KR102628643B1 - 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치는, 스티어링 휠, 컬럼 액추에이터에 의해 중심축을 따라 길이가 가변하는 스티어링 컬럼, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼 사이에 설치되는 클러치, 및 상기 차량의 자율주행 모드 활성화 시, 차속에 따라 물리 방식 또는 자기부상 방식을 이용하여 상기 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 스티어링 휠은 사용자가 손으로 잡고 차량의 운행 방향을 조정하도록 제공되며, 호 형태를 갖는 림부, 상기 림부의 내부에 형성되고, 하부에 클러치 및 스티어링 컬럼이 형성되는 허브부를 포함하며, 상기 림부는 상기 허브부의 스포크를 통해 연결되어, 상기 허브부의 회전에 따라 회전하는 제1 림부, 및 상기 제1 림부의 외주면을 따라 형성되며, 상기 제1 림부와 독립적으로 구동가능한 제2 림부를 포함할 수 있다.

Description

스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING OF STEERING SYSTEM}
본 발명은 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량이 자율주행 모드로 주행 시, 스티어링 컬럼의 움직임(동력)이 스티어링 휠에 전달되지 않게 하여 운전자의 편의성 및 공간 활용성을 높일 수 있도록 하는 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자율주행 차량은 운전자의 개입 없이 주변 환경을 인식하고, 주행 상황을 판단하여 차량을 제어함으로써 스스로 주어진 목적지까지 주행하는 자동차를 말한다. 최근에는 이러한 자율주행 차량이 교통사고를 줄이고, 교통 효율성을 높이며, 연료를 절감하고, 운전을 대신해 줌으로써 편의를 증대시킬 수 있는 미래 개인 교통수단으로 주목 받고 있다.
이러한 자율주행 차량의 기술 단계는 Level 0부터 Level 4로 분류할 수 있다. Level 0은 비자동(No Automation)으로, 운전자가 항상 브레이크, 속도 조절, 조향 등 안전기능을 제어하고 교통 모니터링 및 안전 조작에 책임지는 단계이고, Level 1은 기능 제한 자동(Function-specific Automation)으로, 운전자가 정상적인 주행 혹은 충돌 임박 상황에서의 일부 기능을 제외한 자동차 제어권을 소유하는 단계이다. 그리고 Level 2는 조합 기능 자동(Combined Function Automation)으로, 두 개 이상의 자동제어 기능이 조화롭게 작동하되, 운전자가 여전히 모니터링 및 안전에 책임을 지고 자동차 제어권을 소유하는 단계이며, Level 3은 부분 자율주행(Limited Self-Driving Automation)으로, 특정 교통 환경에서 자동차가 모든 안전 기능을 제어하되, 운전자 제어가 필요한 경우 경보 신호를 제공하여 운전자는 간헐적으로 제어하는 단계이다. 마지막으로 Level 4는 완전 자율주행(Full Self-Driving Automation)으로, 자율주행시스템이 모든 안전 기능을 제어하고 상태를 모니터링 하는 단계이다.
자율주행차량의 기술 개발이 Level 3까지 완료된다면, 운전자는 운전 중 조향 및 속도 조절을 위해 차량을 조작해야 할 경우가 거의 없어진다. 이에 따라, 차량 이동 중 운전자의 조작이 불필요한 스티어링 휠의 처리에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-2019568호(2019.11.04. 공고, 발명의 명칭 : 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 차량이 자율주행 모드로 주행 시, 스티어링 컬럼의 움직임(동력)이 스티어링 휠에 전달되지 않게 하여 운전자의 편의성 및 공간 활용성을 높일 수 있도록 하는 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치는, 스티어링 휠, 컬럼 액추에이터에 의해 중심축을 따라 길이가 가변하는 스티어링 컬럼, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼 사이에 설치되는 클러치, 및 상기 차량의 자율주행 모드 활성화 시, 차속에 따라 물리 방식 또는 자기부상 방식을 이용하여 상기 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 스티어링 휠은 사용자가 손으로 잡고 차량의 운행 방향을 조정하도록 제공되며, 호 형태를 갖는 림부, 상기 림부의 내부에 형성되고, 하부에 클러치 및 스티어링 컬럼이 형성되는 허브부를 포함하며, 상기 림부는 상기 허브부의 스포크를 통해 연결되어, 상기 허브부의 회전에 따라 회전하는 제1 림부, 및 상기 제1 림부의 외주면을 따라 형성되며, 상기 제1 림부와 독립적으로 구동가능한 제2 림부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 차속이 기 설정된 임계속도 미만인 경우 상기 물리 방식을 이용하여 상기 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하고, 상기 차속이 임계속도 이상인 경우 상기 자기부상 방식을 이용하여 상기 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 차속이 상기 임계속도 미만인 경우, 상기 스티어링 컬럼 내부 코일에 전류를 공급하고, 상기 전류에 의해 발생된 자기장에 의해 상기 클러치가 분리됨으로써 스티어링 휠과 스티어링 컬럼이 이격되고, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼의 이격에 의해 상기 스티어링 휠에 공급되는 동력을 차단함으로써 상기 스티어링 휠의 움직임이 발생하지 않도록 할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1 림부는, 외주면의 일정 영역에 전자석, 및 상기 전자석에 전류를 공급하는 릴레이가 설치되고, 상기 제2 림부는, 외주면의 일정 영역에 영구자석이 장착될 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 차속이 임계속도 이상인 경우, 상기 릴레이를 온(on)시켜 상기 전자석에 전류를 공급하고, 상기 공급된 전류에 의해 전자석이 발생하는 자력과 상기 영구자석의 반발력에 의해 상기 제1 림부와 제2 림부가 이격되며, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼의 이격에 의해 상기 제2 림부에 공급되는 동력을 차단함으로써, 상기 허브부와 연결된 제1 림부는 회전하고, 상기 제2 림부는 회전하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 스티어링 시스템의 제어 방법은, 차량의 자율주행 모드가 활성화되면, 제어부가 차속이 임계속도 이상인지를 판단하는 단계, 및 상기 차속이 임계속도 이상이면, 상기 제어부가 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계에서, 상기 제어부가 릴레이를 온(on)시켜 상기 스티어링 휠의 제1 림부에 장착된 전자석에 전류를 공급하면, 상기 공급된 전류에 의해 전자석이 발생하는 자력과 상기 스티어링 휠의 제2 림부에 장착된 영구자석의 반발력에 의해 상기 제1 림부와 제2 림부가 이격되며, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼의 이격에 의해 상기 제2 림부에 공급되는 동력이 차단됨으로써, 상기 제1 림부는 회전하고, 상기 제2 림부는 회전하지 않을 수 있다.
본 발명은 상기 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계 이후, 상기 자율주행 모드가 비활성화되면, 상기 제어부가 상기 릴레이를 오프시켜 상기 전자석에 공급되는 전류를 차단함으로써, 상기 제1 림부와 제2 림부가 접촉되어 상기 스티어링 휠이 운전자의 조작에 따라 회전되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 차속이 임계속도 이상이 아니면, 제어부가 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계에서, 상기 제어부가 스티어링 컬럼 내부 코일에 전류를 공급하면, 상기 전류에 의해 발생된 자기장에 의해 클러치가 분리됨으로써 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼이 이격되고, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼의 이격에 의해 상기 스티어링 휠에 공급되는 동력이 차단되어, 상기 스티어링 휠의 움직임이 발생하지 않을 수 있다.
본 발명은 상기 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계 이후, 상기 자율주행 모드가 비활성화되면, 상기 제어부가 상기 스티어링 컬럼 내부 코일에 공급되는 전류를 차단함으로써, 상기 스티어링 컬럼과 스티어링 휠이 연결되어 상기 스티어링 휠이 운전자의 조작에 따라 회전되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법은, 차량이 자율주행 모드로 주행 시, 스티어링 컬럼의 움직임을 스티어링 휠에 전달하지 않음으로써 운전자의 편의성 및 공간 활용성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법은, 스티어링 휠에 동력을 전달하지 않음으로써, 운전자의 부주의한 스티어링 휠 접촉에 따른 안전사고를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 시스템을 설명하기 위한 예시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠을 설명하기 위한 예시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치는, 스티어링 휠(100), 클러치(200), 스티어링 컬럼(300), 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
스티어링 휠(100)은 휠 액추에이터(미도시)에 의해 스티어링 컬럼(300)에 대하여 회전할 수 있다. 이때, 휠 액추에이터부는 제어부(400)의 제어 신호에 따라 동작할 수 있다.
스티어링 휠(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 림부(110) 및 허브부(120)를 포함할 수 있다.
림부(110)는 사용자가 손으로 잡고 차량의 운행 방향을 조정하도록 제공되며, 호 형태를 갖는다.
이러한 림부(110)는 제1 림부(114) 및 제2 림부(118)를 포함할 수 있다.
제1 림부(114)는 허브부(120)의 스포크(124)를 통해 연결되어, 허브부(120)의 회전에 따라 회전할 수 있다. 제1 림부(114)의 내측면에는 스포크(124)가 연결되며, 제1 림부(114)는 스포크(124)를 통해 허브부(120)에 연계되어 허브부(120)로부터 구동력을 제공받을 수 있다.
또한, 제1 림부(114)는 도 4에 도시된 바와 같이 외주면의 일정 영역에 전자석(111), 및 전자석(111)에 전류를 공급하는 릴레이(112)가 설치될 수 있다. 차량이 수동모드로 주행하면, 릴레이(112)가 오프되어, 전자석(111)은 자력을 발생하지 상태를 유지하고, 자율주행 시 릴레이(112)가 온되어 전자석(111)은 릴레이(112)를 통해 전류를 공급받아 자력을 발생할 수 있다. 릴레이(112)는 전자석(111)에 전류를 공급하는 스위치 역할을 하는 구성으로, 자율주행 모드 활성화 시에 작동할 수 있다. 이러한 릴레이(112)는 제1 림부(114) 또는 스포크(124)에 설치될 수 있다.
제2 림부(118)는 제1 림부(114)의 외주면을 따라 형성되며, 제1 림부(114)와 독립적으로 회전가능하다. 제2 림부(118)는 도 4에 도시된 바와 같이 외주면의 일정 영역에 영구자석(116)이 장착될 수 있다. 제2 림부(118)는 영구자석(116)과 동일한 극의 자력을 발생하는 제1 림부(114)의 전자석(111)에 의해 일정간격 이격된 상태를 유지할 수 있다.
한편, 도 4에서는 제1 림부(114)의 외주면을 따라 제2 림부(118)가 형성되는 것으로 설명하였으나, 제2 림부(118)는 제1 림부(114)를 삽입 가능한 구조로 형성될 수도 있다. 이 경우, 제2 림부(118)는 제1 림부(114)의 삽입이 가능하도록 내부가 비어있고, 스포크(124)가 지나가는 스포크(124) 이동홈을 구비할 수 있다. 이때, 제1 림부(114)는 외주면의 일정 영역에 전자석(111), 및 전자석(111)에 전류를 공급하는 릴레이(112)가 설치될 수 있고, 제2 림부(118)는 내주면의 일정 영역에 영구자석(116)이 장착될 수 있다.
허브부(120)는 스티어링 컬럼으로부터 동력을 전달받아 구동하는 구동부(122) 및 구동부(122)와 제1 림부(114)를 연결하는 스포크(124)를 포함할 수 있다. 허브부(120)는 일반적인 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
클러치(200)는 스티어링 컬럼(300)과 스티어링 휠(100) 사이에 설치되며, 차량의 자율주행 모드 시, 스티어링 컬럼(300)의 동력을 스티어링 휠(100)에 전달하지 않도록 할 수 있다.
차량이 자율주행 모드로 전환되면, 클러치(200)가 작동하여 스티어링 휠(100)의 스포크(124)와 스티어링 컬럼(300)을 잡아주는 부분이 풀리게 된다. 이에, 클러치(200)가 동작하게 되면, 스티어링 컬럼(300)이 동력을 스티어링 휠(100)에 전달하지 못하게 된다.
또한, 클러치(200)는 스티어링 휠(100)의 조향력을 스티어링 컬럼(300)에 전달 또는 차단할 수 있다.
스티어링 컬럼(300)은 컬럼 액추에이터(미도시)에 의해 중심축을 따라 길이가 가변될 수 있다. 이때, 컬럼 액추에이터는 제어부(400)의 제어 신호에 따라 동작할 수 있다.
제어부(400)는 차량의 자율주행 모드 활성화 시, 차속에 따라 물리 방식 또는 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠(100)이 움직이지 않도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(400)는 차속이 기 설정된 임계속도 미만인 경우 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠(100)이 움직이지 않도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는, 차속이 임계속도 이상인 경우 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠(100)이 움직이지 않도록 제어할 수 있다. 여기서, 임계속도는 미리 설정된 속도로, 예컨대, 20km일 수 있다. 20km 미만의 차속에서는 스티어링 휠(100)의 움직임이 없어도 안전에 무리가 없고, 20km 이상의 차속에서는 시각적으로 스티어링 휠(100)의 움직임이 보여야 하는 법규적인 문제에도 이상이 없다. 이에, 임계속도를 20km로 설정할 수 있다.
차속이 임계속도 미만인 경우, 제어부(400)는 스티어링 컬럼(300) 내부 코일에 전류를 공급하고, 전류에 의해 발생된 자기장에 의해 클러치(200)가 분리됨으로써 스티어링 휠(100)과 스티어링 컬럼(300)이 이격되고, 스티어링 휠(100)과 스티어링 컬럼(300)의 이격에 의해 스티어링 휠(100)에 공급되는 동력이 차단되어, 스티어링 휠(100)의 움직임이 발생하지 않을 수 있다. 이후, 자율주행 모드가 비활성화되면, 제어부(400)는 스티어링 컬럼(300) 내부 코일에 공급되는 전류를 차단할 수 있다. 그러면, 스티어링 컬럼(300)과 스티어링 휠(100)이 연결되어 스티어링 휠(100)은 운전자의 조작에 따라 회전할 수 있다.
차속이 임계속도 이상인 경우, 제어부(400)는 릴레이(112)를 온(on)시켜 전자석(111)에 전류를 공급하고, 공급된 전류에 의해 전자석(111)이 발생하는 자력과 영구자석(116)의 반발력에 의해 제1 림부(114)와 제2 림부(118)가 이격되어 동력이 차단됨으로써, 제1 림부(114)는 회전하고, 제2 림부(118)는 회전하지 않을 수 있다. 이후, 자율주행 모드가 비활성화되면, 제어부(400)는 릴레이(112)를 오프시켜 전자석(111)에 공급되는 전류를 차단할 수 있다. 그러면, 제1 림부(114)와 제2 림부(118)가 접촉되어 스티어링 휠(100)은 운전자의 조작에 따라 회전할 수 있다.
한편, 제어부(400)는 차량의 ECU(Electronic Control Unit)로서, 스티어링 시스템을 위한 전용 ECU일 수도 있다. 또한, 제어부(400)는 차량의 다른 모듈, 예컨대 BCM(Body Control Module)이나 운전석의 시트위치 제어 모듈과 연동되어 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 차량의 자율주행 모드가 활성화되면(S510), 제어부(400)는 차속이 임계속도 이상인지를 판단한다(S520).
S520 단계의 판단결과, 차속이 임계속도 이상이면, 제어부(400)는 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠(100)이 움직이지 않도록 제어한다(S530). 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠(100)이 움직이지 않도록 하는 방법에 대한 상세한 설명은 도 6을 참조하기로 한다.
만약, S520 단계의 판단결과, 차속이 임계속도 이상이 아니면, 제어부(400)는 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠(100)이 움직이지 않도록 제어한다(S540). 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠(100)이 움직이지 않도록 제어하는 방법에 대한 상세한 설명은 도 7을 참조하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 자율주행 모드에서 차속이 임계속도 이상이면, 제어부(400)는 제1 림부(114)에 장착된 릴레이(112)를 온 시킨다(S610).
S610 단계가 수행되면, 릴레이(112)는 제1 림부(114)에 부착된 전자석(111)에 전류를 공급한다(S620).
그러면, 전자석(111)은 공급받은 전류에 의해 자력을 발생하고(S630), 전자석(111)에서 발생된 자력은 영구자석(116)의 자력과의 반발력에 의해 제1 림부(114)와 제2 림부(118)가 이격된다(S640).
S640 단계가 수행되면, 제1 림부(114)는 허브부(120)의 회전에 따라 회전하고, 제2 림부(118)는 회전하지 않게 된다(S650). 제1 림부(114)와 제2 림부(118)가 이격되면, 제2 림부(118)에 동력이 전달되지 않게 되고, 이로 인해 제1 림부(114)는 회전하더라도 제2 림부(118)는 회전하기 않게 된다.
이후, 자율주행 모드가 비활성화되면(S660), 제어부(400)는 릴레이(112)를 오프시켜(S670) 전자석(111)에 공급되는 전류를 차단한다(S680). 그러면, 제1 림부(114)와 제2 림부(118)가 접촉되어 스티어링 휠(100)은 운전자의 조작에 따라 회전한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 자율주행 모드에서 차속이 임계속도 미만이면, 제어부(400)는 스티어링 컬럼(300) 내부 코일에 전류를 공급한다(S710).
S710 단계가 수행되면, 스티어링 컬럼(300) 내부 코일에는 자기장이 발생하고(S720), 발생된 자기장에 의해 클러치(200)가 분리된다(S730).
S730 단계가 수행되면, 스티어링 휠(100)과 스티어링 컬럼(300)이 이격되고(S740), 스티어링 휠(100)과 스티어링 컬럼(300)의 이격에 의해 스티어링 휠(100)에 공급되는 동력이 차단된다(S750). 그러면, 스티어링 휠(100)이 움직이지 않게 된다(S760).
이후, 자율주행 모드가 비활성화되면(S770), 제어부(400)는 스티어링 컬럼(300) 내부 코일에 공급되는 전류를 차단한다(S780). 그러면, 스티어링 컬럼(300)과 스티어링 휠(100)이 연결되어 스티어링 휠(100)은 운전자의 조작에 따라 회전한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법은, 차량이 자율주행 모드로 주행 시, 스티어링 컬럼의 움직임을 스티어링 휠에 전달하지 않음으로써 운전자의 편의성 및 공간 활용성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법은, 스티어링 휠에 동력을 전달하지 않음으로써, 운전자의 부주의한 스티어링 휠 접촉에 따른 안전사고를 방지할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 스티어링 휠
110 : 림부
111 : 전자석
112 : 릴레이
114 : 제1 림부
116 : 영구자석
118 : 제2 림부
120 : 허브부
122 : 구동부
124 : 스포크
200 : 클러치
300 : 스티어링 컬럼
400 : 제어부

Claims (11)

  1. 스티어링 휠;
    컬럼 액추에이터에 의해 중심축을 따라 길이가 가변하는 스티어링 컬럼;
    상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼 사이에 설치되는 클러치; 및
    차량의 자율주행 모드 활성화 시, 차속에 따라 물리 방식 또는 자기부상 방식을 이용하여 상기 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 스티어링 휠은,
    사용자가 손으로 잡고 차량의 운행 방향을 조정하도록 제공되며, 호 형태를 갖는 림부; 및
    상기 림부의 내부에 형성되고, 하부에 클러치 및 스티어링 컬럼이 형성되는 허브부를 포함하며,
    상기 림부는,
    상기 허브부의 스포크를 통해 연결되어, 상기 허브부의 회전에 따라 회전하는 제1 림부; 및
    상기 제1 림부의 외주면을 따라 형성되며, 상기 제1 림부와 독립적으로 구동가능한 제2 림부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 차속이 기 설정된 임계속도 이상인 경우 상기 자기부상 방식을 이용하여 상기 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차속이 기 설정된 임계속도 미만인 경우 상기 물리 방식을 이용하여 상기 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차속이 상기 임계속도 미만인 경우, 상기 스티어링 컬럼 내부 코일에 전류를 공급하고, 상기 전류에 의해 발생된 자기장에 의해 상기 클러치가 분리됨으로써 스티어링 휠과 스티어링 컬럼이 이격되고, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼의 이격에 의해 상기 스티어링 휠에 공급되는 동력을 차단함으로써 상기 스티어링 휠의 움직임이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 림부는, 외주면의 일정 영역에 전자석, 및 상기 전자석에 전류를 공급하는 릴레이가 설치되고,
    상기 제2 림부는, 외주면의 일정 영역에 영구자석이 장착되는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차속이 임계속도 이상인 경우, 상기 릴레이를 온(on)시켜 상기 전자석에 전류를 공급하고, 상기 공급된 전류에 의해 전자석이 발생하는 자력과 상기 영구자석의 반발력에 의해 상기 제1 림부와 제2 림부가 이격되며, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼의 이격에 의해 상기 제2 림부에 공급되는 동력을 차단함으로써, 상기 허브부와 연결된 제1 림부는 회전하고, 상기 제2 림부는 회전하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 장치.
  6. 차량의 자율주행 모드가 활성화되면, 제어부가 차속이 임계속도 이상인지를 판단하는 단계; 및
    상기 차속이 임계속도 이상이면, 상기 제어부가 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계
    를 포함하는 스티어링 시스템의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계에서,
    상기 제어부가 릴레이를 온(on)시켜 상기 스티어링 휠의 제1 림부에 장착된 전자석에 전류를 공급하면, 상기 공급된 전류에 의해 전자석이 발생하는 자력과 상기 스티어링 휠의 제2 림부에 장착된 영구자석의 반발력에 의해 상기 제1 림부와 제2 림부가 이격되며, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼의 이격에 의해 상기 제2 림부에 공급되는 동력이 차단됨으로써, 상기 제1 림부는 회전하고, 상기 제2 림부는 회전하지 않는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자기부상 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계 이후,
    상기 자율주행 모드가 비활성화되면, 상기 제어부가 상기 릴레이를 오프시켜 상기 전자석에 공급되는 전류를 차단함으로써, 상기 제1 림부와 제2 림부가 접촉되어 상기 스티어링 휠이 운전자의 조작에 따라 회전되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 차속이 임계속도 이상이 아니면, 제어부가 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계에서,
    상기 제어부가 스티어링 컬럼 내부 코일에 전류를 공급하면, 상기 전류에 의해 발생된 자기장에 의해 클러치가 분리됨으로써 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼이 이격되고, 상기 스티어링 휠과 스티어링 컬럼의 이격에 의해 상기 스티어링 휠에 공급되는 동력이 차단되어, 상기 스티어링 휠의 움직임이 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 물리 방식을 이용하여 스티어링 휠이 움직이지 않도록 제어하는 단계 이후,
    상기 자율주행 모드가 비활성화되면, 상기 제어부가 상기 스티어링 컬럼 내부 코일에 공급되는 전류를 차단함으로써, 상기 스티어링 컬럼과 스티어링 휠이 연결되어 상기 스티어링 휠이 운전자의 조작에 따라 회전되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 제어 방법.
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