KR102627928B1 - 무인제어를 위한 조향 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 무인제어를 위한 조향 시스템은, 차량 조향 장치의 구성품인 스티어링 칼럼 외주면에 결합 가능하게 중심을 기준으로 양측이 분할된 구동 기어; 상기 구동 기어를 상기 스티어링 칼럼에 고정시키기 위해 중심을 기준으로 양측이 분할된 기어 고정 블록; 상기 구동 기어와 치합되어 상기 구동 기어에 회전력을 전달하는 회전 기어; 상기 회전 기어와 축 결합되며, 상기 구동 기어의 회전수 및 상기 조향 장치의 조향각을 검출하는 검출 센서; 및 상기 회전 기어의 회전 속도를 제어하여 차량의 조향 장치의 조향각을 제어할 수 있는 서보 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인제어를 위한 조향 시스템{STEERING SYSTEM FOR UNMANNED CONTROL}
본 발명은 무인제어를 위한 조향 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 차량에 간단하게 장착하여 자율 주행 시 조향 장치의 조향각을 제어할 수 있는 조향각 제어 시스템을 구축할 수 있는 무인제어를 위한 조향 시스템에 관한 것이다.
최근에는 운전자의 편의성을 추구하기 위하여 운전자가 직접 차량의 운전에 관여하지 않고 자동으로 차량이 운행되는 자율 주행 시스템이 장착된 신차가 출시되고 있고, 이러한 차량에 대한 관심이 높아지고 있는 추세이다.
그리고 이러한 관심에 따라, 기존의 차량에 자율 주행 시스템을 장착하여 차량의 자율 주행 시스템을 이용하고자 하는 기술 개발이 시도되고 있다.
이러한 종래 기술의 하나로서 자율 주행을 위한 조향 시스템을 기존 차량의 스티어링 칼럼 일부를 절단한 후 절단 부위 사이에 상기 자율주행용 조향 시스템을 장착함으로써 차량의 자율 주행 시 차량의 조향각을 제어하는 역할을 수행하게 하는 기술이 있다.
그러나 상기 자율주행용 조향 시스템을 이용하기 위해서는 기존 차량의 스티어링 일부를 절단해야 하므로 스티어링 칼럼의 안전성 확보가 어려운 문제가 있다.
또한, 이러한 장착 구조는 상기 자율주행용 조향 시스템이 장착된 높이만큼 스티어링 칼럼이 차량의 운전석으로 침범하게 되어 차량 운전자의 운행을 위한 공간이 줄어드는 문제가 있다.
또한, 상기 자율주행용 조향 시스템의 장착 과정이 복잡하므로 작업의 효율성 및 작업 비용이 증가하는 문제가 있다.
등록특허공보 제10-2086450호 (2020. 03. 10. 공고)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 스티어링 칼럼 외주면에 간단히 장착하여 작업의 편의성과 차량의 안전성 및 운전자의 운행을 위한 공간 확보가 가능한 무인제어를 위한 조향 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 무인제어를 위한 조향 시스템은, 차량 조향 장치의 구성품인 스티어링 칼럼 외주면에 결합 가능하게 중심을 기준으로 양측이 분할된 구동 기어; 상기 구동 기어를 상기 스티어링 칼럼에 고정시키기 위해 중심을 기준으로 양측이 분할된 기어 고정 블록; 상기 구동 기어와 치합되어 상기 구동 기어에 회전력을 전달하는 회전 기어; 상기 회전 기어와 축 결합되며, 상기 구동 기어의 회전수 및 상기 조향 장치의 조향각을 검출하는 검출 센서; 및 상기 회전 기어의 회전 속도를 제어하여 차량의 조향 장치의 조향각을 제어할 수 있는 서보 모터를 포함한다.
또한, 상기 구동 기어는 상기 스트리어링 컬럼의 외주면의 양측에 결합될 수 있게 평면도상 좌우측으로 분할되는 제1 및 제2 분할기어로 이루어지며, 상기 제1 분할기어 및 제2 분할기어의 경계 부위에 제1 분할부가 형성되고, 상기 기어 고정 블록은 상기 구동 기어의 상부에 안착되며, 상기 구동 기어를 고정하기 위해 평면도상 전후 방향으로 분할되며 상기 스트리어링 컬럼의 전후 외주면에 결합될 수 있게 제1 및 제2 분할블록으로 이루어지며, 상기 제1 분할블록 및 제2 분할블록의 경계 부위에 제2 분할부가 형성되고, 상기 구동 기어와 상기 기어 고정 블록은 유동 방지 수단을 통해서 스트리어링 컬럼 상에서 상호 결합된다.
또한, 상기 기어 구동 블록은 구동 기어의 상부에 안착되는 안착부와, 상기 안착부에 연속하여 수직 방향으로 돌출 형성되되 스티어링 칼럼의 외주면에 접촉되어 스티어링 칼럼에 고정되는 고정부를 포함하고, 상기 구동 기어와 기어 고정 블록은 제1 분할부와 제2 분할부가 서로 직교하도록 배치된 상태에서 결합된다.
또한, 상기 유동 방지 수단은 상기 제1 및 제2 분할기어의 상부면에서 제1 분할부를 기준으로 양측에 대응되게 복수 개가 형성되는 결합홀; 및 상기 결합홀에 대응되고, 상기 제1 및 제2 분할블록의 안착부의 상부면에 관통 형성되며, 상기 제2 분할부를 기준으로 양측에 대응되게 형성되는 복수 개의 슬릿홀;을 포함하고, 상기 결합홀과 슬릿홀은 나사산이 형성되어 결합 볼트에 의해 상호 결합되고, 상기 스티어링 칼럼에서 수평 방향의 유동을 방지한다.
또한, 상기 유동 방지 수단은 상기 유동 방지 수단은 제1 및 제2 분할블록의 고정부에 전후 방향으로 관통되도록 구비되되, 제2 분할부를 기준으로 양측에 대응되게 복수 개가 형성되는 관통부를 더 포함하고, 상기 관통부는 상기 고정부에서 수직 방향으로 복수 개가 스티어링 칼럼의 외주면의 전후 방향으로 상호 대향되어 이루어지며, 결합 볼트에 의해 상호 결합되어 스티어링 칼럼에서 수직 방향의 유동을 방지한다.
또한, 상기 관통부는 상기 제1 및 제2 분할블록에서 서로 대향되는 방향의 일측에 상기 결합 볼트가 나사 결합될 수 있도록 나사산이 형성되며, 타측의 대향되는 방향에는 상기 결합 볼트의 볼트 헤드가 안착될 수 있는 안착부가 형성되어 상기 결합 볼트가 상호 대향 되는 방향으로 결합될 수 있다.
또한, 상기 스티어링 칼럼과 상기 기어 고정 블록을 결합시키는 블록 고정 수단이 제1 및 제2 분할블록 중 적어도 어느 하나에 형성된다.
또한, 상기 블록 고정 수단은 상기 제1 및 제2 분할블록의 고정부 중 적어도 어느 하나에 스티어링 칼럼 측으로 관통 형성되는 관통홀; 상기 관통홀과 대응되며, 상기 스티어링 칼럼의 외주면에서 내측으로 함몰되어 형성되는 결합홈; 및 상기 관통홀을 관통하여 상기 결합홈에 안착되며 나사산이 형성된 결합핀;을 포함하며, 상기 관통홀에는 상기 결합핀이 나사 결합될 수 있게 결합핀의 나사산에 대응되는 나사산이 형성된다.
또한, 상기 안착부의 내주면에는 상기 구동 기어의 내주면과 상기 스티어링 칼럼의 외주면 사이에 직경 차에 의해서 발생하는 유동을 방지하기 위한 직경 보정링이 결합될 수 있다.
본 발명의 무인제어를 위한 조향 시스템에 의하면, 무인제어를 위한 조향 시스템을 장착하기 위해 기존 차량의 스티어링 칼럼을 절단할 필요가 없어 스티어링 칼럼의 안전성을 확보할 수 있다.
또한 본 발명의 무인제어를 위한 조향 시스템에 의하면, 무인제어를 위한 조향 시스템을 스티어링 칼럼에 직접 체결하므로 차량 운전자의 운행을 위한 공간을 침범하지 않는다.
또한 본 발명의 무인제어를 위한 조향 시스템에 의하면, 무인제어를 위한 조향 시스템을 단순히 기존 차량의 스티어링 칼럼에 장착하기만 되므로 작업의 효율성이 개선되며 작업 비용도 절감된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인제어를 위한 조향 시스템의 일부 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인제어를 위한 조향 시스템이 스티어링 칼럼에 결합된 상태를 나타낸 결합 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예예 따른 무인제어를 위한 조향 시스템의 부분 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인제어를 위한 조향 시스템의 일부 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인제어를 위한 조향 시스템이 스티어링 칼럼에 결합된 상태를 나타낸 결합 구성도이며, 도 3은 본발명의 실시예예 따른 무인제어를 위한 조향 시스템의 부분 확대 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예인 무인제어를 위한 조향 시스템(1)은 구동 기어(100), 기어 고정 블록(200), 회전 기어(300), 검출 센서(400) 및 서보 모터(500)를 포함한다.
상기 구동 기어(100)는 차량의 조향 장치인 스티어링 칼럼(10) 외주면에 결합 가능하게 중심을 기준으로 양측이 분할되어 있다.
상기 구동 기어(100)는 스티어링 칼럼(10)의 외주면의 양측에 결합될 수 있게 평면도상 좌우측으로 분할되는 제1 분할기어(110) 및 제2 분할기어(120)로 이루어지고, 상기 제1 분할기어(110) 및 제2 분할기어(120)의 경계 부위에 제1 분할부(130)가 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 구동 기어(100)는 중심을 먼저 절단 후 기어의 톱니를 가공하여 구동 기어(100)의 제1 분할기어(110)와 제2 분할기어(120)를 제작할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 기어 고정 블록(200)은 구동 기어(100)를 스티어링 칼럼(10)에 고정시키기 위해 중심을 기준으로 양측이 분할되어 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 기어 고정 블록(200)은 구동 기어(100)의 상부에 안착되며, 구동 기어(100)를 고정하기 위해 평면도상 전후 방향으로 분할되며 스티어링 칼럼(10)의 전후 외주면에 결합될 수 있게 제1 분할블록(210) 및 제2 분할블록(220)으로 이루어지고, 상기 제1 분할블록(210) 및 제2 분할블록(220)의 경계 부위에 제2 분할부(250)가 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 기어 구동 블록(200)은 안착부(230)와 고정부(240)를 포함하여 구성되고, 상기 안착부(230)는 구동 기어(100)의 상부에 안착되는 부분이며, 상기 고정부(240)는 안착부(230)에 연속으로 돌출 형성되되 스티어링 칼럼(10)의 외주면에 접촉되어 스티어링 칼럼(10)에 고정되는 부분이다.
본 발명의 실시예에서, 상기 구동 기어(100)와 기어 고정 블록(200)은 제1 분할부(130)와 제2 분할부(250)가 서로 직교하도록 배치된 상태에서 결합되도록 한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 회전 기어(300)는 구동 기어(100)와 치합되어 구동 기어(100)에 회전력을 전달하는 구성이고 도면에는 편의상 간략하게 도시되어 있다.
상기 검출 센서(400)는 회전 기어(300)와 축 결합되며, 구동 기어(100)의 회전수 및 조향 장치의 조향각을 검출하는 구성이다.
그리고 상기 서보 모터(500)는 회전 기어(300)의 회전을 제어하여 차량의 조향 장치의 조향각을 제어한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 구동 기어(100)와 기어 고정 블록(200)은 유동 방지 수단(600)을 통해서 스티어링 칼럼(10) 상에서 구동 기어(100)와 기어 고정 블록(200)이 상호 결합된다.
이를 위해 상기 유동 방지 수단(600)은 결합홀(610), 슬릿홀(620), 관통부(630)를 포함한다.
상기 결합홀(610)은 제1 및 제2 분할기어(110)(120)의 상부면에서 제1 분할부(130)를 기준으로 양측에 대응되게 복수 개가 형성될 수 있다.
상기 슬릿홀(620)은 결합홀(610)에 대응되며, 제1 및 제2 분할블록(210)(220)의 안착부(230)의 상부면에 관통 형성되며, 제2 분할부(250)를 기준으로 양측에 대응되게 복수 개가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 슬릿홀(620)은 장공 형태로 이루어지며, 결합홀(610)에 대응되는 위치에 형성된다.
한편, 상기 상기 결합홀(610)과 슬릿홀(620)은 나사산(SC)이 형성되어 결합 볼트(BO)에 의해 상호 결합되고, 스티어링 칼럼(10)에서 수평 방향의 유동을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 상기 유동 방지 수단(600)의 관통부(630)는 제1 및 제2 분할블록(210)(220)의 고정부(240)에 전후 방향으로 관통되도록 구비되되, 제2 분할부(250)를 기준으로 양측에 대응되게 복수 개가 형성될 수 있다.
그리고 상기 관통부(630)는 고정부(240)에서 수직 방향으로 복수 개가 스티어링 칼럼(10)의 외주면의 전후 방향으로 상호 대향되어 이루어지며, 결합 볼트(BO)에 의해 상호 결합되어, 스티어링 칼럼(10)에서 수직 방향의 유동을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 관통부(630)는 나사산(SC)과 안착홈(631)으로 이루어진다.
상기 나사산(SC)은 결합 볼트(BO)가 나사 결합될 수 있도록 제1 및 제2 분할블록(210)(220)에서 서로 대향되는 방향의 일측에 형성될 수 있다.
그리고 상기 안착부(631)는 결합 볼트(B0)의 볼트 헤드(BH)가 안착될 수 있게 제1 및 제2 분할블록(210)(220)에서 서로 대향되는 방향의 타측에 형성될 수 있다.
이에 따라, 결합 볼트(BO)는 상호 대향되는 방향으로 관통부(630)에 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 상기 스티어링 칼럼(10)과 상기 기어 고정 블록(200)을 결합시키는 블록 고정 수단(700)이 제1 및 제2 분할블록(210)(220) 중 적어도 어느 하나에 형성된다.
상기 블록 고정 수단(700)은 관통홀(710), 결합홈(720) 및 결합핀(730)을 포함하여 구성된다.
상기 관통홀(710)은 제1 및 제2 분할블록(210)(220)의 고정부(240) 중 적어도 어느 하나에 스티어링 칼럼(10) 측으로 관통 형성될 수 있다.
상기 결합홈(720)은 관통홀(710)과 대응되며, 스티어링 칼럼(10)의 외주면에서 내측으로 함몰되어 형성될 수 있다.
상기 결합핀(730)은 관통홀(710)을 관통하여 결합홈(720)에 안착되며 나사산(SC)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 관통홀(710)에 결합핀(730)이 나사 결합될 수 있게 결합핀(730)의 나사산(SC)에 대응되는 나사산(SC)이 형성되어, 결합핀(730)이 관통홀(710)에 결합되어 기어 고정 블록(200)을 스티어링 칼럼(10)에 고정시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 안착부(230)의 내주면에는 구동 기어(100)의 내주면과 스티어링 칼럼(10)의 외주면 사이에 직경 차에 의해서 발생하는 유동을 방지하기 위한 직경 보정링(R)이 결합될 수 있다.
그리고 상기 안착부(230)의 내주면에는 직경 보정링(R)이 안착될 수 안착턱(231)이 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
1: 무인제어를 위한 조향 시스템
10: 스티어링 칼럼 100: 구동 기어
110: 제1 분할기어 120: 제2 분할기어
130: 제1 분할부 200: 기어 고정 블록
210: 제1 분할블록 220: 제2 분할블록
230: 안착부 231: 안착턱
240: 고정부 250: 제2 분할부
300: 회전 기어 400: 검출 센서
500: 서보 모터 600: 유동 방지 수단
610: 결합홀 620: 슬릿홀
630: 관통부 631: 안착홈
BO: 결합볼트 BH: 볼트 헤드
700: 블록 고정 수단 710: 관통홀
720: 결합홈 730: 결합핀
SC: 나사산

Claims (8)

  1. 차량 조향 장치의 구성품인 스티어링 칼럼(10) 외주면에 결합 가능하게 중심을 기준으로 양측이 분할된 구동 기어(100);
    상기 구동 기어(100)를 상기 스티어링 칼럼(10)에 고정시키기 위해 중심을 기준으로 양측이 분할된 기어 고정 블록(200);
    상기 구동 기어(100)와 치합되어 상기 구동 기어(100)에 회전력을 전달하는 회전 기어(300);
    상기 회전 기어(300)와 축 결합되며, 상기 구동 기어(100)의 회전수 및 상기 조향 장치의 조향각을 검출하는 검출 센서(400); 및
    상기 회전 기어(300)의 회전을 제어하여 차량의 조향 장치의 조향각을 제어할 수 있는 서보 모터(500);
    를 포함하고,
    상기 구동 기어(100)는
    상기 스티어링 칼럼(10)의 외주면의 양측에 결합될 수 있게 평면도상 좌우측으로 분할되는 제1 및 제2 분할기어(110)(120)로 이루어지며, 상기 제1 분할기어(110) 및 제2 분할기어(120)의 경계 부위에 제1 분할부(130)가 형성되고,
    상기 기어 고정 블록(200)은
    상기 구동 기어(100)의 상부에 안착되며, 상기 구동 기어(100)를 고정하기 위해 평면도상 전후 방향으로 분할되며 상기 스티어링 칼럼(10)의 전후 외주면에 결합될 수 있게 제1 및 제2 분할블록(210)(220)으로 이루어지며, 상기 제1 분할블록(210) 및 제2 분할블록(220)의 경계 부위에 제2 분할부(250)가 형성되고,
    상기 구동 기어(100)와 상기 기어 고정 블록(200)은
    유동 방지 수단(600)을 통해서 스티어링 칼럼(10) 상에서 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 무인제어를 위한 조향 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기어 고정 블록(200)은
    구동 기어(100)의 상부에 안착되는 안착부(230)와, 상기 안착부(230)에 연속하여 수직 방향으로 돌출 형성되되 스티어링 칼럼(10)의 외주면에 접촉되어 스티어링 칼럼(10)에 고정되는 고정부(240)를 포함하고,
    상기 구동 기어(100)와 기어 고정 블록(200)은 제1 분할부(130)와 제2 분할부(250)가 서로 직교하도록 배치된 상태에서 결합되는 것을 특징으로 하는 무인제어를 위한 조향 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유동 방지 수단(600)은
    상기 제1 및 제2 분할기어(110)(120)의 상부면에서 제1 분할부(130)를 기준으로 양측에 대응되게 복수 개가 형성되는 결합홀(610); 및
    상기 결합홀(610)에 대응되고, 상기 제1 및 제2 분할블록(210)(220)의 안착부(230)의 상부면에 관통 형성되며, 상기 제2 분할부(250)를 기준으로 양측에 대응되게 형성되는 복수 개의 슬릿홀(620);
    을 포함하고,
    상기 결합홀(610)과 슬릿홀(620)은
    나사산(SC)이 형성되어 결합 볼트(BO)에 의해 상호 결합되고, 상기 스티어링 칼럼(10)에서 수평 방향의 유동을 방지하는 것을 특징으로 하는 무인제어를 위한 조향 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유동 방지 수단(600)은
    제1 및 제2 분할블록(210)(220)의 고정부(240)에 전후 방향으로 관통되도록 구비되되, 제2 분할부(250)를 기준으로 양측에 대응되게 복수 개가 형성되는 관통부(630)를 더 포함하고,
    상기 관통부(630)는
    상기 고정부(240)에서 수직 방향으로 복수 개가 스티어링 칼럼(10)의 외주면의 전후 방향으로 상호 대향되어 이루어지며, 결합 볼트(BO)에 의해 상호 결합되어 스티어링 칼럼(10)에서 수직 방향의 유동을 방지하는 것을 특징으로 하는 무인제어를 위한 조향 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스티어링 칼럼(10)과 상기 기어 고정 블록(200)을 결합시키는 블록 고정 수단(700)이 제1 및 제2 분할블록(210)(220) 중 적어도 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 무인제어를 위한 조향 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 블록 고정 수단(700)은
    상기 제1 및 제2 분할블록(210)(220)의 고정부(240) 중 적어도 어느 하나에 스티어링 칼럼(10) 측으로 관통 형성되는 관통홀(710);
    상기 관통홀(710)과 대응되며, 상기 스티어링 칼럼(10)의 외주면에서 내측으로 함몰되어 형성되는 결합홈(720); 및
    상기 관통홀(710)을 관통하여 상기 결합홈(720)에 안착되며 나사산(SC)이 형성된 결합핀(730);
    을 포함하며,
    상기 관통홀(710)에는 상기 결합핀(730)이 나사 결합될 수 있게 결합핀(730)의 나사산(SC)에 대응되는 나사산(SC)이 형성되는 것을 특징으로 하는 무인제어를 위한 조향 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 안착부(230)의 내주면에는
    상기 구동 기어(100)의 내주면과 상기 스티어링 칼럼(10)의 외주면 사이에 직경 차에 의해서 발생하는 유동을 방지하기 위한 직경 보정링(R)이 결합되는 것을 특징으로 하는 무인제어를 위한 조향 시스템.
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