KR20130055858A - 차량 조향 장치 및 차량 조향 제어 시스템 - Google Patents

차량 조향 장치 및 차량 조향 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 조향 장치 및 차량 조향 제어 시스템을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 차량 조향 장치는 모터와 상기 모터에 연결되어 상기 모터의 동력을 전달하는 모터축과 상기 모터축으로부터 상기 모터의 동력을 전달받아 조향축에 전달하는 동력 전달축과 상기 조향축에 연결되어 상기 조향축의 각도 및 길이를 조절하는 가변 조향부와 상기 모터의 동력을 상기 가변 조향부에 전달하는 연결부 및 상기 모터의 동력을 상기 동력 전달축 및 상기 연결부 중 어느 하나에 선택적으로전달하는 제 1 전환부;를 포함하되, 상기 제 1 전환부는 상기 모터축과 상기 동력 전달축을 단속시키는 모터 클러치 및 상기 모터축에 연결되고, 상기 모터 클러치에 의해 상기 모터축과 상기 동력 전달축이 분리될 때, 상기 모터의 동력을 상기 연결부에 전달하는 전달 부재를 포함한다.

Description

차량 조향 장치 및 차량 조향 제어 시스템{APPARATUS FOR STEERING VEHICLE AND CONTOL SYSTEM THEREOF}
본 발명은 차량 조향 장치 및 차량 조향 제어 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 조향축의 조작력을 보조하고 조향축의 길이 및 각도를 조절하는 차량 조향 장치 및 차량 조향 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 동력 조향 장치는 가볍고 신속한 조향 조작을 위하여 별도의 유압 또는 모터의 동력을 이용하여 조향축의 조작력을 보조할 수 있도록 하는 장치이다.
이러한 동력 조향 장치는 유압을 이용하는 유압방식이 주를 이루었으나, 최근에는 모터의 동력을 이용하는 전동방식이 적용되는 추세이다.
전동식 조향장치(MDPS; Motor Driven Power Steering System)는 차속 센서 및 조향 토크 센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어유닛(ECU)이 모터를 구동시켜 저속 운전 구간에서는 가볍고 편안한 조향력을 부여하고, 고속 운전 구간에서는 무거운 조향력으로 방향 안전성을 부여한다.
또한, 전동식 조향장치의 조향축에는 편의를 위하여 조향축의 각도 및 길이를 조절하는 가변 조향 장치인 틸트(Tilt) 장치와, 텔레스코픽(Telescopic) 장치가 부가된다.
틸트 장치는 운전자의 체형에 따라 조향 핸들의 상하 위치를 조절하여 보다 편안하게 운전할 수 있도록 하며, 텔레스코픽 장치는 조향축의 길이 방향에 대하여 조향 핸들의 위치를 조절할 수 있다. 틸트 장치 및 텔레스코픽 장치도 전동식 조향 장치와 같이 모터에 의해 구동되며, 전동식 조향 장치를 구동시키는 모터와 별도의 모터가 구비된다.
일반적으로 전동식 조향 장치는 차량의 주행 중에 사용되나, 틸트 장치 및 텔레스코픽 장치는 차량의 주행 중에는 사용되지 않는다. 따라서, 각각의 장치에 사용되는 모터가 별도로 구비될 필요가 없다. 그럼에도 불구하고 각각의 장치에 모터를 별도로 구비되는 경우, 차체의 구조가 복잡해지고 차체의 무게가 증가되며 이에 함께 차량의 제조 비용도 높아진다.
본 발명은 하나의 모터를 이용하여 조향축의 조작력을 보조하거나 조향축의 각도 및 길이를 조절하는 차량 조향 장치 및 차량 조향 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명은 조향축의 조작력을 보조하는 모터의 동력을 조향축의 각도 및 길이를 조절하는 가변 조향 장치에 효과적으로 전달하는 차량 조향 장치 및 차량 조향 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량 조향 장치는 모터와 상기 모터에 연결되어 상기 모터의 동력을 전달하는 모터축과 상기 모터축으로부터 상기 모터의 동력을 전달받아 조향축에 전달하는 동력 전달축과 상기 조향축에 연결되어 상기 조향축의 각도 및 길이를 조절하는 가변 조향부와 상기 모터의 동력을 상기 가변 조향부에 전달하는 연결부 및 상기 모터의 동력을 상기 동력 전달축 및 상기 연결부 중 어느 하나에 선택적으로전달하는 제 1 전환부;를 포함하되, 상기 제 1 전환부는 상기 모터축과 상기 동력 전달축을 단속시키는 모터 클러치 및 상기 모터축에 연결되고, 상기 모터 클러치에 의해 상기 모터축과 상기 동력 전달축이 분리될 때, 상기 모터의 동력을 상기 연결부에 전달하는 전달 부재를 포함한다.
또한, 상기 모터 클러치는 전자석 클러치일 수 있다.
또한, 상기 모터 클러치는 상기 모터축에 결합된 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 1 클러치 플레이트에 대응되도록 상기 동력 전달축에 결합된 제 2 클러치 플레이트와 상기 모터축에 상기 제 1 클러치 플레이트와 인접하게 결합되고, 전류에 의해 자화되는 전자석 및 상기 제 1 클러치 플레이트를 탄성 이동시키는 탄성 부재;를 포함하되, 상기 전자석이 자화되지 않는 경우에는 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트는 상기 탄성 부재에 의해 서로 맞닿아 결합되고, 상기 전자석이 자화되는 경우에는 상기 전자석이 상기 제 1 클러치 플레이트를 끌어 당겨 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트를 분리시킬 수 있다.
또한, 상기 전달 부재는 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 전자석 사이에 제공되고, 상기 모터축에 이격된 채로 결합되고, 상기 제 1 클러치 플레이트가 상기 전자석의 자기력에 의해 상기 전자석의 방향으로 끌어 당겨질 때 상기 전달 부재와 상기 제 1 클러치 플레이트가 결합되어 함께 회전될 수 있다.
또한, 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트는 서로 맞닿는 각각의 면에 치(tooth)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 전달 부재는 서로 맞닿는 각각의 면에 치(tooth)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결부는 상기 전달 부재와 연결되는 제 1 연결 부재와 상기 가변 조향부와 연결되는 제 2 연결 부재 및 상기 제 1 연결 부재와 상기 제 2 연결 부재 사이를 연결하는 연결축을 포함할 수 있다.
또한, 상기 모터축과 상기 연결축은 이격된 채로 나란하게 제공되고, 상기 전달 부재 및 상기 제 1 맞물림 부재는 각각 스퍼 기어로 제공되어 서로 맞물릴 수 있다.
또한, 상기 동력 전달축과 상기 조향축은 서로 수직하게 제공되고, 상기 동력 전달축의 단부에 웜이 결합되고, 상기 동력 전달축에 연결되는 상기 조향축의 단부에 웜 휠이 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 조향 제어 시스템은 모터와 상기 모터의 동력을 전달하는 모터축과 상기 모터축으로부터 상기 모터의 동력을 전달받아 조향 핸들의 조작력을 보조하는 동력 전달축과 상기 모터축으로부터 상기 모터의 동력을 전달받아 조향축의 각도 및 길이를 조절하는 가변 조향부에 전달하는 연결부와 상기 모터축과 상기 동력 전달축을 단속시키는 모터 클러치와 상기 모터축에 연결되고, 상기 모터 클러치에 의해 상기 모터축과 상기 동력 전달축이 분리될 때, 상기 모터의 동력을 상기 연결부에 전달하는 전달 부재 및 상기 모터의 작동 여부 및 상기 모터 클러치의 단속 여부를 조절하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 조향 핸들의 조작이 감지되면 상기 모터가 구동되도록 상기 모터에 제어 신호를 송신하고, 상기 조향 핸들의 조작력을 보조하는 경우에는 상기 모터축과 상기 동력 전달축이 결합되도록 제어 신호를 송신하고, 상기 조향 핸들의 각도 또는 길이를 변경하고자 하는 경우에는 상기 모터축과 상기 동력 전달축이 분리되도록 제어 신호를 상기 모터 클러치에 송신할 수 있다.
또한, 상기 모터 클러치는 전자석을 이용한 클러치이며, 상기 제어부는 상기 전자석의 전류 공급을 조절하여 상기 모터 클러치의 단속 여부를 조절할 수 있다.
또한, 상기 모터 클러치는 상기 모터축에 결합된 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 1 클러치 플레이트에 대응되도록 상기 동력 전달축에 결합된 제 2 클러치 플레이트와 상기 모터축에 상기 제 1 클러치 플레이트와 인접하게 결합되고, 전류에 의해 자화되는 전자석 및 상기 제 1 클러치 플레이트를 탄성 이동시키는 탄성 부재를 포함하되, 상기 제어부의 제어 신호에 의해 전류가 상기 전자석에 공급되지 않으면, 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트는 상기 탄성 부재에 의해 서로 맞닿아 결합되고, 상기 제어부의 제어 신호에 의해 전류가 상기 전자석에 공급되면, 상기 전자석이 상기 제 1 클러치 플레이트를 끌어 당겨 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트를 분리킬 수 있다.
본 발명은 하나의 모터를 이용하여 조향축의 조작력을 보조하거나 조향축의 각도 및 길이를 조절할 수 있다.
본 발명은 조향축의 조작력을 보조하는 모터의 동력을 조향축의 각도 및 길이를 조절하는 가변 조향 장치에 효과적으로 전달할 수 있다.
본 발명은 차체의 구조를 효과적으로 변경시키고 차체의 무게를 줄이며 차량의 제조 비용을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조향 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조향 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 차량 조향 장치의 제 1 시스템 및 제 1 전환부를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 5는 도 3의 제 1 전환부의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 차량 조향 장치의 제 2 시스템 및 제 2 전환부를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 8은 도 6의 제 2 전환부의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전환부와 제 2 전환부를 포함한 차량 조향 장치의 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조향 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전자석 클러치에 전류 공급을 나타낸 도면이다.
도 12은 도 11의 전류 공급에 관한 순서도를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 위주로 설명한다.
이러한 실시예는 본 발명에 따른 일실시예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 조향 장치를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 차량 조향 장치(1)는 하나의 모터(12)를 이용하여, 조향 핸들(4)의 조작력을 보조하고 조향 핸들(4)에 결합된 조향축(5)의 각도 및 길이를 조절한다. 구체적으로, 차량 조향 장치(1)는 조향 핸들(4)의 조작력을 보조하기 위해 사용되는 모터(12)를 조향축(5)의 각도 및 길이를 조절하는 데 사용한다.
차량 조향 장치(1)는 모터(12)와 모터축(14)을 포함하는 모터 구동부(10), 조향 핸들(4)의 조작력을 보조하기 위해 모터(12)의 동력을 조향축(5)에 전달하는 동력 전달부(20), 그리고 모터(12)의 동력을 전달받아 조향축(5)의 각도 및 길이를 조절하는 가변 조향부(30)를 포함한다.
또한, 차량 조향 장치(1)는 모터(12)의 동력을 가변 조향부(30)에 전달하는 연결부(300), 모터(12)의 동력을 동력 전달부(20) 또는 연결부(300) 중 어느 하나에 선택적으로 전달하는 제 1 전환부(100), 그리고 모터(12)의 동력을 가변 조향부(30)의 틸트 장치(40) 또는 가변 조향부(30)의 텔레스코픽 장치(40) 중 어느 하나에 선택적으로 전달하는 제 2 전환부(200)를 포함한다.
모터 구동부(10)는 차량 조향 장치(1)의 작동을 위한 회전 동력을 발생시키는 모터(12)와, 모터(12)에 결합되어 모터(12)의 동력을 전달하는 모터축(14)을 포함한다. 모터축(14)은 제 1 전환부(100)와 연결되어, 제 1 전환부(100)를 통해 동력 전달부(20) 및 연결부(300)에 모터의 동력을 전달한다.
동력 전달부(20)는 모터 동력부(10)와 조향축(5) 사이에 제공되며, 동력 전달축(22)과 기어(24)를 포함한다. 동력 전달축(20)은 모터축(14)으로부터 전달받은 모터(12)의 동력을 기어(24)를 통해 조향축(5)에 전달한다. 동력 전달축(22)에 결합된 기어(24)는 조향축(5)에 결합된 기어(7)와 맞물려 모터(12)의 동력을 조향축(5)에 전달한다. 동력 전달축(20)과 조향축(5)에 결합된 기어(7)는 다양한 형태로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 동력 전달축(20)과 조향축(5)이 서로 수직하게 제공되는 경우, 동력 전달축(20)과 조향축(5)에 결합된 기어(24,7)는 윔기어일 수 있다. 동력 전달축(20)에 결합된 기어(24)는 웜으로 제공되고, 조향축(5)에 결합된 기어(7)는 윔 휠으로 제공될 수 있으며, 이에 축의 회전 속도가 감속된 채로 모터(12)의 동력이 조향축(5)에 전달되어 조향 핸들(4)의 조작력을 가볍게 할 수 있다. 즉, 모터(12)의 동력이 제 1 전환부(100)를 통해 동력 전달부(20)에 전달되고, 동력 전달부(20)와 조향축(5)에 결합된 윔기어를 통해 조향축(5)에 전달됨으로써 조향 핸들(4)의 조작력을 보조하게 된다.
제 1 전환부(100)는 모터 클러치(110)를 이용하여 모터(12)의 동력을 동력 전달부(20) 또는 연결부(300) 중 어느 하나에 전달한다. 제 1 전환부(100)는 모터 구동부(10), 동력 전달부(20) 그리고 연결부(300)에 각각 연결되며, 모터 클러치(110)와 전달 부재(130)를 포함한다. 모터 동력부(10)의 모터축(14)과 동력 전달부(20)의 동력 전달축(22)은 모터 클러치(110)에 의해 단속된다. 모터 클러치(110)는 다양한 클러치가 사용될 수 있다. 모터 클러치(110)는 전자석을 이용한 클러치 또는 기계식 클러치일 수 있다. 모터축(14)과 동력 전달축(22)이 연결되면 모터(12)의 동력은 모터축(14)에서 동력 전달축(22)으로 전달되며, 모터축(14)과 동력 전달축(22)이 분리되면 모터(12)의 동력은 모터축(14)에서 전달 부재(130)를 통해 연결부(300)로 전달된다.
가변 조향부(30)는 조향축(5)에 결합되어 조향축(5)의 각도 및 길이를 조절한다. 달리 말하면, 가변 조향부(30)는 조향 핸들(4)의 위치를 변화시키기 위해 조향 핸들(4)에 결합된 조향축(5)의 각도 및 길이를 조절한다. 가변 조향부(30)는 조향축(5)의 각도를 조절하는 틸트 장치(40), 조향축(5)의 길이를 조절하는 텔레스코픽 장치(50) 그리고 제 2 전환부(200)를 포함한다.
틸트 장치(40)와 텔레스코픽 장치(50)는 다양하게 제공될 수 있다.
틸트 장치(40)는 모터(12)의 동력에 의해 회전하면서 조향축(5)의 각도를 변화시킨다. 틸트 장치(40)는 모터(12)의 동력에 의해 회전하는 틸트 회전 부재(41)와, 틸트 회전 부재(41)와 조향축(5)을 연결시키는 틸트 연결 부재(43)를 포함한다. 틸트 연결 부재(43)는 틸트 회전 부재(41)의 회전 운동을 조향축(5)의 상하 방향의 직선 운동으로 바꾼다. 모터(12)의 동력이 연결부(300)와 제 2 전환부(200)를 통해 틸트 회전 부재(41)에 전달되고, 틸트 회전 부재(41)와 틸트 연결 부재(43)를 통해 조향축(5)에 전달됨으로써 조향축(5)의 각도가 조절된다.
텔레스코픽 장치(50)는 모터(12)의 동력에 의해 회전하면서 조향축(5)의 길이를 변화시킨다. 텔레스코픽 장치(50)는 모터(12)의 동력에 의해 회전하는 텔레스코픽 회전 부재(51)와, 텔레스코픽 회전 부재(51)와 조향축(5)을 연결시키는 텔레스코픽 연결 부재(53)를 포함한다. 텔레스코픽 연결 부재(53)는 텔레스코픽 회전 부재(51)의 회전 운동을 조향축(5)의 길이 방향의 직선 운동으로 바꾼다. 즉, 모터(12)의 동력이 연결부(200)와 제 2 전환부(100)를 통해 텔레스코픽 회전 부재(51)에 전달되고, 텔레스코픽 회전 부재(51)와 텔레스코픽 연결 부재(53)를 통해 조향축(5)에 전달됨으로써 조향축(5)의 길이가 조절된다.
제 2 전환부(200)는 가변 조향 클러치(210)를 이용하여 모터(12)의 동력을 틸트 장치(50) 또는 텔레스코픽 장치(60) 중 어느 하나에 전달한다. 제 2 전환부(200)는 가변 조향 클러치(210)와 전달 부재(230)를 포함한다. 연결부(300)로부터 전달된 모터(12) 동력은 전달 부재(230)를 통해 가변 조향 클러치(210)에 전달된다. 가변 조향 클러치(210)는 틸트 장치(50)와 텔레스코픽 장치(60) 중 어느 하나에 선택적으로 결합되며, 전달 부재(230)를 통해 전달된 모터(12) 동력을 틸트 장치(50) 또는 텔레스코픽 장치(60)에 전달한다.
연결부(300)는 제 1 전환부(100)와 가변 조향부(30)를 연결한다. 구체적으로 설명하면, 연결부(300)는 제 1 전환부(100)의 전달 부재(130)와 제 2 전환부(200)의 전달 부재(230)를 연결한다. 연결부(300)는 제 1 전환부(100)의 전달 부재(130)와 연결되는 제 1 연결 부재(310), 제 2 전환부(200)의 전달 부재(230)에 연결되는 제 2 연결 부재(320), 그리고 제 1 연결 부재(310)와 제 2 연결 부재(320) 사이를 연결하는 연결축(330)을 포함한다. 제 1 연결 부재(310)는 모터축(14)에 연결된 전달 부재(130)를 통해 모터(12)의 동력을 전달받고, 제 2 연결 부재(320)는 제 1 연결 부재(310)에 연결된 연결축(330)에 의해 모터(12)의 동력을 전달받아 제 2 전환부(200)의 전달 부재(230)에 전달한다.
제 1 연결 부재(310)는 전달 부재(130)와 기어 결합한다. 또한, 모터축(14)과 연결축(330)이 평행하게 제공되며, 제 1 연결 부재(310)와 전달 부재(130)는 스퍼 기어로 제공된다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제 1 연결 부재(310)와 전달 부재(130)는 모터축(14)과 연결축(330)의 위치에 따라 다양한 기어 형태로 제공될 수 있으며, 제 1 연결 부재(310)와 전달 부재(130)가 이격된 채로 제 3 부재(미도시)에 의해 연결될 수 있다.
제 2 연결 부재(320)는 전달 부재(230)와 기어 결합한다. 또한, 제 2 연결 부재(320)와 전달 부재(230)의 각 축이 수직하게 제공되며, 제 2 연결 부재(320)와 전달 부재(230)는 윔 기어로 제공된다. 제 2 연결 부재(320)가 윔으로 제공되며, 전달 부재(230)가 윔 휠로 제공된다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제 2 연결 부재(320)와 전달 부재(230)는 각 축의 위치에 따라 다양한 기어 형태로 제공될 수 있으며, 제 2 연결 부재(320)와 전달 부재(230)가 이격된 채로 제 3 부재(미도시)에 의해 연결될 수 있다.
이와 같이, 차량 조향 장치(1)는 동력 전달부(20), 틸트 장치(40) 그리고 텔레스코픽 장치(50) 중 어느 하나를 선택하여 모터(10)의 동력을 전달한다. 구체적으로, 차량 조향 장치(1)는 제 1 전환부(100)와 제 2 전환부(200)를 이용하여 모터(12)의 동력을 전달한다.
하기에서는 제 1 전환부(100)와 제 2 전환부(200)의 구체적인 실시예에 따라 차량 조향 장치(1)를 설명하고자 한다. 제 1 전환부(100)의 작동과 관련된 차량 조향 장치(1)를 제 1 시스템이라 하고, 제 2 전환부(200)의 작동과 관련된 차량 조향 장치(1)를 제 2 시스템이라 한다.
도 3은 도 2의 차량 조향 장치의 제 1 시스템 및 제 1 전환부를 나타낸 도면이며, 도 4 내지 도 5는 도 3의 제 1 전환부의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 4 내지 도 5에 표시된 점선은 모터(12)의 동력의 방향을 나타내며, 화살표는 모터 클러치(110)의 제 1 클러치 플레이트(112)의 작동 방향을 나타낸다.
차량 조향 장치(1)의 제 1 시스템은 제 1 전환부(100)를 이용하여 모터(12)의 동력을 동력 전달부(20) 또는 가변 조향부(30)에 전달하는 시스템으로, 모터 구동부(10), 동력 전달부(20), 제 1 전환부(100), 연결부(300) 그리고 가변 조향부(30)를 포함한다.
모터 구동부(10), 동력 전달부(20), 연결부(300) 그리고 가변 조향부(30)는 상기에서 설명된 구성과 동일한 것으로, 이에 관한 설명을 대체한다.
상기에서 설명한 것처럼, 제 1 전환부(100)는 모터 클러치(110)를 이용하여 동력 전달부(20) 또는 연결부(30) 중 어느 하나에 모터(12)의 동력을 전달한다. 구체적으로, 제 1 전환부(100)는 모터 구동부(10), 동력 전달부(20) 그리고 연결부(300)에 각각 연결되며, 이에, 모터(12)의 동력은 모터 클러치(110)의 작동에 따라 모터 구동부(10)로부터 동력 전달부(20) 또는 연결부(300)에 전달된다.
모터 클러치(110)는 모터축(14)과 동력 전달축(22) 사이에 제공되어 모터축(14)과 동력 전달축(22)을 단속시킨다. 모터 클러치(110)는 제 1 클러치 플레이트(112), 제 2 클러치 플레이트(114) 그리고 전자석(116), 탄성 부재(118)를 포함한다.
제 1 클러치 플레이트(112)는 모터축(14)에 결합되며, 제 2 클러치 플레이트(114)는 제 1 클러치 플레이트(112)에 대응되도록 동력 전달축(22)에 결합된다. 이에, 모터 클러치(110)는 제 1 클러치 플레이트(112)와 제 2 클러치 플레이트(114)를 탈착시켜 모터축(14)과 동력 전달축(22)을 단속한다.
전자석(116)과 탄성 부재(118)는 제 1 클러치 플레이트(112) 또는 제 2 클러치 플레이트(114)를 이동시켜 모터축(14)과 동력 전달축(22)을 단속시킨다. 즉, 전자석(116)과 탄성 부재(118)의 위치와 결합 관계에 따라 제 1 클러치 플레이트(112)가 이동되거나 제 2 클러치 플레이트(114)가 이동될 수 있다.
일 예에 의하면, 도 3 내지 도 5에 도시된 전자석(116)과 탄성 부재(118)는 제 1 클러치 플레이트(112)에 인접하게 제공된다. 즉, 전자석(116)과 탄성 부재(118)는 제 1 클러치 플레이트(112)를 이동시켜 모터축(14)과 동력 전달축(22)을 단속시킨다.
전자석(116)은 제 1 클러치 플레이트(112)와 모터(12) 사이에 제공된다. 전자석(116)이 전류에 의해 자화되면, 제 1 클러치 플레이트(112)는 전자석(116)이 위치한 방향으로 자력에 의해 이동된다.
탄성 부재(118)는 제 1 클러치 플레이트(112)에 결합되어 제 1 클러치 플레이트(112)를 탄성 이동시킨다. 전자석(116)에 전류가 공급되지 않은 경우 즉, 전자석(116)이 자화되지 않은 경우, 제 1 클러치 플레이트(112)는 탄성 부재(118)의 탄성력에 의해 제 2 클러치 플레이트(114) 방향으로 이동된다.
이와 같이, 제 1 클러치 플레이트(112)는 전자석(116)과 탄성 부재(118)에 의해 이동되면서, 제 2 클러치 플레이트(114)에 탈착된다.
전달 부재(130)는 제 1 클러치 플레이트(112)와 전자석(116) 사이에 제공되고, 모터축(14)에 연결된다. 다만, 전달 부재(130)는 모터축(14)과 이격된 채로 결합되므로 모터축(14)의 회전에 의해 회전되지 않는다.
전달 부재(130)는 모터 클러치(110)에 의해 모터축(14)과 동력 전달축(22)이 분리될 때 모터축(14)에 연결되어 모터(12)의 동력을 연결부에 전달한다. 구체적으로 설명하면, 제 1 클러치 플레이트(112)가 전자석(116)의 자력에 의해 전자석(116) 방향으로 끌어 당겨질 때, 전달 부재(130)는 모터축(14)에 결합된 제 1 클러치 플레이트(112)에 결합되어 함께 회전한다.
제 1 클러치 플레이트(112), 제 2 클러치 플레이트(114) 그리고 전달 부재(130) 각각의 대응면에는 치(tooth)가 가공될 수 있다. 구체적으로, 제 1 클러치 플레이트(112)와 제 2 클러치 플레이트(114)가 맞닿는 각각의 면에는 서로 맞물릴 수 있는 치(tooth)가 가공되며, 제 1 클러치 플레이트(112)와 전달 부재(130)가 맞닿는 각각의 면에는 서로 맞물릴 수 있는 치(tooth)가 가공될 수 있다. 이는, 각각이 결합되어 회전할 때, 결합력과 회전 전달력을 높이기 위함이다.
상기와 같은 구성을 가진 제 1 전환부(100)는 전자석(116)의 자력에 의해 모터축(14)과 동력 전달축(22)을 단속시키며, 이를 통해 모터(12)의 동력을 동력 전달부(10) 또는 연결부(300)에 전달한다.
따라서, 차량 조향 장치(1)의 제 1 시스템은 다음과 같은 작동에 의해 모터(12)의 동력을 전달한다.
전자석(116)에 전류가 공급되지 않은 경우에는 제 1 클러치 플레이트(112)와 제 2 클러치 플레이트(114)가 결합되며, 모터(12)의 동력이 모터축(14)으로부터 동력 전달축(22)으로 전달된다. 동력 전달축(22)에 전달된 모터(12)의 동력은 조향축(5)으로 전달되어 조향 핸들(4)의 조작력을 보조한다.
또한, 전자석(116)이 전류에 의해 자화된 경우에는 제 1 클러치 플레이트(112)가 제 2 클러치 플레이트(114)와 분리되고 전달 부재(130)와 결합되므로, 모터(12)의 동력이 전달 부재(130)와 연결부(300)의 제 1 연결 부재(310)를 통해 가변 조향부(30)에 전달된다. 이에, 가변 조향부(30)에 전달된 모터(12)의 동력은 조향축(5)의 각도 및 길이를 조절하는 데 사용된다.
도 6는 도 2의 차량 조향 장치의 제 2 시스템 및 제 2 전환부를 나타낸 도면이며, 도 7 내지 도 8은 도 6의 제 2 전환부의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 7 내지 도 8에 표시된 점선은 모터(12)의 동력의 방향을 나타내며, 화살표는 가변 조향 클러치(210)의 연결 클러치 플레이트(212)의 작동 방향을 나타낸다.
차량 조향 장치(1)의 제 2 시스템은 가변 조향부(30)에 전달된 모터(12)의 동력을 제 2 전환부(200)를 이용하여 틸트 장치(40) 또는 텔레스코픽 장치(50)에 전달하는 것으로, 모터 구동부(10), 전달 부재(130), 연결부(300), 제 2 전환부(200), 틸트 장치(40) 그리고 텔레스코픽 장치(50)를 포함한다.
모터 구동부(10)와 연결부(300)는 상기에서 설명한 구성과 동일한 것으로, 이에 관한 설명을 대체한다.
전달 부재(130)는 모터축(14)에 연결되어 모터(12)의 동력을 모터축(14)으로부터 연결부(300)에 전달한다. 전달 부재(130)는 다양하게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 도 6에 도시된 것과 같이 제 1 전환부(100)의 전달 부재(130)일 수 있다.
상기에서 설명한 것처럼, 제 2 전환부(200)는 가변 조향 클러치(210)를 이용하여 틸트 장치(40) 또는 텔레스코픽 장치(50) 중 어느 하나에 모터(12)의 동력을 전달한다. 구체적으로, 제 2 전환부(200)는 틸트 장치(40), 텔레스코픽 장치(50), 그리고 연결부(300)에 각각 연결되며, 연결부(300)로부터 전달된 모터(10)의 동력은 가변 조향 클러치(210)의 작동에 따라 틸트 장치(40) 또는 텔레스코픽 장치(50)에 전달된다. 제 2 전환부(200)는 연결부(300)와 연결된 채로 틸트 장치(40)와 텔레스코픽 장치(50) 중 어느 하나에 선택적으로 결합된다.
제 2 전환부(200)는 연결부(200)의 제 2 연결 부재(220)에 연결되는 전달 부재(230)와, 전달 부재(230)로부터 모터의 동력을 전달받는 가변 조향 클러치(210)를 포함한다.
가변 조향 클러치(210)는 전달 부재(230)와 결합되는 연결 클러치 플레이트(212), 틸트 회전 부재(41)와 결합되는 제 1 접촉 플레이트(214), 텔레스코픽 회전 부재(51)와 결합되는 제 2 접촉 플레이트(216), 전자석(218), 그리고 탄성 부재(219)를 포함한다.
연결 클러치 플레이트(212)는 제 1 접촉 플레이트(214)와 제 2 접촉 플레이트(216) 사이에서 이동하면서, 연결부(300)와 틸트 장치(40)를 단속시키고 연결부(300)와 텔레스코픽 장치(50)를 단속시킨다.
구체적으로, 전자석(218)과 탄성 부재(219)가 연결 클러치 플레이트(212)를 이동시키는 데, 연결 클러치 플레이트(212)가 제 1 접촉 플레이트(214)와 결합되면 제 2 접촉 플레이트(216)와 분리되고, 연결 클러치 플레이트(212)가 제 1 접촉 플레이트(214)와 분리되면 제 2 접촉 플레이트(216)와 결합된다.
본 발명의 일실시예에 따른 도 6 내지 도 8에 도시된 틸트 장치(40), 텔레스코픽 장치(50), 가변 조향 클러치(210), 그리고 전달 부재(230)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
틸트 장치(40)는 파이프 몸체(45) 및 작동 플레이트(47)를 포함한다.
파이프 몸체(45)는 그 일단에 제 1 접촉 플레이트(214)가 결합되어 연결 클러치 플레이트(212)에 의해 회전한다. 파이프 몸체(45)의 외주면에는 제 1 나사산(49)이 형성되며, 파이프 몸체(45)가 회전할 때 작동 플레이트(47)가 제 1 나사산(49)을 따라 이동하면서 조향축(5)의 각도를 변화시킨다. 작동 플레이트(47)는 파이프 몸체(45)와 조향축(5)에 각각 연결되며 다양하게 제공될 수 있다.
텔레스코픽 장치(50)는 샤프트 몸체(55), 너트 부재(57) 그리고 이동 부재(59)를 포함한다.
샤프트 몸체(55)는 틸트 장치(40)의 파이프 몸체(45) 내에 일부가 삽입되며, 삽입되지 않은 외주면에 제 2 나사산(56)이 형성되어 너트 부재(57)의 제 3 나사산(58)과 나사 결합한다. 너트 부재(57)의 일단에는 제 2 접촉 플레이트(216)가 결합되며, 연결 클러치 플레이트(212)와 제 2 접촉 플레이트(216)가 결합되어 회전하면 너트 부재(57)도 회전한다. 이에, 샤프트 몸체(55)는 너트 부재(57)의 제 3 나사산(58)을 따라 회전하면서 길이 방향으로 이동된다. 샤프트 몸체(55)와 조향축(5)을 연결하는 이동 부재(59)는 샤프트 몸체(55)가 이동할 때 조향축(5)도 함께 이동시킨다.
가변 조향 클러치(210)의 연결 클러치 플레이트(212)는 텔레스코픽 장치(50)의 샤프트 몸체(55)에 삽입되어 제 1 접촉 플레이트(214)와 제 2 접촉 플레이트(216) 사이에 제공된다. 전달 부재(230)는 연결 클러치 플레이트(212)의 외주면에 결합되며, 연결부(300)의 제 2 연결 부재(320)와 맞물려 결합된다.
가변 조향 클러치(210)의 전자석(218)은 제 2 접촉 플레이트(216)에 인접하게 제공되며, 탄성 부재(219)는 텔레스코픽 장치(50)의 샤프트 몸체(55)에 삽입되어 연결 클러치 플레이트(212)에 결합된다.
전자석(218)에 전류가 공급되지 않는 경우, 즉, 전자석(218)이 전류에 의해 자화되지 않은 경우에는 연결 클러치 플레이트(212)는 탄성 부재(219)에 의해 제 1 접촉 플레이트(214)에 결합된다.
전자석(218)에 전류가 공급된 경우, 즉, 전자석(218)이 전류에 의해 자화되면, 전자석(218)은 연결 클러치 플레이트(212)를 제 2 접촉 플레이트(216) 방향으로 끌어 당기며, 이에 연결 클러치 플레이트(212)는 제 1 접촉 플레이트(214)에서 분리되어 제 2 접촉 플레이트(216)와 결합된다.
연결 클러치 플레이트(212), 제 1 접촉 플레이트(214) 그리고 제 2 접촉 플레이트(216) 각각의 대응면에는 치(tooth)가 가공될 수 있다. 구체적으로, 제 1 접촉 플레이트(214)와 연결 클러치 플레이트(212)가 맞닿는 각각의 면에는 서로 맞물릴 수 있는 치(tooth)가 가공되며, 제 2 접촉 플레이트(216)와 연결 클러치 플레이트(212)가 맞닿는 각각의 면에는 서로 맞물릴 수 있는 치(tooth)가 가공될 수 있다. 이는, 각각이 결합되어 회전할 때, 결합력과 회전 전달력을 높이기 위함이다.
상기와 같은 구성을 가진 차량 조향 장치(1)의 제 2 시스템은 다음과 같은 작동에 의해 모터(12)의 동력을 전달한다.
전자석(218)에 전류가 공급되지 않은 경우에는 연결 클러치 플레이트(212)와 제 1 접촉 플레이트(214)가 결합된다. 따라서, 모터(12)의 동력이 전달 부재(130)와 연결부(300)를 거쳐 전달 부재(230)에 전달되면, 전달 부재(230)의 회전에 의해 연결 클러치 플레이트(212) 및 제 1 접촉 플레이트(214)가 회전한다. 틸트 장치(40)의 파이프 몸체(45)는 제 1 접촉 플레이트(214)에 의해 회전하고, 조향축(5)은 틸트 장치(40)의 작동 플레이트(47)에 의해 각도가 조절된다.
전자석(218)에 전류가 공급되는 경우에는 연결 클러치 플레이트(212)와 제 2 접촉 플레이트(216)가 결합된다. 따라서, 모터(12)의 동력이 전달 부재(130)와 연결부(300)를 거쳐 전달 부재(230)에 전달되면, 전달 부재(230)의 회전에 의해 연결 클러치 플레이트(212) 및 제 2 접촉 플레이크(216)가 회전한다. 텔레스코픽 장치(50)의 샤프트 몸체(55)는 제 2 접촉 플레이트(216)와 너트 부재(57)에 의해 회전하고, 조향축(5)은 텔레스코픽 장치(50)의 이동 부재(59)에 의해 길이가 조절된다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 전환부와 제 2 전환부를 포함한 차량 조향 장치의 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 9A 내지 도 9C에 표시된 점선은 모터(12)의 동력의 방향을 나타낸다.
도 9a 내지 도 9c을 참조하면, 차량 조향 장치(1)는 제 1 전환부(100)의 전자석(116) 및/또는 제 2 전환부(200)의 전자석(218)에 전류를 공급하여 모터(10)의 동력을 동력 전달부(20), 틸트 장치(40) 및 텔레스코픽 장치(50) 중 어느 하나에 전달한다.
조향 핸들(4)의 조작력을 보조하고자 하는 경우에는 도 9a에 도시된 것처럼, 제 1 전환부(100)의 전자석(116) 및 제 2 전환부(200)의 전자석(218) 모두에 전류를 공급하지 않는다. 이에, 제 1 클러치 플레이트(112)는 제 2 클러치 플레이트(114)와 탄성 부재(118)에 의해 결합되어 모터(12)의 동력을 동력 전달축(22)을 통해 조향축(5)에 전달한다. 이 때, 연결 클러치 플레이트(212)도 제 1 접촉 플레이트(214)와 탄성 부재(219)에 의해 결합된다.
조향 핸들(4)의 각도를 조절하고자 하는 경우에는 도 9b에 도시된 것처럼, 제 1 전환부(100)의 전자석(116)에 전류를 공급하고 제 2 전환부(200)의 전자석(218)에는 전류를 공급하지 않는다. 이에, 제 1 클러치 플레이트(112)는 전달 부재(130)와 결합되어 모터(12)의 동력을 연결부(300)에 전달한다. 제 1 접촉 플레이트(214)와 결합된 연결 클러치 플레이트(212)는 연결부(300)로부터 전달받은 모터(12)의 동력을 틸트 장치(40)에 전달하여 조향축(5)의 각도를 조절한다.
조향 핸들(4)의 길이를 조절하고자 하는 경우에는 도 9c에 도시된 것처럼, 제 1 전환부(100)의 전자석(116) 및 제 2 전환부(200)의 전자석(218)에 전류를 공급한다. 이에, 제 1 클러치 플레이트(112)는 전달 부재(130)와 결합되어 모터(10)의 동력을 연결부(300)에 전달한다. 제 2 접촉 플레이트(214)와 결합된 연결 클러치 플레이트(212)는 연결부(300)로부터 전달받은 모터(12)의 동력을 텔레스코픽 장치(60)에 전달하여 조향축(5)의 길이를 조절한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량 조향 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 차량 조향 제어 시스템(2)은 하나의 제어부를 이용하여 차량 조향 장치를 제어한다.
제어부(400)는 모터(12), 제 1 전환부(100)의 모터 클러치(110), 그리고 제 2 전환부(200)의 가변 조향 클러치(210)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(400)는 모터(12)의 구동 신호, 모터 클러치(110)의 작동 신호, 그리고 가변 조향 클러치(210)의 작동 신호를 송신한다.
제어부(400)는 조향 핸들(4)의 조작이 감지된 경우 즉, 운전시 조향 핸들(4)이 조작되거나 조향 핸들(4)의 각도 또는 길이 조절을 위한 스위치 즉 가변 조향 스위치(410)가 작동된 경우에 모터(12)의 구동 신호를 송신한다.
또한, 제어부(400)는 모터 클러치(110)의 작동 신호를 송신하여 모터축(14)과 동력 전달축(22)의 단속을 제어한다. 이에, 제어부(400)는 조향 핸들(4)의 조작력을 보조해야 하는 경우에는 모터축(14)과 동력 전달축(22)이 결합되도록 제어 신호를 송신하고, 조향 핸들(4)의 각도 또는 길이를 조절해야 하는 경우에는 모터축(14)과 동력 전달축(22)이 분리되도록 제어 신호를 송신한다.
또한, 제어부(400)는 가변 조향 클러치(210)의 작동 신호를 송신하여 가변 조향 클러치(210)가 틸트 장치(40) 또는 텔레스코픽 장치(50) 중 어느 하나에 결합되도록 제어한다. 이에, 제어부(400)는 차량 조향 장치(1)의 조향 핸들(4)의 각도를 조절하는 경우에는 틸트 장치(40)에 가변 조향 클러치(210)가 결합되도록 제어 신호를 송신하고, 차량 조향 장치(1)의 조향 핸들(4)의 길이를 조절하는 경우에는 텔레스코픽 장치(50)에 가변 조향 클러치(210)가 결합되도록 제어 신호를 송신한다.
구체적으로, 도 3 및 도 6에 도시된 제 1 전환부 및 제 2 전환부와 관련하여 설명하면 아래와 같다.
제어부(400)는 조향 핸들(4)의 조작이 감지되면 모터(12) 구동 신호를 송신하고, 가변 조향 스위치(410)가 온(on)되면 모터 클러치(110)의 전자석(116)에 전류를 공급하는 제어 신호를 송신하고, 텔레스코픽 장치(50)의 스위치(414)가 온(on)되면 가변 조향 클러치(210)의 전자석(218)에 전류를 공급하는 제어 신호를 송신한다.
상기와 같은 제어부(400)를 포함하는 차량 제어 시스템은 아래와 같이 작동한다.
조향 핸들(4)의 조작이 감지되면 제어부(400)는 모터(12) 구동 신호를 송신하여 모터(12)를 구동시킨다. 특히, 운전시에 조향 핸들(4)을 조작하는 경우, 제어부(400)는 모터(12) 구동 신호를 송신하고, 이에 모터(12)의 동력은 모터축(14)과 결합된 동력 전달축(22)을 통해 조향축(4)에 전달된다.
가변 조향 스위치(410)가 온(on)되면, 제어부(400)는 모터(12) 구동 신호 및 모터 클러치(110)의 전자석(116)에 대한 전류 공급 신호를 송신한다. 이에, 모터 클러치(110)의 전자석(116)이 전류에 의해 자화되고, 전자석(116)의 자력에 의해 모터축(14)과 동력 전달축(22)을 분리되며, 모터(12)의 동력이 모터축(14)과 연결된 연결부(300)를 통해 가변 조향부(30)에 전달된다. 특히, 틸트 장치(40)의 스위치(412)가 온(on)되면, 모터(12)의 동력은 가변 조향 클러치(210)의 연결 클러치 플레이트(212)와 결합된 틸트 장치(40)를 통해 조향축(5)에 전달된다.
텔레스코픽 장치(50)의 스위치(414)가 온(on)되면, 제어부(400)는 모터 구동 신호, 모터 클러치(110)의 전자석(116)에 대한 전류 공급 신호 및 가변 조향 클러치(210)의 전자석(218)에 대한 전류 공급 신호를 송신한다. 이에, 가변 조향 클러치(210)의 전자석(218)이 전류에 의해 자화되고, 전자석(218)의 자력에 의해 연결 클러치 플레이트(212)가 텔레스코픽 장치(50)에 결합되고, 모터(12)의 동력이 모터축(14)과 연결된 연결부(300)를 통해 가변 조향부(30)의 연결 클러치 플레이트(212)에 전달되어 텔레스코픽 장치(50)를 통해 조향축(5)에 전달된다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 클러치 및 가변 조향 클러치에 대한 전류 공급을 나타낸 도면이고, 도 12 및 도 13은 도 11의 전류 공급에 관한 순서도를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 제어부(400)는 모터 클러치(110)의 전자석(116) 및 가변 조향 클러치(210)의 전자석(218)에 공급되는 전류의 극이 순차적으로 바뀌도록 제어한다. 즉, 제어부(400)는 선행에 공급했던 전류의 극과 상이한 극의 전류가 각각의 전자석에 공급되도록 제어한다.
구체적으로 설명하면, 처음에 가변 조향 스위치(400) 즉, 틸트 장치(40)의 스위치(412), 또는 텔레스코픽 장치(50)의 스위치(414)가 온(on)이 된 경우, 제어부(400)는 전자석(116,218)에 양극의 전류를 공급하도록 제어 신호를 송출할 수 있다. 이 후에 다시 틸트 장치(40)의 스위치(412) 또는 텔레스코픽 장치(50)의 스위치(414)가 온(on)이 된 경우, 제어부(400)는 전자석(116,218)에 음극의 전류를 공급하도록 제어 신호를 송출한다.
틸트 장치(40)의 스위치(412)가 온(on)이 되면, 조향축(5)의 각도를 조절하기 위해 모터(12)의 동력이 가변 조향부(30)의 틸트 장치(40)에 전달된다. 즉, 모터 클러치(110)의 전자석(116)에 전류가 공급되면, 모터 클러치(110)의 제 1 클러치 플레이트(112)는 전자석(116)의 자력에 의해 제 2 클러치 플레이트(114)와 분리되고 전달 부재(130)와 결합된다. 이 때, 제어부(400)는 선행에 공급했던 전류와 상이한 극의 전류가 전자석(116)에 공급되도록 제어한다.
텔레스코픽 장치(50)의 스위치(414)가 온(on)이 되면, 조향축(5)의 길이를 조절하기 위해 모터(12)의 동력이 가변 조향부(30)의 텔레스코픽 장치(50)에 전달된다. 즉, 모터 클러치(110)의 전자석(116) 및 가변 조향 클러치(210)의 전자석(218)에 전류가 공급되면, 모터 클러치(110)의 제 1 클러치 플레이트(112)는 전자석(116)의 자력에 의해 제 2 클러치 플레이트(114)와 분리되고 전달 부재(130)와 결합되고, 가변 조향 클러치(210)의 연결 클러치 플레이트(212)는 전자석(218)의 자력에 의해 제 1 접촉 플레이트(214)와 분리되고 제 2 접촉 플레이트(216)와 결합된다. 이 때, 제어부(400)는 선행에 공급했던 전류와 상이한 극의 전류가 각각의 전자석(218)에 공급되도록 제어한다.
본 발명의 일실시예로서, 전자석(218)에 전류의 극을 달리하여 공급하는 방식은 다음과 같을 수 있다.
도 12를 참조하면, 가변 조향부의 스위치(400)가 온(on)인지 여부를 판단하고, 스위치가 온(on)이면 카운트 계산을 수행한다. 카운트는 스위치가 온(on)이 될 때마다 수행한다. 예를 들어, 처음에 스위치(400)가 온(on)이 된 경우에 카운트가 1이면, 다음에 스위치(400)가 온(on)이 된 경우에는 카운트가 2가 된다. 카운트가 홀수 또는 짝수인지 여부에 따라 전자석(116,218)에 전류의 극을 바꿔 공급한다. 일 예에 의하면, 카운트가 홀수이면 전자석(116,218)에 양극의 전류를 공급하고, 카운트가 짝수이면 전자석(116,218)에 음극의 전류를 공급한다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
구체적으로 설명하면, 틸트 장치(40)의 스위치(412)가 온(on)이 된 경우와 텔레스코픽 장치(50)의 스위치(414)가 온(on)이 된 경우를 나눠서 카운트 계산을 수행한다. 틸트 장치(40)의 스위치(412)가 온(on)이 된 경우는 모터 클러치(110)의 전자석(116)에 전류를 공급하지만 텔레스코픽 장치(50)의 스위치(414)가 온(on)이 된 경우는 모터 클러치(110) 및 가변 조향 클러치(210)의 각각의 전자석(116,218)에 전류를 공급한다. 이에, 모터 클러치(110)의 전자석(116)에 대한 카운트 계산과 가변 조향 클러치(210)의 전자석(218)에 대한 카운트 계산을 분리하여 수행한다.
일 예에 따라 도 13을 참조하면, 틸트 장치(40) 또는 텔레스코픽 장치(50)의 작동 여부와 상관없이 가변 조향부의 스위치(410)가 온(on)인 경우, 저장된 제 1 카운트 값에 일을 더하고 다시 저장한다. 이 후, 텔레스코픽 장치(50)의 스위치(414)가 온(on)인지 여부를 판단하고, 텔레스코픽 장치(50)의 스위치(414)가 온(on)인 경우, 저장된 제 2 카운트 값에 일을 더하고 다시 저장한다. 제 1 카운트 값 및 제 2 카운트 값 각각이 홀수인지 여부를 판단하고, 제 1 카운트 값이 홀수이면 모터 클러치(110)의 전자석(116)에 양극 전류를 공급하고, 제 1 카운트 값이 짝수이면 모터 클러치(110)의 전자석(116)에 음극 전류를 공급한다. 또한, 제 2 카운트 값이 홀수이면 가변 조향 클러치(210)의 전자석(218)에 양극 전류를 공급하고, 제 2 카운트 값이 짝수이면 가변 조향 클러치(210)의 전자석(218)에 음극 전류를 공급한다.
상기의 차량 조향 장치를 작동하는 스위치(410,412,414)는 운전자에 의해 온/오프되는 수동식 또는 센서에 의해 온/오프되는 자동식일 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1 차량 조향 장치 2 차량 조향 제어 시스템
10 모터 구동부 20 동력 전달부
30 가변 조향부 40 틸트 장치
50 텔레스코픽 장치
100 제 1 전환부
110 모터 클러치 130 전달 부재
200 제 2 전환부
210 가변 조향 클러치 230 전달 부재
300 연결부
400 제어부

Claims (13)

  1. 모터;
    상기 모터에 연결되어 상기 모터의 동력을 전달하는 모터축;
    상기 모터축으로부터 상기 모터의 동력을 전달받아 조향축에 전달하는 동력 전달축;
    상기 조향축에 연결되어 상기 조향축의 각도 및 길이를 조절하는 가변 조향부;
    상기 모터의 동력을 상기 가변 조향부에 전달하는 연결부; 및
    상기 모터의 동력을 상기 동력 전달축 및 상기 연결부 중 어느 하나에 선택적으로전달하는 제 1 전환부;를 포함하되,
    상기 제 1 전환부는
    상기 모터축과 상기 동력 전달축을 단속시키는 모터 클러치; 및
    상기 모터축에 연결되고, 상기 모터 클러치에 의해 상기 모터축과 상기 동력 전달축이 분리될 때, 상기 모터의 동력을 상기 연결부에 전달하는 전달 부재;를 포함하는 차량 조향 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 클러치는 전자석 클러치인 것을 특징으로 하는 차량 조향 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 모터 클러치는
    상기 모터축에 결합된 제 1 클러치 플레이트;
    상기 제 1 클러치 플레이트에 대응되도록 상기 동력 전달축에 결합된 제 2 클러치 플레이트;
    상기 모터축에 상기 제 1 클러치 플레이트와 인접하게 결합되고, 전류에 의해 자화되는 전자석; 및
    상기 제 1 클러치 플레이트를 탄성 이동시키는 탄성 부재;를 포함하되,
    상기 전자석이 자화되지 않는 경우에는 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트는 상기 탄성 부재에 의해 서로 맞닿아 결합되고, 상기 전자석이 자화되는 경우에는 상기 전자석이 상기 제 1 클러치 플레이트를 끌어 당겨 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트를 분리시키는 차량 조향 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전달 부재는 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 전자석 사이에 제공되고, 상기 모터축에 이격된 채로 결합되고,
    상기 제 1 클러치 플레이트가 상기 전자석의 자기력에 의해 상기 전자석의 방향으로 끌어 당겨질 때 상기 전달 부재와 상기 제 1 클러치 플레이트가 결합되어 함께 회전되는 차량 조향 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트는 서로 맞닿는 각각의 면에 치(tooth)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량 조향 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 전달 부재는 서로 맞닿는 각각의 면에 치(tooth)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량 조향 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결부는
    상기 전달 부재와 연결되는 제 1 연결 부재;
    상기 가변 조향부와 연결되는 제 2 연결 부재; 및
    상기 제 1 연결 부재와 상기 제 2 연결 부재 사이를 연결하는 연결축;을 포함하는 차량 조향 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 모터축과 상기 연결축은 이격된 채로 나란하게 제공되고,
    상기 전달 부재 및 상기 제 1 맞물림 부재는 각각 스퍼 기어로 제공되어 서로 맞물리는 차량 조향 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력 전달축과 상기 조향축은 서로 수직하게 제공되고,
    상기 동력 전달축의 단부에 웜이 결합되고, 상기 동력 전달축에 연결되는 상기 조향축의 단부에 웜 휠이 결합되는 차량 조향 장치.
  10. 모터;
    상기 모터의 동력을 전달하는 모터축;
    상기 모터축으로부터 상기 모터의 동력을 전달받아 조향 핸들의 조작력을 보조하는 동력 전달축;
    상기 모터축으로부터 상기 모터의 동력을 전달받아 조향축의 각도 및 길이를 조절하는 가변 조향부에 전달하는 연결부;
    상기 모터축과 상기 동력 전달축을 단속시키는 모터 클러치;
    상기 모터축에 연결되고, 상기 모터 클러치에 의해 상기 모터축과 상기 동력 전달축이 분리될 때, 상기 모터의 동력을 상기 연결부에 전달하는 전달 부재; 및
    상기 모터의 작동 여부 및 상기 모터 클러치의 단속 여부를 조절하는 제어부;
    를 포함하는 차량의 조향 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 조향 핸들의 조작이 감지되면 상기 모터가 구동되도록 상기 모터에 제어 신호를 송신하고,
    상기 조향 핸들의 조작력을 보조하는 경우에는 상기 모터축과 상기 동력 전달축이 결합되도록 제어 신호를 송신하고,
    상기 조향 핸들의 각도 또는 길이를 변경하고자 하는 경우에는 상기 모터축과 상기 동력 전달축이 분리되도록 제어 신호를 상기 모터 클러치에 송신하는 차량의 조향 제어 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 모터 클러치는 전자석을 이용한 클러치이며,
    상기 제어부는 상기 전자석의 전류 공급을 조절하여 상기 모터 클러치의 단속 여부를 조절하는 차량의 조향 제어 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 모터 클러치는
    상기 모터축에 결합된 제 1 클러치 플레이트;
    상기 제 1 클러치 플레이트에 대응되도록 상기 동력 전달축에 결합된 제 2 클러치 플레이트;
    상기 모터축에 상기 제 1 클러치 플레이트와 인접하게 결합되고, 전류에 의해 자화되는 전자석; 및
    상기 제 1 클러치 플레이트를 탄성 이동시키는 탄성 부재;를 포함하되,
    상기 제어부의 제어 신호에 의해 전류가 상기 전자석에 공급되지 않으면, 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트는 상기 탄성 부재에 의해 서로 맞닿아 결합되고,
    상기 제어부의 제어 신호에 의해 전류가 상기 전자석에 공급되면, 상기 전자석이 상기 제 1 클러치 플레이트를 끌어 당겨 상기 제 1 클러치 플레이트와 상기 제 2 클러치 플레이트를 분리시키는 차량의 조향 제어 시스템.
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