KR100715755B1 - 차선 이탈 방지 장치 - Google Patents

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Abstract

차선 이탈 방지 장치는 제어부에 의해 차량이 주행 차선에서 이탈할 잠재성이 있다고 판단될 때 차선 이탈 방지 방향의 경로 보정을 수행하도록 구성된다. 제어부는 차선 이탈 상태 및 주행 상태에 따라 이탈 방지 제어를 수행하도록 요 제어 및 감속 제어를 조합한다. 바람직하게는, 차량 거동을 변경시키는 외란 및 주행 차선의 노면 마찰 계수와 같은 차량의 주행 상태를 고려한 차선 이탈 방지 방향의 목표 요 모멘트가 계산되며, 차량에 제공되는 요 모멘트에 기인하는 승객의 불편감을 억제하기 위한 필수적인 최소의 감속량이 차량의 주행 상태에 기초하여 계산된다.
차선 이탈 방지, 차량 거동, 외란, 마찰 계수, 요 모멘트, 주행 상태

Description

차선 이탈 방지 장치{LANE DEPARTURE PREVENTION APPARATUS}
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차선 이탈 방지 장치가 설치된 차량의 개략적 구성도.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도1의 차선 이탈 방지 장치의 구성 요소로서 구동/제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 과정 내용을 도시한 플로우챠트.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도2의 차선 이탈 방지 과정에서 구동/제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 주행 차선 상태 판단 처리를 도시한 플로우챠트.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도2의 차선 이탈 방지 과정에서 구동/제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 목표 제동 유압 계산 과정을 도시한 제1 부분 플로우챠트.
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도2의 차선 이탈 방지 과정에서 구동/제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 목표 제동 유압 계산 과정을 도시한 제2 부분 플로우챠트.
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도1의 차선 이탈 방지 장치와 작동하는 호스트 차량을 도시한 제1 개략도.
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도1의 차선 이탈 방지 장치와 작동하는 호스트 차량을 도시한 제1 개략도.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차선 이탈 방지 장치가 설치된 차량의 개략적 구성도.
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도8의 차선 이탈 방지 장치의 구성 요소로서 구동/제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 과정 내용을 도시한 제1 부분 플로우챠트.
도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도8의 차선 이탈 방지 장치의 구성 요소로서 구동/제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 과정 내용을 도시한 제2 부분 플로우챠트.
도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도8의 차선 이탈 방지 장치의 구동/제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 과정 내용에 사용되는 차선 이탈 판단 시간 계산 맵.
도12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도8의 차선 이탈 방지 장치와 작동하는 호스트 차량의 차선 이탈 추정값을 도시한 개략도.
도13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도8의 차선 이탈 방지 장치의 구성 요소의 구동/제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 과정 내용에 사용되는 매개 변수 계산 맵.
도14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도8의 차선 이탈 방지 장치의 구성 요소의 구동/제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 과정 내용에 사용되는 이득값 계산 맵.
도15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도10의 차선 이탈 방지 과정에서 구동/ 제동력 제어 유닛에 의해 실행되는 목표 제동 유압 계산 과정을 도시한 플로우챠트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 브레이크 페달
2: 부스터
3: 마스터 실린더
5FL, 5FR: 전륜
5RL, 5RR: 후륜
6FL, 6FR: 전륜 실린더
6RL, 6RR: 후륜 실린더
7: 제동 유압 제어 유닛
13: 화상 유닛 또는 카메라
14: 카메라 제어부
15: 항법 시스템
24: 경보 장치
본 발명은 일반적으로 호스트 차량이 차선에서 조만간 이탈하거나 이탈이 촉박한 것처럼 보일 때 호스트 차량의 주행 차선 이탈을 방지하기 위한 차선 이탈 방 지 장치에 관한 것이다.
종래의 차선 이탈 방지 장치는 차륜에 대한 제동력을 제어함으로써 호스트 차량에 요 모멘트(yaw moment)을 전달하여 호스트 차량이 주행 차선에서 벗어나는 것을 방지하기 위한 장치들을 포함한다. 이들 종래의 차선 이탈 방지 장치는 또한 호스트 차량이 주행 차선에서 이탈할 가능성이 있는 경우 이런 요 모멘트를 제공함으로써 호스트 차량이 주행 차선에서 이탈할 수도 있음을 운전자에게 알려준다. 예컨대, 일본 공개 특허 공보 제2000-33860호에는 호스트 차량에 요 모멘트를 제공하도록 브레이크를 제어하여 차선 이탈을 방지하며, 또한 이런 요 모멘트를 통해서 운전자에게 경고하는 차선 이탈 방지 장치가 개시되어 있다(제3면 및 도6 참조). 이런 종래의 차선 이탈 방지 장치는 호스트 차량 주행 위치의 주행 차선 중심에서의 거리(측면 변위량) 및 예상 주행 경로가 주행 차선에 대해 형성하는 각도(요 각도 변위량) 중 어느 하나가 각각의 일정한 값을 초과했는지 여부에 의해 차선 이탈을 판단한다.
일본 공개 특허 공보 제2003-112540(제7면 및 도2를 참조)호에는 주행 차선으로부터 호스트 차량의 차선 이탈을 추정하고 요 제어 및 감속 제어를 조합함으로써 차선 이탈을 방지하는 다른 차선 이탈 방지 장치가 개시되어 있다. 특히, 요 제어는 차선 이탈을 피하기 위하여 제동력 차이가 좌우륜으로 인가되는 호스트 차량에 요 모멘트를 제공하도록 브레이크를 적용하는 반면, 감속 제어는 호스트 차량을 감속하도록 브레이크를 적용한다. 요 제어 및 감속 제어의 전체 제동력은 호스트 차량의 주행 상태에 기초하여 계산되는 것으로 차량이 장래에 차선을 이탈할 것 으로 추정되는 양에 따라 가해진다.
상술한 관점에서 볼 때, 기술 분야의 당업자라면 개선된 차선 이탈 방지 장치가 필요하다는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 이런 논의로부터 기술 분야의 당업자에게 명백한 다른 필요성과 아울러 기술 분야의 이런 필요성을 해결하기 위한 것이다.
그러나, 일본 공개 특허 공보 제2000-33860호에 개시된 종래의 차선 이탈 방지 장치에서, 차선 이탈은 주변 환경과 주행 상태로부터 판단되기 때문에, 차선 이탈 방지 장치가 불균일한 주행 차선 상의 외란 및 주행 차선의 마찰 계수로 인한 호스트 차량 거동의 변화에 기인하는 차선 이탈을 적절히 수용할 수 없다는 미해결 문제가 발견되었다.
또한, 일본 공개 특허 공보 제2003-112540호에 개시된 종래의 차선 이탈 방지 장치에서는, 주행 차선에서의 이탈이 판단될 때, 제동 유압은 장래 차선으로부터의 차선 이탈 추정량에 따라 계산되며 요 모멘트는 호스트 차량에 제공된다는 것이 발견되었다. 따라서, 요 모멘트가 생성될 때의 호스트 차량 거동이 잠재적으로 주행 도로 및 타이어 사이의 마찰 계수가 낮을 때 운전자를 포함하는 승객에 불편감을 줄 수 있다는 미해결 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래 예의 미해결 문제를 고려하여 고안되었다. 본 발명의 하나의 목적은 주행 차선 상의 외란으로 인한 호스트 차량 동작의 변화를 고려하면서도 차선 이탈 방지 성능을 개선할 수 있는 차선 이탈 방지 장치를 제 공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 노면 마찰 계수가 적더라도, 차량에 인가되는 요 모멘트로 인한 승객의 불편감을 최소화하는 이탈 방지 제어를 수행할 수 있는 차선 이탈 방지 장치를 제공하는 것이다.
상술한 여러 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 차선 이탈 방지 장치에는 주행 상태 검출 섹션과, 요 제어량 계산 섹션과, 제동 제어량 계산 섹션과, 제동력 제어 섹션이 마련된다.
주행 상태 검출 섹션은 호스트 차량의 주행 상태를 검출하도록 구성된다. 요 제어량 계산 섹션은 요 모멘트가 주행 차선으로부터 호스트 차량의 차선 이탈을 방지하는 방향으로 생성되도록 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 주행 상태에 기초하여 제1 제동력 제어량을 계산하도록 구성된다. 제동 제어량 계산 섹션은 호스트 차량이 감속되도록 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 주행 상태에 기초하여 제2 제동력 제어량을 계산하도록 구성된다. 제동력 제어 섹션은 요 제어량 계산 섹션 및 제동 제어량 계산 섹션에 의해 계산된 제1 및 제2 제동력 제어량에 따라서 전체 제동력 제어량을 제어하도록 구성된다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징, 태양 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기술하는 다음의 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하게 될 것이다.
이하에서는 최초 개시 내용의 일부를 형성하는 첨부 도면을 참조한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 선택된 실시예들을 설명하기로 한다. 기 술분야의 당업자는 본 명세서로부터 본 발명의 실시예에 대한 다음의 설명은 단지 설명을 위한 것이며 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 한정된 발명을 한정하기 위한 것이 아님을 알 수 있을 것이다.
제1 실시예
우선, 도1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차선 이탈 방지 장치가 설치된 호스트 차량의 개략적 구성도가 도시되어 있다. 본 실시예는 본 발명의 차선 이탈 방지 장치가 설치된 후륜 구동 차량이다. 후륜 구동 차량에는 자동 변속기와, 종래의 차동 기어와, 전륜 및 후륜과 좌륜 및 우륜에서의 제동력을 독립적으로 제어할 수 있도록 하는 제동 시스템이 설치된다.
도1에서, 호스트 차량은 기본적으로 브레이크 페달(1), 부스터(2), 마스터 실린더(3), 저장조(4), 한쌍의 전륜(5FL, 5FR), 한쌍의 후륜(5RL, 5RR), 한쌍의 전륜 실린더(6FL, 6FR), 한쌍의 후륜 실린더(6RL, 6RR), 제동 유압 제어 유닛(7), 제어부 또는 구동/제동력 제어 유닛(8), 엔진(9), 자동 변속기(10), 화상 유닛 또는 카메라(13), 카메라 제어부(14), 항법 시스템(15), 마스터 실린더 압력 스위치(16), 조향각 센서(17), 조향륜(19), 한 쌍의 전륜 속도 센서(21FL 내지 21FR), 한 쌍의 후륜 속도 센서(21RL 내지 21RR), 방향 지시(회전 신호) 스위치(22), 한 쌍의 후방 서스펜션 스트로크 센서(23RL, 23RR), 한 쌍의 전방 서스펜션 스트로크 센서(23FL, 23FR) 및 알람 또는 경보 장치(24)가 설치된다.
차륜 실린더(6FL 내지 6RR), 제동 유압 제어 유닛(7), 제어부(8)는 모두 전륜 및 후륜과 좌륜 및 우륜에 대한 제동력을 독립적으로 제어할 수 있도록 하는 제 동 장치의 일부를 형성한다. 제동 유압은 제동 유체가 브레이크 페달(1) 상에서 운전자에 의해 발현되는 하향력(누름량)에 따라 차륜(5FL 내지 5RR)의 차륜 실린더(6FL 내지 6RR)에 정상적으로 공급되도록 마스터 실린더(3)에 의해 부양된다. 또한, 제동 유압 제어 유닛(7)은 차륜 실린더(6FL 내지 6RR)의 제동 유압이 제동 유압 제어 유닛(7)에 의해 개별적으로 제어될 수 있도록 마스터 실린더(3)와 차륜 실린더(6FL 내지 6RR) 사이에 개재된다.
제동 유압 제어 유닛(7)은 바람직하게는, 예컨대 미끄럼 방지(anti-skid) 제어 및 견인을 수행하도록 구성되어 배열된다. 제동 유압 제어 유닛(7)은 또한 차륜 실린더(6FL 내지 6RR)의 제동 유압을 독립적으로 제어하도록 구성되어 배열된다. 따라서, 제동 유압 제어 유닛(7)은 또한 제동 유압 명령값이 제어부(8)로 입력될 때 제동 유압 명령값에 따라 제동 유압을 제어하도록 구성된다. 즉, 제어부(8)는 미끄럼 방지 제어(ABS) 및/또는 차량 거동 제어(VDC)를 위한 제어부로서 기능한다. 제어부(8)는 주행 노면 및 타이어 사이의 마찰 계수(μ)를 추정하고, 저장 장치에 추정된 노면 마찰 계수(μ)를 저장하도록 구성된다.
제어부(8)는 바람직하게는 후술하는 바와 같이 호스트 차량에 요 모멘트를 인가하도록 차륜 실린더(6FL, 6FR, 6RL, 6RR)을 제어하는 차선 이탈 방지 제어 프로그램을 구비한 마이크로프로세서를 포함한다. 제어부(8)는 또한 입력 인터페이스 회로와, 출력 인터페이스 회로와, ROM(Read Only Memory, 판독 전용 메모리) 장치 및 RAM(Random Access Memory, 임의 접근 메모리) 장치와 같은 저장 장치와 같은 종래의 구성 요소를 포함한다. 메모리 회로는 프로세서 회로에 의해 주행되는 제동 제어 작업을 제어하기 위한 것들과 같은 처리 결과 및 제어 프로그램을 저장한다. 제어부(8)는 종래 방식으로 상술한 센서에 작동 결합된다. 제어부(8)의 내부 RAM은 작업 플래그의 상태와 다양한 제어 데이터를 저장한다. 제어부(8)의 내부 ROM은 다양한 작업을 위한 프로그램과 소정의 변수를 저장한다. 제어부(8)는 필요할 때 그리고/또는 요구될 때 호스트 차량의 임의의 수의 구성 요소를 선택적으로 제어할 수 있다. 이런 논의로부터 기술 분야의 당업자에게는 제어부(8)에 대한 정밀한 구조 및 알고리즘이 본 발명의 기능을 수행할 하드웨어 및 소프트웨어의 모든 조합일 수 있음이 명백할 것이다. 즉, 명세서 및 청구범위에 사용되는 것으로서 "기능을 하는 수단" 절은 "기능을 하는 수단" 절의 기능을 수행하도록 사용될 수 있는 임의의 구조 또는 하드웨어 및/또는 알고리즘 또는 소프트웨어를 포함해야 한다.
본 발명의 제어부(8)는 호스트 차량 주행 차선 상의 외란 및/또는 호스트 차량 주행 도로의 노면 마찰 계수에 기인하는 호스트 차량 거동의 변화와 같은 호스트 차량의 주행 상태에 기초하여 차선 이탈 판단을 수행하도록 구성된다. 본 발명의 제1 실시예의 제어부(8)는 호스트 차량이 호스트 차량 주행 차선 상의 외란에 기인하는 호스트 차량 거동의 변화에 따라 주행 차선에서 이탈하는 경향에 있는지를 판단하도록 구성된다. 따라서, 호스트 차량 거동이 도로 상의 불균일함과 같은 외란 및 낮은 마찰 계수의 도로로 인해 변하고 호스트 차량이 호스트 차량 주행 차선에서 이탈될 경향에 있더라도, 차선 이탈은 거의 방지될 수 있으며 차선 이탈 방지 제어는 운전자에게 불편감을 주지 않고도 수행될 수 있다.
화상 유닛 또는 카메라(13)는 화상 처리 기능을 갖는 카메라 제어부(14)에 작동 연결된다. 카메라(13) 및 카메라 제어부(14)는 호스트 차량의 주행 차선 이탈 방지 판단을 위해 주행 차선에서 호스트 차량의 위치를 검출하기 위한 외부장 인식 센서로서 기능하도록 구성되어 호스트 차량 상에 배열된다. 즉, CCD 카메라(13) 및 카메라 제어부(14)는 호스트 차량의 차선 이탈 경향을 검출하기 위해 주행 차선에서의 호스트 차량의 위치를 검출하도록 구성된다. 카메라(13)는 예컨대 CCD (Charge Coupled Device) 카메라로 구성된 단초점(단일 렌즈) 카메라일 수 있다. 카메라(13)는 바람직하게는 호스트 차량의 전방 상에 배치된다.
바람직하게는, 카메라 제어부(14)는 주행 차선을 검출하기 위해 카메라(13)에 의해 촬영된 차량 전방 영역의 화상으로부터 도로 경계선과 같은 차선 표시부를 검출할 수 있도록 구성된다. 즉, 카메라 제어부(14)는 바람직하게는, 예컨대 호스트 차량 전방 영역의 화상으로부터 백색 차선 또는 그 밖의 차선 표시를 검출하도록 구성되어 배열된다. 따라서, 주행 차선은 검출된 차선 표시부에 기초하여 검출된다. 카메라 제어부(14)는 또한 주행 차선에 대한 호스트 차량의 요 각도(φ)[즉, 호스트 차량의 주행 차선 및 호스트 차량의 종축에 의해 형성되는 요 각도(φ)]와, 주행 차선 중심에서의 측방 변위(X), 주행 차선 곡률(ρ) 및 차선폭(L)을 계산하도록 구성된다. 이들 계산 신호 등은 제어부(8)로 출력된다.
항법 장치(15)는 바람직하게는 호스트 차량에서 생성되는 요율(φ) 및 종방향 가속(Yg) 및/또는 측방향 가속(Xg)을 검출하도록 구성되어 배열된다. 항법 장치(15)는 검출된 종방향 가속(Yg), 검출된 측방향 가속(Xg) 및 검출된 요율(φ)을 제어부(8)로 출력한다. 항법 장치(15)는 제어부(8)에 도로 정보도 출력한다.
마스터 실린더 압력 센서(16)는 바람직하게는 마스터 실린더(3)의 출력 압력, 즉 마스터 실린더 유압(Pm)을 검출하도록 구성되어 배열된다. 따라서, 마스터 실린더 압력 센서(16)는 마스터 실린더(3)의 출력 압력[소위 마스터 실린더 압력(Pm)]을 검출하는 제동 작업 감속량 검출 섹션으로서 작용한다. 이런 검출 신호는 제어부(8)로 출력된다.
조향각 센서(17)는 바람직하게는 조향륜(19)의 조향각(δ)을 검출하도록 구성되어 배열된다. 이런 검출 신호는 제어부(8)로 출력된다.
차륜 속도 센서(21FL 내지 21RR)는 바람직하게는 차륜(5FL 내지 5RR)의 회전 속도, 즉 소위 차륜 속도(Vwi)(i = FL, FR, RL, RR)를 검출하도록 구성되어 배열된다. 이들 검출 신호는 제어부(8)로 출력된다.
방향 지시(회전 신호) 스위치(22)는 바람직하게는 방향 지시기(회전 신호 지시기)로 인한 방향 지시(회전 신호) 작업을 검출하도록 구성되어 배열된다. 검출 신호는 제어부(8)로 출력된다.
서스펜션 스트로크 센서(23FL 내지 23RR)는 차륜(5FL 내지 5RR)의 수직 차륜 스트로크량(Stj)(j = FL, FR, RL, RR)을 검출한다. 이들 검출 신호는 제어부(8)로 출력된다.
호스트 차량의 검출된 주행(주행) 상태에 좌 또는 우의 방향성이 있는 경우, 두 방향은 좌측 방향이 양의 방향이 되도록 설정된다. 즉, 좌측으로 회전할 때, 요율(φ), 측방향 가속(Xg), 요 각도(φ)는 양의 값이며, 주행 차선의 중심에서 좌측으로 좌향 변위될 때 측방향 변위(X)는 양의 값이다.
또한, 주행 차선 이탈이 검출될 때 제어부(8)로부터 경보 신호(AL)에 따라 운전자에게 경보를 발하는 경보 장치(24)가 운전자 좌석 전방에 배치된다. 음성 또는 부저음을 생성하기 위한 스피커가 경보 장치(24)의 내부에 배치된다.
다음으로, 도2의 플로우챠트를 참조하여 제어부(8)에 의해 실행되는 차선 이탈 방지 제어 과정에 대해 설명하기로 한다. 차선 이탈 방지 제어 과정은, 예컨대 매 10 msec와 같은 소정의 표본 시간 간격(ΔT)으로 타이머 중단 과정에 의해 수행된다. 도2에 도시된 과정에는 통신 처리가 포함되지 않지만, 계산 과정에 의해 얻어지는 정보는 갱신되어 임의 접근 메모리에 저장되며, 필요한 정보는 필요할 때 임의 접근 메모리로부터 판독된다.
우선, 단계 S1에서, 센서 및 제어부에서 나온 다양한 데이터가 제어부(8)에 의해 판독된다. 상세하게는, 센서에 의해 검출된 각각의 차륜 속도(Vwi)와, 마스터 실린더 압력(Pm)과, 조향각(δ)과, 방향 지시(회전 신호) 스위치 신호(WS)와, 스트로크량(Stj)과, 측방향 가속(Xg)과, 종방향 가속(Yg)과, 요율(φ)과, 카메라 제어부(14)로부터 주행 차선에 대한 차량 요 각도(Φ)와, 주행 차선 중심에서의 측방 변위(X)와, 주행 차선 곡률(ρ)은 모두 제어부(8)에 의해 판독된다.
다음으로, 과정은 단계(S2)로 이동해서, 호스트 차속(V)은 비구동 차륜의 차속의 평균값에 기초하여 계산된다. 설명된 실시예에서, 호스트 차량은 후륜에 의 해 구동됨으로써, 호스트 차속(V)은 전방 좌우륜(5FL, 5FR)의 속도(VwFL, VwFR)에 기초하여 계산된다. 따라서, 도시된 실시예에서, 호스트 차속(V)은 비구동 차륜인 전방 좌우륜의 속도(VwFL, VwFR)의 평균값으로부터 아래에 도시된 수학식 1을 사용하여 계산된다.
V = (VwFL + VwFR)/2
다음으로, 단계 3에서, 호스트 차량 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향이 판단된다. 호스트 차량 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향을 받을 때, 임의의 차륜에 대한 통제력 감소에 기인하는 요 모멘트가 생성되며 진행 방향이 변화된다. 여기에서, 주행 차선 상의 외란의 예는 노면(비포장 도로 등) 상의 불균일함과, 낮은 마찰 계수의 도로(예컨대, 습한 노면, 비가 올 때의 맨홀, 노면 상의 낙엽, 자갈 더미 등)를 포함한다.
따라서, 노면 상의 불균일함에 기인하는 외란 영향의 존재/비존재는 스트로크량(Stj)에 기초하여 판단되며, 낮은 μ 도로에 기인하는 외란 영향의 존재/비존재는 활주율(Sdj)에 기초하여 판단된다. 제어부(8)가 차선 상의 이들 외란 영향을 받는 것으로 판단할 때, 제어부(8)는 호스트 차량이 그 후 소정 시간 동안 계속해서 외란 영향을 받는 것으로 판단한다.
다음으로, 단계(S4)에서, 호스트 차량 이탈까지의 추정 차선 이탈 시간(Tout) 이 측방 변위(X), 측방 변위의 가변량(dX), 차선까지의 거리(L/2 -X)에 기초한 아래의 수학식 2에 기초하여 계산되며, 그 후, 과정은 단계(S5)로 이동한다.
Tout = (L/2 -X)/dX
추정 이탈 시간(Tout)은 호스트 차량의 요 각도(φ), 주행 차선 곡률(ρ), 차량의 요율(φ) 및 조향각(δ)에 의해서도 추정될 수 있다.
단계(S5)에서, 제어부(8)는 단계(S4)에서 계산된 추정 이탈 시간(Tout)이 차선 이탈 판단 임계값(Ts)보다 작은지 여부를 판단한다. Tout ≥ Ts일 때, 제어부(8)는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있지 않다고 판단하고, 과정은 단계(S6)로 진행해서, 차선 이탈 판단 플래그(Fout)는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있지 않음을 의미하는 "0"으로 재설정되고, 과정은 후술하는 단계(S11)로 진행한다.
단계(S5)의 판단 결과가 Tout < Ts일 때, 제어부(8)는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있다고 판단하며, 과정은 단계(S7)로 진행해서, 차선 이탈 판단 플래그(Fout)는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있음을 의미하는 "1"로 재설정되고, 과정은 후술하는 단계(S8)로 진행한다.
단계(S8)에서, 측방 변위(X)의 방향(음 또는 양의 값)이 판단된다. X ≥ 0일 때, 제어부(8)는 호스트 차량이 주행 차선 중심에서 좌측으로 변위되었다고 판단하며, 과정은 단계(S9)로 진행해서, 차선 이탈 방향(Dout)은 차선 이탈 방향이 좌 측쪽임을 의미하는 "1"로 설정되고, 과정은 후술하는 단계(S11)로 진행한다.
단계(S8)에서의 판단 결과가 X < 0일 때, 과정은 단계(S10)로 진행해서, 차선 이탈 방향(Dout)은 차선 이탈 방향이 우측쪽을 의미하는 "2"로 설정되고, 과정은 후술하는 단계(S11)로 진행한다.
단계(S11)에서, 제어부(8)는 운전자가 차선을 변경할 의도가 있는지 여부를 판단한다. 이런 판단은 방향 지시 스위치 신호(WS) 및 조향각(δ)에 의해 수행된다. 차선 이탈 방향(Dout)과 방향 지시 스위치(22)가 온(ON)에 있을 때의 방향 지시 스위치 신호(WS)의 값에 의해 판단된 방향이 일치할 때, 제어부(8)는 차선을 변경하는 것이 운전자의 의도라고 판단한다.
조향각(δ)이 사전 설정된 조향각 설정값(δs) 이상이고, 조향각 가변량(Δδ)이 사전 설정된 가변 설정값(Δδs) 이상이고, 방향 지시 스위치가 오프(OFF)에 있을 때의 조향 방향 및 차선 이탈 방향이 서로 일치할 때, 제어부(8)는 차선을 변경하는 것이 운전자의 의도라고 판단한다.
여기에서, 차선을 변경하는 것이 운전자의 의도인지 여부가 조향각 및 조향각 가변량에 의해 판단되는 경우에 대해 설명하였지만, 차선 변경 의도는 또한 조향 토오크에 기초하여 판단될 수 있다.
그 후, 단계(S11)에서, 제어부(8)가 차선을 변경하는 것이 운전자의 의도가 아니라고 판단할 때, 과정은 단계(S12)로 진행해서, 차선 변경 플래그(Fch)는 차선을 변경하는 것이 운전자의 의도가 아님을 의미하는 "0"으로 재설정되며, 과정은 단계(S13)로 진행해서, 제어부(8)는 차선 이탈 판단 플래그(Fout)가 "1"로 설정되었는지 여부를 판단한다. Fout=0일 때, 과정은 후술하는 단계(S18)로 진행하며, Fout=1일 때, 과정은 단계(S14)로 진행해서, 경보 장치(24)에 경보 신호(AL)을 출력함으로써 경보가 작동된다.
다음으로, 단계(S15)에서, 목표 요 모멘트가 아래의 수학식 3에 의해 계산되며, 과정은 후술하는 단계(S21)로 진행한다.
Ms = K1ㆍX + K2ㆍdX
여기에서, K1 및 K2라는 항목은 차속(V)에 따라 변동 또는 요동하는 이득값이다.
단계(S11)에서 제어부(8)가 차선을 변경하는 것이 운전자의 의도라고 판단할 때, 과정은 단계(S16)로 진행해서, 차선 변경 플래그(Fch)는 차선을 변경하는 것이 운전자의 의도라는 사실을 나타내는 "1"로 설정된다. 다음으로, 과정은 단계(S17)로 진행해서, 단계(S3)의 주행 차선 상태 판단 처리에서, 제어부(8)는 불균일한 도로 플래그(Frj) 또는 낮은 μ 플래그(Fmj)가 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향이 받아들여짐을 의미하는 "1"로 설정되었는지 여부를 판단한다.
단계(S17)의 판단 결과가 Frj≠1 및 Fmj≠1일 때, 과정은 단계(S18)로 진행해서, 차선 이탈 판단 플래그(Fout)는 "0"으로 재설정되고, 과정은 단계(S21)로 진 행한다. 그러나, 단계(S17)의 판단 결과가 Frj=1 및 Fmj=1일 때, 과정은 단계(S19)로 진행해서, 제어부(8)는 주행 차선 상의 외란을 받기 전에 운전자가 고의로 차선을 변경하였는지 여부를 판단한다.
이런 판단은 주행 차선 상의 외란을 받기 전 차선 변경 플래그(Fch)가 "1"로 설정되었는지 여부에 의해 수행되며, 외란 영향 전에 차선 변경 플래그(Fch)가 "0"으로 재설정될 때, 제어부(8)는 차선 변경의 의도가 없음을 판단하고 과정은 단계(S18)로 진행한다.
단계(S19)의 판단 결과가 외란 영향 전에 차선 변경 플래그(Fch)가 "1"로 설정되는 것일 때, 제어부(8)는 외란 영향 전에 차선 변경의 의도가 있었다고 판단하고 과정은 단계(S20)로 진행해서, 목표 요 모멘트는 다음의 수학식 4에 의해 계산되며, 과정은 단계(S21)로 진행한다.
Ms = K3(Φ2 - Φ1) + K4ㆍX + K5ㆍρ
여기에서, K3 및 K4라는 항목은 차속(V)에 따라 변동 또는 요동하는 이득값이고, Φ1 및 Φ2라는 항목은 외란 영향을 받기 전후의 요 모멘트이다.
단계(S21)에서, 각 차륜의 목표 제동 유압(Psj)을 계산하는 목표 제동 유압 계산 과정이 차선 이탈 판단 플래그(Fout), 목표 요 모멘트(Ms) 및 마스터 실린더 유압(Pm)에 따라 계산된다.
다음으로, 과정은 단계(S22)로 진행해서, 단계(S21)에서 계산된 목표 제동 유압(PsFL 내지 PsRR)이 제동 유압 제어 유닛(7)으로 출력되고, 시간 중단 과정이 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 단계(S3)에서, 도3에서 도시된 주행 차선 상태 판단 처리가 수행된다. 우선, 단계(S31)에서, 제어부(8)는 호스트 차량이 서스펜션 스트로크 센서(23)에 의해 검출된 각 차륜의 스트로크량(Stj) 및 스트로크량(Stj)으로부터 계산된 스트로크 속도(Stj')를 이용하여 노면 상의 불균일로 인한 영향을 받고 있는지 여부를 판단한다.
이런 판단은 스트로크량(Stj) 및 스트로크 속도(Stj')가 사전 설정된 판단 임계값(Sts 및 Svs) 이상인지 여부에 의해 수행된다. Sts≥Stj이고 Stj'≥Svs일 때, 제어부(8)는 차륜이 노면 상의 불균일로 인한 영향을 받고 있다고 판단하며, 과정은 단계(S32)로 진행한다.
단계(S32)에서, 불균일 영향 플래그(Frj)는 외란 영향을 받고 있음을 의미하는 "1"로 설정되고, 차선 이탈 판단 임계값(Ts)은 정상 이탈 판단 임계값보다 작은 값(Ts1)으로 설정되고 제동 판단 임계값(Tr)은 정상 제동 판단 임계값보다 작은 값(Tr1)으로 설정되며, 주행 차선 상태 판단 처리는 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
단계(S31)의 판단 결과가 St < Sts이고 St' < Svs일 때, 과정은 단계(S33)로 진행해서, 제어부(8)는 불균일 영향 플래그(Frj)가 이전 표본에서 "1"로 설정되는지 여부를 판단한다.
그 후, Frj=0일 때, 과정은 후술하는 단계(S36)로 진행하고, Frj=1일 때, 과정은 후술하는 단계(S34)로 진행해서, 제어부(8)는 노면 상의 불균일 영향을 받은 후 소정 시간이 경과했는지 여부를 판단한다. 소정 시간이 경과하지 않았을 때, 주행 차선 상태 판단 처리는 Frj=1로 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
소정 시간이 경과했을 때, 과정은 단계(S35)로 진행해서, 불균일 영향 플래그(Frj)는 "0"으로 재설정되고, 과정은 단계(S36)로 진행한다.
단계(S36)에서, 제어부(8)는 호스트 차량이 각각의 차륜 속도 및 차속에 의해 계산된 각각의 차륜의 활주율(Sdj)을 이용하여 낮은 마찰 계수 도로(낮은 μ 도로)로 인한 영향을 받고 있는지 여부를 판단한다.
이런 판단은 활주율(Sdj)이 사전 설정된 판단 임계값(Sds) 이상인지 여부에 의해 수행된다. Sdj ≥ Sds일 때, 제어부(8)는 차륜이 낮은 μ 도로의 영향을 받고 있음을 판단하고 과정은 단계(S37)로 진행한다.
단계(S37)에서, 낮은 μ 영향 플래그(Fmj)는 외란 영향을 받고 있음을 의미 하는 "1"로 설정되며, 차선 이탈 판단 임계값(Ts)은 보통의 이탈 판단 임계값보다 작은 값(Ts2)로 설정(Ts2 < Ts1)되며, 제동 판단 임계값(Tr)은 보통의 제동 판단 임계값보다 작은 값(Tr2)로 설정(Tr2 < Tr1)되며, 주행 차선 상태 판단 처리는 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀된다.
단계(S36)에서의 판단 결과가 Sdj < Sds일 때, 과정은 단계(S38)로 진행해서, 제어부(8)는 낮은 μ 영향 플래그(Fmj)가 이전 표본에서 "1"로 설정되는지 여부를 판단한다.
그 후, Fmj=0일 때, 주행 차선 상태 판단 처리는 Fmj=0으로 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다. Fmj=1일 때, 과정은 단계(S39)로 진행해서, 제어부(8)는 낮은 μ 도로의 영향을 받은 후 소정 시간이 경과했는지 여부를 판단한다.
단계(S39)의 판단 결과가 소정 시간이 경과하지 않았음일 때, 주행 차선 상태 판단 처리는 Fmj=1로 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다. 단계(S39)의 판단 결과가 소정 시간이 경과했음일 때, 과정은 단계(S40)로 진행하고, 낮은 μ 영향 플래그(Fmj)는 "0"으로 재설정되고, 주행 차선 상태 판단 처리는 종료되고, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 단계(S21)에서는 도4 및 도5에 도시된 목표 제동 유압 계산 과정이 수행된다. 우선, 단계(S101)에서, 제어부(8)는 차선 이탈 판단 플래그(Fout)가 "1"로 설정되는지 여부를 판단한다.
단계(S101)의 판단 결과가 Fout = 0일 때, 과정은 단계(S102)로 진행해서, 아래의 수학식 5에 도시된 바와 같이, 전방 좌륜의 목표 제동 유압(PsFL) 및 전방 우륜의 목표 제동 유압(PsFR)이 마스터 실린더 유압(Pm)으로 설정되며, 아래의 수학식 6에 도시된 바와 같이, 후방 좌륜의 목표 제동 유압(PsRL) 및 후방 우륜의 목표 제동 유압(PsRR)은 마스터 실린더 압력(Pm)으로부터 계산된 종방향 배분을 고려하여 후륜 마스터 실린더 압력(Pmr)으로 설정되며, 목표 제동 유압 계산 과정은 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀된다.
PsFL = PsFR = Pm
PsRL = PsRR = Pmr
단계(S101)의 판단 결과가 Fout = 1일 때, 과정은 단계(S103)로 진행해서, 제어부(8)는 목표 요 모멘트(Ms)가 사전 설정된 값(Ms1) 이상인지 여부를 판단한다. ｜Ms｜ < Ms1일 때, 과정은 단계(S104)로 진행해서, 단계(S3)의 주행 차선 상태 판단 처리에서, 제어부(8)는 불균일 도로 플래그(Frj) 또는 낮은 μ 플래그(Fmj)가 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향을 받고 있음을 의미하는 "1"로 설정되는지 여 부를 판단한다.
단계(S104)의 판단 결과가 외란에 기인하는 영향을 받고 있지 않음일 때, 과정은 단계(S105)로 진행해서, 아래의 수학식 7 및 8에 기초하여, 차이가 후방 좌우륜에서만 생성되도록 목표 제동 유압차(ΔPSF, ΔPSR)가 계산되고 설정되며, 과정은 후술하는 단계(S113)로 진행한다.
ΔPSF = 0
ΔPSR = 2ㆍKbrㆍ｜Ms｜/T
여기에서, 항목 T는 전륜 및 후륜의 동일 윤거이다. 또한, 항목 Kbr은 제동력이 제동 유압으로 전환 시의 전환 인자이고 브레이크 제원에 의해 결정된다.
또한, 단계(S104)의 판단 결과가 외란에 기인하는 영향을 받고 있음일 때, 과정은 단계(S106)로 진행해서, 아래의 수학식 9 및 10에 기초하여, 목표 제동 유압차(ΔPSF, ΔPSR)는 0으로 설정되며 과정은 후술하는 단계(S113)로 진행한다.
ΔPSF = 0
ΔPSR = 0
단계(S103)의 판단 결과가 ｜Ms｜ ≥ Ms1일 때, 과정은 단계(S107)로 진행해서, 제어부(8)는 단계(S104)에서와 동일한 방식으로 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향을 받고 있는지 여부를 판단한다. 외란에 기인하는 영향을 받고 있지 않을 때, 과정은 단계(S108)로 진행해서, 아래의 수학식 11 및 12에 기초하여, 차이가 각각의 차륜의 제동력에서 생성되도록 목표 제동 유압차(ΔPSF, ΔPSR)가 계산되고 설정되며, 과정은 후술하는 단계(S113)로 진행한다.
ΔPSF = 2ㆍKbfㆍ(｜Ms｜-Ms1)/T
ΔPSR = 2ㆍKbrㆍ(｜Ms｜-Ms1)/T
여기에서, 항목 Kbf는 제동력이 제동 유압으로 전환된 때의 전환 인자이고 브레이크 제원에 의해 결정된다. 이 경우, 이것은 전륜을 이용하여서만 제어될 수 있으며 ΔPSF = 2ㆍKbfㆍ｜Ms｜/T으로 설정된다.
또한, 단계(S107)의 판단 결과가 외란에 기인하는 영향을 받고 있음일 때, 과정은 단계(S109)로 진행해서, 제어부(8)는 차선 이탈 방향(Dout) 및 영향을 받은 제동륜의 방향이 서로 일치하는지 여부를 판단한다. 이들 방향이 서로 일치하지 않을 때, 과정은 후술하는 단계(S112)로 진행하며, 방향이 서로 일치할 때, 과정은 단계(S110)로 진행해서, 제어부(8)는 전방 제동륜이 영향을 받고 있는지 여부를 판 단한다.
전방 제동륜만이 외란에 의해 영향을 받을 때, 과정은 단계(S111)로 진행해서, 아래의 수학식 13 및 14에 기초하여, 차이가 후방 좌우륜의 제동력에서만 생성되도록 목표 제동 유압차(ΔPSF, ΔPSR)가 계산되고 설정되며, 과정은 후술하는 단계(S113)로 진행한다.
ΔPSF = 0
ΔPSR = 2ㆍKbrㆍ(｜Ms｜-Ms1)/T
전방 및 후방 제동륜이 외란에 의해 영향을 받을 때, 과정은 단계(S112)로 진행해서, 아래의 수학식 15 및 16에 기초하여, 목표 제동 유압차(ΔPSF, ΔPSR)는 0으로 설정되며, 과정은 후술하는 단계(S113)로 진행한다.
ΔPSF = 0
ΔPSR = 0
단계(S113)에서, 좌우륜 모두에 제동력을 생성하기 위한 목표 제동 유압(Pg)이 호스트 차량의 감속을 위해 후술하는 수학식 17에 기초하여 계산되며, 과정은 도5의 단계(S114)로 진행한다.
Pg = KgvㆍV + KgxㆍdX
여기에서, 항목 Kgv 및 Kgx는 차속 및 측방 변위량에 따라 설정된 제동력이 제동 유압으로 전환될 때의 전환 인자이다. 또한, 목표 제동 유압(Pg)으로부터 계산된 종방향 분포를 고려한 후륜 목표 제동 유압이 Pgr로 표현된다.
다음으로, 제어부(8)는 주행 차선 상태 판단 및 주행 이탈 방향에 의해, 호스트 차량을 감속하기 위한 목적으로 좌우륜 모두에 제동력을 생성할 것인지 여부를 판단하며, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 운전자에 의한 제동 작업인 마스터 실린더 유압(Pm)을 고려하여 계산된다.
우선, 도5의 단계(S114)에서, 제어부(8)는 추정 이탈 시간(Tout)이 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향에 따라 설정된 제동 판단 임계값(Tr)의 이하(즉, Tr < Ts)인지 여부를 판단한다. Tout > Tr일 때, 과정은 단계(S115)로 진행해서, 제어부(8)는 단계(S104)에서와 동일한 방식으로 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향을 받고 있는지 여부를 판단한다.
외란에 기인하는 영향을 받고 있지 않을 때, 과정은 단계(S116)로 진행해서, 제어부(8)는 목표 요 모멘트(Ms)가 음의 값인지 여부, 즉 장래 좌측 방향으로 생성될 것인지 여부를 판단한다. Ms < 0일 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 18에 기초하여 계산되며, Ms ≥ 0일 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 19에 기초하여 계산되며, 제동 유압 계산 과정은 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
PsFL = Pm
PsFR = Pm + ΔPsF
PsRL = Pmr
PsRR = Pmr + ΔPsR
PsFL = Pm + ΔPsF
PsFR = Pm
PsRL = Pmr + ΔPsR
PsRR = Pmr
단계(S115)의 판단 결과가 외란에 기인하는 영향을 받고 있음일 때, 과정은 단계(S117)로 진행해서, 제어부(8)는 목표 요 모멘트(Ms)가 사전 설정된 설정값(Ms1) 이상인지 여부를 판단한다. ｜Ms｜ < Ms1일 때, 과정은 단계(S119)로 진행하며, ｜Ms｜ ≥ Ms1일 때, 과정은 단계(S118)로 진행한다.
단계(S118)에서, 제어부(8)는 차선 이탈 방향(Dout) 및 영향을 받은 제동 차륜의 방향이 서로 일치하는지 여부 및 전방 제동륜만이 영향을 받는지 여부를 판단한다. 이들 방향이 서로 일치하고 단지 전방 제동륜만이 영향을 받을 때, 과정은 후술하는 단계(S119)로 진행한다.
단계(S119)에서, Ms < 0일 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 20에 기초하여 계산되며, Ms ≥ 0일 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 21에 기초하여 계산되며, 목표 제동 유압 계산 과정은 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
PsFL = Pm + Pg/2
PsFR = Pm + ΔPsF + Pg/2
PsRL = Pmr + Pgr/2
PsRR = Pmr + ΔPsR + Pgr/2
PsFL = Pm + ΔPsF + Pg/2
PsFR = Pm + Pg/2
PsRL = Pmr + ΔPsR + Pgr/2
PsRR = Pmr + Pgr/2
단계(S118)의 판단 결과가 방향들이 일치하지 않고 전방 및 후방 제동륜이 영향을 받고 있지 않음일 때, 과정은 단계(S120)로 진행해서, Ms < 0일 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 22에 기초하여 계산되며, Ms ≥ 0일 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 23에 기초하여 계산되며, 목표 제동 유압 계산 과정은 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
PsFL = Pm + 2/3ㆍPg
PsFR = Pm + ΔPsF + 2/3ㆍPg
PsRL = Pmr + 2/3ㆍPg
PsRR = Pmr + ΔPsR + 2/3ㆍPg
PsFL = Pm + ΔPsF + 2/3ㆍPg
PsFR = Pm + 2/3ㆍPg
PsRL = Pmr + ΔPsR + 2/3ㆍPg
PsRR = Pmr + 2/3ㆍPg
또한, 단계(S114)의 판단 결과가 Tout ≤ Tr일 때, 과정은 단계(S121)로 진행해서, 제어부(8)는 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향을 받고 있는지 여부를 판단한다. 외란에 기인하는 영향을 받고 있지 않을 때, 과정은 단계(S122)로 진행해서, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 20 또는 21에 기초하여 단계(S119)와 동일한 방식으로 계산되며, 목표 제동 유압 계산 과정은 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
단계(S121)의 판단 결과가 외란에 기인하는 영향을 받고 있음일 때, 과정은 단계(S123)로 진행해서, 제어부(8)는 목표 요 모멘트(Ms)가 사전 설정된 설정값(Ms1) 이상인지 여부를 판단한다. ｜Ms｜ < Ms1일 때, 과정은 단계(S125)로 진행하며, ｜Ms｜ ≥ Ms1일 때, 과정은 단계(S124)로 진행한다.
단계(S124)에서, 제어부(8)는 차선 이탈 방향(Dout) 및 영향을 받은 제동 차륜의 방향이 서로 일치하는지 여부 및 전방 제동륜만이 영향을 받는지 여부를 판단한다. 이들 방향이 서로 일치하고 단지 전방 제동륜만이 영향을 받을 때, 과정은 후술하는 단계(S125)로 진행한다.
단계(S125)에서, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 22 또는 23에 기초하여 단계(S120)에서와 동일한 방식으로 계산되며, 목표 제동 유압 계산 과정은 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 단계(S124)의 판단 결과가 방향들이 일치하지 않고 전방 및 후방 제동륜이 영향을 받고 있지 않음일 때, 과정은 단계(S126)로 진행한다. Ms < 0일 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 24에 기초하여 계산되며, Ms ≥ 0일 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)은 아래의 수학식 25에 기초하여 계산되며, 목표 제동 유압 계산 과정은 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
PsFL = Pm + 3/4ㆍPg
PsFR = Pm + ΔPsF + 3/4ㆍPg
PsRL = Pmr + 3/4ㆍPg
PsRR = Pmr + ΔPsR + 3/4ㆍPg
PsFL = Pm + ΔPsF + 3/4ㆍPg
PsFR = Pm + 3/4ㆍPg
PsRL = Pmr + ΔPsR + 3/4ㆍPg
PsRR = Pmr + 3/4ㆍPg
도2 내지 도5의 차선 이탈 방지 제어 과정에서, 단계(S4, S5)의 과정은 차선 이탈 판단 섹션에 대응한다. 단계(S31, S32)의 과정은 주행 상태(불균일) 검출 섹션에 대응한다. 단계(S36, S37)의 과정은 낮은 μ 검출 섹션에 대응하고, 단계(S11)의 과정은 차선 변경 판단 섹션에 대응한다. 단계(S15, S17, S19, S20) 및 단계(S103 내지 S112)의 과정은 요 제어량 계산 섹션에 대응한다. 단계(S113)의 과정은 제동 제어량 계산 섹션에 대응한다. 단계(S114 내지 S126)의 과정은 제동 구동력 제어 섹션에 대응한다.
따라서, 이하 호스트 차량은 주행 차선 상의 외란을 수용함이 없이 주행 차선을 따라 직선으로 구동하고 있다고 전제한다. 이 경우, Tout ≥ Ts인 추정 이탈 시간(Tout)은 도2 내지 도5의 차선 이탈 방지 제어 과정의 단계(S4)에서 계산되기 때문에, 과정은 단계(S5)로부터 단계(S6)로 진행해서, 차선 이탈 판단 플래그(Fout)는 0이 되고 상태는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있지 않음을 나타내는 상태가 된다. 따라서, 과정은 도4의 단계(S101)의 판단에 의해 단계(S102)로 진행하며, 운전자의 제동 작업에 대응하는 마스터 실린더 압력(Pm, Pmr)은 각각 차륜(5FL 내지 5RR)의 목표 제동 압력(PsFL 내지 PsRR)에 대해 설정되며, 운전자의 조향 작업에 대응하는 주행 상태가 계속된다.
이 상태로부터, 호스트 차량은 운전자의 부주의한 주행으로 인해 주행 차선의 중심에서 점차 좌측 방향으로 이탈하기 시작한다고 가정한다. 이 경우, Tout < Ts인 추정 이탈 시간(Tout)이 단계(S4)에서 계산되기 때문에, 단계(S7)에서 차선 이탈 판단 플래그(Fout)는 1이 되고 상태는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있음을 나타내는 상태가 된다. 운전자에게는 차선 변경 의도가 없기 때문에, 단계(S11)로부터 단계(S12)에서 차선 변경 플래그(Fch)는 0이며, 과정은 단계(S13)를 거쳐 단계 (S14)로 진행해서, 차선 이탈 경보가 운전자에게 발해지고 차선 이탈 방지 방향의 목표 요 모멘트(Ms)가 수학식 3에 기초하여 단계(S15)에서 계산된다. 이 경우, Tout > Tr인 추정 이탈 시간(Tout)이 계산될 때, 이탈 방지 제어는 단지 요 모멘트 제어에 의해 수행되며, 우측 목표 제동 유압(PsFR, PsRR)은 목표 요 모멘트(Ms)가 생성되도록 도5의 단계(S116)에서 수학식 18에 기초하여 크게 설정됨으로써, 차선 이탈 방지 방향인 우측 방향으로의 경로 보정이 정밀하게 수행된다.
Tout ≤ Tr인 추정 이탈 시간(Tout)이 계산될 때, 이탈 방지 제어는 요 모멘트 제어 및 감속 제어 모두에 의해 수행되며, 우측 목표 제동 유압(PsFR, PsRR)은 목표 요 모멘트(Ms) 및 목표 제동 유압(Pg)에 기초한 단계(S122)의 수학식 20에 기초하여 크게 설정되며, 감속 제어를 위한 제동력이 좌측 및 우측 차륜 모두에 생성됨으로써, 차선 이탈 방지 방향인 우측 방향으로의 경로 보정이 정밀하게 수행된다.
이런 방식으로, 요 제어 및 감속 제어가 호스트 차량의 차선 이탈 상태에 따르는 이탈 방지 제어를 수행하도록 결합되기 때문에, 불충분한 통제력을 갖고 제동이 인가되는 차륜과 불충분한 차선이 요 제어에 의한 요 모멘트로 인해 이탈된 경우에도, 감속 제어에 의한 제동력에 의해 정밀하게 수행될 수 있다.
호스트 차량(MC)이 도6의 (a)에 도시된 바와 같이 주행 차선을 따라 직선으로 주행될 때, 우측 차륜은 차량 주행 차선에서의 불균일(A)에 의해 영향을 받으며, 차량 거동은 변경되고 차량은 우향 이탈 경향에 있게 된다고 가정한다. 이 경 우, StFR ≥ StS인 스트로크량(StFR)이 서스펜션 스트로크 센서(23)에 의해 검출되고 스트로크 속도(StFR')는 StFR' ≥ SvS이기 때문에, 도3의 단계(S32)에서 불균일 영향 플래크 FrFR = 1이고, 상태는 불균일의 영향을 받는 것을 나타내는 상태로 되고, 차선 이탈 판단 임계값(Ts)은 정상 이탈 판단 임계값보다 작은 값(Ts1)으로 설정된다. 그 후, 추정 이탈 시간(Tout)은 단계(S4)에서 측방 변위의 가변량 및 차선까지의 거리로부터 계산되며, 이러한 추정 이탈 시간(Tout)은 단계(S32)에서 설정된 차선 이탈 판단 임계값(Ts)와 비교됨으로써, 차선 이탈 판단이 수행된다.
이런 방식에서, 차선 이탈 판단 임계값(Ts)은 호스트 차량 주행 차선 상의 불균일에 기인하는 영향을 받을 때 정상값보다 작게 설정되기 때문에, 차선 이탈 판단은 예컨대 운전자의 부주의한 주행에 기인하는 정상 차선 이탈의 경우에 비해 억제될 수 있으며, 이탈 방지 제어는 운전자에게 불편감을 주지 않고 적절하게 수행될 수 있다.
또한, 제어부(8)가 도2의 단계(S5)에서 Tout < Ts임을 판단할 때, 단계(S7)에서 차선 이탈 판단 플래그(Fout)는 1이 되고 상태는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있음을 나타내는 상태가 된다. 운전자에게는 차선 변경 의도가 없기 때문에, 단계(S11)로부터 단계(S12)에서 차선 변경 플래그(Fch)는 0이며, 단계(S13)를 거쳐 단계(S14)에서, 차선 이탈 경보가 운전자에게 발해지고, 차선 이탈 방지 방향의 목표 요 모멘트(Ms)가 수학식 3에 기초하여 단계(S15)에서 계산된다.
차선 이탈 방향은 우측이고 외란의 영향을 받는 차륜은 우측 전륜이기 때문에, 차선 이탈 방향(Dout) 및 영향을 받는 제동륜의 방향은 일치한다. 따라서, 목표 요 모멘트(Ms)는 ｜Ms｜ ≥ Ms1되도록 될 때, 후방 좌우륜의 제동력 차이를 생성하기 위한 목표 제동 유압차(ΔPsF, ΔPsR)이 수학식 13 및 14에 기초하여 도4의 단계(S111)에서 계산된다. 또한, Tout > Tr일 때, 좌측 후륜의 목표 제동 유압(PsRL)은 도5의 단계(S119)의 수학식 21에 기초하여 크게 설정되며, 감속 제어를 위한 제동력이 좌우륜 모두에서 생성됨으로써, 차선 이탈 방지 방향인 좌측 방향으로의 경로 보정이 정밀하게 수행된다.
또한, 도6의 (b)에서 도시된 바와 같이, 우륜 및 좌륜이 호스트 차량 주행 차선에서의 불균일(B)에 의한 영향을 받고, 차량 거동이 변경되고, 차량은 우향 이탈 경향에 있다고 가정한다. 이 경우, 제어부(8)는 전방 및 후방 제동륜이 도4의 단계(S110)의 판단에 의해 주행 차선 상의 외란의 영향을 받고, 목표 제동 유압차(ΔPsF, ΔPsR)는 수학식 15 및 16에 기초하여 단계(S112)에서 0으로 설정된다. 따라서, Tout > Tr일 때, 감속 제어를 위한 제동력이 도5의 단계(S119)의 수학식 21에 기초하여 좌륜 및 우륜 모두에서 생성됨으로써, 제동력이 호스트 차량에서 생성되며 차선 이탈은 방지된다.
이런 방식에서, 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향을 받을 때, 목표 제동 유압차(ΔPsF, ΔPsR)는 영향을 받는 제동륜을 고려하여 계산된다. 따라서, 예컨 대, 전륜만이 영향을 받을 때, 후륜의 목표 제동 유압은 요 제어에 의해 크게 설정되고 감속 제어가 수행되며, 전륜 및 후륜이 영향을 받을 때, 요 제어는 수행되지 않고 차선 이탈 방지 제어가 단지 감속 제어에 의해 수행됨으로써, 불충분한 통제력을 갖고 제동이 인가되는 차륜 및 불충분한 요 제어에 의한 요 모멘트에 기인하는 차선 이탈이 방지될 수 있으며, 차선 이탈은 감속 제어에 의해 제동력을 증가시킴으로써 정밀하게 방지될 수 있다.
또한, 운전자가 방향 지시 스위치(22)를 작동시키고 호스트 차량(MC)은 장래 인접 차선으로 차선을 변경할 것으로 가정된다. 이 상태에서, 도7에 도시된 바와 같이, 우측 전륜이 주행 차선의 불균일(C)로 인한 영향을 받고 차량 거동이 변경되고 차량은 우향 이탈 경향에 있을 때, 과정은 단계(S31)에서 단계(S32)로 진행하고, 불균일 영향 플래그 FrFR는 1이 되고, 상태는 불균일 영향을 받음을 나타내는 상태로 된다. 그 후, 제어부(8)는 도2의 단계(S11)에서, 차선을 변경하는 것이 운전자의 의도이고, 차선 변경 플래그(Fch)는 단계(S16)에서 1이고, 과정은 단계(S17)로 진행하고, 불균일 영향 플래그 FrFR = 1이 됨으로써, 과정은 단계(S19)로 진행한다고 판단한다. 외란에 기인하는 영향을 받기 전에 차선 변경 의도가 있기 때문에, 과정은 단계(S19)에서 단계(S20)로 진행해서, 목표 요 모멘트(Ms)는 수학식 4에 기초하여 계산된다.
따라서, 차선 변경시 주행 차선 상의 외란으로 인한 영향을 받고 외란 영향을 받기 전에도 차선 변경 의도가 있었던 경우, 목표 요 모멘트는 차량이 영향을 받기 전 차량 방향으로 복귀시키는 범위로 설정됨으로써, 차선 변경은 원활히 수행될 수 있으며 이탈 방지 제어는 운전자에게 불편감을 주지 않고 수행될 수 있다.
이런 방식에서, 본 실시예에서는 호스트 차량 주행 차선의 불균일 및 낮은 마찰 계수와 같은 외란에 기인하는 차량 거동이 검출되며, 제어부(8)가 외란에 기인하는 영향을 받고 있다고 판단할 때, 차선 이탈 판단 임계값은 변경되고 이탈 판단이 수행된다. 따라서, 예컨대, 이탈 판단은 운전자의 부주의한 주행에 기인하는 정상 차선 이탈의 경우에 비해 억제될 수 있으며, 상태에 따르는 적절한 이탈 방지 제어가 수행될 수 있다.
또한, 주행 차선 상의 외란의 영향을 받았을 때, 제어부(8)는 이들 영향을 소정 시간동안 계속 받게 될 것이라고 판단함으로써, 차선 이탈이 외란의 영향에 기인하는 차선 이탈인지 여부가 정밀하게 판단될 수 있으며, 차선 이탈 방지 제어는 운전자에게 불편감을 주지 않고 수행될 수 있다.
또한, 요 제어 및 감속 제어는 호스트 차량의 차선 이탈 상태에 따라 이탈 방지 제어를 수행하도록 결합되며, 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향을 받을 때, 목표 제동 유압은 이 영향을 받는 제동륜에 따라 계산되고 이탈 방지 제어가 수행됨으로써, 불충분한 통제력을 갖고 제동이 인가되는 차륜 및 불충분한 요 제어에 의한 요 모멘트에 기인하는 차선 이탈이 방지될 수 있다.
또한, 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향을 받고 있을 때, 감속 제어시의 제동력은 외란 영향을 받지 않는 경우에 비해 크게 설정되며, 전후륜이 외란 영향을 받을 때, 감속 제어시의 제동력은 전륜만이 외란 영향을 받는 경우에 비해 크게 설정된다. 따라서, 차선 이탈이 정밀하게 방지될 수 있다.
또한, 차선 변경시 주행 차선 상의 외란에 기인하는 영향을 받을 때, 제어부(8)는 외란 영향을 받기에 앞서 운전자의 차선 변경 의도가 있었는지 여부를 판단하며, 외란 영향에 앞서 운전자의 차선 변경 의도가 있었을 때, 목표 요 모멘트는 외란 영향을 받기 전의 차량 방향으로 차량을 복귀시키도록 설정된다. 따라서, 차선 변경은 원활하게 수행될 수 있으며, 차선 이탈 방지 제어는 운전자에게 불편감을 주지 않고 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 차륜(5FL 내지 5RR)의 제동 압력(PsFL 내지 PsRR)이 차선 이탈 방지 방향으로 요 모멘트(Ms)를 생성하기 위해 개별적으로 제어되도록 구성되기 때문에, 차량 경로는 차선 이탈 방지 방향으로 정밀하게 보정될 수 있다.
상술한 실시예에서 호스트 차량의 속도는 차속 센서에 의해 검출되는 각각의 차속에 기초하여 계산되는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. ABS 제어가 작동하는 경우, 본 발명은 ABS 제어 내에서 추정된 추정 차속이 적용되고, 항법 시스템이 배치되는 경우 항법 시스템에 의해 사용되는 값이 적용될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서 목표 요 모멘트는 도2의 단계(S15)의 수학식 3에 기초하여 계산되는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 목표 요 모멘트는 호스트 차량의 주행 차선에 대한 요 각도(Φ), 측방 변위(X) 및 주행 차선 곡률(ρ)에 기초한 다음의 수학식에 기초하여 계산될 수도 있다.
Ms = KaㆍΦ + KbㆍX + Kcㆍρ
이때, 항목 Ka, Kb, Kc는 차속(V)에 따라 변동 또는 요동하는 이득값이다.
또한, 상술한 실시예에서 목표 제동 유압은 도4의 단계(S113)의 수학식 17에 기초하여 계산되는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 목표 제동 유압은 또한 차속(V), 호스트 차량의 주행 차선에 대한 요 각도(Φ) 및 주행 차선 곡률(ρ)에 기초한 다음의 수학식에 기초하여 계산될 수도 있다.
Pg = KgvㆍV + KgfㆍΦ + Kgrㆍρ
이때, 항목 Kgf 및 Kgr는 요 각도(Φ) 및 주행 차선 곡률에 따라 설정되는 제동력이 제동 유압으로 전환될 때의 전환 인자이다.
또한, 상술한 실시예에서 경보는 운전자가 차선을 변경하지 않을 때 발해졌고 차량은 차선 이탈 경향이 있는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 경보가 발해지는 타이밍과 제동 제어(요 제어 및 감속 제어)가 수행되는 타이밍에서 전환이 생성될 수 있다. G는 제동 제어를 사용함으로써 운전자에게 적용되기 때문에, 이런 제동 제어 자체는 경보 효과를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서 종방향 가속, 측방향 가속 및 요율(φ)은 호스트 차량에 배치된 항법 시스템에 의해 검출되는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 종방향 가속 및 측방향 가속을 검출하는 가속 센서를 배치 하고 요율(φ)을 검출하는 요율 센서를 배치하는 것과 같이 이들 각각을 검출하는 센서가 적용될 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 차선 이탈 방지 방향의 요 모멘트(Ms)를 호스트 차량에 생성하기 위해 차륜(5FL 내지 5RR)의 제동 압력(PsFL 내지 PsRR)만이 제어되었던 구성이 설명되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 차륜(5FL 내지 5RR)의 구동력을 제어할 수 있는 구동력 제어 장치가 배치될 때, 제동 압력 및 차륜(5FL 내지 5RR)의 구동력을 제어함으로써 차선 이탈 방지 방향의 요 모멘트(Ms)가 생성될 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서 본 발명이 후륜 구동 차량에 대해 적용되었던 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 전륜 구동 차량에도 적용될 수 있다. 이 경우, 차륜 속도(VwRL 내지 VwRR), 호스트 차량의 속도(V)는 비구동 차륜인 후방 좌우륜의 속도(VwRL 내지 VwRR)의 평균값으로부터 단계(S2)에서 계산될 수 있다.
제2 실시예
이하, 도8 내지 도15를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차선 이탈 방지 장치가 설치된 호스트 차량에 대해 설명하기로 한다. 도8에 도시된 호스트 차량의 개략적 구성도에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차선 이탈 방지 장치가 설치되어 있다. 제1 및 제2 실시예 사이의 유사성의 관점에서 볼 때, 제1 실시예의 부품 또는 단계와 동일한 제2 실시예의 부품 또는 단계는 제1 실시예의 부품과 동일한 인용 부호를 사용하기로 한다. 또한, 제1 실시예의 부품 또는 단계와 동일한 제2 실시예의 부품 또는 단계에 대한 설명은 간결성을 위해 생략하기로 한다. 즉, 달리 설명하지 않는한, 제2 실시예의 차량의 나머지 구성은 제1 실시예의 구성과 동일하다.
제2 실시예에서, 호스트 차량에는 바람직하게는 제1 실시예의 모든 특징부가 설치되지만, 저장 장치(25) 및 와이퍼 작동을 검출하는 와이퍼 스위치(26)를 추가로 포함한다. 작동 상태 또는 비작동 상태에 있는 호스트 차량의 와이퍼를 나타내는 검출 신호가 와이퍼 스위치(26)로부터 제어부(8)로 출력된다.
이러한 제2 실시예의 제어부(8)는 호스트 차량 주행 도로의 노면 마찰 계수와 같은 호스트 차량의 주행 상태에 기초하여 차선 이탈 판단을 수행하도록 구성된다. 호스트 차량이 주행 차선에서 이탈하는 경향이 있을 때, 요 제어 및 감속 제어의 제어량은 호스트 차량 주행 도로의 노면 마찰 계수를 고려하여 계산되며, 제동 제어가 수행된다. 노면 마찰 계수가 낮을 때, 차선 이탈은 이탈 제어가 개시되는 타이밍을 빨리함으로써 적절히 방지될 수 있으며, 요 모멘트가 생성될 때 차량 거동에 기인하여 승객에게 주어지는 불편감은 차량에서 생성되는 요 모멘트를 작게 설정함으로써 방지될 수 있다.
이하, 도9 및 도10의 플로우챠트에 따라 제어부(8)에 의해 수행되는 차선 이탈 방지 제어 과정에 대해 설명하기로 한다. 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 실시예의 차선 이탈 방지 제어 과정은, 예컨대 10 msec마다 타이머 중단 과정에 의해 수행된다. 도9 및 도10에 도시된 과정에는 통신 처리가 포함되지 않지만, 계산 과정에 의해 얻어지는 정보는 갱신되어 임의 접근 메모리에 저장되며, 필요한 정보는 필요할 때 임의 접근 메모리로부터 판독된다.
우선, 도9의 단계 S51에서, 센서 및 제어부에서 나온 다양한 데이터가 제어부(8)에 의해 판독된다. 상세하게는, 센서에 의해 검출된 각각의 차륜 속도(Vwi)와, 마스터 실린더 압력(Pm)과, 조향각(δ)과, 방향 지시 스위치 신호(WS)와, 스트로크량(Stj)와, 카메라 제어부(14)로부터 주행 차선에 대한 차량 요 각도(Φ)와, 주행 차선 중심에서의 측방 변위(X)와, 주행 차선 곡률(ρ)과, 주행 차선폭(L)은 모두 제어부(8)에 의해 판독된다. 따라서, 도9의 단계(S51)의 과정은 주행 상태 검출 섹션을 구성한다.
다음으로, 과정은 단계(S52)로 진행해서, 저장 장치(25)에 저장된 노면 마찰 계수(μ)가 제어부(8)에 의해 판독된다. 이러한 노면 마찰 계수(μ)는 운전자에 의한 제동 작업시 ABS 시스템에 의해 추정되며, 노면 마찰 계수(μ)의 가장 최근값은 저장 장치(25)에 저장된다. 대안으로서, 현재 현 지점에서 소정 시간 또는 소정 구동 거리에 걸친 여러 개의 추정 마찰 계수가 저장되며, 이들 저장된 마찰 계수의 평균값 또는 가장 낮은 값이 노면 마찰 계수(μ)로서 사용된다.
다음으로, 단계(S53)에서, 호스트 차속(V)이 비구동 차륜의 차륜 속도의 평균값에 기초하여 계산된다. 도시된 실시예에서, 호스트 차량은 후륜에 의해 구동되며, 따라서 호스트 차속(V)은 전방 좌우륜(5FL, 5FR)의 속도(VwFL, VwFR)에 기초하여 계산된다. 따라서, 도시된 실시예에서, 호스트 차속(V)은 비구동 차륜인 전방 좌우륜의 속도(VwFL, VwFR)의 평균값으로부터 상술한 바와 같은 수학식 1을 사용하여 계산된다.
단계(S54)에서, 도11에 도시된 차선 이탈 판단 시간 계산 맵이 제어부(8)에 의해 참조되며, 호스트 차량이 주행 차선을 이탈할 때까지의 시간[Tt(sec)]이 단계(S52)에서 추정된 노면 마찰 계수(μ)에 따라 계산된다. 도11의 이러한 차선 이탈 판단 시간 계산 맵은 노면 마찰 계수(μ)가 소정 값(μSET)보다 높을 때 차선 이탈 판단 시간(Tt)이 소정 시간[TtSET]으로 설정되고 노면 마찰 계수(μ)가 소정 값(μSET) 이하일 때 노면 마찰 계수(μ)가 작게 됨에 따라 차선 이탈 판단 시간(Tt)이 소정 시간[TtSET]보다 크게 계산되도록 설정된다. 여기에서, 소정 값(μSET)은 제어부(8)가 제동 작업이 운전자에게 불편감을 주지 않고 수행될 수 있다고 판단하는 목표 노면 마찰 계수이다.
다음으로, 단계(S55)에서, 도12에 도시된 바와 같이, 소정 시간 후의 추정 측방 변위, 즉 차선 이탈 추정값(Xs)이 계산된다. 상세하게는, 차선 이탈 추정값(Xs)은 다음의 수학식 28에 따라 계산된다.
Xs = dx × Tt × X
따라서, 차선 이탈 추정값(Xs)은 단계(S51)에서 판독된 주행 차선 중심에서의 호스트 차량의 측방 변위(X), 측방 변위(X)를 적분함으로써 계산된 측방 변위 속도(dX) 및 단계(S54)에서 계산된 차선 이탈 판단 시간(Tt)에 기초하여 계산된다.
대안으로서, 차선 이탈 추정값(Xs)은 다음의 수학식 29에 따라 계산된다.
Xs = Tt × V × (Φ + Tt × V × ρ) + X
따라서, 차선 이탈 추정값(Xs)은 단계(S51)에서 판독된 호스트 차량의 주행 차선에 대한 차량 요 각도(Φ), 주행 차선 중심으로부터의 측방 변위(X), 주행 차선 곡률(ρ) 및 단계(S53)에서 계산된 호스트 차속(V)에 기초하여 계산된다.
바람직하게는, 차선 이탈 추정값(Xs)은 좌측 방향으로 이탈할 때 양의 값이며 우측 방향으로 이탈할 때 음의 값이다. 그 후, 과정은 단계(S56)로 진행한다.
호스트 차량의 차선 이탈은 주행 차선에 있는 차량의 무게 중심에서 이격된 경계선의 위치, 즉 차선 이탈 경계선(XL)과 이러한 차선 이탈 추정값(Xs)을 비교함으로써 판단된다. 우선, 차선 이탈 경계선(XL)이 단계(S56)에서 계산된다. 차선 이탈 경계선(XL)은 다음의 수학식 30에 의해 표현된다.
XL = ±(L - H)/2
수학식 4에서, 차선 이탈 경계선(XL)은 주행 차선 폭(L) 및 호스트 차량 폭(H)에 기초하여 계산된다. 주행 차선 중심의 좌측으로부터의 차선 이탈 경계선(XL)의 측정값은 양의 값이다.
이어서, 단계(S57)에서 제어부(8)는 차선 이탈 추정값(Xs)의 절대값(｜Xs｜)이 차선 이탈 경계선(XL)의 절대값(｜XL｜) 이상인지 여부를 판단한다. ｜Xs｜< ｜ XL｜일 때, 과정은 단계(S58)로 진행해서, 차선 이탈 판단 플래그(Fout)는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있지 않음을 의미하는 "0"으로 재설정된다. 따라서, 과정은 후술하는 단계(S63)로 진행한다.
그러나, ｜Xs｜≥｜XL｜일 때, 과정은 단계(S59)로 진행해서, 차선 이탈 판단 플래그(Fout)는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있음을 의미하는 "1"로 설정된다. 따라서, 과정은 단계(S60)로 진행해서, 제어부(8)는 차선 이탈 추정값(Xs)이 양 또는 음인지를 판단한다. 그 후, Xs ≥ 0일 때, 제어부(8)는 차선 이탈이 좌측임을 판단하고, 과정은 단계(S61)로 진행해서, 차선 이탈 방향 플래그(Dout)는 "1"로 설정된다. Xs < 0일 때, 제어부(8)는 차선 이탈이 우측임을 판단하고, 과정은 단계(S62)로 진행해서, 차선 이탈 방향 플래그(Dout)는 "2"로 설정된다. 과정은 단계(S61) 및 단계(S62)로부터 단계(S63)로 진행한다.
다음으로, 운전자의 차선 변경 의도가 방향 지시(회전 신호) 스위치(22)로부터의 방향 지시(회전 신호) 스위치 신호(WS) 및 조향각(17)로부터의 조향각(δ)을 검출함으로써 판단된다. 우선, 단계(S63)에서, 제어부(8)는 방향 지시 스위치(22)가 온(ON)인지 여부를 판단한다. 방향 지시 스위치가 온일 때, 과정은 단계(S64)로 진행해서, 제어부(8)는 방향 지시 스위치(22)의 작동 방향 및 차선 이탈 방향 플래그(Dout)에 의해 판단된 차선 이탈 방향이 일치하는지 여부를 판단한다. 양 방향이 일치할 때, 제어부(8)는 운전자의 차량 변경 의도가 있음을 판단한다. 따라 서, 과정은 단계(S65)로 진행해서, 차선 이탈 판단 플래그(Fout)는 "0"으로 재설정되며, 과정은 후술하는 단계(S67)로 진행한다. 양 방향이 일치하지 않을 때, 제어부(8)는 운전자의 차량 변경 의도가 없음을 판단하고, 과정은 후술하는 단계(S67)로 진행한다.
그러나, 단계(S63)의 판단 결과가 방향 지시 스위치(22)가 오프일 때, 과정은 단계(S66)로 진행해서, 제어부(8)는 조향각(δ)이 사전 설정된 조향각 설정값(δs) 이상인지 여부 및 조향각 가변량(Δδ)이 사전 설정된 가변량 설정값(Δδs) 이상인지 여부를 판단한다. δ≥δs이고 Δδ≥Δδs일 때, 제어부(8)는 이것이 운전자의 차선 변경 의도라고 판단하고, 과정은 단계(S65)로 진행한다. δ<δs이고 Δδ<Δδs일 때, 제어부(8)는 이것이 운전자의 차선 변경 의도가 아니라고 판단하고, 과정은 단계(S67)로 진행한다.
여기에서, 운전자의 차선 변경 의도가 조향각(δ) 및 조향각 가변량(Δδ)에 기초하여 판단되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 운전자의 차선 변경 의도는 조향 토오크를 검출함으로써 판단될 수도 있다.
도10의 단계(S67)에서, 도13에 도시된 매개 변수 계산 맵이 제어부(8)에 의해 참조되며, 감속 제어의 필요성을 판단하는 임계값인 매개 변수(Xa)는 차선 곡률(ρ) 및 차속(V)에 기초하여 계산된다. 도13에 도시된 이러한 매개 변수 계산 맵은 곡률(ρ)이 크게 되고 차속(V)이 빠르게 됨에 따라 매개 변수(Xa)가 작게 계산되도록 설정된다.
다음으로, 단계(S68)에서, 제어부(8)는 계산값(｜Xs｜-｜XL｜)(차선 이탈 추정값(Xs)의 절대값에서 차선 이탈 경계선(XL)의 절대값을 뺀값)이 단계(S67)에서 계산된 매개 변수(Xa) 이상인지 여부를 판단한다. ｜Xs｜-｜XL｜ ≥ Xa일 때, 즉 차선 이탈 추정값(Xs)이 차선 이탈 경계선(XL)에서 Xa 이상만큼 이탈할 때, 제어부(8)는 호스트 차량의 이탈 제어가 필수적임을 판단하고, 과정은 단계(S69)로 진행해서, 감속 제어 가동 플래그(Fgs)는 "1"로 설정되며, 과정은 후술하는 단계(S71)로 진행한다. 또한, 단계(S68)의 판단 결과가 ｜Xs｜-｜XL｜ < Xa일 때, 과정은 단계(S70)로 진행해서, 감속 제어 가동 플래그(Fgs)는 "0"으로 설정되며, 과정은 단계(S71)로 진행한다.
감속 제어 가동 플래그(Fgs)는 이런 방식으로 설정되기 때문에, 예컨대 호스트 차량 전방의 주행 차선의 곡률(ρ)이 완만하고 차선 이탈 추정값(Xs)이 작을 때(Fgs = 0), 호스트 차량은 감속으로 종료되지 않으며 승객에게 불편감이 주어지지 않는다.
또한, 감속 제어 가동 플래그(Fgs)는 매개 변수(Xa)가 호스트 차량의 주행 차선의 곡률(ρ)만큼 작게 되도록 설정되기 때문에, 예컨대 호스트 차량의 전방에 급커브가 나타날 때(｜Xs｜-｜XL｜ ≥ Xa이고, 감속 제어 가동 플래그(Fgs)는 "1"로 설정됨), 호스트 차량은 감속되며 차선 이탈 추정값(Xs)의 증가는 억제된다.
또한, 감속 제어 가동 플래그(Fgs)는 매개 변수(Xa)가 호스트 차량의 주행 차선의 곡률(ρ)이 커짐에 따라 작아지도록 설정되기 때문에, 예컨대 호스트 차량 이 고속 주행할 때, ｜Xs｜-｜XL｜ ≥ Xa이고, 감속 제어 가동 플래그(Fgs)는 "1"로 설정되며, 호스트 차량은 감속되며 차선 이탈 추정값(Xs)의 증가는 억제된다.
단계(S71)에서, 제어부(8)는 차선 이탈 판단 플래그(Fout)가 호스트 차량의 차선 이탈 경향이 있음을 의미하는 "1"로 설정되는지 여부를 판단한다. Fout = 1일 때, 과정은 단계(S72)로 진행해서, 경보 장치(24)가 가동되어서 운전자에게 가청음 및/또는 시각적 지시를 생성하도록 경보 장치(24)에 경보 신호(AL)가 출력된다. 그 후, 과정은 단계(S73)로 진행한다.
단계(S73)에서, 목표 요 모멘트(Ms)는 다음과 같은 수학식 31을 이용하여 계산된다.
Ms = Ks × (Xs - XL)
수학식 31에서, 이득값(Ks)은 차속(V) 및 차선 이탈 판단 시간(Tt)에 따라 변경되는 양의 값이다. 바람직하게는, 이득값(Ks)은 차속(V) 및 차선 이탈 판단 시간(Tt)에 기초하여 도14에 도시된 이득 계산 맵을 참조하여 계산된다. 이러한 이득 계산 맵은 차속이 보다 빠르게 되고 이탈까지의 시간이 더 길어짐에 따라 이득값(Ks)이 작게 계산되도록 설정된다. 그 후, 제어부(8)의 과정은 후술하는 단계(S76)로 진행한다.
즉, 이탈까지의 시간(Tt)은 노면과 타이어 사이의 마찰 계수(μ)가 낮아짐에 따라 길게 설정되기 때문에, 이득값(Ks)은 마찰 계수(μ)가 낮아짐에 따라 작아지 게 계산되며, 호스트 차량에 주어지는 요 모멘트는 작게 계산된다.
그러나, 단계(S71)의 판단 결과로서 Fout = 0일 때, 과정은 단계(S74)로 진행해서, 경보 신호(AL)의 출력이 중단된다.
다음으로, 과정은 단계(S75)로 진행해서, 목표 요 모멘트(Ms)는 아래의 수학식 32에 기초하여 0으로 설정되며, 과정은 단계(S76)로 진행한다.
Ms = 0
단계(S76)에서, 목표 요 모멘트(Ms) 및 마스터 실린더 유압(Pm)에 따른 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psi)(i = FL 내지 RR)을 계산하는 목표 제동 유압 계산 과정이 수행된다.
다음으로, 과정은 단계(S77)로 진행해서, 단계(S76)에서 계산된 목표 제동 유압(PsFL 내지 PsRR)은 제동 유압 제어 유닛(7)으로 출력되며, 타이머 중단 과정은 종료되고, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
단계(S76)에서, 도15에 도시된 목표 제동 유압 계산 과정이 수행된다. 우선, 단계(S81)에서, 제어부(8)는 차선 이탈 판단 플래그(Fout)가 "0"으로 설정되는지 여부를 판단한다.
단계(S81)의 판단 결과가 Fout = 0일 때, 과정은 단계(S82)로 진행해서, 전방 좌륜의 목표 제동 유압(PsFL), 전방 우륜의 목표 제동 유압(PsFR), 후방 좌륜의 목표 제동 유압(PsRL) 및 후방 우륜의 목표 제동 유압(PsRR)이 수학식 33 및 34를 이용하여 다음과 같이 설정된다.
PsFL = PsFR = Pmf/2
PsRL = PsRR = Pmr/2
수학식 33을 이용할 때, 전방 좌륜의 목표 제동 유압(PsFL) 및 전방 우륜의 목표 제동 유압(PsFR)은 마스터 실린더 압력(Pm)의 종방향 분포를 고려한 전륜 마스터 실린더 압력(Pmf)의 1/2로 설정된다. 또한, 수학식 34를 이용할 때, 후방 좌륜의 목표 제동 유압(PsRL) 및 후방 우륜의 목표 제동 유압(PsRR)은 마스터 실린더 압력(Pm)의 종방향 분포를 고려한 후륜 마스터 실린더 압력(Pmr)의 1/2로 설정되며, 목표 제동 유압 계산 과정은 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
단계(S81)의 판단 결과가 Fout = 1일 때, 과정은 단계(S83)로 진행해서, 제어부(8)는 목표 요 모멘트(Ms)의 절대값이 사전 설정된 값(Ms1) 이상인지 여부를 판단한다. ｜Ms｜ < Ms1일 때, 과정은 단계(S84)로 진행해서, 아래의 수학식 35 및 36에 기초하여 목표 제동 유압차(ΔPSF, ΔPSR)가 계산된다.
ΔPSF = 0
ΔPSR = KbrㆍMs/T
수학식 36에서, 항목 T는 전륜 및 후륜의 동일 윤거이다. 또한, 항목 Kbr은 제동력이 제동 유압으로 전환된 때의 전환 인자이고 브레이크 제원에 의해 결정된다.
따라서, 목표 브레이크 유찹차는 차이가 후방 좌우륜의 제동력에서만 생성되도록 설정되고, 과정은 후술하는 단계(S86)로 진행한다.
단계(S83)의 판단 결과가 ｜Ms｜ ≥ Ms1일 때, 과정은 단계(S85)로 진행해서, 아래의 수학식 37 및 38을 이용하여 차이가 각각의 차륜의 제동력에서 생성되도록 목표 제동 유압차(ΔPSF, ΔPSR)가 계산된다.
ΔPSF = KbfㆍMs/｜Ms｜ㆍ(｜Ms｜- Ms1)/T
ΔPSR = KbrㆍMs/｜Ms｜ㆍMs1/T
수학식 37 및 38에서, 항목 Kbf 및 Kbr은 제동력이 제동 유압으로 전환된 때의 전환 인자이고 브레이크 제원에 의해 결정된다. 이 경우, 제동력은 전륜에 대해서만 제어되며 ΔPSF = KbfㆍMs/T로 설정된다.
다음으로, 단계(S86)에서, 제어부(8)는 감속 제어 가동 플래그(Fgs)가 감속 제어 가동을 의미하는 "1"로 설정되는지 여부를 판단한다. Fgs = 1일 때, 과정은 단계(S87)로 진행해서, 목표 감속량(Ag)은 단계(S64)에서 계산된 매개 변수(Xa)를 이용하여 아래의 수학식 39에 기초하여 계산되며, 과정은 단계(S89)로 진행한다.
Ag = -Kv × (｜Xs｜-｜XL｜- Xa)
여기에서, 항목 Kv는 차량 제원으로부터 결정된 비례 상수이다.
단계(S86)의 판단 결과가 Fgs = 0일 때, 과정은 단계(S88)로 진행해서, 목표 감속량(Ag)은 아래의 수학식 40에 기초하여 0으로 설정되며, 과정은 단계(S89)로 진행한다.
Ag = 0
단계(S89)에서, 좌우륜 모두에 제동력을 생성하기 위한 목표 제동 유압(Pg)은 호스트 차량을 감속하기 위한 목적으로 아래의 수학식 41에 기초하여 계산되며, 과정은 단계(S90)로 진행한다.
Pg = Kg × Ag
여기에서, 항목 Kg는 차량 제원으로부터 결정된 비례 상수이다. 이런 방식으로 계산된 목표 제동 유압(Pg)은 이탈 방지 제어시 호스트 차량에 주어지는 요 모멘트에 기인하는 승객의 불편감을 억제하기 위한 필수적인 최소의 감속량이 된다.
단계(S90)에서, 호스트 차량의 차선 이탈 방향이 판단된다. 호스트 차량이 우측으로 이탈할 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)이 아래의 수학식 42에 기초하여 계산되고, 호스트 차량이 좌측으로 이탈할 때, 각각의 차륜의 목표 제동 유압(Psj)이 아래의 수학식 43에 기초하여 계산되며, 제동 유압 계산 과정은 종료되며, 과정은 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
PsFL = Pmf/2 + ΔPsF/2 + Pg/4
PsFR = Pmf/2 - ΔPsF/2 + Pg/4
PsRL = Pmr/2 + ΔPsR/2 + Pg/4
PsRR = Pmr/2 - ΔPsR/2 + Pg/4
PsFL = Pmf/2 - ΔPsF/2 + Pg/4
PsFR = Pmf/2 + ΔPsF/2 + Pg/4
PsRL = Pmr/2 - ΔPsR/2 + Pg/4
PsRR = Pmr/2 + ΔPsR/2 + Pg/4
도9의 차선 이탈 방지 제어 과정에서, 단계(S54)의 과정은 차선 이탈 판단 시간 계산 섹션에 대응한다. 단계(S55 내지 S59)의 과정은 차선 이탈 판단 섹션에 대응한다. 도15의 단계(S73, S75, S83 내지 S85)의 과정은 요 제어량 계산 섹션에 대응한다. 단계(S86 내지 S89)의 과정은 제동 제어량 계산 섹션에 대응한다.
따라서, 이하, 호스트 차량은 주행 차선을 따라서 높은 μ 도로 상에서 직선 주행한다고 가정한다. 이 경우, ｜Xs｜<｜XL｜인 경우의 차선 이탈 추정값(Xs)은 도9의 차선 이탈 방지 제어 과정의 단계(S55)에서 계산되기 때문에, 과정은 단계(S57)에서 단계(S58)로 진행해서, 차선 이탈 판단 플래그는 Fout=0으로 되고 상태는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있지 않음을 지시하는 상태로 되며, 과정은 도10의 단계(S71)의 판단으로 인해 단계(S24)로 진행하며, 경보는 중단되며, 목표 요 모멘트(Ms)는 단계(S75)에서 "0"으로 설정된다. 따라서, 운전자의 제동 작업에 따르는 마스터 실린더 압력(Pmf, Pmr)이 각각 도15의 차륜(5FL 내지 5RR)의 목표 제동 압력(PsFL 내지 PsRR)에 대해 설정되며, 운전자의 조향 작업에 따르는 주행 상태가 계속된다.
이 상태로부터, 호스트 차량은 운전자의 부주의 운전으로 인해 주행 차선의 중심 위치에서 점차 좌측 방향으로 이탈하기 시작한다고 가정한다. 이 경우, 마찰 계수(μ)는 소정값(μSET)보다 높은 것으로 추정되기 때문에, 차선 이탈 판단 시간은 단계(S54)에서 하한값인 소정 값[TtSET]으로 설정된다. 차선 이탈 추정값(Xs)이 단계(S55)에서 차선 이탈 경계선(XL) 이상인 것으로 계산될 때, 과정은 단계(S57)에서 단계(S59)로 진행해서, 차선 이탈 판단 플래그는 Fout=1로 되고 상태는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있음을 지시하는 상태로 되며, 과정은 단계(S72)로 진행하며, 경보가 가동되며, 목표 요 모멘트(Ms)는 단계(S31)에 기초하여 단계(S73)에서 계산된다.
여기에서, 노면 마찰 계수(μ)는 높은 값이기 때문에, 이득값(Ks)은 큰 값으로 설정되며, 목표 요 모멘트(Ms)는 호스트 차량이 낮은 μ 도로 상에 있는 경우에 비해 크게 되도록 설정된다. 그 후, 주행 상태에 따른 목표 제동 유압(Pg)이 도8의 단계(S89)에서 계산되며, 차륜(5FL 내지 5RR)의 목표 제동 압력(PsFL 내지 PsRR)이 수학식 42에 기초하여 설정됨으로써, 차선 이탈 방지 방향인 우측 방향으로의 경로 보정이 주행 상태에 따라 계산된 목표 제동 유압(Pg)에 대응하는 제동력을 생성하는 감속 제어 및 노면 마찰 계수(μ)를 고려하여 호스트 차량에 요 모멘트를 제공하는 요 제어에 의해 정밀하게 수행된다.
이런 방식에서, 호스트 차량이 주행 차선에서 이탈하는 경향에 있을 때, 요 제어 및 감속 제어는 이탈 방지 제어를 수행하도록 결합되어, 각각의 차륜에는 요 제어에 의해 호스트 차량으로 요 모멘트를 제공하도록 제동력차가 생성됨으로써, 차선 이탈 방지 방향으로의 경로 보정이 정밀하게 수행될 수 있으며, 호스트 차량으로 제공되는 요 모멘트에 기인하는 승객의 불편감은 감속 제어에 의해 생성되는 차량의 주행 상태에 따르는 제동력으로 인해 저감될 수 있다.
호스트 차량이 낮은 μ 도로 상에서 주행하면서 주행 차선의 중심 위치에서 좌측 방향으로 이탈하는 경향에 있다고 가정한다. 이 경우, 마찰 계수(μ)는 소정값(μSET) 이하인 것으로 추정되기 때문에, 차선 이탈 판단 시간(Tt)은 단계(S54)에서 시간[TtSET]보다 크게 설정된다.
이런 방식에서, 차선 이탈 판단 시간(Tt)은 호스트 차량이 낮은 마찰 계수 도로 상에서 주행할 때 큰 것으로 계산되기 때문에, 동일한 측방 변위(X)에 대해서도, 차선 이탈 추정값(Xs)은 호스트 차량이 높은 마찰 계수 도로 상에서 주행하는 경우에 비해 큰 것으로 계산된다. 따라서, 단계(S57)에서의 차선 이탈 추정값(Xs)에 대한 판단시, 차선 이탈 추정값(Xs)이 차선 이탈 경계선(XL) 이상인 것으로 판단되는 타이밍은 빨라질 수 있고 이탈 방지를 위한 제동 제어가 개시되는 타이밍은 빨라질 수 있음으로 해서, 안전한 이탈 방지가 수행될 수 있다.
그 후, 차선 이탈 경계선(XL) 이상인 차선 이탈 추정값(Xs)이 단계(S55)에서 계산될 때, 과정은 단계(S57)에서 단계(S59)로 진행하며, 차선 이탈 판단 플래그는 Fout = 1이 되며, 상태는 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있음을 지시하는 상태로 되며, 과정은 단계(S71)의 판단으로 인해 단계(S72)로 진행하며, 경보가 가동되며, 목표 요 모멘트(Ms)는 단계(S73)에서 수학식 5에 기초하여 계산된다.
여기에서, 노면 마찰 계수(μ)는 낮은 값이기 때문에, 이득값(Ks)은 작은 값으로 설정되며, 목표 요 모멘트(Ms)는 호스트 차량이 높은 μ 도로 상에서 주행하는 경우에 비해 작게 되도록 설정된다. 그 후, 주행 상태에 따른 목표 제동 유압 (Pg)이 도15의 단계(S89)에서 계산되며, 차륜(5FL 내지 5RR)의 목표 제동 압력(PsFL 내지 PsRR)이 수학식 42에 기초하여 설정됨으로써, 차선 이탈 방지 방향인 우측 방향으로의 경로 보정이 주행 상태에 따라 계산된 목표 제동 유압(Pg)에 대응하는 제동력을 생성하는 감속 제어와, 노면 마찰 계수(μ)를 고려하여 호스트 차량에 요 모멘트를 제공하는 요 제어에 의해 정밀하게 수행될 수 있다.
따라서, 호스트 차량이 낮은 노면 마찰 계수 도로 상에서 주행할 때, 요 모멘트(Ms)를 계산하기 위한 이득값(Ks)은 작은 값으로 계산되며, 목표 요 모멘트(Ms)는 호스트 차량이 높은 마찰 계수 도로 상에서 주행하는 경우에 비해 작게 되도록 계산됨으로써, 이탈 방지를 위해 호스트 차량에 생성되는 요 모멘트는 작게 될 수 있다. 즉, 각각의 차륜에서 생성된 제동 유압은 저하될 수 있다. 따라서, 노면 마찰 계수가 낮아지기 때문에, 요 제어에 의해 승객에게 불편감이 주어지는 것이 방지될 수 있다.
이런 방식에서, 호스트 차량이 주행 차선에서 이탈하는 경향에 있을 때, 요 제어 및 감속 제어는 이탈 방지 제어를 수행하도록 결합되어서, 요 제어 및 감속 제어시의 제동 유압은 호스트 차량 주행 도로의 마찰 계수를 고려하여 계산됨으로써, 노면 마찰 계수에 따르는 적절한 이탈 방지 제어가 수행될 수 있다.
또한, 소정 시간후의 추정 차선 변위, 즉 차선 이탈 추정값은 호스트 차량의 측방 변위에 기초하여 계산되며, 차선 이탈 판단은 이러한 이탈 추정값에 기초하여 수행되며, 소정 시간은 노면 마찰 계수가 낮아짐에 따라 크게 되도록 설정된다. 따라서, 이탈 방지를 위한 감속 제어가 개시되는 타이밍은 빨라질 수 있으며, 주행 차선에서의 이탈은 운전자가 불편감을 느끼지 않고도 방지될 수 있다.
또한, 이탈을 방지하기 위해 호스트 차량에서 생성되는 요 모멘트를 계산하기 위한 이득값은 작게 되도록 계산되기 때문에, 노면 마찰 계수는 낮아지며, 각각의 차륜에서 생성되는 제동력은 작게 설정되며, 호스트 차량은 낮은 마찰 계수 도로 상에서 주행하기 때문에 불편감이 승객에게 주어지는 것이 방지될 수 있으며, 적절한 이탈 방지 제어가 수행될 수 있다.
또한, 노면과 타이어 사이의 마찰 계수는 ABS에 의해 추정되기 때문에, 추정된 마찰 계수가 저장 장치에 저장되며, 노면의 추정 시간은 저감될 수 있으며, 이탈을 방지하는 제동 제어가 신속하게 수행될 수 있다.
상술한 실시예에서 노면과 타이어 사이의 마찰 계수가 운전자에 의한 제동 작업시 ABS에 의해 추정되었던 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 노면과 타이어 사이의 마찰 계수는 VDC에 의해 추정될 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서 노면 마찰 계수는 항법 시스템에 의해 추정될 수도 있다. 이 경우, 도로 정보(일반 도로/고속 도로)는 항법 시스템에 의해 판단되며, 감속은 차량이 일반 도로 상에서 주행할 경우 신호 및 코너에 의해 수행되며 차량이 고속 도로 상에서 주행할 경우 차량이 요금 징수소에 진입할 때 수행된다. 따라서, 이 경우, 마찰 계수는 추정되고 추정된 마찰 계수가 저장 장치에 저장된다.
또한, 상술한 실시예에서, 본 발명은 와이퍼 스위치로부터의 신호가 수용되고 노면 마찰 계수가 와이퍼 속도에 따라 추정되도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 와이퍼 작업 동안의 와이퍼 속도가 검출되며, 마찰 계수(μ)는 와이퍼 속도가 빠를 때 소정의 낮은 마찰 계수값(μL)으로 설정되며, 마찰 계수(μ)는 와이퍼 속도가 느릴 때 소정의 높은 마찰 계수값(μH)으로 설정된다. 이 때, μH > μL이다.
또한, 상술한 실시예에서는 운전자가 차선을 변경하지 않고 호스트 차량이 차선 이탈 경향에 있을 때 경보 통보가 수행되었던 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 경보 통지가 수행되는 타이밍과 제동 제어(요 제어 및 감속 제어)가 수행되는 타이밍에서 변환이 생성될 수 있다. G는 제동 제어를 사용함으로써 운전자에게 적용되기 때문에, 이런 제동 제어 자체는 경보 효과를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서 본 발명이 후륜 구동 차량에 대해 적용되었던 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 전륜 구동 차량에도 적용될 수 있다. 이 경우, 차륜 속도(VwFL 내지 VwRR), 호스트 차량의 속도(V)는 비구동 차륜인 후방 좌우륜의 속도(VwRL 내지 VwRR)의 평균값으로부터 단계(S53)에서 계산될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어로서, 다른 유사한 용어뿐만 아니라 "전방, 후방, 위, 아래, 수직, 수평, 아래, 횡"이란 방향성 용어는 본 발명이 설치되는 차량의 방향을 지칭한다. 따라서, 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 이들 용어는 본 발명이 설치된 차량에 대한 것으로 해석되어야 한다.
장치의 구성 요소, 섹션 또는 부품을 설명하기 위해 사용되는 것으로서 "구성된"이란 용어는 원하는 기능을 수행하기 위해 구성되고 그리고/또는 프로그램된 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함한다. 또한, 청구항에서 "수단 구성"으로서 표현되는 용어는 본 발명의 부품들의 기능을 수행하기 위해 이용될 수 있는 모든 구조를 포함해야 한다. 본 명세서에서 사용되는 것으로서 "사실상", "약" 및 "대략"과 같은 정도를 나타내는 용어는 최종 결과가 크게 변경되지 않도록 개조된 항목의 합리적인 편차를 의미한다. 예컨대, 이들 용어는 이들 편차가 이것이 한정하는 용어의 의미를 부정하지 않는 한 한정된 항목의 적어도 ±5 %의 편차를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원은 일본 특허 출원 제2003-372852호 및 제2003-419053호의 우선권을 주장한 것이다. 일본 특허 출원 제2003-372852호 및 제2003-419053호의 전체 내용은 본 명세서에 인용되어 편입되어 있다.
본 발명을 설명하기 위해 비록 선택된 실시예만이 선택되었지만, 첨부된 청구 범위에서 한정된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 다양한 변경 및 개조가 이루어질 수 있음이 본 발명의 개시 내용에서 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다. 또한, 본 발명에 따르는 실시예에 대한 상술한 설명은 단지 설명을 위한 것이며, 청구 범위 및 그 균등물에 의해 한정되는 본 발명을 제한하고자 함이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 개시된 실시예에 제한되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르는 차선 이탈 방지 장치에 의하면, 주행 차선 상의 외란으로 인한 호스트 차량 동작의 변화를 고려하면서도 차선 이탈 방지 성능을 개선할 수 있으며, 노면 마찰 계수가 낮더라도 차량에 인가되는 요 모멘트 로 인한 승객의 불편감을 최소화하는 이탈 방지 제어를 수행할 수 있는 효과가 제공된다.

Claims (20)

  1. 호스트 차량의 주행 상태를 검출하도록 구성된 주행 상태 검출 섹션과,
    요 모멘트가 주행 차선으로부터 호스트 차량의 차선 이탈을 방지하는 방향으로 생성되도록 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 주행 상태에 기초하여 제1 제동력 제어량을 계산하도록 구성된 요 제어량 계산 섹션과,
    호스트 차량이 감속되도록 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 주행 상태에 기초하여 제2 제동력 제어량을 계산하도록 구성된 제동 제어량 계산 섹션과,
    요 제어량 계산 섹션 및 제동 제어량 계산 섹션에 의해 계산된 제1 및 제2 제동력 제어량에 따라서 전체 제동력 제어량을 제어하도록 구성된 제동력 제어 섹션을 포함하고,
    상기 주행 상태 검출 섹션은 주행 상태로서 주행 도로 상태로 인하여 호스트 차량에 가해지는 외란에 기인한 영향을 검출하도록 추가로 구성되고,
    제동 제어량 계산 섹션은 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 주행 상태에 기초하여 제2 제동력 제어량을 계산하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 주행 상태 검출 섹션은 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 주행 상태에 기초하여 외란을 검출한 후 호스트 차량이 소정 시간 동안 외란 영향을 계속해서 수용하는지 여부를 판단하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  4. 제1항에 있어서, 주행 상태 검출 섹션은 차륜 스트로크량에 기초하여 호스트 차량 상의 외란으로서 주행 차선의 불균일을 검출하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서, 주행 상태 검출 섹션은 호스트 차량의 차륜 활주율을 검출하고 차륜 활주율로부터 주행 차선의 낮은 마찰 계수 도로를 판단하는 것에 기초하여 호스트 차량 상의 외란을 판단하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  6. 제1항에 있어서, 제동 제어량 계산 섹션은 외란이 없는 상태에 비해 외란이 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출될 때 전체 제동력이 호스트 차량에서 크도록 제2 제동 구동력 제어량을 계산하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  7. 제1항에 있어서, 제동 제어량 계산 섹션은 외란이 전륜 또는 후륜 중 어느 하나에만 영향을 미치는 것으로 검출되는 경우에 비해 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 외란이 전륜 및 후륜 모두에 영향을 미칠 때 전체 제동력이 호스트 차량에서 크도록 제2 제동 구동력 제어량을 계산하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  8. 제1항에 있어서, 요 제어량 계산 섹션은 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 외란 영향, 즉 외란의 영향을 받은 차륜에 대한 외란 영향에 기초하여 외란 영향을 받지 않은 차륜의 요 제어를 수행하는 제1 제동 구동력 제어량을 계산하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  9. 제1항에 있어서, 주행 상태 검출 섹션은 주행 차선 및 호스트 차량의 종방향 축에 대해 형성된 호스트 차량 각도와 주행 차선에 대한 호스트 차량의 측방 변위와 주행 차선의 주행 차선 곡률을 검출하도록 추가로 구성되며,
    요 제어량 계산 섹션은 주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 호스트 차량 각도와 측방 변위와 주행 차선 곡률 중 적어도 하나에 기초하여 목표 요 모멘트를 생성하는 제1 제동 구동력 제어량을 계산하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  10. 제9항에 있어서, 운전자의 차선 변경 의도를 판단하도록 구성된 차선 변경 판단 섹션을 추가로 포함하며, 상기 요 제어량 계산 섹션은 차선 변경 판단 섹션이 외란 전과 외란 동안에 차선 변경 의도가 존재하였다고 판단할 때 호스트 차량을 외란 이전의 호스트 차량 방향으로 복귀시키는 목표 요 모멘트를 계산하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 주행 상태 검출 섹션이 추정하는 주행 상태 정보에는 차선의 노면 마찰 계수도 포함되며,
    요 제어량 계산 섹션은 주행 상태 검출 섹션에 의해 추정된 노면 마찰 계수에 기초하여 제1 제동력 제어량을 조절하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  12. 제11항에 있어서, 주행 상태 검출 섹션은 주행 차선에 대한 호스트 차량의 측방 변위를 검출하도록 추가로 구성되며, 차선 이탈 방지 장치는,
    주행 상태 검출 섹션에 의해 검출된 측방 변위에 기초하여 소정 시간 후의 주행 차선에 대한 호스트 차량의 측방 변위에 기초하여 측방 변위 추정값을 추정하고 측방 변위 추정값에 기초하여 차선 이탈 판단을 수행하도록 구성된 차선 이탈 판단 섹션과,
    마찰 계수 추정 섹션에 의해 추정된 노면 마찰 계수에 따라 소정 시간을 설정하도록 구성된 차선 이탈 판단 시간 계산 섹션을 추가로 포함하는 차선 이탈 방지 장치.
  13. 제12항에 있어서, 차선 이탈 판단 시간 계산 섹션은 마찰 계수 추정 섹션에 의해 추정된 노면 마찰 계수가 낮아짐에 따라 소정 시간을 큰 값으로 설정하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  14. 제11항에 있어서, 요 제어량 계산 섹션은 마찰 계수 추정 섹션에 의해 추정된 노면 마찰 계수가 낮아짐에 따라 제1 제동력 제어량을 작은 값으로 계산하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 주행 상태 검출 섹션은 미끄럼 방지 제어를 이용하여 노면 마찰 계수를 추정하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 주행 상태 검출 섹션은 차량 거동 제어를 이용하여 노면 마찰 계수를 추정하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 주행 상태 검출 섹션은 항법 시스템을 이용하여 노면 마찰 계수를 추정하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 주행 상태 검출 섹션은 와이퍼 와이핑 속도를 이용하여 노면 마찰 계수를 추정하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  19. 호스트 차량의 주행 상태를 검출하기 위한 주행 상태 검출 수단과,
    요 모멘트가 주행 차선으로부터 호스트 차량의 차선 이탈을 방지하는 방향으로 생성되도록 주행 상태 검출 수단에 의해 검출된 주행 상태에 기초하여 제1 제동력 제어량을 계산하기 위한 요 제어량 계산 수단과,
    호스트 차량이 감속되도록 주행 상태 검출 수단에 의해 검출된 주행 상태에 기초하여 제2 제동력 제어량을 계산하기 위한 제동 제어량 계산 수단과,
    요 제어량 계산 수단 및 제동 제어량 계산 수단에 의해 계산된 제1 및 제2 제동력 제어량에 따라서 전체 제동력 제어량을 제어하기 위한 제동력 제어 수단을 포함하고,
    상기 주행 상태 검출 수단은 주행 상태로서 주행 도로 상태로 인하여 호스트 차량에 가해지는 외란에 기인한 영향을 검출하도록 추가로 구성되고,
    제동 제어량 계산 수단은 주행 상태 검출 수단에 의해 검출된 주행 상태에 기초하여 제2 제동력 제어량을 계산하도록 추가로 구성되는 차선 이탈 방지 장치.
  20. 호스트 차량의 주행 상태를 검출하는 단계와,
    요 모멘트가 주행 차선으로부터 호스트 차량의 차선 이탈을 방지하는 방향으로 생성되도록 검출된 주행 상태에 기초하여 제1 제동력 제어량을 계산하는 단계와,
    호스트 차량이 감속되도록 검출된 주행 상태에 기초하여 제2 제동력 제어량을 계산하는 단계와,
    계산된 제1 및 제2 제동력 제어량에 따라서 전체 제동력 제어량을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 주행 상태를 검출하는 단계는 주행 상태로서 주행 도로 상태로 인하여 호스트 차량에 가해지는 외란에 기인한 영향을 검출하는 단계를 추가로 포함하고,
    제2 제동력 제어량을 계산하는 단계는 검출된 주행 상태에 기초하여 제2 제동력 제어량을 계산하는 단계를 추가로 포함하는 호스트 차량의 차선 이탈 방지 방법.
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