KR20120052479A - 차량의 충돌 경고 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

차량의 충돌 경고 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 충돌 시 선행 차량에 충돌 위험을 경고하는 차량의 충돌 경고 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 충돌 위험도에 따라 단계적으로 경고 및 제동 제어를 수행하는 자차 대응방안과 함께 선행 차량의 운전자가 충돌 위험을 인지할 수 있도록 단계적으로 경고하여 차량 충돌 시, 선행 차량의 운전자가 충돌에 대비할 수 있도록 함으로써 선행 차량의 운전자가 받는 피해를 최대한으로 줄일 수 있다.

Description

차량의 충돌 경고 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS FOR WARNING COLLISION OF VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 충돌 경고 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 충돌 시 선행 차량에 충돌 위험을 경고하는 차량의 충돌 경고 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 주행중 운전자의 전방 주시 소홀이나 선행 차량의 급정거 등에 의해 선행 차량과의 충돌 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 충돌 사고를 줄이기 위해 차량에 레이더 등을 설치하여 선행 차량과의 거리 및 상대 속도를 감지하여 선행 차량과의 충돌 위험도를 판단하고, 충돌 위험도에 따라 운전자에게 충돌 위험을 경고하거나 필요한 경우 자동 제동을 수행함으로써 충돌 이전에 차량 및 운전자의 피해를 최소화하는 프리 크래쉬(Pre-Crash) 시스템이 개발되었다.
프리 크래쉬 시스템은 충돌 이전에 자차의 피해 경감을 위하여 자동 제동을 수행하고, 운전자의 피해를 줄이기 위하여 안전벨트를 당겨주는 것과 같은 추가적인 기능도 구비하고 있다.
그러나, 이러한 프리 크래쉬 시스템은 차량의 파손이나 자차 운전자의 피해는 최소화할 수 있지만, 사고에 대비하지 못한 선행 차량의 운전자에 대하여는 충돌 이전에 대비책이 전혀 제공되지 않아 차량 충돌 시 받는 충격이 매우 크다.
본 발명은 충돌 위험도에 따라 단계적으로 경고 및 제동 제어를 수행하는 자차 대응방안과 함께, 선행 차량의 운전자가 충돌 위험을 인지하도록 경고할 수 있는 차량의 충돌 경고 장치 및 그 제어 방법을 제시하고자 한다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 경고 장치는, 자차와 선행 차량과의 거리 및 상대 속도를 검출하는 전방 감지센서; 자차의 차량 속도, 조향각, 요 레이트, 횡 가속도를 검출하는 복수의 차량 센서; 전방 감지센서와 복수의 차량 센서로부터 전달된 센서 정보를 입력받아 자차와 선행 차량과의 충돌 위험도를 판단하고, 판단된 충돌 위험도에 따라 자차와 선행 차량 모두에 충돌 경고를 수행하도록 제어하는 전자 제어 유닛; 전자 제어 유닛의 경고 신호에 따라 자차와 선행 차량 모두에 충돌 위험을 단계적으로 경고하는 경고부를 포함한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 경고 장치는, 자차에 제동력을 발생하는 브레이크부를 더 포함하고, 전자 제어 유닛은 판단된 충돌 위험도에 따라 자차에 대하여 경고 출력과 함께 자동 제동을 수행하도록 브레이크부의 제동력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
경고부는 자차에 대하여 경고 메시지나 경고음을 출력하고, 이와 함께 진동을 출력하는 것을 특징으로 한다.
경고부는 선행 차량에 대하여 판단된 충돌 위험도에 따라 전조등과 경적을 출력하여 충돌 위험을 단계적으로 경고하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 경고 제어 방법은, 자차와 선행 차량과의 거리 및 상대 속도를 검출하는 단계; 자차의 차량 속도, 조향각, 요 레이트, 횡 가속도를 검출하는 단계: 검출된 센서 정보에 따라 자차와 선행 차량과의 충돌 위험도를 판단하는 단계; 판단된 충돌 위험도에 따라 자차와 선행 차량 모두에 충돌 위험을 단계적으로 경고하는 단계를 포함한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 충돌 위험도에 따라 단계적으로 경고 및 제동 제어를 수행하는 자차 대응방안과 함께 선행 차량의 운전자가 충돌 위험을 인지할 수 있도록 단계적으로 경고하여 차량 충돌 시, 선행 차량의 운전자가 충돌에 대비할 수 있도록 함으로써 선행 차량의 운전자가 받는 피해를 최대한으로 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 경고 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 경고 제어 방법을 나타낸 동작 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 위험도에 따른 경고 출력 그래프이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 경고 장치의 블록 구성도이다.
도 1에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 경고 장치는, 감지부(10), 전자 제어 유닛(20), 브레이크부(30) 및 경고부(40)를 포함한다.
감지부(10)는 차량의 각종 센서 정보를 감지하는 것으로, 전방 감지센서(11), 차량 속도센서(12), 조향각 센서(13), 요 레이트 센서(14), 횡 가속도센서(15), 가속 페달 센서(16), 브레이크 페달 센서(17)를 포함한다.
전방 감지센서(11)는 차량의 전방에 설치되며, 레이더(Radar)나 카메라 등 다양한 공지의 센서들로 구성되어, 자차(自車)와 선행 차량과의 거리, 자차(自車)와 선행 차량과의 상대 속도 및 상대 가속도를 감지하여 전자 제어 유닛(20)에 전달한다.
차량 속도센서(12)는 차량의 휠(FL, RR, RL, FR)에 각각 설치되어 휠(FL, RR, RL, FR)의 속도에 따른 차량의 종방향 속도를 검출하여 전자 제어 유닛(20)에 전달한다.
조향각 센서(13; Steering Angle Sensor)는 차량의 조향 정도를 검출하여 전자 제어 유닛(20)에 전달한다.
조향각 센서(13)는 스티어링 휠 하단 부위에 장착되며, 핸들을 조향하고 차량이 회전(Yaw)하였을 때 핸들이 운전자가 동작시킨 만큼 조향되었는지 핸들의 조향각을 검출한다. 조향각 센서(13)는 핸들의 조향 속도, 조향 방향도 검출한다.
조향각 센서(13)는 광소자 방식으로 조향 시 센서의 슬리트 판이 회전하면서 광소자의 빛을 통과하거나 차단되면서 전압의 변화가 생기고 이것을 전자 제어 유닛(200)에서 전달받아 핸들의 조향 속도, 조향 방향 및 조향각을 검출한다.
요 레이트 센서(14)는 차량의 요 레이트(선회 속도)를 검출하여 전자 제어 유닛(20)에 전달한다.
요 레이트 센서(14)는 차량이 수직축을 기준으로 회전할 때, 즉 Z축 방향을 기준으로 회전할 때 내부의 프레이트 포크가 진동 변화를 일으키면서 전자적으로 차량의 요 모멘트를 검출한다. 여기서 요 모멘트는 차체의 앞뒤가 좌우측 또는 선회할 때 안쪽 바깥쪽 차륜 쪽으로 이동하려는 힘이다.
요 레이트 센서(14)는 내부에 셀슘 크리스탈 소자가 있어 이 소자가 차량이 움직이면서 회전을 하게 되면 소자 자체가 회전을 하면서 전압을 발생하는 구조로 되어 있다.
횡 가속도센서(15)는 2축 가속도 센서로, 차량 주행 중 차량이 옆 방향으로 밀려나려고 하는 힘의 가속도인 차량의 횡 가속도(Lateral-G)를 검출하여 전자 제어 유닛(20)에 전달한다.
가속 페달 센서(16)는 가속 페달의 동작 여부를 감지하여 전자 제어 유닛(20)에 전달한다.
브레이크 페달 센서(17)는 운전자의 제동 의지에 따라 변경되는 브레이크 페달의 동작 여부를 감지하여 전자 제어 유닛(20)에 전달한다.
전자 제어 유닛(20)은 감지부(10)로부터 전달된 각종 센서 정보를 입력받아 자차와 선행 차량과의 상대 속도 및 상대 거리에 기초한 충돌 위험도를 판단하고, 판단된 충돌 위험도에 따라 자차에 대하여 단계적으로 충돌 경고 및 자동 제동을 수행하도록 제어한다.
또한, 전자 제어 유닛(20)은 판단된 충돌 위험도에 대응하는 브레이크 어시스트 양을 결정하고, 결정된 브레이크 어시스트 양에 기초하여 브레이크부(30)의 제동력을 제어한다.
이러한 자차 대응 방안과 함께, 전자 제어 유닛(20)은 선행 차량의 운전자가 충돌 위험을 인지할 수 있도록 충돌 위험도에 따라 선행 차량에 대하여 단계적으로 충돌 경고를 수행하도록 제어한다.
브레이크부(30)는 전자 제어 유닛(20)으로부터 출력되는 제동 신호에 따라 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 제어하여 차량의 충돌을 예방하도록 제동력을 발생한다.
경고부(40)는 전자 제어 유닛(20)으로부터 출력되는 경고 신호에 따라 자차와 선행 차량 모두에 대하여 단계적으로 충돌 위험을 경고한다.
보다 구체적으로 설명하면, 경고부(40)는 자차에 대하여 경고 메시지나 경고음을 출력하고, 경고 메시지나 경고음의 출력과 함께 진동을 통해 자차 운전자가 충돌 위험을 인지할 수 있도록 경고해준다.
또한, 경고부(40)는 선행 차량에 대하여 충돌 위험도에 따라 전조등이나 경적을 통해 선행 차량의 운전자가 충돌 위험을 인지할 수 있도록 단계적으로 경고해준다.
이하, 상기와 같이 구성된 차량의 충돌 경고 장치 및 그 제어 방법의 동작 과정 및 작용 효과를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 경고 제어 방법을 나타낸 동작 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 충돌 위험도에 따른 경고 출력 그래프이다.
도 2에서, 차량이 주행하는 상태에서(100), 차량의 전방에 설치된 레이더나 카메라 등의 전방 감지센서(11)를 이용하여 자차(自車)와 선행 차량과의 거리, 자차(自車)와 선행 차량과의 상대 속도 및 상대 가속도를 감지하여 전자 제어 유닛(20)에 전달한다.
또한, 차량 속도센서(12), 조향각 센서(13), 요 레이트 센서(14), 횡 가속도센서(15)는 차량의 종방향 속도, 차량의 조향각, 차량의 요 레이트(선회 속도), 차량의 횡 가속도(Lateral-G)를 각각 검출하여 전자 제어 유닛(20)에 전달한다(102).
따라서, 전자 제어 유닛(20)은 전달된 각종 센서 정보를 입력받아 자차와 선행 차량과의 상대 속도 및 상대 거리에 기초한 충돌 위험도를 판단한다(104). 이때 상대 속도 및 상대 거리에 기초한 충돌 위험도의 레벨은 전자 제어 유닛(20)에 미리 설정되어 있다.
단계 104의 판단 결과, 전자 제어 유닛(20)은 충돌 위험도가 1단계인가를 판단하여(106), 1단계인 경우 전자 제어 유닛(20)은 충돌 위험이 적은 단계라고 판단하고, 자차와 선행 차량 모두에 대하여 충돌 위험을 경고하도록 1단계 경고 신호를 경고부(40)에 출력한다.
따라서, 경고부(40)는 전자 제어 유닛(20)으로부터 출력되는 1단계 경고 신호에 따라 도 3에 도시한 바와 같이, 자차에 대하여 경고 메시지나 경고음을 출력하고, 경고 메시지나 경고음의 출력과 함께 진동을 출력하여 충돌 위험을 경고해준다(108). 이에 자차 운전자는 충돌 위험을 인지하고, 가속 페달을 해제하거나 브레이크 페달을 밟는 등 충돌을 예방할 수 있도록 대비하게 된다.
이와 함께, 경고부(40)는 전자 제어 유닛(20)으로부터 출력되는 1단계 경고 신호에 따라 도 3에 도시한 바와 같이, 전조등을 표시하여 선행 차량의 운전자에게 충돌 위험을 경고해준다(110). 이에 선행 차량의 운전자는 후방을 확인하여 충돌 위험을 인지하고, 충돌을 회피할 수 있도록 대비하게 된다.
이어서, 전자 제어 유닛(20)은 충돌 위험도가 2단계인가를 판단하여(112), 2단계인 경우 전자 제어 유닛(20)은 충돌 위험이 높은 단계라고 판단하고, 자차와 선행 차량 모두에 대하여 충돌 위험을 경고하도록 2단계 경고 신호를 경고부(40)에 출력함과 동시에 브레이크부(30)에 제동 신호를 출력한다(114).
따라서, 브레이크부(30)는 전자 제어 유닛(20)으로부터 출력되는 제동 신호에 따라 차량의 충돌을 예방하도록 자차에 대하여 제동력을 발생한다.
제동력 발생에 따른 차량 감속도의 제어 동작은 도 3에서 보듯이, 자차와 선행 차량과의 상대 거리가 0.3g의 감속도로 유지(구간 A)되도록 브레이크부(30)를 자동 제어(Pre Braking)함으로써 차량의 제동력을 제어한다.
그리고 0.3g의 감속도로 자동 제동 상태에서, 운전자에 의해 선행 차량과의 충돌이 불가피하다고 판단되어 브레이크 페달이 가압(Driver's Braking)된 경우, 충돌 위험도에 대응하는 브레이크 어시스트 양을 실시간으로 어댑티브하게 결정하고, 결정된 브레이크 어시스트 양에 대응하는 감속도로 유지(구간 B)되도록 브레이크부(30)의 제동을 제어한다.
그리고, 경고부(40)는 전자 제어 유닛(20)으로부터 출력되는 2단계 경고 신호에 따라 도 3에 도시한 바와 같이, 전조등을 표시하고 경적을 출력하여 선행 차량의 운전자에게 충돌 위험이 높은 상태임을 경고해준다(116). 이에 선행 차량의 운전자는 후방을 확인하여 충돌 위험을 인지하고, 충돌을 빠르게 회피할 수 있도록 대비하게 된다.
이렇게 함으로써 차량의 충돌 이전에 자차 대응 방안과 함께, 선행 차량의 운전자가 충돌에 대비할 수 있도록 함으로써 실제 운전자의 상해 정도는 크게 경감될 수 있으며, 충돌 위험이 적은 시점에서는 전조등만을 이용하여 충돌을 회피할 수 있도록 함으로써 운전자의 거부감을 줄일 수 있게 된다.
10 : 감지부 11 : 전방 감지센서
12 : 차량 속도센서 13 : 조향각 센서
14 : 요 레이트 센서 15 : 횡 가속도센서
16 : 가속 페달 센서 17 : 브레이크 페달 센서
20 : 전자 제어 유닛 30 : 브레이크부
40 : 경고부

Claims (5)

  1. 자차와 선행 차량과의 거리 및 상대 속도를 검출하는 전방 감지센서;
    상기 자차의 차량 속도, 조향각, 요 레이트, 횡 가속도를 검출하는 복수의 차량 센서;
    상기 전방 감지센서와 상기 복수의 차량 센서로부터 전달된 센서 정보를 입력받아 상기 자차와 선행 차량과의 충돌 위험도를 판단하고, 상기 판단된 충돌 위험도에 따라 상기 자차와 선행 차량 모두에 충돌 경고를 수행하도록 제어하는 전자 제어 유닛;
    상기 전자 제어 유닛의 경고 신호에 따라 상기 자차와 선행 차량 모두에 충돌 위험을 단계적으로 경고하는 경고부를 포함하는 차량의 충돌 경고 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자차에 제동력을 발생하는 브레이크부를 더 포함하고,
    상기 전자 제어 유닛은 상기 판단된 충돌 위험도에 따라 상기 자차에 대하여 경고 출력과 함께 자동 제동을 수행하도록 상기 브레이크부의 제동력을 제어하는 차량의 충돌 경고 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경고부는 상기 자차에 대하여 경고 메시지나 경고음을 출력하고, 이와 함께 진동을 출력하는 차량의 충돌 경고 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경고부는 상기 선행 차량에 대하여 상기 판단된 충돌 위험도에 따라 전조등과 경적을 출력하여 충돌 위험을 단계적으로 경고하는 차량의 충돌 경고 장치.
  5. 자차와 선행 차량과의 거리 및 상대 속도를 검출하는 단계;
    상기 자차의 차량 속도, 조향각, 요 레이트, 횡 가속도를 검출하는 단계:
    상기 검출된 센서 정보에 따라 상기 자차와 선행 차량과의 충돌 위험도를 판단하는 단계;
    상기 판단된 충돌 위험도에 따라 상기 자차와 선행 차량 모두에 충돌 위험을 단계적으로 경고하는 단계를 포함하는 차량의 충돌 경고 제어 방법.
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