KR20200011335A - 수동운전 감지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수동운전 감지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동운전 차량에서 자동 모드와 수동 모드를 전환할 때, 별도의 조작을 하지 않더라도 수동운전 상태를 감지할 수 있어 수동 모드와 자동 모드의 변환이 자유로울 뿐만 아니라, 수동모드에서 자동모드로 변환할 경우 전방주시 태만으로 발생하는 사고를 방지할 수 있는 수동운전 감지 장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수동운전 감지 장치에 있어서, 조향축과 스티어링휠이 결합되는 부분에 감지장치가 구비되되, 상기 감지장치는 스티어링 휠의 설치부에 안착되는 고정부재에 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

수동운전 감지 장치{a manual driving detecting apparatus}
본 발명은 수동운전 감지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동운전 차량에서 자동 모드와 수동 모드를 전환할 때, 별도의 조작을 하지 않더라도 수동운전 상태를 감지할 수 있어 수동 모드와 자동 모드의 변환이 자유로울 뿐만 아니라, 수동모드에서 자동모드로 변환할 경우 전방주시 태만으로 발생하는 사고를 방지할 수 있는 수동운전 감지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 대부분의 무인 원격 및 자율차량은 조향장치에 서보 메카니즘을 장착하여 원격으로 조향을 제어하게 되지만, 이동 등으로 인해 원격 조향 제어를 필요로 하지 않을 경우에는 운전자에 의한 수동운전 모드로 전환시켜야 한다.
그러나, 종래의 원격 조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 스티어링핸들(207)과; 상기 스티어링핸들(207)의 중앙부 저면에 연결 형성된 긴 조향축(201)과; 상기 조향축(201)에 끼움 형성되고, 일측으로는 그 축에 제 2 기어(206)를 형성한 서보 모터(202)를 수용하는 고정 브라켓(203)과; 상기 고정 브라켓(203)의 상부에 위치하도록 상기 조향축(201)에 끼움 형성되는 제 2 기어(205)로만 이루어져 있다.
따라서, 수동 및 자동 모드로 전환할 수 있는 전환 클러치 장치가 없어, 서보 모터(202)에 연결된 제 2 기어(206)의 구속력이 그대로 유지되기 때문에 조향성이 난이할 뿐만 아니라, 과격하게 조향장치를 조작할 경우, 모터(202) 및 제 1 기어(205) 및 제 2 기어(206)에 손상을 가져올 수 있다.
이에 따라 차량의 조향장치를 유인 동작할 경우와 무인 동작시킬 경우, 이를 수동 또는 자동으로 변환시킬 수 있는 전환장치의 설치가 요구되고 있었다.
그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 한국공개특허 10-2007-0104764에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 스티어링핸들(107)과; 상기 스티어링핸들(107)의 중앙부 저면에 연결 형성된 긴 조향축(101)과; 상기 조향축(101)에 끼움 형성되고, 일측으로는 그 축(102a)에 제 2 기어(106)를 형성한 서보 모터(102)를 수용하는 고정 브라켓(103)과; 상기 고정 브라켓(103)의 상부에 위치하도록 상기 조향축(101)에 끼움 형성되며 레버(108)와 제 1 기어(105)를 갖는 전환클러치(104)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그런데, 한국공개특허 10-2007-0104764에 기재된 기술은 조향축(101)에 전환클러치(104)를 구비하여 수동 및 자동 운전을 변환할 수 있게 함으로써, 자동조향장치의 손상을 방지할 수 있는 효과는 있으나, 자동 및 수동 전환을 위해서 별도의 장치를 조작하여야 하므로 신속한 전환이 어렵고, 수동운전으로 주행 중에 이러한 조작을 하기 위해서는 전방을 주시할 수 없어 사고가 발생할 수 있는 위험이 있다.
한국공개특허 10-2007-0104764 한국등록특허 10-0829515
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동운전차량의 스티어링휠에 수동운전 상태를 감지할 수 있는 센서를 구비하여 자동운전 중에 사용자가 운전에 개입하여야 하는 상황이 발생할 때, 스티어링휠을 회전시키는 것만으로 수동운전임을 감지하여 신속하게 수동모드로 변환하도록 하고, 사용자가 수동으로 스티어링휠을 제어하지 않을 경우 이를 감지하여 자동모드로 변환하도록 하여, 별도의 스위치나 레버의 조작없이 자동운전과 수동운전으로 변환할 수 있는 수동운전 감지 장치를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;
수동운전 감지 장치에 있어서, 조향축과 스티어링휠이 결합되는 부분에 감지장치가 구비되되, 상기 감지장치는 스티어링 휠의 설치부에 안착되는 고정부재에 설치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 감지장치는 상기 고정부재에 결합되는 스트레인 게이지를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 고정부재의 양측에는 연장부가 돌출 형성되고, 상기 연장부의 양측에는 제1탄성편이 돌출형성되며, 상기 제1탄성편의 단부에는 지지돌부가 형성되고, 상기 설치부의 내주면에는 상기 지지돌부가 삽입되는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1탄성편의 외측면에는 상기 스트레인 게이지가 설치되는 설치홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정부재의 중심부에는 관통공이 형성되고, 상기 관통공에 체결볼트가 삽입되어 조향축의 상단에 나사결합으로 고정되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 관통공의 외측에는 제2탄성편이 형성되고, 상기 제2탄성편의 단부는 하방으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 고정부재는 관통공의 외측에 하부로 돌출되는 유격방지돌부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 지지돌부에는 상하 관통되는 볼트공이 형성되고, 상기 볼트공에는 고정볼트가 삽입되어 지지돌부를 설치부에 고정하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 자동운전차량의 스티어링휠에 수동운전 상태를 감지할 수 있는 센서를 구비하여 자동운전 중에 사용자가 운전에 개입하여야 하는 상황이 발생할 때, 스티어링휠을 회전시키는 것만으로 수동운전임을 감지하여 신속하게 수동모드로 변환하도록 하고, 사용자가 수동으로 스티어링휠을 제어하지 않을 경우 이를 감지하여 자동모드로 변환하도록 하여, 별도의 스위치나 레버의 조작없이 자동운전과 수동운전으로 변환할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 자동조향장치의 개념도이다.
도 2는 종래의 개선된 자동조향장치의 분리 사시도이다.
도 3은 종래의 개선된 자동조향장치의 조립된 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 분리 상태의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 스티어링휠의 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 스티어링휠에 고정부재가 결합된 상태의 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 고정부재의 평면도이다.
도 9는 도 8의 A-A선 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수동운전 감지 장치의 고정부재의 평면도이다.
도 11는 도 10의 실시 예에 따른 스티어링 휠의 평면도이다.
도 12는 도 10의 실시 예에 따른 스티어링 휠에 고정부재가 설치된 상태의 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 4는 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 분리 상태의 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 스티어링휠의 평면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 스티어링휠에 고정부재가 결합된 상태의 평면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 수동운전 감지 장치의 고정부재의 평면도이고, 도 9는 도 8의 A-A선 단면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수동운전 감지 장치의 고정부재의 평면도이고, 도 11는 도 10의 실시 예에 따른 스티어링 휠의 평면도이고, 도 12는 도 10의 실시 예에 따른 스티어링 휠에 고정부재가 설치된 상태의 평면도이다.
본 발명은 자동운전 차량에 설치되어 수동운전 상태를 감지하기 위한 수동운전 감지 장치에 관한 것으로 도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이 그 구성은 자동운전 차량의 조향축(300)과 스티어링휠(400)이 결합되는 부분에 감지장치가 구비되고, 상기 감지장치는 운전자가 스티어링휠(400)을 수동으로 제어하는 것을 감지하여 수동운전 상태를 확인하게 된다.
여기서, 상기 감지장치는 조향축(300)과 스티어링휠(400)이 결합되는 부분에 설치되어, 운전자가 수동으로 스티어링휠(400)을 조작할때 발생하는 신호를 감지하여 별도로 구비되는 제어부(미도시)로 감지 신호를 전송하게 된다.
그래서, 별도로 구비되는 제어부(미도시)에서 감지장치에서 전송하는 감지신호를 통하여 수동운전 상태인지를 감지하게 되며, 제어부는 수동운전 상태로 판단할 경우에는 자동운전 차량의 자동운전 시스템을 수동모드로 전환하여 운전자가 수동으로 운전을 할 수 있게 하며, 수동운전 상태가 아닐 경우에는 자동운전 시스템을 자동모드로 전환하여 자동으로 운행하도록 한다.
그리고, 상기 감지장치는 스티어링휠(400)의 하부에 형성되어 상기 조향축(300)의 상단이 결합되는 결합부(410)의 상부에 형성되는 설치부(420)에 안착되는 고정부재(500)와 상기 고정부재(500)에 결합되는 스트레인 게이지(550)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 조향축(300)의 상단 외주면에는 제1세레이션(310)이 형성되고, 상기 스티어링휠(400)의 결합부(410)의 내주면에는 상기 제1세레이션(310)에 대응되도록 제2세레이션(415)이 형성되어, 조향축(300)과 스티어링휠(400)이 동시에 회전하게 된다.
이때, 상기 고정부재(500)의 중심부에는 상하 관통되도록 관통공(510)이 형성되고, 상기 관통공(510)에 체결볼트(610)가 삽입되어 조향축(300)의 상단에 형성되는 체결홈(320)에 나사결합으로 고정되어, 스티어링휠(400)이 조향축(300)의 상부에 고정되게 된다.
즉, 상기 고정부재(500)가 안착되는 설치부(420)와 조향축(300)이 삽입되는 결합부(410)는 서로 단턱지게 형성되어, 상기 고정부재(500)에 의해 설치부(420)의 하면이 하방으로 가압되게 되므로 스티어링휠(400)이 조향축(400)의 상단에 고정되게 된다.
한편, 상기 고정부재(500)의 양측에는 연장부(530)가 돌출형성되고, 상기 연장부(530)의 양측에는 제1탄성편(540)이 돌출형성되는데, 상기 제1탄성편(540)의 단부에는 지지돌부(542)가 형성된다.
여기서, 상기 스티어링휠(400)의 설치부(420)의 내주면에는 상기 지지돌부(542)가 삽입되는 지지홈(422)이 형성되어 설치부(420)에 안착된 고정부재(500)의 지지돌부(542)가 삽입되게 된다.
이때, 상기 제1세레이션(310)과 제2세레이션(415)은 서로 맞물리게 형성되지만, 스티어링휠(400)을 용이하게 착탈할 수 있도록 미소한 유격이 형성되게 된다.
그래서, 자동모드로 운행할 때에는 조향축(300)에 의해 무게가 가벼운 스티어링휠(400)이 회전하게 되므로 제1탄성편(540)이 미소하게 변형되지만, 운전자가 직접 스티어링휠(400)을 회전하는 수동모드에서는 조향축(300)을 회전시키기 위해서는 비교적 큰힘이 작용하여야 하므로 제1탄성편(540)이 유의미하게 변형되게 된다.
즉, 상기 고정부재(500)는 조향축(300)의 상단에 고정결합되고, 고정부재(500)의 측부에 형성되는 지지돌부(542)는 스티어링휠(400)의 설치부(420) 내주면에 형성되는 지지홈(422)에 삽입되며, 상기 제1세레이션(310)과 제2세레이션(415) 사이에는 유격이 존재하기 때문에 조향축(300)과 스티어링휠(400)이 회전할 때에는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1탄성편(540)에 변형이 발생하게 된다.
이때, 전술한 바와 같이 조향축(300)이 스티어링휠(400)을 회전시킬 때에는 큰 토크가 필요하지 않기 때문에 제1탄성편(540)이 미소하게 변형되게 되지만, 스티어링휠(400)이 조향축(300)을 회전시킬 때에는 큰 토크가 필요하기 때문에 제1탄성편(540)이 일정 이상 변형되게 된다.
물론, 상기 제1탄성편(540)은 전술한 바와 같이 연장부(530)의 양측에 형성할 수도 있지만, 판 형상으로 형성되는 고정부재(500)의 양측을 전후로 절개하여 제1탄성편(540)을 형성할 수도 있다.
한편, 상기 제1탄성편(540)의 외측면에는 설치홈(544)이 형성되어 상기 스트레인 게이지(550)가 설치되는데, 상기 스트레인 게이지(550)는 제1탄성편(540)의 변형된 정도를 감지하게 된다.
따라서, 상기 스트레인 게이지(550)에서 감지한 제1탄성편(540)의 변형 정도에 따라 수동운전 상태인지 아닌지를 판단할 수 있게 된다.
물론, 상기 설치홈(544)을 형성하지 않고 제1탄성편(540)의 외측면에 직접 스트레인 게이지(550)를 부착 설치할 수도 있다.
이때, 상기 제1탄성편(540)은 4개가 형성되고, 각각의 제1탄성편(540)에는 스트레인 게이지(550)가 구비되는데, 4개의 스트레인 게이지(550)를 사용하여 휴스턴 브릿지를 형성하도록 함으로써, 스트레인 게이지(550)에서 감지한 변형상태를 보다 정확하게 판단할 수 있게 된다.
그리고, 상기 고정부재(500)의 중심부에 형성되는 관통공(510)의 외측에는 원주방향을 따라 일정 간격으로 'ㄱ'자 형상의 절개부(512)에 의해 제2탄성편(514)이 형성되는데, 상기 제2탄성편(514)은 도 9에 도시된 바와 같이 하방으로 경사지도록 휘어지게 형성된다.
그래서, 상기 체결볼트(610)에 의해 하부에 위치하는 조향축(300)의 상단에 고정될 때, 상기 제2탄성편(514)이 조향축(300)을 하방으로 가압하여 보다 견고하게 고정되게 될 뿐만 아니라, 제2탄성편(514)의 하부로 돌출된 단부가 조향축(300)의 상단면을 가압하여 미세한 홈을 형성함으로써, 조향축(300)과 동시에 회전할 수 있게 되어 보다 정확하게 수동운전 상태를 감지할 수 있게 된다.
또한, 상기 고정부재(500)의 관통공(510) 외측에는 하방으로 돌출되도록 유격방지돌부(520)가 더 형성될 수 있는데, 상기 스티어링휠(400)의 중심부에 형성되는 결합부(410)의 내측으로 삽입되는 조향축(300)의 상측 단부가 고정부재(500)가 안착되는 설치부(420)까지 도달지 않더라도 상기 유격방지돌부(520)가 하방으로 돌출되도록 형성되어 상기 조향축(300)의 상면과 안정적으로 접할 수 있게 한다.
이때, 상기 고정부재(500)의 하부에 유격방지돌부(520)를 형성하지 않고, 스프링와셔(미도시)를 사용하여 고정부재(500)와 조향축(300)의 상면과의 결합력을 높여줄 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 스티어링휠(400)의 중심부에 형성되는 설치부(420)에는 고정부재(500)가 구비되는데, 상기 고정부재(500)의 양측에는 연장부(530)가 돌출형성되고, 상기 연장부(530)의 양측에는 제1탄성편(540)이 돌출형성되는데, 상기 제1탄성편(540)의 단부에는 지지돌부(542)가 형성된다.
여기서, 상기 스티어링휠(400)의 설치부(420)의 내주면에는 상기 지지돌부(542)가 삽입되는 지지홈(422)이 형성되어 설치부(420)에 안착된 고정부재(500)의 지지돌부(542)가 삽입되게 된다.
이때, 상기 지지돌부(542)에는 상하 관통되도록 볼트공(543)이 형성되며, 상기 설치부(420)에도 상기 볼트공(543)에 대응되도록 고정공(423)이 형성되어, 고정볼트(543a)를 사용하여 지지돌부(542)를 설치부(420)에 견고하게 고정하게 된다.
따라서, 상기 지지돌부(542)와 지지홈(422) 사이에도 유격이 발생할 수 있기 때문에 상기 고정볼트(543a)를 사용하여 견고하게 고정함으로써, 유격이 발생하지 않도록 하여 스티어링휠(400)과 조향축(300) 사이의 비틀림을 보다 용이하게 확인할 수 있게 되어 수동운전을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 수동운전 감지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동운전 차량에서 자동 모드와 수동 모드를 전환할 때, 별도의 조작을 하지 않더라도 수동운전 상태를 감지할 수 있어 수동 모드와 자동 모드의 변환이 자유로울 뿐만 아니라, 수동모드에서 자동모드로 변환할 경우 전방주시 태만으로 발생하는 사고를 방지할 수 있는 수동운전 감지 장치에 관한 것이다.
300 : 조향축 310 : 제1세레이션
320 : 체결홈 400 : 스티어링휠
410 : 결합부 420 : 설치부
500 : 고정부재 510 : 관통공
520 : 유격방지돌부 530 : 연장부
540 : 탄성편 550 : 스트레인 게이지
610 : 체결볼트

Claims (8)

  1. 수동운전 감지 장치에 있어서,
    조향축과 스티어링휠이 결합되는 부분에 감지장치가 구비되되,
    상기 감지장치는 스티어링 휠의 설치부에 안착되는 고정부재에 설치되는 것을 특징으로 하는 수동운전 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지장치는 상기 고정부재에 결합되는 스트레인 게이지를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동운전 감지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정부재의 양측에는 연장부가 돌출 형성되고,
    상기 연장부의 양측에는 제1탄성편이 돌출형성되며,
    상기 제1탄성편의 단부에는 지지돌부가 형성되고,
    상기 설치부의 내주면에는 상기 지지돌부가 삽입되는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수동운전 감지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1탄성편의 외측면에는 상기 스트레인 게이지가 설치되는 설치홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수동운전 감지 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 고정부재의 중심부에는 관통공이 형성되고,
    상기 관통공에 체결볼트가 삽입되어 조향축의 상단에 나사결합으로 고정되는 것을 특징으로 하는 수동운전 감지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 관통공의 외측에는 제2탄성편이 형성되고,
    상기 제2탄성편의 단부는 하방으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 수동운전 감지 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고정부재는 관통공의 외측에 하부로 돌출되는 유격방지돌부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 수동운전 감지 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 지지돌부에는 상하 관통되는 볼트공이 형성되고,
    상기 볼트공에는 고정볼트가 삽입되어 지지돌부를 설치부에 고정하는 것을 특징으로 하는 수동운전 감지 장치.
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