따라서 자율 제동 시스템이 일찍 작동한다.
제 1 방법 또는 제 1 접근법의 취약점은 특히 예를 들어 초기에, 즉 t=0에서 제 1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2) 간에 큰 상대적인 거리가 있고 또한 전방 차랑(2)의 강한 제동이 있다는 상황에서 나타난다; 따라서 이러한 상황에서, 전방 차량(2)의 역방향 이동 동안에 전방 차량(2)의 가상적인 역방향 운동 그리고 이후의 가상적인 충돌이 더 빨리 일어난다. 도 3에서, 도 2와 비교하여 변형된 상황이 도시된다; 도 2와 관련하여, 시점 t=0에서의 속도 v2 = 60 km/h, v1 = 90 km/h 그리고 최소 거리 dx_min = 1　m가 일정하게 유지된다. 그러나, 전방 차량(2)은 a2 = -6 m/s2 가속 중, 즉 더 강하게 제동 중이며, 차량(1 및 2) 사이의 초기의 상대적인 거리는 dx_0=90m이다. 이 경우에, 수학식 7은 -7.3　m/s2의 제 1 목표 가속도(a1_d_1)를 야기한다. 운동 곡선이 도 3에 도시된다.
도 3의 예에서, 정점(S1 및 S2)에서의 차량의 위치 비교, 즉 x1 (v1 = 0) = 68.9　m 그리고 x2 (v2 = 0) = 114　m의 비교는 정지시 차량 위치 간의 상대적인 거리(dx)가 45.1m임을 나타낸다. 도 2의 위의 예와 유사하게, 제 2 전방 차량(2)이 멈추어 선 후, 즉 t=11.8초에서 v2 = -195　km/h인 후에, 조건 dv = 0 그리고 dx = dx_min이 수행되는 포인트는 또한 허용되지 않는 범위 내에 놓여있다.
본 발명에 따르면, 최소 거리(dx_min)를 동시에 설정하는 반면에 제동에 의하여 상대적인 속도 dv=0(차량의 동일한 속도)을 달성하기 위하여 경계 조건과 함께 시간 영역의 이차 방정식을 사용하는 위의 접근법은 사용되지 않거나, 이러한 경우를 위해서는 거부된다.
도 4에 다른 예가 도시되며, 이 예에서는 전방 차량(2)가 정지되기 전에 조건 dv　=　0 및 dx　= dx_min가 달성된다. 전방 차량(2)은 v2=50 km/h의 초기 제 2 속도로부터 a2 = -2 m/s2로 제동 중이다. 대상 차량(1)은 v1=90 km/h의 초기 속도를 갖는다. dx_min를 위한 값이 1m로 설정되며, 2대의 차량(1 및 2) 간의 초기의 상대적인 거리는 dx_0 = 40 m이다. 응답 시간은 다시 t1=1초이다. 위의 예를 위하여, 수학식 7은 -5.2 m/s2 값(a1_d_1)을 야기한다. 결과적인 운동이 도 4에 도시된다. t=7초 후에 후방 차량(2)은 정지한다. 조건 dv　=　0 그리고 dx = dx_min이 t=5.1초에서 수행된다. 위의 상황에서, 결과는 허용 영역 내에 놓여진 시점을 나타낸다; 수학식 3 및 4는 v1, v2>0을 갖는 양 차량(1, 2)의 현실적인 운동을 나타낸다. 도 4의 상황에서, 수학식 7을 근거로 하여 계산된 값(a1_d_1)은 따라서 상황을 판단하기 위하여 사용될 수 있는 허용 값을 나타낸다.
따라서 본 발명에 따르면, 양 차량(1, 2)이 아직 주행 중인 동안, 즉 아직 정지 상태에 도달되지 않는 동안 수학식 7이 허용 값을 생성한다는 것이 인식될 수 있다. 그러나, 차량(1, 2) 중 하나가 멈춰 선다면 결과는 허용될 수 없다.
따라서 도면의 도표적인 설명에서, 차량(1, 2) 중 하나의 포물선 거리 곡선(x1 또는 x2)이 정점(S1 또는 S2)에 도달한다면 인정될 수 없는 영역은 시작하며, 그후 속도 라인 각각은 영점(zero point) 또는 영축(zero axis)을 교차한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 제 1 평가 방법의 허용성을 점검하기 위하여 허용성 기준(Zk1)이 적용된다. 이 목적을 위하여, 대상 차량(1)이 조건(dv = 0 및 dx = dx_min)에 도달하는데 요구되는 대상 제동 시간(t1_dv)이 상대 전방 차량(2)이 정지하기 위하여 제동에 요구되는 상대 제동 시간(t2_stop)과 비교된다. 허용성 기준(Zk1; t1_dv = t2_stop)이 실행된다면, 도 4에 따라 상황이 평가된다는 것, 즉 전방 차량(2)이 정지하기 전에 대상 차량(1)이 조건 dv = 0 및 dx = dx_min 에 도달한다는 것이 보장된다. 따라서 허용 결과는 이에 의하여 지시된다. 즉, 운동 평가 방법(제 1 평가 방법)의 수학식은 허용된다.
물체 상대 제동 시간(t2_stop)은 자신의 현재의 제 2 속도(v2) 그리고 제 2 가속도(a2)를 기초로 하여 계산된다:
Figure pct00009
대상 차량(1)에 의하여 요구되는 대상 제동 시간(t1_dv)은 수학식 7로부터의 a1_d_1을 위한 결과를 기초로 하며 그리고 하기와 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00010
이는 허용성 또는 유효성을 위한 다음의 기준을 부여한다.
허용성 기준(Zk1; t1_dv = t2_stop)이 실행된다면, 제 1 목표 가속도(a1_d_1)가 적용 또는 허용된다. 즉 수학식 7을 갖는 운동 방정식 평가 방법(BV1; 제 1 평가 방법)은 허용된다.
만일 t1_dv = t2_stop이면, a1_d_1는 허용되지 않는다.
위에서 설명된 결정이 허용된 결과를 야기하지 않는, 허용되지 않은 상황을 적절하게 인식할 수 있도록 하기 위하여 그리고 허용되는 이 경우에서 제 2 목표 가속도 또는 요구되는 감속도(a1_d_2)를 결정하기 위하여, 후속의 제2 평가 과정(BV2) 또는 평가 방법이 적용된다.
제 2 평가 과정 (BV2):
제 2 평가 과정(BV2)은 대상 차량(1)이 전방 차량(2) 뒤에서 멈출 수 있는 거리를 계산한다.
이 거리에 기초하여, 제 2 목표 가속도(a1_d_2)가 계산되며, 이는 대상 차량(1)의 현재 속도(v1)로부터 시작하여 위의 거리 내에서 멈추는데 요구되는 것이다. 이 계산은 이에 기여하는 모든 부분을 포함한다. 이 부분 또는 부분적인 거리는 하기와 같다:
- 대상 차량(1)과 전방 차량(2) 간의 현재 거리(dx),
- 현재의 제 2 속도(v2)로부터 현재의 제 2 가속도(a2; 제동)로의 제동 과정 동안, 정지할 때까지 전방 차량(2)이 주행한 거리(s2_stop),
- 응답 시간(t1) 동안 대상 차량(1)이 주행한 거리(s1_react),
- 2대의 차량의 정지한 후 양 차량(1, 2) 사이에 남아있어야 하는 최소 거리(dx_min).
대상 차량(1)을 위한 최대 유효 제동 거리(s1_br)는 하기 식에 따라 계산된다.
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
대상 차량(1)의 요구되는 제 2 목표 가속도(a1_d_2)를 계산하기 위하여 먼저 응답 시간(t1) 후의 대상 차량(1)의 속도(v1_t1)가 결정된다. 이는 대상 차량(1)이 응답 시간(t1) 동안 일정한 가속도(a1)로 주행 중에 있다는 가정 하에서 일어난다.
Figure pct00014
따라서 위의 수학식 13은 응답 시간(t1) 후의 대상 차량(1)의 속도를 부여한다. v1_t1 그리고 s1_br을 기초로 하여, 하기 식에 의하여 대상 차량(1)의 요구되는 가속도가 제 2 목표 가속도(a1_d_2)로서 결정된다.
Figure pct00015
따라서 수학식 14에서 결정된 제 2 목표 가속도(a1_d_2)는 제 2 평가 방법(BV2)의 요구되는 감속도를 나타내며 다음의 예에서 사용된다. 2개의 접근 방법의 직접적인 비교가 목표 가속도 또는 요구되는 감속도를 계산할 수 있도록 하기 위하여 위의 예의 구동 상황은 도 1의 예 1과 유사하다. 전방 차량(2)은 v2=60 km/h의 초기 제 2 속도에서 a2 = -3 m/s2로 가속 (제동) 중이다. 대상 차량(1)은 v1=90 km/h의 초기 속도를 갖는다. dx_min 을 위한 값은 1m로 설정되며, 2대의 차량(1 및 2) 사이의 초기의 상대적인 거리(dx_0)는 dx_0 = 60 m이다. 응답 시간(t1)은 1초이다. 수학식 14에 따른 제 2 평가 방법(BV2)은 -3.9 m/s2의 요구되는 감속도(a1_d_2; 제 2 목표 가속도)를 야기한다. 그러나, 수학식 7이 시점이 제 1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2)이 정지된 후이고 그리고 이 시점에서 제 1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2)이 후방으로 주행 중에 있는 결과를 나타내기 때문에, 수학식 7에 따른 운동 방정식 평가 방법(BV1)은 -4.3 m/s2의 제 1 목표 가속도(a1_d_1)의 값을 야기하며, 이 값은 위에서 허용되지 않은 결과로 위에서 설명된 것과 같이 고려된다. 도 5에서, 위의 관계는 도 2로부터 이미 알려진 곡선 또는 그래프 그리고 다른 곡선에 의하여 나타나있다.
따라서 제 1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2)이 정지한다면 제 2 평가 방법(BV2)은 단지 상황의 종료점만을 고려한다; 제 1 대상 차량(1)과 전방 차량(2)을 위하여 제동 단계는 별도로 고려되지 않는다. 제 1 대상 차량(1)의 제동 거리(s2_stop )는 s1_br의 계산을 위하여 사용된다. 위의 값의 명확한 계산에 의하여, 전방 차량(2)의 역방향 운동의 원하지 않는 고려가 방지된다. 다라서 이러한 접근 방법으로, 제동 과정 후의 제 2 전방 차량(2)의 정지 상태가 고려된다. 이는 도 5의 곡선 x2에 의하여 설명된다. 이 곡선은 정지 상태 또는 고정된 위치를 나타낸다. 도 5에서, x2=일정 v2=0은 제 2 전방 차량(2)이 정지된 후에 적용된다. 위의 방법으로, 전방 차량(2)이 멈추어 선 후에 대상 차량(1)이 정지하는 상황에서 정확한 목표 가속도를 계산하는 것이 가능하다.
따라서 수학식 14가 전방 차량(2)과의 충돌을 방지하기 위하여 요구되는 그리고 전방 차량(2) 뒤의 1m의 거리에서 제 1 대상 차량(1)을 정지시키기 위한 가속도를 정확하게 나타내고 있기 때문에 도 5 내의 곡선은 수학식 14가 위의 상황에서의 목표 가속도를 위한 정확한 값을 나타내고 있다는 것을 보여준다. 어떠한 보다 강한 제동은 또한 전방 차량(2)과의 충돌을 방지하나, 멈추어서는 것이 너무 일찍, 즉 dx_min=1 m의 목표값보다 큰 상대적인 거리(dx)에서 발생한다. 따라서 이는 AEBS를 갖는 제동 시스템의 예상보다 이른 작동을 야기한다.
이전에 도시된 운동 방정식 평가 방법의 제 2 예는 운동 방정식 평가 방법(BV1)이 제 1 목표 가속도(a1_d_1)를 위한 값을 너무 높게 야기하는 다른 상황을 보여준다. 이러한 상황은 일반적으로 제 1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2) 간의 넓은 상대적인 거리(dx) 그리고 전방 차량(2)의 강한 가속도(a2)를 특징으로 한다. 도 3을 참고로 하여 설명된 예는 전방 차량(2)의 초기의 제 2 속도 v2=60 km/h, 대상 차량(1)의 초기 속도 v1=90 km/h, 최소 거리 dx_min=1 m, 전방 차량(2)의 제 2 가속도 a2 = -6 m/s2 그리고 초기의 상대적인 거리 dx_0 = 90 m를 이용한다. 이 예에서, 수학식 7은 -7.3 m/s2의 제 1 목표 가속도(a1_d_1)를 야기한다. 그러나, 수학식 14는 위의 상황에서 -3.6m/s2의 제 2 목표 가속도(a1_d_2)를 야기한다. 2개의 감속도 값에 따른 결과적인 운동이 도 6에 도시된다.
t=2.8초에서 전방 차량(2)은 정지한다. 위에서 설명된 운동 방정식 평가 방법(BV1)에 따른 a1_d_1을 위한 값은 너무 크며 그리고 위에서 지시된 바와 같이 정지 시에 45.1m의 거리를 야기한다. 그러나, 제 2 평가 방법(BV2)은 -3.6m/s2의 제 2 목표 가속도(a1_d_2)를 야기하며, 이는 이 상황에서 전방 차량(2)과의 충돌을 방지하는데 필요한 최소 감속도와 대응한다. 도 6는 대상 차량(1)이 t=8초에서 정지하고 1m의 상대적인 거리를 이루는 것을 도시한다.
반대로, 운동 방정식 평가 방법(BV1)과 관련되어 위에서 도시된 예 3은 운동 방정식 평가 방법(BV1)으로 제 1 목표 가속도(a1_d_1)를 위한 정확한 결과를 제공한다. 여기서, 전방 차량(2)은 50 km/h의 초기 속도를 위하여 a2 = -2 m/s2를 갖고 감속된다. 대상 차량(1)은 90 km/h의 초기 속도를 갖는다. dx_min를 위한 값이 1m로 설정되며, 그리고 제 1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2) 간의 초기의 상대적인 거리(dx_0)는 40m이다. 이 예에서, 수학식 7은 a1_d_1 = -5.2 m/s2의 제 1 목표 가속도를 야기한다. 그러나, 수학식 14는 이 상황을 위하여 a1_d_2 = -5.02 m/s2의 결과를 야기한다. 2개의 가속도 값을 위한 결과적인 운동이 도 7에 도시된다.
도 7은 제 2 평가 방법(BV2)에 따라 결정된 제 2 목표 가속도(a1_d_2)를 갖는 감속이 t=6초에서 대상 차량(1)을 정지시키는 것을 도시한다. T=7초 후에 전방 차량(2)이 정지한다면, 대상 차량(1)으로 덮여진, x1으로 도시된 거리는 전방 차량(2)의 위치(x2)보다 작은 1m이다. 그러나, 제 2 목표 가속도(a1_d_2)를 위하여 대상 차량(1)이 정지하기 전에, 제 2 평가 방법(BV2)에 의하여 결정된 제 1 대상 차량(1)과 제 2 전방 차량(2) 간의 상대적인 거리(dx_2)는 0보다 작다. 이는 대상 차량(1)과 전방 차량(2)이 정지하기 전에 대상 차량(1)이 전방 차량(2)과 충돌한 것을 의미한다. 따라서 위의 예에서 제 2 목표 가속도(a1_d_2)를 위한 제 2 평가 방법(BV2)의 값은 정확하지 않거나, 전방 차량(2)과의 충돌을 방지하기 위하여 감속도 값의 정확한 계산을 야기하지 않는다. 오히려, 이러한 경우에 운동 방정식 평가 방법(BV1), 즉 수학식 7에 따른 a1_d_1이 사용될 것이다.
따라서 양 차량(1, 2)이 정지된다면 제 2 평가 방법(BV2)은 단지 제동 상황의 종료점만을 고려한다. 그러나, 이 방법은 제동 과정 동안의 2대의 차량(1, 2)의 운동 경로의 가능한 교차점, 즉 그 동안에 일어나는 충돌은 체크하지 않는다.
따라서 본 발명에 따르면 양 평가 방법(BV1, BV2)은 제동 기준의 정확한 계산을 위하여 사용된다.
-dv_t1 = v1_t1, dx_t1 - dx_min = s1_br, a2 = 0이기 때문에 전방 차량(1)이 정지하고 있고 대상 차량(1)이 접근하는 특정 경우를 위하여, 양 평가 방법(BV1, BV2)은 동일한 결과를 초래한다.
따라서 결과적으로, 위의 설명을 고려하면, 평가 방법(BV1, BV2)의 사용을 위한 다양한 경우는 다르며, 기본적으로 응답 시간(dv_t1)이 경과된 후의 전방 차량(2)의 가속도 그리고 양 차량(1 및 2) 간의 상대적인 속도에 좌우된다.
충돌 방지를 위한 자동 제동 작동을 위한 필요성을 점검하기 위하여, 하기 경우들이 점검된다.
제 1 기준(K1)에서, 응답 시간(t1) 이후에 양 차량(1 및 2) 간의 거리(dx_t1)가 최소 거리(dx_min)보다 작은지 여부(dx_t1 < dx_min)에 관하여 점검이 이루어진다. 만일 제 1 기준(K1)이 실행되면, 운전자가 자주적으로 감속을 시작할 수 없기 때문에 자동 제동의 필요성이 있다.
제 1 기준(K1)이 적용될 수 없다면, 다른 기준(K2)에서 4개의 경우(K2a, K2b, K2c, K2d)가 구별되고 점검된다. 경우 구분을 위하여, 각 경우에서 전방 차량(2)의 가속도(a2) 그리고 응답 시간(dv_t1)의 종료 후의 상대적인 속도가 사용된다.
a2<0 그리고 dv_t1<0이면, 제 2 기준(K2a)이 점검된다. 여기서, 운동 방정식 평가 방법(BV1)이 먼저 점검된다. 만일 이것이 적용될 수 없다면, 제 2 평가 방법(BV2)이 사용된다. 만일, 제 2 기준(K2a)이 실행된다면, 즉, 결정된 목표 가속도(a1_d_1 또는 a1_d_2)는 제한값 이하이면, 응답 시간이 경과된 후 운전자가 자주적으로 필요한 감속 정도를 설정할 수 없기 때문에 대상 차량(1)의 자동적 제동의 필요성이 있다.
a2<0 그리고 dv_t1≥0이면, 제 3 기준(K2b)이 점검된다. 이는 항상 제 2 평가 방법(BV2)을 이용하여 점검된다. 이는 전방 차량(2)의 큰 감속이 존재하는 상황에서의 운동 방정식 평가 방법(BV1)의 약점을 방지한다. 만일, 제 3 기준(K2b)이 실행된다면, 즉 결정된 제 2 목표 가속도(a1_d_2)가 제한값을 초과한다면, 응답 시간이 경과된 후 운전자가 자주적으로 필요한 감속 정도를 설정할 수 없기 때문에 대상 차량(1)의 자동적 제동의 필요성이 있다.
a2≥0 그리고 dv_t1<0이면, 제 4 기준(K2c)이 점검된다. 단지 평가 방법(BV1)만이 관련있기 때문에 이는 단지 운동 방정식 평가 방법(BV1)을 이용하여 점검된다. 전방 차량(2)의 양의 가속도(a2)를 위하여 제동 거리(s2_stop)가 결정될 수 없기 때문에 제 2 평가 방법(BV2)은 여기서 사용될 수 없다. a2를 위하여 단지 양의 값만이 고려되기 때문에 전방 차량(2)의 큰 가속도를 특징으로 하는 상황에서의 운동 방정식 평가 방법(BV1)의 약점은 이러한 상황에서 관련이 없다. 만일, 제 4 기준(K2c)이 실행된다면, 즉 결정된 제 1 목표 가속도(a1_d_1)가 제한값을 초과한다면, 응답 시간이 경과된 후 운전자가 자주적으로 필요한 감속 정도를 설정할 수 없기 때문에 대상 차량(1)의 자동적 제동의 필요성이 있다.
만일 a2≥0 그리고 dv_t1≥0이면, 제 5 기준(K2d)이 체크된다. 여기서, 후방 차량(2)은 대상 차량(1)으로부터 떨어져 가속 중이다. 그로 인하여 이 경우는 완전하게 안전하며, 따라서 자동 비상 제동을 시작할 필요가 없다.
여기서 용어 "제 1 ..제 5 기준"은 어떠한 순서 또는 값을 표현하지 않는다.
따라서 기준(K1, K2a 내지 K2d)에 따라 제어 알고리즘이 형성될 수 있으며, 이 제어 알고리즘에 따라 처음에 제 1 기준(K1)이 점검되고 이후에 설명된 바와 같이 목표 가속도(요구되는 감속도)가 수학식 7에 따라 a1_d_1으로 결정되고 수학식 14에 따라 a1_d_2로 결정되는 기준(K2a, K2b, K2c 및 K2d) 내에서 경우 구분이 일어난다.
1 대상 차량
2 전방 물체/차량
3 도로
4 거리 센서
5 주행 다이내믹 시스템(Driving dynamics system)
6 제어 장치
7 속도 센서
8 차량 브레이크
9 경고 디스플레이
S1 x1의 정점
S2 x2d의 정점
x1 제 1 차량의 위치
x2 제 2 차량의 위치
x1_0 시점 t=0에서의 제 1 차량의 위치
x2_0 시점 t=0에서의 제 2 차량의 위치
v1 제 1 차량의 속도
v1_t1 응답 시간(t1) 후의 제 1 차량의 속도
v2 제 2 차량의 속도
a1 제 1 차량의 종가속도
a2 제 2 차량의 종가속도
a1_d_1 제 1 목표 가속도
a1_d_2 제 2 목표 가속도
dx 상대적인 거리
dx_min 최소 거리
dx_0 시점 t=0에서의 초기의 상대적인 거리
dx_t1 응답 시간(t1) 후의 상대적인 거리
dx_2 BV2에 따른 상대적인 거리
s1_br 제 1 차량의 가능한 제동 거리
s1_react t1 동안에 제 1 차량에 의하여 덮여지는 거리
s2_stop 멈출 때까지의 제 2 차량의 제동 거리
dv 상대적인 속도
dv_t1 응답 시간(t1) 후의 상대적인 속도
M1 상대적 거리 측정 신호
M2 속도 측정 신호
M3 제동 제어 신호
Si1 경고 지시 신호
t 시간
t1 응답 시간
t1_dv 제 1 차량의 대상 제동 시간 (dv=0; dx=dx_min)
t2_stop v=0으로의 제 2 차량/물체의 상대 제동 시간
BV1 평가 방법 1
BV2 평가 방법 2
BV0 사전 평가 방법
K1 제 1 기준
K2 다른 기준
K2a 제 2 기준
K2b 제 3 기준
K2c 제 4 기준
K2d 제 5 기준
Zk1 허용성 기준

Claims (16)

  1. 제 1 대상 차량(1)의 비상 제동 상황을 결정하는 방법에 있어서,
    위의 방법으로 대상 차량(1)은 상태 변수들, 즉 대상 차량의 주행 속도(v1), 대상 차량의 종가속도(a1), 전방 물체(2)에 대한 대상 차량의 상대적인 거리(dx) 그리고 전방 물체(2)의 제 2 속도(v2)와 제 2 가속도(a2) 중 적어도 하나를 결정하며, 비상 제동 상황이 존재하는지 여부가 평가 방법(BV1, BV2)에 의하여 상태 변수(v1, a1, dx, v2, a2)로부터 결정되며, 상태 변수(v1, a1, dx, v2, a2)에 따라 비상 제동 상황이 존재하는지 여부를 평가하기 위하여 적어도 2개의 다른 평가 방법(BV1, BV2)이 사용되되, 상태 변수(v1, a1, dx, v2, a2)에 따라 적어도 2개의 다른 평가 방법(BV1, BV2) 중 사용될 평가 방법이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 다른 평가 방법(BV1, BV2)은 적어도 하기의 평가 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에서의 제 1 대상 차량(1)의 비상 제동 상황을 결정하는 방법.
    - 대상 차량(1)의 연립 운동 방정식 및 전방 물체(2)의 연립 운동 방정식을 결정하는 운동 방정식 평가 방법(BV1); 및
    - 대상 차량(1)의 제동 거리(s1_br)를 결정하는 제동 거리 평가 방법(BV2).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 허용성 기준(Zk1)을 이용하여 제 1 평가 방법(BV1) 또는 적어도 제 2 평가 방법(BV2)이 허용되고 사용되는지 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 최소 거리(dx_min) 그리고 전방 물체(2)와 동일한 속도(dv=0)에 도달하기 위하여 대상 차량(1)에 의하여 요구된 대상 제동 시간(t1_dv)이 정지 상태로 제동((v2 (t2_stop)=0)하기 위하여 전방 물체(2)에 의하여 요구된 상대 제동 시간(t2_stop)보다 작거나 같은 경우에, 제 1 평가 방법(BV1)이 허용되고 사용되며, 대상 제동 시간(t1_dv)이 상대 제동 시간(t2_stop)을 초과하는 경우에는 적어도 제 2 평가 방법(BV2)이 허용되고 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 비상 제동 상황을 결정하는 경우에, 비상 제동 과정은 자동적으로 시작되고 그리고/또는 경고 지시 신호(Sil)는 자동적으로 출력되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 평가 방법(BV1, BV2) 중 사용될 방법을 결정하는데 있어 그리고/또는 각각의 평가 방법에서, 자동 비상 제동 시작 후의 차량-내부 제동 시스템의 응답 시간(t1) 및/또는 경고 디스플레이(9)에 의한 경고 지시 신호(Si1) 출력 후의 운전자의 응답 시간(t1)이 부가적으로 포함되는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 제 1 단계에서 사전 평가 방법(BV0)이 앞서 사용되되, 이 방법으로 제 1 기준(K1)이 수행되는지 여부가 평가되고, 그후 응답 시간(t1) 후에 전방 물체(2)에 대한 대상 차량(1)의 현재의 상대적인 거리(dx)가 유지될 최소 거리(dx_min)보다 작으며, 제 1 기준(K1)이 수행된다면, 비상 제동 상황이 인식되고, 제 1 기준(K1)이 수행되지 않는다면, 다른 평가 방법(BV1, BV2) 중 사용될 평가 방법이 이후에 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 제 1 기준(K1)이 수행되지 않는다면, 이후 응답 시간(dv_t1) 후의 전방 물체(2)의 제 2 가속도(a2) 및 대상 차량(1)에 대한 전방 물체(2)의 상대적인 속도를 기초로 하여 평가가 실행되며, 여기서 응답 시간(dv_t1) 후의 상대적인 속도(dv)는 제 2 속도(v2)에서 대상 차량의 속도(v1)를 뺀 차이로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 제 1 기준(K1)이 수행되지 않는다면, 다른 기준(K2a, K2b, K2c, K2d)에 따라 적절한 평가 방법(BV1, BV2)이 결정되며, 다른 기준(K2a, K2b, K2c, K2d)은 하기 기준 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    - 만일 전방 물체(2)의 가속도(a2)가 음의 가속도이고 그리고 응답 시간(dv_t1) 후의 상대적인 속도가 음의 속도이면 수행되는 제 2 기준(K2a). 여기서, 제 2 기준(K2a)이 수행되면, 제 1 평가 방법(BV1)을 위한 허용성 기준(Zk1)이 점검되며, 허용성 기준(Zk1)이 수행되면, 제 1 평가 방법(BV1)이 실행되고, 허용성 기준(Zk1)이 수행되지 않는다면, 제 2 평가 방법(BV2)이 실행된다;
    - 만일 제 2 가속도(a2)가 음의 가속도이고 그리고 응답 시간(dv_t1) 후의 상대적인 속도가 0(zero)보다 크거나 같다면 수행되는 제 3 기준(K2b). 여기서, 제 3 기준(K2ba)이 수행되면, 제 2 평가 방법(BV2)이 이용된다;
    - 만일 제 2 가속도(a2)가 0(zero)보다 크거나 같고 그리고 응답 시간(dv_t1) 후의 상대적인 속도가 음의 속도이면 수행되는 제 4 기준(K2c). 여기서, 제 4 기준(K2c)이 수행되면, 제 1 평가 방법(BV1)이 이용된다; 및
    - 만일 제 2 가속도(a2)가 0(zero)보다 크거나 같고 그리고 응답 시간(dv_t1) 후의 상대적인 속도가 (zero)보다 크거나 같으면 수행되는 제 5 기준(K2d). 여기서, 제 5 기준(K2d)이 수행되면, 비상 제동 상황의 결정은 실행되지 않는다.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 평가 방법(BV1, BV2)으로 각 경우에서 목표 가속도(a1_d_1, a2_d_2)가 결정된 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 평가 방법(BV1)에서, 대상 차량(1)의 그리고 전방 물체(2)의 시간 영역의 이차 운동 방정식은 수립되며 이차 운동 방정식은 현재의 상대적인 거리(dx), 대상 차량(1)의 그리고 전방 물체(2)의 현재 가속도 값(a1, a2) 및 대상 차량(1)의 그리고 전방 물체(2)의 현재 속도(v1, v2)를 포함하고, 운동 방정식의 결과로서 대상 차량(1)과 전방 물체(2) 간의 거리가 최소 거리(dx_min) 이하로 떨어졌는지 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 제 1 평가 방법(BV1)으로 하기의 수학식을 이용하여 제 1 목표 가속도(a1_d_1)가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure pct00016

    여기서, a2는 제 2 가속도, dv_t1은 응답 시간(t1) 후의 예상된 상대적인 속도, dx_t1는 응답 시간(t1) 후의 예상된 상대적인 거리, 그리고 dx_min은 최소 거리임.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 평가 방법(BV2)으로, 대상 차량의 속도(v1)의 현재 값, 제 2 속도(v2) 및 제 2 가속도(a2), 현재의 상대적인 거리(dx) 그리고 고정된 최소 거리(dx_min)에 기초한, 응답 시간(t1) 후 제동이 시작될 때 남아있는 대상 차량(1)을 위한 제동 거리(s1_br)의 계산으로부터 제 2 목표 가속도(a1_d_2)가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 제 2 목표 가속도(a1_d_2)는 하기 식을 기초로 하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure pct00017

    여기서, v1_t1은 대상 차량의 현재 속도(v1)와 대상 차량의 현재 가속도(a1) 그리고 응답 시간(t1) 후의 제동 시작시 대상 차량(1)의 유효 제동 거리(s1_br)로부터 결정된 응답 시간(t1) 후의 대상 차량(1)의 속도(v1).
  15. 제 1항 내지 제14항의 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한, 대상 차량(1)의 주행 다이내믹스 제어 시스템(5)을 위한 제어 장치(6)로서, 상태 변수(v1, a1, dx, v2, a2)를 결정하기 위하여 제어 장치(6)는, 전방 주행 물체(2)에 대한 상대적인 거리를 결정하기 위하여 거리 센서(4)의 상대적인 거리 측정 신호(M1) 및 대상 차량(1)의 속도(v1)를 결정하기 위하여 속도 센서(7)로부터의 속도 측정 신호(M2)를 받으며; 제어 장치(6)는 또한 상태 변수로서 대상 차량(1)의 가속도(a1), 전방 물체(2)의 제 2 속도(v2) 그리고 전방 물체(2)의 제 2 가속도를 결정 또는 측정하며, 그리고 응답 시간(t1) 및 상대적인 거리를 위하여 유지될 최소 거리(dx_min)와 관련하여 내부적으로 또는 외부적으로 저장된 데이터를 받고; 제어 장치(6)는 평가 방법(BV1, BV2)에 의하여 상태 변수(v1, a1, dx, v2, a2)로부터 비상 제동 상황이 존재하는 여부를 결정하며; 비상 제동 상황이 존재하는 여부를 평가하기 위하여 제어 장치(6)는 상태 변수(v1, a1, dx, v2, a2)에 따라 다른 평가 방법(BV1, BV2)을 이용하고; 상태 변수(v1, a1, dx, v2, a2)에 따라 제어 장치(6)는 다수의 평가 방법(BV1, BV2) 중 사용될 평가 방법을 결정하며; 다른 평가 방법(BV1, BV2)은 적어도 대상 차량(1)의 운동 연립 방정식을 결정하기 위한 운동 방정식 평가 방법(BV1) 및 대상 차량(1)의 유효 제동 거리(s1_br)를 결정하기 위한 제동 거리 평가 방법(BV2)을 포함하고; 결정에 따라 제어 장치(6)는 차량 브레이크(8)로 제동 제어 신호를 출력하고 그리고/또는 운전자에게 경고 지시 신호(Sil)를 출력하는 제어 장치.
  16. 주행 다이내믹(driving dynamics) 제어 시스템(5), 특히 청구항 1항 내지 14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 제동 제어 시스템 또는 호송 구동 시스템에 있어서, 주행 다이내믹 제어 시스템(5)은 청구항 14항에 따른 제어 장치(6), 거리 센서(4), 속도 센서(7) 그리고 차량 브레이크(8)를 포함하는 주행 다이내믹 제어 시스템.
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