KR101316837B1 - Steer-by-wire steering system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조향시스템에 적용되는 스티어바이와이용 조향장치에 관한 것으로서, 기계적인 연결 없이 센서 입력에 따라 모터를 이용하여 차량을 조향시키도록 하는 스티어바이와이용 조향장치에 있어서, 전자제어장치의 입력에 따라 스트로크를 가변할 수 있는 차체에 고정설치되는 좌, 우측 조향액추에이터와, 소정의 길이를 가지고 형성되며 상기 좌, 우측 조향액추에이터와 각각 일측이 결합되는 제 1 타이로드와, 차량의 좌, 우측에 설치되는 타이어와 연결되는 너클과 각각 일측이 결합되는 제 2 타이로드와, 수평레버와 수직레버가 연동작동하도록 구성되되, 상기 수평레버는 상기 제 1 타이로드의 타측과 연결되고, 상기 수직레버는 상기 제 2 타이로드의 타측과 연결되는 좌, 우측 레버작동부와, 상기 좌, 우측 레버작동부에 형성되는 수직레버를 연결시키는 연결로드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a steering device for steering-by-steering system applied to a steering system, wherein the steering device for steering-by-steer is configured to steer a vehicle using a motor according to a sensor input without a mechanical connection. A left and right steering actuator fixed to a vehicle body capable of varying strokes, a first tie rod formed with a predetermined length and having one side coupled to the left and right steering actuators respectively, and left and right sides of the vehicle And a second tie rod having one side coupled to a knuckle connected to a tire installed on the tire, and a horizontal lever and a vertical lever interlocked with each other, wherein the horizontal lever is connected to the other side of the first tie rod, and the vertical lever The left and right lever operating portion connected to the other side of the second tie rod, and the vertical lever formed on the left and right lever operating portion It characterized by comprising a connection to the connecting rod.
본 발명에 따르면, 차륜을 조정하는 좌, 우액추에이터 하나가 작동에 실패하여도 다른 하나의 액추에이터가 작동하여 조향이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 좌, 우륜을 연결해주는 연결로드가 있어 중립시 좌, 우측 조향액추에이터에 걸리는 힘을 최소화할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, even if one of the left and right actuators for adjusting the wheel fails to operate, the other actuator operates to enable steering, and there is a connecting rod for connecting the left and right wheels, which is left and right when neutral. It is effective to minimize the force on the steering actuator.
스티어바이와이용 조향장치, 전자제어장치, 조향액추에이터, 스트로크, 제 1 타이로드, 레버작동부, 제 2 타이로드, 연결로드, 볼 조인트 Steering-by-steering device, electronic control device, steering actuator, stroke, first tie rod, lever operating part, second tie rod, connecting rod, ball joint
Description
도 1은 종래의 스티어바이와이용 조향장치를 나타낸 사시도. 1 is a perspective view showing a steering apparatus for a conventional steer-by-y.
도 2는 본 발명에 따른 스티어바이와이용 조향장치를 나타낸 구성도. Figure 2 is a block diagram showing a steering device for steering and using according to the present invention.
도 3 및 4는 본 발명에 따른 작동상태를 나타낸 구성도. 3 and 4 is a configuration diagram showing an operating state according to the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.※ Explanation of symbols for main part of drawing.
1 : 스티어바이와이용 조향장치, 10 : 전자제어장치, 1: Steering-by-steering device, 10: Electronic controller,
20 : 조향액추에이터, 22 : 스트로크, 20: steering actuator, 22: stroke,
30 : 제 1 타이로드, 40 : 레버작동부, 30: first tie rod, 40: lever operating portion,
42 : 수평레버, 44 : 수직레버, 42: horizontal lever, 44: vertical lever,
50 : 제 2 타이로드, 60 : 연결로드, 50: second tie rod, 60: connecting rod,
70 : 볼 조인트.70: ball joint.
본 발명은 조향시스템에 적용되는 스티어바이와이용 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차륜을 조정하는 좌, 우액추에이터 하나가 작동에 실패하여도 다른 하나의 액추에이터가 작동하여 조향이 가능하도록 한 스티어바이와이용 조향장치에 관한 것이다. The present invention relates to a steering device using a steering-by applied to a steering system, and more particularly, even if one of the left and right actuators for adjusting a wheel fails to operate, the other actuator operates to allow steering. The present invention relates to a by-wheel steering device.
일반적으로 차량에 적용되는 SBW(steer-by-wire)시스템은 조향시스템을 기계적 연결 없이 센서 입력에 따라 모터를 이용하여 차량을 조향시키는 차세대 샤시 제어 기술이다. Steer-by-wire (SBW) systems, which are generally applied to vehicles, are the next generation chassis control technology that steers a vehicle by using a motor according to sensor input without steering system.
이러한 스티어바이와이용 조향장치(100)의 구성은, 도시된 도 1과 같이 운전자가 조향시 반력감을 느끼게 해주는 조타반력 재현시스템(200)과, 차속 및 조향의 입력에 따라 제어하는 ECU(300)와, 상기 ECU(300)에서 제어입력을 받아 좌, 우륜을 조타하는 조향액추에이터(400)로 구성된다. Steering-by-
상기 스티어바이와이용 조향장치(100)에 관해서 좀더 보충설명하면, 상기 조타반력 재현시스템(200)은 기계적 링크가 삭제되어 있지만 기존 파워스티어링 시스템과 유사한 조향토크를 운전자에게 구현해주고, 상기 ECU(300)는 조향각, 조향토크 및 차량의 속도를 입력으로 조타반력 재현모터와 조향액추에이터(400)를 제어하게 되는 것이다. 이때, 좌, 우독립형 조향시스템은 조향각 입력에 따라 좌, 우륜을 조타하게 되는 것이다. The steering reaction
그러나 상기와 같은 기존의 스티어바이와이용 조향장치는 운전자가 조타하는 핸들과 좌, 우륜 타이어를 조향시키는 조향액추에이터 사이에 장착되는 스티어바이와이어가 기계적인 연결이 없기 설치되기 때문에 작동 실패시 조향이 불가능한 문제점이 있었다. However, in the conventional steering-by-steering device as described above, steering is not possible when the operation fails because the steering-by wire mounted between the steering wheel of the driver and the steering actuator for steering the left and right tires is installed without a mechanical connection. There was a problem.
그리고 조타반력 재현시스템에서 모터가 작동 실패되면 반력감은 상실되지만 핸들을 돌릴 수는 있어 문제가 되지 안치만 좌, 우륜을 조타시키는 조향액추에이터가 작동 실패되면 상기 스티어바이와이어에서는 조향 기능이 상실되어 차량사고가 발생하는 문제점이 있었다. In the steering reaction force reproducing system, if the motor fails, the reaction force is lost, but the steering wheel can be turned, which is not a problem. However, if the steering actuator for steering the left and right wheels fails, steering function is lost in the steerby wire. There was a problem that occurred.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차륜을 조정하는 좌, 우액추에이터 하나가 작동에 실패하여도 다른 하나의 액추에이터가 작동하여 조향이 가능하도록 한 스티어바이와이용 조향장치를 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been made in order to solve the above problems, and even if one of the left and right actuators for adjusting the wheel fails to operate, the other actuator operates to provide a steering device for steering. The purpose is to.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 기계적인 연결 없이 센서 입력에 따라 모터를 이용하여 차량을 조향시키도록 하는 스티어바이와이용 조향장치에 있어서, 전자제어장치의 입력에 따라 스트로크를 가변할 수 있는 차체에 고정설치되는 좌, 우측 조향액추에이터와, 소정의 길이를 가지고 형성되며 상기 좌, 우측 조향액추에이터와 각각 일측이 결합되는 제 1 타이로드와, 차량의 좌, 우측에 설치되는 타이어와 연결되는 너클과 각각 일측이 결합되는 제 2 타이로드와, 수평레버와 수직레버가 연동작동하도록 구성되되, 상기 수평레버는 상기 제 1 타이로드의 타측과 연결되고, 상기 수직레버는 상기 제 2 타이로드의 타측과 연결되는 좌, 우측 레버작동부와, 상기 좌, 우측 레버작동부에 형성되는 수직레버를 연결시키는 연결로드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, in a steering device for steering by using a motor to steer a vehicle according to a sensor input without a mechanical connection, the vehicle body that can vary the stroke in accordance with the input of the electronic control device A left and right steering actuator fixedly installed at the first and second tie rods having a predetermined length, the first tie rod having one side coupled to the left and right steering actuators, and a knuckle connected to the tires installed at the left and right sides of the vehicle; A second tie rod having one side coupled thereto, and a horizontal lever and a vertical lever interlocked with each other, wherein the horizontal lever is connected to the other side of the first tie rod, and the vertical lever is connected to the other side of the second tie rod. It includes a connecting rod for connecting the left and right lever operating portion to be connected, and the vertical lever formed in the left and right lever operating portion And that is characterized.
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 스티어바이와이용 조향장치를 나타낸 구성도이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a steering apparatus for steering and using according to the present invention.
본 발명의 스티어바이와이용 조향장치(1)는 도시된 도 2와 같이 전자제어장치(10)의 입력에 따라 작동하는 좌, 우측 조향액추에이터(20)와, 상기 좌, 우측 조향액추에이터(20)와 일측이 연결되어 작동하는 제 1 타이로드(30)와, 상기 제 1 타이로드(30)와 연결되고 연동작동하는 좌, 우측 레버작동부(40)와, 상기 좌, 우측 레버작동부(40)와 각각 연결되어 연동작동하는 제 2 타이로드(50)와, 상기 좌, 우측 레버작동부(40)를 연결하는 연결로드(60)로 구성된다. Steering-by-
여기서, 상기 좌, 우측 조향액추에이터(20)와, 좌, 우측 제 1 타이로드(30)와, 좌, 우측 레버작동부(40)와, 좌, 우측 제 2 타이로드(50)는 동일한 구성이므로 좌, 우측을 제외한 명칭을 가지고 설명하기로 한다. Here, since the left and
상기 전자제어장치(10)의 입력에 따라 작동하는 조향액추에이터(20)는 전방으로 전자제어장치(10)의 입력신호에 맞추어 전, 후진 작동하는 스트로크(22)가 형성된다. The
상기 조향액추에이터(20)에 형성되는 스트로크(22)와 일측이 결합되는 제 1 타이로드(30)는 소정의 길이를 가지고 형성되되, 상기 타이로드(30)의 양 끝단으로는 원활한 결합을 위해 볼 조인트(70)가 장착된다. The
상기 제 1 타이로드(30)의 전, 후진에 따라 연동작동하는 레버작동부(40)는 수평레버(42)와 수직레버(44)로 구성되되, 여기서 상기 수평레버(42)와 수직레 버(44)는 직각으로 형성되는 예를 들어 설명하기로 한다. The
그리고 상기 수평레버(42)와 수직레버(44)는 동일한 길이를 가지고 형성되어 작동될 수 있지만, 여기서는 상기 조향액추에이터(20)의 출력을 최소로 할 수 있도록 수직레버(44)의 길이를 수평레버(42) 보다 길게 형성한다. The
또한, 상기 수평레버(42)와 수직레버(44)는 일측을 중심으로 회전할 수 있도록 결합부(46)가 형성되는데, 상기 결합부(46)는 베어링으로 구성된 힌지가 서브프레임에 고정되어 작동하도록 구성된다. In addition, the
상기 레버작동부(40)와 연결되어 작동하는 제 2 타이로드(50)는 타이어와 연결되는 너클(미도시)과 일측이 연결되고 타측이 상기 레버작동부(40)의 수직레버(44)와 연결되어 연동작동을 하게 된다. The
이때, 상기 제 2 타이로드(50)는 제 1 타이로드(30)와 마찬가지로 양 끝단에 볼 조인트(70)가 장착되어 결합을 하게 된다. In this case, like the
상기 좌, 우측 레버작동부(40)에 형성되는 수직레버(44)를 연결하는 연결로드(60)는 소정의 길이를 가지고 형성되고, 상기 연결로드(60)의 양 끝단에는 볼 조인트(70)가 형성되어 결합을 하게 된다. The connecting
상기와 같이 구성되는 스티어바이와이용 조향장치(1)의 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 3 및 4는 본 발명에 따른 작동상태를 나타낸 구성도이다. Referring to the accompanying drawings, an embodiment of the steering device for the steering and using the configuration as described above, Figures 3 and 4 is a configuration diagram showing an operating state according to the present invention.
먼저, 차체에 전자제어장치(10)의 입력에 따라 스트로크(22)를 가변할 수 있 는 조향액추에이터(20)를 좌, 우측에 고정설치한 후 소정의 길이를 가지고 양 끝단으로 볼 조인트(70)가 형성되는 제 1 타이로드(30)의 일측을 각각 상기 좌, 우측 조향액추에이터(20)의 스트로크(22)에 결합한다.First, the
그리고 상기 제 1 타이로드(30)의 타측으로 수평레버(42)와 수직레버(44)가 연동작동되되, 상기 수평레버(42)와 수직레버(44)는 일측을 중심으로 회전할 수 있도록 결합부(46)가 형성되는 레버작동부(40)를 좌, 우측에 설치한다. 이때, 상기 수직레버(44)는 수평레버(42)보다 길게 형성한다. In addition, the
다음으로 상기 레버작동부(40)의 수직레버(44)의 끝단으로 차량의 좌, 우측에 설치되는 타이어와 연결되는 너클과 각각 일측이 결합되는 제 2 타이로드(50)를 설치하되, 상기 제 2 타이로드(50)의 양 끝단에는 볼 조인트(70)를 형성한다. Next, as the end of the
그리고 상기 레버작동부(40)의 수직레버(44)와 타이로드(50)과 결합하는 양측으로 소정의 길이를 가지고 양 끝단에 볼 조인트(70)가 형성되는 연결로드(60)를 장착하면 스티어바이와이용 조향장치(1)의 조립은 완료된다. And when the connecting
상기와 같은 상태에서 차량을 우회전하게 될 경우에는 전자제어장치(10)는 우측 조향액추에이터(20)에 스트로크(22) 증대를 좌측 조향액추에이터(20)에 스트로크(22)의 감소를 입력하게 된다 When the vehicle turns right in the above state, the
이때, 좌측에 형성되는 제 1 타이로드(30)는 스트로크(22)를 따라서 후진이동하게 되고, 이와 연결되어 있는 제어작동부(40)의 수평레버(42)는 결합부(46)를 중심으로 회동하며, 이와 연결되는 수직레버(44)는 좌측으로 회동을 하여 제 2 타이로드(50)를 당기게 되므로 우회전을 하게 되는 것이다. At this time, the
반대로, 우측에 형성되는 제 1 타이로드(30)는 스트로크(22)를 따라서 전진이동하게 되고, 이와 연결되어 있는 제어작동부(40)의 수평레버(42)는 결합부(46)를 중심으로 회동하며, 이와 연결되는 수직레버(44)는 우측으로 회동을 하여 제 2 타이로드(50)를 밀게 우회전을 하게 되는 것이다. On the contrary, the
상기와 같은 상태가 끝나고 좌회전을 하게 될 경우에는 전자제어장치(10)는 좌측 조향액추에이터(20)에 스트로크(22) 증대를 우측 조향액추에이터(20)에 스트로크(22)의 감소를 입력하게 되고 상기 우회전과 반대로 작동을 하게 되는 것이다. When the left turn is completed after the above state, the
그리고 상기와 같은 상태에서 일측에 형성되는 조향액추에이터(20)가 작동에 실패하는 상황이 발생을 하더라도 반대쪽 조향액추에어터(20)의 작동을 연결로드(60)를 통해서 전달되므로 다음 작동을 할 수 있게 되는 것이다. And even if a situation in which the
본 발명에 따르면, 차륜을 조정하는 좌, 우액추에이터 하나가 작동에 실패하여도 다른 하나의 액추에이터가 작동하여 조향이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 좌, 우륜을 연결해주는 연결로드가 있어 중립시 좌, 우측 조향액추에이터에 걸리는 힘을 최소화할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, even if one of the left and right actuators for adjusting the wheel fails to operate, the other actuator operates to enable steering, and there is a connecting rod for connecting the left and right wheels, which is left and right when neutral. It is effective to minimize the force on the steering actuator.
또한, 레버작동부에 형성되는 수직레버와 수평레버의 길이를 다르게 함으로써 좌, 우측 조향액추에이터의 출력을 최소화할 수 있는 효과가 있다. In addition, by varying the length of the vertical lever and the horizontal lever formed in the lever operating portion there is an effect that can minimize the output of the left, right steering actuator.
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