KR20150132549A - 차량과 관련한 충돌 회피를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

차량과 관련한 충돌 회피를 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 차량 이동 중에 충돌 가능 영역 내에 진입하고, 그리고/또는 존재하는 하나 이상의 물체와 이동하는 차량의 충돌을 회피하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서 차량은, 하나 이상의 물체를 검출하고 차량 주변에 위치하는 하나 이상의 충돌 영역을 모니터링 하는 센서 장치와; 전기 기계식 브레이크 부스터 및 상기 전기 기계식 브레이크 부스터와 결합되고 차량의 제동을 위한 차량 제동 시스템 내에 작동 가능하게 통합된 제동력 조절 구성요소와; 센서 장치로부터 신호를 수신하고, 이 신호에 기초하여 브레이크 부스터 및 제동력 조절 구성요소 및/또는 다른 능동형 섀시 구성요소들을 제어하는 제어 장치를 포함하며, 상기 방법은 하나 이상의 물체의 검출 시 상기 하나 이상의 물체와의 충돌이 자동으로 회피되도록, 제동 시스템 및 제동력 조절 구성요소와 협력하는 제어 장치를 이용하여, 차량의 주행 속도 및/또는 주행 방향을 변경한다.

Description

차량과 관련한 충돌 회피를 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR AVOIDING A COLLISION IN CONNECTION WITH VEHICLES}
본 발명은, 차량과 관련된 충돌, 특히 차량과 차량 외부에 있는 사람 및/또는 물체 간의 충돌뿐만 아니라 두 대 이상의 차량 간의 충돌도 자동으로 회피하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
미래의 운전자 보조 시스템은 레이더, 초음파, 카메라 등을 통해 점점 더 많은 주변 정보를 이용함으로써, 운전자 및/또는 탑승자를 보호하기 위해, 또는 다른 도로 이용자가 상해를 입지 않도록 하기 위해, 위험한 주행 상황에서 운전자를 보조하는 여러가지 운전 보조 기능이 가능해진다.
이러한 운전 보조 시스템의 고객 수용은, 실제 주행 상태 또는 주행 상황에 상응하여 다양한 차량 반응, 예를 들어 추돌 사고의 방지 또는 보행자와의 충돌 회피를 위한 자동 비상 제동을 트리거하는, 차량 내에 제공된 액추에이터에 좌우된다.
차량의 실제 주행 작동 상태에 대한 개입은 다양하게 수행될 수 있다. 따라서 섀시, 구동 트레인, 조향 장치 또는 브레이크의 다양한 요소들을 제어 장치를 통해 제어할 수 있는 가능성이 있다. 추가로, 충돌 회피를 위해 차량 속도를 감속하는 개입 또는 추가로 주행 방향도 변경하는 개입으로 구분될 수 있다.
특히 제동 개입 시 개입의 잠재성은, (예를 들어 종래의 ESP/ABS 시스템을 통해 이미 알려진 바와 같이) 사용된 액추에이터의 발생 소음에 추가로 쾌적성을 지향하는 기능들을 위해, 제공된 압력 형성 다이내믹에 좌우된다.
이 경우, 특히 ESP 유압 장치의 피스톤 펌프를 통한 압력 형성이 제공하는 압력 형성 구배는 불충분하며, 차량에 유압식/기계식으로 연결됨으로 인해 상당한 소음을 추가로 발생시킨다.
공보 DE 10 2012 104 793 A1호로부터 공지된 충돌 회피 시스템은, 이른바 메인 차량의 정상 조향 제어가 중단된 경우에 차동 브레이크(differential brake)를 사용하여 자동 조향 제어를 제공한다. 상기 시스템은, 예를 들어 다른 차량과 같은 물체 또는 사람과의 충돌에 임박했는지의 여부를 결정하며, 만일 임박했다면, 충돌할 수도 있는 경우에 상기 물체를 피하기 위해, 메인 차량이 주행할 최적의 경로를 산출한다. 충돌 회피 시스템은 (충돌-) 대상물을 피해 최적의 경로를 따르도록 차량을 유도하기 위해 자동 조향이 필요하다고 결정할 수 있다. 충돌 회피 시스템이, 자동 조향이 필요하다고 결정하고 정상적인 차량 조향이 중단된 것을 검출하면, 상기 시스템은 차량을 상기 경로를 따라 조향하기 위해 차동 브레이크를 사용한다.
본 발명은 청구항 제1항에 따른 제1 양태에서, 차량 이동 중에 충돌 가능 영역 내에 진입하고 그리고/또는 존재하는 하나 이상의 물체와 이동하는 차량의 충돌을 회피하기 위한 방법을 제안하며, 상기 차량은, 하나 이상의 물체를 검출하고 차량 주변에 위치하는 하나 이상의 충돌 영역을 모니터링 하는 센서 장치와; 전기 기계식 브레이크 부스터 및 상기 전기 기계식 브레이크 부스터와 결합되고, 차량 제동을 위한 차량 제동 시스템 내에 작동 가능하게 통합된 제동력 조절 구성요소와; 센서 장치로부터 신호를 수신하고 이 신호에 기초하여 브레이크 부스터 및 제동력 조절 구성요소 및/또는 다른 능동형 섀시 구성요소를 제어하는 제어 장치를 포함하며, 상기 방법은, 하나 이상의 물체의 검출 시 상기 하나 이상의 물체와의 충돌이 자동으로 회피되도록, 제동 시스템 및 제동력 조절 구성요소와 협력하는 제어 장치를 이용하여, 차량의 주행 속도 및/또는 주행 방향을 변경한다.
청구항 제11항에 따른 제2 양태에서, 본 발명은 차량용 충돌 회피 시스템을 제안하며, 상기 충돌 회피 시스템은, 차량 이동 중에 하나 이상의 충돌 가능 영역내에 진입하고 그리고/또는 존재하는 하나 이상의 물체를 검출하기 위한 센서 장치로서, 이 센서 장치에 의해 모니터링되는 하나 이상의 충돌 영역은 차량의 주변에 위치하는, 센서 장치와; 전기 기계식 브레이크 부스터 및 상기 전기 기계식 부스터와 유압 유체를 통해 결합되고 차량의 제동을 위한 차량 제동 시스템 내에 작동 가능하게 통합된 제동력 조절 구성요소와; 센서 장치로부터 신호를 수신하고 이 신호에 기초하여 브레이크 부스터 및 제동력 조절 구성요소 및/또는 다른 능동형 섀시 구성요소를 제어하는 제어 장치를 포함하며, 상기 충돌 회피 시스템은, 하나 이상의 물체의 검출 시 하나 이상의 물체와의 충돌이 자동으로 회피될 수 있도록, 제동 시스템 및 제동력 조절 구성요소과 협력하는 제어 장치를 이용하여, 차량의 주행 속도 및/또는 주행 방향을 변경한다.
본 발명의 장점은, 종래의 전기 기계 브레이크 부스터(이른바 "i부스터(iBooster)")를 이용하여 보조 ESP 유닛의 협력 하에, 한편으로 예를 들어 보행자와의 충돌을 피하기 위해 차량을 제동하고, 이에 추가로 교통 상황이 허용하는 한, 차량이 도로에 있는 보행자를 비켜가도록 차량의 방향에 영향을 미치는 비대칭 제동 토크를 차량에 인가할 수 있는 가능성이 존재한다는 점이다.
이 경우, 필요한 압력 형성 다이내믹은 매우 빠를 뿐만 아니라, 매우 쾌적한, 즉, 소음 발생을 최소화하면서 제동압을 형성할 수 있는 i부스터(전기 기계 브레이크 부스터)를 사용함으로써 보장된다. 보조 ESP 시스템(ABS 시스템이 될 수도 있음)은 휠 특유의 개입, 즉, 흡기 밸브의 폐쇄 및 경우에 따라 배기 밸브의 개방을 통해 비대칭 제동 토크의 인가를 허용한다.
제공된 센서 시스템에 의해, 보행자와의 충돌이 바로 임박한 상황이 인지되면, 차량을 감속시키기 위해, 그리고 가능하면 보행자 전방에서 차량을 정지시키기 위해, i부스터에 의해 능동적으로 압력이 형성된다.
이것이 불가능하다면, 보행자를 피해 차량을 제어하기 위해, 주변 센서 시스템에 기반하여 이른바 회피로(evasion corridor)가 산출될 수 있다. 이러한 계산된 차량의 궤적은 좌/우 비대칭 제동 토크의 설정을 통해, 더 정확하게는 i부스터에 의해 압력이 형성되고, ESP/ABS의 구성요소들을 통해 비대칭성이 형성되도록, 변환될 수 있다. 재순환 펌프의 제어는 불필요하다.
대안적으로, 조향 장치, 차동 장치, 능동형 섀시 장치와 같은 차량의 다른 능동 요소들도 차량의 방향 변경을 위해 이용될 수 있다.
바람직하게는, 센서 장치가 레이더 장치 및/또는 초음파 장치 및/또는 영상 촬영 장치를 이용하는 물체의 검출에 기반하여 신호를 생성하고 전달하며, 이때 센서 장치는 개별적으로 또는 공동으로 차량의 주변 전체를 커버하는 하나 이상의 3차원 충돌 영역을 모니터링한다. 이로써, 센서 장치를 통해 잠재적 충돌 물체의 검출이 보장된다.
바람직하게는, 제동 시스템 내 유압 유체의 압력 형성은 실질적으로 브레이크 부스터를 이용하여, 더 정확하게는 물체의 검출 시 센서 장치에서 생성되는 신호에 반응하여 수행된다. 상술된 바와 같이, 전기 기계식 브레이크 부스터를 이용하여 제동 시스템 내에서 비교적 높은 유압 유체 압력 형성이 달성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 센서 장치로부터의 신호에 반응하여 제동 시스템이 활성화되면, 제동력 조절 구성요소들이 각각 차량 휠과 결합된 휠 브레이크 실린더에 제동 토크를 발생시키고, 이때 각각의 제동 토크는 차량 휠에서, 센서 장치에 의해 검출된 상황에 따라 제어 장치에 의해 개별적으로 발생한다. 그 결과, 임박한 충돌의 인지 시 상응하게 차량의 주행 방향에 영향이 미칠 수 있다.
바람직하게는, 제동력 조절 구성요소는 적어도 ESP 장치 및/또는 ABS 장치를 포함한다. 이러한 유형의 장치들은 잘 알려져 있고, 거의 모든 차량에 장착되어 있다는 점이 유리하다.
바람직하게, 추가 능동형 섀시 구성요소는 적어도 차량 조향 장치 및/또는 차동 기어 장치 및/또는 능동형 섀시 장치 및/또는 구동 트레인 장치를 포함하며, 제어 장치가 충돌 회피를 위해 센서 장치로부터의 신호에 반응하여 상기 장치들에 조절 방식으로 작용함으로써, 충돌 회피를 위한 추가 보조 가능성이 주어진다.
또한, 바람직하게는 충돌 회피 프로세스가 차량 운동을 능동적으로 제어하는 매 시점마다, 운전자는 차량을 정상 모드로 운전할 수 있는, 즉, 충돌 회피 시스템을 거부할 수 있는 가능성을 갖는다.
또한, 운전자는 차량의 운전 시 충돌 회피를 위한 충돌 회피 프로세스에 의해, 예를 들어 조향에 대한 자동 개입을 통해 능동적으로 보조를 받는 점이 바람직하다.
마지막으로, 운전자는 차량의 운전 시 충돌 회피 프로세스에 의해, 더 정확하게는 운전자에 의해 사전 설정된 임계값까지 최대로 보조를 받는 점이 바람직하다. 이는, 특히 주행 속도 제어 장치(크루즈 컨트롤 또는 ACC)가 존재하는 경우에, 충돌 회피 프로세스가 개시되어도 사전 설정된 속도를 유지하는 데 있어 유리하다.
바람직하게는, 충돌 회피 프로세스를 의식적으로 이용할지의 여부를 운전자가 결정할 수 있도록, 충돌 회피 프로세스가 운전자에 의해 스위치-온 또는 스위치-오프될 수 있다.
이하, 도면과 함께 실시예를 토대로 본 발명을 설명한다.
도 1은 종래의 제동 시스템의 개략적인 구성예를 도시한 도면이다.
도 2a는 전기 기계식 브레이크 부스터가 없는 종래의 제동 시스템에 대해 각각 시간에 따른 유압 유체 압력의 예시적인 그래프 및 그에 관련된 종래 제동 시스템의 필수 구성요소들의 작동 상태들을 나타낸 도면이다.
도 2b는 전기 기계식 브레이크 부스터를 구비한 제동 시스템에 대해 각각 시간에 따른 유압 유체 압력의 예시적인 그래프 및 그에 관련된 제동 시스템의 필수 구성요소들의 작동 상태들을 나타낸 도면이다.
도 3은 이해를 돕기 위한, 도 1의 제동 시스템 구성의 상세도이다.
도 4a는 이해를 돕기 위한, 도 1의 제동 시스템 구성의 상세도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 곡선들의 더 나은 설명을 위한, 제동 시스템 필수 구성요소들의, 각각 시간에 따른 압력 거동 그래프들이다.
도 5a는 시간에 따라 연속되는 주행 상황에 대한 개략적인 평면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 주행 상황들에 상응하는, 전체 차량의 운동 방향들이 표시되어 있는 차량 작동 상태들을 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 더 나은 이해를 위한, 공지된 종래 제동 시스템(5)(일점 쇄선으로 강조된 아웃라인)의 개략도이며, 그러한 점에서 본 도면에 관해서는 비교적 짧게 설명한다. 제동 시스템(5) 또는 그 기능의 상세한 설명은 예를 들어 공보 DE 10 2011 075 983 A1호를 참조한다.
제동 시스템(5)의 기본 구성요소는 예를 들어 브레이크 탠덤 마스터 실린더로서 구현될 수 있는 브레이크 마스터 실린더(10)이다. 그러나 제동 시스템(5)은 브레이크 탠덤 마스터 실린더의 사용으로 제한되지 않는다.
브레이크 마스터 실린더(10)와 유압 유체 (또는 브레이크 액) 저장 탱크(12)가 유체공학적으로 결합된다.
또한, 브레이크 마스터 실린더(10)와 전기 기계식 브레이크 부스터(24, 이른바 "i부스터")가 결합된다. 브레이크 부스터(24)는 특히 상시 폐회로 제어/상시 개회로 제어가 가능한 브레이크 부스터일 수 있다.
브레이크 부스터(24) 및 브레이크 마스터 실린더(10)와 결합된 브레이크 작동 요소(22)를 통해, 차량 운전자가 제동력을 가할 수 있으며, 이는 브레이크 마스터 실린더(10) 또는 그와 유체공학적으로 연결된 전달 라인(28a, 28b) 내의 유압 유체 압력의 증가에 작용하고, 이때 차량의 제동을 위해 형성되어 상승한 유압이 상시 개방형 흡기 밸브("EV")(34a, 34a, 34b, 34b)를 통해 휠 브레이크 실린더(16a, 16a, 16b, 16b)에 전달됨으로써, 휠 브레이크 실린더에 할당된 휠(17a, 17a, 17b, 17b)에서 각각 제동 토크가 발생한다.
도 1에 도시된 브레이크 실린더(5)는 두 개의 브레이크 회로(14a, 14b)를 포함하며, 브레이크 회로(14a)에 할당된, 휠(17a, 17a)이 예를 들어 일 차축(예: 앞차축)에 할당될 수 있다. 이에 상응하여, 브레이크 회로(14b)에 할당된 휠(17b, 17b)은 뒤차축의 휠일 수 있다. 이 경우, 브레이크 회로(14a, 14b)에 할당된 구성요소, 즉, 예를 들어 밸브들이 각각의 브레이크 회로 내에 유사하게 배치된다. 그러나 다른 브레이크 회로 구성들도 가능하며, 예를 들어 일 브레이크 회로의 휠들이 상이한 축들에 할당된다.
압력 감소를 위해, 브레이크 회로(14a, 14b) 내에서 각각 (상시 폐쇄형) 배기 밸브들("AV")(20a, 20a, 20b, 20b)이 휠 브레이크 실린더들(16a, 16a 또는 16b, 16b)과 유체공학적으로 연결되며, 이때 압력 감소를 위해 배기 밸브들에 상응하게 전류가 공급된다.
그러면 유압 유체가 브레이크 회로(14a, 14b) 내의 어큐뮬레이터 요소들(18a, 18b)로 이동될 수 있다.
또한, 브레이크 회로(14a, 14b)는 각각 (상시 개방형) 전환 밸브(30a, 30b)를 포함하며, 이들 전환 밸브는 통전 시 브레이크 회로(14a, 14b)를 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 유체공학적으로 분리시킬 수 있다. 이 경우, 유압 유체 압력 상승은 브레이크 회로(14a, 14b) 내의 (재순환) 펌프(46a, 46b)에 의해 수행될 수 있으며, 이때 펌프(46a, 46b)는 모터(52)에 의해, 더 정확하게는 모터에서 시작되어 펌프(46a, 46b)를 구동하는 구동 샤프트를 통해, 구동된다. 그 다음, 관련 휠들에서 각각 제동 토크가 발생하도록, 펌프(46a, 46b)가 (도 1에 삼각형으로 표시된) 그 펌핑 측에서 각각, 상승된 압력을 받고 있는 유압 유체를 라인(58a, 58b)을 통해 휠 브레이크 실린더(16a, 16a, 16b, 16b) 내로 펌핑한다.
도 1에 도시된 제동 시스템(5)이 ESP/ABS 시스템으로서 사용되는 경우, 펌프(46a, 46b)는 자흡식 펌프로서 작용하며, 이때 전환 밸브(30a, 30b)는 폐쇄되고, 상시 폐쇄형 고압 시프트 밸브(64a, 64b)는 통전되어 개방된다. 따라서, 유압 유체가 제동 토크의 형성을 위해 휠 브레이크 실린더(16a, 16a, 16b, 16b)에서의 흡기 밸브(34a, 34a, 34b, 34b)를 통해 휠(17a, 17a, 17b, 17b)에 전달될 수 있다. 이 경우, 공지된 바에 따라, 예를 들어 ESP 개입 시, 특정 주행 상황에서 주행 중인 차량이 안정되도록 이른바 요 모멘트를 보상하기 위한 목적으로, 휠(17a, 17a, 17b, 17b)을 개별적으로 제동하기 위해 흡기 밸브들이 서로 분리되어 제어될 수 있다. 이때 주의할 점은, 제동 시스템(5)이 X-브레이크 회로 분할을 갖는 점이다.
또한, 도시된 체크 밸브들에 대해서는 편의상, 그리고 그 기능이 통상의 기술자에게 고지되어 있으므로, 상세히 설명하지 않는다.
이제 본 발명의 사상에 따라, 예를 들어 주행 중인 차량 전방에 갑자기 뛰어드는 사람, 다른 차량 또는 그 밖의 물체, 또는 통상의 장애물(여기서 장애물은 정지되어 있는 것일 수도 있음)과의 충돌을 회피하려는 목적으로 제동 시스템(5)을 사용하기 위해, 제동 시스템(5)의 기능이 전기 기계식 브레이크 부스터(24)의 기능과 조합되며, 이 경우 제동 시스템(5)의 기능(또는 후술되는 바와 같이 여기에 도시되지 않은 센서 장치와 관련된 제어 장치)은 흡기 밸브들을 상황(즉, 회피 운전)에 상응하게 제어하는 데 사용되고, 전기 기계식 브레이크 부스터의 기능은 유압 유체의 상응하는 높은 압력을 형성하기 위해 사용되며, 이는 고압 형성의 관점에서 ESP 시스템만으로는 불가능할 것이다.
(여기에 도시되지 않은) 센서 장치로서, 차량의 적절한 위치에 고정되거나 장착되는, 예를 들어 레이더 장치(들), 초음파 장치(들), 적외선 장치(들) 및/또는 영상 촬영 장치(들)와 같은 모든 유형의 센서(들)가 사용될 수 있다. 이 경우, 센서 장치(들)는 바람직하게는 3차원 방식으로 차량의 주변 전체를 검출할 수도 있고, 예를 들어 차량 전방 영역 및/또는 차량 측면 영역과 같은 특정된 이른바 충돌 영역만을 검출할 수도 있다. 통상의 기술자에게 공지되어 있는 바와 같이, 검출 시 "누락"을 방지하기 위해 복수의 충돌 영역들이 부분적으로 겹치게 할 수 있다.
하나 이상의 센서 장치는, 차량이 정상 주행을 지속할 경우 상기 차량과 충돌할 수도 있는 하나 이상의 장애물(사람, 차량 또는 일반적인 물체)의 검출 시 하나 이상의 신호를 차량 내에 구비된 제어 장치에 전달한다. 제어 장치는, 예를 들어 현재 속도, 가속/감속, (예를 들어 GPS 데이터를 기초로 산출된) 주행 방향, 채택된 조향 방향, 노면 상태(예를 들어 젖어있음/말라있음) 등과 같은 차량 특성 데이터를 기초로, 그리고 (움직이는 장애물의 경우) 차량에 대한 상대적 위치 또는 궤적을 기초로, 제동 시스템의 상응하는 제어를 통해 차량이 장애물을 비켜가도록 제어하고 그리고/또는 제동할 수 있음으로써 충돌이 일어날 수 없도록 하기 위해, 가능한 충돌 위치를 계산한다. 이 경우, 제어 장치가 조향 장치(이른바 보조 파워 스티어링), 차동 기어, (예를 들어 서스펜션, 쇽 업쇼버, 스태빌라이저 등과 관련된) 능동형 섀시에 대한 개입뿐만 아니라, 예를 들어 엔진 토크의 감소, 연료 공급의 감소/차단, 변속단의 변경 등을 통해 구동부에 대한 개입을 수행하는 것도 고려될 수 있다.
다른 도면들과 관련하여 필수 구성요소들의 기능을 설명하기 전에, 먼저 도 5a 및 도 5b와 관련하여 통상적인 회피 운전 상황을 설명한다.
도 5a는 도로(110) 상에서 화살표(120) 방향으로 이동하는 차량(100)의 상면도이다. 제1 단계(I)에서 차량(100)의 (도시되지 않은) 센서 장치가 "감지파"(130)로 표시된 것처럼 차량(100) 전방 주변을 감지한다. 여기서는 아직 아무런 장애물이 감지되지 않고 있다. 제2 단계(II)에서는 주행 방향으로 차량(100) 전방에 있는 사람(140)이 감지된다. 이에 기초하여, 차량(100) 내 제어 장치가 수신된 신호를 토대로 차량(100)의 작동 상태(A)를 유도한다. 도 5b에서 상기 작동 상태(A)는, 제동 시스템이 상응하는 제동 토크의 형성에 의해 차량(100)이 화살표(125) 방향을 따르도록 차량(100)의 휠들(105)에 작용하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상태(A)에서는 휠(105, 105)[즉, 화살표(125) 방향으로의 주행 방향을 기준으로 차량(100)의 우측 휠)에 작용하는 제동 토크가 휠(106, 106)에 작용하는 제동 토크에 비해 상대적으로 작기 때문에, 차량이 좌측[즉, 화살표(125) 방향]으로 피한다. 차량(100)은 제동 시스템에 대한 상응하는 개입을 통해 자동으로 장애물(140)을 비켜가게 된다. 이 경우, 상술된 개입(조향 등)이 추가로 수행되는 것도 물론 고려 가능하다.
이제 차량(100)이 부분적으로 또는 전체적으로 [화살표(220) 방향으로 이동하는 차량(200)으로 표시된] 양방향 교통을 위한 차선(210) 상에 위치하기 때문에, 제어 장치가 휠(105, 105)(차량 우측)을 위한 제동 토크가 휠(106, 106)(차량 좌측)을 위한 제동 토크에 비해 상대적으로 더 큰 차량 작동 상태(B)를 유도함으로써, 차량(100)이 전체적으로 화살표(126) 방향을 따르며(도 5b 참조), 즉, 원래 의차선(110)으로 다시 복귀한다. 이 경우, 제어 장치는, [예를 들어 도로 표시선(150, 150)을 참조로, 센서 장치에 의해 검출된), 차량(100)이 상대 차선(210) 상에 있다는 사실만을 근거로, 작동 상태(B)가 유도되도록 설계될 수 있다. 물론, 차량(100)의 충돌 영역 내에 존재하는 (센서 장치를 통해 검출될 수 있는) 차량(200)도 작동 상태(B)를 유도하는 이유가 될 수 있다.
차량(100)이 상태(B)("우측 커브") 이후에 다시 차선(110)을 따라 이동하도록 하기 위해, 다시 상태(A)가 유도됨으로써, 차량(100)은 단계(III)에서, 제동 토크가 모든 휠(105, 105, 106, 106)에 대해 다시 대칭을 이루는 상태(C)에 도달하며, 그 결과 차량(100)은 다시 화살표(120)로 표시된 방향을 따른다(도 5a 참조).
이와 관련하여 추가의 실시예들을 짧게 설명하자면, 운전자에게는 시스템을 거부할 수 있는 가능성이 항상 주어져야 하며, 다시 말해 충돌 회피 기능이 개시되어도 운전자가 스스로 가속 또는 제동을 할 수 있어야 한다.
스위치 온된 적응형 주행 속도 제어 장치(ACC)의 존재 시, 충돌 회피 기능이 트리거될 수는 있으나, 형성된 제동 토크는 엔진 토크의 상승을 통해 보상될 수 있으므로, 차량은 감속되기 보다는 운전자 사전 설정(예를 들어, 가속 페달 조정, ACC를 통한 주행 속도 사전 설정)을 따른다.
또 다른 한 실시예에서는, 충돌 회피 기능이 개시되고, 형성된 제동 토크는, 운전자가 비교적 가볍게 브레이크를 "밟고 있는" 경우, 상황에 따라 엔진 토크의 상승을 통해, 운전자 사전 설정에 상응하게만 차량을 감속하도록 분배된다.
또한, 상술된 바와 같이 충돌 회피 기능이 운전자를 통해 스위치-온 또는 스위치-오프될 수 있는 점도 고려될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 전기 기계식 브레이크 부스터가 없는 종래의 시스템의 경우(도 2a 상단 그래프)와, 전기 기계식 브레이크 부스터를 사용할 경우(i부스터, 도 2b 상단 그래프)에 대한, 마스터 실린더 내 압력의 (개략적으로 또는 정성적으로 도시된) 시간에 따른 압력 거동, 즉, pHZ(t)를 비교하여 보여준다. 여기서, 도 2a의 상단 그래프에서 마스터 실린더 내의 압력(초기 압력)은 0인 반면, 도 2b에서 전기 기계식 브레이크 부스터를 사용하는 경우에 상응하는 압력은 처음에는 상승한 다음(타임 프레임 t1),상응하는 레벨에서 일정한 상태로 유지되다가(타임 프레임 t2) 0으로 다시 하강한다(타임 프레임 t3). 타임 프레임들(t1, t2, t3)은 그래프 하단에 도시된 막대들로 알 수 있듯이, 상응하는 구성요소의 작동 지속 시간, 예를 들어 메인 시프트 밸브들("HSVs")은 t1동안 개방되는 점, 또는 t1동안 "펌프 스위치-온"되는 점(도 2a 참조)으로써 특성화된다. 여기서, 빗금 표시된 막대들은 수동 구성요소(즉, 좌측 흡기 밸브 개방)를 나타내고, 점으로 표시된 막대는 능동 구성요소(즉, 우측 흡기 밸브 폐쇄, 또는 i부스터 활성화, 도 2b)를 나타낸다. 배기 밸브들 "AVs"는 각각 폐쇄된다. t2 및 t3동안 도 2a에서는 메인 시프트 밸브들("HSVs")이 선택적으로 개방될 수 있고, 펌프들(도 2a)이 선택적으로 연결될 수 있다.
도 2a 및 도 2b의 가운데 그래프들에는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 작동 상태(A, B)와 유사하게, 각각 차량 좌측에 대한 브레이크 압력(pleft) 및 차량 우측에 대한 브레이크 압력(pright)이 도시되어 있다.
본 발명의 도시된 실시예의 더 나은 이해를 위해, 도 3, 도 4a 및 도 4b는 각각 브레이크 작동 요소(22), 저장 탱크(12), 마스터 실린더(10), (두 가지 상태 간에 전환 가능한) 고압 밸브(64b), (제어 가능한) 전환 밸브(30b), (제어 가능한) 펌프(46b) 및 좌측 및 우측 휠에 대해 제어 가능한 흡기 밸브(34b, 34b)를 갖는 제동 시스템(5)의 상세도가 도시되어 있다. 도면 부호 300은 고압 시프트 밸브(64b)와 (재순환) 펌프(46b) 사이의 예연소실 유압 유체 용적을 나타낸다. 도면 부호 400은 전환 밸브(30b)와 두 흡기 밸브(34b, 34b) 사이의 유압 유체 시스템 용적을 나타낸다.
그래프 I과 II는 좌측 또는 우측 흡기 밸브(34b, 34b)에 대해 각각 고객 맞춤형으로 설계될 수 있는 압력/용적 비를 나타낸다. 도면 부호 11은 마스터 실린더(10)와 (유압 유닛의) 제동 시스템(5) 사이의 흡입관을 나타낸다. 배기 밸브 또는 어큐뮬레이터는 간략화를 위해 여기에 도시되지 않았다.
도 4b는 유압 유체의 용적 유동 방향이 보충된, 도 3에 도시된 제동 시스템(5)의 상세도를 도시한다.
그에 상응하게 도 4a는 (개략적으로 내지는 정성적으로 도시된) 시간에 따른 곡선들(A 내지 F), 더 정확하게는 고압 시프트 밸브(HSV) 및 전환 밸브(USV)의 작동 상태(ON/OFF)[그래프(A)], 재순환 펌프(Rfp, 46b)의 회전수(nRfp)[그래프(B)], 재순환 펌프(46b)의 용적 유동율(qRfp)(밀리리터/초)[그래프(C)], 휠 브레이크 실린더 또는 흡기 밸브(34b)에 대한 용적 유동율(qWheel)[그래프(D)], 브레이크 압력(p) 및 전환 밸브(30b)의 용적 유동율(qUSV)의 곡선들을 나타낸다.
도 4b에서는, 정확하게는 도면 부호 500으로 표시된, qHSV, qRfp, qEVleft(좌측 휠용 흡기 밸브) 및 qEVright(우측 휠용 흡기 밸브)에 대한 방향 화살표들에 기초하여 제동 토크의 형성을 위한 압력 형성이 진행된다(pV-그래프 I, II 참조). 이 경우, 전환 밸브(30b)는 초과압 밸브로서 사용되며, 도면 부호 600으로 표시된 qUSV에 대한 방향 화살표는 마스터 실린더(10)로 복귀 유동하는 유압 유체를 나타낸다.
도 4a에서 그래프(A 내지 F)와 관련하여, 특히 그래프(F)와 관련하여, 브레이크 압력의 제어는 시점(tΔp)부터 비로소 개시되는 점, 즉, qUSV가 0이 아니어야 개시되는 점을 알 수 있다.
도시된 크기들이 반드시 정확한 척도에 따라야 할 필요는 없다.

Claims (12)

  1. 차량 이동 중에 충돌 가능 영역 내에 진입하고, 그리고/또는 존재하는 하나 이상의 물체와 이동하는 차량의 충돌을 회피하기 위한 방법이며, 상기 차량은,
    하나 이상의 물체를 검출하고 차량 주변에 위치하는 하나 이상의 충돌 영역을 모니터링 하는 센서 장치와,
    전기 기계식 브레이크 부스터(24), 및 상기 전기 기계식 브레이크 부스터와 유압 유체를 통해 결합되고, 차량 제동을 위한 차량 제동 시스템(5) 내에 작동 가능하게 통합된 제동력 조절 구성요소와,
    센서 장치로부터 신호를 수신하고, 이 신호에 기초하여 브레이크 부스터(24) 및 제동력 조절 구성요소 및/또는 다른 능동형 섀시 구성요소들을 제어하는 제어 장치를 포함하며,
    상기 방법은, 하나 이상의 물체의 검출 시 상기 하나 이상의 물체와의 충돌이 자동으로 회피되도록, 제동 시스템(5) 및 제동력 조절 구성요소와 협력하는 제어 장치를 이용하여, 차량의 주행 속도 및/또는 주행 방향을 변경하는, 충돌 회피 방법.
  2. 제1항에 있어서, 센서 장치는 레이더 장치 및/또는 초음파 장치 및/또는 영상 촬영 장치를 이용하는 물체의 검출에 기반하여 신호를 생성 및 전달하며, 이때 센서 장치는 개별적으로 또는 공동으로 차량의 주변 전체를 커버하는 하나 이상의 3차원 충돌 영역을 모니터링하는, 충돌 회피 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제동 시스템 내의 유압 유체 압력 형성은 실질적으로 브레이크 부스터(24)를 이용하여, 더 정확하게는 물체의 검출 시 센서 장치에서 생성되는 신호에 반응하여 수행되는, 충돌 회피 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 센서 장치에서 생성된 신호에 반응하여 제동 시스템이 활성화되면, 제동력 조절 구성요소들이 각각 차량 휠(17a, 17a, 17b, 17b)과 결합된 휠 브레이크 실린더(16a, 16a, 16b, 16b)에 제동 토크를 발생시키고, 각각의 제동 토크는 차량 휠(17a, 17a, 17b, 17b)에서, 센서 장치에 의해 검출된 상황에 따라 제어 장치에 의해 개별적으로 발생하는, 충돌 회피 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제동력 조절 구성요소는 적어도 ESP 장치 및/또는 ABS 장치를 포함하는, 충돌 회피 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 추가의 능동형 섀시 구성요소는 적어도 차량 조향 장치 및/또는 차동 기어 장치 및/또는 능동형 섀시 장치 및/또는 구동 트레인 장치를 포함하며, 제어 장치가 충돌 회피를 위해 센서 장치로부터의 신호에 반응하여 조절 방식으로 상기 장치들에 작용하는, 충돌 회피 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 충돌 회피 프로세스가 차량 이동을 능동적으로 조절하는 매 시점마다, 운전자는 차량을 정상 모드로 운전할 수 있는 가능성을 갖는, 충돌 회피 방법.
  8. 제7항에 있어서, 운전자는 차량 운전 시 충돌 회피 프로세스에 의해 보조를 받는, 충돌 회피 방법.
  9. 제8항에 있어서, 운전자는 차량의 운전 시 충돌 회피 프로세스에 의해, 더 정확하게는 운전자에 의해 사전 설정된 임계값까지 최대로 보조를 받는 충돌 회피 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 충돌 회피 프로세스는 운전자에 의해 스위치-온 또는 스위치-오프될 수 있는, 충돌 회피 방법.
  11. 차량용 충돌 회피 시스템이며, 상기 충돌 회피 시스템은,
    차량 이동 중에 하나 이상의 충돌 가능 영역 내에 진입하고, 그리고/또는 존재하는 하나 이상의 물체를 검출하기 위한 센서 장치로서, 상기 센서 장치에 의해 모니터링되는 하나 이상의 충돌 영역은 차량의 주변에 위치하는, 센서 장치와,
    전기 기계식 브레이크 부스터(24) 및 상기 전기 기계식 브레이크 부스터와 유압 유체를 통해 결합되고 차량의 제동을 위한 차량 제동 시스템(5) 내에 작동 가능하게 통합된 제동력 조절 구성요소와,
    센서 장치로부터 신호를 수신하고 이 신호에 기초하여 브레이크 부스터(24) 및 제동력 조절 구성요소 및/또는 다른 능동형 섀시 구성요소를 제어하는 제어 장치를 포함하며,
    상기 충돌 회피 시스템은, 하나 이상의 물체의 검출 시 상기 하나 이상의 물체와의 충돌이 자동으로 회피될 수 있도록, 제동 시스템 및 제동력 조절 구성요소와 협력하는 제어 장치를 이용하여, 차량의 주행 속도 및/또는 주행 방향을 변경하는, 차량 충돌 회피 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 제2항 내지 제10항 특징들 중 하나 이상의 특징을 더 포함하는 충돌 회피 시스템.
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