KR101418943B1 - 조향 휠 위치 제어 시스템 - Google Patents

조향 휠 위치 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

조향 휠 위치 제어 시스템(1)은 운전자(25)의 헤드부(27)의 위치를 획득하는 헤드 위치 획득부(3)와; 운전자(25)가 자리한 좌석(29)의 움직임을 검출하는 좌석 움직임 검출부(5)와; 전력 좌석(29)의 움직임이 좌석 움직임 검출부(5)에 의해 검출되면, 헤드 위치 획득부(3)에 의해 획득된 헤드부(27)의 위치에 기초하여 조향 휠(21)의 위치를 계산하는 조향 휠 위치 계산부(15)와; 조향 휠 위치 계산부(15)에 의해 계산된 위치로 조향 휠(21)을 이동시키는 조향 휠 위치 변경부(27)를 포함한다.

Description

조향 휠 위치 제어 시스템{STEERING WHEEL POSITION CONTROL SYSTEM FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량의 조향 휠 위치 제어 시스템에 관한 것이다.
JP 2004-291792에는 운전자가 휠 위치 조정 스위치를 동작시킬 때, 이전에 검출되었던 운전자의 몸체 정보에 대응하여 조향 휠의 위치를 조정하는 시스템이 개시되어 있다.
운전자의 좌석 위치가 전후로 이동될 경우, 조향 휠과 운전자 팔의 베이스간의 거리가 변경된다. 그 결과, 조향 휠의 위치는 운전자에게 적합하지 않게 된다. 즉, 운전자로부터 너무 멀어지거나 운전자와 너무 가까워지게 된다. 조향 휠의 위치가 JP2004-291792에 개시된 대로 조정되면, 운전자는 좌석 위치 변경 동작과 별개로 자동 조정 스위치를 동작시킬 필요가 있다. 따라서, 복잡한 동작이 요구된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 차량의 조향 휠의 위치를 쉽게 조정할 수 있는 조향 휠 위치 제어 시스템을 제공하는데 있다.
조향 휠 위치 제어 시스템에 따르면, 운전자를 위한 조향 휠과 전력 좌석(electric power seat)을 가진 차량이 제공된다. 조향 휠 위치 제어 시스템은 헤드 위치 획득부, 좌석 움직임 검출부, 조향 휠 위치 계산부 및 조향 휠 위치 변경부를 포함한다. 헤드 위치 획득부는 운전자의 헤드부의 위치를 획득한다. 좌석 움직임 검출부는 전력 좌석의 움직임을 검출한다. 조향 휠 위치 계산부는, 좌석 움직임 검출부에 의해 전력 좌석의 움직임이 검출되면, 헤드 위치 획득부에 의해 획득된 헤드부의 위치에 기초하여 조향 휠의 위치를 계산한다. 조향 휠 위치 변경부는 조향 휠 위치 계산부에 의해 계산된 위치로 조향 휠을 이동시킨다.
본 발명에 따르면 조향 휠의 위치를 쉽게 조정할 수 있게 된다.
차량의 조향 휠 위치 제어 시스템의 상술한 목적 및 다른 목적과, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 이루어진 이하의 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다. 도면에 있어서:
도 1은 차량에 대한 조향 휠 위치 제어 시스템을 나타낸 블럭도,
도 2는 차량에 있어서 조향 휠 위치 제어 시스템의 일부의 구조를 나타낸 도면,
도 3은 조향 휠 위치 제어 시스템에 의해 실행되는 제어 처리를 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 일 실시 예를 참조하여 차량에 대한 조향 휠 위치 제어 시스템을 상세하게 설명하겠다.
차량에 대한 조향 휠 위치 제어 시스템은 차량에 탑재되는 차량내 장치로서, 도 1에 참조번호 1로 표시된다. 조향 휠 위치 제어 시스템(1)은 카메라(헤드 위치 획득부)(3), 좌석 위치 센서(좌석 움직임 검출부)(3), 차량 속도 센서(7), 조향 휠 위치 센서(9), 스피커(11), 마이크로폰(입력부)(13), ECU(조향 휠 위치 변경 계산부, 검사부)(15) 및 조향 휠 위치 조정기 유닛(조향 휠 위치 변경부)(17)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 카메라(3)는 운전자(25)의 헤드부(27)를 커버하는 영역을 촬상하기 위해 조향 휠(21)과 조향 컬럼(steering column)을 포함하는 조향 어셈블리의 베이스부(base part)(23)에 부착된다. 수평면에 대한 조향 휠(21)의 틸트 각(P0)이 변경되면, 베이스부(23)와 거기에 탑재된 카메라(3)의 방향이 또한 변경된다.
전후 방향(front-rear direction)으로(도 2에서 좌측에서 우측 방향, 즉, 차량의 전-후 방향)의 운전자(25)에 대한 전력 좌석(전력 공급되는 좌석)(29)의 위치를 검출하기 위해 좌석 위치 센서(5)가 제공된다. 전력 좌석(29)은 운전자의 사전 설정된 입력 동작에 의해 전-후 방향으로 이동 가능하고, 그의 이동 가능 범위내의 임의 위치에서 정지할 수 있다.
차량의 여행 속도를 검출하기 위해 차량 속도 센서(7)가 제공된다. 또한, 차량 속도 센서(7)는, 검출된 여행 속도가 대략 0일 때, 차량이 움직이지 않는다고 검출한다. 조향 휠(21)의 위치(틸트 각 P0 및 망원 위치(telescopic position) P1)를 검출하기 위해 조향 휠 위치 센서(9)가 제공된다.
스피커(11)는 차량 객실내의 보이스 사운드(voice sound)를 출력하기 위해 제공된다. 마이크로폰(13)은 운전자가 차량 객실내에서 생성한 보이스 사운드를 픽업(pick up)하기 위해 제공된다. ECU(15)는 카메라(3), 좌석 위치 센서(5), 차량 속도 센서(7), 조향 휠 위치 센서(9) 및 마이크로폰(13)으로부터의 입력에 대응하여 제어 처리를 실행하기 위해 제공되며, 이에 대해서는 후술할 것이다. ECU(15)는 종래의 컴퓨터와 동일하거나 유사한 하드웨어 구성을 가진다.
조향 휠 위치 조정기 유닛(17)은 조향 휠(21)의 위치(틸트 각 P0 및 망원 위치 P1)를 ECU(15)에 의해 계산된 위치로 종래의 모터-구동형 액튜에이터를 이용하여 조정한다.
ECU(15)는 도 3에 도시된 조향 휠 위치 제어 처리를 실행하도록 구성되며, 도 3에서 S는 단계를 나타낸다. 이러한 처리는 매 사전 설정된 간격마다 반복적으로 실행된다.
ECU(15)는 단계 10에서 운전자(25)의 헤드부(27)를 커버하는 영상을 획득한다. 그 다음, ECU(15)는 종래의 영상 분석 기술을 이용하여, 헤드부(27)의 3차원 위치(차량의 전면에서 보았을 때, 좌측-우측 방향, 상-하 방향 및 전-후 방향으로의 위치)를 획득한다. 전-후 방향으로의 위치는 헤드부(27)에 있는 두 눈 사이의 간격(거리)의 크기와 같은 것들에 기반하여 계산될 수 있다. 헤드부(27)는 두 눈간의 간격이 클수록 보다 전방부(front side)에 배치된다.
ECU(15)는, 단계 20에서, 좌석 위치 센서(5)로부터 전력 좌석의 위치를 획득하고, 현재 획득한 위치가 단계 20에서 이전에 획득한 위치와 다른지, 즉, 전력 좌석(29)이 운전자에 의해 단계 20의 이전 실행 시점으로부터 이동되었는지를 검사한다.
전력 좌석(29)이 이동되었으면, ECU(15)는 단계 30을 실행한다. 그렇지 않으면, ECU(15)는 단계 10을 실행한다. ECU(15)는, 단계 10에서 획득한 조향 휠(21)의 위치와 헤드부(27)의 위치에 기초하여 이하의 파라메타(L1 및 L2)를 단계 30에서 계산한다.
L1 : 운전자(25) 팔의 베이스부(31)와 조향 휠(21)의 상부 또는 최상부(21a)간의 수평 거리
L2 : 운전자(25) 팔의 베이스부(31)와 조향 휠(21)의 하부 또는 바닥부(21b)간의 수평 거리
ECU(15)는 헤드부(27)의 위치의 입력과 조향 휠(21)의 위치의 입력의 조합에 대한 출력(L1 및 L2)의 관계를 정의한 데이터 맵을 거기에 미리 저장하고, 데이터 맵을 이용하여 L1과 L2를 계산한다.
ECU(15)는, L1이 L1에 대해 사전 설정된 제 1 허용 가능 범위 밖에 있는지 및 L2가 L2에 대해 사전 설정된 제 2 허용 가능 범위 밖에 있는지를 검사한다. ECU(15)는 L1 및/또는 L2가 각각의 사전 설정된 범위 밖에 있는지를 검사한다. L1 및 L2 중 어느 하나가 각각의 허용 가능 범위 밖에 있으면, ECU(15)는 단계 40을 실행한다. L1 및 L2 모두가 각각의 허용 가능 범위내에 있으면, ECU(15)는 단계 10을 실행한다. L1에 대한 허용 가능 범위 및 L2에 대한 허용 가능 범위의 각각은 상한값과 하한값에 의해 정의된다.
ECU(15)는 단계 10에서 획득한 헤드부(27)의 위치에 기반하여 조향 휠(21)의 최적 위치를 단계 40에서 계산한다. ECU(15)는 거기에 데이터 맵을 미리 저장하고, 헤드부(27)의 위치의 입력에 응답하여 조향 휠(21)의 최적 위치(헤드부(27)의 위치에 대응하여 고유하게 결정된 위치)를 출력하고, 데이터 맵을 이용하여 조향 휠(21)의 최적 위치를 계산한다.
ECU(25)는, 조향 휠(21)이 단계 40에서 계산된 위치로 이동할 때 헤드부(27)의 모두가 카메라(3)의 영상 영역내에 커버되는지를 단계 50에서 검사한다. 헤드부(27)의 모두가 커버되면, 단계 40에서 계산된 조향 휠(27)의 최적 위치는 정정되지 않는다. 헤드부(27)의 일부만이라도 카메라(3)의 영상 영역내에 커버되지 않으면, 헤드부(27)가 카메라에 의해 완전하게 촬상되도록 단계 40에서 계산된 조향 휠(21)의 최적 위치가 정정된다. 특히, 헤드부(27)가 카메라(3)의 영상 영역내에 완전하게 커버되는 범위에서는, 단계 40에서 계산된 위치에 가능한 많이 근접한 위치가 정정 이후의 위치로서 설정된다.
모든 헤드부(27)가 카메라(3)의 영상 영역내에 커버되는 지의 여부는 헤드부(27)의 위치와 조향 휠(21)의 위치에 의해 결정된다. ECU(15)는 데이터 맵을 거기에 사전 저장하고, 헤드부(27)의 위치 및 조향 휠(21)의 위치의 입력에 응답하여, 모든 헤드부(27)가 카메라(3)의 영상 영역내에 커버되는지에 대한 결정 결과를 출력하며, 데이터 맵을 이용하여 상술한 검사 단계를 실행한다.
ECU(15)는, 차량 속도 센서(7)의 출력에 기반하여 차량 속도가 0(차량이 정지중)인지를 단계 60에서 검사한다. 차량 속도가 0이면, ECU(15)는 단계 70을 실행한다. 차량 속도가 0이 아니면, ECU(15)는 단계 60을 반복한다.
ECU(15)는 단계 70에서 스피커(11)를 구동하여, 조향 휠 위치가 조정 또는 변경되어야 하는지를 질의하는 보이스 사운드를 출력한다. ECU(15)는 단계 80에서 차량 객실내에서 생성된 보이스 사운드를 확인하고 운전자의 의도를 표시한다. 그 보이스 사운드는 질의의 보이스 사운드가 단계 70에서 출력된 이후 사전 설정된 기간동안 마이크로폰에 의해 픽업된다.
ECU(15)는 운전자에 의해 생성된 보이스 사운드가 조향 휠 위치가 변경되어야 함을 표시하는지를 단계 90에서 검사한다. 이 검사 단계에서는, 종래의 보이스 분석 기술이 이용될 수 있다. 조향 휠 위치의 변경 필요성을 나타내는 보이스 사운드가 검출되면, ECU(15)는 단계 100을 실행한다. 그렇지 않으면, ECU(15)는 상술한 처리를 종료한다.
단계 100에서, ECU(15)는 조향 휠 위치 조정기 유닛(17)을 이용하여 단계 50에서 결정된 위치로 조향 휠(21)을 구동한다.
상술한 조향 휠 위치 제어 시스템(1)은 이하의 장점을 제공한다.
(1) 전력 좌석(29)이 이동할 때, 운전자에 의해 조향 휠(21)의 직접적인 위치 조정없이 조향 휠(21)의 위치가 최적 휠 위치로 이동될 수 있다. 따라서, 전력 좌석(29)의 움직임에 의해 유발되는 조향 휠(21)의 위치에 대한 이상함(strangeness)을 제거할 수 있게 된다.
(2) 조향 휠(21)의 위치는, 차량의 움직임이 대략 0일 때, 즉 움직임이 없을 때에만 변경된다. 따라서, 조향 휠(21)의 위치 변경에 의해 운전 동작에 악영향을 미치는 것을 방지한다.
(3) 조향 휠(21)의 위치는, 운전자가 조향 휠 위치를 변경하고자 하는 그의/그녀의 의도를 분명히 나타내었을 때에만 변경된다. 따라서, 조향 휠(21)의 위치가 운전자의 의도에 거슬러 변경되는 것이 방지된다.
(4) 조향 휠 위치 제어 시스템(1)에 있어서, 헤드부(27)는 카메라(3)의 영상 영역내에 항상 커버된다. 따라서, 헤드부(27)의 위치를 정확하게 획득할 수 있게 된다.
(5) 조향 휠 위치 제어 시스템(1)에 있어서, 조향 휠(21)의 위치는, L1 및 L2 중 적어도 하나가 허용 가능 범위 밖에 있게 될 때에만 변경된다.
따라서, 조향 휠(21)의 위치 변경이 불필요한 경우에도 조향 휠(21)의 위치가 변경되는 것을 방지한다.(예를 들어, 전력 좌석(29)의 움직임이 작고, 그에 따라 운전자(25)는 조향 휠(21)의 위치에 대한 이상함을 느끼지 못한다)
본 발명은 개시된 실시 예에 제한되는 것이 아니라 다른 여러 모드로 구현될 수 있다.
예를 들어, 단계 70은 단계 50 직후에 실행될 수 있다(단계 60이 제거될 수 있다).
단계 100은 단계 70 직후에 실행될 수 있다(단계 80과 90이 제거될 수 있다).
단계 40은 단계 20에서 "예" 결정 직후에 실행될 수 있다(단계 30이 제거될 수 있다).
단계 70은 영상 디스플레이 유닛상에 문자를 디스플레이하여, 그에 의해 조향 휠 위치가 변경되어야 하는지를 질의하도록 정정될 수 있다.
단계 80은 스위치(도시되지 않음)에 대한 운전자(25)의 입력을 검사하여 조향 휠(21)의 위치를 변경하고자 하는 의도를 나타내도록 정정될 수 있다.
3: 카메라
5: 좌석 위치 센서
7: 차량 속도 센서
9: 조향 휠 위치 센서
11: 스피커
13: 마이크로폰
15: ECU
17: 조향 휠 위치 조정 유닛

Claims (7)

  1. 조향 휠(steering wheel)(21)과 운전자를 위한 전력 좌석(electric seat)(29)을 가진 차량의 조향 휠 위치 제어 시스템으로서,
    운전자의 헤드부의 위치를 획득하는 헤드 위치 획득부(3)와;
    상기 전력 좌석(29)의 움직임을 검출하는 좌석 움직임 검출부(5)와;
    상기 전력 좌석(29)의 움직임이 상기 좌석 움직임 검출부(5)에 의해 검출되면, 상기 헤드 위치 획득부(3)에 의해 획득된 헤드부의 위치에 기초하여 상기 조향 휠(21)의 위치를 계산하는 조향 휠 위치 계산부(15)와;
    상기 조향 휠 위치 계산부(15)에 의해 계산된 위치로 상기 조향 휠(21)을 이동시키는 조향 휠 위치 변경부(27)와;
    상기 헤드 위치 획득부에 의해 획득한 헤드부의 위치와 상기 조향 휠의 위치의 조합이 사전 설정된 허용 범위 이내인지를 검사하는 검사부를 포함하되,
    상기 헤드 위치 획득부(3)는 조향 휠(21)을 포함하는 조향 장치의 일부에 탑재되어 운전자의 헤드부를 촬상하는 카메라(3)를 더 포함하고,
    조향 휠 위치 계산부(15)는, 상기 카메라(3)에 의해 획득된 영상에 기반하여, 운전자의 팔의 베이스에서부터 조향 휠(21) 까지의 거리로서 조향 휠(21)의 위치를 계산하며,
    상기 조향 휠 위치 변경부는, 상기 조합이 사전 설정된 범위 밖에 있는 것으로 결정되는 경우에 상기 조향 휠 위치를 변경하는
    조향 휠 위치 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향 휠 위치 변경부(27)는, 상기 차량이 정지중일 때에만 조향 휠(21)을 이동시키는
    조향 휠 위치 제어 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    운전자의 의도를 나타내는 운전자의 입력을 수신하는 입력부(13)를 더 포함하고,
    상기 조향 휠 위치 변경부(17)는, 상기 입력부(13)에 사전 설정된 동작이 입력되는 조건에서 조향 휠(21)을 이동시키는
    조향 휠 위치 제어 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 헤드 위치 획득부(3)는 운전자의 헤드부의 3차원 위치를 획득하는
    조향 휠 위치 제어 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 검사부는 상기 조향 휠의 최상부 및 바닥부에 대한 헤드부의 위치와 조향 휠의 위치의 상기 조합을 검사하고,
    상기 조향 휠 위치 변경부는, 상기 조합이 상기 조향 휠의 최상부 및 바닥부 중 적어도 하나에 대해 사전 설정된 범위 밖에 있는 것으로 결정되면, 상기 조향 휠 위치를 변경하는
    조향 휠 위치 제어 시스템.





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