KR102565075B1 - Vehicle shift by wire clutch apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 SBW 클러치 장치에 관한 것으로, 차량의 스티어링 휠과 연동하여 회전하는 고정 클러치 플레이트와; 스티어링 기어를 연동시키는 출력 조향축과 함께 회전하되, 상기 고정 클러치 플레이트와 선택적으로 해제되는 가동 클러치 플레이트를; 포함하여 구성되어, 상기 고정 클러치 플레이트와 상기 가동 클러치 플레이트가 서로 맞물린 상태에서는 상기 스티어링 휠의 회전 구동력이 상기 스티어링 기어에 전달되고, 상기 고정 클러치 플레이트와 상기 가동 클러치 플레이트가 해제된 상태에서는 상기 스티어링 휠의 회전 구동력이 상기 스티어링 기어에 전달되지 않아, 안전 사고의 발생이 예측되는 순간에, 차량의 조향장치가 운전자에 의해 조작되는 대신에, 안전 사고를 회피하는 데 최적화되도록 사전에 입력된 데이터에 따라 제어됨으로써 안전사고를 최소화하는 차량용 SBW 클러치 장치를 제공한다.The present invention relates to an SBW clutch device for a vehicle, comprising: a fixed clutch plate that rotates in conjunction with a steering wheel of a vehicle; A movable clutch plate that rotates together with an output steering shaft that interlocks the steering gear and is selectively released from the fixed clutch plate; In a state in which the fixed clutch plate and the movable clutch plate are engaged with each other, rotational driving force of the steering wheel is transmitted to the steering gear, and in a state in which the fixed clutch plate and the movable clutch plate are disengaged, the steering wheel The rotational driving force of the steering gear is not transmitted to the steering gear, and at the moment when a safety accident is predicted, the steering device of the vehicle is operated by the driver, instead of being optimized for avoiding a safety accident. Provided is a vehicle SBW clutch device that minimizes safety accidents by being controlled.
Description
본 발명은 차량용 SBW(Steer By Wire) 클러치 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 차량의 운행 중에 운전자의 조향 작동을 차단하여 안전성을 확보하는 차량용 SBW 클러치 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a vehicle SBW (Steer By Wire) clutch device, and more particularly, to a vehicle SBW clutch device that secures safety by blocking a driver's steering operation while driving a vehicle.
자동차의 조향 장치는 차량의 진행 방향을 조절하는 장치로서, 스티어링 장치라고도 한다. 일반적으로 스티어링 장치는 운전석에 설치된 스티어링 휠을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 것에 의해 차량의 진행 방향을 조절하도록 구성된다.A steering device of a vehicle is a device for adjusting the driving direction of a vehicle, and is also referred to as a steering device. In general, a steering device is configured to adjust the traveling direction of a vehicle by rotating a steering wheel installed in a driver's seat clockwise or counterclockwise.
도1에 도시된 바와 같이, 차량용 조향 장치는 운전자가 스티어링 휠(10)을 회전시키면, 스티어링 휠(10)의 회전에 연동하여 조향축(20)이 회전하여 스티어링 기어(30)를 회전시키고, 스티어링 기어(30)와 연결된 타이로드(40)를 차륜의 휠 피벗에 대하여 조작하여 차륜의 방향이 변경 조절된다.As shown in FIG. 1, the vehicle steering device rotates the steering gear 30 by rotating the steering shaft 20 in conjunction with the rotation of the steering wheel 10 when the driver rotates the steering wheel 10, The direction of the wheel is changed and adjusted by manipulating the tie rod 40 connected to the steering gear 30 with respect to the wheel pivot of the wheel.
최근에는 스티어링 휠(10)과 차륜 사이의 스티어링 컬럼 또는 유니버셜 조인트, 피니언 샤프트와 같은 기계적 연결 장치를 제거하고, 랙에 연결된 모터의 구동을 전기적인 신호로 제어하여 차량의 조향이 이루어지는 SBW(Steer by Wire) 시스템이 개발되고 있다.Recently, mechanical coupling devices such as steering columns, universal joints, and pinion shafts between the steering wheel 10 and the wheels are removed, and the drive of the motor connected to the rack is controlled with electrical signals to steer the vehicle (SBW). Wire) system is being developed.
한편, 종래의 일반적인 차량은 운전자에 의해서만 차량용 조향 장치가 조작되었지만, 최근에 출시되는 차량은 반자율주행이나 자율주행 시스템에 의해 촬영 정보 등에 기초하여 스스로 조향되기도 한다. 현재까지 출시된 자동차는 반자율주행이나 자율주행시스템은 운전자가 조향 조작을 하게 되면, 운전자의 조작을 우선하여 조향 장치가 조작된다. On the other hand, in the conventional general vehicle, the vehicle steering device is operated only by the driver, but recently released vehicles are self-steering based on photographic information or the like by semi-autonomous driving or autonomous driving systems. Cars that have been released so far are semi-autonomous driving or autonomous driving systems, when the driver operates the steering, the steering device is operated with priority over the driver's operation.
그러나, 겨울철 블랙아이스에 의해 차량이 미끄러지는 등과 같이 급박한 사고 순간에는, 운전자의 조작 미숙이 보다 큰 사고를 발생시키기도 하고, 사고 발생을 방지할 가능성을 배제시키는 문제를 야기하게 된다. However, at the moment of an imminent accident, such as when a vehicle slips due to black ice in winter, the driver's inexperience in operation may cause a larger accident and cause a problem that excludes the possibility of preventing the accident.
이와 같은 문제점들을 해소하기 위하여, 차량의 조향 장치를 활용하여 보다 안전한 차량 운행을 보장하는 방안의 필요성이 모색되고 있다. In order to solve these problems, the need for a method of ensuring safer vehicle operation by utilizing a steering device of the vehicle is being sought.
본 발명은, 차량의 운행 중에 운전자의 조작을 신뢰성있게 배제하여 안전 사고의 발생을 예방하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to prevent the occurrence of a safety accident by reliably excluding a driver's operation while driving a vehicle.
이를 위하여, 본 발명은, 조향 클러치 작동 시간을 보다 짧은 시간으로 단축하는 것을 목적으로 한다. To this end, an object of the present invention is to shorten the steering clutch operation time to a shorter time.
본 발명은, 조향 클러치의 작동 상태를 정확히 감지하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to accurately detect the operating state of a steering clutch.
본 발명은, 조향 클러치의 작동 상태에 따라 스티어링 휠에 회전 부하를 인가함으로써, 자율 주행 중에 운전자의 운전을 지루하지 않게 하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to prevent a driver's driving from becoming boring during autonomous driving by applying a rotational load to a steering wheel according to an operating state of a steering clutch.
또한, 본 발명은 구조를 간소화할 수 있으며, 장치의 소형화에 기여하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention can simplify the structure and aims to contribute to miniaturization of the device.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은, 차량의 스티어링 휠과 연동하여 회전하는 고정 클러치 플레이트와; 스티어링 기어를 연동시키는 출력 조향축과 함께 회전하되, 상기 고정 클러치 플레이트와 선택적으로 해제되는 가동 클러치 플레이트를; 포함하여 구성되어, 상기 고정 클러치 플레이트와 상기 가동 클러치 플레이트가 서로 맞물린 상태에서는 상기 스티어링 휠의 회전 구동력이 상기 스티어링 기어에 전달되고, 상기 고정 클러치 플레이트와 상기 가동 클러치 플레이트가 해제된 상태에서는 상기 스티어링 휠의 회전 구동력이 상기 스티어링 기어에 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치를 제공한다.In order to achieve the above objects of the present invention, the present invention, a fixed clutch plate that rotates in conjunction with the steering wheel of the vehicle; A movable clutch plate that rotates together with an output steering shaft that interlocks the steering gear and is selectively released from the fixed clutch plate; In a state in which the fixed clutch plate and the movable clutch plate are engaged with each other, rotational driving force of the steering wheel is transmitted to the steering gear, and in a state in which the fixed clutch plate and the movable clutch plate are disengaged, the steering wheel It provides an SBW clutch device for vehicles, characterized in that the rotational driving force of is not transmitted to the steering gear.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '자성체' 및 이와 유사한 용어는 외부 자기장이 없더라도 자성을 갖는 강자성체에 국한되지 않으며, 외부 자기장에 의하여 자성이 생겨나는 재질을 포함하는 것으로 정의한다. 예를 들어, 본 발명의 구성 요소들 중에 자성체 재질은 강재(steel) 재질로 형성될 수 있다. 'Magnetic material' and similar terms described in this specification and claims are not limited to ferromagnetic materials having magnetism even in the absence of an external magnetic field, and are defined to include materials that generate magnetism by an external magnetic field. For example, among the components of the present invention, a magnetic material may be formed of a steel material.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '비자성체(Non-magnetic material)' 및 이와 유사한 용어는 외부 자기장에 의하더라도 자성이 생기지 않는 재질로 정의한다. 'Non-magnetic material' and similar terms described in this specification and claims are defined as materials that do not generate magnetism even by an external magnetic field.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 안전 사고의 발생이 예측되는 순간에, 차량의 조향장치가 운전자에 의해 조작되는 대신에, 안전 사고를 회피하는 데 최적화되도록 사전에 입력된 데이터에 따라 제어됨으로써 안전사고를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, at the moment when the occurrence of a safety accident is predicted, the steering device of the vehicle is controlled according to data input in advance to be optimized for avoiding the safety accident, instead of being operated by the driver. Advantageous effect of minimizing safety accidents can be obtained.
또한, 본 발명은, 입력축으로부터 출력축으로 회전 구동력이 전달하는 것을 전자기력에 의해 조향 클러치 플레이트를 해제시키도록 작동함으로써, 안전 사고의 발생이 예측되는 순간에 조향 장치의 조작을 운전자로부터 차량에 저장되어 있는 데이터로 매우 짧은 시간에 전환하여 안전 사고 가능성을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, the present invention operates to release the steering clutch plate by electromagnetic force when the rotation driving force is transmitted from the input shaft to the output shaft, so that the operation of the steering device is stored in the vehicle from the driver at the moment when the occurrence of a safety accident is predicted. Data can be converted in a very short time to achieve the beneficial effect of minimizing the possibility of safety accidents.
이를 위하여, 본 발명은, 조향 클러치 플레이트를 구동함에 있어서, 비자성체 링부재를 이용하여 폐루프 형태의 자속 경로를 형성하여, 고정 클러치 플레이트로부터 가동 클러치 플레이트를 분리시키는 힘을 효과적으로 발현시켜, 콤팩트한 구조로 큰 힘으로 클러치 플레이트를 해제시키는 효과를 얻을 수 있다.To this end, the present invention, in driving the steering clutch plate, forms a magnetic flux path in the form of a closed loop using a non-magnetic ring member to effectively express a force for separating the movable clutch plate from the fixed clutch plate, thereby providing a compact With this structure, it is possible to obtain the effect of disengaging the clutch plate with great force.
또한, 본 발명은, 조향 클러치 플레이트의 일측에 자력에 의해 맞물림 상태인지 여부를 감지하는 캠 센서를 구비하여, 조향 클러치의 ON/OFF상태를 정확하게 감지하여, 조향 오작동에 의한 문제를 제거하는 효과를 얻을 수 있다. In addition, the present invention is provided with a cam sensor for detecting whether the steering clutch plate is engaged by magnetic force on one side of the steering clutch plate, to accurately detect the ON/OFF state of the steering clutch, thereby eliminating problems caused by malfunctioning steering. You can get it.
그리고, 본 발명은, 조향 클러치가 OFF인 해제 상태에서는 스티어링 휠에 회전 부하를 인가함으로써, 자율 주행 중에 운전자의 운전을 지루하지 않도록 하여 졸음을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, in the present invention, by applying a rotational load to the steering wheel in a release state in which the steering clutch is OFF, it is possible to obtain an advantageous effect of preventing drowsiness by preventing driver's driving from becoming boring during autonomous driving.
도1은 차량용 조향 장치의 구성을 도시한 개략도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 SBW 클러치 장치가 조향축에 장착된 구성을 도시한 사시도,
도3은 도2의 차량용 SBW 클러치 장치의 분해 사시도,
도4는 도3의 'A'부분의 확대 사시도,
도5는 도3의 'B'부분의 확대 사시도,
도6은 도3의 스프링의 확대 사시도,
도7은 도3의 차량용 SBW 클러치 장치의 조립 종단면도로서 클러치 플레이트의 맞물림 상태(ON 상태)를 도시한 도면,
도8은 도7의 'C'부분의 확대도,
도9는 도3의 차량용 SBW 클러치 장치의 조립 종단면도로서 클러치 플레이트의 해제 상태(OFF 상태)를 도시한 도면,
도10은 도9의 'D'부분의 확대도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a steering device for a vehicle;
2 is a perspective view showing a configuration in which an SBW clutch device for a vehicle according to an embodiment of the present invention is mounted on a steering shaft;
Figure 3 is an exploded perspective view of the vehicle SBW clutch device of Figure 2;
Figure 4 is an enlarged perspective view of part 'A' of Figure 3;
Figure 5 is an enlarged perspective view of part 'B' of Figure 3;
Figure 6 is an enlarged perspective view of the spring of Figure 3;
7 is an assembled longitudinal cross-sectional view of the SBW clutch device for a vehicle of FIG. 3, showing an engaged state (ON state) of a clutch plate;
Figure 8 is an enlarged view of part 'C' of Figure 7;
9 is an assembled longitudinal cross-sectional view of the vehicle SBW clutch device of FIG. 3, showing a release state (OFF state) of the clutch plate;
10 is an enlarged view of part 'D' of FIG. 9;
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, in the present description, the same numbers refer to substantially the same elements, and descriptions may be made by citing contents described in other drawings under these rules, and contents determined to be obvious to those skilled in the art or repeated contents may be omitted.
첨부된 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 SBW 클러치 장치(100)는, 스티어링 휠(10)에 의해 회전하는 조향축(20)에 설치되거나 조향축(20)의 일부 또는 전부를 형성한다. 구체적으로는, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 SBW 클러치 장치(100)는, 스티어링 휠(10)과 함께 회전하는 입력축(110)과, 입력축(110)에 고정되어 입력축(110)과 일체로 회전하는 고정 클러치 플레이트(115)와, 스티어링 기어(30)를 회전시키는 출력축(120)과, 내부에 수용 공간이 마련된 케이싱(130)과, 케이싱(130)의 수용 공간에 안착되는 구동부(140)와, 구동부(140)의 일단에 설치되고 가이드 돌기(151p)가 형성된 가이드부(150)와, 가이드 돌기(151p)를 따라 축선(99) 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 구동부(140)에 의해 축방향(99)으로 이동 구동되는 가동 클러치 플레이트(160)와, 가동 클러치 플레이트(160)를 고정 클러치 플레이트(115)를 향하여 밀어내는 탄성 복원력이 작용하도록 가이드부(150)와 가동 클러치 플레이트(115)의 사이에 설치된 스프링(170)과, 클러치 플레이트(115, 160)가 맞물림 상태인지 해제 상태인지를 감지하는 감지 센서(180)와, 클러치 플레이트(115, 160)가 해제 상태인 동안에 입력축(110)의 회전에 부하를 인가하는 부하 모터(190)와, 이들을 제어하는 제어부(201)를 포함하여 구성된다.Referring to the accompanying drawings, the vehicle SBW clutch device 100 according to an embodiment of the present invention is installed on a steering shaft 20 that rotates by the steering wheel 10, or a part or all of the steering shaft 20. form Specifically, the vehicle SBW clutch device 100 according to an embodiment of the present invention is fixed to the input shaft 110 rotating together with the steering wheel 10 and the input shaft 110 integrally with the input shaft 110 A fixed clutch plate 115 that rotates, an output shaft 120 that rotates the steering gear 30, a casing 130 having an accommodation space therein, and a driving unit 140 seated in the accommodation space of the casing 130 And, the guide portion 150 installed at one end of the drive unit 140 and formed with the guide protrusion 151p, and installed to be reciprocally movable in the direction of the axis 99 along the guide protrusion 151p by the drive unit 140 The movable clutch plate 160 driven to move in the axial direction 99, and the guide portion 150 and the movable clutch plate 115 so that an elastic restoring force that pushes the movable clutch plate 160 toward the fixed clutch plate 115 acts. ), a spring 170 installed between the clutch plates 115 and 160, a detection sensor 180 for detecting whether the engagement state or the disengagement state, and the input shaft 110 while the clutch plates 115 and 160 are in the disengagement state. It is configured to include a load motor 190 for applying a load to rotation of ) and a control unit 201 for controlling them.
즉, 고정 클러치 플레이트(115)와 가동 클러치 플레이트(160)가 서로 맞물린 상태에서는 스티어링 휠(10)의 회전 구동력이 입력축(110)으로부터 출력축(120)으로 전달되어 차륜을 조향하는 스티어링 기어(30)에 전달되고, 고정 클러치 플레이트(115)와 가동 클러치 플레이트(160)가 해제된 상태에서는 스티어링 휠(10)의 회전 구동력이 입력축(110)으로부터 출력축(120)으로 전달되지 않아 차륜을 조향하는 스티어링 기어(30)에 전달되지 않게 된다. That is, in a state in which the fixed clutch plate 115 and the movable clutch plate 160 are engaged with each other, the rotational driving force of the steering wheel 10 is transmitted from the input shaft 110 to the output shaft 120 to steer the steering gear 30 , and in a state in which the fixed clutch plate 115 and the movable clutch plate 160 are released, the rotational driving force of the steering wheel 10 is not transmitted from the input shaft 110 to the output shaft 120, so that the steering gear that steers the wheels It will not be passed to (30).
도면에 예시된 실시예에서는 고정 클러치 플레이트(115)가 입력축(110)에 고정되고 가동 클러치 플레이트(160)가 입력축(110)의 타단부(110e2)를 중앙에 두고 축방향(99)으로 이동하는 구성이 예시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 고정 클러치 플레이트가 출력축(110)에 고정되고 가동 클러치 플레이트가 출력축의 일단부를 중앙에 두고 축방향으로 이동하도록 구성되는 것을 포함한다. 이하에서는 편의상 도면에 예시된 구성을 중심으로 상술한다.In the embodiment illustrated in the drawing, the fixed clutch plate 115 is fixed to the input shaft 110 and the movable clutch plate 160 moves in the axial direction 99 with the other end 110e2 of the input shaft 110 in the center. Although the configuration is illustrated, another embodiment of the present invention includes a stationary clutch plate fixed to the output shaft 110 and a movable clutch plate configured to move axially with one end of the output shaft centered. Hereinafter, for convenience, the configuration illustrated in the drawings will be described in detail.
상기 입력축(110)은 운전자에 의해 조작되는 스티어링 휠(10)과 함께 회전하며, 스티어링 휠(10)과 연결되는 조향축과 일단부(110e1)가 결합되어 함께 회전할 수도 있고, 스티어링 휠(10)과 직접 연결되어 조향축의 일부를 형성할 수도 있다. 입력축(110)의 타단부(110e2)는 출력축(120)의 일단부에 형성된 수용홈(120v)에 삽입되며, 베어링(110b)에 의해 회전 지지된다. The input shaft 110 rotates together with the steering wheel 10 operated by the driver, and the steering shaft connected to the steering wheel 10 and one end 110e1 may be coupled to rotate together, and the steering wheel 10 ) and may form part of the steering shaft. The other end 110e2 of the input shaft 110 is inserted into the receiving groove 120v formed at one end of the output shaft 120, and is rotationally supported by the bearing 110b.
입력축(110)에는 부하 모터(190)와 맞물리는 기어부(112)가 형성되어, 선택적으로 부하 모터(190)로부터 회전 부하가 인가된다. A gear unit 112 meshing with the load motor 190 is formed on the input shaft 110 , and a rotational load is selectively applied from the load motor 190 .
상기 출력축(120)은 차륜의 방향을 조향하는 스티어링 기어(30)를 회전시키도록 설치된다. 도2에 도시된 바와 같이, 출력축(120)은 그 타단부(120e2)가 출력 조향축(20o)과 조인트(20j)로 연결되도록 설치될 수도 있으며, 경우에 따라 직접 스티어링 기어(30)와 연결되도록 설치될 수도 있다. The output shaft 120 is installed to rotate the steering gear 30 for steering the direction of the wheel. As shown in FIG. 2, the output shaft 120 may be installed such that its other end 120e2 is connected to the output steering shaft 20o through a joint 20j, and in some cases directly connected to the steering gear 30. It may be installed as much as possible.
도5에 도시된 바와 같이, 출력축(120)은 일단부에 단면이 보다 더 큰 플랜지부(122)가 형성되고, 플랜지부(122)의 중앙부 구멍(123)을 통해 수용홈(120v)으로 입력축(110)의 타단부(110e2)를 수용한다. 플랜지부(122)에는 외주면에 걸림 돌기(122o)가 원주 방향으로 이격된 다수의 위치에 돌출 형성된다. As shown in FIG. 5, the output shaft 120 has a flange portion 122 having a larger cross section at one end, and the input shaft is passed through the center hole 123 of the flange portion 122 into the receiving groove 120v. The other end 110e2 of 110 is accommodated. On the outer circumferential surface of the flange portion 122, locking protrusions 122o are protruded at a plurality of positions spaced apart in the circumferential direction.
상기 케이싱(130)은 차체 프레임(50)에 고정 설치되고, 구동부(140)가 수용되도록 축방향(99)으로 연장된 연장부(130L)에 의해 형성되는 수용 공간을 구비한다. 케이싱(130)의 수용 공간에 구동부(140) 등의 구성 요소를 조립한 이후에는, 연장부(130L)의 끝단에 케이싱 커버(135)가 고정 볼트(77)로 고정된다. The casing 130 is fixed to the body frame 50 and has an accommodation space formed by an extension 130L extending in the axial direction 99 to accommodate the driving unit 140 . After assembling components such as the drive unit 140 in the accommodating space of the casing 130, the casing cover 135 is fixed to the end of the extension 130L with a fixing bolt 77.
케이싱 커버(135)에 삽입 설치되는 베어링(120b)에 의해 출력축(120)은 회전 지지된다. 그리고, 케이싱 커버(135)의 타단부에는 오일 씰(140k)이 설치되어, 구동부(140)가 안착되는 수용 공간을 외부와 차단시킨다. The output shaft 120 is rotationally supported by the bearing 120b inserted into the casing cover 135. Also, an oil seal 140k is installed at the other end of the casing cover 135 to block the accommodation space in which the driving unit 140 is seated from the outside.
케이싱(130)은 차체 프레임(50)의 일부와 일체로 형성될 수도 있고, 차체 프레임(50)에 결합되도록 형성될 수 있다. The casing 130 may be integrally formed with a part of the body frame 50 or may be formed to be coupled to the body frame 50 .
상기 구동부(140)는 케이싱(130)의 수용 공간에 수용되며, 관통공이 중앙에 마련되고 링 형태의 수용부가 형성되며 금속 재질의 자성체로 형성된 요크(142)와, 선택적으로 전원이 인가되는 권선(145)이 감겨진 상태로 요크(142)의 수용부에 수용되는 보빈(144)을 포함한다. 제어부(201)는 전류 공급부(149)에 제어 신호(i14)를 전송하여, 전류 공급부(149)로부터 보빈(144)에 감긴 권선(145)에 선택적으로 전류를 인가하여, 자성체로 형성된 요크(142)에는 권선(145)에 흐르는 전류에 의하여 자기장에 따른 자속(CL)이 도10에 도시된 바와 같이 폐루프 형태로 발생된다. The drive unit 140 is accommodated in the accommodation space of the casing 130, a through hole is provided in the center, a ring-shaped accommodation unit is formed, and a yoke 142 formed of a magnetic material made of metal, and a winding to which power is selectively applied ( 145) includes a bobbin 144 accommodated in the receiving portion of the yoke 142 in a wound state. The control unit 201 transmits a control signal i14 to the current supply unit 149, and selectively applies current to the winding 145 wound around the bobbin 144 from the current supply unit 149, thereby forming a yoke 142 formed of a magnetic material. ), the magnetic flux CL according to the magnetic field is generated in a closed loop form as shown in FIG. 10 by the current flowing in the winding 145.
요크(142)의 수용부에 권선(145)이 감긴 보빈(144)이 설치된 이후에, 요크(142)의 수용부 입구를 덮는 자성체 재질의 커버(146)가 설치될 수 있다.After the bobbin 144 on which the winding wire 145 is wound is installed in the accommodating part of the yoke 142, a cover 146 made of a magnetic material covering an inlet of the accommodating part of the yoke 142 may be installed.
요크(142)는 케이싱(130)의 수용 공간에 수용되고, 동시에 케이싱 커버(135)와 일체로 고정될 수 있도록, 위치 고정 볼트(66)로 케이싱 커버(135)와 체결 고정된다. 이에 따라, 요크(142)는 케이싱(130) 내부에서 요동하지 않고 견고하게 제 위치를 유지할 수 있게 된다. The yoke 142 is accommodated in the accommodation space of the casing 130 and is fastened and fixed to the casing cover 135 with a position fixing bolt 66 so that it can be integrally fixed with the casing cover 135 at the same time. Accordingly, the yoke 142 can firmly maintain its position without being shaken inside the casing 130 .
상기 가이드부(150)는 출력축(120)의 플랜지부(122)에 결합되어 출력축(120)과 함께 회전한다. The guide part 150 is coupled to the flange part 122 of the output shaft 120 and rotates together with the output shaft 120 .
구체적으로는, 가이드부(150)는, 출력축(120)의 플랜지부(122)를 감싸도록 결합되고 비자성체로 형성된 비자성체 링부재(152)와, 고정 클러치 플레이트(160)를 향하여 안내 돌기(151p)가 축방향으로 돌출되어 비자성체 링부재(152)를 감싸도록 비자성체 링부재(152)에 결합되는 가이드 플레이트(151)를 포함한다. Specifically, the guide part 150 is coupled to surround the flange part 122 of the output shaft 120 and is formed of a non-magnetic material ring member 152 and a guide protrusion toward the fixed clutch plate 160 ( 151p) includes a guide plate 151 coupled to the non-magnetic ring member 152 so as to protrude in the axial direction and surround the non-magnetic ring member 152 .
여기서, 가이드 플레이트(151)는 자성체 재질로 형성되어 고정 클러치 플레이트(115)와 구동부(140)의 사이에 설치되어, 가동 클러치 플레이트(160)와 함께 회전하고 고정 클러치 플레이트(115)의 축방향 왕복 이동을 안내하는 가이드 돌기(151p)가 축방향으로 돌출 형성된다. Here, the guide plate 151 is formed of a magnetic material and is installed between the fixed clutch plate 115 and the drive unit 140, rotates together with the movable clutch plate 160, and reciprocates in the axial direction of the fixed clutch plate 115. A guide protrusion 151p for guiding the movement protrudes in the axial direction.
여기서, 비자성체 링부재(152)는 출력축(120)의 플랜지(122)를 감싸는 링 형태로 형성되어 플랜지(122)의 외주면과 용접이나 끼워맞춤에 의해 결합되며, 가이드 플레이트(151)는 비자성체 링부재(152)를 감싸는 링 형태로 비자성체 링부재(152)의 외주면과 용접이나 끼워맞춤에 의해 결합된다. Here, the non-magnetic ring member 152 is formed in a ring shape surrounding the flange 122 of the output shaft 120 and coupled to the outer circumferential surface of the flange 122 by welding or fitting, and the guide plate 151 is a non-magnetic material. It is coupled to the outer circumferential surface of the non-magnetic ring member 152 by welding or fitting in a ring shape surrounding the ring member 152 .
도5에 도시된 바와 같이, 플랜지(122)의 외주면에는 반경 바깥 방향으로 돌출된 외향 끼움 돌기(122o)가 형성되고, 플랜지(122)를 감싸는 비자성체 링부재(152)의 내주면에는 외향 끼움 돌기(122o)를 수용하는 끼움 홈(152i)이 형성되어, 출력축(120)과 비자성체 링부재(152)는 외향 끼움 돌기(122o)와 끼움 홈(152i)의 물리적인 간섭에 의하여 일체 회전이 보장된다. 그리고, 비자성체 링부재(152)의 외주면에는 반경 내측 방향으로 요입 형성된 끼움 홈(152o)이 형성되고, 비자성체 링부재(152)를 감싸는 가이드 플레이트(151)의 내주면에는 끼움 홈(152o)에 삽입되는 내향 끼움 돌기(151i)가 형성되어, 비자성체 링부재(152)와 가이드 플레이트(151)는 내향 끼움 돌기(151i)와 끼움 홈(151o)의 물리적인 간섭에 의하여 일체 회전이 보장된다. 따라서, 출력축(120)과 가이드부(150)는 일체로 회전하게 된다.5, an outward fitting protrusion 122o protruding in a radially outward direction is formed on the outer circumferential surface of the flange 122, and an outward fitting protrusion 122o is formed on the inner circumferential surface of the non-magnetic ring member 152 surrounding the flange 122. A fitting groove 152i accommodating the 122o is formed, and integral rotation of the output shaft 120 and the non-magnetic ring member 152 is ensured by physical interference between the outer fitting protrusion 122o and the fitting groove 152i. do. And, on the outer circumferential surface of the non-magnetic ring member 152, a fitting groove 152o concave in a radially inward direction is formed, and on the inner circumferential surface of the guide plate 151 surrounding the non-magnetic ring member 152, the fitting groove 152o An inward fitting protrusion 151i is formed so that integral rotation of the non-magnetic ring member 152 and the guide plate 151 is ensured by physical interference between the inward fitting protrusion 151i and the fitting groove 151o. Therefore, the output shaft 120 and the guide part 150 rotate integrally.
즉, 출력축(120)의 일단부에는 요크(142)의 내주 선단면을 덮는 플랜지부(122)가 자성체 재질로 형성되고, 가이드 플레이트(151)는 플랜지부(122)와 반경 방향으로 이격된 링 형태의 자성체 재질로 형성되어 요크(142)의 외주 선단면을 덮는 형태로 설치되고, 비자성체 링부재(152)는 가이드 플레이트(151)와 플랜지부(122)의 사이에 개재되어 비자성체 재질의 링 형태로 형성된다.That is, at one end of the output shaft 120, the flange portion 122 covering the inner circumferential end surface of the yoke 142 is formed of a magnetic material, and the guide plate 151 is a ring spaced apart from the flange portion 122 in the radial direction. It is formed of a magnetic material of the form and installed in a form covering the outer circumferential end surface of the yoke 142, and the non-magnetic ring member 152 is interposed between the guide plate 151 and the flange portion 122 to provide a non-magnetic material formed in the shape of a ring.
이와 같이, 요크(142)와 가이드 플레이트(151)와 가동 클러치 플레이트(160)와 출력축(120)의 플랜지부(122)가 모두 자성체 재질로 형성되고, 가이드 플레이트(151)와 플랜지부(122)의 사이에 비자성체 재질로 링부재(152)가 형성됨에 따라, 도10에 도시된 폐루프 형태의 자속 경로(CL)를 형성하여, 폐루프 형태의 자속 경로를 보다 더 단축시키고자 하는 전자기력을 이용하여 고정 클러치 플레이트(115)로부터 가동 클러치 플레이트(160)를 요크(142)를 향하여 잡아당기는 힘을 효과적으로 발현시켜, 콤팩트한 구조로 큰 힘으로 클러치 플레이트(115, 160)의 클러치 상태를 해제시킬 수 있다. In this way, the yoke 142, the guide plate 151, the movable clutch plate 160, and the flange portion 122 of the output shaft 120 are all formed of a magnetic material, and the guide plate 151 and the flange portion 122 As the ring member 152 is formed of a non-magnetic material between, a closed-loop magnetic flux path (CL) shown in FIG. 10 is formed to reduce the electromagnetic force to further shorten the closed-loop magnetic flux path. to release the clutch state of the clutch plates 115 and 160 with a large force in a compact structure by effectively expressing a force pulling the movable clutch plate 160 from the fixed clutch plate 115 toward the yoke 142 can
상기 클러치 플레이트(115, 160)는, 도4에 도시된 바와 같이, 입력축(115)에 일체로 결합되어 함께 회전하는 고정 클러치 플레이트(115)와, 입력축(115)의 타단부(110e2)를 중앙공(160a)에 삽입시킨 상태로 축방향(99)으로 왕복 이동(160d)이 가능하게 설치되는 가동 클러치 플레이트(160)로 이루어진다. As shown in FIG. 4, the clutch plates 115 and 160 include a fixed clutch plate 115 integrally coupled to the input shaft 115 and rotating together, and the other end 110e2 of the input shaft 115 in the center. It consists of a movable clutch plate 160 installed to enable reciprocating movement 160d in the axial direction 99 while being inserted into the ball 160a.
여기서, 가동 클러치 플레이트(160)에는 가이드 플레이트(151)의 가이드 돌기(151p)를 관통시키는 안내공(160a)이 형성되어, 가이드 돌기(151p)를 따라 축방향(99)으로 왕복 이동(160d)하게 된다. 그리고, 가이드 돌기(151p)와 안내공(160a)이 원주 방향으로 간섭되므로, 가동 클러치 플레이트(160)는 가이드 플레이트(151)와 일체로 회전한다. 즉, 가동 클러치 플레이트(160)는 가이드부(150)를 매개로 출력축(120)과 함께 회전하게 된다. Here, a guide hole 160a penetrating the guide protrusion 151p of the guide plate 151 is formed in the movable clutch plate 160, and reciprocating movement 160d in the axial direction 99 along the guide protrusion 151p will do Also, since the guide protrusion 151p and the guide hole 160a interfere in the circumferential direction, the movable clutch plate 160 rotates integrally with the guide plate 151 . That is, the movable clutch plate 160 rotates together with the output shaft 120 via the guide part 150 .
고정 클러치 플레이트(115)와 가동 클러치 플레이트(160)가 서로 마주보는 면에는 원주 방향을 따라 서로 맞물리는 요철부(115x, 160x)가 구비된다. 이에 따라, 가동 클러치 플레이트(160)가 고정 클러치 플레이트(115)에 접근하여 요철부(115x, 160x)가 맞물린 상태에서, 고정 클러치 플레이트(115)로부터 가동 플레이트(160)로 회전 구동력이 전달될 수 있게 된다. On surfaces of the fixed clutch plate 115 and the movable clutch plate 160 facing each other, concave-convex portions 115x and 160x engaging with each other are provided along the circumferential direction. Accordingly, rotational driving force can be transmitted from the fixed clutch plate 115 to the movable plate 160 in a state where the movable clutch plate 160 approaches the fixed clutch plate 115 and engages the uneven portions 115x and 160x. there will be
상기 스프링(170)은, 가동 클러치 플레이트(160)와 가이드부(150)의 사이에 압축 변형되게 설치되어, 탄성 복원력에 의해 가동 클러치 플레이트(160)를 고정 클러치 플레이트(115)를 향하여 밀어내도록 설치된다. The spring 170 is installed to compress and deform between the movable clutch plate 160 and the guide part 150, and is installed to push the movable clutch plate 160 toward the fixed clutch plate 115 by an elastic restoring force. do.
스프링(170)은 코일 스프링이나 판 스프링 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 도6에 도시된 바와 같이, 폐루프 형태의 판 스프링 형태로 형성될 수 있다. 즉, 스프링(170)은 수평면에 거치한 상태에서, 일부분이 도면부호 'y'로 표시된 높이만큼 높게 형성되어 축방향으로 굴곡 변형된 형상일 수 있다. 이에 따라, 스프링(170)의 중앙부에 입력축(110)의 타단부(110e2)를 수용한 상태로 설치하는 것이 용이해진다. 그리고, 축방향으로 굴곡 변형됨에 따라 가동 클러치 플레이트(160)와 가이드부(150) 사이의 정해진 간격이 되도록 조립되면, 가동 클러치 플레이트(160)와 가이드부(150)의 사이에 설치되는 스프링(170)이 정해진 양만큼 압축 변형되면서, 스프링(170)의 일면(S1)의 일부가 가동 클러치 플레이트(160)에 미리 정해진 양의 탄성 복원력이 도면부호 170k로 표시된 방향의 힘(Fs)으로 가동 클러치 플레이트(160)를 예정된 크기로 정확하게 밀어내게 된다. The spring 170 may be formed in various forms such as a coil spring or a leaf spring, and as shown in FIG. 6, it may be formed in the form of a leaf spring in a closed loop form. That is, the spring 170 may have a shape in which a portion of the spring 170 is formed as high as the height indicated by reference numeral 'y' in a state in which it is mounted on a horizontal surface and is bent and deformed in the axial direction. Accordingly, it is easy to install the other end 110e2 of the input shaft 110 in the center of the spring 170 while being accommodated therein. In addition, when assembled to have a predetermined distance between the movable clutch plate 160 and the guide part 150 as it is bent and deformed in the axial direction, the spring 170 installed between the movable clutch plate 160 and the guide part 150 ) is compressed and deformed by a predetermined amount, a portion of one surface S1 of the spring 170 applies a predetermined amount of elastic restoring force to the movable clutch plate 160 as a force Fs in the direction indicated by reference numeral 170k. (160) is accurately pushed out to a predetermined size.
이에 따라, 도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 구동부(140)가 작동하지 않는 상태에서는, 스프링(170)의 탄성 복원력에 의해 가동 클러치 플레이트(160)가 고정 클러치 플레이트(115)에 밀착하면서, 이들(115, 160)의 요철부(115x, 160x)가 맞물리면서, 입력축(110)의 회전이 출력축(120)으로 그대로 전달된다. Accordingly, as shown in FIGS. 7 and 8 , when the drive unit 140 is not operating, the movable clutch plate 160 adheres to the fixed clutch plate 115 due to the elastic restoring force of the spring 170. , while the uneven portions 115x and 160x of the 115 and 160 are engaged, the rotation of the input shaft 110 is transferred to the output shaft 120 as it is.
여기서, 출력축(120)은 직접 스티어링 기어(30)와 연결되거나, 그 밖에 조인트(20j)로 연결된 출력 조향축(20o)을 매개로 스티어링 기어(30)와 연결되어 있으므로, 운전자의 스티어링 휠(10)의 회전 조작대로 차륜의 방향을 조작하게 된다. Here, since the output shaft 120 is directly connected to the steering gear 30 or connected to the steering gear 30 via the output steering shaft 20o connected by a joint 20j, the driver's steering wheel 10 ), the direction of the wheel is manipulated according to the rotation control.
상기 감지 센서(180)는, 고정 클러치 플레이트(115)의 일측에 배치되어, 가동 클러치 플레이트(160)의 요철부(160x)가 고정 클러치 플레이트(115)의 요철부(115x)와 맞물림 상태를 감지한다. 감지 센서(180)는 클러치 플레이트(115, 160)의 맞물림 여부에 대한 감지 데이터(i18)를 제어부(201)에 전송한다. The detection sensor 180 is disposed on one side of the fixed clutch plate 115 to detect the engagement state between the concave-convex portion 160x of the movable clutch plate 160 and the concave-convex portion 115x of the fixed clutch plate 115. do. The detection sensor 180 transmits detection data i18 regarding whether the clutch plates 115 and 160 are engaged to the control unit 201 .
여기서, 감지 센서(180)는 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 감지 센서(180)는 자석이 내장되어 자석의 주변 자성체에 대한 자력의 세기를 감지하는 캠센서로 형성될 수 있다. 즉, 고정 클러치 플레이트(115)와 가동 클러치 플레이트(160)는 자성체인 금속 재질(예를 들어, 강재)로 형성되므로, 가동 클러치 플레이트(160)가 고정 클러치 플레이트(115)와 이격된 해제 상태에 비하여 가동 클러치 플레이트(160)가 고정 클러치 플레이트(115)와의 맞물림 상태가 되면, 캠 센서로 형성된 감지 센서(180)는 보다 큰 자력을 감지하여, 고정 클러치 플레이트(115)와 가동 클러치 플레이트(160)의 맞물림 상태를 감지하게 된다.Here, the detection sensor 180 may be formed in various forms, and according to a preferred embodiment of the present invention, the detection sensor 180 is formed as a cam sensor having a built-in magnet to detect the strength of magnetic force with respect to a magnetic body around the magnet. It can be. That is, since the fixed clutch plate 115 and the movable clutch plate 160 are formed of a magnetic metal material (eg, steel), the movable clutch plate 160 is in a disengaged state separated from the fixed clutch plate 115. In contrast, when the movable clutch plate 160 is engaged with the fixed clutch plate 115, the detection sensor 180 formed of a cam sensor detects a larger magnetic force, and the fixed clutch plate 115 and the movable clutch plate 160 detects the interlocking state of
한편, 차량에 구비된 카메라 센서, 레이더 센서, 라이다 센서 등에 의해 획득된 데이터를 기초로 차량이 자율 주행 모드로 운행하는 경우에, 운전자의 스티어링 휠의 회전과 무관하게 차륜의 조향 조작이 행해질 수 있다. Meanwhile, when a vehicle operates in an autonomous driving mode based on data obtained by a camera sensor, a radar sensor, a lidar sensor, etc. provided in the vehicle, the steering operation of the wheels may be performed regardless of the driver's steering wheel rotation. there is.
또한, 정상적인 운전자의 조향 조작에 의하여 운전을 하는 과정에서도, 차량에 구비된 카메라 센서, 레이더 센서, 라이다 센서로부터 수신된 정보와 사고 직전의 데이터를 대비하여, 차량의 운행 중에 차량 사고를 사고 직전에 감지하면, 운전자의 스티어링 휠의 조작에 따른 차륜의 조향 작동을 배제하고, 차량 사고를 피할 수 있는 자율 주행 시스템을 작동시킬 수 있다. In addition, even in the process of driving by normal driver's steering operation, the data received from the camera sensor, radar sensor, and lidar sensor provided in the vehicle are compared with the data immediately before the accident to prevent a vehicle accident while driving the vehicle. , it is possible to exclude the steering operation of the wheels according to the driver's manipulation of the steering wheel and operate an autonomous driving system capable of avoiding a vehicle accident.
상기와 같이, 운전자의 스티어링 휠(10)을 회전시키는 것에 의한 차륜의 조향 조작하는 것을 배제하고자 하는 경우에, 제어부(201)는 전류 공급부(149)에 전류공급명령(i14)을 전송하여, 전류 공급부(149)로부터 구동 전류(Id)를 구동부(140)의 권선(145)에 인가하도록 한다. As described above, when it is desired to exclude steering operation of wheels by rotating the driver's steering wheel 10, the controller 201 transmits a current supply command i14 to the current supply unit 149, The driving current Id from the supply unit 149 is applied to the winding 145 of the driving unit 140 .
권선(145)에 구동 전류가 인가되지 않으면, 도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 스프링(170)의 탄성 복원력에 의하여 가동 클러치 플레이트(160)가 고정 클러치 플레이트(115)에 밀착되면서, 이들(115, 160)의 요철부(115x, 160x)가 서로 맞물려 입력축(110)의 회전(110r)에 의해 출력축(120)이 회전(120r)하게 된다. When a drive current is not applied to the winding 145, as shown in FIGS. 7 and 8, the movable clutch plate 160 adheres to the fixed clutch plate 115 by the elastic restoring force of the spring 170, The concavo-convex portions 115x and 160x of 115 and 160 are engaged with each other, and the rotation 110r of the input shaft 110 causes the output shaft 120 to rotate 120r.
그러나, 구동부(140)의 권선(145)에 구동 전류(Id)가 인가되면, 도9 및 도10에 도시된 바와 같이, 비자성체 링부재(152)에는 자속이 흐르지 아니하므로, 자성체 재질로 형성된 요크(142)와 가이드 플레이트(151)와 가동 클러치 플레이트(160) 및 출력축(120)의 플랜지(122)를 잇는 형태로 자속의 흐름(CL)이 발생된다. 이에 따라, 축방향(99)으로 이동 가능한 가동 클러치 플레이트(160)는 요크(142)를 향하는 전자기력에 의해 잡아당겨지는 흡인력(Fs)에 의하여, 가동 클러치 플레이트(160)는 스프링(170)의 탄성 복원력을 극복하고 요크(142)를 향하여 고정 클러치 플레이트(115)로부터 멀어지는 방향으로 이격 이동하고, 이에 따라, 가동 클러치 플레이트(160)와 고정 클러치 플레이트(115)의 사이에는 간극(cc)이 발생되면서 고정 클러치 플레이트(115)와의 맞물림 상태가 해제된다. 이는, 비자성체 링부재(152)에 의해 권선 주변의 자기장의 자속이 가동 클러치 플레이트(160)로 우회함에 따라, 가동 클러치 플레이트(160)를 요크(142)를 향하여 잡아당기는 힘(Fs)을 발생시킬 수 있기 때문이다. However, when the driving current Id is applied to the winding 145 of the driving unit 140, as shown in FIGS. 9 and 10, magnetic flux does not flow through the non-magnetic ring member 152, so it is formed of a magnetic material. A flow of magnetic flux (CL) is generated in the form of connecting the yoke 142, the guide plate 151, the movable clutch plate 160, and the flange 122 of the output shaft 120. Accordingly, the movable clutch plate 160 movable in the axial direction 99 is pulled by the electromagnetic force directed toward the yoke 142 by the suction force Fs, and the movable clutch plate 160 has elasticity of the spring 170. It overcomes the restoring force and moves away from the fixed clutch plate 115 toward the yoke 142, and accordingly, a gap cc is generated between the movable clutch plate 160 and the fixed clutch plate 115 while The engagement state with the fixed clutch plate 115 is released. This generates a force (Fs) pulling the movable clutch plate 160 toward the yoke 142 as the magnetic flux of the magnetic field around the winding is detoured to the movable clutch plate 160 by the non-magnetic ring member 152. because it can be done
따라서, 구동부(140)의 권선(145)에 구동 전류(Id)를 인가하는 것에 의하여, 가동 클러치 플레이트(160)를 고정 클러치 플레이트(115)와 분리되어 동력 전달이 이루어지지 않는 해제 상태(OFF 상태)로 되므로, 입력축(110)의 회전 구동력이 출력축(120)에 전달되지 않게 된다. 더욱이, 권선(145)에 전류(Id)를 인가하여 발생되는 자속(CL)의 흐름에 의한 전자기력으로 클러치 플레이트(115, 160)를 해제시킴에 따라, 전류 공급부(149)로부터 전류(Id)를 인가한 이후에 매우 짧은 시간 내에 클러치 플레이트(115, 160)를 해제시켜 운전자에 의한 조향 작동을 중지시키므로, 제어부(201)가 안전 사고 데이터와 대비하여 사고 위험이 높은 것으로 감지한 경우에는, 신속하게 운전자의 운전 조작을 차단하고 미리 저장된 조향 시퀀스에 따라 조향 조작이 행해진다. 이를 통해, 주행 중에 블랙아이스에 미끄러지는 것과 같이 불측의 사고 위험이 있는 경우에, 제어부(201)는 권선(145)에 전류(Id)를 공급하여 조향 클러치 상태를 해제 상태로 신속하게 전환한 이후에, 조향 조작을 사고 형태에 따라 미리 정해진 시퀀스에 따라 조향함으로써 안전 사고의 위험을 보다 줄이는 효과를 얻을 수 있다. Therefore, by applying the driving current Id to the winding 145 of the driving unit 140, the movable clutch plate 160 is separated from the fixed clutch plate 115 and is in a release state (OFF state) in which power is not transmitted. ), so that the rotational driving force of the input shaft 110 is not transmitted to the output shaft 120. Furthermore, as the clutch plates 115 and 160 are released by the electromagnetic force generated by the flow of the magnetic flux CL generated by applying the current Id to the winding 145, the current Id from the current supply unit 149 is reduced. Since the steering operation by the driver is stopped by releasing the clutch plates 115 and 160 within a very short time after application, when the control unit 201 detects that the risk of accident is high in comparison with the safety accident data, it quickly The driver's driving operation is blocked and the steering operation is performed according to a pre-stored steering sequence. Through this, when there is an unexpected risk of an accident, such as slipping on black ice while driving, the control unit 201 supplies current Id to the winding 145 to quickly switch the steering clutch state to a disengaged state, and then For example, by steering the steering according to a predetermined sequence according to an accident type, an effect of reducing the risk of a safety accident can be obtained.
또한, 자율 주행에 의해 차량이 주행하고 있는 경우에, 제어부(201)는 권선(145)에 전류(Id)를 공급하여 조향 클러치 상태를 해제시킨 상태를 유지하고, 동시에 스티어링 휠(10)과 함께 회전하는 회전축(110)에 부하 모터(190)로부터 회전 부하를 인가한다. 이를 통해, 비록 차륜의 조향 작용으로부터 운전자가 배제된 상태이지만, 운전자가 자율주행 중에 스티어링 휠(10)을 회전 조작할 때에 부하 모터(190)로부터 스티어링 휠(10)의 회전각에 따른 가상 부하를 입력축(110)에 인가하여, 자율 주행 중에 운전자의 지루함을 완화시키도록 할 수 있다. In addition, when the vehicle is driving by autonomous driving, the control unit 201 maintains the state in which the steering clutch is released by supplying current Id to the winding 145, and at the same time together with the steering wheel 10 A rotational load is applied from the load motor 190 to the rotating shaft 110 . Through this, even though the driver is excluded from the steering action of the wheel, when the driver rotates the steering wheel 10 during autonomous driving, a virtual load according to the rotation angle of the steering wheel 10 is calculated from the load motor 190. By applying it to the input shaft 110, the driver's boredom can be alleviated during autonomous driving.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 안전 사고의 발생이 예측되는 순간에, 차량의 조향 장치가 운전자에 의해 조작되는 대신에, 안전 사고를 회피하는 데 최적화되도록 사전에 입력된 데이터에 따라 제어함으로써 안전사고를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 조향 클러치 플레이트(115, 160)가 해제 상태에서 스티어링 휠(10)과 함께 회전하는 입력축(110)에 부하 모터(190)로부터 회전 부하를 회전 방향과 반대로 인가함으로써, 자율 주행 중에 운전자의 스티어링 휠 조작을 할 때에 운전이 지루하지 않도록 하여 졸음을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The present invention configured as described above, instead of operating the steering device of the vehicle by the driver at the moment when the occurrence of a safety accident is predicted, is controlled according to data input in advance to be optimized for avoiding a safety accident, thereby causing a safety accident. In addition to minimizing the rotational load from the load motor 190 to the input shaft 110 rotating together with the steering wheel 10 in the disengaged state of the steering clutch plates 115 and 160, When the driver manipulates the steering wheel during autonomous driving, it is possible to obtain an advantageous effect of preventing drowsiness by preventing the driving from being boring.
또한, 본 발명은, 입력축(110)으로부터 출력축(120)으로 회전 구동력이 전달하는 것을 권선(145)에 인가되는 전류(Id)에 의해 발생되는 전자기력에 의해 조향 클러치 플레이트(115, 160)를 해제시키도록 작동함으로써, 안전 사고의 발생이 예측되는 순간에 조향 장치의 조작을 운전자로부터 차량에 저장되어 있는 데이터로 매우 짧은 시간에 전환하여 안전 사고 가능성을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, the steering clutch plates 115 and 160 are released by the electromagnetic force generated by the current Id applied to the winding 145 when the rotation driving force is transmitted from the input shaft 110 to the output shaft 120. By operating so as to operate, it is possible to obtain an advantageous effect of minimizing the possibility of a safety accident by switching the operation of the steering device from the driver to the data stored in the vehicle in a very short time at the moment when the occurrence of a safety accident is predicted.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and modify the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be changed.
즉, 도면에 예시된 실시예에서는 고정 클러치 플레이트(115)가 입력축(110)과 일체로 회전하고, 가동 클러치 플레이트(160)가 출력축(120)과 일체로 회전하면서 고정 클러치 플레이트(115)를 향하는 축방향으로 이동하여 클러치 맞물림 상태가 되는 구성이 예시되어 있지만, 본 발명은, 고정 클러치 플레이트(115)가 출력축(120)과 일체로 회전하고, 고동 클러치 플레이트(115)가 입력축(110)과 일체로 회전하면서 고정 클러치 플레이트(115)를 향하는 축방향으로 이동하여 클러치 맞물림 상태가 되는 구성을 포함한다. That is, in the embodiment illustrated in the drawings, the fixed clutch plate 115 rotates integrally with the input shaft 110, and the movable clutch plate 160 rotates integrally with the output shaft 120 toward the fixed clutch plate 115. Although a configuration in which the clutch is engaged by moving in the axial direction is exemplified, in the present invention, the fixed clutch plate 115 rotates integrally with the output shaft 120, and the beating clutch plate 115 integrally with the input shaft 110 While rotating to move in the axial direction toward the fixed clutch plate 115, it includes a configuration in which the clutch is engaged.
10 : 스티어링 휠 20 : 조향축
30: 스티어링 기어 100: 차량용 조향 클러치 장치
110: 입력축 115: 고정 클러치 플레이트
120: 출력축 120v: 수용홈
130: 케이싱 135: 케이싱 커버
140: 구동부 142: 요크
144: 보빈 145: 권선
150: 가이드부 151: 가이드 플레이트
151p: 가이드 돌기 152: 비자성체 링부재
160: 가동 클러치 플레이트 170: 스프링
180: 감지 센서 190: 부하 모터
201: 제어부10: steering wheel 20: steering shaft
30: steering gear 100: vehicle steering clutch device
110: input shaft 115: fixed clutch plate
120: output shaft 120v: receiving groove
130: casing 135: casing cover
140: driving unit 142: yoke
144: bobbin 145: winding
150: guide part 151: guide plate
151p: guide protrusion 152: non-magnetic ring member
160: movable clutch plate 170: spring
180: detection sensor 190: load motor
201: control unit
Claims (13)
자성체로 형성된 플랜지부를 구비한 출력축과;
상기 입력축과 함께 회전하는 고정 클러치 플레이트와;
상기 고정 클러치 플레이트와 선택적으로 해제되며, 자성체로 형성된 가동 클러치 플레이트와;
관통공이 중앙에 마련되고 링 형태의 수용부가 구비되고 상기 플랜지부에 의해 내주 선단면이 일부 이상 덮이고 자성체로 형성된 요크와, 전류가 선택적으로 인가되는 권선이 감겨진 상태로 상기 수용부에 수용되는 보빈을 포함하고, 상기 가동 클러치 플레이트를 축 방향으로 이동시키는 구동부와;
상기 고정 클러치 플레이트와 상기 구동부의 사이에 설치되어, 상기 가동 클러치 플레이트와 함께 회전하고 상기 고정 클러치 플레이트의 축방향 왕복 이동을 안내하는 가이드 돌기가 축방향으로 돌출 형성되되, 상기 플랜지부와 반경 방향으로 이격된 링 형태의 자성체 재질로 형성되어 상기 요크의 외주 선단면을 덮는 형태로 설치된 가이드 플레이트와;
상기 가이드 플레이트와 상기 플랜지부의 사이에 개재되고 링 형태의 비자성체 재질로 형성된 비자성체 링부재를;
포함하여 구성되어, 상기 고정 클러치 플레이트는 상기 입력축과 상기 출력축 중 어느 하나와 일체로 회전하고, 상기 가동 클러치 플레이트는 상기 입력축과 상기 출력축 중 다른 하나와 일체로 회전하되 축방향으로 이동 가능하게 설치되어;
상기 고정 클러치 플레이트와 상기 가동 클러치 플레이트가 서로 맞물린 상태에서는 상기 입력축의 회전 구동력이 상기 출력축에 전달되고, 상기 구동부의 상기 권선에 전류가 인가되면 상기 가동 클러치 플레이트를 상기 고정 클러치 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 이격시켜 상기 고정 클러치 플레이트와 상기 가동 클러치 플레이트가 해제되어 상기 입력축의 회전 구동력이 상기 출력축에 전달되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
an input shaft used in a vehicle;
an output shaft having a flange portion formed of a magnetic material;
a fixed clutch plate rotating together with the input shaft;
a movable clutch plate selectively released from the fixed clutch plate and formed of a magnetic material;
A bobbin accommodated in the receiving portion in a state in which a through hole is provided in the center, a ring-shaped accommodating portion is provided, and a yoke formed of a magnetic material and whose inner circumferential end surface is partially covered by the flange portion, and a winding wire to which current is selectively applied is wound. and a driving unit for moving the movable clutch plate in an axial direction;
A guide protrusion installed between the fixed clutch plate and the drive unit, rotating together with the movable clutch plate and guiding the axial reciprocating movement of the fixed clutch plate protrudes in the axial direction, and extends radially from the flange unit. a guide plate formed of a spaced ring-shaped magnetic material and installed to cover the outer circumferential end surface of the yoke;
a non-magnetic ring member interposed between the guide plate and the flange portion and made of a ring-shaped non-magnetic material;
The fixed clutch plate rotates integrally with any one of the input shaft and the output shaft, and the movable clutch plate rotates integrally with the other one of the input shaft and the output shaft, but is installed to be movable in the axial direction, ;
When the fixed clutch plate and the movable clutch plate are engaged with each other, rotational driving force of the input shaft is transmitted to the output shaft, and when current is applied to the winding of the drive unit, the movable clutch plate is spaced away from the fixed clutch plate. The SBW clutch device for a vehicle, characterized in that the fixed clutch plate and the movable clutch plate are released so that the rotational driving force of the input shaft is not transmitted to the output shaft.
상기 플랜지부와 상기 비자성체 링부재와 상기 가이드 플레이트는 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
According to claim 1,
SBW clutch device for a vehicle, characterized in that the flange portion, the non-magnetic ring member and the guide plate rotate integrally.
상기 가동 클러치 플레이트와 상기 비자성체 링부재의 사이에 설치되어, 상기 가동 클러치 플레이트를 상기 고정 클러치 플레이트를 향하여 밀어내는 스프링을;
더 포함하고, 상기 권선에 전류가 인가되면 상기 구동부는 상기 고정 클러치 플레이트로부터 상기 가동 클러치 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 상기 고정 클러치 플레이트를 잡아당기는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
According to claim 1,
a spring installed between the movable clutch plate and the non-magnetic ring member to push the movable clutch plate toward the fixed clutch plate;
The SBW clutch device for a vehicle further comprising: when a current is applied to the winding, the drive unit pulls the fixed clutch plate in a direction away from the fixed clutch plate and the movable clutch plate.
상기 가동 클러치 플레이트와 상기 비자성체 링부재의 사이에 설치되어, 상기 가동 클러치 플레이트를 상기 고정 클러치 플레이트로부터 멀어지도록 잡아당기는 스프링을;
더 포함하고, 상기 권선에 전류가 인가되면 상기 구동부는 상기 고정 클러치 플레이트를 향하여 상기 가동 클러치 플레이트를 밀어내는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
According to claim 1,
a spring installed between the movable clutch plate and the non-magnetic ring member to pull the movable clutch plate away from the fixed clutch plate;
The SBW clutch device for a vehicle further comprising: wherein the driving unit pushes the movable clutch plate toward the fixed clutch plate when a current is applied to the winding.
상기 스프링은 링형으로 형성되되 축방향으로의 굴곡 변형된 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
According to claim 4,
The SBW clutch device for a vehicle, characterized in that the spring is formed in a ring shape but formed in a bent shape in the axial direction.
상기 입력축과 상기 출력축 중 어느 하나 이상은 조향축의 일부 이상을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
According to any one of claims 1 to 5,
SBW clutch device for a vehicle, characterized in that at least one of the input shaft and the output shaft forms at least a part of the steering shaft.
상기 고정 클러치 플레이트의 일측에 설치되어 상기 가동 클러치 플레이트와 상기 고정 클러치 플레이트의 맞물림 상태를 자력 변화로 감지하는 캠 센서를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
According to any one of claims 1 to 5,
a cam sensor installed on one side of the fixed clutch plate to detect an engagement state between the movable clutch plate and the fixed clutch plate by a change in magnetic force;
SBW clutch device for a vehicle, characterized in that it further comprises.
상기 고정 클러치 플레이트와 상기 가동 클러치 플레이트가 해제된 상태에서, 상기 입력축의 회전에 따른 부하를 인가하는 부하 모터를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
According to any one of claims 1 to 5,
a load motor for applying a load according to rotation of the input shaft in a state in which the fixed clutch plate and the movable clutch plate are disengaged;
SBW clutch device for a vehicle, characterized in that it further comprises.
상기 차량의 제어부는, 상기 차량의 운행 중에 위험한 것으로 감지되면, 상기 구동부에 의해 상기 고정 클러치 플레이트로부터 상기 가동 클러치 플레이트를 해제시켜 스티어링 휠에 의한 조향 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
According to any one of claims 1 to 5,
Wherein the control unit of the vehicle stops the steering operation by the steering wheel by releasing the movable clutch plate from the fixed clutch plate by the driving unit when it is detected as dangerous while the vehicle is driving. SBW clutch device for a vehicle.
상기 입력축은 스티어링 휠과 함께 회전하고, 상기 출력축은 스티어링 기어에 연결되어 상기 스티어링 기어를 회전시키는 것을 특징으로 하는 차량용 SBW 클러치 장치.
According to any one of claims 1 to 5,
The SBW clutch device for a vehicle, characterized in that the input shaft rotates together with the steering wheel, and the output shaft is connected to the steering gear to rotate the steering gear.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |