KR20120119132A - 자동차 및 그 제어방법 - Google Patents

자동차 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20120119132A KR1020110036905A KR20110036905A KR20120119132A KR 20120119132 A KR20120119132 A KR 20120119132A KR 1020110036905 A KR1020110036905 A KR 1020110036905A KR 20110036905 A KR20110036905 A KR 20110036905A KR 20120119132 A KR20120119132 A KR 20120119132A
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여경희
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명의 자동차 및 그 제어방법은, 자동차 전진 또는 후진 코너링 주차시, 장애물과의 충돌위험을 사전에 방지하기 용이하도록, 본 발명은, 자동차 전진 또는 후진 코너링 시, 전방센서 및 후방센서로 장애물을 감지하는 주차보조시스템을 포함하고, 상기 주차보조시스템은, 상기 자동차의 수직축 방향에 대한 회전각속도를 검출하는 요레이트센서, 조향 핸들의 조향각을 검출하는 조향각센서 및 상기 회전각속도 및 상기 조향각을 기초로 안전운전제어의 실행여부를 판단하며, 상기 안전운전제어 실행 시 상기 전방센서와 상기 후방센서 중 적어도 하나를 동작시켜 상기 장애물을 감지하도록 제어하는 제어부를 포함하는 자동차를 제공한다.

Description

자동차 및 그 제어방법{A car and the control method}
본 발명은 자동차 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 전진 또는 후진 코너링 주차시, 장애물과의 충돌위험을 사전에 방지하기 용이한 자동차 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 주차보조시스템은 전, 후방에 각각 소정 개수의 센서가 장착된 경우, 전진시에는 전방에 장착된 전방센서를 동작시켜 장애물을 감지하며, 후진시에는 후방에 장착된 후방센서를 동작시켜 장애물을 감지한다.
이때, 자동차의 주차보조시스템은 후진시 전방센서를 작동시켜 전방 코너에 위치한 장애물과의 충돌을 방지하기 위함이다.
그러나, 전진시에는 후방코너센서가 작동되지 않아 사각지대의 장애물을 운전자가 인지하지 못할 경우, 범퍼의 측면이 장애물과 충돌활 수 있으며, 빠른 주행속도로 운전중이라면 운전자의 안전에 위협이 될 수 있다.
그러므로, 최근들어 주차보조시스템은 운전자가 위험을 인지하고 단시간에 차량을 감속하여 안전을 확보하고, 전진시 뒤쪽 범퍼 측면이 장애물과의 충돌 위험 발생시 경보를 발생시키기 위한 방안을 연구중에 있다.
본 발명의 목적은, 자동차 전진 또는 후진 코너링 주차시, 장애물과의 충돌위험을 사전에 방지하기 용이한 자동차 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명의 자동차는, 자동차 전진 또는 후진 코너링 시, 전방센서 및 후방센서로 장애물을 감지하는 주차보조시스템을 포함하고, 상기 주차보조시스템은, 상기 자동차의 수직축 방향에 대한 회전각속도를 검출하는 요레이트센서, 조향 핸들의 조향각을 검출하는 조향각센서 및 상기 회전각속도 및 상기 조향각을 기초로 안전운전제어의 실행여부를 판단하며, 상기 안전운전제어 실행 시 상기 전방센서와 상기 후방센서 중 적어도 하나를 동작시켜 상기 장애물을 감지하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 자동차 제어방법은, 자동차 전진 시, 요레이트 센서로부터 입력되는 회전각속도 및 조향각센서로부터 입력되는 조향각을 기초로 안전운전제어의 실행여부를 판단하는 단계, 상기 안전운전제어 실행 시, 상기 자동차의 주행속도가 설정속도 미만이면 전방센서 및 후방센서를 동작시켜 장애물을 감지하는 단계 및 상기 장애물 감지시, 경보를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 자동차 및 그 제어방법은, 자동차 전진 코너링 시 회전각속도 및 조향각을 기초로 오버스티어링 또는 언더스티어링 여부를 판단하여, 전방센서 및 후방센서를 동작시켜 코너에 근접한 장애물을 감지하여 경보를 발생시킴으로써, 운전자의 사각 지대에 위치한 장애물과의 충돌을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차를 간략하게 나타내는 간략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 구성을 나타내는 제어블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차를 간략하게 나타내는 간략도이다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 자동차의 전진(P_F)시 및 후진(P_B)시 전방센서(Fs)와 후방센서(Bs)가 감지하는 영역을 간략하게 나타낸다.
즉, 도 1(a)를 참조하면, 자동차는 전진(P_F)시, 전방센서(Fs)가 전방감지영역(Fa) 내에 위치한 장애물(미도시)를 감지하며, 후방센서(Bs)가 제1, 2 후방감지영역(Fb_1, Fb_2) 내에 위치한 장애물(미도시)를 감지하여 제어부(100)로 감지결과를 전달한다.
여기서, 제어부(100)는 자동차의 진행 방향 및 주행 속도를 판단하여, 전진(P_F) 코너링 시 언더스티어링(understeering) 또는 오버스티어링(oversteering) 여부에 따라 전방센서(Fs) 및 후방센서(Bs)를 동작시켜, 전방에 위치한 장애물을 감지하도록 하며, 전방센서(Fs) 및 후방센서(Bs)의 감지결과에 따라 운전자가 인식하도록 경보를 발생시킨다.
그리고, 도 1(b)를 참조하면, 자동차는 후진(P_B)시 전방센서(Fs)가 제1, 2 전방감지영역(Fa_1, Fa_2) 내에 위치한 장애물(미도시)를 감지하며, 후방센서(Bs)가 후방감지영역(Ba) 내에 위치한 장애물(미도시)를 감지하여 제어부(100)로 감지결과를 전달한다.
여기서, 제어부(100)는 도 1(a)에서 설명한 바와 같이 동작할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 구성을 나타내는 제어블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 자동차는, 전방센서(Fs), 후방센서(Bs), 요레이트센서(12), 조향각센서(14), 액추에이터부(112), 경보발생부(114), 속도감지부(116), 기어감지부(118) 및 제어부(100)를 포함한다.
전방센서(Fs)는 자동차의 앞 범퍼(미도시)에 장착되며, 제1 내지 제4 전방센서(Fs_1 ~ Fs_4)를 포함한다.
여기서, 제1, 2 전방센서(Fs_1, Fs_2)는 상기 앞 범퍼의 양측 가장자리에 장착되며, 제3, 4 전방센서(Fs_3, Fs_4)는 제1, 2 전방센서(Fs_1, Fs_2) 사이에 장착된다.
제1 내지 제4 전방센서(Fs_1, Fs_2, Fs_3, Fs_4)는 제어부(100)의 제어에 따라 동작하여 각각 제1 내지 제4 전방감지영역(미도시) 내에 위치한 장애물(미도시)을 감지한다.
후방센서(Bs)는 자동차의 뒷 범퍼(미도시)에 장착되며, 제1 내지 제4 후방센서(Bs_1 ~ Bs_4)를 포함한다.
여기서, 제1, 2 후방센서(Bs_1, Bs_2)는 상기 뒷 범퍼의 양측 가장자리에 장착되며, 제3, 4 후방센서(Bs_3, Bs_4)는 제1, 2 후방센서(Bs_1, Bs_2) 사이에 장착된다.
제1 내지 제4 후방센서(Bs_1, Bs_2, Bs_3, Bs_4)는 제어부(100)의 제어에 따라 동작하여 각각 제1 내지 제4 후방감지영역(미도시) 내에 위치한 장애물(미도시)을 감지한다.
요레이트센서(12)는 자동차의 전진(P_F) 또는 후진(P_B)시, 수직축 방향에 대한 회전각속도(d1)을 검출한다.
즉, 요레이트센서(12)는 자동차가 수직축 방향을 기준으로 코너링할때 내부의 프레이트 포크(미도시)가 진동 변화를 일으키면서 회전각속도(d1)를 검출하게 된다.
조향각센서(14)는 조향 핸들(미도시)의 조향각(d2)을 검출한다.
즉, 조향각센서(14)는 상기 조향 핸들의 핸들링에 의해 회전각도를 산출한 조향각(d2)을 검출한다.
액추에이터부(112)는 제어부(100)의 제어에 따라 자동차의 주행속도를 증속 또는 감속할 수 있도록 하는 브레이크 시스템이다.
또한, 경보발생부(114)는 제어부(100)의 제어에 따라 경보음 또는 경보램프를 발생시켜, 운전자에게 상기 장애물의 근접여부를 알려준다.
속도감지부(116)는 자동차의 주행속도(v)를 감지하며, 기어감지부(118)는 기어위치(g)를 감지한다.
제어부(100)는 전방센서(Fs) 및 후방센서(Bs)를 동작시키며, 장애물의 감지여부에 따라 감지신호(s)를 출력하는 센서구동부(102), 요레이트센서(12)과 조향각센서(14)로부터 검출된 회전각속도(d1) 및 조향각(d2)을 기초로 언더스티어링(understeering) 또는 오버스티어링(oversteering) 여부를 판단하여 판단신호(d3)를 출력하는 조향계산부(104) 및 판단신호(d3)에 따라 안전운전제어의 실행여부를 결정하고 감지신호(s)에 따라 경보발생부(114) 및 액추에이터부(112)를 제어하는 컨트롤부(116)를 포함한다.
즉, 조향계산부(104)는 회전각속도(d1) 및 조향각(d2)을 기초로 언더스티어링(understeering) 또는 오버스티어링(oversteering)이면, 판단신호(d3)를 컨트롤부(106)으로 출력한다.
이때, 상기 언더스티어링(understeering)은 정상적으로 원을 선회할 경우 조향각(d2)을 일정하게 하거나, 선회 반지름을 일정하게 한 정상 주행에서 뒷바퀴에 발생하는 회전각속도(d1)가 증가하는 경우 차체에 원심력이 작용하기 때문에 자동차가 바깥쪽으로 나가게되어 선회 반지름이 커지는 경향을 말한다.
그리고, 상기 오버스티어링(oversteering)은 정상적으로 원을 선회할 경우 조향각(d2)을 일정하게 하거나, 선회 반지름을 일정하게 한 정상 주행에서 주행속도가 증가하고 선회 반지름이 일정하게 달리면 조향각(d2)을 되돌리지 않으면 선회를 계속할 수 없게된다. 이때 회전각속도(d1)의 증가에 따라 일정한 선회 반지름에서 조향각을 감소하는 경향을 말한다.
컨트롤부(106)는 기어감지부(118)로부터 감지된 기어위치(g)에 따라 전진(P_F). 후진(P_B) 및 정차(미도시) 여부를 판단한다.
이때, 컨트롤부(106)는 기어위치(g)가 후진(P_B)인 경우, 센서구동부(102)를 제어하여, 후방센서(Bs) 및 제1, 2 전방센서(Fs_1, Fs_2)가 동작되어 장애물을 감지하도록 한다.
컨트롤부(106)는 센서구동부(102)로부터 감지신호(s)가 입력되면 경보발생부(114)를 동작시켜 경보를 발생시킨다.
여기서, 컨트롤부(106)는 후진(P_B) 코너링 시에만 센서구동부(102)를 제어하여 제1, 2 전방센서(Fs_1, Fs_2)와 후방센서(Bs)를 동작시킬 수 있으며, 직진 후진(P_B) 시에 후방센서(Bs)만 동작시킬 수 있을 것이다.
또한, 컨트롤부(106)는 기어위치(g)가 전진(P_F)인 경우 조향계산부(104)로부터 입력되는 판단신호(d3)를 통하여 언더스티어링(understeering) 또는 오버스티어링(oversteering)인지 확인한다.
이때, 컨트롤부(106)는 언더스티어링(understeering) 또는 오버스티어링(oversteering)이면 상기 안전제어운전을 실행하며, 속도감지부(116)로부터 주행속도(v)를 입력받아 설정 속도와 비교한다.
여기서, 컨트롤부(106)는 주행속도(v)가 상기 설정 속도 이상이면 액추에이터부(112)로 제1 제어신호(sc_1)를 전달하여 주행속도(v)가 상기 설정 속도 미만으로 유지되도록 제어한다.
이후, 컨트롤부(106)는 센서구동부(102)를 제어하여 전방센서(Fs) 및 제1, 2 후방센서(Bs_1, Bs_2)를 동작시킨다.
즉, 컨트롤부(106)는 전진(P_F) 코너링 시 언더스티어링(understeering) 또는 오버스티어링(oversteering)에 의해 자동차의 뒷 범퍼 사각지대에 위치한 장애물을 감지하기 위하여 뒷 범퍼에 위치한 제1, 2 후방센서(Bs_1, Bs_2)를 동작시킨다.
그리고, 컨트롤부(106)는 센서구동부(102)로부터 입력되는 감지신호(s)에 따라 경보발생부(114)로 제2 제어신호(sc_2)를 전달하여 경보가 발생되도록 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 자동차는 기어 위치를 감지하고(S100), 상기 기어 위치에 따라 자동차의 전진 또는 후진 여부를 판단한다(S102).
즉, 제어부(100)는 운전자에 의해 동작하는 기어의 기어위치(g)를 기어감지부(118)로부터 전달받고, 기어위치(g)를 통하여 전진 또는 후진인지 판단한다.
(S102) 단계의 판단결과 자동차 전진시, 요레이트 센서로부터 입력되는 회전각속도 및 조향각센서로부터 입력되는 조향각을 기초로 안전운전제어의 실행여부를 판단한다(S104).
즉, 제어부(100)는 기어위치(g)가 D, L1, L2 중 하나이면, 전진(P_F) 인 것으로 판단하며, 요레이트 센서(12) 및 조향각센서(14)를 동작시켜 검출된 회전각속도(d1) 및 조향각(d2)을 전달받는다.
이후, 제어부(100)는 회전각속도(d1) 및 조향각(d2)을 기초로 언더스티어링(understeering) 또는 오버스티어링(oversteering) 인지 확인한 후, 언더스티어링(understeering) 또는 오버스티어링(oversteering) 이면 안전운전제어를 실행한다.
상기 안전운전제어 실행 시, 상기 자동차의 주행속도가 설정속도 미만인지 판단하고(S106), 상기 주행속도가 상기 설정속도 이상이면 액추에이터부를 제어하여 상기 주행속도를 상기 설정속도 미만으로 낮아지도록 한다(S108).
즉, 제어부(100)는 상기 안전운전제어 실행 시, 속도감지부(116)를 제어하여 주행속도(v)을 감지하도록 한다.
이후, 제어부(100)는 속도감지부(116)에서 감지된 주행속도(v)와 설정 속도를 비교하여, 주행속도(v)가 상기 설정 속도이상이면, 액추에이터부(112)로 제1 제어신호(sc_1)를 전달하여, 주행속도(v)가 상기 설정 속도미만으로 낮아지도록 제어한다.
(S106) 단계 및 (S108) 단계 이후, 상기 주행속도가 상기 설정속도 미만이면 전방센서 및 제1, 2 후방센서를 동작시켜 장애물을 감지하며(S110), 상기 장애물 감지시 경보를 발생시킨다(S112).
즉, 제어부(100)는 주행속도(v)가 상기 설정속도 미만이면 전방센서(Fs) 중 전방센서(Fs) 및 후방센서(Bs) 중 제1, 2 후방센서(Ba_1, Ba_2)를 동작시켜, 전방감지영역(Fa) 및 제1, 2 후방감지영역(Ba_1, Ba_2) 내에 위치한 장애물을 감지하도록 제어한다.
이후, 제어부(100)는 전방센서(Fs) 및 제1, 2 후방센서(Ba_1, Ba_2) 중 적어도 하나에서 장애물을 감지하면, 경보발생부(114)로 제2 제어신호(sc_2)를 전달하여 경보가 발생되도록 제어한다.
(S102) 단계의 판단결과 자동차 후진시, 제1, 2 전방센서 및 후방센서를 동작시켜 장애물을 감지한다(S114).
즉, 제어부(100)는 기어위치(g)가 "R" 이면, 후진(P_B) 인 것으로 판단하며, 전방센서(Fs) 중 제1, 2 전방센서(Fs_1, Fs_2) 및 후방센서(Bs)를 동작시켜, 제1, 2 전방감지영역(Fa_1, Fa_2) 및 후방감지영역(Ba) 내에 위치한 장애물을 감지하도록 제어한다.
그리고, 제어부(100)는 상기 장애물이 감지되면 경보를 발생시킨다.
또한, (S104) 단계의 판단결과, 상기 안전운전제어가 실행되지 않으면 전방센서만 구동시켜 장애물을 감지하도록 제어한다(S116).
즉, 제어부(100)는 상기 안전운전제어가 아니면, 전방센서(Fs)만 구동시킨 후 장애물을 감지하도록 제어한다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (8)

  1. 자동차 전진 또는 후진 코너링 시, 전방센서 및 후방센서로 장애물을 감지하는 주차보조시스템을 포함하고,
    상기 주차보조시스템은,
    상기 자동차의 수직축 방향에 대한 회전각속도를 검출하는 요레이트센서;
    조향 핸들의 조향각을 검출하는 조향각센서; 및
    상기 회전각속도 및 상기 조향각을 기초로 안전운전제어의 실행여부를 판단하며, 상기 안전운전제어 실행 시 상기 전방센서와 상기 후방센서 중 적어도 하나를 동작시켜 상기 장애물을 감지하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 자동차.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기어위치를 감지하는 기어감지부;
    상기 자동차의 주행속도를 감지하는 속도감지부; 및
    상기 주행속도를 증속 또는 감속시키는 액추에이터부;를 포함하는 자동차.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기어위치에 따라 상기 자동차의 전진 또는 후진 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전방센서는, 제1, 2 전방센서 및 상기 제1, 2 정면센서 사이에 위치하는 제3, 4 전방센서를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 자동차 후진시, 상기 제1, 2 전방센서 및 상기 후방센서를 동작시키는 것을 특징으로 하는 자동차.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 후방센서는, 제1, 2 후방센서 및 상기 제1, 2 후방센서 사이에 위치하는 제3, 4 후방센서를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 자동차 전진시 상기 안전운전제어를 실행하면, 상기 전방센서 및 상기 제1, 2 후방센서를 동작시키는 것을 특징으로 하는 자동차.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 회전각속도 및 상기 조향각을 기초로 언더스티어링(understeering) 또는 오버스티어링(oversteering)이면 상기 안전운전제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 안전운전제어 실행시, 상기 주행속도가 설정속도 미만으로 유지되도록 상기 액추에이터부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  8. 제 1 항에 있어서,
    경보를 발생시키는 경보발생부;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 전방센서 및 상기 후방센서 중 적어도 하나에서 상기 장애물 감지시, 상기 경보발생부에서 상기 경보가 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180063573A (ko) * 2016-12-02 2018-06-12 현대자동차주식회사 주차 경로 생성 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법

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