KR102176059B1 - 조향휠 경고장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향휠 경고장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 조향휠 경고장치는, 차량의 주행차속을 감지하는 차속 감지부; 조향휠에 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지부; 조향휠에 진동을 발생시키는 MDPS모터; 및 위급상황 감지장치로부터 경고신호를 입력받아 차속 감지부로부터 입력된 차속에 따른 진동토크를 산출하여 MDPS모터에 진동 지령값을 출력하고, 진동 감지부로부터 진동값을 입력받아 진동 지령값과 비교하여 가진이 발생된 경우 진동 지령값의 출력을 중지하고 경보신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

조향휠 경고장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR WARNING STEERING WHEEL AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 조향휠 경고장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 동력 조향장치의 MDPS모터를 이용하여 조향휠을 진동시킴으로써 위급상황 감지장치의 경고신호에 대응하여 경고를 발생시킬 때 외부요인에 의한 공진으로 인해 조향휠의 진동이 가진되면 조향휠의 진동을 정지시키고 시청각적으로 경보를 발생시키는 조향휠 경고장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

최근 들어 지능형 차량을 원하는 소비자의 요구와 관련 산업의 발전에 따라 차선이탈 방지장치, 충돌방지장치, 졸음방지장치, 후방 주차안내장치 등이 지능형 안전 시스템이 개발되어 적용되고 있다.

차선이탈 방지장치는 영상신호를 통해 차선을 감지한 후 차량이 방향지시 없이 차선을 이탈할 경우 차선이탈을 경고한다.

또한, 충돌방지장치는 차량의 전방에 설치되는 레이더(Radar)를 통해 선행 차량 혹은 장애물을 감지하고, 상대거리를 파악한 다음 상대속도를 추출하여 경고거리를 포함되는 경우 다양한 방법을 통해 운전자에게 충돌 위험을 경고함으로써, 피해가 최소화될 수 있도록 한다.

예를 들어 차량의 충돌이 예측되는 경우 모터를 통해 시트 벨트를 진동시켜 운전자에게 경고하고, 충돌 직전에 모터의 작동으로 시트벨트를 작동시켜 운전자의 신체를 시트에 고정함으로써, 차량의 충돌시에 운전자의 피해가 최소화될 수 있도록 한다.

졸음방지장치는 운전자의 뇌파나 맥박을 감지하여 운전자가 가수면 상태로 빠지게 되면 경고음을 발생시켜 졸음운전을 방지하여 줄 수 있도록 한다.

후방주차안내장치는 후진 주차시 룸미러나 사이드미러를 통해 인식하지 못하는 사각지대의 장애물과 예기치 못한 돌발상황에 의해 발생되는 사고를 방지하기 위해 후방의 장애물을 초음파로 감지하여 그 근접 정도에 따라 운전자에게 경보로 알려준다.

후방주차안내장치는 후진 변속단을 선택하면 차량의 후미측에 장착된 감지수단이 동작하고 이 감지수단으로부터 출력되는 전기적인 신호에 따라 동작하는 스피커를 통해 경보음이 발생되고, 이로써 운전자는 안전운전을 할 수 있게 된다.

그러나, 위와 같은 지능형 안전 시스템은 고가의 장치로 독립적으로 장착되어 설정된 안전 기능만을 실행하므로, 장착에 고가의 비용이 소요되는 문제점이 발생할 뿐만 아니라 차량 실내외의 소음에 의해 운전자에게 전달되지 못하는 문제점이 발생한다.

또한, 운전자가 다른 생각을 하거나 음악소리를 크게 했을 경우에는 경보음의 들을 수 없어 위급 상황에 능동적인 대응이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-1999-0059745호(공개일 : 1999.07.26.)인 "주행도로 차선이탈 방지장치"에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전동식 동력 조향장치의 MDPS모터를 이용하여 조향휠을 진동시킴으로써 위급상황 감지장치의 경고신호에 대응하여 경고를 발생시킬 때 외부요인에 의한 공진으로 인해 조향휠의 진동이 가진되면 조향휠의 진동을 정지시키고 시청각적으로 경보를 발생시키는 조향휠 경고장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 조향휠 경고장치는, 차량의 주행차속을 감지하는 차속 감지부; 조향휠에 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지부; 조향휠에 진동을 발생시키는 MDPS모터; 및 위급상황 감지장치로부터 경고신호를 입력받아 차속 감지부로부터 입력된 차속에 따른 진동 지령값을 산출하여 MDPS모터에 출력하고, 진동 감지부로부터 진동값을 입력받아 진동 지령값과 비교하여 가진이 발생된 경우 진동 지령값의 출력을 중지하고 경보신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 경보신호에 따라 시청각적인 경보를 발생시키는 경보부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 진동 감지부는 조향휠의 조향 변위를 측정하는 조향각 감지부; 및 조향휠의 조작에 따른 컬럼토크를 감지하는 토크 감지부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 조향각 감지부로부터 입력된 조향각의 변동량과 변동주기에 기초하여 진동 지령값과 비교하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 토크 감지부로부터 입력된 칼럼토크의 변동량과 변동주기에 기초하여 진동 지령값과 비교하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제어부가 차속에 따른 진동 지령값을 산출하기 위한 차속과 진동토크의 관계 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 조향휠 경고장치의 제어방법은, 제어부가 위급상황 감지장치로부터 경고신호의 입력여부를 판단하는 단계; 제어부가 경고신호가 입력될 경우 경고신호를 입력받고 차속 감지부로부터 차속을 입력받는 단계; 제어부가 차속에 따른 진동 지령값을 산출하여 MDPS모터에 출력하는 단계; 제어부가 진동 감지부로부터 조향휠의 진동상태를 입력받는 단계; 제어부가 조향휠의 진동상태에 따른 진동값과 진동 지령값을 비교하는 단계; 및 제어부가 진동값과 진동 지령값을 비교한 결과 허용범위를 초과할 경우 진동 지령값의 출력을 중지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제어부가 진동 지령값의 출력을 중지한 후 경보부에 경보신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 차속에 따른 진동 지령값을 산출하는 단계는, 제어부가 저장부에 저장된 차속과 진동토크의 관계 테이블로부터 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 진동값과 진동 지령값을 비교하는 단계는, 제어부가 진동 감지부의 조향각 감지부로부터 입력된 조향각의 변동량과 변동주기에 기초하여 진동 지령값과 비교하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 진동값과 진동 지령값을 비교하는 단계는, 제어부가 진동 감지부의 토크 감지부로부터 입력된 컬럼토크의 변동량과 변동주기에 기초하여 진동 지령값과 비교하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 조향휠 경고장치 및 그 제어방법은 전동식 동력 조향장치의 MDPS모터를 이용하여 조향휠을 진동시킴으로써 위급상황 감지장치의 경고신호에 대응하여 경고를 발생시킬 때 외부요인에 의한 공진으로 인해 조향휠의 진동이 가진되면 조향휠의 진동을 정지시키고 시청각적으로 경보를 발생시킴으로써 원하지 않는 진동으로 인한 조향감 저하를 방지하여 조향 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 경고장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 경고장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 조향휠 경고장치 및 그 제어방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 경고장치를 나타낸 블록구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 경고장치는, 차속 감지부(10), 진동 감지부(20), MDPS모터(60), 제어부(40) 및 경보부(70)를 비롯하여 저장부(50)를 포함한다.

차속 감지부(10)는 차량의 주행차속을 감지하여 제어부(40)에 제공한다.

진동 감지부(20)는 조향휠(미도시)에 발생되는 진동을 감지하여 제어부(40)에 제공함으로써 외부요인에 의한 가진(加震) 여부를 판단할 수 있도록 한다.

여기서 진동 감지부(20)는 조향휠의 조향 변위를 측정하는 조향각 감지부(22)와 조향휠의 조작에 따른 컬럼토크를 감지하는 토크 감지부(24) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

즉, MDPS모터(60)를 통해 진동이 발생됨에 따라 조향각 감지부(22)로부터 조향휠의 조향 변위를 측정하여 조향각의 변동량이나 변동주기를 통해 진동값을 감지할 수 있다. 또한, 토크 감지부(24)로부터 조향휠의 조작에 따른 컬럼토크를 감지하여 컬럼토크의 변동량이나 변동주기를 통해 진동값을 감지할 수 있다.

MDPS모터(60)는 진동 지령값을 입력받아 정회전과 역회전을 반복함으로써 조향휠에 진동을 발생시킨다.

이때 MDPS모터(60)는 전동식 동력 조향장치(미도시)로부터 보조토크에 따른 전류를 공급받아 구동되어 구동력으로 조향 보조력을 생성할 수 있다.

제어부(40)는 위급상황 감지장치(30)로부터 경고신호를 입력받아 차속 감지부(10)로부터 입력된 차속에 따른 진동 지령값을 산출하여 MDPS모터(60)에 출력하고, 진동 감지부(20)로부터 진동값을 입력받아 진동 지령값과 비교하여 가진(加震)이 발생된 경우 진동 지령값의 출력을 중지하고 경보신호를 출력한다.

여기서 위급상황 감지장치(30)는 차선이탈 방지장치, 충돌방지장치, 졸음방지장치, 후방 주차안내장치 등의 지능형 안전 시스템을 포함할 수 있다.

즉, 차선이탈 방지장치로부터 차선이탈에 대한 경고신호를 입력받거나, 충돌방지장치로부터 전방차량과의 거리가 근접하여 경고신호를 입력받거나, 졸음방지장치로부터 졸음으로 판단되어 경고신호를 입력받거나, 후방 주차안내장치로부터 장애물과의 충돌위험에 대한 경고신호를 입력받을 수 있다.

저장부(50)는 제어부(40)가 차속에 따른 진동 지령값을 산출하기 위한 차속과 진동토크의 관계 테이블을 저장한다.

여기서, 제어부(40)는 위급상황 감지장치(30)로부터 경고신호가 입력될 경우 차속 감지부(10)로부터 입력된 차속을 기반으로 저장부(50)에 저장된 차속과 진동토크의 관계 테이블로부터 진동 지령값을 산출한 후 MDPS모터(60)에 출력한다.

즉, 차속이 느릴 경우에는 차속이 빠른 경우보다 지면과의 마찰이 크기 때문에 진동이 발생되기 위해서는 보다 큰 토크가 필요하여 차속에 따른 진동토크를 저장부(50)로부터 읽어와 진동 지령값을 산출하게 된다.

차량의 주행시 노면이나 차량의 상태에 따라 진동이 발생되면 진동 지령값에 의해 발생된 진동과 공진되어 원하지 않은 큰 진동이 발생하여 운전자의 조향감을 저하시키게 된다.

따라서 제어부(40)는 진동토크를 MDPS모터(60)에 출력하면서 진동 감지부(20)로부터 진동값을 입력받아, 출력한 진동 지령값과 비교하여 진동값이 허용범위를 초과할 경우 MDPS모터(60)에 출력되는 진동 지령값의 출력을 중지한다. 그리고, 시청각적인 경보발생을 위해 경보부(70)에 경보신호를 출력하여 경보를 발생시킨다.

여기서 제어부(40)는 조향각 감지부(22)로부터 입력된 조향각의 변동량과 변동주기에 기초하여 진동 지령값과 비교할 수도 있고, 토크 감지부(24)로부터 입력된 칼럼토크의 변동량과 변동주기에 기초하여 진동 지령값과 비교할 수 있으며, 이들 모두를 포함하여 비교할 수도 있어 어느 하나의 값에 오류가 발생하더라도 안정적으로 페일세이프 기능을 수행하도록 할 수 있다.

경보부(70)는 제어부(40)에서 출력되는 경보신호에 따라 시청각적인 경보를 발생시킨다. 즉, 경고등을 점등시키거나 경고음을 출력할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 조향휠 경고장치에 따르면, 전동식 동력 조향장치의 MDPS모터를 이용하여 조향휠을 진동시킴으로써 위급상황 감지장치의 경고신호에 대응하여 경고를 발생시킬 때 외부요인에 의한 공진으로 인해 조향휠의 진동이 가진되면 조향휠의 진동을 정지시키고 시청각적으로 경보를 발생시킴으로써 원하지 않는 진동으로 인한 조향감 저하를 방지하여 조향 성능을 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 경고장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 경고장치의 제어방법에서는, 먼저 제어부(40)가 위급상황 감지장치(30)로부터 경고신호의 입력여부를 판단한다(S10).

여기서 위급상황 감지장치(30)는 차선이탈 방지장치, 충돌방지장치, 졸음방지장치, 후방 주차안내장치 등의 지능형 안전 시스템을 포함할 수 있다.

즉, 차선이탈 방지장치(30)로부터 차선이탈에 대한 경고신호를 입력받거나, 충돌방지장치로부터 전방차량과의 거리가 근접하여 경고신호를 입력받거나, 졸음방지장치로부터 졸음으로 판단되어 경고신호를 입력받거나, 후방 주차안내장치로부터 장애물과의 충돌위험에 대한 경고신호를 입력받을 수 있다.

S10 단계에서 제어부(40)는 경고신호가 입력될 경우 경고신호를 입력받고(S12), 차속 감지부(10)로부터 차량의 주행속도인 차속을 입력받는다(S14).

그리고, 제어부(40)는 저장부(50)에 저장된 차속과 진동토크의 관계 테이블을 기반으로 차속에 따른 진동토크를 읽어와 진동 지령값을 산출하여 MDPS모터(60)에 출력하여 조향휠에 진동을 발생시킨다(S16).

차량의 차속이 느릴 경우에는 차속이 빠른 경우보다 지면과의 마찰이 크기 때문에 진동이 발생되기 위해서는 보다 큰 토크가 필요하다. 따라서, 제어부(40)는 저장부(50)에 저장된 차속과 진동토크의 관계 테이블로부터 진동 지령값을 산출하게 된다.

이후 제어부(40)는 진동 감지부(20)로부터 진동값을 입력받는다(S18).

이때 진동값은 진동 감지부(20)의 조향각 감지부(22)로부터 입력된 조향휠의 조향 변위를 측정한 조향각의 변동량이나 변동주기일 수 있다. 또한, 진동 감지부(20)의 토크 감지부(24)로부터 입력된 조향휠의 조작에 따른 컬럼토크를 감지한 컬럼토크의 변동량이나 변동주기일 수 있다.

그런 다음 제어부(40)는 조향휠의 진동상태에 따른 진동값과 진동 지령값을 비교한다(S20).

이때 제어부(40)는 조향각 감지부(22)로부터 입력된 조향각의 변동량과 변동주기에 기초하여 진동 지령값과 비교할 수도 있고, 토크 감지부(24)로부터 입력된 컬럼토크의 변동량과 변동주기에 기초하여 진동 지령값과 비교할 수도 있다. 또한, 이들 모두를 포함하여 비교할 수도 있어 어느 하나의 값에 오류가 발생하더라도 안정적으로 페일세이프 기능을 수행하도록 할 수 있다.

차량의 주행시 노면이나 차량의 상태에 따라 진동이 발생되면 진동 지령값에 의해 발생된 진동과 공진되어 원하지 않은 큰 진동이 발생하여 운전자의 조향감을 저하시키게 된다.

따라서 제어부(40)는 진동토크를 MDPS모터(60)에 출력하면서 진동 감지부(20)로부터 진동값을 입력받아 출력한 진동 지령값과 비교하여 진동값이 허용범위를 초과하는지 비교한다(S22).

그런 다음 비교한 결과 진동값이 허용범위를 초과할 경우, 제어부(40)는 MDPS모터(60)에 출력되는 진동 지령값의 출력을 중지하여 조향휠에 대한 진동발생을 중지시킨다(S24).

이후, 제어부(40)는 경보신호를 경보부(70)에 출력함으로써 시청각적인 경보를 발생시킨다(S26).

반면, S22 단계에서 진동값이 허용범위를 초과하지 않은 경우, 제어부(40)는 S10 단계로 회귀하여 위급상황 감지장치(30)로부터 경고신호가 입력되면 위의 과정을 반복 수행하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 조향휠 경고장치의 제어방법에 따르면, 전동식 동력 조향장치의 MDPS모터를 이용하여 조향휠을 진동시킴으로써 위급상황 감지장치의 경고신호에 대응하여 경고를 발생시킬 때 외부요인에 의한 공진으로 인해 조향휠의 진동이 가진되면 조향휠의 진동을 정지시키고 시청각적으로 경보를 발생시킴으로써 원하지 않는 진동으로 인한 조향감 저하를 방지하여 조향 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 차속 감지부 20 : 진동 감지부
22 : 조향각 감지부 24 : 토크 감지부
30 : 위급상황 감지장치 40 : 제어부
50 : 저장부 60 : MDPS모터
70 : 경보부

Claims (11)

1. 차량의 주행차속을 감지하는 차속 감지부;
   조향휠에 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지부;
   상기 조향휠에 진동을 발생시키는 MDPS모터; 및
   위급상황 감지장치로부터 경고신호를 입력받아 상기 차속 감지부로부터 입력된 차속에 따른 진동 지령값을 산출하여 상기 MDPS모터에 출력하고, 상기 진동 감지부로부터 진동값을 입력받아 상기 진동 지령값과 비교하여 가진이 발생된 경우 상기 진동 지령값의 출력을 중지하고 경보신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 경보신호에 따라 시청각적인 경보를 발생시키는 경보부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 진동 감지부는,
   상기 조향휠의 조향 변위를 측정하는 조향각 감지부; 및
   상기 조향휠의 조작에 따른 컬럼토크를 감지하는 토크 감지부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 조향각 감지부로부터 입력된 조향각의 변동량과 변동주기에 기초하여 상기 진동 지령값과 비교하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치.
   
5. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 토크 감지부로부터 입력된 상기 컬럼토크의 변동량과 변동주기에 기초하여 상기 진동 지령값과 비교하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 제어부가 상기 차속에 따른 상기 진동 지령값을 산출하기 위한 차속과 진동토크의 관계 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치.
   
7. 제어부가 위급상황 감지장치로부터 경고신호의 입력여부를 판단하는 단계;
   상기 제어부가 상기 경고신호가 입력될 경우 상기 경고신호를 입력받고 차속 감지부로부터 차속을 입력받는 단계;
   상기 제어부가 상기 차속에 따른 진동 지령값을 산출하여 MDPS모터에 출력하는 단계;
   상기 제어부가 진동 감지부로부터 조향휠의 진동상태를 입력받는 단계;
   상기 제어부가 상기 조향휠의 진동상태에 따른 진동값과 상기 진동 지령값을 비교하는 단계; 및
   상기 제어부가 상기 진동값과 상기 진동 지령값을 비교한 결과 허용범위를 초과할 경우 상기 진동 지령값의 출력을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치의 제어방법.
   
8. 제 7항에 있어서, 상기 제어부가 상기 진동 지령값의 출력을 중지한 후 경보부에 경보신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치의 제어방법.
   
9. 제 7항에 있어서, 상기 차속에 따른 상기 진동 지령값을 산출하는 단계는, 상기 제어부가 저장부에 저장된 차속과 진동토크의 관계 테이블로부터 산출하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치의 제어방법.
   
10. 제 7항에 있어서, 상기 진동값과 상기 진동 지령값을 비교하는 단계는, 상기 제어부가 상기 진동 감지부의 조향각 감지부로부터 입력된 조향각의 변동량과 변동주기에 기초하여 상기 진동 지령값과 비교하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치의 제어방법.
    
11. 제 7항에 있어서, 상기 진동값과 상기 진동 지령값을 비교하는 단계는, 상기 제어부가 상기 진동 감지부의 토크 감지부로부터 입력된 컬럼토크의 변동량과 변동주기에 기초하여 상기 진동 지령값과 비교하는 것을 특징으로 하는 조향휠 경고장치의 제어방법.
    

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