KR100460866B1

KR100460866B1 - 차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치

Info

Publication number: KR100460866B1
Application number: KR10-2001-0069166A
Authority: KR
Inventors: 윤중락
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2004-12-09
Also published as: KR20030037628A

Abstract

본 발명은 차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치에 관한 것으로서, 토크 센서, 조향각 센서, ECU, 보조 토크 발생장치, 조향각 센서, 차속 센서, 영상 처리부로 구비되어, 차선 이탈시 보조 토크 발생부에 연결된 스티어링 휠에 진동을 가하여 차선 이탈을 경고하는 차선 유지 지원 시스템에 있어서, 보조 토크 발생장치는, 회전축에 구동기어가 결합된 모터와, 구동기어와 맞물린 제1감속기어가 설치된 출력단과, 브레이크에 의하여 선택적으로 규제되는 자유단을 구비하는 차동기어와, 제1감속기어의 회전에 따라 연동되어 회전되는 스티어링 칼럼에 의하여 토크가 전달되는 스티어링 휠을 구비한다.

Description

차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치{SUB TORQUE GENERATION APPARATUS FOR PREVENTING CAR FROM BREAKING AWAY FROM DRIVING LINE}

본 발명은 차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차선 유지 지원 시스템의 모터와 스티어링 칼럼이 항상 기구적으로 연결되어 있어, 조향시의 위화감이 없으며 감성 품질이 향상되는 차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 차선 유지 지원 시스템은 차선 이탈이 발생될 것으로 판단되는 상황에서 모터 등을 이용하여 스티어링 휠에 토크 혹은 진동을 가함으로써, 운전자가 차선에 복귀하기 위한 조향 조작을 가할 것을 촉구하는 것에 의해 차선 유지를 지원하는 시스템을 말한다.

상기 차선 유지 지원 시스템은 각 상황에 따라 실제 조향에 필요한 토크의 일부만을 가하여 운전자가 차선 중앙으로 복귀하는 것을 돕는다.

상기 스티어링 휠에 토크를 가하여 주는 방법으로서 도 1에 도시된 바와 같이, 스티어링 칼럼(1)에 직류 모터(2)를 부착하여 클러치 기구(3)를 통하여 스티어링 휠(4)에 보조토크를 전달하는 방법이 이용되고 있다.

그러나, 상기한 종래 차선 유지 지원 시스템은 직류 모터를 사용하여 기어와 클러치 기구를 사용하여 스티어링 컬럼에 연결되어 있음으로써, 그 작동이 불연속적인 문제점이 있다. 구체적으로, 조향 보조 작동시에만 클러치 기구를 연결시켜 모터의 토크를 전달하는 불연속적인 시스템으로, 클러치의 연결시와 비연결시에 조향 감각의 차이가 발생될 수 있고 소음이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 보조 토크 발생장치의 모터와 스티어링 칼럼을 기구적으로 항상 연결된 상태를 유지하도록 하는 차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 보조 토크 발생부를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차동장치가 적용된 보조 토크 발생부를 구비한 차선 유지 지원 시스템을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 도 2의 보조 토크 발생부를 개략적으로 도시한 도면.도 4a는 도 2의 자유단의 고정시의 작동을 도시한 도면.도 4b는 도 2의 자유단의 미고정시의 작동을 도시한 도면.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치는, 토크 센서, 조향각 센서, ECU, 보조 토크 발생장치, 조향각 센서, 차속 센서, 영상 처리부로 구비되어, 차선 이탈시 보조 토크 발생부에 연결된 스티어링 휠에 진동을 가하여 차선 이탈을 경고하는 차선 유지 지원 시스템에 있어서, 상기 보조 토크 발생장치는, 회전축에 구동기어가 결합된 모터; 상기 구동기어와 맞물린 제1감속기어가 설치된 출력단과, 브레이크에 의하여 선택적으로 규제되는 자유단을 구비하는 차동기어; 및 상기 제1감속기어의 회전에 따라 연동되어 회전되는 스티어링 칼럼에 의하여 토크가 전달되는 스티어링 휠을 구비한다.

본 발명에 있어서, 상기 스티어링 칼럼에는 제2감속기어가 설치되어 상기 출력단에 결합되는 출력단 기어와 맞물림에 의하여, 차동장치에서 발생된 토크를 스티어링 휠로 전달하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차동장치가 적용된 보조 토크 발생부를 구비한 차선 유지 지원 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 보조 토크 발생부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차동장치를 사용한 차선 유지 지원 시스템(11)의 보조 토크 발생부(100)는 구동기어(23)가 결합된 모터(10)와, 상기 구동기어(23)와 맞물린 제1감속기어(25)에 의하여 회전되는 출력단(22)과 브레이크(24)에 의하여 선택적으로 규제되는 자유단(26)을 구비하는 차동장치(28)와, 상기 출력단(22)에 설치되는 출력단 기어(27)와 맞물린 제2감속기어(31)의 회전에 따라 연동되어 회전되는 스티어링 칼럼(33)에 의하여 회전되는 스티어링 휠(30)을 구비한다.

상기 차선 유지 지원 시스템(11)은 영상 처리부(13)와, 차속 센서(12)와, 조향각 센서(14)와, ECU(19)와, 턴시그널 램프(16) 및 보조토크 발생부(100)를 구비한다.

상기 영상 처리부(13)는 CCD 카메라(15)와 영상처리 ECU(17)로 구비되어 전방 도로 영상을 CCD 카메라(15)를 통하여 측정하고, 영상처리 ECU(17)를 통하여 ECU(19)로 전달한다. 상기 ECU(19)는 영상 처리부(13)에서 측정된 전방 영상을 통하여 차선 중앙 이탈정도 및 차량 진행 각도를 계산한다.

상기 차속 센서(12)는 차량의 속도를 검출하여 ECU(19)로 전달하며, ECU(19)는 상기에서 측정된 차선 중앙 이탈 정도와 차량 진행 각도 및 차량의 속도를 조합하여 차량의 차선 이탈 예상 시간을 계산한다.

상기 토크 센서(18)는 운전자의 조향 입력 토크를 측정하여 ECU(19)로 전달한다.

그리고, 상기 조향각 센서(14)는 조향 입력각을 검출하며, ECU(19)는 상기에서 측정된 차선 중앙 이탈 정도와, 조향 입력각 및 조향 입력 토크를 조합하여, 상기 보조 토크 발생장치(100)의 모터(10)를 구동하는 회전수를 결정한다.

또한, ECU(19)는 상기 차선 중앙 이탈 정도 및 이탈 예상시간을 조합하여 경고 펄스 주파수를 결정한다.

다음, ECU(19)는 턴시그널 램프(16)가 온(ON) 상태인지를 판단하여 온 상태일 경우에는 전술한 영상 처리부(13), 차속센서(12), 토크 센서(18) 및 조향각 센서(14)의 측정을 다시 반복하며, 오프(OFF) 상태일 경우에는 보조 토크 발생부 (100)의 모터(10) 및 브레이크(24)에 구동신호를 전달한다.

상기 보조토크 발생부(100)는 회전축(21)에 구동기어(23)가 결합된 모터(10)와, 상기 구동기어(23)와 맞물린 제1감속기어(25)가 설치되고 후술하는 제2감속기어 (31)와 맞물리는 출력단 기어(27)가 설치된 출력단(22) 및 브레이크(24)에 의하여 선택적으로 규제되는 자유단(26)을 구비하는 차동장치(28)와, 상기 차동장치(28)의 출력단 기어(27)와 맞물려 회전되는 제2감속기어(31)가 설치된 스티어링 칼럼(33)에 의하여 회전되는 스티어링 휠(30)을 구비하여, 차선의 이탈시 스티어링 휠(30)로 보조 토크를 발생하도록 하여 운전자로 하여금 차선 중앙으로의 복귀를 유도한다. 상기 차동장치(28)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 구동기어(23)에 치합되는 1차감속기어(25)와, 1차감속기어(25)의 구동력을 전달하는 제1/제2전달기어(35)(36)로 구비된다. 이러한 차동장치는 자동차의 동력전달계에서 사용되는 차동장치와 동일한 개념의 것으로서, 스티어링 컬럼에 부착하기 위하여 소형화한 것을 사용한다.

상기 모터(10)는 공지의 모터를 사용하며, ECU(19)를 통하여 전달된 모터 구동 신호를 수신하여 작동되며, 모터(10)의 회전력은 브레이크(24)의 작용에 의하여 선택적으로 출력단(22)과 자유단(26)으로 작용한다. 구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 차동장치 (28)의 자유단(26)을 브레이크(24)를 통하여 구속하면 모터(10)의 회전력은 출력단 (22)으로 전달되어 출력단 기어(27)를 회전시킨다. 그리고 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 차동장치(28)의 자유단(26)을 구속하지 않았을 경우에는 자유단(26)만이 회전되고, 출력단(22)은 회전되지 않는 구조를 갖는다. 상기 차동장치(28)는 공지의 차동장치를 사용함으로써, 더욱 자세한 구조 설명은 생략한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 적용되는 보조 토크 발생장치(100)의 차동장치(28)의 자유단(26)에는 브레이크(24)가 장착되고, 출력단(22)는 스티어링 칼럼(33)과 연결된다. 따라서, 브레이크(24)에 의하여 모터(10)의 회전력이 선택적으로 출력단(22) 및 자유단(26)에 전달되고, 스티어링 칼럼(33)과 모터(10)가 항상 기구적으로 연결되는 구조를 갖는다.

상기와 같은 본 발명에 따른 차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

차선 유지 지원 시스템의 모터와 스티어링 칼럼이 항상 기구적으로 연결되어 있어, 조향시의 위화감이 없으며 감성 품질이 향상된다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

운전자의 조향입력 토크를 측정하는 토크 센서와, 운전자의 조향 입력각 정보를 센싱하는 조향각 센서와, 차량의 주행속도를 측정하는 차속 센서와, 차량 주행 영상을 촬영하는 영상 처리부와, 스티어링 휠에 연결 장착되어 모터구동으로 보조 토크를 선택적으로 발생하도록 하는 보조토크 발생장치와, 상기 토크센서와 조향각센서와 차속센서와 영상처리부의 센싱신호를 전송받아 차량이 차선 이탈시 보조토크 발생장치를 통하여 상기 스티어링 휠에 진동을 가하여 차선 이탈을 경고하는 ECU를 구비하는 차선 유지 지원 시스템에 있어서,

상기 보조 토크 발생장치는,

회전축에 구동기어가 결합된 모터;

상기 구동기어와 맞물린 제1감속기어가 설치된 출력단과, 브레이크에 의하여 선택적으로 규제되는 자유단을 구비하는 차동장치; 및

상기 출력단의 회전에 따라 회전되는 출련단 기어에 치합되어 회전되는 제2감속기어가 설치되어, 상기 출력단 기어와 맞물림에 의하여 상기 모터의 구동에 따라 차동장치에서 발생된 토크가 전달되는 스티어링휠;을 구비하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 지원 시스템의 보조 토크 발생장치.
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