KR20200110536A

KR20200110536A - 차량의 서브마린 방지 시스템

Info

Publication number: KR20200110536A
Application number: KR1020190029187A
Authority: KR
Inventors: 김인수
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-09-24

Abstract

본 발명은 차량의 전방 충돌 시 발생하게 되는 서브마린을 사전 방지하기 위한 차량의 서브마린 방지 시스템에 관한 것으로, 차량이 전방의 장애물과 충돌하기 이전에 상기 장애물의 정보를 인지하고 차량의 거동 및 상태 정보를 수집하여 차량과 장애물의 예상충돌상태를 추정하여, 상기 추정한 예상충돌상태 정보를 기반으로 브레이크의 제동력과 서스펜션의 댐핑력을 제어함으로써 전방 장애물과의 충돌에 따른 차량의 거동 변화를 최소화하여 서브마린 현상을 방지하는 차량의 서브마린 방지 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

Description

차량의 서브마린 방지 시스템 {submarine preventing system of vehicle}

본 발명은 차량의 서브마린 방지 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 차량의 전방 충돌 시 발생하게 되는 서브마린을 사전 방지하기 위한 차량의 서브마린 방지 시스템에 관한 것이다.

차량에서의 서브마린(submarine)은 승객의 골반이 시트 아래로 이동하는 것을 의미한다. 서브마린 현상은 승객의 골반을 전방으로 이동시켜 승객의 무릎과 상체 거동의 안정성을 저하시킨다. 또한 서브마린 현상은 시트벨트의 복부 압박을 유발하여 차량 사고 시 승객의 장 출혈을 초래하기도 한다.

이러한 서브마린이 발생하는 요인은 시트쿠션의 변형, 시트벨트의 버클 및 앵커리지 구조, 차체 변형 등이 있으며, 서브마린의 가장 큰 요인은 차량이 전방에 있는 장애물과 충돌 시에 발생하는 차량 제동 감속도와 충돌 감속도에 의한 차량 거동의 변화이다. 자동차가 급제동을 하면 차량 감속도에 따라 차량의 하중이 전방으로 이동하여 차체 전방은 내려앉고 후방이 들리는 노즈 다이브(nose dive) 현상이 발생하고, 자동차가 정면충돌 시 충격에너지를 흡수하는 부재의 위치와 흡수력에 따라 일정부분 차체의 뒷부분이 들리는 피칭(pitching) 현상이 발생한다.

이와 같이, 자동차가 정면충돌을 하는 경우에는 제동 감속도와 충돌 감속도에 의해 차량의 피칭이 발생한다. 만일 차량이 전방에 있는 장애물과 부분정면충돌을 하는 경우에는 피칭 뿐만 아니라 요잉(yawing)과 롤링이 동시에 발생하며, 이러한 차량거동은 충돌시점 이후부터 비선형적으로 크게 증가한다. 차량의 전방 충돌시, 뒷좌석의 승객이 앞좌석의 승객보다 상대적으로 피칭의 영향을 더 많이 받는다. 특히, 차량이 부분정면충돌을 하는 경우에는 요잉과 롤링까지 동시에 발생하여 뒷좌석 승객의 머리가 도어 등에 부딪혀 상해의 위험이 더욱 증가한다.

이러한 문제점을 개선하기 위해, 차량의 전방 충돌시 승객의 둔부를 구속하여 승객의 둔부가 전방으로 밀리는 것을 방지하는 기술로서 등록특허 제10-1199715호가 개시된 바 있으나, 이러한 종래 기술은 차량과 장애물의 충돌상태에 무관하게 일률적인 제어를 수행하기 때문에 서브마린 현상에 효과적으로 대응하지 못하는 문제점이 존재한다. 또한 등록특허 제10-1199715호의 기술은 충돌에 의해 차량의 거동이 크게 발생하면 승객의 움직임을 줄이기 위해 승객을 잡아주는 역할을 할 뿐, 승객 움직임을 유발하는 차량의 거동을 사전에 줄여주지 못하는 단점이 있다.

등록특허 제10-1199715호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량이 전방의 장애물과 충돌하기 이전에 상기 장애물의 정보를 인지하고 차량의 거동 및 상태 정보를 수집하여 차량과 장애물의 예상충돌상태를 추정하여, 상기 추정한 예상충돌상태 정보를 기반으로 브레이크의 제동력과 서스펜션의 댐핑력을 제어함으로써 전방 장애물과의 충돌에 따른 차량의 거동 변화를 최소화하여 서브마린 현상을 방지하게 되는 차량의 서브마린 방지 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

이에 본 발명에서는, 주행중인 차량과 상기 차량의 전방에 있는 장애물 간 거리값 및 상기 차량의 휠속값을 기반으로 차량과 장애물 간 실시간 거리값을 계산하는 실시간 거리 계산부; 상기 차량과 장애물 간 실시간 거리값이 설정된 충돌근접거리값 이하가 되면, 전방 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 설정된 기준댐핑력보다 높게 증가시키고 후방 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 낮게 감소시키며, 브레이크페달의 작동각에 따라 결정되는 전륜목표제동력을 일정 제동력만큼 감소시키고 후륜목표제동력을 일정 제동력만큼 증가시키는 샤시 제어모듈;을 포함하는 차량의 서브마린 방지 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 후륜목표제동력에 일정 제동력이 합산된 값 및 상기 전륜목표제동력에서 일정 제동력이 차감된 값을 합산한 제동력은, 브레이크페달의 작동각에 따른 운전자 요구제동력과 동일한 값이 된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 샤시 제어모듈은, 운전자 요구제동력이 후륜최대목표제동력 이하이면, 상기 후륜목표제동력을 상기 운전자 요구제동력까지 증가시키고 상기 전륜목표제동력은 '0'으로 제어할 수 있다. 또한 상기 샤시 제어모듈은, 운전자 요구제동력이 후륜최대목표제동력을 초과하면, 상기 후륜목표제동력을 후륜최대목표제동력까지 증가시키고, 상기 전륜목표제동력을 '운전자 요구제동력에서 후륜최대목표제동력을 차감한 값'으로 제어할 수 있다.

또한 상기 샤시 제어모듈은, 상기 차량과 장애물 간 실시간 거리값이 상기 충돌근접거리값 이하가 되면, 스티어링휠의 조향각 및 차량 휠속 정보와 장애물의 좌우방향의 폭 및 차량과 장애물 간 거리 정보를 이용하여 차량과 장애물의 예상충돌위치를 차량의 정면 중앙부와 정면 좌측부 및 정면 우측부 중 어느 하나의 위치로 판단하고, 상기 예상충돌위치에 따라 차량과 장애물의 예상충돌상태를 차량의 정면 중앙부에 장애물이 충돌하는 정면충돌과 차량의 정면 좌측부 또는 우측부에 장애물이 충돌하는 부분충돌 중 어느 하나로 판단하게 된다.

상기 샤시 제어모듈은, 차량과 장애물의 예상충돌상태가 부분충돌로 판단되면, 차량과 장애물 간 실시간 거리값이 '0'보다 크고 충돌직전거리값 (충돌직전거리값 < 충돌근접거리값) 이하가 될 때, 상기 부분충돌에 따른 차량의 롤링 방향을 상기 예상충돌위치와 반대로 판단하고, 상기 롤링 방향에 따라 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 추가 제어한다. 구체적으로 상기 샤시 제어모듈은, 상기 롤링 방향이 우측이면, 우측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 제1댐핑력 이상 높게 제어하고, 좌측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 제2댐핑력 이상 낮게 제어하며, 상기 롤링 방향이 좌측이면, 좌측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 제1댐핑력 이상 높게 제어하고, 우측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 제2댐핑력 이상 낮게 제어한다.

또한 상기 샤시 제어모듈은, 차량과 장애물의 예상충돌상태가 부분충돌로 판단되면, 차량과 장애물 간 충돌이 발생한 직후에, 가속도센서에 의해 감지된 차량의 요잉 방향에 따라 브레이크 액추에이터의 제동력을 추가로 발생시킬 수 있다. 구체적으로 상기 샤시 제어모듈은, 차량의 요잉 방향이 반시계방향이면, 우륜목표제동력을 증가시켜 우측 차륜의 총 제동력을 운전자 요구제동력보다 높게 발생시키고, 차량의 요잉 방향이 시계방향이면, 좌륜목표제동력을 증가시켜 좌측 차륜의 총 제동력을 운전자 요구제동력보다 높게 발생시킨다.

본 발명에 따른 차량의 서브마린 방지 시스템은, 차량과 장애물의 충돌이 발생하기 이전에 추정한 예상충돌상태에 따라 서스펜션의 댐핑력과 브레이크의 제동력을 제어하여 장애물과의 충돌에 따른 차량의 거동 변화를 최소화하게 되며, 그에 따라 전방 충돌시 초래되는 서브마린 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 서브마린 방지 시스템을 나타낸 블록도
도 2는 주행중 차량과 장애물 간 거리가 충돌근접거리가 될 때 급제동에 의해 발생하는 차량의 피칭을 보여주는 도면
도 3은 차량과 전방 장애물 간 충돌 발생 이전 및 직후에 서스펜션의 댐핑력과 브레이크의 제동력을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 4는 차량의 롤링 방향에 따른 서스펜션의 댐핑력 제어 전략을 나타낸 도면
도 5는 차량의 요잉 방향에 따른 브레이크의 제동력 제어 전략을 나타낸 도면
도 6은 부분충돌 시 우측 방향의 롤링 및 반시계 방향의 요잉이 발생할 때 서스펜션과 브레이크의 차륜별 제어 전략을 나타낸 도면

이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 서브마린 방지 시스템은 장애물 정보 수집부(1)와 차량 정보 수집부(2)와 실시간 거리 계산부(3) 및 샤시 제어모듈(4) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 장애물 정보 수집부(1)는 차량과 장애물 간 충돌이 발생하기 이전에 차량의 전방에 있는 장애물의 정보를 수집하여 제공할 수 있는 것으로서, 차량 전방을 촬영하기 위해 차량에 설치된 카메라 외에 초음파센서 및 레이더센서 등이 사용될 수 있다. 상기 장애물의 정보는 차량과 장애물 간 거리, 장애물의 폭 및 너비 등이 포함될 수 있다. 장애물 정보 수집부가 획득한 장애물 정보는 통신을 통해 장애물 정보를 수집하는 차량내 전자제어유닛에 전송될 수 있으며, 상기 전자제어유닛을 통해 차량 정보 수집부(2)와 실시간 거리 계산부 및 샤시 제어모듈 등에 선택적으로 전송될 수 있다. 또한 상기 장애물 정보는 차량 통신을 통해 상기 실시간 거리 계산부(3)와 샤시 제어모듈(4) 등에 직접 전송될 수도 있다.

상기 차량 정보 수집부(2)는 차량과 장애물 간 충돌이 발생하기 이전 및 이후에 차량의 거동 및 상태에 관련된 정보를 획득하여 수집할 수 있는 것으로서, 차량의 휠속과 스티어링휠의 조향각(주행방향), 가속페달 스트로크, 브레이크페달 스트로크, 브레이크 유압, 6자유도 가속도 등의 차량 상태 정보를 수집할 수 있으며, 상기의 차량 상태 정보를 파악할 수 있는 차량내 전자제어유닛(ECU)으로부터 수신하여 획득할 수 있다. 상기 전자제어유닛은 차량에 설치되어 있는 휠속 센서, 조향각 센서, 가속페달위치센서, 브레이크페달위치센서, 브레이크 유압센서, 6자유도 가속도센서 등으로부터 차량의 상태 정보를 획득할 수 있다.

또한 상기 차량 정보 수집부(2)는 상기 전자제어유닛으로부터 차량의 전후방향의 축(x축)과 좌우방향의 축(y축) 및 상하방향의 축(z축)의 회전가속도 정보를 수신하고 상기 각 축의 회전가속도를 적분하여 차량의 롤링값(롤링률), 피칭값(피칭률), 요잉값(요잉률)을 계산할 수 있다.

상기 실시간 거리 계산부(3)는 상기 장애물 정보 중 차량과 장애물 간 거리값(d) 및 상기 차량 상태 정보 중 휠속값을 차량 통신을 통해 수신할 수 있다. 상기 실시간 거리 계산부(3)는 수신받은 휠속값으로부터 실시간 차속(v)을 추정하여 계산한 뒤, 상기 차량과 장애물 간 거리값(d) 및 차속(v)을 기반으로 차량과 장애물 간 실시간 거리값(d')을 계산하여 획득할 수 있다(아래 식 1 참조).

식 1 : d' = d - vt (t : 단위시간)

상기 실시간 거리 계산부(3)는 차량내 브레이크 제어기와 서스펜션 (ECS, electronic controlled suspension) 제어기 중 어느 하나의 제어기내에 구성될 수 있다.

주행중인 차량과 장애물 간 거리가 충돌위험거리값(R1)이 되면 상기 장애물 정보 수집부(1)는 장애물 정보를 감지할 수 있게 된다. 다른 말로, 상기 충돌위험거리값(R1)은 장애물 정보 수집부(1)가 차량과 장애물 간 거리 등을 감지할 수 있는 거리이다. 따라서, 상기 실시간 거리 계산부(3)는 차량과 장애물 간 거리값(d)이 충돌위험거리값(R1) 이하가 되면 차량과 장애물 간 실시간 거리값(d')을 계산할 수 있게 된다.

상기 샤시 제어모듈(4)은 주행중에 상기 실시간 거리 계산부(3)에서 수신되는 상기 실시간 거리값(d')을 기초로 차량의 거동 변화를 방지하기 위한 서스펜션(ECS)의 댐핑력 제어와 브레이크의 제동력 제어를 수행할 수 있다. 구체적으로 상기 샤시 제어모듈(4)은, 상기 실시간 거리값(d')이 충돌위험거리값(R1) 이하가 되면 전방 장애물과 충돌할 가능성 및 위험이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 실시간 거리값(d')이 설정된 충돌근접거리값(R2) 이하가 되면 장애물과의 충돌시 서브마린 현상이 일어나는 것을 사전 방지하기 위해 차량의 거동 변화를 방지하기 위한 서스펜션(ECS)의 댐핑력 제어와 브레이크의 제동력 제어를 수행해야 하는 것으로 판단하며, 상기 실시간 거리값(d')이 충돌직전거리값(R3) 이하가 되면 차량과 장애물 간 충돌이 발생하기 직전(충돌발생 예상시점보다 일정시간 이전)이라고 판단하게 된다(도 2 참조). 여기서 상기 거리값은 R1 > R2 > R3 의 순으로 거리차가 존재한다.

이에 따라 상기 샤시 제어모듈(4)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 차량과 장애물 간 실시간 거리값(d')이 상기 충돌근접거리값(R2) 이하가 되면, 상기 차량 정보 수집부(2)로부터 수신한 차량 상태 정보(조향각, 휠속 등)와 상기 장애물 정보 수집부(1)에 의해 획득한 장애물 정보(장애물의 좌우방향 폭 및 차량과의 거리 등)를 기초로 차량과 장애물의 예상충돌위치(차량이 장애물에 부딪히는 예상충돌위치)를 추정하여 판별하고, 상기 판별한 예상충돌위치를 기반으로 차량과 장애물의 충돌상황(예상충돌상태)을 정면충돌(차량 정면의 중앙부에 충돌함)과 부분충돌(차량 정면의 좌측부 또는 우측부에 충돌함)로 구분하여 판단한다.

상기 예상충돌위치를 판별하기 위해 차량의 조향각 및 휠속 정보와 장애물의 좌우방향의 폭 및 차량과의 거리 정보를 이용할 수 있으며, 상기 정보로부터 차량과 장애물 간 예상충돌위치를 판단한다. 상기 예상충돌위치가 차량의 정면 중앙부이면 차량과 장애물의 충돌을 정면충돌로서 판단하고, 상기 예상충돌위치가 차량의 정면 좌측부 또는 정면 우측부이면 차량과 장애물의 충돌을 부분충돌로서 판단한다. 상기 예상충돌위치는 사전 구축된 예상충돌위치 추정맵을 이용하여 판단할 수 있으며, 상기 예상충돌위치 추정맵은 차량의 조향각 및 휠속 정보와 장애물의 좌우방향의 폭 및 차량과 장애물 간 거리 정보를 기준으로 차량과 장애물 간 예상충돌위치를 추정할 수 있도록 구축되어 샤시 제어모듈(4)에 저장될 수 있다.

상기 정면충돌을 하는 경우에는 차량의 급제동에 의한 차량 거동의 변화와 충돌감속도에 의한 차량 거동의 변화로 인해 차량에 피칭이 발생하고, 부분충돌을 하는 경우에는 차량의 피칭뿐만 아니라 롤링과 요잉이 동시 발생하게 된다. 따라서, 예상되는 충돌상태를 구분하여 차량 샤시부품(서스펜션 및 브레이크 등)을 전략적으로 제어하게 된다.

또한 상기 샤시 제어모듈(4)은, 차량과 장애물 간 실시간 거리값(d')이 상기 충돌근접거리값(R2) 이하가 되면, 다시 말해 상기 실시간 거리값(d')이 차량의 피칭율을 줄이기 위해 서스펜션의 댐핑력 제어와 브레이크의 제동력 제어가 필요한 일정 거리값으로 설정된 상기 충돌근접거리값(R2)에 도달하면, 즉 차량과 장애물 간 실시간 거리값(d')이 충돌직전거리값(R3)보다 크고 충돌근접거리값(R2) 이하일 때, 먼저 피칭 저감을 위한 서스펜션 제어 및 브레이크 제어를 수행한다(도 6 참조).

상기 샤시 제어모듈(4)은, 피칭 저감을 위한 서스펜션 제어를 구현하기 위해, 차량의 전방 차륜을 통해 차체로 전달되는 충격을 완화하기 위한 전방 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 설정된 기준댐핑력(const)보다 제1댐핑력(a) 이상 높게 증가시키고, 차량의 후방 차륜과 차체 간에 댐핑을 위한 후방 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력(const)보다 제2댐핑력(a') 이상 낮게 감소시킴으로써 차량 전방이 내려앉는 노즈 다이브 현상을 저감시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1댐핑력(a)과 제2댐핑력(a')은 서로 같은 값으로 설정되거나 또는 다른 값으로 설정될 수 있다.

그리고 상기 샤시 제어모듈(4)은, 피칭 저감을 위한 브레이크 제어를 구현하기 위해, 전방 차륜에 제동을 걸기 위한 전방 차륜용 브레이크 액추에이터의 목표제동력(이하, 전륜목표제동력이라고 함)을 설정된 제1제동력(α)만큼 감소시켜 제어하고, 후방 차륜에 제동을 걸기 위한 후방 차륜용 브레이크 액추에이터의 목표제동력(이하, 후륜목표제동력이라고 함)을 상기 제1제동력(α)만큼 증가시켜 제어한다.

장애물을 발견한 운전자가 브레이크페달을 밟아 급제동을 하는 경우, 브레이크페달의 작동각에 따라 운전자 요구제동력이 결정되고 상기 운전자 요구제동력을 구현하기 위한 전륜목표제동력과 후륜목표제동력이 설정된 이상분배율(이상분배곡선)에 따라 소정 비율로 분배되어 결정될 수 있다. 일반적으로 차량의 미끄럼 방지를 위해 전륜목표제동력이 후륜목표제동력보다 상대적으로 크게 결정된다.

상기 샤시 제어모듈(4)은, 급제동시의 피칭율을 저감하기 위해, 브레이크페달의 작동각(밟힘량)에 따라 결정 분배되는 전륜목표제동력을 제1제동력(α)만큼 감소시켜 제어하는 동시에 후륜목표제동력을 상기 제1제동력(α)만큼 증가시켜 제어함으로써, 총 제동력이 운전자 요구제동력과 동일하게 유지되도록 하는 것은 물론, 급제동시 차량의 전방 쏠림을 방지하여 피칭율을 저감할 수 있도록 한다.

이때 샤시 제어모듈(4)은 운전자 요구제동력이 후륜최대목표제동력 이하이면 후륜목표제동력을 운전자 요구제동력까지 증가시켜 제어하고, 전륜목표제동력을 '0'으로 제어할 수 있다. 여기서 상기 후륜최대목표제동력은 후륜에 락킹(Locking)이 발생하기 이전까지 후륜에 걸릴 수 있는 최대제동력으로 설정될 수 있다. 차량의 피칭률 저감을 위해 후륜제동력을 최대로 발생시키는 것이 바람직하나, 후륜제동력이 너무 커지게 되면 후륜 락킹 및 차량 요잉 등이 발생할 수 있기 때문에, 후륜목표제동력을 상기 후륜최대목표제동력으로 제한하도록 한다. 그리고 운전자 요구제동력이 상기 후륜최대목표제동력보다 큰 경우에는 '운전자 요구제동력에서 후륜최대목표제동력을 차감한 값'까지 전륜목표제동력을 발생시켜 전륜목표제동력과 후륜목표제동력을 합산한 총 제동력이 운전자 요구제동력과 동일하게 발생되도록 한다.

여기서, 전방 차륜 및 후방 차륜용 브레이크 액추에이터의 각 제동력은 상기 샤시 제어모듈(4)에 의해 제어되는 후륜목표제동력 및 전륜목표제동력을 추종하여 발생된다.

상기 샤시 제어모듈(4)은, 차량과 장애물의 예상충돌상태가 부분충돌로 판단된 경우, 차량과 장애물 간 실시간 거리값(d')이 충돌직전거리값(R3) 이하가 되면, 다시 말해 상기 실시간 거리값(d')이 '0'보다 크고 충돌직전거리값(R3) 이하일 때, 차량의 피칭률 저감을 위한 서스펜션의 댐핑력 제어와 브레이크의 제동력 제어에 이어서, 부분충돌 시 발생하는 차량의 롤링률 저감을 위한 서스펜션의 댐핑력 제어를 추가 수행한다.

샤시 제어모듈(4)은, 차량과 장애물이 부분충돌을 하는 경우 충돌위치에 따라 발생하는 차량의 롤링 방향이 상이하므로 부분충돌에 의한 롤링 방향을 예상충돌위치와 반대로 판단하고, 상기 추정한 차량의 롤링 방향에 따라 서스펜션의 댐핑력을 추가 제어한다. 도 4에 보듯이, 장애물이 차량의 정면 왼쪽에 충돌하여 차량이 우측으로 롤링되면 차량의 롤링 방향은 우측(+ 방향)이 되고, 장애물이 차량의 정면 오른쪽에 충돌하여 차량이 좌측으로 롤링되면 차량의 롤링 방향은 좌측(- 방향)이 된다.

샤시 제어모듈(4)은, 차량의 롤링 방향이 우측 방향이면, 우측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 기준댐핑력(const)보다 제1댐핑력(a) 이상 높게 발생시키고, 좌측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 기준댐핑력(const)보다 제2댐핑력(a') 이상 낮게 발생시킨다(도 6 참조). 피칭률 저감을 위한 서스펜션 제어에 의해, 다시 말해 롤링율 저감을 위한 서스펜션 제어 이전에, 전방 우측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력은 이미 기준댐핑력(const)보다 제1댐핑력(a) 이상 높게 증가된 상태이므로 상기 전방 우측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력은 기준댐핑력(const)보다 제1댐핑력(a) 이상 높게 증가된 값으로 유지되고, 후방 좌측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력은 이미 기준댐핑력(const)보다 제2댐핑력(a') 이상 낮게 감소된 상태이므로 상기 전방 좌측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력은 기준댐핑력(const)보다 제2댐핑력(a') 이상 감소된 값으로 유지되며, 전방 좌측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력은 기준댐핑력(const)보다 제2댐핑력(a') 이상 더 낮게 감소되고, 후방 우측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력은 기준댐핑력(const)보다 제1댐핑력(a) 이상 더 높게 증가된다.

그리고 샤시 제어모듈(4)은, 상기 차량의 롤링 방향이 좌측 방향이면, 좌측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 기준댐핑력(const)보다 제1댐핑력(a) 이상 높게 발생시키고, 우측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 기준댐핑력(const)보다 제2댐핑력(a') 이상 낮게 발생시킨다.

여기서, 상기 충돌직전거리값(R3)은 설정된 최소시간값과 실시간 차속값을 곱셈한 값으로 결정될 수 있다. 상기 최소시간값은 차량의 롤링률 저감을 위해 서스펜션이 작동되는데 필요한 최소시간으로 설정될 수 있다. 서스펜션은 그 액추에이터의 작동시간이 다소 소요되기 때문에 충돌이 발생하기 이전에 차량의 롤링 거동을 방지하기 위해 서스펜션의 작동시간을 확보할 수 있도록 충돌직전거리값(R3)을 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 차량과 장애물이 부분충돌을 하는 경우 충돌위치에 따라 발생하는 차량의 요잉 방향이 상이하므로, 상기 샤시 제어모듈(4)은, 차량과 장애물의 부분충돌이 발생하면, 충돌이 발생한 직후(즉, 충돌발생 시점으로부터 일정시간 이후) 차량의 6자유도 가속도센서에서 감지한 요잉 방향(차량과 장애물의 부분충돌로 인해 발생하는 요잉 방향)을 기준으로 부분충돌에 의한 요잉 방향을 판단하고, 상기 판단한 차량의 요잉 방향에 따라 브레이크의 제동력을 추가 제어한다. 상기 요잉 방향의 정보는 차량 정보 수집부로부터 수신할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 장애물이 차량의 정면 왼쪽에 충돌하여 차량의 뒤쪽이 우측으로(반시계방향으로) 회전될 때 차량의 요잉 방향은 반시계(+) 방향이 된다. 샤시 제어모듈(4)은, 충돌 직후에 차량의 요잉 방향이 반시계 방향이면 우측 차륜용 브레이크 액추에이터의 목표제동력(이하, 우륜목표제동력이라고 함)을 추가로 증가시켜 운전자 요구제동력보다 높게 제어함으로써 반시계 방향의 요잉을 감소시킬 수 있다(도 3 및 도 6 참조). 즉, 충돌 발생 이전에 발생시킨 우륜목표제동력을 설정된 제2제동력만큼 추가 발생시켜 우측 차륜에 걸리는 총 제동력을 운전자 요구제동력보다 높게 증가시킨다. 여기서, 충돌이 발생하기 이전에 제어한 후륜목표제동력이 후륜최대목표제동력을 초과하거나 또는 상기 후륜목표제동력과 제2제동력을 합산한 후륜제동력이 후륜최대목표제동력을 초과하는 경우, 우측 후륜의 목표제동력은 후륜최대목표제동력까지만 증가시키고 우측 전륜의 목표제동력은 제2제동력만큼 증가시킨다.

또한 도 5에 보듯이, 장애물이 차량의 정면 오른쪽에 충돌하여 차량의 뒤쪽이 좌측으로(시계방향으로) 회전될 때 차량의 요잉 방향은 시계(-) 방향이 된다. 상기 샤시 제어모듈(4)은, 충돌 발생 직후에 차량의 요잉 방향이 시계방향이면 좌측 차륜용 브레이크 액추에이터의 목표제동력(이하, 좌륜목표제동력이라고 함)을 추가로 증가시켜 운전자 요구제동력보다 높게 제어함으로써 시계 방향의 요잉을 감소시킬 수 있다(도 3 및 도 6 참조). 즉, 충돌 발생 이전에 발생된 좌륜목표제동력을 설정된 제2제동력만큼 추가 발생시켜 좌측 차륜에 걸리는 총 제동력을 운전자 요구제동력보다 높게 증가시킨다. 이때 충돌이 발생하기 이전에 제어한 후륜목표제동력이 후륜최대목표제동력을 초과하거나 또는 상기 후륜목표제동력과 제2제동력을 합산한 후륜제동력이 후륜최대목표제동력을 초과하는 경우, 좌측 후륜의 목표제동력은 후륜최대목표제동력까지만 증가시키고 좌측 전륜의 목표제동력은 제2제동력만큼 증가시킨다.

여기서, 상기 샤시 제어모듈(4)은 서스펜션 댐퍼의 댐핑력 제어를 위한 서스펜션 제어기와 브레이크 액추에이터의 댐핑력 제어를 위한 브레이크 제어기로 구성될 수 있다. 차량과 장애물 간 예상충돌상태 등을 상기 서스펜션 제어기와 브레이크 제어기 중 어느 하나의 제어기에서 추정하여 판단할 수 있고, 상기 어느 하나의 제어기에서 판단한 예상충돌상태 정보 등을 다른 하나의 제어기에 전달함으로써 협조제어를 수행할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 장애물 정보 수집부
2 : 차량 정보 수집부
3 : 실시간 거리 계산부
4 : 샤시 제어모듈

Claims

주행중인 차량과 상기 차량의 전방에 있는 장애물 간 거리값 및 상기 차량의 휠속값을 기반으로 차량과 장애물 간 실시간 거리값을 계산하는 실시간 거리 계산부;
상기 차량과 장애물 간 실시간 거리값이 설정된 충돌근접거리값 이하가 되면, 전방 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 설정된 기준댐핑력보다 높게 증가시키고 후방 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 낮게 감소시키며, 브레이크페달의 작동각에 따라 결정되는 전륜목표제동력을 일정 제동력만큼 감소시키고 후륜목표제동력을 일정 제동력만큼 증가시키는 샤시 제어모듈;
을 포함하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 샤시 제어모듈은, 운전자 요구제동력이 후륜최대목표제동력 이하이면, 상기 후륜목표제동력을 상기 운전자 요구제동력까지 증가시키고 상기 전륜목표제동력은 '0'으로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 샤시 제어모듈은, 운전자 요구제동력이 후륜최대목표제동력을 초과하면, 상기 후륜목표제동력을 후륜최대목표제동력까지 증가시키고, 상기 전륜목표제동력을 '운전자 요구제동력에서 후륜최대목표제동력을 차감한 값'으로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 후륜목표제동력에 일정 제동력이 합산된 값 및 상기 전륜목표제동력에서 일정 제동력이 차감된 값을 합산한 제동력은, 브레이크페달의 작동각에 따른 운전자 요구제동력과 동일한 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 샤시 제어모듈은, 상기 차량과 장애물 간 실시간 거리값이 상기 충돌근접거리값 이하가 되면, 스티어링휠의 조향각 및 차량 휠속 정보와 장애물의 좌우방향의 폭 및 차량과 장애물 간 거리 정보를 이용하여 차량과 장애물의 예상충돌위치를 차량의 정면 중앙부와 정면 좌측부 및 정면 우측부 중 어느 하나의 위치로 판단하고, 상기 예상충돌위치에 따라 차량과 장애물의 예상충돌상태를 차량의 정면 중앙부에 장애물이 충돌하는 정면충돌과 차량의 정면 좌측부 또는 우측부에 장애물이 충돌하는 부분충돌 중 어느 하나로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 샤시 제어모듈은, 차량과 장애물의 예상충돌상태가 부분충돌로 판단되면, 차량과 장애물 간 실시간 거리값이 '0'보다 크고 충돌직전거리값 (충돌직전거리값 < 충돌근접거리값) 이하가 될 때, 상기 부분충돌에 따른 차량의 롤링 방향을 상기 예상충돌위치와 반대로 판단하고, 상기 롤링 방향에 따라 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 추가 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 샤시 제어모듈은, 상기 롤링 방향이 우측이면, 우측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 제1댐핑력 이상 높게 제어하고, 좌측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 제2댐핑력 이상 낮게 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 샤시 제어모듈은, 상기 롤링 방향이 좌측이면, 좌측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 제1댐핑력 이상 높게 제어하고, 우측 차륜용 서스펜션 댐퍼의 댐핑력을 상기 기준댐핑력보다 제2댐핑력 이상 낮게 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 샤시 제어모듈은, 차량과 장애물의 예상충돌상태가 부분충돌로 판단되면, 차량과 장애물 간 충돌이 발생한 직후에, 가속도센서에 의해 감지된 차량의 요잉 방향에 따라 브레이크 액추에이터의 제동력을 추가로 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 샤시 제어모듈은, 차량의 요잉 방향이 반시계방향이면, 우륜목표제동력을 증가시켜 우측 차륜의 총 제동력을 운전자 요구제동력보다 높게 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 샤시 제어모듈은, 차량의 요잉 방향이 시계방향이면, 좌륜목표제동력을 증가시켜 좌측 차륜의 총 제동력을 운전자 요구제동력보다 높게 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량의 서브마린 방지 시스템.