KR0156808B1 - 자동차의 충돌방지시스템의 조향감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 충돌방지시스템에서 곡선로주행여부를 판단하는데 사용이 가능한 조향감지장치에 관한 것이다. 본 발명의 조향감지장치는 자차의 조향샤프트와 연동하여 회전되며 하나의 요홈이 형성된 회전원판과, 회전원판과 연동하여 회전되는 조향샤프트의 조향을 감지할 수 있도록 빛을 발생하는 하나의 발광소자와, 발광소자에서 발생되는 빛을 직진주행시에는 회전원판에 형성된 요홈을 통하여 수광하며, 곡선로주행시에는 회전원판에 형성된 요홈 이외의 부분에 의해 빛이 차단되어 수광하지 못하는 하나의 수광소자와, 수광소자가 빛을 수광하지 못하는 곡선로주행시에 경보부가 작동되지 않도록 수광소자로부터 오프신호를 수신받아 충돌방지시스템의 마이크로프로세서로 제어신호를 성신하는 조향감지부포 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 충돌방시시스템의 조향감지장치

제1도는 종래의 자동차에 적용된 조향감지장치의 실시예를 보인 사시도,

제2도는 제1도의 종단면도,

제3도는 종래의 다른 실시예인 자동차의 조향감지장치의 장착상태를 개략적으로 보인 사시도,

제4도는 제3도에서 조향감지장치의 상세구조를 확대한 사시도,

제5도는 본 발명의 조향감지장치의 상세구조를 보인 사시도,

제6도는 본 발명의 조향감지장치가 적용되는 자동차의 충돌방지시스템의 제어블록도,

제7도는 본 발명의 조향감지장치가 적용되는 자동차의 충돌방지시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마이크로프로세서 2 : LD 구동부

3 : 레이져다이오드 4 : A/D 변환기

5 : 증복부 6 : 비교기

7 : 충전기 8 : 포토다이오드

9 : 표시부 10 : 경보부

11 : 차속센서 12 : 조향감지부

20 : 조향감지센서 21 : 지지부재

22 : 발광소자 23 : 수광소자

24 : 원판경로 25. 회전원판

27 : 요홈

본 발명은 자동차의 충돌방지시스템의 조향감지장치에 관한 것으로, 특히 자동차의 충돌방지시스템에서 곡선로 주행여부를 판단하는데 사용이 가능한 조향감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 조향감지장치가 여러가지 형태로 다양하게 제안되어 있다.

이와 같은 조향감지장치는 일본 공개실용신안공보 평2-75275(1990.6.8.)가 있다. 일본 공개실용신안공보 평2-75275는 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 컬럼튜브(la)내의 스티어링축에 취부된 원판(3a)과, 상기 원판(3a)에 형성된 원점용슬릿홀(4a)과, 상기 컬럼튜브(la)내에 상기원판(3a)의 일측에 설치된 전구(5a)와, 상기 원판(3a)에 대해 전구(5a)와 반대측의 컬럼튜브(la)내에 설치된 LED(6a)와, 뒷자석부근에 설치된 발광다이오드(미도시)와, 기어를 R에 놓았을 경우에만 전구(5a)가 점등하는 회로를 갖는 것으로 이루어져, 후진시 전구(5a)의 빛이 원점용슬릿홀(4a)을 통과하여 LED(6a)에 닿으면 뒷자석에 있는 발광다이오드가 점등 되도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 종래 조향감지장치는 후진시 차륜과 차체가 나란한 상태를 유지하였을 경우에만 발광다이오드가 점등되도록 하므로서, 운전자가 이를 확인하고 후진시 직진할 수 있도록 하여 후진시의 운전편의를 도울 수 있다는 효과가 있다.

그러나 이와 같은 일본 공개실용신안공보 평2-75275는 단순하게 후진시 직진상태만을 검출하므로서, 그 사용에 잇어 극히 제한되었다.

이에 따라, 근대들어 충돌방지시스뎀에 조향감지장치를 응용하고자 하는 기술이 개발되고 있다.

즉, 일반적인 충돌방지시스템은, 전방에 대하여 발사된 레이져빔이 선행자동차의 후미에 부딪혀 반사되어 되돌아 오기까지의 시간을 측정하여 자차와 선행 자동차과의 차간거리를 산출하고, 상기 산출된 차간거리, 정지거리 및 자차와 선행 자동차의 상대속도를 종합적으로 고려하여 충돌가능성이 있다고 판단될 때 경보를 발하므로써, 사고를 미연에 방지할 수 있도록 구현되었다.

그러나 이와 같은 충돌방지시스템은 곡선로주행시 반대차선의 마주어는 자동차 및 가아드레일을 선행 자동차로 오인하여 감지하므로써, 충돌위험을 과다 경보하는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위해 곡선로주행시 과다경보를 억제할 목적으로 곡선로주행여부를 판단하는 조향감지장치게 제안되었다.

즉, 종래 조향감지장치는 제3도 및 제4도에 도시한 바와 같이, 자동차의 조향휠(100)에 연결된 조향샤프트(101)를 축으로 하여 함께 회전하는 슬롯판(116)과, 상기 조향샤프트(101)를 감쌓는 조향컬럼(steering column;미도시)에 고정되는 지지부재(111)에 설치되는 3개의 포토인터럽트(112-114)로 이루어진다.

또, 상기 슬롯판(116)은 원판에 조향각을 감지하기 위한 다수의 슬롯(118)이 동심원을 따라 등간격으로 형성되고, 중립위치를 감지하기 위한 하나의 슬롯(117)이 상기 동심원에서 벗어난 위치에 형성되어 이루어진다.

상기한 구성에서 포토인터럽트(112), (114)는, 슬롯판(116)의 회전으로 인하여 슬롯(118)이 회전경로(115)를 통과할 경우 대향장착된 발광다이오드와 포토트랜지스터가 슬롯(118)과 일직선상에 위치할 경우 발광다이오드와 포토트랜지스터의 광로가 개방되어 온 신호를 출력하고, 슬롯판(116)이 소정각 더 회전되어 발광다이오드와 포토트랜지스터간의 광로가 슬롯(118) 이외의 부분에 의해 폐쇄될 경우 오프 신호르 출력하게 되는데, 이때 출력되는 온/오프 신호 및 이를 계수하므로써 조향 및 조향각을 알 수 있게 된다.

또, 상기 포토인터럽트(113)은 슬롯판(116)의 회전으로 인하여 슬롯(117)이 회전경로를 통과할 경우 대향장착된 발광다이오드와 포토트랜지스터가 슬롯(117)과 일직선상에 위치할 경우 발광다이오드와 포토트랜지스터의 광로가 개방되어 온신호를 출력하고, 슬롯판(116)이 소정각 더 회전되어 발광다이오드와 포토트랜지스터간의 광로가 슬롯(118)이외의 부분에 의해 폐쇄될 경우 오프신호를 출력 하게 되는데, 이때 출력되는 온신호를 감지하므로서 조향각의 중립위치( 0˚), 즉 차륜과 차체가 나란한 상태임을 알 수 있게 된다.

그러나 전술한 조향감지장치를 채용한 자동차의 충돌방지시스템은 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 종래 조향감지장치는 3개의 포토인터럽트를 사용하므로써, 각 포토인터럽트로부터 출력되는 펄스신호를 처리하기 위한 펄스처리회로 및 펄스의 개수를 계수하여 조향각을 검출하기 위한 계수회로 등이 필요하게 되어 회로구성이 복잡해지며, 원판의 슬롯판에 다수의 슬롯을 등간격으로 천공하므로서 정밀도가 요구되어 제조원가가 상승하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬롯판의 구조를 콤팩트화시켜 제조시에 제조원가를 다운시키고 생산성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 하나의 포토인터럽트만을 사용하여 출력되는 신호를 처리하기 위한 신호처리회로를 간단히 하므로써, 자동차의 충돌방지시스템에서 곡선로주행여부의판단 및 과다경보를 억제하는데 무리없이 사용될 수 있는 자동차의 충돌 방지시스템의 조향감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조향감지장치는, 전방에 레이져빔을 발사하고 반사되어 되돌아오는 레이져빔을 수광하여 자차와 전방물체까지의 거리를 연산하며 연산된 정보에 의거하여 충돌가능성이 있다고 판단되면 경보부에 제어신호를 출력하여 충돌위험을 경보하는 마이크로프로세서를 구비한 자동차의 충돌방지시스템에 있어서, 상기 자차의 조향샤프트와 연동하여 회전되며 하나의 요홈이 형성된 회전원판과, 상기 회전원판과 연동하여 회전되는 상기조향샤프트의 조향을 감지할 수 있도록 빛을 발생하는 하나의 발광소자와, 상기발광소자에서 발생되는 빛을 직진주행시에는 상기 회전원파넹 형성된 요홈을 통하여 수광하므로 온신호를 출력하고, 곡선로주행시에는 상기 회전원판에 형성된 요홈 이외의 부분에 의해 빛이 차단되어 수광하지 못하므로서 오프신호를 출력하는 하나의 수광소자와, 상기 수광소자로부터 오프신호가 수신된 경우 상기 경보부가 작동되지 않도록 상기 마이크로프로세서에 제어신호를 송신하는 조향감지부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 자동차의 충돌방지시스템의 조향감지장치의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여서 상세하게 설명한다.

제5도는 본 발명의 조향감지장치의 상세구조를 보인 사시도이고, 제6도는 본 발명의 조향감지장치가 적용되는 자동차의 충돌방지시스템의 제어블록도이며, 제7도는 본 발명의 조향감지장치가 적용되는 자동차의 충돌방지시스템의 동작을 설명하기위한 플로우챠트이다.

제5도 내지 제7도에 있어서, 본 발명의 조향감지장치(20)는, 자동차의 조향휠에 연결된 조향샤프트를 축으로 하여 함게회전하는 회전원판(25)과, 상기 조향샤프트를 감쌓는 조향컬럼에 고정되는 지지부재(21)에 설치되는 한개의 포토인터럽트로 이루어진다.

또, 상기 회전원판(25)에는 그 적소에 차륜과 차체가 나란한 상태인 중립위치를 나타내는 소정의 크기를 가지는 중립위치감지용 요홈(27)이 형성된다.

또한, 포토인터럽트는 상기 요홈(27)의 회전경로(24)를 수직으로 가로지르는 위치에 회전원판(25)을 사이에 두고 발광소자(22) 및 수광소자(23)가 대향 장착되어 이루어진다.

나아가, 요홈(27), 조향휠, 발광소자(22) 및 수광소자(23)로 이루어진 포토인터럽트와의 상호위치관계는 조향휠이 차륜과 차체가 나라한 상태인 중립위치에 있게 될 때 요홈(27)이 발광소자(22)와 수광소자(23) 사이에 위치하도록 정해진다.

따라서, 조향휠이 중립위치에 있는 경우에는 발광소자(22)의 빛은 요홈(27)을 통과하여 수광소자(23)에 전달되며, 수광소자(23)는 조향휠의 중립위치를 나타내는 온신호를 출력한다.

또, 조향휘이 좌측이나 우측으로 소정각도이상으로 회전하는 경우에는 발광소자(23)에서 발사된 빛이 요홈(27) 이외의 부분에 의해 차단되어 수광소자(23)에 전달되지 못하게 되며, 수광소자(23)는 조향휠이 소정각도 이상으로 회전되었음을 나타내는 오프신호를 출력한다.

이에 따라, 후술하는 충돌방지시스템의 마이크로프로세서(1) 수광소자(23)로부터 출력되는 신호를 후술하는 조향감지부(12)를 통하여 제공받아 주행시 직선로인지, 곡선로인지를 판단할 수 있게 된다.

그리고 상기 발광소자(22)로는 발광다이오드가 양호하게 사용되며, 상기수광소자(23)로는 포토트랜지스터가 양호하게 사용된다.

다음, 본 발명의 조향감지장치를 채용한 자동차의 충돌방지시스템의 구성을 설명한다.

본 발명이 적용되는 자동차의 충돌방지시스템은, 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로프로세서(1)와, 자동차의 프론트그릴(front grill)의 중앙에 장착되며 자동차의 전방에 대하여 레이져빔을 발사하는 레이져 다이오드(3)와, 상기 마이크로프로세서(1)의 제어에 따라 소정의 시간주기마다 상기 레이져다이오드(3)을 온또는 오프시키는 LD구동부(2)와, 상기 레이져다이오드(3)에 인접하여 장착되며 레이져빔을 수신하여 대응되는 크기의 전기신호로 변환하는 포토다이오드(8)와, 상기 포토다이오드(8)로부터 변환되어 출력된 전기신호를 적절한 크기로 증폭하는 증폭부(5)와, 상기 증폭부(5)로 출력된 신호를 소정의 기준신호와 비교하는 비교기(6), 상기 레이져다이오드(3)와 동기되어 충전을 개시하며 상기 비교기(6)의 출력결과에 따라 충전을 중지하는 충전기(7)와, 상기 충전기(7)의 충전중지시점의 충전값을 A/D변환하여 상기 마이크로프로세서(1)에 제공하는 A/D변환기(4)와, 상기 마이크로프로세서(1)의 제어에 따라 차간거리, 자차속도, 상대속도 또는 충돌가능성여부를 시각적으로 표시하는 표시부(9)와, 상기 마이크로프로세서(1)의 제어에 다라 동작하며 충돌방지용 경보를 발하는 경보부(10)와, 자차의 절대속도를 감지하여 상기 마이크로프로세서(1)에 제공하는 차속센서(11)와, 조향감지장치의 수광소자(23)로부터 온 또는 오프신호만을 입력받아 신호처리하여 곡선로주행여부를 감지하고 이를 상기 마이크로프로세서에 제공하는 조향감지부(12)등으로 이루어진다.

이하, 전술한 구성부를 참조하여 본 발명에 따른 조향감지장치를 채용한 자동차의 충돌방지시스템의 작용효과를 설명한다.

운전자가 자동차의 시동키이를 온시키는 단계(S10)을 수행하면, 단계(S20)에서는 초기화가 수행된다. 이렇게 초기화가 수행된 후에는 단계(S30)로 진행하여 충돌위험성을 판단하게 되는데 그 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마이크로프로세서(1)는 해당단자를 통하여 LD구동부(2)에 일정한 시간주기마다 매우 짧은 시간주기, 예를 들면 수[ns]의 시간주기를 가지는 펄스신호를 출력하여 레이져다이오드(3)를 온시키므로써 레이져빔을 자차의 전방을 향하여 발사시킨다. 이와 동시에 상기 펄스신호는 비교기(6) 및 충전기(7)에도 인가되어 비교기(6) 및 충전기(7)의 충전동작을 개시시킨다.

한편, 상기 발사된 레이져빔은 자차의 전방에 존재하는 물체, 예를 들면 선행 자동차에 의하여 반사되어 포토다이오드(8)에 수광되며, 이렇게 수광된 레이져빔은 증폭부(5)를 경우하여 적절한 크기로 증폭된 후에 비교기(6)에 입력되어 소정의 기준전압과 비교된다. 비교기(6)에서는 기준전압보다 높은 신호가 입력된 경우에 고전위신호를 출력하여 충전기(7)의 충전동작을 중지시킨다.

다음, A/D변환기(4)에서는 충전기(7)에 충전된 전압을 A/D변환하여 마이크로프로세서(1)에 제공하며, 마이크로프로세서(1)에서는 상기 전압의 크기에 의거하여 자차와 전방 물체사이의 거리를 연산한다. 마이크로프로세서(1)는 또한 차속센서(11)로부터 제공된 자차의 절대속와 상기 산출된 거리에 의거하여 상대속도를 산출한 후에 이에 해당하는 정지거리가 상기 전방물체와의 거리보다 적어지는 시점에서 충돌위험이 존재한다고 판단한다.

단계(S30)에서 충돌위험이 존재한다고 판단된 경우에는 단계(S40)로 진행하여 자차의 속도가 소정속도이상인 지를 판다한다. 단계(S40)에서 마이크로프로세서(1)는 자차의 속도가 소정속도 이하인 경우에는 시내의 정체구간을 통과중이라고 판단하여 경보부(10)에 구동신호를 출력하지 않으므로써, 경보를 발하지 않는다.

그러나 자차의 속도가 소정속도 이상인 경우에는 단계(S50)으로 진행하여조향감지부(12)로부터 제공된 신호에 의거하여 곡선로를 주행중인가를 판단한다.

단계(S50)에서, 자차가 직선로를 주행중인 것으로 판단되면, 즉 조향휠이 중립위치에 있어 발광소자(22)에서 발사된 빛이 요홈(27)을 통과하여 수광소자(23)에 전달되면, 수광소자(23)는 온신호를 조향감지부(12)에 출력하고, 조향감지부(12는 온신호를 처리하여 직선로주행임을 알리는 신호를 마이크로프로세서(1)에 제공한다. 따라서, 마이크로프로세서(1)는 감지된 전방물체를 선행 자동차로 인식함과 동시에 단계(S60)로 진행하여 경보부(10)에 구동신호를 출력하므로써, 운전자에게 충돌 위험을 경보하고, 동시에 표시부(9)를 함께 구동하여 자차와 선행 자동차간의 차간거리를 표시한다.

또, 단계(S50)에, 자차가 곡선로를 주행중인 것으로 판단되면, 즉 조향휠이 죄측이나 우측으로 소정각도 이상으로 회전한 위치에 있어, 발광소자(22)에서 발사된 빛이 회전원판(25)의 나머지 부분에 의해 차단되어 수광소자(23)에 전달되지 못하면, 수광소자(23)는 오프신호를 조향감지부(12)에 출력하고, 조향감지부(12)는 오프신호를 처리하여 곡선로주행임을 알리는 신호를 마이크로프로세서(1)에 제공한다. 따라서, 마이크로프로세서(1)은 단계(S70)로 진행하여 경보부(10)에 구동신호를 출력하여 최초 충돌위험을 경보하고, 다시 단계(S80)로 진행하여 소정시간이 경과하였는지를 판단하게 된다.

단계(S80)에서 소정시간이 경과하도록 계속해서 곡선로를 주행중인 것으로 판단되는 경우에는 운전자가 조향휠을 정상적으로 조작하고 있고, 나아가 전방물체가 중앙선너머에서 마우오는 자동차나 가아드레일(guard rail)인 경우가 대다수이므로 이 경우에는 경보부(10)에 출력되는 구동신호를 단속하는 단계( S90)로 진행하여 과다한 경보동작을 억제한다. 이때에는 표시부(9)도 구동하지 않게된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 자동차의 충돌방지시스템의 조향감지장치에 따르면, 종래 슬롯판의 구조를 콤팩트화시켜 제조시에 제조원가를 다운시키고 생산성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 하나의 포토인터럽트만을 사용하므로써 출력되는 신호를 처리하기 위한 신호처리회로를 간단히 하여 자동차의 충돌방지시스템에서 곡선로주행여부의 판단 및 곡선로주행시 과다 경보를 억제하는데 무리없이 사용할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 전방에 레이져빔을 발사하고 반사되어 되돌아오는 레이져빔을 수광하여 자차와 전방물체까지의 거리를 연산하며 연산된 정보에 의거하여 충돌가능성이 있다고 판단되면 경보부에 제어신호를 출력하여 충돌위험을 경보하는 마이크로프로세서를 구비한 자동차의 충돌방지시스템에 있어서, 상기 자차의 조향샤프트와 연동하여 회전되며 하나의 요홈이 형성된 회전 원판과, 상기 회전원판과 연동하여 회전되는 상기 조향샤프트의 조향을 감지할 수 있도록 빛을 발생하는 하나의 발광소자와, 상기 발광소자에서 발생되는 빛을 직진주행시에는 상기 회전원판에 형성된 요홈 이외의 부분에 의해 빛이 차단되어 수광하지 못하므로서 오프신호를 출력하는 하나의 수광소자와, 상기 수광소자로부터 오프신호가 수신된 경우 상기 경보부가 작동되지 않도록 상기 마이크로프로세서에 제어신호를 송신하는 조향감지부로 이루어진 것을 특징으로 하는자동차의 충돌방지시스템의 조향감지장치.