KR102028616B1 - 스티어 바이 와이어식 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것으로, 본 실시예들에 의하면, 반력모터의 축과 결합되며 외주면에 걸림홈이 형성되어 있는 걸림부재, 일단부는 하우징에 힌지축으로 고정되어 회전하고, 타단부는 걸림홈에 지지되는 걸림돌기가 형성되어 있는 한쌍의 회전방지부재, 구동모터의 축에 결합되어 회전하면서 회전방지부재 각각을 힌지축을 기준으로 회전시키되, 일측면에 요홈으로 형성되는 고정홈과, 고정홈에 삽입되는 고정부재 중 어느 하나가 구비되어 있는 캠부재, 캠부재의 일측면과 마주보는 일측면에 고정홈과 고정부재 중 다른 하나가 구비되어 있는 캠홀더부재를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.

Description

스티어 바이 와이어식 조향장치{Steer-By-Wire Type Steering Apparatus}
본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 운전자가 반력모터의 반력토크보다 과도한 조향토크를 조향축에 발생시키는 경우 조향축의 회전을 방지할 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 조향장치는 운전자의 스티어링 휠의 조작력을 보조하여 운전 조작의 편의를 제공하기 위해 파워스티어링이 개발되어 적용되고 있고, 파워스티어링은 유압을 이용한 유압식과, 유압과 모터의 전동력을 동시에 이용하는 전동 유압식, 모터의 전동력만을 이용한 전동식 등이 개발되어 적용되었다.
최근에는 스티어링 휠과 차륜사이의 스티어링 컬럼이나 유니버설 조인트 혹은 피니언 샤프트와 같은 기계적인 연결장치를 제거하는 대신에 모터와 같은 전동기를 이용하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 스티어 바이 와이어(Steer By Wire; SBW)식 조향장치가 개발되어 적용되고 있다.
그런데, 이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 경우 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없기 때문에 운전자의 조향휠 회전이 무한정 회전할 수 있어서 운전자의 조향감각을 떨어트리는 문제가 있었다.
즉, 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우(일반적인 조향장치에서 조향휠 또는 바퀴가 풀턴 상태인 경우)나 바퀴가 도로의 연석에 부딪혀 더 이상 회전할 수 없는 경우 등에는 조향축이 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자에게 이러한 정보를 줄 수 있는 필요성이 대두되고 있다.
이에 본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 운전자가 반력모터의 반력토크보다 과도한 조향토크를 조향축에 발생시키는 경우 조향축의 회전을 방지할 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 실시예들의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 실시예들에 의하면, 반력모터의 축과 결합되며 외주면에 걸림홈이 형성되어 있는 걸림부재, 일단부는 하우징에 힌지축으로 고정되어 회전하고, 타단부는 걸림홈에 지지되는 걸림돌기가 형성되어 있는 한쌍의 회전방지부재, 구동모터의 축에 결합되어 회전하면서 회전방지부재 각각을 힌지축을 기준으로 회전시키되, 일측면에 요홈으로 형성되는 고정홈과, 고정홈에 삽입되는 고정부재 중 어느 하나가 구비되어 있는 캠부재, 캠부재의 일측면과 마주보는 일측면에 고정홈과 고정부재 중 다른 하나가 구비되어 있는 캠홀더부재를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.
이와 같은 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 운전자가 반력모터의 반력토크보다 과도한 조향토크를 조향축에 발생시키는 경우 조향축의 회전을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도,
도 3은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 정면도,
도 4는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도,
도 5는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도,
도 6 내지 도 10은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 정면도이다.
이하, 본 실시예들의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예들의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도, 도 2는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도, 도 3은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 정면도, 도 4는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 분해사시도, 도 5는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도, 도 6 내지 도 10은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 정면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 반력모터(120)의 축(120a)과 결합되며 외주면에 걸림홈(140a)이 형성되어 있는 걸림부재(140), 일단부는 하우징(127)에 힌지축(149)으로 고정되어 회전하고, 타단부는 걸림홈(140a)에 지지되는 걸림돌기(141c)가 형성되어, 걸림부재(140)의 일측과 타측에서 걸림홈(140a)에 각각 지지되는 한쌍의 회전방지부재(141a, 141b), 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 사이에 배치되고 구동모터(125)의 축(125a)에 결합되어 회전하면서 회전방지부재(141a, 141b) 각각을 힌지축(149)을 기준으로 회전시키되, 일측면에 요홈으로 형성되는 고정홈(155a, 155b, 155c)과, 고정홈(155a, 155b, 155c)에 삽입되는 고정부재(151) 중 어느 하나가 구비되어 있는 캠부재(143), 캠부재(143)의 일측면과 마주보는 일측면에 고정홈(155a, 155b, 155c)과 고정부재(151) 중 다른 하나가 구비되어 있는 캠홀더부재(153)를 포함한다.
이러한 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향휠(101)과 연결된 조향축(103)의 일측에 앵글센서(105)와 토크센서(107) 등이 결합되고, 운전자의 조향휠(101) 조작시 이를 감지하는 앵글센서(105)와 토크센서(107)가 전기 신호를 전자제어장치(110)에 보내 반력모터(120)와 피니언축 모터(130)가 작동되도록 되어 있다.
전자제어장치(110)는 앵글센서(105)와 토크센서(107) 등으로부터 전송된 전기 신호와 기타 자동차에 장착된 여러 센서들로부터 전송된 전기 신호들을 기초로 반력모터(120)와 구동모터(125), 피니언축 모터(130) 등을 제어하게 된다.
피니언축 모터(130)는 피니언축(113)과 연결된 랙바(111)를 슬라이딩시켜 타이로드(115)와 너틀암(117)을 통해 양측 바퀴(119)의 조향을 수행하게 되고, 반력모터(120)는 운전자의 조향휠(101) 조작시 반대방향의 조향 반력감을 생성시키거나, 자동차의 자율주행시 조향축(103)의 조향을 수행하게 되어 있다.
다만, 본 실시예들에서의 도면에는 설명의 편의를 위해 조향축(103)에 앵글센서(105)와 토크센서(107)가 구비된 것으로 도시하였으나, 조향 정보를 전자제어장치(110)로 송부하기 위한 모터 포지션센서와 각종 레이더, 카메라 화상센서 등이 구비될 수 있음은 물론이며, 이하 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서는 조향축(103)과 피니언축(113)이 기계적으로 연결되어 있지 않기 때문에 운전자의 조향휠(101) 회전이 무한정 회전할 수 있어서, 임의의 각도에서 조향축(103)의 회전을 멈추게 하는 기계적 제한이 필요하게 된다.
즉, 바퀴(119)의 회전이 최대점에 이른 경우(일반적인 조향장치에서 조향휠(101) 또는 바퀴(119)가 풀턴 상태인 경우)나, 바퀴(119)가 도로의 연석에 부딪혀 더 이상 회전할 수 없는 경우 등에는 반력모터(120)에서 반력토크를 최대로 출력한 상태이므로 조향축(103)이 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자에게 이러한 정보를 줄 수 있게 조향축(103)의 회전을 방지하게 되어 있다.
이러한 조향축(103) 회전을 방지하기 위해 조향축(103)과 기계적으로 연결된 구동모터(125)가 구비되어, 반력모터(120)의 최대반력토크 이상의 조향토크가 발생되는 경우에는 회전방지부재(141a, 141b)가 작동되어 조향축(103)의 회전이 멈추도록 되어 있다.
먼저, 자동차의 차체에 고정되는 조향컬럼(123)에는 조향휠(101)과 결합되는 조향축(103)이 구비되고, 조향컬럼(123)의 일측에는 조향축(103)에 조향반력감을 제공하는 반력모터(120)와, 조향축(103)에서 반력모터(120)의 최대반력토크 이상의 조향토크가 발생되는 경우 조향축(103)의 회전을 멈추도록 작동되는 구동모터(125)가 하우징(127)을 매개로 양측에 구비되어 있다.
조향축(103)에는 제1풀리(131)가 결합되고 반력모터(120)의 축(120a)에는 제2풀리(135)가 결합되며 이들 제1풀리(131)와 제2풀리(135)는 벨트(133)로 연결된다.
따라서, 운전자가 조향휠(101)을 조작하면 토크센서(107)와 앵글센서(105)에서 검출된 신호값에 기초하여 전자제어장치(110)가 반력모터(120)를 작동시켜 조향축(103)의 회전방향과 반대방향으로 작동되는 반력토크를 발생시킨다.
또한, 반력모터(120)의 축(120a)에는 외주면에 걸림홈(140a)이 연속적으로 형성되어 있는 걸림부재(140)가 결합되어 반력모터(120)의 축(120a)과 함께 회전하게 되어 있으며 걸림부재(140)의 회전을 제한하는 한쌍의 회전방지부재(141a, 141b)가 구비된다.
여기서, 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 일단부는 제1풀리(131)와 제2풀리(135)가 내장되는 하우징(127)에 힌지축(149)으로 고정되어 회전하게 되어 있고, 회전방지부재(141a, 141b)의 타단부는 걸림부재(140)의 걸림홈(140a)에 지지되는 걸림돌기(141c)가 형성되어 있다.
또한, 회전방지부재(141a, 141b)의 타단부는 걸림부재(140)의 외주면 일측과 타측의 걸림홈(140a)에 각각 지지되도록 배치된다.
여기서, 걸림돌기(141c)의 단부에는 도 10에 도시된 바와 같이, 걸림홈(140a)에 안착되는 구름부재(146)가 회전가능하게 결합될 수 있으며, 이러한 구름부재(146)로 인해 걸림부재(140)와 회전방지부재(141a, 141b)가 서로 회전하면서 결합될 때 서로 부딪치면서 파손이나 변형이 발생되는 것을 방지하면서 노이즈를 줄일 수 있게 되어 있다.
이러한 구름부재(146)에는 볼이나 롤러 등이 이용될 수 있으며, 걸림돌기(141c)의 단부에 볼이나 롤러를 힌지 결합 등의 방법으로 회전가능하게 결합될 수 있다.
그리고, 회전방지부재(141a, 141b) 각각을 각각의 힌지축(149)을 기준으로 회전시키는 캠부재(143)가 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 일단부 사이에 배치되는데, 이러한 캠부재(143)는 구동모터(125)의 축(125a)에 결합되어 회전하게 되어 있다.
또한, 하우징(127)의 내주면에는 회전방지부재(141a, 141b)를 걸림부재(140)로 탄성 지지하는 탄성부재(145)가 결합되어 있어서 캠부재(143)가 회전방지부재(141a, 141b)를 양측으로 벌리지 않는 한 힌지축(149)을 기준으로 내측으로 지지되는 운동이 되도록 되어 있다.
하우징(127)의 내주면에는 탄성부재(145)가 삽입되어 지지되는 지지홈(147)이 형성되며 이 지지홈(147)은 하우징(127)의 내주면에서 돌출된 돌출단부(148)에 형성될 수 있다.
캠부재(143)는 소정의 두께를 갖는 사다리꼴로 형성되며, 캠부재(143)의 회전에 따른 위치에 따라서 회전방지부재(141a, 141b) 각각이 힌지축(149)을 기준으로 회전하면서 양측으로 벌어지거나 좁혀지게 되고, 이 때 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)과 결합 또는 분리된 위치로 이동되는 운동을 하게 된다.
이러한, 캠부재(143)는 한쌍의 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 사이에 배치되고, 장착홀(125b)이 구동모터(125)의 축(125a)에 결합되어 회전방지부재(141a, 141b)를 힌지축(149)을 기준으로 회전시켜 걸림부재(140)와 결합 또는 분리시키도록 되어 있다.
또한, 캠부재(143)의 일측면에는 요홈으로 형성되는 고정홈(155a, 155b, 155c)과 고정홈(155a, 155b, 155c)에 삽입되는 고정부재(151) 중 어느 하나가 형성되고, 캠부재(143)와 소정의 간격으로 평행하게 배치되는 캠홀더부재(153)의 일측면에 고정홈(155a, 155b, 155c)과 고정부재(151) 중 다른 하나가 구비되어 있다.
여기서, 설명의 편의를 위해 본 실시예들의 도면에서는 캠부재(143)의 일측면에 고정부재(151)가 구비되고, 캠부재(143)의 일측면과 마주보는 캠홀더부재(153)의 일측면에 고정부재(151)가 삽입되는 고정홈(155a, 155b, 155c)이 형성된 것을 일례로 도시하여 설명하기로 한다.
또한, 고정부재(151)가 캠부재(143)의 회전시 고정홈(155a, 155b, 155c)에 삽입 및 이탈되도록 탄성 지지하는 지지부재(152)가 더 구비될 수 있으며, 이러한 지지부재(152)는 고정부재(151)가 구비되는 캠부재(143)에 결합홀(151a)을 형성하여 고정부재(151)를 고정홈(155a, 155b, 155c) 방향으로 탄성 지지하게 된다.
물론, 고정부재(151)가 캠홀더부재(153)에 구비되는 경우에는 캠홀더부재(153)에 결합홀을 형성하여 고정부재(151)를 탄성 지지할 수 있음은 물론이다.
이러한 캠홀더부재(153)는 중심부에 구동모터의 축이 통과되는 고정홀(157)이 하우징(127)의 고정부에 결합되어 하우징(127)에 고정되거나 하우징(127)의 내측면에 하우징(127)과 일체로 형성될 수 있다.
여기서, 고정홈(155a, 155b, 155c)은 캠부재(143)의 작동 각도에 맞추어 원주방향의 양측 끝단과 이들 사이에 배치되는 3개가 구비된다.
그리고, 고정홈(155a, 155b, 155c)의 사이에는 캠부재(143)의 회전 중심인 구동모터(125)의 축(125a)을 기준으로 원주방향의 요홈으로 형성되는 가이드홈(156)이 형성되어 캠부재(143)의 회전시 이탈되지 않고 회전방향을 따라서 가이드될 수 있도록 되어 있다.
먼저 캠부재(143)의 기본적인 작동에 대해 살펴보면, 도 6에 도시된 바와 같이 캠부재(143)는 사다리꼴에서 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면(143a)의 양측 끝단이 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 일단부쪽에 위치되면, 회전방지부재(141a, 141b) 각각이 힌지축(149)을 기준으로 양측으로 벌어지면서 탄성부재(145)가 압축되고, 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에서 분리된 위치로 이동된다.
그리고, 이와 반대로 도 7에 도시된 바와 같이 캠부재(143)의 마주보는 서로 평행한 두 면중 짧은 면(143b)이 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 일단부쪽에 위치되면, 회전방지부재(141a, 141b) 각각이 힌지축(149)을 기준으로 좁혀지면서 탄성부재(145)가 복원되고, 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에 삽입된 위치로 이동된다.
즉, 캠부재(143)의 긴 면(143a)의 양측이 모두 회전방지부재(141a, 141b)에 지지되면 탄성부재(145)가 압축되면서 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에서 이탈된 위치로 이동되고, 캠부재(143)의 긴 면(143a)의 양측이 모두 회전방지부재(141a, 141b)에 지지되지 않으면 탄성부재(145)가 복원되면서 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에 삽입되는 운동이 이루어지게 된다.
그리고, 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에 지지되면 조향축(103)의 회전이 방지되고 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에서 이탈하면 조향축(103)의 회전이 가능하게 되어 있다.
또한, 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 일단부 내측면에는 캠부재(143)의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면(143a)의 양측 끝단이 삽입되는 회전지지홈(142, 144)이 형성되어 있어서, 캠부재(143)의 회전이 특정 위치에 멈추도록 되어 있다.
이러한 회전지지홈(142, 144)은, 회전방지부재(141a, 141b)의 일단부쪽에 형성되는 제1회전지지홈(142)과, 회전방지부재(141a, 141b)의 타단부쪽으로 상기 제1회전지지홈(142)에 인접되어 형성되는 제2회전지지홈(144)을 포함한다.
따라서, 캠부재(143)의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면(143a)의 양측 끝단이 제1회전지지홈(142)에 삽입되면 회전방지부재(141a, 141b) 각각이 힌지축(149)을 기준으로 양측으로 벌어지면서 탄성부재(145)가 압축되고, 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에서 분리된 위치로 이동된다.
즉, 캠부재(143)의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면(143a)의 양측 끝단이 제1회전지지홈(142)에 삽입되어 지지되면, 캠홀더부재(153)의 원주방향으로 양측 끝단 중 일측 끝단에 배치된 고정홈(155a)에 고정부재(151)가 삽입되고, 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에서 이탈된 위치로 이동된다.
그리고, 캠부재(143)의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면(143a)의 일측 끝단이 한쌍의 회전방지부재(141a, 141b) 중 어느 하나의 제2회전지지홈(144)에 삽입되어 지지되면, 캠홀더부재(153)의 원주방향으로 양측 끝단 사이에 배치된 고정홈(155b)에 고정부재(151)가 삽입되고, 캠부재(143)의 일측 끝단이 지지된 회전방지부재(141a 또는 141b)의 걸림돌기(141c)가 걸림부재(140)의 걸림홈(140a)에서 이탈된 위치로 이동된다.
또한, 캠부재(143)의 마주보는 서로 평행한 두 면중 짧은 면(143b)이 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 일단부쪽에 위치되면, 캠홀더부재(153)의 원주방향으로 양측 끝단 중 타측 끝단에 배치된 고정홈(155c)에 고정부재(151)가 삽입되고, 한쌍의 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 걸림돌기(141c)가 걸림부재(140)의 걸림홈(140a)에 삽입된 위치로 이동되어, 조향축(103)의 회전이 멈추도록 되어 있다.
이러한 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향축(103)에서 발생되는 조향토크값을 측정하는 토크센서(107), 토크센서(107)에서 측정된 조향토크값을 기초로 조향축(103)의 반력토크값을 산출하여 반력모터(120)로 송출하며, 조향토크값과 설정된 최대반력토크값을 비교하여 구동모터(125)의 작동여부를 결정하는 전자제어장치(110)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 전자제어장치(110)는 조향토크값이 설정된 최대반력토크값보다 작은 경우, 구동모터(125)를 작동시켜 캠부재(143)의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면(143a)의 양측 끝단이 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 제1회전지지홈(142)에 삽입되어 지지되도록 캠부재(143)를 회전시켜, 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에서 이탈된 위치로 이동시키게 된다.
그리고, 전자제어장치(110)는 조향토크값이 설정된 최대반력토크값보다 큰 경우, 구동모터(125)를 작동시켜 캠부재(143)의 마주보는 서로 평행한 두 면중 짧은 면(143b)이 회전방지부재(141a, 141b) 각각의 일단부쪽에 위치되도록 캠부재(143)를 회전시켜, 걸림돌기(141c)가 걸림홈(140a)에 결합된 위치로 이동시키게 된다.
즉, 어느 일방향, 예들 들어 좌회전 방향의 조향토크값이 최대반력토크값보다 작은 경우에는 조향축(103)의 회전이 가능하도록 유지하고, 좌회전 방향의 조향토크값이 최대반력토크값보다 큰 경우에는, 좌회전 방향의 조향축(103) 회전만 방지하고 반대방향인 우회전 방향의 조향축(103) 회전이 가능하게 된다.
이를 도 8과 도 9를 기준으로 설명하면, 먼저 도 8은 우회전 방향의 조향토크값이 최대반력토크값보다 큰 경우를 도시한 것으로, 걸림부재(140)가 도면상 시계 방향인 우회전이 불가능하고 시계 반대방향인 좌회전은 가능한 상태를 나타내며, 여기서 걸림부재(140)가 우회전이 불가능하다는 것은 반력모터(120)의 축(120a)과 제1풀리(131), 제2풀리(135)로 연결된 조향축(103)도 우회전이 불가능한 것을 의미한다.
이와 반대로 도 9는 좌회전 방향의 조향토크값이 최대반력토크값보다 큰 경우를 도시한 것으로, 걸림부재(140)가 도면상 시계 반대방향인 좌회전이 불가능하고 시계방향인 우회전은 가능한 상태를 나타내며, 여기서 걸림부재(140)가 좌회전이 불가능하다는 것은 반력모터(120)의 축(120a)과 제1풀리(131), 제2풀리(135)로 연결된 조향축(103)도 좌회전이 불가능한 것을 의미한다.
즉, 전자제어장치(110)가 구동모터(125)를 작동시켜 캠부재(143)를 어느 방향으로 회전시키는지에 따라서 조향축(103)의 일측방향의 회전만 불가능하게 할 수 있게 되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 운전자가 반력모터의 반력토크보다 과도한 조향토크를 조향축에 발생시키는 경우 조향축의 회전을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.
이상에서, 본 실시예들의 실시예들을 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 실시예들이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시예들의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들에 개시된 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101: 조향휠 103: 조향축
105: 앵글센서 107: 토크센서
120: 반력모터 125: 구동모터
127: 하우징 140: 걸림부재
141a,141b: 회전방지부재
143: 캠부재

Claims (17)

  1. 반력모터의 축과 결합되며 외주면에 걸림홈이 형성되어 있는 걸림부재;
    일단부는 하우징에 힌지축으로 고정되어 회전하고, 타단부는 상기 걸림홈에 지지되는 걸림돌기가 형성되어 있는 한쌍의 회전방지부재;
    구동모터의 축에 결합되어 회전하면서 상기 회전방지부재 각각을 상기 힌지축을 기준으로 회전시키도록, 서로 마주보는 평행한 두 면중 일측은 길고 타측은 짧은 사다리꼴로 형성되고, 일측과 타측이 연결되는 양측면은 상기 걸림돌기 각각이 상기 걸림홈에 삽입된 위치에서 상기 회전방지부재의 내측면에 밀착 지지되도록 경사면으로 형성되며, 일측면에 요홈으로 형성되는 고정홈과 상기 고정홈에 삽입되는 고정부재 중 어느 하나가 구비되어 있는 캠부재;
    상기 캠부재의 일측면과 마주보는 일측면에 상기 고정홈과 고정부재 중 다른 하나가 구비되어 있는 캠홀더부재;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 걸림돌기의 단부에는 상기 걸림홈에 안착되는 구름부재가 회전가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구름부재는 볼 또는 롤러인 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내주면에는 상기 회전방지부재를 상기 걸림부재로 탄성 지지하는 탄성부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하우징의 내주면에는 상기 탄성부재가 삽입되어 지지되는 지지홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재를 상기 고정홈으로 탄성 지지하는 지지부재를 더 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 캠홀더부재는 상기 하우징과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정홈은 3개가 구비되며, 원주방향의 양측 끝단과 이들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고정홈의 사이에는 원주방향의 요홈으로 형성되는 가이드홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 캠부재는 사다리꼴로 형성되며, 상기 회전방지부재 각각의 일단부 내측면에는 상기 캠부재의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면의 양측 끝단이 삽입되는 회전지지홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전지지홈은, 상기 회전방지부재의 일단부쪽에 형성되는 제1회전지지홈과, 상기 회전방지부재의 타단부쪽으로 상기 제1회전지지홈에 인접되어 형성되는 제2회전지지홈을 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 캠부재의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면의 양측 끝단이 상기 제1회전지지홈에 삽입되어 지지되면, 상기 캠홀더부재의 원주방향으로 양측 끝단 중 일측 끝단에 배치된 고정홈에 상기 고정부재가 삽입되고, 상기 걸림돌기가 상기 걸림홈에서 이탈된 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 캠부재의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면의 일측 끝단이 상기 한쌍의 회전방지부재 중 어느 하나의 제2회전지지홈에 삽입되어 지지되면, 상기 캠홀더부재의 원주방향으로 양측 끝단 사이에 배치된 고정홈에 상기 고정부재가 삽입되고, 상기 캠부재의 일측 끝단이 지지된 회전방지부재의 걸림돌기가 상기 걸림홈에서 이탈된 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 캠부재의 마주보는 서로 평행한 두 면중 짧은 면이 상기 회전방지부재 각각의 일단부쪽에 위치되면, 상기 캠홀더부재의 원주방향으로 양측 끝단 중 타측 끝단에 배치된 고정홈에 상기 고정부재가 삽입되고, 상기 한쌍의 회전방지부재 각각의 걸림돌기가 상기 걸림홈에 삽입된 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    조향축에서 발생되는 조향토크값을 측정하는 토크센서;
    상기 토크센서에서 측정된 조향토크값을 기초로 조향축의 반력토크값을 산출하여 상기 반력모터로 송출하며, 상기 조향토크값과 설정된 최대반력토크값을 비교하여 상기 구동모터의 작동여부를 결정하는 전자제어장치;
    를 더 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전자제어장치는 상기 조향토크값이 상기 최대반력토크값보다 작은 경우, 상기 구동모터를 작동시켜 상기 캠부재의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면의 양측 끝단이 상기 회전방지부재 각각의 제1회전지지홈에 삽입되어 지지되도록 상기 캠부재를 회전시키는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 전자제어장치는 상기 조향토크값이 상기 최대반력토크값보다 큰 경우, 상기 구동모터를 작동시켜 상기 캠부재의 마주보는 서로 평행한 두 면중 긴 면의 양측 끝단이 상기 회전방지부재 각각의 제1회전지지홈에서 이탈되어 상기 캠부재의 마주보는 서로 평행한 두 면중 짧은 면이 상기 회전방지부재 각각의 일단부쪽에 위치되도록 상기 캠부재를 회전시키는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
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