능동 정속주행장치

능동 정속주행장치 (ACC)는 기존의 정속주행장치 (FGR)가 확장된 것이다. 자동적인 엔진 제어 간섭과 브레이크 간섭을 통한 편리한 거리/속도제어기능이 새로 추가되었다.

ACC-시스템 기능

레이더 센서는 자동차 자신의 전방의 움직이는 물체와의 거리, 각도 그리고 속도를 감지한다. 운전자는 원하는 주행속도를 30 km/h에서 180 km/h까지의 범위내에서 10 km/h의 단계로 사전선택할 수 있다; 이 주행속도는 계기판에 디스플레이된다. 이 외에도 3가지의 고정된 시간간격 단계 중에서 선택할 수 있는 방법도 있다. 이것은 앞 자동차와의 간격이 주행속도를 변화시킨다는 것을 의미한다.

ACC는 편이 시스템이므로, 운전자의 간섭이 항상 ACC-제어보다 더 우선권을 가지고 있다.

ACC는 운전자에게 다음과 같은 기능들을 제공한다:

• 원하는 주행속도가 설정되어 있는 정속주행장치 (FGR), 속도계에 있는 LED를 이용한 디스플레이
  앞 자동차의 주행속도에 적합시킨 정속주행장치
  앞 자동차와의 간격 (운전자에 의해 조정이 가능함) 유지
  벌금을 내야 하는 차간거리가 되는 것을 방지
  브레이크 간섭을 통해 자동차가 신속하게 반응함으로써, 원하는 주행속도를 10 km/h-단계로 빠르게 바꿀 수 있다
  언덕길 하행주행시에도, 브레이크 간섭을 통해 설정한 주행속도가 초과되지 않는다
  

ACC-기능 한계

확실한 ACC-기능을 위해, 변수들은 다음과 같이 제한된다:

• ACC-모드는 30 km/h에서부터 180 km/h까지에서만 가능하다
  
• 안락성 때문에, 브레이크 간섭을 통한 ACC-감속도를 최대 2.0 m/s2으로 제한
  
• ACC-가속도를 최대 1.2 m/s2로 제한. 이는 다른 자동차에 위험할 정도로 접근하는 것을 방지하며, 커브길을 돌 때 가속도를 제한한다
  
• 안락성 때문에, 횡가속도를 최대 3 m/s2으로 제한
  
• 앞 자동차와의 시간간격은 정상 조건하에서는 1초 이하가 되지 않는다. 특정 조건하에서, 예를 들면 다른 자동차가 갑자기 바로 앞에서 끼어들 때, 시간간격은 잠깐 동안 1초 이하가 될 수 있다
  
• ACC는 가시거리가 충분히 확보되었을 때에만 사용해야 한다
  
• 레이더 센서의 포착범위는 제한되어 있다
  
• 다른 자동차가 갑자기 바로 앞으로 끼어들게 되면, ACC가 늦게 반응할 수 있다. 그러므로 ACC는 구불구불한 도로나 또는 차선을 자주 바꿔야 하는 곳에서는 사용하지 말아야 한다.
  
• 주행속도 차이가 크지 않을 경우, 예를 들면 화물차에 빠르게 접근할 경우에는 제어할 수 없게 된다
  
• ACC의 감속도가 충분하지 않을 경우에는, 운전자의 간섭이 필요하다
  
• 가다 서다를 반복하는 교통상황에서는 ACC를 사용해서는 안된다. 운전자는 제때에 제동하여 자동차 운전을 통제해야 한다
  
• 트랙션 컨트롤 시스템 ASC 또는 DSC의 간섭이 있은 후에는, ACC는 더이상 가속되지 않는다, 시스템을 다시 스위치ON해야 한다
  

ACC가 선택된 차간거리를 더이상 제어할 수 없을 경우, 운전자가 통제하도록 신호를 보내게 된다. ”물체 감지”-램프가 점멸하기 시작한다.

예상치않은 시스템 거동

ACC-모드시 시스템의 기능 한계에 도달할 경우, 운전자에게 설명해 줄 필요가 있는 시스템 거동이 발생할 수 있다. 이러한 상황들은 다음과 같다

- 제한된 레이더 도달거리와 감속도

레이더 센서는 한편으로 레이더 도달거리가 120 m로 제한되어 있으며, 다른 한편으로 ACC-시스템은 DSC를 통한 최대 감속도가 2.0 m/s2으로 제한된다. ACC는 또한 상대 주행속도가 제한된 경우에만 자동으로 제어할 수 있다. 시스템이 자신의 기능 한계에 도달하였을 경우, ”물체-감지”-램프의 점멸을 통해 운전자가 통제하도록 요구하게 된다.

- 측면 가시영역

측면 가시영역이 제한되어 있기 때문에, 커브 선회시 시스템이 앞서 가는 자동차를 놓칠 수 있다. ACC-차량은 커브 선회시 잠깐동안 포착하지 못한 선행 자동차에 너무 가깝게 근접하지 않기 위해, 약 2초동안 원하는 주행속도로 가속되지 않는다.

직진 주행시, ACC-차량은 바로 앞에서 갑자기 끼어드는 자동차에 대해 늦게 반응할 수 있다. 바로 앞에서 갑자기 끼어든 자동차는 ACC-차량의 차선에 완전히 정확하게 진입한 후에야 비로소 감지된다.

- 스위치OFF

’레이더 센서에 눈이 너무 많이 덮여 물체 감지가 어려울 경우’, 시스템은 스위치OFF된다. 레이더 센서를 청소한 후, 시스템을 다시 활성화시킬 수 있다.

ASC 또는 DSC의 제어 간섭이 오랫동안 계속될 경우, 즉 임계 마찰값에 도달한 경우, 시스템은 스위치OFF된다. 시스템을 다시 활성화시킬 수 있다.

이 두가지의 경우, ACC는 다시 활성화된 후 2초간의 긴 순응시간을 둔다.

- 특수한 상황

”물체-감지”-램프가 점등되지 않고, 자동차가 원하는 주행속도 이하에 머물러 있으며, 더이상 가속되지 않음으로 인해 운전자는 특수한 상황을 인지하게 된다.

• 좁은 커브길에서 자동차는 안락성 때문에 횡가속도가 최대 3 m/s2가 되도록 주행속도를 조정한다. 이것은 임의 주행시 그리고 다시 활성된 후의 순응 주행에 적용된다
  
• 운전자 바로 앞에 정지해있는 물체가 있고, 다른 이유로 인해 이미 주행속도가 감속되었을 경우, 현재의 주행속도가 유지된다.
  
• 비, 안개 그리고 눈은 레이더 광선을 흡수한다. 레이더 도달거리가 현저하게 단축될 수 있으며, 극단적인 경우 ACC를 더이상 사용할 수 없게 된다
  
• 언덕길 정점 및 내리막길 골 부분에서는 물체를 감지하는데 방해를 받을 수 있다
  
• 아주 드문 경우, 물체가 틀린 측정값 (주로 각도)으로 감지될 수 있다, 예를 들면 터널벽과 가드레일에서 레이더파가 반사됨으로써
  

- 차선 예상 (예상 차선)

차선 배정은 ACC-시스템의 핵심적인 기능이다. ACC의 경우, 순수한 물체-감지만으로는 상황을 해석하는데 충분하지 않다. 감지된 물체는 반드시 자신의 주행의도와 관련이 있어야 한다. 자동차들이 ACC-차량과 같은 차선에 있을 때, 제어에 직접적으로 관계하게 된다.

기본적으로 차선 진로에 대해 정확히 예견할 수 없으므로, ACC는 절대적으로 확실하게 물체와 차선을 배정할 수가 없다. 제한된 가시영역 외에도, 신뢰성에 한계가 있는 상황해석은 ACC의 가장 중요한 시스템 한계이다.

차선 예상은 순간의 주행역학 상태를 기초로 예상을 할 수 있을 뿐이다. ACC가 차선 진로를 인지할 수 없기 때문에, 자신의 현재 주행상태에 의존해야 한다.

차간거리를 제어하기 위해, 정확한 물체를 선택하기 위해서 ACC는 앞으로 주행할 차선을 반드시 미리 계산해야 한다. 이 때 주행한 커브 반경은 바로 다음 2-4초동안 계속해서 차선 진로에 대해 유효한 것으로서 받아 들여진다, 이것은 고속도로와 잘 정돈된 시골길에서 항상 거의 일치한다. 차선 예상을 이용하여, 예측된 차선에 대한, 감지된 모든 물체의 측면 편차를 결정할 수 있다. 예측하기 위해, 다음과 같은 정보들이 이용된다:

• ACC-자동차 운동상태에 대한 지식 (속도, 요잉 속도, 조향각, 등.). 이 정보는 예상되는 궤적 결정에 중요한 영향을 미친다.
  
• 차선 예상을 더욱 개선시키기 위해, 모든 정지해 있거나 또는 주행하는 물체의 공통된 도로상의 운동이 고려된다. 물체들이 모두 동일한 방향으로 운동하게 되면 (예를 들면 새떼처럼), 여기에서 커브가 시작될 가능성이 매우 높다. 이러한 과정은 차선 예상에 지원될 때에만 영향을 미칠 수 있다.
  

차선 예상과 이를 이용한 물체 배정에서의 불확실성은, 특히 직진 주행에서 커브 주행으로 넘어갈 때 항상 가정되어야 한다

수신된 레이더 신호로는 동식물, 자동차 그리고 교통표지를 구분할 수 없다. 차선 옆에 세워진 교통표지 또는 주차되어 있는 자동차가 실수로 자신의 차선에 배정될 수 있다. 틀린 반응을 방지하기 위해, 정지해 있는 물체는 포괄적으로 무시한다.

ACC-센서

ACC-컨트롤 유닛은 자동차 전면의 범퍼 아래에 장착되어 있다. 버전 코딩이 가능한 컨트롤 유닛만이 사용된다. 컨트롤 유닛은 정비공장에서 수리할 수 없다.

레이더 센서에는 송신기와 수신기가 포함되어 있다. 신호는 안테나를 통해 방사되는데, 이 안테나는 동시에 반사된 신호를 수신하는데도 사용된다. 레이더 전파는 3개의 원추 형태로 되어 있다. 원추 중 하나는 주행방향으로 향해 있으며, 다른 2개는 약 2.5도 정도 수평으로 오프셋되어 있다.

ACC-센서의 기술자료:

• 송신 주파수 76 - 77 GHz (파장 약 4 mm)
  평균 송신출력 1 mW
  포착범위: 거리 2 m - 170 m (120 m가 이용된다)
  포착범위: 상대 속도 60 m/s
  포착범위: 수평 +/- 4도
  포착범위: 수직 +/- 2도
  

ACC-컨트롤 유닛은 (+) 또는 접지로의 단락, 극성 바뀜 그리고 단선에 대해 보호되어 있다. 부족전압 또는 과전압시, 레이더 센서의 반응은 다음과 같다:

ACC-시스템 네트워크

ACC는 다양한 파트너 컨트롤 유닛에 기능들이 배분되어 있는 복합 시스템 네트워크이다.

파트너 컨트롤 유닛은 데이터-버스를 통해 ACC-센서와 연결되어 있다.

중요한 파트너 컨트롤 유닛들은: