KR100471882B1 - 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치 - Google Patents

스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100471882B1
KR100471882B1 KR10-2002-0070080A KR20020070080A KR100471882B1 KR 100471882 B1 KR100471882 B1 KR 100471882B1 KR 20020070080 A KR20020070080 A KR 20020070080A KR 100471882 B1 KR100471882 B1 KR 100471882B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steering
steering wheel
reaction force
detection sensor
gear
Prior art date
Application number
KR10-2002-0070080A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040041967A (ko
Inventor
김정원
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR10-2002-0070080A priority Critical patent/KR100471882B1/ko
Publication of KR20040041967A publication Critical patent/KR20040041967A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100471882B1 publication Critical patent/KR100471882B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/005—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18—Steering angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/303—Speed sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

본 발명은 스티어링 휠을 지지하는 샤프트에 가벼운 소재로 이루어진 조향 반력 재현 시스템을 구성하여, 운전자의 스티어링 휠 조작 속도에 따라 크기 변화가 없는 구동 모터를 제어하여 큰 토크의 조향 반력을 재현할 목적으로;
와이어 스티어링 휠의 조타 반력 재현 장치에 있어서, 상기 조타 반력 재현 장치는 스티어링 휠과, 이 스티어링 휠을 지지하는 스티어링 휠 컬럼과, 이 스티어링 휠 컬럼을 감싸는 모듈 하우징과, 상기 스티어링 휠 컬럼에 위치되어, 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 가변되는 조타각을 스티어링 휠 컬럼 회전변화에 따라 검출하는 조타각 검출센서와, 이 조타각 검출센서를 기준으로 스티어링 휠 컬러 상단에 끼워져 있어, 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 회전되도록 소정의 직경을 갖는 제1 기어와, 상기 모듈 하우징 내부면에 접합 고정 지지대는 고정부재와, 이 고정부재에 제1 기어보다 작은 직경으로 끼워져 있어, 상기 제1 기어의 회전에 따라 연동되어 회전하는 제2 기어와, 상기 조타각 검출센서에서 출력되는 조타각과 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차속 변화를 입력받아 설정된 프로그램에 의해 조타 반력 재현 신호를 출력하는 제어수단과, 상기 조타각 검출센서를 기준으로 스티어링 휠 컬럼 하단에 구비되어, 제어수단에서 출력되는 조타 반력 재현 신호에 따라 조타 반력을 조절하는 구동수단으로 이루어져 있어서, 모터 무게도 경량화 될 수 있고, 모터 소형화로 인한 개발 원가 절감 과 시스템 경량화 등의 효과를 얻을 수 있다.

Description

스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치{an apparatus for reappearance of steer repulsive power in steer by wire}
본 발명은 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티어링 휠 조작속도 변화에 따라 조타 반력 액츄에이터의 동작을 제어하여 와이어 스티어링 휠 조타 반력을 재현할 수 있는 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치에 관한 것이다.
일반적으로 조타 반력 재현 시스템이란 단순한 와이어 스티어링 휠(pure steer by wire)에서 조향각 및 차속에 따라 실차와 유사한 스티어링 감을 구현해주는 시스템을 말한다.
즉, 조향 장치에서 운전자로부터 차량의 전류 타이어 사이에 있는 기계적인 연결(steering column, u-joint shaft)을 제거하고, 차속 및 조타각에 따라 스티어링 휠에서는 스티어링 휠을 지지하는 샤프트에 전동모터를 이용하여 조타 반력감을 느낄 수 있도록 한 시스템이다.
이는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 운전자의 조작상태 변화에 따라 가변되는 스티어링 휠(10)과, 상기 스티어링 휠(10)의 동작변화에 따라 가변되는 스티어링 각 변화를 검출하여 출력하고, 인가되는 제어신호에 스티어링 감을 재현하는 조타 반력 재현 시스템(20)과, 상기 조타 반력 재현 시스템(20)에서 검출되어 인가되는 스티어링 각 변화를 입력받아 소정의 조향 각 제어신호를 출력하고, 그에 따른 조타 반력 재현 제어신호를 출력하는 제어 장치(30)와, 상기 제어 장치(30)에서 출력되는 제어신호에 동기되어 조향각을 변화시키는 구동모터(41)를 구비한 기어박스(40)로 이루어져 있다.
상기한 와이어 스티어링 조타 반력 재현 장치는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 운전자가 스티어링 휠(10)을 조작하면, 조타 반력 재현 시스템(20)에 구비되어 있는 토크 센서(21)는 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 스티어링 휠에 걸리는 토크를 측정하여 출력하고, 엔코더(22)는 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 가변되는 조타각 변화를 측정하여 제어 장치(30)로 출력한다.
이에, 제어 장치(30)는 상기 조타 반력 재현 시스템(20)에서 전송되어 인가되는 조타각 및 토크 신호와, 차량 동작상태 변화에 따른 차속을 입력받아 설정된 제어 프로그램에 의해 스티어링 기어 박스(40)에 인가하는 출력 토크를 조절하기 위한 조향각 제어신호와 상기 기어박스(40)로 출력하는 토크에 대응하는 반력토크를 스티어링 휠 축에 구비된 구동모터(23)를 제어하기 위한 조타 반력 재현 신호를 출력한다.
이에, 기어박스(40)에 구비되어 있는 구동모터(41)는 상기 제어장치(30)에서 출력되는 제어신호에 동기되어 조향 토크 발생시켜 기어박스(40)로 전달하여 차량의 타이어(50,50')를 조향시킨다.
또한, 조타 반력 재현 시스템(20)에 구비된 구동모터(23)는 직류(DC)모터로서, 상기 제어 장치(30)에서 출력되는 반력 토크 제어신호에 동기되어, 운전자의 스티어링 감각을 재현하는 조타 반력 액츄에이터로 작용한다.
그러나, 상기한 종래의 조향 반력 재현 시스템에서 운전자의 스티어링 감각을 재현하기 위해 구동모터(DC모터)만으로 조향 토크를 보조해주기 때문에 최대 토크가 큰 것이 필요하게 된다. 이 때, 최대 토크가 큰 것이 필요할 때는 모터 크기도 커지고 이로 인해 개발비용이 증대되며, 더불어 모터의 무게가 증가함으로서 시스템 무게가 증가되는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스티어링 휠을 지지하는 샤프트에 가벼운 소재로 이루어진 조향 반력 재현 시스템을 구성하여, 운전자의 스티어링 휠 조작 속도에 따라 크기 변화가 없는 구동 모터를 제어하여 큰 토크의 조향 반력을 재현할 수 있는 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치에 있어서, 상기 조타 반력 재현 장치는 스티어링 휠과, 이 스티어링 휠을 지지하는 스티어링 휠 컬럼과, 이 스티어링 휠 컬럼을 감싸는 모듈 하우징과, 상기 스티어링 휠 컬럼에 위치되어, 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 가변되는 조타각을 스티어링 휠 컬럼 회전변화에 따라 검출하는 조타각 검출센서와, 이 조타각 검출센서를 기준으로 스티어링 휠 컬러 상단에 끼워져 있어, 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 회전되도록 소정의 직경을 갖는 제1 원기어와, 상기 모듈 하우징 내부면에 접합 고정 지지대는 고정부재와, 이 고정부재에 제1 원기어보다 작은 직경으로 끼워져 있어, 상기 제1 원기어의 회전에 따라 연동되어 회전하는 제2 원기어와, 상기 조타각 검출센서에서 출력되는 조타각과 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차속 변화를 입력받아 설정된 프로그램에 의해 조타 반력 재현 신호를 출력하는 제어수단과, 상기 조타각 검출센서를 기준으로 스티어링 휠 컬럼 하단에 구비되어, 제어수단에서 출력되는 조타 반력 재현 신호에 따라 조타 반력을 조절하는 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니고, 단지 일예로 제시된 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치 상세 구성도 이고, 도 4는 도 3의 평면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치는 도 3에 도시되어 있는바와 같이, 스티어링 휠(10)과, 이 스티어링 휠(10)은 스티어링 휠 컬럼(11)에 의해 지지되어 있다.
이 스티어링 휠 컬럼(11)은 모듈하우징(12)에 의해 감싸여 있고, 이 모듈하우징(12)내부에는 상기 스티어링 휠 컬럼(11)의 소정의 위치에 조타각 검출센서(12-1)가 끼워져 구비되어 있어서, 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 가변되는 조타각을 스티어링 휠 컬럼 회전변화에 따라 검출한다.
그리고, 이 조타각 검출센서(12-1)를 기준으로 스티어링 휠 컬럼(11) 상단에는 소정의 지름을 갖는 제1 원기어(12-2)가 끼워져 고정 구비되어 있고, 상기 조타각 검출센서(12-1)를 기준으로 스티어링 휠 컬럼(11) 하단에는 구동모터(12-5)가 결합 구비되어 있다.
이 구동모터(12-5)는 제어장치(30)에서 출력되는 제어신호에 의해 제어된다.
이 제어장치(30)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차속 변화와 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 가변되는 조타각 변화를 입력받아 설정된 프로그램에 의해 스티어링 휠 조작속도를 판단하여 속도 변화에 따라 조타 반력 재현을 위한 소정의 구동모터(12-5) 제어신호를 출력한다.
그리고, 상기 제1 원기어(12-2)에는 제2 원기어(12-4)가 맞물리되, 이 제2 원기어(12-4)는 제1 원기어(12-2)보다 소정의 크기로 작은 직경을 같으며, 제1 원기어(12-2)의 회전에 따라 연동 회전 가능하도록 고정 지지대(12-3)에 끼워져 구성되어 있다.
상기 고정 지지대(12-3)는 모듈 하우징(12) 내부면에 접합 고정된다.
상기한 구성으로 이루어진 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치의 동작을 예를 들어 설명한다.
도 4는 도 3에 도시되어 있는 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치의 평면도이다.
주행중인 차량에서, 운전자가 차량의 조향을 위한 스티어링 휠(10)을 조작하면, 스티어링 휠 컬럼(11)은 운전자의 스티어링 휠(10) 조작력에 따라 회전하게되고, 이에 상기 스티어링 휠 컬럼(11)에 구비된 조타각 검출센서(12-1)에 의해 스티어링 휠 조타각이 검출된다.
상기 조타각 검출센서(12-1)에 의해 검출된 스티어링 휠 조타각은 제어장치(30)로 입력되고, 이 제어장치(30)는 인가되는 조타각과 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되어 입력되는 차속을 입력받아 설정된 프로그램에 의해 차량의 진행 방향을 조향하기 위한 조향 제어신호를 도 2에 도시되어 있는 기어박스(40)에 구비된 구동모터(41)로 출력한다.
또한, 상기 제어장치(30)는 운전자의 스티어링 휠 조타 속도를 판단하여 스티어링 휠 컬럼(11) 하단에 구비된 스티어링 휠 조타 반력 재현을 위한 구동모터(12-5) 동작 제어신호를 출력한다.
즉, 운전자의 스티어링 휠 조작에 따른 조타 속도가 메모리에 설정되어 있는 기준 설정 조타 속도 이하인 저속 핸들링이 판단되면, 상기 스티어링 휠 조타 반력 재현을 위한 구동모터(12-5)동작을 제한하기 구동 오프 제어신호를 출력한다.
이에 따라, 스티어링 휠 조타 반력 재현은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 스티어링 휠 컬럼(11)에 그 중심이 관통 삽입되어 있는 제1 원기어(12-2)와 이 제1 원기어(12-2)와 맞물려 있는 제2 원기어(12-4)의 반력으로 스티어링 휠 반력을 구현한다.
하지만, 운전자의 스티어링 휠 조타 속도가 메모리에 설정되어 있는 기준 설정 조타 속도 이상인 고속 핸들링이 판단되면, 제어장치(30)는 tm티어링 휠 조타 속도에 따른 구동모터(12-5) 구동 제어신호를 출력한다.
즉, 운전자의 스티어링 조작 속도를 조타각 센서에서 검출하여, 상기 검출되는 조타속도가 설정 기준 시간 이상이면, 저속시의 제1 원기어(12-2)와 제2 원기어(12-4)의 조타 반력에 운전자의 조타 속도에 따른 구동모터(12-5)의 조타 반력이 더해져 묵직함이 느껴질 수 있도록 소정의 제어신호를 출력한다.
이로서, 가벼운 소재의 원기어를 이용하여 액튜에이터 없이도 일정량의 조타감을 확보함으로서, 조타 반력을 재현하는 구동모터의 최대토크는 기존 시스템에서 요구하는 것보다 적게 필요하게 되고, 이에 현재보다 적은 토크를 생성해도 되므로 모터가 소형화 될 수 있고 이로 인해 모터 무게도 경량화 될 수 있다. 따라서, 모터 소형화로인한 개발 원가 절감 과 시스템 경량화 등의 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 스티어링 휠을 지지하는 샤프트에 가벼운 소재로 이루어진 조향 반력 재현 시스템을 구성하여, 운전자의 스티어링 휠 조작 속도에 따라 크기 변화가 없는 구동 모터를 제어하여 큰 토크의 조향 반력을 재현할 수 있음에 따라, 모터 무게도 경량화 될 수 있고, 모터 소형화로 인한 개발 원가 절감 과 시스템 경량화 등의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일반적인 와이어 스티어링 휠 구성도이고,
도 2는 종래의 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치 구성도 이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치 상세 구성도 이고,
도 4는 도 3의 평면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 스티어링 휠 11 : 스티어링 휠 컬럼 12 : 모듈하우징
12-1 : 각속도 센서 12-2 : 제1 기어 12-3 : 고정부재
12-4 : 제2 기어 12-5 : 액츄에이터
20 : 조타 반력 재현 시스템 21 : 토크 센서
22 : 엔코더 23 : 구동모터 30 : 제어장치
40 : 기어박스 41 : 구동모터

Claims (1)

  1. 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치에 있어서, 상기 조타 반력 재현 장치는 스티어링 휠과, 이 스티어링 휠을 지지하는 스티어링 휠 컬럼과, 이 스티어링 휠 컬럼을 감싸는 모듈 하우징과, 상기 스티어링 휠 컬럼에 위치되어, 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 가변되는 조타각을 스티어링 휠 컬럼 회전변화에 따라 검출하는 조타각 검출센서와, 이 조타각 검출센서를 기준으로 스티어링 휠 컬러 상단에 끼워져 있어, 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 회전되도록 소정의 직경을 갖는 제1 기어와, 상기 모듈 하우징 내부면에 접합 고정 지지대는 고정부재와, 이 고정부재에 제1 기어보다 작은 직경으로 끼워져 있어, 상기 제1 기어의 회전에 따라 연동되어 회전하는 제2 기어와, 상기 조타각 검출센서에서 출력되는 조타각과 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차속 변화를 입력받아 설정된 프로그램에 의해 조타 반력 재현 신호를 출력하는 제어수단과, 상기 조타각 검출센서를 기준으로 스티어링 휠 컬럼 하단에 구비되어, 제어수단에서 출력되는 조타 반력 재현 신호에 따라 조타 반력을 조절하는 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치.
KR10-2002-0070080A 2002-11-12 2002-11-12 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치 KR100471882B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0070080A KR100471882B1 (ko) 2002-11-12 2002-11-12 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0070080A KR100471882B1 (ko) 2002-11-12 2002-11-12 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040041967A KR20040041967A (ko) 2004-05-20
KR100471882B1 true KR100471882B1 (ko) 2005-03-08

Family

ID=37338809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0070080A KR100471882B1 (ko) 2002-11-12 2002-11-12 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100471882B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4604566B2 (ja) * 2004-06-17 2011-01-05 日産自動車株式会社 車両用操舵装置
US20210070361A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 Sensata Technologies, Inc. Steer by wire system with redundant angular position sensing and an end-of-travel stop

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000344117A (ja) * 1999-06-02 2000-12-12 Mitsubishi Electric Corp 電動式ステアリング装置
JP2002193121A (ja) * 2000-11-13 2002-07-10 Delphi Technologies Inc 可変移動終端用の機構を組み込んだワイヤ操舵式ハンドルのアクチュエータ
KR100349398B1 (ko) * 2000-04-10 2002-08-19 주식회사 만도 와이어 스티어링 장치용 조향 보조장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000344117A (ja) * 1999-06-02 2000-12-12 Mitsubishi Electric Corp 電動式ステアリング装置
KR100349398B1 (ko) * 2000-04-10 2002-08-19 주식회사 만도 와이어 스티어링 장치용 조향 보조장치
JP2002193121A (ja) * 2000-11-13 2002-07-10 Delphi Technologies Inc 可変移動終端用の機構を組み込んだワイヤ操舵式ハンドルのアクチュエータ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040041967A (ko) 2004-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4889736B2 (ja) スーパーポジションステアリング機構のためのステアリング装置
US6640923B1 (en) Method for steering a vehicle using a power-assisted steering system
JP2004210024A (ja) 車両用操舵装置
US6742621B2 (en) Electric power steering device and control method thereof
JP7087854B2 (ja) ステアリング制御装置
JP2004034928A (ja) 車両の運転操作装置
JP2006273185A (ja) 車両用操舵装置
JP3880380B2 (ja) 電動式パワーステアリング装置
JPH06206553A (ja) 車輌の副操舵機構付ステアリング装置
KR100471882B1 (ko) 스티어 바이 와이어 조타 반력 재현 장치
JP3868287B2 (ja) 車両の操舵装置
JP3716529B2 (ja) 操舵装置
JP3841674B2 (ja) 車両の操舵装置
JP3748547B2 (ja) 車両用操舵装置
JP2004189119A (ja) 車両用操舵装置
JP2001122145A (ja) 車両用自動操舵装置
KR20160064818A (ko) 축방향 하중 조절장치
KR20060077238A (ko) 조향 기어비 가변 시스템을 장착한 전동식 파워 스티어링시스템에서의 어시스트 맵 설정방법
JP2007276689A (ja) 車輪可動装置
JP2002264828A (ja) ステアリング装置
JP4803338B2 (ja) 車両の操舵装置
JP3975777B2 (ja) 車両の操舵装置
JP3123412B2 (ja) 車両用操舵装置
KR101629972B1 (ko) Ｅｐｓ 시스템의 주행 오류 방지장치
KR100231575B1 (ko) 전자제어 조향장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130201

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150130

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee