KR20150067496A - 자차방식 차선변경 안전강화 차량 및 이의 차선변경 안전강화방법 - Google Patents

자차방식 차선변경 안전강화 차량 및 이의 차선변경 안전강화방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 자차방식 차선변경 안전강화방법은 (a) 차량을 제어하는 컨트롤러에서 방향 지시등 온(On)시 주행중인 자차의 주행속도가 체크되고, (b) 상기 주행속도로 시내도로 주행이 아니라고 판단되면, 자차가 변경하려고 하는 차선에 차량이 있는지를 검출하여 차선변경 위험도 1단계를 생성하고, 상기 차선변경 위험도 1단계를 운전자에게 인식시켜주며. (c) 조향 휠의 조타각으로 급차선 변경을 체크한 후 자차가 변경하려고 하는 차선에 있는 차량의 차간거리를 산출하여 차선변경 위험도 2단계를 생성하고, 상기 차선변경 위험도 2단계를 운전자에게 인식시켜주며, 상기 차간거리에 따라 조향시스템(10)의 유압보조력 생성을 차단하거나 유지하는 제어절차가 수행됨으로써 GPS와 네비게이션의 도움이 없이 차량에 설치된 센서 검출 신호로 측방 주행 차량과 후방 주행차량에 대한 주행 상태를 운전자에게 알려줌으로써 차선 변경 시 운전자 부주의에 의한 안전사고 없이 차선변경이 이루어지고, 특히 리어 뷰 미러에 보이지 않는 사각지대에서 주행하는 차량이 있거나 60KPH 이상 고속 주행 시 차선변경에 어려움을 겪는 운전자도 안전사고 없이 차선변경이 이루어지는 특징을 갖는다.

Description

자차방식 차선변경 안전강화 차량 및 이의 차선변경 안전강화방법{Method and Vehicle for Improving Lane Change Safety}
본 발명은 차량의 차선변경에 관한 것으로, 특히 GPS와 네비게이션의 도움이 없이 차량의 기본을 구성하는 기본 장치가 활용됨으로써 안전한 차선변경 기능이 구현되는 자차방식 차선변경 안전강화 차량 및 이의 차선변경 안전강화방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로를 주행중인 차량의 차선을 변경하고자 하면, 운전자는 변경하려는 차선이 설정된 경로와 부합되는 차선인지 여부를 직접 확인해야 하고, 다시 사이드 미러 또는 룸 미러를 통해 후방 차량의 위치 등을 확인한 후에 차선을 변경하는 불편을 감수할 수밖에 없다.
이러한 불편을 해소한 장치로서 네비게이션을 이용한 예를 들 수 있다. 이는, 주행 목적지를 안내하는 네비게이션에 GPS 기능을 연계함으로써 운전자가 차선을 변경하고자 할 때, 변경될 차선이 설정된 경로와 부합되는지 여부와 후방 차량과의 관계를 고려하여 차선 변경이 안전하지 여부를 알려주는 방식이다.
그러므로, 네비게이션을 이용한 차선변경장치가 구비된 차량은 차선변경시 예측할 수 없는 위험으로부터 안전성을 확보할 수 있다.
국내특허공개 10-2008-0084452(2008년09월19일)
하지만, 네비게이션을 이용한 차선 변경 장치에는 GPS 기능이 반드시 요구됨으로써 GPS 수신 및 활용을 위한 부가 설비가 필요하고, 이는 비용증가 뿐만 아니라 필요시 차량의 레이아웃 변경도 요구되는 불편이 있을 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 GPS와 네비게이션의 도움이 없이 차량에 설치된 센서 검출 신호로 측방 주행 차량과 후방 주행차량에 대한 주행 상태를 운전자에게 알려줌으로써 차선 변경 시 운전자 부주의에 의한 안전사고 없이 차선변경이 이루어지고, 특히 리어 뷰 미러에 보이지 않는 사각지대에서 주행하는 차량이 있거나 60KPH 이상 고속 주행 시 차선변경에 어려움을 겪는 운전자도 안전사고 없이 차선변경이 이루어질 수 있는 자차방식 차선변경 안전강화 차량 및 이의 차선변경 안전강화방법에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자차방식 차선변경 안전강화 차량은 오일 공급시 유압을 형성하여 타이로드에 연결된 랙크를 이송시키는 동력실린더와 오일이 배출되는 오일펌프를 이어주는 프레스 라인, 상기 동력실린더에서 오일이 저장되는 리저버를 이어주는 리턴라인, 상기 프레스 라인과 상기 리턴라인의 통로를 서로 연결하는 바이패스 라인을 갖춘 조향시스템; 차선 변경을 위해 조향휠을 조타할 때, 변경 차선으로 주행중인 후방 차량이 있는지 검출하고, 상기 후방 차량과 차간거리가 근접상태일 때 상기 동력실린더로 가는 오일을 상기 바이패스 라인을 열어 바이패스시키는 컨트롤러; 가 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러는 차선 변경이 시도되는 차량의 차속과 조향휠의 조타각을 검출하고, 차속 조건과 조타각 조건이 충족될 때 상기 차간거리근접상태를 확정한다.
상기 컨트롤러는 방향지시등 작동여부 감지 센서, 조타각 감지 센서, 차량 속도 감지 센서, 적어도 1개 이상의 측면 장애물 감지 센서 및 측,후방 주행차량속도 감지 센서가 포함된 센서부; 상기 센서들의 검출 신호가 입력되고, 차선변경을 위한 작동 조건 OK 신호가 출력되는 입력부; 상기 입력부의 작동 조건 OK 신호 입력을 인식한 후, 상기 센서들의 검출 값을 각각 조합 및 비교하여 차선변경 위험도를 차선변경 위험도 1단계와 차선변경 위험도 2단계로 구분하는 제어부; 상기 제어부에서 출력된 차선변경 위험도 1단계와 차선변경 위험도 2단계에 맞춰 운전자가 인지하는 부저나 램프를 작동하고, 차량 선회가 이루어지도록 상기 조향시스템의 상기 바이패스라인을 열거나 닫아주는 출력부; 로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러는 ECU(Engine Control Unit)이다.
상기 컨트롤러에는 리셋버튼(Reset Button)의 신호가 입력되고, 상기 리셋버튼의 신호로 상기 바이패스 라인의 제어가 초기화된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 차선변경 안전강화방법은 (a) 차량을 제어하는 컨트롤러에서 방향 지시등 온(On)시 주행중인 자차의 주행속도가 체크되고, (b) 상기 주행속도로 시내도로 주행이 아니라고 판단되면, 자차가 변경하려고 하는 차선에 차량이 있는지를 검출하여 차선변경 위험도 1단계를 생성하고, 상기 차선변경 위험도 1단계를 운전자에게 인식시켜주며. (c) 조향 휠의 조타각으로 급차선 변경을 체크한 후 자차가 변경하려고 하는 차선에 있는 차량의 차간거리를 산출하여 차선변경 위험도 2단계를 생성하고, 상기 차선변경 위험도 2단계를 운전자에게 인식시켜주며, 상기 차간거리에 따라 조향시스템의 유압보조력 생성을 차단하거나 유지하는 제어절차가 수행되는것을 특징으로 한다.
상기 시내도로 주행은 상기 자차의 주행속도가 60KPH로 판단된다.
상기 차선변경 위험도 1단계는 색깔로 구분되고, 상기 자차가 변경하려고 하는 차선에 차량이 있을 때 레드(Red)로 운전자에게 인식시키고 반면 측면 차량이 없을 때 그린(Green)으로 운전자에게 인식시켜준다.
상기 조향 휠의 조타각은 10ㅀ이상이 검출될 때 급차선 변경으로 판단한다.
상기 차선변경 위험도 2단계는 다수의 색깔로 구분되어져 운전자에게 인식되며, 상기 색깔이 그린(Green)일 때 상기 자차가 변경하려고 하는 차선에 있는 차량과 차간거리가 100m를 벗어난 거리이고, 엘로우(Yellow)일 때 상기 차간거리가 50m ~100m 이내 거리이며, 레드(Red)일 때 상기 차간거리가 50m 이내 거리이다.
상기 조향시스템의 유압보조력 생성 차단은 차륜의 방향을 조향방향으로 변화시키는 타이로드에 연결된 랙크를 이동시켜주는 유압이 생성되는 동력실린더로 이루어지고, 상기 유압보조력 생성 차단은 상기 동력실린더로 이어진 프레스 라인을 흐르는 오일펌프의 오일이 바이패스 라인으로 리턴라인에 연통되어져 상기 프레스 라인에서 리저버로 복귀되어 형성된다.
이러한 본 발명은 차선변경을 하고자 할 때 GPS와 네비게이션의 도움을 얻지 않고서도 운전자가 안전사고 없이 차선변경을 할 수 있고, 안전한 차선 변경을 위한 어떠한 추가 장치로 인한 비용증가도 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차선변경을 하고자 할 때 차량에 장착된 센서와 리어 뷰 미러등을 활용함으로써 사각지대 주행 차량에 의한 위험성이 해소될 수 있고, 특히 60KPH 이상 고속 주행 시 차선변경에 어려움을 겪는 운전자도 안전사고 없이 차선변경이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 GPS와 네비게이션의 도움이 없이도 차량에 설치된 센서 검출 신호로 측방 주행 차량과 후방 주행차량에 대한 주행 상태를 운전자에게 알려줌으로써 차선 변경 시 운전자 부주의에 의한 안전사고 발생이 일어나지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량에 설치된 센서 검출 신호로 측방 주행 차량과 후방 주행차량에 대한 주행 상태가 다단계로 파악된 후 이를 운전자에게 인식시켜줌으로써 차선변경 안전성이 더욱 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자차방식 차선변경 안전강화 차량의 블록 구성이고, 도 2는 본 발명에 따른 자차방식 차선변경 안전강화 차량의 유압식 파워 조향시스템 구성이며, 도 3은 본 발명에 따른 자차방식 차선변경 안전강화 차량의 차선변경 안전강화흐름이고, 도 4는 차선 변경 시 위험도 등급에 따른 본 발명 차량의 대응 상태이며, 도 5는 차선 변경 시 자차방식 차선변경 안전강화로직이 위험도 2단계의 레드(RED)로 판단한 조건에서 차선 변경 안전이 강화되는 본 발명 유압식 파워 조향시스템의 작동상태이고, 도 6은 차선 변경 시 자차방식 차선변경 안전강화로직이 위험도 2단계의 그린(GREEN)이나 엘로우(YELLOW)로 판단한 조건에서 통상적인 방식으로 차선변경이 이루어지는 본 발명 유압식 파워 조향시스템의 작동상태이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 자차방식 차선변경 안전강화 차량의 블록 구성을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 자차방식 차선변경 안전강화 차량에는 센서부(1), 센서부(1)의 출력이 입력되는 입력부(3), 입력부(3)에서 출력된 출력 신호를 받아 로직에 따라 처리하는 제어부(5), 제어부(5)에서 출력된 출력 신호로 운전자에 대한 경고와 조향시스템(10)의 조향을 제어하는 출력부(7)가 포함된다.
상기 입력부(3), 제어부(5), 출력부(7)는 컨트롤러로 구성되며, 상기 컨트롤러는 ECU(Engine Control Unit)가 적용된다.
상기 센서부(1)의 출력은 입력부(3)와 함께 제어부(5)에도 직접 입력될 수 있다.
상기 센서부(1)에는 방향지시등 작동여부 감지 센서(a-1), 조타각 감지 센서(a-2), 차량 속도 감지 센서(a-3), 다수의 측면 장애물 감지 센서 및 측,후방 주행차량속도 감지 센서(a-4)가 포함된다. 그러므로, 센서부(1)에서는 입력부(3)와 함께 제어부(5)로 상기 센서(a-1,a-2,a-3,a-4)의 검출 신호가 전송되고, 입력부(3)나 제어부(5)는 센서(a-1,a-2,a-3,a-4)의 모든 신호나 또는 일부 신호가 사용된다.
상기 입력부(3)에서는 센서(a-1,a-2,a-3,a-4)의 데이터(Data)를 이용함으로써 차량 주행속도, 방향지시등 작동상태, 스티어링 휠 작동각(조타각)등에 대한 조건등이 판단되고, 그 결과를 제어부(5)로 전송한다. 본 실시예에서, 출력 신호는 작동 조건 OK 신호이다.
상기 제어부(5)에서는 입력부(3)의 작동 조건 OK 신호 입력을 인식한 후, 센서(a-1,a-2,a-3,a-4)의 데이터(Data)를 각각 조합하고 비교함으로써 차선변경 위험도 단계를 판단하고, 판단된 차선변경 위험도 단계를 출력부(7)로 전송한다.
본 실시예에서, 차선변경 위험도 단계는 차선변경 위험도 1단계와 차선변경 위험도 2단계로 구분된다.
상기 차선변경 위험도 1단계는 변경하고자 하는 측면 차선에 차량이 존재하는지 여부로 구분된다. 일례로, 측면 차량이 없으면 그린(Green)으로 구분하는 반면 측면 차량이 있으면 레드(Red)로 구분하는 방식이다.
상기 차선변경 위험도 2단계는 변경하고자 하는 측면 차선에 차량이 존재하는 상태에서 자차와의 거리로 구분된다. 일례로, 자차가 현재속도로 차선변경을 시도했을 경우에 차선변경 이후의 후방 주행차량과의 차간거리가 자차보다 100m를 벗어난 후방에 있으면 그린(Green)으로 구분하고, 자차보다 50m ~100m의 이내 후방에 있으면 엘로우(Yellow)로 구분하며, 자차보다 50m내 후방에 있으면 레드(Red)로 구분하는 방식이다.
그러므로, 운전자는 차선 변경 시 구분된 다수 단계의 각각에 적합한 차량 조종으로 안전한 차선변경이 이루어질 수 있다.
상기 출력부(7)에서는 입력된 차선변경 위험도 1단계와 차선변경 위험도 2단계에 맞춰 운전자가 인지할 수 있는 경고수단을 작동하고 동시에 차량 선회가 이루어지도록 차량 제어를 수행한다.
일례로, 경고수단은 경보나 경고등 점등이 있고, 이를 위한 부저나 램프가 이용될 수 있다. 차량 제어는 조타력 제어로서, 이를 위해 조향시스템이 이용된다.
이에 더하여, 자차방식 차선변경 안전강화 차량에는 리셋버튼(Reset Button)이 더 구비될 수 있다. 이러한 리셋버튼(Reset Button)은 출력부(7)에서 작동시킨 경보나 경고등을 초기 상태로 복귀시키고 또한 제어부(5)에서 판단한 차선변경 위험도 1,2단계에 대한 초기화시킬 수 있다.
한편, 도 2는 차선 변경이 안전하게 이루어지도록 출력부(7)가 조타력을 제어하는 조향시스템(10)을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 조향시스템(10)은 조향컬럼(11), 피니언(12), 랙크(13), 좌,우 휠(LW,RW)에 연결된 좌,우 타이로드(14-1,14-2), 오일펌프(15), 리저버(16), 유량조절밸브(17), 동력실린더(18), 제어밸브(19), 프레스 라인(20-1), 리턴라인(20-2), 바이패스 라인(20-3)으로 구성된다.
상기 조향컬럼(11), 피니언(12), 랙크(13), 좌,우 타이로드(14-1,14-2)는 통상의 조향시스템(10)에 적용된 조향 기구부와 동일하며, 오일펌프(15), 리저버(16), 유량조절밸브(17), 동력실린더(18), 제어밸브(19)는 통상의 조향시스템(10)에 적용된 유압 생성부와 동일하고, 프레스 라인(20-1), 리턴라인(20-2)은 통상의 조향시스템(10)에 적용된 유압라인과 동일하다.
다만, 상기 조향시스템(10)에는 프레스 라인(20-1)과 리턴라인(20-2)을 연결하는 바이패스 라인(20-3)이 더 포함된 차이가 있다.
또한, 바이패스 라인(20-3)에는 바이패스 라인(20-3)의 통로를 개폐하는 밸브가 설치되고, 상기 밸브는 출력부(7)의 제어로 온/오프(On/Off)된다. 상기 온/오프 타입 밸브는 통상적인 밸브이므로 그 표현은 생략되었다.
하지만, 본 실시예에서는 바이패스 라인(20-3)에 바이패스 라인(20-3)의 통로 개폐용 밸브가 설치되지 않고 제어밸브(19)의 제어를 이용할 수 있다. 일례로, 제어밸브(19)가 프레스 라인(20-1)의 통로를 좁혀줌으로써 프레스 라인(20-1)에서 제어밸브(19)로 유입되는 유량을 줄이고, 프레스 라인(20-1)에서 제어밸브(19)로 빠져나지 못하고 머무는 유량에 의한 압력 바이패스 라인(20-3)으로 유량을 보내주는 방식이 적용될 수 있다.
상기 바이패스 라인(20-3)은 차선변경 위험도 1,2단계의 레드(Red)시 오일펌프(15)에서 제어밸브(19)로 이어진 프레스 라인(20-1)을 흐르는 유압을 리턴라인(20-2)으로 바이패스시켜 줌으로써 유압에 의한 조향 보조(Power Assist)가 제한되도록 작용한다.
일례로, 조향시스템(10)에서 유압에 의한 조향 보조(Power Assist)가 없을 때 조타력은 약 10Kgf 이상으로 약 3~4배 증가된다.
한편, 도 3은 본 실시예에 따른 자차방식 차선변경 안전강화 차량의 차선변경 안전강화로직을 나타낸다.
S10은 방향 지시등 작동상태가 체크되는 단계로서, 이를 통해 운전자가 차선변경을 시도하는지가 확인된다. 이는, 제어부(5)가 방향지시등 작동여부 감지 센서(a-1)의 신호를 받은 입력부(3)가 제공한 출력을 받거나 또는 방향지시등 작동여부 감지 센서(a-1)의 신호를 직접 인식함으로써 판단된다.
S20은 방향 지시등의 온(ON)조건에서 차량 주행속도를 체크하는 단계로서, 이를 통해 운전자가 차선변경을 시도하는 자차의 속도가 확인된다. 이는, 제어부(5)가 차량 속도 감지 센서(a-3)의 신호를 받은 입력부(3)가 제공한 출력을 받거나 또는 차량 속도 감지 센서(a-3)의 신호를 직접 입력 받음으로써 판단된다.
이를 위해, 차량 주행속도 > 60KPH가 적용되고, 체크 결과 차량 주행속도 < 60KPH이면 시내 저속 주행으로 판단함으로써 자차방식 차선변경 안전강화로직은 실행되지 않는다. 반면, 체크 결과 차량 주행속도 > 60KPH이면 자차방식 차선변경 안전강화로직에 따른 위험도의 2단계 판단 절차로 진입한다.
S30은 60KPH이상의 속도로 주행중인 자차의 차선변경 상황을 1단계 위험도로 판단하는 단계로서, 이는 차선변경 위험도 1단계로 정의된다.
이러한 차선변경 위험도 1단계는 도 4를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 차선변경차량(100)(자차A)은 방향 지시등 온(ON)이고 차속 60KPH 이상으로 주행중이므로 t초 시간 경과 후 차선변경차량(100)(자차 A')의 이동 위치에 따른 안전거리(S)가 고려된다. 이때, 차선변경차량(100)이 변경하고자 하는 차선에 있는 제1근접 차량(200)이나 제2근접 차량(300)은 측면 장애물 감지 센서 및 측,후방 주행차량속도 감지 센서(a-4)로 검출된다.
이를 위해, 제어부(5)는 측면 장애물 감지 센서 및 측,후방 주행차량속도 감지 센서(a-4)의 신호를 받은 입력부(3)가 제공한 출력을 받거나 또는 측면 장애물 감지 센서 및 측,후방 주행차량속도 감지 센서(a-4)의 신호를 직접 입력 받음으로써 제1근접 차량(200)이나 제2근접 차량(300)의 유무를 체크하고, 이를 차선변경차량(100)의 운전자에게 경고한다.
이어, S30에서는 S60으로 진입함으로써 차선변경 위험도 1단계로 판단된 결과를 출력함과 동시에 S40으로 진입함으로써 운전자의 차선 변경 시도가 급격하게 이루어지는지가 체크된다.
S60의 출력은 차선변경 위험도 1단계에 따른 경고로서, 이는 변경하고자 하는 측면 차선에 차량이 존재하는지 여부로 구분된다. 일례로, 측면 차량이 없으면 그린(Green)으로 구분하는 반면 측면 차량이 있으면 레드(Red)로 구분하는 방식이다.
그러므로, 출력부(7)는 제어부(5)의 출력에 따라 그린(Green)을 작동시킴으로써 측면 차량이 없음을 알려주거나 레드(Red)를 작동시킴으로써 측면 차량이 있음을 알려준다. 이때, 그린(Green)이나 레드(Red)는 경보나 경고등 점등으로 운전자에게 제공된다.
이에 따라, 운전자는 차선 변경 시 후방에 차량이 존재하는 여부를 항상 인식한 후 차선변경을 진행 할 수 있다.
한편, S40은 조향 휠의 조타각 확인하는 단계로서, 이를 통해 운전자가 실제 차선 변경을 시도하는지가 판단된다. 이는, 제어부(5)가 조타각 감지 센서(a-2)의 신호를 받은 입력부(3)가 제공한 출력을 받거나 또는 조타각 감지 센서(a-2)의 신호를 직접 입력 받음으로써 판단된다.
이를 위해, 조타각 > 10ㅀ가 적용되고, 체크 결과 조타각 < 10ㅀ이면 급격한 차선 변경이 아닌 조건으로 판단함으로써 자차방식 차선변경 안전강화로직은 실행되지 않는다. 반면, 체크 결과 조타각 > 10ㅀ이면 자차방식 차선변경 안전강화로직에 따른 위험도 판단의 2단계 절차로 진입한다. 여기서, 조타각 10ㅀ는 차선변경의 판단기준 각도이며, 이 판단 기준각도는 시스템 개발시 변경될 수 있다.
S50은 60KPH이상의 속도로 주행중이면서 조타각 > 10ㅀ인 자차의 차선변경 상황을 2단계 위험도로 판단하는 단계로서, 이는 차선변경 위험도 2단계로 정의된다.
이러한 차선변경 위험도 2단계는 도 4를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 차선변경차량(100)(자차A)이 변경하고자 하는 차선에 제1근접 차량(200)이나 제2근접 차량(300)이 있고, 제1근접 차량(200)이나 제2근접 차량(300)이 t초 시간 경과 후 차선변경차량(100)(자차 A')으로 근접되는 차간거리(C)가 고려된다. 이때, 제1근접 차량(200)이나 제2근접 차량(300)의 차간거리(C)는 측면 장애물 감지 센서 및 측, 후방 주행차량속도 감지 센서(a-4)의 신호를 이용하여 제어부(5)에서 계산된다.
이후, 차간거리(C)는 차선변경차량(100)의 운전자에게 경고된다.
S60의 출력은 차선변경 위험도 2단계에 따른 경고로서, 이는 변경하고자 하는 측면 차선에 존재하는 차량의 차간 거리(C)로 구분된다. 일례로, 차선변경차량(100)과 제1근접 차량(200)의 차간거리(C)가 100m를 벗어난 거리이면 그린(Green)으로 구분하고, 차간거리(C)가 50m ~100m 이내 거리이면 엘로우(Yellow)로 구분하며, 차간거리(C)가 50m 이내 거리이면 레드(Red)로 구분하는 방식이다.
그러므로, 출력부(7)는 제어부(5)의 출력에 따라 그린(Green)을 작동시킴으로써 차간거리(C)가 충분함을 알려주거나, 엘로우(Yellow)를 작동시킴으로써 차간거리(C)가 주의를 요함을 알려주거나, 레드(Red)를 작동시킴으로써 차간거리(C)가 위험함을 알려준다. 이때, 그린(Green), 엘로우(Yellow), 레드(Red)는 경보나 경고등 점등으로 운전자에게 제공된다.
이로 인해, 운전자는 차선 변경 시 측,후방에 차량이 있더라도 구분된 다수 단계의 각각에 적합한 차량 제어로 차선변경을 안전하게 할 수 있다.
한편, 도 5는 차선 변경 시 자차방식 차선변경 안전강화로직이 위험도 2단계의 레드(RED)로 판단한 조건에서 차선 변경 안전이 강화되는 본 발명 유압식 파워 조향시스템의 작동상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 운전자가 60KPH 이상으로 주행하면서 차선 변경을 위하여 조향휠을 우(또는 좌)로 10˚ 이상 조작하게 되면, 제어부(5)는 위험도 2단계의 레드(RED)를 출력부(7)로 출력하고, 출력부(7)는 제어부(5)의 제어 출력에 따라 운전자에게 레드(Red)를 경고하고 동시에 조향시스템(10)의 유압을 제어한다.
이 경우, 유압제어는 유압에 의한 조향 보조(Power Assist)를 줄여줌으로써 조타력이 약 10Kgf 이상으로 약 3~4배 증가되는 방식이다.
이를 위해, 조향시스템(10)에서는 오일펌프(15)에서 나온 오일흐름이 프레스 라인(20-1)-> 바이패스 라인(20-3)->리턴라인(20-2)으로 흐르게 되고, 프레스 라인(20-1)으로 이어진 제어밸브(19)에는 오일 유량이 극히 적어지거나 차단됨으로써 동력실린더(18)에서는 압력상승이 거의 일어나지 않게된다.
이는, 결국 유압에 의한 조향 보조(Power Assist)가 크게 줄어드는 상태로 전환됨을 의미한다.
이러한 조건에서 운전자가 차선 변경을 위해 조향휠을 우(좌)회전하면, 좌,우 휠(LW,RW)중 선회 차륜의 타이어에 저항력이 발생되고, 이어 조향컬럼(11)의 조향축과 토션바가 우(좌)회전됨으로써 피니언(12)을 매개로 랙크(13)가 이송된다. 그러면, 랙크(13)의 이송으로 타이어가 방향을 변경함으로써 차선변경이 이루어진다.
그러므로, 운전자는 정상조건에서 조향시스템(10)을 조작할 때 비해 약 3~4배 이상의 조타력이 필요하며, 이 상태는 측,후방에 근접차량이 있다는 것을 운전자가 인지할 수 있도록 함으로써 안전한 차선변경을 구현할 수 있다.
반면, 도 6은 차선 변경 시 자차방식 차선변경 안전강화로직이 위험도 2단계의 그린(GREEN)이나 엘로우(YELLOW)로 판단한 조건에서 통상적인 방식으로 차선변경이 이루어지는 본 발명 유압식 파워 조향시스템의 작동상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 운전자는 60KPH 이상으로 주행하더라도 변경 차선에 차량이 없거나 또는 충분한 차간거리가 유지된 상태에서 차선 변경을 하는 조건이다.
그러므로, 조향시스템(10)에서는 오일펌프(15)에서 나온 오일흐름이 프레스 라인(20-1)-> 제어밸브(19)->리턴라인(20-2)으로 흐르게 되고, 프레스 라인(20-1)으로 이어진 제어밸브(19)에는 충분한 오일 유량이 공급됨으로써 유압에 의한 조향 보조(Power Assist)가 정상적으로 유지된다.
이러한 조건에서 운전자가 차선 변경을 위해 조향휠을 우(좌)회전하면, 좌,우 휠(LW,RW)중 선회 차륜의 타이어에 저항력이 발생되고, 이어 조향컬럼(11)의 조향축과 토션바가 우(좌)회전됨으로써 동력실린더(18)에서는 압력상승이 일어난다. 이는, 결국 유압에 의한 조향 보조(Power Assist)가 정상적으로 작용하는 상태임을 의미한다.
이어, 동력실린더(18)의 압력은 우(좌)측 실린더로 제공됨으로써 랙크(13)가 이송되고, 랙크(13)의 이송으로 타이어가 방향을 변경함으로써 차선변경이 이루어진다.
그러므로, 운전자는 유압의 도움으로 조향시스템(10)을 적은 힘으로 조작하면서 안전한 차선변경을 구현할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자차방식 차선변경 안전강화방법은 (a) 차량을 제어하는 컨트롤러에서 방향 지시등 온(On)시 주행중인 자차의 주행속도가 체크되고, (b) 상기 주행속도로 시내도로 주행이 아니라고 판단되면, 자차가 변경하려고 하는 차선에 차량이 있는지를 검출하여 차선변경 위험도 1단계를 생성하고, 상기 차선변경 위험도 1단계를 운전자에게 인식시켜주며. (c) 조향 휠의 조타각으로 급차선 변경을 체크한 후 자차가 변경하려고 하는 차선에 있는 차량의 차간거리를 산출하여 차선변경 위험도 2단계를 생성하고, 상기 차선변경 위험도 2단계를 운전자에게 인식시켜주며, 상기 차간거리에 따라 조향시스템(10)의 유압보조력 생성을 차단하거나 유지하는 제어절차가 수행됨으로써 GPS와 네비게이션의 도움이 없이 차량에 설치된 센서 검출 신호로 측방 주행 차량과 후방 주행차량에 대한 주행 상태를 운전자에게 알려줌으로써 차선 변경 시 운전자 부주의에 의한 안전사고 없이 차선변경이 이루어지고, 특히 리어 뷰 미러에 보이지 않는 사각지대에서 주행하는 차량이 있거나 60KPH 이상 고속 주행 시 차선변경에 어려움을 겪는 운전자도 안전사고 없이 차선변경이 이루어질 수 있다.
1 : 센서부 3 : 입력부
5 : 제어부 7 : 출력부
10 : 조향시스템 11 : 조향컬럼
12 : 피니언 13 : 랙크
14-1,14-2 : 좌,우 타이로드
15 : 오일펌프 16 : 리저버
17 : 유량조절밸브 18 : 동력실린더
19 : 제어밸브 20-1 : 프레스 라인
20-2 : 리턴라인 20-3 : 바이패스 라인
100 : 차선변경차량 200 : 제1근접 차량
300 : 제2근접 차량
LW,RW : 좌,우 휠

Claims (12)

  1. 오일 공급시 유압을 형성하여 타이로드에 연결된 랙크를 이송시키는 동력실린더와 오일이 배출되는 오일펌프를 이어주는 프레스 라인, 상기 동력실린더에서 오일이 저장되는 리저버를 이어주는 리턴라인, 상기 프레스 라인과 상기 리턴라인의 통로를 서로 연결하는 바이패스 라인을 갖춘 조향시스템;
    차선 변경을 위해 조향휠을 조타할 때, 변경 차선으로 주행중인 후방 차량이 있는지 검출하고, 상기 후방 차량과 차간거리가 근접상태일 때 상기 동력실린더로 가는 오일을 상기 바이패스 라인을 열어 바이패스시키는 컨트롤러;
    가 포함된 것을 특징으로 하는 자차방식 차선변경 안전강화 차량.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는 차선 변경이 시도되는 차량의 차속과 조향휠의 조타각을 검출하고, 차속 조건과 조타각 조건이 충족될 때 상기 차간거리근접상태를 확정하는 것을 특징으로 하는 자차방식 차선변경 안전강화 차량.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는 방향지시등 작동여부 감지 센서, 조타각 감지 센서, 차량 속도 감지 센서, 적어도 1개 이상의 측면 장애물 감지 센서 및 측,후방 주행차량속도 감지 센서가 포함된 센서부;
    상기 센서들의 검출 신호가 입력되고, 차선변경을 위한 작동 조건 OK 신호가 출력되는 입력부;
    상기 입력부의 작동 조건 OK 신호 입력을 인식한 후, 상기 센서들의 검출 값을 각각 조합 및 비교하여 차선변경 위험도를 차선변경 위험도 1단계와 차선변경 위험도 2단계로 구분하는 제어부;
    상기 제어부에서 출력된 차선변경 위험도 1단계와 차선변경 위험도 2단계에 맞춰 운전자가 인지하는 부저나 램프를 작동하고, 차량 선회가 이루어지도록 상기 조향시스템의 상기 바이패스라인을 열거나 닫아주는 출력부;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 자차방식 차선변경 안전강화 차량.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 컨트롤러는 ECU(Engine Control Unit)인 것을 특징으로 하는 자차방식 차선변경 안전강화 차량.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러에는 리셋버튼(Reset Button)의 신호가 입력되고, 상기 리세버튼의 신호로 상기 바이패스 라인의 제어가 초기화되는 것을 특징으로 하는 자차방식 차선변경 안전강화 차량.

  6. (a) 차량을 제어하는 컨트롤러에서 방향 지시등 온(On)시 주행중인 자차의 주행속도가 체크되고,
    (b) 상기 주행속도로 시내도로 주행이 아니라고 판단되면, 자차가 변경하려고 하는 차선에 차량이 있는지를 검출하여 차선변경 위험도 1단계를 생성하고, 상기 차선변경 위험도 1단계를 운전자에게 인식시켜주며.
    (c) 조향 휠의 조타각으로 급차선 변경을 체크한 후 자차가 변경하려고 하는 차선에 있는 차량의 차간거리를 산출하여 차선변경 위험도 2단계를 생성하고, 상기 차선변경 위험도 2단계를 운전자에게 인식시켜주며, 상기 차간거리에 따라 조향시스템의 유압보조력 생성을 차단하거나 유지하는 제어절차
    가 수행되는 것을 특징으로 하는 차량의 차선변경 안전강화방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 시내도로 주행은 상기 자차의 주행속도가 60KPH로 판단되는 것을 특징으로 하는 차량의 차선변경 안전강화방법.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 차선변경 위험도 1단계는 색깔로 구분되고, 상기 자차가 변경하려고 하는 차선에 차량이 있을 때 레드(Red)로 운전자에게 인식시키고 반면 측면 차량이 없을 때 그린(Green)으로 운전자에게 인식시키는 것을 특징으로 하는 차량의 차선변경 안전강화방법.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 조향 휠의 조타각은 10ㅀ을 판단기준각도로 하고, 10ㅀ이상이 검출될 때 급차선 변경으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 차선변경 안전강화방법.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 차선변경 위험도 2단계는 다수의 색깔로 구분되어져 운전자에게 인식되는 것을 특징으로 하는 차량의 차선변경 안전강화방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 색깔이 그린(Green)일 때 상기 자차가 변경하려고 하는 차선에 있는 차량과 차간거리가 100m를 벗어난 거리이고, 엘로우(Yellow)일 때 상기 차간거리가 50m ~100m 이내 거리이며, 레드(Red)일 때 상기 차간거리가 50m 이내 거리인 것을 특징으로 하는 차량의 차선변경 안전강화방법.
  12. 청구항 6에 있어서, 상기 조향시스템의 유압보조력 생성 차단은 차륜의 방향을 조향방향으로 변화시키는 타이로드에 연결된 랙크를 이동시켜주는 유압이 생성되는 동력실린더로 이루어지고, 상기 유압보조력 생성 차단은 상기 동력실린더로 이어진 프레스 라인을 흐르는 오일펌프의 오일이 바이패스 라인으로 리턴라인에 연통되어져 상기 프레스 라인에서 리저버로 복귀되어 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 차선변경 안전강화방법.
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