KR20210022679A - 차량의 작동 방법 및 제어 장치 - Google Patents

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adaptive cruise
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제바스티안 바이어
베른하르트 루카스
토어스텐 쇼리
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)의 활성화 상태에서, 차량(100)의 가속 페달(128)의 오버라이드를 통해 표시된 가속 요구에 응답하여 가속 페달 제어식 간격 조절 장치(106)로의 전환이 실행되는 것을 특징으로 하는, 차량(100)의 작동 방법에 관한 것이다.

Description

차량의 작동 방법 및 제어 장치
본 발명은 차량의 작동 방법 및 차량용 제어 장치에 관한 것이다.
어댑티브 크루즈 컨트롤을 구비한 차량에서는, 설정된 설정 속도가 유지되도록 엔진 출력이 조절된다. 추가로, 엔진 출력은 전방 주행 차량에 대한 상황에 따른 설정 간격이 유지되도록 조절된다. 차량의 운전자가 차량 가속 페달을 작동시킴으로써 어댑티브 크루즈 컨트롤을 오버라이드(override)하면, 가속 페달의 각도 위치에 상응하게 엔진 출력이 상승한다. 운전자가 차량 브레이크 페달을 밟으면, 어댑티브 크루즈 컨트롤은 비활성화된다.
이러한 배경 하에, 본원에 제시된 접근 방식에 의해서는 독립 청구범위들에 따른 차량의 작동 방법 및 차량용 제어 장치, 그리고 마지막으로, 상응하는 컴퓨터 프로그램 제품 및 기계 판독 가능한 저장 매체가 제시된다. 본원에 제시된 접근 방식의 바람직한 실시예들 및 개선예들은 상세한 설명으로부터 얻어지며, 종속 청구범위들에 설명되어 있다.
본 발명의 실시예들은 바람직한 방식으로, 차량 어댑티브 크루즈 컨트롤의 오버라이드 시에도 전방 주행 차량에 추돌하는 상황을 방지할 수 있다.
어댑티브 크루즈 컨트롤의 활성화 상태에서, 차량의 가속 페달의 오버라이드를 통해 표시된 가속 요구에 응답하여 가속 페달 제어식 간격 조절 장치로의 전환이 실행되는 것을 특징으로 하는 차량의 작동 방법이 제안된다.
특히 본 발명의 실시예들에 대한 착상들은 하기에 설명된 개념 및 지식에 기초한 것으로 간주될 수 있다.
어댑티브 크루즈 컨트롤은, 차량의 현재 속도에 따라, 그리고 전방 주행 차량에 대한 현재 간격에 따라 차량의 구동을 위한 출력 설정값을 조절하는, 차량 제어 장치 내의 조절기를 의미할 수 있다. 전방 주행 차량은 타 차량으로 불릴 수 있다.
출력 설정값은 설정된 설정 속도에 현재 속도가 도달할 때까지 어댑티브 크루즈 컨트롤에 의해 조절된다. 속도가 실질적으로 설정 속도에 상응하면, 어댑티브 크루즈 컨트롤은 속도가 설정 속도 부근의 설정된 속도 허용 범위 내에서 유지되도록 출력 설정값을 조절한다. 속도가 설정 속도보다 느리면, 출력 설정값은 상승한다. 속도가 설정 속도보다 빠르면, 출력 설정값은 감소한다. 전방 주행 차량에 대한 현재 간격이 속도에 따른 사전 결정된 설정 간격보다 더 크다면, 속도는 속도 허용 범위 내에서 유지된다. 간격이 실질적으로 설정 간격에 상응한다면, 출력 설정값은 간격이 간격 허용 범위 내에서 유지되도록 어댑티브 크루즈 컨트롤에 의해 조절된다. 간격이 설정 간격보다 크다면, 출력 설정값은 상승한다. 간격이 설정 간격보다 작다면, 출력 설정값은 감소한다. 감소된 출력 설정값을 통해 보상될 수 있는 것보다 더 신속하게 간격이 축소된다면, 간격을 재차 설정 간격으로 확대시키기 위해 차량의 브레이크 시스템이 활성화된다. 단위 시간 당 주행 거리가 속도에 좌우되기 때문에, 이러한 간격은 속도에 좌우되지 않는 타임 슬롯(time slot)을 통해 표시될 수 있다.
차량 운전자의 가속 요구는 차량 가속 페달을 통해 검출된다. 이 경우, 예를 들어 가속 페달의 현재 각도가, 순간적으로 어댑티브 크루즈 컨트롤에 의해 설정되는 출력 설정값에 상응하는 각도보다 더 크다면, 가속 페달의 오버라이드가 감지된다.
가속 페달 제어식 간격 조절 장치는 제어 장치 내의 조절기일 수 있다. 이러한 간격 조절 장치는 현재 간격에 따라 가속 요구를 출력 설정값으로 변환시킨다. 이 경우, 가속 요구의 변화는 현재 간격에 따라 출력 설정값의 변화로 변환된다. 현재 간격이 간격 목표값에 가까울수록, 출력 설정값의 변화는 감소된다. 타 차량이 제동을 실행하고, 이로 인해 간격 목표값이 유지되지 않는다면, 가속 요구는 감소되고, 필요한 경우 (자신의) 차량도 마찬가지로 제동하기 위해 차량의 브레이크 시스템이 구동된다. 마찬가지로, 타 차량에 접근할 때 출력 설정값은 간격 목표값을 유지하기 위해 가속 요구의 변화없이(가속 요구 = 0) 감소될 수 있다(예: 자신의 차량이 150km/h로 주행하거나 가속되며, 120km/h로 주행하는 차량에 일정한 가속 페달 각도로 접근하는 경우). 간격 목표값은 설정 간격보다 작을 수 있다.
가속 요구의 종료에 응답하여, 가속 페달 제어식 간격 조절 모드로부터 다시 재차 어댑티브 크루즈 컨트롤의 사용으로의 전환이 실행될 수 있다. 이로 인해, 운전자가 가속 페달에서 발을 떼자마자, 차량은 재차 타 차량에 대한 설정 간격 또는 설정 속도로 주행할 수 있다.
차량의 브레이크 페달의 작동을 통한 감속 요구에 응답하여, 가속 페달 제어식 간격 조절 장치로의 전환이 실행될 수 있다. 이로 인해, 간격은 제동 과정 이후에 계속 모니터링되고, 간격 목표값으로 또는 간격 목표값 미만으로의 간격 감소 시에는 가속 요구가 감소하며, 필요한 경우 최소 간격을 유지하기 위해 자동으로 제동이 실행된다.
가속 페달 제어식 간격 조절 모드에서, 전방 주행 차량에 대한 간격 목표값은 가속 요구에 따라 설정될 수 있다. 간격 목표값은 타임 슬롯들 내에서 설정될 수 있다. 최소 간격 목표값은 최소 안전 간격에 상응한다. 가속 요구가 클 수록, 간격 목표값은 더 작게 설정될 수 있다. 추월 과정을 위해서는, 고속도로에서의 일정한 연속 주행을 위한 간격보다 더 작은 간격이 설정될 수 있다.
본원의 방법은 예를 들어 소프트웨어나 하드웨어로 또는 소프트웨어와 하드웨어의 혼합 형태로, 예를 들어 제어 장치 내에서 구현될 수 있다.
또한, 본원에 제시된 접근 방식은, 본원에 제시된 방법의 변형예의 단계들을 상응하는 장치들 내에서 실행, 구동, 또는 구현하도록 형성된 차량용 제어 장치를 제공한다.
이러한 제어 장치는 신호 또는 데이터를 처리하기 위한 하나 이상의 컴퓨터 유닛, 신호 또는 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 유닛, 및 통신 프로토콜에 내장된 데이터를 판독하거나 출력하기 위한 하나 이상의 인터페이스로서 및/또는 통신 인터페이스를 구비한 전기 장치일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 유닛은 센서 신호를 처리하고 센서 신호에 따라 데이터 신호를 출력하기 위한 신호 프로세서, 소위 시스템 ASIC 또는 마이크로컨트롤러일 수 있다. 예를 들어, 메모리 유닛은 플래시 메모리, EPROM 또는 자기식 메모리 유닛일 수 있다. 인터페이스는 센서로부터 센서 신호를 판독하기 위한 센서 인터페이스로서, 그리고/또는 데이터 신호 및/또는 제어 신호를 액추에이터로 출력하기 위한 액추에이터 인터페이스로서 형성될 수 있다. 통신 인터페이스는 데이터를 무선 및/또는 유선으로 판독하거나 출력하도록 형성될 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어 다른 소프트웨어 모듈과 더불어 마이크로컨트롤러 상에 존재하는 소프트웨어 모듈일 수도 있다.
또한, 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품 또는 컴퓨터 프로그램도 바람직하며, 이러한 컴퓨터 프로그램 제품 또는 컴퓨터 프로그램은, 반도체 메모리, 하드 디스크 메모리 또는 광학식 메모리와 같은 기계 판독 가능한 매체 또는 저장 매체에 저장될 수 있고, 특히 컴퓨터 프로그램 제품 또는 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 장치에서 실행될 때, 상술한 실시예들 중 하나의 실시예에 따른 방법의 단계들을 실행, 구현, 및/또는 구동하기 위해 사용된다.
본 발명의 가능한 특징들 및 장점들 중 일부가 본 명세서에서 상이한 실시예들과 관련하여 설명된다는 사실이 참조된다. 본 발명의 추가 실시예들에 도달하기 위해 상기 제어 장치 및 방법의 특징들이 적절한 방식으로 조합되거나, 적응되거나, 또는 대체될 수 있다는 사실이 통상의 기술자에게 알려져 있다.
하기에는 첨부 도면들의 참조 하에 본 발명의 실시예들이 설명되며, 도면들과 도면의 설명 모두는 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 일 실시예에 따른 제어 장치를 구비한 차량의 도면이고,
도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따른 어댑티브 크루즈 컨트롤 및 가속 페달 제어식 간격 조절 장치의 사용 시에 타 차량 후방의 차량의 도면이다.
도면들은 단지 개략적이며 척도에 맞지 않는다. 동일한 도면 부호들은 도면들에서 동일하거나 동일하게 작용하는 특징부들을 나타낸다.
현재, 차량에는 다양한 운전자 보조 기능들이 존재한다. 특히, 크루즈 컨트롤(Cruise Control: CrCtl), 롱기튜디널 리미터(Longitudinal Limiter: LLim), 어드밴스드 롱기튜디널 리미터(Advanced Longitudinal Limiter: ALLim) 및 어댑티브 크루즈 컨트롤(Adaptive Cruise Control: ACC)이, 운전자에게 향상된 안락성과 안전성을 제공하기 위해 사용된다. 또한, 추가의 보조 기능들이 간격 경고 및 비상 제동 개입을 통한 안전상의 이익을 제공한다.
ACC 기능은 특정 상황에서 일부 운전자가 스스로 운전하는 것보다 더 조심스럽도록 구성된다. 이러한 상황에서 운전자에게는 종래 시스템에서 가속 페달을 통해 ACC 기능보다 더 많은 토크를 요구할 가능성이 있다. 그러나, 이로 인해 종래의 ACC 기능이 비활성화되고(오버라이드 상태), 전방 주행 대상물에 대한 제동을 실행하지 않는 상황이 야기된다. 예를 들어, 고속도로에서의 추월 운전 시에는 가속 페달을 통한 오버라이드로 인해, 추월될 차량의 제동이 고려되지 않고, 그에 따라 자신의 차량이 제동을 실행하지 않는 상황이 야기될 수 있다.
본원에 제시된 접근 방식에서 기존의 ACC 기능은 운전자 요구에 동적으로 매칭되는 간격 버퍼 및/또는 속도 버퍼를 구비한 추돌 방지 기능(Dynamic Distance/Drive Assist: DDA)으로 보완된다.
본원에 제시된 접근 방식에서는 오버라이드의 경우에 DDA 기능이 사용된다. 이와 같이, 운전자는 가속을 실행할 수 있지만, 추월될 차량의 제동 과정 시에는 원하는 간격의 유지를 통해 여전히 보호된다. 이 경우, DDA는 짧은 시간 간격(time gap)으로 설정될 수 있거나, 설정 간격을 가속 페달 요구에 연속적으로 매칭시킬 수 있다. 후자에 의해서는, 가속 페달을 통한 원하는 가속 시에는 운전자가 거의 또는 전혀 제약을 받지 않지만, 전방 주행 차량의 제동 과정 시에는 제동이 실행되거나 보호가 실행되는 상황이 야기된다.
도 1에는 일 실시예에 따른 제어 장치(102)를 구비한 차량(100)이 도시되어 있다. 제어 장치(102) 내에서는 어댑티브 크루즈 컨트롤(104) 및 간격 조절 장치(106)가 구현되어 있다. 제어 장치(102)는 본원에 설명되지 않은 추가 기능들을 포함할 수 있다.
어댑티브 크루즈 컨트롤(104)은 차량(100)의 출력 설정값(108)을 위한 조절기이다. 출력 설정값(108)은 차량(100)의 구동부로부터 송출될 출력을 나타낸다. 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)이 활성화되면, 어댑티브 크루즈 컨트롤은 차량(100)의 현재 속도; 및 차량과 전방 주행 차량(110) 간의 현재 간격;에 따라 송출 출력을 조절한다.
이를 위해, 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)은 속도값(112) 및 간격값(114)을 판독한다. 속도값(112)은 현재 속도를 나타낸다. 간격값(114)은 전방 주행 차량(110)에 대한 현재 간격을 나타낸다. 현재 간격은 차량(100)의 간격 센서(116)에 의해 측정된다.
또한, 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)은 설정 속도값(118) 및 설정 간격값(120)을 판독한다. 설정 속도값(118)은 차량의 설정 속도를 나타내고, 차량(100)의 운전자에 의하여 인터페이스(122)를 통해 설정된다. 설정 간격값(120)은 전방 주행 차량(114)에 대한 설정 간격을 나타낸다. 설정 간격값(120)은 마찬가지로 운전자에 의하여 인터페이스(122)를 통해 또는 본원에 도시되지 않은 추가의 인터페이스를 통해 설정된다.
설정 간격은 속도에 좌우된다. 설정 간격은 속도가 상대적으로 더 느릴 때보다 속도가 더 빠를 때 더 크다. 따라서, 설정 간격값(120)은 속도에 좌우되지 않는 시간 간격으로서 판독될 수 있다. 시간 간격은, 전방 주행 차량(110)이 먼저 지나간 곳과 동일한 지점을 차량(100)이 지나갈 때까지의 기간을 나타낸다.
차량(100)의 속도가 설정 속도보다 느리면, 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)은 출력 설정값(108)을 상승시킨다. 반대로, 속도가 설정 속도보다 빠르면, 출력 설정값(108)은 감소한다. 추가로, 간격이 설정 간격보다 작으면, 출력 설정값(108)은 감소한다. 이로 인해, 속도는 감소한다. 속도가 설정 속도보다 느린 한, 간격이 설정 간격보다 크면, 출력 설정값(108)은 상승한다.
예를 들어, 전방 주행 차량(110)이 제동을 실행함으로써 간격이 설정 간격보다 작아지면, 간격이 재차 설정 간격과 일치할 때까지 차량(100)을 제동하기 위해 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)은 차량(100)의 브레이크 시스템을 위한 제동 설정값(124)을 출력한다.
간격 조절 장치(106)는 마찬가지로 출력 설정값(108)을 위한 조절기이다. 간격 조절 장치(106)가 활성화되면, 간격 조절 장치는 간격과 운전자 가속 요구에 따라 송출 출력을 조절한다. 가속 요구는 차량(100)의 가속 페달(128)의 가속 페달 각도(126)를 통해 나타난다. 가속 요구는 간격의 사용 하에 출력 설정값(108)으로 변환된다.
이를 위해, 간격 조절 장치(106)는 간격 목표값(130)을 판독한다. 간격 목표값(130)은, 운전자에 의하여 인터페이스(122)에서 또는 도시되지 않은 다른 인터페이스에서 사전 결정되는 최소 간격을 나타낸다.
이러한 최소 간격은 속도에 좌우된다. 최소 간격은 속도가 상대적으로 더 느릴 때보다 속도가 더 빠를 때 더 크다. 따라서, 간격 목표값(130)은 마찬가지로 속도에 좌우되지 않는 시간 간격으로서 판독될 수 있다. 이러한 최소 간격은 설정 간격보다 더 작을 수 있다.
현재 간격이 최소 간격 이전의 버퍼 영역 밖에 있는 한, 가속 요구는 출력 설정값(108)으로 바로 변환된다. 간격이 버퍼 영역 내에 있다면, 가속 요구는 감소된 형태로 출력 설정값(108)으로 변환된다. 간격이 최소 간격에 가까울 수록, 더 적은 가속 요구가 출력 설정값(108)으로 변환된다. 간격이 최소 간격에 상응하면, 간격 조절 장치(106)는 최소 간격에 미달되지 않도록 출력 설정값(108)을 조절한다.
출력 설정값(108)의 감소가 간격 목표값(130)을 달성하기에 충분하지 않으면, 간격이 재차 최소 간격과 일치할 때까지 차량(100)을 제동하기 위해 간격 조절 장치(106)는 차량(100)의 브레이크 시스템을 위한 제동 설정값(124)을 출력한다.
일 실시예에서, 운전자는 최소 간격에 영향을 미칠 수 있다. 운전자가 가속 페달 각도(126)를 상승시킴으로써 가속 페달 각도가 임계값을 초과하고 그리고/또는 임계값을 초과하는 각속도로 변화하면, 설정된 간격 목표값(130)에 대응하는 시간 간격이 축소된다. 특히, 이러한 시간 간격은 단계별로 축소된다. 이러한 시간 간격은 최소로는 시스템의 총 반응 시간만큼 축소될 수 있다.
운전자가 가속 페달(128)을 통해 감소된 가속 요구를 재차 신호화하면, 시간 간격은 재차 확대된다.
본원에 제시된 접근 방식에서, 운전자가 현재 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)에 의해 출력된 출력 설정값(108)보다 더 높은 출력 설정값(108)에 상응하는 가속 요구를 가속 페달(128)을 통해 설정하면, 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)로부터 간격 조절 장치(106)로의 전환이 실행된다. 이와 같이 운전자는 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)을 오버라이드할 수 있으며, 설정 속도를 넘도록 차량을 가속할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 전방 주행 차량(110)에 대한 필요 간격은 계속 모니터링되고, 비상 시에는 제동 개입에 의해 유지된다.
가속 요구가 재차, 현재 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)에 의해 출력된 출력 설정값(108)보다 더 낮은 출력 설정값(108)에 상응하면, 간격 조절 장치(106)로부터 재차 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)로의 전환이 실행된다.
일 실시예에서, 운전자가 차량(100)의 브레이크 페달을 작동시키면, 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)로부터 간격 조절 장치(106)로의 전환이 실행된다. 이로 인해, 전방 주행 차량(110)에 대한 간격의 모니터링이 유지되고, 차량(100)은 상황에 따라 존재하는 비상 제동 보조 기능이 강한 제동 개입을 실행하기 이전에, 설정된 간격 목표값(130)의 미달 시에 이미 부드럽게 제동된다.
도 2a 및 도 2b에는 일 실시예에 따른 어댑티브 크루즈 컨트롤 및 간격 조절 장치의 사용 시에 타 차량(110) 후방의 차량(100)이 도시되어 있다. 어댑티브 크루즈 컨트롤 및 간격 조절 장치는 도 1에서와 마찬가지로 차량(100)의 제어 장치에 구현되어 있다.
도 2a에서, 차량은 어댑티브 크루즈 컨트롤의 사용 하에 설정 간격(200)을 갖고 타 차량(110) 후방에서 주행한다. 어댑티브 크루즈 컨트롤은 제공된 구동 출력에 대한 조절식 개입을 통해 차량(100)의 속도를 실질적으로 타 차량의 속도에 매칭시켰다. 현재 간격(202)은 대략 일정한 속도에서 설정 간격(200) 부근의 허용 범위 내로 일정하게 유지된다.
도 2b에서, 차량(100)은 간격 조절 장치의 사용 하에 타 차량(110)에 대한 더 작은 간격(202)을 갖고 주행한다. 운전자가 가속 페달을 밟아서, 가속 페달이 순간적으로 어댑티브 크루즈 컨트롤에 의해 제공된 출력 설정값에 상응하는 가속 페달 각도보다 더 큰 가속 페달 각도만큼 편향됨으로써, 운전자는 어댑티브 크루즈 컨트롤을 오버라이드하였다. 이어서, 제어 장치는 어댑티브 크루즈 컨트롤에서 간격 조절 장치로 전환하였다.
간격 조절 모드에서 가속 페달 각도는, 간격(202)이 간격 목표값(130) 부근의 버퍼 영역(204) 내에 위치할 때까지 출력 설정값으로 변환된다. 버퍼 영역(204) 내에서는 가속 페달 각도가 점점 감쇠되도록 변환된다. 바꿔 말해, 가속 페달 각도가 동일하게 유지됨에도 불구하고 출력 설정값은 감소된다.
간격(202)이 간격 목표값(130)에 상응하면, 출력 설정값은 차량(100)이 타 차량(110)에 대한 간격 목표값(130)을 유지할 정도로 감소된다.
이러한 상황에서 타 차량(110)이 감속되거나 제동되면, 출력 설정값은 더 감소되고, 필요에 따라 차량(100)의 제동 시스템이 활성화된다.
사전에 선택된 간격 목표값(130)이 운전자에게 있어 타 차량(110)으로부터 너무 먼 것으로 느껴진다면, 운전자는 가속 페달 작동을 통해 간격 목표값(130)을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 간격 목표값은, 차량(100)이 타 차량(110)에 대해 속도에 따른 안전 간격(206)만을 유지할 정도로 감소될 수 있다.
마지막으로, "구비하는", "포함하는" 등과 같은 용어가 여타의 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, "하나의"와 같은 용어가 복수를 배제하지 않는다는 사실에 유의한다. 청구범위 내 도면 부호들은 제한의 의미로 간주되어서는 안된다.

Claims (7)

  1. 차량(100)의 작동 방법에 있어서,
    어댑티브 크루즈 컨트롤(104)의 활성화 상태에서, 차량(100)의 가속 페달(128)의 오버라이드를 통해 표시된 가속 요구에 응답하여 가속 페달 제어식 간격 조절 장치(106)로의 전환이 실행되는 것을 특징으로 하는, 차량의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 가속 요구의 종료에 응답하여, 가속 페달 제어식 간격 조절 장치(106)로부터 다시 어댑티브 크루즈 컨트롤(104)의 사용으로의 전환이 실행되는, 차량의 작동 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차량(100)의 브레이크 페달의 작동을 통한 감속 요구에 응답하여, 마찬가지로 가속 페달 제어식 간격 조절 장치(106)로의 전환이 실행되는, 차량의 작동 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가속 페달 제어식 간격 조절 장치(105)의 사용 중에는, 전방 주행 차량(110)에 대한 간격 목표값(130)이 가속 요구에 따라 설정되는, 차량의 작동 방법.
  5. 차량용 제어 장치(102)이며, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 상응하는 장치들 내에서 실행, 구현, 및/또는 구동하도록 형성된, 차량용 제어 장치(102).
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행, 구현, 및/또는 구동하도록 구성된, 컴퓨터 프로그램 제품.
  7. 제6항에 따른 컴퓨터 프로그램 제품이 저장된, 기계 판독 가능한 저장 매체.
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