KR20100071208A - 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 기술에 관한 것으로, 터치센서를 통한 핸들 조향제어와 핸들의 꺾임 정도를 통한 속도제어를 수행하는 것으로서, 핸들의 가장자리를 터치센서로 만들어 차량의 조향각을 인식하며, 운전대 중앙에 터치스크린을 장착하여 차량 내 기능들을 제어(에어콘, 지상파 방송, MP3 등)하는 고정식 터치센서를 사용하며, 핸들의 꺾임 정도를 통하여 차량의 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 운전자가 적은 힘으로도 차량의 움직임을 제어할 수 있으므로, 이를 통해 운전자는 장시간 운전 시에도 피로를 감소시킬 수 있으며, 핸들 중앙의 제한된 공간에 터치스크린을 이용하여 다양한 차량제어를 수행함으로써 운전자 편의성을 증대시킬 수 있다.

핸들형 터치인식센서, 핸들형 꺾임인식센서, 조향제어, 속도제어

Description

차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING STEERING AND SPEED BY USING HANDLE OF AUTOMOBILE}

본 발명은 차량 제어 기술에 관한 것으로서, 특히 터치센서를 통한 핸들 조향제어와 핸들의 꺾임 정도를 통한 속도제어를 수행하는데 적합한 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-030-01, 과제명: RUPI-클라이언트 기술 개발].

일반적으로 차량에 부착된 핸들은 운전자가 바퀴의 방향을 조정하기 위한 것으로서, 운전자가 바퀴의 방향을 제어하기 위해서는 기계식으로 핸들을 돌리게 되며, 차량의 속도 조절을 위해서는 가속페달을 이용하여 차량의 가속을 제어하고, 브레이크를 통하여 속도를 감소시키게 된다. 또한, 기어 조절 장치를 통하여 속도에 따라 기어를 조절한다.

근래에는 자동차의 안정성을 향상시키고 운전자의 조작 편의성을 위해서 수 동식 기어에서 점차적으로 자동기어가 보편화 되어가고 있으며, 조향 핸들은 파워 스티어링(power steering)을 통하여 운전자가 많은 힘을 들이지 않더라도, 원하는 방향으로 차량을 움직일 수 있도록 구현되고 있으며, 브레이크는 ABS(Anti-lock Brake System) 기능을 통하여 제동거리를 짧게 하고 미끄러짐을 방지하는 기술이 구현되고 있다.

그러나 아직까지 차량의 핸들은 사람의 손을 이용하여 좌우로 돌리게 되며, 브레이크 및 가속 페달은 사람의 발을 이용하여 제동하는 점에 있어서는 큰 변화가 없었다.

상기한 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 차량에 있어서는, 운전자가 고속도로가 아닌, 구불구불한 길에 진행 중인 경우에는 손으로 핸들을 돌리기 위해 많은 힘을 소요하게 되며, 차량의 속도를 제어하기 위해서는 가속페달과 브레이크를 쉴새없이 움직여야 하기 때문에 운전자는 장시간 운전에 따라 많은 피로를 느끼게 된다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은, 터치센서를 통한 핸들 조향제어와 핸들의 꺾임 정도를 통한 속도제어를 수행할 수 있는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 핸들의 가장자리를 터치센서로 만들어 차량의 조향각을 인 식하고, 운전대 중앙에 터치스크린을 장착하여 차량 내 기능들을 제어하는 고정식 터치센서를 사용하며, 핸들의 꺾임 정도를 통하여 차량의 속도를 제어할 수 있는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예 장치는, 차량의 핸들 조향각을 인식하여 조향값을 생성하는 조향각 센서부와, 핸들의 꺾임각을 인식하여 꺾임값을 생성하는 속도 센서부와, 상기 생성된 조향값과 속도값에 대한 제어 연산을 수행하여 조향 제어 명령 및 속도 제어 명령을 각각 생성하는 제어 연산부와, 상기 속도 제어 명령을 토대로 상기 차량의 속도를 제어하는 속도 제어부와, 상기 조향 제어 명령을 토대로 상기 차량의 조향을 제어하는 조향 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예 방법은, 차량의 핸들에 장착된 터치인식 센서를 이용하여 핸들 조향값을 측정하는 과정과, 상기 측정된 핸들 조향값에 대한 제어 연산을 수행하여 조향 제어 명령을 생성하는 과정과, 상기 생성된 조향 제어 명령으로 상기 차량 내의 바퀴의 조향을 제어하는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예 방법은, 차량의 핸들에 장착된 꺾임 인식 센서를 이용하여 핸들의 꺾임값을 측정하는 과정과, 상기 측정된 핸들의 꺾임값에 대한 제어 연산을 수행하여 속도 제어 명령을 생성하는 과정과, 상기 생성된 속도 제어 명령으로 상기 차량의 속도를 제어하는 과정을 포함한다.

본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 터치센서를 통한 핸들 조향제어와 핸들의 꺾임 정도를 통한 속도제어를 수행함으로써, 운전자가 적은 힘으로도 차량의 움직임(터치센서를 통한 차량의 조향각 인식, 핸들의 꺾임 정도를 통한 차량의 가감속, 제동)을 제어할 수 있으므로, 이를 통해 운전자는 장시간 운전 시에도 피로를 감소시킬 수 있으며, 핸들 중앙의 제한된 공간에 터치스크린을 이용하여 다양한 차량제어를 수행함으로써 운전자 편의성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 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.

본 발명은 터치센서를 통한 핸들 조향제어와 핸들의 꺽임 정도를 통한 속도제어를 수행하기 위한 것으로서, 핸들의 가장자리를 터치센서로 만들어 차량의 조향각을 인식하고, 운전대 중앙에 터치스크린을 장착하여 차량 내 기능들을 제어하 는 고정식 터치센서를 사용하며, 핸들의 꺾임 정도를 통하여 차량의 속도를 제어하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 핸들의 꺾임 정도에 따라 속도를 제어하는 속도 제어 방식을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 속도 센서부(100)는 핸들에 장착되어 차량 핸들의 꺾임 정도, 즉 꺾임 각도를 핸들형 꺾임인식 센서를 통해 인식하여 해당 각도에 따라 차량의 속도값을 인식하는 부분으로서, 예컨대, 자동차 키가 돌아간 정도를 알 수 있는 엔코더, 가변저항과 자동차 키의 기울기를 알 수 있는 자이로 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있으며, 이를 통해 꺾임 정보를 파악하고 파악된 정보를 무선통신부(102)로 전달한다.

예를 들어, 운전자는 핸들을 앞으로 밀어내거나 다시 복귀(예컨대, 핸들을 앞으로 밀어낸 상태에서 놔두면 다시 복귀 되거나, 사용자가 뒤로 당기는 방식)하는 식으로 제어를 수행할 수 있으며, 앞으로 밀어내는 정도가 큰 경우, 즉, 꺾임 정도가 많은 경우에는 가속을 수행하는 경우로서, 이는 가속페달을 밟는 경우와 같은 효과를 낼 수 있다.

또한, 밀어낸 핸들을 다시 복귀시키는 경우, 즉, 꺾임 정도가 적은 경우에는 가속이 적게 하거나, 감속을 수행하게 된다. 이는 가속 페달을 밟은 상태에서 복귀하거나 브레이크 페달을 밟아 가는 상태가 될 수 있다.　

그리고 유무선통신부(102)는 핸들의 아랫부분에 장착되어 핸들어 장착된 각 센서로부터 차량의 속도값 및 조향 값을 입력받아 제어 연산부로 전달하는 것으로서, 예컨대, 적외선, 무선랜, RFID, 블루투스 중 적어도 어느 하나를 통하여 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 통한 차량의 조향제어 방식을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 조향각 센서부(200)는 핸들의 가장자리에 장착되어 차량의 조향각을 인식하는 핸들형 터치인식센서로서, 터치센서로 구성된다. 예를 들어, 운전자가 손가락 또는 손바닥이 핸들 가장자리에 터치된 상태에서 좌에서 우로 이동한다면, 조향각 센서부(200)에서는 이동된 조향각을 센싱하고, 센싱된 조향각에 해당하는 조향값을 유무선통신부(102)를 통해 제어 연산부로 전달되도록 한다.

통합정보 화면출력부(202)는 터치스크린으로 구성되어 차량에 대한 전반적인 통합정보를 운전자에게 제공하는 것으로서, 조향정보 및 속도정보를 포함하여 에어컨 제어기능, 지상파 방송, 오디오 제어기능, 네비게이션 기능 등을 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 통한 핸들조향과 핸들의 꺽임정도를 통한 속도제어를 수행하는 조향 및 속도제어 장치의 구조를 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 조향 및 속도제어 장치는 속도 센서부(100), 조향각 센서부(200), 유무선 통신부(102), 제어 연산부(300), 통합 정보 화면 출력부(302), 조 향 제어부(304), 속도 제어부(306) 등을 포함한다.

구체적으로 속도 센서부(100)는 핸들의 꺾임 정도를 인식하는 핸들형 꺾임인식 센서로서, 자이로, 가변저항, 엔코더 중에서 어느 하나가 사용될 수 있으며, 이를 통해 인식된 값은 속도 제어를 위한 속도값으로서 유무선 통신부(102)를 통해 제어 연산부(300)로 전달된다. 또한, 조향각 센서부(200)는 핸들형 터치인식 센서인 터치센서를 통하여 운전자로부터 입력된 조향각 정보, 즉 조향값으로 유무선 통신부(102)를 통해 제어 연산부(300)로 전달된다.

제어 연산부(300)는 조향각 센서부(200) 및 속도 센서부(100)로부터 수신한 조향값 및 속도값에 대한 제어 연산을 수행하여 조향 제어 및 속도 제어를 위한 조향 제어 명령 및 속도 제어 명령을 생성한다.

이에 조향 제어부(304)는 제어 연산부(300)로부터 전달된 조향 제어 명령을 토대로 조향값에 해당하는 조향 제어를 수행하고, 속도 제어부(306)에서는 제어 연산부(300)로부터 전달된 속도 제어 명령을 토대로 속도값에 해당하는 속도 제어를 수행하게 된다.

이때, 조향 제어부(304)는 조향 휠의 자동적인 조향구동을 위해 전동모터라든지 유압모터 또는 공압모터 중에서 어느 하나가 적용될 수 있으며, 속도 제어부(306)에는 속도 제어 명령에 포함된 가감속 정보를 토대로 가속 및 저속, 또는 감속을 수행한다.

통합 정보화면 출력부(302)는 차량에 대한 전반적인 통합정보를 운전자에게 제공하는 것으로서, 제어 연산부(300)로부터 전달된 조향 정보 및 속도 정보를 토 대로 이를 화면상에 출력하게 된다.

한편, 제어연산부(300)와 유무선통신부(102)는 차량의 전자제어를 위해 설치되는 전자제어부(ECU : Electronic Control Unit)가 적용되거나 별도의 임베디드 콘트롤 시스템(Embeded Control System)이 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 조향 제어 절차를 도시한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 400단계에서 조향각 센서부(200)의 핸들형 터치인식 센서, 를 통해 운전자가 터치하여 이동된 조향각을 토대로 조향값을 센싱하고, 센싱된 조향값을 유무선 통신부(102)를 통하여 제어 연산부(300)로 전달한다. 이에 402단계에서 제어 연산부(300)는 조향값에 제어 연산을 수행하여 조향 제어 명령을 생성하고, 생성된 조향 제어 명령은 404단계에서 조향 제어부(304)로 전달한다.

이에 406단계에서 조향 제어부(304)는 전달받은 조향 제어 명령을 토대로 조향 제어를 수행하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 속도 제어 절차를 도시한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 500단계에서 속도 센서부(100)의 핸들형 꺾임인식 센서를 통해 운전자가 핸들을 꺾음으로써, 측정되는 핸들 꺾임값을 센싱하여, 센싱된 꺾임값을 유무선 통신부(102)를 통하여 제어 연산부(300)로 전달한다. 이에 502단계에서 제어 연산부(300)는 꺾임값에 대한 제어 연산을 수행하여 속도 제어 명령을 생성하고, 생성된 속도 제어 명령은 504단계에서 속도 제어부(306)로 전달한다.

이에 506단계에서 속도 제어부(306)는 전달받은 속도 제어 명령을 토대로 속도 제어를 수행하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 터치센서를 통한 핸들 조향제어와 핸들의 꺽임 정도를 통한 속도제어를 수행하기 위한 것으로서, 핸들의 가장자리를 터치센서로 만들어 차량의 조향각을 인식하고, 운전대 중앙에 터치스크린을 장착하여 차량 내 기능들을 제어하는 고정식 터치센서를 사용하며, 핸들의 꺽임 정도를 통하여 차량의 속도를 제어한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 핸들의 꺾임 정도에 따라 속도를 제어하는 속도 제어 방식을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 통한 차량의 조향제어 방식을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 통한 핸들조향과 핸들의 꺽임정도를 통한 속도제어를 수행하는 조향 및 속도제어 장치의 구조를 도시한 블록도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 조향 제어 절차를 도시한 흐름도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 속도 제어 절차를 도시한 흐름도.

<　도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

100 : 속도 센서부 102 : 유무선 통신부

200 : 조향각 센서부 300 : 제어 연산부

302 : 통합정보 화면 출력부 304 : 조향 제어부

306 : 속도 제어부

Claims (10)

1. 차량의 핸들 조향각을 인식하여 조향값을 생성하는 조향각 센서부와,

   핸들의 꺾임각을 인식하여 꺾임값을 생성하는 속도 센서부와,

   상기 생성된 조향값과 속도값에 대한 제어 연산을 수행하여 조향 제어 명령 및 속도 제어 명령을 각각 생성하는 제어 연산부와,

   상기 속도 제어 명령을 토대로 상기 차량의 속도를 제어하는 속도 제어부와,

   상기 조향 제어 명령을 토대로 상기 차량의 조향을 제어하는 조향 제어부

   를 포함하는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 조향각 센서부는,

   상기 핸들의 가장자리 주위에 형성된 터치인식 센서인 것을 특징으로 하는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 속도 센서부는,

   엔코더, 가변 저항, 자이로 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 핸들 을 이용한 조향 및 속도제어 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 조향 및 속도제어 장치는,

   상기 조향각 센서부와, 속도 센서부로부터 전달된 상기 조향값 및 속도값을 상기 제어 연산부로 전송하는 유무선통신부

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 조향 및 속도제어 장치는,

   상기 핸들의 중앙에 있는 터치스크린 화면을 통해 조향정보 및 속도 정보를 제공하며, 상기 차량의 상태를 알려주는 통합정보 화면출력부

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 장치.
6. 차량의 핸들에 장착된 터치인식 센서를 이용하여 핸들 조향값을 측정하는 과 정과,

   상기 측정된 핸들 조향값에 대한 제어 연산을 수행하여 조향 제어 명령을 생성하는 과정과,

   상기 생성된 조향 제어 명령으로 상기 차량 내의 바퀴의 조향을 제어하는 과정

   을 포함하는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 핸들 조향값은,

   상기 터치 인식센서로부터 터치 입력된 신호가 좌우로 움직인 범위의 거리에 대한 핸들 상의 조향각인 것을 특징으로 하는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 방법.
8. 차량의 핸들에 장착된 꺾임 인식 센서를 이용하여 핸들의 꺾임값을 측정하는 과정과,

   상기 측정된 핸들의 꺾임값에 대한 제어 연산을 수행하여 속도 제어 명령을 생성하는 과정과,

   상기 생성된 속도 제어 명령으로 상기 차량의 속도를 제어하는 과정

   을 포함하는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 꺾임인식 센서는,

   엔코더, 가변 저항, 자이로 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 방법.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 속도제어는,

    가속 제어, 저속 제어, 감속 제어인 것을 특징으로 하는 차량의 핸들을 이용한 조향 및 속도제어 방법.

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