KR20130038436A - 차량의 차선 변경 보조 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 휠의 속도를 검출하는 휠 속도 검출부; 차량의 조향각을 검출하는 조향각 검출부; 휠의 속도와 조향각을 이용하여 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 차량을 위협하는 경우 차량을 원래의 차선으로 변경하기 위해 요구되는 필요 요 레이트 값을 산출하고, 필요 요레이트 값과 미리 설정된 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 차량의 차선 변경 동작을 보조하는 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함한다.
본 발명은 차량의 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 자기 차량을 위협하는 경우 제동 시스템의 압력 제어를 통해 자기 차량을 원래의 차선으로 변경함으로써 차량의 안전을 유지시킬 수 있도록 한다.

Description

차량의 차선 변경 보조 시스템 및 그 방법{LANE CHANGE ASSIST SYSTEM OF VEHICLE AND ASSISTING METHOD FOR CHANGING LANE THEREOF}
본 발명은 차량의 차선 변경 시 차량의 안전을 유지시켜줄 수 있는 차량의 차선 변경 보조 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
도로 상에서 주행 중인 차량의 차선을 변경하고자 할 때, 통상 운전자는 사이드 미러를 통해 좌우 측방에서 후행하는 차량의 존재 유무와, 후행 차량 간의 이격 거리 등을 육안으로 판단한 뒤, 안전 거리를 유지하면서 스티어링 휠을 조작하여 차선을 변경한다.
그러나 이와 같이 주행 중 차선 변경을 위한 조작을 수행할 때, 사이드 미러를 통해 반사되는 영상을 육안으로 판단하여 안전 여부를 판단하는 것은 사이드 미러를 통해 감각적으로 판단되는 이격 거리와 실제 이격 거리 간의 차이가 있기 때문에 판단 착오로 인한 사고의 위험이 있다.
특히, 차량의 상대 속도가 높은 경우 사이드 미러를 통한 판단만으로는 판단의 어려움이 있어 순간적인 판단 착오로 인한 사고의 위험성 크다.
더불어, 야간 주행의 경우에는 사이드 미러를 통해 반사되는 후행 차량의 불빛으로 인해 후행 차량간의 이격 거리 및 후행 차량의 상대 속도를 판단하는데 많은 어려움이 있다.
이와 같이 운전자의 운전 경험에만 의존하는 종래의 차선 변경 주행은 운전자의 경험과 컨디션에 크게 좌우되는 바, 운전자와 탑승자의 안전을 지킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.
차량의 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 자기 차량을 위협하는 경우 제동 시스템의 압력 제어를 통해 자기 차량을 원래의 차선으로 변경함으로써 차량의 안전을 유지시킬 수 있도록 하는 차량의 차선 변경 보조 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 차선 변경 보조 시스템은 차량의 휠의 속도를 검출하는 휠 속도 검출부; 차량의 조향각을 검출하는 조향각 검출부; 휠의 속도와 조향각을 이용하여 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 차량을 위협하는 경우 차량을 원래의 차선으로 변경하기 위해 요구되는 필요 요 레이트 값을 산출하고, 필요 요레이트 값과 미리 설정된 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 차량의 차선 변경 동작을 보조하는 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함한다.
또한 마이크로 컨트롤러 유닛은 아래의 [식 1] 및 [식 2]을 이용하여 상기 필요 요 레이트 값을 산출한다.
[식 1]
Figure pat00001
여기서, Yaw_Rate_Target은 운전 상황에 의해 결정되는 값으로, 약 -5deg/s~5deg/s의 값을 가진다.
[식 2]
Figure pat00002
또한 마이크로 컨트롤러 유닛은 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값 미만이면 헤딩각 제어를 수행하고, 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값 이상이면 햅틱 제어를 수행함으로써 차량의 차선 변경 동작을 보조한다.
또한 마이크로 컨트롤러 유닛은 아래의 [식 3]을 이용하여 헤딩각을 산출하고, 아래의 [식 4]를 이용하여 목표 모멘트 값을 산출한다.
[식 3]
Figure pat00003
[식 4]
Figure pat00004
또한 마이크로 컨트롤러 유닛은 산출된 헤딩각 및 목표 모멘트 값을 제동 시스템에 전송하여 헤딩각 제어를 수행한다.
또한 마이크로 컨트롤러 유닛은 아래의 [식 5]를 이용하여 목표 모멘트 값을 산출한다.
[식 5]
Figure pat00005
또한 마이크로 컨트롤러 유닛은 산출된 목표 모멘트 값을 제동 시스템에 전송하여 햅틱 제어를 수행한다.
또한 본 발명의 일 측면에 따른 차량의 차선 변경 보조 방법은 차량의 휠의 속도를 검출하는 휠 속도 검출부, 차량의 조향각을 검출하는 조향각 검출부를 포함하는 차량의 차선 변경 보조 방법에 있어서, 휠의 속도와 조향각을 이용하여 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 차량을 위협하는 경우 차량을 원래의 차선으로 변경하기 위해 요구되는 필요 요 레이트 값을 산출하고, 필요 요레이트 값과 미리 설정된 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 차량의 차선 변경 동작을 보조한다.
또한 필요 요 레이트 값을 산출하는 것은 아래의 [식 1] 및 [식 2]을 이용하여 산출한다.
[식 1]
Figure pat00006
여기서, Yaw_Rate_Target은 운전 상황에 의해 결정되는 값으로, 약 -5deg/s~5deg/s의 값을 가진다.
[식 2]
Figure pat00007
또한 차량의 차선 변경 동작을 보조하는 것은 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값 미만이면 헤딩각 제어를 수행하고, 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값 이상이면 햅틱 제어를 수행한다.
또한 아래의 [식 3]을 이용하여 상기 헤딩각을 산출하고, 아래의 [식 4]를 이용하여 목표 모멘트 값을 산출한다.
[식 3]
Figure pat00008
[식 4]
Figure pat00009
또한 산출된 헤딩각 및 목표 모멘트 값을 제동 시스템에 전송하여 헤딩각 제어를 수행한다.
또한 아래의 [식 5]를 이용하여 목표 모멘트 값을 산출한다.
[식 5]
Figure pat00010
또한 산출된 목표 모멘트 값을 제동 시스템에 전송하여 햅틱 제어를 수행한다.
본 발명은 차량의 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 자기 차량을 위협하는 경우 제동 시스템의 압력 제어를 통해 자기 차량을 원래의 차선으로 변경함으로써 차량의 안전을 유지시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 차선 변경 보조 시스템의 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 차선 변경 보조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 헤딩각 제어 수행 과정을 상세하게 도시한 흐름도이다.
도 4는 도 2에 도시된 햅틱 제어 수행 과정을 상세하게 도시한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 차선 변경 보조 시스템(100)은 휠 속도 검출부(110), 횡가속도 검출부(120), 요 레이트 검출부(130), 조향각 검출부(140), 마이크로 컨트롤러 유닛(150, Micro Controller Unit; 이하 'MCU'라 함) 및 저장부(160)를 포함하여 구성된다.
휠 속도 검출부(110)는 차량의 좌측 전륜의 휠에 설치되어 좌측 전륜의 속도를 검출하는 FL 휠 속도센서, 우측 전륜의 휠에 설치되어 우측 전륜의 속도를 검출하는 FR 휠 속도센서, 좌측 후륜의 휠에 설치되어 좌측 후륜의 속도를 검출하는 RL 휠 속도센서, 우측 후륜의 휠에 설치되어 우측 후륜의 속도를 검출하는 RR 휠 속도센서를 포함하며, 휠 속도 검출부(110)의 각 휠 속도 센서는 검출한 휠의 속도를 MCU(150)에 전송한다.
횡가속도 검출부(120)는 2축 가속도 센서로, 차량 주행 중 차량이 옆 방향으로 밀려나려고 하는 힘의 가속도인 차량의 횡 가속도(Lateral-G)를 검출하여 MCU(150)에 전송한다.
요 레이트 검출부(130)는 차량의 선회 정도를 검출하여 MCU(150)에 전송한다. 요 레이트 검출부(130)는 차량이 수직축을 기준으로 회전할 때, 즉 Z축 방향을 기준으로 회전할 때 내부의 프레이트 포크가 진동 변화를 일으키면서 전자적으로 차량의 요 모멘트를 검출한다. 여기서 요 모멘트는 차체의 앞뒤가 좌우측 또는 선회할 때 안쪽 바깥쪽 차륜 쪽으로 이동하려는 힘이다. 요 레이트 검출부(130)는 내부에 셀슘 크리스탈 소자가 있어 이 소자가 차량이 움직이면서 회전을 하게 되면 소자 자체가 회전을 하면서 전압을 발생하는 구조로 되어 있다.
조향각 검출부(140, Steering Angle Sensor)는 차량의 조향 정도를 검출하여 MCU(150)에 전송한다. 조향각 검출부(140)는 스티어링 휠 하단 부위에 장착되며, 핸들을 조향하고 차량이 회전(Yaw)하였을 때 핸들이 운전자가 동작시킨 만큼 조향되었는지 핸들의 조향각을 검출하여 MCU(150)에 전송한다. 조향각 검출부(140)는 핸들의 조향 속도, 조향 방향도 검출한다. 조향각 검출부(14)는 광소자 방식으로 조향 시 센서의 슬리트 판이 회전하면서 광소자의 빛을 통과하거나 차단되면서 전압의 변화가 생기고 이것을 MCU(150)가 받아들여 핸들의 조향 속도, 조향 방향 및 조향각을 검출한다.
MCU(150)는 차량의 차선 변경 보조 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 것으로, MCU(150)는 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 자기 차량을 위협하는 경우 자리 차량을 원래의 차선으로 변경하기 위해 요구되는 필요 요 레이트(Desired Yaw Rate) 값을 산출하고, 산출된 필요 요레이트 값과 미리 설정된 값(Threshold 값)을 비교하여, 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값 미만이면 헤딩각(Heading Angle) 제어를 수행하고, 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값 이상이면 햅틱(Haptic) 제어를 수행함으로써 차량의 차선 변경 동작을 보조한다.
MCU(150)는 먼저 아래의 [수학식 1]과 같이 휠 속도 검출부(110)를 통해 검출된 차량의 속도 및 조향각 검출부(140)를 통해 검출된 조향각에 기초하여 원래의 요 레이트(Original Yaw Rate) 값을 산출한다.
[수학식 1]
Figure pat00011
여기서,
lf는 전륜 차축으로부터 무게 중심까지의 거리,
lr은 전륜 차축으로부터 무게 중심까지의 거리,
Cαf는 전륜 코너링의 강성(Stiffness),
Cαr은 전륜 코너링의 강성(Stiffness),
L은 lf + lr,
m은 질량,
δ는 조향각,
V는 종방향의 차륜 속도를 의미한다.
MCU(150)는 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 자기 차량을 위협하는 경우 자기 차량을 원래의 차선으로 변경하기 위해 실제로 획득해야 할 요레이트(필요 요레이트; Desired Yaw Rate) 값을 아래의 [수학식 2]를 이용하여 산출한다.
[수학식 2]
Figure pat00012
여기서, Yaw_Rate_Target은 운전 상황에 의해 결정되는 값으로, 약 -5deg/s~5deg/s의 값을 가진다.
MCU(150)는 상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 통해 산출된 필요 요레이트 값과 미리 설정된 값을 비교하여, 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값 미만이면 헤딩각(Heading Angle) 제어를 수행하고, 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값 이상이면 햅틱(Haptic) 제어를 수행함으로써 차량의 차선 변경 동작을 보조한다.
좌우 휠의 압력 차이를 이용하여 헤딩각을 제어하는 경우 일반적으로 노면의 한계에 의해 약 3~5deg/s 정도의 요 레이트가 발생하는 경우가 많다. 따라서, 산출된 필요 요레이트 값이 3~5deg/s 이상인 경우에는 좌우 휠의 압력 차이 제어를 통해 차량을 안전한 지역으로 향하도록 차량의 헤딩각을 돌려 주는 방식(헤딩각 제어)보다는 햅틱 기술을 활용하여 운전자에게 위험을 경고하고 운전자로 하여금 상황에 대처하도록 하는 방식(햅틱 제어)을 이용하는 것이 바람직하다. 헤딩각 제어 및 햅틱 제어에 대해서는 이후 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
저장부(160)는 차량의 차선 변경 동작을 보조하기 위해 헤딩각 제어를 수행할 것인지 아니면 햅틱 제어를 수행할 것인지 여부의 판단 시 산출된 필요 요레이트 값과 비교하기 위한 설정값(Threshold 값)을 저장한다.
제동 시스템(200)은 차량을 감속하거나 속도를 억제하여 정지시키거나 어느 위치에 유지하기 위한 시스템으로, MCU(210)를 포함하여 구성된다. MCU(210)는 차량의 제동 동작을 전반적으로 제어하기 위한 것으로, 차량의 차선 변경 보조 시스템(100)의 MCU(150)에서 산출한 헤딩각 및 목표 모멘트 값을 전송받아 차량의 차선 변경에 대한 보조 동작인 헤딩각 제어를 위한 목표 휠 압력 값을 산출하고, 산출된 목표 휠 압력 값을 마스터 실린더(미도시)에 전송한다.
휠 부(300)는 마스터 실린더(미도시)로부터 공급된 압력을 이용하여 제동력을 발생시킴으로써 차량의 제동을 수행하는 휠 실린더(310)를 포함하여 구성된다.
햅틱 장치(400)는 운전자의 신체 중 일부에 접촉하고, 휠 압력의 변동량에 대응하여 생성된 피드백 구동 신호에 응답하여 접촉한 신체에 피드백 힘을 인가한다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 차선 변경 보조 방법을 설명하도록 한다.
본 발명의 일실시예의 동작 설명을 위한 초기 조건으로서, 저장부(160)에는 차량의 차선 변경 동작을 보조하기 위해 헤딩각 제어를 수행할 것인지 아니면 햅틱 제어를 수행할 것인지 여부를 판단하기 위한 사전 정보로서, 산출된 필요 요레이트 값과 비교하기 위한 설정값(Threshold 값)이 미리 저장되어 있는 것을 전제한다.
먼저 차량의 차선 변경 보조 시스템(100)의 MCU(150)는 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 자기 차량을 위협하는 경우 자기 차량을 원래의 차선으로 변경하기 위해 요구되는 필요 요레이트(Desired Yaw Rate) 값을 전술한 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 이용하여 산출한다(500).
이후 MCU(150)는 산출된 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값(Threshold 값) 미만인지 여부를 판단한다(600). 판단 결과 산출된 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값(Threshold 값) 미만이면(600에서의 '예') MCU(150)는 차량의 차선 변경 동작을 보조하기 위해 헤딩각 제어를 수행한다(700).
한편, 산출된 필요 요레이트 값이 미리 설정된 값(Threshold 값) 이상이면(600에서의 '아니오') MCU(150)는 차량의 차선 변경 동작을 보조하기 위해 햅틱 제어를 수행한다(800).
이하에서는 도 3을 참조하여 도 2에 도시된 헤딩각 제어 수행 과정(동작 700)을 상세하게 설명하도록 한다.
차량의 차선 변경 동작을 보조하기 위한 헤딩각 제어를 수행하기 위해 MCU(150)는 요 레이트 측정 신호를 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용하여 신호 처리한다(710). 요 레이트 측정 신호는 다음의 [수학식 3] 및 칼만 필터 식을 나타내는 [수학식 4]를 통해 1차 시스템으로 모델링하여 간단하게 처리할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00013
여기서,
lf는 전륜 차축으로부터 무게 중심까지의 거리,
lr은 전륜 차축으로부터 무게 중심까지의 거리,
m은 질량,
γ는 요 레이트,
δ는 조향각,
ay는 횡가속도,
Mz는 목표 모멘트를 의미한다.
[수학식 4]
Figure pat00014
다음으로 MCU(150)는 아래의 [수학식 5]와 같이 요레이트 검출부(130)를 통해 검출된 검출 요레이트 값과 전술한 [수학식 1]을 통해 산출된 원래의 요레이트 값에 기초하여 헤딩각(Heading Angle 또는 Yaw Angle)을 산출한다(720).
[수학식 5]
Figure pat00015
이후 MCU(150)는 아래의 [수학식 6]을 이용하여 목표 모멘트 값을 산출한다(730).
[수학식 6]
Figure pat00016
다음으로 MCU(150)는 전술한 [수학식 5]를 통해 산출한 헤딩각 정보 및 전술한 [수학식 6]을 통해 산출한 목표 모멘트 값을 제동 시스템(200)에 전송한다. 제동 시스템(200)은 MCU(150)로부터 헤딩각 정보 및 목표 모멘트 값을 전송 받아 좌우 휠의 압력 차이 제어를 통해 차량을 안전한 지역으로 향하도록 차량의 헤딩각을 돌려 주는 제어를 수행한다.
이하에서는 도 4를 참조하여 도 2에 도시된 햅틱 제어 수행 과정(동작 800)을 상세하게 설명하도록 한다.
차량의 차선 변경 동작을 보조하기 위한 햅틱 제어를 수행하기 위해 MCU(150)는 아래의 [수학식 7]을 이용하여 목표 모멘트 값을 산출한다(810).
[수학식 7]
Figure pat00017
대부분의 모든 슬라이딩 모드 제어기는 슬라이딩 표면에 도달하면 채터링(chattering)을 하기 때문에 이를 방지하기 위해 포화(Saturation) 함수를 활용하게 된다. 전술한 [수학식 6]에서
Figure pat00018
부분이 포화 함수에 해당한다.
따라서, 이 포화 함수를 삭제한다면 채터링이 발생하게 되고 이를 통해 휠 압력의 변동이 발생하게 되며, 이는 햅틱 장치(400)로의 피드백 신호를 유발하게 된다. 따라서, 전술한 [수학식 6]의 포화 함수에 해당하는 부분을 [수학식 7]과 같이 변형하게 되면 햅틱 기술을 활용하여 운전자에게 위험 상태를 경고함으로써 운전자로 하여금 위험 상황에 대처할 수 있도록 할 수 있다.
다음으로 MCU(150)는 전술한 [수학식 7]을 통해 산출한 목표 모멘트 값을 제동 시스템(200)에 전송한다(820). 제동 시스템(200)은 MCU(150)로부터 목표 모멘트 값을 전송 받아 차량의 제동 동작을 수행하게 된다. 제동 시스템(200)을 통한 차량의 제동 동작으로 인해 휠 압력의 변동이 발생하게 되고 이것이 햅틱 장치(400)로의 피드백 신호를 유발하게 된다. 운전자는 햅틱 장치(400)를 통해 위험 상태를 감지할 수 있고, 이에 대한 적절한 대처 방안을 모색하여 사고를 방지할 수 있게 된다.
100: 차량의 차선 변경 보조 시스템 110: 휠 속도 검출부
120: 횡가속도 검출부 130: 요 레이트 검출부
140: 조향각 검출부 150: 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)
160: 저장부 200: 제동 시스템
300: 휠 부 400: 햅틱 장치

Claims (14)

  1. 차량의 휠의 속도를 검출하는 휠 속도 검출부;
    상기 차량의 조향각을 검출하는 조향각 검출부;
    상기 휠의 속도와 상기 조향각을 이용하여 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 상기 차량을 위협하는 경우 상기 차량을 원래의 차선으로 변경하기 위해 요구되는 필요 요 레이트 값을 산출하고, 상기 필요 요레이트 값과 미리 설정된 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 차량의 차선 변경 동작을 보조하는 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함하는 차량의 차선 변경 보조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 아래의 [식 1] 및 [식 2]을 이용하여 상기 필요 요 레이트 값을 산출하는 차량의 차선 변경 보조 시스템.
    [식 1]
    Figure pat00019

    여기서, Yaw_Rate_Target은 운전 상황에 의해 결정되는 값으로, 약 -5deg/s~5deg/s의 값을 가진다.
    [식 2]
    Figure pat00020
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 필요 요레이트 값이 상기 미리 설정된 값 미만이면 헤딩각 제어를 수행하고, 상기 필요 요레이트 값이 상기 미리 설정된 값 이상이면 햅틱 제어를 수행함으로써 차량의 차선 변경 동작을 보조하는 차량의 차선 변경 보조 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 아래의 [식 3]을 이용하여 상기 헤딩각을 산출하고, 아래의 [식 4]를 이용하여 목표 모멘트 값을 산출하는차량의 차선 변경 보조 시스템.
    [식 3]
    Figure pat00021

    [식 4]
    Figure pat00022
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 산출된 헤딩각 및 상기 목표 모멘트 값을 제동 시스템에 전송하여 상기 헤딩각 제어를 수행하는 차량의 차선 변경 보조 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 아래의 [식 5]를 이용하여 목표 모멘트 값을 산출하는 차량의 차선 변경 보조 시스템.
    [식 5]
    Figure pat00023
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 산출된 상기 목표 모멘트 값을 제동 시스템에 전송하여 상기 햅틱 제어를 수행하는 차량의 차선 변경 보조 시스템.
  8. 차량의 휠의 속도를 검출하는 휠 속도 검출부, 상기 차량의 조향각을 검출하는 조향각 검출부를 포함하는 차량의 차선 변경 보조 방법에 있어서,
    상기 휠의 속도와 상기 조향각을 이용하여 차선 변경 시 변경하고자 하는 차선에 후행 차량이 상기 차량을 위협하는 경우 상기 차량을 원래의 차선으로 변경하기 위해 요구되는 필요 요 레이트 값을 산출하고, 상기 필요 요레이트 값과 미리 설정된 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 차량의 차선 변경 동작을 보조하는 차량의 차선 변경 보조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 필요 요 레이트 값을 산출하는 것은 아래의 [식 1] 및 [식 2]을 이용하여 산출하는 차량의 차선 변경 보조 방법.
    [식 1]
    Figure pat00024

    여기서, Yaw_Rate_Target은 운전 상황에 의해 결정되는 값으로, 약 -5deg/s~5deg/s의 값을 가진다.
    [식 2]
    Figure pat00025
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 차량의 차선 변경 동작을 보조하는 것은 상기 필요 요레이트 값이 상기 미리 설정된 값 미만이면 헤딩각 제어를 수행하고, 상기 필요 요레이트 값이 상기 미리 설정된 값 이상이면 햅틱 제어를 수행하는 차량의 차선 변경 보조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 아래의 [식 3]을 이용하여 상기 헤딩각을 산출하고, 아래의 [식 4]를 이용하여 목표 모멘트 값을 산출하는 차량의 차선 변경 보조 방법.
    [식 3]
    Figure pat00026

    [식 4]
    Figure pat00027
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 산출된 헤딩각 및 상기 목표 모멘트 값을 제동 시스템에 전송하여 상기 헤딩각 제어를 수행하는 차량의 차선 변경 보조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 아래의 [식 5]를 이용하여 목표 모멘트 값을 산출하는 차량의 차선 변경 보조 방법.
    [식 5]
    Figure pat00028
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 산출된 상기 목표 모멘트 값을 제동 시스템에 전송하여 상기 햅틱 제어를 수행하는 차량의 차선 변경 보조 방법.









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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140133320A (ko) * 2013-05-10 2014-11-19 현대모비스 주식회사 차선 변경 제어 장치 및 방법

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101464883B1 (ko) * 2013-06-19 2014-11-25 주식회사 만도 요 레이트를 이용한 차량 충돌 방지 방법
CN103587529B (zh) * 2013-10-12 2018-03-06 长安大学 一种直道路段换道过程越线时刻预测***及预测方法
KR102112486B1 (ko) * 2013-11-21 2020-06-04 현대모비스 주식회사 차선 종류에 따른 차선 유지 제어 장치 및 방법
CN103886749B (zh) * 2014-03-14 2016-02-03 深圳市锐明视讯技术有限公司 一种检测车辆频繁变道行驶的方法及***
CN104176054B (zh) * 2014-08-18 2016-07-06 大连理工大学 一种汽车主动防碰撞自动换道控制***及其工作方法
CN105015545B (zh) * 2015-07-03 2018-06-26 内蒙古麦酷智能车技术有限公司 一种无人驾驶汽车的自主变道决策方法
CN105416276B (zh) * 2015-12-14 2017-09-22 长春工业大学 基于高阶滑模的电动汽车稳定性直接横摆力矩控制方法
CN106080596B (zh) * 2016-06-03 2018-06-12 中国人民解放军海军大连舰艇学院 一种基于位置与角速度测量的车道线滑模保持方法
JP6473734B2 (ja) * 2016-12-16 2019-02-20 本田技研工業株式会社 車両制御装置
US10259496B2 (en) 2017-02-07 2019-04-16 Ford Global Technologies, Llc Steering-wheel feedback mechanism
US10538268B2 (en) * 2017-02-07 2020-01-21 Ford Global Technologies, Llc Steering-wheel control mechanism for autonomous vehicle
CN107792073B (zh) 2017-09-29 2019-10-25 东软集团股份有限公司 一种车辆换道控制方法、装置及相关设备
US10977946B2 (en) * 2017-10-19 2021-04-13 Veoneer Us, Inc. Vehicle lane change assist improvements
CN108569296B (zh) * 2017-12-15 2020-06-16 上海蔚来汽车有限公司 自适应匹配辅助驾驶***的方法及其实现模块
US10737693B2 (en) 2018-01-04 2020-08-11 Ford Global Technologies, Llc Autonomous steering control
TWI675771B (zh) * 2018-11-12 2019-11-01 華創車電技術中心股份有限公司 車道變換系統及車道變換方法
FR3093689B1 (fr) * 2019-03-12 2021-04-09 Renault Procédé d’élaboration d’une consigne de pilotage mixte d’un système de braquage de roues et d’un système de freinage différentiel d’un véhicule automobile
CN110007305B (zh) * 2019-04-15 2021-01-29 北京行易道科技有限公司 车辆前方目标确定方法、装置、服务器及存储介质
CN110356404B (zh) * 2019-05-28 2021-04-09 吉林大学 一种具有自主换道功能并提高侧向安全性的智能驾驶***
CN113060139A (zh) * 2019-12-31 2021-07-02 北京宝沃汽车股份有限公司 驻车控制方法、装置及车辆
CN111959507A (zh) * 2020-07-06 2020-11-20 江铃汽车股份有限公司 一种变道控制方法、***、可读存储介质及车辆
CN114084136B (zh) * 2020-08-05 2024-01-30 上海汽车集团股份有限公司 车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置
CN112216148B (zh) * 2020-09-21 2022-12-13 西安工程大学 一种车路协同下双车道车辆换道指引方法
CN114852099A (zh) * 2021-02-03 2022-08-05 郑州宇通客车股份有限公司 机动车换道行为的预测方法
CN114132415B (zh) * 2021-12-02 2023-06-02 南京快轮智能科技有限公司 一种车辆转向灯控制方法
FR3132483B1 (fr) 2022-02-09 2024-02-16 Renault Sas Procédé de guidage d’un véhicule automobile.

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3198993B2 (ja) * 1997-07-23 2001-08-13 トヨタ自動車株式会社 車輌の挙動制御装置
JP3571234B2 (ja) * 1998-10-12 2004-09-29 本田技研工業株式会社 車両用操舵制御装置
JP2003081123A (ja) * 2001-09-11 2003-03-19 Nissan Motor Co Ltd 車両の操舵制御システム
JP4114657B2 (ja) * 2004-10-25 2008-07-09 三菱自動車工業株式会社 車両の旋回挙動制御装置
DE102006010275A1 (de) * 2005-03-03 2006-12-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden einer Kollision bei einem Spurwechsel eines Fahrzeugs
DE102007002220A1 (de) * 2006-01-12 2007-07-26 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Vorrichtung zur Kollisionswarnung bei Spurwechseln von Fahrzeugen
WO2007145564A1 (en) * 2006-06-11 2007-12-21 Volvo Technology Corporation Method and apparatus for using an automated lane keeping system to maintain lateral vehicle spacing
JP2008162553A (ja) 2007-01-04 2008-07-17 Toyota Motor Corp 車両用制御装置
JP2009090843A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Jtekt Corp 車両用制御装置
US20100023180A1 (en) * 2008-07-24 2010-01-28 Gm Global Technology Operations, Inc. Adaptive vehicle control system with driving style recognition based on lane-change maneuvers
US20100209886A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Driving skill recognition based on u-turn performance
US20100209885A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Vehicle stability enhancement control adaptation to driving skill based on lane change maneuver
US8190330B2 (en) * 2009-03-06 2012-05-29 GM Global Technology Operations LLC Model based predictive control for automated lane centering/changing control systems
KR20120030624A (ko) * 2010-09-20 2012-03-29 주식회사 만도 차량 방향 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140133320A (ko) * 2013-05-10 2014-11-19 현대모비스 주식회사 차선 변경 제어 장치 및 방법

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