KR101257861B1 - Steering apparatus of electric drive vehicle - Google Patents
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Abstract
전기 구동 차량의 조향 시스템이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 조향 시스템은 조향휠의 회전각도를 검출하여 감지신호로 출력하는 조향각감지부와, 조향각감지부의 감지신호를 수신받아 조향에 필요한 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어부의 제어신호에 따라 각각 동작하는 다수의 모터를 가지고, 모터 각각에 의해 회전하는 휠이 나란하게 다수로 마련되며, 휠이 조향을 위한 각도로 회전하도록 휠 사이에 회전축이 마련되는 휠어셈블리를 포함한다.A steering system of an electric drive vehicle is provided. According to an embodiment, the steering system includes a steering angle detection unit for detecting a rotation angle of the steering wheel and outputting it as a detection signal, a control unit receiving the detection signal of the steering angle detection unit and outputting a control signal for steering, and a control signal of the control unit. According to the present invention, there are a plurality of motors, each of which operates in accordance with a plurality of wheels, which are rotated by each of the motors.
Description
본 발명은 전기 구동 차량의 조향 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조향 시스템을 전기 구동 방식을 가진 다수의 휠(Active Split Offset Caster, ASOC)과 같은 휠어셈블리를 사용하여 각 륜의 독립적 조향각도를 생성함으로써 기존의 조향 시스템을 대체하도록 하기 위한 전기 구동 차량의 조향 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering system of an electric drive vehicle. More particularly, the steering system uses wheel assemblies such as a plurality of wheels (Active Split Offset Caster (ASOC)) having an electric drive type to independently steer the steering angle of each wheel. The invention relates to a steering system of an electric drive vehicle for creating a replacement for an existing steering system.
일반적으로, 차량의 조향장치는 조향 차륜의 정렬 상태를 전환시켜서 주행중인 차량의 진행 방향을 임의로 바꾸기 위한 것으로서, 차량의 전륜이나 후륜 또는 4륜을 각각 적합한 각도로 조정하여 차량의 주행 방향을 조정할 수 있도록 하며, 통상적으로 운전자에 의한 조향휠의 조향 조작력이 조향 기어 및 링크 등에 전달되어 차륜의 너클 암이 회동하게 됨으로써 차량의 진행 방향을 바꾸어 준다. 한편, 최근에는 화석 연료의 연소로 인한 환경 오염 문제와 화석 연료의 소모로 인한 대체 에너지의 문제가 대두되면서 구동원으로서 전기를 사용하는 전기 구동 차량에 대한 개발이 활발하게 진행되고 있다.In general, the steering device of the vehicle is to arbitrarily change the traveling direction of the driving vehicle by switching the alignment state of the steering wheel, and may adjust the driving direction of the vehicle by adjusting the front wheel, the rear wheel, or the four wheels of the vehicle at a suitable angle, respectively. In general, the steering operation force of the steering wheel by the driver is transmitted to the steering gear and the link to change the direction of travel of the vehicle by rotating the knuckle arm of the wheel. On the other hand, as the problem of environmental pollution due to the burning of fossil fuels and the problem of alternative energy due to the consumption of fossil fuels has recently emerged, the development of electric drive vehicles using electricity as a driving source has been actively progressed.
이와 같이 전기로 구동하는 방식의 차량은 모터의 구동력을 이용하여 주행하게 되는데, 이러한 전기 구동 차량의 조향 시스템은 기존의 기계적 조향 시스템을 개조함으로써 모터를 이용하여 전기적인 신호에 의해 구동되도록 구성되어 있다. 하지만, 종래의 전기 구동 차량은 기존의 기계적 조향 시스템을 이용할 경우 차량의 무게가 증가함으로써 전기의 소모를 증가시킬 뿐만 아니라, 차량의 제조 비용을 증가시키고, 이로 인해 상용화에 장애를 초래하였다. In this way, the electric vehicle is driven using the driving force of the motor. The steering system of the electric drive vehicle is configured to be driven by an electric signal using a motor by modifying an existing mechanical steering system. . However, the conventional electric drive vehicle not only increases the consumption of electricity by increasing the weight of the vehicle when using the conventional mechanical steering system, but also increases the manufacturing cost of the vehicle, thereby causing obstacles to commercialization.
또한, 종래의 전기 구동 차량은 기존의 기계적 조향 시스템의 채용으로 인해 차량의 외형을 자유롭게 설계하기가 어렵고, 이로 인해 차량의 용도 및 기능에 적합한 외관과 세련된 디자인을 구현하는데 어려움이 따르는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 전기 구동 차량은 기계적 조향 시스템의 조향각 생성에 한계를 가짐으로써 회전 반경의 최소화 구현이 어렵게 되는 문제점을 가지고 있었다. In addition, the conventional electric drive vehicle has a problem that it is difficult to design the appearance of the vehicle freely due to the adoption of the conventional mechanical steering system, and thus has a difficulty in implementing the appearance and refined design suitable for the use and function of the vehicle. In addition, the conventional electric drive vehicle has a problem that it is difficult to implement the minimization of the turning radius by having a limit in the steering angle generation of the mechanical steering system.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전기 구동 방식을 이용하여 구동과 조향을 함께 수행함으로써 기존 차량에 적용되는 기계적 조향 장치를 제거하도록 하고, 이로 인해 차량의 무게 및 전기의 소모량을 줄이도록 하며, 차량의 용도 및 기능에 적합한 외관 및 세련된 디자인의 구현을 가능하도록 함과 아울러 구조 설계를 자유롭게 할 수 있도록 한다.In order to solve the conventional problems as described above, the present invention is to remove the mechanical steering device applied to the existing vehicle by performing the driving and steering together using the electric drive method, and thus the weight of the vehicle and the consumption of electricity It is possible to reduce the design, to realize the appearance and refined design suitable for the use and function of the vehicle, and to free the structural design.
또한, 본 발명은 기존 기계적 조향 장치의 조향각 생성의 한계로 인한 회전 반경 축소의 어려움을 해결함으로써 휠의 조향각도를 크게 하여 작은 회전 반경의 구현이 가능하도록 하고, 차량의 네트워크 기반 제어에 적합하도록 시스템을 구성할 수 있도록 한다. 이러한 과제는 예시적으로 제시되었고, 본 발명의 범위가 이러한 과제에 의해서 제한되는 것은 아니다.In addition, the present invention solves the difficulty of reducing the turning radius due to the limitation of the steering angle generation of the existing mechanical steering device to increase the steering angle of the wheel to implement a small turning radius, the system to be suitable for network-based control of the vehicle Allows you to configure These tasks are presented by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these tasks.
본 발명의 일 관점에 따른 전기 구동 차량의 조향 시스템이 제공된다. 조향휠의 회전각도를 검출하여 감지신호로 출력하는 조향각감지부가 제공된다. 제어부는 상기 조향각감지부의 감지신호를 수신받아 조향에 필요한 제어신호를 출력한다. 상기 제어부의 제어신호에 따라 각각 동작하는 다수의 모터를 가지고, 상기 모터 각각에 의해 회전하는 휠이 나란하게 다수로 마련되며, 상기 휠이 조향을 위한 각도로 회전하도록 상기 휠 사이에 회전축이 마련되는 휠어셈블리가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a steering system of an electric drive vehicle is provided. A steering angle detector for detecting a rotation angle of a steering wheel and outputting the detected steering signal is provided. The control unit receives the detection signal of the steering angle detector and outputs a control signal for steering. It has a plurality of motors each operating in accordance with the control signal of the control unit, a plurality of wheels to be rotated in parallel by each of the motor is provided side by side, the rotation axis is provided between the wheels so that the wheel to rotate at an angle for steering Wheel assembly is provided.
상기 조향각감지부는, 상기 휠로부터 반력을 상기 조향휠에 전달하도록 설치되는 반력유닛; 및/또는 상기 반력유닛을 통해 상기 조향휠의 회전각도를 검출하여 상기 제어부로 감지신호를 출력하는 엔코더를 포함할 수 있다.The steering angle detection unit, the reaction force unit is installed to transfer the reaction force from the wheel to the steering wheel; And / or an encoder for detecting a rotation angle of the steering wheel through the reaction force unit and outputting a detection signal to the controller.
상기 휠어셈블리는, 상기 다수의 휠이 제 1 및 제 2 휠로 이루어지고, 상기 다수의 모터가 상기 제 1 및 제 2 휠의 내측에 각각 장착되어 연결축으로 서로 연결되는 제 1 및 제 2 인휠모터로 이루어지며, 상기 회전축이 상기 연결축에 수직되게 연결될 수 있다.The wheel assembly may include a plurality of first and second wheels, wherein the plurality of wheels are first and second wheels, and the plurality of motors are respectively mounted inside the first and second wheels and connected to each other by a connecting shaft. It consists of, the rotation axis may be connected perpendicular to the connecting shaft.
상기 휠어셈블리는, 상기 회전축이 상기 연결축에 전방 또는 후방으로 옵셋(offset)을 이루도록 수직되게 연결될 수 있다.The wheel assembly may be vertically connected such that the rotation shaft is offset to the connecting shaft forward or backward.
상기 휠어셈블리는, 상기 회전축이 상기 연결축으로부터 이격되는 옵셋길이가 상기 연결축 길이의 2분의 1에 해당될 수 있다.The wheel assembly may have an offset length at which the rotating shaft is spaced apart from the connecting shaft and corresponds to one-half the length of the connecting shaft.
상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2 휠의 회전방향을 달리하도록 상기 제 1 및 제 2 인휠모터를 제어함으로써 조향이 이루어지도록 할 수 있다.The controller may control steering of the first and second in-wheel motors so as to change rotation directions of the first and second wheels.
상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2 휠의 회전속도를 달리하도록 상기 제 1 및 제 2 인휠모터를 제어함으로써 조향이 이루어지도록 할 수 있다.The controller may control steering of the first and second in-wheel motors so as to vary rotation speeds of the first and second wheels.
상기 휠어셈블리는, 상기 전기 구동 차량에 다수로 마련될 수 있다.The wheel assembly may be provided in plurality in the electric drive vehicle.
상기 조향각감지부의 감지신호를 CAN 통신 또는 플렉스레이(FlexRay) 통신에 의해 상기 제어부로 전달하기 위한 제 1 통신부를 더 포함할 수 있다.The electronic device may further include a first communication unit configured to transfer the detection signal of the steering angle detector to the controller by CAN communication or FlexRay communication.
상기 제어부의 제어신호를 CAN 통신 또는 플렉스레이(FlexRay) 통신에 의해 상기 모터로 전달하기 위한 제 2 통신부를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a second communication unit for transmitting the control signal to the motor by CAN communication or FlexRay communication.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 구동 차량의 조향 시스템에 의하면, 전기 구동 방식을 이용하여 구동과 조향을 함께 수행함으로써 기존 차량에 적용되는 기계적 조향 장치를 제거할 수 있고, 이로 인해 차량의 무게 및 전기의 소모량을 줄일 수 있으며, 차량의 용도 및 기능에 적합한 외관 및 세련된 디자인의 구현을 가능하도록 함과 아울러 구조 설계를 자유롭게 할 수 있다.According to the steering system of an electric drive vehicle according to an embodiment of the present invention, by performing the driving and steering together by using the electric drive method, it is possible to remove the mechanical steering device applied to the existing vehicle, thereby reducing the weight and It is possible to reduce the consumption of electricity, to realize the appearance and refined design suitable for the use and function of the vehicle and to free the structural design.
본 발명은 기존 기계적 조향 장치의 조향각 생성의 한계로 인한 회전 반경의 축소 한계를 해결함으로써 휠의 조향각도를 크게 생성하여 작은 회전 반경의 구현이 가능하며, 차량의 네트워크 기반 제어에 적합하도록 시스템을 구성할 수 있다.The present invention solves the limitation of the reduction of the turning radius due to the limitation of the steering angle generation of the existing mechanical steering device, thereby making the steering angle of the wheel larger, thereby realizing a small turning radius, and configuring the system to be suitable for network-based control of the vehicle. can do.
또한, 본 발명은 별도의 조향 시스템을 장착하지 않아도 구동을 위한 구동 장치의 동력 차이를 이용하여 조향을 구현할 수 있다.In addition, the present invention can implement steering by using the power difference of the driving device for driving even without a separate steering system.
또한, 본 발명은 전기 구동 방식을 가진 2개의 조합된 휠(Active Split Offset Caster, ASOC) 1조를 이용하여 전륜 조향을 구현할 수 있고, 2조를 이용하여 기존의 전륜을 대체하도록 구성할 수 있으며, 4조를 이용하여 기존 차량의 모든 휠을 대체하도록 구성함으로써 차량이 제자리에서 모든 방향으로의 움직임이 가능하게 되며, 이로 인해 옆으로 이동하여 좁은 공간에서의 주차가 가능할 수 있다.In addition, the present invention can implement the front wheel steering by using a pair of two wheels (Active Split Offset Caster, ASOC) with an electric drive method, it can be configured to replace the existing front wheel using two sets In addition, by configuring four wheels to replace all the wheels of the existing vehicle, the vehicle can move in all directions in place, thereby moving sideways to allow parking in a narrow space.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 구동 차량의 조향 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 구동 차량의 조향 시스템에 마련된 휠어셈블리의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 구동 차량의 조향 시스템에 마련된 휠어셈블리를 도시한 측면도이다.1 is a block diagram showing a steering system of an electric drive vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the operation of the wheel assembly provided in the steering system of the electric drive vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view illustrating a wheel assembly provided in a steering system of an electric drive vehicle according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. In the drawings, the components may be exaggerated or reduced in size for convenience of description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 구동 차량의 조향 시스템을 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing a steering system of an electric drive vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 구동 차량의 조향 시스템(100)은 조향휠(1)의 회전각도를 검출하기 위한 조향각감지부(110)와, 조향각감지부(110)의 감지신호를 수신받는 제어부(120)와, 제어부(120)에 의해 제어되어 조향이 이루어지도록 하는 휠어셈블리(130)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, a steering system 100 of an electric drive vehicle according to an embodiment of the present invention includes a
조향각감지부(110)는 조향휠(1)의 회전각도를 검출하여 감지신호를 출력하는데, 이를 위해 조향휠(1)의 회전각도를 직접 검출하는 조향각엔코더를 포함하거나, 본 실시예에서처럼 휠(133, 134)로부터 반력을 조향휠(1)에 전달하도록 설치되는 반력유닛(111)과, 반력유닛(111)을 통해 조향휠(1)의 회전각도를 검출하여 제어부(120)로 감지신호를 출력하는 엔코더(112)를 포함할 수 있다. 나아가, 조향각감지부(110)는 차량 통신 및 반력 제어를 위하여 조향휠제어부를 포함할 수 있다. The steering
반력유닛(111)은 예컨대, 차량에 설치된 속도센서를 통해서 검출되는 차량의 속도, 요속도, 가속도 등에 따라 운전자가 조향 반력을 느낄 수 있도록 구동되는 액추에이터를 포함할 수 있는데, 액추에이터는 일례로 반력 제공용 모터로 이루어질 수 있다. 엔코더(112)는 반력유닛(111)이 반력 제공용 모터를 포함하는 경우 이러한 반력 제공용 모터의 회전축이나 반력 제공용 모터에 의해 회전하게 되는 회전체에 대한 회전각도를 검출함으로써 조향휠(1)의 회전각도를 검출할 수도 있다.The
제어부(120)는 조향각감지부(110), 구체적으로 엔코더(112)의 감지신호를 수신받아 조향에 필요한 제어신호를 출력한다. 일례로 제어부(120)는 엔코더(112)의 감지신호를 통해서 조향휠(1)의 조향각도를 산출하고, 조향각도에 해당하는 조향을 위하여 모터(131, 132) 각각이 기설정된 회전방향, 회전속도 또는 회전량을 가지도록 모터(131, 132)를 제어한다.The
휠어셈블리(130)는 제어부(120)의 제어신호에 따라 각각 동작하는 다수의 모터(131, 132)를 가지고, 모터(131, 132) 각각에 의해 회전하는 휠(133, 134)이 나란하게 다수로 마련되며, 휠(133, 134)이 조향을 위한 각도로 회전하도록 휠(133, 134) 사이에 회전축(135)이 마련된다.The
휠어셈블리(130)는 모터(131, 132)가 휠(133, 134) 각각에 대응하기 위한 개수로 이루어지고, 일례로 모터(131, 132)와 휠(133, 134) 각각이 2개로 이루어지거나, 그 밖에 다양한 개수로 이루어질 수 있는데, 본 실시예에서처럼 다수의 휠(133, 134)이 제 1 및 제 2 휠(133, 134)로 이루어질 수 있고, 다수의 모터(131, 132)가 제 1 및 제 2 휠(133, 134)의 내측에 각각 장착되어 연결축(도 2의 135a)으로 서로 연결되는 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)로 이루어질 수 있으며, 회전축(135)이 연결축(135a)에 수직되게 연결될 수 있다. The
한편, 회전축(135)이 연결축(135a)에 수직되게 연결된다는 의미는 회전축(135)이 연결축(135a)에 대하여 90도를 이루도록 연결됨에 한정하는 것은 아니며, 90도에 가까운 각도를 이루도록 연결됨을 포함한다. 한편, 회전축(135)은 연결축(135a)과의 사이에 베어링 등을 매개로 회전 가능하게 결합되거나, 연결축(135a)과 일체를 이루도록 결합되어 전기 구동 차량의 차체에 베어링 등을 매개로 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이 회전 가능 부분에 엔코더를 설치하여 휠어셈블리(130)의 회전각이 원하는 각도로 회전이 되었는지 측정하여 제어부(120)에 송신하도록 구성하는 피드백 제어를 통하여 조향 안정성을 확보할 수 있다.Meanwhile, the meaning that the
예를 들어, 휠어셈블리(130)는 차체와 연결될 때 조향 제어 안정성을 확보하기 위하여, 베어링과 함께 엔코더를 포함하여 휠어셈블리(130)의 조향각을 제어부(120)에 송신하여 피드백 제어를 수행할 수 있다. 나아가, 어셈블리(130)는 인휠모터의 구동 및 제어부(120)와의 통신을 위한 모터제어부를 더 포함할 수 있다.For example, in order to secure steering control stability when the
휠어셈블리(130)는 본 실시예에서처럼 전기 구동 차량에 다수, 예컨대 2조를 이루도록 마련될 수 있으며, 이에 한하지 않고, 전기 구동 차량의 전륜이 단일로 이루어지는 경우, 이러한 전기 구동 차량에 1조를 이루도록 마련될 수 있으며, 전기 구동 차량의 모든 차륜을 대체하는 개수로 이루어질 수 있고, 전기 구동 차량에 적어도 3개 이상이 마련되는 경우 전기 구동 차량의 모든 방향 조향이 가능하도록 한다.The
조향각감지부(110)와 제어부(120)는 제 1 통신부(140)에 의해 감지신호를 주고 받을 수 있는데, 이때, 제 1 통신부(140)는 계측 제어 통신망인 CAN(Controller Area Network) 통신 또는 실시간 고속통신을 지원하는 플렉스레이(FlexRay) 통신에 의해 조향각감지부(110), 구제적으로는 엔코더(112)로부터 출력되는 감지신호를 제어부(120)로 전달할 수 있다.The steering
제어부(120)와 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)는 제 2 통신부(150)에 의해 제어신호를 주고 받을 수 있는데, 이때, 제 2 통신부(150)는 CAN 통신 또는 실시간 고속통신을 지원하는 플렉스레이(FlexRay) 통신에 의해 제어부(120)의 제어신호를 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)로 전달할 수 있다.The
도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(도 1의 120)는 조향을 위하여, 제 1 및 제 2 휠(133, 134)의 회전방향을 달리하도록 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)를 제어함으로써 조향이 이루어지도록 할 수 있다. 예컨대 제어부(120)는 제 1 및 제 2 휠(133, 134)을 상반되는 A 방향과 B 방향으로 회전하도록 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)를 제어하고, 이로 인해 제 1 및 제 2 휠(133, 134)이 회전축(135)을 중심으로 C 방향으로 회전하도록 모멘트를 발생시켜서 조향이 이루어지도록 한다. As shown in FIG. 2, the
제어부(120)는 제 1 및 제 2 휠(133, 134)의 회전속도를 달리하도록 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)를 제어함으로써 조향이 이루어지도록 할 수도 있다. 즉, 제어부(120)는 제 1 및 제 2 휠(133, 134) 간에 회전속도를 상대적으로 달리함으로써 제 1 및 제 2 휠(133, 134)이 회전축(135)을 중심으로 모멘트를 유발하여 조향이 이루어지도록 할 수도 있다.The
도 3에서 (a)와 같이, 다른 실시예에 따른 휠어셈블리(230)는 회전축(235)이 연결축(235a)에 전방으로 옵셋(offset)을 이루도록 수직되게 연결되거나, (b)와 같이, 또 다른 실시예에 따른 휠어셈블리(330)는 회전축(335)이 연결축(335a)에 후방으로 옵셋을 이루도록 수직되게 연결될 수 있다. 따라서, 휠어셈블리(230,330)는 ASOC(Active Split Offset Caster)를 이룰 수 있다. As shown in (a) of FIG. 3, the
이때, 휠어셈블리(230,330)는 회전축(235, 335)이 연결축(235a, 335a)으로부터 이격되는 옵셋길이(L)가 연결축(235a, 335a) 길이의 2분의 1에 해당할 수 있다. 따라서, 휠어셈블리(230, 330)가 제자리에서 360도로 모든 방향으로 움직일 수 있는 아이소트로피(isotropy)가 뛰어나도록 한다. 한편, 연결축(235a, 335a)은 회전축(235, 335)의 옵셋 연결을 위하여 꺾임부를 가지는 "ㄴ"자 형상의 연결부 또는 연결부재를 가질 수 있다.In this case, the
이와 같은 본 발명에 따른 전기 구동 차량의 조향 시스템의 작용을 설명하기로 한다.The operation of the steering system of the electric drive vehicle according to the present invention will be described.
운전자가 조향을 위하여 조향휠(1)을 회전시키면, 엔코더(112)가 반력유닛(111)을 통해서 조향휠(1)의 회전각도를 검출하여 제 1 통신부(140)를 통해서 제어부(120)로 출력한다. 제어부(120)는 엔코더(112)의 감지신호를 수신받아 조향휠(1)의 회전각도에 따라 미리 설정된 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)의 회전방향, 회전속도, 회전량에 필요한 제어신호를 제 2 통신부(150)를 통해서 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)에 출력하면, 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132) 각각의 동작에 의해 제 1 및 제 2 휠(133, 134)을 각각 회전시킴으로써 제 1 및 제 2 휠(133, 134)이 회전축(135)을 중심으로 조향에 필요한 각도로 회전하도록 한다.When the driver rotates the steering wheel 1 for steering, the
이와 같이, 전기 구동 방식을 이용하여 구동과 조향을 함께 수행함으로써 기존 차량에 적용되는 기계적 조향 장치를 제거할 수 있고, 이로 인해 차량의 무게 및 전기의 소모량을 줄일 수 있으며, 차량의 용도 및 기능에 합한 외관 및 세련된 디자인의 구현을 가능하도록 함과 아울러 구조 설계를 자유롭게 할 수 있다. 또한, 기존 기계적 조향 장치의 조향각 생성 한계로 인한 회전 반경의 축소에 대한 어려움을 해결함으로써, 휠의 조향각도를 크게 생성하여 작은 회전 반경의 구현이 가능하며, 차량의 네트워크 기반 제어에 적합하도록 시스템을 구성할 수 있다.As such, by performing both driving and steering by using the electric driving method, it is possible to remove the mechanical steering device applied to the existing vehicle, thereby reducing the weight and consumption of the vehicle, and to the purpose and function of the vehicle. The design of the structure can be freely made while enabling the appearance and the refined design. In addition, by solving the difficulty of reducing the turning radius due to the steering angle generation limit of the existing mechanical steering device, it is possible to implement a small turning radius by generating a large steering angle of the wheel, and to make the system suitable for network-based control of the vehicle Can be configured.
또한, 본 발명에 의하면, 별도의 조향 시스템을 장착하지 않아도 구동을 위한 구동 장치의 동력 차이를 이용하여 조향을 구현할 수 있고, 전기 구동 방식을 가진 2개의 조합된 휠(Active Split Offset Caster, ASOC) 1조를 이용하여 전륜 조향을 구현할 수 있고, 2조를 이용하여 기존의 전륜 휠을 대체하도록 구성할 수 있으며, 4조를 이용하여 기존 차량의 모든 휠을 대체하도록 구성함으로써 차량이 제자리에서 모든 방향으로의 움직임이 가능하도록 하며, 이로 인해 전기 구동 차량이 옆으로 이동하여 좁은 공간에서의 주차가 가능해진다. 즉, 전륜 2조의 어셈블리를 이용한 경우 작은 회전 반경으로 차량이 회전할 수 있고, 4조 모든 휠을 휠어셈블리로 채택할 경우 옴니모션을 구현할 수 있어 차량이 횡방향으로도 이동하여 주차 기능까지 구현할 수 있다.In addition, according to the present invention, steering may be implemented by using a power difference of a driving device for driving even without a separate steering system, and two combined wheels having an electric driving method (Active Split Offset Caster, ASOC) Front wheel steering can be implemented using one pair, two wheels can be configured to replace existing front wheels, and four wheels can be configured to replace all wheels of an existing vehicle. This allows the electric vehicle to move sideways, thereby allowing the electric drive vehicle to move to the side and parking in a narrow space. In other words, when the assembly of two front wheels is used, the vehicle can rotate with a small turning radius, and when all four wheels are adopted as the wheel assembly, omni-motion can be implemented, so that the vehicle can move in the lateral direction and implement the parking function. have.
발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 따라서 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.The foregoing description of specific embodiments of the invention has been presented for purposes of illustration and description. Therefore, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention in combination with the above embodiments. Do.
1 : 조향휠 110 : 조향각감지부
111 : 반력유닛 112 : 엔코더
120 : 제어부 130,230,330 : 휠어셈블리
131 : 제 1 인휠모터 132 : 제 2 인휠모터
133 : 제 1 휠 134 : 제 2 휠
135,235,335 : 회전축 135a,235a,335a : 연결축
140 : 제 1 통신부 150 : 제 2 통신부1: steering wheel 110: steering angle detection unit
111: reaction unit 112: encoder
120: control unit 130,230,330: wheel assembly
131: first in-wheel motor 132: second in-wheel motor
133: first wheel 134: second wheel
135,235,335: rotating
140: first communication unit 150: second communication unit
Claims (14)
상기 조향각감지부(110)의 감지신호를 수신받아 조향에 필요한 제어신호를 출력하는 제어부(120); 및
상기 제어부(120)의 제어신호에 따라 각각 동작하는 다수의 모터(131, 132)를 가지고, 상기 모터(131, 132) 각각에 의해 회전하는 휠(133, 134)이 나란하게 다수로 마련되며, 상기 휠(133, 134)이 조향을 위한 각도로 회전하도록 상기 휠(133, 134) 사이에 회전축(135, 235, 225)이 마련되는 휠어셈블리(130, 230, 330);
를 포함하고,
상기 휠어셈블리(130, 230, 330)는, 상기 다수의 휠(133, 134)이 제 1 및 제 2 휠(133, 134)로 이루어지고, 상기 다수의 모터(131, 132)가 상기 제 1 및 제 2 휠(133, 134)의 내측에 각각 장착되어 연결축(135a, 235a, 335a)으로 서로 연결되는 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)로 이루어지며, 상기 회전축(135, 235, 225)이 상기 연결축(135a, 235a, 335a)에 수직되게 연결되고,
상기 회전축(135, 235, 225)이 상기 연결축(135a, 235a, 335a)에 전방 또는 후방으로 옵셋(offset)을 이루도록 수직되게 연결되는, 전기 구동 차량의 조향 시스템.A steering angle detector 110 which detects a rotation angle of the steering wheel 1 and outputs it as a detection signal;
A control unit 120 receiving the detection signal of the steering angle detection unit 110 and outputting a control signal for steering; And
It has a plurality of motors (131, 132) that operate in accordance with the control signal of the control unit 120, respectively, and a plurality of wheels (133, 134) rotated by each of the motors (131, 132) are provided in parallel, Wheel assemblies (130, 230, 330) provided with rotating shafts (135, 235, 225) between the wheels (133, 134) so that the wheels (133, 134) rotate at an angle for steering;
Including,
The wheel assemblies 130, 230, and 330 may include the plurality of wheels 133 and 134 as first and second wheels 133 and 134, and the plurality of motors 131 and 132 as the first wheel. And first and second in-wheel motors 131 and 132 mounted on the inner side of the second wheels 133 and 134 and connected to each other by connecting shafts 135a, 235a, and 335a, respectively. , 225 is perpendicular to the connecting shaft (135a, 235a, 335a),
And the rotary shaft (135, 235, 225) is vertically connected to the connecting shaft (135a, 235a, 335a) to make an offset forward or rearward.
상기 휠(133, 134)로부터 반력을 상기 조향휠(1)에 전달하도록 설치되는 반력유닛(111)을 포함하는, 전기 구동 차량의 조향 시스템.The method of claim 1, wherein the steering angle detection unit 110,
And a reaction force unit (111) installed to transmit reaction force from the wheels (133, 134) to the steering wheel (1).
상기 반력유닛(111)을 통해 상기 조향휠(1)의 회전각도를 검출하여 상기 제어부(120)로 감지신호를 출력하는 엔코더(112)를 더 포함하는, 전기 구동 차량의 조향 시스템.The method of claim 2, wherein the steering angle detection unit 110,
And an encoder (112) for detecting a rotation angle of the steering wheel (1) through the reaction force unit (111) and outputting a detection signal to the control unit (120).
상기 회전축(135, 235, 225)이 상기 연결축(135a, 235a, 335a)으로부터 이격되는 옵셋길이가 상기 연결축(135a, 235a, 335a) 길이의 2분의 1에 해당되는, 전기 구동 차량의 조향 시스템.The method of claim 1, wherein the wheel assembly (130, 230, 330),
The offset length of the rotary shafts 135, 235, and 225 spaced apart from the connection shafts 135a, 235a, and 335a corresponds to one-half the length of the connection shafts 135a, 235a, and 335a. Steering system.
상기 제 1 및 제 2 휠(133, 134)의 회전방향을 달리하도록 상기 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)를 제어함으로써 조향이 이루어지도록 하는, 전기 구동 차량의 조향 시스템.The method of claim 1, wherein the control unit 120,
A steering system, wherein the steering is achieved by controlling the first and second in-wheel motors (131, 132) to vary the rotational direction of the first and second wheels (133, 134).
상기 제 1 및 제 2 휠(133, 134)의 회전속도를 달리하도록 상기 제 1 및 제 2 인휠모터(131, 132)를 제어함으로써 조향이 이루어지도록 하는, 전기 구동 차량의 조향 시스템.The method of claim 1, wherein the control unit 120,
A steering system, wherein steering is achieved by controlling the first and second in-wheel motors (131, 132) to vary the rotational speeds of the first and second wheels (133, 134).
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