KR101190207B1 - 유아용 전동차의 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

유아용 전동차의 주행 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

일정한 조건에서 스티어링 휠을 자동으로 정 위치로 복구함으로써 차량의 주행 조작 미숙으로 인해 발생하는 사고의 위험을 최소화하는 유아용 전동차의 주행 제어 장치 및 방법이 제공된다. 이를 위한 주행 제어 장치의 일례는 무선의 원격 조향제어신호를 수신하는 리모컨제어수신부와, 상기 조향제어신호의 종류에 따라 조향모터의 회전방향을 결정하되, 상기 결정된 회전방향의 조향제어신호가 더 이상 수신되지 않으면 상기 조향모터의 회전방향을 반대방향으로 전환하는 조향모터 스위치 및 상기 조향모터 스위치가 지정하는 회전방향으로 상기 조향모터를 구동하는 조향모터 제어부를 포함하여 이루어진다.

Description

유아용 전동차의 주행 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling steering wheel of vehicle for children and method thereof}
본 발명은 일정한 조건에서 스티어링 휠을 자동으로 정 위치시킴으로써 차량의 주행 조작 미숙으로 인해 발생하는 사고의 위험을 최소화하는 유아용 전동차의 주행 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에 전동식의 유아용 자동차들이 많이 개발되어 시판되고 있는데, 전동식의 유아용 자동차 즉, 유아용 전동차는 바퀴의 회전이 배터리에 의해 동작하는 모터의 구동력에 의해 이루어짐에 따라 차체가 주행되고 조향핸들의 수동조작에 의하여 방향 전환이 이루어질 수 있도록 만들어진 자동차를 일컫는다.
유아가 전동차에 탑승한 상태에서 외부에서 리모컨을 통해 자동 조작하도록 설계된 경우, 리모컨의 조작과 스티어링 휠의 조작에는 큰 차이가 있으므로 통상 리모컨으로 능숙한 주행 조작을 하기란 매우 어렵다.
예를 들어, 리모컨으로 전동차를 어느 한쪽 방향으로 회전시킨 후에 직진 주행을 하려 하면 그 회전시킨 각도만큼 다시 반대방향으로 회전시켜주어야 하는데, 리모컨으로 정확하게 반대 각도만큼 조작하는 데에 한계가 있으므로 전동차는 원하는 방향으로 나아가지 못하고 이리저리 휘청거리면서 주행을 불안정하게 만든다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유아용 전동차를 무선으로 조종할 때 방향전환을 매끄럽게 조작할 수 있도록 보장하는 스티어링 휠의 자동 정 위치 복구 시스템을 제공하는 것이다.
위의 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 무선의 원격 조향제어신호를 수신하는 리모컨제어수신부와, 상기 조향제어신호에 따라 조향모터의 회전방향을 결정하되, 제1방향의 조향제어신호가 종료되면 상기 조향모터의 회전방향을 제2방향으로 전환하는 조향모터 스위치 및 상기 조향모터 스위치가 지정하는 회전방향으로 상기 조향모터를 구동하는 조향모터 제어부를 포함하는 유아용 전동차의 주행 제어 장치를 제안한다.
상기 조향모터 제어부는, 상기 조향모터 스위치의 지시가 도착하면 제1방향 릴레이를 구동하여 상기 조향모터를 제1방향으로 회전시키는 한편, 상기 제1방향 릴레이가 동작하는 동안 제2방향 플립플롭 릴레이를 충전시키고, 상기 조향모터의 회전방향이 전환되면 상기 제2방향 플립플롭 릴레이에 충전된 전압으로 제2방향 릴레이를 구동하여 상기 조향모터를 제2방향으로 회전시킴으로써 스티어링 휠을 정 위치로 복구시킨다.
여기서, 스티어링 휠이 정 위치에 오면 온(ON) 되는 조향센서와, 상기 조향모터 스위치로부터 상기 조향제어신호의 회전방향이 통지되면 상기 조향센서를 오프(OFF)시키고, 상기 조향센서로부터 온(ON)이 통지되면 상기 조향모터 제어부에 조향모터의 정지를 지시하는 조향센서 제어부를 더 포함함으로써 정 위치 복구의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 유아용 차량을 무선으로 조종할 때 스티어링 휠이 좌우로 조향된 후에 자동으로 정 위치로 돌아오도록 제어함으로써 일 방향으로 조향한 후 직진 주행을 위해 반대 방향으로 재차 조향해야 하는 번거로움을 해소하고 그러한 조향 및 재조향의 반복 수행으로 주행이 불안정해지는 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 스티어링 휠 복원 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 스티어링 휠 복원 시스템의 동작을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 유아용 전동차의 조향 및 자동 원위치 원리를 도시한 모식도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 생략하며 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 실시예는 일정한 조건 하에 유아용 전동차의 스티어링 휠이 좌/우 방향으로 조작된 경우 그 좌우방향 조작 후에 별도의 반대 방향의 조작이 없더라도 스티어링 휠이 정 위치로 되돌아오도록 제어하는 기술에 관한 것이다.
구체적으로, 무선 원격 제어로 전동차의 스티어링 휠을 조작할 때, 일 방향으로 전동차를 조향한 후 해당 방향으로 직진 주행을 하도록 하려면 스티어링 휠을 그 반대 방향으로 다시 회전시켜주어야 한다. 무선 원격 제어를 통해 반대 방향의 회전을 인위적으로 유연하게 조작하기는 매우 어려운 일이므로 실제로는 전동차가 회전할 때 주행이 불안정하게 이루어지는 경향이 있다. 실시예 2는 반대 방향으로의 회전을 자동으로 수행하되 정확하게 원 방향의 회전량만큼 반대 방향의 회전이 이루어지도록 제어한다.
도 1은 이와 같은 스티어링 휠 복원 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1에서 보듯 일 실시예의 스티어링 휠 복원 시스템은 안테나(201), 증폭기(202), 리모컨제어 수신부(203), 조향모터 스위치(204), 조향센서 제어부(205), 조향센서 단자(206, 207), 조향모터 제어부(208) 및 조향모터 단자(209, 210)를 포함하여 이루어질 수 있다.
외부의 무선원격조종기(도면에 미도시)로부터 안테나(201)를 통해 좌회전 또는 우회전의 조향제어신호가 수신되면, 증폭기(202)는 수신된 신호를 증폭하여 리모컨제어 수신부(203)로 보낸다.
리모컨제어 수신부(203)는 수신된 조향제어신호의 종류(좌회전, 우회전)를 파악하고, 조향모터 스위치(204)에 그 조향제어신호의 종류를 알린다.
조향모터 스위치(204)는 조향제어신호의 종류에 따라 조향모터의 회전방향을 결정하고, 조향모터 제어부(208) 및 조향센서 제어부(205)에 조향모터의 회전방향을 지정하는 신호를 보낸다.
또한, 조향모터 스위치(204)는 리모컨제어 수신부(203)에 상기 결정된 회전방향의 조향제어신호가 더 이상 수신되지 않으면 조향모터의 회전방향을 반대방향으로 전환하고, 조향모터 제어부(208) 및 조향센서 제어부(205)에 전환된 회전방향을 지정하는 신호를 보낸다.
조향센서 제어부(205)는 조향모터 스위치(204)로부터 조향제어신호의 회전방향이 통지되면 조향센서를 오프(OFF)시키고, 조향센서가 스티어링 휠이 정 위치로 돌아온 것을 감지하여 온(ON)을 통지해오면 조향모터 제어부(208)에 조향모터의 정지를 지시한다.
조향모터 제어부(208)는 조향모터 스위치(204)가 지정하는 회전방향으로 조향모터를 구동한다.
일례로 무선 조종을 통해 스티어링 휠을 우측으로 회전한 경우의 정 위치 복원 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 도 1의 스티어링 휠 복원 시스템의 동작을 순차적으로 도시한 순서도이고, 도 3은 유아용 전동차의 조향 및 자동 원위치 원리를 모식적으로 도시한 것이다.
리모컨제어 수신부(203)에 우회전의 조향제어신호가 수신되면(S201) 조향모터 스위치(204)는 조향모터 제어부(208)와 조향센서 제어부(205)에 우회전 동작신호를 인가한다.
조향모터 제어부(208)는 우회전 동작신호가 인가되면 우측 릴레이(도면에 미도시)를 동작시켜 모터를 우회전시키는 한편, 좌측 플립플롭 릴레이(211)를 충전한다(S202). 이때 모터의 회전에 의해 스티어링 휠은 오른쪽으로 조향된다.
한편 조향센서 제어부(205)는 우회전 동작신호가 인가되면 조향센서를 OFF 시킨다(S203). 만약 조향센서가 압력식 센서로 구현될 경우 도 3에서 보듯 스티어링 휠이 회전함에 따라 자연스럽게 정 위치의 압력이 해제되어 조향센서 제어부(205)로부터 별도의 OFF 제어가 없어도 자동으로 OFF 상태로 돌입할 수도 있다.
이후, 리모컨제어 수신부(203)에 우회전 조향제어신호의 수신이 중단되면(무선원격조종기에서 좌회전의 선택이 종료되면, 또는 좌회전 조향이 종료되면)(S204) 조향모터 스위치(204)는 조향모터 제어부(208)에 조향 원위치 신호를 인가한다(조향모터의 회전방향을 현재의 반대방향으로 스위칭한다).
조향모터 제어부(208)는 좌측 플립플롭 릴레이(211)에 미리 충전된 전압을 이용하여 조향모터를 반대방향으로 구동시킨다(S205). 전술한 바와 같이 좌측 플립플롭 릴레이(211)에는 조향모터가 구동될 동안만 충전이 이루어지므로 그 충전된 전기량만큼 조향모터(209)를 구동하면 이론적으로 스티어링 휠을 우측 방향과 동일한 회전각만큼 좌회전시킬 수 있다.
다만 플립플롭 릴레이의 노후화나 기타 다른 조건에 따라 반드시 동일한 회전각만큼 회전이 이루어지지 않을 수 있으므로 조향센서를 보조적으로 이용하여 스티어링 휠의 정위치 복구를 정확하게 수행할 수 있다.
즉, 조향센서 제어부(204)는 조향센서가 스티어링 휠이 정 위치로 돌아온 것을 감지하고 온(ON) 신호를 보내오면(S206) 조향모터 제어부(208)에 조향모터의 정지를 지시함으로써 스티어링 휠의 센터 정렬을 정밀하게 수행할 수 있다(S207). 도 3의 예에서 압력식 조향센서는 스티어링 휠이 정 위치로 돌아옴에 따라 자연스럽게 가압되어 ON 상태로 전환되고 조향센서 제어부(205)에 온(ON) 신호를 보내도록 설계될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이며 특히 본 발명에서 제안하는 방법들을 소프트웨어로 구현한 것 역시 본 발명의 권리범위에 속한다.
201 : 안테나 202 : 증폭기
203 : 리모컨제어수신부 204 : 조향모터 스위치
205 : 조향센서 제어부 206, 207 : 조향센서 단자
208 : 조향모터 제어부 209, 210 : 조향모터 단자
211 : 좌측 플립플롭 릴레이 212 : 우측 플립플롭 릴레이

Claims (4)

  1. 무선의 원격 조향제어신호를 수신하는 리모컨제어수신부;
    상기 조향제어신호에 따라 조향모터의 회전방향을 결정하되, 제1방향의 조향제어신호가 종료되면 상기 조향모터의 회전방향을 제2방향으로 전환하는 조향모터 스위치; 및
    상기 조향모터 스위치가 지정하는 회전방향으로 상기 조향모터를 구동하는 조향모터 제어부를 포함하고,
    상기 조향모터 제어부는,
    상기 조향모터 스위치의 지시가 도착하면 제1방향 릴레이를 구동하여 상기 조향모터를 제1방향으로 회전시키는 한편, 상기 제1방향 릴레이가 동작하는 동안 제2방향 플립플롭 릴레이를 충전시키고,
    상기 조향모터의 회전방향이 전환되면 상기 제2방향 플립플롭 릴레이에 충전된 전압으로 제2방향 릴레이를 구동하여 상기 조향모터를 제2방향으로 회전시킴으로써 스티어링 휠을 정 위치로 복구시키는 유아용 전동차의 주행 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    스티어링 휠이 정 위치에 오면 온(ON) 되는 조향센서와,
    상기 조향모터 스위치로부터 상기 조향제어신호의 회전방향이 통지되면 상기 조향센서를 오프(OFF)시키고, 상기 조향센서로부터 온(ON)이 통지되면 상기 조향모터 제어부에 조향모터의 정지를 지시하는 조향센서 제어부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유아용 전동차의 주행 제어 장치.
  3. 리모컨제어수신부가 무선의 원격 조향제어신호를 수신하는 단계;
    조향모터 스위치가 상기 조향제어신호에 따라 조향모터의 회전방향을 결정하는 단계;
    상기 조향모터 스위치의 지시가 도착하면 상기 조향모터 제어부가 제1방향 릴레이를 구동하여 상기 조향모터를 제1방향으로 회전시키는 단계와,
    상기 제1방향 릴레이가 동작하는 동안 상기 조향모터 제어부가 제2방향 플립플롭 릴레이를 충전시키는 단계 및
    상기 조향모터의 회전방향이 전환되면 상기 조향모터 제어부가 상기 제2방향 플립플롭 릴레이에 충전된 전압으로 제2방향 릴레이를 구동하여 상기 조향모터를 제2방향으로 회전시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유아용 전동차의 주행 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조향모터 스위치로부터 상기 조향제어신호의 회전방향이 통지되면 조향센서 제어부가 상기 조향센서를 오프(OFF)시키는 단계와,
    스티어링 휠이 정 위치에 오면 조향센서가 온(ON) 되는 단계와,
    상기 조향센서로부터 온(ON)이 통지되면 조향센서 제어부가 상기 조향모터 제어부에 조향모터의 정지를 지시하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유아용 전동차의 주행 제어 방법.
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