< Previous이상배·김동한·문병준 자동차안전학회지:제14권,제3호,2022 Table 1 EDR record item Num.Data elementRecording interval/time Data sample rate 1Delta-V, longitudinal 0 to 250 ms or 0 to End of Event Time plus 30 ms, whichever is shorter. 100 2Maximum delta-V, longitudinal 0–300 ms or 0 to End of Event Time plus 30 ms, whichever is shorter. N/A 3Time, maximum delta-V, longitudinal 4Speed, vehicle indicated-5.0 to 0 sec2 5Engine throttle, % full or accelerator pedal, % full-5.0 to 0 sec2 6Service brake, on/off-5.0 to 0 sec2 7Ignition cycle, crash-1.0 secN/A 8Ignition cycle, downloadAt time of downloadN/A 9Safety belt status, driver -1.0 secN/A 10Air bag warning lamp-1.0 secN/A 11 Frontal air bag deployment, time to deploy, in the case of a single stage air bag, or time to first stage deployment, in the case of a multi-stage air bag, driver. EventN/A 12 Frontal air bag deployment, time to deploy, in the case of a single stage air bag, or time to first stage deployment, in the case of a multi-stage air bag, front passenger. EventN/A 13Multi-event crash, number of eventsEventN/A 14Time from event 1 to 2As neededN/A 15Complete file recorded (yes, no)Following other dataN/A 따라 더 구체적인 정보들이 저장되기도 한다. 따라서 EDR 기록정보를 교통사고의 원인분석에 활용함으로써 보다 객관적인 사고 조사 및 분석이 가능하다. (3,4) 그러나, 현재 접수되는 대부분의 급발진 사고는 운전자가 가속페달을 밝지 않았지만, 갑자기 엔진회전수(RPM) 급증과 함께 엄 청난 속도를 내며 브레이크 페달이 전혀 통하지 않는 경우 이다. (5) 그리고, 대부분의 제조사는 운전자의 졸음운전이 나 페달 또는 기어 조작 실수로부터 발생하고 있다고 주장 하고 있고 대법원의 판결도 이러한 이유로 대부분 제조사 의 편을 들어 주었다. (6) 그리고, 최근에는 결함이 의심되 는 사고에 대한 조사 경험을 바탕으로 사고기록장치 제도 와 시스템에 대한 문제점 및 개선방안에 대한 연구가 진행 되었고, (7) 자율주행기술이 적용되면서 자율주행 자동차 인지부가 수집하는 정보 현황을 확인하여 사고분석에 용 이한 사고기록장치 기록항목들을 선정하고 제안하는 연 구가 진행 중이다. (8) 이에 본 논문에서는 친환경자동차에서 급발진이 발생 한 경우에 운전자가 제동했다는 증명 확률을 향상할 수 있 는 EDR 저장 데이터 개선방안을 제안한다. 이를 위해 현재 차량에 저장되고 있는 EDR 데이터에 대한 분석을 통해 운 전자의 제동 페달 작동 여부를 입증할 수 있는 데이터를 확인하였다. 그리고, 자세제어시스템이 장착된 차량에서 운전자가 제동 페달을 작동할 경우 자세제어시스템에 장 착된 제동 압력 센서를 통해 그 값을 측정할 수 있음을 확 인하였다. 추가로, 하이브리드자동차나 전기자동차와 같 은 친환경자동차의 회생제동시스템에 장착된 제동 페달 트래블 센서의 값을 측정할 수 있음을 확인하였다. 2. EDR 저장 데이터 분석 우리 나라에서는 자동차 및 자동차부품의 성능과 기준 에 관한 규칙 제56조의2 제2항에 따라 승용자동차와 차량 총중량 3.85톤 이하의 승합자동차･화물자동차는 EDR을 장착하고, 운행정보를 기록하여야 한다. 그리고, 사고 발 생시 Table 1에서 정한 방법에 따라 운행정보를 기록하여 야 하고, Table 1의 항목 이외의 운행정보를 추가로 기록 하려는 경우에는 Table 2의 기록 방법에 따라 EDR에 기 록하여야 한다. (9) 친환경 자동차의 급발진 원인 규명을 위한 EDR 저장 데이터 개선방안 연구 자동차안전학회지:제14권,제3호,2022 Table 2 EDR record additional item Num.Data elementRecording interval/time Data sample rate 1Delta-V, lateral 0–250 ms or 0 to End of Event Time plus 30 ms, whichever is shorter. 100 2Maximum delta-V, lateral 0–300 ms or 0 to End of Event Time plus 30 ms, whichever is shorter. N/A3Time maximum delta-V, lateral 4Time for maximum delta-V, resultant. 5Vehicle roll angle-1.0 up to 1.0 sec10 6Engine RPM -5.0 to 0 sec2 7ABS activity 8Stability control activity 9Steering input 10Safety belt status, front passenger -1.0 secN/A 11Passenger air bag suppression status-1.0 secN/A 12Frontal air bag deployment, time to nth stage, driver. EventN/A 13 Frontal air bag deployment, time to nth stage, front passenger 14 Frontal air bag deployment, inflator activate to nth stage, driver. 15 Frontal air bag deployment, inflator activate to nth stage, front passenger 16Side air bag deployment, time to deploy, driver. EventN/A 17Side air bag deployment, time to deploy, front passenger. 18 Side curtain/tube air bag deployment, time to deploy, driver side. 19 Side curtain/tube air bag deployment, time to deploy, passenger side. 20Pretensioner deployment, time to fire, driver. 21Pretensioner deployment, time to fire, front passenger. 22Seat track position switch, foremost, status, driver. -1.0 secN/A 23 Seat track position switch, foremost, status, front passenger. 24Occupant size classification, driver 25Occupant size classification, front passenger 26Driver seated in position 27front passenger seated in position 28Lateral acceleration N/AN/A29Longitudinal acceleration 30Vertical acceleration Table 1에서 보면 현재 EDR 기록항목 중에서 운전자 가 가속했다는 것을 입증할 수 있는 데이터는 엔진 회전 수, 엔진 스로틀밸브 열림량, 가속페달 변위량 3가지이다. 그러나, 운전자의 제동페달 작동 여부를 입증할 수 있는 데이터는 제동 페달 작동 여부(on/off) 한 가지뿐 이다. 이처럼, 운전자가 제동했다는 증명 확률을 향상할 수 있는 데이터의 종류가 한 가지뿐인 이유는 EDR 법규가 제정된 2012년에는 대부분의 차량에 바퀴잠김방지식 제 동장치(ABS)만 장착되어 있었고, 이 장치에서 사용되는 제동 데이터는 제동 페달 작동 여부(on/off) 한 가지뿐이 었기 때문으로 추정된다. 그러나, 2012년 이후부터 국토교통부에서는 자동차 안이상배·김동한·문병준 자동차안전학회지:제14권,제3호,2022 Fig. 1 Vehicle dynamic control system Fig. 2 Output value of the pressure sensor when driving the motor 전도 향상을 위해 차량 자세제어시스템을 신규로 출시되 는 모든 차량에 의무장착하도록 했고, 미국과 유럽 등의 해외에서도 비슷한 시기부터 차량자세제어시스템을 의무 장착하고 있다. 그러므로, 현재 운행 중인 대부분의 차량 에는 차량 자세제어시스템이 장착되어 있고, 이 장치에는 제동압력을 측정하기 위한 제동압력 센서가 장착되어 있 다. 따라서, EDR 저장 데이터 항목에 제동압력 센서의 출 력값을 추가하여, 기존의 제동 페달 작동 신호(on/off)와 함께 사용하면, 급발진과 같은 상황에서 제동페달 작동 여 부를 입증할 수 있는 확률을 향상시킬 수 있다. 또한, 최근 판매가 늘어나고 있는 하이브리드자동차나 전기자동차에서는 에너지 효율을 향상시키기 위해 제동 시 회생제동시스템을 사용하고 있다. 이러한, 회생제동시 스템에서는 운전자의 제동 의지를 제동 페달 트래블 센서 를 통해서 확인하고, 유압과 모터의 회생제동력을 통해 제 동을 수행한다. 그러므로, 친환경자동차에서는 급발진 상 황에서 운전자가 제동했다는 것을 증명할 수 있는 제동 페달 트래블 센서 데이터를 EDR 저장 데이터에 추가할 필요가 있다. 3. 차량 자세제어시스템 차량 자세제어시스템은 주행 중 급격한 차선 변경과 같 이 차량의 자세가 불안정한 경우에 운전자가 제동 페달을 작동하지 않아도 각 바퀴의 제동압력제어를 수행하여 차 량의 자세를 안정화시켜 운전자의 조향 의지대로 차량의 자세를 제어하는 시스템이다. Fig. 1은 차량 자세제어시스템의 구성요소를 나타내며, 전자제어장치(Electronic Control Unit)와 유압제어장치 (Hydraulic Control Unit), 회전각 속도 센서(Yaw Rate Sensor), 압력 센서(Pressure Sensor), 조향각 센서(Steering Angle Sensor) 등으로 구성되어 있다. (10) 차량 자세제어 시스템은 차량의 거동(차량회전각 속도 센서 출력값)과 운전자의 조향의지(조향각 센서 출력값)의 차이를 파악 하고, 운전자가 조향하는 방향으로 차량이 거동할 수 있도 록 각 바퀴의 제동압력을 조절해서 차량의 자세를 제어하 는 시스템이다. 예를 들어, 차량의 자세제어가 필요한 상 황에서 차량 자세제어시스템의 전자제어장치는 운전자의 조향의지를 나타내는 조향각 센서값과 차량의 거동상태 를 알 수 있는 회전각 속도 센서값 이용하여 차량의 자세 안정화에 필요한 회전각 속도값을 계산하고, 이를 바탕으 로 각 휠에 필요한 제동압력값을 도출하고, 유압제어장치 는 제동압력을 생성한다. Fig. 2는 차량 자세제어장치에 장착된 유압제어장치의 모터 구동에 따른 압력센서의 출력값을 나타낸다. 유압제 어장치는 모터펌프를 구동하여 제동 압력을 생성하고, 유 압제어장치에 장착된 제동압력센서의 출력값을 피드백 받아 목표압력을 유지한다. 이러한 제동압력센서는 운전 자가 제동페달을 작동시켜 제동압력을 생성하는 일반적 인 제동상황에서도 압력을 측정 할 수 있다. Fig. 3은 운전자가 제동 페달을 작동하는 상황에서 제 동압력센서의 출력을 나타낸다. 운전자가 제동페달을 동 작하는 경우에 제동압력센서의 출력을 통해서 제동페달 의 작동상황을 확인할 수 있다.친환경 자동차의 급발진 원인 규명을 위한 EDR 저장 데이터 개선방안 연구 자동차안전학회지:제14권,제3호,2022 Fig. 3 Output value of the pressure sensor when the driver brake pedal is operated Fig. 4 Configuration of regenerative brake system 4. 회생제동시스템 최근 환경 규제 강화로 하이브리드 자동차, 전기자동 차, 수소연료전지 자동차와 같은 친환경 자동차 개발이 활 발하게 진행하고 있다. 이러한 친환경 자동차는 주로 모터 로 구동되기 때문에 기존의 내연기관 자동차보다 엔진의 사용 빈도가 적거나, 전혀 없는 자동차이다. 기존의 내연기관 자동차에서는 제동시 운전자의 힘으 로는 1톤 넘는 차량을 정지시킬 수 있는 제동력을 충분히 생성할 수 없으므로, 내연기관 구동시 발생하는 진공압력 을 이용하여 제동력을 발생하였다. 그러나, 친환경 자동차 는 내연기관을 정지시킨 상태로 주행하거나, 내연기관이 없는 시스템이므로 기존의 제동시스템과는 다른 새로운 제동시스템이 필요하다. 이러한 친환경 자동차를 위해 개발된 Fig. 4와 같은 제 동시스템에서는 내연기관에서 사용하는 부스터를 대체하 는 진공펌프를 이용하여 제동력을 발생시킨다. (11) 이 제동 시스템은 운전자가 제동 페달을 작동시키면 이를 페달 트 래블 센서(Pedal Travel Sensor)를 통해 전기 신호로 변 환시켜 제동시스템의 전자제어장치(ECU)로 전달하고, 전 자제어장치에서는 운전자가 요구하는 제동력을 계산한 후 모터를 구동시켜 제동 압력을 생성한다. 이 제동시스템은 각 바퀴에 제동압력을 조정하여 바퀴잠김방지식 제동장 치나 자세제어장치의 기능을 수행할 수 있고, 회생제동도 수행 할 수 있다. Fig. 5는 회생제동 브레이크 시스템 작동시 운전자의 요구 제동력과 차속, 회생 제동력, 유압 제동력을 나타내 고 있다. (12) 운전자가 제동 페달을 작동하면 초기에는 유 압 제동력이 증가한다. 이후 모터의 발전 전력을 최대로 작동시켜 이를 배터리에 충전하기 위해서 회생제동력이 증가한다. 이 상황에서는 운전자의 요구 제동력에서 회생 제동력을 제외한 만큼만 유압 제동력을 발생시켜서 기존 의 유압제동시스템과 유사한 제동력을 발생시킨다. 그리 고, 차량의 속도가 약 10 KPH 이하로 내려가서 회생 제동 력이 급격하게 줄어드는 상태에서는 다시 유압 제동력을 급격히 증가시켜 회생 제동력과 유압 제동력의 합이 운전 자의 요구 제동력과 일치할 수 있도록 작동한다. Fig. 5 Braking force of regenerative brake system 5. EDR 저장 데이터 개선방안 우리나라에서는 2012년부터 모든 신규 출시 자동차에 차량 자세제어장치를 의무장착하도록 하고있고, 미국과 유럽에서도 차량 자세제어장치를 장착하도록 의무화하고 있다. 그러므로, EDR 법규가 제정되었던 2012년과는 달이상배·김동한·문병준 자동차안전학회지:제14권,제3호,2022 Table 3 Proposed EDR record item Num.Data elementRecording interval/timeData sample rate 1Brake pressure sensor value-5.0 to 0 sec2 2Brake pedal travel sensor value-5.0 to 0 sec2 리 현재 운행 중인 자동차들은 대부분 차량 자세제어장치 가 장착되어 있고, 이 장치에는 운전자가 제동 페달을 작 동할 경우에 제동압력을 측정할 수 있는 제동압력센서가 장착되어 있다. (13) 또한, 하이브리드 자동차, 전기자동차, 수소연료전지 자동차와 같은 친환경 자동차에는 운전자 가 제동 페달을 작동하면, 이를 제동 페달 트래블 센서 (Pedal Travel Sensor)를 통해 전기 신호로 변환시켜 회생 제동시스템이 제동 압력을 생성한다. 그러므로, EDR 데이 터 항목에 Table 3의 제동 압력 센서값과 제동 페달 트래 블 센서값을 추가하여, 기존의 제동 페달 작동 여부(on/off) 센서와 함께 사용한다면, 친환경 자동차의 급발진 상황에 서 운전자의 제동 페달 작동 여부를 확인 할 수 있는 데이 터의 종류가 증가하므로, 운전자의 제동 페달 작동 여부를 증명할 수 있는 확률을 향상할 수 있다. 6. 결 론 본 논문에서는 판매량이 증가하고 있는 친환경 자동차 의 급발진 상황에서 운전자가 제동페달을 작동했다는 것 을 증명 할 수 있는 제동 압력 센서값과 제동 페달 트래블 센서값을 추가한 EDR 저장 데이터 개선방안을 제안하였 다. 이를 위해 차량 자세제어장치의 제어 알고리즘과 센서 및 시스템 구조 연구를 통해 운전자가 제동페달을 작동할 경우 제동압력을 측정할 수 있음을 확인하였고, 친환경 자 동차에서 사용되고 있는 회생제동시스템의 센서들과 시 스템의 내부구조, 제어 알고리즘 연구를 통해 운전자가 제 동페달을 작동하는 경우에 제동 페달의 작동량을 측정할 수 있음을 확인하였다. 따라서, 현재 제동과 관련된 EDR 저장 데이터 항목인 제동 페달 작동 여부(on/off) 센서 데 이터와 제안한 제동 압력 센서값과 제동 페달 트래블 센서 값을 함께 사용한다면, 친환경 자동차의 급발진 상황에서 운전자가 제동페달을 작동했다는 것을 증명 할 수 있는 확률을 향상시킬 수 있다. 참고문헌 (1)서울과학수사연구소, 2013, “자동차 급발진 원인 규 명에 관한 연구,” p. 2. (2)박종진, 박정만, 이연섭, 2020, “교통사고분석에서 EDR 기록정보의 채택에 관한 고찰,” 자동차안전학 회지, Vol. 12, No. 3, pp. 52~60. (3)Fay, R., Robinette, R., Deering, D. and Scott, J., 2002, “Using Event Data Recorders in Collision Re-construction,” SAE 2002 – 01-0535. (4)Lawrence, J., Wilkinson, C., Heinrichs, B. and Siegmund, G., 2003, “The Accuracy of Pre-Crash Speed Captured by Event Data Recorders,” SAE 2003-01-0889. (5)Kim, D. K., 2013, “Plötzliche Beschleunigung des AT-Autos und Produkthaftung,” Law Journal of Kyung Hee, Vol. 48, No. 1, pp. 358~362. (6)김민영, 장종욱, 2014, “급발진 사고원인을 증명하 기 위한 자동차 블랙박스 시스템 개발,” 한국정보통 신학회논문지, Vol. 18, No. 6, pp. 1429~1434. (7)박기옥, 강희진, 전준호, 김희준, 2021, “사고분석 사례를 통한 사고기록장치 개선방안에 대한 고찰,” 자동차안전학회지, Vol. 13, No. 4, pp. 66~72. (8)강희진, 박기옥, 이요셉, 소재현, 윤일수, 2021, “교 통사고 사례를 통한 자율차 사고기록장치 방향성 연 구,” 자동차안전학회지, Vol. 13, No. 4, pp. 60~65. (9)국토교통부, “자동차 및 자동차부품의 성능과 기준 에 관한 규칙, 사고기록장치 장착기준(제56조의2제 2항 관련)”. (10)한국교통안전공단, 2019, “첨단안전장치장착 자동 차 성능평가검사기술 개발기획,” pp. 69. (11)www.mando.com (12)www.mobis.co.kr (13)문병준, 2021, “급발진시 운전자 제동 입증확률 향 상을 위한 EDR 저장 데이터 개선방안 연구,” 전남도 립대학교 논문집, Vol. 23, pp. 159~165.◎ 논 문 http://dx.doi.org/10.22680/kasa2022.14.3.023 긴급제동장치 작동 한계 특성에 대한 실험적 연구 김종혁 * ·최지훈 ** ·박정우 * ·박종진 ** ·박하선 *** An Experimental Study on the Operating Limit Characteristics of Autonomous Emergency Braking System 첨단운전자지원시스템긴급제동장치전방충돌경고장치 작동 한계 특성교통사고분석 ABSTRACT Among the various functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System), the most important and representative function to the safety of vehicle passengers is AEB (Autonomous Emergency Braking system). In South Korea, laws are in progress from 2022 for making it mandatory for passenger vehicles to be installed. And as AEB-equipped vehicles continues to increase in the future, the demand for accident analysis related to the AEB function is expected to increase in the future. In order to find out the operating limits of AEB, it is necessary to consider the situations exceeding the standards covered by EuroNCAP. Therefore we have performed four experiments in this study, including situations encountered in real-word traffic conditions, i.e., an oblique stop of Global Vehicle Target (GVT) and ADAS sensor failures. These experimental results are expected to be of great help in accurate and reliable accident analysis by considering them when analyzing traffic accidents for ADAS vehicles. * 국립과학수사연구원 교통과, 공업연구사 ** 국립과학수사연구원 교통과, 공업연구관 *** 광주과학수사연구소, 소장 E-mail: jhkim11@korea.kr 1. 서 론 차량 기술의 발전과 함께 운전자의 편의와 안전 성능을 향상시키기 위한 목적으로 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance System)이 장착된 차량이 널리 보급되고 있으며, ADAS의 다양한 기능들 중 차량 탑승자의 안전에 가장 중요하면서 대표적인 기능인 AEB (Autonomous Emergency Braking system)는 기본 안전 사양으로 탑재되고 있다. AEB는 긴급 시 차량 시스템이 자동으로 제동장치를 작동하여 다른 차량 또는 보행자 등 과의 충돌을 회피하거나 경감시키는 역할을 하는 능동 안 전 시스템으로 미국 고속도로안전보험협회인 IIHS(The Insurance Institute for Highway Safety)에서는 최근 몇 년 동안 미국 내에서 발생한 교통사고 데이터를 분석하였 으며, 대형 트럭의 후방 추돌 사고에서 FCW(Forward Collision Warning)와 AEB가 장착된 차량이 사고 발생률 을 약 41% 정도 감소시키는 효과가 있는 것으로 보고하 였다. (1) 이러한 AEB가 지니는 사고 발생률 감소 효과로 인해 유럽개발위원회에서는 유럽, 일본 및 한국 등 총 40개국 에 대해 AEB 장착을 의무화하는데 합의한 바 있다. 우리 나라의 경우 2017년도부터 11m 이상의 승합차량과 20ton 초과의 대형 상용차에 의무 장착하도록 법규가 만들어졌 으며, 2022년도부터는 승용차량에도 의무적으로 장착하 자동차안전학회지: 제14권, 제3호, pp. 23∼29, 2022 논문접수일: 2022.3.30, 논문수정일: 2022.7.19, 게재확정일: 2022.8.2김종혁·최지훈·박정우·박종진·박하선 자동차안전학회지:제14권,제3호,2022 도록 하는 법규가 시행될 예정이다. 따라서 향후 AEB 기 능이 장착된 차량의 보급화가 지속적으로 증가할 것으로 예상되며, AEB 기능과 관련된 사고에 대해서도 분석 수요 가 증가할 것으로 예상된다. AEB 기능은 탑재되어 있으면 사고를 예방하는데 큰 도 움을 주지만 모든 교통사고를 예방할 수는 없으며, ADAS 작동 알고리즘의 기능적인 또는 성능적인 한계로 인해서 도 사고가 발생할 수 있다. AEB에 대한 연구는 주로 시스템의 개발, 평가 및 검증 을 위한 목적으로 국내･외에서 활발하게 진행되고 있다. Carabulea 등은 Matlab과 Prescan을 활용하여 AEB 기능 이 탑재된 차량의 LRR(Long-Range Radar)과 SRR(Short- Range Radar)의 측정 범위와 차량 속도 및 차량 전방 장애 물의 감지 TTC(Time to Collision) 간의 영향성에 대해 연 구하였으며, R. Bours 등은 PreScan과 Matlab/Simulink 를 이용하여 HIL(Hardware-in-loop) 테스트와 결합한 형태의 AEB 개발 방법을 제안하였다. (2,3) Lee 등은 커브 곡선 구간에서 AEB의 성능을 향상시키기 위한 방법을 제 안하였으며, PreScan과 Matlab/Simulink를 이용하여 제 안한 방법을 검증하였다. (4) Jang 등은 AEB의 안전성 평가를 위해 IMU, DAQ, DGPS 등의 계측 시스템을 구축하였고, AEB의 안정성을 평가할 수 있는 방법을 제안하였다. (5) 또한 교통사고 분석에 활용 할 목적으로도 여러 연구가 진행된 바 있다. Choi 등은 교 통사고 분석 프로그램인 PC-Crash에서 AEB 작동 알고 리즘을 구현하여 레이더 감지 각도에 따른 충돌 회피 여부 를 연구하였다. (6) Baek 등은 PC-Crash에서 구동할 수 있 는 AEB 시뮬레이션 모델을 개발하였다. (7) Kim 등은 실차 실험을 통해 실차의 AEB 작동 시퀀스 데이터를 취득하였으며, AEB 시뮬레이션 로직에 적용함 으로써 실차의 AEB 작동 성능에 매우 가깝게 시뮬레이션 을 할 수 있는 실차 실험 데이터 기반의 AEB 작동 시뮬레 이션 기법을 제안하였다. (8) 반면 실제 교통 상황에서는 다양한 변수들이 AEB 작동 여부 및 성능에 영향을 미칠 수 있으며, 본 연구에서는 실 차 실험을 통해 AEB의 작동 한계 특성을 파악하고, AEB 관련 교통사고 분석 시 주요 참고자료로 활용하고자 한다. 2. AEB 작동 실험 환경 2.1. 실험 차량 및 환경 실험 차량으로는 국내차량 중 대중성과 판매량을 고려 하여 Fig. 1과 같이 그랜저 2020년식으로 선정하였으며, AEB 기능이 기본적으로 탑재되어 있는 모델이다. 앞범퍼 중앙 부분에 레이더 센서가 장착되어 있고, 전면유리 중앙 상단 부분에 카메라 센서가 장착되어 있다. Fig. 1 Vehicle under test (Grandeur IG, 2020) AEB 실험은 지능형자동차부품진흥원(KIAPI) 내 PG (Proving Ground)에서 수행하였다. KIAPI의 PG는 아래 와 같이 범용로, 자율주행시험로, 고속주회로 등 실제 차 량 개발에 필요한 실차실험을 전반적으로 수행할 수 있도 록 설계되어있다. 본 AEB 실험은 Fig. 2와 같이 PG 내 범용로에서 실시하였다. Fig. 2 Proving ground for AEB experiment 2.2. 실험 장비 ➀ GVT EuroNCAP 인증 타깃인 GVT(Global Vehicle Target) 는 Fig. 3에 나타낸 바와 같으며, GST(Guided Soft Target) 이라고도 불린다. GVT는 레이더, 라이다 등의 ADAS 센 서를 통해 감지될 수 있고, GPS 위성 수신을 방해하지 않 는 재질로 구성되어 있으며, 중량은 327kg으로 실험차량 과의 충돌 시 실험차량의 손상을 줄이기 위해 모듈화된 폼(foam) 구조물이 서로 부직포로 연결되어 있어 충돌 시 GVT가 비산되도록 설계되어 있다.긴급제동장치 작동 한계 특성에 대한 실험적 연구 자동차안전학회지:제14권,제3호,2022 Fig. 3 GVT setup configuration ➁ 조향핸들 및 페달 로봇 EuroNCAP AEB 실험 기준을 충족하기 위해서는 실 험차량과 GVT 간의 오버랩을 정확히 맞추어야 하며, 실 험차량의 속도 또한 계기판에 표시되는 속도 기준이 아 닌 실제 속도인 GPS 기반의 속도를 따라야 한다. 따라서 EuroNCAP 인증 장비인 ABDynamics사의 조향 로봇과 가속･제동 페달 로봇을 사용하였다. Fig. 4의 조향 로봇은 차량 핸들에 장착되어 GPS 기반으로 차량의 주행 경로를 정밀 제어하는 역할을 하며, Fig. 5의 가속･제동 페달 로봇 은 각각 가속 페달과 제동 페달에 장착되어 차량의 속도를 실험 기준에 맞게 정확하게 제어하고, 위급 상황 발생 시 차량을 제동시키는 역할을 한다. Fig. 4 Steering wheel robot (SR60, ABDynamics) Fig. 5 Accel. & brake pedal robot (CBAR600, ABDynamics) ➂ IMU 및 DAQ IMU(Inertial Measurement Unit)는 이동물체의 속도 와 방향, 중력, 가속도를 측정하는 장치로 DGPS(Differential Global Positioning System)와 함께 연동되어 실험차량 의 위치, 속도, 가속도, 회전운동(롤, 피치, 요)에 대한 정 확한 데이터를 측정할 수 있다. 본 실험에서는 Fig. 6과 같이 EuroNCAP 인증 장비인 Oxford Technical Solution 사의 RT3002를 사용하였다. GVT, 조향 및 가속･제동 페 달 로봇, DGPS/IMU 등의 여러 장비들로부터 취득 가능한 실험 데이터들을 Fig. 7과 같이 Dewetron사의 SIRIUS DAQ(Data Acquisition)를 통해 취득하였다. Fig. 6 IMU (RT3002, Oxford) Fig. 7 DEWE SIRIUS DAQ 3. AEB 작동 한계 실험 AEB 장착 차량의 사고 분석을 위해 실제 교통 상황에서 AEB의 작동 한계를 고려해야하는 상황은 여러 조건들이 있 을 수 있다. 우선 기본적인 시험 기준에 해당되는 EuroNCAP AEB test에서의 작동 특성뿐만 아니라 EuroNCAP에서 다루고 있는 기준을 초과하는 경우에 대해서도 AEB의 작 동 한계 특성을 고려하여야 한다. 또한 전방의 차량이 항 상 반듯이 정차해 있으리라는 보장이 없기 때문에 비스듬김종혁·최지훈·박정우·박종진·박하선 자동차안전학회지:제14권,제3호,2022 Table 1 AEB operating TTC & result of CCRs 100% Relative speed (km/h) Average TTC (sec) Result FCWPartFull 101.32-0.68Avoid 151.32-0.61Avoid 201.48-0.67Avoid 251.64-0.77Avoid 301.80-0.86Avoid 351.91-0.96Avoid 402.071.070.90Avoid 452.181.180.93Avoid 502.301.290.96Avoid 552.361.350.97Avoid 602.491.420.96Avoid 652.611.440.99Avoid 702.651.480.94Collision 히 정차해 있는 경우에 대해 고려할 필요가 있다. 그리고 AEB와 관련된 주요 ADAS 센서로는 레이더와 카메라가 있으며, 이 둘 중 하나의 센서가 이물질 부착 또는 파손 등의 문제가 있을 경우 AEB 작동 특성에 미치는 영향에 대해서도 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 총 4가지 상황에 대해 실험을 통해 AEB의 작동 한계 특성을 알아보고자 하였다. 3.1. EuroNCAP AEB test AEB에 대한 시험 기준은 EuroNCAP에서 가장 대표적 으로 다루고 있으며, CCRs, CCRb, CCRm 등 다양한 시험 조건들이 포함되어 있다. 이 중 가장 기본적인 시험 조건이 CCRs(Car-to-Car Rear Stationary)이다. CCRs는 Fig. 8과 같이 평가하고자 하는 차량의 전방에 GVT를 정차시 킨 뒤 실험차량인 VUT(Vehicle Under Test)가 GVT의 후방을 향해 주행하면서 AEB를 평가하는 항목이다. 최근 에 나오는 차량들의 경우 대부분 AEB와 FCW(Forward Collision Warning)가 합쳐진 타입이며, 이와 같은 경우 성능 시험 기준으로 속도의 범위는 10km/h~50km/h, 오 버랩(Overlap)의 범위는 -50%~50%이다. Fig. 8 AEB CCRs test scenario in Euro NCAP AEB가 작동하게 되면 TTC(Time to Collision, 충돌 소요 시간) 기준으로 FCW가 먼저 작동하게 되고, 이후 부분 제동(Partial Braking)이 작동되면서 약 0.3g 정도의 감속도가 발생하고, 완전 제동(Full braking)이 작동되면 서 약 1.0g 정도의 감속도가 발생하게 되어 차량이 완전히 정지하게 된다. 50km/h에서의 그랜저 차량에 대한 AEB 실험 데이터는 Fig. 9에 나타낸 바와 같다. CCRs 100% 조건에서의 AEB 실험은 10km/h에서 70km/h까지 기본 5km/h 단위로 증가시키면서 3회씩 반복하였고, 충돌 시 에는 1회만 진행하였으며, 타깃차량과 자차 간의 상대속 도에 따른 FCW, AEB 부분제동 및 완전제동에 대한 3회 씩 반복한 TTC를 평균 내어 Table 1과 Fig. 10에 정리하 였다. Fig. 9 AEB test data on CCRs 100%, 50 km/h CCRs 100%에서 AEB는 상대속도가 증가함에 따라 FCW가 작동하는 TTC 또한 증가하는 경향을 나타내었으 며, AEB 부분 제동은 40km/h 이상부터 발생하고, 이후 상대속도가 증가함에 따라 AEB 부분 제동이 작동하는 TTC가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 AEB 완전 제긴급제동장치 작동 한계 특성에 대한 실험적 연구 자동차안전학회지:제14권,제3호,2022 Fig. 11 Overlap test criteria 동은 10km/h~35km/h까지는 상대속도가 증가함에 따라 TTC 또한 증가하였지만 이후 40km/h 이상부터는 0.90~ 0.99초 범위 내에서 작동하며, 70km/h에서 충돌이 발생 됨을 알 수 있다. Fig. 10 AEB operating TTC curve according to relative speed 오버랩은 아래 Fig. 11과 같이 GVT와 VUT 간 차량의 폭이 얼마나 중복되는가를 의미한다. GVT와 VUT의 중 심선이 완전히 일치하면 100% 오버랩이며 VUT의 중심 선이 GVT의 좌측에 있을 경우 부호는 ‘-’가 되며, 반대로 VUT의 중심선이 GVT의 우측에 있을 경우는 ‘+’ 오버랩 이다. 평가 시에는 속도를 5km/h 간격으로 증가하며, 오 버랩은 25% 단위로 조정한다. EuroNCAP AEB 시험 기준에 해당되는 오버랩 범위 내 에서의 AEB 작동 특성이 동일한 지 여부를 확인하고자 오버랩 75%와 50%에 대해서 속도 30, 40, 50km/h에 대 해 각각 1회씩 실험을 진행한 결과를 Table 2와 Fig. 12에 정리하여 나타내었으며, 결과에서 알 수 있듯이 유사하게 나타남을 알 수 있다. Table 2 AEB operating TTC & result of CCRs 100%, 75%, 50% Overlap (%) Relative Speed (km/h) Average TTC (sec) Result FCWPartFull 100 301.80-0.86Avoid 402.071.070.90Avoid 502.301.290.96Avoid 75 301.79-0.91Avoid 402.041.090.91Avoid 502.301.270.95Avoid 50 301.80-0.92Avoid 402.091.110.92Avoid 502.281.280.96Avoid Fig. 12 Comparison of AEB operating TTC within overlap test criteria (CCRs 100%, 75%, 50%) 3.2. CCRs 오버랩 기준 초과 EuroNCAP의 기준 오버랩을 초과하는 범위에서 AEB 작동 특성이 어떻게 달라지는지를 확인하고자 오버랩 45%Next >