KR100193483B1 - 운전 핸들을 이용한 자동차의 주행 상태 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

자동차 핸들을 이용하여 자동차의 주행속도를 제어할 수 있도록 하므로 각 해당 페달을 동작시켜야 하는 불편함을 해소시킬 수 있도록 하는 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치 및 그 방법을 제공하기 위하여, 운전자에 의한 핸들의 전방 또는 후방측으로 인가되는 부하를 감지하여 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 부하 감지수단과; 상기 부하 감지수단에 연결되어, 부하 감지수단에서 인가되는 신호에 의해 자동차 핸들에 가해지는 부하의 방향과 크기를 판단하여 자동차 주행속도의 가/감속동작 또는 정지동작을 수행할 수 있도록 하는 제어신호를 출력하는 동작 제어수단과; 상기 동작 제어수단과 연결되어, 동작 제어수단에서 인가되는 제어신호에 의해 해당 방향으로 작동하여 스로틀 밸브(41)의 개폐상태를 가변시킬 수 있도록 하는 제1액츄에이터와; 상기 동작 제어수단과 연결되어, 동작 제어수단에서 인가되는 제어신호에 따라 브레이크 마스터 실린더를 작동시켜 브레이크 장치를 동작시키는 제2액츄에이터로 이루어져 있다.

Description

운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치 및 그 방법

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치의 블럭도.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치의 장착도.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어방법의 동작 순서도이다.

이 발명은 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히, 별도의 가속페달이나 브레이크 페달을 이용하지 않고 운전핸들을 이용하여 주행속도의 가/감속동작을 실현할 수 있도록 하는 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 가속페달과 브레이크 페달을 이용하여 가감속동작을 제어하거나, 정지동작을 수행할 수 있도록 설계되어 있다.

그러므로 자동차 운전자는 주행상황이나 주행의도에 따라 주로 오른발을 이용하여 가속페달 또는 브레이크 페달을 동작시켜 원하는 상태로의 주행상태를 실현할 수 있도록 한다.

따라서 상기와 같이 가/감속동작이나 정지동작을 위해 가속페달이나 브레이크 페달을 동작시키며 자동차를 운전할 경우에, 해당 페달의 작동으로 인한 운전자의 운전피로를 가중시키는 문제가 발생하고, 운전에 익숙하지 못한 운전자일 경우엔 해당 페달을 동작시켜야 어려움이 발생한다.

특히, 초보 운전자일 경우엔, 각 해당하는 페달의 동작상태를 적절하게 가변시키지 못하므로 주행중 시동을 자주 꺼뜨리는 문제가 발생한다.

그리고 발을 정상적으로 사용하지 못하는 장애인일 경우에, 상기와 같은 각 해당하는 페달을 작동시키지 못하므로, 운전을 할 수 없거나, 특수 제작된 자동차를 이용해야 하므로 많은 경제적인 부담을 가중시키게 된다.

그러므로 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차 핸들을 이용하여 자동차의 주행속도를 제어할 수 있도록 하므로 각 해당 페달을 동작시켜야 하는 불편함을 해소시킬 수 있도록 하는 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 운전자에 의한 핸들의 전방 또는 후방측으로 인가되는 부하를 감지하여 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 부하 감지수단과; 상기 부하 감지수단에 연결되어, 부하 감지수단에서 인가되는 신호에 의해 자동차 핸들에 가해지는 부하의 방향과 크기를 판단하여 자동차 주행속도의 가/감속동작 또는 정지동작을 수행할 수 있도록 하는 제어신호를 출력하는 동작 제어수단과; 상기 동작 제어수단과 연결되어, 동작 제어수단에서 인가되는 제어신호에 의해 해당 방향으로 작동하여 스로틀 밸브의 개폐상태를 가변시킬 수 있도록 하는 제1액츄에이터와; 동작 동작 제어수단과 연결되어, 상기 제어수단에서 인가되는 제어신호에 따라 브레이크 마스터 실린더를 작동시켜 브레이크 장치를 동작시키는 제2액츄에이터로 이루어져 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 또 다른 구성은, 부하 감지수단에서 인가되는 신호를 판독하여 자동차 핸들에 가해지는 부하방향과 부하정도를 판단하는 단계와; 상기 판단된 부하방향을 이용하여 운전자의 주행의도가 가속상태인지를 판단하는 단계와; 운전자의 주행의도가 가속상태일 경우에, 인가되는 부하량을 제1설정값과 비교 판단하여, 제1설정값보다 크거나 같을 경우에 스로틀 밸브를 개방하기 위해 제1액츄에이터를 해당 상태로 구동시키기 위한 구동 데이타를 설정하는 단계와; 설정된 데이타에 따라 해당하는 구동신호를 출력하는 단계와; 운전자의 주행의도가 가속상태가 아닐 경우에, 운전자의 주행의도가 감속상태인지를 판단하는 단계와; 운전자의 주행의도가 감속상태일 경우에, 인가되는 부하량을 제2설정값과 비교 판단하여, 제2설정값보다 크거나 같을 경우에 부하량이 제3설정값보다 크거나 같은지를 비교 판단하는 단계와; 부하량이 제3설정값보다 크거나 같을 경우에, 브레이크 장치를 작동시키기 위해 제2액츄에이터의 구동신호를 출력하는 단계와; 인가되는 부하량이 제3설정값보다 작을 경우에, 스로틀 밸브를 닫기 위해 제1액츄에이터를 해당 상태로 구동시키기 위한 구동 데이타를 설정하는 단계와; 설정된 데이타에 따라 해당하는 구동신호를 출력하는 단계로 이루어져 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 이 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치의 블럭도, 제2도는 이 발명의 실시예에 따른 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어방법의 동작 순서도, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치의 장착도이다.

제1도를 참고로 하여 이 발명의 구성을 살펴보면, 자동차 조향장치의 컬럼(110)에 장착되어 있는 연결부(120)와 차체 사이에 장착되어 운전자에 의한 운전핸들의 동작으로 인가되는 부하를 감지하여 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 부하 감지부(1)와, 상기 부하 감지부(1)와 연결되어 부하 감지부(1)에서 인가되는 신호의 인가되는 부하의 상태를 판단하여 자동차의 주행상태를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 동작 제어부(2)와, 상기 동작 제어부(2)와 연결되어 동작 제어부(2)에서 인가되는 제어신호에 따라 동작상태가 가변되어 자동차의 주행속도를 가/감시키기 위한 제1액츄에이터(31)와, 상기 동작 제어부(2)와 연결되어 동작 제어부(2)에서 인가되는 제어신호에 따라 동작상태가 가변되어 자동차의 정지동작을 실행하기 위한 제2액츄에이터(32)와, 상기 제1액츄에이터(31)와 연결되어 제1액츄에이터(31)의 동작에 의해 개/폐 정도가 가변되는 스로틀 밸브(throtle valve, 41)와, 상기 제2액츄에이터(32)와 연결되어 제1액츄에이터(32)의 동작에 의해 발생되는 유압에 의해 동작되는 브레이크 장치(42)로 이루어져 있다.

상기 부하 감지부(1)는 자동차 조향장치의 컬럼(110)에 장착되어 있는 연결부(120)에 도출되어 있는 제1연결부(121)와 부하 감지부(1)에 도출되어 있는 제2연결부(131)에 의해 자동차 조향장치의 컬럼(110)과 차체에 장착되어 있고, 상기 제2연결부(131)의 동작상태에 따라 이동하고 가이더(134)에 의해 이동범위가 한정되는 감지단자(132)와, 상기 감지단자(132)의 이동방향에 따라 접속상태가 가변되어 단면적을 변화시키므로 내부 저항값을 가변시키는 접촉부(133)로 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.

운전자에 의한 시동키의 동작으로 동작에 필요한 전원이 인가되면, 동작 제어부(2)는 동작을 핸들의 동작으로 자동차의 주행속도를 제어하는 동작을 시작한다(S10).

그러므로 동작 제어부(2)는 부하 감지부(1)에서 인가되는 신호를 판독하여 핸들에 인가되는 부하정도를 판단한다(S20).

상기 부하 감지부(1)는 제3도에 도시된 것처럼 핸들(100)의 컬럼(110)측에 연결되어 있는 연결부(120)에 도출되어 있는 제1연결부(121)에 부하 감지부(1)에 도출되어 있는 제2연결부(131)가 연결되어 있다.

따라서 주행방향을 가변시키기 위해 운전자가 좌측 또는 우측 방향으로 핸들(100)을 회전시킬 경우엔, 연결부(120)의 내부에 내장되어 있는 베어링등의 동작으로 인하여 핸들(100)의 회전동작에 무관하게 부하 감지부(1)가 차체에 고정될 수 있도록 한다.

그러므로 핸들의 회전동작으로 인해 핸들(100)에 가해지는 부하에 영향을 받지 않도록 한다.

그러나 주행속도를 가속 또는 감속하기 위해 전방 또는 후방쪽으로 핸들(100)에 힘을 가할 경우엔, 부하 감지부(1)의 감지단자(132)가 접촉부(133)를 해당 방향으로 밀게 된다.

그러므로 상기 감지단자(132)에 의해 인가되는 부하에 의해 접촉부(133)의 단면적이 가변되어, 장착되어 있는 가변저항의 저항값이 면적변화에 따라 변화된다.

따라서 감지단자(132)의 이동상태에 따라 가변되는 접촉부(133)의 단면적 변화에 따라 저항값이 설정되면, 해당하는 값의 전류가 출력되므로 부하 감지부(1)에 작용하는 부하의 방향과 크기를 판단할 수 있다.

상기와 같이 핸들(100)의 이동방향에 따라 해당하는 전류가 부하 감지부(1)에서 출력되면, 동작 제어부(2)는 부하 감지부(1)에서 인가되는 전기적인 신호를 이용하여 부하가 작용하는 방향과 부하정도를 판단한다(S30).

그리고 운전자의 의도가 가속동작을 위한 운전의지인지를 판단하기 위해 설정된 데이타를 이용하여 판단된 부하 인가방향이 가속방향인지를 판단한다(S40).

자동차를 운전하는 도중에 자동차의 주행속도를 감속시키기 위해, 자동차의 핸들(100)을 ①의 방향으로 밀었을 경우엔 부하 감지부(1)에서 출력되는 신호의 부호는 + 값으로 감속동작을 위한 운전동작으로 판단한다.

그리고 자동차의 주행속도를 가속시키기 위해 자동차의 핸들(100)을 ②의 방향으로 당겼을 경우엔, 부하감지부(1)에서 출력되는 신호의 부호는 - 값으로 가속동작을 위한 운전동작으로 판단한다.

따라서 상기와 같이 부하 감지부(1)에서 출력되는 신호의 부호를 이용하여 가속 또는 감속 동작인지의 운전자의 운전의지를 판단하고, 판단된 신호의 값에 따라 각 해당하는 장치를 동작시켜 운전자의 운전의도에 해당하는 동작을 수행할 수 있도록 한다.

상기와 같이 운전자가 자동차 핸들(100)을 ②의 방향으로 당기므로 운전자의 운전의도를 가속상태로 판단하면, 동작 제어부(2)는 상기 단계(S30)에서 판단된 부하정도의 값을 제1설정값과 비교 판단하여(S50) 가속동작을 위한 핸들의 조작인지를 판단한다.

따라서 인가되는 부하의 정도가 제1설정값보다 작을 경우에, 동작 제어부(2)는 핸들(100)의 조작에 의해 해당방향으로 인가되는 부하가 주행중 발생하는 진동 등에 의해 인가되는 부하상태로 판단하여 주행상태를 변경하지 않고 처음단계로(S20)로 넘어간다.

그러나 판단된 부하의 정도가 제1설정값보다 크거나 같을 경우엔, 동작 제어부(2)는 가속동작을 위한 운전자의 주행의도로 판단하여, 따라 이미 설정되어 있는 데이타에 따라 제1액츄에이터(31)의 동작상태를 설정한다(S60).

그리고 동작 제어부(2)는 설정된 데이타를 이용하여 해당하는 구동신호를 제1액츄에이터(31)로 출력하여(S70), 스로틀 밸브(41)를 개방시킨다.

상기 제1액츄에이터(31)는 동작상태에 따라 스로틀 밸브(41)를 열고 닫을 수 있도록 모터 등으로 이루어져 있다.

그러므로 운전자의 의도가 가속상태일 경우엔, 제1액츄에이터(31)를 정방향으로 설정량만큼 회전시키고, 감속상태일 경우엔 역방향으로 설정량만큼 회전시켜 스로틀 밸브(41)의 개/폐상태를 제어한다.

그러나 상기 단계(S40)에서 판단된 부하 인가방향이 가속방향이 아닐 경우엔, 동작 제어부(2)는 부하 감지부(1)에서 출력되는 신호의 상태가 감속상태인지를 판단한다(S80).

따라서 인가되는 부하의 방향이 감속방향일 경우엔, 동작 제어부(2)는 판단된 부하값을 제2설정값과 비교 판단하여(S90), 주행속도를 감속시키기 위한 핸들(100)의 조작인지를 판단한다.

그러나 인가되는 부하의 방향이 감속방향이 아닐 경우엔, 동작 제어부(2)는 주행속도를 가변시키기 위한 별도의 제어동작이 이루어지지 않는 상태로 판단하여 상기 단계(S20)로 넘어가 부하 감지부(1)에서 인가되는 신호를 판독한다.

그러므로 상기와 같이 핸들(100)에 인가되는 부하의 방향이 감속방향일 경우에, 상기 단계(S90)에서 비교 판단된 부하값이 제2설정값보다 작을 경우엔 동작 제어부(2)는 주행중 발생하는 진동 등에 의해 감지되는 부하상태로 판단하여 초기단계(S20)로 넘어가 부하 감지부(1)에서 인가되는 신호의 상태를 판독한다.

그러나 부하값이 제2설정값보다 크거나 같을 경우엔, 동작 제어부(2)는 감속동작을 수행하기 위한 핸들(100)의 제어동작으로 판단하여 부하값을 제3설정값과 비교 판단한다(S100).

따라서 부하값이 제3설정값보다 크거나 같을 경우엔, 동작 제어부(2)는 운전자에 의한 주행의도를 정지동작을 위한 상태로 판단한다.

그러므로 동작 제어부(2)는 제2액츄에이터(32)로 해당하는 구동신호를 출력하여(S110), 브레이크 제어부(42)의 브레이크 마스터 실린더에서 해당상태의 유압을 발생시킨다.

상기 제2액츄에이터(32)의 동작에 의해 브레이크 장치(42)의 브레이크 마스터 실린더가 동작하여 제동동작을 위한 유압이 발생하므로, 각 바퀴에 장착되어 있는 브레이크가 작동하여 자동차의 주행동작을 정지시킨다.

그러나 부하 감지부(1)에서 인가되는 신호에 의해 판단된 부하정도가 설정량보다 크거나 같지 않을 경우엔, 동작 제어부(2)는 감속동작을 위한 핸들(100)의 조작으로 판단한다.

따라서 동작 제어부(2)는 부하 감지부(10에서 인가되는 신호의 상태에 따라 제1액츄에이터(31)의 동작상태와 동작 정도를 설정하여(S120), 설정된 상태로 제1액츄에이터(31)를 구동시키기 위한 구동신호를 출력한다(S130).

그러므로 상기 제1액츄에이터(31)는 역방향으로 회전하여 스로틀 밸브(41)를 해당하는 만큼 닫아 자동차의 실린더 내부로 흡입되는 공기의 양을 감소시킨다.

상기 스로틀 밸브(41)의 개도 상태의 가변으로 자동차의 엔진으로 흡입되는 공기량이 감소되고, 그에 따른 연료의 분사량이 감소하므로 자동차의 주행속도는 운전자의 운전의도에 맞는 상태로 감소된다.

상기 부하 감지부(1)의 접촉단자(132)는 내부에 장착되어 있는 가이더(134)에 의해 동작범위가 설정되므로 운전자에 의해 가해지는 무리한 힘에 의해 접촉부(133)가 파손되거나 손상되는 문제를 방지할 수 있도록 한다.

그러므로 상기와 같이 동작하는 이 발명의 효과는 자동차 핸들을 이용하여 자동차의 주행속도를 가/감속 또는 정지시킬 수 있으므로 운전자의 운전피로를 덜 수 있다.

그리고 페달의 동작에 익숙하지 못한 초보 운전자나 페달 동작에 많은 어려움을 겪은 여성 운전자일 경우엔 운전동작이 매우 편리하므로 손쉽게 자동차의 운전동작을 실행할 수 있고, 발을 정상적으로 이용하지 못하는 장애자일 경우에도 커다란 불편없이 운전동작을 실행할 수 있다.

Claims (4)

1. 운전자에 의한 핸들의 전방 또는 후방측으로 인가되는 부하를 감지하여 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 부하 감지수단과; 상기 부하 감지수단에 연결되어, 부하 감지수단에서 인가되는 신호에 의해 자동차 핸들에 가해지는 부하의 방향과 크기를 판단하여 자동차 주행속도의 가/감속동작 또는 정지동작을 수행할 수 있도록 하는 제어신호를 출력하는 동작 제어수단과; 상기 동자 제어수단과 연결되어, 동작 제어수단에서 인가되는 제어신호에 의해 해당 방향으로 작동하여 스로틀 밸브(41)의 개폐상태를 가변시킬 수 있도록 하는 제1액츄에이터와; 상기 동작 제어수단과 연결되어, 동작 제어수단에서 인가되는 제어신호에 따라 브레이크 마스터 실린더를 작동시켜 브레이크 장치를 동작시키는 제2액츄에이터로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 부하 감지수단은, 핸들의 전/후동작에 의해 전/후방으로 이동하는 감지단자(132)와, 상기 감지단자(132)의 이동동작에 의한 접속동작에 의해 단면적이 가변되어, 내부 저항값을 가변시키는 접촉부(133)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 부하감지수단은 핸들의 회전동작에 영향을 받지 않는 연결부(120)에 의해 조향장치의 컬럼(110)과 차체에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어장치.
4. 부하 감지수단에서 인가되는 신호를 판독하여 자동창 핸들에 가해지는 부하방향과 부하정도를 판단하는 단계와; 상기 판단된 부하방향을 이용하여 운전자의 주행의도가 가속상태인지를 판단하는 단계와; 운전자의 주행의도가 가속상태일 경우에, 인가되는 부하량을 제1설정값과 비교 판단하여, 제1설정값보다 크거나 같을 경우에 스로틀 밸브(41)를 개방하기 위해 제1액츄에이터를 해당 상태로 구동시키기 위한 구동 데이타를 설정하는 단계와; 설정된 데이타에 따라 해당하는 구동신호를 출력하는 단계와; 운전자의 주행의도가 가속상태가 아닐 경우에, 운전자의 주행의도가 감속상태인지를 판단하는 단계와; 운전자의 주행의도가 감속상태일 경우에, 인가되는 부하량을 제2설정값과 비교 판단하여, 제2설정값보다 크거나 같을 경우에 부하량이 제3설정값보다 크거나 같은지를 비교 판단하는 단계와; 부하량이 제3설정값보다 크거나 같을 경우에, 브레이크 장치(42)를 작동시키기 위해 제2액츄에이터의 구동신호를 출력하는 단계와; 인가되는 부하량이 제3설정값보다 작을 경우에, 스로틀 밸브(41)를 닫기 위해 제1액츄에이터를 해당 상태로 구동시키기 위한 구동 데이타를 설정하는 단계와; 설정된 데이타에 따라 해당하는 구동신호를 출력하는 단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 운전핸들을 이용한 자동차의 주행상태 제어방법.