KR20230107326A - 차량 조향 시스템 및 그것을 갖는 차량 - Google Patents

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Abstract

차량 조향 시스템(100) 및 이를 갖는 차량. 차량 조향 시스템(100)은: 하우징; 제1 조향 샤프트(2)-제1 조향 샤프트(2)는 하우징(1) 내에 회전가능하게 배치되고, 제1 조향 샤프트(2)는 조향 토크를 전달하기 위해 조향 기어와 조합되도록 구성되고, 제1 조향 샤프트(2)는 조향 토크의 전달을 연결해제하기 위해 조향 기어로부터 분리되도록 구성됨-; 및 손 감각 시뮬레이션 장치(3)-손 감각 시뮬레이션 장치(3)는 제1 조향 샤프트(2)에 연결되고, 손 감각 시뮬레이션 장치(3)는 조향 샤프트(2)가 조향 토크의 전달을 연결해제하기 위해 조향 기어로부터 분리될 때 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어가 조향 토크를 전달할 때의 조향 손 감각을 시뮬레이션함-를 포함한다.

Description

차량 조향 시스템 및 그것을 갖는 차량
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 개시내용은 2020년 12월 30일자로 출원된 중국 특허 출원 제202023351625.2호 및 제202011630594.6호에 대한 우선권을 주장한다. 상기 참조된 출원들의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 원용된다.
기술분야
본 개시내용은 차량 기술들의 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 차량 조향 시스템 및 그것을 갖는 차량에 관한 것이다.
관련 기술에서, 차량의 제1 조향 샤프트의 상부는 일반적으로 조향 휠에 고정되고, 제1 조향 샤프트의 하부는 일반적으로 조향 기어와 연결된다. 그러므로, 조향 휠에 작용하는 운전자의 조향 토크가 조향 기어에 전달되어 차량의 조향을 실현한다. 그러나, 차량 조향 시스템은 비교적 다양하지 않은 기능들을 갖는다. 차량이 온보드 멀티미디어 기능, 드라이브-바이-와이어 기능(drive-by-wire function), 및 자동 주행 기능과 같은 부상하고 있는 기능들을 가질 때, 사용자 경험을 개선하기 위해 차량의 실제 조향의 감각이 시뮬레이션될 필요가 있다.
본 개시내용은 관련 기술에 존재하는 기술적 문제들 중 적어도 하나를 해결하도록 의도된다. 본 개시내용의 목적은 차량 조향 시스템을 제공하는 것이다. 차량 조향 시스템은, 제1 조향 샤프트와 조향 기어가 조향 토크의 전달을 중단할 때, 제1 조향 샤프트와 조향 기어에 의한 조향 토크의 전달 동안의 조향 감각을 시뮬레이션할 수 있고, 이에 의해 사용자 경험을 효과적으로 개선할 수 있다.
본 개시내용의 다른 목적은 차량 조향 시스템을 갖는 차량을 제공하는 것이다.
본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템은 하우징; 하우징에 회전가능하게 배치된 제1 조향 샤프트-제1 조향 샤프트는 조향 토크를 전달하기 위해 조향 기어에 결합되도록 구성되고, 제1 조향 샤프트는 조향 토크의 전달을 중단하기 위해 조향 기어로부터 결합해제되도록 구성됨-; 및 제1 조향 샤프트와 연결된 감각 시뮬레이터-감각 시뮬레이터는 제1 조향 샤프트와 조향 기어가 조향 토크의 전달을 중단할 때 제1 조향 샤프트와 조향 기어에 의한 조향 토크의 전달 동안의 조향 감각을 시뮬레이션하도록 구성됨-를 포함한다.
본 개시내용의 실시예들에 따른 차량 조향 시스템에서, 감각 시뮬레이터는, 제1 조향 샤프트 및 조향 기어가 조향 토크의 전달로부터 연결해제되는 경우에, 제1 조향 샤프트 및 조향 기어가 조향 토크를 전달할 때의 조향 느낌을 시뮬레이션하도록 배치되고 구성된다. 차량이 온보드 멀티미디어 기능, 드라이브-바이-와이어 기능, 및 자율 주행 기능과 같은 부상하고 있는 기능들을 가질 때, 차량은 조향 감쇠 감각 및 복원력과 같은 실제 조향 느낌을 시뮬레이션하고, 시뮬레이션의 확실성을 보장하며 사용자 경험을 효과적으로 개선하도록 구성될 수 있다.
본 출원의 일부 실시예들에 따르면, 감각 시뮬레이터는 출력 샤프트를 갖고 하우징 상에 배치된 감각 구동기; 출력 샤프트 상에 고정된 구동 부재; 및 제1 조향 샤프트 상에 고정되고 구동 부재와 맞물리는 피구동 부재를 포함한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 차량 조향 시스템은 제1 조향 샤프트의 회전 방향을 검출하도록 구성된 회전 각도 검출기; 및 회전 각도 검출기 및 감각 구동기와 각각 통신하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하고, 제1 조향 샤프트가 회전할 때, 제어기는 제1 조향 샤프트의 회전에 대해 저항을 제공하도록 감각 구동기를 제어하며; 제1 조향 샤프트가 복원될 때, 제어기는 제1 조향 샤프트의 복원에 대한 보조를 제공하도록 감각 구동기를 제어한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 차량 조향 시스템은 차량의 운전 조건을 검출하고 제1 토크 신호를 전송하도록 구성된 토크 검출기; 및 토크 검출기 및 감각 구동기와 각각 통신하고, 제1 토크 신호를 수신하고, 제1 토크 신호에 따라 제1 조향 샤프트 및 조향 기어에 의해 전달되는 도로 느낌 토크를 시뮬레이션하는 도로 느낌 시뮬레이션 토크(road feel sumulation torque)를 제1 조향 샤프트에 제공하도록 감각 구동기를 제어하도록 구성되는 제어기를 추가로 포함한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 차량 조향 시스템은 제어기와 통신하고 차량의 운전 자세를 검출하고 제2 토크 신호를 제어기에 전송하도록 구성된 운전 컴퓨터-제어기는 제2 토크 신호에 따라 제1 조향 샤프트 및 조향 기어에 의해 전달되는 도로 느낌 토크를 시뮬레이션하는 도로 느낌 시뮬레이션 토크를 제1 조향 샤프트에 제공하기 위해 감각 구동기를 제어하도록 구성됨-를 추가로 포함한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 차량 조향 시스템은 운전자가 안전하게 운전하는지 여부를 검출하도록 구성된 안전 검출기; 및 안전 검출기 및 감각 구동기와 각각 통신하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하며, 제어기는 안전 검출기가 운전에서의 안전 위험을 검출할 때 전후로 교대로 회전하도록 제1 조향 샤프트를 구동하기 위한 진동력을 제공하도록 감각 구동기를 제어한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 안전 검출기는 피로 검출기, 차선 이탈 검출기, 충돌 검출기, 차선 변경 사각지대 검출기, 및 후진 충돌 검출기 중 적어도 하나를 포함한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 하우징은 본체-제1 조향 샤프트와 피구동 부재는 양자 모두 본체에 배치됨-; 및 본체의 외부 표면으로부터 돌출하는 수용부-수용부의 내부는 본체의 내부와 연통하고, 구동 부재는 수용부에 배치됨-를 포함한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 구동 부재의 일부가 본체 내로 연장되며 피구동 부재와 맞물린다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 출력 샤프트의 자유 단부는 수용부의 일 단부로부터 수용부 내로 연장되고 구동 부재의 일 단부에 고정되고, 수용부의 다른 단부에는 지지 부재가 배치되며, 구동 부재의 다른 단부는 지지 부재를 통해 회전가능하게 연장된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 수용부의 다른 단부는 개방되며, 수용부의 다른 단부에는 분리가능한 단부 커버가 제공된다.
본 개시내용의 일부 실시예에 따르면, 수용부의 중심 축은 본체의 중심 축에 수직이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 수용부 및 본체는 일체로 형성된다.
본 개시내용의 일부 실시예에 따르면, 감각 구동기는 수용부에 분리 가능하게 연결된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 구동 부재는 웜이며, 피구동 부재는 웜과 맞물리는 웜 기어이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 웜 기어의 나선 각도는 β이고; β는 30°≤β≤40°를 충족한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 차량 조향 시스템은 결합 장치를 추가로 포함한다. 결합 장치는 제1 조향 샤프트와 제2 조향 샤프트를 포함한다. 제1 조향 샤프트는 조향 기어와 연결된다. 제1 조향 샤프트는 결합 위치와 결합해제 위치 사이에서 이동가능하다. 제1 조향 샤프트는 결합 위치에서 제2 조향 샤프트에 결합되고 조향 기어의 조향 토크를 전달한다. 제1 조향 샤프트는 결합해제 위치에서 제2 조향 샤프트로부터 결합해제되고, 조향 기어의 조향 토크의 전달을 연결해제한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 결합 장치는 제3 조향 샤프트를 추가로 포함한다. 제1 조향 샤프트는 제3 조향 샤프트를 통해 조향 기어에 연결된다. 제1 조향 샤프트는 조향 기어의 조향 토크를 전달하기 위해 제3 조향 샤프트와 맞물린다. 제1 조향 샤프트는 제3 조향 샤프트에 대해 결합 위치와 결합해제 위치 사이에서 이동가능하다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 결합 장치는 제1 조향 샤프트 상에 슬리브 결합된 샤프트 슬리브-샤프트 슬리브는 제1 조향 샤프트와 축방향으로 고정되고 제1 조향 샤프트에 대해 회전가능함-; 및 샤프트 슬리브와 연결된 구동 조립체-구동 조립체는 샤프트 슬리브를 통해 결합 위치와 결합해제 위치 사이에서 이동하도록 제1 조향 샤프트를 구동하도록 구성됨-를 추가로 포함한다.
본 개시내용의 실시예에서의 차량은 본 개시내용의 상기 실시예들 중 임의의 것에 따른 차량 조향 시스템을 포함한다.
본 개시내용의 다른 양태들 및 장점들은 다음의 설명에서 주어질 것이고, 그 중 일부는 다음의 설명으로부터 분명해질 것이거나 또는 본 개시내용의 실현들로부터 학습될 수 있다.
본 개시내용의 전술한 및/또는 추가적인 양태들 및 이점들은 다음의 첨부 도면들을 참조하여 이루어지는 실시예들의 설명에서 명백해지고 이해가능하게 될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 3차원 도면이다.
도 2는 다른 관점으로부터의 도 1에 도시되는 차량 조향 시스템의 3차원 도면이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 감각 시뮬레이터와 제1 조향 샤프트 사이의 맞물림을 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 다른 관점으로부터의 차량 조향 시스템의 감각 시뮬레이터와 제1 조향 샤프트 사이의 맞물림을 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 제1 조향 샤프트와 피구동 부재의 조립 개략도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 7은 도 6의 A-A 선을 따라 취한 단면도이다.
도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 다른 개략적인 구조도이다.
도 9는 도 8의 B-B 선을 따라 취한 단면도이다.
도 10은 본 개시내용의 일부 다른 실시예들에 따른 차량 조향 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 11은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 결합 장치의 개략적인 구조도이다.
도 12는 본 개시내용의 실시예에 따른 다른 관점으로부터의 차량 조향 시스템의 결합 장치의 개략적인 구조도이다.
도 13은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 결합 장치의 단면도이고, 여기서 제2 전달 샤프트는 결합 위치에 위치된다.
도 14는 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 결합 장치의 단면도이고, 여기서 제2 전달 샤프트는 결합해제 위치에 위치된다.
도 15는 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 결합 장치의 개략적인 구조도이며, 여기서 제2 전달 샤프트는 결합해제 위치에 위치된다.
도 16은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 결합 장치의 개략적인 구조도이며, 여기서 제2 전달 샤프트는 결합 위치에 위치된다.
도 17은 다른 관점으로부터의 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 결합 장치의 단면도이며, 여기서 제2 전달 샤프트는 결합 위치에 위치된다.
도 18은 다른 관점으로부터의 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 결합 장치의 단면도이며, 여기서 제2 전달 샤프트는 결합해제 위치에 위치된다.
도 19는 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 조향 시스템의 결합 장치의 제2 전달 샤프트의 개략적인 구조도이다.
참조 번호들:
100: 차량 조향 시스템
1: 하우징; 11: 본체; 12: 수용부; 121: 단부 커버;
2: 조향 샤프트; 3: 감각 시뮬레이터; 31: 감각 구동기;
32: 구동 부재; 321: 연결부; 33: 피구동 부재; 4: 지지 부재.
제1 전달 샤프트(100), 제2 전달 샤프트(200), 스플라인 홈(210), 샤프트 슬리브(300), 구동 조립체(400), 구동 장치(430), 전달 기구(440), 출력 리드 스크루(441), 출력 너트(442), 연결 로드 기구(450), 제1 연결 로드(451), 제2 연결 로드(452), 제3 연결 로드(453), 제3 전달 샤프트(500), 캐비티(510) 및 하우징(600).
본 개시내용의 실시예들이 아래에 상세히 설명되고, 첨부 도면들을 참조하여 설명된 실시예들은 예시적이다.
본 개시내용의 실시예들에 따른 차량 조향 시스템(100)은 도 1 내지 도 9를 참조하여 아래에 설명된다.
도 1 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 본 개시내용의 실시예들에 따른 차량 조향 시스템(100)은 하우징(1), 제1 조향 샤프트(2), 및 감각 시뮬레이터(3)를 포함한다.
구체적으로, 제1 조향 샤프트(2)는 하우징(1) 내에 회전가능하게 배치되고, 제1 조향 샤프트(2)는 조향 토크를 전달하기 위해 조향 기어에 결합되도록 구성되며, 제1 조향 샤프트(2)는 조향 토크의 전달을 중단하기 위해 조향 기어로부터 결합해제되도록 구성된다. 감각 시뮬레이터(3)는 제1 조향 샤프트(2)와 연결된다. 감각 시뮬레이터(3)는, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어가 조향 토크의 전달을 중단할 때, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어에 의한 조향 토크의 전달 동안의 조향 감각을 시뮬레이션한다.
예를 들어, 운전자가 제1 조향 샤프트(2)를 회전시키도록 구동하기 위해 차량의 조향 휠을 제어할 때, 감각 시뮬레이터(3)는 제1 조향 샤프트(2)에 저항을 제공하여 조향 동안 제어 감쇠 감각을 시뮬레이션할 수 있다. 운전자가 제1 조향 샤프트(2)를 복원시키도록 구동하기 위해 차량의 조향 휠을 제어할 때, 감각 시뮬레이터(3)는 제1 조향 샤프트(2)를 위한 복원 토크를 제공하여 복원력을 시뮬레이션할 수 있다. 그 결과, 감각 시뮬레이터(3)는, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어가 조향 토크의 전달을 중단할 때, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어에 의한 조향 토크의 전달 동안의 조향 감쇠 감각, 복원력 등과 같은 실제 조향 느낌을 시뮬레이션하도록 배치될 수 있다. 차량 조향 시스템(100)이 스티어링-바이-와이어 시스템(steering-by-wire system)인 경우, 운전자의 운전 안전성이 효과적으로 개선될 수 있다. 차량 조향 시스템(100)이 게임 차량의 조향 시스템과 같은 운전 시뮬레이션 시스템일 때, 게임 경험이 개선될 수 있고 시뮬레이션의 확실성이 보장된다.
마지막으로, "스티어링-바이-와이어 시스템"은 조향 휠과 조향 휠 사이의 종래의 기계적인 연결을 제거하고(이 경우, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어는 조향 토크의 전달을 중단함), 데이터 버스를 통해 신호를 전송하며, 조향 제어 시스템으로부터 피드백 커맨드를 취득하는 차량 조향 시스템(100)이라는 점에 유의해야 한다.
본 개시내용의 실시예들에 따른 차량 조향 시스템(100)에서는, 감각 시뮬레이터(3)가 배치되며, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어가 조향 토크의 전달을 중단할 때 감각 시뮬레이터(3)는 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어에 의한 조향 토크의 전달 동안의 조향 감각을 시뮬레이션한다. 차량이 온보드 멀티미디어 기능, 드라이브-바이-와이어 기능, 및 자율 주행 기능과 같은 부상하고 있는 기능들을 가질 때, 차량은 조향 감쇠 감각 및 복원력과 같은 조향 감각을 시뮬레이션하며 시뮬레이션의 확실성을 보장하고 사용자 경험을 개선하도록 구성될 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 감각 시뮬레이터(3)는 감각 구동기(31), 구동 부재(32), 및 피구동 부재(33)를 포함한다. 구체적으로, 감각 구동기(31)는 출력 샤프트를 갖는다. 감각 구동기(31)는 하우징(1) 상에 배치된다. 구동 부재(32)는 출력 샤프트에 고정된다. 피구동 부재(33)는 제1 조향 샤프트(2)에 고정된다. 피구동 부재(33)는 구동 부재(32)와 맞물린다.
그 결과, 피구동 부재(33)는 제1 조향 샤프트(2)에 고정되기 때문에, 피구동 부재(33)는 제1 조향 샤프트(2)가 회전할 때 제1 조향 샤프트(2)와 함께 회전한다. 운전자가 제1 조향 샤프트(2) 및 피구동 부재(33)를 회전시키도록 구동하기 위해 차량의 조향 휠을 제어할 때, 감각 구동기(31)는 출력 샤프트를 통해 회전하도록 구동 부재(32)를 구동하고 피구동 부재(33)의 회전 방향과 반대의 토크를 제공할 수 있으며, 이에 의해 조향 감쇠 감각을 시뮬레이션하기 위한 피구동 부재(33)의 회전에 대한 저항을 제공한다. 운전자가 제1 조향 샤프트(2) 및 피구동 부재(33)를 복원시키도록 구동하기 위해 차량의 조향 휠을 제어할 때, 감각 구동기(31)는 구동 부재(32)를 회전시키도록 구동하고 피구동 부재(33)의 회전 방향과 동일한 토크를 제공할 수 있고, 이에 의해 복원력을 시뮬레이션하기 위한 피구동 부재(33)의 회전에 대한 보조를 제공한다. 또한, 감각 구동기(31)가 높은 주파수로 전후로 교대로 회전할 때, 진동 프롬프트의 기능이 실현될 수 있다. 또한, 시뮬레이션의 확실성을 보장하면서, 감각 시뮬레이터(3)의 구조는 간단하고 구현하기 쉽다. 감각 구동기(31)는 감각 모터일 수 있다. 그러나, 감각 구동기는 이에 제한되지 않는다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 차량 조향 시스템(100)은 회전 각도 검출기(도시되지 않음) 및 제어기(도시되지 않음)를 추가로 포함한다. 회전 각도 검출기는 제1 조향 샤프트(2)의 회전 방향을 검출하도록 구성된다. 제어기는 회전 각도 검출기 및 감각 구동기(31)와 각각 통신하도록 구성된다. 제1 조향 샤프트(2)가 회전할 때, 제어기는 제1 조향 샤프트(2)의 회전에 대한 저항을 제공하도록 감각 구동기(31)를 제어한다. 제1 조향 샤프트(2)가 복원될 때, 제어기는 제1 조향 샤프트(2)의 복원을 위한 보조를 제공하도록 감각 구동기(31)를 제어한다.
예를 들어, 회전 각도 검출기가 조향 신호를 검출할 때, 회전 각도 검출기는 검출된 조향 신호를 제어기에 전송하고, 제어기는 수신된 조향 신호에 따라 회전하도록 감각 구동기(31)를 제어한다. 이 경우, 감각 구동기(31)는 구동 부재(32)를 회전시키도록 구동하고, 구동 부재(32)가 피구동 부재(33) 및 제1 조향 샤프트(2)의 회전 방향과 반대의 토크를 제공하게 하여, 제1 조향 샤프트(2)의 회전에 대한 저항을 제공함으로써, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어에 의한 조향 토크의 전달 동안의 조향 감쇠 감각을 시뮬레이션한다. 예를 들어, 회전 각도 검출기가 복원 신호를 검출할 때, 회전 각도 검출기는 검출된 복원 신호를 제어기에 전송하고, 제어기는 수신된 복원 신호에 따라 회전하도록 감각 구동기(31)를 제어한다. 이 경우, 감각 구동기(31)는 구동 부재(32)를 회전시키도록 구동하고, 구동 부재(32)가 피구동 부재(33) 및 제1 조향 샤프트(2)의 회전 방향과 동일한 토크를 제공하게 함으로써, 제1 조향 샤프트(2)의 복원을 위한 보조를 제공하여, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어에 의한 조향 토크의 전달 동안의 복원력을 시뮬레이션한다. 그 결과, 회전 각도 검출기 및 제어기는, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어가 조향 토크의 전달을 중단할 때, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어에 의한 조향 토크의 전달 동안의 조향 감쇠 감각 및 복원력을 시뮬레이션하도록 배치되며, 이에 의해 시뮬레이션의 확실성 및 신뢰성을 개선한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 차량 조향 시스템(100)은 토크 검출기(도면에 도시되지 않음)를 추가로 포함한다. 토크 검출기는 차량의 운전 조건을 검출하고 제1 토크 신호를 전송하도록 구성된다. 제어기는 토크 검출기 및 감각 구동기(31)와 각각 통신하고, 제1 토크 신호를 수신하며, 제1 토크 신호에 따라 감각 구동기(31)를 제어하여 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어에 의해 전달되는 도로 느낌 토크를 시뮬레이션하는 도로 느낌 시뮬레이션 토크를 제1 조향 샤프트(2)에 제공하도록 구성된다.
예를 들어, 도로 조건(예컨대, 가파른 경사, 경사, 질퍽한 도로, 돌이 많은 도로 또는 구멍이 패인 도로 등)이 상이할 때, 제어기에 의해 수신되는 제1 토크 신호는 상이하다. 따라서, 상이한 도로 느낌 시뮬레이션 토크가 제1 조향 샤프트(2)에 제공될 수 있다. 제1 조향 샤프트(2)는 일반적으로 조향 휠에 연결되기 때문에, 제1 조향 샤프트(2)는 도로 느낌 시뮬레이션 토크를 조향 휠에 전달하여, 차량의 도로 조건을 명확하게 피드백할 수 있다. 그러므로, 차량 조향 시스템(100)이 스티어링-바이-와이어 시스템일 때, 토크 검출기를 배치함으로써, 제어기는 토크 검출기에 의해 검출된 제1 토크 신호에 따라 회전하도록 감각 구동기(31)를 제어하고 감각 구동기(31)가 도로 느낌 시뮬레이션 토크를 제1 조향 샤프트(2)에 제공하게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 차량 도로에 대한 차량 조향 시스템(100)의 피드백 힘이 실시간으로 시뮬레이션될 수 있고, 차량의 운전 조건이 효과적으로 피드백될 수 있어, 운전자에게 도로의 더 현실적인 감각을 제공하고 차량 조종성을 개선한다.
본 개시내용의 추가 실시예에서, 차량 조향 시스템(100)은 운전 컴퓨터를 추가로 포함한다. 운전 컴퓨터는 제어기와 통신하고 차량의 운전 자세를 검출하고 제2 토크 신호를 제어기에 전송하도록 구성된다. 제어기는, 제2 토크 신호에 따라, 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 기어에 의해 전달되는 도로 느낌 토크를 시뮬레이션하는 도로 느낌 시뮬레이션 토크를 제1 조향 샤프트(2)에 제공하기 위해 감각 구동기(31)를 제어하도록 구성된다. "차량의 운전 자세"는 운전 상태에서의 차량의 자세를 지칭한다. 예를 들어, 외부 환경의 영향하에서, 차량은 사이드슬립(sideslip), 피쉬테일(fishtailing), 및 다른 조건들을 경험할 수 있어서, 차량의 무게 중심이 연속적으로 변화하게 하고 차량의 자세 또한 지속적으로 변화하게 한다. 운전 컴퓨터는 차량 제어기라는 점에 유의해야 한다.
예를 들어, 차량이 고속으로 주행할 때, 제어기는 운전 컴퓨터에 의해 전송되는 제2 토크 신호에 따라 회전하도록 감각 구동기(31)를 제어하고, 감각 구동기(31)가 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 휠에 큰 토크를 제공하게 하여, 조향 휠의 중량을 증가시키고 조향 휠을 더 안정되게 할 수 있다. 차량이 저속으로 주행할 때, 제어기는 운전 컴퓨터에 의해 전송되는 제2 토크 신호에 따라 회전하도록 감각 구동기(31)를 제어할 수 있고, 감각 구동기(31)가 제1 조향 샤프트(2)를 통해 조향 휠을 더 가볍게 구동하게 함으로써, 조향 휠이 더 쉽게 회전하게 할 수 있다. 차량이 사이드슬립할 때, 제어기는 운전 컴퓨터에 의해 전송되는 제2 토크 신호에 따라 회전하도록 감각 구동기(31)를 제어하고 감각 구동기(31)가 제1 조향 샤프트(2)를 통해 조향 휠을 보정하게 하여, 운전 안전성을 보장할 수 있다.
그러므로, 차량 조향 시스템(100)이 게임 차량의 조향 시스템과 같은 스티어링-바이-와이어 시스템 및 운전 시뮬레이션 시스템일 때, 운전 컴퓨터를 배치함으로써, 제어기는 운전 컴퓨터에 의해 제공된 제2 토크 신호에 따라 회전하도록 감각 구동기(31)를 제어하고 감각 구동기(31)가 도로 느낌 시뮬레이션 토크를 제1 조향 샤프트(2) 및 조향 휠에 제공하게 할 수 있다. 차량의 운전 자세가 효과적으로 피드백되어, 차량 조향 시스템(100)에 대한 차량의 운전 자세의 피드백 힘이 실시간으로 시뮬레이션될 수 있고, 이는 운전자에게 더 현실적인 도로 느낌을 제공하고 차량 조종성을 더 개선한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 차량 조향 시스템(100)은 안전 검출기를 추가로 포함한다. 안전 검출기는 운전자가 안전하게 운전하고 있는지를 검출하도록 구성된다. 제어기는 안전 검출기 및 감각 구동기(31)와 각각 통신하도록 구성된다. 제어기는 안전 검출기가 운전의 안전 위험을 검출할 때 제1 조향 샤프트(2)를 전후로 교대로 회전하도록 구동하기 위한 진동력을 제공하도록 감각 구동기(31)를 제어한다. 이러한 방식으로, 안전 검출기 및 제어기는 운전 중 안전 위험이 있을 때 진동 경고의 역할을 하도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 진동 감각이 운전자에게 제공될 수 있고, 이는 운전 안전성을 효과적으로 개선할 수 있다.
선택적으로, 안전 검출기는 피로 검출기, 차선 이탈 검출기, 충돌 검출기, 차선 변경 사각지대 검출기, 및 역방향 충돌 검출기 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 안전 검출기가 피로 검출기를 포함하고, 피로 검출기가 운전자의 피로 운전을 검출하고 검출된 피로 신호를 제어기에 전송할 때, 제어기는 수신된 피로 신호에 따라 감각 구동기(31)를 전후로 교대로 회전시키도록 제어하여, 피로 구동 프롬프트의 효과를 실현하며, 이에 의해 피로 구동에 의해 야기되는 교통 사고의 위험을 감소시킨다.
안전 검출기가 차선 이탈 검출기를 포함하고, 차선 이탈 검출기가 차량이 차선으로부터 벗어나려고 하는 것을 검출하고 검출된 차선 이탈 경고 신호를 제어기에 전송할 때, 제어기는 수신된 차선 이탈 경고 신호에 따라 감각 구동기(31)를 전후로 교대로 회전시키도록 제어하여, 차선 이탈 경고가 실현될 수 있고, 차선 이탈에 의해 야기되는 교통 사고의 위험이 감소될 수 있다.
안전 검출기가 충돌 검출기를 포함하고, 충돌 검출기가 차량이 다른 차량들, 보행자들 및 장애물들과 충돌하려고 하는 것을 검출할 때, 충돌 검출기는 충돌 경고 신호를 제어기에 전송한다. 제어기는 수신된 충돌 경고 신호에 따라 감각 구동기(31)를 전후로 교대로 회전시키도록 제어할 수 있어, 충돌 경고가 실현될 수 있고 충돌의 발생을 피할 수 있다.
안전 검출기가 차선 변경 사각지대 검출기를 포함할 때, 차량의 리어뷰 미러에 사각지대가 있기 때문에, 차선 변경 사각지대 검출기는 리어뷰 미러의 사각지대에서 추월 차량을 검출하고 위험 신호를 제어기에 전송할 수 있으며, 제어기는 수신된 위험 신호에 따라 감각 구동기(31)가 전후로 교대로 회전하도록 제어할 수 있다. 이러한 방식으로, 차선 변경의 프로세스에서 사각지대로 인한 교통 사고를 피하도록 차선 변경의 사각지대 프롬프트가 실현될 수 있다.
안전 검출기가 역방향 충돌 검출기를 포함하고 차량이 후진시 장애물과 차량 사이에서 위험 거리 내에 있을 때, 또는 후진 프로세스 동안 차량의 후방 부근에 갑자기 보행자 또는 차량이 있을 때, 역방향 충돌 검출기는 역방향 충돌 경고 신호를 제어기에 전송한다. 제어기는 수신된 충돌 경고 신호에 따라 감각 구동기(31)가 전후로 교대로 회전하도록 제어하여, 후진 프로세스 동안 역방향 충돌 경고를 실현하고 안전 사고를 피할 수 있다.
그러므로, 상기 배치를 통해, 차량 조향 시스템(100)은 피로 운전 경고, 차선 이탈 경고, 충돌 경고, 차선 변경 사각지대 경고, 및 역방향 충돌 경고 중 적어도 하나를 실현할 수 있어, 교통 사고의 위험을 감소시키고 운전 안전성을 효과적으로 개선할 수 있다. 물론, 안전 검출기는 또한 피로 검출기, 차선 이탈 검출기, 충돌 검출기, 차선 변경 사각지대 검출기, 및 역방향 충돌 검출기로 제한되지 않는 다른 타입들의 검출기들을 포함할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 2 및 도 6을 참조하면, 하우징(1)은 본체(11) 및 수용부(12)를 포함한다. 제1 조향 샤프트(2) 및 피구동 부재(33)는 본체(11)에 배치된다. 수용부(12)는 본체(11)의 외부 표면으로부터 돌출한다. 수용부(12)의 내부는 본체(11)의 내부와 연통한다. 구동 부재(32)는 수용부(12) 내에 배치된다. 예를 들어, 도 2 및 도 6의 예에서, 수용부(12)는 본체(11)의 반경방향 외측에 연결되고, 수용부(12)의 형상은 구동 부재(32)의 형상에 적응된다. 그러므로, 본체(11) 및 수용부(12)를 배치함으로써, 한편으로는, 본체(11)는 제1 조향 샤프트(2) 및 피구동 부재(33)를 효과적으로 보호할 수 있고, 수용부(12)는 구동 부재(32)를 효과적으로 보호할 수 있어, 외부 먼지와 같은 불순물이 하우징(1)의 내부에 진입하여 제1 조향 샤프트(2), 피구동 부재(33) 및 구동 부재(32)의 회전에 영향을 미치는 것이 방지될 수 있다. 다른 한편으로는, 이렇게 배치된 수용부(12)의 점유 공간은 작고, 전체 차량 조향 시스템(100)의 구조는 더 콤팩트해질 수 있고, 이에 의해 차량 내의 차량 조향 시스템(100)의 점유 공간을 감소시키고, 차량 내의 다른 부분들의 공간적 레이아웃을 용이하게 하며, 운전자의 다리 이동 공간을 증가시킨다.
선택적으로, 구동 부재(32)의 일부는 본체(11) 내로 연장되고 피구동 부재(33)와 맞물린다. 이러한 배치는 구동 부재(32)와 피구동 부재(33) 사이의 맞물림의 신뢰성을 보장할 수 있어, 차량 조향 시스템(100)이 조향 감쇠 감각, 도로 감각 피드백, 조향 복원력, 및 진동 프롬프트와 같은 기능들을 갖는다. 더욱이, 구동 부재(32)의 일부가 본체(11) 내로 연장되기 때문에, 피구동 부재(33)의 반경방향 치수가 더 작아질 수 있어, 차량 조향 시스템(100)의 구조적인 콤팩트성이 더 개선될 수 있고, 전체 차량 조향 시스템(100)의 점유 공간이 감소될 수 있다.
본 개시내용의 일부 특정 실시예들에서, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 출력 샤프트의 자유 단부는 수용부(12)의 일 단부(예를 들어, 도 2의 좌측 단부)로부터 수용부(12) 내로 연장되고 구동 부재(32)의 일 단부(예를 들어, 도 4의 좌측 단부)에 고정된다. 지지 부재(4)가 수용부(12)의 다른 단부(예를 들어, 도 2의 우측 단부)에 배치되고, 구동 부재(32)의 다른 단부(예를 들어, 도 4의 우측 단부)는 지지 부재(4)를 통해 회전가능하게 연장된다.
예를 들어, 도 3 및 도 4의 예에서, 감각 구동기(31)로부터 떨어진 구동 부재(32)의 일 단부에는 연결부(321)가 제공될 수 있다. 연결부(321)의 직경은 구동 부재(32)의 직경보다 작다. 관통 피팅 구멍이 지지 부재(4) 상에 형성될 수 있고, 연결부(321)는 피팅 구멍과 피팅된다. 피팅 구멍의 직경은 연결부(321)의 직경보다 크고 구동 부재(32)의 직경보다 작다. 이러한 방식으로, 지지 부재(4)가 수용부(12)에 고정될 때, 지지 부재(4)에 대한 연결부(321)의 반경방향 이동이 제한될 수 있고, 지지 부재(4)에 대한 구동 부재(32)의 축방향 이동이 제한될 수 있다. 그 결과, 지지 부재(4)를 배치함으로써, 감각 구동기(31)로부터 떨어진 구동 부재(32)의 일 단부가 지지 부재(4) 상에 지지될 수 있어서, 구동 부재(32)의 회전이 더 안정적이 될 수 있고, 이에 의해 구동 부재(32)와 피구동 부재(33) 사이의 피팅 안정성을 개선한다.
선택적으로, 도 2 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 수용부(12)의 다른 단부(예컨대, 도 2의 우측 단부)는 개방되고, 수용부(12)의 다른 단부(예컨대, 도 2의 우측 단부)에는 분리가능한 단부 커버(121)가 제공된다. 이러한 방식으로, 단부 커버(121)는 더 양호한 정지 및 제한 효과들을 가지며, 지지 부재(4)의 축방향 위치결정이 실현될 수 있고, 이에 의해 구동 부재(32)의 회전 안정성을 더 보장한다. 또한, 단부 커버(121)는 하우징(1)의 기밀성을 보장할 수 있고, 외부 먼지와 같은 불순물들이 수용부(12)의 다른 단부를 통해 하우징(1)에 들어가서 구동 부재(32) 및 피구동 부재(33)의 동작에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있어, 구동 부재(32)와 피구동 부재(33) 사이의 맞물림의 신뢰성이 보장될 수 있다. 또한, 지지 부재(4)가 장착될 때, 지지 부재(4)는 수용부(12)의 개방 단부로부터 수용부(12) 내로 연장될 수 있고, 구동 부재(32)는 지지 부재(4) 상에 슬리브 결합될 수 있으며, 최종적으로 단부 커버(121)가 수용부(12)에 장착될 수 있다. 지지 부재(4)가 분해될 때, 단순히 단부 커버(121)를 제거한 다음, 수용부(12)의 개방 단부로부터 지지 부재(4)를 꺼내므로, 지지 부재(4)의 장착 및 분해가 더 편리해지고, 지지 부재(4)의 교체가 편리해진다.
선택적으로, 도 2 및 도 6을 참조하면, 수용부(12)의 중심 축은 본체(11)의 중심 축에 수직이다. 예를 들어, 도 2 및 도 6을 참조하면, 피구동 부재(33)는 제1 조향 샤프트(2) 상에 슬리브 결합되고, 본체(11) 및 피구동 부재(33)는 제1 조향 샤프트(2)와 동축으로 배치된다. 구동 부재(32)는 수용부(12)와 동축으로 배치되고, 구동 부재(32) 및 수용부(12)는 제1 조향 샤프트(2)의 반경 방향으로 연장된다. 이러한 방식으로, 전체 하우징(1)의 구조가 간단하고, 가공이 편리하며, 감각 구동기(31), 구동 부재(32), 및 피구동 부재(33)의 배치가 편리하다. 또한, 수용부(12)에 위치된 구동 부재(32) 및 본체(11)에 위치된 피구동 부재(33)는 차량 운전의 느낌이 더 현실적으로 시뮬레이션될 수 있는 것을 보장하도록 더 양호하게 맞물릴 수 있다.
본 개시내용의 일부 선택적인 실시예들에서, 도 2를 참조하면, 수용부(12) 및 본체(11)는 일체로 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 먼지와 같은 불순물들이 수용부(12)와 본체(11) 사이의 연결에서 발생되는 간극으로 인해 하우징(1)의 내부에 들어가는 것을 피할 수 있어, 전체 하우징(1)의 기밀성을 효과적으로 개선하고, 구동 부재(32) 및 피구동 부재(33)의 정상적인 동작을 보장하며, 차량 조향 시스템(100)의 신뢰성을 개선하여 운전 느낌을 시뮬레이션한다. 또한, 수용부(12)와 하우징(1)은 다른 부분들 없이 연결될 수 있으므로, 전체 차량 조향 시스템(100)의 부분들의 양이 감소될 수 있고, 차량 조향 시스템(100)의 구조가 더 간단해질 수 있고, 비용이 감소될 수 있다. 또한, 수용부(12)와 본체(11)를 일체로 형성함으로써, 전체 차량 조향 시스템(100)의 무결성이 개선될 수 있고, 차량 조향 시스템(100)과 장착 및 분해가 더 편리해지고, 조립 및 분해 효율이 효과적으로 개선될 수 있다.
선택적으로, 도 2 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 감각 구동기(31)는 수용부(12)에 분리가능하게 연결된다. 이러한 방식으로, 감각 구동기(31)와 수용부(12) 사이의 장착 및 분해가 더 편리해진다. 감각 구동기(31)를 유지하거나 교체할 때, 감각 구동기(31)는 단지 수용부(12)로부터 제거되기만 하면 된다. 동작은 더 편리해지며, 유지보수 및 교체의 효율을 개선할 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 4의 예에서, 감각 구동기(31) 및 수용부(12)는 스크루와 같은 나사산식 체결구에 의해 연결되어, 감각 구동기(31)와 수용부(12) 사이의 확실한 연결이 실현될 수 있고, 비용이 낮다. 물론, 감각 구동기(31) 및 수용부(12)는 또한 스냅 구조와 같은 다른 수단에 의해 분리가능하게 연결될 수 있다. 감각 구동기(31)와 수용부(12) 사이의 연결 방식은 실제 용례를 더 양호하게 충족시키기 위해 실제 필요에 따라 구체적으로 결정될 수 있다는 점이 이해될 수 있다.
본 개시내용의 일부 선택적 실시예들에서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 구동 부재(32)는 웜(worm)이고 피구동 부재(33)는 웜과 맞물리는 웜 기어이다. 이러한 방식으로, 웜 기어는 웜과 맞물려서, 차량 주행 동안의 현실적인 감각이 효과적으로 시뮬레이션될 수 있는 것을 보장하면서 전달이 더 안정적이고 신뢰가능해지며, 이에 의해 차량 조향 시스템(100)의 소음을 감소시킨다. 추가로, 웜 기어 및 웜은 구조가 콤팩트하고, 이는 차량 조향 시스템(100)에 의해 점유되는 공간을 효과적으로 절약할 수 있다.
추가로, 선택적으로, 웜 기어의 나선 각도는 β이고, 여기서 β는 30°≤β≤40°를 충족한다. 이러한 배치를 통해, 웜 기어 및 웜 기구는 자기-잠금 기능이 없는 기구일 수 있으므로, 웜은 감각 구동기(31)의 출력 샤프트의 구동 하에서 시계 방향으로 회전할 수 있고 또한 출력 샤프트의 구동 하에서 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 제1 조향 샤프트(2)가 웜 기어를 회전시키도록 구동할 때 저항이 제공될 수 있어, 조향 감쇠 감각을 시뮬레이션할 수 있으며, 제1 조향 샤프트(2)가 웜 기어를 복원시키도록 구동할 때 보조가 제공될 수 있어, 복원력을 시뮬레이션할 수 있다. 이러한 방식으로, 구조는 더 신뢰가능해진다.
물론, 본 개시내용은 이에 제한되지 않는다. 본 개시내용의 일부 다른 선택적인 실시예들에서, 구동 부재(32) 및 피구동 부재(33)는 또한 서로 맞물리는 헬리컬 기어들일 수 있다(도면에 도시되지 않음). 그 결과, 차량 주행의 실제 느낌이 또한 효과적으로 시뮬레이션될 수 있고, 구조가 콤팩트해지고, 전달이 비교적 정확하고, 전달 효율이 높고, 동작이 신뢰가능하며, 서비스 수명이 길어진다.
본 개시내용의 실시예들에 따른 차량 조향 시스템(100)에서, 차량 조향 시스템(100)이 스티어링-바이-와이어 시스템, 운전 시뮬레이션 시스템 등일 때, 감각 구동기(31)는 구동 부재(32)를 회전시키도록 구동하기 위해 출력 샤프트를 구동하고 조향 감쇠, 복원력 및 도로 느낌 시뮬레이션 토크와 같은 실제 운전 느낌을 시뮬레이션하도록 피구동 부재(33)를 위한 토크를 제공할 수 있다. 구조는 간단하고 동작은 편리하다. 또한, 토크 검출기 및 운전 컴퓨터는 차량의 운전 조건 및 운전 자세를 검출하도록 배치될 수 있다. 그러므로, 차량의 운전 조건 및 운전 자세에 의한 차량 조향 시스템(100)의 피드백 힘이 시뮬레이션될 수 있어, 운전자에게 더 현실적인 도로 감각을 제공한다. 이러한 방식으로, 안전 검출기는 주행시 안전 위험이 있을 때 진동 경고의 역할을 하도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 진동 감각이 운전자에게 제공될 수 있고, 피로 운전 경고, 차선 이탈 경고, 충돌 경고, 차선 변경 사각지대 경고, 및 역방향 충돌 경고 중 적어도 하나가 실현될 수 있고, 이는 운전 안전성을 효과적으로 개선할 수 있다. 게다가, 전체 차량 조향 시스템(100)의 구조는 콤팩트하고 콤팩트하며, 이는 조립 및 분해 효율을 효과적으로 개선할 수 있고, 양호한 밀봉 성능을 가지며, 이는 먼지와 같은 불순물들이 하우징(1)의 내부에 진입하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 구동 부재(32) 및 피구동 부재(33)의 정상적인 동작이 보장될 수 있고, 이는 높은 신뢰성을 갖는다.
본 개시내용의 일부 특정 실시예들에 따르면, 도 13, 도 14, 도 17, 및 도 18에 도시되는 바와 같이, 차량 조향 시스템(100)은 결합 장치(10)를 추가로 포함한다. 결합 장치(10)는 제2 조향 샤프트(101) 및 제1 조향 샤프트(2)를 포함한다. 제1 조향 샤프트(2)는 조향 기어에 연결된다. 제1 조향 샤프트(2)는 결합 위치와 결합해제 위치 사이에서 이동가능하다. 제1 조향 샤프트(2)는 결합 위치에서 제2 조향 샤프트(101)와 조합되고 조향 기어의 조향 토크를 전달한다. 이 경우, 도 13 및 도 17에 도시되는 바와 같이, 제2 조향 샤프트(101)와 제1 조향 샤프트(2) 사이의 동기 회전이 실현될 수 있다. 제1 조향 샤프트(2)는 결합해제 위치에서 제2 조향 샤프트(101)로부터 결합해제되고, 조향 기어의 조향 토크의 전달이 연결해제된다. 이 경우, 제2 조향 샤프트(101) 및 제1 조향 샤프트(2)는 도 17 및 도 18에 도시되는 바와 같이 개별적으로 회전될 수 있다. 감각 시뮬레이터(3)는 제1 조향 샤프트(2)와 연결된다. 감각 시뮬레이터(200)는 제1 조향 샤프트(2)가 결합해제 위치에 있을 때 결합 위치에서의 제1 조향 샤프트(2)의 느낌을 시뮬레이션한다.
결합 장치(10)를 제2 조향 샤프트(101)와 제1 조향 샤프트(2)로 분할함으로써, 제1 조향 샤프트(2)는 조향 기어에 연결되며, 제2 조향 샤프트(101)는 휠에 연결될 수 있다. 제2 조향 샤프트(101)가 제1 조향 샤프트(2)와 접촉할 때, 조향 기어와 휠의 동기 이동이 실현될 수 있다. 제2 조향 샤프트(101)와 제1 조향 샤프트(2)가 결합해제될 때, 조향 기어와 휠은 개별적으로 이동될 수 있다. 감각 시뮬레이터(3)를 제1 조향 샤프트(2)와 연결함으로써, 제1 조향 샤프트(2)는 감각 시뮬레이터(3)의 힘을 조향 기어에 전달할 수 있다. 이러한 방식으로, 결합 장치(10)의 구조가 더 합리적이다.
본 개시내용의 일부 특정 실시예들에 따르면, 도 15, 도 16 및 도 19에 도시되는 바와 같이, 결합 장치(10)는 제3 전달 샤프트(500)를 추가로 포함한다. 제1 조향 샤프트(2)는 제3 전달 샤프트(500)를 통해 조향 기어에 연결된다. 제1 조향 샤프트(2)는 조향 기어의 조향 토크를 전달하기 위해 제3 전달 샤프트(500)와 맞물리며, 제1 조향 샤프트(2)는 제3 전달 샤프트(500)에 대해 결합 위치와 결합해제 위치 사이에서 이동할 수 있다.
따라서, 제1 조향 샤프트(2)는 제3 전달 샤프트(500)를 통해 조향 기어와 동기하여 회전될 수 있다. 제1 조향 샤프트(2)가 결합 위치와 결합해제 위치 사이에서 이동할 때, 조향 기어의 위치는 변경되지 않은 채로 유지되고, 이는 승객에 의해 유지되는 조향 기어의 고정 위치를 개선하고 운전 경험을 최적화한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제3 전달 샤프트(500)는 캐비티(510)로 구성된다. 제1 조향 샤프트(2)는 캐비티(510) 내로 연장된다. 제3 전달 샤프트(500)의 내측 주변 표면은 다수의 스플라인으로 구성된다. 각각의 스플라인은 제3 전달 샤프트(500)의 축 방향을 따라 연장되고, 다수의 스플라인은 제3 전달 샤프트(500)의 원주 방향을 따라 배치된다. 제1 조향 샤프트(2)의 외측 주변 표면은 다수의 스플라인 홈(210)으로 구성된다. 각각의 스플라인 홈(210)은 제1 조향 샤프트(2)의 축 방향으로 연장되고, 다수의 스플라인 홈들(210)은 제1 조향 샤프트(2)의 원주 방향으로 배치된다. 다수의 스플라인들은 다수의 스플라인 홈들(210)과 맞물린다. 이러한 방식으로, 제1 조향 샤프트(2)와 제3 전달 샤프트(500) 사이에서 조향 토크를 전달하는 기능을 용이하게 하면서, 제1 조향 샤프트(2)의 축 방향(즉, 제3 전달 샤프트(500)의 축 방향)을 따른 제1 조향 샤프트(2)와 제3 전달 샤프트(500) 사이의 상대 슬라이딩이 또한 용이해진다.
본 개시내용의 일부 특정 실시예들에 따르면, 도 10, 도 13 및 도 14에 도시되는 바와 같이, 결합 장치(10)는 샤프트 슬리브(300) 및 구동 조립체(400)를 추가로 포함한다. 샤프트 슬리브(300)는 제1 조향 샤프트(2) 상에 슬리브 결합된다. 샤프트 슬리브(300)는 제1 조향 샤프트(2)에 축방향으로 고정되고 제1 조향 샤프트(2)에 대해 회전가능하다. 구동 조립체(400)는 샤프트 슬리브(300)에 연결된다. 구동 조립체(400)는 샤프트 슬리브(300)를 통해 결합 위치와 결합해제 위치 사이에서 이동하도록 제1 조향 샤프트(2)를 구동한다. 이러한 방식으로, 구동 조립체(400)는 제1 조향 샤프트(2)를 위한 구동력을 제공할 수 있어, 제1 조향 샤프트(2)의 이동을 용이하게 한다. 샤프트 슬리브(300)를 배치함으로써 제1 조향 샤프트(2)와 구동 조립체(400) 사이에 직접 접촉이 요구되지 않는다. 제1 조향 샤프트(2)가 축을 따라 변위될 수 있을 때, 이는 또한 제1 조향 샤프트(2)가 구동 조립체(400)에 대해 회전할 수 있는 것을 보장한다. 즉, 구동 조립체(400)의 존재는 제1 조향 샤프트(2)의 회전을 방해하지 않는다.
본 개시내용의 일부 특정 실시예들에 따르면, 도 15, 도 16 및 도 19에 도시되는 바와 같이, 제2 조향 샤프트(101)의 적어도 일부, 제1 조향 샤프트(2)의 적어도 일부 및 샤프트 슬리브(300)는 하우징(1)에 배치된다. 예를 들어, 제2 조향 샤프트(101)의 일부, 제1 조향 샤프트(2)의 일부, 샤프트 슬리브(300)의 일부, 및 제3 전달 샤프트(500)의 일부는 하우징(1)에 위치된다. 구동 조립체(400)는 하우징(1) 외부에 장착된다.
하우징(1)을 배치함으로써, 한편으로는 구동 조립체(400)를 위한 장착 위치가 제공되고, 다른 한편으로는 제2 조향 샤프트(101), 제1 조향 샤프트(2), 및 샤프트 슬리브(300)와 외부 세계 사이의 직접 접촉 영역이 감소될 수 있고, 제2 조향 샤프트(101), 제1 조향 샤프트(2), 및 샤프트 슬리브(300)의 손상 확률이 감소될 수 있다.
본 개시내용의 일부 특정 실시예들에 따르면, 도 17 및 도 18에 도시되는 바와 같이, 구동 조립체(400)는 구동 장치(430), 전달 기구(440), 및 연결 로드 기구(450)를 포함한다. 구동 장치(430)는 하우징(1)에 힌지결합된다. 전달 기구(440)는 구동 장치(430)에 구동 연결된다. 연결 로드 기구(450)는 전달 기구(440), 하우징(1) 및 샤프트 슬리브(300)에 각각 힌지결합된다.
이러한 방식으로, 구동 조립체(400)의 구조가 합리적이고, 이는 구동력의 전달에 편리하며, 구동 조립체(400)는 별도로 배치되고, 이는 생산의 어려움을 감소시킨다. 연결 로드는 샤프트 슬리브(300) 및 제1 조향 샤프트(2)를 구동하도록 구성되며, 이는 힘 전달을 더 신뢰성 있게 하고 노동을 절약할 뿐만 아니라, 샤프트 슬리브(300)의 회전 토크의 제거를 용이하게 하고, 샤프트 슬리브(300)가 선형으로 계속 이동할 수 있는 것을 보장한다.
연결 로드 기구(450)를 배치함으로써, 구동 장치(430)와 제1 조향 샤프트(2) 사이의 구동력의 전달을 실현하면서, 연결 로드 기구(450)는 제1 조향 샤프트(2)의 이동을 구동하는 힘을 증가시킬 수 있다. 그러므로, 구동 장치(430)에 의해 출력되는 구동력에 대한 요건이 감소될 수 있고, 이에 의해 구동 장치(430)의 비용을 감소시킨다. 또한, 연결 로드 기구(450)는 제1 조향 샤프트(2)의 이동 스트로크를 확장시킬 수 있고, 구동 장치(430)와 제1 조향 샤프트(2) 사이의 구동력의 장거리 전달을 실현할 수 있다. 연결 로드 기구(450)의 전달 방향의 다양성을 사용함으로써, 샤프트 슬리브(300) 및 제1 조향 샤프트(2)는 구동 장치(430)의 위치 요건을 감소시키고 구동 장치(430)의 레이아웃의 유연성을 개선하면서 미리결정된 경로에 따라 이동하도록 구동될 수 있다.
본 개시내용의 일부 특정 실시예들에 따르면, 도 17 내지 도 18에 도시되는 바와 같이, 연결 로드 기구(450)는 제1 연결 로드(451), 제2 연결 로드(452), 및 제3 연결 로드(453)를 포함한다. 제1 연결 로드(451)의 일 단부는 전달 기구(440)에 힌지결합되며, 제1 연결 로드(451)의 다른 단부는 샤프트 슬리브(300)에 힌지결합된다. 제2 연결 로드(452)의 일 단부는 전달 기구(440)에 힌지결합되고, 제2 연결 로드(452)의 다른 단부는 샤프트 슬리브(300)에 힌지결합된다. 이러한 방식으로, 연결 로드 기구(450)는 2개의 경로를 통해 샤프트 슬리브(300)를 구동할 수 있고, 샤프트 슬리브(300)에 대한 연결 로드 기구(450)의 구동력은 더 분산되고, 이에 의해 샤프트 슬리브(300)의 이동의 안전성을 개선한다.
더욱이, 제3 연결 로드(453)의 일 단부는 하우징(1)에 힌지결합되고, 제3 연결 로드(453)의 다른 단부는 제1 연결 로드(451) 및 제2 연결 로드(452)에 힌지결합된다. 이러한 방식으로, 제1 연결 로드(451)와 제2 연결 로드(452) 사이의 상대 위치가 안정되고, 제1 연결 로드(451)의 2개의 단부 및 제2 연결 로드(452)의 2개의 단부는 제3 연결 로드(453)를 받침점으로 하여 요동할 수 있다.
본 개시내용의 실시예에 따른 차량(도면에 도시되지 않음)은 본 개시내용의 상기 실시예들 중 임의의 것에 따른 차량 조향 시스템(100)을 포함한다.
본 개시내용의 일 실시예에 따른 차량은, 차량 조향 시스템(100)을 채택함으로써, 조향 감쇠 감각 및 복원력과 같은 실제 운전 느낌을 시뮬레이션하도록 구성될 수 있고, 도로 감각 피드백 및 진동 프롬프트와 같은 기능들이 또한 실현될 수 있어, 시뮬레이션의 확실성을 보장한다.
본 개시내용의 실시예들에 따른 차량의 다른 구성들 및 동작들은 해당 분야의 통상의 기술자들에게 공지되어 있고 여기에 상세히 설명되지 않을 것이다.
본 개시내용의 설명에서, "중심", "종방향", "횡방향", "길이", "폭", "두께", "위", "아래", "전방", "후방", "좌측", "우측", "수직", "수평", "상단", "하단", "내부", "외부", "시계 방향", "반시계 방향", "축 방향", "반경 방향", 및 "원주 방향"과 같은 용어들에 의해 표시되는 배향 또는 위치 관계들은 첨부 도면들에 도시되는 배향 또는 위치 관계들에 기초하고, 언급된 장치 또는 컴포넌트가 특정 배향을 가져야 하거나 특정 배향으로 구성되고 동작되어야 한다는 점을 표시하거나 암시하는 것이 아니라, 예시 및 설명의 용이함 및 간결함을 위해서만 사용된다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 용어들은 본 개시내용의 제한으로서 해석되어서는 안 된다.
본 개시내용의 설명들에서, 참조 용어들 "실시예", "일부 실시예들", "예시적인 실시예", "예", "특정 예", 또는 "일부 예들"을 사용하는 설명들은 실시예 또는 예를 참조하여 설명되는 특정 특성들, 구조들, 재료들, 또는 특징들이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예 또는 예에 포함되는 것을 의미한다. 본 개시내용에서, 전술한 용어들의 예시적인 설명들이 반드시 동일한 실시예 또는 예를 지칭하는 것은 아니다.
본 개시내용의 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 해당 분야의 통상의 기술자는 다양한 변화들, 수정들, 대체들, 및 변형들이 본 개시내용의 원리들 및 사상에서 벗어나지 않고서 실시예들에 이루어질 수 있고, 본 개시내용의 범위는 첨부된 청구범위 및 그들의 균등물들에 의해 정의된 것과 같다는 것을 이해해야 한다.

Claims (20)

  1. 차량 조향 시스템이며,
    하우징;
    상기 하우징에 회전가능하게 배치된 제1 조향 샤프트-상기 제1 조향 샤프트는 조향 토크를 전달하기 위해 조향 기어에 결합되도록 구성되고, 상기 제1 조향 샤프트는 상기 조향 토크의 전달을 중단하기 위해 상기 조향 기어로부터 결합해제되도록 구성됨-; 및
    상기 제1 조향 샤프트와 연결된 감각 시뮬레이터-상기 감각 시뮬레이터는 상기 제1 조향 샤프트와 상기 조향 기어가 상기 조향 토크의 상기 전달을 중단할 때 상기 제1 조향 샤프트와 상기 조향 기어에 의한 상기 조향 토크의 전달 동안의 조향 감각을 시뮬레이션하도록 구성됨-를 포함하는 차량 조향 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감각 시뮬레이터는,
    출력 샤프트를 갖고 상기 하우징 상에 배치된 감각 구동기;
    상기 출력 샤프트 상에 고정된 구동 부재; 및
    상기 제1 조향 샤프트 상에 고정되고 상기 구동 부재와 맞물리는 피구동 부재를 포함하는 차량 조향 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 조향 샤프트의 회전 방향을 검출하도록 구성된 회전 각도 검출기; 및
    상기 회전 각도 검출기 및 상기 감각 구동기와 각각 통신하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하고,
    상기 제1 조향 샤프트가 회전할 때, 상기 제어기는 상기 제1 조향 샤프트의 상기 회전에 대해 저항을 제공하도록 상기 감각 구동기를 제어하며;
    상기 제1 조향 샤프트가 복원될 때, 상기 제어기는 상기 제1 조향 샤프트의 상기 복원에 대한 보조를 제공하도록 상기 감각 구동기를 제어하는 차량 조향 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    차량의 운전 조건을 검출하고 제1 토크 신호를 전송하도록 구성된 토크 검출기; 및
    상기 토크 검출기 및 상기 감각 구동기와 각각 통신하고, 상기 제1 토크 신호를 수신하고, 상기 제1 토크 신호에 따라 상기 제1 조향 샤프트 및 상기 조향 기어에 의해 전달되는 도로 느낌 토크를 시뮬레이션하는 도로 느낌 시뮬레이션 토크를 상기 제1 조향 샤프트에 제공하도록 상기 감각 구동기를 제어하도록 구성되는 제어기를 추가로 포함하는 차량 조향 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기와 통신하고 상기 차량의 운전 자세를 검출하고 제2 토크 신호를 상기 제어기에 전송하도록 구성된 운전 컴퓨터-상기 제어기는 상기 제2 토크 신호에 따라 상기 제1 조향 샤프트 및 상기 조향 기어에 의해 전달되는 상기 도로 느낌 토크를 시뮬레이션하는 상기 도로 느낌 시뮬레이션 토크를 상기 제1 조향 샤프트에 제공하기 위해 상기 감각 구동기를 제어하도록 구성됨-를 추가로 포함하는 차량 조향 시스템.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    운전자가 안전하게 운전하는지 여부를 검출하도록 구성된 안전 검출기; 및
    상기 안전 검출기 및 상기 감각 구동기와 각각 통신하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하며,
    상기 제어기는 상기 안전 검출기가 상기 운전에서의 안전 위험을 검출할 때 전후로 교대로 회전하도록 상기 제1 조향 샤프트를 구동하기 위한 진동력을 제공하도록 상기 감각 구동기를 제어하는 차량 조향 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 안전 검출기는 피로 검출기, 차선 이탈 검출기, 충돌 검출기, 차선 변경 사각지대 검출기, 및 역방향 충돌 검출기 중 적어도 하나를 포함하는 차량 조향 시스템.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    본체-상기 제1 조향 샤프트와 상기 피구동 부재는 양자 모두 상기 본체에 배치됨-; 및
    상기 본체의 외부 표면으로부터 돌출하는 수용부-상기 수용부의 내부는 상기 본체의 내부와 연통하고, 상기 구동 부재는 상기 수용부에 배치됨-를 포함하는 차량 조향 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동 부재의 일부가 상기 본체 내로 연장되며 상기 피구동 부재와 맞물리는 차량 조향 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 출력 샤프트의 자유 단부는 상기 수용부의 일 단부로부터 상기 수용부 내로 연장되고 상기 구동 부재의 일 단부에 고정되고; 상기 수용부의 다른 단부에는 지지 부재가 배치되며; 상기 구동 부재의 다른 단부는 상기 지지 부재를 통해 회전가능하게 연장되는 차량 조향 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수용부의 상기 다른 단부는 개방되며; 상기 수용부의 상기 다른 단부에는 분리가능한 단부 커버가 제공되는 차량 조향 시스템.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용부의 중심 축은 상기 본체의 중심 축에 수직인 차량 조향 시스템.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용부와 상기 본체는 일체로 형성되는 차량 조향 시스템.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감각 구동기는 상기 수용부에 분리가능하게 연결되는 차량 조향 시스템.
  15. 제2항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 부재는 웜이며; 상기 피구동 부재는 상기 웜과 맞물리는 웜 기어인 차량 조향 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 웜 기어의 나선 각도는 β이며; β는 30°≤β≤40°를 충족하는 차량 조향 시스템.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합 장치를 추가로 포함하고, 상기 결합 장치는 상기 제1 조향 샤프트 및 상기 제2 조향 샤프트를 포함하고; 상기 제1 조향 샤프트는 상기 조향 기어와 연결되고; 상기 제1 조향 샤프트는 결합 위치와 결합해제 위치 사이에서 이동가능하고; 상기 제1 조향 샤프트는 상기 결합 위치에서 상기 제2 조향 샤프트와 결합되고 상기 조향 기어의 상기 조향 토크를 전달하며; 상기 제1 조향 샤프트는 상기 결합해제 위치에서 상기 제2 조향 샤프트로부터 결합해제되고 상기 조향 기어의 상기 조향 토크의 전달을 연결해제하는 차량 조향 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 결합 장치는 제3 조향 샤프트를 추가로 포함하고; 상기 제1 조향 샤프트는 상기 제3 조향 샤프트를 통해 상기 조향 기어에 연결되고; 상기 제1 조향 샤프트는 상기 조향 기어의 상기 조향 토크를 전달하기 위해 상기 제3 조향 샤프트와 맞물리며; 상기 제1 조향 샤프트는 상기 제3 조향 샤프트에 대해 상기 결합 위치와 상기 결합해제 위치 사이에서 이동가능한 차량 조향 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 결합 장치는,
    상기 제1 조향 샤프트 상에 슬리브 결합된 샤프트 슬리브-상기 샤프트 슬리브는 상기 제1 조향 샤프트와 축방향으로 고정되고 상기 제1 조향 샤프트에 대해 회전가능함-; 및
    상기 샤프트 슬리브와 연결된 구동 조립체-상기 구동 조립체는 상기 샤프트 슬리브를 통해 상기 결합 위치와 상기 결합해제 위치 사이에서 이동하도록 상기 제1 조향 샤프트를 구동하도록 구성됨-를 추가로 포함하는 차량 조향 시스템.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 차량 조향 시스템을 포함하는 차량.
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