KR101311163B1 - 자기유변탄성체를 이용한 스티어링휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전자에 경고를 주기위하여 스티어링휠 부분의 촉감을 변화시켜 경고하는 방법에 관한 것으로서, 기존 스티어링휠에 자기유변탄성체를 적용하여, 솔레노이드 코일을 통해 자기장을 발생시켜 자기유변탄성체의 강성을 변화시킴으로써, 스티어링휠 부분의 촉감을 변화시켜 효과적으로 경고하는 것을 특징으로 한다.
최근 차량의 보급량이 늘어남에 따라 도로위의 교통이 복잡해지며, 차량들은 급속한 기술발전으로 인하여 여러 가지 다양한 정보들을 운전자에게 제공한다. 시각적, 청각적으로 제공하는 정보들로는 운전자의 주의를 끌기에 부족하다.
본 발명에 따르면, 자기장의 세기에 따라 강성이 변하는 자기유변탄성체를 이용하여 스티어링휠의 강성을 제어함에 따라 운전자에게 촉감으로 정보를 제공하는 기능을 가지고 있다.

Description

자기유변탄성체를 이용한 스티어링휠{Steering wheel system using MR Elastomer}

본 발명은 스티어링휠을 통한 차량 경고기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티어링휠에 자기유변탄성체(MR Elastomer)를 이용하여 강성변화를 이용한 차량 경고기술에 관한 것이다.

최근 자동차 기술은 차량의 성능뿐만 아니라 차량 안전에 대하여 연구가 활발히 진행중이다. 특히 최근에는 운전자가 인지하지 못하는 부분에서까지의 차량의 현재 위험상황에 대한 경고 또한 개발이 활발히 진행되고 있다.

차량내에서 운전자가 가장 손쉽게 정보를 전달받을 수 있는 경로는 운전시 접촉하고 있는 스티어링휠이다.

차량의 차선 이탈 정보, 과속 정보 및 차량 주위의 장애물 정보에 대한 경고 등 도로에서 일어나는 여러 가지 외부 환경에 대한 정보 및 위험경보 기술은 현재 시각, 청각으로 운전자에게 전달되며, 복잡한 도로상황에서 운전자는 시각, 청각적 정보를 놓치기 쉬우며 특히나 장애인들의 경우에는 정보가 전달되기 힘들다.

본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 비교적 단순한 시스템 구성과 간단히 자기장 신호 하나만으로 자기유변탄성체의 강성을 변화시켜 스티어링휠의 촉감에 변화를 주어 운전자에게 정보를 제공하는 기술이다.

본 상기한 목적을 달성하기 위하여 자기유변탄성체의 강성변화 성질을 이용한다. 자기유변(Magneto-Rheological, MR) 재료는 자기장의 영향에 의해 유동학적 성질이 변하는 재료이며 MR 재료들은 MR 유체와 MR Elastomer 두 개의 부류로 나누어진다. MR 유체는 자기장에 의해 극성을 가질 수 있는 입자들이 점성유체에 섞여 있는 재료이며 자기장이 걸리는 경우에는 입자들이 외부 자기장의 방향에 따라 체인 형태로 정렬되어 유동학적 성질이 변하게 된다. 이와 유사한 성질을 가지는 자기유변탄성체(MR Elastomer)는 고무의 형태를 하고 있으며 자기장의 세기에 따라 고무의 강성이 변화하는 특징을 가지고 있다.

자기유변탄성체의 활용방안은 다음과 같다. 기존의 고무 등으로 이루어진 스티어링휠 부분을 자기유변탄성체를 적용하여 시스템을 구성한다. 스티어링휠 내부는 바깥쪽으로 자기장을 부하할 수 있는 솔레노이드를 지닌다.

차량의 위험상황을 외부의 센서로부터 전달받으면 솔레노이드에 전류가 흐르게 되며 자기장이 형성된다. 운전자가 접촉하고 있는 스티어링휠은 강성이 증가 감소를 반복하게되어 스티어링휠이 떨림을 느끼게 되며 운전자는 위험상황을 인지할 수 있게 된다.

본 발명은 상황에 따른 촉감제어를 통하여, 상황에 따라 운전자의 안전을 위해 경고신호를 줄 수 있으며, 기존의 시각적, 청각적 정보에 비하여 좀 더 효과적으로 경고신호를 전달할 수 있음을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전체적인 스티어링휠의 구조도로서, 스티어링휠에서 운전자와 접촉하는 부분에 자기유변탄성체가 적용되며, 가운데 솔레노이드로부터 부하되는 자기장에 의해 스티어링의 강성이 변화됨을 예시하고 있다.
도 2는 전체적인 차량 시스템 구성도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전체적인 스티어링휠의 구조도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은, 기존의 경고기술에서 발전하여 촉감을 통하여 경고 신호를 전달하는 기술로써, 운전자의 안전에 크게 영향을 줄 것으로 보이며, 특히 시청각 장애인들에 대하여 효과적으로 차량의 위험신호를 전달 할 수 있게 구성된다.

다시 말해서, 스티어링휠에서 운전자와 접촉하는 부분에 자기유변탄성체가 적용되며, 가운데 솔레노이드로부터 부하되는 자기장에 의해 스티어링의 강성이 변화되도록 구성되어, 도 2에서의 전체적인 차량 시스템에 전기 라인적으로 연결되어, 제어장치에 의해 제어된다.

여기에서, 촉감 경고 기법을 달성하기 위하여 자기유변탄성체의 강성변화 성질을 이용한다.

자기유변(Magneto-Rheological, MR) 재료는 자기장의 영향에 의해 유동학적 성질이 변하는 재료이며 MR 재료들은 MR 유체와 MR Elastomer 두 개의 부류로 나누어진다. MR 유체는 자기장에 의해 극성을 가질 수 있는 입자들이 점성유체에 섞여 있는 재료이며 자기장이 걸리는 경우에는 입자들이 외부 자기장의 방향에 따라 체인 형태로 정렬되어 유동학적 성질이 변하게 된다.

이와 유사한 성질을 가지는 자기유변탄성체(MR Elastomer)는 고무의 형태를 하고 있으며 자기장의 세기에 따라 고무의 강성이 변화하는 특징을 가지고 있다.

본 발명에서의 자기유변탄성체의 활용방안은 다음과 같다. 기존의 고무 등으로 이루어진 스티어링휠 부분을 자기유변탄성체를 적용하여 시스템을 구성한다.

스티어링휠 내부는 바깥쪽으로 자기장을 부하할 수 있는 솔레노이드를 지닌다.

차량의 위험상황을 외부의 센서로부터 전달받으면 솔레노이드에 전류가 흐르게 되며 자기장이 형성된다.

운전자가 접촉하고 있는 스티어링휠은 강성이 증가 감소를 반복하게되어 스티어링휠이 떨림을 느끼게 되며 운전자는 위험상황을 인지할 수 있게 된다.

본 발명은, 상술한 바와 같이, 상황에 따른 촉감제어를 통하여, 상황에 따라 운전자의 안전을 위해 경고신호를 줄 수 있으며, 기존의 시각적, 청각적 정보에 비하여 좀 더 효과적으로 경고신호를 전달할 수 있도록 되어 있다.

본 발명에 따르면, 기존의 경고기술에서 발전하여 촉감을 통하여 경고 신호를 전달하는 기술로써, 운전자의 안전에 크게 영향을 줄 것으로 보이며, 특히 시청각 장애인들에 대하여 효과적으로 차량의 위험신호를 전달 할 수 있게 되는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 스티어링휠에서 운전자가 잡는 휠 부분에 자기유변탄성체가 적용되고,
   이 자기유변탄성체의 중앙부에 일단이 결합되고, 타단은 스티어링휠의 스티어링축에 결합되는 형태로 다수개가 상기 스티어링축을 중심으로 방사상으로 배열된 솔레노이드로부터 부하되는 자기장에 의해 스티어링의 강성이 변화되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 솔레노이드는 차량 시스템에 전기 라인적으로 연결되어, 제어장치에 의해 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 솔레노이드의 제어는, 촉감 경고 기법을 달성하기 위하여 자기유변탄성체의 강성변화 성질을 이용하는 가변 알고리즘에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠.

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