KR20040038951A - 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 핸들에 일반 통신기기 등에 사용되고 있는 진동모터를 구성하여 자동차 디스플레이부에 통상 표시되는 긴급상황의 예고 점등 시 진동모터가 작동하게 하여 사용자의 인지력을 높이게 하는 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치 및 방법에 관한 것으로,

더욱 자세히는 일반적인 자동차의 핸들 구성에 있어서 핸들 손잡이부에 진동모터를 구성하고, 진동모터를 작동시키는 작동센서와 기존의 자동자디스플레이부에 구성되는 경고 등 감지센서가 연동할 수 있도록 구성하여, 연료부족, 오일의 온도상승, 문열림 경고, 밸트 미착용 등에 대한 경고 음 또는 깜박이 등이 작동을 할 시, 연동하여 핸들 손잡이부의 진동 모터가 작동하도록 하여 사용자의 주의를 확실히 환기시키기 위한 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치 및 방법{A warning device which uses the vibration of the car steering}

본 발명은 휴대폰 등에 이용되고 있는 소형 진동모터를 자동차핸들에 연결 구성하여 기존의 경보알림기능과 연동시켜 미세 진동을 통해 경보상태임을 운전자가 깨달을 수 있도록 하기 위한 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치 및 방법에 관한 것이다.

기존에 있어서 자동차의 여러 부위에 대한 위험 경고 신호는 자동차 핸들 앞의 디스플레이부를 통하여 확인 가능하도록 되어 있는 것이 일반적이고, 상기 디스플레이부에 도시된 연료, 온도, 문의 개폐여부, 벨트착용상태, 과속 등의 표시를 구성하여 운전자로 하여금 차량의 상태를 확인 할 수 있도록 하고 있는 것이다. 또한 부가 기능으로 표시에 점멸등을 사용하여 경고를 알리거나, 경고음 등을 부가적으로 이용하기도 한다. 그러나, 이러한 통상의 경고기능으로는 밝은 낮에는 식별이 어렵고, 졸음운전이나 청각장애우들에게는 효과적으로 경고의 기능을 할 수가 없는 문제점이 있었다.

기존의 고속도로의 주행에 있어서, 차선을 미세요철로 된 차선구분 흰색 실선을 설치하여 졸음운전이나 부주위로 인하여 차선을 이탈하여 흰색 실선으로 바퀴가 지나가면 자체가 진동하게 하여 운전자의 주위를 환기시키고 있으나, 차 자체의 문제가 발생하였을 경우에는 이러한 기능을 가지는 것이 없는 상태이다.

관련이 있는 기술을 살펴보면, 출원번호 20-2003-0036886은 자동차 도어열림 경고표시등에 관한 것으로서, 계기판에 형성되어 자동차 도어가 열림을 경고하는 경고등은 어느 문이 열린 상태인지 확인이 곤란한 문제점을 해결하기 위하여 자동차의 각 문에 장착되어 문의 개폐여부를 감지하는 하나 이상의 센서부와, 자동차 계기판에 형성되어 각각의 문이 표시된 디스플레이부와, 상기 센서부에 연결되어 문이 열릴 경우 상기 디스플레이부의 해당 문을 표시한 부분에 형성되어 점등하는 하나 이상의 램프로 구성하여 자동차 도어 열림 경고표시등에 관한 것이고,

출원번호 20-1996-034254는 기존 차량용 시계에 알람(ALARM)기능 및 좌석에 진동기능이 없음으로 해서 운전자가 자동차를 운행타 피로해서 수면을 차량 내에서 취할 경우 잠을 깨워주는 기능이 없는 불편한 점을 해결하고자 자동차 내에 알람기능 및 진동기능을 운전자 좌석에다 부착함으로써 운전자가 차내에서 수면을 취하더라도 예정된 시간 내에 알람기능 및 진동기능을 이용하여 잠에서 깰 수 있도록 하였으며, 기존시계에 알람기능만 추가하여 사용하면 되고 진동기능은 자동차에 부착되어 있는 밧데리에서 전력을 이용하여 타임머시인과 연결한 후 좌석에 진동기능으로 부착 사용하여 구성한 것이다.

경고 알림기능에 있어서 시각 및 청각을 통한 알림기능이외의 다양한 감각기관을 통한한 경고 알림 전달 기술은 전무한 상태이어서, 운전자들에게 보다 높은 인지력을 줄 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 자동차 디스플레이부의 계기판에서 경고의 표현을 구동하기 위해 구성되는 통상의 각종 감지 감지센서부(100)와 마이크로컴퓨터가 내장된 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)를 통한 제어에 있어서, 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)의 출력부(301)를 통한 차량 계기판상에 표현되는 여러 부위의 경고표시 작동 시, 출력부(301)에서 핸들의 손잡이부에 매설 구성된 소형진동모터(500)도 작동 할 수 있도록 출력전압을 보내어 짧은 시간 동안 진동토록 하여, 기존의 경고알림기능으로는 인지력이 낮았던 청각장애우나 졸음운전 등의 운전자에게 경고 알림의 인지력을 높이는 것에 그 기술적 과제를 두고 창안한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 사용상태도

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 진동모터구성단면도

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 구성도

도 4는 본 발명의 진행 단계를 보여주는 구성도

■ 도면의 주요부분에 사용된 주요부호의 설명 ■

100 : 각종 감지센서

300 : 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)

500 : 진동모터

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 사용상태도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 진동모터구성단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예를 보여주는 구성도이며, 도 4는 본 발명의 진행 단계를 보여주는 구성도로서, 본 발명 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치 및 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본발명의 구성요소를 살펴보면, 자동차 핸들부에 매설 구성되는 진동모터(500), 진동모터(500)를 제어하는 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)와, 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)에 자동차의 여러 부위의 예측 위험을 감지하여경고를 보내는 각종 감지센서(100)로 대분 구성되고, 기본 구성요소들은 일반적인 공지기술의 입출력신호 전달수단 등을 통하여 상호 교류토록 구성되어 있다. 부과적으로는 진동모터(500)의 작동 신호를 차단할 수 있는 on/off버튼 등을 구성하여 진동모터(500)의 작동을 원치 아니하거나, 지속되는 경고 진동을 인위적으로 차단할 수 있도록 구성되는 것이다.

①진동모터(Vibration Motor)(500)

진동모터는 일반적으로 휴대폰(Mobile Phone), 무선호출기(삐삐, Pager) 등에 주로 사용되어 지며, 그 밖에 진동기능을 필요로 하는 각종 제품에 사용되어지고 있는 것으로서, 본 발명에 있어서도 통상의 소형 진동모터를 사용하게 된다.

진동모터(500)의 구성은 자동차 핸들의 손잡이부의 일측에 매설 구성하거나, 핸들의 표면상에 일측이 드러나도록 하여 손에 직접 진동을 전달하도록 구성할 수도 있으며, 매설하여 구성할 경우 미세 진동이 느껴질 수 있는 적당한 깊이에 구성하게 되는 것이다. 핸들자체의 제어에 문제를 주지 않는 범위 내에서 한 개 이상 다수개를 사용하거나 진동의 세기를 달리하여 다양하게 구성할 수도 있는 것이다. 이러한 진동모터(500)를 이용한 경고 떨림은 운전자가 자동차 핸들을 잡고 있지 아니하면 감지할 수 없을 정도의 미세 떨림으로 하여 기존의 자동차 핸들부에 일반적으로 구성되어 있는 제어장치들과 마찬가지로 운전상 핸들의 조작에 영향을 전혀 주지 않도록 구성한다.

②전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)

통상 차량에 기본적으로 사용되고 있는 것으로 센서값을 통해 차량을 컨트롤하는 것으로 아날로그계 신호는 A/D 변환하고, 또 디지털계 신호는 입력 처리 회로를 통해서, 마이크로컴퓨터에 입력하고 이들의 입력을 기초로 하여 마이크로컴퓨터는 최적인 제어 값을 연산하여, 출력 처리 회로를 통해서 솔레노이드나 모터 등의 각종 액추에이터를 구동한다든지, 램프를 점등 등 차량의 전반적인 제어 기능을 하는 것이다.

각종 센서로 부터의 감지를 받아들이는 입력처리부, 마이크로 컴퓨터, 출력처리부로 기본적 구성을 이루고 있다. 간략히 기능을 설명하면, 입력처리부는 아날로그 신호는 A/D 변환기를 사용하여 디지털 값으로 변환하여 처리하는 것으로, 센서 신호 전압 Vs와 기준의 전압 Vc는 A/D변환기(A/D 컨버터)에 접속되고 이들은 입력 처리 회로를 통해서 마이크로컴퓨터가 처리할 수 있는 신호로 변환되는 것이다. 마이크로컴퓨터는 ECU의 중추를 이루는 것으로 통상 마이크로컴퓨터 속의 메모리(ROM)에 기억시켜 두고, 순서대로 CPU에 명령으로서 전달하여 출력처리부를 통하여 출력신호를 보내게 되는데, 마이크로컴퓨터에서의 출력 신호 형태는 램프의 점등, 소등과 같은 레벨의 ON-OFF 신호, 연료 분사 출력과 같은 소정의 주기마다로 연산된 펄스 신호, 스텝 모터에의 출력 신호와 같은 4 상의 일정 주기의 펄스열 등으로 되어 있다. 마이크로컴퓨터를 통하여 제어되는 다양한 구동장치들은 일반적으로 배터리를 전원으로 하여 작동하고 있으므로, 통상 +5V 전원으로 움직이고 있는 마이크로컴퓨터에서의 출력 신호에서는 직접 그들을 구동하지 아니하고 마이크로컴퓨터에서의 출력 신호를 기초로 하여 구동시킬 수 출력 처리 회로를 갖추고 있다.

③각종 감지센서(100)

전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)와 관련된 통상의 센서를 살펴보면,

맵센서 - 흡기 공기압을 계측하여 ECU로 계측값을 보내어 이에 따른 적절한 연료 분사량을 조절.

냉각수온센서 - 써머스탯트 밸브에 설치되는 센서로 냉각수의 온도값을 ECU로 보내어 저온일 경우 인젝터의 연료 분사량을 올려주고 예열이 이루어진 경우, 분사량을 좀 낮추어 주는 역할.

드로틀 포지션센서(TPS) - 드로틀 바디에 붙어 있는 센서로 엑셀레이터 페달을 밟을때 개도변화에 따른 회전각을 측정하는 회전식 가변 저항기입니다. ECU는 이 신호를 기초로 엔진상태와 연료분사 정도를 제어.

캠 샤프트 홀센서 - 크랭크 축의 회전에 따른 캠샤프트의 회전을 감지하여 ECU로 하여금 각 실린더에 연료분사 순서를 결정.

크랭크 샤프트 포지션 센서 - 실린더 블럭에 위치해 있으며 실린더의 상사점위치를 파악하여 ECU로 계측값을 보내 ECU는 이를 통해 연료 분사시기와 점화시기를 조절.

산소센서 - 배기가스의 산소농도를 감지하여 전압으로 변환시켜 ECU로 그 값을 보내 이를 통해 연료 분사 오차를 보정.

인젝터 - 위의 여러값을 취합한 ECU가 여러가지를 분석하여 인젝터로 보내어 종합적인 연료량과 연료분사 시간 등을 제어.

본 발명은 기본적으로 자동차에 전문적인 지식이 없는 운전자들이나 청각장애우를 위한 것으로 앞서 언급한 센서들 중 전문적인 기술내용을 알아야지만 처리가 가능한 센서와는 연결하여 구동할 필요가 없고, 자동차용 계기판에 표시되어지는 기본적인 차량의 점등과 관련된 센서, 후방감지센서, 연료관련 센서 등 운전자가 현장에서 직접 인지하여 처리가 가능한 부위에 있어 감지된 센서의 경고에 기초하여 본 발명 장치가 구동되는 것을 기본으로 한다.

이러한 구성요소의 바탕 위에 이루어지는 작동의 과정과 실시 예를 살펴보면,

각종 센서(100)가 이상 신호를 감지하여 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)에 신호를 보내면, 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)의 입력부는 이를 인지하고, 이것을 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)의 마이크로컴퓨터는 설정값에 따라 제어를 하게되고,

제어신호는 출력부를 통하여 각종 구동장치 또는 계기판 상의 경고 표시를 점멸하게 되고,

진동모터(500)는 연동하도록 설정된 제어센서에 따라 해당 센서를 통한 제어신호가 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)를 통하여 출력됨과 동시에 같이 진동되도록 하여 운전자가 이것을 인지 할 수 있게 되는 것이다.

부가적으로 필요에 따라 진동모터의 진동을 차단할 수 있는 통상의 제어 on/off스위치를 연결 구성하여 제어할 수도 있다.

실시예1) 연료센서에 따라 연동하게 제어된 진동모터(500)가 장착된 차를 이용하는 사용자는 계기판에 구성되어진 각종 차량상태의 표시 중 자동차의 연료가 곧 소멸될 상황으로 연료량 감지센서(100)가 감지를 하면, 이것을 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)로 보내게 되고, 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)는 이것을 계기판의 연료경고 등을 점멸을 제어함과 동시에 차량핸들에 구성된 진동모터(500)에 작동신호를 보내게 되고 진동모터(500)는 이에 따라 떨림 작동을 하게 되는 것이다.

실시예2) 후방충돌감지센서(100)에 따라 연동하게 제어된 진동모터(500)가 구성된 차량을 사용하는 청각 장애 운전자일 경우, 기존의 차량을 운전하면 후방충돌감지표시기를 보지 아니하면 후방의 진행상태를 확인할 수 없고 후방을 보며 운전할 경우 이러한 후방감지센서의 기능의 혜택을 누릴 수가 없고, 순전히 운전자의 지각능력에 의해서만 후방감지가 가능하다. 이러한 운전자가 본 발명이 적용된 차량을 운전 할 경우, 후방을 보며 물체에 접근하게되면, 후방감지센서(100)가 작동을 하게되고, 감지내용은 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)의 제어에 의하여 작동신호를 출력하여 후방충돌감지표시기와 진동모터(500)가 작동하게 되어, 청각장애우 운전자도 후방을 보면서 충돌감지센서(100) 기능의 효과를 누릴 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치를 통하여,

기본적인 시각, 청각을 이용한 경고알림 장치를 통한 인지력이 낮은 장애우들이 편리하게 각종 경고신호를 보다 효과적으로 인지력을 높일 수 가 있어 사고발생을 대폭 감소시킬 수가 있을 뿐 만 아니라 장거리운전이나 졸음운전을 통하여 시청각적으로 인지력이 떨어진 상태의 운전자들에게도 효과적으로 경고를 알려주어 사고를 미연에 방지 할 수 있는 등 그 활용도와 효과가 다대한 발명이라 하겠다.

Claims (4)

1. 차량의 다양한 상태를 감지하는 감지센서(100)와감지센서(100)로부터 신호를 감지하여 마이크로컴퓨터는 설정값에 따라 제어를 하게 되는 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)가 포함된 경고표시 장치의 구성에 있어서,

   연동하도록 설정된 해당 감지센서(100)를 통한 입력신호에 따라 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)의 제어를 통하여 경고 표시기를 제어하기 위한 출력신호의 출력에 의해 경고진동이 작동하는 진동모터(500)가 구성되는 것을 포함하는 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치
2. 제 1항에 있어서,

   진동모터(500)는 차량의 핸들에 한 개이상 다수개를 구성하는 것을 포함하는 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치
3. 제 1항에 있어서,

   진동모터(500)는 출력신호에 관계없이 진동모터(500)의 on/off 제어장치가 결합된 것을 포함하는 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 장치
4. 감지센서(100)가 신호를 감지하여 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)에 신호를 보내는 단계;

   전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)의 입력부 센서의 신호를 받아, 이것을 전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)의 마이크로컴퓨터는 설정값에 따라 제어를 하게되는 단계;

   전자제어 컨트롤 유니트(ECU)(300)의 출력부를 통하여 각종 구동장치 또는 계기판 상의 경고 표식이 점멸함과 동시에 연동하도록 설정된 제어센서에 따라 진동모터(500)가 구동하는 단계로 구성되는 것을 포함하는 자동차핸들의 진동을 이용한 경고 방법