KR100219201B1 - 충돌방지 경보장치의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충돌방지 경보장치의 제어방법에 관한 것으로, 상세하게는 초음파 센서를 이용하는 자동차의 충돌방지경보장치에 있어서 초음파 센서의 여진시간을 짧게하여 최소감지거리를 줄일수 있도록 하는 충돌방지 경보장치의 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 제어방법에 의하여 물체가 자차로부터 근접한 거리에 있다고 판단되면 송신펄스폭을 작게하여 여진파형폭을 줄여 근접한 물체에서 반사된 반사파의 신호가 여진파형의 범위안에 포함되어 감지되지 못하는 현상을 최소화하여 최소물체감지거리를 짧게할 수 있다.

Description

충돌방지 경보장치의 제어방법

본 발명은 충돌방지 경보장치에 관한 것으로, 상세하게는 초음파 센서를 이용하는 자동차의 충돌방지경보장치에 있어서 초음파 센서의 여진시간을 짧게하여 최소감지거리를 줄일수 있도록 하는 충돌방지 경보장치의 제어방법에 관한 것이다.

근래들어, 차량의 주행중에 발생할 수 있는 각종 안전사고를 미연에 방지하기 위한 시스템이 개발되어 차량에 탑재되고 있는 바, 그 예들로서 자차와 선행차량과의 충돌 위험성을 경보하는 전방충돌 방지 경보장치와 자차와 측방물체와의 충돌위험성을 경보하는 측방충돌 방지 경보장치가 있다.

이러한 충돌방지 경보장치는 차량의 주행차선 변경시나 주차시 또는 주행시에 운전자의 시야가 미치지 못하는 사각지대에서의 차량 및 운전자의 안전성을 확보하기 위한 장치로서 초음파 센서 혹은 레이져 레이다등을 사용하여 충돌 가능성이 있는 장애물의 유무를 감지하게 된다.

도 1은 종래의 초음파 센서를 사용한 충돌방지 경보장치의 구성을 보인 블럭도이다.

도 2는 물체가 가까이 있을 때의 동작파형이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 충돌방지경보장치는 장애물을 감지하기 위하여 초음파를 발생하는 초음파센서(11), 초음파센서를 구동시키는 센서구동부(12), 센서구동부(12)에 접속되어 40㎑의 공진주파수를 발생시키는 발진부(13), 초음파 센서(11)의 수신단에 접속되어 출력신호를 증폭시키는 전치증폭기(14), 전치증폭기(14)와 접속되어 증폭된 신호중 일부만을 통과 시키는 대역필터(15), 대역필터(15)에 접속되어 대역필터(15)의 출력신호를 검파하는 검파기(16), 검파기(16)의 출력과 비교하여 장애물의 유,무를 판단하게 하는 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생기(17), 검파기(16)의 출력신호와 기준전압 발생기(17)의 전압신호를 비교하는 비교기(18), 비교기(18)의 출력신호를 입력받아 장애물의 유,무를 감지하는 이외에 초음파센서(11)의 단선 및 기타 부품의 이상동작을 판단하고, 발진부(13)에 구동신호를 출력하여 초음파센서(11)를 동작시키는 마이컴(20), 장애물의 감지시 및 초음파센서(11)의 에러 발생시에 경보음을 발생시키는 부저(21) 및 경보램프(22), 마이컴(20)의 제어에 따라 부저(21) 및 경보램프(22)를 구동시키는 경보구동부(19)로 이루어진다.

전체동작을 살펴보면 다음과 같다.

발진부(13)는 센서구동부(12)에 약 40㎑의 공진 주파수를 출력하여 초음파센서(11)를 구동시켜 40㎑의 주파수를 갖는 초음파신호를 발생시키게 된다. 한편, 일반적으로 음파의 전달속도(V)는 V = 331 + 0.6T [m/s]에 의하여 산출되어 지며, 이 때 T는 주위의 온도를 나타낸다. 초음파센서(11)에서 발생된 초음파신호는 물체에 의하여 반사되어 다시 초음파센서(11)에 수신된다.

초음파센서(11)에 수신된 수신신호는 전치증폭기(14)를 통하여 대역필터(15)를 거쳐 필터링(filtering)된다. 필터링된 신호는 검파기(16)를 거치고, 검파기(16)에서 검파된다. 비교기(18)는 기준전압 발생기(17)에 의하여 발생된 신호와 검파기(16)에서 검파된 신호를 비교하여 출력을 마이컴(20)으로 입력한다. 마이컴(20)은 비교기로부터의 입력에 따라 자차와 장애물체까지의 거리를 계산한다.

자차와 장애물체까지의 거리계산은 초음파센서(11)로부터 발생된 초음파가 장애물에 반사되어 수신될 때 까지의 시간에 의하여 계산되는데 마이컴(20)에 의하여 거리는 (시간 × 초음파의 속도)/2의 공식으로 산출되어진다. 마이컴(20)은 자차와 장애물체와의 거리를 산출하고, 산출된 거리가 일정거리이내이면 자차와 장애물과의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하여 경보를 발생시키게 된다. 경보의 발생은 마이컴(20)이 경보구동부(19)를 구동하여 부저(21)와 경보램프(22)를 구동한다.

그런데, 초음파 센서의 구동후에는 종이 타종되었을때 생기는 종소리와 같이 잔향, 즉 진동에 의한 여진이 발생된다. 가까이 있는 물체를 감지하려고 초음파를 송신할 때는, 송신한 초음파가 물체에 반사되어 되돌아 올때 송신시에 발생한 여진(도 2 (가)의 T2∼T4 구간)에 의하여 반사파(도 2 (나)b의 T3∼T5 구간)가 묻혀버려 제대로 수신이 되지 않는다. 즉, 가까이 있는 물체는 초음파 송신시에 발생하는 여진에 의하여 제대로 감지가 되지않는 문제점이 나타나는 것이다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 초음파 송신시에 발생되는 여진을 최소화하여 감지하고자 하는 물체의 거리에 따라 송신되는 초음파의 펄스폭을 가변하여 여진의 폭을 최소화하기 위한 충돌방지 경보장치의 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 충돌방지 경보장치의 블럭도이다.

도 2는 물체가 가까이 있을 때의 동작파형이다.

도 3은 본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 제어방법의 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 장애물의 거리에 따른 파형의 타임차트이다.

도 5는 본 발명에 따른 장애물의 거리에 따라 송신펄스폭의 가변을 나타내는 파형의 타임차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 초음파 센서 17 : 기준전압 발생기

18 : 비교기 20 : 마이컴

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 충돌방지경보장치는 초음파 센서를 이용하여 자차와 장애물과의 거리를 계산하여 자차와 장애물간의 거리가 소정거리 이하이면 경보를 하는 충돌방지 경보장치에 있어서, 파장이 짧은 초음파를 송신하는 단초음파송신단계, 자차와 장애물간의 거리를 계산하여 거리가 미리 설정된 제1임계거리 이내에 있는지를 판단하는 제1거리판단단계, 제1거리판단단계에서 거리가 제1임계거리 이내에 있지 않으면 미리 설정된 제2임계거리 이내에 있는지를 판단하는 제2거리판단단계, 제2거리판단단게에서 거리가 제2임계거리이내에 있지 않으면 단초음파송신단계의 초음파의 파장보다 긴 초음파를 송신하는 장초음파송신단계, 자차와 장애물간의 거리를 계산하여 거리가 제2임계거리 이내에 있는지를 판단하는 제3거리판단단계, 제3거리판단단계에서 거리가 제2임계거리 이내에 있으면 제1임계거리 이내에 있는지를 판단하는 제4거리판단단계, 제4거리판단단계에서 거리가 제1임계거리 이내에 있으면 운전자경보를 하고 단초음파송신단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치의 제어방법이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양호한 실시예를 상세하게 설명하겠다.

도 3은 본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 제어방법의 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 통상적인 장애물의 거리에 따른 파형의 타임차트이다.

도 5는 본 발명에 따른 장애물의 거리에 따라 송신펄스폭의 가변을 나타내는 파형의 타임차트이다.

시스템에 전원이 인가되고 나면 장애물을 감지하기 위하여 초음파를 발사한다. 초음파의 발사는 발진부(13)가 센서구동부(12)에 약 40㎑의 공진 주파수를 출력하여 초음파센서(11)를 구동시켜 40㎑의 주파수를 갖는 초음파신호를 발사하는 것이다. 그런데 초음파센서(13)를 구동할 시에는 종이 타종되었을 때 생기는 종소리와 같이 진동에 의한 여진이 발생된다. 도 4 (가)의 티1(T1)에서 티2(T2)까지의 구간은 통상의 초음파 센서에서 발사되는 초음파 센서를 구동하는 신호를 나타낸 것이며, 티2(T2)에서 티3(T3)까지의 구간은 초음파 센서의 진동에 의하여 발생하는 여진파형이다.

그래서 여진에 의한 영향을 줄이기 위하여 시스템에 전원이 인가되었을 때 센서 가까이에 물체를 감지하기 위하여 짧은 송신펄스폭(도 5 (가-2)의 T5∼T6구간)으로 초음파를 송신(S10)하여 물체를 감지한다. 짧은 송신펄스폭이란 물체가 가까이 있을때에 반사파가 여진파형에 묻히지 않을정도의 500μsec이하의 펄스폭을 의미한다. 송신펄스폭이 짧으면 여진시간(도5 (나-2)의 T6∼T7의 구간)또한 짧다.

초음파센서(13)에서 발생된 초음파신호는 물체에 의하여 반사되어 다시 초음파센서(13)에 수신된다. 초음파센서(13)에 수신된 반사파는 전치증폭기(14)를 통하여 적절한 크기로 증폭된후 대역필터(15)를 거쳐 필터링(filtering)된다. 대역필터(15)는 증폭된 반사파의 소정 주파수대의 신호만을 통과 시킨다. 대역필터(15)에 의하여 필터링된 신호는 검파기(16)를 거치고, 검파기(16)에서 검파된다. 비교기(18)는 기준전압 발생기(17)에 의하여 발생된 신호(도 5의 (나-2)의 h파형)를 +입력으로 받고 검파기(16)에서 검파된 신호(도 5의 (나-2)의 i파형)를 -입력으로 받아 비교하여 출력한다. 마이컴(20)은 비교기(18)의 출력(도 5의 (나-2)의 j파형)을 입력으로 받아 초음파가 발사되어 장애물에 반사된 반사파가 수신되기 까지의 시간에 의하여 장애물과의 거리를 계산한다. 마이컴(20)은 초음파가 발사되어 장애물에 반사된 반사파가 수신되기 까지의 시간을 이용하여 거리의 계산을 하는데, 거리는 (초음파의 속도×시간)/2의 식에 의하여 구할 수 있다.

자차와 장애물과의 거리계산이 끝나면, 마이컴(20)은 자차와 물체와의 거리가 50cm이내인지를 판단한다(S20). 판단(S20)에서 물체가 자차로부터 50cm이내에 있지 않다면 물체가 120cm이내에 있는지를 판단한다(S30). 판단(S30)에서 물체가 자차로부터 120cm이내에 있지않다고 판단되면 단계(S10)에서의 송신펄스폭보다 긴 송신펄스폭으로, 예를들어 500μsec의 펄스폭을 가지는 초음파(도 5 (가-1)의 T1∼T2 구간)를 송신한다(S40).

그런다음 물체가 120cm이내의 거리에 있는지를 판단한다(S50). 판단(S50)에서 물체가 120cm이내에 있지 않다고 판단되면 다시 단계(S40)에서 초음파를 송신한다. 그런데 판단(S50)에서 물체가 120cm이내에 있다고 판단되면 물체가 50cm이내의 거리에 있는지를 판단한다(S60). 판단(S60)에서 물체가 50cm이내의 거리에 있지 않다고 판단되면 물체와의 거리를 판정한다(S70). 그리고나서 운전자경보를 한다(S80). 운전자경보(S80)후에는 단계(S40)을 반복한다. 그런데 판단(S20) 혹은 판단(S60)에서 물체가 50cm이내의 거리에 있다고 판단되면 물체와의 거리를 판정한다(S21). 거리판정(S21)후에는 운전자경보(S22)를 하고 단계(S10)을 반복한다.

본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 제어방법에 의하여 물체가 자차로부터 근접한 거리에 있다고 판단되면 송신펄스폭을 작게하여 여진파형폭을 줄여 근접한 물체에서 반사된 반사파의 신호가 여진파형의 범위안에 포함되어 감지되지 못하는 현상을 최소화하여 최소물체감지거리를 짧게할 수 있다.

Claims (3)

1. 초음파 센서를 이용하여 자차와 장애물과의 거리를 계산하여 자차와 장애물간의 거리가 소정거리 이하이면 경보를 하는 충돌방지 경보장치 제어방법에 있어서,

   소정파장 이하의 파장을 가지는 초음파를 송신하는 제1초음파송신단계,

   자차와 장애물간의 거리를 계산하여 상기 거리가 미리 설정된 제1임계거리 이내에 있는지를 판단하는 제1거리판단단계,

   상기 제1거리판단단계에서 상기 거리가 상기 제1임계거리 이내에 있지 않으면 미리 설정된 제2임계거리 이내에 있는지를 판단하는 제2거리판단단계,

   상기 제2거리판단단게에서 상기 거리가 상기 제2임계거리이내에 있지 않으면 상기 소정 파장 이상의 파장을 가지는 초음파를 송신하는 제2초음파송신단계,

   상기 자차와 상기 장애물간의 거리를 계산하여 상기 거리가 제2임계거리 이내에 있는지를 판단하는 제3거리판단단계,

   상기 제3거리판단단계에서 상기 거리가 상기 제2임계거리 이내에 있으면 상기 제1임계거리 이내에 있는지를 판단하는 제4거리판단단계,

   상기 제4거리판단단계에서 상기 거리가 상기 제1임계거리 이내에 있으면 운전자경보를 하는 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치의 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 소정파장은 500μsec인 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치의 제어방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제2임계거리는 상기 제1임계거리보다 길이가 긴 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치의 제어방법.

Images