KR20220156698A

KR20220156698A - 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템 및 이의 제어방법

Info

Publication number: KR20220156698A
Application number: KR1020210064084A
Authority: KR
Inventors: 차현록; 황명환; 김현우; 정찬영; 한상욱
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2022-11-28
Also published as: KR102544271B1

Abstract

본 발명은 전륜 제어부가 후륜 제어부의 오작동을 감지하여 후륜축부를 고정시키거나 사용자에 의해 수동으로 조작되는 제동력 발생부를 통하여 후륜축부를 고정시키는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템 및 이의 제어방법을 제공한다.

Description

후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템 및 이의 제어방법{A four-wheel steering system including rear wheel fixing device and control method thereof}

본 발명은 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전륜 제어부가 후륜 제어부의 오작동을 감지하여 후륜축부를 고정시키거나 사용자에 의해 수동으로 조작되는 제동력 발생부를 통하여 후륜축부를 고정시키는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 구동장치의 구동력이 액슬 등에 의해 차륜에 전달되고 차륜은 조향장치에 의해 조향된다.

후륜 조향장치는 리드 스크류바가 스크류 너트부에 결합되는 구조를 갖는다. 리드 스크류바에는 스크류부가 형성되고, 스크류부에는 스크류 너트부가 나사결합된다.

또한, 리드 스크류바에는 스플라인부가 형성되고, 리드 스크류바가 회전되는 것을 방지하도록 스플라인부에 안티롤 부시가 치합된다. 리드 스크류바에는 리드 스크류바와 함께 이동되도록 마그네트부가 설치되고, 하우징에는 마그네트부의 이동 거리를 측정하도록 센서부가 설치된다.

아울러, 스크류 너트부가 구동부에 의해 회전되고, 안티롤 부시가 리드 스크류바의 회전을 방지하므로, 리드 스크류바가 리드 스크류바의 길이방향을 따라 이동된다. 센서부는 마그네트부의 이동 거리를 측정하여 제어부에 전달한다.

그러나, 상기한 종래기술은 후륜축의 조향을 위한 제어부가 고장났을 경우와 같이 긴급 상황이 발생 시 대응할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 종래기술은 후륜축의 조향을 위한 제어부를 미사용할 시에도 후륜축 제어용 모터가 동작함에 따라 차량의 배터리가 소모되는 문제점이 있었다.

(특허문헌 1) 공개특허공보 제10-2020-0047037호(2020.05.07.)

(특허문헌 2) 등록특허공보 제2151223호(2020.08.27.)

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 사용자에 의해 수동으로 조작되는 제동력 발생부를 통하여 후륜축부 및 타이어휠을 고정시키는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전륜 제어부가 후륜 제어부의 오작동을 감지하여 후륜축부 및 타이어휠을 고정시키는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전륜축부, 상기 전륜축부의 조향을 제어하는 전륜 제어부, 상기 전륜축부를 회전시키는 전륜모터 및 상기 전륜 제어부와 전기적으로 연결되는 고정모터를 포함하는 전륜모터부, 상기 전륜축부와 평행한 후륜축부, 상기 후륜축부를 회전시키는 후륜모터부 및 상기 전륜 제어부와 통신하고 상기 후륜 모터부와 전기적으로 연결되는 후륜 제어부를 포함하는 4륜 조향장치; 및 상기 후륜축부에 삽입되어 상기 후륜축부와 함께 회전하는 디스크 브레이크, 상기 후륜축부의 타단에 형성되는 피니언기어 및 상기 피니언기어와 체결되는 랙기어를 포함하는 후륜 조향부, 상기 디스크 브레이크의 적어도 일부를 둘러싸면서 상기 디스크 브레이크에 제동력을 제공하는 제동력 발생부 및 상기 제동력 발생부 또는 상기 고정모터와 연결되는 와이어를 포함하고 상기 전륜 제어부 또는 차량에 탑승한 사용자의 조작에 의해 상기 제동력 발생부를 동작시키는 제동부를 포함하는 후륜 고정장치를 포함하고, 상기 제동부는 사용자 또는 상기 전륜 제어부에 의해 감지되는 상기 후륜 제어부의 오작동 시, 일방향 또는 타방향으로 회전하는 상기 디스크 브레이크의 회전을 정지시켜 상기 후륜축부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 와이어는 상기 제동력 발생부와 상기 제동부를 연결시키고, 상기 전륜 제어부가 상기 후륜 제어부의 오작동을 감지한 후 상기 운전자에 의해 상기 후륜 제어부의 오작동이 감지되면, 상기 후륜 고정장치가 상기 사용자의 조작에 의해 동작하여 상기 후륜축부를 고정시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제동력 발생부는, 상기 차량에 결합되는 베이스; 상기 와이어와 결합되고 상기 베이스의 내측면에 결합되는 잠금기어; 일단이 상기 잠금기어에 결합되어 상기 사용자에 의해 상기 잠금기어를 기준으로 회전하면서 상기 와이어를 당기거나 밀어내는 브레이크 레버; 및 상기 브레이크 레버의 타단에 형성되는 잠금버튼;을 포함하고, 상기 사용자에 의해 상기 잠금버튼이 상기 브레이크 레버의 내부로 삽입된 상태에서 상기 브레이크 레버가 회전되면, 상기 와이어가 상기 잠금기어에 감기는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제동부는, 상기 디스크 브레이크의 상부 및 하부에 위치하는 한 쌍의 브레이크 패드; 상기 브레이크 패드와 결합되는 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재; 일단이 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재와 각각 결합되고 타단이 상기 와이어와 결합되며 서로 교차되도록 위치하는 한 쌍의 제동력 전달부재; 및 상기 한 쌍의 제동력 전달부재를 관통하는 힌지;를 더 포함하고, 상기 한 쌍의 제동력 전달부재는 상기 브레이크 레버에 의해 상기 와이어가 당겨질 경우 상기 힌지를 기준으로 회전하며, 상기 한 쌍의 브레이크 패드는 상기 한 쌍의 제동력 전달부재와 결합된 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재가 상기 디스크 브레이크를 향함에 따라 상기 디스크 브레이크에 밀착됨으로써 상기 디스크 브레이크의 회전을 정지시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 와이어는 상기 고정모터와 상기 제동부를 연결시키고, 상기 전륜 제어부가 상기 후륜 제어부의 오작동을 감지한 후 상기 운전자에 의해 상기 후륜 제어부의 오작동이 미감지되면, 상기 전륜 제어부는 자동고정신호를 생성하여 상기 고정모터로 전송함에 따라 상기 고정모터를 회전시켜 상기 와이어가 당겨지도록 함으로써 상기 후륜축부를 고정시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제동부는, 상기 디스크 브레이크의 상부 및 하부에 위치하는 한 쌍의 브레이크 패드; 상기 브레이크 패드와 결합되는 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재; 일단이 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재와 각각 결합되고 타단이 상기 와이어와 결합되며 서로 교차되도록 위치하는 한 쌍의 제동력 전달부재; 및 상기 한 쌍의 제동력 전달부재를 관통하는 힌지;를 더 포함하고, 상기 한 쌍의 제동력 전달부재는 상기 전륜 제어부의 제어에 의해 상기 고정모터가 회전함에 따라 상기 와이어가 당겨질 경우 상기 힌지를 기준으로 회전하며, 상기 한 쌍의 브레이크 패드는 상기 한 쌍의 제동력 전달부재와 결합된 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재가 상기 디스크 브레이크를 향함에 따라 상기 디스크 브레이크에 밀착됨으로써 상기 디스크 브레이크의 회전을 정지시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 4륜 조향장치는, 상기 전륜축부에 대한 전륜조향각을 감지하여 상기 전륜 제어부로 전송하는 전륜각도센서 및 상기 전륜축부에 대한 전륜축토크를 감지하여 상기 전륜 제어부로 전송하는 전륜토크센서를 포함하는 전륜센서부;를 더 포함하고, 상기 전륜 제어부는 상기 전륜조향각 및 상기 전륜축토크를 기반으로 상기 전륜축부의 조향을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 4륜 조향장치는, 상기 후륜축부에 대한 후륜조향각을 감지하여 상기 후륜 제어부로 전송하는 후륜센서부;를 더 포함하고, 상기 후륜 제어부는 상기 후륜조향각을 기반으로 상기 후륜축부의 조향을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 (a) 전륜 제어부 및 후륜 제어부에 전원이 인가되는 단계; (b) 사용자에 의해 상기 후륜 제어부가 동작하는 단계; (c) 상기 전륜 제어부 및 상기 후륜 제어부가 상기 전륜축부 및 상기 후륜축부를 제어하는 단계; (d) 상기 전륜 제어부가 상기 후륜 제어부의 오작동을 감지하는 단계; (e) 상기 사용자에 의해 상기 후륜 제어부의 오작동이 감지되는 단계; 및 (f) 상기 사용자에 의해 상기 후륜 고정장치가 동작하여 상기 후륜축부를 고정시키는 단계;를 포함하고, 상기 전륜 제어부 및 상기 사용자 중 적어도 어느 하나에 의해 감지되는 상기 후륜 제어부의 오작동 여부에 따라 상기 전륜 제어부 또는 상기 후륜 고정장치에 의해 상기 후륜축부가 고정되는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에, 상기 전륜 제어부 및 상기 후륜 제어부가 동작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 사용자의 조작에 의해 상기 후륜 제어부가 선택되는 단계; 및 (b2) 상기 후륜 제어부가 동작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b2) 단계에서, 상기 후륜 제어부가 상기 사용자의 조작에도 미동작할 경우, 상기 사용자에 의해 상기 후륜 고정장치가 조작되는 단계가 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 후륜 고정장치가 조작되는 단계 이후, 상기 사용자에 의해 상기 후륜 고정장치에 구비된 제동력 발생부가 조작되는 단계; 와이어에 의해 상기 제동력 발생부와 연결되는 제동부가 상기 후륜 고정장치에 구비된 후륜 조향부로 제동력을 제공하는 단계; 및 상기 4륜 조향장치에 구비된 후륜축부가 고정되는 단계가 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계에서, 상기 전륜 제어부가 상기 후륜 제어부의 오작동을 미감지하는 경우, 상기 전륜 제어부 및 상기 후륜 제어부가 동작하는 단계로 복귀하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (e) 단계에서, 상기 사용자에 의해 상기 후륜 제어부의 오작동이 미감지되는 경우, 상기 전륜 제어부가 생성한 자동고정신호를 이용하여 고정모터를 회전시키는 단계; 상기 고정모터가 회전하면서 상기 고정모터와 상기 후륜 고정장치에 구비된 제동부를 연결하는 와이어를 당기는 단계; 상기 제동부에 구비된 한 쌍의 브레이크 패드가 상기 제동부에 구비된 한 쌍의 제동력 전달부재와 결합된 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재가 후륜축부에 삽입된 디스크 브레이크를 향함에 따라 상기 디스크 브레이크에 밀착됨으로써 상기 디스크 브레이크의 회전을 정지시키는 단계 및 상기 후륜축부가 고정되는 단계가 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전술한 바에 따른 후륜 고정장치를 제공한다.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 사용자에 의해 수동으로 조작되는 제동력 발생부를 통하여 후륜축부 및 타이어휠을 고정시켜 후륜 제어부나 고정모터가 고장날 경우와 같이 긴급상황에서 수동으로 후륜축부를 고정시킬 수 있다.

또한, 상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 전륜 제어부가 후륜 제어부의 오작동을 감지하거나 후륜 제어부를 통한 제어를 하지 않을 경우에도 후륜모터부의 동작을 정지시켜 차량의 배터리 소모를 감소시킴은 물론 후륜축부 및 타이어휠을 고정시킬 수 있다.

아울러, 상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 상기한 구성으로 인하여 사용자에 의해 수동으로 조작되는 후륜 고정장치를 통해 후륜축부 및 타이어휠을 고정시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1의 S1영역을 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템에서 후륜 고정장치에 구비된 후륜 조향부, 제동력 발생부 및 제동부를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 S2영역을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법을 구현하기 위한 세부단계를 나타낸 순서도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

1. 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템(300)

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템을 나타낸 개념도이다.

도 1을 참조하면, 4륜 조향시스템(300)은 4륜 조향장치(100) 및 후륜 고정장치(200)를 포함한다.

4륜 조향장치(100)는 전륜축부(110), 전륜모터부(120), 전륜센서부(130), 전륜 제어부(140), 후륜축부(150), 후륜모터부(160), 후륜센서부(170) 및 후륜 제어부(180)를 포함한다.

전륜축부(110)는 차량의 하부 중 전방에 위치하고 타이어휠이 양단에 장착되는 전륜축이다.

전륜모터부(120)는 전륜 모터(121) 및 고정모터(122)를 포함한다.

전륜 모터(121)는 전륜축부(110) 상에 위치하고 전륜축부(110)와 연결된다.

상기한 전륜 모터(121)는 전륜 제어부(140)의 제어에 의해 회전함에 따라 전륜축부(110)를 회전시킨다.

고정모터(122)는 전륜 제어부(140)와 전기적으로 연결되는 모터로서, 후술되는 와이어(235)가 연결된다.

상기한 고정모터(122)는 전륜 제어부(140)에서 생성된 자동고정신호에 따라 회전하면서 와이어(235)를 당기는 역할을 한다.

이때, 와이어(235)는 고정모터(122)의 회전축(미도시)에 권취됨에 따라 장력이 발생하여 당겨질 수 있다.

전륜센서부(130)는 전륜각도센서(131) 및 전륜토크센서(132)를 포함한다.

전륜각도센서(131)는 전륜축부(110)에 대한 전륜조향각을 감지하여 전륜 제어부(140)로 전송한다. 이때, 전륜조향각은 전륜축부(110)와 타이어휠이 이루는 각도이다.

상기한 전륜각도센서(131)는 감지된 전륜조향각에 대한 정보를 전륜 제어부(140)로 전송한다.

전륜토크센서(132)는 전륜축부(110)에 대한 전륜축토크를 감지하여 전륜 제어부(140)로 전송한다.

전륜 제어부(140)는 전륜각도센서(131)로부터 전송되는 전륜조향각 및 전륜토크센서(132)로부터 전송되는 전륜축토크를 기반으로 전륜축부(110)의 조향(=타이어휠의 조향)을 제어한다.

또한, 전륜 제어부(140)는 후륜 제어부(180)와 CAN통신을 통하여 후륜 제어부(180)의 동작 여부에 따라 후륜축부(150)의 조향을 제어하며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

후륜축부(150)는 전륜축부(110)와 평행하도록 차량의 하부 중 후방에 배치된다.

후륜모터부(160)는 후륜축부(150) 상에 위치하고 후륜축부(150)와 연결된다.

상기한 후륜모터부(160)는 후륜 제어부(180)의 제어에 의해 회전함에 따라 전륜축부(110)를 회전시킨다.

후륜센서부(170)는 후륜축부(110)에 대한 후륜조향각을 감지하여 후륜 제어부(180)로 전송한다.

후륜 제어부(180)는 전륜 제어부(140)와 통신하고 후륜 모터부(160)와 전기적으로 연결된다.

상기한 후륜 제어부(180)는 후륜조향각을 기반으로 후륜축부(150)의 조향을 제어한다.

도 2는 도 1의 S1영역을 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 후륜 고정장치(200)는 후륜 조향부(210), 제동력 발생부(220) 및 제동부(230)를 포함한다.

후륜 조향부(210)는 디스크 브레이크(211), 피니언기어(212) 및 랙기어(213)를 포함한다.

디스크 브레이크(211)는 중앙부가 관통형성된 원판으로 차량에서 주로 사용되는 디스크 브레이크일 수 있다. 또한, 디스크 브레이크(211)는 후륜축부(150)에 삽입되어 후륜축부(150)와 함께 회전한다.

상기한 디스크 브레이크(211)의 적어도 일부에는 제동부(230)가 감싸도록 위치한다.

피니언기어(212)는 후륜축부(150)의 타단에 형성된다.

또한, 피니언기어(212)는 랙기어(213)과 체결되도록 다수의 톱니가 형성되는 원형의 기어이다.

도 2를 참조하면, 상기한 피니언기어(212)는 후륜축부(150)가 일방향 혹은 타방향으로 회전 시, 후륜축부(150)와 함께 회전하면서 랙기어(213)를 좌우방향으로 이동시킨다.

도 2를 참조하면, 랙기어(213)는 피니언기어(212)와 체결되도록 피니언기어(212)와 상응하는 다수의 톱니가 형성되는 직선형 기어이다.

또한, 랙기어(213)의 양측은 타이어휠이 결합될 수 있다.

상기한 랙기어(213)는 후륜축부(150)가 일방향 혹은 타방향으로 회전 시, 회전하는 피니언기어(212)에 의해 좌우방향으로 이동함에 따라 타이어휠을 조향시킨다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템에서 후륜 고정장치에 구비된 후륜 조향부, 제동력 발생부 및 제동부를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 제동력 발생부(220)는 디스크 브레이크(211)의 적어도 일부를 둘러싸면서 디스크 브레이크(211)에 제동력을 제공한다. 이때, 디스크 브레이크(211)는 유압식 디스크 브레이크일 수 있다.

이를 위한 제동력 발생부(220)는 베이스(221), 잠금기어(222) 및 브레이크 레버(223)를 포함한다.

베이스(221)는 차량에 결합된다. 구체적으로 베이스(221)는 차량에 탑승한 사용자 중 운전자와 인접한 차량에 결합될 수 있다.

잠금기어(222)는 와이어(235)와 결합되고 베이스(221)의 내측면에 결합된다.

브레이크 레버(223)는 일단이 잠금기어(222)에 결합되어 사용자에 의해 잠금기어(222)를 기준으로 회전하면서 와이어(235)를 당기거나 밀어낸다.

이를 위한 브레이크 레버(223)는 환형의 봉형상을 가질 수 있으며, 브레이크 레버(223)의 타단에는 잠금버튼(224)이 형성된다.

잠금버튼(224)은 브레이크 레버(223)의 타단에 형성된다.

구체적으로 잠금버튼(224)은 사용자에 의해 눌리게 되면, 브레이크 레버(223)의 내부로 이동하면서 잠금기어(222)에 고정되어 있던 브레이크 레버(223)의 잠금을 해제시킨다.

한편, 잠금버튼(224)은 사용자에 의해 가해지던 외력이 해제되면, 브레이크 레버(223)의 내부에서 초기위치로 복귀하면서 브레이크 레버(223)를 고정시킨다.

즉, 사용자에 의해 잠금버튼(224)이 브레이크 레버(223)의 내부로 삽입된 상태에서 브레이크 레버(223)가 회전되면, 와이어(235)가 잠금기어(222)에 감긴다.

도 4는 도 2 및 도 3의 S2영역을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.

제동부(230)는 제동력 발생부(220) 또는 고정모터(122)와 연결되는 와이어(235)를 포함하고 전륜 제어부(140) 또는 차량에 탑승한 사용자의 조작에 의해 제동력 발생부(220)를 동작시킨다.

구체적으로 제동부(230)는 사용자 또는 전륜 제어부(140)에 의해 감지되는 후륜 제어부(180)의 오작동 시, 일방향 또는 타방향으로 회전하는 디스크 브레이크(211)의 회전을 정지시켜 후륜축부(150)를 고정시킨다.

이를 위한 제동부(230)는 브레이크 패드(231), 브레이크 패드 고정부재(232), 제동력 전달부재(233), 힌지(234) 및 와이어(235)를 포함한다.

브레이크 패드(231)는 디스크 브레이크(211)의 상부 및 하부에 위치하고, 도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 구성된다.

상기한 한 쌍의 브레이크 패드(231)는 한 쌍의 제동력 전달부재(233)와 결합된 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재(232)가 디스크 브레이크(211)를 향함에 따라 디스크 브레이크(211)에 밀착됨으로써 디스크 브레이크(211)의 회전을 정지시킨다.

브레이크 패드 고정부재(232)는 한 쌍의 브레이크 패드(231)와 각각 결합되어 한 쌍의 브레이크 패드(231)를 지지함과 동시에 한 쌍의 브레이크 패드(231)로 제동력을 전달한다.

이를 위한 브레이크 패드 고정부재(232)는 도 4에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 구성되고 한 쌍의 브레이크 패드(231)보다 크게 형성된다.

제동력 전달부재(233)는 일단이 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재(232)와 각각 결합되고 타단이 와이어(235)와 결합되며 서로 교차되도록 위치하며 한 쌍으로 구성된다.

도 4를 참조하면, 제동력 전달부재(233)는 2회 절곡된 형상을 가진다.

또한, 한 쌍의 제동력 전달부재(233)는 도 4에 도시된 바와 같이 서로 교차되도록 배치되고 한 쌍의 제동력 전달부재(233)가 교차되는 지점에 힌지(234)가 삽입된다.

이에 따라 한 쌍의 제동력 전달부재(233)는 브레이크 레버(223)에 의해 와이어(235)가 당겨질 경우 힌지(234)를 기준으로 회전한다.

즉, 브레이크 레버(223)에 의해 와이어(235)가 당겨지면, 한 쌍의 제동력 전달부재(233)가 힌지(234)를 기준으로 회전하여 한 쌍의 제동력 전달부재(233)의 타단 간의 거리가 서로 가까워지고 한 쌍의 제동력 전달부재(233)의 일단 간의 거리도 가까워진다.

이에 따라 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재(232) 및 한 쌍의 브레이크 패드(231)도 디스크 브레이크(211)를 향하여 이동한다.

상기한 과정을 통하여 한 쌍의 브레이크 패드(231)는 디스크 브레이크(211)에 밀착되면서 디스크 브레이크(211)의 회전을 정지시킨다.

이에 따라 후륜축부(150)의 회전도 정지되면서 후륜축부(150)에 형성된 피니언기어(212)와 체결된 랙기어(213)도 좌우방향으로의 이동이 정지됨에 따라 타이어휠이 고정된다.

한편, 한 쌍의 제동력 전달부재(233)는 전륜 제어부(140)의 제어에 의해 고정모터(122)가 회전함에 따라 와이어(235)가 당겨질 경우 힌지(234)를 기준으로 회전한다. 이때, 한 쌍의 제동력 전달부재(233)는 전술한 과정과 동일하게 동작하여 후륜축부(150)의 회전 및 타이어휠을 고정시킨다.

힌지(234)는 한 쌍의 제동력 전달부재(233)를 관통하여 한 쌍의 제동력 전달부재(233)가 회전할 수 있도록 지지한다.

와이어(235)는 고정모터(122)와 제동력 전달부재(233)를 연결하고, 잠금기어(222)와 제동력 전달부재(233)를 연결한다.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 와이어(235)는 고정모터(122)와 제동부(220)를 연결시킨 구조에서는, 전륜 제어부(140)가 후륜 제어부(180)의 오작동을 감지한 후 운전자에 의해 후륜 제어부(180)의 오작동이 미감지되면, 전륜 제어부(140)는 자동고정신호를 생성하여 고정모터(122)로 전송함에 따라 고정모터(122)를 회전시켜 와이어(235)가 당겨지도록 함으로써 후륜축부(150)를 고정시킨다.

한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 와이어(235)가 제동력 발생부(230)와 상기 제동부(220)를 연결시킨 구조에서는 전륜 제어부(140)가 후륜 제어부(180)의 오작동을 감지한 후 운전자에 의해 후륜 제어부(180)의 오작동이 감지되면, 후륜 고정장치(200)가 사용자의 조작에 의해 동작하여 후륜축부(150)를 고정시킨다.

2. 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법을 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법은 (a) 전륜 제어부(140) 및 후륜 제어부(180)에 전원이 인가되는 단계(S100), (b) 사용자에 의해 후륜 제어부(180)가 동작하는 단계(S200), (c) 전륜 제어부(140) 및 후륜 제어부(180)가 전륜축부(110) 및 후륜축부(150)를 제어하는 단계(S300), (d) 전륜 제어부(140)가 후륜 제어부(180)의 오작동을 감지하는 단계, (e) 사용자에 의해 후륜 제어부(180)의 오작동이 감지되는 단계 및 (f) 사용자에 의해 후륜 고정장치(200)가 동작하여 후륜축부(150)를 고정시키는 단계를 포함하고, 전륜 제어부(140) 및 사용자 중 적어도 어느 하나에 의해 감지되는 후륜 제어부(180)의 오작동 여부에 따라 전륜 제어부(140) 또는 후륜 고정장치(200)에 의해 후륜축부(150)가 고정된다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법을 구현하기 위한 세부단계를 나타낸 순서도이다.

상기 (a) 단계에서는 4륜 조향시스템(300)에 전원이 인가되고, 이에 따라 전륜 제어부(140) 및 후륜 제어부(180)에도 전원이 인가된다.

다음, 도 6을 참조하면, 본 발명은 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에, 전륜 제어부(140) 및 후륜 제어부(180)가 동작하는 단계를 더 포함한다.

다음, 상기 (b) 단계는, (b1) 사용자의 조작에 의해 후륜 제어부(180)가 선택되는 단계 및 (b2) 후륜 제어부(180)가 동작하는 단계를 포함한다.

상기 (b1) 단계에서는 사용자가 후륜 조작의 사용 여부에 따라 달라진다.

만약, 상기 (b2) 단계에서, 후륜 제어부(180)가 사용자의 조작에도 미동작할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 사용자에 의해 후륜 고정장치(200)가 조작되는 단계가 수행된다.

다음, 도 6을 참조하면, 상기 후륜 고정장치(200)가 조작되는 단계 이후, 사용자에 의해 후륜 고정장치(200)에 구비된 제동력 발생부(220)가 조작되는 단계, 와이어(235)에 의해 제동력 발생부(220)와 연결되는 제동부(230)가 후륜 고정장치(200)에 구비된 후륜 조향부(210)로 제동력을 제공하는 단계 및 4륜 조향장치(100)에 구비된 후륜축부(110)가 고정되는 단계가 수행된다.

이때에는 4륜 조향시스템(300)에서 제어되지 않으므로 사용자가 수동으로 브레이크 레버(223)를 잡아당겨서 와이어(235)가 당겨지도록 함에 따라 와이어(235)에 연결된 제동력 전달부재(233)가 힌지(234)를 기준으로 회전한다.

한 쌍의 제동력 전달부재(233)는 한 쌍의 브레이크 패드(231)가 디스크 브레이크(211)에 밀착되도록 회전하고, 이에 따른 한 쌍의 브레이크 패드(231)는 디스크 브레이크(211)의 회전을 정지시킨다.

상기한 과정을 통해 후륜축부(150)의 회전도 정지되므로 좌우방향으로 이동하면서 타이어휠을 조향시키던 랙기어도 고정된다.

다음, 도 6을 참조하면, 상기 (c) 단계에서는 전륜 제어부(140) 및 후륜 제어부(180)가 4륜 조향시스템(300)의 기설정된 동작 절차(=전륜축부와 후륜축부에 대한 제어 프로세스가 미리 프로그래밍되어 있음)에 따라 전륜축부(140) 및 후륜축부(180)를 제어한다.

다음, 상기 (d) 단계에서는 전륜 제어부(140)가 후륜 제어부(180)의 오작동을 감지한 후 상기 (e) 단계를 수행한다.

만약, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 (d) 단계에서, 전륜 제어부(140)가 후륜 제어부(180)의 오작동을 미감지하는 경우, 전륜 제어부(140) 및 후륜 제어부(180)가 동작하는 단계로 복귀한다.

다음, 상기 (e) 단계에서는 사용자에 의해 후륜 제어부(180)의 오작동이 감지되면, 상기 (f) 단계를 수행한다.

한편, 상기 (e) 단계에서, 사용자에 의해 상기 후륜 제어부의 오작동이 미감지되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 전륜 제어부(140)가 생성한 자동고정신호를 이용하여 고정모터(122)를 회전시키는 단계, 고정모터(122)가 회전하면서 고정모터(122)와 후륜 고정장치(200)에 구비된 제동부(230)를 연결하는 와이어(235)를 당기는 단계, 제동부(230)에 구비된 한 쌍의 브레이크 패드(231)가 제동부(230)에 구비된 한 쌍의 제동력 전달부재(233)와 결합된 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재(232)가 후륜축부(150)에 삽입된 디스크 브레이크(211)를 향함에 따라 디스크 브레이크(211)에 밀착됨으로써 디스크 브레이크(211)의 회전을 정지시키는 단계 및 후륜축부(150)가 고정되는 단계가 수행된다.

상기한 바에 따른 본 발명은 후륜 제어부의 고장 시, 사용자에 의해 수동으로 조작되는 제동력 발생부를 통하여 후륜 조향부로 제동력을 제공함으로써 후륜축부 및 타이어휠을 고정시킬 수 있어 주행 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 후륜 제어부의 고장을 감지하지 못하였거나 후륜 제어부의 제어를 사용하지 않을 경우에도 전륜 제어부가 후륜 제어부의 오작동을 감지하여 후륜축부를 고정시킬 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 4륜 조향장치
110: 전륜축부
120: 전륜모터부
121: 전륜 모터
122: 고정모터
130: 전륜센서부
131: 전륜각도센서
132: 전륜토크센서
140: 전륜 제어부
150: 후륜축부
160: 후륜모터부
170: 후륜센서부
180: 후륜 제어부
200: 후륜 고정장치
210: 후륜 조향부
211: 디스크 브레이크
212: 피니언기어
213: 랙기어
220: 제동력 발생부
221: 베이스
222: 잠금기어
223: 브레이크 레버
224: 잠금버튼
230: 제동부
231: 브레이크 패드
232: 브레이크 패드 고정부재
233: 제동력 전달부재
234: 힌지
235: 와이어
300: 4륜 조향시스템

Claims

전륜축부, 상기 전륜축부의 조향을 제어하는 전륜 제어부, 상기 전륜축부를 회전시키는 전륜모터 및 상기 전륜 제어부와 전기적으로 연결되는 고정모터를 포함하는 전륜모터부, 상기 전륜축부와 평행한 후륜축부, 상기 후륜축부를 회전시키는 후륜모터부 및 상기 전륜 제어부와 통신하고 상기 후륜 모터부와 전기적으로 연결되는 후륜 제어부를 포함하는 4륜 조향장치; 및
상기 후륜축부에 삽입되어 상기 후륜축부와 함께 회전하는 디스크 브레이크, 상기 후륜축부의 타단에 형성되는 피니언기어 및 상기 피니언기어와 체결되는 랙기어를 포함하는 후륜 조향부, 상기 디스크 브레이크의 적어도 일부를 둘러싸면서 상기 디스크 브레이크에 제동력을 제공하는 제동력 발생부 및 상기 제동력 발생부 또는 상기 고정모터와 연결되는 와이어를 포함하고 상기 전륜 제어부 또는 차량에 탑승한 사용자의 조작에 의해 상기 제동력 발생부를 동작시키는 제동부를 포함하는 후륜 고정장치를 포함하고,
상기 제동부는 사용자 또는 상기 전륜 제어부에 의해 감지되는 상기 후륜 제어부의 오작동 시, 일방향 또는 타방향으로 회전하는 상기 디스크 브레이크의 회전을 정지시켜 상기 후륜축부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템.
제1 항에 있어서,
상기 와이어는 상기 제동력 발생부와 상기 제동부를 연결시키고,
상기 전륜 제어부가 상기 후륜 제어부의 오작동을 감지한 후 상기 운전자에 의해 상기 후륜 제어부의 오작동이 감지되면, 상기 후륜 고정장치가 상기 사용자의 조작에 의해 동작하여 상기 후륜축부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템.
제2 항에 있어서,
상기 제동력 발생부는,
상기 차량에 결합되는 베이스;
상기 와이어와 결합되고 상기 베이스의 내측면에 결합되는 잠금기어;
일단이 상기 잠금기어에 결합되어 상기 사용자에 의해 상기 잠금기어를 기준으로 회전하면서 상기 와이어를 당기거나 밀어내는 브레이크 레버; 및
상기 브레이크 레버의 타단에 형성되는 잠금버튼;을 포함하고,
상기 사용자에 의해 상기 잠금버튼이 상기 브레이크 레버의 내부로 삽입된 상태에서 상기 브레이크 레버가 회전되면, 상기 와이어가 상기 잠금기어에 감기는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템.
제3 항에 있어서,
상기 제동부는,
상기 디스크 브레이크의 상부 및 하부에 위치하는 한 쌍의 브레이크 패드;
상기 브레이크 패드와 결합되는 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재;
일단이 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재와 각각 결합되고 타단이 상기 와이어와 결합되며 서로 교차되도록 위치하는 한 쌍의 제동력 전달부재; 및
상기 한 쌍의 제동력 전달부재를 관통하는 힌지;를 더 포함하고,
상기 한 쌍의 제동력 전달부재는 상기 브레이크 레버에 의해 상기 와이어가 당겨질 경우 상기 힌지를 기준으로 회전하며,
상기 한 쌍의 브레이크 패드는 상기 한 쌍의 제동력 전달부재와 결합된 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재가 상기 디스크 브레이크를 향함에 따라 상기 디스크 브레이크에 밀착됨으로써 상기 디스크 브레이크의 회전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템.
제1 항에 있어서,
상기 와이어는 상기 고정모터와 상기 제동부를 연결시키고,
상기 전륜 제어부가 상기 후륜 제어부의 오작동을 감지한 후 상기 운전자에 의해 상기 후륜 제어부의 오작동이 미감지되면, 상기 전륜 제어부는 자동고정신호를 생성하여 상기 고정모터로 전송함에 따라 상기 고정모터를 회전시켜 상기 와이어가 당겨지도록 함으로써 상기 후륜축부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템.
제5 항에 있어서,
상기 제동부는,
상기 디스크 브레이크의 상부 및 하부에 위치하는 한 쌍의 브레이크 패드;
상기 브레이크 패드와 결합되는 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재;
일단이 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재와 각각 결합되고 타단이 상기 와이어와 결합되며 서로 교차되도록 위치하는 한 쌍의 제동력 전달부재; 및
상기 한 쌍의 제동력 전달부재를 관통하는 힌지;를 더 포함하고,
상기 한 쌍의 제동력 전달부재는 상기 전륜 제어부의 제어에 의해 상기 고정모터가 회전함에 따라 상기 와이어가 당겨질 경우 상기 힌지를 기준으로 회전하며,
상기 한 쌍의 브레이크 패드는 상기 한 쌍의 제동력 전달부재와 결합된 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재가 상기 디스크 브레이크를 향함에 따라 상기 디스크 브레이크에 밀착됨으로써 상기 디스크 브레이크의 회전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템.
제1 항에 있어서,
상기 4륜 조향장치는,
상기 전륜축부에 대한 전륜조향각을 감지하여 상기 전륜 제어부로 전송하는 전륜각도센서 및 상기 전륜축부에 대한 전륜축토크를 감지하여 상기 전륜 제어부로 전송하는 전륜토크센서를 포함하는 전륜센서부;를 더 포함하고,
상기 전륜 제어부는 상기 전륜조향각 및 상기 전륜축토크를 기반으로 상기 전륜축부의 조향을 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템.
제1 항에 있어서,
상기 4륜 조향장치는,
상기 후륜축부에 대한 후륜조향각을 감지하여 상기 후륜 제어부로 전송하는 후륜센서부;를 더 포함하고,
상기 후륜 제어부는 상기 후륜조향각을 기반으로 상기 후륜축부의 조향을 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템.
(a) 전륜 제어부 및 후륜 제어부에 전원이 인가되는 단계;
(b) 사용자에 의해 상기 후륜 제어부가 동작하는 단계;
(c) 상기 전륜 제어부 및 상기 후륜 제어부가 상기 전륜축부 및 상기 후륜축부를 제어하는 단계;
(d) 상기 전륜 제어부가 상기 후륜 제어부의 오작동을 감지하는 단계;
(e) 상기 사용자에 의해 상기 후륜 제어부의 오작동이 감지되는 단계; 및
(f) 상기 사용자에 의해 상기 후륜 고정장치가 동작하여 상기 후륜축부를 고정시키는 단계;를 포함하고,
상기 전륜 제어부 및 상기 사용자 중 적어도 어느 하나에 의해 감지되는 상기 후륜 제어부의 오작동 여부에 따라 상기 전륜 제어부 또는 상기 후륜 고정장치에 의해 상기 후륜축부가 고정되는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법.
제9 항에 있어서,
상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에,
상기 전륜 제어부 및 상기 후륜 제어부가 동작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법.
제9 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 사용자의 조작에 의해 상기 후륜 제어부가 선택되는 단계; 및
(b2) 상기 후륜 제어부가 동작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법.
제11 항에 있어서,
상기 (b2) 단계에서,
상기 후륜 제어부가 상기 사용자의 조작에도 미동작할 경우, 상기 사용자에 의해 상기 후륜 고정장치가 조작되는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법.
제12 항에 있어서,
상기 후륜 고정장치가 조작되는 단계 이후,
상기 사용자에 의해 상기 후륜 고정장치에 구비된 제동력 발생부가 조작되는 단계;
와이어에 의해 상기 제동력 발생부와 연결되는 제동부가 상기 후륜 고정장치에 구비된 후륜 조향부로 제동력을 제공하는 단계; 및
상기 4륜 조향장치에 구비된 후륜축부가 고정되는 단계;가 수행되는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법.
제10 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
상기 전륜 제어부가 상기 후륜 제어부의 오작동을 미감지하는 경우, 상기 전륜 제어부 및 상기 후륜 제어부가 동작하는 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법.
제12 항에 있어서,
상기 (e) 단계에서,
상기 사용자에 의해 상기 후륜 제어부의 오작동이 미감지되는 경우,
상기 전륜 제어부가 생성한 자동고정신호를 이용하여 고정모터를 회전시키는 단계;
상기 고정모터가 회전하면서 상기 고정모터와 상기 후륜 고정장치에 구비된 제동부를 연결하는 와이어를 당기는 단계;
상기 제동부에 구비된 한 쌍의 브레이크 패드가 상기 제동부에 구비된 한 쌍의 제동력 전달부재와 결합된 상기 한 쌍의 브레이크 패드 고정부재가 후륜축부에 삽입된 디스크 브레이크를 향함에 따라 상기 디스크 브레이크에 밀착됨으로써 상기 디스크 브레이크의 회전을 정지시키는 단계 및
상기 후륜축부가 고정되는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 후륜 고정장치를 포함하는 4륜 조향시스템의 제어방법.
제1 항에 따른 후륜 고정장치.