KR20220106211A - 모터 차량 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 차량 장치(10)의 제어 시스템의 액추에이터(15)를 자율적으로 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, - 기준 궤적(T0)을 결정하는 단계, - 상기 기준 궤적(T0)에 대한 상기 장치(10)의 위치를 결정하는 단계, - 운전자에 의해 상기 제어 시스템을 수동으로 제어하기 위한 수동 제어 수단에 가해지는 힘에 관련된 파라미터(Cc)를 획득하는 단계, 및 - 컴퓨터가 상기 액추에이터(15)에 대한 제어 명령(Cr)을 계산하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 제어 명령은 상기 파라미터 및 상기 기준 궤적에 대한 상기 장치의 위치에 기초하여 계산된다.

Description

모터 차량 제어 방법

본 발명은 일반적으로 자동차 장치 궤적 추적의 자동화에 관한 것이다.

본 발명은 모터 차량 운전 보조의 맥락에서 특히 유리하지만, 항공학 또는 로봇 공학 분야에도 적용될 수 있다.

본 발명은 보다 구체적으로 자동차 장치의 제어 시스템의 액추에이터를 자율적으로 제어하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법은:

- 기준 궤적을 결정하는 단계,

- 기준 궤적에 대한 상기 장치의 위치를 결정하는 단계,

- 운전자에 의해 상기 제어 시스템의 수동 제어 수단에 가해진 힘과 관련된 파라미터를 획득하는 단계, 및

- 컴퓨터에 의해, 상기 액추에이터의 제어 설정값을 계산하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 이 방법을 구현하도록 구성된 컴퓨터가 장착된 장치에 관한 것이다.

안전을 위해, 모터 차량들에는 운전 보조 시스템 또는 자율 주행 시스템이 점점 더 많이 장착되고 있다.

이러한 시스템들 중에서, 특히 알려진 것은 모터 차량의 기존 제동 시스템에 단순히 작용함으로써 차량이 주행하는 차선에 위치한 장애물들과의 임의의 충돌을 회피하도록 설계된 자동 비상 제동(AEB) 시스템이다.

그러나, 이러한 비상 제동 시스템이 충돌을 회피하는 것을 가능하게 하지 않거나 단순히 사용할 수 없는 상황이 존재한다(예를 들어, 상기 모터 차량 가까이에서 차량이 따라오는 경우).

이러한 상황들에서, 차량의 조향에 작용하거나 또는 차량의 차동 제동 시스템에 작용함으로써, 차량을 궤적으로부터 우회시켜 장애물을 회피할 수 있게 하는 자동 회피 시스템("Automatic Evasive Steering" 또는 "Automatic Emergency Steering"을 나타내는 약어 AES로 더 잘 알려져 있음)이 개발되었다.

이러한 AES 시스템은 장애물을 회피하기 위해 차량이 운전자가 원하는 것과 다른 회피 궤적을 따르도록 강제하기 위해 운전자와 상충될 수 있다. 이 결과는 잘해야 운전자에게 방해가 되며(그러면 운전자는 AES 시스템을 비활성화하여 자신의 안전을 해칠 위험이 있음), 최악의 경우 운전자의 이해 부족으로 인해 잠재적으로 운전자가 상황을 제대로 이해하지 못하게 된다.

따라서, 운전자와 이 AES 시스템 사이의 상호작용의 관리는 실제로 어려운 것으로 드러났다.

따라서, 본 발명은 운전자의 소망과 AES 시스템에 의해 취해진 결정 사이의 더 나은 중재를 보장하는 추가 기능을 추가함으로써 기존 AES 시스템을 향상시키는 것을 제안한다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따르면, 제어 설정값이 상기 파라미터의 함수로서 그리고 기준 궤적에 대한 상기 장치의 위치의 함수로서 계산되는, 도입부에서 정의된 바와 같은 방법이 제안된다.

따라서, 본 발명에 의해, 자동차 장치에 의해 취해지는 궤적은 AES 시스템에 의해 생성된 설정값 뿐만 아니라 운전자에 의해 표현된 의지에 의존한다.

그 다음, 본 발명은, 직면한 상황들의 함수로서, 특히 장애물에 대한 자동차 장치의 위치의 함수로서, AES 시스템 또는 운전자에 의해 표현된 의지를 중재하고 선호하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 본 발명은 운전자가 이해 부족의 상황이 될 수 있는 것을 회피할 수 있게 하면서 운전자에게 최상의 운전 편의를 보장하는 것을 가능하게 한다.

개별적으로 또는 모든 기술적으로 가능한 조합에 따라 취해진 본 발명에 따른 제어 방법의 다른 유리하고 비제한적인 특징들은 다음과 같다:

- 상기 장치는 도로 상에서 주행하기에 적합하고 적어도 하나의 구동 바퀴를 포함하는 모터 차량이고,

- 수동 제어 수단은 조향 휠(steering wheel)이며,

- 상기 제어 시스템은 각각의 구동 바퀴가 조향되도록 허용하며,

- 상기 파라미터는 모터 차량의 운전자에 의해 상기 조향 휠에 가해진 토크에 관련된 것이다;

- 상기 기준 궤적은 상기 장치가 장애물을 회피하도록 결정되며,

- 장애물의 위치 및/또는 장애물에 대한 상기 기준 궤적의 위치에 의존하는 한계들(limits)을 가지는 상기 장치의 환경의 적어도 2개의 구역들을 고려하여, 상기 장치가 위치한 구역을 결정함으로써, 그 다음에, 상기 장치가 위치한 구역의 함수로서 선택되는 제어 설정값을 계산하기 위한 알고리즘을 사용함으로써, 상기 제어 설정값의 계산이 수행된다;

- 상기 장치가 위치한 구역 및 상기 파라미터에 의존하는 값을 가지는 지표(indicator)를 결정하는 단계가 제공되고, 상기 장치를 상기 기준 궤적으로 이동시키는 것을 가능하게 하는 상기 액추에이터의 예비 제어 설정값을 생성하는 단계가 제공되며, 상기 지표의 값의 함수로서 상기 예비 설정값을 보정하는 단계가 제공된다;

- 상기 지표는 2개의 값들 중 하나 또는 다른 하나만을 취하도록 구성되고, 상기 지표의 함수로서, 2개의 값들 사이에서 계속하여 변하는 보정된 지표(corrected indicator)를 결정하는 단계가 제공되며, 상기 예비 설정값은 그 값에 상기 보정된 지표의 값을 곱함으로써 보정된다;

- 상기 보정된 지표가 변할 때, 상기 보정된 지표의 변화율은, 상기 모터 차량의 측방향 가속도가 결정된 임계값을 초과하지 않도록, 상기 모터 차량의 속도와 도로의 곡률 반경의 함수로서 결정된다;

상기 예비 설정값(Ca)은, 상기 기준 궤적(T0)에 대한 상기 장치(10)의 위치의 함수로서 그 자체가 계산되고 제어기에 의해 필터링되며 설정값 진폭 제한 모델 및 설정값 변화 제한 모델을 충족시키는 상기 바퀴들의 조향 각도 설정값(δc)으로부터 추론된다;

- 상기 컴퓨터는 4개의 상이한 계산 알고리즘들과 연관된 4개의 구역들을 고려하며, 상기 4개의 구역들은, 즉:

＊ 상기 기준 궤적과, 이를 넘으면 장애물과의 임의의 충돌이 회피되는 보호 라인 사이에서, 장애물의 상류에 위치한 구역,

＊ 상기 기준 궤적과 상기 보호 라인 사이에서, 장애물과 같은 레벨 및 장애물의 하류에 위치한 구역,

＊ 상기 기준 궤적의 상기 보호 라인 반대 측에서, 장애물의 상류에 위치한 구역, 및

＊ 일 부분은 상기 보호 라인의 상기 기준 궤적 반대 측에서, 장애물의 상류에 위치하고, 다른 부분은 상기 기준 궤적의 상기 보호 라인 반대 측에서, 장애물과 같은 레벨 및 장애물의 하류에 위치하는 구역이다;

- 상기 장치가 제1 구역으로부터 제2 구역으로 이동할 때, 상기 컴퓨터는, 상기 장치가 상기 기준 궤적의 함수로서 결정된 히스테리시스 궤적을 넘지 않는 한, 상기 제1 구역과 연관된 알고리즘을 계속 사용한다;

- 상기 기준 궤적은 장애물의 부분 둘레에 위치한 적어도 하나의 보호 한계를 우회함으로써 장애물을 회피하도록 결정된다;

- 제1 보호 한계는 장애물의 형태 및/또는 모터 차량에 장착된 센서들의 측정 오차 및/또는 장애물의 속도의 함수인 형태 및 위치를 가진다;

- 제2 보호 한계는 미리 결정된 안전 여유의 함수인 형태 및 위치를 가진다.

본 발명은 또한 차량과 같은 자동차 장치를 제안하며, 이는 상기 장치의 궤적에 영향을 미치도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터 및 상기 액츄에이터를 제어하기 위한 컴퓨터를 포함하고, 상기 컴퓨터는 위에서 규정된 바와 같은 방법을 구현하도록 프로그래밍된다.

물론, 본 발명의 다양한 특징들은 상호 양립될 수 없거나 배타적이지 않은 한 다양한 조합들에 따라 서로 연관될 수 있다.

비제한적인 예로서 제공된 첨부된 도면들에 비추어 아래에 주어진 설명은 본 발명을 구성하는 것과 제조할 수 있는 방법에 대한 양호한 이해를 제공할 것이다.
첨부된 도면들에서:
도 1은 도로 상에서 주행하는 모터 차량의 개략적인 평면도로서, 이 차량이 취해야 하는 회피 궤적을 나타내며;
도 2는 본 발명에 따른 제어 방법을 구현하기에 적합한 제어 시스템의 아키텍처를 도시한 블록도이며;
도 3은 도 1의 모터 차량의 장애물, 장애물 회피 궤적, 및 본 발명에 따른 제어 방법의 맥락에서 사용되는 상이한 구역들의 개략도이며;
도 4는 본 발명에 따른 제어 방법의 제1 사용 예의 맥락에서 구상될 수 있는 장애물, 장애물 회피 궤적, 및 2개의 궤적들의 개략도이며;
도 5는 모터 차량의 상이한 제어 토크들의 경향을 나타내는, 도 4에 기초하여 플롯팅된 그래프이며;
도 6은 본 발명에 따른 제어 방법의 제1 사용 예의 맥락에서 구상될 수 있는 장애물, 장애물 회피 궤적, 및 2개의 궤적들의 개략도며;
도 7은 모터 차량의 상이한 제어 토크들의 경향을 나타내는, 도 6에 기초하여 플롯팅된 그래프이며;
도 8은 본 발명에 따른 제어 방법의 제1 사용 예의 맥락에서 구상될 수 있는 장애물, 장애물 회피 궤적, 및 2개의 궤적들의 개략도이며;
도 9는 모터 차량의 상이한 제어 토크들의 경향을 나타내는, 도 8에 기초하여 플롯팅된 그래프이며;
도 10은 본 발명에 따른 제어 방법의 제1 사용 예의 맥락에서 구상될 수 있는 장애물, 장애물 회피 궤적, 및 2개의 궤적들의 개략도이며;
도 11은 모터 차량의 상이한 제어 토크들의 경향을 나타내는, 도 10에 기초하여 플롯팅된 그래프이며;
도 12는 본 발명에 따른 제어 방법의 제1 사용 예의 맥락에서 구상될 수 있는 장애물, 장애물 회피 궤적, 및 2개의 궤적들의 개략도이며;
도 13은 모터 차량의 상이한 제어 토크들의 경향을 나타내는, 도 12에 기초하여 플롯팅된 그래프이며;
도 14는 본 발명에 따른 제어 방법의 제1 사용 예의 맥락에서 구상될 수 있는 장애물, 장애물 회피 궤적, 및 2개의 궤적들의 개략도이며;
도 15는 모터 차량의 상이한 제어 토크들의 경향을 나타내는, 도 14에 기초하여 플롯팅된 그래프이며;
도 16은 시간의 함수로서 조향 각도 설정값의 변화의 예를 도시한 그래프이며;
도 17은 본 발명에 따른 제어 방법의 맥락에서 도 1의 차량의 제어 시스템의 활성화 및 비활성화의 시점들을 도시한, 도 16에 기초하여 플롯팅된 그래프이며;
도 18은 본 발명에 따른 방법의 맥락에서 사용되는 파라미터들(K1 및 K1rt)의 변화들을 도시한, 도 16에 기초하여 플롯팅된 그래프이다.

도 1은 도로 상에서 주행하는 모터 차량(10)을 보여준다. 다음의 예에서는, 법에 따라 차량이 오른쪽 차선에서 주행되는 경우가 고려될 것이지만, 본 발명은 왼쪽에서 주행하는 경우(예를 들어, 영국의 경우)에도 마찬가지로 대칭적으로 적용될 수 있을 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 모터 차량(motor vehicle)(10)은 통상적으로 차량 내부를 한정하는 섀시, 2개의 전방 구동 바퀴들(11), 및 2개의 후방 비구동 바퀴들(12)을 포함한다. 변형예로서, 이들 2개의 후방 바퀴들도 구동 바퀴들일 수 있다.

이 모터 차량(10)은 차량을 회전시킬 수 있도록 전방 바퀴들(11)의 방향에 작용하는 것을 가능하게 하는 종래의 조향 시스템(18)을 포함한다. 고려된 예에서, 조향 시스템(18)은 조향 휠(16)의 방향의 함수로서 및/또는 경우에 따라 컴퓨터(13)에 의해 발행된 설정값의 함수로서 전방 바퀴들(11)의 방향에 작용하는 것을 가능하게 하는 보조 조향 액추에이터(15)에 의해 제어된다.

또한, 모터 차량을 회전시켜 감속시키기 위해 전방 바퀴들(11)의 회전 속도들에(심지어 후방 바퀴들(12)의 회전 속도들에도) 상이하게 작용할 수 있도록 하는 차동 제동 시스템을 포함하는 모터 차량을 제공하는 것이 가능할 것이다. 이 차동 제동 시스템은 예를 들어 차량의 바퀴들에 배치된 제어되는 차동장치 또는 전기 모터들을 포함할 것이다.

이하, 이 설명에서, 고려되는 조향 시스템은 종래의 조향 시스템에 의해 형성될 것이다. 변형예로서, 고려되는 조향 시스템은 종래의 조향 시스템과 차동 제동 시스템의 조합에 의해 형성될 수 있다.

상기 컴퓨터(13)는 액추에이터(15)를 제어하기 위해 제공된다. 이를 위해, 컴퓨터는 적어도 하나의 프로세서, 적어도 하나의 메모리, 및 다양한 입력 및 출력 인터페이스들을 포함한다.

상기 컴퓨터(13)는, 입력 인터페이스들에 의해, 다양한 센서들로부터 발생하는 입력 신호들을 수신하도록 구성된다.

이러한 센서들 중에, 예를 들어 다음이 제공된다:

- 차선에 대한 차량의 위치를 표시 가능하게 하는, 전방-장착 카메라와 같은 장치,

- 모터 차량(10)의 궤적 상에 위치한 장애물(100)을 검출 가능하게 하는, RADAR 또는 LIDAR 원격 센서와 같은 장치(도 3),

- 차량의 측면들의 환경을 관찰 가능하게 하는, RADAR 또는 LIDAR 원격 센서와 같은 적어도 하나의 측면-장착 장치,

- 모터 차량(10)의 (수직축을 중심으로 한) 요(yaw) 회전 속도를 결정 가능하게 하는, 자이로미터(gyrometer)와 같은 장치, 및

- 조향 휠에 가해지는 힘의 센서 및/또는 조향 휠 각위치 센서.

상기 컴퓨터(13)는, 출력 인터페이스들에 의해, 보조 조향 액츄에이터(15)에 설정값을 전송하도록 구성된다.

따라서, 차량이, 조건들이 타당할 경우에, 도 3에 도시된 예에서 장애물(100) 회피 궤적(T0)에 의해 형성된, 기준 궤적을 가장 잘 따르는 것을 보장 가능하게 한다.

상기 컴퓨터(12)는, 메모리에 의해, 이하에서 설명되는 방법의 맥락에서 사용되는 데이터를 저장한다.

상기 메모리는 특히 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들로 구성된 컴퓨터 애플리케이션을 저장하고, 프로세서에 의한 컴퓨터 애플리케이션의 실행은 컴퓨터가 이하에서 설명되는 방법을 구현할 수 있게 한다.

상기 메모리는 특히 2개의 컴퓨터 애플리케이션들을 저장하며, 이후에 "AES 시스템(20)"이라 불리는 제1 애플리케이션은 따라야 될 회피 궤적(T0) 및 모터 차량(10)이 회피 궤적(T0)을 따라갈 수 있도록 하는 조향 각도 설정값(δc)을 결정할 수 있게 하며, 이후에 "EPS 시스템(21)"이라 불리는 제2 애플리케이션은 위에서 언급된 조향 각도 설정값(δc)과 운전자에 의해 표현된 의지를 고려하여 보조 조향 액추에이터(15)로 전송될 설정값을 결정할 수 있게 한다.

여기서, 운전자에 의해 표현된 의지는 운전자에 의해 조향 휠(16)에 가해지는 토크로부터 추론되며, 이는 이후에 "조향 휠 토크(Cc)"로 지칭될 것이다. 변형예로서, 운전자에 의해 표현된 의지는 이 조향 휠 토크와 다른 인자들, 예를 들어, 조향 휠의 각위치의 조합으로서 추론될 수 있다.

이들 2개의 시스템들 AES 및 EPS를 상세하게 설명하기 전에, 이하에서 설명되는 제어 방법의 맥락에서 사용될 상이한 변수들이 도입될 수 있으며, 이들 중 몇몇은 도 1에 도시되어 있다.

전방 구동 바퀴들이 모터 차량(10)의 길이방향 축(A1)과 이루는 조향 각도는 "δ"로 표시될 것이며 라디안으로 나타낼 것이다.

차량의 전방에 위치한 확인 거리(sighting distance) "Ls"에서, 차량(10)의 (무게 중심(CG)를 통과하는) 길이방향 축(A1)과 회피 궤적(T0) 사이의 측방향 편차(lateral deviation)는, "yL"로 표시될 것이며 미터로 나타낼 것이다.

위에서 언급된 확인 거리(Ls)는 무게 중심(CG)으로부터 측정되어 미터로 나타낼 것이다.

길이방향 축(A1) 상의 모터 차량의 속도는 "V"로 표시될 것이고 m/s로 나타낼 것이다.

도 2는 위에서 언급된 2개의 시스템들 AES(20) 및 EPS(21)를 보여준다. 그러면 이들 시스템들이 실제로 작동하는 방식이 설명될 수 있다.

모터 차량(10)이 초기 궤적(도시되지 않았으며 도로와 실질적으로 평행함)을 따라서 도로 상에서 주행하고 잠재적으로 위험한 장애물(100)이 검출된 때, AES 시스템이 활성화된다.

잠재적으로 위험한 장애물은 초기 궤적 상에 또는 이에 근접하여 위치한 고정 장애물 또는 초기 궤적과 교차할 위험이 있는 궤적으로 움직이는 장애물이다.

다음으로, 이 시스템 AES(20)는 환경 내에서 모터 차량(10)의 자세를 특징화할 수 있는 파라미터들(P1)을 입력으로서 수신한다. 이러한 파라미터들은, 예를 들어, 확인 거리(Ls)에서의 측방향 편차(yL), 도로에 대한 방향, 요 속도, 등이다.

또한, AES(20)는 장애물(100) 회피 궤적(T0)을 결정하거나, 또는 다른 컴퓨터로부터 수신하도록 구성된다. 이러한 회피 궤적(T0)은 예를 들어 위에서 언급된 파라미터들(P1) 및 장애물(100)의 특성들(치수, 속도, 등)의 함수로서 생성된다.

도 3에서 그리고 이하에서 고려될 모든 예들에서, 이러한 회피 궤적(T0)은 장애물과의 임의의 충돌을 회피할 수 있게 하는 보호 한계들(protection limits)(101 및 102)을 우회함으로써 장애물(100)을 왼쪽으로 회피하도록 계획된다.

직사각형 형태의 제1 보호 한계(101)는 장애물(100)의 형태 및 모터 차량에 장착된 센서들의 임의의 측정 오차의 함수인 형태를 가진다. 제1 보호 한계(101)는 장애물(100)의 가능한 속도를 고려한 위치를 가진다.

제2 보호 한계(102)는 주어지기를 원하는 안전 여유(safety margin)의 함수로서 선택된 치수들을 가진다. 여기서, 안전 여유는 회피 궤적(T0)에 가장 가까운 제1 보호 한계(101)의 코너에 그 중심이 위치하는 원의 형태를 취한다.

회피 궤적(T0)이 생성되는 방식은 여기서는 구체적으로 본 발명의 목적이 아니므로 상세하게 설명되지 않을 것이다.

파라미터들(P1)과 회피 궤적(T0)이 주어지면, AES 시스템(20)은 차량이 이 회피 궤적(T0)을 가장 잘 따를 수 있게 하는 차량의 전방 바퀴들(11)의 예비 조향 각도 설정값(δc)을 결정할 수 있다.

EPS 시스템(21)은 이 예비 조향 각도 설정값(δc)을 입력으로서 수신하고, 제어기(22)를 사용하여 진폭 및 변화율이 포화된 필터링된 조향 각도 설정값(δs)을 결정한다.

다시 말해서, 예비 조향 각도 설정값(δc)은 (절대값으로) 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우 제한되고, 다른 미리 결정된 한계보다 더 빠르게 변화할 수 없도록 규제된다.

이러한 임계값들은 차량의 단독 제어를 인수할 가능성이 있는 경우에 언제든지 모터 차량(10)이 운전자에 의해 제어 가능한 상태로 유지되도록 선택된다.

이 필터링된 조향 각도 설정값(δs)과 (각도 센서에 의해 측정된) 구동 바퀴들(11)의 순간 조향 각도(δ) 사이의 편차는 예비 토크 설정값(Ca)을 결정하는 데 사용되며, 이 예비 토크 설정값(Ca)은 보조 조향 액추에이터(15)로 직접 전송된다면 필터링된 조향 각도 설정 값(δs)에 따라 바퀴들의 조향을 제어하는 것을 가능하게 한다.

그 다음, 이 예비 토크 설정값(Ca)은 파라미터(K1rt)에 의해 곱해지며, 이 계산은 이하에서 설명될 것이며, 이는 중간 토크 설정값(Ci)을 얻을 수 있게 한다.

(곱셈 기간 내에서)이 중간 토크 설정값(Ci)과 조향 휠 토크(Cc) 사이의 편차는 보조 조향 액추에이터(15)로 전송되는 최종 토크 설정값(Cr)을 얻을 수 있게 한다.

본 발명은 여기에서 더 구체적으로 전술한 파라미터(K1rt)의 계산에 관련된다.

이 파라미터는 이하에서 "보정 이득(corrected gain)(K1rt)"으로 지칭되며, 조건들이 AES 시스템(20)의 비활성화를 허용하고 운전자가 모터 차량(10)의 운전의 제어를 되돌리기 원하는 것처럼 보일 때 AES 시스템(20)을 비활성화시키는 데 사용된다.

조건들이 AES 시스템(20)의 비활성화를 허용하는지 여부를 확인하기 위해, 여기에서는 모터 차량(10)이 위치한 장애물(100)의 환경의 구역을 결정하도록 제공된다.

이 보정 이득(K1rt)이 어떻게 계산되는지 상세하게 설명하기 전에, 이러한 계산을 시행하기 위해 고려될 환경의 구역들이 상세하게 열거될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 환경의 4개의 구역들이 우선적으로 구별된다. 변형예로서, 이러한 구역들은 더 적은 수(적어도 2개) 또는 더 많은 수가 고려될 수 있으며, 이러한 구역들을 상이하게 한정하는 것이 가능할 수 있을 것이다.

여기에서, 이들 4개의 구역들은 회피 궤적(T0)에 대해, 장애물(100)에 대해, 그리고 이를 넘으면 장애물(100)과의 임의의 충돌이 회피되는 보호 라인(L1)에 대해 정의된다.

이 보호 라인(L1)은 보다 구체적으로, 도로에 평행하고(여기에서는 직선이지만, 도로가 곡선인 경우 곡선일 수 있음) 장애물(100)로부터 가장 멀리 떨어진 제2 보호 한계(102)의 지점(P1)을 통과하는 가상 라인에 대응된다.

모터 차량(10)이(더 구체적으로 그 무게 중심(CG)에 의한) 이 라인을 넘어가는 것은 장애물(100)을 잘 회피하는 것을 보장할 수 있게 한다.

4개의 구역들은 다음과 같이 정의된다.

제1 구역(Z1)은 회피 궤적(T0)과 보호 라인(L1) 사이에서, 장애물의 상류(여기에서 보다 구체적으로는 제1 보호 한계(101)의 상류)에 위치한다.

이 제1 구역(Z1)에서, 운전자의 의지는 AES 시스템(20)에 의해 계산된 설정값에 가까운 것으로 가정되며, 그래서, 안전을 위해, AES 시스템의 작동이 중지될 수 있기를 소망하지 않는다.

제2 구역(Z2)은 회피 궤적(T0)과 보호 라인(L1) 사이에서, 장애물과 같은 레벨 및 그 하류(여기에서 보다 구체적으로는 제1 보호 한계(101)와 같은 레벨 및 그 하류)에 위치한다.

이 구역은 장애물(100) 뒤에 위치하고 이에 따라 더 이상 위험이 없기 때문에, 운전자가 조향 휠을 양손으로 잡고 있는 한, 여기에서는 운전자에게 차량의 제어를 완전히 다시 인수할 가능성을 허용하는 것이 바람직하다.

제3 구역(Z3)은 제1 구역(Z1)에 대해 기준 궤적(T0)의 다른 측에서 장애물(100)의 상류(보다 구체적으로 여기에서는 제1 보호 한계(101)의 상류)에 위치한다.

이 구역에서, 바라는 것은, 운전자가 AES 시스템(20)에 확고하게 대항한다면, 운전자에게 차량 운전의 제어를 다시 인수할 가능성을 허용할 수 있도록 하는 것이다.

제4 구역(Z4)는 환경의 나머지 부분을 커버한다.

이 제4 구역에서, 바라는 것은, 운전자가 AES 시스템(20)에 대항하는 경우, 운전자에게 차량 운전의 제어를 다시 인수할 가능성을 허용할 수 있도록 하는 것이다. 따라서, 제4 구역에서, 운전자가 AES 시스템에 의해 명령된 조종에 반대하는 즉시, 그러나 부드럽게, AES 요청은 중단된다.

보정 이득(K1rt)을 계산하기 위해, 컴퓨터(13)는 모터 차량(1)이 이 4개의 구역들 중 어느 구역에 위치하는지 결정하며, 그 다음에, 컴퓨터는 한 구역으로부터 다른 구역까지 동일하지 않은 계산 알고리즘을 사용한다.

모터 차량(10)이 구역을 변경할 때, 컴퓨터는 계산 알고리즘을 즉시 변경하지 않으며, 그래서 불안정성을 발생시키지 않는다. 그 다음에, 컴퓨터는 오직 차량이 회피 궤적(T0)의 함수로서 계산된 소위 히스테리시스 궤적을 넘는 때에만 알고리즘을 변경한다.

도 3에는, 회피 궤적(T0)을 오른쪽으로 또는 왼쪽으로 미리 결정된 일정한 거리에서, 예를 들어 1 미터에서, 따라가는 2개의 히스테리시스 궤적들(T0₁, T0₂)이 나타나 있다.

모터 차량(10)이 Z1 구역으로부터 Z3 구역으로(또는 그 반대로), 또는 Z2 구역으로부터 Z4 구역으로(또는 그 반대로) 통과할 때, 컴퓨터는 차량이 회피 궤적(T0) 뿐만 아니라 이 2개의 히스테리시스 궤적들(T0₁, T0₂)도 넘어간 후에만 계산 알고리즘을 변경하며, 이는 특히 구역들 사이의 진동 현상을 회피할 수 있게 한다.

이제, 보정 이득(K1rt)이 계산되는 방식이 상세하게 설명될 수 있다.

이 보정 이득(K1rt)의 값은 그 값이 다음과 같이 결정되는 불리언(boolean)인 이득(K1)의 값으로부터 추론된다.

모터 차량이 제1 구역(Z1) 내에 위치하는 경우, 이 이득(K1)은 1과 동일하게 설정되며, 이는 AES 시스템(20)을 중단시키고자 하는 소망이 없음을 의미한다.

모터 차량이 제2 구역(Z2) 내에 위치하고, 운전자가 양손으로 조향 휠을 잡고 있으며, 조향 휠 토크(Cc)가 절대값으로 제1 임계값(Cc2)보다 큰 경우에, 이득(K1)은 0으로 설정되며, 이는 AES 시스템(20)을 중단시키고자 하는 소망이 있음을 의미한다.

제2 구역(Z2) 내의 임의의 다른 상황에서, 이득(K1)은 1과 동일하게 설정된다.

모터 차량이 제3 구역(Z3) 내에 위치하고, 운전자가 구역(Z3) 내에 남아 있으면서, 즉 장애물(100)에 대하여 최소한으로 이동함으로써, (AES 시스템(20)에 반해서) 장애물을 오른쪽으로 피하고자 하는 경우, 이득(K1)은 0과 동일하게 설정되며, 이는 AES 시스템(20)을 중단시키고자 하는 소망이 있음을 의미한다.

컴퓨터(13)가 운전자가 최소한의 이동에 의해 장애물을 오른쪽으로 회피하고자 하는 것으로 간주하기 위해, 컴퓨터는 조향 휠 토크(Cc)가 음의 값인지 여부와 음의 임계값(Cc₃min)(예를 들어, -2Nm)보다 작은지 여부를 확인한다.

이를 반영하여, 모터 차량이 제3 구역(Z3) 내에 위치하고, 운전자가 임계값(Cc₃max)(예를 들어, 2Nm)보다 큰 조향 휠 토크(Cc)를 가함으로써 (AES 시스템(20)에 반하여) 장애물을 왼쪽으로 회피하고자 의도하며, AES 시스템이 음의 토크를 생성하는 경우, 이득(K1)은 0과 동일하게 설정되며, 이는 AES 시스템(20)을 중단시키고자 하는 소망이 있음을 의미한다.

제3 구역(Z3) 내의 임의의 다른 상황에서, 이득(K1)은 1과 동일하게 설정되며, 이는 AES 시스템(20)을 유지시키고자 하는 소망이 있음을 의미한다.

모터 차량이 제4 구역(Z4) 내에 위치하고, 운전자가 그 자체가 음(예를 들어, -3Nm)인 임계값(Cc₄min)보다 작으며 음의 값인 조향 휠 토크(Cc)를 부과함으로써 초기 차선으로 복귀하거나 적어도 모터 차량의 측방향 속도를 취소하기를 원하며, AES 시스템이 양의 토크를 생성하는 경우, 이득(K1)은 0과 동일하게 설정된다.

모터 차량이 제4 구역(Z4) 내에 위치하고, 운전자가 그 자체가 양(예를 들어, 3Nm)인 임계값(Cc₄min)보다 큰 조향 휠 토크(Cc)를 부과함으로써 장애물(100)로부터 최대한 멀리 계속 이동함으로써 차선을 변경하기를 원하며, AES 시스템이 음의 토크를 생성하는 경우, 이득(K1)은 0과 동일하게 설정된다.

제4 구역(Z4) 내의 임의의 다른 상황에서, 이득(K1)은 1과 동일하게 설정된다.

이득(K1)이 0과 동일하고 위에서 언급된 조건들 중 적어도 하나가 더 이상 충족되지 않는 경우, 이득(K1)은 즉시 다시 1로 설정된다는 점에 유의한다.

그 다음, 컴퓨터(13)는 보정 이득(K1rt)을 계산할 수 있으며, 이는 여기에서 0과 1 사이에 있는 실수이고 계속적으로 변한다.

이 보정 이득(K1rt)은 모터 차량(10)의 제어에서 임의의 급격한 수정을 피하도록 결정된다.

일정한 기울기로 변하도록 제공된다. 달리 말하면, 이 보정 이득(K1rt)의 변화율(rate of variation)은 0(그 값이 0 또는 1과 동일할 때)이거나 또는 일정하며 미리 결정된 속도와 동일하다. 따라서, 도 18에 도시된 바와 같이, 이득(K1)이 직사각형 펄스 형태의 변화를 보이는 경우, 보정 이득(K1rt)은 상승 및 하강 에지들이 수직이 아니라 램프들의 형태로 경사진 사다리꼴 펄스 형태의 변화를 보인다.

상승 에지에서의 변화율이 하강 에지에서 보이는 것보다 더 크도록 제공될 수 있을 것이다. 각각의 상승 에지는 이득(K1)이 0에서 1로 변경될 때 시작되고 각각의 하강 에지는 이득(K1)이 1에서 0으로 변경될 때 촉발된다.

각각의 상승 또는 하강 에지에서의 변화율은, 차량의 측방향 가속도가 임계값(예를 들어, 1m/s²)을 초과하지 않도록, 차량의 속도(V)와 도로의 곡률 반경의 함수로서 결정된다.

따라서, 사용된 기울기는 속도(V)가 높을 때 이에 상응하게 더 작아지고, 도로의 곡률 반경이 클 때 이에 상응하게 더 커질 것이다. 사용될 기울기를 결정할 수 있게 하는 맵핑(mapping)이 사용될 수 있을 것이다.

보정 이득(K1rt)이 얻어진 때, 이는 예비 토크 설정값(Ca)으로 곱해진다.

이 보정 이득(K1rt)이 1과 동일할 때, 이는 AES 시스템(20)이 작동 중이고, 이 예비 토크 설정값(Ca)은 수정되지 않으며, 보조 조향 액추에이터(15)는 오직 AES 시스템(20)에 의해서만 제어된다는 것을 의미한다.

보정 이득(K1rt)이 0과 동일할 때, 이는 AES 시스템(20)의 작동이 중지되어야 하고, 이 예비 토크 설정값(Ca)은 취소되며, 보조 조향 액추에이터(15)는 오직 조향 휠(16)에 의해서만 제어된다는 것을 의미한다.

0과 1 사이에서 보정 이득(K1rt)의 변화는 하나의 작동 모드로부터 다른 작동 모드로 점진적이고 완만하게 전환 가능하게 하여, 임계 효과들을 피한다.

도 2에서는, 리셋 신호들에 대응되는 2개의 신호들(SA, SB)이 나타나 있다.

이러한 2개의 리셋 신호들(SA, SB)은 특히, 보정 이득(K1rt)이 0에서 0이 아닌 값으로 변경될 때, 예비 토크 설정값(Ca)의 계산을 0으로 리셋시키고 측정된 조향 각도 값(δ)을 필터링된 조향 각도 설정값(δs)에 할당하는 것을 가능하게 한다.

이들 2개의 신호들의 이점은 본 설명의 이하에서 도 16 내지 18을 참조하여 명백하게 될 것이다.

이제, 본 발명의 이점을 도시한 몇몇의 특정 경우들이 설명될 수 있다.

도 4와 5에 도시된 제1의 특정 경우는 제1 장애물(100) 회피 단계 이후에 모터 차량(10)이 제2 구역(Z2) 내로 진입하고, 운전자가 매우 신속하게 초기 차선으로 복귀하고자 원하는 상황에 대응된다.

이러한 상황에서, 운전자는 음의 조향 휠 토크(Cc)를 가함으로써 조향 휠을 오른쪽으로 회전시킨다. 이 조향 휠 토크는 도 4에서 곡선(C3)으로 도시된다.

이러한 상황에서, AES 시스템(20)은 모터 차량(10)을 회피 궤적(T0)으로 이동시킬 수 있는(즉, 차량을 왼쪽으로 이동시킬 수 있는) 양의 토크를 계산한다. 이 토크는 도 5에서 곡선(C1)으로 도시되어 있다. 도 4에 도시된 곡선(T1)은 AES 시스템(20)의 작동을 중단시키지 않고 제어될 경우에 모터 차량(10)이 따라갈 궤적을 보여준다.

본 발명이 없으면, 즉 AES 시스템(20)을 중단시킬 가능성이 없으면, 조향 휠 토크와 AES 시스템에 의해 생성된 토크가 반대가 될 것이며, 이는 운전자에게 나쁜 느낌을 줄 것이라는 점이 이해된다.

이제, 여기에서 예상된 상황은 위험하지 않기 때문에, 운전자의 의지에 반하여 부과되지는 않는다.

그 다음, 본 발명에 의해, 이득(K1)은 0과 동일하게 선택되어, 보정 이득(K1rt)은 1로부터 0으로 계속하여 전환될 것이다. 그러면, 중간 토크 설정값(Ci)은 취소될 때까지 점진적으로 감소할 것이고(도 5의 곡선(C2) 참조), 이는 운전자가 원하는 바에 따라 차량이 초기 차선으로 복귀하도록 허용할 것이다(도 4에 도시된 궤적(T2) 참조).

도 6과 7에 도시된 제2의 특정 경우는 운전자가 예를 들어 차선을 변경하기 위해 AES 시스템(20)에 의해 계획된 것보다 더 큰 회피를 수행하기를 원하는 상황에 대응된다.

이러한 상황에서, 장애물(100)을 넘어간 후에, 운전자는 양의 조향 휠 토크(Cc)를 가함으로써 조향 휠을 계속 왼쪽으로 회전시킨다. 이 조향 휠 토크는 도 6에서 곡선(C6)으로 도시된다.

AES 시스템(20)으로서는 차량(10)을 회피 궤적(T0)으로 이동시킬 수 있도록 하는 (즉, 차량을 오른쪽으로 이동시키는) 음의 토크를 계산한다. 이 토크는 도 7에서 곡선(C4)으로 도시된다. 도 6에 도시된 곡선(T4)은 AES 시스템(20)의 작동을 중단시키지 않고 제어될 경우에 모터 차량(10)이 따르게 될 궤적을 보여준다.

본 발명이 없으면, 조향 휠 토크와 AES 시스템에 의해 생성된 토크가 반대가 될 것이라는 점이 이해된다. 이 상황은 위험하지 않기 때문에, 운전자의 의지에 반하여 부과되지는 않는다.

그 다음, 본 발명에 의해, 이득(K1)은 0과 동일하게 선택되어, 보정 이득(K1rt)는 1로부터 0으로 계속하여 전환될 것이다. 중간 토크 설정값(Ci)은 취소될 때까지 점진적으로 증가할 것이고(도 7의 곡선(C5) 참조), 이는 운전자가 원하는 대로 차량이 다른 차선으로 이동하도록 허용할 것이다(도 6에 도시된 궤적(T3) 참조).

도 8과 9에 도시된 제3의 특정 경우는 운전자가 AES 시스템(20)에 의해 계획된 것보다 더 큰 회피를 수행하기를 원하고 그 다음에 신속하게 초기 차선으로 복귀하기를 원하는 상황에 대응된다.

회피 시작 시에, 운전자는 조향 휠을 왼쪽으로 강하게 회전시키고, 차량이 제4구역(Z4) 내부에 진입한 때, 빈대로 조향 휠에 음의 토크를 가한다. 이 조향 휠 토크는 도 8에 곡선(C9)으로 도시된다.

회피의 시작으로부터, 모터 차량(10)을 회피 궤적(T0)으로 가져오기 위해, AES 시스템(20)은 (차량을 오른쪽으로 이동시키는) 음의 토크를 계산한다. 이 토크는 도 9에서 곡선(C7)으로 도시된다. 도 8에 도시된 곡선(T6)은 AES 시스템(20)의 작동을 중단시키지 않고 제어될 경우에 모터 차량(10)이 따르게 될 궤적을 보여준다.

차량이 구역(Z4) 내에 있고 AES 시스템(20)의 작동을 중단시키는 것이 바람직하지 않은 것으로 간주되는 한, 이득(K1)은 1과 동일하게 유지된다.

다른 한편, 차량이 제2구역(Z2) 내에 진입하고 운전자가 초기 차선으로 신속하게 복귀하고자 하는 의지를 유지할 때, 조향 휠 토크(Cc)와 AES 시스템에 의해 발생된 토크는 반대되는 부호들을 가진다. 이 상황은 위험하지 않은 것으로 간주되므로 운전자의 의지에 반하여 부과되지는 않는다.

그 다음, 본 발명에 의해, 이득(K1)은 0과 동일하게 선택되어, 보정 이득(K1rt)은 1에서 0으로 계속하여 전환될 것이다. 그러면, 액추에이터(15)에 의해 부과된 중간 토크 설정값(Ci)는 취소될 때까지 점진적으로 감소할 것이고(도 9의 곡선(C8) 참조), 이는, 운전자가 원하는 바에 따라, 차량이 초기 차선으로 빠르게 복귀하도록 허용할 것이다(도 8에 도시된 궤적(T5) 참조).

도 10과 11에 도시된 제4의 특정 경우는 운전자가 왼쪽으로 장애물(100)의 회피를 수행하고자 원하지만 운전자가 조향 휠에 가한 토크는 장애물(100)을 효과적으로 회피하기에는 충분하지 않은 상황에 대응된다.

따라서, 이 상황에서, 운전자는 장애물을 감지한 때에만 충분히 높은 양의 조향 휠 토크(Cc)를 가하고 그 다음에 이 힘을 너무 빠르게 완화시킨다. 이 조향 휠 토크는 도 11에 곡선(C11)로 도시되어 있다. 도 10에 도시된 곡선(T8)은 운전자에 의해 제어될 경우 모터 차량(10)이 따르게 될 궤적을 보여준다.

이 상황에서, 모터 차량(10)이 장애물(100)의 상류에 있는 한, 구역(Z3) 내에서, AES 시스템(20)은 모터 차량(10)을 회피 궤적(T0)으로 가져올 수 있게 하는 (즉, 차량을 왼쪽으로 이동시키는) 양의 토크를 계산한다. 이 토크는 도 11에서 곡선(C10)으로 도시되어 있다.

따라서, 이러한 상황은 잠재적으로 위험하여 운전자의 의지에 반하여 부과되며 AES 시스템(20)의 작동을 중단시키지 않는다.

그 다음, 본 발명에 의해, 이득(K1)이 1과 동일하게 유지되어, 차량에 의해 취해지는 궤적에 대한 조향 휠 토크(Cc)의 영향이 감소된다.

도 10에 도시된 곡선(T7)은 그 다음에 모터 차량(10)이 따르게 될 궤적을 보여준다.

도 12와 13에 도시된 제5의 특정 경우는 운전자가 장애물(100)의 만족할만한 회피를 수행했지만 그 다음에 감소된 거리에서 장애물(100)을 통과하기 위해 운전자가 취했던 초기 차선으로부터 너무 멀리 우회하기를 원하지 않는 상황에 대응된다.

이러한 상황에서, 운전자는 처음에는 양의 조향 휠 토크(Cc)를 가함으로써 조향 휠을 왼쪽으로 회전시키고 그 다음에 심지어 모터 차량(10)이 장애물(100)과 같은 레벨이 되기도 전에 음의 토크를 가함으로써 조향 휠을 오른쪽으로 가져온다. 이 조향 휠 토크는 도 13에서 곡선(C13)으로 도시된다.

이러한 상황에서, AES 시스템(20)은 차량이 장애물(100)의 상류에 있는 한 (차량을 왼쪽으로 이동시키는) 양의 토크를 계산한다. 이 토크는 도 13에 곡선(C12)으로 도시되어 있다.

도 12에 도시된 곡선(T10)은 AES 시스템(20)의 작동을 중단시키지 않고 제어될 경우에 모터 차량(10)이 따르게 될 궤적을 보여준다.

본 발명이 없으면, 즉 AES 시스템(20)을 중단시킬 가능성이 없으면, 조향 휠 토크와 AES 시스템에 의해 생성된 토크는 처음에는 동일한 부호이고 그 다음에 반대가 될 것이며, 이는 운전자에게 나쁜 느낌을 줄 것이라는 점이 이해된다.

여기에서 고려되는 상황은 위험하지 않기 때문에, 운전자의 의지에 반하여 부과되지는 않는다.

그 다음, 본 발명에 의해, 이득(K1)은 처음에는 1과 동일하게 유지되고, 조향 휠 토크(Cc)가 음이 되어 임계값(Cc₃min)(-2Nm)보다 낮아지는 시점에 0이 될 것이다. 결과적으로, 보정 이득(K1rt)은 1에서 0으로 계속하여 전환된다. 중간 토크 설정값(Ci)은 취소될 때까지 점진적으로 감소할 것이고(도 13의 곡선(C14) 참조), 이는, 운전자가 원하는 바에 따라, 차량이 감소된 거리에서 장애물(100)을 통과하도록 허용할 것이다(도 12에 도시된 궤적(T9) 참조).

도 14와 15에 도시된 제6의 특정 경우는 운전자가 장애물(100)을 오른쪽으로 회피하기를 원하지만 반면에 회피 궤적(T0)은 장애물(100)을 왼쪽에서 통과하는 상황에 대응한다.

이 상황에서, 운전자로서는 항상 음이고 높은 조향 휠 토크(Cc)를 가함으로써 조향 휠을 오른쪽으로 회전시킨다. 이 조향 휠 토크는 도 15에서 곡선(C17)으로 도시되어 있다.

이러한 상황에서, AES 시스템(20)은 (차량을 왼쪽으로 이동시키는) 양의 토크를 계산한다. 이 토크는 도 15에서 곡선(C15)으로 도시되어 있다.

도 14에 도시된 곡선(T12)는 AES 시스템(20)의 작동을 중단시키지 않고 제어될 경우에 모터 차량(10)이 따르게 될 궤적을 보여준다. 운전자에 의해 부과된 토크가 AES 시스템에 의해 부과된 것에 반하여 충분히 높다는 것을 알 수 있다. 그럼에도 불구하고, 그 느낌은 운전자에게 매우 불쾌하게 유지된다.

따라서, 이러한 상황에서, 운전자가 장애물(100)을 회피하고자 원하는 쪽을 선택하도록 허용할 수 있는 것이 바람직하다.

그 다음, 본 발명에 의해, 이득(K1)은 0과 동일하게 설정되어 보정 이득(K1rt)은 1에서 0으로 계속하여 전환될 것이다. 액추에이터(15)에 의해 부과된 최종 토크 설정값(Cr)은 취소될 때까지 점진적으로 감소할 것이고(도 15의 곡선(C16) 참조), 이는, 운전자가 원하는 바에 따라, 차량이 장애물을 오른쪽에서 회피하도록 허용할 것이다(도 14에 도시된 궤적(T11) 참조).

도 16 내지 18에는 본 발명을 명확하게 도시하는, 시간 경과에 따른 파라미터들의 경향의 예가 나타나 있다.

도 17에서, 신호(S1)에 의해, 모터 차량(10)의 초기 궤적 상에서 모터 차량(10)에 근접한 장애물(100)을 검출한 시점에 대응되는 시점(t0)에서 AES 시스템이 활성화된다는 것을 알 수 있다. 또한, 신호(S2)에 의해 시점들(t2 및 t4) 사이에서 AES 시스템의 작동을 정지시키려는 소망이 있음을 알 수 있다.

도 16은 - 예비 조향 각도 설정값(δc), - 포화된 조향 각도 설정값(δs), 및 - 측정된 조향 각도(δ)의 경향을 보여준다.

장애물을 검출한 시점(t0)에서, 조향 각도는 실제 측정된 것보다 곧바로 높을 필요가 있음을 알 수 있다.

예비 조향 각도 설정값(δc)을 포화시키는 제어기에 의해, 포화된 조향 각도 설정값(δs)의 변화율은, 시점들(t0 및 t1) 사이에서, 불안정성을 발생시키지 않도록 여전히 제한된다.

시점들(t1 및 t2) 사이에서는, 예비 조향 각도 설정값(δc)을 진폭 또는 변화율의 면에서 더 이상 포화시킬 필요가 없을 것이므로, 포화된 조향 각도 설정값(δs)은 예비 조향 각도 설정값(δc)과 동일할 것이다.

시점(t2)에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 이득(K1)은 AES 시스템(20)의 작동을 중단시키기 위해 0으로 설정된다.

그 다음, 보정 이득(K1rt)은, 시점(t3)에서, 0의 값에 도달하도록 선형으로 감소한다.

예비 조향 각도 설정값(δc)이 계속하여 증가하는 동안, 포화된 조향 각도 설정값(δs)은 리셋 신호들(SA, SB)에 의해 시점들(t2 및 t3) 사이에서 일정하게 유지될 것이다.

시점(t3)에서 그리고 시점(t4)까지, 포화된 조향 각도 설정값(δs)은 측정된 조향 각도(δ)와 동일하게 유지될 것이다. 이러한 방식에서, 중간 토크 설정값(Ci)은 0과 동일하게 유지되며, 운전자가 조종의 제어를 단독으로 하게 된다.

시점(t4)에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 이득(K1)은 AES 시스템(20)의 작동의 중단을 정지시키기 위해 1로 설정된다.

그러면, 보정 이득(K1rt)은 1의 값에 도달하도록 선형으로 증가한다.

그 시점(t4)에서, 리셋 신호들(SA, SB)에 의해, 예비 조향 각도 설정값(δc)은 측정된 조향 각도(δ)와 동일하게 될 것이다. 그 다음에 예비 조향 각도 설정값(δc)은 매우 빠르게 증가한다.

예비 조향 각도 설정값(δc)을 포화시키는 제어기에 의해, 포화된 조향 각도 설정값(δs)의 변화율은, 이 상황에서, 불안정성을 발생시키지 않도록 여전히 제한된다.

도 16에서, 측정된 조향 각도(δ)가 포화된 조향 각도 설정값(δs)을 정확하게 따르지 않는 것을 볼 수 있는데, 이는 운전자에 의해 여전히 조향 휠(16)에 가해지는 토크 때문이다. 실제로, 따라가게 되는 궤적은 운전자의 토크와 AES 요청이 합성된 결과이다. 운전자가 조향 휠에 적극적으로 자신을 나타낼 경우, 운전자는 제어를 다시 인수한다.

본 발명은 설명되고 표현된 실시예들에 결코 제한되지 않으며, 당업자는 본 발명에 따른 임의의 변형예들에 추가할 수 있을 것이다.

따라서, 상기 방법은 예를 들어 항공 또는 로봇 공학에서 특정 궤적을 따라야 하는 다른 유형의 영역들에 적용될 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 자동차 장치(10)의 제어 시스템(18)의 액추에이터(15)를 자율적으로 제어하기 위한 방법으로서, 상기 제어 방법은:
   - 기준 궤적(T0)을 결정하는 단계,
   - 상기 기준 궤적(T0)에 대한 상기 장치(10)의 위치를 결정하는 단계,
   - 운전자에 의해 상기 제어 시스템(18)의 수동 제어 수단(16)에 가해지는 힘에 관련된 파라미터(Cc)를 획득하는 단계, 및
   - 컴퓨터(13)에 의해, 상기 액추에이터(15)의 제어 설정값(Cr)을 계산하는 단계를 포함하며,
   상기 제어 설정값(Cr)은 상기 파라미터(Cc) 및 상기 기준 궤적(T0)에 대한 상기 장치(10)의 위치의 함수로서 계산되는 것을 특징으로 하는, 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 장치(10)는 도로 상에서 주행하기에 적합하고 적어도 하나의 구동 바퀴(11)를 포함하는 모터 차량이며, 상기 수동 제어 수단(16)은 조향 휠(steering wheel)이고, 상기 제어 시스템(18)은 각각의 구동 바퀴(11)가 조향되도록 허용하며, 상기 파라미터(Cc)는 상기 모터 차량의 운전자에 의해 상기 조향 휠에 가해지는 토크(Cc)에 관련된 것인, 제어 방법.
3. 전기한 항들 중 한 항에 있어서,
   상기 기준 궤적(T0)은 상기 장치(10)가 장애물(100)을 회피하도록 결정되며, 장애물(100)의 위치 및/또는 장애물(100)에 대한 상기 기준 궤적의 위치에 의존하는 한계들(limits)을 가지는 상기 장치(10)의 환경의 적어도 2개의 구역들을 고려하여,
   - 상기 장치(10)가 위치한 구역을 결정함으로써,
   - 상기 장치(10)가 위치한 구역의 함수로서 선택되는 제어 설정값(Cr)을 계산하기 위한 알고리즘을 사용함으로써,
   상기 제어 설정값(Cr)의 계산이 수행되는, 제어 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 장치(10)가 위치한 구역 및 상기 파라미터(Cc)에 의존하는 값을 가지는 지표(indicator)(K1)를 결정하는 단계가 제공되고, 상기 장치(10)를 상기 기준 궤적(T0)으로 이동시키는 것을 가능하게 하는 상기 액추에이터(15)의 예비 제어 설정값(Ca)을 생성하는 단계가 제공되며, 상기 지표(K1)의 값의 함수로서 상기 예비 설정값(Ca)을 보정하는 단계가 제공되는, 제어 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 지표(K1)는 2개의 값들 중 하나 또는 다른 하나만을 취하도록 구성되고, 상기 지표(K1)의 함수로서, 2개의 값들 사이에서 계속하여 변하는 보정된 지표(corrected indicator)(K1rt)를 결정하는 단계가 제공되며, 상기 예비 설정값(Ca)은 그 값에 상기 보정된 지표(K1rt)의 값을 곱함으로써 보정되는, 제어 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 장치(10)는 도로 상에서 주행하기에 적합한 모터 차량이고, 상기 보정된 지표(K1rt)가 변할 때, 상기 보정된 지표(K1rt)의 변화율은, 상기 모터 차량의 측방향 가속도가 결정된 임계값을 초과하지 않도록, 상기 모터 차량의 속도와 도로의 곡률 반경의 함수로서 결정되는, 제어 방법.
7. 세 개의 전기한 항들 중 한 항에 있어서,
   상기 예비 설정값(Ca)은, 상기 기준 궤적(T0)에 대한 상기 장치(10)의 위치의 함수로서 그 자체가 계산되고 제어기에 의해 필터링되며 설정값 진폭 제한 모델 및 설정값 변화 제한 모델을 충족시키는 상기 바퀴들의 조향 각도 설정값(δc)으로부터 추론되는, 제어 방법.
8. 제3항 내지 제7항 중 한 항에 있어서,
   상기 컴퓨터는 4개의 상이한 계산 알고리즘들과 연관된 4개의 구역들을 고려하며, 상기 4개의 구역들은, 즉:
   - 상기 기준 궤적(T0)과, 이를 넘으면 장애물(100)과의 임의의 충돌이 회피되는 보호 라인(L1) 사이에서, 장애물(100)의 상류에 위치한 구역(Z1),
   - 상기 기준 궤적(T0)과 상기 보호 라인(L1) 사이에서, 장애물(100)과 같은 레벨 및 장애물(100)의 하류에 위치한 구역(Z2),
   - 상기 기준 궤적(T0)의 상기 보호 라인(L1) 반대 측에서, 장애물(100)의 상류에 위치한 구역(Z3), 및
   - 일 부분은 상기 보호 라인(L1)의 상기 기준 궤적(T0) 반대 측에서, 장애물(100)의 상류에 위치하고, 다른 부분은 상기 기준 궤적(T0)의 상기 보호 라인(L1) 반대 측에서, 장애물(100)과 같은 레벨 및 장애물(100)의 하류에 위치하는 구역(4)인, 제어 방법.
9. 제3항 내지 제8항 중 한 항에 있어서,
   상기 장치(10)가 제1 구역으로부터 제2 구역으로 이동할 때, 상기 컴퓨터(13)는, 상기 장치가 상기 기준 궤적(T0)의 함수로서 결정된 히스테리시스 궤적(T01, T02)을 넘지 않는 한, 상기 제1 구역과 연관된 알고리즘을 계속 사용하는, 제어 방법.
10. 상기 장치(10)의 궤적에 영향을 미치도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터 및 상기 액츄에이터를 제어하기 위한 컴퓨터(13)를 포함하는 자동차 장치(10)로서,
    상기 컴퓨터(13)는 전기한 항들 중 한 항에 따른 방법을 구현하도록 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는, 자동차 장치.

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