KR100599299B1 - 차량의 후방충돌 방지장치 - Google Patents

차량의 후방충돌 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 후진시 후방의 일정거리내에 장애물이 있게 되면 차량과 후방 장애물간의 거리에 따라 가속 페달의 답력을 자동으로 조절함으로써 후방 장애물과의 충돌을 방지하도록 한 차량의 후방충돌 방지장치에 관한 것으로, 발진 구동부에 의해 초음파를 발진하는 발진기와 장애물에 부딪혀 반사되는 반송파를 검출하여 대역필터/검파기에게로 보내는 검출회로부를 갖춘 초음파 센서, 변속레버 및 가속 페달을 구비한 차량에 있어서, TCU와의 캔(CAN) 통신으로 상기 변속레버의 위치를 감지하는 캔 통신부; 입력되는 제어신호에 따라 소정의 모터 구동제어신호를 출력하는 모터 제어부; 모터 및 그 모터에 연결된 풀리와 상기 가속 페달의 아암 사이에 설치된 스프링을 갖추고서, 상기 모터 구동제어신호에 따라 상기 모터를 구동하여 상기 스프링의 장력을 조절함으로써 상기 가속 페달의 답력을 조절하는 액츄에이터; 및 상기 캔 통신부로부터의 신호에 근거하여 차량 가속 후진시 상기 초음파 센서의 구동을 제어하고, 상기 대역필터/검파기로부터의 신호에 근거하여 후방 장애물과의 거리에 따라 상기 모터 제어부에게로 차등적인 제어신호를 인가하는 마이컴을 구비한다.
후진, 장애물, 가속 페달, 답력

Description

차량의 후방충돌 방지장치{An apparatus for preventing rear collision of vehicles}
도 1은 일반적인 차량의 후방충돌 경보장치의 일예를 나타낸 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 장치의 동작을 설명하는 플로우차트,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 후방충돌 방지장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터의 개략적인 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 후방충돌 방지동작을 설명하는 플로우차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 초음파 센서 110 : 발진 구동부
120 : 대역필터/검파기 130 : 캔 통신부
140 : 모터 제어부 142 : 스프링
144 : 풀리 146 : 하우징
150 : 액츄에이터 160 : 가속 페달
162 : 힌지축 164 : 힌지축
170 : 피드백 회로부 180 : 마이컴
190 : 모터
본 발명은 차량의 후방충돌 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 후진시 후방의 장애물이 감지되면 가속페달의 답력을 조절함으로써 충돌을 방지하도록 한 차량의 후방충돌 방지장치에 관한 것이다.
일반적인 차량의 후방충돌 경보장치는 주행시 또는 주행 차선의 변경시 운전자의 시야가 미치지 못하는 사각지대에서 발생할 수 있는 충돌사고를 미리 경보하기 위한 것이다.
이러한 차량의 후방충돌 경보장치는 초음파 센서 또는 적외선 등을 사용하여 충돌가능성이 있는 장애물의 유무를 감지하여 운전자에게 소리 또는 시각 신호로 경보한다.
예를 들어, 종래 차량의 후방충돌 경보장치는 도 1에 예시된 바와 같이, 후진 주행이 검출되면 소정의 초음파 발진 제어신호를 출력하고 메모리에 검지 레벨별로 저장된 비교 테이블을 설정하고 차량과 장애물 거리의 변화에 따라 경고음을 각각 발생시키기 위한 소정의 제어신호를 출력하는 제어부(22); 상기 제어부(22)에서 출력되는 비교 제어신호에 동기되어 소정의 비교신호를 발생시켜 출력하는 비교신호 발생부(20); 상기 제어부(22)에서 출력되는 초음파 발진신호에 동기되어 소정의 주파수를 갖는 초음파 발진신호를 출력하는 초음파 발진부(16); 상기 초음파 발 진부(16)에서 출력되는 발진신호에 동기되어 센서를 구동하기 위한 소정의 구동신호를 출력하는 센서 구동부(12); 초음파를 발신하는 초음파 발신기(10a)와 상기 초음파 발신기(10a)에서 발신되어 장애물에 의해 반송되어 되돌아오는 반송파를 수신하는 초음파 수신기(10b)를 구비하여, 상기 센서 구동부(12)에서 출력되는 소정의 구동신호에 동기되어 소정의 주파수를 갖는 초음파 신호를 출력하는 장애물에 반사되어 반송되는 신호를 수신하는 초음파 센서(10); 상기 초음파 센서(10)에서 수신된 신호를 증폭하여 출력하는 수신신호 증폭부(14); 및 상기 수신신호 증폭부(14)와 상기 비교신호 발생부(20)에서 인가되는 신호를 상호 비교하고 비교 결과에 따라 소정의 신호를 상기 제어부(22)에게로 출력하는 비교부(18)를 구비한다.
도 1에 예시된 종래 차량의 충돌 경보장치의 동작에 대해 설명하면, 도 2에 예시된 바와 같이, 차량이 후진 주행을 위해 후진 변속이 이루어지면 제어부(22)는 소정의 초음파 발신 요구신호와 메모리에 설정되어 있는 비교 테이블에 따라 소정의 비교 제어신호를 비교신호 발생부(20)에게로 출력한다(단계 S10, S12, S14).
초음파 발진부(16)는 상기 제어부(22)에서 초음파 발신 요구신호가 출력됨에 따라 소정의 주파수를 갖는 초음파 발진 공명신호를 센서 구동부(12)에게로 출력한다. 상기 센서 구동부(12)는 상기 초음파 발진부(16)에서 출력되는 소정의 초음파 발진신호를 인가받아 초음파 센서를 구동시키기 위한 소정의 신호를 초음파 센서(10)에게로 출력한다. 상기 초음파 센서(10)는 상기 센서 구동부(12)에서 출력되는 신호에 동기되어 초음파 발신기(10a)에서 소정의 주파수를 갖는 초음파를 발신함과 동시에 발신된 초음파가 장애물에 부딪혀 소정의 주파수로 되돌아오는 반송 파를 수신하는 수신 증폭부(14)에게로 출력한다. 그 수신 증폭부(14)는 상기 초음파 센서(10)로부터 수신된 신호를 입력받아 소정의 설정 주파수로 증폭시켜 비교부(18)에게로 출력한다. 이때 비교신호 발생부(20)는 제어부(22)에서 출력되는 소정의 제어신호에 동기되어 가변 비교신호를 출력한다.
이에, 비교부(18)는 상기 비교신호 발생부(20)에서 출력되는 가변 비교신호와 상기 수신신호 증폭부(14)에서 증폭되어 출력되는 장애물 검출신호를 입력받아 메모리에 설정되어 있는 비교 테이블에 따라 필터링한 후에 비교한다(단계 S16, S18, S20).
따라서, 제어부(22)는 비교부(18)에서 비교한 결과를 입력받아 사용가능한 신호인지를 비교판단한다(단계 S20).
상기 수신신호 증폭부(14)에서 증폭되어 입력된 초음파 센서(10)의 수신신호가 사용가능한 신호임이 판단되면 제어부(22)는 차량과 장애물간의 거리를 계산하여 구간별로 해당하는 경고음을 발생한다. 즉, 차량과 장애물간의 거리가 제 3 범위(예컨대, 120ms 이상) 위치이면(단계 S22에서 "예") 제어부(22)는 3차 경고음을 발생하도록 하는 3차 경고음 발생신호를 출력한다(단계 S24). 그러나, 상기 판단결과, 차량과 장애물간의 거리가 제 2 범위(예컨대, 80∼120 ms) 위치이면(단계 S26에서 "예") 제어부(22)는 2차 경고음을 발생하도록 하는 2차 경고음 발생신호를 출력한다(단계 S28). 마지막으로, 차량과 장애물간의 거리가 제 1 범위(예컨대, 40ms이하) 위치이면(단계 S30에서 "예") 제어부(22)는 1차 경고음을 발생하도록 하는 1차 경고음 발생신호를 출력한다(단계 S32).
상기와 같은 종래의 차량의 후방충돌 경보장치는, 장애물과의 거리를 계산하여 경보만을 발생하므로, 운전자가 실수로 경보를 알아차리지 못하여 가속 페달을 계속 밟아 가속 후진하게 되면 충돌사고를 막을 수 없게 된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 차량 후진시 후방의 일정거리내에 장애물이 있게 되면 차량과 후방 장애물간의 거리에 따라 가속 페달의 답력을 자동으로 조절함으로써 후방 장애물과의 충돌을 방지하도록 한 차량의 후방충돌 방지장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 후방충돌 방지장치는, 발진 구동부에 의해 초음파를 발진하는 발진기와 장애물에 부딪혀 반사되는 반송파를 검출하여 대역필터/검파기에게로 보내는 검출회로부를 갖춘 초음파 센서, 변속레버 및 가속 페달을 구비한 차량에 있어서,
TCU와의 캔(CAN) 통신으로 상기 변속레버의 위치를 감지하는 캔 통신부; 입력되는 제어신호에 따라 소정의 모터 구동제어신호를 출력하는 모터 제어부; 모터 및 그 모터에 연결된 풀리와 상기 가속 페달의 아암 사이에 설치된 스프링을 갖추고서, 상기 모터 구동제어신호에 따라 상기 모터를 구동하여 상기 스프링의 장력을 조절함으로써 상기 가속 페달의 답력을 조절하는 액츄에이터; 및 상기 캔 통신부로부터의 신호에 근거하여 차량 가속 후진시 상기 초음파 센서의 구동을 제어하고, 상기 대역필터/검파기로부터의 신호에 근거하여 후방 장애물과의 거리에 따라 상기 모터 제어부에게로 차등적인 제어신호를 인가하는 마이컴을 구비한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 후방충돌 방지장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 후방충돌 방지장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터의 개략적인 구성도이다.
본 발명의 실시예는, 초음파를 발신하는 초음파 발진기(100a)와 상기 초음파 발진기(100a)에서 발신되어 장애물에 의해 반송되어 되돌아오는 반송파를 검출하는 검출 회로부(100b)를 구비하는 초음파 센서(100); 입력되는 초음파 발진신호에 동기되어 소정의 구동신호를 상기 초음파 발진기(100a)에게로 출력하는 발진 구동부(110); 상기 검출 회로부(100b)에서 검출된 반송파를 소정 대역으로 필터링한 후에 검파하는 대역필터/검파기(120); TCU와의 CAN(Controller Area Network) 통신으로 변속레버의 위치를 감지하는 캔 통신부(130); 입력되는 제어신호에 따라 소정의 모터 구동제어신호를 출력하는 모터 제어부(140); 모터(190) 및 그 모터(190)에 연결된 풀리(144)와 가속 페달(160)의 아암(164) 사이에 설치된 스프링(142)을 갖추고서, 상기 모터 구동제어신호에 따라 상기 모터를 구동하여 상기 스프링(142)의 장력을 조절함으로써 상기 가속 페달(160)의 답력을 조절하는 액츄에이터(150); 및 상기 캔 통신부(130)로부터의 신호에 근거하여 차량 가속 후진시 상기 초음파 센서(100)의 구동을 제어하고, 상기 대역필터/검파기(120)로부터의 신호에 근거하여 후방 장애물과의 거리에 따라 상기 모터 제어부(140)에게로 차등적인 제어신호를 인가하는 마이컴(180)을 구비한다.
그리고, 상기 가속 페달(160)의 아암(164)이 힌지되어 있는 하우징(146)에 설치되어 상기 가속 페달(160)의 움직임에 따른 위치신호를 생성하여 상기 마이컴(180)으로 피드백시키는 피드백 회로부(170)를 추가로 구비하고, 상기 마이컴(180)은 상기 피드백 회로부(170)로부터 피드백되는 위치신호에 근거하여 상기 가속 페달(160)의 답력 조절이 제대로 되고 있는지를 체크하게 된다. 여기서, 상기 피드백 회로부(170)는 포텐셔미터 또는 엔코더를 이용한다. 그 포텐셔미터 또는 엔코더는 하우징(146)의 힌지축(162)에 설치되고, 포텐셔미터를 이용하는 경우에는 전압의 변동값으로 위치를 파악한 후에 위치신호를 생성하고, 엔코더를 이용하는 경우에는 펄스에 의해 위치를 파악한 후에 위치신호를 생성한다.
그리고, 상기 모터 제어부(140)는 IC칩화되어 있고, 마이컴(180)의 명령을 받아 액츄에이터(150)를 제대로 구동시키고 있는지를 마이컴(180)에게 보고하기도 하고, 내부에 과전류 등이 흘러서 동작을 제대로 수행하지 못함을 마이컴(180)에게 보고하는 등 자가진단 기능을 포함한다.
이어, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 후방충돌 방지장치의 동작에 대하여 도 5의 플로우차트를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
마이컴(180)은 캔 통신부(130)로부터의 신호에 근거하여 현재의 변속레버의 위치가 후진(R)인지를 판단한다(단계 S100). 그 판단결과, 변속레버의 위치가 후진이 아닌 경우(단계 S100에서, 아니오)에는 가속 페달(160)에 대한 답력 조절 동작 을 해제한다(단계 S110). 그 결과, 가속 페달(160)이 정상으로 작동(단계 S120)하게 되어 정상적인 주행이 이루어진다.
그러나, 상기 판단결과, 변속레버의 위치가 후진이 경우(단계 S100에서, 예)에는 마이컴(180)은 거리감지센서인 초음파 센서(100)를 구동시킨다(단계 S130). 즉, 발진 구동부(110)에 의해 발진기(100a)가 소정의 주파수를 갖는 초음파를 후방의 장애물에게로 발신함과 동시에 발신된 초음파가 장애물에 부딪혀 소정의 주파수로 되돌아오는 반송파는 검출 회로부(100b)를 거쳐 대역필터/검파기(120)를 통해 마이컴(180)에게로 전송된다. 그 결과, 마이컴(180)은 입력된 신호에 기초로 하여 차량과 후방 장애물간의 거리(D)를 계산한다(단계 S140).
그 계산된 거리(D)가 기설정되어 있는 제한거리보다 작거나 같게 되면(단계 S150에서, 예) 즉, 차량과 후방 장애물간의 거리(D)가 제한거리내로 막 진입하게 되면 마이컴(180)은 모터 제어부(140)에게로 소정의 제어신호를 인가하고, 모터 제어부(140)는 입력된 제어신호에 근거하여 액츄에이터(150)를 구동제어하며, 그 액츄에이터(150)의 구동에 의해 모터(190)가 작동함에 따라 가속 페달(160)의 아암(164)에 연결된 스프링(142)이 당겨지게 되어 스프링(142)의 장력이 증대된다(단계 S160). 그 결과, 운전자의 답력보다 스프링(142)의 장력이 높게 되고 가속 페달(160)의 아암(164)은 도 4에서 화살표 방향으로 향하게 된다.
그 후, 마이컴(180)은 점차적으로 차량과 후방 장애물간의 거리(D)가 감소함에 따라 가속 페달(160)의 답력을 증가시키고(단계 S170), 계산되고 있는 차량과 후방 장애물간의 거리(D)가 그 제한거리보다 훨씬 작게 되면(단계 S180에서, 예) 즉, 차량이 후방 장애물에 너무 근접하였을 경우 마이컴(180)은 모터 제어부(140)에게로 가속 페달(160)의 답력이 풀답력(Fmax)이 되도록 하는 제어신호를 인가하고, 그 제어신호를 입력받은 모터 제어부(140)는 액츄에이터(150)를 구동제어하여 모터(190)를 작동시킴으로써, 스프링(142)의 장력이 최대로 된다(단계 S190). 그 결과, 운전자는 가속 페달(160)을 밟더라도 정상주행때와는 다른 압각을 받기 때문에 후방에 장애물이 있음을 인지하게 된다.
한편, 상기 가속 페달(160)에 대한 답력 조절이 이루어지는 동안 피드백 회로부(170)에서는 포텐셔미터 또는 엔코더에서의 값을 근거로 하여 그 가속 페달(160)에 대한 위치신호(즉, 힌지축(162)을 중심으로 어느 정도 이동되었는지에 대한 신호)를 생성하여 마이컴(180)에게로 피드백시키고, 그 마이컴(180)은 그 피드백되는 위치신호에 근거하여 상기 가속 페달(160)에 대한 답력 조절이 정상적으로 이루어지는지를 파악할 수 있게 된다. 물론, 그 마이컴(180)은 차량과 후방 장애물간의 거리(D)정보에 근거하여 가속 페달(160)에 대한 답력 조절을 행하므로, 피드백 회로부(170)로부터의 피드백 신호가 없어도 무방하다. 그러나, 그 피드백 회로부(170)의 피드백 신호가 있게 되면 보다 정확한 제어가 이루어지게 된다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차량 후진시 차량과 후방 장애물간의 거리에 따라 가속 페달의 답력을 자동으로 조절해 줌으로써, 차량 후진시 발생될 수 있는 충돌사고를 미연에 방지하게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (2)

  1. 발진 구동부에 의해 초음파를 발진하는 발진기와 장애물에 부딪혀 반사되는 반송파를 검출하여 대역필터/검파기에게로 보내는 검출회로부를 갖춘 초음파 센서, 변속레버 및 가속 페달을 구비한 차량에 있어서,
    TCU와의 캔(CAN) 통신으로 상기 변속레버의 위치를 감지하는 캔 통신부;
    입력되는 제어신호에 따라 소정의 모터 구동제어신호를 출력하는 모터 제어부;
    모터 및 그 모터에 연결된 풀리와 상기 가속 페달의 아암 사이에 설치된 스프링을 갖추고서, 상기 모터 구동제어신호에 따라 상기 모터를 구동하여 상기 스프링의 장력을 조절함으로써 상기 가속 페달의 답력을 조절하는 액츄에이터; 및
    상기 캔 통신부로부터의 신호에 근거하여 차량 가속 후진시 상기 초음파 센서의 구동을 제어하고, 상기 대역필터/검파기로부터의 신호에 근거하여 후방 장애물과의 거리에 따라 상기 모터 제어부에게로 차등적인 제어신호를 인가하는 마이컴을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 후방충돌 방지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가속 페달의 근처에 설치되어 상기 가속 페달의 움직임에 따른 위치신호를 생성하여 상기 마이컴으로 피드백시키는 피드백 회로부를 추가로 구비하고, 상기 마이컴은 상기 피드백 회로부로부터 피드백되는 위치신호에 근거하여 상기 가속 페달의 답력 조절 정도를 체크하는 것을 특징으로 하는 차량의 후방충돌 방지장치.
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