KR19980084006A - 차량에서 후방 장애물 탐지 장치 및 그 운용 방법 - Google Patents

Abstract

차량에서 후방 장애물에 대한 탐지 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 차량의 후진 시에 후방 장애물 탐지 범위의 사각(死角)을 없애는 데에 그 목적이 있으며, 상기 목적을 달성하기 위하여, 후방에 장애물이 있는 지를 탐지하는 수단(20)과, 제어 장치(40)를 구비한 차량에 있어서, 차량의 후진 시에 차량의 후진 방향을 감지하기 위한 각도 측정 센서(10)와, 상기 장애물 탐지 수단(20)의 탐지 방향을 변화시키기 위한 모터(23) 및 기어 박스(24) 및 모터 드라이브(22)와, 상기 제어 장치(40)는 상기 각도 측정 센서(10)에서 출력하는 감지 신호에 기초하여 상기 모터 드라이브(22)에 모터의 구동 신호를 펄스폭 변조 모듈 방식으로 출력함을 특징으로 하는 후방 장애물 탐지 장치 및 그 운용 방법을 제공하면, 차량의 후진 방향에 따라 장애물 탐지 센서의 탐지 방향을 적절히 변화시킬 수 있으므로, 후방 장애물을 탐지하지 못하는 경우를 방지하는 효과가 있다.

Description

차량에서 후방 장애물 탐지 장치 및 그 운용 방법

본 발명은 차량에서 후방 장애물의 탐지 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 차량의 후진 시에 후방 장애물 탐지 범위의 사각(死角)을 없애기 위하여, 종래의 후방 장애물 탐지 센서의 탐지 방향을 변화시키는 수단과 후진 방향을 감지하는 수단을 부가하고, 후진 방향에 대응하여 상기 센서의 탐지 방향을 변화시키고자 하는 후방 장애물 탐지 장치 및 그 운용 방법에 관한 것이다.

차량이 후진하는 경우에 있어서 운전자는 차량의 전방 운전석에 있으므로 후방을 볼 수 없다. 따라서, 후방에 어떤 물체, 벽 또는 사람 등이 있는 지를 알 수 있는 장치가 필수적이다. 백 미러 등의 거울은 그 포괄 범위가 작을 뿐만이 아니라 운전자가 눈으로 직접 후방 장애물을 인지해야 된다.

따라서, 일반적으로 차량에서 후방 장애물 탐지하는 자동 시스템이 있는데, 그 탐지 시스템은 크게, 뒤쪽 범퍼에 위치하여 후방에 장애물이 있는 지를 탐지하는 센서와, 상기 센서에서 출력하는 감지 신호를 입력받는 전자 제어 장치(이하 ECU 라고 함.)와, 상기 ECU의 제어에 따라 운전자에게 후방에 장애물이 있음을 알리는 표시 수단으로 구성된다.

상기한 종래의 후방 장애물 탐지 시스템에서 가장 중요한 요소는 탐지 센서이다. 탐지 센서로는 보통 초음파 센서가 사용되고 있다. 초음파 센서는 초음파를 발생시켜 되돌아오는 초음파를 검출하는 방식으로 물체의 존재 여부를 감지 한다.

그런데, 종래의 후방 장애물 탐지 시스템에서는, 탐지 수단인 상기 초음파 센서가 차량의 뒤쪽 범퍼에 고정되어 있어, 후방 장애물이 탐지되지 않는 범위가 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 보통 뒤쪽 범퍼(B)의 양 옆에 하나씩 두 개의 초음파 센서(20)가 있는데, 빗금친 범위에 장애물(P)이 있게 된다면 초음파 센서는 상기 장애물(P)을 감지하지 못한다.

상기 초음파 센서(20)를 두 개가 아닌 그 이상 설치하여 탐지 범위의 사각을 줄일 수도 있으나, 경제적으로 바람직하지 못하다. 그리고, 탐지 범위의 사각 중에서, 두 초음파 센서(20)의 사이의 작은 사각 영역은 차량이 후진하여 오기 직전에는 탐지 가능한 영역이 되나, 차챵 후면의 양옆의 넓은 범위는 여전히 사각 지대이다.

따라서, 차량의 핸들이 중립 위치(즉, 차량이 직진하도록 하는 위치)가 아닌 상태로 차량이 후진하게 되면, 차량 후면의 양옆에 있는 장애물은 감지하지 못하므로, 그 감지하지 못한 장애물과 충돌하게 되는 경우가 생길 수 있다. 다시 말하면, 도 1에서 빗금친영역인, 차량 양옆의 탐지 센서의 사각 지대로 차량이 회전하여 후진하는 경우 장애물과 충돌하게 된다.

특히, 후진하는 경우는 핸들의 중립 위치에서의 회전 각도가 수시로 변화하게 되므로, 뒤쪽 범퍼(B)에 고정되어 있는 상기 장애물 탐지 센서(20)의 사각 영역은 실재로 수시로 변화하게 되는 문제점이 있다. 즉, 종래의 장애물 탐지 장치는 이러한 회전 후진의 경우에 있어서, 차량 양옆에 있었던 장애물과 충돌하는 경우를 미연에 방지하지 못하는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은, 종래의 후방 장애물 탐지 장치에 탐지 센서의 탐지 방향을 변화시키기 위한 모터와 그 구동 수단 및 차량의 후진 방향을 감지하기 위한 핸들 각도 측정 센서를 부가하고, 상기 핸들 각도 측정 센서의 감지 신호에 따라 차량의 제어 장치는 상기 탐지 센서의 탐지 방향을 변화시키기 위한 구동 신호를 상기 모터 구동 수단에 출력하는 방법을 제공하므로써, 차량의 후진 시에 후방 장애물 탐지 범위의 사각을 없애는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 후방 장애물 탐지 센서의 탐지 범위를 보인 도면

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방 장애물 탐지 장치의 시스템을 보인 블록 구성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 각도 측정 센서 11 : 차량 핸들

20 : 초음파 센서 21 : 센서 드라이브

22 : 모터 드라이브23 : 모터

24 : 기어(gear) 박스40 : 전자 제어 유닛(ECU)

B : 뒤쪽 범퍼P : 장애물

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 후방에 장애물이 있는 지를 탐지하는 장애물 탐지 수단(20)을 구비한 차량에 있어서, 차량이 후진하는 때에 차량의 후진 방향을 감지하는 방향 감지 수단과, 상기 장애물 탐지 수단(20)의 탐지 방향을 변화시키는 탐지 방향 변화 수단과, 상기 방향 감지 수단에서 출력하는 감지 신호를 입력 받아 이를 기준으로 상기 탐지 방향 변화 수단을 제어하는 제어 장치(40)로 구성되어지는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 특징은, 상기 방향 감지 수단은 차량의 조향 핸들(11)이 회전한 각도를 검출하는 센서(10)로 하는 데에 있다.

본 발명의 다른 부가적인 특징은, 상기 탐지 방향 변화 수단은 모터(23)와, 소정의 기어(24)와, 모터 드라이브(22)로 이루어지는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, 후방에 장애물이 있는 지를 탐지하는 장애물 탐지 수단(20)과, 제어 장치(40)를 구비한 차량에서 후방 장애물 탐지 방법에 있어서, 상기 제어 장치(40)가, 차량의 후진 방향을 감지하는 소정의 수단을 이용하여 감지한 후진 방향의 변화에 대해 상기 장애물 탐지 수단(20)이 탐지하는 방향이 변화해야 하는 변화 방향과 그 변화량을 산출하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정에서 산출된 변화 방향과 그 변화량을 기준으로 상기 장애물 탐지 수단(20)의 탐지 방향을 변화시키는 소정의 탐지 방향 변화 수단에 구동 신호를 출력하는 제 2 과정으로 이루어지는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 다른 특징은, 상기 제 2 과정은 구동 신호를 펄스 폭의 변조 모듈로 하여 상기 탐지 방향 변화 수단의 구동 정도를 제어하는 데에 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방 장애물 탐지 장치의 시스템을 보인 블록 구성도로서, 차량 핸들(11)의 회전 각도를 측정하는 센서(10)와, 초음파 센서(20)와, 상기 센서를 구동하는 센서 드라이브(21)와, 상기 센서(20)의 탐지 방향을 변화시키기 위한 기어 박스(24)와, 모터(23)와, 모터 드라이브(22)와, 차량의 제어 장치(ECU, 40)로 구성되어 있다. 또한, 상기 초음파 센서(20)가 감지 신호를 상기ECU(40)에 출력할 때 운전자에게 경고를 보내는 표시부(30)가 더 있다.

차량이 후진 기어에 있는 경우에, 상기 ECU(40)는 상기 센서 드라이브에 상기 초음파 센서를 구동하도록 제어 신호를 출력한다. 후방 장애물을 탐지하는 초음파 센서(20)는, 초음파를 발생시킨 후 장애물을 탐지하였으면, 상기 ECU(40)에 감지 신호를 출력함은 주지적인 내용이다.

차량의 후진 회전 방향(각도)에 따라 상기 초음파 센서(20)의 탐지 방향도 바꾸어야(회전시켜야) 하므로, 차량의 회전 각도를 감지하는 수단(10)이 필요한데, 그 수단으로는 바퀴의 회전 각도를 측정하는 것보다는 차량 핸들(11)의 회전 각도를 측정하는 편이 바람직하다.

상기 핸들의 조향 각도를 측정하는 센서(10)는, 종래에 쇽업 소버의 감쇠력 제어에 있어서 조향 시의 롤 억제를 실행하기 위해 설치되어 있기도 한데, 그 구조는 스티어링 샤프트에 설치되어 회전하는 슬릿 디스크와, 발광 다이오드 및 포토 트랜지스처로 이루어지는 포토 인터럽트가 스티어링 칼럼 튜브에 2 쌍이 고정되어 있다.

상기 각도 측정 센서(10)의 원리는 다음과 같다. 상기 스티어링 샤프트가 회전하면, 상기 포토 인터럽트는 슬릿 디스크에 의해 상기 발광 다이오드에서 발생된 빛의 투과, 차단에 따라 스티어링 조향각이 9°마다 온/오프의 펄스가 발생된다. 2 쌍의 포토 인터럽트에는 4.5°의 위상차를 만들어 스티어링 샤프트의 회전 방향을 판별한다.

본 발명의 특징적인 구성 요소로서, 상기 초음파 센서(20)의 탐지 방향을 변화시키는 수단으로 모터(23)가 바람직한 이유는 다음과 같다. 후진 시에 차량의 핸들은 좌우로 각각 크게는 720°까지 회전할 수 있다. 이 회전각에 따라 앞 바퀴가 굴러가는 방향은 차량 정면에서 최대 60∼70°까지 변화할 수 있다. 즉, 차량이 뒤쪽으로 회전하여 굴러가는 방향은 최대 70°의 범위까지 다양하게 수시로 변화할 수 있다. 따라서, 장애물 탐지 센서의 탐지 방향도, 차량이 진행하게 될 방향에 대응하여, 다양하게 수시로 변화할 수 있어야 하기 때문에 모터(23)가 바람직한 수단이다.

상기 모터(23)는, 차량의 회전 방향과 그 회전 각도가 변화함에 따라 상기 초음파 센서(20)를 회전시켜야 하므로, 정회전 및 그 역회전이 가능하여야 한다. 또한, 모터의 회전수에 따라 상기 초음파 센서(20)의 탐지 방향의 각도를 크게는 180° 이내에서(보통은 90°로 충분하다.) 변경하여야 하므로, 기어 박스(24)가 있음이 바람직하다.

그리고, 상기 각도 센서(10)에서 감지하는 각도의 회전 방향도 다양하며, 그 각도의 수치도 수시로 변화할 수 있으므로 그에 따라 상기 초음파 센서(20)의 탐지 방향의 변경 정도도 선형 비례하지 않아도 되며 특히, 상기 모터(20)의 회전 방향과 그 회전수도 다양하게 구동되었다가 정지하여야 하므로, 상기 ECU(40)의 제어에 따라 상기 모터(23)를 구동하는 모터 드라이브(22)가 필요하며, 그 구동 제어 신호로서 펄스 폭의 변조 모듈(PWM)에 따른 신호가 바람직하다.

PWM은 펄스 변조 방식의 일종으로서, 먼저 펄스 변조란 펄스를 반송파로 하여 어떤 신호를 싣는 방식을 말하며, 상기 PWM은 진폭과 되풀이주파수가 일정한 펄스의 폭을 신호 파형에 따라 넓게 또는 좁게 변화시키는 방식이다.

즉, 도 2와 같이 구성되어 있는 후방 장애물 탐지 장치의 시스템을 운용하는 방법으로, 상기 ECU(40)는, 상기 조향 각도 센서(10)에서 출력하는 각도 검출량의 신호에 기초하여 그에 대응하는 상기 모터(23)의 회전 방향과 그 회전수가 변화되도록 상기 모터 드라이브(22)에 PWM 구동 신호를 출력한다. 그리하여, 상기 초음파 센서(20)는 차량이 후진 회전하는 방향에 놓이는 장애물을 탐지할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 동작되는 본 발명은, 차량의 후진 방향에 따라 장애물 탐지 센서의 탐지 방향을 적절히 변화시킬 수 있으므로, 탐지에 대한 사각 영역을 없앨 수 있어, 후방 장애물을 탐지하지 못하는 경우를 방지하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 후방에 장애물이 있는 지를 탐지하는 장애물 탐지 수단(20)을 구비한 차량에 있어서,

   차량이 후진하는 때에 차량의 후진 방향을 감지하는 방향 감지 수단과,

   상기 장애물 탐지 수단(20)의 탐지 방향을 변화시키는 탐지 방향 변화 수단과,

   상기 방향 감지 수단에서 출력하는 감지 신호를 입력 받아 이를 기준으로 상기 탐지 방향 변화 수단을 제어하는 제어 장치(40)로 구성되어짐을 특징으로 하는 차량 후진시 후방 장애물 탐지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 차량의 후진시 방향 감지 수단은, 차량의 조향 핸들(11)이 회전한 각도를 검출하는 센서(10)로 함을 특징으로 하는 차량 후진시 후방 장애물 탐지 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 탐지 방향 변화 수단은 모터(23)와, 소정의 기어(24)와, 상기 모터를 구동하는 드라이브(22)로 이루어짐을 특징으로 하는 차량 후진시 후방 장애물 탐지 장치.
4. 후방에 장애물이 있는 지를 탐지하는 장애물 탐지 수단(20)과, 제어 장치(40)를 구비한 차량에서 후방 장애물 탐지 방법에 있어서,

   상기 제어 장치(40)가, 차량의 후진 방향을 감지하는 소정의 수단을 이용하여 감지한 후진 방향의 변화에 대해 상기 장애물 탐지 수단(20)이 탐지하는 방향이 변화해야 하는 변화 방향과 그 변화량을 산출하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정에서 산출된 변화 방향과 그 변화량을 기준으로 상기 장애물 탐지 수단(20)의 탐지 방향을 변화시키는 소정의 탐지 방향 변화 수단에 구동 신호를 출력하는 제 2 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 차량 후진시 후방 장애물 탐지 장치의 운용 방법.
5. 상기 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 과정은 구동 신호를 펄스 폭의 변조 모듈로 하여 상기 탐지 방향 변화 수단의 구동 정도를 제어함을 특징으로 하는 차량 후진시 후방 장애물 탐지 장치의 운용 방법.