KR20080004177A - 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치 - Google Patents

자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은, 운전자의 조향 입력을 위한 입력기구부 및 바퀴로의 조향 출력을 위한 출력기구부를 포함하는 자동차의 스티어 바이 와이어(Steer-By-Wire)식 조향장치에 있어서, 상기 입력기구부는, 조향휠에 연결되는 조향축; 각종 센서로부터 전기적 신호를 전달받는 전자 제어 장치; 및 상기 전자 제어 장치에 의해 제어되는 모터를 포함하되, 상기 자동차의 전원이 꺼지면 상기 조향축이 잠금 상태로 되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 자동차의 전원이 꺼지면 조향축이 잠금 상태로 되게 함으로써 조향축과 피니언축 사이의 상대 변위가 발생되지 않게 하여 전원이 켜졌을 경우에도 운전자가 이질감을 느끼지 않게 하는 효과가 있다.
스티어 바이 와이어, 솔레노이드, 전원

Description

자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치{Steer-By-Wire Type Steering Apparatus for Automotive Vehicle}
도 1은 일반적인 전동식 조향장치를 나타내는 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치를 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치를 나타내는 구성도,
도 4는 조향축 및 솔레노이드를 나타내는 부분 횡단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 조향휠102: 조향축
121: 토크 센서123: 전자 제어 장치
301: 조향각 센서303: 모터
305: 솔레노이드401: 잠금 홈
403: 잠금 돌기
본 발명은 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 자동차의 전원이 꺼지면 조향축이 잠금 상태로 되게 함으로써 조향축과 피니언축 사이의 상대 변위가 발생되지 않게 하여 전원이 켜졌을 경우에도 운전자가 이질감을 느끼지 않게 하는 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 전동식 조향장치를 나타내는 구성도이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이 일반적으로 전동식 조향장치는 조향휠(101)부터 양쪽 바퀴(108)까지 이어지는 조향 계통(100) 및 조향 계통(100)에 조향 보조 동력을 공급하는 보조 동력 기구(120)를 포함하여 구성된다.
조향 계통(100)은 상단이 조향휠(101)에 연결되고 하단은 한 쌍의 유니버설 조인트(103)를 매개로 피니언축(104)에 연결되어 조향휠(101)과 함께 회전하는 조향축(102)을 포함하여 구성된다. 또한, 피니언축(104)은 랙-피니언 기구부(105)를 통해 랙 바(109)에 연결되고, 랙 바(109)의 양단은 타이로드(106) 및 너클암(107)을 통해 바퀴(108)에 연결된다.
랙-피니언 기구부(105)는 피니언축(104)의 하단에 형성되는 피니언 기어(111)와 랙 바(109)의 외주면 일측에 형성되는 랙 기어(112)가 서로 맞물려서 형성되며, 랙-피니언 기구부(105)를 통해 피니언축(104)의 회전 운동이 랙 바(109)의 직선 운동으로 변화한다. 따라서, 운전자가 조향휠(101)을 조작하면 피니언축(104)이 회전하고, 피니언축(104)의 회전에 따라 랙 바(109)가 축 방향으로 직선 운동을 하며, 랙 바(109)의 직선 운동이 타이 로드(106) 및 너클암(107)을 통해 바퀴를 조향하게 된다.
보조 동력 기구(120)는 운전자가 조향휠(101)에 가하는 조향 토크를 감지하고 감지된 조향 토크에 비례하는 전기 신호를 출력하는 토크 센서(121), 토크 센서(121)로부터 전해지는 전기 신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit, 123) 및 전자 제어 장치(123)로부터 전해지는 제어 신호에 기초하여 조향 보조 동력을 발생시키는 모터(130)를 포함하여 구성된다.
따라서, 전동식 조향장치는, 조향휠(101)의 회전에 의해 발생한 조향 토크가 랙-피니언 기구부(105)를 거쳐서 랙 바(109)에 전달되고, 발생된 조향 토크에 따라 모터(130)에서 발생한 조향 보조 동력이 조향축(102), 피니언축(104) 또는 랙 바(109)에 전달되도록 형성된다. 즉, 조향 계통(100)에서 발생한 조향 토크와 모터(130)에서 발생한 조향 보조 동력이 합쳐져서 랙 바(109)를 축 방향으로 운동하도록 하는 것이다.
그런데, 이러한 구조를 가지는 종래의 전동식 조향장치에 있어서는 조향 입력을 위한 조향축이 조향휠과 피니언축을 기계적으로 연결해야만 한다. 그러나, 자동차의 다른 부품들을 피해 조향축이 조향휠과 피니언축을 연결하도록 조향장치를 제작하는 것은 쉽지 않다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 자동차의 스티어 바이 와이어(Steer-By-Wire)식 조향장치가 개발되었다.
도 2는 종래 기술에 따른 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치를 나타내는 구성도이다.
도 2에서 도시하는 바와 같이 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치는 자동차의 조향축(102)과 피니언축(104) 사이의 기계적인 연결을 제거하였다.
스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서는 전자 제어 장치(123)에 의해 구동되되 조향휠(101)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하는 반력 모터(201)의 작동에 의해 운전자가 적절한 조향감을 느낄 수 있으며, 역시 전자 제어 장치(123)에 의해 구동되는 구동 모터(203)의 구동에 의해 피니언축(104) 및 랙 바(109)가 운동하여 바퀴(108)의 방향을 변화시킨다.
그런데, 스티어 바이 와이어식 조향장치의 경우 조향축(102)과 피니언축(104) 사이의 기계적인 연결이 없기 때문에, 자동차의 전원이 꺼진 후에 조향축이 회전하면 전원이 켜진 경우 조향축(102)과 피니언축(104) 사이의 상대 변위를 보상하기 위한 제어가 필요하다.
특히, 조향축(102)과 피니언축(104) 사이의 상대 변위가 커질수록 많은 초기화 보상 로직이 발생하게 되어 운전자는 심한 이질감을 느끼게 되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 자동차의 전원이 꺼지면 조향축이 잠금 상태로 되게 함으로써 조향축과 피니언축 사이의 상대 변위가 발생되지 않게 하여 전원이 켜졌을 경우에도 운전자가 이질감을 느끼지 않게 하는 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공하는 데 그 주된 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 운전자의 조향 입력을 위한 입력기구부 및 바퀴로의 조향 출력을 위한 출력기구부를 포함하는 자동차의 스티어 바이 와이어(Steer-By-Wire)식 조향장치에 있어서, 상기 입력기구부는, 조향휠에 연결되는 조향축; 각종 센서로부터 전기적 신호를 전달받는 전자 제어 장치; 및 상기 전자 제어 장치에 의해 제어되는 모터를 포함하되, 상기 자동차의 전원이 꺼지면 상기 조향축이 잠금 상태로 되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치를 나타내는 구성도이다.
도 3에서 도시하는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치는 조향휠(101)에 연결되는 조향축(102), 조향휠(101)의 회전각을 감지하기 위한 조향각 센서(301), 조향축(102)의 조향 토크를 감지하기 위한 토크 센서(121), 조향각 센서(301) 및 토크 센서(121)로부터 각각 전기적 신호를 전달받으며 모터(303)를 제어하는 전자 제어 장치(123) 및 조향축(102)의 회전을 제어하는 솔레노이드(305)를 포함하여 구성된다.
조향각 센서(301)는 조향휠(101)의 회전각을 감지한 후 감지된 값에 비례하는 전기적 신호를 전자 제어 장치(123)에 전달한다. 또한, 토크 센서(121)는 조향축(102)에서 발생하는 조향 토크의 크기를 감지한 후 전자 제어 장치(123)에 전기적 신호를 전달한다.
이러한 조향각 센서(301) 또는 토크 센서(121) 외에도 횡가속도 센서나 차속 센서, 요레이트 센서 등이 자동차의 주행 상황을 감지하여 전자 제어 장치(123)에 전기적 신호를 전달하게 할 수도 있다.
모터(303)는 전자 제어 장치(123)로부터 전기적 신호를 전달받아 조향축(102)의 회전에 반력을 제공하므로 운전자로 하여금 실제에 가까운 조향감을 느낄 수 있도록 한다.
도 4는 조향축 및 솔레노이드를 나타내는 부분 횡단면도이다.
도 4에서 도시하는 바와 같이 조향축(102)의 외주면에는 잠금 홈(401)이 한 개 이상 형성되어 있고, 솔레노이드(305)에 의해 작동되는 잠금 돌기(403)는 잠금 홈(401)에 삽입 가능하게 형성된다.
자동차의 전원이 꺼지는 경우 솔레노이드(305)가 일 방향으로 작동하여 잠금 돌기(403)가 잠금 홈(401)에 삽입되고, 자동차의 전원이 켜지는 경우 솔레노이드(305)가 타 방향으로 작동하여 잠금 돌기(403)가 잠금 홈(401)으로부터 이탈한다.
이러한 솔레노이드(305)는 자동차의 전원이 꺼지거나 켜지는 것을 감지하여 솔레노이드(305)에 별도의 신호를 보내는 감지 장치에 직접 연결될 수도 있으나, 전자 제어 장치(123)가 자동차의 전원 상태를 감지한 후 솔레노이드(305)의 작동을 제어하도록 함이 바람직하다.
한편, 모터(303)의 작동에 의해 조향축(102)이 회전할 수도 있기 때문에 모터축(미도시)에도 잠금 홈을 구비하여 모터축(미도시)의 회전을 방지할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 자동차의 전원이 꺼지는 경우 솔레노이드가 작동하여 조향축 및/또는 모터축의 회전이 방지되기 때문에 조향축과 피니언축의 상대 변위가 최소화된다. 결국, 본 발명에 의하면 전원이 켜지는 경우에도 조향축과 피니언축의 상대 변위를 보상하기 위한 로직이 적게 필요하므로 운전자가 느끼는 이질감이 줄어들게 되는 것이다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동차의 전원이 꺼지면 조향축이 잠금 상태로 되게 함으로써 조향축과 피니언축 사이의 상대 변위가 발생되지 않게 하여 전원이 켜졌을 경우에도 운전자가 이질감을 느끼지 않게 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 운전자의 조향 입력을 위한 입력기구부 및 바퀴로의 조향 출력을 위한 출력기구부를 포함하는 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서,
    상기 입력기구부는,
    조향휠에 연결되는 조향축;
    각종 센서로부터 전기적 신호를 전달받는 전자 제어 장치; 및
    상기 전자 제어 장치에 의해 제어되는 모터를 포함하되,
    상기 자동차의 전원이 꺼지면 상기 조향축이 잠금 상태로 되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향축의 외주면에는 잠금 홈이 형성되고,
    상기 잠금 홈에 삽입 가능하되 솔레노이드에 의해 작동되는 잠금 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터에는 모터축이 형성되고,
    상기 모터축의 외주면에는 잠금 홈이 형성되며,
    상기 잠금 홈에 삽입 가능하되 솔레노이드에 의해 작동되는 잠금 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180018125A (ko) 2016-08-12 2018-02-21 주식회사 만도 조향휠 회전각 가변제한장치
KR20180097327A (ko) 2017-02-23 2018-08-31 주식회사 만도 조향휠 회전제한장치
KR20190135845A (ko) * 2018-05-29 2019-12-09 주식회사 만도 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어 장치 및 방법
US11124229B2 (en) 2018-10-11 2021-09-21 Hyundai Motor Company Steering apparatus of steer-by-wire system
DE202022103825U1 (de) 2021-08-11 2022-08-01 Hyundai Mobis Co., Ltd. Lenksystem für ein Fahrzeug

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180018125A (ko) 2016-08-12 2018-02-21 주식회사 만도 조향휠 회전각 가변제한장치
KR20180097327A (ko) 2017-02-23 2018-08-31 주식회사 만도 조향휠 회전제한장치
US10895278B2 (en) 2017-02-23 2021-01-19 Mando Corporation Apparatus for limiting rotation of steering wheel
DE102018103963B4 (de) 2017-02-23 2021-08-05 Mando Corporation Vorrichtung zur begrenzung der drehung eines lenkrades
KR20190135845A (ko) * 2018-05-29 2019-12-09 주식회사 만도 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어 장치 및 방법
US11124229B2 (en) 2018-10-11 2021-09-21 Hyundai Motor Company Steering apparatus of steer-by-wire system
DE202022103825U1 (de) 2021-08-11 2022-08-01 Hyundai Mobis Co., Ltd. Lenksystem für ein Fahrzeug
US11708108B2 (en) 2021-08-11 2023-07-25 Hyundai Mobis Co., Ltd. Steering system for vehicle

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