Brake-by-wire, 종방향 ADAS, AEB

SPARK·2023년 9월 20일

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Brake-by-Wire

전기적 신호를 통해 제동하는 시스템

(pros)
정교한 제어 가능
응답특성 개선 가능
설계 및 수정이 쉬움
유압대비 경량으롱 연비향상 가능

구성

센서 : 운전자가 밟은 브레이크 압력 측정
ECU : 센서 측정값을 입력 받아 감속력 계산 및 모터 움직임 정도 계산
모터 (액츄에이터) : ECU에서 계산된 제어량을 받아 브레이크 패드를 꽉 잡아줌

(cons)
기계식 부품을 전자화 했을 때 고려해야 하는 문제점
고장에 대한 검증

센서 - 입력 값 측정불가, 잘못된 값 측정
ECU - 센서 값 전달불가, 계산 오류
모터 - 명령 값 수행 오류


Brake-by-wire 시스템

  • 전기유압식 EHB (Electro-Hydraulic Brake)
    유압방식과 전기기계의 중간단계
    유압을 매개체로 사용하기에 습식(wet type)이라고 불림
    센서 -> ECU -> 모터 에서 조절되는 유압을 통해 브레이크 작동

  • 전기기계식 EMB (Electro-Mechanical Brake)
    유압을 전혀 사용하지 않는 방식
    건식(Dry type)
    모터만으로 캘리퍼 작동
    제동에 힘이 많이 필요할 경우 쐐기형으로 만들어 디스크 회전 마찰력 사용

  • 하이브리드 방식 Hybrid EMB (Electro-Mechanical Brake)
    자동차의 4개의 바퀴 중 앞바퀴는 전기유압식, 뒷바퀴는 전기기계식을 사용하는 방법

  • Brake-by-Wire 형태의 자동차가 있다면 ECU로 원하는 제동 구현가능, 브레이크 밟지 않아도 모터 스스로 제동


종방향 ADAS

ADAS Advanced Driver Assistant System

고급 운전자 지원시스템

차량의 움직임에 따라 종방향(Longitudinal Motion) / 횡방향(Lateral Motion)
차량의 구동과 관련

  • 원하는 속력 도달
  • 일정 속력을 유지하는 알고리즘
    차량의 제동과 관련
  • 브레이크를 통해 제동하는 알고리즘

Hierarchical 구조

목표 속력 -> 상위제어기 -> 목표 가속력 -> 하위제어기 -> throttle 입력

상위제어기

주행상황 인지, 판단 -> 목표 속력 값 계산
힘을 가해서 움직일 필요가 있음 -> 가속력에 의해 구현
가속력 값 계산

하위제어기

목표 가속력 값 입력 받음
-> 실제 차량이 그 가속력이 가지도록 제어

종방향 ADAS 종류

  • Cruise Control : 일정속력 유지
  • Adaptive Cruise Control : 일정 속력 주행 중 앞차량이 있을 때 안전거리 유지
  • Traffic Jam Assist : 반복되는 교통체증에서 운전자 피로누적 줄여줌
  • Forward Collision Warning : 전방 장애물 출현 시 경고를 알려줌
  • Autonomous Emergency Brake : 전방 장애물 출현 시 긴급제동 수행
  • Smart Cruise Control : 도로조건에 따라 맞은편에서 다가오는 차량에 방해가 되지 않게 빔의 각도를 조절하는 기술
  • Idle stop & Go : 차량이 일정기간 동안 공회전 할 때 엔진을 자동으로 끄고 다시 켜지게 하는 시스템

AEB (Autonomous Emergency Braking)

충돌 경고에도 운전자가 반응하지 않으면 자동적으로 브레이크를 밟아서 멈추게 해주는 기술
3단계로 구분됨

  1. 전방주의 : 사람에게 경고를 통해 앞에 무엇이 있다고 알려주는 단계
  2. 추돌주의 : 이제 곧 충돌함을 알려주는 단계
  3. 긴급제동 : 사람이 아무런 반응을 하지 않는 경우 제동까지 자동으로 하는 단계

TTC (Time-to-collision)

현재 속력과 현재 경로를 유지할 경우 충돌이 발생할 때까지 걸리는 시간
뒷차량이 더 느릴 경우 음수의 값을 지님


FCA (Forward Collision-Avoidance Assist)

AEB와 유사한 개념
조향까지 조절해 회피하는 동작

FCA-JT (Forward Collision-Assistant Junction Turning)

교차로에서 접근하는 차에 대해서도 제동함

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