KR20090112420A - 운전자 안전 시스템 - Google Patents

Abstract

차속, 전방 장애물과의 거리를 기초로 계산된 충돌시간(TTC)을 미리 설정된 임계값과 비교하여, 그 결과에 따라 차량을 제어하는 운전자 안전 시스템으로서, 차속 및 강수에 따른 노면과의 마찰력에 따라 임계값을 변화시키며, 차속이 클수록 노면과의 마찰력이 작을수록 임계값을 증가시키는 운전자 안전 시스템이 소개된다. 이러한 시스템에 따르면, 강수 등으로 인한 노면과의 마찰력 변화에도 효과적으로 충돌을 회피하거나 충돌 피해를 경감시킬 수 있게 된다.

충돌시간, 안전 시스템, 제어, 제동거리

Description

운전자 안전 시스템{Driver Assistance System}

본 발명은 운전자 안전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 충돌 가능성을 예측하여 운전자에게 경고를 하거나 브레이크, 시트벨트 등을 제어하여 충돌을 회피하거나 충돌 피해를 경감시키는 운전자 안전 시스템에 관한 것이다.

운전자의 편의 증진 및 사고 방지를 위한 각종 운전자 안전 또는 보조 시스템이 활발하게 개발되고 있다. 이러한 운전자 안전 시스템은 어댑티브 크루즈 컨트롤(Adapted Cruise Control) 기술을 이용하여 주행 제어를 함으로써 전방 차량과의 관계에서 안전거리를 확보하는 것을 기본으로 하며, 충돌 위험 시 경고를 발생시키거나 시트벨트를 조이는 등의 제어를 행한다.

도 1을 참조하면, 종래 안전 운전 시스템은 작동 시, 레이더 센서가 전방 장애물을 검출하면 차속 및 장애물과의 거리를 기초로 충돌시간(Time to Collision: TTC)을 계산하고, 이 계산된 충돌시간을 미리 설정된 임계값 T1, T2와 비교하여 충돌 가능성을 판단한다.

상기 충돌시간은 일정 가속도로 감속을 하여 전방 장애물(선행차량)과 후행차량이 충돌하게 될 때까지의 시간을 말하는 것으로, 통상적으로는 전방 장애물과 의 상대 거리를 상대속도로 나눈 값으로 표현되나, 경우에 따라 다른 수식으로 표현되기도 하며, 충돌거리로 표현될 수도 있다. 임계값 T1은 경고시간(경고거리)에 대응하는 비교 기준값이며, 임계값 T2는 제동시간(제동거리)에 대응하는 비교 기준값으로, 충돌 가능성이 있을 때(T1) 시스템은 경고를 발하며, 상황이 더 진전되어 충돌을 회피할 수 없을 때(T2) 경고와 더불어 브레이크 및 시트벨트를 작동시켜 사고 피해를 저감시킨다.

그러나, 위와 같은 종래 시스템은 충돌 가능성의 판단을 위한 임계값(T1,T2)이 일정 값으로 셋팅되어 있어, 차량이 출고된 이후 임의로 변경할 수 없도록 구성된다. 그러나, 차량의 충돌 가능성은 도로의 상태와 밀접한 관계를 갖는 것으로, 비나 눈이 오면 그렇지 않은 때보다 훨씬 더 긴 경고시간(거리) 및 제동시간(거리)가 필요함에도 종래의 시스템은 이러한 도로 상태에 관한 고려가 전혀 없었다.

이상, 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아 들여져서는 안될 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다양한 주행 상황, 특히 도로 상태를 고려하여 차량의 충돌 상황을 예측하고, 충돌을 회피하거나 충돌 피해를 경감시킬 수 있도록 차량을 제어하는 운전자 안전 시스템을 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 운전자 안전 시스템은, 차속, 전방 장애물과의 거리를 기초로 계산된 충돌시간(TTC)을 미리 설정된 임계값과 비교하여 그 결과에 따라 차량을 제어하는 운전자 안전 시스템으로서, 차속 및 강수에 따른 노면과의 마찰력에 따라 임계값을 변화시키며, 차속이 클수록 노면과의 마찰력이 작을수록 임계값을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 강수에 따른 노면과의 마찰력을 와이퍼 설정 속도를 기초로 판단하며, 와이퍼 설정 속도가 빠를수록 노면과의 마찰력이 작은 것으로 판단할 수 있으며, 나아가, 차속 및 와이퍼 설정 속도에 따라 임계값에 가중치를 달리 부여하여 미리 테이블화시킨 임계값 데이터와 계산된 충돌시간을 비교하여 그 결과에 따라 차량을 제어할 수 있다.

상기 임계값은, 적어도, 노면이 건조한 상태임을 가정하여 차속 및 전방 장애물과의 거리에 따라 미리 산출된 충돌시간에 해당하는 제동시간과, 이 제동시간 보다는 큰 값을 갖는 경고시간을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 시스템 상기 충돌시간과 임계값을 비교하여, 충돌 위험 정도에 따라 적어도 경고 출력, 제동, 시트벨트 조임 중 하나 이상을 위한 제어를 실행한다.

상술한 바와 같은 운전자 안전 시스템은, 차속 및 강수량에 따른 노면과의 마찰력 변화를 고려하여 차량의 충돌 상황을 예측하고 차량을 제어하므로, 다양한 주행 상황에서 효과적으로 충돌을 회피하거나 충돌 피해를 경감시킬 수 있게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 안전 시스템에 대하여 살펴본다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 운전자 안전 시스템은 레이더 센서가 전방 장애물을 검출하면 차속 및 장애물과의 거리를 기초로 충돌시간(TTC)을 계산하고, 이 계산된 충돌시간을 미리 설정된 경고시간 임계값(T1)과 제동시간 임계값(T2)와 비교하여 충돌 가능성을 판단한다. 그리고, 차속 및 강수에 따른 노면과의 마찰력에 따라 미리 설정된 임계값(T1,T2)이 변화하는데, 강수에 따른 노면과의 마찰력 변화는 비나 운이 올 때 사용자가 작동시키는 와이퍼의 설정 속도 신호를 이용하여 추측한다.

보다 구체적으로 살펴보면, 시스템은 와이퍼 설정 속도의 레벨에 따라 각 임계값을 변화(T1,T2 → T1',T2')시켜 주행 환경에 따라 경고/제동시간(거리)를 조절한다. 즉, 시스템은 차속 및 와이퍼 설정 속도에 따라 임계값에 가중치(α,β)를 달리 부여하여 미리 테이블화시킨 임계값 데이터(참조 테이블)와 계산된 충돌시간을 비교하여, 그 결과에 따라 차량을 제어(경고 출력, 브레이크 제어, 시트벨트 제어 등)하는데, 여기서, 차속이 클수록 와이퍼 설정 속도가 빠를수록 노면과의 마찰력이 작은 것으로 판단하여, 미리 셋팅되어 있는 임계값(T1,T2) 보다 더 큰 경고시간(거리) 및 제동시간(거리)를 확보할 수 있도록 한다. 예로서, 와이퍼의 속도 설정 모드가 오프, 간헐(Int), 저속(Lo), 고속(Hi)의 단계로 되어 있다면, 가중치는 오프 < 간헐(Int) < 저속(Lo) < 고속(Hi)가 되도록 설정된다.

도 3와 도 4는 차속 20KPH, 와이퍼 설정 속도가 고속(Hi)(노면 마찰계수는 약 0.4)일 때의 종래와 실시예에 따른 시스템의 충돌 회피 성능을 나타낸 그래프로서, 이들 도면을 참조하면, 종래 시스템은 충돌 상황이 발생되어 제동시간 임계값(T2)에서 제동을 시작한 후 충돌시까지 얻을 수 있는 감속량이 약 12KPH임에 비해, 실시예에 따른 시스템의 경우 감속량은 약 20KPH이며, 종래 시스템에 따르면 충돌이 발생되는데 비해 실시예에 따른 시스템은 충돌이 발생되지 않는다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.

도 1은 종래의 운전자 안전 시스템의 작동 흐름도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운전자 안전 시스템의 작동 흐름도,

도 3은 종래 시스템의 충돌 회피 성능 시험 결과 그래프,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 충돌 회피 성능 시험 결과 그래프이다.

Claims (5)

1. 차속, 전방 장애물과의 거리를 기초로 계산된 충돌시간(TTC)을 미리 설정된 임계값과 비교하여, 그 결과에 따라 차량을 제어하는 운전자 안전 시스템으로서,

   차속 및 강수에 따른 노면과의 마찰력에 따라 임계값을 변화시키며, 차속이 클수록 노면과의 마찰력이 작을수록 임계값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 운전자 안전 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 강수에 따른 노면과의 마찰력을 와이퍼 설정 속도를 기초로 판단하며, 와이퍼 설정 속도가 빠를수록 노면과의 마찰력이 작은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 운전자 안전 시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 차속 및 와이퍼 설정 속도에 따라 임계값에 가중치를 달리 부여하여 미리 테이블화시킨 임계값 데이터와 계산된 충돌시간을 비교하여, 그 결과에 따라 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 운전자 안전 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 임계값은,

   적어도, 노면이 건조한 상태임을 가정하여 차속 및 전방 장애물과의 거리에 따라 미리 산출된 충돌시간에 해당하는 제동시간과, 이 제동시간 보다는 큰 값을 갖는 경고시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 안전 시스템.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 충돌시간과 임계값을 비교하여, 충돌 위험 정도에 따라 적어도 경고 출력, 제동, 시트벨트 조임 중 하나 이상을 위한 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 운전자 안전 시스템.

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