KR100851831B1 - 차량의 충돌 방지장치 및 그것의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이 주행중인 상태에서 선행 차량 혹은 장애물과의 충돌이 예상되는 경우 흡기 부압을 증가시켜 안정된 제동력을 제공하도록 하는 차량의 충돌 방지장치 및 그것의 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 차량의 주행이 개시되면 차속이 설정된 기준 차속 이상인지 판단하는 과정, 기준 차속 이상이면 충돌 방지모드로 진입하여 차량 전방의 정보와 자차의 운전정보를 검출하는 과정, 차량 전방 정보에 장애물이 감지되면 장애물과의 거리, 상대속도와 자차의 정보를 분석하여 충돌 가능성을 예측하는 과정, 충돌이 예측되면 충돌 방지 제어신호를 출력하여 자동 제동 제어와 부압 증대 제어 및 연료 차단 제어를 실행하는 과정을 포함한다.

CDM 제어기, 충돌 방지, 부압 제어, 연료 차단, 제동 제어

Description

차량의 충돌 방지장치 및 그것의 제어방법{COLLISION DAMAGE MITIGATION SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시에에 따른 차량의 충돌 방지장치에 대한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 충돌 방지제어를 실행하는 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 운전정보검출수단 20 : CDM 제어기

30 : ABS 제어기 40 : 유압밸브

50 : 엔진 제어기 60 : ETC

70 : 경고장치

본 발명은 차량에 장착되는 안전장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량이 주행중인 상태에서 선행 차량 혹은 장애물과의 충돌이 예상되는 경우 흡기 부압을 증가시켜 안정된 제동력을 제공하도록 하는 차량의 충돌 방지장치 및 그것의 제어방법에 관한 것이다.

생활의 필수품으로 자림 매김하고 있는 차량의 빠른 보급에 따라 차량의 운행에서 운전자 및 동승자의 안전과 직결되는 차량간 충돌 혹은 장애물과의 추돌 위험성이 증가하고 있다.

이에 따라 보다 안전하고 지능적인 자동차를 원하는 소비자의 욕구와 자동차 관련산업의 발전이 접목되어 지능형 안전 시스템이 개발되어 적용되고 있다.

특히, 자차와 선행차량 혹은 자차와 후속차량간의 충돌경고 및 회피에 관한 많은 연구가 진행되고 있는데, 이러한 충돌 방지장치는 복잡한 도로상황 속에서 보다 안전하고 쾌적한 운전환경을 보장받을 수 있도록 하고 있다.

하지만, 충돌 경고 및 회피 시점과 방법에 대한 확실한 해답이 없기 때문에 앞으로도 많은 연구와 시험이 진행되어야 하는 과제가 산재하고 있는 실정이다.

상기한 충돌 방지장치는 차량의 전방 소정의 위치에 설치되는 거리 감지센서인 레이더(Radar)를 통해 선행 차량 혹은 주변 물체를 감지하고, 제어수단에서 상기 레이더를 통해 감지되는 신호로부터 자차와 선행차량간 혹은 자차와 주변 물체간의 상대거리를 파악한다.

그리고, 자차의 속도를 적용하여 상대속도와 가속도를 추출한 다음 임계 경고거리를 계산하고 임계 경고거리가 선행 차량 혹은 주변 물체와 충돌할 것으로 예측되는 경우 다양한 방법을 통해 운전자에게 차량의 충돌 위험을 경고하고, 브레이크를 동작시켜 자차의 속도를 감속시킴으로써, 충돌을 방지하거나 충돌시 발생할 수 있는 피해를 최소화한다.

상기 차량의 충돌 위험을 운전자에게 경고하고, 충돌시 운전자의 피해를 최 소화시키는 하나의 장치로, 차량이 선행 차량과의 충돌이 예측되는 경우 모터를 통해 시트 벨트를 진동시켜 운전자에게 경고하고, 충돌 직전에 모터의 작동으로 시트벨트를 작동시켜 운전자의 신체를 시트에 고정함으로써, 차량의 충돌시에 운전자의 피해를 최소화한다.

또한, 차량의 충돌 위험이 예측되는 경우 ABS(Anti-Lock Brake System) 제어기를 통해 브레이크를 작동시켜 차속을 감속 제어하고 있으나, 충돌 경고에 따라 운전자가 브레이크를 작동시키는 경우에 대해서는 충분한 고려가 되어 있지 않고 있다.

따라서, 차량의 충돌 위험에 따라 ABS 제어기가 브레이크를 작동시키는 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 작동시키는 경우 엔진 부압이 부족하여 브레이크 배압장치의 부압이 충분하게 확보되지 못하게 된다.

그러므로, 보다 큰 제동력을 제공하는 운전자의 브레이크 페달 작동에 대하여 응답성이 저하되고, 충분한 제동력을 확보하지 못하여 차량의 안정성을 크게 위협하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 차량의 주행중에 선행 차량 혹은 장애물과의 충돌이 예상되는 경우 ABS 제어기를 통해 제동 제어를 실행시키고, 엔진 제어기를 통해 스로틀 개도를 폐쇄함과 동시에 연료량 제어를 실행하여 안정된 흡기 부압이 확보되어 브레이크 페달이 작동되는 경우 안정된 제동력이 제공하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 차량의 충돌 방지장치는,

선행 차량 혹은 전방 장애물과의 거리, 상대속도를 추출하기 위한 정보와 자차의 주행속도, 현재의 변속단, 운전자의 감가속 요구 및 제동 요구 정보를 검출하는 운전정보 검출수단;

상기 운전정보 검출수단의 정보에서 선행 차량 혹은 전방 장애물과의 거리, 상대속도를 추출하여 임계값의 거리에 있는 경우 자차 속도와 현재 변속단, 가속페달 변위, 브레이크 스위치의 작동 여부에 따라 충돌 방지 제어신호를 출력하는 CDM 제어기;

상기 CDM 제어기의 제어신호에 따라 차량을 정지시키기 위한 제어신호를 출력하는 ABS 제어기;

상기 ABS 제어기의 제어신호에 따라 각 휠에 공급되는 브레이크 오일의 압력을 단속하는 유압밸브;

상기 CDM 제어기의 제어신호에 따라 ETC를 통해 스로틀 개도를 폐쇄시켜 부압 배력장치의 부압을 증가시키고, 연료 차단 제어를 실행하여 엔진 출력을 경감시키는 엔진 제어기를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 차량의 충돌 방지 제어방법은,

차량의 주행이 개시되면 차속이 설정된 기준 차속 이상인지 판단하는 과정;

기준 차속 이상이면 충돌 방지모드로 진입하여 차량 전방의 정보와 자차의 운전정보를 검출하는 과정;

상기 차량 전방 정보에 장애물이 감지되면 장애물과의 거리, 상대속도와 자차의 정보를 분석하여 충돌 가능성을 예측하는 과정;

충돌이 예측되면 충돌 방지 제어신호를 출력하여 자동 제동 제어와 부압 증대 제어 및 연료 차단 제어를 실행하는 과정을 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 차량의 충돌 방지장치 및 그것의 제어방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 충돌 방지장치의 구성도로, 운전정보 검출수단(10)과 CDM 제어기(20), ABS 제어기(30), 유압밸브(40), 엔진 제어 기(50), ETC(60) 및 경고장치(70)를 포함한다.

운전정보 검출수단(10)는 차량이 주행중인 상태에서 선행 차량 혹은 전방 장애물과의 거리, 상대속도 등을 산출하기 위한 정보와 자차의 주행속도, 현재의 변속단, 운전자의 감가속 요구 및 제동 요구 여부 등의 정보를 검출한다.

상기 운전정보 검출수단(10)은 레이더(11)와 차속 검출부(12), 변속단 검출부(13), 가속페달 검출부(14) 및 브레이크 스위치(15)를 포함한다.

레이더(11)는 차량의 전면부 소정의 위치에 장착되어, 차량의 전방측에 일정각도 이내의 범위로 측정용 빔을 발사한 다음 선행차량으로부터 반사된 각도, 상대거리, 상대속도 및 파워 등의 정보를 포함하고 있는 반사파를 수신하여 CDM 제어기(20)에 제공한다.

차속 검출부(12)는 현재의 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 CDM 제어기(20)에 제공한다.

변속단 검출부(13)는 현재 치합되어 있는 기어의 변속비를 검출하여 그에 대한 정보를 CDM 제어기(20)에 제공한다.

가속페달 검출부(14)는 운전자가 작동하는 가속페달의 변위를 검출하여 그에 대한 정보를 CDM 제어기(20)에 제공한다.

브레이크 스위치(15)는 운전자에 의한 브레이크 페달의 작동 여부를 검출하여 주행 차량의 감속 혹은 정지 의사를 CDM 제어기(20)에 제공한다.

CDM 제어기(20)는 차량의 충돌 피해를 방지시키는 제어기(Collision Damage Mitigation)로, 레이더(11)를 통해 검출되는 신호를 분석하여 선행 차량 혹은 전방 장애물과의 거리 및 상대속도를 추출하고, 추출된 거리 및 상대속도가 임계값의 거리에 있는 경우 자차의 속도와 현재의 변속단, 가속페달의 변위, 브레이크 스위치의 작동 여부에 따라 충돌을 방지시키기 위한 제어신호를 출력한다.

ABS 제어기(30)는 상기 CDM 제어기(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 차량을 감속 혹은 정지시키기 위한 제어신호를 출력한다.

유압밸브(40)는 상기 ABS 제어기(30)에서 인가되는 제어신호에 따라 차량의 각 휠에 공급되는 브레이크 오일의 압력을 단속하여 차량을 제동시킨다.

엔진 제어기(50)는 CDM 제어기(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 ETC(60)를 통해 스로틀 개도를 폐쇄시켜 흡기 다기관 및 브레이크 배력장치의 부압을 증가시키고, 연료 차단 제어를 실행하여 엔진 출력을 경감시킨다.

경고장치(70)는 CDM 제어기(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 선행차량 혹은 전방 장애물과의 충돌 위험을 다양한 방법으로 운전자에게 경고한다.

상기 경고장치(70)는 디스플레이를 통한 경고, 시트벨트의 진동을 통한 경고 등을 포함하며, 충돌 직전에는 시트벨트를 구속하여 충돌시점에서 운전자의 피해가 최소화되도록 한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명에서 충돌 방지제어를 실행하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

차량의 주행이 시작되면(S101) CDM 제어기(20)는 차속 검출부(12)로부터 현재의 주행 차속을 검출하여 설정된 기준 차속, 대략적으로 30Km/h 이상으로 주행되고 있는지를 판단한다(S102).

상기 S102에서 차량의 주행 차속이 설정된 기준 차속 이하의 상태이면 충돌 방지 제어의 모드에 진입하지 않고, 기준 차속 이상이면 CDM 제어기(20)는 충돌 방지 제어모드로 진입한다(S103).

이에 따라 레이더(11)를 통해 검출되는 신호를 분석하여 선행 차량 혹은 전방 장애물과의 거리 및 상대속도를 추출하는 차량 전방 정보를 검출하고(S104), 현재의 주행 차속과 변속단, 가속페달의 변위 및 브레이크 스위치의 작동 여부 등의 차량 운전 정보를 검출한다(S105).

이때, 차량 전방 정보에 선행 차량 혹은 장애물 등의 물체가 감지되는지 판단하며(S106) 물체가 감지되면 자차와 전방 물체의 충돌 여부를 분석하여(S107) 충돌이 예측되는지 판단한다(S108).

상기 전방 물체와의 충돌 여부 분석은 레이더를 통해 검출되는 신호의 분석에서 추출되는 자차와 전방 물체의 거리 및 상대속도가 임계값의 거리에 있는 경우 자차의 속도와 현재의 변속단, 가속페달의 변위, 브레이크 스위치의 작동 여부를 감안하여 실행한다.

상기 S108에서 자차와 전방 물체의 충돌이 예측되면 CDM 제어기(20)는 ABS 제어기(30) 및 엔진 제어기(50)에 충돌을 방지 제어를 실행시키는 제어신호를 출력함과 동시에 경고장치(70)를 통해 운전자에게 충돌 예측을 경고한다(S109).

따라서, ABS 제어기(30)는 상기 CDM 제어기(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 차량을 감속 혹은 정지시키기 위한 제어신호를 유압밸브(40)에 출력하며, 유압밸브(40)는 ABS 제어기(30)에서 인가되는 제어신호에 따라 차량의 각 휠에 공급되 는 브레이크 오일의 압력을 단속하여 차량을 제동시킨다.

또한, 엔진 제어기(50)는 CDM 제어기(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 ETC(60)를 통해 스로틀 개도를 폐쇄시켜 흡기 다기관 및 브레이크 배력장치의 부압을 증가시키고(S110), 연료 차단 제어를 실행하여 엔진 출력을 경감시킨다(S110).

그러므로, 충돌 예측에 따라 운전자가 브레이크 페달을 작동하는 경우 부압 배력장치의 부압이 안정되게 확보되므로, 브레이크의 반응감이 향상되어 차량 감속 및 제어가 용이하게 실행된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 차량에 안전장치로 장착되는 충돌 방지장치가 작동하는 경우 부압 배력장치의 부압을 충분하게 확보하여 줌으로써, 운전자의 브레이크 페달의 작동시에 안정된 반응감을 제공하여 충돌 예방 및 피해의 경감을 실현하는 효과가 기대된다.

Claims (6)

1. 선행 차량 혹은 전방 장애물과의 거리, 상대속도를 추출하기 위한 정보와 자차의 주행속도, 현재의 변속단, 운전자의 감가속 요구 및 제동 요구 정보를 검출하는 운전정보 검출수단; 상기 운전정보 검출수단의 정보에서 선행 차량 혹은 전방 장애물과의 거리, 상대속도를 추출하여 임계값의 거리에 있는 경우 자차 속도와 현재 변속단, 가속페달 변위, 브레이크 스위치의 작동 여부에 따라 충돌 방지 제어신호를 출력하는 CDM 제어기; 상기 CDM 제어기의 제어신호에 따라 차량을 정지시키기 위한 제어신호를 출력하는 ABS 제어기; 상기 ABS 제어기의 제어신호에 따라 각 휠에 공급되는 브레이크 오일의 압력을 단속하는 유압밸브; 상기 CDM 제어기의 제어신호에 따라 ETC를 통해 스로틀 개도를 폐쇄시켜 부압 배력장치의 부압을 증가시키고, 연료 차단 제어를 실행하여 엔진 출력을 경감시키는 엔진 제어기를 포함하는 차량의 충돌 방지장치에 있어서,

   상기 운전정보 검출수단은 차량 전방측에 일정각도 이내의 범위로 측정용 빔을 발사하고, 선행 차량에서 반사되는 거리, 상대속도의 정보를 포함하는 반사파를 수신하는 레이더;

   주행 차속을 검출하는 차속 검출부;

   치합되어 있는 기어의 변속비를 검출하는 변속단 검출부;

   가속페달의 변위를 검출하는 가속페달 검출부;

   브레이크 페달의 작동 여부를 검출하는 브레이크 스위치를 포함하는 차량의 충돌 방지장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 CDM 제어기에 차량의 충돌이 예측되는 경우 상기 CDM 제어기의 제어에 따라 운전자에게 경고하는 경고장치를 더 포함하는 차량의 충돌 방지장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 경고장치는 디스플레이를 통한 경고, 시트벨트의 진동을 통한 경고를 포함하며, 충돌 직전에 시트벨트를 구속하여 충돌시점에서 운전자의 피해를 최소화시키는 차량의 충돌 방지장치.
5. 차량의 주행이 개시되면 차속이 설정된 기준 차속 이상인지 판단하는 과정;

   기준 차속 이상이면 충돌 방지모드로 진입하여 차량 전방의 정보와 자차의 운전정보를 검출하는 과정;

   상기 차량 전방 정보에 장애물이 감지되면 장애물과의 거리, 상대속도와 자 차의 정보를 분석하여 충돌 가능성을 예측하는 과정;

   충돌이 예측되면 충돌 방지 제어신호를 출력하여 자동 제동 제어와 부압 증대 제어 및 연료 차단 제어를 실행하는 과정을 포함하는 차량의 충돌 방지방법.
6. 제5항에 있어서,

   자차와 전방 장애물의 충돌이 예측되면 경고장치를 통해 운전자에게 경고하는 것을 더 포함하는 차량의 충돌 방지방법.

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