KR100273159B1

KR100273159B1 - Device for preventing lane departure of vehicle

Info

Publication number: KR100273159B1
Application number: KR1019970076642A
Authority: KR
Inventors: 성호학
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2001-02-01
Also published as: KR19990056636A

Abstract

PURPOSE: A device for preventing the lane departure of a vehicle is provided to offer convenience to a driver and to reduce the probability of an accident by forcibly rotating a steering wheel. CONSTITUTION: Two optical sensors(2) for sensing the lights reflected onto lanes are installed on the left and right sides of a vehicle body. An ECU(Electronic Control Unit) for operating a phase difference by comparing the sensing signals of the optical sensors and outputting a control current due to the phase difference is connected to the optical sensors. A step motor(5) rotating forward or backward by the control current is connected via a control circuit. On the output shaft of the step motor, a drive gear(7) engaged with a pinion gear(6) of a steering wheel to rotate the pinion gear is installed. A control switch(3) is connected to the ECU to make a driver set up a reference sensor. If the driver manipulates the control switch, the steering wheel is rotated forcibly to locate the vehicle body between left and right lanes.

Description

Lane departure prevention device

본 발명은 차선 이탈 방지장치에 관한 것으로, 특히 차량의 좌우측에 각각 장착된 광센서를 매개로 차선을 감지함과 더불어 감지된 신호로 차선에 대한 차량의 거리를 판별해서 모우터를 매개로 조향핸들의 피니언기어를 강제적으로 회전시켜 차량과 차선이 항상 일정한 간격을 유지하도록 함으로써, 운전조작의 편의를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 교통사고도 예방할 수 있도록 된 차선 이탈 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lane departure prevention apparatus, and in particular, the lane is detected through a light sensor mounted on each of the left and right sides of the vehicle, and the steering wheel is controlled through the motor by determining the distance of the vehicle to the lane by the detected signal. By forcibly rotating the pinion gear to maintain a constant distance between the vehicle and the lane, it provides a lane departure prevention device that can not only provide the convenience of driving operation but also prevent traffic accidents.

일반적으로 차량의 교통사고는 차량이 차선을 이탈하여 주행하는 과정에 많이 발생되고 있는 데, 도로상에 구획된 일정한 차선을 따라 차량이 주행한다면 교통사고의 위험을 많이 줄여줄 수 있게 된다.In general, the traffic accident of the vehicle is generated in the process of driving the vehicle off the lane, if the vehicle is driving along a certain lane partitioned on the road can reduce the risk of traffic accident much.

그리고 차량이 주행하다가 앞차를 추월하려고 하는 경우나 혹은 주행방향을 바꿀려고 하는 경우에 차선을 이탈하는 경우가 있지만, 예컨대 고속도로상에서 주행하는 경우에는 차선을 이탈하는 일이 도심지에 비해 빈번하게 발생하지 않게 되고, 또 차량이 일정한 차선을 따라 고속주행한다면 교통사고의 위험을 줄일 수 있게 되는 데, 종래에는 운전자가 항상 좌우의 차선을 인지하면서 운전조작을 하여야 하므로, 운전조작이 어렵고 운전자의 피로를 가중시키게 된다.In some cases, you may leave the lane when you are trying to overtake a vehicle in front of you, or when you change your driving direction.However, if you are driving on a highway, the lanes do not occur more frequently than in urban areas. In addition, if the vehicle is driving at a high speed along a certain lane, the risk of a traffic accident can be reduced. In the past, the driver must always operate the vehicle while recognizing the left and right lanes, which makes driving operation difficult and increases the driver's fatigue. do.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 주행중에 운전자가 필요에 따라 선택스위치를 조작하면, 차량이 좌우측의 차선을 기준으로 차선과 항상 일정한 거리를 유지한 상태로 주행하도록 조향핸들을 강제적으로 회전시켜 주게 되어, 운전조작의 편의를 부여할 수 있을 뿐만 아니라 교통사고의 위험도 줄여줄 수 있도록 된, 차선 이탈 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and if the driver operates the selection switch as necessary during the driving of the vehicle, the vehicle is steered so that the vehicle always keeps a constant distance from the lane based on the left and right lanes. The purpose of the present invention is to provide a lane departure prevention device, which can be forcibly rotated to handle, to provide convenience of driving and to reduce the risk of a traffic accident.

제1도는 본 발명에 따른 광센서의 장착부위 설명도이고,1 is an explanatory view of the mounting portion of the optical sensor according to the present invention,

제2도는 본 발명에 따른 차선 이탈 방지장치의 개략적인 구성도.2 is a schematic configuration diagram of a lane departure prevention apparatus according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 모우터의 구동회로도이다.3 is a driving circuit diagram of a motor according to the present invention.

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

1 : 차선 2 : 광감지센서1: Lane 2: Light sensor

3 : 조작스위치 4 : 램프3: operation switch 4: lamp

5 : 스텝모우터 6 : 피니언기어5: Step motor 6: Pinion gear

7 : 구동기어 8 : 랙기어7: Drive Gear 8: Rack Gear

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체의 좌측 및 우측에는 차선의 반사빛을 감지하는 2개의 광감지센서가 각각 설치되고, 이 광감지센서의 감지신호를 입력받아 1개의 감지신호를 기준위상으로 하면서 다른 감지신호를 기준위상에 비교하여 위상차를 연산함과 더불어 위상차에 따른 제어전류를 프로그램에 의해 연산해서 출력하는 콘트롤러가 광감지센서에 연결되며, 이 콘트롤러의 제어전류를 인가받아 정회전 또는 역회전하는 스텝모우터가 제어회로를 통해 연결되고, 이 스텝모우터의 출력축에는 조향핸들의 하단부에 장착되어 있는 피니언기어와 치합되어 피니언기어를 회전시키는 구동기어가 장착되는 한편, 상기 콘트롤러에 입력되는 광감지센서의 기준센서를 운전자가 설정할 수 있도록 콘트롤러에는 조작스위치가 연결되어 있다.The present invention for achieving the above object, the left and right of the vehicle body is provided with two light sensing sensors for detecting the reflected light of the lane, respectively, and receives a detection signal of the light sensing sensor, one detection signal The phase difference is calculated by comparing the other detected signals with the reference phase while the phase is set as the reference phase, and the controller that calculates and outputs the control current according to the phase difference by the program is connected to the light sensing sensor. The step motor for forward or reverse rotation is connected via a control circuit, and the drive shaft for engaging the pinion gear mounted on the lower end of the steering wheel to rotate the pinion gear is mounted on the output shaft of the step motor. The controller is equipped with an operation switch so that the driver can set the reference sensor of the light sensor input to the controller. .

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 광센서의 장착부위 설명도인 바, 도로의 차선(1)에는 야간 주행시에 시인성을 위하여 유리성분이 함유되어 있는 데, 이 유리성분에 빛을 조사하면 난반사가 형성되고, 이 반사빛을 감지하기 위해 차체의 전방 좌측 및 우측에는 광감지센서(2)가 각각 설치되어 있다.1 is an explanatory view of the mounting part of the optical sensor according to the present invention, the lane 1 of the road contains a glass component for visibility at night driving, when the light component is irradiated with light reflection is formed In order to detect the reflected light, a light sensor 2 is provided on the front left and right sides of the vehicle body, respectively.

그리고 상기 광감지센서(2)에 의해 감지된 신호로 차체와 차선사이의 거리를 판변하기 위해 상기 광감지센서(2)는 콘트롤러(ECU)의 입력단자에 연결되어 있고, 또 상기 콘트롤러의 입력단자에는 운전자가 수동으로 조작할 수 있도록 예컨대 대쉬 패널에 장착된 조작스위치(3)가 연결되어 있으며, 이 조작스위치에는 운전자가 행한 스위치조작을 운전자가 용이하게 인지할 수 있도록 램프(4)가 연결되어 있다.The light sensor 2 is connected to the input terminal of the controller ECU to change the distance between the vehicle body and the lane by the signal sensed by the light sensor 2, and the input terminal of the controller. An operating switch 3 mounted on the dash panel, for example, is connected to the driver so that the driver can operate it manually, and the lamp 4 is connected to the operation switch so that the driver can easily recognize the switch operation performed by the driver. have.

또 상기 콘트롤러의 출력단자에는 제어회로(CS)를 통해 스텝모우터(5)가 연결되어 있고, 이 스텝모우터(5)의 출력축에는 조향핸들에 장착된 피니언기어(6)와 치합된 구동기어(7)와 연결되어 있으며, 상기 피니언기어는 조향기어박스내에 설치된 조향 랙기어(8)와 치합되어 있다.In addition, the output terminal of the controller is connected to the step motor (5) via a control circuit (CS), the output shaft of the step motor (5) drive gear meshed with the pinion gear (6) mounted on the steering wheel. (7), the pinion gear is engaged with a steering rack gear (8) installed in the steering gear box.

한편 상기 스텝모우터의 제어회로는 콘트롤러에서 스텝모우터에 인가시키는 제어전류의 인가방향을 변환시켜서 스텝모우터를 정회전 또는 역회전시키기 위해 콘트롤러는 2개의 스위치(SW1,SW2)를 매개로 스텝모우터(M)와 연결되어 있고, 상기 콘트롤러와 스위치(SW1,SW2)사이에는 트랜지스터(TR1,TR2)와 릴레이(R1,R2)가 각각 개재되어 있다.On the other hand, the control circuit of the step motor converts the direction in which the control current applied from the controller to the step motor, so that the controller rotates the step motor forward or reversely by means of two switches SW1 and SW2. It is connected to the motor M, and transistors TR1 and TR2 and relays R1 and R2 are interposed between the controller and the switches SW1 and SW2, respectively.

이에 따라 차량의 주행중에 운전자가 상기 스위치(3)를 조작하면, 상기 2개의 광감지센서(2)중에 1개의 센서가 기준센서로 설정되고, 이 기준센서가 감지하는 위상이 기준위상이 된다.Accordingly, when the driver operates the switch 3 while the vehicle is running, one sensor among the two light sensing sensors 2 is set as the reference sensor, and the phase detected by the reference sensor becomes the reference phase.

그리고 상기 다른 광감지센서(2)에 의해 감지한 신호는 상기 콘트롤러로 입력되어, 콘트롤러가 기준센서의 감지신호와의 위상차를 연산하게 되고, 이 위상차는 플러스 혹은 마이너스 값으로 나타나게 되는 데, 상기 위상차가 플러스 혹은 마이너스 값을 가지게 되면 차량이 차선에 대해 좌측 혹은 우측으로 쏠려진 것을 의미한다.The signal sensed by the other photosensitive sensor 2 is input to the controller so that the controller calculates a phase difference with the detection signal of the reference sensor, and the phase difference is represented as a plus or minus value. A plus or minus value means that the vehicle is tilted left or right with respect to the lane.

상기와 같이 위상차가 플러스 혹은 마이너스 값을 가지게 되면, 콘트롤러는 그에 상응하는 제어전류를 연산하여 어느 하나의 트랜지스터에 인가시키고, 이렇게 트랜지스터에 제어전류가 인가되면 전원이 릴레이를 통해 스텝모우터에 인가되어 스텝모우터가 소정시간 동안에 구동하게 된다.When the phase difference has a positive or negative value as described above, the controller calculates a corresponding control current and applies it to any one transistor. When the control current is applied to the transistor, power is applied to the step motor through a relay. The step motor is driven for a predetermined time.

상기와 같이 스텝모우터가 구동하게 되면, 스텝모우터의 출력축에 장착된 구동기어가 회전하게 되며, 이 구동기어의 회전운동은 피니언기어와 랙기어에 각각 전달되어, 조향핸들이 강제적으로 회전되면서 랙기어가 좌측 혹은 우측으로 이동하여 조향이 이루어지게 된다.When the step motor is driven as described above, the drive gear mounted on the output shaft of the step motor rotates, and the rotational motion of the drive gear is transmitted to the pinion gear and the rack gear, respectively, and the steering wheel is forcibly rotated. The rack gear is moved left or right to steer.

그리고 상기와 같은 스텝모우터의 제어는 위상차가 제로로 될 때까지 콘트롤러에 의해 피이드백 제어되므로, 차량이 항상 차선과 일정한 간격을 두고 자동적으로 주행되게 된다.In addition, since the control of the step motor as described above is controlled by the controller until the phase difference becomes zero, the vehicle is always automatically driven at regular intervals from the lane.

따라서 운전자의 운전조작이 편리해지게 되고, 또 운전미숙으로 의한 차선이탈로 인한 교통사고를 예방할 수 있게 된다.Therefore, the driver's driving operation becomes convenient, and traffic accidents caused by lane departure due to immature driving can be prevented.

한편 차량이 교차로 등지에서 주행방향을 바꾸고자 하는 경우나 혹은 운전자가 의도적으로 차선을 변환시키고자 하는 경우에 상기 스위치(3)를 오프시키면 수동모드로 전환되므로, 전혀 지장을 주지 않게 되는 것이다.On the other hand, when the vehicle wants to change the driving direction at the intersection or the like, or when the driver intentionally changes lanes, turning off the switch 3 switches to the manual mode, which does not interfere at all.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차선 이탈 방지장치에 의하면, 운전자의 간단한 스위치로 조작만으로 차량의 주행중에 차선을 감지하고, 또 감지된 차선에 의거해서 차량이 차선과 항상 일정한 간격을 유지한 상태로 주행이 이루어지게 조향핸들을 자동적으로 제어하여주게 되어, 운전조작이 편리해질 뿐만 아니라 교통사고도 예방할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the lane departure prevention apparatus according to the present invention, a lane is sensed while driving the vehicle by a simple switch of the driver, and the vehicle is always kept at a constant distance from the lane based on the detected lane. The steering wheel is automatically controlled so that the driving is made, so that the driving operation is convenient and the traffic accident can be prevented.

Claims

Two light sensing sensors mounted on the left and right sides of the vehicle body to detect the reflected light of the lane, and the sensing signals of the light sensing sensors are input to compare one sensing signal with the reference phase while the other sensing signal is compared with the reference phase. Controller to calculate the phase difference and calculate and output the control current according to the phase difference by the program, the step motor to be rotated forward or reverse by receiving the control current of this controller, and is mounted on the output shaft of this step motor And a drive gear that is engaged with the pinion gear mounted to the lower end of the handle to rotate the pinion gear, and an operation switch connected to the controller so that the driver can set the reference sensor of the light sensing sensor input to the controller.