KR101352813B1

KR101352813B1 - 차량의 자동 운행 제어 장치

Info

Publication number: KR101352813B1
Application number: KR1020120092684A
Authority: KR
Inventors: 권민수
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2014-01-21

Abstract

본 발명은 자동 주행 제어 시스템에 관한 것으로, 차량의 전방의 선행 차량을 감지하기 위한 센서의 설치 각도의 이상 유무를 정확히 판단할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 자동 주행 제어 시스템은, 레이더 안테나를 통해 전파를 송수신하여 차량 전방의 상태를 파악하기 위한 전방 감시 장치와; 차량의 자차 속도를 검출하는 차량 속도 센서와; 전방 감시 장치와 차량 속도 센서로부터의 차량 주행 정보에 기초하여 차량의 자동 주행 제어를 실시하는 제어부를 포함하고; 레이더 안테나를 통해 송수신되는 전파가 왕래하는 송수신 창과, 송수신 창의 주변에 부착되어 레이더 안테나로부터 송신되는 전파의 과반사가 일어나도록 하는 과반사용 테두리가 차량의 전방에 마련될 수 있다.

Description

차량의 자동 운행 제어 장치{CRUISE CONTROL APPARATUS OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 제어에 관한 것으로, 차량의 자동 운전 제어(Cruise Control)에 관한 것이다.

적응형 자동 주행 시스템(Adaptive Cruise Control System, ACC System)은 전방의 선행 차량을 판단하여 가감속 제어를 수행한다. 이때 전방의 선행 차량을 정확하게 판단하기 위해서는 전방의 선행 차량을 감지하기 위한 센서의 표면이 차량의 진행 방향에 수직하게 장착되어야 한다. 그러나 주행 중 진동과 외부의 충격으로 인하여 센서의 장착 상태에 변화가 발생할 수 있다. 센서의 장착 위치가 차량의 진행 방향에 대하여 좌우로 각도가 뒤틀리게 되면(수평각 이상), 옆 차선의 차량을 현재 진행중인 차선의 선행 차량으로 잘 못 판단하여 잘못된 가속 또는 감속을 수행할 수 있다. 또한 센서의 장착 위치가 상하로 각도가 뒤틀리게 되면(수직각 이상), 전방의 선행 차량이 근접하고 나서야 비로소 감지되어 잘못된 가속 또는 급제동을 반복할 수 있다.

본 발명은 차량의 전방의 선행 차량을 감지하기 위한 센서의 설치 각도의 이상 유무를 정확히 판단할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 자동 주행 제어 시스템은, 레이더 안테나; 상기 레이더 안테나를 통해 송수신되는 전파가 왕래하는 송수신 창; 상기 송수신 창의 주변에 부착되고, 상기 레이더 안테나로부터 송신되는 전파가 상기 송수신 창을 통해 송신되지 못하고 전파의 일부가 반사되는지가 확인될 수 있도록 상기 레이더 안테나로부터 송신되는 전파 중 상기 송수신 창을 벗어나는 전파를 과반사시키는 과반사용 테두리; 상기 레이더 안테나를 통해 전파를 송수신하여 차량 전방의 상태를 파악하기 위한 전방 감시 장치; 상기 차량의 자차 속도를 검출하는 차량 속도 센서; 및 상기 전방 감시 장치와 상기 차량 속도 센서로부터의 차량 주행 정보에 기초하여 상기 차량의 자동 주행 제어를 실시하고, 상기 과반사가 일정 시간 이상 지속되면 상기 레이더 안테나가 정렬되지 않은 것으로 판단하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 상술한 송수신 창 및 과반사용 테두리가 차량의 앞 범퍼에 마련될 수 있다.

또한, 상술한 과반사용 테두리가 금속 재질일 수 있다.

또한, 상술한 송수신 창의 크기와 과반사용 테두리의 안쪽 면적이 동일할 수 있다.

본 발명은 차량의 전방의 선행 차량을 감지하기 위한 센서의 설치 각도의 이상 유무를 정확히 판단할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적응형 자동 주행 장치를 구비하는 차량의 제어 계통을 나타낸 블록도.
도 2는 차량의 전방에 마련되는 레이더 전파 송수신 구조를 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 나타낸 레이더 전파 송수신 구조의 측 단면을 나타낸 도면.
도 4는 정상적인 전파의 수신과 과반사된 전파의 수신을 나타낸 도면.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적응형 자동 주행 장치를 구비하는 차량의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 전방 감시 장치(11)는 주파수 변조 연속파(FM-CW) 레이더로 전방의 물체를 감지하여 차량(10)과 전방의 물체 사이의 상대 속도(Vr)와 거리, 이동 방향 등을 감시한다. 조향 센서(12)는 운전자에 의해 조작된 핸들의 동작을 검출하고, 차량 속도 센서(14)는 차량(10)의 주행 속도 즉 자차 속도(Vs)를 검출한다.

ACC 시스템(13)은, 제어부로서, 전방 감시 장치(11), 조향 센서(12) 및 차량 속도 센서(14)로부터의 차량 주행 정보에 기초하여 커브 반경 등을 포괄적으로 판단하고, 차량(10)이 선행 차량을 추종할 수 있게 하는 적절한 명령을 발생시켜 전방 감시 장치(11)와 엔진, 브레이크 등을 구동하는 구동 제어부(15)에 전달한다. 조향 센서(12) 대신에 차량(10)의 회전 속도를 검출하는 요 레이트(yaw rate) 센서를 사용할 수도 있다.

이와 같이, 전방 감시 장치(11)를 아용하여 전방의 물체 즉 선행 차량이나 정지 물체, 마주 오는 차량 등을 인식하기 위해 차량(10)과 전방의 물체 사이의 상대 속도(Vr)와 차량(10)의 주행 속도 즉 자차 속도(Vs)를 이용한다. 상대 속도(Vr)의 방향은 다가오는 물체에 대해서는 음의 값을 갖고, 멀어지는 물체에 대해서는 양의 값을 갖는다. 따라서 상대 속도(Vr)와 자차 속도(Vs)의 합이 0보다 크면(Vr+Vs>0) 전방의 물체가 차량(10)과 동일한 방향과 속도로 이동하는 것으로 볼 수 있으므로 이 경우에는 전방의 물체를 차량(10)의 전방에서 같은 방향으로 주행하는 선행 차량으로 인정한다. 이와 달리 상대 속도(Vr)와 자차 속도(Vs)의 합이 0에 매우 근접하면(Vr+Vs≒0) 전방의 물체가 정지해 있는 상태에서 차량(10)만이 이동하는 것이므로 이 경우 전방의 물체를 정지 물체로 인정한다. 또 다른 경우로서 상대 속도(Vr)와 자차 속도(Vs)의 합이 0보다 작으면(Vr+Vs<0) 전방의 물체도 차량(10)을 향해 이동하고 있는 경우이므로 이 경우 전방의 물체를 마주 오는 차량으로 인정한다.

도 2는 차량의 전방에 마련되는 레이더 전파 송수신 구조를 나타낸 도면이다. 도 2에서 레이더 안테나(202)는 전방 감시 장치(11) 내에 마련되는 구성 요소로서, 레이더 전파를 송신(발신)하고, 송신된 전파가 차량(10) 전방의 물체에 반사되어 되돌아오는 것을 수신한다. 레이더 안테나(202)에서 송신되는 전파는 차량(10) 전방의 범퍼(204)에 형성된 송수신 창(206)을 통해 차량(10)의 전방으로 발신되거나 수신된다. 송수신 창(206)은 투과성 재질로 만들어진다. 범퍼(204) 안쪽의 송수신 창(206)의 주변에는 비투과성 금속 재질의 과반사용 테두리(208)가 부착된다. 과반사용 테두리(208)는 레이더 안테나(202)에서 송신되는 전파가 송수신 창(206)을 통해 제대로 송신되고 있는지를 확인하기 위한 것으로서, 레이더 안테나(202)의 방향이 틀어져서 레이더 안테나(202)로부터 송신되는 전파가 온전히 송수신 창(206)을 통해 송신되지 못하고 전파의 일부가 과반사용 테두리(208)에 반사되는지를 확인함으로써 레이더 안테나(202)의 송신 방향이 올바른지를 확인할 수 있다. 송수신 창(206)의 크기와 과반사용 테두리(206)의 안쪽 면적은 동일하거나, 적어도 송수신 창(206)의 크기보다 과반사용 테두리(206)의 안쪽 면적이 상대적으로 더 작도록 한다. 이는 송수신 창(206)을 벗어나는 송신 전파가 과반사용 테두리(208)에 의해 분명하게 반사되도록 하기 위함이다. 과반사용 테두리(208)는 전파를 잘 반사하는 다른 재질일 수도 있다.

도 3은 도 2에 나타낸 레이더 전파 송수신 구조의 측 단면을 나타낸 도면이다. 도 3에서 알 수 있듯이, 레이더 안테나(202)로부터 송신되는 전파의 방향이 오차 범위(302)를 벗어나지 않고 정확히 송수신 창(206)을 향하게 되면 송수신 전파가 온전히 송수신 창(206)을 통과하게 되지만, 반대로 레이더 안테나(202)로부터 송신되는 전파의 방향이 오차 범위(302)를 벗어나 온전히 송수신 창(206)을 향하지 못하게 되면 송수신 전파의 일부가 과반사용 테두리(208)에 반사된다. 즉, 레이더 안테나(202)의 수직 정렬 및 수평 정렬이 올바르게 이루어져야 레이더 전파의 정확한 송수신이 이루어지고, 차량(10) 전방의 물체를 정확히 인지할 수 있게 된다.

본 발명에서는, 송수신 창(206)의 주변에 과반사용 테두리(208)를 부착함으로써 레이더 안테나(202)로부터 송신된 전파가 송수신 창(206)을 벗어나는 경우에는 과반사용 테두리(208)에서 과반사가 일어나도록 하고, 과반사 여부를 통해 레이더 안테나(202)의 송수신 방향이 올바른지를 확인할 수 있도록 한다. 또한, 레이더 안테나(202)를 통해 수신된 신호를 처리하는 ACC 시스템(13)은 과반사된 신호는 무시하도록 설계된다. 도 4는 정상적인 전파의 수신과 과반사된 전파의 수신을 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 것처럼 전파의 송수신이 정상 각도 내에서 이루어지지 않는 과반사의 경우에는 수신 전파의 강도가 크게 증가하는 것을 알 수 있는데, ACC 시스템(13)은 이와 같은 과반사가 일정 시간 이상 지속되면 레이더 안테나(202)의 정렬이 제대로 이루어지지 않은 것으로 판단한다. 특히 레이더 안테나(202)의 수직 방향의 정렬이 제대로 이루어지지 않은 것으로 판단한다.

10 : 차량
11 : 전방 감시 장치
12 : 스티어링 센서
13 : ACC 시스템
14 : 차량 속도 센서
15 : 구동 제어부
202 : 레이더 안테나
204 : 범퍼
206 : 송수신 창
208 : 과반사용 테두리

Claims

레이더 안테나;
상기 레이더 안테나를 통해 송수신되는 전파가 왕래하는 송수신 창;
상기 송수신 창의 주변에 부착되고, 상기 레이더 안테나로부터 송신되는 전파가 상기 송수신 창을 통해 송신되지 못하고 전파의 일부가 반사되는지가 확인될 수 있도록 상기 레이더 안테나로부터 송신되는 전파 중 상기 송수신 창을 벗어나는 전파를 과반사시키는 과반사용 테두리;
상기 레이더 안테나를 통해 전파를 송수신하여 차량 전방의 상태를 파악하기 위한 전방 감시 장치;
상기 차량의 자차 속도를 검출하는 차량 속도 센서; 및
상기 전방 감시 장치와 상기 차량 속도 센서로부터의 차량 주행 정보에 기초하여 상기 차량의 자동 주행 제어를 실시하고, 상기 과반사가 일정 시간 이상 지속되면 상기 레이더 안테나가 정렬되지 않은 것으로 판단하는 제어부;를 포함하는 자동 주행 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 송수신 창 및 상기 과반사용 테두리가 상기 차량의 앞 범퍼에 마련되는 자동 주행 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 과반사용 테두리가 금속 재질인 자동 주행 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 송수신 창의 크기와 상기 과반사용 테두리의 안쪽 면적이 동일한 자동 주행 제어 시스템.