KR100232456B1 - Satety driving system of a vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주행중 주기적으로 차속에 대한 브레이크성능을 관측하고 관측된 데이타에 의거 브레이크의 이상을 검출하여 알려줌과 동시에 선행 차량과의 추돌을 회피할 수 있도록 하는 브레이크 작동성능 모니터링과 레이더가 결합된 자동차의 안전주행장치에 관한 것이다.The present invention periodically monitors the brake performance while driving and detects and reports brake abnormalities based on the observed data, and at the same time monitors the braking performance of the vehicle combined with radar to avoid collision with the preceding vehicle. It relates to a safety driving device.

종래에는 브레이크의 패드가 마모되거나 디스크에 이상이 있을 경우 운전자가 감지할 수 없을 정도로 서서히 브레이크 성능이 떨어지다가 위험상황이 도달했을 때 미처 대처하지 못하여 사고가 유발되는 경우가 많은 문제점이 있었다.Conventionally, when the pad of the brake is worn or there is a problem with the disk, the brake performance is gradually lowered so that the driver cannot detect the accident, and when the dangerous situation is reached, there is a problem that many accidents are caused.

본 발명은 브레이크페달의 답력을 감지하는 압력센서(10)와 주행속도를 감지하는 차속센서(12), 주행차선과 옆차선의 선행차량/교행차량간 거리를 감지하는 거리감지센서(14)를 연산기능이 구비된 콘트롤유니트(16)의 입력단에 연결하고, 또한 상기 콘트롤유니트(16)에는 브레이크작동시 단위시간마다 차속과 브레이크답력에 따른 감속비가 저장되는 메모리(18)를 연결하는 새로이 감지되는 감속비가 기존 감속비와 급격한 변화가 있을 때 작동되는 브레이크이상경보장치(20)와 조향구동액츄에이터(22)를 연결한 발명임.The present invention provides a pressure sensor 10 for detecting the pedal force of the brake pedal and a vehicle speed sensor 12 for detecting the driving speed, and a distance sensor 14 for detecting the distance between the preceding vehicle and the crossing vehicle of the driving lane and the side lane. It is connected to the input terminal of the control unit 16 is provided with a calculation function, and the control unit 16 is newly detected that connects the memory 18, which stores the deceleration ratio according to the vehicle speed and the brake response every unit time when the brake is operated. It is an invention in which the brake abnormality warning device 20 and the steering drive actuator 22 are connected when the reduction gear ratio is suddenly changed from the existing reduction gear ratio.

Description

자동차의 안전주행장치Vehicle safety device

본 발명은 주행중 선행 차량과의 추돌을 방지하기 위한 안전주행장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행중 주기적으로 차속에 대한 브레이크성능을 관측하고 관측된 데이타에 의거 브레이크의 이상을 검출하여 알려줌과 동시에 선행 차량과의 추돌을 회피할 수 있도록 하는 브레이크 작동성능 모니터링과 레이더가 결합된 자동차의 안전주행장치에 관한 것이다.The present invention relates to a safety driving device for preventing a collision with a preceding vehicle while driving. More particularly, the present invention relates to a safety driving device that periodically observes braking performance of a vehicle speed while driving and detects and reports a brake abnormality based on the observed data. The present invention relates to a safety driving device of a vehicle in which brake actuation performance monitoring and a radar are combined to avoid a collision with a vehicle.

일반적으로 자동차에는 자동차의 주행속도를 조절하기 위한 수단으로 브레이크 장치와 가속페달 및 밋션 드라이브 장치 등이 구성되어 있다.BACKGROUND ART In general, a vehicle includes a brake device, an accelerator pedal, and a mission drive device as a means for adjusting a driving speed of a vehicle.

이중 브레이크장치는 운행중인 자동차의 속도를 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차상태를 유지시키기 위해 사용하는 것으로, 보통 운전자의 조작력을 링크나 유압을 이용하여 증대시켜 전달하는 조작기구와 그 힘을 받아 마찰력을 이용하여 제동작용을 하는 마찰식 브레이크가 많이 사용되고 있다.The dual brake system is used to reduce or stop the speed of a running car and maintain the parking condition. Usually, the driving mechanism increases the driver's operating force by using a link or hydraulic pressure, and the friction mechanism is applied by the force. Many friction brakes are used for braking.

제동력을 발생하는 부분은 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 나뉘어지는데, 드럼식 브레이크는 마스터실린더에서 보내오는 유압을 받아 브레이크 슈를 좌우로 밀어 벌려서 브레이크 드럼에 압착하여 제동하도록 되어 있고, 디스크 브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 디스크를 제동 패드가 양쪽에서 유압에 의해 밀어 붙여 제동하도록 되어 있다.The brake generating part is divided into a drum brake and a disc brake. The drum brake receives hydraulic pressure from the master cylinder and pushes the brake shoes to the left and right to compress and brake the brake drum. Braking pads are pushed by hydraulic pressure on both sides to rotate the disk.

마찰 부분에는 드럼식 브레이크인 경우 석면에 황동, 납, 아연선 등을 심으로 하여 실로 하고 그것을 편직해서 광식물유, 합성수지 등을 침투시킨 후 가열 성형하거나 단섬유의 석면을 합성수지, 고무재 등의 결합제와 함께 고온, 고압하에서 성형한 브레이크 라이닝이나 아스베스트와 레진의 혼합소성재로 소량의 금속분 등이 포함되어 있는 제동 패드가 사용되며, 패드의 디스크와의 마찰면에는 홈이 파여 있어서 사용한도의 점등 등에 이용되도록 하고 있음과 아울러 마모상태를 점검할 수 있도록 캘리퍼에 점검구멍이 있다.In the case of drum type brakes, asbestos is made of brass, lead, zinc wire, etc. on the asbestos, and it is knitted and infiltrated with mineral oil, synthetic resin, etc., and heat-molded. In addition, brake pads are molded at high temperature and high pressure, and brake pads containing a small amount of metal powder are used as mixed materials of asbestos and resin. In addition to being used, the caliper has a check hole to check for wear.

그러나 브레이크의 패드가 마모되거나 디스크에 이상이 있을 경우 운전자가 감지할 수 없을 정도로 서서히 브레이크 성능이 떨어지다가 위험상황이 도달했을 경우 운전자가 미처 대처하지 못하여 사고가 유발되는 경우가 많은 문제점이 있었다.However, when the pad of the brake is worn or the disk has an abnormality, the brake performance gradually drops so that the driver cannot detect it, and when the dangerous situation is reached, the driver cannot cope with the accident and causes an accident.

그리하여 현재 세계각국의 자동차 메이커들이 연구수행하고 있는 자동차 추돌/충돌 회피시스템에서도 브레이크의 선형적이고 예측될 수 있는 성능을 가정하고 개발 중이므로 브레이크의 작동성능 모니터링, 마모도 측정, 디스크 이상 등을 알아내는 것은 향후 고안전도 차량 개발에 있어 매우 중요한 항목이다.Therefore, in the automobile crash / collision avoidance system currently being researched by automobile manufacturers around the world, the brakes are being developed under the assumption of linear and predictable performance of brakes. It is a very important item in the development of high safety vehicles.

본 발명은 상기한 바와 같은 사정을 감안하여 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 운전자가 브레이크페달을 밟는 답력, 브레이크 작동시의 순간속도, 브레이크가 작동된 후의 감속도, 자동차용 레이더에서 들어온 선행 차량들과의 거리 및 상대속도의 데이터를 취득하고, 이를 특정 시간동안 계속 반복적으로 업그레이드하여 유동적인 데이터 축적을 한 다음 미리 입력되어 있는 답력/속도/감속도의 데이터와 비교하여 그 변화량이 급격할 경우 브레이크시스템에 이상이 있다는 경보를 울리고 자동차 레이더에 들어온 거리 및 상대속도 분석 결과 선행 차량이 추돌 위험 가능 거리에 있을 경우에는 조향조작을 통하여 추돌을 회피할 수 있도록 된 자동차의 안전주행장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has been made in order to improve the conventional problems. When the distance and relative speed data with the field is acquired, and it is continuously upgraded for a certain time, and the data is accumulated repeatedly and then the change amount is sharp compared with the pre-entered data of the step force / speed / deceleration. When the warning signal that there is an error in the brake system and the distance and relative speed analysis on the vehicle radar indicate that the preceding vehicle is within the collision danger distance, it is necessary to provide a safety driving device for the vehicle that can avoid collision by steering operation. Its purpose is to.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 운전자가 페달을 밟을 때 그 답력을 감지할 수 있는 압력감지수단과 자차의 속도 정보를 감지하는 속도감지수단, 선행차량/교행차량의 거리를 감지할 수 거리감지수단, 상기 감지수단들의 감지신호를 받아 들여 브레이크 이상유무 및 위험상황을 판단하는 제어수단, 기존의 설정된 브레이크 답력 대 감속비 저장수단, 스티어링 구동수단 등을 구비하여 이루어진 것이다.The present invention for realizing the above object is to detect the distance between the pressure sensing means for detecting the speed when the driver presses the pedal and the speed sensing means for detecting the speed information of the own vehicle, the distance of the preceding vehicle / crossing vehicle It is provided with a distance detection means, a control means for receiving the detection signal of the detection means to determine whether the brake abnormality and a dangerous situation, a conventional brake response to deceleration ratio storage means, steering drive means and the like.

도 1은 본 발명의 개략적 구성도,1 is a schematic configuration diagram of the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 안전주행작용을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flow chart for explaining the safety driving operation according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 차속센서, 12 : 브레이크답력감지센서,10: vehicle speed sensor, 12: brake response sensor,

14 : 거리감지센서, 16 : 콘트롤유니트,14: distance detection sensor, 16: control unit,

18 : 메모리, 20 : 브레이크이상경보장치,18: memory, 20: brake error alarm,

22 : 조향구동액츄에이터.22: Steering drive actuator.

이하 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용효과를 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the effect according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 브레이크페달의 답력을 감지하는 압력센서(10)와 주행속도를 감지하는 차속센서(12), 주행차선과 옆차선의 선행차량/교행차량간 거리를 감지하는 거리감지센서(14)를 연산기능이 구비된 콘트롤유니트(16)의 입력단에 연결하고, 또한 상기 콘트롤유니트(16)에는 브레이크작동시 단위시간마다 차속과 브레이크답력에 따른 감속비가 저장되는 메모리(18)를 연결하는 새로이 감지되는 감속비가 기존 감속비와 급격한 변화가 있을 때 작동되는 브레이크이상경보장치(20)와 조향구동액츄에이터(22)를 연결한 구조로 되어 있다.The present invention provides a pressure sensor 10 for detecting the pedal force of the brake pedal and a vehicle speed sensor 12 for detecting the driving speed, and a distance sensor 14 for detecting the distance between the preceding vehicle and the crossing vehicle of the driving lane and the side lane. It is connected to the input terminal of the control unit 16 is provided with a calculation function, and the control unit 16 is newly detected that connects the memory 18, which stores the deceleration ratio according to the vehicle speed and the brake response every unit time when the brake is operated. The reduction gear ratio has a structure in which the brake abnormality alarm device 20 and the steering drive actuator 22 which are operated when there is a sudden change with the existing gear ratio are connected.

도 1은 본 발명에 따른 구성도를 도시한 것이다.1 shows a block diagram according to the present invention.

차속센서(10)는 리드스위치를 이용하여 트랜스 액슬 출력측의 회전을 펄스 신호로 출력하여 콘트롤유니트(16)에 입력시키도록 된 것이다.The vehicle speed sensor 10 outputs the rotation of the transaxle output side as a pulse signal using a reed switch and inputs it to the control unit 16.

브레이크답력센서(12)는 운전자가 브레이크페달을 밟는 힘 즉 브레이크페달의 깊이를 감지하는 센서로서, 브레이크페달의 구동과 연동되는 포텐쇼메터를 통해 브레이크답력을 감지한 후 콘트롤유니트(16)로 입력시키면 콘트롤유니트(16)에서는 후처리를 위해 이를 디지탈신호로 변환하게 된다.The brake response sensor 12 is a sensor for detecting the force of the driver's brake pedal, that is, the depth of the brake pedal. The brake response sensor 12 detects the brake response force through a potentiometer interlocked with the driving of the brake pedal and then inputs the control unit 16. Then, the control unit 16 converts it into a digital signal for post processing.

거리감지센서(14)는 차량용 레이더 등을 이용한 것으로서, 주행차선과 옆차선에서 주행하고 있는 선행차량/교행차량간의 거리를 측정하도록 하는 것이다. 이는 주행중 선행차량과 추돌위험이 있다고 판단될 때 차량을 덜 위험한 지역으로 긴급 조향하기 위한 것이다.The distance sensor 14 is a vehicle radar or the like, and measures the distance between the preceding vehicle / intersection vehicle traveling in the traveling lane and the side lane. This is to emergency steer the vehicle to a less dangerous area when it is determined that there is a collision risk with the preceding vehicle while driving.

콘트롤유니트(16)는 각종 센서로 부터 자동차의 각 기능부위에 대한 상태를 감지하여 그 감지신호에 따라 그의 출력단에 연결되는 액츄에이터들의 동작을 제어하도록 이루어진 것으로, 여기서는 브레이크답력감지센서(12)로 부터 브레이크페달에 답력이 가해지고 있음이 감지되면 이때부터 주기적으로 답력신호와 차속신호를 입력받아 저장시키는 한편 답력신호와 차속신호에 의거 감속비를 산출하여 저장한 다음 이를 새로이 감지되는 감속비와 비교하여 기준조건을 벗어났을 때에는 그 출력단에 연결되는 브레이크이상경보장치(20)나 조향구동액츄에이터(22)의 작동을 제어하도록 이루어진 것이다.The control unit 16 detects the state of each functional part of the vehicle from various sensors and controls the operation of the actuators connected to the output terminals according to the detection signal. Here, the brake response sensor 12 If it detects that the pedal pedal is applied to the pedal pedal, it periodically receives and stores the pedal signal and the vehicle speed signal, calculates and stores the deceleration ratio based on the pedal signal and the vehicle speed signal, and compares it with the newly detected deceleration ratio. When it is out of the brake is configured to control the operation of the brake abnormality alarm device 20 or the steering drive actuator 22 connected to the output end.

메모리(18)는 콘트롤유니트(16)내에 구성 또는 별도로 구성할 수도 있는 것인데, 이는 콘트롤유니트(16)로 입력되는 차속신호와 브레이크페달 답력신호 등이 저장됨과 더불어 그로부터 산출되는 답력 대 감속비가 저장된다.The memory 18 may be configured in the control unit 16 or may be separately configured. The vehicle 18 may store a vehicle speed signal and a brake pedal pedal signal inputted to the control unit 16, and the pedal force to deceleration ratio calculated therefrom may be stored. .

브레이크이상경보장치(20)는 콘트롤유니트(16)가 답력 대 감속비와 변화량으로부터 브레이크에 이상이 있다고 판단될 때 출력되는 제어신호에 의거 운전자에게 경보신호를 발생시키기 위한 것으로서, 경보음발생장치나 경보등표시장치로써 구성 가능한 것이다.The brake abnormality alarm device 20 is for generating an alarm signal to the driver based on a control signal outputted when the control unit 16 determines that the brake is abnormal from the response-to-deceleration ratio and the amount of change. It can be configured as a display device.

그리고 조향구동액츄에이터(22)는 주행중 브레이크에 이상이 발견되어 제동력이 감소되어 있다고 판단됨과 아울러 현재 주행속도대로 주행하다가 브레이크로 제동하더라도 선행차량과의 거리가 가까워 추돌의 위험이 있다고 판단될 때 상기 거리감지센서(14)에 의한 감지신호로부터 덜 위험한 곳이라고 판단된 곳으로 차량을 긴급 조향시키기 위한 것이다.In addition, the steering drive actuator 22 determines that the braking force is reduced due to an abnormality in the brake while driving, and the distance when the vehicle is braked with the brake even when braking with the brake at the current driving speed is close to the preceding vehicle, thus determining the risk of collision. It is for emergency steering of the vehicle to a place determined to be less dangerous from the detection signal by the detection sensor 14.

이와 같이 이루어진 본 발명에 있어 콘트롤유니트(16)의 작용에 대해 도 2에 도시된 흐름도에 의거 상세히 설명한다.In the present invention made as described above, the operation of the control unit 16 will be described in detail based on the flowchart shown in FIG. 2.

차량주행중 콘트롤유니트(16)는 브레이크답력감지센서(12)로부터 입력되는 데이타에 의거 브레이크가 작동되는지 여부를 판단하다가 브레이크가 작동되고 있는 것으로 판단되면 미리 설정되어 있던 시간(주기 T)마다 차속센서(10)로 부터의 차속신호 V와 브레이크답력감지센서(12)로부터 입력되는 답력신호 P를 메모리(18)에 저장시킴과 더불어 입력된 차속신호 V와 답력신호 P로부터 주기 T동안의 답력 대 감속비 F를 구한다.While driving the vehicle, the control unit 16 determines whether the brake is operated based on the data input from the brake response sensor 12, and if it is determined that the brake is being operated, the vehicle speed sensor ( The vehicle speed signal V and the pedal pressure signal P input from the brake response sensor 12 are stored in the memory 18, and the pedal force to deceleration ratio F during the period T from the input vehicle speed signal V and the pedal force signal P. Obtain

답력 대 감속비 F는 다음 식 1과 같다.The step-to-speed ratio F is given by Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

Figure kpo00001
Figure kpo00001

여기서 T는 샘플링시간, V는 자차속도, ΔV는 차속변화량, P는 페달답력을 각각 나타낸다.Where T is the sampling time, V is the host speed, ΔV is the vehicle speed change, and P is the pedal response.

이와 같이 하여 산출된 감속비도 메모리(18)에 저장되어지게 되며, 이러한 동작은 브레이크가 작동되고 있을 때 주기 T마다 계속 이루어진다.The reduction ratio calculated in this manner is also stored in the memory 18, and this operation continues every cycle T when the brake is being operated.

한편, 콘트롤유니트(16)에는 차량의 브레이크상태가 이상이 있다고 판단될 감속비에 대한 임계값이 미리 저장되어 있는 바, 브레이크에 이상은 있으나 긴급 조향까지는 필요하지 않아 경보장치만 작동시켜야 할 정도인 것으로 판단하게 되는 제1임계값과 브레이크의 이상이 심각하여 추돌의 위험성이 있는 것으로 판단하게 되는 제2임계값이 미리 설정되어 저장되어 있다.On the other hand, the control unit 16 is stored in advance the threshold value for the deceleration ratio to be determined that the brake state of the vehicle is abnormal, there is a problem in the brake, but not necessary to emergency steering is enough to operate only the alarm device The first threshold value to be judged and the second threshold value to be judged as having a risk of collision due to serious abnormality of the brake are preset and stored.

그리하여 위에서 산출된 값 F와 이미 설정되어 있던 제1임계값과 제2임계값을 비교하여 새로이 산출된 값 F가 두 임계값 사이에 있으면 이는 브레이크에 이상이 있는 것으로 판단하여 브레이크경보장치(20)를 통해 경보를 울린다.Thus, when the value F calculated above is compared with the previously set first threshold value and the second threshold value and the newly calculated value F is between the two threshold values, it is determined that the brake is abnormal and the brake alarm device 20 Sound the alarm through.

그러나 제2임계값보다 작으면 매우 위험한 상태로 판정하고, 거리감지센서(14)를 통해 주행차선과 옆차선의 선행차량/교행차량간의 거리 및 상대속도를 측정비교분석하여 주행 차로와 양옆 3개 차로중 충돌 회피를 하였을 때 가장 위험이 덜한 곳으로 이동되도록 조향구동액츄에이터(22)를 통해 차량을 조향한다.However, if it is smaller than the second threshold value, it is determined as a very dangerous state, and the distance detection sensor 14 measures and compares the distance and the relative speed between the preceding vehicle and the intersection vehicle of the driving lane and the next lane, and compares the driving lane and three sides. When the vehicle avoids collision, the vehicle is steered through the steering drive actuator 22 so as to move to the least dangerous place.

상기한 바와 같이 본 발명은 브레이크계통의 라이닝이나 패드의 마모 또는 이상 등으로 제동력이 저감되는 것을 상시 감지하여 이상이 있다고 판단되는 경우 경보장치를 작동시키고, 주행중 제동장치를 작동시키더라도 추돌의 위험이 있다고 판단될 때 주변차량과의 거리감지를 통해 가장 위험이 덜한 곳으로 조향함으로써 추돌에 대한 안전성이 향상되는 효과가 있다.As described above, the present invention constantly detects that the braking force is reduced due to abrasion of the lining or pad of the brake system, or when it is determined that there is an abnormality, the alarm device is operated, and even if the braking device is operated while driving, there is a risk of collision. When it is determined that the vehicle is steered to the least dangerous place by detecting the distance with the surrounding vehicles, the safety against collision is improved.

Claims (3)

브레이크페달의 답력을 감지하는 압력센서(10)와 주행속도를 감지하는 차속센서(12), 주행차선과 옆차선의 선행차량/교행차량간 거리를 감지하는 거리감지센서(14)를 연산기능이 구비된 콘트롤유니트(16)의 입력단에 연결하고, 또한 상기 콘트롤유니트(16)에는 브레이크작동시 단위시간마다 차속과 브레이크답력에 따른 감속비가 저장되는 메모리(18)를 연결하는 새로이 감지되는 감속비가 기존 감속비와 급격한 변화가 있을 때 작동되는 브레이크이상경보장치(20)와 조향구동액츄에이터(22)를 연결한 자동차의 안전주행장치.The pressure sensor 10 detects the pedal force of the brake pedal, the vehicle speed sensor 12 that detects the driving speed, and the distance sensor 14 that detects the distance between the preceding vehicle and the crossing vehicle of the driving lane and the side lane. It is connected to the input terminal of the provided control unit 16, and the control unit 16 has a newly sensed reduction ratio for connecting the memory 18, which stores the deceleration ratio according to the vehicle speed and the brake response every unit time when the brake is operated. Safe driving device of a vehicle connected to the brake abnormality warning device 20 and the steering drive actuator 22 which is operated when there is a reduction ratio and a sudden change. 제 1 항에 있어서, 콘트롤유니트(16)는 일정 주기 동안의 차속변화량과 페달의 답력을 일정 주기의 시간과 자차속도로 나누어 브레이크페달 답력 대 감속비를 검출하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 안전주행장치.2. The safety driving device of claim 1, wherein the control unit 16 is configured to detect the brake pedal effort-to-reduction ratio by dividing the vehicle speed change amount and the pedal effort of the pedal for a predetermined period by the time and the host vehicle speed of the predetermined period. . 제 1 항에 있어서, 콘트롤유니트(16)는 브레이크의 이상여부를 판단하기 위한 서로 다른 크기의 2개의 임계값을 미리 저장하고, 새로이 감지된 감속비를 상기 2개 임계값과 비교하여 두 임계값 사이에 있는 경우 브레이크이상경보장치(20)를 작동시키고, 2개 임계값중 감속비가 작은 제2임계값보다 작은 경우 조향구동액츄에이터를 작동시켜 거리감지센서(14)에 의해 주행차로와 양옆차로중 가장 위험이 덜하다고 판단된 곳으로 조향하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 안전주행장치.2. The control unit (16) according to claim 1, wherein the control unit (16) stores in advance two thresholds of different sizes for determining whether the brake is abnormal, and compares the newly detected reduction ratios with the two thresholds. If the brake abnormality warning device 20 is in operation, and if the reduction ratio is smaller than the smaller second threshold value among the two threshold values, the steering drive actuator is operated so that the distance detection sensor 14 causes the most of the driving lane and the two side roads. A safety device for a vehicle, characterized in that it is configured to steer less risk.
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