KR100505934B1 - Device for displaying the steering information for vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 조향장치에 의해 조향되는 차량용 차륜의 조향각 및 조향방향 등과 같은 각종 조향정보를 보다 정확하게 감지하여 이 감지된 신호를 시각적으로 완벽하게 그래픽화함으로써, 운전자에게 자동차의 조향정보를 보다 확실히 인식시킬 수 있는 차량용 조향정보 표시장치에 관한 것이다. The present invention more accurately detects various steering information such as steering angle and steering direction of a vehicle wheel steered by the vehicle steering device, and visualizes the detected signal visually and completely, thereby recognizing the driver's steering information more reliably. The present invention relates to a vehicle steering information display apparatus.
본 발명은, 스티어링 휠, 스티어링 샤프트, 스티어링 기어박스, 및 스티어링 링키지로 이루어진 차량용 조향장치에 의해 작동되는 차륜의 조향각 및 조향방향 등과 같은 조향정보를 표시하기 위한 차량용 조향정보 표시장치에 있어서, 조향장치의 스티어링 기어박스 측에 설치되어 차륜의 조향각을 정밀하게 감지하여 연속적인 선형의 아날로그 출력값을 산출하는 조향각 감지부와, 조향각 감지부에 의해 산출된 아날로그 출력값을 디지털 신호로 변환한 뒤에 이 디지털 신호를 분석하여 그에 상응하는 그래픽 셀을 활성화시키는 제어부와, 제어부에 의해 조향정보를 표시하는 그래픽 표시부를 포함한다. The present invention relates to a steering information display apparatus for a vehicle for displaying steering information such as steering angle and steering direction of a wheel operated by a vehicle steering apparatus composed of a steering wheel, a steering shaft, a steering gearbox, and a steering linkage. It is installed on the steering gear box side of the steering wheel to precisely detect the steering angle of the wheel to calculate a continuous linear analog output value, and converts the analog output value calculated by the steering angle detector into a digital signal and then converts this digital signal And a control unit for analyzing and activating a graphic cell corresponding thereto, and a graphic display unit for displaying steering information by the control unit.
Description
본 발명은 차량용 조향정보 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 조향장치에 의해 조향되는 차량용 차륜의 조향각 및 조향방향 등과 같은 각종 조향정보를 보다 정확하게 감지하여 이 감지된 신호를 시각적으로 완벽하게 그래픽화함으로써, 운전자에게 자동차의 조향정보를 보다 확실히 인식시킬 수 있는 개선된 차량용 조향정보 표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a vehicle steering information display device, and more particularly, to detect various steering information such as steering angle and steering direction of a vehicle wheel steered by the vehicle steering device more accurately and visually completely graphic the detected signal. The present invention relates to an improved vehicle steering information display device capable of more reliably recognizing steering information of a vehicle to a driver.
일반적으로, 차량용 조향장치는 차량의 진행방향을 바꾸기 위한 장치로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스티어링 휠(1), 스티어링 샤프트(2), 스티어링 기어박스(3), 스티어링 링키지(4)로 이루어진다. In general, the steering device for a vehicle is a device for changing the traveling direction of the vehicle, and as shown in FIGS. 1 and 2, the steering wheel 1, the steering shaft 2, the steering gear box 3, and the steering linkage ( 4)
스티어링 휠(1)은 원형 또는 타원형으로 이루어진다. The steering wheel 1 is of circular or oval shape.
스티어링 샤프트(2)는 스티어링 휠(1)과 스티어링 기어박스(3)를 상호 연결하도록 각종 링크 및 조인트 등에 의해 연결된다. The steering shaft 2 is connected by various links, joints, etc. to interconnect the steering wheel 1 and the steering gearbox 3.
스티어링 기어박스(3)는 스티어링 휠(1)의 회전운동을 스티어링 링키지(4)의 직선운동으로 바꾸고 스티어링 휠(1) 조작의 편의성을 향상시키기 위한 장치이다. 이러한 스티어링 기어박스(3)는 통상 랙앤피니언식과 볼트앤너트식으로 분류된다. The steering gear box 3 is a device for changing the rotational movement of the steering wheel 1 to the linear movement of the steering linkage 4 and improving the convenience of the steering wheel 1 operation. Such a steering gearbox 3 is usually classified into a rack and pinion type and a bolt and nut type.
스티어링 링키지(4)는 스티어링 기어박스(3)로부터 발생되는 힘을 차륜(5)측으로 전달하기 위해 다수의 링크부재들이 링크결합되어 이루어진다. The steering linkage 4 is formed by linking a plurality of link members to transfer the force generated from the steering gearbox 3 to the wheel 5 side.
한편, 근래에 이러한 조향장치에 의해 변환되는 차륜의 조향각을 운전석 근방에 위치된 표시부 상에 표시하는 장치에 대한 고안이 다수 제안 또는 출원되고 있는 실정이다. On the other hand, in recent years, many proposals or applications have been made for a device for displaying a steering angle of a wheel converted by such a steering device on a display unit located near the driver's seat.
예를 들어, 국내 특허출원 제 1995-0044195호는 스티어링 샤프트에 고정된 구동기어와 맞물려 회전하는 피동기어에 각기 다른 고정 저항값을 가진 다수의 저항소자들이 배치되어 이루어진 가변저항기를 이용하여 차륜의 조향각을 감지하도록 구성되었는데, 이 차량용 조향정보 표시장치는 다수의 저항소자들이 소정간격으로 배치되어 이루어짐에 따라 연속적인 선형의 아날로그 출력신호를 얻을 수 없는 {즉, 원판의 접촉단자가 선택적으로 고정저항을 접촉함에 따라 접촉되지 않는 중간값(예를 들어, 4V ~ 4.5V 사이의 값)을 얻을 수 없으므로, 정확한 조향각을 감지하지 못하는} 치명적인 문제점을 내포하고 있으며, 또한 그 기계적인 구조가 매우 복잡하여 실제 상용화에는 많은 어려움이 뒤따르는 단점이 있었다. For example, Korean Patent Application No. 1995-0044195 has a steering angle of a wheel by using a variable resistor having a plurality of resistance elements having different fixed resistance values in a driven gear that rotates in engagement with a drive gear fixed to a steering shaft. The steering information display device for a vehicle has a plurality of resistor elements arranged at predetermined intervals, so that a continuous linear analog output signal cannot be obtained. Since the intermediate value (for example, between 4 V and 4.5 V) can not be obtained by contact, it has a fatal problem of not detecting the correct steering angle and also the mechanical structure is very complicated and There were many disadvantages in commercialization.
또한, 국내 특허출원 제 1997-0056704호, 국내 특허출원 제 1997-0007064호, 국내 특허출원 제 1997-033666호에 제시된 차량용 조향정보 표시장치는 자동차 차륜의 조향각 및 조향방향 등과 같은 조향정보를 표시하는 기능이 매우 미흡하여, 운전자에게 차륜의 조향정보를 확실하게 인식시키지 못하는 단점이 있었다. In addition, the steering information display apparatus for a vehicle shown in Korean Patent Application No. 1997-0056704, Domestic Patent Application No. 1997-0007064, and Domestic Patent Application No. 1997-033666 can display steering information such as steering angle and steering direction of an automobile wheel. Since the function is very inadequate, there is a disadvantage that the driver does not recognize the steering information of the wheel reliably.
즉, 상기와 같은 종래 기술에 따른 차량용 조향정보 표시장치는 그 달성하고자 하는 기능이 현저하지 못하여 그 성능면에서 많은 문제점을 내포하고 있으며, 실제 상용화를 위한 기술적 구성이 매우 미흡한 단점이 있었다.That is, the steering information display device for a vehicle according to the prior art as described above has many disadvantages in terms of its performance because its function to be achieved is not remarkable, and the technical configuration for commercialization is very insufficient.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하며 보다 진보된 차량용 조향정보표시장치를 위해 안출한 것으로, 차량의 차륜 조향방향 및 조향각 등과 같은 각종 조향정보를 정밀하게 감지하고, 이러한 조향정보를 시각적으로 완벽하게 그래픽화하여 운전자에게 보다 확실하게 인식시킴으로써, 운전자의 편의성을 증대시키고 안전한 운행을 할 수 있도록 하는 개선된 차량용 조향정보 표시장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention solves the above problems and is made for a more advanced vehicle steering information display device, and accurately detects various steering information, such as the wheel steering direction and steering angle of the vehicle, and visually complete the steering information It is an object of the present invention to provide an improved vehicle steering information display device that can be graphically recognized to the driver more reliably, thereby increasing the driver's convenience and allowing safe driving.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스티어링 휠, 스티어링 샤프트, 스티어링 기어박스, 및 스티어링 링키지로 이루어진 차량용 조향장치에 의해 작동되는 차륜의 조향각 및 조향방향 등과 같은 조향정보를 표시하기 위한 차량용 조향정보 표시장치에 있어서, 조향장치의 스티어링 기어박스측에 설치되어 차륜의 조향각을 정밀하게 감지하여 연속적인 선형의 아날로그 출력값을 산출하는 조향각 감지부와, 조향각 감지부에 의해 산출된 아날로그 출력값을 디지털 신호로 변환한 뒤에 이 디지털 신호를 분석하여 그에 상응하는 그래픽 셀을 활성화시키는 제어부와, 이 제어부의 신호에 따라 조향정보를 표시하는 그래픽 표시부를 포함한다. The present invention for achieving the above object, the vehicle steering for displaying steering information, such as steering angle and steering direction of the wheel operated by a vehicle steering device consisting of a steering wheel, a steering shaft, a steering gear box, and a steering linkage. In the information display device, a steering angle detector installed on the steering gearbox side of the steering apparatus to accurately detect the steering angle of the wheel and calculate a continuous linear analog output value, and the analog output value calculated by the steering angle detector is a digital signal. And a control unit for analyzing the digital signal and activating the corresponding graphic cell, and a graphic display unit for displaying steering information according to the signal of the control unit.
조향각 감지부는 조향장치의 스티어링 기어박스 상에 설치되는 케이스와, 케이스의 일측면 상에 회전가능하게 설치되어 스티어링 기어박스 내에 구비된 기어 샤프트의 자유단부가 끼움결합되는 회전결합부재와, 회전결합부재에 연동하도록 결합되어 소정의 기어비로 이루어진 기어열과, 기어열의 출력축 상에 결합되어 소정의 회전각으로 회전하는 가동접촉자와, 가동접촉자가 회전하면서 연속적인 접촉을 이루도록 소정의 원호상으로 이루어진 평탄형 저항소자가 구비된 인쇄기판을 포함한다. 조향각 감지부 내의 기어열의 기어비는 대략 1 : 3~3.5 비율로 이루어진다. The steering angle detecting unit includes a case installed on the steering gear box of the steering apparatus, a rotation coupling member rotatably installed on one side of the case, and a free end of the gear shaft provided in the steering gear box to be fitted into the steering gear box, and the rotation coupling member. A gear train composed of a gear ratio coupled to interlock with a predetermined gear ratio, a movable contact coupled to an output shaft of the gear train rotated at a predetermined rotational angle, and a planar resistor made of a predetermined arc shape so that the movable contact makes continuous contact while rotating. It includes a printed circuit board provided with an element. The gear ratio of the gear train in the steering angle detector is approximately 1: 3 to 3.5.
제어부는 조향각 감지부의 외부 연결단자에 전기적으로 접속되어 상기 조향각 감지부에 의해 산출된 아날로그 출력값을 디지털 신호로 변환하는 신호변환장치와, 신호변환장치의 데이터 버스를 통해 입력된 디지털 값을 분석하여 그에 상응하는 그래픽 셀을 활성화하는 디멀티플랙스로 이루어진다. The control unit is electrically connected to an external connection terminal of the steering angle detector and converts the analog output value calculated by the steering angle detector into a digital signal, and analyzes the digital value input through the data bus of the signal converter. It consists of a demultiplex that activates the corresponding graphics cell.
대안적으로, 제어부는 조향각 감지부로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환장치가 구비되고, 이 신호변환장치에 의해 변환된 디지털 신호를 재가공하는 소프트웨어가 기 입력된 마이크로 프로세서와, 이렇게 재가공된 디지털 신호에 따라 그에 상응하는 그래픽 셀을 활성화시키는 구동 IC로 이루어진다.Alternatively, the control unit may include a signal converter for converting an analog signal output from the steering angle detector into a digital signal, and a microprocessor in which software for reprocessing the digital signal converted by the signal converter is pre-input; It consists of a driver IC that activates the corresponding graphics cell in accordance with the reprocessed digital signal.
그래픽 표시부는 LCD, 유기 LED, 무기 LED, PDP 재질 중에서 어느 하나로 이루어진 평판디스플레이의 형태이다. The graphic display unit is a flat panel display made of one of LCD, organic LED, inorganic LED, and PDP material.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 차량용 조향정보 표시장치의 조향각 감지부를 상세히 도시하고, 도 10 내지 도 17은 본 발명의 차량용 조향정보 표시장치의 전체 시스템을 실시예 별로 도시한다.3 to 9 illustrate a steering angle detector of a vehicle steering information display device of the present invention in detail, and FIGS. 10 to 17 show the entire system of the vehicle steering information display device of the present invention by embodiment.
본 발명은 조향장치의 움직임에 따른 차륜의 조향각을 감지하여 연속적인 선형의 아날로그 출력값을 산출하는 조향각 감지부(10)와, 이러한 조향각 감지부(10)에 의해 산출된 아날로그 출력값을 디지털 신호로 변환한 뒤에 이 디지털 신호를 분석하여 그에 상응하는 그래픽 셀을 활성화시키는 제어부(20)와, 이러한 제어부(20)에 의해 전송된 신호를 표시하는 그래픽 표시부로 이루어진다. According to the present invention, a steering angle detector 10 detects a steering angle of a wheel according to the movement of a steering device and calculates a continuous linear analog output value, and converts the analog output value calculated by the steering angle detector 10 into a digital signal. The control unit 20 then analyzes the digital signal to activate the corresponding graphic cell, and the graphic display unit displays the signal transmitted by the control unit 20.
조향각 감지부(10)는 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 차량용 조향장치의 스티어링 기어박스(3, 도 1, 도 2 참조) 상에 설치되는 케이스(11)와, 케이스(11)의 일측면 상에 회전가능하게 설치되여 스티어링 기어박스(3) 내에 구비된 구동측 기어 샤프트(도 7의 피니언기어(7a) 및 도 8의 웜기어(8a))와 끼움결합되는 회전결합부재(12)와, 소정의 기어비를 이루며 회전결합부재(12)와 연동되게 결합된 기어열(13)과, 기어열(13)의 출력축(13c) 상에 결합되어 소정의 회전각으로 회전하는 가동접촉자(14)와, 이 가동접촉자(14)의 일측면상에 형성된 접촉돌출부(14a)가 회전하면서 연속적인 접촉이 이루어지도록 소정의 원호상으로 이루어진 평탄형 저항소자(15a)가 구비된 인쇄기판(15)으로 이루어진다. As shown in FIGS. 3 to 9, the steering angle detector 10 includes a case 11 installed on a steering gear box 3 (see FIGS. 1 and 2) of a vehicle steering apparatus and a case 11. Rotating member 12 rotatably installed on one side and fitted with a drive side gear shaft (pinion gear 7a of FIG. 7 and worm gear 8a of FIG. 8) provided in the steering gearbox 3. And a gear train 13 coupled to the rotary coupling member 12 in a predetermined gear ratio and coupled to the output shaft 13c of the gear train 13 to move at a predetermined rotational angle 14. ) And a printed circuit board 15 provided with a flat resistance element 15a formed of a predetermined arc shape so that continuous contact is made while the contact protrusion 14a formed on one side of the movable contact 14 rotates. Is done.
케이스(11)는 그 양측면 상으로 연장된 플랜지부 상에 형성된 체결공(11a) 상에 체결되는 볼트 등과 같은 체결구(11b)에 의해 스티어링 기어박스의 케이스(3, 도 1 참조) 일측면 상에 결합된다. The case 11 is on one side of the case 3 (see FIG. 1) of the steering gearbox by a fastener 11b such as a bolt fastened to a fastening hole 11a formed on a flange portion extending on both sides thereof. Is coupled to.
회전결합부재(12)는 그 일측 자유단부 상에 각 형의 끼움홈(12a, 도 3에서는 대략 삼각형으로 이루어진다)이 형성되고, 이러한 끼움홈(12a) 상에 기어 샤프트(도 7의 피니언기어(7a) 또는 도 8의 웜기어(8a))의 자유단부 상에 형성된 끼움돌기(2a)가 끼움결합된다. 기어열(13)은 회전결합부재(12)의 축선 상에 결합된 구동기어(13a)와 이러한 구동기어(13a)와 소정의 기어비로 치합되는 피동기어(13b)로 이루어진다. 여기서, 상술한 소정의 기어비는 스티어링 휠이 중심점(차륜이 수직 정렬된 상태에서)을 기준으로 좌, 우측으로 각각이 1.5 바퀴씩 회전하도록 설계된 점을 감안한 것으로, 대략 1 : 3~3.5의 비율이 바람직할 것이다. 하지만, 본 발명은 상술한 1 : 3~3.5의 기어비만을 만족한다면, 본 실시예에서의 구동 및 피동기어(13a, 13b)로 이루어진 기어열의 구성에만 한정되는 것이 아니고, 그외의 다양한 형태의 기어열도 무방할 것이다. The rotary coupling member 12 has a fitting groove 12a (consisting of a substantially triangular shape in FIG. 3) formed on one side of the free end thereof, and a gear shaft (pinion gear of FIG. 7) is formed on the fitting groove 12a. The fitting protrusion 2a formed on the free end of 7a) or the worm gear 8a of FIG. 8 is fitted. The gear train 13 is composed of a drive gear 13a coupled on an axis of the rotary coupling member 12 and a driven gear 13b meshed with the drive gear 13a at a predetermined gear ratio. Here, the above-described predetermined gear ratio takes into account that the steering wheel is designed to rotate 1.5 wheels each to the left and the right with respect to the center point (when the wheels are vertically aligned). Would be desirable. However, the present invention is not limited to the configuration of the gear train consisting of the driving and driven gears 13a and 13b in the present embodiment, provided that only the gear ratio of 1: 3 to 3.5 described above is satisfied, and other various types of gears. The heat will be alright.
가동접촉자(14)는 상술한 기어열(13)의 피동기어(13b)의 출력축(13c) 상에 결합되어 기어열(13)의 작동에 따라 소정 각도로 회전하고, 그 일측면 상에 원주방향으로 연장되어 형성된 접촉돌출부(14a)가 후술하는 인쇄기판(15)의 평탄형 저항소자(15a)와 연속적으로 접촉하며 이동한다. 접촉돌출부(14a)에는 외부연결단자(4h)가 전기적으로 접속된다. The movable contactor 14 is coupled on the output shaft 13c of the driven gear 13b of the gear train 13 described above, rotates at a predetermined angle in accordance with the operation of the gear train 13, and circumferentially on one side thereof. The contact protruding portion 14a, which extends in the first direction, moves continuously in contact with the flat resistive element 15a of the printed circuit board 15, which will be described later. The external connection terminal 4h is electrically connected to the contact protrusion 14a.
인쇄기판(15)은 케이스(11)의 내측면 상에 결합되고, 그 표면 상에 소정의 원호상을 이루는 평탄형 저항소자(15a)를 구비한다. 또한, 인쇄기판(15)의 평탄형 저항소자(15a)의 양단부 상에는 전원단자(4f) 및 접지단자(4g)가 전기적으로 접속된다. The printed circuit board 15 is provided on the inner side of the case 11 and has a flat resistive element 15a that forms a predetermined arc shape on the surface thereof. The power supply terminal 4f and the ground terminal 4g are electrically connected to both ends of the flat resistive element 15a of the printed circuit board 15.
한편, 도 7 및 도 8는 본 발명의 조향각 감지부(10)가 피니언기어(7a) 및 랙기어(7b)로 이루어진 랙앤피니언식 기어기구(7)와, 웜기어(8a) 및 섹터기어(8b)로 이루어진 볼트앤너트식 기어기구(8) 각각에 적용된 상태를 도시한 것이다. 7 and 8 illustrate a rack and pinion gear mechanism 7 including a pinion gear 7a and a rack gear 7b, a worm gear 8a and a sector gear 8b. It shows a state applied to each of the bolt and nut type gear mechanism (8) consisting of.
이상과 같이 구성된 조향각 감지부(10)는 멀티턴 가변저항기(Multi-Turn Vairable Register ; MTVR)의 일종으로 스티어링 휠(1)이 중심점을 기준으로 좌, 우로 각각 1. 5 회전하여 도합 3 회전시 가동접촉자(14)의 접촉돌출부(14a)가 평탄형 저항소자(15a)의 원주를 1 회 접촉하며 이동하도록 구성된 것이다. 즉, 스티어링 휠(1)의 조향에 따라 스티어링 기어박스(3) 내의 샤프트(7a, 8a)가 회전하면, 회전결합부재(12)에 연동하는 기어열(13)이 설정된 기어비(대략 1 : 3~3.5)로 회전구동되고, 가동접촉자(14)의 접촉돌출부(14a)가 인쇄기판(15)의 평탄형 저항소자(15a)와 연속적으로 접촉하면서 회전하게 됨에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 일정한 공급 전압(Vb)상태에서 평탄형 저항소자(15a)의 저항값에 비례한 연속적인 선형의 아날로그 출력전압신호(Vs)가 출력된다. The steering angle sensing unit 10 configured as described above is a kind of a multi-turn variable resistor (MTVR), and the steering wheel 1 rotates 1.5 degrees to the left and right of the center point, respectively, and rotates a total of three. The contact protrusion 14a of the movable contact 14 is configured to move in contact with the circumference of the flat resistance element 15a once. That is, when the shafts 7a and 8a in the steering gearbox 3 rotate according to the steering of the steering wheel 1, the gear ratio 13 which is linked to the rotary coupling member 12 is set (about 1: 3). 9), and as the contact projection 14a of the movable contactor 14 rotates while continuously contacting the flat resistive element 15a of the printed circuit board 15, as shown in FIG. In a state of constant supply voltage Vb, a continuous linear analog output voltage signal Vs is output in proportion to the resistance value of the flat resistance element 15a.
도 10은 조향각 감지부(10)로부터 출력되는 전압신호의 특성그래프로서, 타이어가 일렬로 정렬된 상태를 지시하는 중앙점의 출력전압신호(Vs)는 공급전압(Vb)의 1/2이 되고, 휠(1, 도 1 및 도 2 참조)을 좌측으로 돌릴수록 좌최대점(0)을 향해 선형적으로 하강하며, 휠(1)을 우측으로 돌릴수록 우최대점(V+)을 향해 선형적으로 상승하게 되므로, 스티어링 휠(1)의 회전에 비례하여 연속적인 선형의 출력전압신호를 얻을 수 있음을 알 수 있다. FIG. 10 is a characteristic graph of the voltage signal output from the steering angle detector 10, in which the output voltage signal Vs at the center point indicating the state in which the tires are aligned in line is 1/2 of the supply voltage Vb. , Turning the wheel 1 (see FIGS. 1 and 2) to the left lowers linearly toward the left maximum (0), and turning the wheel 1 to the right linearly toward the right maximum (V +). Since it rises, it can be seen that a continuous linear output voltage signal can be obtained in proportion to the rotation of the steering wheel (1).
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시스템 블록도로서, 제어부(20)의 구성이 하드웨어적인 방식으로만 구현된 것이다. 11 is a system block diagram according to the first embodiment of the present invention, in which the configuration of the controller 20 is implemented only in a hardware manner.
제 1 실시예에 따른 본 발명은 도 15에 도시된 바와 같이, 조향각 감지부(10)와, 이 조향각 감지부(10)의 외부연결단자(4h, 4f, 4g)들에 전기적으로 접속된 신호변환장치(21, A/D converter) 및 이 신호변환장치(21)의 데이터 버스를 통해 연결된 디멀티플랙스(22)로 이루어진 제어부(20)와, 이 제어부(20)에 전기적으로 접속된 그래픽 표시부(30)로 이루어진다. As shown in FIG. 15, the present invention according to the first embodiment includes a steering angle detector 10 and a signal electrically connected to the external connection terminals 4h, 4f, and 4g of the steering angle detector 10. A control unit 20 comprising an converter 21 (A / D converter) and a demultiplex 22 connected through the data bus of the signal converter 21, and a graphic display unit electrically connected to the control unit 20. It consists of 30.
이러한 구성에 의해, 조향각 감지부(10)로부터 출력되는 선형의 아날로그 전압신호(Vs, 도 12 참조)는 신호변환장치(21)의 Vin(입력단자)로 입력되어 2n분해능으로 디지털신호로 변환되어(도 13참조), 데이터 버스(DB 단자, 도 15참조)를 통해 디멀티플랙스(22)로 전송된다.By such a configuration, the linear analog voltage signal Vs (refer to FIG. 12) output from the steering angle detector 10 is input to Vin (input terminal) of the signal converter 21 and converted into a digital signal with 2 n resolution. (See FIG. 13), and is transmitted to the demultiplex 22 via the data bus (DB terminal, see FIG. 15).
예컨대, 도 12에서 조향각 감지부(10)에 공급되는 전압(V+)이 9V 이고 이에 따른 출력전압(Vs)이 4.5V 일 때, 8bit의 신호변환장치(21)를 이용하여 변환할 경우 도 13에 도시된 바와 같이, 10000000(2진)=27=128이 됨을 알 수 있다.For example, when the voltage V + supplied to the steering angle detector 10 is 9V and the output voltage Vs is 4.5V in FIG. 12, the signal is converted using the 8-bit signal converter 21. As shown in the following figure, it can be seen that 10000000 (binary) = 2 7 = 128.
또한, 디멀티플랙스(22, Demultiplexer)는 도 14에 도시된 바와 같이, 신호변환장치(21)로부터 입력받은 n비트의 디지털 신호값을 분석하여 그래픽 표시부(30)의 해당 디지털 값에 상응하는 셀을 통전시킴(즉, 입력된 디지털 값을 분석하여 그에 상응하는 그래픽 셀을 활성화하는)으로써, 해당 셀이 발광하도록 한다. 예를 들어, 조향각 감지부(10)로부터의 출력전압신호(Vs)가 신호변환장치(21)에 의해 변환되어 디멀티플랙스(22)로 전송된 값이 00101101(2진)일 경우, 디멀티플랙스(22)는 이 값을 25 + 23 + 22 + 20= 32 + 8 + 4 + 1 = 45로 디코딩(decoding)하여 출력라인 중에서 45번째의 라인만을 온시키고, 나머지는 오프시킨다.In addition, as shown in FIG. 14, the demultiplexer 22 analyzes n-bit digital signal values received from the signal conversion apparatus 21 to correspond to the corresponding digital values of the graphic display unit 30. By energizing (i.e., analyzing the input digital value and activating the corresponding graphic cell), the cell emits light. For example, when the output voltage signal Vs from the steering angle detection unit 10 is converted by the signal conversion device 21 and transmitted to the demultiplex 22 is 00101101 (binary), demultiplexed. Flex 22 decodes this value as 2 5 + 2 3 + 2 2 + 2 0 = 32 + 8 + 4 + 1 = 45 to turn on only the 45th line of the output line and turn off the rest. .
그래픽 표시부(30)는 LCD, 유기 LED, 무기 LED, PDP 재질 중에서 어느 하나로 이루어진 평판디스플레이의 형태로 이루어지고, 차량의 차륜과 동일한 형태의 도형(도 15, 도 17 참조)으로 표시되어 실제 차륜의 조향방향 및 조향각 등과 같은 조향정보를 정확하면서 실감나게 느낄수 있도록 되는데, 표시원리는 도형의 수평중심축을 기준축으로 360°원의 반경에서 실제로 차륜(5)이 움직이는 최대 좌, 우측의 조향각을 그래픽으로 표시하는 것으로, 차륜의 최대 안쪽각은 45°이고, 최대 바깥각은 35°이므로 각 차륜(5)의 중심수직축을 기준으로 좌측 차륜의 최대 변화각 45°, 우측 차륜의 최대 변화각 45°로 양 차륜의 최대 가변각도는 90°가 되여, 예를 들어, 도 9의 V+가 9V 일 때, 9V/90°= 0.1V/1°즉, 0.1V 단위로 그래픽의 셀이 변화하게 되면 표시분해능이 1°가 된다. The graphic display unit 30 is formed of a flat panel display made of any one of LCD, organic LED, inorganic LED, and PDP material, and is displayed in the same shape as the wheel of the vehicle (see FIGS. The steering information such as steering direction and steering angle can be felt accurately and realistically. The display principle is the graphic of the maximum left and right steering angles in which the wheels 5 actually move in a radius of 360 ° from the horizontal axis of the figure as a reference axis. The maximum inner angle of the wheel is 45 ° and the maximum outer angle is 35 °, so the maximum change angle of the left wheel is 45 ° and the maximum change angle of right wheel is 45 ° based on the center vertical axis of each wheel 5. The maximum variable angle of both wheels is 90 °. For example, when V + of FIG. 9 is 9V, the display resolution is changed when the cell of the graphic changes in units of 9V / 90 ° = 0.1V / 1 °, that is, 0.1V. This is 1 °.
이 그래픽 표시부(30)의 설치 위치는 운전석의 인스트루먼트 패널에 내장시에는 RPM Meter 와 Speed Meter 사이의 중앙 상부이고, 운전석의 인스트루먼트 패널에 외장시에는 인스트루먼트 패널의 중앙 상부에 위치시켜 운전자로 하여금 스티어링 휠 조작시 차륜의 실제 조향 방향 및 조향각 등과 같은 각종 조향정보를 쉽게 인식할 수 있도록 한다. The installation position of the graphic display unit 30 is located at the center upper part between the RPM meter and the speed meter when embedded in the instrument panel of the driver's seat. When operating, it is possible to easily recognize various steering information such as the actual steering direction and steering angle of the wheel.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량용 조향정보 표시장치를 도시한 것으로, 제 2 실시예에 따른 본 발명의 차량용 조향정보 표시장치는 제어부(20)의 구성을 제 1 실시예의 순수 하드웨어적 방식을 하드웨어/소프트웨어 혼합방식으로 대체한 것이고, 그 외의 나머지 구성은 제 1 실시예와 동일하다. 16 and 17 illustrate a vehicle steering information display device according to a second embodiment of the present invention. The vehicle steering information display device according to the second embodiment of the present invention implements a configuration of a controller 20 in a first embodiment. The pure hardware method of the example is replaced by the hardware / software mixing method, and the rest of the configuration is the same as in the first embodiment.
제 2 실시예에 따른 본 발명의 제어부(20)는 신호변환장치(21)가 내장된(또는 별도로 구비될 수도 있는) 마이크로 프로세서(23, MCU; Micro Control Unit)와, 구동 IC(24, Drive IC)로 이루어진다. The control unit 20 according to the second embodiment of the present invention includes a microprocessor 23 (microcontrol unit) having a signal conversion device 21 (or may be provided separately), and a driving IC 24. IC).
즉, 이러한 마이크로 프로세서(23)에는 신호변환장치(21)로부터 입력된 디지털 값을 분석하여 변환하고 후단의 구동IC(24)를 제어하는 소프트웨어(23b)가 기 입력되어진다. 또 이러한 소프트웨어(23b)가 기존의 자동차의 ECU 상에 추가로 입력될 경우에는 자동차의 ECU가 본 실시예의 마이크로 프로세서(23)의 소프트웨어(23b)의 기능을 대신할 수도 있을 것이다. That is, the microprocessor 23 is pre-inputted with software 23b for analyzing and converting the digital value input from the signal conversion device 21 and for controlling the driving IC 24 at the rear stage. In addition, when such software 23b is additionally inputted on the ECU of the existing vehicle, the ECU of the automobile may replace the function of the software 23b of the microprocessor 23 of the present embodiment.
이러한 구성에 의해, 조향각 감지부(10)로부터의 출력전압신호는 마이크로 프로세서(23)에 내장되거나 별도로 구비된 신호변환장치(21)에 의해 디지털 신호로 변환된 후, 이 마이크로 프로세서(23)에 기 입력된 소프트웨어(23b)에 의해 재가공되여 데이터 버스(RBn) 및 콘트롤 신호(Cn)를 통해 구동 IC(24)를 구동시킴으로써, 그래픽 표시부(30)의 해당 그래픽 셀을 발광시킨다. With this configuration, the output voltage signal from the steering angle detector 10 is converted into a digital signal by the signal conversion device 21 built in or separately provided in the microprocessor 23, and then the microprocessor 23 is converted into a digital signal. It is reprocessed by the input software 23b to drive the driving IC 24 through the data bus RBn and the control signal Cn, thereby causing the corresponding graphic cell of the graphic display unit 30 to emit light.
따라서, 본 발명은, 조향각 감지부(10)에 의해 차량용 차륜의 조향방향 및 조향각의 정보가 읽혀지고 제어부(20)에 의해 제어되어 그래픽 표시부(30) 상에서 그래픽화되어 명확하게 표시됨으로써, 운전자는 매우 용이하게 차량의 조향정보들을 파악할 수 있는 특징이 있다. Accordingly, in the present invention, the steering angle sensor 10 reads the steering direction and the steering angle information of the vehicle wheel and is controlled by the controller 20 to be graphically displayed on the graphic display unit 30 to clearly display the driver. It is very easy to grasp the steering information of the vehicle.
상기와 같은 본 발명은, 차량용 차륜의 조향방향 및 조향각의 조향정보를 정밀하게 감지하고, 이러한 조향정보를 시각적으로 그래픽화하여 운전자에게 보다 확실하게 인식시킴으로써, 운전자의 편의성을 증대하고, 보다 안전한 운행을 할 수 있도록 하는 매우 뛰어난 효과가 있다. The present invention as described above, by precisely detecting the steering information and steering angle of the steering wheel of the vehicle wheel, by visually graphicizing the steering information to recognize the driver more reliably, increase the convenience of the driver, safer driving It has a very good effect to make it possible.
이상에서, 본 발명에 관해 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.In the above, specific preferred embodiments of the present invention have been shown and described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains may claim Various changes can be made without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the scope.
도 1은 일반적인 차량용 조향장치를 예시적으로 도시한 예시도.1 is an exemplary view showing a general vehicle steering apparatus by way of example.
도 2는 조향장치에 의해 차륜이 회전하는 상태를 예시적으로 도시한 회전상태도.2 is a rotational state diagram showing an example in which the wheel is rotated by the steering apparatus.
도 3은 본 발명의 조향각 감지부의 정면 외형을 도시한 정면도.Figure 3 is a front view showing the front appearance of the steering angle detection unit of the present invention.
도 4는 본 발명의 조향각 감지부의 정면 내부를 도시한 내부구조도.Figure 4 is an internal structure showing the inside of the front of the steering angle detection unit of the present invention.
도 5는 본 발명의 조향각 감지부의 측단면도.Figure 5 is a side cross-sectional view of the steering angle detection unit of the present invention.
도 6은 본 발명의 조향각 감지부에서 케이스 부분이 생략된 상태에서 부품의 결합 상태를 도시한 조립사시도.6 is an assembled perspective view showing a coupling state of parts in a case where the case portion is omitted in the steering angle detection unit of the present invention.
도 7은 본 발명의 조향각 감지부가 랙앤피니언식 스티어링 기어박스에 적용된 상태를 도시한 도면.7 is a view showing a steering angle detection unit is applied to the rack and pinion type steering gear box of the present invention.
도 8은 본 발명의 조향각 감지부가 볼트앤너트식 스티어링 기어박스에 적용된 상태를 도시한 도면.8 is a view showing a state in which the steering angle detection unit of the present invention applied to the bolt and nut type steering gear box.
도 9는 본 발명의 조향각 감지부의 동작에 따른 전기적 이해도.9 is an electrical understanding according to the operation of the steering angle detection unit of the present invention.
도 10은 스티어링 휠(1)의 좌, 우 움직임(이동거리)에 따른 본 발명의 조향각 감지부의 출력전압 변화값을 도시한 그래프.10 is a graph showing the output voltage change value of the steering angle detection unit according to the left and right movement (movement distance) of the steering wheel (1).
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시스템 블록도.11 is a system block diagram according to the first embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명에 이용되는 신호변환장치의 입력선형신호 특성을 예시적으로 도시한 그래프.12 is a graph showing an exemplary input linear signal characteristic of the signal conversion apparatus used in the present invention.
도 13은 본 발명에 이용되는 신호변환장치의 변환된 디지털신호 출력특성을 예시적으로 도시한 그래프.FIG. 13 is a graph showing the converted digital signal output characteristic of the signal conversion apparatus used in the present invention.
도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 이용되는 디멀티플랙스의 입출력 동작 상태를 도시한 예시도.14 is an exemplary diagram showing an input / output operation state of a demultiplex used in the first embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 회로도.Fig. 15 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 시스템 블록도.16 is a system block diagram showing a second embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 회로도이다. 17 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 ; 조향각 감지부 11 : 케이스10; Steering angle detector 11: case
12 : 회전결합부재 13 : 기어열12: rotary coupling member 13: gear train
14 : 가동접촉자 15 : 인쇄기판14: movable contact 15: printed board
20 : 제어부 21 : 신호변환장치20: control unit 21: signal conversion device
22 : 디멀티플랙스 30 : 그래픽 표시부22: demultiplex 30: graphic display unit
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