KR102170869B1 - 안티록 브레이크 시스템 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 전복 방지 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 전복 방지 장치는, 주행 경로 상의 커브길 존재를 판단하는 제1 판단부와, 차량의 전복 위험도를 판단하는 제2 판단부와, 차량의 전복 위험도 판단 시에 커브길 진입 전 ABS(anti-lock brake system) 장치를 제어하여 차량의 속도를 감속하는 ABS 제어부를 포함한다.

Description

안티록 브레이크 시스템 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM}
본 발명은 안티록 브레이크 시스템 제어 장치에 관한 것이다.
차량 전복은 차량이 뒤집히는 유형의 자동차 사고이다. 차량 전복의 주된 요인은 차량의 과속 운행 중에 급격하게 운전 방향을 변경하는 것이다. 차량 운전 시에 내리막 경사가 심하거나 속도가 높을 시에 커브길에 진입하게 되면 차량이 속도에 의해 전복될 가능성이 커진다. 차량 전복 사고는 모든 자동차 사고의 평균 사상율보다 높은 사상율을 가져온다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
국내 공개특허공보 제10-1697925호
본 발명은 전술한 문제점 및/또는 한계를 해결하기 위해 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 전복 위험이 있는 차량의 커브길 진입 전에 ABS를 작동시켜 속도를 감속시킴으로써 차량의 전복을 방지하는 하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 전복 방지 장치는, 주행 경로 상의 커브길 존재를 판단하는 제1 판단부; 차량의 전복 위험도를 판단하는 제2 판단부; 및 상기 차량의 전복 위험도 판단 시에 상기 커브길 진입 전 ABS(anti-lock brake system) 장치를 제어하여 상기 차량의 속도를 감속하는 ABS 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 장치는, 출발지부터 목적지까지의 상기 주행 경로와 상기 차량의 위치 정보를 생성하는 네비게이션 장치;를 더 포함하고, 상기 제1 판단부는, 상기 네비게이션 장치가 제공하는 상기 주행 경로를 수신할 수 있다.
상기 장치는, 상기 차량의 가속도를 감지하는 가속도 센서; 및 상기 차량의 중량을 감지하는 중량 센서;를 더 포함하고, 상기 제2 판단부는, 상기 차량의 가속도, 상기 차량의 중량 및 상기 차량의 위치 정보를 기반으로 하여, 상기 커브길 진입 전 상기 차량의 전복 위험도를 판단할 수 있다.
상기 제2 판단부는, 상기 커브길의 곡률에 따라 상기 차량의 전복 위험도를 다르게 판단할 수 있다.
상기 장치는, 상기 차량의 전복 위험도 판단 시에 상기 커브길 진입 전, 경보를 발생하는 경보부의 동작을 개시하는 경보 제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 전복 방지 방법은, 제1 판단부에 의해, 주행 경로 상의 커브길 존재를 판단하는 단계; 제2 판단부에 의해, 차량의 전복 위험도를 판단하는 단계; 및 ABS 제어부에 의해, 상기 차량의 전복 위험도 판단 시에 상기 커브길 진입 전 ABS 장치를 제어하여 상기 차량의 속도를 감속하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 네비게이션 장치에 의해, 출발지부터 목적지까지의 상기 주행 경로와 상기 차량의 위치 정보를 생성하는 단계; 및 상기 네비게이션이 생성한 상기 주행 경로를 상기 제1 판단부에 제공하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 가속도 센서에 의해, 상기 차량의 가속도를 감지하는 단계; 및 중량 센서에 의해, 상기 차량의 중량을 감지하는 단계;를 더 포함하고, 상기 차량의 전복 위험도를 판단하는 단계는, 상기 제2 판단부에 의해, 상기 차량의 가속도, 상기 차량의 중량 및 상기 차량의 위치 정보를 기반으로 하여, 상기 커브길 진입 전 상기 차량의 전복 위험도를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 커브길의 곡률에 따라 상기 차량의 전복 위험도를 다르게 판단할 수 있다.
상기 방법은, 경보 제어부에 의해, 상기 차량의 전복 위험도 판단 시에 상기 커브길 진입 전, 경보를 발생하는 경보부의 동작을 개시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 더 제공될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
실시 예들에 따르면, 전복 위험이 있는 차량의 커브길 진입 전에 ABS를 작동시켜 속도를 감속시킴으로써 차량의 전복을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 전복 방지 장치의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 차량 전복 방지 장치 중 제어부의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 제어부가 차량의 전복 위험도 판단을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 전복 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 전복 방지 장치의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 차량 전복 방지 장치 중 제어부의 상세 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 차량 전복 방지 장치(1)는 가속도 센서(100), 중량 센서(200), 네비게이션 장치(300), 메모리(400), ABS 장치(500), 경보부(600) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.
가속도 센서(100)는 주행 중인 차량의 가속도를 측정하여 제어부(700)로 출력할 수 있다. 가속도 센서(100)는 3축 가속도 센서(미도시) 또는 자이로 센서(미도시)를 이용할 수 있으며, 기존 차량에 장착되어 있는 센서이거나 저렴한 센서로서, 제조공정을 단순화하거나 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
중량 센서(200)는 차량의 중량을 측정하여 제어부(700)로 출력할 수 있다. 중량 센서(200)는 차량에 탑승한 사람 또는 짐에 따라 서로 다른 중량을 감지할 수 있다.
네비게이션 장치(300)는 GPS(global positioning system) 수신부(310)를 내장하며, 업데이트가 가능한 도로 정보 데이터를 저장할 수 있다. 네비게이션 장치(300)는 GPS 수신부(310)를 통해 수신된 위성의 신호로부터 차량의 현재 위치를 파악하고, 미리 저장된 도로 정보 데이터와 차량의 현재 위치를 이용하여 출발지로부터 목적지까지의 주행 경로를 제공하고 안내할 수 있다. GPS 수신부(310)가 수신한 차량의 현재 위치는 제어부(700)로 출력될 수 있다.
메모리(400)는 주행 경로 상에 존재하는 커브길의 개수 및 위치를 저장하고, 전복 위험도 판단을 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(400)는 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리　장치, 또는 기타 비휘발성 고상 메모리　장치 등의 비휘발성 메모리도 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 아니하고, 판독 가능한 저장매체를 포함할 수 있다. 예를 들어,　메모리(400)는 EEP-ROM(electronically erasable and programmable read only memory)을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
ABS(anti-lock brake system) 장치(500)는 급제동 시나 눈길, 빗길과 같이 미끄러지기 쉬운 노면에서 제동 시 발생되는 차륜의 슬립현상을 감지 브레이크 유압을 조절함으로써, 차륜의 잠김에 의한 슬립을 방지하고 제동 시 방향 안정성 및 조종성을 확보할 수 있다.
경보부(600)는 차량을 운전하는 운전자에게 경보를 하는 장치로서, 실시 예에 따라 시각적, 청각적, 촉각적으로 다양하게 경보를 할 수 있다. 본 실시 예에서 경보부(600)는 제어부(700)의 판단 결과 차량의 전복 위험이 존재하는 경우 경보를 출력할 수 있다. 경보부(600)는 운전석의 계기판, 헤드업 디스플레이, 네비게이션, 통합 정보 디스플레이 장치 등에 경고를 표시할 수 있다. 경보부(600)는 차량의 스피커를 통하여 경고를 할 수 있다. 경보부(600)는 차량의 핸들을 진동시키거나 안전벨트를 조여 운전자에게 경고할 수 있다. 경보부(600)는 제어부(700)가 생성한 경보 제어신호를 수신하여 운전자에게 경보를 출력 할 수 있다.
제어부(700)는 차량이 주행하는 출발지부터 목적지까지의 주행 경로 상에서 커브길 존재 유무를 판단하고, 차량의 전복 위험도를 판단하며, 차량의 전복 위험도 판단 시에 커브길 진입 전 ABS 장치(500)를 제어하여 차량의 속도를 감속시키고, 경보부(600)를 동작시켜 경보를 출력하도록 제어할 수 있다. 이러한 제어부(700)는 제1 판단부(710), 제2 판단부(720), ABS 제어부(730) 및 경보 제어부(740)를 포함할 수 있다.
제1 판단부(710)는 네비게이션 장치(300)가 제공하는 출발지부터 목적지까지의 주행 경로 상에 존재하는 커브길의 개수 및 위치를 판단할 수 있고, 더 나아가 존재하는 커브길에 대한 곡률을 판단할 수 있다. 또한 제1 판단부(710)는 차량의 속도에 따라 커브길에 진입하는 시간을 판단할 수 있다.
제2 판단부(720)는 가속도 센서(100)로부터 수신한 차량의 가속도와, 중량 센서(200)로부터 수신한 차량의 중량과, GPS 수신부(310)가 수신한 차량의 위치 정보를 기반으로 하여 해당 커브길 진입 전 차량의 전복 위험도를 판단할 수 있다.
도 3을 참조하면, 차량의 중량에 의해 휠에는 W1, W2의 하중이 작용하고 커브길 주행에 의해 원심력(F=ma)이 작용할 수 있다. 도 3을 참조하면, 해당 커브길에서 차량의 전복이 시작되는 시점은 W2=0이 되는 순간으로 정의할 수 있으며, 이때 상기 W2=0이 되는 전복 시작상태에서의 전복 가속도(a)는 (b/2h)g로 산출할 수 있다. 제2 판단부(720)는 전복 가속도(a) 및 제1 판단부(710)로부터 수신한 커브길 곡률반경(ρg) 곱의 제곱근을 전복 기준 속도로 산출할 수 있다.
따라서 제2 판단부(720)는 차량의 현재 속도와 전복 기준 속도를 비교하여, 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도보다 더 빠른 경우 전복 위험도가 높다고 판단하고, 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 한계 속도보다 더 느린 경우 전복 위험도가 낮다고 할 수 있다. 여기서 제2 판단부(720)는 커브길의 곡률에 따라 전복 기준 속도가 다르게 산출되므로, 커브길의 곡률에 따라 차량의 전복 위험도가 서로 다를 수 있다.
ABS 제어부(730)는 제2 판단부(720)로부터 전복 위험도 판단 신호를 수신하여 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도보다 더 빠른 경우, 차량이 해당 커브길에 진입하기 전(예를 들어 100m 전), ABS 장치(500)를 제어하여 차량의 속도를 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도 이하로 감속시킬 수 있다.
경보 제어부(740)는 제2 판단부(720)로부터 전복 위험도 판단 신호를 수신하여 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도보다 더 빠른 경우, 차량이 해당 커브길에 진입하기 전(예를 들어 100m 전)부터, 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도보다 더 느려질 때까지 경보부(600)를 동작시킬 수 있다.
이와 같이 주행 속도가 빨라 전복 위험이 있는 차량이 커브길에 진입 전에 ABS를 작동시켜 속도를 감속시킴으로써 차량의 전복을 미연에 방지할 수 있다.
*도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 전복 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 3에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 제어부(700)는 차량이 주행하는 출발지부터 목적지까지의 주행 경로 상에서 커브길이 존재하는지 판단한다. 제어부(700)는 네비게이션 장치(300)가 제공하는 출발지부터 목적지까지의 주행 경로 상에 존재하는 커브길의 개수 및 위치를 판단할 수 있고, 더 나아가 존재하는 커브길에 대한 곡률을 판단할 수 있다
S420단계에서, 제어부(700)는 차량이 주행하는 출발지부터 목적지까지의 주행 경로 상에서 커브길이 존재하는 경우, 커브길 진입 전에, 가속도 센서(100)로부터 차량의 가속도를 수신하고, 중량 센서(200)로부터 차량의 중량을 수신하고, GSP 수신부(310)로부터 차량의 위치 정보 수신한다.
S430단계에서, 제어부(700)는 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도 보다 더 빠른지 판단한다. 제어부(700)는 차량의 가속도, 차량의 중량 및 차량의 위치 정보를 기반으로 하여, 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도를 산출할 수 있다. 여기서 전복 기준 속도는 전복 가속도(a) 및 해당 커브길 곡률반경(ρg) 곱의 제곱근으로 산출할 수 있다.
S440단에서, 제어부(700)는 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도 보다 더 빠른 경우 차량의 전복 위험도가 높다고 판단한다.
S450단계에서, 제어부(700)는 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도 보다 더 느린 경우 차량의 전복 위험도가 낮다고 판단한다.
S460단계에서, 제어부(700)는 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도 보다 더 빨라 차량의 전복 위험도가 높다고 판단하면, 차량이 해당 커브길에 진입하기 전에 ABS 장치(500)를 제어하여 차량의 속도를 전복 기준 속도 이하로 감속시킨다.
선택적 실시 예로, 제어부(700)는 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도 보다 더 빨라 차량의 전복 위험도가 높다고 판단하면, 차량이 해당 커브길에 진입하기 전에, 차량의 현재 속도가 해당 커브길에 대한 전복 기준 속도보다 더 느려질 때까지 경보부(600)를 동작시킬 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 차량 전복 방지 장치
100: 가속도 센서
200: 중량센서
300: 네비게이션 장치
400: 메모리
500: ABS 장치
600: 경보부
700: 제어부

Claims (2)

  1. 주행 경로 상의 커브길 존재를 판단하는 제1 판단부;
    차량의 전복 위험도를 판단하는 제2 판단부; 및
    상기 차량의 전복 위험도 판단 시에 상기 커브길 진입 전 ABS(anti-lock brake system) 장치를 제어하여 상기 차량의 속도를 감속하는 ABS 제어부;를 포함하고,
    출발지부터 목적지까지의 상기 주행 경로와 상기 차량의 위치 정보를 생성하는 네비게이션 장치;를 더 포함하고,
    상기 제1 판단부는, 상기 네비게이션 장치가 제공하는 상기 주행 경로를 수신하고,
    상기 제2 판단부는, 상기 차량의 무게 중심 높이 및 상기 차량의 좌우측 타이어 간격을 기반으로 상기 차량의 전복 가속도를 산출하고, 상기 산출된 상기 차량의 전복 가속도 및 상기 제1 판단부로부터 수신한 상기 주행 경로 상에 위치하는 커브길의 곡률반경 곱의 제곱근을 계산하여 전복 기준 속도를 산출한 후, 상기 산출된 전복 기준 속도와 상기 차량의 현재 속도를 비교하여 상기 차량의 전복 위험도를 판단하고,
    상기 ABS 제어부는, 상기 커브길 진입 전 상기 ABS 장치를 제어하여 상기 차량의 속도를 상기 전복 기준 속도 이하로 감속시키는, 안티록 브레이크 시스템 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 전복 위험도 판단 시에 상기 커브길 진입 전, 경보를 발생하는 경보부의 동작을 개시하는 경보 제어부;를 더 포함하는, 안티록 브레이크 시스템 제어 장치.
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