KR102515962B1 - Controller for Clearance Compensating of Reduction, Clearance Compensator System of Reduction Device and Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 감속기의 유격 보상을 위한 제어기와 감속기의 유격 보상 시스템 및 그 방법에 관한 것으로 감속기의 유격 보상 시스템은 제1샤프트와 연결되어 회전력을 전달받는 웜축, 웜축에 맞물려 제2 사프트에 회전력을 전달하는 웜휠, 토크센서에서 출력된 토크신호에 근거하여 래틀모드를 인식하고, 래틀모드가 인식되면 웜축 및 웜휠 간의 유격에 의해 발생하는 래틀을 저감시키기 위한 래틀저감 제어신호를 출력하는 제어기, 래틀저감 제어신호에 따라 웜축 및 웜휠 간의 유격을 보상하기 위한 유격보상력을 웜축에서 웜휠방향으로 발생시키는 유격보상기를 포함한다.The present invention relates to a controller for compensating for the clearance of a reducer, a system for compensating for the clearance of a reducer, and a method therefor. Controller that recognizes the rattle mode based on the torque signal output from the worm wheel and torque sensor, and outputs the rattle reduction control signal to reduce the rattle caused by the gap between the worm shaft and the worm wheel when the rattle mode is recognized, the rattle reduction control It includes a clearance compensator for generating a clearance compensating force from the worm shaft to the worm wheel to compensate for the clearance between the worm shaft and the worm wheel according to a signal.
Description
본 발명은 감속기의 유격 보상을 위한 제어기와 감속기의 유격 보상 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부로부터 충격 및 진동으로 인한 역입력이 발생되면 토크센서에서 출력되는 토크신호의 진동수 및 진폭에 근거하여 래틀모드를 인식하고, 래틀모드가 인식되면 웜축에서 웜휠방향으로 유격보상력을 발생시킴에 따라 유격이 보상되며, 웜축의 진동으로 인한 래틀노이즈가 저감되어 운전자의 불쾌감을 해소하고, 웜축 및 웜휠 간의 유격을 보상함에 따라 웜축 및 웜휠 간의 회전력 전달이 원활하게 이루어지며, 차량의 주행 상태에 따라 웜축과 웜휠의 회전토크를 일정하게 유지시킬 수 있어서 운전자의 조향감을 개선하고, 유격에 의한 진동과 충격으로 인해 웜축과 웜휠의 치가 마모되는 것을 방지하는 감속기의 유격 보상을 위한 제어기와 감속기의 유격 보상 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a controller for compensating a gearbox and a gearbox compensation system and a method thereof, and more particularly, to a frequency and amplitude of a torque signal output from a torque sensor when a reverse input due to shock and vibration is generated from the outside. Based on the rattle mode is recognized, and when the rattle mode is recognized, the clearance is compensated by generating a clearance compensating force from the worm shaft to the worm wheel direction, and the rattle noise caused by the vibration of the worm shaft is reduced to relieve the driver's discomfort, and the worm shaft And by compensating for the gap between the worm wheels, the rotational force between the worm shaft and the worm wheel is smoothly transmitted, and the rotational torque between the worm shaft and the worm wheel can be kept constant according to the driving condition of the vehicle, thereby improving the steering feel of the driver and reducing vibration caused by the gap. It relates to a controller and a gearbox compensation system for compensating the gearbox for preventing wear of teeth of a worm shaft and a worm wheel due to excessive impact, and a method therefor.
도 1은 종래 자동차의 감속기를 나타내는 단면도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 종래 자동차의 감속기(100)는 웜(152)이 형성된 웜축(154)이 구비되고, 웜축(154)의 양단에는 웜축 베어링(157)이 각각 설치되어 웜축(154)을 지지하며, 웜축 베어링(157)이 웜축(154)의 축방향으로 유격되는 것을 방지하기 위해 플러그 볼트(110)가 댐핑 커플러(140)와 웜축 베어링(157) 사이에 체결되고, 플러그 볼트(110)는 플러그 너트(120)에 의해 고정된다.1 is a cross-sectional view showing a reducer of a conventional vehicle. As shown in FIG. 1, the
웜축(154)은 댐핑 커플러(140)를 매개로 모터(146)와 연결되며 모터(146)의 구동에 의해 웜축(154)이 회전하는 구조로 되어 있다.The
그리고 웜축(154) 상에 형성된 웜(152)과 치물림될 수 있도록 웜(152)의 외경에는 웜휠(156)이 구비되며, 웜휠(156)은 운전자가 조작하는 조향휠(미도시)의 회전력을 전달하는 조향축(106)에 장착되어 모터(146)의 구동에 의한 웜축(154)의 회전력이 조향축(106)에 전달되는 구조이다.In addition, a
기어 하우징(160)에는 웜(152), 웜휠(156) 등이 내주하고 기어 하우징(160)의 일측으로 웜축(154)에 구동력을 제공하는 모터(146)가 구비되며, 기어 하우징(160)과 모터(146)는 모터 커버(130)에 의해 볼트(150)로 결합된다.In the
이와 같은 구조로 이루어진 자동차의 감속기는 차량 운행조건에 따라 차량에 구비된 전자 제어 장치에 의해 모터의 구동을 제어하고, 모터의 구동에 의한 웜축의 회전력이 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력에 부가하여 조향축에 전달됨으로써, 운전자의 조향 운전 상태를 부드럽고 안정적으로 유지할 수 있도록 한 것이다.The automobile reducer having such a structure controls the driving of the motor by the electronic control device provided in the vehicle according to the driving conditions of the vehicle, and the rotational force of the worm shaft by the driving of the motor is added to the rotational force of the steering wheel operated by the driver. By being transmitted to the steering shaft, it is possible to maintain the driver's steering driving state smoothly and stably.
그러나, 외부로부터 진동이 발생되어 전달되며 그 진동으로 인해 조향축이 회전하게 되면 웜휠에서 웜축으로 회전력이 전달되는 역입력이 발생하게 되어 웜축은 웜휠 반대방향으로 이동하게 되고 웜축 및 웜휠 간에 유격이 발생되어 웜축의 진동으로 인한 래틀노이즈가 발생되어 운전자에게 불쾌감을 주는 문제점이 있었다.However, vibration is generated and transmitted from the outside, and when the steering shaft rotates due to the vibration, a reverse input is generated in which rotational force is transmitted from the worm wheel to the worm shaft, so the worm shaft moves in the opposite direction to the worm wheel, and a gap occurs between the worm shaft and the worm wheel. As a result, rattle noise is generated due to the vibration of the worm shaft, causing discomfort to the driver.
또한, 웜축 및 웜휠 간의 유격으로 인해 웜축 및 웜휠의 회전력 전달이 원활하게 이루어지지 않으며, 차량의 주행 상태에 따라 웜축과 웜휠의 회전토크가 바뀌어 운전자에게 불편을 주고, 유격에 의한 진동과 충격으로 인해 웜축과 웜휠의 치가 마모되거나 손상될 우려가 있는 문제점이 있었다.In addition, due to the clearance between the worm shaft and the worm wheel, the rotational force of the worm shaft and the worm wheel is not smoothly transmitted, and the rotational torque of the worm shaft and the worm wheel changes according to the driving condition of the vehicle, causing inconvenience to the driver, and vibration and shock caused by the clearance There was a problem that the teeth of the worm shaft and the worm wheel could be worn or damaged.
본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 외부로부터 충격 및 진동으로 인한 역입력이 발생되면 토크센서에서 출력되는 토크신호의 진동수 및 진폭에 근거하여 래틀모드를 인식하고, 래틀모드가 인식되면 웜축에서 웜휠방향으로 유격보상력을 발생시킴에 따라 유격이 보상되며, 웜축의 진동으로 인한 래틀노이즈가 저감되어 운전자의 불쾌감을 해소하는 감속기의 유격 보상을 위한 제어기와 감속기의 유격 보상 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised from the foregoing background, and when reverse input due to shock and vibration is generated from the outside, the rattle mode is recognized based on the frequency and amplitude of the torque signal output from the torque sensor, and when the rattle mode is recognized, the worm shaft The clearance is compensated by generating a clearance compensating force in the direction of the worm wheel, and the rattle noise caused by the vibration of the worm shaft is reduced to relieve the driver's discomfort. Provide a controller and reducer clearance compensation system and method for compensation of the clearance of the reducer Its purpose is to
또한, 웜축 및 웜휠 간의 유격을 보상함에 따라 웜축 및 웜휠 간의 회전력 전달이 원활하게 이루어지며, 차량의 주행 상태에 따라 웜축과 웜휠의 회전토크를 일정하게 유지시킬 수 있어서 운전자의 조향감을 개선하고, 유격에 의한 진동과 충격으로 인해 웜축과 웜휠의 치가 마모되는 것을 방지하는 감속기의 유격 보상을 위한 제어기와 감속기의 유격 보상 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, as the clearance between the worm shaft and the worm wheel is compensated, the rotational force between the worm shaft and the worm wheel is smoothly transmitted, and the rotational torque between the worm shaft and the worm wheel can be kept constant according to the driving condition of the vehicle, thereby improving the driver's steering feel and The object of the present invention is to provide a controller and a gearbox compensation system and method for compensating the gearbox for preventing wear of the teeth of the worm shaft and the worm wheel due to vibration and shock caused by the gearbox.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited thereto, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명에 따르면, 제1샤프트(601)와 연결되어 회전력을 전달받는 웜축, 웜축에 맞물려 제2 사프트에 회전력을 전달하는 웜휠, 토크센서에서 출력된 토크신호에 근거하여 래틀모드를 인식하고, 래틀모드가 인식되면 웜축 및 웜휠 간의 유격에 의해 발생하는 래틀을 저감시키기 위한 래틀저감 제어신호를 출력하는 제어기, 래틀저감 제어신호에 따라 웜축 및 웜휠 간의 유격을 보상하기 위한 유격보상력을 웜축에서 웜휠방향으로 발생시키는 유격보상기를 포함하는 감속기의 유격 보상 시스템이 제공될 수 있다. According to the present invention, the rattle mode is recognized based on the torque signal output from the worm shaft connected to the
또한, 토크센서에서 입력된 토크신호를 변환함수를 통해 연산하여 진동수 및 진폭을 산출하는 단계, 산출된 진동수가 미리 설정된 임계 진동수보다 크고, 산출된 진폭이 미리 설정된 임계 진폭보다 큰 경우 래틀모드로 인식하는 단계, 래틀모드가 인식되면, 감속기에 포함된 웜축 및 웜휠 간의 유격에 의해 발생하는 래틀을 저감시키기 위하여, 웜축에서 웜휠 방향으로 유격 보상력을 발생시키기 위한 래틀저감 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 감속기의 유격 보상 방법이 제공될 수 있다.In addition, calculating the frequency and amplitude by calculating the torque signal input from the torque sensor through a conversion function, recognizing the rattle mode when the calculated frequency is greater than the preset threshold frequency and the calculated amplitude is greater than the preset threshold amplitude When the rattle mode is recognized, in order to reduce the rattle caused by the gap between the worm shaft and the worm wheel included in the reducer, outputting a rattle reduction control signal for generating a compensation force in the direction of the worm shaft to the worm wheel. A method for compensating for the gap of the reducer may be provided.
또한, 입력된 토크신호에서 진동수와 진폭을 산출하며, 미리 설정된 진동수와 진폭보다 크면 래틀모드로 인식하는 인식부, 래틀모드가 인식되면 웜축 및 웜휠 간의 유격에 의해 발생하는 래틀을 저감시키기 위한 래틀저감 제어신호를 출력하는 출력부를 포함하는 감속기의 유격 보상을 위한 제어기가 제공될 수 있다.In addition, a recognition unit that calculates the frequency and amplitude from the input torque signal, and recognizes it as a rattle mode if it is greater than the preset frequency and amplitude. When the rattle mode is recognized, a rattle reduction to reduce the rattle caused by the gap between the worm shaft and the worm wheel A controller for compensating for the clearance of the reducer including an output unit for outputting a control signal may be provided.
이와 같은 본 발명에 의하면, 외부로부터 충격 및 진동으로 인한 역입력이 발생되면 토크센서에서 출력되는 토크신호의 진동수 및 진폭에 근거하여 래틀모드를 인식하고, 래틀모드가 인식되면 웜축에서 웜휠방향으로 유격보상력을 발생시킴에 따라 유격이 보상되며, 웜축의 진동으로 인한 래틀노이즈가 저감되어 운전자의 불쾌감을 해소하는 효과가 있다.According to the present invention, when reverse input due to shock and vibration is generated from the outside, the rattle mode is recognized based on the frequency and amplitude of the torque signal output from the torque sensor, and when the rattle mode is recognized, the clearance from the worm shaft to the worm wheel direction As the compensating force is generated, the gap is compensated, and the rattle noise caused by the vibration of the worm shaft is reduced, which has the effect of resolving the driver's discomfort.
또한, 웜축 및 웜휠 간의 유격을 보상함에 따라 웜축 및 웜휠 간의 회전력 전달이 원활하게 이루어지며, 차량의 주행 상태에 따라 웜축과 웜휠의 회전토크를 일정하게 유지시킬 수 있어서 운전자의 조향감을 개선하고, 유격에 의한 진동과 충격으로 인해 웜축과 웜휠의 치가 마모되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, as the clearance between the worm shaft and the worm wheel is compensated, the rotational force between the worm shaft and the worm wheel is smoothly transmitted, and the rotational torque between the worm shaft and the worm wheel can be kept constant according to the driving condition of the vehicle, thereby improving the driver's steering feel and There is an effect of preventing the teeth of the worm shaft and the worm wheel from being worn due to vibration and shock caused by
도 1은 종래 자동차의 감속기를 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 구성을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 유격보상기를 구체적으로 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템에 있어서 비교적 거친 노면의 주행시 토크신호와 변환함수를 통해 산출된 진동수 및 진폭 신호를 나타내는 일 예시 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템에 있어서 비교적 고른 노면의 주행시 토크신호와 변환함수를 통해 산출된 진동수 및 진폭 신호를 나타내는 일 예시 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감속기의 유격 보상 방법의 흐름도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 단면도;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 분해사시도;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 단면도; 및
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템에서 웜축의 웜휠방향 또는 윔휠 반대방향 이동을 보여주는 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a speed reducer of a conventional automobile;
2 is a diagram showing the configuration of a compensation system for a gearbox according to an embodiment of the present invention;
3 is a view specifically showing a clearance compensator of a clearance compensation system of a reducer according to an embodiment of the present invention;
4 is an exemplary view showing a torque signal and a frequency and amplitude signal calculated through a conversion function when driving on a relatively rough road surface in a gear gap compensation system according to an embodiment of the present invention;
5 is an exemplary view showing a torque signal and a frequency and amplitude signal calculated through a conversion function when driving on a relatively even road surface in a gear gap compensation system according to an embodiment of the present invention;
6 is a flowchart of a method for compensating for a gap in a speed reducer according to an embodiment of the present invention;
7 is a cross-sectional view of a clearance compensation system of a reducer according to an embodiment of the present invention;
8 is an exploded perspective view of a gearbox compensation system according to an embodiment of the present invention;
9 is a cross-sectional view of a clearance compensation system of a reducer according to an embodiment of the present invention; and
10 is a view showing the movement of the worm shaft in the direction of the worm wheel or the opposite direction of the worm wheel in the clearance compensation system of the reducer according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is or may be directly connected to the other element, but there is another element between the elements. It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 구성을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 유격보상기를 구체적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템에 있어서 비교적 거친 노면의 주행시 토크신호와 변환함수를 통해 산출된 진동수 및 진폭 신호를 나타내는 일 예시 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템에 있어서 비교적 고른 노면의 주행시 토크신호와 변환함수를 통해 산출된 진동수 및 진폭 신호를 나타내는 일 예시 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감속기의 유격 보상 방법의 흐름도이다. 2 is a diagram showing the configuration of a clearance compensation system for a reducer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing a specific clearance compensator of a clearance compensation system for a reducer according to an embodiment of the present invention. 4 is an exemplary diagram showing the frequency and amplitude signals calculated through a torque signal and a conversion function when driving on a relatively rough road surface in the gear gap compensation system according to an embodiment of the present invention, and FIG. In the gearbox compensation system according to the example, it is an exemplary view showing a torque signal and a frequency and amplitude signal calculated through a conversion function when driving on a relatively even road surface. FIG. It is a flow chart of the method.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 감속기의 유격 보상 시스템은, 제1샤프트(601)와 연결되어 회전력을 전달받는 웜축(210), 웜축(210)에 맞물려 제2 사프트에 회전력을 전달하는 웜휠(202), 토크센서(209)에서 출력된 토크신호에 근거하여 래틀모드를 인식하고, 래틀모드가 인식되면 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격에 의해 발생하는 래틀을 저감시키기 위한 래틀저감 제어신호를 출력하는 제어기(221), 래틀저감 제어신호에 따라 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격을 보상하기 위한 유격보상력을 웜축(210)에서 웜휠(202) 방향으로 발생시키는 유격보상기(224)를 포함한다.As shown in these figures, the gap compensation system of the reducer according to an embodiment of the present invention is connected to the
웜축(210)과 웜휠(202)이 맞물려 이루어지는 감속기는 제1샤프트(601)와 제2샤프트(207) 사이에 구비되어 제1샤프트(601)의 동력을 감속하여 제2샤프트(207)에 전달하며, 본 발명에서는 일예로 제1샤프트(601)가 모터축(601)이되고 제2샤프트(207)가 조향축(207)이 되는 예로 설명한다.The reducer formed by engaging the
아울러, 제1샤프트(601)와 제2샤프트(207)는 각각 조향축(207)과 랙바가 될 수 있으며, 제1샤프트(601)에서 제2샤프트(207)로 동력이 전달되는 구조라면 어떠한 구조에도 제1샤프트(601)와 제2샤프트(207) 사이에 감속기가 적용될 수 있다.In addition, the
이처럼 제1샤프트(601)의 동력으로 웜축(210)이 회전하게 되며, 웜축(210)이 회전하면서 이와 맞물린 웜휠(202)이 회전하여 제2샤프트(207)로 회전력이 전달된다.As such, the
그런데 외부로부터 진동이 발생되며 그 진동으로 인해 조향축(207)이 회전하게 되면 제2샤프트(207)가 회전하게 되며 웜휠(202)에서 웜축(210)으로 회전력이 전달되는 역입력이 발생하게 되어 웜축(210)과 웜휠(202) 사이에는 유격과 래틀소음이 발생된다.However, vibration is generated from the outside, and when the
따라서 이러한 역입력으로 인한 유격을 보상하기 위해, 조향축(207)에 구비되는 토크센서(209)에서 출력된 토크신호에 근거하여 래틀노이즈가 발생되는 래틀모드를 인식하고, 래틀모드가 인식되면 유격을 보상하기 위한 래틀저감 제어신호를 출력하는 제어기(221)와, 래틀저감 제어신호에 따라 웜축(210)에서 웜휠(202) 방향으로 유격보상력을 가하여 웜축(210)과 웜휠(202) 사이의 유격을 보상하는 유격보상기(224)가 구비된다.Therefore, in order to compensate for the clearance due to this reverse input, the rattle mode in which rattle noise is generated is recognized based on the torque signal output from the
먼저, 제어기(221)는 입력되는 토크센서(209)의 토크신호를 이용해 유격보상기(224)를 제어하여 웜축(210)과 웜휠(202) 사이의 유격을 방지하며, 특히 토크신호에 근거하여 래틀모드와 넌래틀모드를 구분하여 인지하되 래틀모드로 인지되면 유격을 보상하는 래틀저감 제어신호를 출력하여 유격보상기(224)를 제어한다.First, the
이러한 제어기(221)는 토크센서(209)에서 출력된 토크신호가 입력되어 토크신호를 연산하며, 이때 토크신호는 조향축(207)의 토크 값을 매 순간 실시간으로 센싱하여 나타나는 토크 값들이며, 토크신호를 연산하여 산출되는 진동수 및 진폭에 근거하여 래틀모드를 인식한다.The
이러한 제어기(221)는 크게 인식부(223)와 출력부(225)를 포함할 수 있으며, 인식부(223)는 토크신호의 진동수 및 진폭에 근거하여 래틀모드를 인식하며, 출력부(225)는 인식부(223)에서 래틀모드를 인식하면 래틀저감 제어신호를 출력한다.The
여기서 토크신호의 진동수 및 진폭은 토크신호에서 미리 설정된 시간 동안의 토크 값을 변환함수를 통해 연산하여 산출된다.Here, the frequency and amplitude of the torque signal are calculated by calculating a torque value for a preset time in the torque signal through a conversion function.
미리 설정된 시간은 임의로 설정할 수 있으며, 본 발명에서는 1초동안의 토크 값을 변환함수를 통해 연산하여 산출함에 따라 1초동안의 토크 값에 대한 진동수 및 진폭을 신호로 산출한다.The preset time can be arbitrarily set, and in the present invention, the frequency and amplitude of the torque value for 1 second are calculated as signals by calculating the torque value for 1 second through a conversion function.
이때 인식부(223)는 실시간으로 토크신호의 진동수 및 진폭을 산출하는 것으로, 매 순간의 1초전까지 입력된 1초동안의 토크 값을 변환함수를 통해 연산한다.At this time, the
이렇게 실시간으로 연산된 진동수 및 진폭은 래틀모드를 인식하는 요소가 되며, 진동수가 클수록 조향축(207)에 전달되는 진동이 큰 경우이며 진폭이 클수록 토크신호의 최대값과 최소값의 차이가 심한 경우로, 진동수가 크면서 진폭이 크면 래틀모드로 인식한다.The frequency and amplitude calculated in real time become factors for recognizing the rattle mode. The higher the frequency, the greater the vibration transmitted to the
즉, 인식부(223)는 진동수가 미리 설정된 임계 진동수보다 크고 진폭이 미리 설정된 임계 진폭보다 큰 경우, 래틀모드로 인식한다.That is, the recognizing
또한, 인식부(223)가 래틀모드로 인식하면 출력부(225)는 유격보상력의 발생을 지시하는 래틀저감 제어신호를 출력하여 웜축(210)과 웜휠(202) 사이의 유격을 보상한다.In addition, if the
도 4와 도 5를 참고하여 좀더 자세하게 설명하면, 도 4는 노면이 불규칙적이면서 심한경우 울퉁불퉁한 경우의 도로를 주행하는 경우를 나타내며, 도 5는 일반적인 도로를 주행하는 경우를 나타낸다.Referring to FIGS. 4 and 5, FIG. 4 shows a case of driving on a road where the road surface is irregular and, in severe cases, bumpy, and FIG. 5 shows a case of driving on a general road.
먼저 도 4의 (a)와 도 5의 (a)는 토크센서(209)에서 센싱되는 토크신호로, 시간에 따른 토크 값을 나타내는 그래프이며, 도 4의 (a)는 도 5의 (a)에 비해 토크신호의 변동이 급격하게 나타나며 변동이 더 빠르게 나타난다.First, FIG. 4(a) and FIG. 5(a) are torque signals sensed by the
도 4의 (b)와 도 5의 (b)는 1초동안의 토크신호를 나타내며, 도 4의 (a)와 도 5의 (a)의 일부가 확대된 그래프이다.4(b) and 5(b) show torque signals for 1 second, and are enlarged graphs of portions of FIGS. 4(a) and 5(a).
도 4의 (c)와 도 5의 (c)는 1초동안의 토크 값을 변환함수를 통해 연산하여 진동수 및 진폭을 신호로 산출한 것이며, 도 4의 (c)에 나타나는 신호는 도 5의 (c)에 나타나는 신호에 비해 진폭이 크며 진동수가 큰쪽에 위치한다.4(c) and 5(c) show that the torque value for 1 second is calculated through a conversion function to calculate the frequency and amplitude as signals, and the signal shown in FIG. 4(c) is Compared to the signal shown in (c), the amplitude is larger and the frequency is located on the higher side.
이러한 토크신호의 진동수 및 진폭으로 도 4는 조향축(207)과 연결되는 웜휠(202)의 급격한 토크변화와 빠른 주기로 인해 웜휠(202)과 맞물리는 웜축(210)이 웜휠(202) 반대방향으로 밀려나 유격이 발생되는 것을 알수 있다.With the frequency and amplitude of these torque signals, FIG. 4 shows that the
또한, 인식부(223)에서 이러한 토크신호의 진동수 및 진폭이 미리 설정된 임계 진동수 및 진폭보다 크면 래틀모드로 인식하게 되며, 본 발명에서는 토크신호의 진동수가 10Hz보다 크며 토크신호의 진폭이 10Nm보다 크면 래틀모드로 인식한다.In addition, if the frequency and amplitude of the torque signal are greater than the preset threshold frequency and amplitude in the
만약, 토크신호의 진동수가 10Hz보다 작으며 진폭이10Nm보다 큰 경우에는, 운전자가 임의로 조향축(207)에 토크를 가하거나 일반적인 조향상태일 수 있으며 토크 값의 변화가 빠르게 일어나지 않기 때문에 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격이 일어나지 않으며 진동으로 인한 래틀노이즈와 충격은 웜축(210)을 지지하는 오링(603), 제1고정부재(681), 탄성부재(670)로 완충된다.If the frequency of the torque signal is less than 10 Hz and the amplitude is greater than 10 Nm, the driver may arbitrarily apply torque to the
또한, 토크신호의 진동수가 10Hz보다 크며 진폭이10Nm보다 작은 경우 토크 값의 변화가 빠르게 일어나지만 이러한 토크 값이 작기 때문에 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격에 영향을 주지 않으며 조향축(207)과 웜휠(202) 사이의 탄성부재(미도시)로 완충된다.In addition, when the frequency of the torque signal is greater than 10 Hz and the amplitude is less than 10 Nm, the change in torque value occurs quickly, but since this torque value is small, it does not affect the clearance between the
이에 따라 토크신호의 진동수가 10Hz보다 크며 토크신호의 진폭이 10Nm보다 크면 토크 값의 변화가 크면서 빠르게 변동되기 때문에 조향축(207)과 연결된 웜휠(202)이 웜축(210)과 부딪치면서 웜축(210)이 웜휠(202) 반대방향으로 이동되는 반동이 발생된다.Accordingly, when the frequency of the torque signal is greater than 10 Hz and the amplitude of the torque signal is greater than 10 Nm, the change in torque value is large and fluctuates rapidly, so that the
이러한 역입력은 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격을 발생시키며 웜축(210)이 웜휠(202) 반대방향으로 이동되는 반동을 방지하도록 유격보상기(224)에 래틀저감 제어신호를 입력한다.This reverse input generates a clearance between the
인식부(223)에서 래틀모드로 인식된 경우, 출력부(225)는 유격보상력의 발생을 지시하는 래틀저감 제어신호를 출력하며 래틀저감 제어신호에 따라 유격보상기(224)에서 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격을 보상하기 위한 유격보상력이 발생된다.When the
또는 래틀모드로 인식된 경우, 출력부(225)는 토크신호의 진동수 및 진폭에 따른 유격 정도에 대응되는 유격보상력의 크기를 지시하는 래틀저감 제어신호를 출력하며 래틀저감 제어신호에 따라 유격보상기(224)에서 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격에 맞는 유격보상력이 발생되어 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격이 보상된다.Alternatively, when it is recognized as the rattle mode, the
다시말해서, 토크신호의 진동수가 크며 진폭이 클수록 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격 정도가 크기 때문에 출력부(225)는 큰 크기의 유격보상력을 지시하는 래틀저감 제어신호를 출력한다. In other words, since the degree of clearance between the
또한, 변환함수는 일예로 FFT(Fast Fourier Transform, 고속 푸리에 변환)일 수 있으며, 토크신호는 변환함수와 연산되어 진동수와 진폭에 대한 신호로 변환되고 제어기(221)에서 래틀모드와 넌래틀모드를 용이하게 구분할 수 있게 된다.In addition, the conversion function may be, for example, FFT (Fast Fourier Transform), and the torque signal is calculated with the conversion function and converted into a signal for frequency and amplitude, and the
또한, 유격보상기(224)는 래틀저감 제어신호에 해당하는 전류가 입력되어 자기장을 형성하는 코일부(228)와, 코일부(228)의 자기장에 대응되는 유격보상력으로 웜축(210)을 누르는 작동부(226)를 포함한다. In addition, the
이러한 제어기(221)를 이용한 감속기의 유격 보상 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 제어기(221)에 토크센서(209)로부터 토크신호가 입력(S510)되는 단계가 진행된다.As shown in FIG. 6, the method for compensating for the gap of the reducer using the
그리고 제어기(221)는 토크센서(209)에서 입력된 토크신호를 변환함수를 통해 연산하여 진동수 및 진폭을 산출(S520)하는 단계가 진행된다.Then, the
여기서 변환함수는 토크신호를 진동수와 진폭에 대한 신호로 변환하여 래틀모드와 넌래틀모드로 구분하여 용이하게 인지할 수 있게 하는 함수이다.Here, the conversion function is a function that converts the torque signal into a signal for frequency and amplitude so that it can be easily recognized by dividing it into a rattle mode and a non-rattle mode.
계속해서, 변환함수를 통해 산출된 진동수가 미리 설정된 임계 진동수보다 크고, 산출된 진폭이 미리 설정된 임계 진폭보다 큰 경우 래틀모드로 인식하는 단계(S530)가 진행된다. Continuing, when the frequency calculated through the conversion function is greater than the preset threshold frequency and the calculated amplitude is greater than the preset threshold amplitude, recognizing as the rattle mode (S530) proceeds.
그리고, 래틀모드가 인식되면, 감속기에 포함된 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격에 의해 발생하는 래틀을 저감시키기 위하여, 웜축(210)에서 웜휠(202) 방향으로 유격 보상력을 발생시키기 위한 래틀저감 제어신호를 출력(S540)하는 단계가 진행되어 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격을 보상한다.And, when the rattle mode is recognized, in order to reduce the rattle caused by the gap between the
또한, 래틀저감 제어신호를 출력(S540)하는 단계에서 래틀저감 제어신호는 웜축(210)에서 웜휠(202) 방향으로 유격 보상력의 발생을 지시하는 신호일 수도 있으며, 진동수 및 진폭에 따른 유격 정도에 대응되는 상기 유격보상력의 크기를 지시하는 신호일 수도 있다.In addition, in the step of outputting the rattle reduction control signal (S540), the rattle reduction control signal may be a signal instructing the generation of a clearance compensating force from the
이때, 토크신호의 진동수가 크며 진폭이 클수록 조향축(207)에 발생하는 토크변동의 주기와 토크변동의 크기가 커 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격이 커지기 때문에 크기가 큰 유격보상력 발생을 지시하는 래틀저감 제어신호를 출력한다.At this time, the larger the frequency of the torque signal and the larger the amplitude, the larger the period of the torque fluctuation occurring in the
반대로, 토크신호의 진동수 및 진폭이 미리 설정된 임계 진동수 및 진폭보다는 크지만 상대적으로 작은 경우에는 작은 유격보상력 발생을 지시하는 래틀저감 제어신호를 출력한다.Conversely, when the frequency and amplitude of the torque signal are greater than the preset threshold frequency and amplitude but relatively small, a rattle reduction control signal instructing the generation of a small play compensation force is output.
이러한 래틀저감 제어신호는 경우에 따라 단계별 유격보상력 발생을 지시할 수 있으며, 이러한 단계가 많을수록 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 유격보상이 보다 정밀하게 이루어질 수 있다. Such a rattle reduction control signal may instruct the generation of clearance compensation force in stages according to circumstances, and the more stages there are, the more precisely the clearance compensation between the
이처럼 제어기(221)와 유격보상기(224)에 따른 감속기의 유격 보상 시스템에 대해 좀더 구체적으로 설명하면 일예로 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 유격보상기(224)는 웜축(210)의 단부에 유격보상력을 웜휠(202) 방향으로 가해주며 웜축(210)이 웜휠(202) 방향 또는 웜휠(202) 반대방향으로 이동 가능하도록, 웜축(210)의 단부에 가이드부재(650), 지지부재(630), 제1고정부재(681), 제2고정부재(682)가 구비된다.As described above, the clearance compensation system of the reducer according to the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 단면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 분해사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템의 단면도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 감속기의 유격 보상 시스템에서 웜축(210)의 웜휠(202) 방향 또는 윔휠 반대방향 이동을 보여주는 도면이다.Figure 7 is a cross-sectional view of a gearbox compensation system according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is an exploded perspective view of a gearbox compensation system according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is an embodiment of the
웜휠(202)은 웜축(210)과 맞물려 회전력을 잔달받는데, 웜축(210)은 제1샤프트(601)와 연결되어 회전력을 전달받으며, 웜휠(202)은 회전력을 제2샤프트(207)에 전달한다.The
이러한 제1샤프트(601)와 제2샤프트(207)는 각각 일예로 모터축(601)과 조향축(207)이 될 수 있으며, 모터(205)가 구동되면 모터축(601), 웜축(210), 웜휠(202)이 회전하면서 조향축(207)에 조향 보조력인 회전력이 전달된다.The
또한, 제2샤프트(207)인 조향축(207)에는 토크센서(209)가 구비되어 조향축(207)의 토크를 센싱하여 토크신호로 출력한다.In addition, a
이때, 모터(205)는 운전자의 조향시 조향력을 보조해주도록, 운전자가 조향휠을 회전시키면 조향축(207)의 토크를 센싱하는 토크센서(209)로부터 전자제어장치로 신호가 입력되고 전자제어장치에서 모터(205)로 신호가 입력되어 모터(205)를 구동시킨다.At this time, when the driver rotates the steering wheel, the
웜축(210)은 전술한 바와 같이 웜휠(202)과 맞물리는데, 웜축(210)의 양단에는 웜축베어링(608)이 결합되며, 이러한 웜축베어링(608)은 기어하우징(640)의 내측면에 결합된다.The
웜축(210)의 양단에 결합되는 웜축베어링(606,608) 중 웜축(210)의 모터축(601) 결합부위쪽 단부에 결합되는 웜축베어링(606)은 웜축(210)이 웜축베어링(606)으로부터 웜휠(202) 방향 또는 웜휠(202) 반대방향으로 이동되는 것을 지지할 수 있는 베어링으로 구비된다.Among the
또한, 웜축(210)의 양단에 결합되는 웜축베어링(606,608) 중 웜축(210)의 모터축(601) 결합부위 반대쪽 단부에 결합되는 웜축베어링(608)은 외륜이 후술할 가이드부재(650)에 결합되어 지지되며 내륜이 후술할 제1고정부재(681)에 결합되어 지지된다.In addition, among the
제1고정부재(681)는 웜축(210)의 모터축(601) 결합부위 반대쪽 단부에 결합되되 제1고정부재(681)와 웜축(210) 사이에는 오링(603)이 결합되며, 제1고정부재(681)는 일예로 강성이 있는 플라스틱 등의 탄성재질로 형성되어 웜축(210)과 웜축베어링(608)의 내륜 사이를 지지하고 스틸재질로 형성되는 웜축(210)과 웜축베어링(608)의 내륜 사이의 접촉을 방지한다.The
이러한 제1고정부재(681)의 외주면에는 단차지며 직경이 커지게 형성되는 제1지지부(783)가 구비되어 웜축베어링(608) 내륜이 제1지지부(783)에 결합되며 웜축베어링(608) 내륜의 일측면이 지지되어 조립고정된다.The outer circumferential surface of the first fixing
또한, 제1고정부재(681)와 웜축(210) 사이에 오링(603)이 결합되어 제1고정부재(681)와 웜축(210) 사이를 지지해주며 경우에 따라 제1고정부재(681)로부터 웜축(210)이 웜휠(202) 방향 또는 웜휠(202) 반대방향으로 이동 가능하게 결합되며 오링(603)은 웜휠(202)로부터 전달되거나 모터(205)의 구동시 발생되는 진동으로 인한 충격을 완충한다.In addition, an O-
이러한 오링(603)은 제1고정부재(681)와 웜축(210) 사이에 결합되어 간극을 형성하며, 그로 인해 제1고정부재(681)로부터 웜축(210)이 제1고정부재(681)와 웜축(210) 사이의 간극만큼 웜휠(202) 방향 또는 웜휠(202) 반대방향으로 이동할 수 있게 된다.The O-
또한, 오링(603)이 웜축(210)의 모터축(601) 결합부위 반대쪽 단부에 결합되어 위치고정되도록, 웜축(210)에는 오링삽입홈(913)이 형성되며 오링삽입홈(913)에 오링(603)이 결합되어 위치고정된다.In addition, an O-
또한, 모터(207)의 구동시 웜축(210)은 오링(603)과 제1고정부재(681), 웜축베어링(608)의 내륜이 함께 회전하게 된다.In addition, when the
또한, 기어하우징(640)의 내측면과 웜축베어링(608)의 외륜 사이에는 제2고정부재(682)가 결합되어 스틸재질로 형성되는 기어하우징(640)의 내측면과 웜축베어링(608)의 외륜 사이의 접촉을 방지 한다. In addition, a
또한, 제2고정부재(682)의 내주면에는 단차지며 직경이 작게 형성되는 제2지지부(784)가 구비되어 웜축베어링(608)의 외륜이 제2지지부(784) 에 결합되며 웜축베어링(608) 외륜의 일측면이 지지되어 조립고정된다. In addition, a
가이드부재(650)는 기어하우징(640) 내측에 결합되는데, 내측에 후술할 지지부재(630)가 결합되는 가이드홈(751)과, 가이드홈(751)에서 단차지며 내경이 커지게 형성되어 웜축베어링(608) 외륜이 제2고정부재(682)를 매개로 결합되는 베어링삽입홈(753)이 형성된다.The
이처럼 웜축베어링(608)은 외륜이 제2고정부재(682)를 매개로 베어링삽입홈(753)에 결합되며 내륜이 제1지지부(783)에 결합되어 조립고정된다.As such, the worm shaft bearing 608 is assembled and fixed by having an outer ring coupled to the bearing
또한, 웜축(210)에는 모터축(601) 결합부위 반대쪽 단부에서 연장되어 형성되는 연장부(611)가 구비되며 연장부(611)가 지지부재(630)에 결합되는데, 연장부(611)는 지지부재(630)로부터 회전가능하게 결합된다.In addition, the
또한, 지지부재(630)의 웜휠(202) 반대방향에는 탄성부재(670)의 일측이 지지되는 안착부(731)가 형성되며 탄성부재(670)가 안착부(731)와 후술할 유격방지기 사이에 압축 결합되어 지지부재(630)와 웜축(210)을 웜휠(202) 방향으로 지지한다.In addition, a
이러한 탄성부재(670)의 지지력에 따라 지지부재(630)가 웜휠(202) 방향 또는 웜휠(202) 반대방향으로 이동될 수 있도록, 지지부재(630)의 외측에 평면형상의 제1지지면(630a)이 평행하게 구비되며, 가이드홈(751)에는 각 제1지지면(630a)이 지지되는 제2지지면(751a)이 구비되어 제1지지면(630a)과 제2지지면(751a)이 맞닿게 조립되고, 지지부재(630)의 제1지지면(630a)이 가이드홈(751)의 제2지지면(751a)을 따라 이동된다.A flat
또한, 지지부재(630)의 안착부(731)에는 탄성부재(670)방향으로 돌출되는 가이드돌기(733)가 형성되며 가이드돌기(733)가 탄성부재(670) 내측에 결합되어 탄성부재(670)의 일측을 가이드한다.In addition, a
이러한 탄성부재(670)는 타측이 유격보상기(224)의 커버부(622)에 지지되며, 좀더 자세하게는 탄성부재(670)의 일측이 코일부(228)와 작동부(226)를 감싸는 커버부(622)에 지지되며, 탄성부재(670)의 일측이 위치고정되도록 커버부(622)의 하측면에는 함몰되어 관통홀(755)과 연통되는 안착홈이 형성될 수 있다.The other side of the
여기서 커버부(622)의 하측면은 커버부(622)의 지지부재(630)와 마주보는 면이다.Here, the lower surface of the
또한, 기어하우징(640)의 상기 연장부(611)가 구비되는 위치에 결합홀(641)이 형성되며 결합홀(641)에 유격보상기(224)가 결합되어 탄성부재(670)의 타측이 지지된다.In addition, a
유격보상기(224)는 전류가 입력되면 자기장을 형성하는 코일부(228), 코일부(228)에 자기장이 형성되면 웜휠(202) 방향으로 이동하여 웜축(210)을 누르는 작동부(226), 코일부(228)를 감싸는 커버부(622)로 이루어진다.The
코일부(228)는 래틀저감 제어신호에 해당하는 전류가 입력되면 자기장을 형성하며 작동부(226)는 코일부(228)의 자기장에 대응되는 유격보상력으로 웜축(210)에 하중을 가하여 웜축(210)과 웜휠(202) 사이의 거리를 좁히며 웜축(210)과 웜휠(202) 사이의 유격을 보상한다.The
이러한 유격보상기(224)의 유격보상력은 래틀저감 제어신호에 해당하는 전류의 세기가 클수록 또는 코일부(228)의 단위 길이당 감은 수가 많을수록 유격보상력이 커지게 된다.The clearance compensating force of the
이러한 감속기의 유격 보상 시스템을 도 10을 참고하여 설명하면, 도 10의 (a)는 평상시 탄성부재(670)가 웜축(210)을 지지하는 상태이며, 도 10의 (b)는 래틀모드로 인식된 경우 작동부(226)가 웜축(210)을 누르는 상태이다.10 (a) is a state in which the
도 10의 (a)에서는 웜축(210) 및 웜휠(202) 간의 적당한 유격을 유지하도록 탄성부재(670)가 웜축(210)을 웜휠(202) 방향으로 지지해준다.In (a) of FIG. 10 , an
반면, 도 10의 (b)에서는 래틀모드로 인식되어 유격보상기(224)의 작동부(226)가 웜휠(202) 방향으로 이동하여 가이드돌기(733)와 맞닿은 상태이며, 작동부(226)가 가하는 유격보상력으로 인해 지지부재(630)와 웜축(210)도 웜휠(202) 방향으로 이동되면서 웜휠(202)쪽의 오링(603)이 압축된 상태이다.On the other hand, in (b) of FIG. 10, it is recognized as the rattle mode, and the
이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명의 실시예들에 의하면, 외부로부터 충격 및 진동으로 인한 역입력이 발생되면 토크센서에서 출력되는 토크신호의 진동수 및 진폭에 근거하여 래틀모드를 인식하고, 래틀모드가 인식되면 웜축에서 웜휠방향으로 유격보상력을 발생시킴에 따라 유격이 보상되며, 웜축의 진동으로 인한 래틀노이즈가 저감되어 운전자의 불쾌감을 해소하는 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention having such a shape and structure, when a reverse input due to shock and vibration is generated from the outside, the rattle mode is recognized based on the frequency and amplitude of the torque signal output from the torque sensor, and the rattle mode is When recognized, the play is compensated by generating a play compensating force from the worm shaft to the worm wheel direction, and the rattle noise caused by the vibration of the worm shaft is reduced, which has the effect of resolving the driver's discomfort.
또한, 웜축 및 웜휠 간의 유격을 보상함에 따라 웜축 및 웜휠 간의 회전력 전달이 원활하게 이루어지며, 차량의 주행 상태에 따라 웜축과 웜휠의 회전토크를 일정하게 유지시킬 수 있어서 운전자의 조향감을 개선하고, 유격에 의한 진동과 충격으로 인해 웜축과 웜휠의 치가 마모되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, as the clearance between the worm shaft and the worm wheel is compensated, the rotational force between the worm shaft and the worm wheel is smoothly transmitted, and the rotational torque between the worm shaft and the worm wheel can be kept constant according to the driving condition of the vehicle, thereby improving the driver's steering feel and There is an effect of preventing the teeth of the worm shaft and the worm wheel from being worn due to vibration and shock caused by
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.In the above, even though all the components constituting the embodiment of the present invention have been described as being combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the object of the present invention, all of the components may be selectively combined with one or more to operate.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
202: 웜휠 205: 모터
207: 제2샤프트 209: 토크센서
210: 웜축 221: 제어기
223: 인식부 224: 유격보상기
225: 출력부 226: 작동부
228: 코일부 601: 제1샤프트
603: 오링 606: 웜축베어링
611: 연장부 630: 지지부재
630a: 제1지지면 640: 기어하우징
641: 결합홀 650: 가이드부재
670: 탄성부재 681: 제1고정부재
682: 제2고정부재 731: 안착부
733: 가이드돌기 751: 가이드홈
751a: 제2지지면 753: 베어링삽입홈
755: 관통홀 783: 제1지지부
784: 제2지지부202: worm wheel 205: motor
207: second shaft 209: torque sensor
210: worm shaft 221: controller
223: recognition unit 224: gap compensator
225: output unit 226: operating unit
228: coil unit 601: first shaft
603: O-ring 606: worm shaft bearing
611: extension 630: support member
630a: first support surface 640: gear housing
641: coupling hole 650: guide member
670: elastic member 681: first fixing member
682: second fixing member 731: seating part
733: guide protrusion 751: guide groove
751a: second support surface 753: bearing insertion groove
755: through hole 783: first support
784: second support
Claims (17)
상기 웜축에 맞물려 제2샤프트에 회전력을 전달하는 웜휠;
토크센서에서 출력된 토크신호에 근거하여 래틀모드를 인식하고, 상기 래틀모드가 인식되면 상기 웜축 및 웜휠 간의 유격에 의해 발생하는 래틀을 저감시키기 위한 래틀저감 제어신호를 출력하는 제어기; 및
상기 래틀저감 제어신호에 따라 상기 웜축 및 웜휠 간의 유격을 보상하기 위한 유격보상력을 상기 웜축에서 상기 웜휠 방향으로 발생시키는 유격보상기;
를 포함하며,
상기 제1샤프트는 모터축이고 상기 제2샤프트는 조향축이고,
상기 웜축과 웜휠을 감싸며 상기 웜축의 상기 모터축 결합부위 반대쪽 단부와 대응되는 위치에 상기 유격보상기가 결합되는 결합홀이 형성되는 기어하우징;
상기 웜축의 상기 모터축 결합부위 반대쪽 단부에 결합되어 상기 기어하우징 내측에서 상기 웜축의 회전을 지지하는 웜축베어링;
상기 웜축베어링의 내륜과 웜축 사이에 결합되되, 상기 웜축에 오링을 매개로 결합되는 제1고정부재;
를 더 포함하는 감속기의 유격 보상 시스템.A worm shaft connected to the first shaft to receive rotational force;
A worm wheel engaged with the worm shaft to transmit rotational force to the second shaft;
a controller for recognizing a rattle mode based on a torque signal output from a torque sensor and outputting a rattle reduction control signal for reducing rattle generated by a gap between the worm shaft and the worm wheel when the rattle mode is recognized; and
a clearance compensator generating a clearance compensation force for compensating for the clearance between the worm shaft and the worm wheel in a direction from the worm shaft to the worm wheel according to the rattle reduction control signal;
Including,
The first shaft is a motor shaft and the second shaft is a steering shaft,
a gear housing surrounding the worm shaft and the worm wheel and having a coupling hole to which the clearance compensator is coupled is formed at a position corresponding to an end of the worm shaft opposite to the coupling portion of the motor shaft;
a worm shaft bearing coupled to an end of the worm shaft opposite to the coupling part of the motor shaft and supporting rotation of the worm shaft inside the gear housing;
a first fixing member coupled between the inner ring of the worm shaft bearing and the worm shaft, coupled to the worm shaft via an O-ring;
The gearbox compensation system further comprising a.
상기 토크센서는 상기 제2샤프트의 토크를 센싱하여 토크신호를 출력하는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 1,
The torque sensor senses the torque of the second shaft and outputs a torque signal.
상기 제어기는,
상기 토크신호의 진동수 및 진폭에 근거하여 상기 래틀모드를 인식하는 인식부; 및
상기 래틀모드가 인식되면 상기 래틀저감 제어신호를 출력하는 출력부를 포함하는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 3,
The controller,
a recognizing unit recognizing the rattle mode based on the frequency and amplitude of the torque signal; and
A gearbox compensation system comprising an output unit for outputting the rattle reduction control signal when the rattle mode is recognized.
상기 인식부는, 상기 토크신호에서 미리 설정된 시간 동안의 토크 값을 변환함수를 통해 연산하여 상기 진동수 및 진폭을 산출하는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 4,
The recognition unit calculates the frequency and amplitude by calculating a torque value for a preset time from the torque signal through a conversion function.
상기 인식부는, 상기 진동수가 미리 설정된 임계 진동수보다 크고 상기 진폭이 미리 설정된 임계 진폭보다 큰 경우, 상기 래틀모드로 인식하는 것을 특징으로 하는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 4,
The recognizing unit recognizes the rattle mode when the frequency is greater than a preset threshold frequency and the amplitude is greater than a preset threshold amplitude.
상기 출력부는, 상기 래틀모드로 인식된 경우, 상기 유격보상력의 발생을 지시하는 상기 래틀저감 제어신호를 출력하는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 4,
The output unit outputs the rattle reduction control signal instructing generation of the clearance compensation force when the rattle mode is recognized.
상기 출력부는, 상기 래틀모드로 인식된 경우, 상기 진동수 및 진폭에 따라 유격 정도가 결정되며, 상기 유격 정도에 대응되는 상기 유격보상력의 크기를 지시하는 상기 래틀저감 제어신호를 출력하는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 4,
When the output unit is recognized as the rattle mode, the amount of clearance is determined according to the frequency and amplitude, and the clearance of the reducer outputs the rattle reduction control signal indicating the size of the clearance compensation force corresponding to the amount of clearance. reward system.
상기 출력부는, 상기 진동수가 클수록 큰 크기의 상기 유격보상력을 지시하는 상기 래틀저감 제어신호를 출력하며, 상기 진폭이 클수록 큰 크기의 상기 유격보상력을 지시하는 상기 래틀저감 제어신호를 출력하는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 8,
The output unit outputs the rattle reduction control signal indicating the larger play compensation force as the frequency increases, and outputs the rattle reduction control signal indicating the larger play compensation force as the amplitude increases. 's gap compensation system.
상기 유격보상기는,
상기 래틀저감 제어신호에 해당하는 전류가 입력되어 자기장을 형성하는 코일부; 및
상기 코일부의 자기장에 대응되는 상기 유격보상력으로 상기 웜축을 누르는 작동부를 포함하는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 1,
The gap compensator,
a coil unit for generating a magnetic field by receiving a current corresponding to the rattle reduction control signal; and
A clearance compensation system for a reducer comprising an operating unit that presses the worm shaft with the clearance compensation force corresponding to the magnetic field of the coil unit.
상기 웜축이 상기 모터축 결합부위 반대쪽 단부에서 연장되어 형성되는 연장부가 구비되며, 상기 연장부가 결합되는 지지부재;
상기 기어하우징 내측에 결합되고, 내측에 상기 지지부재가 결합되는 가이드홈과 상기 웜축베어링의 외륜이 결합되는 베어링삽입홈이 형성된 가이드부재; 및
상기 지지부재의 상기 웜휠 반대방향에 형성된 평면형상의 안착부를 상기 웜휠 방향으로 지지하는 탄성부재;
를 더 포함하는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 1,
a support member having an extension portion formed by extending the worm shaft from an end opposite to the coupling portion of the motor shaft, and to which the extension portion is coupled;
a guide member coupled to the inside of the gear housing and having a guide groove to which the support member is coupled and a bearing insertion groove to which the outer ring of the worm shaft bearing is coupled; and
an elastic member supporting a flat seating portion formed in a direction opposite to the worm wheel of the support member in the direction of the worm wheel;
The gearbox compensation system further comprising a.
상기 웜축베어링의 외륜과 기어하우징 사이에는 제2고정부재가 구비되는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 1,
The gearbox compensation system of the reducer provided with a second fixing member between the outer ring of the worm shaft bearing and the gear housing.
상기 웜축의 상기 모터축 결합부위 반대쪽 단부에 오링삽입홈이 형성되며, 상기 오링삽입홈에 상기 오링이 결합되는 감속기의 유격 보상 시스템.According to claim 1,
An O-ring insertion groove is formed at an end opposite to the motor shaft coupling portion of the worm shaft, and the O-ring is coupled to the O-ring insertion groove.
상기 지지부재는 외측에 제1지지면이 평행하게 구비되며, 상기 가이드홈에는 상기 제1지지면이 지지되는 제2지지면이 구비되어 상기 지지부재가 상기 가이드홈을 따라 상기 웜휠 방향 또는 상기 웜휠 반대방향으로 이동 가능한 감속기의 유격 보상 시스템. According to claim 11,
The support member is provided with a first support surface parallel to the outer side, and the guide groove is provided with a second support surface on which the first support surface is supported, so that the support member moves along the guide groove in the direction of the worm wheel or the worm wheel. A compensation system for gearboxes that can move in the opposite direction.
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