KR101405268B1 - 다기능 차량 자세 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 후진시 차량의 후방에 있는 물체와의 거리를 계산하고, 물체와의 거리가 가까워질수록 자동으로 차량의 제동력을 증가시켜 차량을 후진하는 운전자의 편의성을 향상시키고 후진하는 차량의 안정성을 향상시키는 다기능 차량 자세 제어장치 및 그 제어방법을 개시한다.

Description

다기능 차량 자세 제어장치 및 그 제어방법{MULTI-FUNCTIONAL ELECTRONICS STABILITY CONTROL IN A VEHICLE AND CONTROL METHOD THE SAME}
본 발명은 다기능 차량 자세 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 후진시 운전자의 편의성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 다기능 차량 자세 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 전자제어 브레이크 시스템 일예로, 차량 자세 제어장치(Electronic Stability Control system ; 이하 ESC 시스템이라 칭함)가 설치되어 있다.
ESC 시스템은 차량의 주행자세를 최적으로 제어하기 위한 장치로, 제동시에 바퀴의 잠김을 막는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System ; ABS)의 차세대 장치이다. ESC 시스템은 차량이 미끄러지려고 할 때 안정성을 유지하기 위해 순간적으로 네 바퀴를 각각 독립적으로 제어하여 건조한 노면, 빗길, 자갈길, 눈길 등에서 주행안정성을 강화해 준다.
최근에는 차량 후진시 도로 턱, 중앙분리대, 전봇대 등의 장애물과의 충돌을 방지할 수 있도록 차량 후방 경보 시스템(Back Warning System ; BWS 시스템이라 칭함)이 설치되는 추세이다.
BWS 시스템은 차량 후진시 편의성 및 안전성을 확보하기 위한 장치로서, 차량 주정차 시 차량 후미 범퍼에 장착된 다수의 초음파 센서에 의해 도로 턱, 중앙분리대, 전봇대 등과 같은 장애물을 감지하여 운전자에게 경보해주는 장치이다.
종래의 BWS 시스템에서는 운전자가 기어 선택 레버를 후진에 넣으면 시스템이 작동하여 전자제어유닛(Electronic Control Unit ; ECU)(이하 BWS ECU)은 초음파 센서로부터 초음파를 방사시키고 장애물에 부딪쳐 되돌아오는 초음파를 수신하여 차량과 장애물과의 거리를 계산하고, 그 장애물과의 거리에 따라 서로 다른 경고음을 순차적으로 울려서 운전자에게 알려준다.
이러한 종래 기술은 차량의 후진시 전자제어유닛이 초음파 센서의 신호를 컨트롤 유닛에서 차량과 장애물과의 거리를 계산하여 단순히 부저의 경고음을 울림으로써 장애물과 차량과의 방향은 고려하지 않아 장애물이 차량의 어느 쪽에 있는지 파악하기 곤란한 불편함이 있다.
또한, 종래의 차량의 후방 경보 제어장치는 차량의 후진시 차량이 후방 물체에 가까이 접근할 때 운전자에게 차량과 장애물과의 거리를 계산하여 단순히 부저의 경고음을 울림뿐이므로, 차량 제동을 위해서는 운전자가 브레이크 페달을 수동 조작해야 하기 때문에 불편하고 운전자의 브레이크 페달조작에 의존하므로 장애물과 충돌할 위험성이 여전히 높다.
따라서, 본 발명의 목적은 차량 후진시 운전자의 편의성 및 안전성을 향상시키도록 차량 후방에 있는 물체와의 거리에 따라 차량의 제동력을 자동 조절하는 다기능 차량 자세 제어장치 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 후진을 감지하는 후진감지부; 상기 차량의 후방에 있는 장애물을 감지하는 장애물감지부; 상기 차량의 제동력을 조절하는 제동력조절부; 및 상기 차량의 후진시 상기 차량 후방에 존재하는 장애물과의 거리가 일정거리 이내가 아니면 상기 차량이 후진하면서 제동되게 상기 장애물과의 거리에 대응하는 제동력을 발생시키고, 상기 장애물과의 거리가 상기 일정거리 이내이면 차량이 정지되게 최대 제동력을 발생시키도록 상기 제동력조절부를 제어하는 제어부;를 포함하는 다기능 차량 자세 제어장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 장애물과의 거리가 가까울수록 상기 발생되는 제동력이 증가되도록 상기 제동력조절부를 제어하는 것을 포함한다.
또한, 경고음을 출력하는 경고음출력부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 장애물과의 거리에 따라 서로 다른 경고음을 출력하도록 상기 경고음출력부를 제어하는 것을 포함한다.
또한, 상기 제어부는 ESC 제어모드시 상기 제동력조절부를 통해 각각의 바퀴의 제동력을 조절하고, 후방감지모드시 상기 장애물이 유무 및 상기 장애물과의 거리를 판단하고, 상기 장애물이 있는 경우 상기 제동력조절부를 통해 상기 장애물과의 거리에 따라 그에 상응하는 제동력을 발생시키는 ESC ECU를 포함하는 것을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량의 후진을 판단하고, 상기 차량이 후진하는 경우, 상기 차량의 후방에 존재하는 장애물의 유무 및 상기 장애물과의 거리를 판단하고, 상기 장애물이 있는 경우, 상기 장애물과의 거리가 일정거리 이내가 아니면 상기 차량이 후진하면서 제동되도록 장애물과의 거리에 대응하는 제동력을 발생시키고, 상기 장애물과의 거리가 상기 일정거리 이내이면 상기 차량이 정지하도록 최대 제동력을 발생시키는 다기능 차량 자세 제어장치의 제어방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 차량의 제동력을 조절하는 동안 상기 장애물과의 거리에 따라 서로 다른 경고음을 출력하는 것을 포함한다.
본 발명에 따르면, 차량 후진시 차량의 후방에 있는 물체와의 거리가 가까짐에 비례해서 차량의 제동력을 자동으로 증가시키므로 차량을 후진하는 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있고 후진하는 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 ESC 시스템의 개략적인 제어블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 ESC 시스템에서 차량 후진시 후방에 있는 장애물과의 거리에 따라 차량의 제동력을 조절하는 과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 ESC 시스템의 개략적인 제어블록을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다기능 ESC 시스템은 후진감지부(100), 장애물감지부(110), 제어부(120), 경고음출력부(130) 및 제동력조절부(140)를 구비한다.
후진감지부(100)는 차량의 후진 주행 및 주차 후진을 위해 변속기어를 '후진(R)' 위치로 이동시키면 후진 램프에 인가되는 전원, 즉, 후진신호를 감지하여 제어부로 전송한다.
장애물감지부(110)는 다수의 초음파센서를 포함한다. 각각의 초음파 센서는 차량의 후방에 예를 들면 범퍼를 따라 부착되며, 차량의 후방에 위치된 장애물의 존재 및 장애물과의 거리를 감지하는 데 이용된다. 장애물감지부(110)는 초음파 신호를 주기적으로 송신하고, 차량의 후방에 장애물이 있는 경우, 송신된 초음파 신호 중 차량의 후방에 있는 장애물로부터 반사되어 되돌아오는 초음파 신호를 수신한다. 이 초음파 신호는 제어부(120)로 전송된다.
경고음출력부(130)는 제어부(120)의 제어신호에 따라 장애물과의 거리별로 서로 다른 경고음을 출력한다. 경고음출력부(130)는 차량의 내부에 있는 경고램프와 같은 시각적인 구성 또는 부저와 같은 청각적인 구성으로 구현되어 제어부의 제어신호에 따라 경고램프 또는 부저를 작동하여 차량의 후방에 장애물이 있음을 운전자에게 경고한다. 한편, 부저 및 경고램프는 차량과 장애물간의 거리에 따라 경고음 및 램프의 색깔을 다르게 발생시켜 운전자에게 경고할 수도 있다. 또한, 경고음출력부는 부저 대신에 스피커를 이용할 수 있다. 이러한 스피커는 차량의 내부에 구비된 카 오디오 시스템의 스피커를 이용함이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 차량 내에 마련된 별도의 스피커를 마련하여 사용할 수도 있다.
제동력조절부(140)는 전륜과 후륜의 휠 실린더에 공급되는 브레이크액압을 조절하여 전륜과 후륜의 제동력을 조절한다. 제동력조절부(140)는 각 바퀴에 마련된 휠 실린더에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더 측으로 강제 환류시키는 유압펌프를 구동하는 모터(13)와, 각 휠 실린더의 입구측 및 출구측에 설치된 솔레노이드밸브들(전륜의 경우, 11a,11b,12a,12b)의 작동을 제어하여 각 바퀴의 제동력을 조절한다.
제어부(120)는 차량의 전반적인 제어를 수행한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 BWS ECU가 일체로 통합된 ESC ECU를 구비한다. 이와 같이, ESC ECU와 BWS ECU를 통합하여 일체화함으로써 BWS 시스템의 하우징, PCB 등등의 각종 부품을 없앨 수 있어 제품 원가를 낮출 수 있고, 차체 중량 및 장착공간을 줄일 수 있고, 와이어 결선을 간소화할 수 있다.
BWS ECU가 일체로 통합된 ESC ECU를 가진 제어부(120)는 차량의 각 바퀴의 제동력을 독립적으로 제어하여 차량을 제동시키는 ESC 제어모드와, 차량 후진시 장애물의 유무 및 거리를 감지하여 장애물과의 거리에 비례하여 경고음을 출력함은 물론 장애물과의 거리에 비례하여 제동력을 증가시켜 차량이 장애물까지 천천히 후진하다가 장애물과 접촉하지 않는 거리에 도착해서는 정지하도록 제어하는 후방감지모드를 수행한다.
제어부(120)는 ESC 제어모드인 경우에는 각각의 바퀴에 마련된 각각의 휠 속도센서나 혹은 요레이트센서나 횡가속도로부터 감지된 정보에 따라 모터 및 전륜과 후륜측의 솔레노이드 밸브들을 구동시켜 전륜과 후륜 좌우 바퀴의 제동력을 조절한다.
또한, 제어부(120)는 후방 감지모드인 경우에는 후진감지부를 통해 차량의 후진이 감지된 경우, 장애물감지부(110)의 출력신호를 입력받아 장애물의 유무 및 장애물과의 거리를 판단하고, 장애물의 있는 경우, 제동력조절부(140)를 통해 장애물과의 거리에 따라 그에 상응하는 제동력을 발생시켜 차량이 후진하는 동안 운전자가 브레이크페달을 조작하지 않아도 차량이 점차 제동되면서 후진되게 한다. 즉, 차량이 자동으로 천천히 후진하면서 장애물과의 거리가 차량이 장애물과 접촉하지 않을 정도의 가까운 거리에 도달하면 정지한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 ESC 시스템에서 차량 후진시 후방에 있는 장애물과의 거리에 따라 차량의 제동력을 조절하는 과정을 나타낸다.
도 3을 살펴보면, 먼저, 차량의 시동 또는 전진 주행시 제어부(120)는 후진감지부(100)에 변속 기어의 후진신호를 감지하여 차량이 후진하는지를 판단한다(200). 후진신호는 차량이 시동 상태, 또는, 전진 주행 중 정지 상태에서 후진 주행 및 주차 후진을 위해 변속기어를 '후진(R)' 위치로 이동시키면 후진 램프를 점등시키는 전원이 인가되면서 발생한다.
차량이 후진하는 것으로 판단되면, 제어부(120)는 장애물감지부(110)를 통해 장애물 센서값을 읽어 들인다(210).
장애물 센서값을 읽어 들인 후 제어부(120)는 차량 후방에 장애물이 감지되었는지를 판단한다(220).
만약, 작동모드 220의 판단결과 장애물이 감지되지 않은 것으로 판단되면 미리 서설정된 루틴으로 리턴한다.
한편, 작동모드 220의 판단결과 장애물이 감지되었으면, 장애물과의 거리를 계산한다. 이 장애물과의 거리는 초음파를 송신하고, 송신된 초음파가 장애물에 반사되어 되돌아오는 시간을 기준으로 계산된다.
장애물과의 거리를 계산한 후 제어부(120)는 제동력조절부(140)를 통해 장애물과의 거리에 대응하는 제동력을 발생시킨다(240). 예를 들면, 장애물과의 거리에 대응하는 제동력은, 장애물과의 거리가 멀수록 제동력이 감소되고, 장애물과의 거리가 가까울수록 그에 비례하여 제동력이 증가되도록 미리 설정되어 있다. 이에 따라, 차량이 장애물에 가까워질수록 서서히 움직이게 된다, 이때, 제동력을 발생시킴과 함께 제동력을 발생시키는 동안 경고음출력부(130)를 통해 장애물과의 거리에 대응하는 경고음을 출력한다.
장애물과의 거리에 대응하는 제동력을 발생시킨 후 제어부(120)는 장애물과의 거리가 일정거리 이내인지를 판단한다(250).
만약, 작동모드 250의 판단결과 장애물과의 거리가 일정거리 이내가 아닌 경우, 제어부(120)는 차량이 장애물에 근접하지 않은 것으로 판단하여 계속해서 후진 및 제동이 이루어지도록 작동모드 210으로 이동하여 이하의 작동모드들을 수행한다.
한편, 작동모드 250의 판단결과 장애물과의 거리가 일정거리 이내인 경우, 제어부(120)는 차량이 장애물에 근접한 것으로 판단하여 차량이 움직이지 않을 정도로 제동력을 최대치로 발생시켜 차량을 정지시킨다. 따라서, 차량 후진시 차량의 후방에 있는 물체와의 거리가 가까워짐에 비례해서 차량의 제동력을 자동으로 증가시키므로 차량을 후진하는 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있고 후진하는 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다.
100 : 후진감지부 110 : 장애물감지부
120 : 제어부 130 : 경고음출력부
140 : 제동력조절부

Claims (6)

  1. 차량의 후진을 감지하는 후진감지부;
    상기 차량의 후방에 있는 장애물을 감지하는 장애물감지부;
    상기 차량의 제동력을 조절하는 제동력조절부; 및
    상기 차량의 후진시 상기 차량 후방에 존재하는 장애물과의 거리가 일정거리 이내가 아니면 상기 차량이 후진하면서 제동되게 상기 장애물과의 거리에 대응하는 제동력을 발생시키고, 상기 장애물과의 거리가 상기 일정거리 이내이면 차량이 정지되게 최대 제동력을 발생시키도록 상기 제동력조절부를 제어하는 제어부;를 포함하는 다기능 차량 자세 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 장애물과의 거리가 가까울수록 상기 발생되는 제동력이 증가되도록 상기 제동력조절부를 제어하는 다기능 차량 자세 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    경고음을 출력하는 경고음출력부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 장애물과의 거리에 따라 서로 다른 경고음을 출력하도록 상기 경고음출력부를 제어하는 것을 포함하는 다기능 차량 자세 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 ESC 제어모드시 상기 제동력조절부를 통해 각각의 바퀴의 제동력을 조절하고, 후방감지모드시 상기 장애물이 유무 및 상기 장애물과의 거리를 판단하고, 상기 장애물이 있는 경우 상기 제동력조절부를 통해 상기 장애물과의 거리에 따라 그에 상응하는 제동력을 발생시키는 ESC ECU를 포함하는 것을 포함하는 다기능 차량 자세 제어장치.
  5. 차량의 후진을 판단하고,
    상기 차량이 후진하는 경우, 상기 차량의 후방에 존재하는 장애물의 유무 및 상기 장애물과의 거리를 판단하고,
    상기 장애물이 있는 경우, 상기 장애물과의 거리가 일정거리 이내가 아니면 상기 차량이 후진하면서 제동되도록 장애물과의 거리에 대응하는 제동력을 발생시키고, 상기 장애물과의 거리가 상기 일정거리 이내이면 상기 차량이 정지하도록 최대 제동력을 발생시키는 다기능 차량 자세 제어장치의 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차량의 제동력을 조절하는 동안 상기 장애물과의 거리에 따라 서로 다른 경고음을 출력하는 것을 포함하는 다기능 차량 자세 제어장치의 제어방법.
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