KR20050054126A

KR20050054126A - 자동차용 경보장치

Info

Publication number: KR20050054126A
Application number: KR1020030087456A
Authority: KR
Inventors: 고덕영
Original assignee: 고덕영
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-06-10

Abstract

본 발명은 자동차용 경보장치에 관한 것으로, 특히 더욱 상세하게는 자동차의 주차 또는 주행시 발생할 수 있는 추돌사고를 방지하기 위해 차량의 좌, 우 측면에 설치된 초음파센서를 이용하여 운전자가 자차의 주행방향을 좌, 우로 전환할 때 차량측면의 장애물 유무를 검출하고 차량측면에 위치한 물체가 미리 설정된 위험거리 이내일 때나, 광센서를 이용하여 커브길 주행시 차량속도에 따른 핸들 회전비를 구하고 차량 속도와 핸들 회전비가 일치하지 않을 때 운전자에게 위험 신호를 알리는 경보장치에 관한 것이다.

본 발명은 차량이 주행시 주행경로의 차선을 따라 갈 수 있게 운전자에 의해서 조작되어지는 핸들부(10)와, 차량이 주행시 속도를 가감할 수 있게 운전자에 의해서 조작되는 가속 페달부(20)와, 상기 가속 페달부에서 나온 저항 값이 너무 미세하므로 상기의 값을 증폭시키는 1차 증폭부(30)와, 상기 증폭부에서 다시 한번 증폭된 저항 값으로 구동되는 모터 구동부(40)와, 상기 구동되는 모터 부분에 커플링을 달고, 펄스 수를 측정하는 광센서(50)와, 상기 광센서에서 출력된 신호를 다시 한번 증폭시키는 2차 증폭부(60)와, 차량측면의 근접 물체 유무와 물체와의 거리를 검출하기 위해 초음파를 발신 · 수신하고, 신호처리하는 초음파센서부(70)와; 상기 초음파센서부를 구동시키고, 초음파센서부로부터 입력되는 신호를 분석하여 근접 물체 유무와 물체와의 거리를 검출하고, 상기 2차 증폭부에서 펄스수를 일정 기간동안 측정해서 들어오면 클록 카운터에 의해서 속도로 환산하고, 상기 핸들부로부터 회전각을 검출하고, 상기 근접 물체와의 거리와 속도에 따른 핸들 회전각의 비가 미리 설정된 기준치 이내인지 비교 분석하는 제어부(80)와; 상기 제어부로부터 전달된 저항 값을 8 bit로 A/D변환시킨 후 핸들의 회전각과 좌, 우 회전방향과 현재 주행속도가 표시되고, 차량측면의 근접 물체 유무를 알 수 있게 하는 LCD 표시부(90)와; 제어부에서 측면 물체와의 거리가 미리 설정된 위험거리 이내이거나, 속도에 따른 핸들 회전각의 비가 일치하지 않아 위험상태라고 판단되면 운전자에게 경보음과 경보등이 작동되는 경보부(100)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 주차 또는 주행시 초음파센서를 이용하여 차량측면의 근접 물체 유무를 검출하고 검출된 물체와의 거리가 미리 설정된 위험거리 이내일 때나, 광센서를 이용하여 현재 속도와 핸들 회전각이 LCD 표시부에 디스플레이 되고 커브길 주행 시 주행속도와 핸들 회전각의 비가 일치하지 않을 때 운전자에게 위험신호를 알리는 경보음과 경보등이 점멸되는 경보장치를 구현함으로써, 자차 및 후방차의 운전자가 이를 빠른 시간 내에 인식하고 주의운전을 실시할 수 있게 하여 추돌사고의 발생을 사전에 방지시킬 수 있고, 또한 차량과 운전자의 안전성 확보와 편리한 운전을 기대할 수 있다.

Description

자동차용 경보장치{The alarm device for a vehicle}

일반적으로 차량의 주차 또는 주행시 운전자는 자차의 주행방향을 전환하기 위해 사이드미러와 룸미러를 통하여 측면 및 후방의 상황을 판단한다. 그러나 이러한 장치들은 확보되는 시야가 좁고 확인되지 않는 사각지대가 발생하며 비나 눈이 많이 오는 날은 전방 및 측면의 시야확보가 더욱 어려운 단점이 있다.

또한 운전자가 자동차를 고속으로 주행시키던 중 도로에 급커브가 발생하여 핸들을 급격히 조작하여 방향 전환을 시도하는 경우 자동차의 현재 주행력에 의해 자연스럽게 방향 전환이 이루어지지 않고 자동차가 미끄러지면서 방향 전환이 이루어지는 경우가 종종 발생한다.

이와 같이 자동차를 주차시킬 때나 주행 중에 운전자가 사각지대의 다른 차량이나 물체를 확인하지 못한 상태에서 방향 전환을 진행하거나, 급커브 도로에서 고속주행으로 자동차가 미끄러지는 경우에 이를 자차의 운전자나 후방 차량의 운전자에게 경고할 수 있는 기능이 구비되어 있지 않아 추돌사고의 위험성이 항상 뒤따랐다.

자동차 산업에도 첨단 기술이 적용되고 기술이 고도화됨에 따라 자동차는 보다 고속으로 그리고 안전하게 사용될 수 있도록 계속 발전되고 있으나, 이는 사고 발생시 인명을 구하는데 더 큰 비중을 두고 있어 사고가 발생했을 때의 위험성은 감소하고 있으나 사고를 예방할 수 있는 기능은 더 필요한 상태이다.

따라서 주차 및 주행시 차량측면의 장애물 유무를 검출하여 위험거리 이내일 때나 커브길 주행시 속도에 따른 핸들 회전각이 오버되었을 때 위험신호를 알리는 경보장치의 필요성이 커지고 있다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 운전자가 자차의 진행 방향을 전환할 때나 고속주행시 급커브 도로에서 발생할 수 있는 사고를 방지하고자 초음파센서를 이용하여 주차 또는 주행시 운전자가 자차의 주행방향을 좌, 우로 전환할 때 차량측면의 장애물 유무를 검출하고 차량측면에 위치한 물체가 미리 설정된 위험거리 이내일 때나, 광센서를 이용하여 차량속도에 따른 핸들 회전비를 구하고 차량 속도와 핸들 회전비가 일치하지 않을 때 운전자에게 위험 신호를 알리는 자동차용 경보장치를 제공함에 목적이 있다.

또한 본 발명은 자차 및 후방차의 운전자가 이를 빠른 시간 내에 인식하고 주의운전을 실시할 수 있어 추돌사고와 같은 교통안전사고의 발생을 사전에 방지시킬 수 있고, 편리한 운전을 기대할 수 있는 자동차용 경보장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 차량이 주행시 주행경로의 차선을 따라 갈 수 있게 운전자에 의해서 조작되어지는 핸들부(10)와, 차량이 주행시 속도를 가감할 수 있게 운전자에 의해서 조작되는 가속 페달부(20)와, 상기 가속 페달부에서 나온 저항 값이 너무 미세하므로 상기의 값을 증폭시키는 1차 증폭부(30)와, 상기 증폭부에서 다시 한번 증폭된 저항 값으로 구동되는 모터 구동부(40)와, 상기 구동되는 모터 부분에 커플링을 달고, 펄스 수를 측정하는 광센서(50)와, 상기 광센서에서 출력된 신호를 다시 한번 증폭시키는 2차 증폭부(60)와, 차량측면의 근접 물체 유무와 물체와의 거리를 검출하기 위해 초음파를 발신 · 수신하고, 신호처리하는 초음파센서부(70)와; 상기 초음파센서부를 구동시키고, 초음파센서부로부터 입력되는 신호를 분석하여 근접 물체 유무와 물체와의 거리를 검출하고, 상기 2차 증폭부에서 펄스수를 일정 기간동안 측정해서 들어오면 클록 카운터에 의해서 속도로 환산하고, 상기 핸들부로부터 회전각을 검출하고, 상기 근접 물체와의 거리와 속도에 따른 핸들 회전각의 비가 미리 설정된 기준치 이내인지 비교 분석하는 제어부(80)와; 상기 제어부로부터 전달된 저항 값을 8 bit로 A/D변환시킨 후 핸들의 회전각과 좌, 우 회전방향과 현재 주행속도가 표시되고, 차량측면의 근접 물체 유무를 알 수 있게 하는 LCD 표시부(90)와; 제어부에서 측면 물체와의 거리가 미리 설정된 위험거리 이내이거나, 속도에 따른 핸들 회전각의 비가 일치하지 않아 위험상태라고 판단되면 운전자에게 경보음과 경보등이 작동되는 경보부(100)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 본 발명은 자동차 바퀴가 1회전 할 때마다 광센서 감지기가 반응하여 출력전압을 발생시키고, 이렇게 생성된 펄스의 수를 세어 제어부로 전달되면 제어부에서는 클록 카운터에 의해 속도로 환산되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 기준속도를 40[km/h] 로 잡고 40[km/h] 이상부터 속도와 핸들 회전비가 일치하지 않을 때에는 위험신호를 알리는 경보등과 경보음이 발생하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서 자동차용 경보장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 있어서 자동차용 경보장치에 내장되는 차량측면에 위치한 물체와의 거리를 측정하기 위한 초음파센서부의 구성도이고 도 3은 본 발명의 실시예에 있어서 자동차용 경보장치에 내장되는 1차, 2차 증폭기의 회로도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 있어서 자동차용 경보장치에 내장되는 모터의 특성 곡선도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 있어서 자동차용 경보장치에 내장되는 포토 인터럽트를 이용한 회전수 측정을 위한 구성도이다.

도 1에 도시한 자동차용 경보장치는 핸들부(10)와, 가속 페달부(20)와, 1차 증폭부(30)와, 모터 구동부(40)와, 광센서(50)와, 2차 증폭부(60)와, 초음파센서부(70)와, 제어부(80)와, LCD 표시부(90)와, 경보부(100)로 구성된다. 도 1 각각의 기술적 수단들의 구성에 따른 작용을 자세히 살펴보면,

먼저 핸들부(10)는 운전자가 차량의 시동을 켜고 가고자 하는 길로 주행 시 주행경로의 차선을 따라 갈 수 있게 운전자에 의해서 조작된다.

가속 페달부(20)는 운전자에 의해서 직접적으로 조작되는데, 차량이 주행 시 속도를 가감할 수 있게 조작된다.

1차 증폭부(30)는 상기 가속 페달부에서 나온 저항 값이 너무 미세하므로 상기의 값을 증폭시키는 역할을 한다. 여기서 1차 증폭부(30)는 비반전 증폭기를 사용하였으며, 도 3에 나타내었다. 입력 임피던스는 높지만, 입력 전압에 제한이 있다. Bipolar 입력형은 Bias를 흘리는 저항이 필요하다. 입력과 출력의 관계는 R _S (입력소자에 의한 저항)와 R _f (피드백소자에 의한 저항)에 의해 정해지며, 이때 증폭도는 1+ R _f /R _S 로 된다.

모터 구동부(40)는 상기 증폭부에서 다시 한번 증폭된 저항 값으로 구동되는 것으로, 상기 모터 구동부에서 DC 모터는 고정자로 영구자석을 사용하고 회전자도 코일을 사용하여 구성한 것으로 전기자에 흐르는 전류의 방향을 전환함으로써 자력의 반발, 흡인력으로 회전력을 생성시키는 모터를 말하며, DC 모터의 특성곡선은 도 4와 같이 가동토크가 크며 인가전압에 대하여 회전특성이 직선적으로 비례하고 또한 출력효율이 양호하다.

광센서(50)는 상기 구동되는 모터 부분에 커플링을 달고, 펄스 수를 측정하는 것이다. 상기 센서에 의한 검출은 포토 인터럽트를 사용하며, 상기 포토 인터럽트(93)는 전기적으로 절연되어 있지만 광학적으로는 결합되어 있는 발광부가 수광부를 갖추고 있는 광센서를 말한다. 도 4는 포토 인터럽트를 사용한 빛을 On/Off하는 것에 비해 비접촉적으로 물체의 유무를 검출할 수 있으며 전기부와 기계부의 결합, 회전 속도의 제어, 계수, 경보장치 등에 응용이 가능하다.

2차 증폭부(60)는 상기 광센서에서 출력된 신호를 다시 한번 증폭시키는 것이다.

초음파센서부(70)는 주차 또는 주행시 자동차 측면의 차량 및 물체의 유무와 물체와의 거리를 감지하기 위해 초음파를 발신 · 수신하여 수신된 초음파를 신호처리하는 것으로, 도 2에 나타내었다. 도 2 각각의 기술적 수단들의 구성에 따라 발진부(71)는 초음파센서를 구동시키기 위해 제어부로부터 제어신호를 인가받아 수십 KHz의 공진주파수를 발생시키고, 상기 발진부에 의해 센서구동부(72)는 초음파센서를 구동시키고, 상기 센서구동부에 의해 초음파센서(73)는 차량측면의 장애물 유무를 검출하기 위한 초음파를 발신하고 발신된 초음파 중 측면 자동차나 물체에 맞고 반사되는 초음파를 수신하고, 초음파증폭부(74)는 상기 초음파센서로부터 수신한 초음파를 증폭하고, 초음파복조부(75)는 상기 초음파증폭부에서 증폭된 신호를 필터링하고, 검파회로부(76)는 상기 초음파복조부의 출력신호를 검파하여 제어부로 출력한다.

제어부(80)는 핸들부로부터 핸들 회전각이 감지되면 제어신호를 초음파센서부에 인가하여 초음파센서부를 구동시키고, 상기 초음파센서부로부터 자동차나 물체에 맞고 반사되어 수신된 후 신호처리된 초음파가 입력되면, 입력된 신호를 분석하여 차량측면 및 사각지대의 물체 유무를 검출하고, 근접 물체와의 거리를 계산하여 미리 설정된 위험거리와 비교 분석하고, 근접 물제가 위험거리 이내에 위치해 있을 경우 경보음을 발생시키기 위해 경보부에 제어신호를 인가하고 그렇지 않을 경우에는 처음 상태로 되돌아가게 한다.

또한 제어부(80)는 상기 2차 증폭부에서 펄스 수를 일정 시간동안 측정해서 들어오면 클록 카운터에 의해서 속도로 환산하는 것이다. DC 모터에 도 5와 같은 회전판을 만들어서 끼우며, 회전판의 원리인 검은색은 빛의 통과를 막고, 흰색은 빛을 통과시키는 원리를 이용해서 한 바퀴 돌 때마다 광센서 감지기가 반응하여 출력전압을 발생시키고, 이렇게 생성된 펄스의 수를 세어 제어부로 전달되면 제어부에서는 클록 카운터(95)에 의해 속도로 환산된다. 상기 제어부(80)는 속도와 핸들 회전각의 비를 비교 분석하여 속도에 따른 핸들 회전각의 비가 일치하지 않을 때에는 경보음을 발생시키기 위해 경보부에 제어신호를 인가하고, 그렇지 않을 경우에는 처음 상태로 되돌아가게 된다. 여기서 속도에 따른 핸들 회전각의 비의 측정은 PIC(Priority Interrupt Controller) 마이크로 컨트롤러를 사용하여 구동부와 핸들부분에서 입력된 신호를 비교 분석하여 하였는데, 상기 PIC 마이크로 컨트롤러는 소형으로 외부의 부착 부품이 적은 하나의 칩에 많은 부품이 집적된 형태이며, 전원과 수정 진동자를 접속하면 바로 동작이 가능하므로 PIC 마이크로 프로세서는 Z-80과 같은 마이크로 컴퓨터에 견줄 수는 없지만, 전지로 장시간 동작시키려는 용도에는 메모리나 입출력 회로가 모두 하나의 IC에 포함되어 이용된 것이다.

LCD 표시부(90)는 상기 제어부로부터 전달된 저항 값을 8 bit로 A/D변환시킨 후 핸들의 회전각과 좌, 우 회전방향과 현재 주행속도가 표시되고 차량측면의 근접 물체 유무를 알 수 있게 하는 것이다. 여기서 핸들부분에서 가변저항을 통해 전달된 아날로그 전압을 그에 상응하는 8bit 디지털 값으로 바꾼 후 LCD 표시부에 핸들 회전각과 회전방향이 표시되고, 가속 페달부에서 가변저항 값의 변화에 따라 전압을 변화시켜 모터를 구동시키고 광센서를 이용하여 일정 시간동안에 펄스 수를 측정해서 제어부로 보내지면 클록 카운터에 의해 속도로 환산된 후 LCD 표시부에 현재 주행속도가 나타나고, 상기 초음파센서부로부터 검파되어 제어부에 인가되는 초음파신호를 통해 분석하여 차량측면 및 사각지대의 물체 유무를 알 수 있게 한다.

경보부(100)는 제어부에서 주차 또는 주행 중 자동차의 좌, 우 방향 전환시 차량측면 및 사각지대의 물체 유무를 검출하고 검출된 물체와의 거리가 미리 설정된 위험거리 이내일 때나, 속도에 따른 핸들 회전각의 비가 일치하지 않아 위험상태라고 판단될 때 즉, 41[km/h]이상에서 속도에 따른 핸들 회전각이 일치하지 않을 경우 경보음과 경보등이 점멸되어 운전자가 위험 신호를 쉽게 파악할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.

그러므로, 본 발명은 운전자가 주차 또는 주행시 초음파센서를 이용하여 차량측면의 근접 물체 유무를 검출하고 물체와의 거리가 미리 설정된 위험거리 이내 일때나, 광센서를 이용하여 커브길 주행시 현재 속도와 핸들 회전각이 LCD 표시부에 디스플레이 되고 속도와 핸들 회전각의 비가 일치하지 않을 때 운전자에게 위험신호를 알리는 경보음과 경보등이 점멸되는 경보장치를 구현함으로써, 자차 및 후방차의 운전자가 이를 빠른 시간 내에 인식하고 주의운전을 실시할 수 있게 하여 추돌사고 및 측면 추돌사고의 발생을 사전에 방지시킬 수 있고, 차량과 운전자의 안전성 확보와 편리한 운전을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 경보장치의 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 있어서 자동차용 경보장치에 내장되는 차량측면에 위치한 물체와의 거리를 측정하기 위한 초음파센서부의 구성도.

도 3은 본 발명의 실시예에 있어서 자동차용 경보장치에 내장되는 1차, 2차 증폭기의 회로도.

도 4는 본 발명의 실시예에 있어서 자동차용 경보장치에 내장되는 모터의 특성 곡선도.

도 5는 본 발명의 실시예에 있어서 자동차용 경보장치에 내장되는 포토 인터럽트를 이용한 회전수 측정을 위한 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10...핸들부 20...가속 페달부

30...1차 증폭부 40...모터 구동부

50...광센서 60...2차 증폭부

70...초음파센서부 80...제어부

90...LCD 표시부 100...경보부

71...발진부 72...센서구동부 73...초음파센서

74...초음파증폭부 75...초음파복조부 76...검파회로부

91...각도 신호용 창 92...포토플레이트 93...포토인터럽트

94...파형 정형부 95...카운터

Claims

자동차용 경보장치에 있어서,

차량이 주행시 주행경로의 차선을 따라 갈 수 있게 운전자에 의해서 조작되어지는 핸들부와;

차량이 주행시 속도를 가감할 수 있게 운전자에 의해 조작되는 가속 페달부와;

상기 가속 페달부에서 나온 저항 값이 너무 미세하므로 상기의 값을 증폭시키는 1차 증폭부와;

상기 1차 증폭부에서 다시 한번 증폭된 저항 값으로 구동되는 모터 구동부와;

상기 구동되는 모터 부분에 커플링을 달고, 펄스 수를 측정하는 광센서와;

상기 광센서에서 출력된 신호를 다시 한번 증폭시키는 2차 증폭부와;

차량측면의 근접 물체 유무와 물체와의 거리를 검출하기 위해 초음파를 발신 · 수신하고, 신호처리하는 초음파센서부와;

상기 초음파센서부를 구동시키고, 초음파센서부로부터 입력되는 신호를 분석하여 근접 물체 유무와 물체와의 거리를 검출하고, 상기 2차 증폭부에서 펄스수를 일정 기간동안 측정해서 들어오면 클록 카운터에 의해서 속도로 환산하고, 상기 핸들부로부터 회전각을 검출하고, 상기 근접 물체와의 거리와 속도에 따른 핸들 회전각의 비가 미리 설정된 기준치 이내인지 비교 분석하는 제어부와;

상기 제어부로부터 전달된 저항 값을 8 bit로 A/D변환시킨 후 핸들의 회전각과 좌, 우 회전방향과 현재 주행속도가 표시되고, 차량측면의 근접 물체 유무를 알 수 있게 하는 LCD 표시부와;

제어부에서 측면 물체와의 거리가 미리 설정된 위험거리 이내이거나, 속도에 따른 핸들 회전각의 비가 일치하지 않아 위험상태라고 판단되면 운전자에게 경보음과 경보등이 작동되는 경보부를 포함함을 특징으로 하는 자동차용 경보장치.
제 1항에 있어서,

상기 초음파 센서부는 수십 KHz의 공진주파수를 발생시키는 발진부와;

상기 발진부에 의해 초음파센서를 구동시키는 센서구동부와;

상기 센서구동부에 의해 초음파를 발신하고 발신 ·수신하는 초음파센서와;

상기 초음파센서로부터 수신한 초음파를 증폭하는 초음파증폭부와;

상기 초음파증폭부에서 증폭된 신호를 필터링하는 초음파복조부와;

상기 초음파복조부의 출력신호를 검파하여 제어부로 출력하는 검파회로부를 포함함을 특징으로 하는 자동차용 경보장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어부는 자동차 바퀴가 1회전 할 때마다 광센서 감지기가 반응하여 출력전압을 발생시키고, 이렇게 생성된 펄스의 수를 세어 제어부로 전달되면 제어부에서는 클록 카운터에 의해 속도로 환산되는 것을 특징으로 하는 자동차용 경보장치.
제 1항에 있어서,

상기 경보부는 주차 또는 주행 중 자동차의 좌, 우 방향 전환시 차량측면의 물체와의 거리가 미리 설정된 위험거리 이내로 근접 하였거나, 기준속도를 40[km/h]로 잡고 40[km/h] 이상부터 속도와 핸들 회전비가 일치하지 않을 때에 위험신호를 알리는 경보등과 경보음이 발생하는 것을 특징으로 하는 자동차용 경보장치.