JP7349576B2 - 自律走行車 - Google Patents

Description

本発明は、自律走行車に係り、より詳細には、車幅または車長に対するナックルアームの傾斜角設定またはセッティング（ｓｅｔｔｉｎｇ）作業を従来よりも正確でありながらも、容易かつ迅速に進めることができて、車両の量産性の確保に寄与できるということはもとより、自律操向及び走行時に、経路離脱誤差を最小化することができる自律走行車に関する。

自動車には、操向システム（装置）が搭載される。操向システムとは、操向ホイール（ｗｈｅｅｌ）とも呼ばれるハンドルを回した時、車輪（前輪）が曲がって自動車が旋回できるようにする一連のシステムである。

このような操向システムには、図１及び図２のような２種の方式が存在する。

第１の方式は、図１の概略的な図面で表現されるアッカーマン・ジャントー（Ａｃｋｅｒｍａｎｎ－Ｊａｎｔｏｕｄ）方式（ｔｙｐｅ）である。

図１のアッカーマン・ジャントー方式は、４バー（４－ｂａｒ）リンク方式、すなわち、一対のナックルアーム（Ｋｎｕｃｋｌｅ Ａｒｍ）１０、タイロッド１１及びメインロッド１２からなる４個のバー（ｂａｒ）とリンクで連結されて動作する方式である。

この際、一対のナックルアーム１０は、一対のナックルアーム１０を連結する仮想のライン（Ａ、Ｂ）が後車軸の中心で合うようにする角度でセッティングされることが一般的である。

図示していないハンドルを回すと、ハンドルに連結される操向軸が回転し、操向軸に連結されるピニオンギアが回転しながら、それに連結されるラックギアを通じてタイロッド１１が移動しながらナックルアーム１０を駆動させる。

そうすると、ホイールピボット（図示せず）を基点として前輪２０が回転し、後輪３０が後続する。この際、一対の前輪２０中で図１に示された右側車輪が左側車輪よりもさらに多く回転する。そうすると、参照符号Ｏ点を基準として自動車が旋回することができる。

一方、図１のアッカーマン・ジャントー方式は、前述したように、４バーリンク方式の簡単な構造であって、具現が容易であり、タイロッド１１の直線運動を４バーリンク形態の回転運動のみで操向できるという長所のために広く使われる。

しかし、図１の実線で点線のように操向する時、任意の傾斜に傾かなければ、回転中心が後車軸延長線を外れて滑りが発生する。ところで、タイロッド１１が直線運動のみで拘束されなければ、所望の操向反発力が得られないので、操向時に、後車軸延長線を外れた回転中心を有するしかなくて、図１のアッカーマン・ジャントー方式の場合には、一定レベルの滑りが発生するしかない。

通常の自動車は、相対的に屈曲が激しい道路を走行する一方、サスペンションなどの補償とヒトの判断などでこの滑りを補完することができて、広く使われているが、図１のアッカーマン・ジャントー式は、理論的に滑りを排除することができないと知られている。

第２の方式は、図２の概略的な図面で表現されるデービス（Ｄａｖｉｓ）方式である。

これは、図１のアッカーマン・ジャントー方式に比べて、理論的にはあらゆる操向条件で滑りを排除することができる構造である。

但し、多くのスライディング部５０を搭載しており、スライディング直線運動が多く、これにより、摩擦、摩耗が激しくて精度が落ちて、よく使われないと知られている。

一方、前述した如何なる方式を採択するとしても、円滑な操向及び走行のためには、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ、車両長）に対するナックルアーム１０の傾斜角設定またはセッティングが何よりも重要である。そうすると、自動車、特に、無人で走行する自律走行車の場合、自律操向及び走行時に、経路離脱誤差を減らしうる。

ところで、従来は、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）に対するナックルアーム１０の傾斜角設定のために、ダブルナット（ｄｏｕｂｌｅ ｎｕｔ）を利用した精密なネジ調整方式を採択したために、ナックルアーム１０の傾斜角設定作業が容易ではなく、作業時間が長くかかるが、このような伝統の方式を自律走行車にそのまま適用する場合には、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）が異なる車輌ごとにいちいち再設定しなければならず、量産性が落ちるしかないという点を考慮すれば、既存に知られていない新概念の自律走行車に関する技術開発が必要な実情である。

本発明が解決しようとする技術的課題は、車幅または車長に対するナックルアームの傾斜角設定またはセッティング作業を従来よりも正確でありながらも、容易かつ迅速に進めることができて、車両の量産性の確保に寄与できるということはもとより、自律操向及び走行時に、経路離脱誤差を最小化することができる自律走行車を提供するところにある。

本発明の一側面によれば、前輪と一体に連結され、前記前輪を支持する前輪支持体；及び前記前輪に対する操向時に、前記前輪と共に動くナックルアームが一側に連結され、前記ナックルアームの傾斜角設定のために、前記前輪支持体の一側に角度調節可能に結合するナックルアーム角度調節アセンブリー；を含むことを特徴とする自律走行車が提供されうる。

前記ナックルアーム角度調節アセンブリーは、鋸歯方式を通じて前記前輪支持体に対して既定の角度ほど角度調節が可能な鋸歯式ナックルアーム角度調節アセンブリーである。

前記鋸歯式ナックルアーム角度調節アセンブリーは、前記ナックルアームが連結されるアーム連結台を備えるアセンブリーボディー；前記アセンブリーボディーにその両端部が露出されるように結合し、前記アセンブリーボディーの回転軸心を形成する回転シャフト；前記回転シャフトと連結され、前記回転シャフトと一体化するが、一側に第１セレーション（ｓｅｒｒａｔｉｏｎ）が形成される角度調節モジュール；及び前記角度調節モジュールを前記前輪支持体の一側に拘束させるモジュール拘束部；を含みうる。

前記モジュール拘束部は、前記角度調節モジュールの第１セレーションと噛み合う第２セレーションを備えるモジュール拘束用メインブロック；及び前記モジュール拘束用メインブロックを前記前輪支持体に締結するメイン締結部材；を含みうる。

前記モジュール拘束部は、前記モジュール拘束用メインブロックの側部で前記モジュール拘束用メインブロックを支持するモジュール拘束用サブブロック；前記モジュール拘束用サブブロックと前記モジュール拘束用メインブロックとを締結するブロック締結部材；及び前記モジュール拘束用サブブロックを前記前輪支持体に締結するサブ締結部材；をさらに含みうる。

前記前輪支持体は、前記前輪の内部に配される支持体内部本体；前記支持体内部本体の一側下部に連結され、前記回転シャフトの下端部が結合するシャフト下部結合台；前記支持体内部本体の一側上部に連結され、前記回転シャフトの上端部が結合するシャフト上部結合台；前記前輪を挟んで前記支持体内部本体の反対側で前記前輪を支持する支持体外部本体；及び前記支持体外部本体と前記支持体内部本体とを締結する複数の本体締結部材；を含みうる。

前記シャフト上部結合台に前記メイン締結部材と前記サブ締結部材とが通過する第１及び第２通過ホールが形成され、前記モジュール拘束用メインブロックと前記モジュール拘束用サブブロックには、前記第１及び第２通過ホールを通過した前記メイン締結部材と前記サブ締結部材とが締結される第１及び第２締結ホールが形成されるが、前記第１締結ホールが長孔からなりうる。

前記モジュール拘束用メインブロックと前記モジュール拘束用サブブロックとが接する前記シャフト上部結合台の下端部に段差部が形成されうる。

前記ナックルアーム角度調節アセンブリーの回転シャフトを通じて前記アセンブリーボディーと連結され、車幅の変化を除去するために、上下方向の直線運動のみ行いながら、車体に緩衝力を提供する上下駆動懸架装置をさらに含みうる。

前記上下駆動懸架装置は、前記前輪と前記前輪の反対側に配される後輪いずれもに独立して搭載される。

前記上下駆動懸架装置は、装置ボディー；前記装置ボディーに結合するが、上下方向に緩衝されるバネ；前記装置ボディーから延び、前記アセンブリーボディーの両端部に結合する一対の結合アーム；前記装置ボディーの下部に離隔して連結され、車体フレームに結合する下部ヘッド；及び前記装置ボディーの上部に離隔して連結され、前記車体フレームに結合する前方フレームカバーに拘束される上部ヘッド；を含みうる。

前記前輪の操向のための駆動力を発生させる操向モータ；前記操向モータと連結され、前記操向モータによって回転するピニオン；及び前記ピニオンと噛合し、前記ピニオンの回転運動を直線運動に伝達するラック；をさらに含みうる。

一対の前記前輪領域で前記ナックルアームを支持するナックルアーム支持ユニット；及び前記ラックに結合するが、両端部が一対の前記ナックルアーム支持ユニットに回転自在に連結され、前記ラックの直線運動を前記ナックルアームの回転運動に伝達する運動伝達部材；をさらに含みうる。

前記ナックルアーム支持ユニットは、前記ナックルアームが貫通しながら支持されるアーム貫通支持台；前記アーム貫通支持台の外側で前記アーム貫通支持台を支持するユニットサポーター；及び前記ユニットサポーターに回転自在に連結され、前記運動伝達部材の端部に形成される貫通部に配されて固定される回転ヘッド部；を含みうる。

前記ピニオンは、円盤状を有するピニオンボディー；及び前記ピニオンボディーの円周方向に沿って前記ピニオンボディーに等間隔で連結され、前記ラックに形成される歯の歯形に互いに対応しながら回転動力を提供する複数の動力伝達ピン；を含みうる。

前記前輪の反対側に一対に配される後輪にそれぞれ連結され、前記後輪に駆動力を提供する一対の後輪駆動部；前記一対の後輪駆動部の駆動のための駆動力を共用で提供する駆動力共用提供部；及び前記駆動力共用提供部と前記一対の後輪駆動部との間にそれぞれ連結され、前記駆動力共用提供部の運動を前記一対の後輪駆動部に伝達する後輪運動伝達部；をさらに含みうる。

前記駆動力共用提供部は、駆動力を発生させるエンジンと、前記エンジンの速度を減速する減速機と、差動歯車と、がモジュール式で複合されて設けられうる。

前記後輪運動伝達部が、シュミットカップリング（ＳＣＨＭＩＤＴ ＣＯＵＰＬＩＮＧ）である。

本発明によれば、車幅または車長に対するナックルアームの傾斜角設定またはセッティング作業を従来よりも正確でありながらも、容易かつ迅速に進めることができて、車両の量産性の確保に寄与できるということはもとより、自律操向及び走行時に、経路離脱誤差を最小化することができる。

アッカーマン・ジャントー方式の操向システムに係わる概略的な構造図である。 デービス方式の操向システムに係わる概略的な構造図である。 本発明の一実施形態による自律走行車の斜視図である。 図３の背面斜視図である。 図３の平面図である。 図５において、ナックルアームを強調するために、ナックルアームを除いた残りの部分を点線処理した図面である。 図３のＡ領域の拡大図である。 図７において、車体フレームの一部を除去した後、反対側を示す図面である。 図８において、リニアガイドを除去した状態の図面である。 図９の反対側を示す図面である。 図１０の部分分解図である。 図１１において、ピニオンとラックとの分解図である。 図９のＢ領域の部分分解拡大図である。 図１３の詳細分解図である。 図１４の詳細分解図である。 図１５の詳細分解図である。 図４のＣ領域の拡大図である。 図１７に示された後輪駆動部領域の詳細図である。 図１８の分解図である。

本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載の内容を参照しなければならない。

以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明することにより、本発明を詳しく説明する。各図面に付された同じ参照符号は、同じ部材を示す。

図３は、本発明の一実施形態による自律走行車の斜視図であり、図４は、図３の背面斜視図であり、図５は、図３の平面図であり、図６は、図５において、ナックルアームを強調するために、ナックルアームを除いた残りの部分を点線処理した図面であり、図７は、図３のＡ領域の拡大図であり、図８は、図７において、車体フレームの一部を除去した後、反対側を示す図面であり、図９は、図８において、リニアガイドを除去した状態の図面であり、図１０は、図９の反対側を示す図面であり、図１１は、図１０の部分分解図であり、図１２は、図１１において、ピニオンとラックとの分解図であり、図１３は、図９のＢ領域の部分分解拡大図であり、図１４は、図１３の詳細分解図であり、図１５は、図１４の詳細分解図であり、図１６は、図１５の詳細分解図であり、図１７は、図４のＣ領域の拡大図であり、図１８は、図１７に示された後輪駆動部領域の詳細図であり、図１９は、図１８の分解図である。

これらの図面を参照すれば、本実施形態による自律走行車１００は、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）に対するナックルアーム１２０の傾斜角設定またはセッティング作業を従来よりも正確でありながらも、容易かつ迅速に進めることができて、車両の量産性の確保に寄与できるということはもとより、自律操向及び走行時に、経路離脱誤差を最小化することができる。

すなわち、前述したように、従来の車両でナックルアーム１２０の傾斜角設定またはセッティング作業（以下、設定作業と称する）は、図示していないダブルナットを利用した精密なネジ調整方式で進められたために、作業時間が遅くならざるを得ない。

このように、ナックルアーム１２０の傾斜角設定作業時間が延びれば、自律走行車１００に対する量産性を合わせにくく、これにより、実質的な生産が不可能である。

しかし、本実施形態の場合、後述するように、セレーション１３４ａ、１４１ａ（図１６参照）方式で簡便にナックルアーム１２０の傾斜角設定作業を進めることができて、作業時間を大幅に減らしうる。したがって、それほど自律走行車１００に対する量産性を高めて競争力の確保には十分である。

もちろん、このような効果を提供するためには、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）の長さ変化があってはならず、そのためには、本実施形態のように、自律走行車１００の操向あるいは走行、緩衝のための動力伝達構造がリンク運動のない直線運動で設定されなければならない。このような構造と共に、ナックルアーム１２０の傾斜角設定作業の実質的な構造と作用は、詳細に後述する。

一方、このような効果を提供することができる本実施形態による自律走行車１００は、車体フレーム１０４と、車体フレーム１０４の前方及び後方にそれぞれ一対に回転自在に結合する一対ずつの前輪１０１及び後輪１０２を含み、車体フレーム１０４を介して前輪１０１及び後輪１０２にナックルアーム角度調節アセンブリー１３０などの構造、ユニットあるいは装置が連結される形態を取る。

車体フレーム１０４について先に説明すれば、車体フレーム１０４は、前輪１０１及び後輪１０２を含めて自律走行車１００を成すあらゆる部品、ユニットまたは装置を支持する構造体である。車体フレーム１０４は、軽いながらも、剛性に優れた金属フレームで適用可能である。

図面には、参照符号１０４番に車体フレームを図示したが、このような車体フレーム１０４は、１つの大きな一体型塊構造物でも、部分的にネジ組み立てられる構造物でもある。

特に、車体フレーム１０４は、前輪１０１及び後輪１０２を含めて自律走行車１００を成すあらゆる部品、ユニットまたは装置を支持する役割を行えば、それで十分なので、必ず図面の形状と同じ必要はない。言い換えれば、図面の形状に本発明の権利範囲が制限されるものではない。

前輪１０１には、前輪１０１と一体に連結されるが、前輪１０１を支持する前輪支持体１１０が設けられる。

図１４ないし図１６に詳細に示されたように、前輪支持体１１０は、前輪１０１を回転自在に支持する一方、ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０、モジュール拘束部１４０及び上下駆動懸架装置１５０などを安定して搭載させる。

このような前輪支持体１１０は、前輪１０１の内部に配される支持体内部本体１１１と、前輪１０１を挟んで支持体内部本体１１１の反対側で前輪１０１を支持する支持体外部本体１１４と、支持体外部本体１１４と支持体内部本体１１１とを締結する複数の本体締結部材１１５と、を含みうる。

これにより、前輪１０１の内部に支持体内部本体１１１を配置する一方、前輪１０１の外部に支持体外部本体１１４を配置し、本体締結部材１１５を締結して支持体外部本体１１４と支持体内部本体１１１とを一体に連結させることにより、前輪支持体１１０を前輪１０１に容易に設置することができる。分解は、反対方法で実行すれば良い。

支持体内部本体１１１には、シャフト下部結合台１１２とシャフト上部結合台１１３とが結合する。シャフト下部結合台１１２とシャフト上部結合台１１３は、支持体内部本体１１１と一体型構造を成す。

シャフト下部結合台１１２は、支持体内部本体１１１の一側下部に連結され、ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０を成す回転シャフト１３３の下端部が結合する場所を成す。

そして、シャフト上部結合台１１３は、支持体内部本体１１１の一側上部に連結され、回転シャフト１３３の上端部が結合する場所を成す。

このように、前輪支持体１１０が前輪１０１に組み立てられ、前輪支持体１１０のシャフト下部結合台１１２とシャフト上部結合台１１３とを通じてナックルアーム角度調節アセンブリー１３０が連結されるために、前輪支持体１１０とナックルアーム角度調節アセンブリー１３０、そして、前輪１０１は、１つの塊で連結された構造を取る。

一方、ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０は、前輪１０１に対する操向時に、前輪１０１と共に動くナックルアーム１２０が一側に連結され、ナックルアーム１２０の傾斜角設定のために、前輪支持体１１０の一側に角度調節可能に結合する。

本実施形態において、ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０は、鋸歯方式、すなわち、セレーション１３４ａ、１４１ａ（図１６参照）方式を通じて前輪支持体１１０に対して既定の角度ほど角度調節が可能な鋸歯式ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０で適用される。

本実施形態のように、鋸歯式ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０が適用されれば、従来のダブルナットを利用した精密なネジ調整方式よりもナックルアーム１２０の傾斜角設定作業を容易かつ迅速に進めるということはもとより、角度調整が遥かに正確になるという利点がある。

主に、図１５ないし図１６に詳細に示されたように、鋸歯式ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０は、アセンブリーボディー１３１と、アセンブリーボディー１３１の回転軸心を形成する回転シャフト１３３と、回転シャフト１３３と連結され、回転シャフト１３３と一体化するが、一側に第１セレーション１３４ａが形成される角度調節モジュール１３４と、角度調節モジュール１３４を前輪支持体１１０の一側に拘束させるモジュール拘束部１４０と、を含みうる。

アセンブリーボディー１３１は、鋸歯式ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０の骨組を成す。アセンブリーボディー１３１に回転シャフト１３３、角度調節モジュール１３４などの構造物が位置別に搭載される。

アセンブリーボディー１３１には、ナックルアーム１２０が連結されるアーム連結台１３２が形成される。非円形断面構造を有するナックルアーム１２０は、一端部がアーム連結台１３２に連結された後、ナックルアーム支持ユニット１６５のアーム貫通支持台１６５ａに他端部が露出されるように連結される。したがって、ナックルアーム支持ユニット１６５が動作すれば、ナックルアーム１２０が回転しながら前輪１０１が操向される。

回転シャフト１３３は、アセンブリーボディー１３１の回転軸心を形成するが、その両端部がアセンブリーボディー１３１の外側に露出されるように結合する。

本実施形態のように、回転シャフト１３３の両端部がアセンブリーボディー１３１の外側に露出されるように設けられるために、このような回転シャフト１３３の両端部に上下駆動懸架装置１５０と前輪支持体１１０とが組み立てられる。したがって、これらが、前輪１０１と共に１つの本体で連結される。

角度調節モジュール１３４は、回転シャフト１３３と連結され、回転シャフト１３３と一体化する構造物である。このような角度調節モジュール１３４の一側に第１セレーション１３４ａが形成される。

図１６を参照して、ナックルアーム１２０の傾斜角設定作業について簡単に敷衍説明する。本実施形態の場合、角度調節モジュール１３４の第１セレーション１３４ａにモジュール拘束部１４０を成すモジュール拘束用メインブロック１４１の第２セレーション１４１ａがネジ式で噛み合うが、モジュール拘束用メインブロック１４１が前輪支持体１１０のシャフト上部結合台１１３に締結される方式なので、モジュール拘束用メインブロック１４１を解いて、回転シャフト１３３と一体型である角度調節モジュール１３４を所望の角度ほど回転させた後、第１及び第２セレーション１３４ａ、１４１ａを互いに拘束させながら、モジュール拘束用メインブロック１４１を前輪支持体１１０のシャフト上部結合台１１３に固定すれば、非常に簡単にナックルアーム１２０の傾斜角設定作業を進めることができる。

特に、第１及び第２セレーション１３４ａ、１４１ａを通じて１ピッチずつ回転させながら、ナックルアーム１２０の傾斜角設定作業を進めることができて、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）に対するナックルアーム１２０の傾斜角設定作業を迅速かつ精密に行えるという長所がある。

鋸歯式ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０を成すモジュール拘束部１４０についてさらに説明すれば、モジュール拘束部１４０は、角度調節モジュール１３４を前輪支持体１１０の一側に拘束させる役割を果たす。

このようなモジュール拘束部１４０は、角度調節モジュール１３４の第１セレーション１３４ａと噛み合う第２セレーション１４１ａとを備えるモジュール拘束用メインブロック１４１と、モジュール拘束用メインブロック１４１を前輪支持体１１０に締結するメイン締結部材１４２と、を含みうる。

モジュール拘束用メインブロック１４１の一側には、モジュール拘束用サブブロック１４３が設けられる。モジュール拘束用サブブロック１４３は、モジュール拘束用メインブロック１４１の側部でモジュール拘束用メインブロック１４１を支持する役割を果たす。モジュール拘束用サブブロック１４３とモジュール拘束用メインブロック１４１は、ブロック締結部材１４４を通じて締結されて一体型を成しうる。

もちろん、モジュール拘束用サブブロック１４３なしにモジュール拘束用メインブロック１４１のみで角度調節モジュール１３４を支持することができるが、モジュール拘束用サブブロック１４３をさらに適用すれば、さらに安定的でありながらも、強い力で角度調節モジュール１３４を支持できるという長所がある。モジュール拘束用サブブロック１４３は、サブ締結部材１４５によって前輪支持体１１０に締結される。

モジュール拘束用メインブロック１４１とモジュール拘束用サブブロック１４３が、車体フレーム１０４のシャフト上部結合台１１３に結合できるように、シャフト上部結合台１１３には、複数のメイン締結部材１４２とサブ締結部材１４５とが通過する第１及び第２通過ホール１１３ａ、１１３ｂが形成される。

この際、モジュール拘束用メインブロック１４１とモジュール拘束用サブブロック１４３には、第１及び第２通過ホール１１３ａ、１１３ｂを通過したメイン締結部材１４２とサブ締結部材１４５とが締結される第１及び第２締結ホール１４１ｂ、１４３ａが形成されるが、第２締結ホール１４３ａとは異なって、第１締結ホール１４１ｂが長孔からなる。したがって、部品間の組立公差を合わせるのに効果的である。

そして、モジュール拘束用メインブロック１４１とモジュール拘束用サブブロック１４３とが接するシャフト上部結合台１１３の下端部には、段差部１１３ｃが形成される。図１４に拡大されたように、段差部１１３ｃにモジュール拘束用サブブロック１４３が配される形態であって、モジュール拘束用サブブロック１４３が押されず、安定してモジュール拘束用メインブロック１４１を支持させる。

一方、前述したように、本実施形態による自律走行車１００の場合、図１に示されたアッカーマン・ジャントー方式の滑り現象を無くす方案として、自律走行車１００の操向あるいは走行、緩衝のための動力伝達構造がリンク運動のない直線運動で適用される。これについて説明する。

本実施形態による自律走行車１００には、前輪１０１の操向のための駆動力を発生させる操向モータ１６１が設けられる。

そして、操向モータ１６１の駆動力を一対の前輪１０１に提供するために、本実施形態による自律走行車１００には、ピニオン１７０及びラック１６２が適用され、ラック１６２に運動伝達部材１６３が連結され、運動伝達部材１６３にナックルアーム１２０を支持するナックルアーム支持ユニット１６５が連結される。

したがって、操向モータ１６１が駆動してピニオン１７０を回転させれば、ピニオン１７０の回転運動がラック１６２と運動伝達部材１６３の直線運動で伝達され、運動伝達部材１６３がナックルアーム支持ユニット１６５を引っ張るか、押す動作によってナックルアーム支持ユニット１６５に支持されたナックルアーム１２０が回転しながら前輪１０１を操向させることができる。これについてさらに具体的に調べる。

操向モータ１６１は、前輪１０１の操向のための駆動力を発生させるモータである。このような操向モータ１６１にピニオン１７０が連結される。本実施形態において、操向モータ１６１は、車体フレーム１０４に位置固定されるように搭載されるために、ピニオン１７０は、正位置で回転する形態を取る。

ピニオン１７０は、操向モータ１６１と連結され、操向モータ１６１によって回転する構造物である。そして、ラック１６２は、ピニオン１７０と噛合し、ピニオン１７０の回転運動を直線運動に伝達する役割を果たす。

通常の平歯車形態のピニオンが適用されることもあるが、本実施形態の場合、以下の構造のピニオン１７０を適用している。すなわち、本実施形態に適用されるピニオン１７０は、円盤状を有するピニオンボディー１７１と、ピニオンボディー１７１の円周方向に沿ってピニオンボディー１７１に等間隔で連結され、ラック１６２に形成される歯１６２ａの歯形に互いに対応しながら回転動力を提供する複数の動力伝達ピン１７２と、を含む。

この際、動力伝達ピン１７２は、ピニオンボディー１０１で円状の配列構造を有し、ラック１６２に形成される歯１６２ａの歯形に互いに対応しながら回転する。

これにより、操向モータ１６１の作用によってピニオン１７０が正位置で回転運動すれば、ピニオン１７０の動力伝達ピン１７２がラック１６２に形成される歯１６２ａの噛み合わされることにより、ラック１６２が直線運動する。そうすると、ラック１６２と一体に連結される運動伝達部材１６３が前方フレームカバー１０５を通じて車体フレーム１０４に拘束されたリニアガイド１６８によってガイドされながら、水平、すなわち、左右に直線運動し、これにより、運動伝達部材１６３の両端部に連結されるナックルアーム支持ユニット１６５を通じてナックルアーム１２０を左右に回転させながら前輪１０１が動くように、すなわち、操向させる。

参考までに、リニアガイド１６８は、操向モータ１６１を支持するモータ支持台１６９と共に前方フレームカバー１０５に固定され、前方フレームカバー１０５は、車体フレーム１０４と連結される形態を取る。このように位置固定された構造物である車体フレーム１０４にリニアガイド１６８が位置固定された状態でリニアガイド１６８に運動伝達部材１６３が連結されてガイドされるために、運動伝達部材１６３の水平直線運動を安定して引き出すことができる。

前述したように、前輪１０１領域には、ナックルアーム１２０を支持するナックルアーム支持ユニット１６５が設けられる。ナックルアーム支持ユニット１６５は、ナックルアーム１２０が貫通しながら支持されるアーム貫通支持台１６５ａと、アーム貫通支持台１６５ａの外側でアーム貫通支持台１６５ａを支持するユニットサポーター１６５ｂと、ユニットサポーター１６５ｂに回転自在に連結され、運動伝達部材１６３の端部に形成される貫通部１６３ａに配されて固定される回転ヘッド部１６５ｃと、を含みうる。ナックルアーム１２０とアーム貫通支持台１６５ａとが非円形断面結合構造を成すために、ナックルアーム１２０は、アーム貫通支持台１６５ａ内で空回りしない。

そして、前述したラック１６２に運動伝達部材１６３が連結されて一体型を成す。すなわち、運動伝達部材１６３は、ラック１６２に結合するが、両端部が一対のナックルアーム支持ユニット１６５に回転自在に連結され、ラック１６２の直線運動をナックルアーム１２０の回転運動に伝達する役割を果たす。

このように、本実施形態は、運動伝達部材１６３の直線運動でナックルアーム１２０を回転させながら前輪１０１を操向する直線回転転がり運動方式であって、以前のように、リンク構造が不要であり、これにより、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）の変化発生を無くすことができ、さらにスライディング摩耗発生の最小化に寄与することができる。

一方、同じ概念として、もし、車体に加えられる振動などを無くすための懸架装置を適用するに当って、図１及び図２の車両に適用された懸架装置のように傾いた方向の懸架装置を適用すれば、これもまた、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）の変化発生に影響を及ぼしうる。これにより、本実施形態では、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）の変化発生に影響が及ばないように上下駆動懸架装置１５０を適用している。

上下駆動懸架装置１５０は、車両に緩衝機能を提供するものであって、ナックルアーム角度調節アセンブリー１３０の回転シャフト１３３を通じてアセンブリーボディー１３１と連結され、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）の変化発生、特に、車幅（Ｗ）の変化を除去するために、上下方向の直線運動のみ行いながら、車体に緩衝力を提供する。上下駆動懸架装置１５０は、一対ずつの前輪１０１と後輪１０２いずれもに独立して搭載される。

このような上下駆動懸架装置１５０は、装置ボディー１５１と、装置ボディー１５１に結合するが、上下方向に緩衝されるバネ１５２と、装置ボディー１５１から延び、アセンブリーボディー１３１の両端部に結合する一対の結合アーム１５３と、装置ボディー１５１の下部に離隔して連結され、車体フレーム１０４に結合する下部ヘッド１５４と、装置ボディー１５１の上部に離隔して連結され、車体フレーム１０４に結合する前方フレームカバー１０５に拘束される上部ヘッド１５５と、を含みうる。

再び図３及び図４、そして、図１７ないし図１９を参照すれば、本実施形態による自律走行車１００には、車両の走行駆動のための手段として、一対の後輪駆動部１８１、駆動力共用提供部１８２及び後輪運動伝達部１８３が搭載される。

一対の後輪駆動部１８１は、後輪１０２にそれぞれ連結され、後輪１０２に駆動力を提供する。

駆動力共用提供部１８２は、一対の後輪駆動部１８１の駆動のための駆動力を共用で提供する。このような駆動力共用提供部１８２は、サポーター１８６によって支持された状態で運動伝達部１８３と連結される。サポーター１８６は、後方フレームカバー１０６を通じて車体フレーム１０４に連結される。結果として、駆動力共用提供部１８２は、車体フレーム１０４に安定して位置固定された形態を取る。

本実施形態において、駆動力共用提供部１８２は、駆動力を発生させるエンジンと、エンジンの速度を減速する減速機と、差動歯車と、がモジュール式で複合されて設けられる複合装置で適用される。このように、前記の機能が一体化された駆動力共用提供部１８２が適用される場合、モジュール化されて、組み立て及びメンテナンスが便利であり、特に、軽薄短小の具現が可能な長所を提供することができる。

後輪運動伝達部１８３は、駆動力共用提供部１８２と一対の後輪駆動部１８１との間にそれぞれ連結され、駆動力共用提供部１８２の運動を一対の後輪駆動部１８１に伝達する。

本実施形態において、後輪運動伝達部１８３が、シュミットカップリングで適用される。シュミットカップリングは、効率的でありながらも、動力伝達の連続性が保証されるカップリングであり、大きな偏心が発生する場合にも、運動とトルクとを正確に伝達する。言い換えれば、シュミットカップリングは、大きな偏心を吸収する時も、相対軸との左右距離は変わらない長所を提供するが、このようなシュミットカップリングを後輪運動伝達部１８３で適用することにより、以前のように、後車軸にユニバーサルジョイントなどを使用する必要がない。

以下、ナックルアーム１２０の傾斜角設定作業について説明する。

まず、メイン締結部材１４２とサブ締結部材１４５とを解いて、モジュール拘束用メインブロック１４１とモジュール拘束用サブブロック１４３との拘束を解除する。モジュール拘束用メインブロック１４１とモジュール拘束用サブブロック１４３との拘束を解除すれば、第１及び第２セレーション１３４ａ、１４１ａのネジ噛み合いが解除されるために、この状態で角度調節モジュール１３４を通じてアセンブリーボディー１３１の回転シャフト１３３を所望の角度ほど回転させる。

前述したように、角度調節モジュール１３４に第１セレーション１３４ａが形成されるために、１ピッチずつ回転させながら、ナックルアーム１２０の傾斜角設定作業を進めることができる。

次に、ナックルアーム１２０の傾斜角を合わせた後、角度調節モジュール１３４の第１セレーション１３４ａにモジュール拘束用メインブロック１４１の第２セレーション１４１ａがネジ噛み合わせた後、モジュール拘束用メインブロック１４１の側部にモジュール拘束用サブブロック１４３を配置し、本体締結部材１１５でモジュール拘束用メインブロック１４１とモジュール拘束用サブブロック１４３とを固定する。

その後、メイン締結部材１４２とサブ締結部材１４５とをシャフト上部結合台１１３の第１及び第２通過ホール１１３ａ、１１３ｂにそれぞれ通過させて、モジュール拘束用メインブロック１４１とモジュール拘束用サブブロック１４３との第１及び第２締結ホール１４１ｂ、１４３ａに締結することにより、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）に対するナックルアーム１２０の傾斜角設定作業を迅速かつ精密に行える。

前述したような構造で作用を行う本実施形態によれば、車幅（Ｗ）または車長（Ｌ）に対するナックルアーム１２０の傾斜角設定またはセッティング作業を従来よりも正確でありながらも、容易かつ迅速に進めることができて、車両の量産性の確保に寄与できるということはもとより、自律操向及び走行時に、経路離脱誤差を最小化させうる。

このように、本発明は、記載の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を外れずに多様な修正及び変形できるということは、当業者に自明である。したがって、そのような修正例や変形例は、本発明の特許請求の範囲に属するものと言わなければならない。

本発明は、自律走行のための自動車分野に用いられる。

Claims (16)

1. 前輪と一体に連結され、前記前輪を支持する前輪支持体と、
   前記前輪に対する操向時に、前記前輪と共に動くナックルアームが一側に連結され、前記ナックルアームの傾斜角設定のために、前記前輪支持体の一側に角度調節可能に結合するナックルアーム角度調節アセンブリーと、
   を含み、
   前記ナックルアーム角度調節アセンブリーは、鋸歯方式を通じて前記前輪支持体に対して既定の角度ずつ角度調節が可能な鋸歯式ナックルアーム角度調節アセンブリーであり、
   前記鋸歯式ナックルアーム角度調節アセンブリーは、
   前記ナックルアームが連結されるアーム連結台を備えるアセンブリーボディーと、
   前記アセンブリーボディーにその両端部が露出されるように結合し、前記アセンブリーボディーの回転軸心を形成する回転シャフトと、
   前記回転シャフトと連結され、前記回転シャフトと一体化するが、一側に第１セレーションが形成される角度調節モジュールと、
   前記角度調節モジュールを前記前輪支持体の一側に拘束させるモジュール拘束部と、
   を含むことを特徴とする、自律走行車。
2. 前記モジュール拘束部は、
   前記角度調節モジュールの第１セレーションと噛み合う第２セレーションを備えるモジュール拘束用メインブロックと、
   前記モジュール拘束用メインブロックを前記前輪支持体に締結するメイン締結部材と、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の自律走行車。
3. 前記モジュール拘束部は、
   前記モジュール拘束用メインブロックの側部で前記モジュール拘束用メインブロックを支持するモジュール拘束用サブブロックと、
   前記モジュール拘束用サブブロックと前記モジュール拘束用メインブロックとを締結するブロック締結部材と、
   前記モジュール拘束用サブブロックを前記前輪支持体に締結するサブ締結部材と、
   をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の自律走行車。
4. 前記前輪支持体は、
   前記前輪の内部に配される支持体内部本体と、
   前記支持体内部本体の一側下部に連結され、前記回転シャフトの下端部が結合するシャフト下部結合台と、
   前記支持体内部本体の一側上部に連結され、前記回転シャフトの上端部が結合するシャフト上部結合台と、
   前記前輪を挟んで前記支持体内部本体の反対側で前記前輪を支持する支持体外部本体と、
   前記支持体外部本体と前記支持体内部本体とを締結する複数の本体締結部材と、
   を含むことを特徴とする、請求項３に記載の自律走行車。
5. 前記シャフト上部結合台に前記メイン締結部材と前記サブ締結部材とが通過する第１及び第２通過ホールが形成され、
   前記モジュール拘束用メインブロックと前記モジュール拘束用サブブロックには、前記第１及び第２通過ホールを通過した前記メイン締結部材と前記サブ締結部材とが締結される第１及び第２締結ホールが形成されるが、前記第１締結ホールが長孔からなることを特徴とする、請求項４に記載の自律走行車。
6. 前記モジュール拘束用メインブロックと前記モジュール拘束用サブブロックとが接する前記シャフト上部結合台の下端部に段差部が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の自律走行車。
7. 前記ナックルアーム角度調節アセンブリーの回転シャフトを通じて前記アセンブリーボディーと連結され、車幅の変化を除去するために、上下方向の直線運動のみ行いながら、車体に緩衝力を提供する上下駆動懸架装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の自律走行車。
8. 前記上下駆動懸架装置は、前記前輪と前記前輪の反対側に配される後輪いずれもに独立して搭載されることを特徴とする、請求項７に記載の自律走行車。
9. 前記上下駆動懸架装置は、
   装置ボディーと、
   前記装置ボディーに結合するが、上下方向に緩衝されるバネと、
   前記装置ボディーから延び、前記アセンブリーボディーの両端部に結合する一対の結合アームと、
   前記装置ボディーの下部に離隔して連結され、車体フレームに結合する下部ヘッドと、
   前記装置ボディーの上部に離隔して連結され、前記車体フレームに結合する前方フレームカバーに拘束される上部ヘッドと、
   を含むことを特徴とする、請求項７に記載の自律走行車。
10. 前記前輪の操向のための駆動力を発生させる操向モータと、
    前記操向モータと連結され、前記操向モータによって回転するピニオンと、
    前記ピニオンと噛合し、前記ピニオンの回転運動を直線運動に伝達するラックと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の自律走行車。
11. 一対の前記前輪領域で前記ナックルアームを支持するナックルアーム支持ユニットと、
    前記ラックに結合するが、両端部が一対の前記ナックルアーム支持ユニットに回転自在に連結され、前記ラックの直線運動を前記ナックルアームの回転運動に伝達する運動伝達部材と、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の自律走行車。
12. 前記ナックルアーム支持ユニットは、
    前記ナックルアームが貫通しながら支持されるアーム貫通支持台と、
    前記アーム貫通支持台の外側で前記アーム貫通支持台を支持するユニットサポーターと、
    前記ユニットサポーターに回転自在に連結され、前記運動伝達部材の端部に形成される貫通部に配されて固定される回転ヘッド部と、
    を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の自律走行車。
13. 前記ピニオンは、
    円盤状を有するピニオンボディーと、
    前記ピニオンボディーの円周方向に沿って前記ピニオンボディーに等間隔で連結され、前記ラックに形成される歯の歯形に互いに対応しながら回転動力を提供する複数の動力伝達ピンと、
    を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の自律走行車。
14. 前記前輪の反対側に一対に配される後輪にそれぞれ連結され、前記後輪に駆動力を提供する一対の後輪駆動部と、
    前記一対の後輪駆動部の駆動のための駆動力を共用で提供する駆動力共用提供部と、
    前記駆動力共用提供部と前記一対の後輪駆動部との間にそれぞれ連結され、前記駆動力共用提供部の運動を前記一対の後輪駆動部に伝達する後輪運動伝達部と、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の自律走行車。
15. 前記駆動力共用提供部は、駆動力を発生させるエンジンと、前記エンジンの速度を減速する減速機と、差動歯車と、がモジュール式で複合されて設けられることを特徴とする、請求項１４に記載の自律走行車。
16. 前記後輪運動伝達部が、シュミットカップリングであることを特徴とする、請求項１４に記載の自律走行車。