KR100513523B1 - 차간 거리 제어장치 - Google Patents

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KR100513523B1
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Abstract

본 발명은 원거리용 레이더 센서와 근거리용 초음파 센서를 각각 사용함으로써 차간 거리 제어 영역을 확장할 수 있으며, 원거리 및 근거리용 센서를 통해 입력되는 각각의 조건에 따라 차간 거리를 제어할 수 있는 차간 거리 제어장치에 관한 것으로, 차량의 주행상태를 검출하는 차량 주행 정보 검출부와; 차량의 전방 중앙부에 장착되어 선행 차량과의 전방 차간 거리를 검출하는 제1 차간 거리 검출부와; 상기 제1 차간 거리 검출부의 장착 위치를 기준으로 좌우측에 대칭되도록 장착되어 선행 차량과의 전방 차간 거리를 검출하는 제2 차간 거리 검출부와; 상기 제1 차간 거리 검출부로부터 입력되는 제1 전방 차간 거리 신호와, 상기 제2 차간 거리 검출부로부터 입력되는 제2 전방 차간 거리 신호를 각각 분석하고, 상기 차량 주행 정보 검출부를 통해 입력되는 차량의 주행상태 신호를 분석하여 선행 차량과의 거리 신호값 유무(선행 차량의 유무)에 따라 차량의 주행상태를 미리 설정된 상태로 제어하도록 해당되는 차량 주행상태 제어신호를 발생하는 차간 거리 제어부와; 상기 차간 거리 제어부로부터 공급되는 차량 주행상태 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 차량의 주행상태를 단속하여 선행 차량과의 차간 거리를 조절하는 차간 거리 조절 액츄에이터를 포함하여 구성한다.

Description

차간 거리 제어장치{AUTONOMOUS INTELLIGENT CRUISE CONTROL DEVICE}
본 발명은 차간 거리 제어장치에 관한 것이다.
통상적으로, 차간 거리 제어 시스템의 기술력은 원거리, 고속에서 차량의 속도를 제어하는 ACC를 양산하는 정도까지 발전해있다.
근거리, 저속에서의 차량 속도 제어 기술은 차량의 비선형적인 동특성에 의해 고속 제어보다 어려우며, 근거리 차량간의 거리 제어시 가장 핵심적인 가감속의 판단을 결정짓는 거리 측정 센서가 근거리에서 원거리까지 원하는 영역을 모두 측정할 수 없으므로 시스템 개발에 어려움이 있다.
일반적인 원거리용 레이더 센서의 경우 보통 10m~150m 정도의 영역을 측정할 수 있고 근거리용 레이더 센서의 경우 몇몇 레이더 메이커에서 대략 0.2m~20m정도의 영역을 커버하도록 개발 중에 있다.
그러나 아직까지 안정화된 근거리용 레이더 센서를 찾아보긴 힘들고 또한 가격이나 중량적인 측면에서도 원거리 레이더 센서와 함께 차량에 장착할 수 있을 만큼 실용화 단계에 이르진 못하고 있다.
참고적으로, 근거리용 레이더 센서는 차량의 상대적인 위치를 알기 위해 거리 계측과 각도 계측(궤도 추적), 근접 감지를 위한 상대 속도 계측 능력이 필요하며, 요구되어지는 계측 범위로는 거리 ; 0.2~20m, 각도 ; 근거리 좌우차선 감지(+-20deg) 정도가 되어야 한다.
본 발명의 목적은 원거리용 레이더 센서와 근거리용 초음파 센서를 각각 사용함으로써 차간 거리 제어 영역을 확장할 수 있으며, 원거리 및 근거리용 센서를 통해 입력되는 각각의 조건에 따라 차간 거리를 제어할 수 있는 차간 거리 제어장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차간 거리 제어장치에 있어서, 차량의 주행상태를 검출하는 차량 주행 정보 검출부와; 차량의 전방 중앙부에 장착되어 선행 차량과의 전방 차간 거리를 검출하는 제1 차간 거리 검출부와; 상기 제1 차간 거리 검출부의 장착 위치를 기준으로 좌우측에 대칭되도록 장착되어 선행 차량과의 전방 차간 거리를 검출하는 제2 차간 거리 검출부와; 상기 제1 차간 거리 검출부로부터 입력되는 제1 전방 차간 거리 신호와, 상기 제2 차간 거리 검출부로부터 입력되는 제2 전방 차간 거리 신호를 각각 분석하고, 상기 차량 주행 정보 검출부를 통해 입력되는 차량의 주행상태 신호를 분석하여 선행 차량과의 거리 신호값 유무(선행 차량의 유무)에 따라 차량의 주행상태를 미리 설정된 상태로 제어하도록 해당되는 차량 주행상태 제어신호를 발생하는 차간 거리 제어부와; 상기 차간 거리 제어부로부터 공급되는 차량 주행상태 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 차량의 주행상태를 단속하여 선행 차량과의 차간 거리를 조절하는 차간 거리 조절 액츄에이터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차간 거리 제어장치의 구성을 설명한다.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 각각의 차간 거리 검출부의 장착 위치 및 검출 영역을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예는 차간 거리 제어장치에 있어서, 차량 주행 정보 검출부(100), 제1 차간 거리 검출부(102), 제2 차간 거리 검출부(104), 차간 거리 제어부(110), 차간 거리 조절 액츄에이터(120)를 포함하여 구성한다.
차량 주행 정보 검출부(100)는 차속 검출 센서, 엔진 회전수 검출 센서와 같이 차량의 주행상태를 검출하는 각각의 센서들로 구성하며, 검출된 차량 주행 정보를 차간 거리 제어부(110)로 입력하는 기능을 한다.
제1 차간 거리 검출부(102)는 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 전방 중앙부(프런트 범퍼 또는 라디에이터 그릴의 중앙부)에 장착되어 선행 차량과의 전방 차간 거리(원거리 ; 8~150m)를 검출한다.
제1 차간 거리 검출부(102)는 원거리용 레이더 센서로 구성한다.
제2 차간 거리 검출부(104)는 제1 차간 거리 검출부(102)의 장착 위치를 기준으로 좌우측에 대칭되도록 장착되어 선행 차량과의 전방 차간 거리(근거리 ; 0.2~10m)를 검출한다.
제2 차간 거리 검출부(104)는 근거리용 초음파 센서로 구성한다.
차간 거리 제어부(110)는 제1 차간 거리 검출부(102)로부터 입력되는 제1 전방 차간 거리 신호와, 제2 차간 거리 검출부(104)로부터 입력되는 제2 전방 차간 거리 신호를 각각 분석하고, 차량 주행 정보 검출부(100)를 통해 입력되는 차량의 주행상태 신호를 분석하여 선행 차량과의 거리 신호값 유무(선행 차량의 유무)에 따라 차량의 주행상태를 미리 설정된 상태로 제어하도록 해당되는 차량 주행상태 제어신호를 발생한다.
차간 거리 조절 액츄에이터(120)는 차간 거리 제어부(110)로부터 공급되는 차량 주행상태 제어신호의 입력에 따라 구동되어 차량의 주행상태를 단속하여 선행 차량과의 차간 거리를 조절한다.
차간 거리 조절 액츄에이터(120)는 스로틀 개도상태를 조절하는 액츄에이터와 차량의 제동상태를 조절하는 액츄에이터로 구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차간 거리 제어장치는 차량의 전방 좌우측 양단에 각각 장착되어 차량의 주행방향으로 진입하는 타 차량과의 측방 차간 거리를 검출하는 제3, 제4 차간 거리 검출부(106, 108)를 더 포함하여 구성한다.
제3, 제4 차간 거리 검출부(106, 108)는 근거리용 초음파 센서로 구성한다.
상기와 같은 구성에서 차간 거리 제어부(110)는 제3, 제4 차간 거리 검출부(106, 108)로부터 각각 입력되는 제3, 제4 측방 차간 거리 신호를 각각 분석하고, 차량 주행 정보 검출부(100)를 통해 입력되는 차량의 주행상태 신호를 분석하여 타 차량과의 거리 신호값 유무(타 차량의 유무)에 따라 차량의 주행상태를 미리 설정된 상태로 제어하도록 해당되는 차량 주행상태 제어신호를 발생한다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차간 거리 제어장치의 동작을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 검출된 거리 신호값에 따른 제어형태를 분류한 도면이다.
도 4를 참조하면, 원거리 신호값(거리 1)과 근거리 신호값(거리 2)의 유무 및 차이에 따라 원거리 차량 추종(ACC ; Adaptive Cruise Control) 또는 근거리 차량 추종으로 제어하는 것을 알 수 있다.
그리고, 근거리 신호값(거리 2와 거리 3 또는 거리 4)의 차이에 따라서 차량 주행상태를 단속(제동)하여 차량간 충돌을 방지하도록 제어하는 것을 알 수 있다.
본 발명의 실시예는 차량이 주행하는 전체 속도 영역에서의 차간 거리 제어를 위해 원거리용 제1 차간 거리 검출부(102)(레이더 센서)와 근거리용 제2~제4 차간 거리 검출부(104~108)(초음파 센서)를 사용하여 검출된 차간 거리에 따라 해당되는 차간 거리 제어동작을 하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 차간 거리 제어 시스템을 구성하기 위해서 차량의 프런트 범퍼(또는 라디에이터 그릴) 중앙부에 원거리(8~150m)용 레이더 센서인 제1 차간 거리 검출부(102)를 장착한다.
제1 차간 거리 검출부(102)는 도 3에서 ①의 영역에 해당되는 선행 차량을 검출한다.
제1 차간 거리 검출부(102)가 장착된 상태에서 그 위치를 중심으로 프런트 범퍼의 좌, 우측에 대칭되도록 근거리(0.2~10m)용 초음파 센서인 제2 차간 거리 검출부(104)를 장착한다.
제2 차간 거리 검출부(104)는 도 3에서 ②의 영역에 해당되는 선행 차량을 검출한다.
이어서, 프런트 범퍼의 좌, 우측 양단에 근거리용 초음파 센서인 제3, 제4 차간 거리 검출부(106, 108)를 장착한다.
제3, 제4 차간 거리 검출부(106, 108)는 각각 도 3에서 ③, ④의 영역에 해당되는 타 차량을 검출한다.
상기한 바와 같이 각각의 차간 거리 검출부가 장착된 상태에서 차간 거리 제어부(110)는 제1 차간 거리 검출부(102)로부터 입력되는 제1 전방 차간 거리 신호(거리 1)와 전방을 향한 제2 차간 거리 검출부(104)로부터 입력되는 제2 전방 차간 거리 신호(거리 2)와, 프런트 범퍼의 좌측 코너에 장착된 제3 차간 거리 검출부(106)로부터의 제3 측방 차간 거리 신호(거리 3)와, 프런트 범퍼 우측 코너에 장착된 제4 차간 거리 검출부(108)로부터의 제4 측방 차간 거리 신호(거리 4)의 값을 이용하여 현재 차량의 주행상태 제어량(스로틀 개도량, 브레이크 페달 답입량)을 결정한다.
여기서, 차간 거리 제어부(110)는 제1 내지 제4 차간 거리 검출부(102~108)들로부터 각각 입력되는 거리 신호값들을 분석하여 거리 신호값의 유무(선행 차량 또는 타 차량의 유무)에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 미리 설정된 제어 형태로 해당되는 제어동작을 수행한다.
예를 들어, 차간 거리 제어부(110)는 차량이 추종해야 하는 경우이면, 현재 주행중인 차량의 차속을 분석하여 차량이 추종해야 되는 가속도를 계산하고 이 값을 해당되는 차간 거리 조절 액츄에이터(120) 구동값으로 사용하도록 차량 가속 제어동작을 수행한다.
이때, 차간 거리 조절 액츄에이터(120)는 차간 거리 제어부(110)로부터 공급되는 차량 주행상태 제어신호의 입력에 따라 구동되어 차량의 주행상태를 가속하여 선행 차량과의 차간 거리를 조절한다.
참고적으로, 차간 거리 제어부(110)로 입력되는 각각의 거리 신호값에 대한 우선권은 거리 2의 중앙 차선 근거리 영역이 가장 높고, 그 다음으로는 중앙 차선의 원거리 영역, 그 뒤로 좌우 차선의 근거리 영역으로 설정한다.
좌우 차선의 근거리 영역은 차량 제어에 있어서 직접적으로 추종하는 영역은 아니지만 근거리에서 갑자기 끼어드는 경우에 대비하기 위해서 좌우 차선 주행 차량의 궤적을 추적하게 된다.
한편, 이러한 경우 차간 거리 제어부(110)는 차량의 브레이크 페달 답입압을 보조하여 충돌을 방지하도록 차량 제동 제어동작을 수행한다.
이때, 차간 거리 조절 액츄에이터(120)는 차간 거리 제어부(110)로부터 공급되는 차량 주행상태 제어신호의 입력에 따라 구동되어 차량의 주행상태를 단속하여 타 차량과의 차간 거리를 조절한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차간 거리 제어장치는 원거리용 레이더 센서와 근거리용 초음파 센서를 각각 사용함으로써 원거리용 레이더 센서만으로 측정 할 수 없었던 차간 거리 제어 영역 전체를 측정 할 수 있다.
레이더 센서와 초음파 센서의 주파수는 서로 크게 다르므로(레이더 센서의 주파수 ; 76Ghz, 초음파 센서의 주파수 ; 40Khz) 간섭이 없다.
또한, 차간 거리를 자동으로 제어함으로써 도로에서 운전자에게 주행 부하(Driving Load) 부담을 줄일 수 있다.
또한, 근거리용 레이더 센서의 무게보다 가벼운 초음파 센서를 장착하여 차량 무게를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차간 거리 제어장치의 구성을 도시한 도면.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 각각의 차간 거리 검출부의 검출 영역을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 검출된 거리 신호값에 따른 제어형태를 분류한 도면.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 차간 거리 제어장치에 있어서,
    차량의 주행상태를 검출하는 차량 주행 정보 검출부;
    차량의 전방 중앙부에 장착되는 원거리용 레이더 센서로 구성되어 선행 차량과의 전방 차간 거리를 검출하는 제1 차간 거리 검출부;
    상기 제1 차간 거리 검출부의 장착 위치를 기준으로 좌우측에 대칭되도록 장착되는 근거리용 초음파 센서로 구성되어 선행 차량과의 전방 차간 거리를 검출하는 제2 차간 거리 검출부;
    상기 차량의 전방 좌우측 양단에 각각 장착되어 상기 차량의 주행방향으로 진입하는 타 차량과의 측방 차간 거리를 검출하는 제3, 제4 차간 거리 검출부;
    상기 제1 차간 거리 검출부로부터 입력되는 제1 전방 차간 거리 신호와, 상기 제2 차간 거리 검출부로부터 입력되는 제2 전방 차간 거리 신호를 각각 분석하고, 상기 차량 주행 정보 검출부를 통해 입력되는 차량의 주행상태 신호를 분석하여 선행 차량과의 거리 신호값 유무(선행 차량의 유무)에 따라 차량의 주행상태를 미리 설정된 상태로 제어하도록 해당되는 차량 주행상태 제어신호를 발생하는 차간 거리 제어부;
    상기 차간 거리 제어부로부터 공급되는 차량 주행상태 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 차량의 주행상태를 단속하여 선행 차량과의 차간 거리를 조절하는 차간 거리 조절 액츄에이터를 포함하는 차간 거리 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3, 제4 차간 거리 검출부는 근거리용 초음파 센서로 구성하는 차간 거리 제어장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 차간 거리 제어부는 상기 제3, 제4 차간 거리 검출부로부터 각각 입력되는 제3, 제4 측방 차간 거리 신호를 각각 분석하고, 상기 차량 주행 정보 검출부를 통해 입력되는 차량의 주행상태 신호를 분석하여 타 차량과의 거리 신호값 유무(타 차량의 유무)에 따라 차량의 주행상태를 미리 설정된 상태로 제어하도록 해당되는 차량 주행상태 제어신호를 발생하는 차간 거리 제어장치.
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