KR101947278B1 - Method for self-control driving breaking considering ride comfort - Google Patents

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KR101947278B1 KR1020170114107A KR20170114107A KR101947278B1 KR 101947278 B1 KR101947278 B1 KR 101947278B1 KR 1020170114107 A KR1020170114107 A KR 1020170114107A KR 20170114107 A KR20170114107 A KR 20170114107A KR 101947278 B1 KR101947278 B1 KR 101947278B1
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강남철
이민수
윤수진
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed is an autonomous driving braking method considering riding comfort. The method comprises: a step where a TTC calculation unit uses a relative motion between a preceding vehicle and a following vehicle to calculate TTC^*; a step where a TTC curve determination unit determines whether the TTC^* is after a first time and before a second time; a step where the TTC curve determination unit determines a TTC curve to recover the TTC^* to the second time if the TTC^* is determined to be after the first time and before the second time; a step where a brake pressure calculation unit uses the TTC curve to calculate a first brake pressure to be applied to the following vehicle during a first time zone; and a step where a brake pressure applying unit applies the first brake pressure to the following vehicle. The TTC^* is a TTC value at the moment calculated by using the relative speed, relative acceleration, and relative displacement of the preceding vehicle and the following vehicle.

Description

승차감을 고려한 자율주행 제동 방법{METHOD FOR SELF-CONTROL DRIVING BREAKING CONSIDERING RIDE COMFORT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a braking method,

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법에 관한 것으로, 특히 충돌소요시간(time to collision(TTC))을 이용하여 후행차량의 움직임을 제어하는 방법에 관한 것이다. An embodiment according to the concept of the present invention relates to an autonomous running braking method that considers ride comfort, and particularly relates to a method of controlling the movement of a following vehicle using time to collision (TTC).

적응형 순항 제어 장치(adaptive cruise control(ACC))는 차량을 미리 설정된 목표 속도로 주행하도록 제어하거나, 선행차량과의 차간 거리를 유지하도록 제어하는 기술이다.The adaptive cruise control (ACC) is a technique for controlling the vehicle to travel at a predetermined target speed or to maintain the inter-vehicle distance from the preceding vehicle.

ACC를 구현하기 위한 방법으로서 슬라이딩 모드 컨트롤(sliding mode control(SMC))은 시스템에 존재하는 다양한 장애들(disturbances)에 대해 높은 응답성을 가지고, 복잡한 제어 알고리즘이 필요하지 않은 장점을 가지고 있다. 그러나, ACC는 온-오프 방식이기 때문에 제동이 시작되는 시점과 종료되는 시점에서 큰 저크(jerk)가 발생할 수 있다.Sliding mode control (SMC) as a method for implementing ACC has a high response to various disturbances present in the system, and does not require a complicated control algorithm. However, since the ACC is on-off, a large jerk may occur at the time when the braking is started and when the braking is finished.

공개특허공보 제10-2012-0051531호는 차량용 에이비에스(ABS) 기반의 자동비상제동시스템의 제어 방법에 관한 것으로서, 주행 단계를 충돌 경고 단계와 긴급 제동 단계로 나누고, 각 단계에서 리타더를 다르게 제어하는 구성이 개시되어 있다. 그러나, 상기 선행기술문헌은 제동이 시작되는 시점과 종료되는 시점에서 큰 저크(jerk)가 발생하는 문제점은 여전히 가지고 있다.Open No. 10-2012-0051531 relates to a control method of an automatic emergency braking system based on an ABS (ABS) for a vehicle, wherein the driving phase is divided into a collision warning phase and an emergency braking phase, And a control unit for controlling the control unit. However, the prior art document still has a problem that a large jerk occurs at the time when the braking starts and ends when the braking starts.

공개특허공보 제10-2012-0051531호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2012-0051531

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법은 주행 상황을 충돌의 위험성을 고려하여 분류하고, 충돌을 회피할 여유가 있는 주행 구간에서 TTC를 이용하여 후행차량의 스무스한 브레이크 압력을 계산하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an autonomous traveling braking method that takes into consideration the ride comfort of the present invention, To calculate the smooth brake pressure of the trailing vehicle.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법은, 충돌소요시간(time to collision(TTC)) 계산부가, 선행차량과 후행차량 사이의 상대적인 움직임(motion)을 이용하여 TTC*를 계산하는 단계와, TTC 커브 결정부가, 상기 TTC*가 제1시간 이후이고 제2시간 이전인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 TTC 커브 결정부가, 상기 TTC*가 상기 제1시간 이후이고 상기 제2시간 이전이라고 판단된 경우, 상기 TTC*를 상기 제2시간으로 회복시키기 위해 필요한 TTC 커브를 결정하는 단계와, 브레이크 압력 계산부가, 상기 TTC 커브를 이용하여 제1시간 구간 동안 상기 후행차량에 인가될 제1 브레이크 압력을 계산하는 단계와, 브레이크 압력 인가부가, 상기 제1 브레이크 압력을 상기 후행차량에 인가하는 단계를 포함하고, 상기 TTC*는 상기 선행차량과 상기 후행차량의 상대적인 속도, 상대적인 가속도, 및 상대적인 변위를 이용하여 계산되는 그 순간의 TTC 값이다.In order to solve the above problems, an autonomous vehicle braking method that takes into account the ride comfort of the present invention is characterized in that a time to collision (TTC) calculation unit calculates a time to collision (TTC) using a relative motion between a preceding vehicle and a following vehicle, calculating a *, TTC curve determined addition, the TTC * is after a second time before the step of determining whether or not the TTC curve determined addition, the TTC * is after said first time the first time and the Determining a TTC curve required to recover the TTC * to the second time if it is determined to be before the second time; and calculating a brake pressure value using the TTC curve for the first time interval Calculating a first brake pressure to be applied, and applying a first brake pressure to the trailing vehicle, wherein the TTC * The relative speed of the vehicle and the trailing vehicle, the relative acceleration, and the relative displacement.

상기 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법은, 상기 브레이크 압력 계산부가, 상기 TTC 커브를 이용하여 제2시간 구간 동안 상기 후행차량에 인가될 제2 브레이크 압력을 계산하는 단계와, 상기 제1 브레이크 압력이 상기 후행차량에 인가된 후, 상기 TTC*가 상기 제2시간 이후이면, 상기 브레이크 압력 인가부가, 상기 제2 브레이크 압력을 상기 후행차량에 인가하는 단계를 더 포함한다.Wherein the brake pressure calculation unit calculates a second brake pressure to be applied to the following vehicle during a second time period using the TTC curve, When the TTC * is equal to or greater than the second time after being applied to the trailing vehicle, the brake pressure applying unit applies the second brake pressure to the trailing vehicle.

상기 압력 계산부가 상기 제1 브레이크 압력을 계산하는 단계는, 상기 브레이크 압력 계산부가 상기 선행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 예측하는 단계와, 상기 브레이크 압력 계산부가 상기 TTC 커브와 상기 선행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 이용하여 상기 후행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 계산하는 단계와, 상기 브레이크 압력 계산부가 상기 후행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 이용하여 제동력을 계산하고, 상기 후행차량의 변위, 속도, 및 가속도와 슬립률을 이용하여 바퀴의 각속도를 계산하는 단계와, 상기 브레이크 압력 계산부가 상기 제동력과 상기 바퀴의 각속도를 이용하여 브레이크 토크를 구하고, 상기 브레이크 토크를 이용하여 브레이크 압력을 계산하는 단계를 포함한다.Wherein the step of calculating the first brake pressure by the pressure calculation unit comprises the steps of: predicting the displacement, the speed and the acceleration of the preceding vehicle; and the brake pressure calculation unit calculating the brake pressure based on the TTC curve and the displacement of the preceding vehicle Calculating a braking force using the displacement, the velocity, and the acceleration of the trailing vehicle, calculating the displacement, the velocity, and the acceleration of the trailing vehicle using the velocity, Calculating the angular velocity of the wheel using the displacement, the velocity, and the acceleration and the slip rate of the wheel; calculating the angular velocity of the wheel using the displacement, the velocity and the slip rate of the wheel; .

상기 TTC 커브 결정부가 상기 TTC 커브를 결정하는 단계는, 하기의 수학식 1을 수학식 2에 대입하여 상기 TTC 커브(TTC(t))를 계산한다.The step of determining the TTC curve by the TTC curve determining unit calculates the TTC curve (TTC (t)) by substituting the following equation (1) into the equation (2).

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112017086715986-pat00001
Figure 112017086715986-pat00001

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112017086715986-pat00002
Figure 112017086715986-pat00002

상기 제동력은 하기의 수학식 3을 만족한다.The braking force satisfies the following equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112017086715986-pat00003
Figure 112017086715986-pat00003

여기서, m vehicle , g, 및 ρ 각각은 차량의 질량, 중력 가속도, 및 오르막 경사(uphill grade)이고, F fw 와 F rw 는 각각 앞 바퀴(front wheel)와 뒷 바퀴(rear wheel)에 작용하는 세로 힘(longitudinal force)이고, va는 차량과 공기 사이의 상대 속도를 나타내고, D a , A, D, and C d 각각은 공기 역학적 항력, 차량 정면 면적, 공기 질량 밀도, 및 항력 계수를 나타낸다.Where m vehicle , g , and p are the vehicle mass, gravitational acceleration, and uphill grade, and F fw and F rw are the forces acting on the front wheel and the rear wheel, respectively and the vertical force (longitudinal force), v a denotes a relative speed between the vehicle and the air, d a, a, d, and C d each represent the aerodynamic drag, the vehicle frontal area and air mass density, and the drag coefficient .

상기 압력 계산부가 상기 제1 브레이크 압력을 계산하는 단계는, 하기의 수학식 4를 수학식 5에 대입하여 계산한다.The step of calculating the first brake pressure by the pressure calculation unit is calculated by substituting the following equation (4) into the equation (5).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112017086715986-pat00004
Figure 112017086715986-pat00004

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112017086715986-pat00005
Figure 112017086715986-pat00005

여기서 P(t)는 시간 t에서 후행 차량의 마스터 실린더에 인가하는 스무스한 브레이크 압력이며, P * 는 t 0 이전에 후행 차량에 가해졌던 브레이크 압력이다.Where P (t) is a smooth brake pressure to be applied to the master cylinder of the trailing vehicle in the time t, P t * is a 0 before the brake pressure which was applied to the trailing vehicle.

상기 압력 계산부가 상기 제2 브레이크 압력을 계산하는 단계는, 하기의 수학식 6을 수학식 7에 대입하여 계산한다.The step of calculating the second brake pressure by the pressure calculation unit is calculated by substituting the following equation (6) into the equation (7).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112017086715986-pat00006
Figure 112017086715986-pat00006

[수학식 7] &Quot; (7) "

Figure 112017086715986-pat00007
Figure 112017086715986-pat00007

여기서,

Figure 112017086715986-pat00008
는 TTC*가 회복되는 시점을 의미한다.here,
Figure 112017086715986-pat00008
Means the point at which TTC * is recovered.

상기 슬립률은 하기의 수학식 8을 만족한다.The slip rate satisfies the following expression (8).

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure 112017086715986-pat00009
Figure 112017086715986-pat00009

여기서 r은 타이어의 유효 롤링 반경(effective rolling radius), w는 바퀴(wheel)의 각속도, v 는 바퀴의 중심축에서의 종방향(longitudinal) 속도, slip 은 종방향 슬립률을 나타낸다.Where r is the effective rolling radius of the tire, w is the angular velocity of the wheel, v is the longitudinal velocity in the center axis of the wheel, and slip is the longitudinal slip rate.

상기 브레이크 압력 계산부가 상기 제동력과 상기 바퀴의 각속도를 이용하여 브레이크 토크(Tb)를 구하는 단계는, 하기의 수학식 9를 이용하여 구한다.The step of calculating the brake torque Tb using the braking force and the angular velocity of the wheel is obtained by using the following equation (9).

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112017086715986-pat00010
Figure 112017086715986-pat00010

Figure 112017086715986-pat00011
Figure 112017086715986-pat00011

여기서, I wheel 은 타이어를 포함하는 바퀴의 질량 관성 모멘트(mass moment of inertia)를 나타내고, T rr 는 차량의 속도에 대한 함수로 표현되며, T s 는 엔진 스로틀(throttle)과 엔진 속도에 대한 함수로 표현되고, F x 는 타이어에 종 방향으로 작용하는 제동력(F fw + F rw )을 나타내고, T b 는 브레이크 토크(brake torque)로 마스터 실린더(master cylinder)의 브레이크 압력(brake pressure)에 한다.Here, I wheel represents the mass moment of inertia of the wheel including the tire, T rr is expressed as a function of the vehicle speed, T s represents the function of the engine throttle and engine speed F x represents the braking force acting in the longitudinal direction on the tire ( F fw + F rw ), and T b is the brake torque, which is the brake pressure of the master cylinder .

상기 TTC 커브 결정부가, 상기 TTC*가 제1시간 이전이라고 판단한 경우, 상기 후행차량을 긴급 제동 모드로 진입시킨다.If the TTC curve determining unit determines that the TTC * is earlier than the first time, the trailing vehicle enters the emergency braking mode.

상기한 바와 같은 본 발명의 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법은, 충돌을 회피할 여유가 있는 주행 구간에서 TTC를 이용하여 후행차량의 스무스한 브레이크 압력을 계산함으로써, 제동 시 승차감을 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.The autonomous-braking method of the present invention, taking into account the ride comfort of the present invention, as described above, calculates the smooth brake pressure of the trailing vehicle using the TTC in a running section with a margin to avoid collision, Can be provided.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 TTC*를 이용하여 주행 상황을 분류한 도면이다.
도 2의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 부분 브레이킹 구간의 브레이크 압력을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행 제동 장치를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부분 브레이킹 구간에서 승차감을 고려한 자율 주행 제동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 부분 브레이킹 구간에서 TTC 커브를 수학적으로 결정하기 위한 수학식을 나타낸다.
도 6은 제동력을 실현하는 데 필요한 슬립률을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 부분 브레이킹 구간에서 브레이크 압력을 계산하기 위한 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 브레이킹 영역을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the present invention, a detailed description of each drawing is provided.
FIG. 1 is a view showing a driving situation classified using a TTC * according to an embodiment of the present invention.
2 (a) and 2 (b) are diagrams showing brake pressures of a partial breaking zone according to an embodiment of the present invention.
3 shows an autonomous vehicle braking system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart for explaining an autonomous running braking method considering a ride comfort in a partial braking period according to an embodiment of the present invention.
5 shows a mathematical expression for mathematically determining a TTC curve in a partial breaking interval.
6 shows the slip ratio required to realize the braking force.
7 is a flowchart for calculating a brake pressure in a partial breaking period in an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows an entire braking area according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예 및 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 상술한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings according to the present invention.

본 발명의 충돌 소요 시간(time to collision(TTC))은 선행차량과 후행차량 사이에 충돌이 예상되는 시간을 나타낸다. TTC는 두 차량의 상대적인 움직임 즉, 선행차량과 후행차량의 상대적인 가속도, 상대적인 속도, 및 상대적인 변위를 이용하여 계산된다. TTC는 충돌 위험을 암시하기 때문에, 제동이 필요한 상황인지를 판별하기 위한 기준으로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 움직임은 변위, 속도, 및 가속도를 의미한다. The time to collision (TTC) of the present invention represents the time at which a collision is expected between the preceding vehicle and the following vehicle. The TTC is calculated using the relative motion of the two vehicles, i.e., the relative acceleration of the preceding and following vehicle, the relative velocity, and the relative displacement. Because the TTC implies a risk of collision, it can be used as a reference to determine if braking is necessary. Also, in this specification, motion refers to displacement, velocity, and acceleration.

본 발명의 TTC*는 상기 선행차량과 상기 후행차량의 상대적인 속도, 상대적인 가속도, 및 상대적인 변위를 이용하여 계산되는 순간의 TTC 값을 의미한다.The TTC * of the present invention means the instantaneous TTC value calculated using the relative speed, relative acceleration, and relative displacement of the preceding vehicle and the following vehicle.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 TTC*를 이용하여 주행 상황을 분류한 도면이다. 도 1을 참조하면, TTCbrake 와 TTCemerg는 충돌의 위험성을 고려하여 주행 상황을 3가지로 분류하기 위해 설정된 제동 기준이다. 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행 제동 방법은 TTCbrake, TTCemerg , 및 TTC* 를 이용하여 3가지의 주행 상황으로 분류할 수 있다. FIG. 1 is a view showing a driving situation classified using a TTC * according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the TTC brake and the TTC emerg are braking standards set to classify three driving situations in consideration of the risk of collision. The autonomous travel braking method according to the embodiment of the present invention can be classified into three driving situations using the TTC brake , TTC emerg , and TTC * .

TTC*가 TTCbrake 보다 크면 충돌의 위험도가 낮기 때문에 제동이 필요없는 구간을 의미한다. TTC*가 TTCbrake 보다 작고 TTCemerg보다 크면, 충돌을 회피할 여유가 있기 때문에 승차감을 고려하여 제동을 수행하는 구간(이하, '부분 브레이킹(partial braking) 구간'이라 함)을 의미한다. TTC*가 TTCemerg보다 작으면, 충돌의 위험이 높으므로 긴급 제동을 수행해야 하는 구간(이하, '전체 브레이킹(full braking) 구간'이라 함)을 의미한다.If the TTC * is greater than the TTC brake , it means that the risk of collision is low and the braking is not necessary. If TTC * is smaller than TTC brake and greater than TTC emerg , it means a section for performing braking considering the ride comfort (hereinafter referred to as 'partial braking interval') because there is a margin to avoid a collision. If TTC * is less than TTC emerg , it means that the emergency braking should be performed because the risk of collision is high (hereinafter referred to as 'full braking interval').

따라서, TTC*가 어느 범위에 속해 있느냐에 따라서 수행해야하는 제동의 정도가 달라진다.Therefore, depending on which range the TTC * belongs to, the degree of braking that must be performed varies.

도 2의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 부분 브레이킹 구간의 브레이크 압력을 나타내는 도면이다. 도 2의 (a)를 참조하면, 부분 브레이킹 구간(TTCemerg < TTC* < TTCbrake)에서 TTC*가 TTCbrake(target)까지 스무스(smooth)하게 회복되도록 하기 위해 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 Δt r 동안 브레이크 압력을 후행 차량에 서서히 인가한다. 여기서, Δt r 를 회복 시간(recovery time)이라 한다.2 (a) and 2 (b) are diagrams showing brake pressures of a partial breaking zone according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 (a), a partial breaking interval TTC emerg <TTC * <TTC brake) from TTC * is gradually applied to the trailing vehicle a brake pressure for a Δ t r as shown in (b) 2 to such that the smooth (smooth) recovered to TTC brake (target) . Here, Δt r is the recovery time.

또한, Δt r 이 후 브레이크 압력을 순간적으로 제거하면 승차감에 불리한 영향을 주는 큰 저크(jerk)가 발생하므로 Δt w 동안 브레이크 압력을 서서히 제거한다. 여기서 Δt w 를 철회 시간(withdrawal time)이라 한다.In addition, since the instantaneous removal of the rear brake pressure by Δt r causes a large jerk which adversely affects ride comfort, Δ t w Slowly remove the brake pressure. Where Δt w Is called a withdrawal time.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자율주행 제동 장치를 나타내고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부분 브레이킹 구간에서 승차감을 고려한 자율 주행 제동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. FIG. 3 shows an autonomous traveling braking apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart for explaining an autonomous traveling braking method considering a ride comfort in a partial braking period according to an embodiment of the present invention.

도 3과 도 4를 참조하면, 자율주행 제동 장치는 TTC 계산부, TTC 커브 결정부, 브레이크 압력 계산부, 및 브레이크 압력 인가부를 포함한다.Referring to FIGS. 3 and 4, the autonomous vehicle braking apparatus includes a TTC calculation unit, a TTC curve determination unit, a brake pressure calculation unit, and a brake pressure application unit.

후행차량의 TTC 계산부가 선행차량과 후행차량 사이의 상대적인 움직임(motion)을 이용하여 충돌소요시간(time to collision(TTC))을 계산할 수 있다. 선행차량과 후행차량 사이의 상대적인 움직임이란 선행차량과 후행차량 사이의 상대적인 거리(

Figure 112017086715986-pat00012
), 상대적인 속도(
Figure 112017086715986-pat00013
), 및 상대적인 가속도(
Figure 112017086715986-pat00014
)를 의미한다.The TTC calculation unit of the trailing vehicle can calculate the time to collision (TTC) using the relative motion between the preceding vehicle and the trailing vehicle. The relative movement between the preceding vehicle and the following vehicle means the relative distance between the preceding vehicle and the following vehicle
Figure 112017086715986-pat00012
), Relative speed (
Figure 112017086715986-pat00013
), And relative acceleration (
Figure 112017086715986-pat00014
).

구체적으로, 후행차량에 부착된 비전 센서(vision sensor) 또는 V2X(vegicle to X) 통신을 이용하여 선행차량의 움직임 데이터를 획득할 수 있다. 두 차량이 일정한 가속도로 운동하는 경우에, 예상 상대 거리

Figure 112017086715986-pat00015
는 수학식 (1)과 같다.Specifically, motion data of the preceding vehicle can be obtained by using a vision sensor or V2X (vegicle to X) communication attached to the following vehicle. In the case where two vehicles are exercising at a constant acceleration,
Figure 112017086715986-pat00015
Is expressed by Equation (1).

Figure 112017086715986-pat00016
(1)
Figure 112017086715986-pat00016
(One)

여기서 위첨자 '~'는 선행차량과 후행차량 사이의 상대적인 양을 의미하고, 아래첨자 '0'은 각 계산 시점에서 획득한 데이터를 의미하고, 예상 상대 거리

Figure 112017086715986-pat00017
는 각 계산 시점에서 예측되는 시간 t에 대한 상대 거리이며, 선행차량의 후방 끝부분에서 후행차량의 전방 끝부분까지의 거리로 정의된다.The superscript '~' means the relative amount between the preceding vehicle and the trailing vehicle, the subscript '0' means the data obtained at each calculation time,
Figure 112017086715986-pat00017
Is a relative distance to the time t predicted at each calculation time and is defined as the distance from the rear end of the preceding vehicle to the front end of the following vehicle.

TTC*는 수학식 (1)의 실 근(real root)를 구함으로써 수학식 (2)와 같이 수학적으로 결정된다. TTC * is mathematically determined as shown in equation (2) by calculating the real root of equation (1).

Figure 112017086715986-pat00018
(2)
Figure 112017086715986-pat00018
(2)

TTC 커브 결정부는 결정된 TTC*가 TTCbrake 보다 작고 TTCemerg보다 큰지 여부를 판단할 수 있다. 상기 TTC*가 상기 TTCbrake 보다 작고 상기 TTCemerg보다 크다고 판단된 경우, TTC 커브 결정부는 부분 브레이킹 구간이라고 판단하고, 상기 TTC*를 상기 TTCbrake로 서서히 회복시키기 위해 필요한 TTC 커브(TTC(t))를 결정할 수 있다. TTC(t)를 결정하는 방법은 도 5에서 상세히 설명된다.The TTC curve determination section can determine whether the determined TTC * is smaller than the TTC brake and greater than TTC emerg . (TTC (t)) required for slowly recovering the TTC * to the TTC brake when the TTC * is smaller than the TTC brake and is greater than the TTC emerg , the TTC curve determining unit determines that the TTC * is a partial braking period, Can be determined. A method for determining TTC (t) is described in detail in Fig.

상기 TTC*가 TTCbrake 보다 작고 TTCemerg보다 작다고 판단된 경우, TTC 커브 결정부는 전체 브레이킹 구간이라고 판단하고, 후행차량을 긴급 제동 모드로 진입시킨다. If it is determined that the TTC * is smaller than the TTC brake and is smaller than the TTC emerg , the TTC curve determining unit determines that the traction vehicle is the entire braking period and enters the emergency braking mode.

부분 브레이킹 구간에서, TTC*를 TTCbrake로 서서히 회복시키기 위한 후행차량의 움직임을 계산하기 위해서 TTC*가 선행차량과 후행차량의 주행 정보에 의해 계산되는 과정을 반대로 이용한다. In the partial braking interval, the process of calculating the movement of the trailing vehicle for gradually recovering the TTC * to the TTC brake is reversed using TTC * calculated by the running information of the preceding vehicle and the trailing vehicle.

즉, 수학식 (2)는 TTC*, 선행 차량의 움직임, 후행차량의 움직임으로 구성된 방정식이기 때문에, 부분 브레이킹 구간에서의 후행 차량의 움직임은 부분 브레이킹 구간에서의 예상되는 선행차량의 움직임과 TTC(t)에 따라 결정된다. 따라서, 수학식 (2)를 후행차량의 움직임에 대한 식으로 정리할 수 있다.That is, since the equation (2) is an equation composed of the TTC * , the movement of the preceding vehicle, and the movement of the trailing vehicle, the motion of the trailing vehicle in the partial-braking period is determined by the movement of the antecedent vehicle in the partial- t). Therefore, equation (2) can be rearranged into a formula for the motion of the following vehicle.

TTCTTC (t) 계산(t) calculation

도 5는 부분 브레이킹 구간에서 TTC 커브를 수학적으로 결정하기 위한 수학식을 나타낸다. 도 2와 도 5를 참조하면, TTC*를 이용하여 TTC(t)의 초기값과 TTC(t)의 초기 기울기를 계산한다. TTC(t)의 마지막 값은 TTCbrake로 설정하고, TTC(t)의 마지막 기울기는 TTC(t)를 스무스한 프로파일로 결정하기 위해, '0'으로 설정한다.5 shows a mathematical expression for mathematically determining a TTC curve in a partial breaking interval. Referring to Figures 2 and 5, the initial value of TTC (t) and the initial slope of TTC (t) are calculated using TTC * . The last value of TTC (t) is set to TTC brake , and the last slope of TTC (t) is set to '0' to determine TTC (t) as smooth profile.

TTC(t)의 초기값, TTC(t)의 초기 기울기, TTC(t)의 마지막 값, 및 TTC(t)의 마지막 기울기를 우측의 방정식에 대입하여 TTC(t)를 구할 수 있다.TTC (t) can be obtained by substituting the initial value of TTC (t), the initial slope of TTC (t), the last value of TTC (t), and the last slope of TTC (t)

선행차량의 움직임 계산Motion calculation of preceding vehicle

브레이크 압력 계산부는 TTC(t)를 이용하여 Δt r 동안 후행차량에 인가될 브레이크 압력을 계산할 수 있다. 먼저, 브레이크 압력 계산부는 선행차량의 t0 이 후의 변위, 속도, 및 가속도를 예측할 수 있다. 예컨대, t0 이전까지 획득한 데이터와 다항 회귀(polynomial regression)를 이용한 보외법(extrapolation)을 통해 선행 차량의 가속도를 예측할 수 있다. 특히, 2차 다항식을 이용하여 선행 차량의 가속도를 예측할 수 있고, 예측한 가속도를 적분하여 선행차량의 속도를 계산하고, 계산된 속도를 적분하여 선행차량의 변위를 계산할 수 있다. The brake pressure calculation unit can calculate the brake pressure to be applied to the trailing vehicle during? T r using TTC (t). First, the brake pressure calculation section can predict the displacement, the speed, and the acceleration after t0 of the preceding vehicle. For example, the acceleration of the preceding vehicle can be predicted through extrapolation using polynomial regression and data obtained before t0. In particular, the acceleration of the preceding vehicle can be predicted using the second order polynomial, the velocity of the preceding vehicle can be calculated by integrating the predicted acceleration, and the calculated velocity can be integrated to calculate the displacement of the preceding vehicle.

후행차량의Trailing vehicle 움직임 계산 Motion calculation

브레이크 압력 계산부는 선행차량의 변위, 속도, 및 가속도와 TTC(t)를 이용하여 후행차량의 t0 이후의 변위, 속도, 및 가속도를 계산할 수 있다. The brake pressure calculation unit can calculate the displacement, velocity, and acceleration of the trailing vehicle after t0 using the displacement, velocity, and acceleration of the preceding vehicle and TTC (t).

수학식 (2)에서 두 식의 양변에 각 분모를 곱하고 정리하면 아래의 수학식 (3)과 같이 나타낼 수 있다.In Equation (2), both denominators of the two equations are multiplied by each denominator and can be expressed as Equation (3) below.

Figure 112017086715986-pat00019
(3)
Figure 112017086715986-pat00019
(3)

수학식 (3)의 근을 구하기 위해 첫번째 식의 양변을 제곱하여 정리하면 수학식 (4)와 같이 나타낼 수 있다.In order to obtain the root of the equation (3), both sides of the first equation are squared and rearranged as shown in equation (4).

Figure 112017086715986-pat00020
(4)
Figure 112017086715986-pat00020
(4)

수학식 (3)에서 두번째 식은 상대적인 가속도가 0인 조건을 만족하는 경우로서, 수학식 (4)에 포함된다. 따라서, 아래의 수학식 (5)와 같이 정리할 수 있다.In Equation (3), the second equation satisfies the condition that the relative acceleration is zero, and is included in Equation (4). Therefore, it can be summarized as the following equation (5).

Figure 112017086715986-pat00021
(5)
Figure 112017086715986-pat00021
(5)

여기서, 속도는 변위의 시간에 대한 미분이며, 가속도는 속도의 시간에 대한 미분이기 때문에 수학식 (5)는 후행차량의 변위의 2계 미분 방정식이 된다. 따라서, 수학식 (5)를 매트랩(matlab)에 내장된 수치 해석 솔버(solver)를 이용하여 후행차량의 움직임을 계산할 수 있다.Here, since the velocity is a derivative with respect to the time of displacement, and the acceleration is a differential with respect to time of velocity, equation (5) becomes a two-system differential equation of displacement of the following vehicle. Accordingly, the motion of the trailing vehicle can be calculated using the numerical analysis solver (5) embedded in the matlab.

제동력(break force) 계산Calculation of break force

브레이크 압력 계산부는 후행 차량을 제어하는데 필요한 제동력(break force)을 계산할 수 있다. 선형 충격량-운동량의 원리(principle of linear impulse-momentum theorem)를 이용하여 수학식 (6)을 도출할 수 있다.The brake pressure calculation unit can calculate a brake force necessary to control the following vehicle. (6) can be derived using the principle of linear impulse-momentum theorem.

Figure 112017086715986-pat00022
(6)
Figure 112017086715986-pat00022
(6)

Figure 112017086715986-pat00023
(7)
Figure 112017086715986-pat00023
(7)

여기서, m vehicle , g, 및 θ 각각은 차량의 질량, 중력 가속도, 및 오르막 경사(uphill grade)이다. F fw 와 F rw 는 각각 앞 바퀴(front wheel)와 뒷 바퀴(rear wheel)에 작용하는 세로 힘(longitudinal force)이다. va는 차량과 공기 사이의 상대 속도를 나타낸다. D a , A, D, and C d 각각은 공기 역학적 항력, 차량 정면 면적, 공기 질량 밀도, 및 항력 계수를 나타낸다.Where m vehicle , g , and? Are the vehicle mass, gravitational acceleration, and uphill grade, respectively. F fw and F rw are longitudinal forces acting on the front wheel and the rear wheel, respectively. v a represents the relative speed between the vehicle and the air. D a , A , D , and C d respectively represent aerodynamic drag, vehicle frontal area, air mass density, and drag coefficient.

제동력(break force)은 차량의 앞바퀴와 뒷바퀴에 작용하는 세로 힘의 합(F fw + F rw )으로 표현된다. 따라서, 수학식 (6)을 F fw 와 F rw 에 대하여 정리하고 식의 양변을 시간에 대해 미분함으로써 스무스한 브레이크 압력을 달성하기 위해 필요한 제동력(break force)을 계산할 수 있다. 제동력은 수학식 (8)과 같이 표현된다.The braking force is expressed as the sum of the longitudinal forces acting on the front and rear wheels of the vehicle ( F fw + F rw ). Therefore, the break force required to achieve a smooth brake pressure can be calculated by sorting the equation (6) for F fw and F rw and differentiating both sides of the equation with respect to time. The braking force is expressed by Equation (8).

Figure 112017086715986-pat00024
(8)
Figure 112017086715986-pat00024
(8)

슬립률(slip ratio) 추정과 휠 각속도 계산Slip ratio estimation and wheel angular velocity calculation

도 6은 제동력을 실현하는 데 필요한 슬립률(slip ratio)을 나타낸다. 부분 브레이킹 구간에서 브레이크 압력을 계산하기 위해 종방향 슬립률(longitudinal slip ratio)에 대한 제동력의 비선형 특성을 고려하였다. 6 shows the slip ratio required to realize the braking force. The nonlinear characteristics of the braking force with respect to the longitudinal slip ratio are considered to calculate the brake pressure in the partial braking section.

도 6에 도시된 그래프는 타이어의 모델과 노면의 상태 예컨대, 드라이(dry) 상태 또는 젖은(wet) 상태 등에 따라 달라질 수 있다. 도 5에 도시된 그래프는 노면의 상태가 드라이(dry) 상태이고 거칠기가 없는(roughness) 상태일 때의 데이터이다. 도 6을 참조하면, 제동시 종방향 슬립률(longitudinal slip ratio)는 수학식 (9)와 같이 정의된다.The graph shown in FIG. 6 may vary depending on the model of the tire and the state of the road surface, for example, the dry state or the wet state. The graph shown in Fig. 5 is data when the road surface state is a dry state and a roughness state. Referring to FIG. 6, the longitudinal slip ratio during braking is defined by Equation (9).

Figure 112017086715986-pat00025
(9)
Figure 112017086715986-pat00025
(9)

여기서 r은 타이어의 유효 롤링 반경(effective rolling radius), w는 바퀴(wheel)의 각속도, v 는 바퀴의 중심축에서의 종방향(longitudinal) 속도, slip 은 종방향 슬립률을 나타낸다.Where r is the effective rolling radius of the tire, w is the angular velocity of the wheel, v is the longitudinal velocity in the center axis of the wheel, and slip is the longitudinal slip rate.

각속도 w는 수학식 (9)를 이용하여 계산되고, 각속도 w는 스무스한 브레이크 압력을 계산하는데 이용된다.The angular velocity w is calculated using equation (9), and the angular velocity w is used to calculate the smooth brake pressure.

스무스한Smooth 브레이크 압력 계산 Brake pressure calculation

스무스한 브레이크 압력을 계산하기 위해, 바퀴에 작용하는 다양한 토크(torque)들을 고려하였다. 상기 토크들은 엔진 샤프트 토크(engine shaft torque), 브레이킹 토크(braking torque), 롤링 저항 토크(rolling resistance torque), 및 타이어에 작용하는 세로 힘에 의해 발생하는 토크들이다. 스무스한 브레이크 압력을 계산하기 위해 각 충격량과 각 운동량의 원리(principle of angular impulse and momentum)를 이용하여 아래의 수학식 (10)과 같이 표현된다.To calculate the smooth brake pressure, various torques acting on the wheels were considered. The torques are engine shaft torque, braking torque, rolling resistance torque, and torques generated by the longitudinal force acting on the tire. (10) using the principle of angular impulse and momentum of each impulse and angular momentum to calculate the smooth brake pressure.

Figure 112017086715986-pat00026
(10)
Figure 112017086715986-pat00026
(10)

Figure 112017086715986-pat00027
(11)
Figure 112017086715986-pat00027
(11)

여기서 I wheel 은 타이어를 포함하는 바퀴의 질량 관성 모멘트(mass moment of inertia)를 나타낸다. T rr 는 차량의 속도에 대한 함수로 표현되며, T s 는 엔진 스로틀(throttle)과 엔진 속도에 대한 함수로 표현된다. F x 는 수학식 (8)의 F fw 와 F rw 를 이용하여 계산되며, 타이어에 종 방향으로 작용하는 제동력(F fw + F rw )을 나타낸다. T b 는 브레이크 토크(brake torque)로 마스터 실린더(master cylinder)의 브레이크 압력(brake pressure)에 비례한다. T b 와 마스터 실린더의 브레이크 압력의 관계는 수학식 (12)와 같이 나타낼 수 있다.Where I wheel represents the mass moment of inertia of the wheel including the tire. T rr is expressed as a function of vehicle speed and T s is expressed as a function of engine throttle and engine speed. F x is calculated using F fw and F rw in equation (8), and represents the braking force ( F fw + F rw ) acting in the tire in the longitudinal direction. T b is the brake torque, which is proportional to the brake pressure of the master cylinder. The relationship between T b and the brake pressure of the master cylinder can be expressed by the following equation (12).

Figure 112017086715986-pat00028
(12)
Figure 112017086715986-pat00028
(12)

여기서, G는 브레이크 압력-토크 계수(break pressure-torque coefficient)로서 본 연구에서는 250 Nm/MPa를 사용하였고, P(t)는 시간 t에 대한 마스터 실린더의 브레이크 압력이다.Here, G is the break pressure-torque coefficient, which is 250 Nm / MPa in this study, and P ( t ) is the master cylinder brake pressure over time t .

계단 함수로 브레이크 압력을 차량에 가할 경우, 큰 저크가 발생할 수 있기 때문에, 향상된 승차감을 제공하기 위하여 스무스하게 브레이크 압력을 인가할 필요가 있다. 이를 위해 수학식 (13b)와 같이 조건들을 나타낼 수 있다. 즉, 브레이크 압력의 초기 기울기와 마지막 기울기는 제동 압력의 변화를 최소화하기 위해 0으로 설정하고, 브레이크 압력의 초기 값은 t0 이전에 차량에 가해졌던 압력을 이용하여 계산한다. 또한, 브레이크 압력은 수학식 (10)을 만족해야 하므로, Δt r 동안 마스터 실린더의 브레이크 압력이 인가될 때와 동일한 압력-시간 적분 영역(pressure-time integral area)을 가지도록 결정한다.When the brake pressure is applied to the vehicle by a step function, since a large jerk may occur, it is necessary to apply the brake pressure smoothly in order to provide an improved ride feeling. For this, conditions can be expressed as Equation (13b). That is, the initial slope and final slope of the brake pressure are set to zero to minimize changes in the braking pressure, and the initial value of the brake pressure is calculated using the pressure applied to the vehicle before t0. Further, since the brake pressure must satisfy the equation (10), it is determined that it has the same pressure-time integral area as when the brake pressure of the master cylinder is applied during? T r .

Figure 112017086715986-pat00029
(13b)
Figure 112017086715986-pat00029
(13b)

여기서 P(t)는 시간 t에서 후행 차량의 마스터 실린더에 인가하는 스무스한 브레이크 압력이며, P * 는 t 0 이전에 후행 차량에 가해졌던 브레이크 압력이다. 브레이크 챔버(chamber) 내부에서 유체 역학(fluid dynamics)에 의해 발생하는 시간 지연을 고려하여 브레이크 압력을 계산하기 위해 유체 역학 시간 상수를 이용할 수 있다.Where P (t) is a smooth brake pressure to be applied to the master cylinder of the trailing vehicle in the time t, P t * is a 0 before the brake pressure which was applied to the trailing vehicle. The hydrodynamic time constant can be used to calculate the brake pressure taking into account the time delay caused by the fluid dynamics within the brake chamber.

수학식 (13b)를 수학식 (13a)에 대입함으로써 브레이크 압력 P(t)를 계산할 수 있다. The brake pressure P ( t ) can be calculated by substituting the equation (13b) into the equation (13a).

Figure 112017086715986-pat00030
(13a)
Figure 112017086715986-pat00030
(13a)

여기서, c 0, c 1, c 2, and c 3는 제동 조건에 따라 달라지는 계수들이다.Here, c 0 , c 1 , c 2 , and c 3 are coefficients that depend on the braking condition.

브레이크 압력 인가부는 상기 브레이크 압력을 후행차량에 인가할 수 있다.And the brake pressure applying section may apply the brake pressure to the following vehicle.

부분 브레이킹 구간에서 스무스하게 브레이크 압력을 제거하기 위해 수학식 (14)과 같이 조건들을 나타낼 수 있다.The conditions can be expressed as Equation (14) to smoothly remove the brake pressure in the partial braking section.

Figure 112017086715986-pat00031
(14)
Figure 112017086715986-pat00031
(14)

여기서,

Figure 112017086715986-pat00032
는 TTC*가 회복되는 시점을 의미한다.here,
Figure 112017086715986-pat00032
Means the point at which TTC * is recovered.

수학식 (14)를 수학식 13(a)에 대입함으로써 브레이크 압력 P(t)를 계산할 수 있다. The brake pressure P ( t ) can be calculated by substituting the equation (14) into the equation (13).

도 7은 부분 브레이킹 구간에서 브레이크 압력을 계산하기 위한 플로우 차트이다. 도 7을 참조하면, TTC 계산부가, 선행차량과 후행차량 사이의 상대적인 움직임을 이용하여 TTC를 계산한다.7 is a flowchart for calculating the brake pressure in the partial braking interval. Referring to FIG. 7, the TTC calculation unit calculates the TTC using the relative movement between the preceding vehicle and the following vehicle.

TTC 커브 결정부가, 상기 TTC가 제1시간 이후이고 제2시간 이전인지 여부를 판단하고, 판단의 결과 상기 TTC가 상기 제1시간 이후이고 상기 제2시간 이전이라고 판단된 경우, 상기 TTC를 상기 제2시간으로 회복시키기 위해 필요한 TTC 커브를 결정한다.Wherein the TTC curve determining unit determines whether the TTC is after the first time and before the second time, and when it is determined that the TTC is after the first time and before the second time, Determine the TTC curve needed to recover to 2 hours.

브레이크 압력 계산부가 선행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 예측한다. 상기 브레이크 압력 계산부는 상기 TTC 커브와 상기 선행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 이용하여 후행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 계산할 수 있다. The brake pressure calculation unit predicts the displacement, the speed, and the acceleration of the preceding vehicle. The brake pressure calculation unit may calculate the displacement, the velocity, and the acceleration of the following vehicle using the TTC curve and the displacement, velocity, and acceleration of the preceding vehicle.

상기 브레이크 압력 계산부는 상기 후행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 이용하여 제동력을 계산하고, 상기 후행차량의 변위, 속도, 및 가속도와 슬립률을 이용하여 바퀴의 각속도를 계산할 수 있다.The brake pressure calculation unit may calculate the braking force using the displacement, the velocity, and the acceleration of the following vehicle, and calculate the angular velocity of the wheel using the displacement, the velocity, the acceleration, and the slip rate of the following vehicle.

상기 브레이크 압력 계산부는 상기 제동력과 상기 바퀴의 각속도를 이용하여 브레이크 토크를 구하고, 상기 브레이크 토크를 이용하여 브레이크 압력을 계산할 수 있다. The brake pressure calculation unit may calculate the brake torque using the braking force and the angular velocity of the wheel, and calculate the brake pressure using the brake torque.

브레이크 압력 인가부는 상기 브레이크 압력을 후행차량에 인가할 수 있다.And the brake pressure applying section may apply the brake pressure to the following vehicle.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 브레이킹 영역을 나타낸다. 도 8을 참조하면, TTC*가 TTCemerg보다 작으면, 충돌의 위험이 높으므로 후행차량을 긴급 제동 모드로 진입시키며 속력이 0이될 때까지 제동력을 가한다.Figure 8 shows an entire braking area according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, if TTC * is smaller than TTC emerg , the risk of collision is high, so the trailing vehicle enters the emergency braking mode and applies the braking force until the speed becomes zero.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (10)

충돌소요시간(time to collision(TTC)) 계산부가, 선행차량과 후행차량 사이의 상대적인 움직임(motion)을 이용하여 TTC*를 계산하는 단계;
TTC 커브 결정부가, 상기 TTC*가 제1시간 이후이고 제2시간 이전인지 여부를 판단하는 단계;
상기 TTC 커브 결정부가, 상기 TTC*가 상기 제1시간 이후이고 상기 제2시간 이전이라고 판단된 경우, 상기 TTC*를 상기 제2시간으로 회복시키기 위해 필요한 TTC 커브를 결정하는 단계;
브레이크 압력 계산부가, 상기 TTC 커브를 이용하여 제1시간 구간 동안 상기 후행차량에 인가될 제1 브레이크 압력을 계산하는 단계; 및
브레이크 압력 인가부가, 상기 제1 브레이크 압력을 상기 후행차량에 인가하는 단계;를 포함하고,
상기 TTC*는 상기 선행차량과 상기 후행차량의 상대적인 속도, 상대적인 가속도, 및 상대적인 변위를 이용하여 계산되는 그 순간의 TTC 값인 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.Calculating a TTC * by using the collision time relative movement (motion) between the (time to collision (TTC)) calculation portion, the preceding vehicle and the trailing vehicle;
Determining whether the TTC * is after the first time and before the second time;
Determining the TTC curve determined addition, the TTC * is after the first time and when it is determined that the previous second time, TTC curve necessary to restore the second time with the TTC *;
Calculating a first brake pressure to be applied to the trailing vehicle during a first time interval using the TTC curve; And
The brake pressure applying section applying the first brake pressure to the following vehicle,
Wherein the TTC * is the instantaneous TTC value calculated using the relative speed, the relative acceleration, and the relative displacement of the preceding vehicle and the trailing vehicle. 제1항에 있어서,
상기 브레이크 압력 계산부가, 상기 TTC 커브를 이용하여 제2시간 구간 동안 상기 후행차량에 인가될 제2 브레이크 압력을 계산하는 단계; 및
상기 제1 브레이크 압력이 상기 후행차량에 인가된 후, 상기 TTC*가 상기 제2시간 이후이면, 상기 브레이크 압력 인가부가, 상기 제2 브레이크 압력을 상기 후행차량에 인가하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.The method according to claim 1,
Calculating the second brake pressure to be applied to the trailing vehicle during a second time interval using the TTC curve; And
And applying the second brake pressure to the trailing vehicle when the TTC * is after the second time after the first brake pressure is applied to the trailing vehicle A self-propelled braking method that takes into consideration the ride comfort. 제1항에 있어서,
상기 브레이크 압력 계산부가 상기 제1 브레이크 압력을 계산하는 단계는,
상기 브레이크 압력 계산부가 상기 선행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 예측하는 단계;
상기 브레이크 압력 계산부가 상기 TTC 커브와 상기 선행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 이용하여 상기 후행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 계산하는 단계;
상기 브레이크 압력 계산부가 상기 후행차량의 변위, 속도, 및 가속도를 이용하여 제동력을 계산하고, 상기 후행차량의 변위, 속도, 및 가속도와 슬립률을 이용하여 바퀴의 각속도를 계산하는 단계;
상기 브레이크 압력 계산부가 상기 제동력과 상기 바퀴의 각속도를 이용하여 브레이크 토크를 구하고, 상기 브레이크 토크를 이용하여 브레이크 압력을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of calculating the first brake pressure comprises:
The brake pressure calculation unit estimating a displacement, a speed, and an acceleration of the preceding vehicle;
Calculating the brake pressure calculation unit using the displacement, velocity, and acceleration of the TTC curve and the preceding vehicle to calculate a displacement, a velocity, and an acceleration of the following vehicle;
Calculating the braking force using the displacement, the velocity, and the acceleration of the following vehicle, calculating the angular velocity of the wheel using the displacement, the velocity, and the acceleration and the slip rate of the following vehicle;
And calculating the brake pressure using the braking force and the angular velocity of the wheel, and calculating the brake pressure using the brake torque. 제1항에 있어서,
상기 TTC 커브 결정부가 상기 TTC 커브를 결정하는 단계는,
하기의 수학식 1을 수학식 2에 대입하여 상기 TTC 커브(TTC(t))를 계산하는 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.
[수학식 1]
Figure 112017086715986-pat00033

[수학식 2]
Figure 112017086715986-pat00034
The method according to claim 1,
Wherein the determining of the TTC curve by the TTC curve determining unit comprises:
Wherein the TTC curve (TTC (t)) is calculated by substituting the following equation (1) into the equation (2).
[Equation 1]
Figure 112017086715986-pat00033

&Quot; (2) &quot;
Figure 112017086715986-pat00034
 제3항에 있어서,
상기 제동력은 하기의 수학식 3을 만족하는 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.
[수학식 3]
Figure 112019501268231-pat00035

여기서, mvehicle , g, 및 θ 각각은 차량의 질량, 중력 가속도, 및 오르막 경사(uphill grade)이고, Ffw 와 Frw 는 각각 앞 바퀴(front wheel)와 뒷 바퀴(rear wheel)에 작용하는 세로 힘(longitudinal force)을 나타낸다.The method of claim 3,
Wherein the braking force satisfies the following expression (3).
&Quot; (3) &quot;
Figure 112019501268231-pat00035

Where m vehicle , g , and? Are the mass, gravitational acceleration, and uphill grade of the vehicle, and F fw and F rw are the forces acting on the front wheel and the rear wheel, respectively It represents a longitudinal force. 제1항에 있어서,
상기 브레이크 압력 계산부가 상기 제1 브레이크 압력을 계산하는 단계는,
하기의 수학식 4를 수학식 5에 대입하여 계산하는 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.
[수학식 4]
Figure 112019501268231-pat00036

[수학식 5]
Figure 112019501268231-pat00037

여기서 P(t)는 시간 t에서 후행 차량의 마스터 실린더에 인가하는 스무스한 브레이크 압력이며, P* 는 t 0 이전에 후행 차량에 가해졌던 브레이크 압력이다.The method according to claim 1,
Wherein the step of calculating the first brake pressure comprises:
And calculating the following equation (4) by substituting the equation (5) into the equation (5).
&Quot; (4) &quot;
Figure 112019501268231-pat00036

&Quot; (5) &quot;
Figure 112019501268231-pat00037

Where P (t) is a smooth brake pressure to be applied to the master cylinder of the trailing vehicle in the time t, P t * is a 0 before the brake pressure which was applied to the trailing vehicle. 제2항에 있어서,
상기 브레이크 압력 계산부가 상기 제2 브레이크 압력을 계산하는 단계는,
하기의 수학식 6을 수학식 7에 대입하여 계산하는 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.
[수학식 6]
Figure 112019501268231-pat00038

[수학식 7]
Figure 112019501268231-pat00039

여기서,
Figure 112019501268231-pat00040
는 TTC*가 회복되는 시점을 의미한다.3. The method of claim 2,
Wherein the step of calculating the second brake pressure comprises:
And calculating the following equation (6) by substituting the equation (7) into the equation (7).
&Quot; (6) &quot;
Figure 112019501268231-pat00038

&Quot; (7) &quot;
Figure 112019501268231-pat00039

here,
Figure 112019501268231-pat00040
Means the point at which TTC * is recovered. 제3항에 있어서,
상기 슬립률은 하기의 수학식 8을 만족하는 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.
[수학식 8]
Figure 112017086715986-pat00041

여기서 r은 타이어의 유효 롤링 반경(effective rolling radius), w는 바퀴(wheel)의 각속도, v 는 바퀴의 중심축에서의 종방향(longitudinal) 속도, slip 은 종방향 슬립률을 나타낸다.The method of claim 3,
Wherein the slip ratio satisfies Equation (8): &quot; (8) &quot;
&Quot; (8) &quot;
Figure 112017086715986-pat00041

Where r is the effective rolling radius of the tire, w is the angular velocity of the wheel, v is the longitudinal velocity in the center axis of the wheel, and slip is the longitudinal slip rate. 제3항에 있어서,
상기 브레이크 압력 계산부가 상기 제동력과 상기 바퀴의 각속도를 이용하여 브레이크 토크(Tb)를 구하는 단계는, 하기의 수학식 9를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.
[수학식 9]
Figure 112019501268231-pat00042

Figure 112019501268231-pat00043

여기서, Iwheel 은 타이어를 포함하는 바퀴의 질량 관성 모멘트(mass moment of inertia)를 나타내고, Trr 는 차량의 속도에 대한 함수로 표현되며, Ts 는 엔진 스로틀(throttle)과 엔진 속도에 대한 함수로 표현되고, Fx 는 타이어에 종 방향으로 작용하는 제동력(Ffw + Frw )을 나타내고, Tb 는 브레이크 토크(brake torque)를 나타낸다.The method of claim 3,
Wherein the step of calculating the brake torque (Tb) by using the braking force and the angular velocity of the wheel is obtained by using the following equation (9).
&Quot; (9) &quot;
Figure 112019501268231-pat00042

Figure 112019501268231-pat00043

Here, I wheel represents the mass moment of inertia of the wheel including the tire, T rr is expressed as a function of the vehicle speed, T s represents the function of the engine throttle and engine speed F x represents the braking force acting in the tire longitudinal direction ( F fw + F rw ), and T b represents the brake torque. 제1항에 있어서,
상기 TTC 커브 결정부가, 상기 TTC*가 제1시간 이전이라고 판단한 경우, 상기 후행차량을 긴급 제동 모드로 진입시키는 것을 특징으로 하는 승차감을 고려한 자율주행 제동 방법.The method according to claim 1,
Wherein the TTC curve determining unit enters the emergency braking mode when the TTC * is determined to be before the first time.
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