KR102417530B1 - 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치에 관한 것으로, 상세하게는 주행 중 차량의 차선이탈 시 스티어링 휠을 진동시켜서 차선이탈 발생을 운전자에게 촉감으로 인지시키고 경고하되, 차선이탈방향에 따라 상기 스티어링 휠의 진동 발생 위치를 다르게 하여 차선이탈을 회피할 수 있는 조향방향을 운전자에게 안내하는 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치 {Lane depature warning and steering guiding system}

본 발명은 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행 중 발생하는 차선이탈 상황을 스티어링 휠을 통해 운전자에게 촉감으로 인지시키는 동시에 차선이탈을 회피할 수 있는 조향방향을 운전자에게 제공하는 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치에 관한 것이다.

최근 차량에는 주행 중에 발생할 수 있는 여러 위험상황에 능동적으로 대처할 수 있도록 하기 위하여 다양한 주행보조시스템이 적용되고 있으며, 차선이탈경고시스템도 그중 하나이다.

차선이탈경고시스템은 주행 중인 차량이 차선을 이탈하게 되면 차선이탈 상황을 운전자에게 인지시킴으로써 사고 위험에 대한 운전자의 대처능력을 높여주게 된다.

이와 관련, 공개특허 제10-2013-0033727호에는 주행 중인 차량의 차선이탈 발생 시 스티어링 휠의 진동을 통해 차선이탈 상황을 경고하는 기술을 개시하고 있다.

그러나, 공개특허 제10-2013-0033727호의 경우 스티어링 휠의 진동을 통해 차선이탈 상황을 경고만 하기 때문에 이를 인식한 운전자가 차량의 차선이탈 방향을 감각적으로 인지한 뒤 스티어링 휠의 조향방향을 변경하게 됨에 따라 사고 위험에 대한 운전자의 대처가 늦어지게 되는 단점이 있다.

공개특허 제10-2013-0033727호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 주행 중 차량의 차선이탈 시 스티어링 휠을 진동시켜서 차선이탈 발생을 운전자에게 촉감으로 인지시키고 경고하되, 차선이탈방향에 따라 상기 스티어링 휠의 진동 발생 위치를 다르게 하여 차선이탈을 회피할 수 있는 조향방향을 운전자에게 안내하는 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이에 본 발명에서는, 스티어링 휠에 내장되어 상기 스티어링 휠의 서로 다른 2개의 위치 중 선택된 하나의 위치에서 진동을 발생시키는 진동수단; 주행 중인 차량의 차선이탈 방향에 따른 차선이탈 신호를 수신하면 상기 진동수단을 작동시키는 제어기;를 포함하며, 상기 진동수단은 상기 차선이탈 방향에 따라 스티어링 휠의 선택된 위치에서 진동을 발생시키게 되는 것을 특징으로 하는 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 스티어링 휠은 휠 림과 휠 코어 및 상기 휠 림과 휠 코어 사이에 이어진 복수의 스포크로 구성되며, 상기 진동수단은 상기 복수의 스포크 중 한 쌍의 로워 스포크 사이에 선형 이동가능하게 설치되는 가동철편과 이 가동철편의 이동방향을 기준으로 가동철편의 양측에 이격 배치되는 한 쌍의 전자석으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 전자석 중 선택된 전자석에 전류가 인가됨에 따라 상기 가동철편을 끌어당기는 힘을 발생하게 된다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 진동수단은 상기 복수의 스포크 중 스티어링 휠의 초기 위치를 기준으로 휠 코어의 양측에 배치된 한 쌍의 어퍼 스포크에 각각 내장되는 복수의 진동모듈로 구성되고, 상기 각 진동모듈은 어퍼 스포크의 내측에 선형 이동가능하게 설치되는 가동철편과 이 가동철편의 이동방향을 기준으로 가동철편의 한쪽에 이격 배치되는 전자석으로 이루어지며, 상기 복수의 진동모듈 중 선택된 진동모듈의 전자석이 전류가 인가됨에 따라 가동철편을 끌어당기는 힘을 발생하게 된다.

본 발명에 따른 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치는, 주행 중 차량의 차선이탈이 발생하는 경우 스티어링 휠을 진동시켜 운전자에게 차선이탈 발생을 인지시키는 동시에, 차선이탈 방향에 따라 스티어링 휠의 진동 발생 위치를 상이하게 제어하여 차선이탈을 회피할 수 있는 조향방향을 운전자에게 안내할 수 있으며, 이에 따라 차선이탈에 대한 운전자의 보다 신속한 대처를 가능하게 하여 결과적으로 주행 안전성을 향상할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 방법을 나타낸 개념도
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치를 나타낸 도면
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치를 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 과정을 나타낸 순서도

이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서는 운전자의 의도치 않은 차선이탈을 회피하기 위해 차선이탈 상황이 발생하게 되면 스티어링 휠(10)을 진동시켜 운전자에게 인지시키는 동시에, 차선이탈 방향에 따라 상기 스티어링 휠(10)의 진동 발생 위치를 다르게 제어하여 차선이탈을 회피할 수 있는 조향방향을 운전자에게 안내하도록 한다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치는 크게 스티어링 휠(10)에 진동을 발생시키기 위한 진동수단(20)과 이 진동수단(20)의 작동 제어를 위한 제어기(30)를 포함한다.

상기 진동수단(20)은 스티어링 휠(10)에 내장되어 해당 스티어링 휠(10)의 서로 다른 2개의 위치 중 선택된 하나의 위치에서 진동을 발생시킬 수 있도록 구성된다.

스티어링 휠(10)은 원형의 휠 림(11)과 이 휠 림(11)의 안쪽에 배치되는 휠 코어(12) 및 상기 휠 림(11)과 휠 코어(12) 사이에 이어진 복수의 스포트(13a,13b,14a,14b)로 이루어지며, 상기 복수의 스포크(13a,13b,14a,14b)는 스티어링 휠(10)의 초기 상태(운전자의 회전 조작 전 상태)를 기준으로 휠 코어(12)의 좌우 양쪽에 배치되는 한 쌍의 어퍼 스포크(13a,13b,)와 휠 코어(12)의 아래쪽에 상호 이격 배치되는 한 쌍의 로워 스포크(14a,14b)를 포함한다.

진동수단(20)은 스티어링 휠(10)의 선택된 하나의 위치에서 진동을 발생시키기 위하여, 상기 복수의 스포크(13a,13b,14a,14b) 중 한 쌍의 로워 스포크(14a,14b) 사이에 설치되며, 구체적으로 하나의 가동철편(21)과 이 가동철편(21)의 양측에 배치되는 한 쌍의 전자석(22a,22b), 상기 가동철편(21)과 전자석(22a,22b)을 지지하기 위한 서포트바(23), 및 상기 한 쌍의 전자석(22a,22b)에 공급되는 전류의 흐름을 각각 제어하는 한 쌍의 스위칭부재(24a,24b) 등을 포함하여 구성된다.

상기 가동철편(21)은 한 쌍의 로워 스포크(14a,14b) 사이에 선형 이동가능하게 설치되는 것으로, 서포트바(23)에 끼워진 상태로 서포트바(23)의 길이방향으로 이동하게 되며, 한 쌍의 전자석(22a,22b) 중 작동된 전자석에 의해 작용하는 자기력에 의해 해당 전자석측으로 이동하게 된다.

이러한 가동철편(21)의 선형 이동을 지지할 수 있도록 하기 위해, 상기 서포트바(23)는 한 쌍의 로워 스포크(14a,14b) 사이에 고정되며 로워 스포크(14a,14b)의 배치방향으로 길게 배치된다.

상기 한 쌍의 전자석(22a,22b)은 가동철편(21)의 이동방향을 기준으로 가동철편(21)의 좌우 양측에 일정 간격을 두고 배치되며, 차량의 배터리전원으로부터 전류 인가 시 발생하는 자기력에 의해 가동철편(21)을 끌어당기게 된다.

상기 한 쌍의 스위칭부재(24a,24b)는 가동철편(21)의 좌우 일측에 배치된 제1 전자석(22a)과 가동철편(21)의 좌우 타측에 배치된 제2 전자석(22b)에 각각 연결되어 각 전자석(22a,22b)에 인가되는 전류를 통과시키거나 차단하게 된다.

예를 들어, 도 3에 보듯이, 배터리전원과 연결된 전자석(22a,22b)과 접지 사이에 스위칭부재(24a,24b)를 배치하여 배터리전원으로부터 전자석(22a,22b)으로 공급되는 전류 흐름을 제어할 수 있도록 한다.

상기 각 스위칭부재(24a,24b)는 제어기(30)에서 전송되는 제어신호에 의해 작동할 때 구형파 타입의 제어신호를 수신하게 되며, 이에 해당 전자석에 전류를 인가하는 스위칭 온 작동과 해당 전자석에 공급되는 전류 흐름을 차단하기 위한 스위칭 오프 작동을 반복하게 된다.

그리고, 상기 각 전자석(22a,22b)과 가동철편(21) 사이에는 해당 전자석의 힘이 제거되면 상기 가동철편(21)을 초기 위치로 복귀시킬 수 있는 탄성복원력을 발생하는 탄성부재(25a,25b)가 설치된다.

이와 같이 구성되는 진동수단(20)은 하우징(26)으로 둘러싸여 보호되며, 상기 하우징(26)은 마운팅브라켓(27)을 통해 스티어링 휠(10)의 한쪽에 고정 지지된다.

상기 한 쌍의 스위칭부재(24a,24b) 중 선택된 스위칭부재로 제어신호를 전송하는 제어기(30)는, 차선이탈 신호를 수신하면 선택된 전자석의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 선택된 스위칭부재로 전송한다.

상기 제어기(30)는 차량에 기탑재되어 있는 다른 제어기와 별도로 구성되거나 또는 차량에 기탑재되어 있는 제어기 중 선택된 제어기가 활용될 수 있으며, 주행 중에 차량에 탑재되어 있는 차선이탈경보시스템으로부터 차선이탈 신호를 수신하면 상기 제어신호를 발생하게 되며, 차선이탈 신호를 기반으로 차량의 차선이탈 방향을 판단하여 그에 대응되는 전자석의 통전 제어를 위한 스위칭부재에 제어신호를 전송하게 된다.

상기 차선이탈경보시스템은 주행 중인 차량의 차선이탈을 감지하게 되면 차선이탈 신호를 발생하며, 이때 차량의 좌우 양측에 있는 차선 중 어느 쪽의 차선을 이탈한 것인지에 따라 결정되는 차선이탈 방향에 따라 상이한 차선이탈 신호를 발생하여 상기 제어기(30)가 차선이탈 방향을 구분 가능하도록 한다.

한편, 앞서 설명한 진동수단은 도 4 및 도 5와 같이 구성되는 것도 가능하다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 진동수단(40)은 스티어링 휠(10)에 구비된 복수의 스포크(13a,13b,14a,14b) 중 스티어링 휠(10)의 초기 상태를 기준으로 휠 코어(12)의 좌우 양측에 배치된 한 쌍의 어퍼 스포크(13a,13b)에 각각 내장되는 2개의 진동모듈(40a,40b)로 구성된다.

상기 각 진동모듈(40a,40b)은 하나의 가동철편(41a,41b)과 이 가동철편(41a,41b)의 한쪽에 배치되는 전자석(42a,42b), 가동철편(41a,41b)과 전자석(42a,42b)을 지지하기 위한 서포트바(43a,43b), 및 상기 전자석(42a,42b)에 공급되는 전류의 흐름을 제어하는 스위칭부재(44a,44b) 등을 포함하여 구성된다.

상기 가동철편(41a,41b)은 서포트바(43a,43b)에 끼워져서 지지된 상태로 어퍼 스포크(13a,13b)의 내측에 선형 이동가능하게 설치되며, 전자석(42a,42b)에 의해 작용하는 자기력에 의해 전자석(42a,42b)측으로 이동하게 된다.

상기 전자석(42a,42b)은 가동철편(41a,41b)의 이동방향을 기준으로 가동철편(41a,41b)의 좌우 일측에 일정 간격을 두고 배치되며, 한 쌍의 어퍼 스포크(13a,13b) 중 해당 전자석이 장착되는 어퍼 스포크의 위치에 따라 해당 가동철편(41a,41b)의 좌우 일측에 배치되고, 차량의 배터리전원으로부터 전류 인가 시 발생하는 자기력(42a,42b)에 의해 가동철편(41a,41b)을 끌어당기게 된다.

스위칭부재(44a,44ab)는 제어기(30)에서 전송되는 제어신호에 따라 전자석(42a,42b)에 인가되는 전류를 통과시키거나 차단하도록 구성된다.

예를 들어, 도 5에 보듯이, 스위칭부재(44a,44b)는 배터리전원과 연결된 전자석(42a,42b)이 접지 사이에 배치되어 배터리전원으로부터 전자석(42a,42b)으로 공급되는 전류 흐름을 제어할 수 있게 된다.

이러한 스위칭부재(44a,44b)는 제어기(30)에서 전송하는 구형파 타입의 제어신호에 의해 작동하게 되며, 이에 전자석(42a,42b)에 전류를 인가하는 스위칭 온 작동과 전자석(42a,42b)에 공급되는 전류 흐름을 차단시키는 스위칭 오프 작동을 반복하게 된다.

또한, 상기 전자석(42a,42b)과 가동철편(41a,41b) 사이에는 전자석(42a,42b)의 자기력이 제거되면 상기 가동철편(41a,41b)을 초기 위치(전자석에 의한 선형 이동을 하기 전의 위치)로 복귀시킬 수 있는 탄성부재(45a,45b)가 설치된다.

이와 같이 구성되는 진동수단(40)은 각 진동모듈(40a,40b)이 하우징(46a,46b)으로 둘러싸여 보호되며, 2개의 진동모듈(40a,40b) 중 차선이탈 신호에 기초하여 선택된 진동모듈의 전자석이 전류가 인가되면 가동철편을 끌어당기는 자기력을 발생함에 의해 스티어링 휠(10)의 선택된 위치에서 진동을 발생시킬 수 있게 된다.

이를 위하여, 제어기(30)는 차선이탈경보시스템으로부터 차선이탈 신호를 수신하게 되면 2개의 진동모듈(40a,40b) 중 선택된 진동모듈의 전자석의 작동 제어를 위한 제어신호를 생성하여 선택된 스위칭부재로 전송하게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치는 주행 중인 차량의 차선이탈 시 스티어링 휠(10)의 진동을 발생시킴으로써 운전자에게 차선이탈 상황을 인지시키는 것은 물론, 스티어링 휠(10)의 서로 다른 2개의 위치 중 차량의 차선이탈 방향에 따라 선택된 하나의 위치에서 진동을 발생시킴으로써 차선이탈을 회피하기 위한 조향방향을 운전자에게 안내할 수 있게 된다.

예를 들어, 차량이 우측 차선을 이탈한 경우 스티어링 휠(10)의 좌측 위치에서 진동을 발생시킴으로써 운전자의 조향방향을 좌측으로 안내할 수 있다.

이에 따라, 차선이탈 상황에서 운전자가 스티어링 휠의 진동 발생 위치에 따라 바로 조향 변동을 함으로써 차선이탈에 따른 위험에 신속하게 대처할 수 있게 된다.

여기서, 상기 스티어링 휠(10)의 진동 발생 위치는 자기력에 의한 가동철편(21)의 이동방향(도 2 참조) 또는 스티어링 휠(10)의 좌우 양측에 각각 탑재되어 있는 2개의 가동철편(41a,41b) 중 자기력에 의해 작동된 가동철편의 장착 위치(도 4 참조)에 따라 결정되며, 차선이탈을 회피하기 위해 안내되는 조향방향에 따라 선택된 전자석이 구동됨으로써 단일 가동철편(21)의 이동방향 또는 2개의 가동철편(41a,41b) 중 작동되는 가동철편이 결정된다.

여기서, 상기와 같이 구성되는 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치의 작동 과정을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 먼저 차선이탈경보시스템은 해당 시스템을 탑재하고 있는 차량이 주행 중에 차선을 이탈하게 되면 좌우 양쪽의 차선 중 이탈한 차선에 따른 차선이탈 방향에 대한 정보를 포함하고 있는 차선이탈 신호를 제어기(30)에 차량의 CAN 통신 등을 통해 전송한다.

제어기(30)는 차선이탈 신호의 수신 여부를 판단하고 차선이탈 신호가 수신되면 차량의 차선이탈을 경고하는 동시에 차선이탈 방향에 따라 운전자의 조향방향을 안내하기 위한 제어신호를 생성하여 진동수단(20,40)으로 전송한다.

이때 제어기(30)는 초기 상태를 기준으로 스티어링 휠(10)의 좌우 양측에 배치되어 있는 전자석(22a,22b)(42a,42b) 중 차선이탈 방향과 반대방향에 위치된 전자석의 통전 제어를 위한 스위칭부재로 제어신호를 전송하게 되며, 선택된 스위칭부재의 작동을 통해 2개의 전자석(22a,22b)(42a,42b) 중 선택된 전자석이 자기력을 발생하게 되며, 상기 선택된 전자석의 위치에 따라 스티어링 휠(10)의 좌우 양쪽 중 선택된 하나의 위치에서 진동이 발생하게 된다.

상기 제어기(30)는 스티어링 휠(10)의 선택된 위치에서 진동이 발생하는 중에 실시간으로 차선이탈 신호의 수신 여부를 모니터링하며, 차선이탈경보시스템으로부터 차선이탈 신호가 미수신되면 차량이 좌우 차선 사이에 정상적으로 위치하고 있는 것으로 판단하고 진동수단(20,40)의 작동을 중단시킨다.

이를 위하여, 상기 차선이탈경보시스템은 차선이탈이 발생하는 경우 주기적으로 차선이탈 신호를 발생하여 제어기로 전송한다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 스티어링 휠 11 : 휠 림
12 : 휠 코어 13a, 13b : 어퍼 스포크
14a, 14b : 로워 스포크 20 : 진동수단
21 : 가동철편 22a, 22b : 전자석
23 : 서포트바 24a, 24b : 스위칭부재
25a, 25b : 탄성부재 26 : 하우징
27 : 마운팅브라켓 30 : 제어기
40 : 진동수단 40a, 40b : 진동모듈
41a, 41b : 가동철편 42a, 42b : 전자석
43a, 43b : 서포트바 44a, 44b : 스위칭부재
45a, 45b : 탄성부재 46a, 46b : 하우징

Claims (5)

1. 스티어링 휠에 내장되어 상기 스티어링 휠의 서로 다른 2개의 위치 중 선택된 하나의 위치에서 진동을 발생시키는 진동수단;
   주행 중인 차량의 차선이탈 방향에 따른 차선이탈 신호를 수신하면 상기 진동수단을 작동시키는 제어기;
   를 포함하며, 상기 진동수단은 상기 차선이탈 방향에 따라 스티어링 휠의 선택된 위치에서 진동을 발생시키게 되고,
   상기 스티어링 휠은 휠 림과 휠 코어 및 상기 휠 림과 휠 코어 사이에 이어진 복수의 스포크로 구성되며,
   상기 진동수단은 상기 복수의 스포크 중 한 쌍의 로워 스포크 사이에 선형 이동가능하게 설치되는 가동철편과 이 가동철편의 이동방향을 기준으로 가동철편의 양측에 이격 배치되는 한 쌍의 전자석으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 전자석 중 선택된 전자석에 전류가 인가됨에 따라 상기 가동철편을 끌어당기는 힘을 발생하게 되며,
   상기 각 전자석과 가동철편 사이에는 전자석의 힘이 제거되면 상기 가동철편을 복귀시키는 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 하는 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 스티어링 휠에 내장되어 상기 스티어링 휠의 서로 다른 2개의 위치 중 선택된 하나의 위치에서 진동을 발생시키는 진동수단;
   주행 중인 차량의 차선이탈 방향에 따른 차선이탈 신호를 수신하면 상기 진동수단을 작동시키는 제어기;
   를 포함하며, 상기 진동수단은 상기 차선이탈 방향에 따라 스티어링 휠의 선택된 위치에서 진동을 발생시키게 되고,
   상기 스티어링 휠은 휠 림과 휠 코어 및 상기 휠 림과 휠 코어 사이에 이어진 복수의 스포크로 구성되며,
   상기 진동수단은 상기 복수의 스포크 중 스티어링 휠의 초기 위치를 기준으로 휠 코어의 양측에 배치된 한 쌍의 어퍼 스포크에 각각 내장되는 복수의 진동모듈로 구성되고, 상기 각 진동모듈은 어퍼 스포크의 내측에 선형 이동가능하게 설치되는 가동철편과 이 가동철편의 이동방향을 기준으로 가동철편의 한쪽에 이격 배치되는 전자석으로 이루어지며, 상기 복수의 진동모듈 중 선택된 진동모듈의 전자석이 전류가 인가됨에 따라 가동철편을 끌어당기는 힘을 발생하게 되는 것을 특징으로 하는 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 전자석과 가동철편 사이에는 전자석의 힘이 제거되면 상기 가동철편을 복귀시키는 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 하는 차선이탈 경고 및 조향방향 안내 장치.
   

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