KR101858697B1

KR101858697B1 - 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101858697B1
Application number: KR1020150010640A
Authority: KR
Inventors: 이동화
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2018-05-16
Also published as: CN106184346B; WO2016117806A1; KR20160090621A; CN106184346A

Abstract

본 발명은 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히, 차량의 전방을 촬영하도록 배치되고, 차량의 좌우 바퀴의 이동경로 상에 위치한 장애물의 정보를 수집하는 카메라 모듈과, 카메라 모듈로부터 획득한 장애물의 정보에 기초한 킥백 토크값에 대응되게, 차량의 스티어링 핸들에 대응 토크를 제공하는 킥백 저감부를 포함하고, 킥백 저감부는, 킥백 토크값과, 스티어링 핸들에 대응 토크를 제공한 결과 스티어링 핸들에 발생된 킥백값을 비교하여, 보정 킥백값을 산출 및 저장하고, 저장된 보정 킥백값을 이용하여 킥백 토크값을 산출함으로써, 차량의 안전 주행을 가능케 하는 이점을 제공한다.

Description

차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치 및 그 제어 방법{Apparatus to protect Kickback of Steering handle linking camera module for vehicle and Control method for the same as}

본 발명은 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 카메라 모듈을 통해 수집된 노면의 상태 또는 장애물 정보 등을 수집하여 스티어링 핸들의 킥백 현상을 방지 또는 저감시킴으로써 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 동력 보조 스티어링 장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)가 사용되고 있지만, 1990년대 이후 전동 모터를 이용한 전동식 조향장치(EPS: Electric Steering Apparatus, 이하 'EPS'라 한다)가 점차 보편화되어 가고 있다.

기존의 유압식 조향장치는 동력을 보조해 주는 동력원인 유압 펌프가 엔진에 의해 구동되어 스티어링 핸들의 회전 여부에 관계없이 항상 에너지를 소모하는데 비해서, 전기식 조향장치는 스티어링 핸들이 운전자에 의하여 회전하여 토크가 발생되면 전기 에너지로 구동되는 모터가 보조 토크를 스티어링 핸들에 제공한다. 따라서, EPS를 사용하는 경우 유압식 조향장치에 비해 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

종래의 EPS는 센서부(토크 센서, 차속 센서, 조향각 센서 등)로부터 각종 신호를 수신하여 차량의 주행 상태를 파악한 후 모터에 흐르는 전류량을 조절함으로써 모터의 구동을 제어함으로써 보조 토크로써 제공되는 토크를 제어한다.

그러나, 종래 기술에 따른 EPS는, 주행 차량의 주행방향 노면의 상태에 따른 제어가 전혀 이루어지지 않고 있다. 최근에는, GPS 정보를 실시간으로 제공받아 주행 차량의 주행방향 전방부의 노면 경사도 등의 정보를 토대로 한 보조 토크를 계산하여 반영하는 기술이 공개(대한민국 공개특허공보 제10-2010-0020677)되었으나, 이는 단순히 주행 차량의 주행방향 전방부의 노면 정보를 이용하여 예측하는 것에 불과할 뿐, 갑작스럽게 주행 도로에 출현하는 장애물에 대한 정확한 대처를 하기 어렵고, 실제로 장애물과 충돌된 경우 바퀴를 통하여 스티어링 핸들로 역전달되는 킥백 현상을 방지하기 어려운 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0020677호(2010.02.23.자 공개)

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 카메라 모듈을 통하여 주행 차량의 주행방향 전방부에 출현한 장애물의 3차원적인 상태 정보를 즉시 획득한 후 주행 차량이 그대로 장애물을 통과할 경우 스티어링 핸들로 킥백 현상이 발생하지 않도록 하는 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 바람직한 일실시예는, 차량의 주행방향 전방부를 촬영하도록 윈드쉴드글라스의 중앙 상단부에 배치된 카메라 모듈을 통해 상기 차량의 좌우 바퀴의 이동경로 상의 장애물 유무, 상기 장애물의 종류 및 크기 정보(이하, '장애물의 정보'라 함)를 수집하는 노면 정보 수집부와, 상기 노면 정보 수집부에 의하여 수집된 상기 장애물의 정보에 따라 상기 차량에 구비된 스티어링 핸들에 소정의 대응 토크를 제공하는 킥백 저감부를 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 상호 이격되게 차량의 좌우 방향으로 구비된 한 쌍의 렌즈를 통하여 동시에 상기 장애물을 촬영하여 상기 장애물의 정보와, 상기 주행 차량과 상기 장애물과의 이격 거리를 포함한 3차원적인 상태 정보를 획득한다.

여기서, 상기 카메라 모듈에 의하여 감지되는 상기 장애물은, 상기 노면의 하방으로 함몰된 싱크홀, 상기 싱크홀에 물이 저수된 상태의 워터홀, 상기 노면의 상부로 돌출되되, 동일 차선 내의 좌우 높이가 상이한 과속 방지턱 및 동일 주행 경로 상에 형성되되 상기 노면의 높이가 상이한 불규칙 노면을 포함할 수 있다.

또한, 상기 킥백 저감부는, 운전자가 상기 스티어링 핸들에 제공하는 조향 토크에 더하여 보조 토크를 제공하도록 구비된 조향 모터와, 상기 노면 정보 수집부에 의하여 수집된 상기 장애물의 정보에 따라 상기 조향 모터의 작동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 노면 정보 수집부에 의하여 수집된 상기 장애물의 정보를 토대로 산출된 소정의 상기 대응 토크를 상기 보조 토크로서 상기 스티어링 핸들로 유입되는 킥백 토크에 대응하여 즉시 상기 스티어링 핸들에 공급되도록 상기 조향 모터의 작동을 제어할 수 있다.

또한, 운전자에 의하여 상기 스티어링 핸들에 제공되는 조향 토크를 감지하는 토크 감지 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 토크 감지 센서에 의하여 감지된 정상 토크값과 상기 장애물을 주행하는 바퀴로부터 전달되는 킥백 토크값을 비교하여 정상 스티어링 상황과 킥백 스티어링 상황을 구분할 수 있다.

또한, 상기 킥백 저감부는, 상기 대응 토크를 상기 스티어링 핸들에 전기 구동 방식, 유압 구동 방식 및 가스 구동 방식 중 어느 하나를 이용하여 상기 스티어링 핸들에 제공할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 현상 제어 방법의 바람직한 일실시예는, 카메라 모듈을 통하여 차량의 주행방향 전방 노면 상태를 감지하는 노면 감지 단계와, 상기 노면 감지 단계에 의하여 감지된 상기 전방 노면을 상기 차량이 그대로 주행할 경우 스티어링 핸들의 킥백 현상이 발생되는지를 판단하는 킥백 예상 단계와, 상기 킥백 예상 단계에 의하여 킥백 현상이 발생되는 것으로 판명된 경우, 예상되는 킥백에 의하여 스티어링 핸들로 전달되는 킥백 토크값을 산출하는 킥백 토크값 산출 단계와, 상기 킥백 토크값 산출 단계에 의하여 산출된 상기 킥백 토크값에 대응하여 상기 스티어링 핸들에 대응 토크를 부가하는 킥백 저감 단계를 포함한다.

여기서, 상기 노면 감지 단계는, 상기 카메라 모듈에 상호 이격되게 차량의 좌우 방향으로 구비된 한 쌍의 렌즈를 통하여 상기 노면에 위치된 동일 장애물을 동시에 촬영하여 3차원적으로 상기 장애물과 주행 차량의 이격 거리 및 상기 장애물의 상태 정보(이하, '장애물의 정보'라 함)를 획득하는 단계일 수 있다.

또한, 상기 킥백 예상 단계는, 상기 카메라 모듈을 통하여 감지한 상기 노면 상태로부터 상기 장애물의 유무를 판정하는 장애물 유무 판정 모드와, 상기 장애물 유무 판정 모드에 의하여 상기 장애물이 존재하는 것으로 판정되면, 상기 장애물에 의하여 상기 스티어링 핸들에 킥백 현상을 유발하는지를 판정하는 킥백 현상 판정 모드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 킥백 현상 판정 모드는, 상기 카메라 모듈을 통하여 획득한 상기 장애물의 정보를 장애물의 종류 및 크기에 따라 기설정된 정보와 비교하여 판정할 수 있다.

또한, 상기 킥백 토크값 산출 단계는, 상기 카메라 모듈에 의하여 감지된 상기 장애물의 종류 및 상기 차량의 주행 속도에 따라 상이하게 상기 킥백 토크값을 산출할 수 있다.

또한, 상기 킥백 저감 단계는, 상기 대응 토크를, 전기 구동 방식, 유압 구동 방식 및 가스 구동 방식 중 어느 하나를 이용하여 상기 스티어링 핸들에 제공하는 단계일 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치 및 그 제어 방법의 바람직한 일실시예에 따르면, 카메라 모듈을 통하여 주행 차량의 주행방향 전방부에 갑자기 출현하는 장애물의 3차원적인 상태 정보를 즉시 획득하여 대응 토크를 산출해냄으로써 스티어링 핸들에 대한 킥백 현상의 발생을 완전히 방지하여 안전 사고의 발생을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 구성 중 카메라 모듈의 설치 모습을 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 카메라 모듈에 의한 주행 차량의 주행방향 전방부의 촬영 모습을 나타낸 개념도이며,
도 3은 카메라 모듈에 의하여 감지할 수 있는 장애물의 예시를 나타낸 개념도이고,
도 4는 도 1의 구성 중 카메라 모듈의 외관을 나타낸 사시도이며,
도 5는 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 구성 중 킥백 저감부를 나타낸 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 제어 구성도이며,
도 7은 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 제어 순서도이다.

이하, 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 구성 중 카메라 모듈의 설치 모습을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 카메라 모듈에 의한 주행 차량의 주행방향 전방부의 촬영 모습을 나타낸 개념도이며, 도 3은 카메라 모듈에 의하여 감지할 수 있는 장애물의 예시를 나타낸 개념도이고, 도 4는 도 1의 구성 중 카메라 모듈의 외관을 나타낸 사시도이다.

본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 바람직한 일실시예는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 차량의 주행방향 전방부를 촬영하도록 윈드쉴드글라스의 중앙 상단부에 배치된 카메라 모듈(100)을 통해 차량의 좌우 바퀴의 이동경로 상의 장애물 유무, 장애물의 종류 및 크기 정보(이하, '장애물의 정보'라 함)를 수집하는 노면 정보 수집부와, 노면 정보 수집부에 의하여 수집된 장애물의 정보에 따라 차량에 구비된 스티어링 핸들(20)에 소정의 대응 토크를 제공하는 킥백 저감부(110)를 포함한다.

여기서, 카메라 모듈(100)은, 도 4에 참조된 바와 같이, 상호 이격되게 차량의 좌우 방향으로 구비된 한 쌍의 렌즈(105A,105B)를 통하여 동시에 초점거리 내의 장애물을 촬영하여 촬영된 장애물의 정보와, 주행 차량(1)과 장애물과의 이격 거리를 포함한 3차원적인 상태 정보를 즉시로 획득하는 역할을 한다.

보다 상세하게는, 카메라 모듈(100)은, 도 4에 참조된 바와 같이, 홀더 조렙체와, 홀더 조립체(101)의 좌우에 소정거리 이격되도록 구비된 한 쌍의 렌즈(105A,105B)를 포함한다. 한 쌍의 렌즈(105A,105B)는 각각 정해진 화각 만큼의 주행 차량(1)의 주행방향 전방부로부터 빛을 수렴하고, 미도시의 이미지 센서를 통하여 이미지를 생성한 다음, 미도시의 이미지 프로세싱 보드에 의하여 3차원적으로 영상 처리한다.

특히, 본 발명에서와 같이 카메라 모듈(100)은, 렌즈(105A,105B)가 적어도 2개 이상인 스테레오 타입으로 구비되어, 각 렌즈(105A,105B)에 의하여 수렴되어 생성된 이미지를 통하여 3각법에 의한 장애물의 3차원적인 상태 정보를 즉시로 획득할 수 있는 장점을 가진다. 이에 반하여, 렌즈가 단일 개수로 구비된 싱글 타입의 경우에는, 시간차를 두고 2이상의 이미지를 단일 렌즈로 생성한 후 생성된 이미지의 픽셀 단위의 변화 및 차량의 주행 속도 등을 고려하여 3차원적 상태 정보를 예측하여 산출하나, 다소의 시간이 소요됨은 물론 예측되어 산출된 장애물의 3차원적 상태 정보도 정확한 것이 아닌 예측된 정보인 점에서 스테레오 타입에 비하여 수집된 정보의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 바람직한 일실시예는, 카메라 모듈(100)을 구성하는 각각의 렌즈(105A,105B)로부터 취득한 2차원 이미지로부터 깊이 정보를 취득하는 복안시법을 이용할 수 있다.

본 발명에서와 같이 렌즈(105A,105B)가 2개인 경우, 인간의 시각구조와 유사하게 물체들이 놓여 있는 상태에서 영상을 취득하여, 취득된 좌우 영상으로부터 일치점의 변위를 구하여 간단한 삼각측량(Triangulation)을 사용하여 깊이 정보를 검출할 수 있다.

예컨대, 카메라 모듈(100)의 한 쌍의 렌즈(105A,105B)를 통하여 동시에, 도 3에 참조된 바와 같은 여러 종류의 장애물 중 싱크홀(10A)을 촬영한 경우 동시에 촬영된 2개의 이미지가 획득되고, 2개의 이미지는 각각 단위 픽셀이 모인 집합체인데, 각 이미지마다 구현된 픽셀의 차이를 비교하면 손쉽게 싱크홀(10A)의 크기 및 깊이 등의 3차원적 상태 정보가 획득되고, 이와 같은 장애물의 3차원적 상태 정보를 토대로 현재 주행 차량(1)이 주행 방향을 그대로 유지하여 양 바퀴 중 어느 하나가 싱크홀(10A)을 지나게 될 경우 킥백 현상이 발생하는지를 판정할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 카메라 모듈(100)에 의하여 감지되는 장애물은, 노면(10)의 하방으로 함몰된 싱크홀(10A), 싱크홀(10A)에 물이 저수된 상태의 워터홀(10B), 노면(10)의 상부로 돌출되되, 동일 차선 내의 좌우 높이가 상이한 과속 방지턱(10C) 및 동일 주행 경로 상에 형성되되 노면(10)의 높이가 상이한 불규칙 노면(10D)을 포함할 수 있다.

이와 같은 장애물은, 대략 주행 차량(1)의 좌우 바퀴 중 어느 한 쪽의 바퀴만이 주행하는 경로 상에 배치되되, 적어도 바퀴가 상측으로 타고 넘어갈 수 있을 정도의 단차를 가지고 있는 것을 말하고, 좌측 바퀴와 우측 바퀴 중 어느 하나의 바퀴만이 장애물을 타고 넘을 때 발생되는 양 바퀴 사이의 불균일한 노면 충격이 스티어링 핸들(20)로 전달될 정도의 물체는 모두 포함된다고 해석될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 구성 중 킥백 저감부(110)를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 제어 구성도이다.

본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 바람직한 일실시예에서, 킥백 저감부(110)는, 도 5 및 도 6에 참조된 바와 같이, 운전자가 스티어링 핸들(20)에 제공하는 조향 토크에 더하여 보조 토크를 제공하도록 구비된 조향 모터(30)와, 노면 정보 수집부에 의하여 수집된 장애물의 정보에 따라 조향 모터(30)의 작동을 제어하는 제어부(60)를 포함할 수 있다.

조향 모터(30)는, 도 5에 참조된 바와 같이, 스티어링 핸들(20)의 회전 중심 축이 되는 스티어링 컬럼(50)의 일측에 결합되어 스티어링 컬럼(50)에 소정의 보조 토크를 부여하는 역할을 한다.

스티어링 컬럼(50)은 하단부가 좌우 양 바퀴 사이를 연결하는 타이 로드(40)에 연결되어 스티어링 핸들(20)의 조작 방향에 따라 타이 로드(40)가 조작되어 주행 차량(1)의 주행 방향을 결정하게 된다. 여기서, 스티어링 핸들(20)의 킥백 현상은 불규칙적인 노면(10)을 차량이 주행할 때 불규칙적인 노면(10)으로부터 양 바퀴를 매개로 순차적으로 타이 로드(40) 및 스티어링 컬럼(50)을 통해 최종적으로 운전자가 조작하는 스티어링 핸들(20)로 충격이 전달되는 현상을 말하고, 킥백 현상이 심할 경우 운전자는 주행 이질감을 느끼게 되는 한편, 조향 모터(30)가 손상될 수 있는 문제점으로 이어지게 되는 것이다.

제어부(60)는, 일반적으로 조향 모터(30)의 작동 뿐만 아니라 차량에 설치된 각종 기능 동작부 전체를 제어하는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit, ECU)일 수 있다.

제어부(60)는, 노면 정보 수집부에 의하여 수집된 장애물의 정보를 토대로 산출된 소정의 대응 토크를 보조 토크로서 스티어링 핸들(20)로 유입되는 킥백 토크에 대응하여 즉시 스티어링 핸들(20)에 공급되도록 조향 모터(30)의 작동을 제어한다.

이때, 제어부(60)는, 노면 정보 수집부인 카메라 모듈(100)에 의하여 장애물의 3차원적 상태 정보를 즉시 획득한 후, 미도시의 조향 토크를 감지하는 토크 감지 센서 및 차속 센서 등에 의하여 감지된 현재 차량의 예상 주행 경로를 그대로 유지할 경우 장애물을 통과하는 시간 등을 계산하여 킥백 현상에 의하여 발생된 킥백 토크가 스티어링 핸들(20)로 유입되기 전에 킥백 토크를 대응 토크로서 상쇄시키도록 조향 모터(30)의 작동을 제어하는 것이 바람직하다.

여기서, 토크 감지 센서는, 운전자에 의하여 스티어링 핸들(20)에 제공되는 조향 토크를 감지하는 구성으로서, 토크 감지 센서에 의하여 감지된 조향 토크는 정상 토크값으로 정의하고, 제어부(60)는, 장애물을 주행하는 바퀴로부터 전달되는 킥백 토크값을 상술한 정상 토크값과 비교하여 운전자가 정상적으로 스티어링 핸들링을 함으로써 토크 감지 센서에 의하여 조향 토크가 감지된 상황인 정상 스티어링 상황과, 양 바퀴를 통하여 역으로 전달된 킥백 현상으로 발생된 킥백 토크에 의한 킥백 스티어링 상황인지를 구분하여야 한다.

킥백 스티어링 상황이 아님에도 불구하고, 정상 스티어링 상황에서 대응 토크를 스티어링 핸들(20)에 부가하는 것은 오히려 운전자에게 이질적인 핸들링감을 제공할 수 있기 때문이다.

킥백 저감부(110)는, 대응 토크를 스티어링 핸들(20)에 상술한 전기 구동 방식 뿐만 아니라, 유압 구동 방식 및 가스 구동 방식 중 어느 하나를 이용하여 스티어링 핸들(20)에 제공하도록 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 바람직한 일실시예에서는, 설명의 편의를 위하여 킥백 저감부(110)의 구체적인 구성을 전기 구동 방식에 의한 조향 모터(30) 및 제어부(60)로 한정하고 있는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 의하여 한정되는 것은 아니고, 유압 구동 및 가스 구동을 적절히 제어할 수 있는 것이라면 상술한 유압 구동 방식 및 가스 구동 방식도 채용될 수 있음은 당연하다고 할 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치를 이용한 킥백 현상 제어 방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 제어 순서도이고, 도 8은 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 현상 제어 방법의 바람직한 일실시예를 나타낸 블록도이다.

본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 현상 제어 방법의 바람직한 일실시예는, 도 7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 카메라 모듈(100)을 통하여 차량의 주행방향 전방 노면 상태를 감지하는 노면 감지 단계(S10)와, 노면 감지 단계(S10)에 의하여 감지된 전방 노면(10)을 차량이 그대로 주행할 경우 스티어링 핸들(20)의 킥백 현상이 발생되는지를 판단하는 킥백 예상 단계(S20)와, 킥백 예상 단계(S20)에 의하여 킥백 현상이 발생되는 것으로 판명된 경우, 예상되는 킥백에 의하여 스티어링 핸들(20)로 전달되는 킥백 토크값을 산출하는 킥백 토크값 산출 단계(S30)와, 킥백 토크값 산출 단계(S30)에 의하여 산출된 킥백 토크값에 대응하여 스티어링 핸들(20)에 대응 토크를 부가하는 킥백 저감 단계(S40)를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 현상 제어 방법의 경우, 스티어링 핸들(20)에 발생되는 킥백을 '저감'하는 것으로 표현하고 있으나, 본 발명의 기술적 특징은 킥백 현상을 저감하는 것에서 나아가 킥백 현상 발생 자체를 완전히 차단하는 것을 목적으로 한다고 할 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 제어 방법에서, 노면 감지 단계(S10)는, 카메라 모듈(100)에 상호 이격되게 차량의 좌우 방향으로 구비된 한 쌍의 렌즈(105A,105B)를 통하여 주행차량의 주행 방향 전방 노면(10)에 위치된 동일 장애물을 동시에 촬영하여 3차원적으로 장애물과 주행 차량(1)의 이격 거리 및 장애물의 상태 정보(이하, '장애물의 정보'라 함)를 획득하는 단계일 수 있다.

즉, 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 제어 방법에서는, 단일 렌즈로 구성된 싱글 타입 카메라 모듈이 아니라 2개의 렌즈(105A,105B)로 구성된 스테레오 타입 카메라 모듈(100)을 이용함으로써 시간차를 두고 촬영된 2개의 이미지가 아니라, 동시에 촬영된 2개의 이미지의 단위 픽셀을 비교하여 보다 정확한 장애물의 정보를 획득하여 곧바로 킥백 현상이 발생되는지를 판단할 수 있는 것이다.

예컨대, 킥백 예상 단계(S20)는, 카메라 모듈(100)을 통하여 감지한 노면 상태로부터 장애물의 유무를 판정하는 장애물 유무 판정 모드(S21)와, 장애물 유무 판정 모드(S21)에 의하여 장애물이 존재하는 것으로 판정되면, 장애물에 의하여 스티어링 핸들(20)에 킥백 현상을 유발하는지를 판정하는 킥백 현상 판정 모드(S22)를 포함할 수 있다.

킥백 현상 판정 모드(S22)는, 카메라 모듈(100)을 통하여 획득한 장애물의 정보를 장애물의 종류 및 크기에 따라 기설정된 정보와 비교하여 판정하는 것으로 한다. 여기서, 상술한 기설정된 정보는, 후술하겠지만, 킥백 저감 단계(S40)를 통하여 대응 토크를 스티어링 핸들(20)에 부가하였으나, 실질적으로는 킥백 현상이 발생된 경우, 실제 킥백량을 비교하여 산출된 보정 킥백값이 반영된 정보일 수 있다.

여기서, 킥백 토크값 산출 단계(S30)는, 카메라 모듈(100)에 의하여 감지된 장애물의 종류 및 차량의 주행 속도에 따라 상이하게 킥백 토크값을 산출하는 단계이다.

킥백 저감 단계(S40)에서, 대응 토크는, 전기 구동 방식, 유압 구동 방식 및 가스 구동 방식 중 어느 하나를 이용하여 스티어링 핸들(20)에 제공할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 현상 제어 방법의 바람직한 일실시예는, 킥백 저감 단계(S40) 후, 킥백 토크값 산출 단계(S30)에 의하여 산출된 킥백 토크값으로 대응 토크를 스티어링 핸들(20)에 부가한 결과 스티어링 핸들(20)에 대하여 발생된 실제 킥백량을 비교한 보정 킥백값을 산출하여 저장하는 보정 킥백값 산출 및 저장 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 보정 킥백값은, 카메라 모듈(100)을 통하여 수집된 장애물의 종류 및 크기, 차량의 속도 및 차량의 기본 중량에 추가된 추가 중량이 고려된 값일 수 있다. 즉, 실제 스티어링 핸들(20)에 킥백 현상이 발생되면, 그 킥백량은 장애물의 3차원적 상태 정보에 근거하여 장애물에 따라 상이할 수 있음은 물론, 차량의 현재 주행 속도와 차량의 전체 중량의 변화에 기인할 수 있는 바, 본 발명에 따른 바람직한 일실시예의 경우 보다 정확한 정보에 근거할 수 있도록 보정 킥백값을 산출하여 저장한다.

아울러, 보정 킥백값은, 킥백 현상 판정 모드(S22)의 기설정된 정보로 활용될 수 있다. 이처럼, 보정 킥백값이 기설정된 정보로 활용될 경우 보다 정확한 정보를 토대로 추후 킥백 현상에 적절히 대응할 수 있는 이점을 가진다.

한편, 상술한 바와 같이, 킥백 토크값으로 대응 토크를 부가한 결과 스티어링 핸들에 대하여 실제 킥백량에 따른 킥백 현상이 발생되면, 차량에 설치된 인디게이터를 통하여 실제 킥백량의 발생을 표시할 수 있다. 여기서, 인디게이터는, 차량에 기 설치된 AVN 시스템일 수 있고, 운전석 전방에 위치된 클러스터 중 어느 하나일 수 있으며, 별도로 설치된 킥백 표시 전용 디스플레이일 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 저감 장치의 작동 과정을 첨부된 도면(특히 도 7)을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량이 전방으로 주행하게 되면, 카메라 모듈(100)을 작동시킨다. 카메라 모듈(100)이 작동되면 한 쌍의 렌즈(105A,105B)가 동시에 초점거리 내에 존재하는 빛을 수렴하여 이미지 센서로 하여금 각각 동시에 이미지를 생성하게 되고, 생성된 이미지를 이미지 프로세싱 보드를 이용하여 영상 처리하게 된다.

이때, 본 발명의 경우 스테레오 타입의 카메라 모듈(100)이 채용되는 바, 카메라 모듈(100)로부터 촬영된 영상 속의 장애물에 대해서 보다 정확한 정보로서, 3차원적 상태 정보를 획득할 수 있다.

다음으로, 카메라 모듈(100)에 의하여 획득된 노면 영상에서 장애물이 감지된 경우에는 3차원 상태 정보를 분석하고, 장애물이 감지되지 않은 경우에는 지속적으로 주행 차량(1)의 주행방향에 대한 노면 영상을 획득하도록 카메라 모듈(100)을 작동시킨다.

장애물에 대한 3차원 상태 정보 분석이 완료되면, 토크 감지 센서를 통하여 감지된 조향 토크가 운전자의 정상적인 스티어링 조작에 의한 정상 스티어링 상황인지 아니면 킥백 현상으로부터 발생된 킥백 토크에 의한 조향 토크의 발생인지를 구분하고, 정상 스티어링 상황에 의한 조향 토크의 발생일 경우에는 정상 스티어링에 의한 조향 토크값을 고려한 대응 토크를 구동시키고, 킥백 스티어링 상황에 의한 조향 토크의 발생일 경우에는 킥백 토크값에 대비한 대응 토크를 구동시키도록 조향 모터(30)의 작동을 제어한다.

이때, 운전자의 정상 스티어링 조작에 의하여 양 바퀴 중 어느 하나도 장애물을 통과하지 않는다고 판단될 경우, 별도의 대응 토크의 구동은 불필요한 바, 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 현상 제어 방법에 의한 제어는 종료시킨다.

이상, 본 발명에 따른 차량의 스티어링 핸들의 카메라 모듈 연동 킥백 현상 제어 방법 및 그 제어 방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

1: 주행 차량 10: 노면
10A: 싱크홀 10B: 워터홀
10C: 과속 방지턱 10D: 불규칙 노면
20: 스티어링 핸들 30: 조향 모터
40: 타이 로드 50: 스티어링 컬럼
60: 제어부 100: 카메라 모듈
101: 홀더 조립체 105A,105B: 렌즈
110: 킥백 저감부 S10: 노면 감지 단계
S20: 킥백 예상 단계 S30: 킥백 토크값 산출 단계
S40: 킥백 저감 단계 S50: 보정 킥백값 산출 및 저장 단계

Claims

차량의 전방을 촬영하도록 배치되고, 상기 차량의 좌우 바퀴의 이동경로 상에 위치한 장애물의 정보를 수집하는 카메라 모듈;
상기 카메라 모듈로부터 획득한 상기 장애물의 정보에 기초한 킥백 토크값에 대응되게, 상기 차량의 스티어링 핸들에 대응 토크를 제공하는 킥백 저감부;를 포함하고,
상기 킥백 저감부는,
상기 킥백 토크값과, 상기 스티어링 핸들에 대응 토크를 제공한 결과 상기 스티어링 핸들에 발생된 킥백값을 비교하여, 보정 킥백값을 산출 및 저장하고,
저장된 보정 킥백값을 이용하여 킥백 토크값을 산출하는 차량의 킥백 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 장애물의 정보는,
장애물의 종류에 관한 정보를 포함하고,
상기 킥백 저감부는,
장애물의 종류 및 상기 차량의 속도에 기초하여, 킥백 토크값을 산출하는 차량의 킥백 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 킥백 저감부는,
운전자가 상기 스티어링 핸들에 제공하는 조향 토크에 더하여, 보조 토크를 제공하도록 구비된 조향 모터와;
상기 카메라 모듈에 의하여 수집된 상기 장애물의 정보에 기초하여, 상기 조향 모터를 제어하는 제어부를 포함하는 차량의 킥백 저감 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는,
상기 스티어링 핸들에 장애물에 의한 킥백 토크가 발생한 것으로 감지되면, 킥백 토크에 대응하여 대응 토크가 상기 스티어링 핸들에 공급되도록, 상기 조향 모터를 제어하는 차량의 킥백 저감 장치.
청구항 3에 있어서,
운전자에 의하여 상기 스티어링 핸들에 제공되는 조향 토크를 감지하는 토크 감지 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 토크 감지 센서에 의하여 감지된 정상 토크값과 상기 장애물을 주행하는 바퀴로부터 전달되는 킥백 토크값을 비교하여 정상 스티어링 상황과 킥백 스티어링 상황을 구분하는 차량의 킥백 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 킥백 저감부는,
상기 대응 토크를 상기 스티어링 핸들에 전기 구동 방식, 유압 구동 방식 및 가스 구동 방식 중 어느 하나를 이용하여 제공하는 차량의 킥백 저감 장치.
카메라 모듈을 통하여 차량의 전방 노면 상태를 감지하는 노면 감지 단계와;
상기 노면 감지 단계에서 감지된 전방 노면을 상기 차량이 그대로 주행할 경우 스티어링 핸들의 킥백 현상이 발생될 지를 판단하는 킥백 예상 단계와;
상기 킥백 예상 단계에서 킥백 현상이 발생될 것으로 판단된 경우, 예상되는 킥백량에 기초하여 킥백 토크값을 산출하는 킥백 토크값 산출 단계와;
상기 킥백 토크값 산출 단계에 의하여 산출된 상기 킥백 토크값에 대응되게, 상기 스티어링 핸들에 대응 토크를 부가하는 킥백 저감 단계와;
산출된 상기 킥백 토크값과, 상기 스티어링 핸들에 대응 토크를 부가한 결과 상기 스티어링 핸들에 발생된 킥백값을 비교하여, 보정 킥백값을 산출 및 저장하는 보정 킥백값 산출 및 저장 단계를 포함하고,
상기 킥백 토크값 산출 단계는,
저장된 보정 킥백값에 기초하여, 킥백 토크값을 산출하는 차량의 킥백 현상 제어 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 노면 감지 단계는,
상기 카메라 모듈에 상호 이격되게 차량의 좌우 방향으로 구비된 한 쌍의 렌즈를 통하여 상기 노면에 위치된 동일 장애물을 동시에 촬영하여 3차원적으로 상기 장애물과 주행 차량의 이격 거리 및 상기 장애물의 상태 정보(이하, '장애물의 정보'라 함)를 획득하는 단계인 차량의 킥백 현상 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 킥백 예상 단계는,
상기 카메라 모듈을 통하여 감지한 상기 노면 상태로부터 상기 장애물의 유무를 판정하는 장애물 유무 판정 모드와;
상기 장애물 유무 판정 모드에서 상기 장애물이 존재하는 것으로 판정되면, 상기 장애물에 의하여 상기 스티어링 핸들에 킥백 현상이 유발될지 여부를 판정하는 킥백 현상 판정 모드를 포함하는 차량의 킥백 현상 제어 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 킥백 현상 판정 모드는,
상기 카메라 모듈을 통하여 획득한 상기 장애물의 정보를 장애물의 종류 및 크기에 따라 기설정된 정보와 비교하여 판정하는 차량의 킥백 현상 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 장애물의 정보는, 장애물의 종류에 관한 정보를 포함하고,
상기 킥백 토크값 산출 단계는,
장애물의 종류 및 상기 차량의 주행 속도에 기초하여, 킥백 토크값을 산출하는 차량의 킥백 현상 제어 방법.
삭제
청구항 7에 있어서,
상기 보정 킥백값 산출 및 저장 단계는,
장애물의 종류 및 크기, 상기 차량의 속도 및 상기 차량의 기본 중량에 추가된 추가 중량에 기초하여, 보정 킥백값을 산출하는 차량의 킥백 현상 제어 방법.
삭제
청구항 7에 있어서,
상기 킥백 토크값으로 상기 대응 토크를 부가한 결과 상기 스티어링 핸들에 대하여 실제 킥백량이 발생되면, 상기 차량에 설치된 인디게이터를 통하여 상기 실제 킥백량의 발생을 표시하는 단계를 더 포함하는 차량의 킥백 현상 제어 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 킥백 저감 단계는,
상기 대응 토크를, 전기 구동 방식, 유압 구동 방식 및 가스 구동 방식 중 어느 하나를 이용하여 상기 스티어링 핸들에 제공하는 단계인 차량의 킥백 현상 제어 방법.