이하, 본 발명의 차량안전관리 시스템 및 그를 이용한 차량 안전관리 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 명세서에서 사용되고 있는 자동제어란 차량 주행시 전후방 또는 측면(좌회전, 우회전 시)에 위치하는 장애물이 차량의 접근거리에 접근하거나 또는 차량 주변의 기상변화(눈 또는 비)에 순응하여 사전설정된 제어프로그램에서 전송하는 전기 신호에 따라 액셀레이터 페달의 자동 감속이나 브레이크 페달의 제동에 대하여 액셀레이터 제어부와 브레이크 제어부가 동작하는 일련의 과정을 포함한다.

또한 본 발명에서 액셀레이터 페달의 역방향이란 운전자가 액셀레이터 페달을 밟는 방향의 반대방향으로서, 액셀레이터 페달의 하부에 설치된 액셀레이터 제어부의 제동판이 상부 방향으로 회동하여 액셀레이터 페달을 강제로 상부로 밀어올리는 동작을 말하고, 그 반대의 방향을 순방향이라 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량안전관리 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도로서, 본 발명의 차량안전관리 시스템은 차량의 액셀레이터 페달(400)과 브레이크 페달(500)의 상하작동을 제어하여 자동으로 차량의 감속과 제동을 제어하는 감속/제동제어부(300)가 구비된 차량에서, 차량 운행중 전방에 주행하는 차량이나 장애물 또는 후방의 장애물을 센싱하거나, 차량 외부의 기상조건을 센싱하는 다수의 센서로 구성된 센싱부(110)와, 상기 차량의 주행속도 변화값을 검출하는 주행속도 검출부(120)와, 상기 차량의 안전운전을 위한 각종 제어 명령이나 차량운행을 위한 비밀번호를 입력하고, 차량의 안전운행을 위한 정보를 출력하는 터치패널부(130)와, 상기 차량의 전방 및 차량 내부를 촬영하는 복수의 카메라부(140)와, 상기 차량의 안전운전을 위한 각종 정보를 입력받는 음성입력부(150), 상기 차량의 안전운전을 위한 각종 정보를 음성출력하는 음성출력부(160)와, 상기 카메라부(140)에서 촬영한 영상을 저장하는 데이터 저장부(170)와, 상기 차량의 와이퍼 동작 신호를 검출하는 와이퍼 동작신호 검출부(180)와, 상기 차량의 운행 방향을 지시하는 방향전환신호를 검출하는 방향전환신호 검출부(190)와, 상기 센싱부(110)에서 센싱되는 각종 신호와 차량 주행속도 검출부(120)에서 검출된 차량의 주행속도 변화값과, 방향전환신호 검출부(190)에서 검출된 방향전환신호와, 와이퍼 동작신호 검출부(180)에서 검출된 차량의 와이퍼 동작 신호에 따라 감속/제동제어부(300)를 설정된 프로그램에 따라 자동제어하고, 상기 터치패널부(130)에서 입력되는 각종 제어명령이나 입력신호를 처리하여 차량의 운행동작을 제어하고, 상기 카메라부(140)를 통해 촬영된 영상을 상기 데이터 저장부(170)에 저장하며, 기본적인 차량 안전 정보 및 상기 센싱부(110)에서 센싱된 각종 신호에 따른 상기 차량의 안전운전 정보를 상기 음성출력부(160)를 통해 출력하도록 제어하는 제어부(200)를 포함하여 구성된다.

여기서, 제어부(200)는 센싱부(110)에서 센싱된 전기신호를 받아 계산하는 계산부(210)와, 운행 중 차량에서 발생하는 여러 가지 변수신호를 임시로 저장하는 제 1 메모리부(220)와, 한번 프로그램으로 기록한 정보가 전원 유지와 상관없이 영구적으로 기억되는 제 2 메모리부(230)로 구성된다. 이때, 제 1 메모리부(220)는 통상의 RAM(Random access memory)으로 구성할 수 있고, 제 2 메모리부(230)는 통상의 ROM(Read only memory)으로 구성할 수 있다.

한편 미설명 부호 240은 도 3 내지 도 9에 나타낸 에어컴프레서(312)(322)의 공기압력을 검출하는 공기압력 검출부(240)이다.

그리고 감속/제동제어부(300)는 제어부(200)로부터의 전기 신호에 의해 액셀레이터 페달(400)과 브레이크 페달(500)의 상하작동을 제어하여 자동으로 차량의 감속과 제동을 제어하는 액셀레이터 제어부(310)와 브레이크제어부(320)로 구성할 수 있다.

여기서, 차량에 시동을 거는 경우에 차량의 제어부(200)는 터치패널부(130)의 화면을 통해서는 설정된 비밀번호를 입력할 것을 문자로 출력하고, 음성출력부(160)를 통해서는 설정된 비밀번호를 입력할 것을 음성으로 출력한다.

이때, 설정된 비밀번호가 입력되지 않는 경우 제어부(200)는 감속/제동제어부(300)의 액셀레이터 제어부(310)와 브레이크 제어부(320)가 동작되지 않도록 함으로써 다시 말하면 잠금상태가 되도록 함으로써 차량의 도난을 방지하게 된다.

그리고, 제어부(200)는 차량 비밀번호에 대한 입력 오류가 설정된 횟수(예로써, 3회 이상)발생하는 경우 차량 내부의 카메라가 자동 작동하도록 하고, 이를 데이터 저장부(170)에 저장하도록 하여 혹시 발생할 수 있는 차량 도난 또는 범죄 시 범인을 녹화하여 추후 수사 자료 등으로 이용할 수 있다.

이를 위하여 카메라(140)는 차량 외부에서 발생하는 교통상황 등을 녹화함은 물론 차량 내부의 상황도 녹화하도록 할 수 있도록 차량 외부(차량 전방)를 촬영하는 카메라와 차량 내부를 촬영하는 카메라, 즉 2개이상으로 구성할 수 있으며, 기본적으로는 터치패널부(130)의 앞면 및 뒷면에서 각각 차량의 전방과 차량 내부를 촬영할 수 있도록 구성함이 바람직하다.

그리고, 비밀번호가 정상적으로 입력되는 경우 차량 주행을 위한 모든 시스템이 정상적으로 온(ON) 상태로 되고, 온(ON)됨과 동시에 활성화된다.

또한, 제어부(200)는 주행속도 검출부(120)를 통해 검출된 차량의 주행속도 변화값에서 차량의 주행속도를 연산하여 차량의 속도가 설정된 속도 이하이거나, 차량 시동 후 설정된 시간 이내에서는 차량 주행 시의 안전 프로그램이 작동되지 않도록 할 수 있다. 이는 차량이 아주 좁은 도로 또는 골목길을 통과할 때에는 좌측전방센서나 우측전방센서에 의해 주행에 지장이 있는 속도(예로써, 1Km 내지 20Km이하)로 주행 시에는 터치패널부(130)에서 자동차 주행 저속 선택 기능(선택기능 유, 선택기능 무)을 나타내며, 운전자가 터치패널부(130)에 나타낸 선택기능 “무”를 선택하면 자동차는 장애물과 관계없이 주행한다.

다시 말하면, 액셀레이터 페달을 밟은 10초 내지 60초 이내인 경우에는 차량이 저속으로 운행하거나 완전히 도로로 접어들기 전인 경우일 수 있으므로, 급제동의 상황이 발생할 가능성이 낮거나 급제동이 불필요할 수 있기 때문이다.

또한 그와 같은 안내에 따라 터치패널부(130)를 통해 해당 명령에 대한 수행여부(급제동 무시)를 사용자가 선택하도록 하는 것이 바람직한 것이다.

여기서 차량의 주행 속도는 주행속도 검출부(120)에서 검출된 차량의 주행속도 변화값이 제어부(200)로 전송되면 제어부(200)에서는 해당 변화값을 제 2 메모리부(230)에 메모리된 값과 비교하여 차량의 현재속도를 검출할 수 있다.

그리고, 제어부(200)는 와이퍼 동작신호 검출부(180)에서 차량의 와이퍼 동작(예로써, 2단이상)을 검출하는 경우, 비가 오는 상황인 것 일 수 있으므로 급제동을 하지 않는다는 안내를 터치패널부(130)와 음성출력부(160)를 통해 출력할 수 있다. 이는 도로가 비 등에 의해 미끄러운 상태에서 급제동시 차량 및 차량내부의 운전자나 동승자가 오히려 위험한 상황에 처할 수 있기 때문이다.

물론, 제어부(200)는 기본적으로 비가 오는 상황에서는 차량의 액셀레이터 제어부(310)를 제어하여 차량이 안전속도(예로써, 도로 상황(고속도로, 일반도로) 등에 따라 다르기는 하지만) 이내에 주행하도록 함이 바람직하다. 이때, 안전속도는 정상속도의 20% 내지 50%로 감속되도록 제어한다.

또한, 이와 같은 상황 역시도 제어부(200)는 터치패널부(130)를 통해 해당 명령을 실행여부를 운전자가 직접적으로 선택할 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고, 제어부(200)는 액셀레이터 제어부(310)에 의해 액셀레이터 페달(400)이 작동되기 시작하면 시간을 카운트하여 카운트 값이 증가(up)함에 따라 설정된 카운트값(예로써, 50초)을 초과하면 중고속으로 인식한다. 또한, 액셀레이터 페달을 밟지 않는 경우 카운트값을 감소(down)하여 설정된 카운트값 이하이면 저속으로 인식한다.

이때, 저속의 경우 급제동 명령(차량으로부터 5m 이내 장애물 검출)을 무시하고, 중고속의 경우에는 급제동 명령이 수행되도록 할 수 있다. 이와 같은 기술 역시 터치패널부(130) 및 음성출력부(160)를 통해 안내하고 사용자의 선택에 따라 실행 또는 무시하도록 할 수 있다.

도 2는 본 발명 차량안전관리 시스템의 센싱부 및 주행속도 검출부를 상세히 설명하기 위한 블록 구성도이다.

본 발명 차량안전관리 시스템의 센싱부(110)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 차량 전방의 장애물 상황을 검출하는 전방센서(1100)와, 차량 후방의 장애물 상황을 검출하는 후방센서(1110)와, 차량의 액셀레이터 페달(400)의 동작 신호를 검출하여 브레이크 페달(500)의 잠금을 해제할 수 있도록 하는 신호를 검출하는 브레이크 잠금 해제센서(1130), 차량의 브레이크 페달(500)을 작동 시 브레이크 페달(500)을 잠글 수 있도록 하는 신호를 검출하는 브레이크 잠금센서(1140), 차량 외부의 기상상태를 감지하는 기상상태 센싱센서(1150)로 구성되고, 주행속도 검출부(120)는 차량의 주행속도를 검출할 수 있도록 차량의 액셀레이터 페달(400)의 변화하는 값을 검출하는 주행속도 검출센서(1120)와 주행속도 검출센서(1120)에서 검출된 신호를 변환한 후 제어부(200)로 전송하는 주행속도 센싱신호 변환기(1160)로 구성된다.

여기서, 전방센서(1100)는 기본적으로 차량 전방의 장애물과 차량간의 거리를 검출하는 센서로써, 차량 전방의 장애물과 차량간 거리를 검출하는 통상의 레이저 센서로써 차량 전방의 좌측 장애물을 검출하는 전방좌측센서(1101)와, 차량 전방의 우측 장애물을 검출하는 전방우측센서(1102)로 구성된다.

참고로 전방센서(1100)는 전방센서(1100)부터 차량 전방 0.5m 내지 150m까지의 장애물을 검출할 수 있는 레이저 센서로 구성함이 바람직한데, 이러한 레이저 센서는 하나의 실시예로써 차간거리제어시스템(SCC : Smart Cruise Control) 또는 지능형 자동 주행시스템(ACC : Adaptive Cruise Control)에서 선행차량(장애물)과의 거리를 측정하기 위한 통상적인 레이저신호 혹은 밀리미터파를 이용한 기술을 사용할 수 있으며, 현재 보다 개량된 제품이 계속해서 출시되고 있다.

그리고 전방좌측센서(1101)와 전방우측센서(1102)에는 각각의 센싱신호를 변환한 후 제어부(200)로 전송하기 위한 각각의 센싱신호 변환기(1103)(1104)가 구성된다. 이와 같은 센싱신호 변환기(1103)(1104)는 제어부(200)와 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus : USB) 방식으로 연결됨이 바람직하다.

또한, 전방센서(1100)와 제어부(200)간 통신 방식으로, 전방센서(1100)와 제어부(200)간 통신방식은 펄스방식이나 DC 전압방식 및 DC 전류방식 등 여러 가지가 있을 수 있다. 그 중 펄스방식을 사용하여 직렬 RS232(또는 RS485) 포맷으로 데이터를 송신하며 데이터 출력률은 400Hz 내지 1000Hz로 하여 센싱신호 변환기(1103, 1104)(예로써, USB 변환기)에서 제어부(200)가 해당 정보(센싱 데이터)를 읽을 수 있게끔 가공하여 전송할 수도 있다.

다시 말하면 전방센서(1100)에서 전방의 장애물에 대해 레이저를 발사하고, 장애물에 의해 반사되는 레이저에서의 정보에 대해 전방센서(1100)의 센싱신호 변환기(1103, 1104)에서 제어부(200)가 읽을 수 있도록 가공을 하고, 가공된 정보를 통신모드에 맞게 통신하는 것이다.

즉, 레이저 센서에 전원이 공급되면 400Hz 내지 1000Hz의 레이트(rate)로 범위 측정을 시작한다. 여기서 범위측정은 단일 레이저 펄스로 이루어지는데, 상기 펄스로부터 수신된 신호는 범위 데이터(RANGE DATA)로 가공되어 직렬 RS232 포맷으로 송출된다.

이 범위데이터(RANGE DATA)는 12비트 바이너리 워드(binary word)와 2바이트(byte)(8bit)로 출력된다. 여기서 첫 번째 바이트는 6 MSB(most significant byte) 워드로 구성되고, 두 번째 바이트는 6 LSB(least significant byte) 워드로 구성된다.

그리고 MSB는 MSB라는 것을 알려주기 위해 “10”이 설정되고, LSB는 LSB라는 것을 알려주기 위해 “00”이 설정된다. 이와 같은 본 발명 레이저 센서의 측정 범위를 표1과 같은 예로 설명하면,

표 1

그리고, 범위가 검출되지 않으면 데이터 출력은 다음 표2와 같다.

표 2

이때, 데이터 출력율은 앞에서 설명한 바와 같이 400Hz 내지 1000Hz이다.

예를 들어 전방센서(1100)를 구성하는 레이저 센서는 차량 전방의 장애물이 검출되는 경우 8비트의 MSB와, 8비트의 LSB를 통해 차량 전방의 장애물과의 거리를 검출할 수 있다.

예를 들어 통상의 레이저 센서를 통해 얻은 값 중 MSB가 10111111이고, LSB가 00101100인 경우는 MSB를 나타내는 “10”을 제외한 “111111”과, LSB임을 나타내는 “00”을 제외한 “111111”값을 얻는 경우 4095dm값을 얻을 수 있다. 이는 차량의 전방에 장애물이 없다는 것을 의미한다. 이때 현장에서의 실험결과 4095dm은 약 150m 전방까지를 측정할 수 있는 값이므로 1dm은 약 0.03663m로 규정할 수 있다.

따라서, 초당 수십번의 신호를 송수신하는 레이저 센서가 10000011의 MSB값과 00000001의 LDB 값을 얻는 경우 193dm이므로 이는 약 7m의 거리값을 얻을 수 있음을 알 수 있고, 10001101의 MSB와 00101100의 LSB를 얻는 경우는 876dm이므로 약 32m의 거리값을 얻는 것을 알 수 있다.

이를 정리하면 레이저 센서인 전방좌측센서(1101)나 전방우측센서(1102)는 전방에서 검출된 센싱 데이터를 센싱신호 변환기(1103)(1104)로 전송하면 센싱신호 변환기(1103)(1104)는 전방좌측센서(1101)나 전방우측센서(1102)로부터 전송된 범위데이터(RANGE DATA)로부터의 MSB와 LSB의 값에 따라 범위 데이터(RANGE DATA)로 가공되어 직렬 RS232 포맷으로 제어부(200)측으로 전송된다.

이때, 전송율은 400Hz 내지 1000Hz이고, 9600보(baud), 19200보(baud), 38400보(baud) 중 하나로 57600보(baud)로 전송할 수 있다. 그리고 제어부(200)에서 읽지 못하는 경우 다른 전송속도로 변조하여 재전송하도록 할 수도 있음은 당업자라면 자명하다 할 것이다. 그리고 송수신되는 통신 데이터는 전용 PC에서 전용 캐드 프로그램으로 확인할 수 있다.

이와 같은 값은 센싱신호 변환기(1103)(1104)에서 직렬 RS232(또는 RS485) 포맷으로 하여 USB 방식으로 제어부(200)로 전송된다. 따라서 PLC(Programmable Logic Controller) 방식으로 구성되는 제어부(200)에서 해당 정보를 읽어 차량 전방의 장애물에 대해 설정된 차량안전 관련 프로그램을 수행할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 차량의 액셀레이터 페달(400)의 변화하는 값을 검출하는 주행속도 검출센서(1120)는 차량의 액셀레이터 페달(400)의 일측면에 액셀레이터 페달(400)과 연동하여 움직이는 돌출핀(1121)과 돌출핀(1121)을 상하로 가이드 하는 가이드 홈(1122)을 갖는 슬라이드 센서로 구성할 수 있다. 그와 같은 슬라이드 방식의 센서를 액셀레이터 페달(400)의 하부에 일측이 걸리도록 하여 액셀레이터 페달(400)이 움직임에 따라 주행속도 검출센서(1120)에서는 해당 움직임 값을 가변저항값으로 검출하여 주행속도 센싱신호 변환기(1160)로 전송하고, 주행속도 센싱신호 변환기(1160)에서는 입력되는 가변저항값을 직류 전류값(mA)으로 변환하여 제어부(200)로 전송한다. 그러면 제어부(200)에서는 해당 움직임 값과 시간에 따라 차량의 현재 속도를 알 수 있도록 제 2 메모리부(230)에 저장된 프로그램을 참조하여 차량의 현재 속도 주행값을 연산(검출)한다. 이때, 가이드 홈(1122)을 가변저항을 구성하는 경우 돌출핀(1121)의 상하 작용에 따라 가이드 홈(1122)에서는 가변저항값이 주행속도 센싱신호 변환기(1160)로 전송되고, 주행속도 센싱신호 변환기(1160)는 해당 가변저항값을 직류 전류(mA)으로 변환하여 제어부(200)로 전송한다.

참고로, 주행속도 센싱신호 변환기(1160)와 제어부(200)간 통신 방식은 DC 전류방식 외에도 펄스방식이나 DC 전압방식을 이용할 수도 있다.

예를 들어, 주행속도 검출센서(1120)는 액셀레이터 페달(400)을 밟는 것에 따라 돌출핀(1121)이 상하로 작동하게 되고, 그에 따른 가변저항값이 발생하여 주행속도 센싱신호 변환기(1160)로 입력되고, 입력된 가변저항값은 주행속도 센싱신호 변환기(1160)에서는 4mA 내지 20mA의 DC 전류로 변환하여 출력되도록 설정할 수 있다. 이때, 4mA가 출력되는 경우는 돌출핀(1121)이 가이드 홈(1122)의 최상부에 위치하는 경우(액셀레이터 페달(400)을 밟지 않은 상태)이고, 20mA가 출력되는 경우는 돌출핀(1121)이 가이드 홈(1122)의 최하부에 위치하는 경우(액셀레이터 페달을 최대로 밟은 상태)로 설정할 수 있다. 다시 말하면, 액셀레이터 페달(400)의 위치에 따라 다른 전류값이 출력되도록 하는 것이다.

따라서, 액셀레이터 페달(400)의 위치에 따라 돌출핀(1121)이 상하로 작동하게 되고 돌출핀(1121)의 현재 위치에서 발생되는 DC 전류값에 따른 차량의 주행속도(0 내지 300Km)를 테이블화하고 이를 제 2 메모리부(230)에 저장하면, 제어부(200)는 주행속도 센싱신호 변환기(1160)에서 출력되는 DC 전류값과 해당 DC 전류값의 출력시간(예로써, 초(second)단위)을 제 2 메모리부(230)에서 테이블화한값을 참조하여 연산함으로써 차량의 현재 속도를 검출할 수 있다. 이때, 4mA가 출력되는 경우는 차량이 정지상태이고, 20mA가 출력되는 경우는 차량의 최대 속도(예로써 300Km)로 가속될 수 있는 상태에 액셀레이터 페달(400)이 위치하고 있는 것이다.

그리고, 이와 같이 검출된 값은 제어부(200)에서 계산되어 터치 패널부(130)에 차량의 현재 속도값(Km)으로 표시되도록 하여 운전자가 차량의 현재 속도를 알 수 있도록 할 수 있다.

이와 같은 계산에 의해 본 발명 제어부(200)는 전방 100m 이내에서 장애물이 검출되기 시작하면 차량의 속도를 연산하여, 차량의 속도가 70Km이상이면 터치패널부(130)와 음성출력부(160)를 통해 장애물 검출 관련 경보를 출력하고 액셀레이터 페달의 하강을 억제한다.

그리고, 차량의 속도가 70Km 미만 내지 40Km 이상이면서 100m 이내에 장애물이 검출된 경우에는 터치패널부(130)와 음성출력부(160)를 통해 경보를 출력하고, 차량의 속도가 70Km 미만 내지 40Km 이상이면서 차량 전방 80m 내지 50m이내에 장애물이 검출되는 경우에는 터치패널부(130)와 음성출력부(160)를 통해 경보를 출력하는 한편, 액셀레이터 페달부(400)의 하강(순방향)을 억제한다. 또한 계속해서 차량의 속도가 70Km 미만 내지 40Km 이상이면서 차량 전방 50m 내지 30m 이내에서 장애물이 검출되는 경우에는 터치패널부(130)와 음성출력부(160)를 통해 경보를 출력함과 함께 액셀레이터 제어부(310)를 통해 액셀레이터 페달부(400)는 상승(역방향)하여 차량의 가속을 불가능하게 하고 속도를 줄이고, 브레이크 제어부(320)를 통해 브레이크 페달(500)은 하강시켜 차량이 정지될 수 있는 상태가 되도록 한다.

또한, 차량의 속도가 70Km 이상이면서 차량 전방 60m 이내에 장애물이 검출되는 경우에는 터치패널부(130)와 음성출력부(160)를 통해 경보를 출력함과 함께 액셀레이터 제어부(310)를 통해 액셀레이터 페달부(400)는 상승시킴은 물론 브레이크 제어부(320)를 통해 브레이크 페달(500)은 하강시켜 차량의 가속을 불가능하게 하여 속도를 줄임은 물론 차량이 정지되도록 하여 장애물 5m 앞에서는 차량이 정지될 수 있도록 한다.

한편, 그와 같은 급박한 상황에서 차량이 정지된 후에 차량 5m 전방에 계속해서 장애물이 검출되는 경우 제어부(200)는 액셀레이터 제어부(310)와 브레이크 제어부(320)를 동시에 작동시켜 차량이 정지되도록 하는데, 정지상태에서는 차량의 운전자가 차량 앞의 장애물을 피해서 주행하여야 하므로 차량 정지 상태에서 운전자는 터치패널부(130)를 통해 급제동 무시를 선택하여 장애물과 관계없이 주행을 시작하도록 할 수 있다.

물론, 이와 같은 프로그램은 제어부(200)의 제 1 메모리부(220) 또는 제 2 메모리부(230)에 프로그램되어 저장됨이 바람직하다.

또한, 후방센서(1110)는 차량 후방의 좌측 상황을 검출하는 후방좌측센서(1111)와, 차량 후방의 중앙상황을 검출하는 후방중앙센서(1112)와, 차량 후방의 우측 상황을 검출하는 후방우측센서(1113)로 구성된다. 이와 같은 후방센서(1110)는 전방센서(1100)와는 주로 차량 후방의 근접 장애물에 대한 장애물과 장애물간 거리를 검출하는 통상의 후방감지센서로 구성할 수 있다.

이와 같은 후방센서(1110)는 장애물 감지 거리가 약 2m이하로써 1차로는 음성출력부(160)를 통해 경보를 내보내고, 2차로는 자동으로 정지하도록 한다. 즉 차량 후방의 근접 거리 약 50cm 내지 10cm이내에서는 액셀레이터 페달(400)과 브레이크 페달(500)을 통해 차량을 강제로 정지시킴으로서 운전이 미숙하거나 순간적으로 실수하는 경우에 대한 사고를 방지한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명 차량안전관리 시스템에서 센싱부(110)와, 주행 속도 검출부(120), 터치패널부(130), 카메라부(140), 음성입력부(150), 음성출력부(160), 데이터 저장부(170), 와이퍼 동작신호 검출부(180), 방향전환신호 검출부(190), 감속/제동제어부(300) 및 제어부(200)는 차량의 메인전원이 인가되는 때(차량 시동 시)에 온(ON) 상태로 되고, 온(ON)됨과 동시에 활성화된다.

그리고, 센싱부(110)는 차량이 주행하거나, 좌회전이나 우회전, U 턴 또는 급가속으로 주행하는 경우에 발생할 수 있는 다른 차량의 전면 또는 후면, 측면이 차량의 전면에 일정한 거리 이내에 근접하거나 다른 차량 이외의 장애물과의 안전거리 내지 근접거리, 그리고 차량의 주행시 영향을 주는 눈이나 비 등의 기상변화 조건 등 다양한 주변환경 등을 감지한다.

여기서, 제어부(200)는 방향전환신호 검출부(190)에서 검출된 방향전환신호에 따라 차량의 우회전방향전환이 검출되면(우회전시) 전방좌측센서(1101)는 꺼지고, 반대로 방향전환신호에 따라 차량의 좌회전 방향전환이 검출되면(좌회전시) 전방우측센서(1102)가 꺼지도록 한다.

이는 우회전시 또는 좌회전시 불필요한 센싱을 방지하여 차량을 보다 안전하게 하기 위함이다.

다시 말하면 우회전과 좌회전시에는 전방좌측센서(1101) 또는 전방우측센서(1102)에서 센싱된 센싱 데이터 중 회전방향과 반대방향의 센서는 동작하지 않도록 하는 것으로, 제어부(200)는 차량의 회전방향에 해당하는 전방센서(1100)(전방좌측센서(1101) 또는 전방우측센서(1102) 중 하나)에서 입력되는 센싱 데이터 중 5m이내의 센싱 데이터에 대하여만 설정된 명령을 수행하도록된 프로그램(램 또는 롬에 프로그램된)에 따라 차량이 회전하지 않는 방향에서 검출되는 장애물에 의한 차량의 불필요한 경보나 급제동을 방지한다. 이때, 차량이 회전하는 방향에서 검출된 5m 이내의 센싱 데이터에 대하여는 차량의 자동 제동 명령을 수행한다.

또한 제어부(200)는 센싱부(110)의 기상상태 센싱센서(1150)에서 영하의 온도를 검출하거나, 와이퍼 동작신호 검출부(180)를 통해 차량의 와이퍼가 2단 이상 동작하는 경우(비가 오는 경우) 차량이 장애물 앞에서 제동해야 하는 거리를 평상시보다 2배로 자동설정한다. 예를 들어 평상시에는 장애물의 최소 5m 앞에서 정지하도록 하였다면 차량 외부 기온이 영하이거나 차량의 와이퍼가 2단 이상 동작하면 10m 앞에서 정지할 수 있도록 프로그램이 설정된다. 그러므로 영하의 온도나 비가 많이 오는 경우에는 액셀레이터 제어부(310)나 브레이크 제어부(320)를 통해 액셀레이터 페달(400)과 브레이크 페달(500)이 현재 속도에서 장애물 전방 약 10m 앞에서 완전히 정지할 수 있도록 미리 동작하도록 함으로써 차량이 장애물과 충돌할 수 있는 가능성을 최소화한다.

이와 같은 센싱부(110)의 구성 중 전방센서(1100)에 의해 차량 전방의 장애물과 차량간의 거리를 검출하게 됨으로써 특히 안개, 야간 등의 기상 조건에서도 차량의 안전운행주행을 보장할 수 있게 된다.

제어부(200)는 기본적으로 눈, 비가 오는 상황이나 영하인 상태에서는 차량의 액셀레이터 제어부(310)가 상승제어되도록 하여 차량이 안전속도(예를 들어, 도로 상황(고속도로, 일반도로 등)에 따라 다르지만 비, 눈 등이 오는 경우 정상속도의 50%)로 감속되도록 할 수 있다.

그리고 제어부(200)는 기상상태 센싱센서(1150)에 의해 외부 기온이 영하이거나, 외부 기온이 영상이지만 비가 오는 날씨인 경우 급제동을 하지 않는다는 안내를 터치패널부(130)와 음성출력부(160)를 통해 출력할 수 있다. 이는 도로가 눈, 비등에 의해 미끄러운 상태 또는 얼음이 얼어 있는 상태에서 급제동시 차량 및 차량내 사람이 오히려 위험한 상황에 처할 수 있기 때문이다. 그리고 이와 같은 급제동은 터치패널부(130)를 통해 운전자가 선택하도록 할 수 있다.

또한 센싱부(110) 중 전방센서(1100)에 의해 낙엽이나 종이 등 불필요한 장애물이 검출될 수 있는데 그와 같은 터치패널부(130)와 음성출력부(160)를 통해 경보가 울림과 함께 카메라(140)를 통해 입력된 영상을 터치패널부(130)를 통해 디스플레이되도록 하여, 해당 종이나 낙엽이 보여 지게 되는데 그와 같은 경우에는 차량의 제동 동작을 수행할 것인가에 대한 안내를 터치패널부(130)에 하여 제동 동작을 무시하면 급제동 등의 불필요한 동작 없이 차량을 정상적으로 동작시킬 수 있다.

도 3 및 도 4 는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행안전거리 자동제어시스템에서 액셀레이터 페달이 작동하는 예를 나타낸 단면도이다. 여기서는 상기 액셀레이터 제어부(310)가 실제로 작동하는 관계를 위주로 하여 설명한다.

도 3에서의 액셀레이터 페달(400)의 작동 예는, 액셀레이터 제어부(310)가 상승작동하기 전 액셀레이터 페달(400)이 작동되는 예를 나타낸 단면도이고, 도 4는 감속/제동제어부(300)의 액셀레이터 제어부(310)가 작동하여 액셀레이터 페달(400)이 상승하는 예를 나타낸 단면도이다.

본 발명 차량의 액셀레이터 제어부(310)는 차량이 전방으로 주행하거나, 좌회전이나 우회전 또는 유턴, 급가속으로 주행하는 경우에 발생할 수 있는 다른 차량의 전면 또는 후면 또는 측면의 위험한 거리이내에 근접하거나 다른 차량 이외의 장애물이 안전거리(약 5m 이내) 이내에 근접하는 경우, 기상환경(영하, 눈, 비, 안개, 야간 등)에 따라 작동하는 메카니즘을 갖는다.

도 3과 도 4에 있어서 차량의 액셀레이터 페달(400)은 제 1 솔레노이드(311)에 의해 작동된다. 이때, 액셀레이터 페달(400)은 차량의 주행시 액셀레이터 제어부(310)에 의해서 화살표 A1 내지 A2 방향으로 상하작동 가능하다.

한편 액셀레이터 페달(400)이 움직임은 주행속도 검출센서(1120)에 의해 검출되고, 해당 검출값은 제어부(200)로 전송된다. 이때, 주행속도 검출센서(1120)는 액셀레이터 페달(400)하부에 일측이 걸리는 돌출핀(1121)이 액셀레이터 페달(400)에 가해지는 힘에 따라 가이드 홈(1122)을 따라 상하 작동하도록 구성된다. 따라서 평상 시에는 액셀레이터 페달(400)하부의 일측에 돌출핀(1121)이 위치하고, 액셀레이터 페달(400)을 밟으면 가이드 홈(1122)을 따라 상하 작동하며, 상하 작동에 따른 움직임 신호가 제어부(200)로 전송된다.

이때, 전송방식은 아날로그 방식, 펄스 방식, RS 방식, DC 전원 방식 등이 있을 수 있으며, 특별히 한정할 필요는 없다.

한편, 브레이크 페달(500)에 의한 제동의 경우에는 브레이크 제어부(320)을 가동하도록 활성화하면 도 5 및 도 6을 참조하여 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 브레이크 제어부(320)에 연결되어 있는 솔레노이드(321)가 자성을 띠게 되면서 제어시키게 되는 것을 이해할 수 있다.

그리고, 액셀레이터 제어부(310)은 제 1솔레노이드(311)와, 상기 제 1솔레노이드(311)에 공기를 공급하고 공기 압력이 설정된 압력 범위에서 상승하거나 하강할 때 내부의 공기 압력을 센싱하여 공기압력 검출부(240)로 전송하는 압력센서(312a)가 구비된 에어 컴프레서(312)와, 상기 제 1솔레노이드(311)에 의해 공압의 에어가 내부에 공급되는 제 1공급구(313a)가 구비되고, 내부의 에어가 배출되는 제 1배출구(313b)가 구비되며, 상기 제 1공급구(313a)와 제 1배출구(313b)를 통해 공급배출되는 에어에 의해 좌우로 왕복이송되는 피스톤로드(313c)가 구비된 제 1공압실린더(313)와, 상기 제 1공압실린더(313)를 액셀레이터 페달(400)의 하부에 고정하는 고정판(314)과, 상기 고정판(314)의 일측에 상부로 돌출형성된 지지판(315)과, 상기 제 1공압실린더(313)의 피스톤로드(313c)에 일측이 힌지결합되고, 타측은 핀(316a)이 결합된 링크(316)와, 상하로 회동가능하여 상부가 액셀레이터 페달(400)의 하부를 지지하도록 지지판(315)에 하부가 힌지결합되고, 하단부는 제 1공압실린더(313)의 피스톤로드(313c)에 일측이 힌지결합된 링크(316)의 타측에 결합된 핀(316a)이 결합되어 이송되는 핀이송홈(317a)이 형성되어 액셀레이터 페달(400)을 일정한 위치에서 정지시켜 상하작동에 제동력을 주는 제동판(317)을 포함한다. 여기에서 제 1공급구(313a) 및 제 1배출구(313b)는 공기압의 흐름 방향을 그 반대로 하는 경우 공기를 배기하는 배출구(313b)가 공급구(313a) 역할을 하게 된다.

그리고, 에어컴프레서(312)는 에어탱크의 공기압에 따라 압력이 조절되는데, 설정된 압력(Kg/㎠) 범위, 즉 5~10 Kg/㎠ 압력이 항상 유지되는 데, 압력범위에서 에어탱크 내부의 압력이 압력범위 아래로 떨어지면 에어컴프레서(312)는 스위치 온(ON) 되고, 반대로 에어탱크의 공기압력이 설정된 압력의 범위에 도달되면 작동 오프(OFF) 상태로 된다. 여기서 압력(Kg/㎠)은 제어부(200)의 프로그램으로 현장경험(field test)이나 실험에 의해 기 설정된 룩업테이블을 참조하여 정할 수 있다.

즉 상기와 같이 에어컴프레서(312)는 설정된 압력범위에서 에어탱크의 압력이 상승하거나 압력범위 아래로 떨어지면, 즉 에어탱크의 내부 공기압력이 10Kg/㎠ 이상으로 상승하거나 5Kg/㎠이하로 떨어지면 압력센서(312a)가 이를 센싱하여 공기압력 검출부(240)에 경보신호를 전송하고, 압력센서(312a)로부터 경보신호를 전송받은 공기압력 검출부(240)는 제어부(200)를 통해 해당 경보 신호를 전송하고, 제어부(200)는 음성출력부(160)를 통해 경보음을 울려 운전자에게 에어컴프레서(312)의 이상을 사전에 알려줌으로써 사고를 예방할 수 있다.

또한 상기와 같은 에어컴프레서(312)의 공기압력은 액셀레이터 페달(400)에 대한 상하작동으로 액셀레이터 페달(400)의 상승 내지 고정상태를 유지시키는 압력을 제공한다.

그리고, 제동판(317)은 차량과 장애물과의 거리 및 주행속도신호에 따른 액셀레이터제어부(320)의 동작으로 자동으로 상하작동한다. 따라서, 액셀레이터 제어부(310)에서는 상기 제동판(317)으로 액셀레이터 페달(400)의 상하작동을 제어함으로써 액셀레이터 페달(400)에 대해 제동력을 준다. 이때, 액셀레이터 페달(400)을 강제로 상승시키기 때문에 액셀레이터 제어부(310)가 상승한 상태를 유지하면서 액셀레이터 페달(400)에 대한 제동력을 정지시키게 된다.

그리고 액셀레이터 제어부(310)는 제 2솔레노이드(318)와, 제 2솔레노이드(318)에 의해 에어컴프레서(312)를 통해 공기가 내부에 공급되는 제 2공급구(319a)가 구비되고, 내부의 에어가 배출되는 제 2배출구(319b)가 구비되며, 제 2공급구(319a)와 제 2배출구(319b)를 통해 공급배출되는 에어에 의해 상하로 왕복이송되어 액셀레이터 페달(400)의 하부를 지지하는 피스톤지지로드(319c)가 구비된 제 2공압실린더(319)를 포함한다.

도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 실시예에 따른 차량의 주행안전거리 자동제어시스템에서 감속/제동제어부(300)의 브레이크 제어부(320)가 실제로 작동하는 관계를 나타내는 단면도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 브레이크 페달(500)에 대해 작용하는 브레이크 제어부(320)의 메카니즘은, 액셀레이터 제어부(310)의 메카니즘과 유사한 원리로 작동하도록 구성된다.

한편, 도 5 및 도 6은 정상상태의 주행중에 차량 운전자가 브레이크 페달(500)에 대해 화살표 B1방향으로 압력을 가하면 공압실린더(323)가 상기 브레이크 제어부(320)가 어떤 작동도 되지 않도록 피스톤로드(323c)와 1차링크(324) 및 2차링크(325)가 작동하는 것을 나타낸다.

도 7 및 도 8은 차량의 센싱부(110)를 통해서 주어지는 여건에 따라 차량운전자의 주행 의사와 관계없이 상기 브레이크 제어부(320)를 작동시켜 브레이크 페달(500)을 작동하는 것을 나타낸다.

즉 도 7과 도 8은 상기 브레이크 제어부(320)가 작동되어 공압실린더(323)의 피스톤로드(323c)가 화살표 B2 방향으로 작동되고, 다시 B2 반대방향으로 작동하여 제1링크(324) 및 제2링크(325)가 작동되면서 브레이크 페달(500)이 상하작동하는 것을 나타낸다.

상기와 같은 브레이크 제어부(320)는 솔레노이드(321)에 공기를 공급하고, 공기 압력이 설정된 압력 범위에서 상승하거나 하강할 때 내부의 공기 압력을 센싱하여 공기압력 검출부(240)를 통해 제어부(200)에 경보신호를 전송하는 압력센서(322a)가 구비된 에어컴프레서(322)와, 상기 솔레노이드(321)에 의해 공압 에어가 내부에 공급되는 공급구(323a)가 구비되고, 내부의 에어가 배출되는 배출구(323b)가 구비되며, 상기 공급구(323a)와 배출구(323b)를 통해 공급배출되는 에어에 의해 좌우로 왕복이송되는 피스톤로드(323c)가 구비된 공압실린더(323)와, 상기 공압실린더(323)의 피스톤로드(323c)와 브레이크 페달(500) 사이에 힌지결합되는 제 1링크(324)와 제 2링크(325)를 포함한다.

이와 같이 구성된 브레이크 제어부(320)는 액셀레이터 제어부(310)의 작동과 같은 방법으로 제어부(200)에서 감속/제동제어부(300)의 브레이크 제어부(320)을 통해 작동신호가 전달되게 되고, 최종적으로 브레이크 제어부(320)에서 솔레노이드(321)를 작동하게 된다.

그리고, 상기와 같이 작동되는 솔레노이드(321)는 공기를 일정한 압력으로 압축하여 공급하는 에어컴프레서(322)를 작동시키고, 상기와 같이 작동되는 에어컴프레서(322)의 공기는 공급구(323a)를 통해 공급하여 공압실린더(323)를 작동하게 된다.

상기와 같이 에어컴프레서(322)를 이용하여 솔레노이드(321)가 공압실린더(323)를 작동시킴으로써 공압실린더(323)의 피스톤로드(323c)가 작동되어 제 1링크(324)와 제 2링크(325)를 통해 브레이크 페달(500)을 작동하게 되는 것이다.

여기에서 상기 공급구(323a) 및 배출구(323b)는 공기압의 흐름 방향을 그 반대로 하는 경우 공기압을 배기하는 배출구(323b)가 공급구(323a) 역할을 하게 된다.

그리고 상기와 같이 에어컴프레서(322)는 액셀레이터 제어부(310)의 에어컴프레서(312)와 동일하게 설정된 압력범위에서 에어탱크의 압력이 상승하거나 압력범위 아래로 떨어지면, 즉 에어탱크의 내부 공기압력이 10Kg/㎠ 이상으로 상승하거나 5Kg/㎠이하로 떨어지면 압력센서(322a)가 이를 센싱하여 공기압력 검출부(240)를 통해 제어부(200)에 경보신호를 전송하고, 상기 압력센서(322a)로부터 경보신호를 전송받은 제어부(200)는 음성출력부(160)를 통해 경보음을 울려 운전자에게 에어컴프레서(322)의 이상을 사전에 알려줌으로써 사고를 예방할 수 있다.

한편 차량이 오르막 도로나 내리막 도로를 주행하는 도중 서행이나 정지시 브레이크 페달(500)을 밟게되는 경우 브레이크 페달(500)의 위치를 센싱하는 브레이크 잠금센서(1140)(도 2 참조)가 작동하게 되고, 상기 브레이크 잠금센서(1140)는 제어부(200)에 신호를 전송하여 브레이크 제어부(320)의 솔레노이드(321)에 신호를 전송하여 브레이크 페달(500)이 잠기도록, 즉 운전자가 밟은 브레이크 페달(500)의 위치를 고정하게 된다.

상기와 같이 오르막 도로나 내리막 도로에서 브레이크 페달(500)이 잠김으로써 운전자는 브레이크 페달(500)을 밟고 있지 않아도 오르막 도로나 내리막 도로에서 차량은 정지된 상태를 유지하게 된다.

그리고 상기와 같이 오르막 도로나 내리막 도로에서 정지된 차량을 운행하고자 운전자가 액셀레이터 페달(400)을 밟을 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이 액셀레이터 페달(400)에 설치된 브레이크 잠금 해제센서(1130)(도 2 참조)가 작동되어 제어부(200)에 작동신호를 전송하고, 상기 제어부(200)는 브레이크 제어부(320)의 솔레노이드(321)에 신호를 전송하여 브레이크 페달(500)의 잠김을 해제함과 동시에 액셀레이터 페달(400)의 작동에 의해 차량은 전방으로 운행된다.

상기와 같이 오르막 도로나 내리막 도로에서 브레이크 페달(500)의 동작으로 브레이크 페달(500)을 잠금으로써 운전자가 계속해서 브레이크 페달(500)을 밟고 있지 않아도 차량이 정지된 상태를 유지하고, 액셀레이터 페달(400)을 작동함과 동시에 브레이크 페달(500)의 잠김이 풀리면서 차량이 전방으로 운행됨으로써 차량이 후방으로 밀리는 것을 방지할 수 있다.

한편 도 9는 본 발명에 따른 차량의 주행안전거리 자동제어시스템에서 기상변화에 따라 와이퍼 동작신호 검출부(180) 작동신호에 따른 액셀레이터 제어부(310)가 작동하는 상태를 나타내는 단면도로써, 기상변화 즉 영상이지만 비가 오거나 영하인 기상상태에서 운전자가 차량의 와이퍼 레버를 작동할 경우 와이퍼 동작신호 검출부(180)(도 1 참조)는 제어부(200)에 신호를 전송하고, 제어부(200)는 액셀레이터 제어부(310)의 제 2솔레노이드(318)를 작동시킨다.

상기와 같이 액셀레이터 제어부(310)의 제 2솔레노이드(318)가 작동되면 에어컴프레서(312)의 압축된 공기가 제 2공압실린더(319)의 제 2공급구(319a)를 통해 공급되고 제 2배출구(319b)는 닫혀 피스톤지지로드(319c)가 상부로 작동되어 제동판(317)을 상부 즉 50%의 위치까지 이동시킨다.

이때 상기와 같이 제 2 공압실린더(319)의 피스톤지지로드(319c)가 제동판(317)을 상부로 이동할 때 제 1공압실린더(313)의 피스톤로드(313c)에 일측이 힌지결합된 링크(316)의 타측에 결합된 핀(316a)은 상기 제동판(317)의 하부에 형성된 핀이송홈(317a) 내부에서 이송되며 상기 제동판(317)만 상부로 회동되고 제 1공압실린더(313)의 피스톤로드(313c)는 정지된 상태를 유지하게 된다.

상기와 같이 차량의 방향전환시 액셀레이터 제어부(310)의 제 2공압실린더(319)가 작동되어 차량이 감속되고, 이때 운전자의 선택에 따라 운전자가 액셀레이터 페달(400)을 밟아 가속할 경우에는 액셀레이터 제어부(310)의 제 2공압실린더(319)가 작동된 상태로 차량의 급가속을 방지하면서 서행으로 가속할 수 있다.

특히 노면이 결빙되는 영하의 조건하에서는 차량의 제동거리가 정상적인 기상조건하에서 보다 훨씬 길어지기 때문에 상기 브레이크 제어부(320)의 작동에 의한 차량이 급제동시 미끄럼에 의한 충돌사고가 일어날 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 외부센싱장치의 기상상태 센싱센서(1150)에 의해 차량 외부의 기온이 영상이지만 비가 오거나 영하인 경우에는 운전자가 차량의 와이퍼를 작동해도 액셀레이터 제어부(310)의 제 2공압실린더가 작동하여 차량이 감속되면서 브레이크 제어부(320)의 작동은 강제로 정지되도록 프로그램함으로써 차량의 급제동을 방지하면서 적정속도로 서행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 다시 말하면 기상상태 센싱센서(1150)는 차량 외부의 기온(영상, 영하)을 감지하는 센서, 비를 감지하는 센서 등으로 구성할 수 있다.

상기와 같이 기상변화에 따라 차량의 와이퍼 레버를 작동하여 액셀레이터 제어부(310)가 제 2공압실린더(319)를 작동한 상태에서 차량을 운행하는 도중 기상상태에 따라 차량의 와이퍼 레버의 작동이 정지되면 와이퍼 동작신호 검출부(180)에서 제어부(200)에 와이퍼 레버 작동 정지 신호를 전송하고, 상기 제어부(200)는 제 2솔레노이드(318)에 작동신호를 전송하여 제 2공압실린더(319)의 피스톤지지로드(319c)를 원위치시켜 액셀레이터 페달(400)의 작동을 해제하게 된다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행안전거리 자동제어 시스템에서 액셀레이터 제어부(310)는 액셀레이터 페달(400)에 대해 제동판(317)을 상승하여 차량의 감속을 제어하는 메카니즘과, 브레이크 제어부(320)가 브레이크 페달(500)에 대해 작용하여 차량의 제동을 제어하는 메카니즘이 작용하여 차량의 주행시 장애물에 대한 안전거리(약 5m 이내)를 확보한다.

이하 본 발명의 차량의 주행안전거리 자동시스템에 의한 제어방법을 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 감속, 자동 제어 및 제동을 위한 자동 제어방법의 동작 순서도이다.

도 10에 도시되어 있듯이 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행안전거리 자동제어시스템에 의한 제어방법은, 먼저 차량의 메인전원이 인가되면 센싱부(110)내 모든 센싱신호를 초기화시킨다(S20).

그후 상기 센싱부(100)에 전기적으로 연결되어 있는 제어부(200)는 감속/제동제어부(300)가 스위치온(ON)이 되었는지를 판단한다(S30).

또 상기 제어부(200)는 감속/제동제어부(300)가 스위치온(ON)이 된 경우에 센싱부(100)의 전방좌측센서(1101)와 전방우측센서(1102), 기상상태 센싱센서(1150)가 차량 자체의 근방에 있는 장애물과 기상변화를 각각 센싱한다(S40).

상기 장애물과 기상변화를 센싱하는 단계(S40)에서 비 또는 눈이 오는 때에 차량운전자가 차량의 와이퍼를 작동하여 와이퍼 동작신호 검출부(180)가 작동하는 경우 차량의 와이퍼의 사전설정된 프로그램에 따른 단계적 명령신호를 체크하여 변화가 있을 경우 그에 대응하는 단계적 신호를 제어부(200)에 제공하여 감속/제동제어부(300)를 구동할 수 있다.

또한 차량의 주행안전거리 자동제어시스템 방법에 있어서 상기 센싱하는 단계(S40)에서 센싱된 차량과 장애물과의 거리를 상기 제어부(200)의 계산부(210)가 계산한다(S50). 즉 상기 제어부(200)의 계산부(210)는 센싱부(110)로부터 입력되는 장애물의 센싱신호를 읽어 들여서, 이에 따라 장애물에 이르기까지의 거리를 산출한다.

다음에, 제어부(200)는 산출된 장애물(전방물체)까지의 계산된 거리가 기준치를 초과하는지를 판단한다. 즉, 장애물이 기준치보다 근거리에 있는지 아니면 기준치보다 원거리에 있는지를 판단한다(S60).

상기 기준거리값 판단 단계(S60)에서 장애물이 접근함에 따라 액셀레이터 제어부(310)의 제동판(317)이 작동한다. 예컨대 설정된 거리에 따라 제동판(317)이 자동으로 상승작동하고, 이와 반대로 이 기준거리값의 거리를 벗어나면 다시 제동판(317)이 원상복귀된다.

또 상기 기준거리값 판단 단계(S60)에서 도로 사정에 따라 차량이 정체되어 저속으로 운행하는 경우 제어부(200)에서 프로그램된 명령에 의해 기상상태 센싱센서(1150)의 작동모드에서와 같이, 차량의 룩업테이블(lookup table)에서 설정된 기준속도 대비 주행속도를 50% 감속시키도록 설정하여 제동판(317)이 상승작동되어 주행차량의 속도를 강제로 감속되도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량의 자동제어장치의 제어방법에서, 차량의 메인 전원이 인가된 상태에서 액셀레이터 페달(400)이 상하작동되면, 제어부(200)의 내부에 제2메모리부(230)에 프로그램화되어 저장되어 있는 차량의 제동 자동 제어를 위한 룩업테이블을 제어부(200)가 참조하여 액셀레이터 제어부(310)에 연결된 액셀레이터 페달(400)에 대한 제어명령을 수행함으로써 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 자동 제어장치의 동작이 시작된다.

구체적으로 상기와 같이 자동 제어장치의 동작이 시작되면, 제어부(200)는 내부 메모리에 저장되어 있는 모든 변수를 초기화(S20)시킨 뒤에 감속/제동제어부(300)가 온이 되었는지를 판단한다(S30).

한편, 상기 감속/제동제어부(300)는 운전자가 필요에 따라 선택적으로 온/오프제동시키는 스위치로 구성할 수 있으며, 감속/제동제어부(300)가 오프되어 있는 경우에는 가속 및 감속 내지 제동이 자동으로 제어되지 않는다. 즉, 감속/제동제어부(300)가 오프되어 있는 경우에, 제어부(200)는 계속적으로 감속/제동제어부(300)가 스위치 온 되는지를 판단된다. 그러나 감속/제동제어부(300)가 스위치 온(ON)이 되어 있는 경우에, 제어부(200)는 전방 물체(장애물)를 감지하기 위하여 전방좌측센서(1101)와 전방우측센서(1102)에 장애물이 근접하면 센싱신호를 받아 센징부(110)에서 이를 센싱(S40)하여 전기적인 신호로 변환한 뒤에 제어부(200)로 출력한다.

그리고, 상기 기준거리값 판단 단계(S60)에서 전방물체가 기준치보다 원거리에 있는 경우 액셀레이터페달(400)과 브레이크 페달(500)은 운전자에 의해 정상적으로 작동되고, 상기 전방물체가 기준치보다 근거리에 있는 경우, 즉 상기 산출된 장애물과의 거리가 상기 룩업테이블의 기준거리값보다 작은 경우에 상기 제어부(200)에 의해 액셀레이터 제어부(310)가 제동판(317)을 작동시키고 상기 제동판(317)이 상부로 이동하여 액셀레이터 페달(400)을 최초의 위치까지 이동되도록 자동으로 상하작동한다(S70).

또한 상기 액셀레이터페달(400)을 최초의 정지위치까지 자동으로 상하작동하고, 이때 브레이크 제어부(320)가 동작됨으로써 브레이크 페달(500)을 작동한다(S80).

다시 말해 상기 액셀레이터 페달(400)을 최초의 정지위치까지 자동으로 상하작동(S70)하는 경우, 상기 제어부(200)가 브레이크 제어부(320)에 제어명령을 전송하여 솔레노이드(321)를 작동시켜 공압실린더(323)를 작동시킨다. 이에 따라 상기 공압실린더(323)가 작동하여 1차링크(324) 및 2차링크(325)에 연결된 피스톤로드(323c)가 작동되면서 브레이크 페달(500)이 작동하여 차량이 정지하게 된다.

따라서 본 발명의 차량의 주행안전거리 자동제어 시스템을 장착한 차량이 전방으로 주행하거나, 좌회전이나 우회전 또는 U 턴 및 급가속으로 주행하는 경우에 발생할 수 있는 다른 차량과의 위험한 거리에 근접하거나 다른 차량 이외의 장애물과의 안전거리이내에 근접하는 경우, 상기 제어부(200)의 작동명령에 의한 기계적 메카니즘은 액셀레이터 제어부(310)이 액셀레이터 페달(400)에 대해 상승작동하고, 이에 따라서 액셀레이터 페달(400)의 하강이동을 정지시켜 차량을 감속시킨다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량안전관리방법에 있어서 액셀레이터 페달의 제어를 위한 자동제동장치의 액셀레이터 제어부(310)가 상승이동하는 방법을 나타낸 순서도이다.

도 11에 나타낸 바와 같이 액셀레이터 페달(400)을 자동으로 상하작동하는 단계(S70)에서 상기 액셀레이터유닛(310)은 차량이 장애물에 근접한 거리로 접근하면, 브레이크 제어부(320)의 제동신호보다 우선하여 제어부(200)의 전방센싱에 의한 작동신호를 수신한다(S702).

상기 액셀레이터 제어부(310)가 작동신호를 수신하면(S702), 상기 액셀레이터 제어부(310)의 제 1솔레노이드(311)는 제어부(200)의 전기적 신호라인을 통해 입력단의 작동신호에 의해 상기 에어컴프레서(312)에서 공급 또는 배기되는 일정한 공기압에 따라 제 1공급구(313a)가 열리고 출력단의 작동신호에 의해 배출구(313b)가 닫히도록 하여 내부의 피스톤로드(313c) 작동으로 공압실린더(313)를 구동한다(S704).

그 후 상기 공압실린더(313)는 내부의 피스톤로드(313c) 및 이 피스톤로드(313c)에 연결된 링크(316)를 이동시키고(S706), 상기 링크(316)에 연결된 제동판(317)을 상승, 즉 상기 액셀레이터 제어부(310)는 상기 제어부(200)의 계산부(210)에서 계산된 작동신호에 의하여 상기 제 1솔레노이드(311)에 의해 제동판(317)을 작동시킨다(S708).

그 후 상기 제동판(317)은 상부에 위치한 액셀레이터 페달(400)을 밟는 방향의 역방향으로 밀어올려 액셀레이터 페달(100)의 작동을 제어한다(S710).

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동을 위한 자동 제어방법에서 제동판(317)에 의해 액셀레이터 페달(400)을 상부로 이동시켜 차량의 속도를 감속한다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행안전거리 자동제어방법에서 액셀레이터 페달의 작동 후 브레이크페달을 작동시키는 방법을 나타낸 순서도이다.

상기와 같이 도 12에서 브레이크페달을 작동시키는 방법은 도 11의 액셀레이터 페달을 작동시키는 과정과 동일하므로 그 상세한 과정을 생략한다.

즉 차량의 자동제동장치의 브레이크 페달을 작동시키는 방법은 상기 액셀레이터 페달(400)이 동작되면, 상기 액셀레이터 페달(400)의 가속에 대해 제동력을 주어 상하작동을 제동한다(S710).

그 후, 상술한 도 8과 같이 차량의 센싱부(110)를 통해서 주어지는 여건에 따라 차량운전자의 주행 의사와 관계없이 상기 제어부(200)가 브레이크 제어부(320)에 명령하여 솔레노이드(321)를 통해 공압실린더(323)를 작동시킨다(S802).

또한, 상기와 같이 공압실린더(323)의 피스톤로드(323c)가 작동하면서(도 8 참조), 상기 피스톤로드(323c)와 연결된 제1링크(324) 및 제2링크(325)를 작동시키고(S704), 상기 링크를 통해 브레이크 페달(500)의 상하작동을 제어하여 차량을 정지시킨다.

한편, 브레이크 페달(400)을 자동으로 작동시켜 차량이 정지하게 되면 상기 제어부(200)의 제어신호의 명령에 따라 상기 액셀레이터 페달(400) 및 브레이크 페달(500)이 원상복귀되는 데, 상기 액셀레이터 페달(400)을 작동시키는 제동판(317) 및 브레이크 페달(500)을 작동시키는 피스톤로드(323c)가 원래의 위치로 복귀하게 된다.

이에 따라서 액셀레이터 페달(400)을 밀어올려 차량의 속도를 제어는 기계적 메카니즘은 차량이 전방으로 주행하거나, 좌회전이나 우회전 또는 유턴 및 급가속으로 주행하는 경우에 다른 차량이나 그 이외의 장애물이 안전거리이내에 근접하기 전에 작동하여 장애물과의 충돌사고를 방지한다.

도 13은 본 발명에 따른 차량 안전관리 시스템을 PLC(Programmable Logic Controller)로 구성한 경우를 설명하기 위한 블록 구성도이다.

본 발명에 따른 차량 안전관리 시스템을 PLC로 구성한 경우는 도 13에 나타낸 바와 같이, 기본적으로 PLC(2000)는 메모리부(2010)와, 입력부(2020)와, 출력부(2030) 및 제어부(2040)로 구성된다.

이와 같은 PLC(2000)의 메모리부(2010)는 램과 롬으로 구성될 수 있는데, 이와 같은 메모리부(2010)에는 차량 주행안전 관련 각종 데이터를 로더(2800)를 통해 입력한다. 여기서 로더(2800)는 개인용컴퓨터(PC) 또는 노트북일 수 있는데 이와 같은 로더(2800)는 메모리부(2010)에 대한 프로그램 입력시나, 프로그램 업그레이드시나, 업데이트 시에는 연결하여 사용하고, 일반적으로는 분리되어 있다.

그리고 입력부(2020)는 터치스크린의 입력을 감지하는 터치 스위치(2100)와, 와이퍼 동작신호 검출부(180), 방향전환신호 검출부(190), 주행속도 검출센서(1120), 브레이크 잠금 해제센서(1130), 브레이크 잠금센서(1140), 기상상태 센싱센서(1150) 및 액셀레이터 제어부(310)와 브레이크 제어부(320) 각각의 압력센서(312a)(322a)부터의 신호를 감지하는 근접스위치(2200) 및 전방센서(1100)로부터의 신호를 감지하는 센서 스위치(2300)로부터의 입력신호를 받아들인다.

이때, 레이저 센서인 전방센서(1100)의 전방좌측센서(1101) 및 전방우측센서(1102)로부터 펄스 형태의 레이저 신호가 들어오면 각각의 센싱신호 변환기(1103)(1104)에서는 해당 펄스로 수신된 신호에 대해 6 MSB(most significant byte)와 6 LSB(least significant byte)를 합하여 범위 데이터(RANGE DATA)로 가공하여 USB 방식으로 입력부(2020)로 입력한다.

그리고 제어부(2040)는 입력부(2020)를 통해 입력되는 신호와 메모리부(2010)에 메모리된 프로그램에 따라 차량의 안전관리를 위한 명령을 출력부(2030)를 통해 출력한다. 즉, 센싱신호 변환기(1103)(1104)에서 입력된 범위 데이터를 메모리부(2010)에 메모리된 프로그램에 따라 해석하여 차량과 장애물과의 거리를 연산하는 것이다.

출력부(2030)는 차량안전 관련 안내를 수행하는 차량안내 출력부(2400)(음성출력부), 솔레노이드(2500)(전자식의 경우)나 공압밸브(2600) 및 보조 릴레이(2700)를 통해 차량 안전 관련 프로그램 제어명령을 출력한다.

즉, 제어부(2040)는 차량과 장애물과의 거리를 연산한 결과에 따라 차량안내 출력부(2400)(음성출력부), 솔레노이드(2500)(전자식의 경우)나 공압밸브(2600) 및 보조 릴레이(2700) 등을 통해 차량 안전관리 프로그램을 실행하는 것이다.

도 14는 본 발명에 따른 차량 안전관리 시스템을 이용한 차량 안전관리를 위한 프로그램 스캔 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 따른 차량 안전관리 시스템을 이용한 차량 안전관리를 위한 프로그램 스캔 방법은 도 14에 나타낸 바와 같이, 차량에 전원이 인가(시동 온)되거나, 터치패널부(130)를 통해 리셋(Reset) 처리되면, 차량 안전 관리 시스템의 모든 입출력 모듈을 리셋하고, 자기진단을 실행하며, 기존 데이터는 클리어 시키고, 입출력 모듈의 번지(address)를 할당하고 입출력 모듈의 종류를 등록하는 초기화 처리를 수행한다(S100).

이어 프로그램의 연산을 시작하기 전에 입력 모듈의 상태를 읽어 입력 이미지 영역에 저장하기 위한 입력 이미지 영역 리프레쉬(Refresh)를 수행한다(S110).

그 다음 프로그램의 시작부터 마지막 스텝까지 순서대로 연산을 수행하는 프로그램 연산처리를 수행한다(S120).

마지막으로 프로그램의 연산이 종료되면 출력 이미지 영역에 저장되어 있는 내용을 출력 모듈에 출력하는 출력 이미지 영역 리프레쉬를 수행한다(S130).

도 15는 본 발명에 따른 차량 안전관리 시스템을 이용한 차량 안전관리를 위한 차량 안전 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 따른 차량 안전관리 시스템을 이용한 차량 안전 관리 방법은, 차량에 전원이 인가(시동 온)되거나, 터치패널부(130)를 통해 리셋(Reset) 처리되면, 주행(Run) 모드를 시작 시키고, 그에 따라 차량 제어부는 주행(run) 모드가 시작되면 도 12에 나타낸 바와 같은 첫 스캔을 시작한다(S200).

이어, 기존 데이터를 클리어 시키는 데이터 영역 초기화를 수행한다(S210).

그리고 프로그램의 유연성을 검사하여 프로그램들의 수행 가능 여부를 검사한다(S220).

이어,프로그램의 연산을 시작하기 전에 입력 모듈의 상태를 읽어 입력 이미지 영역에 저장하기 위한 입력 이미지 영역 리프레쉬(Refresh)를 수행한다(S230).

그리고 설정된 자동차 주행 안전 관련 기본 프로그램과 인터럽트 프로그램을 실행한다(S240).

이어, 장착 모듈 즉 센싱부(110)의 각종 센서나 주행속도 검출부(120), 터치패널부(130), 카메라부(140), 음성입력부(150), 음성출력부(160), 데이터 저장부(170), 와이퍼 동작신호 검출부(180), 방향전환신호 검출부(190), 감속/제동제어부(300)등이 정상인가를 판단한다(S250).

판단결과(S250) 장착 모듈이 모두 정상이면 출력 이미지 영역에 저장되어 있는 내용을 출력 모듈에 출력하는 출력 리프레쉬를 수행한다(S260).

그러나 판단결과(S250), 장착모듈이 정상이 아니면, 정상이 아닌 모듈의 복구가 가능한가를 판단한다(S270).

판단결과(S270) 복구가 가능하다면 복구를 수행한다(S280).

그러나 판단결과(S270) 복구가 불가능하다면 복구 불가능 모듈의 정보를 터치패널부(130)를 통해 출력하고(S290), 해당 기능을 제외한다(S300).

그리고 출력 리프레쉬를 수행(S260) 한 후, 통신서비스 및 기타 내부 처리를 한다(S310).

이어 운전모드가 변경되었는가를 판단한다(S320).

판단결과(S320) 운전모드가 변경되었다면 변경된 차량 운전 모드를 수행한다(S330).

그러나 판단결과(S320) 운전모드가 변경되지 않았다면 현재 모드를 유지한다(RUN 모드).

도 16은 본 발명에 따른 차량 안전 관리 방법 중 차량 주행시의 안전관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 따른 차량 안전관리 방법 중 차량 주행시의 안전관리 방법은 차량 주행 중 장애물이 검출되었는가를 판단한다(S400).

판단결과(S400), 장애물이 검출되었다면 장애물과 차량간 거리를 연산한다(S410).

연산결과 차량과 장애물간 거리가 100m 이내인지 판단한다(S420).

판단결과(S420), 100m 이내이면 차량 속도를 연산한다(S430).

연산결과(S430), 차량 속도가 70Km 이상이면 경보를 출력하고, 액셀레이터 페달 하강을 억제한다(S440).

이어, 장애물까지의 거리가 60m 이내인가를 판단한다(S450).

판단결과(S450), 장애물까지의 거리가 60m 이내이면 계속해서 경보를 출력함과 함께 액셀레이터 페달은 상승시키고, 블레이크 페달은 하강시켜 차량의 가속을 불가능하게 하고 멈출수 있도록 한다(S500).

한편, 연산결과(S430), 장애물과의 거리가 100m 이내인 상태에서 차량 속도가 70Km 미만 내지 40Km 이상이면 경보를 출력한다(S460).

이어, 장애물까지의 거리가 80m 내지 50m이내인가를 판단한다(S470).

판단결과(S470), 장애물까지의 거리가 80m 내지 50m이내이면 경보를 계속해서 출력하고, 액셀레이터 페달 하강을 억제한다(S480). 즉 차량의 가속을 방지한다.

그 다음, 장애물까지의 거리가 50m 내지 30m 이내인가를 판단한다(S490).

판단결과(S490), 장애물까지의 거리가 50m 내지 30m 이내이면 계속해서 경보를 출력함과 함께 액셀레이터 페달은 상승시키고, 블레이크 페달은 하강시켜 차량의 가속을 불가능하게 하고 멈출수 있도록 한다(S500).

그 다음, 장애물과의 거리가 30m이하인가를 판단한다(S510).

판단결과(S510), 장애물과의 거리가 30m이하이면, 정지했는가를 판단한다(S520).

*판단결과(S520)에 따라 차량이 정지되지 않은 경우 계속해서 경보를 출력함과 함께 액셀레이터 페달은 상승시키고, 블레이크 페달은 하강시켜 차량의 가속을 억제하고 멈출수 있도록 한다(S500).

한편, 판단결과(S510) 차량과 장애물간의 거리가 30m 이하가 아닌 경우는 차량과 장애물과의 거리가 다시 벌어진 것으로 판단하므로, 장애물 검출 단계(S400)부터 다시 수행한다.

도 17은 본 발명에 따른 차량 안전 관리 방법 중 차량 주행시의 안전관리 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 따른 차량 안전 관리 방법 붕 차량 주행시의 안전관리 방법의 다른 실시예는 기상 상태 센싱과 관련된 것으로, 차량 주행 모드(S600)에서 기상 상태를 센싱한다(S610).

이어 기상상태가 감속조건에 해당하는지를 판단한다(S620). 여기서 기상상태의 감속조건은 외부 기온이 영상이지만 비가 오는지 또는 외부 기온이 영하인지를 판단하는 것이다.

판단결과(S620) 감속조건에 해당하면 자동감속운행을 할 것인지를 안내하고, 안내 결과에 따라 자동 감속 운행 명령이 입력되었는가를 판단한다(S630).

판단결과(S630) 자동감속운행 명령이 입력되었다면 설정된 속도로 감속하여 운행한다(S640).

그러나 판단결과(S630) 자동감속운행 명령이 입력되지 않았다면 정상운행을 수행한다(S650). 그와 같은 정상속도 운행은 외부의 기온이 영하이지만 노면이 얼어있는 상태에서 설정된 차량 주행 모드에 의해 강제로 차가 정차하는 경우 갑작스런 브레이크 페달을 밟은 것과 동일한 동작을 수행할 수 있으므로 오히려 대형 사고를 유발할 수 있기 때문이다.

한편 정상속도로 운행하는 경우에는 설정된 시간이 경과하였는지를 판단하여(S660) 주기적으로 자동감속운행을 안내함이 바람직하다(S630).

한편 설정된 속도로 감속 운행 중 기상상태를 계속해서 판단하여 기상상태가 계속해서 감속조건(영상인 경우 비가 오는지 또는 영하인지)를 판단한다(S670).

판단결과(S670) 계속해서 영하이거나 눈 또는 비가 오는 경우에는 급제동 방지를 설정하고, 급제동 방지에 대해 터치패널부와 음성출력부를 통해 안내한다(S680).

한편 판단결과(S670) 계속해서 영하이거나 눈 또는 비가 오지 않는 경우에는 정상속도 운행으로 복귀하고, 정상속도 운행에 대해 터치패널부와 음성출력부를 통해 안내한다(S690).

도 18은 본 발명에 따른 차량 안전 관리 방법 중 차량 도난 방지 방법을 설며하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 따른 차량 안전 관리 방법 중 차량 도난 방지 방법은 차량에 시동 을 걸면(S700), 제어부(200)는 터치패널부(130) 및 음성출력부(160)를 통해 비밀번호를 입력할 것을 요청한다(S710).

이어서 비밀번호가 입력되었는가와 입력된 비밀번호가 맞았는가(OK)를 판단한다(S720).

판단결과(S720) 비밀번호가 맞는다면 도 17에 나타낸 바와 같은 차량 주행 모드를 수행한다(S730).

그러나 판단결과(S720) 비밀번호에 대한 입력 오류가 발생되면 설정된 횟수만큼 입력오류가 발생되었는가를 판단한다(S740).

판단결과(S740) 비밀번호 입력오류가 설정된 횟수(예로써 3회)를 초과하였다면 터치패널부(130) 후면의 차량 내부 카메라(140)를 통해 차량 내부를 촬영한다(S750). 이때, 브레이크 페달 및 액셀레이터 페달은 오프 상태를 유지한다.

그리고 촬영된 영상은 데이터 저장부(170)에 저장하며(S760), 필요에 따라 추후 수사기관 등에 의뢰한다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에서 전방 물체의 거리와 차량의 속도를 종합적으로 판단하여 차량의 감속과 제동을 자동으로 제어함으로써 불의의 사고를 미리 방지할 수 있다.

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.