KR20080107712A - Active front steering system - Google Patents

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KR20080107712A
KR20080107712A KR1020070055852A KR20070055852A KR20080107712A KR 20080107712 A KR20080107712 A KR 20080107712A KR 1020070055852 A KR1020070055852 A KR 1020070055852A KR 20070055852 A KR20070055852 A KR 20070055852A KR 20080107712 A KR20080107712 A KR 20080107712A
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김영광
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현대모비스 주식회사
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Abstract

An activeness front wheel steering system is provided to improve the parking assistant and steering answerability in the low speed and the steering stability in the high speed. An activeness front wheel steering system comprises an AFS ECU(2) in which he information of the sensor unit(1) is input and the actuator control value for the goal steering ratio according to the car speed is turned out, and the result according to the operation of actuator is input; an actuator assay(3) consisting of motor(4), and the worm axis(5) and worm wheel(6); a reducer(7) consisting of the carrier(11) generated the steering output; a housing(12) adapting the motor and worm axis.

Description

능동 전륜 조향 장치{Active Front Steering system}Active Front Steering System

도 1은 본 발명에 따른 제 1실시예로서, 능동 전륜 조향 장치의 구성도1 is a block diagram of an active front wheel steering apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 결합 사시도2 is a perspective view of the combination of FIG.

도 3은 도 1에 따른 능동 전륜 조향 장치의 2입력 흐름도 3 is a two-input flow chart of the active front wheel steering apparatus according to FIG.

도 4는 도 1에 따른 능동 전륜 조향 장치의 2입력 1출력 흐름도4 is a flow chart of two inputs and one output of the active front wheel steering apparatus according to FIG.

도 5는 본 발명에 따른 제 2실시예로서, 가변 기어 비 조절을 위한 유성기어 열을 이용한 능동 전륜 조향 장치의 구성도5 is a configuration diagram of an active front wheel steering apparatus using a planetary gear train for adjusting a variable gear ratio as a second embodiment according to the present invention.

도 6은 도 5에 따른 능동 전륜 조향 장치의 2입력 1출력 흐름도6 is a flow chart of two inputs and one output of the active front wheel steering apparatus according to FIG.

도 7은 본 발명에 따른 제 3실시예로서, 가변 기어 비 조절을 위한 유성기어 열을 이용한 능동 전륜 조향 장치의 구성도7 is a configuration diagram of an active front wheel steering apparatus using a planetary gear train for adjusting a variable gear ratio as a third embodiment according to the present invention.

도 8은 도 7에 따른 능동 전륜 조향 장치의 2입력 1출력 흐름도FIG. 8 is a flow chart of two inputs and one output of the active front wheel steering apparatus according to FIG. 7.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>    <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 센서 유니트 2 : AFS ECU1: sensor unit 2: AFS ECU

3,30,300 : 액츄에이터 앗세이3,30,300: Actuator assembly

4,34,304 : 모터 5,35,305 : 웜 축4,34,304: Motor 5,35,305: Worm shaft

6,36,306 : 웜 휠 7,70,700 : 감속기6,36,306: Worm Wheel 7,70,700: Reducer

8,80,800 : 입력 선 기어 9,90,900 : 유성기어 셋트8,80,800: Input sun gear 9,90,900: Planetary gear set

10,100,1000 : 링 기어 11,110,1100 : 캐리어10,100,1000: ring gear 11,110,1100: carrier

11a,1100a : 캐리어 플레이트11a, 1100a: carrier plate

11b,21,1100b : 유성기어 축11b, 21,1100b: Planetary Gear Shaft

11c : 출력 축11c: output shaft

12 : 하우징 13 : 어퍼 케이스12: housing 13: upper case

20,200 : 감속비 변환기 22 : 제2 유성기어 셋트20,200: Reduction ratio converter 22: Second planetary gear set

23 : 제2 링기어 24,204 : 출력 선 기어 23: 2nd ring gear 24,204: output sun gear

201 : 캐리어 축 기어 202,203 : 제1·2종속기어 201: carrier shaft gear 202,203: first and second slave gears

본 발명은 능동 전륜 조향 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력과 출력이 단일 유성기어 방식을 통해 이루어지도록 해 구성이 간단하면서 설계와 제작도 간단하도록 된 능동 전륜 조향 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an active front wheel steering apparatus, and more particularly, to an active front wheel steering apparatus that allows input and output to be made through a single planetary gear system, thereby simplifying the design and manufacturing.

일반적으로 차량의 조타력을 발생하는 파워 조향 장치는 핸들의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도 신속한 조향이 가능하도록 하기 위해서 유압을 이용하도록 설계되어 작동된다.In general, a power steering device that generates steering force of a vehicle is designed and operated to use hydraulic pressure in order to enable quick steering while making the steering wheel light and smooth.

이와 같은, 파워 조향 장치는 작은 힘으로 조향조작을 할 수 있으며 조향 기어비의 조작력에 관계없이 선정할 수 있으며, 노면의 요철에서 오는 충격을 흡수하 여 핸들에 전달되는 것을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.Such a power steering device can perform steering operation with a small force, can be selected regardless of the operating force of the steering gear ratio, and can absorb the impact from the unevenness of the road surface and prevent it from being transmitted to the handle. There is this.

또한, 최근에는 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속 운행 시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행 시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하는 전동 식 조향 장치, 일례로 EHPS(Electro-hydraulic Power Steering)나 또는 MDPS(Motor Driven Power Steering)를 이용하고 있는 추세이다. In addition, in recent years, the electronic control unit (ECU) drives the motor according to the driving conditions of the vehicle detected by the vehicle speed sensor and the steering torque sensor to provide a light and comfortable steering feeling at low speed, and a heavy steering feeling at high speed. It provides directional stability, and uses an electric steering system that provides optimum steering conditions to the driver by allowing quick steering in emergency situations, such as Electro-hydraulic Power Steering (EHPS) or Motor Driven Power Steering (MDPS). The trend is.

이에 더 나아가 능동 전륜 조타 방식인 AFS(Active Front Steering) 제어 시스템을 적용하게 되는데, 이러한 AFS는 2입력(운전자의 조향 휠 조작에 따른 입력과 모터에 의한 입력)에 대한 1출력 조향 장치로서, 즉 운전자에 의한 조향각뿐만 아니라 엑추에이터를 통한 조향각의 추가 또는 감쇠가 가능함에 따라, 저속에서는 조향비를 낮추어 조향 응답성을 개선시켜주고 또한, 고속에서는 조향비를 높여 줄 수 있도록 상대적으로 운전자가 고속에서도 안정적으로 운행을 할 수 있도록 한다.In addition, an active front steering control system (AFS), which is an active front wheel steering system, is applied. The AFS is a one-output steering device for two inputs (an input according to a driver's steering wheel operation and an input by a motor). In addition to steering angles by the driver, steering angles can be added or attenuated by the actuator, reducing steering ratios at low speeds to improve steering responsiveness and at higher speeds, allowing the drivers to be more stable at high speeds. Allow to operate.

또한, AFS가 갖는 이러한 특징인 운전자의 조향보다 더 큰 조향 출력이나 더 작은 조향 출력 구현에 더하여, ESC(Electronic Control Suspension system)나 MDPS(Motor Driven Power Steering)등의 시스템과 공조를 통해 통합제어를 통한 차량 능동제어를 구현할 수도 있게 된다. In addition to the larger steering output and smaller steering output than the driver's steering, which is a feature of AFS, the integrated control is coordinated with systems such as ESC (Electronic Control Suspension system) or Motor Driven Power Steering (MDPS). It is also possible to implement the vehicle active control through.

이러한 AFS는 그 구동 특성상 운전자의 조향 입력외에 추가 조향 입력을 발생시키는 엑츄에이터(Actuator)와, 이를 제어하여 조향 출력을 가변시키는 AFS ECU로 크게 나눌 수 있고, 이중 엑츄에이터는 AFS의 성능 구현을 위한 핵심 요소로서 통상 모터와 감속기등으로 이루어진다.These AFSs can be divided into actuators that generate additional steering inputs in addition to the driver's steering input due to its driving characteristics, and AFS ECUs that control and vary the steering output.The dual actuators are a key element for implementing AFS performance. It usually consists of a motor and a reducer.

그러나, AFS는 모터 동력을 이용하여 운전자의 조향 입력을 제어함에 따라 엑츄에이터의 구성과 작동 방식등에 여러 변화를 줄 수 있지만 특히, 운전자의 입력과 더불어 모터의 입력을 이중으로 받아 작동되는 감속기는 통상 유성감속기 방식을 적용함에 따라 구조가 매우 복잡할 뿐만 아니라, 모터를 통한 입력부위를 선 기어로 구성할 경우 설계와 개발 상에 많은 어려움이 있는 한계가 있게된다. However, AFS can make various changes in actuator configuration and operation method by controlling driver's steering input by using motor power, but in particular, reducer that is operated by double input of motor and driver's input is usually planetary. According to the reduction gear method, not only the structure is very complicated, but also the limitation of design and development is difficult when the input part of the motor is composed of the sun gear.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 선 기어로 입력된 운전자 입력을 선 기어와 유성기어의 자전 및 공전을 통해 조향 출력으로 전달하며, 링 기어를 이용해 입력된 모터 입력을 링 기어와 일체화된 웜 휠을 매개로 링 기어와 유성기어의 자전 및 공전을 통해 조향 출력으로 전달함에 따라, 단일 유성기어를 사용으로 매우 간단한 구조를 갖을 뿐만 아니라, 모터의 입력이 링 기어를 통해 순차적으로 유성기어와 캐리어로 전달되므로 설계와 제작도 간단하도록 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented in view of the above, and transmits the driver input input to the sun gear to the steering output through the rotation and revolution of the sun gear and the planetary gear, and the motor input to the ring using the ring gear As the gear wheel is integrated with the worm wheel and transmitted to the steering output through the rotation and revolution of the ring gear and the planetary gear, it has a very simple structure by using a single planetary gear and the input of the motor is sequentially transferred through the ring gear. Its purpose is to simplify the design and manufacture since it is transmitted to the planetary gear and carrier.

또한, 본 발명은 운전자 입력과 액츄에이터 입력을 통해 최종 출력을 발생하는 감속기가 갖는 3:1(조향 휠 3회전 : 출력 축 1회전)입력대 출력 비가, 감속기의 구성 변화를 이용하여 간단하게 변화 시켜 줄 수 있도록 함에 그 목적이 있다. In addition, the present invention simply changes the input ratio of 3: 1 (three steering wheels: one output shaft rotation) input to output ratio of the reducer that generates the final output through the driver input and the actuator input. The purpose is to give.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 능동 전륜 조향 장치가 조향 출력을 얻기 위한 측정값을 얻는 센서 유니트의 정보를 입력받아 차속에 따른 목표 조향비를 위한 액츄에이터 제어 값을 산출하고, 액츄에이터 작동에 따른 결과를 피드 백 입력받는 AFS ECU와; The present invention for achieving the above object, the active front-wheel steering device receives the information of the sensor unit to obtain a measurement value for obtaining the steering output, calculates the actuator control value for the target steering ratio according to the vehicle speed, the actuator operation An AFS ECU receiving the feedback according to the feedback;

조향 컬럼에 장착되는 하우징을 매개로 조향 컬럼에 장착되면서 AFS ECU의 제어를 받아 회전 구동력을 발생시키는 모터와, 상기 모터에 결합되어 회전력을 발생하는 웜 축 및 상기 웜 축에 치합되어져 회전되는 웜 휠로 이루어진 액츄에이터 앗세이;With a motor mounted on the steering column via a housing mounted on the steering column, the motor generates a rotational drive force under the control of the AFS ECU, a worm shaft coupled to the motor to generate the rotational force, and a worm wheel engaged with the worm shaft. An actuator assembly;

조향 휠의 조작력을 조향 컬럼을 통해 입력받는 입력 선 기어와, 상기 입력 선 기어에 외접되도록 주위로 배열되어져 입력 선 기어를 통해 함께 회전되는 유성기어 셋트, 상기 유성기어 셋트가 자전되도록 내접되면서 액츄에이터 앗세이를 이루는 웜 휠을 통해 AFS ECU에서 산출된 목표 조향 입력이 전달되도록 회전되는 링 기어 및 상기 유성기어 셋트가 축 결합되어 유성기어 셋트와 함께 회전되어져 조향 출력 값을 발생하는 캐리어로 이루어진 감속기 및; The input sun gear receiving the steering force of the steering wheel through the steering column, the planetary gear set which is arranged around the input sun gear so as to be circumscribed and rotated together through the input sun gear, and the planetary gear set is inscribed so as to rotate. A reducer comprising a ring gear rotated to transmit a target steering input calculated from the AFS ECU through a worm wheel forming a sway, and a carrier shaft-coupled with the planetary gear set to rotate with the planetary gear set to generate a steering output value;

입력 선 기어부위를 감싼 어퍼 케이스가 체결되면서, 상기 감속기를 수용하면서 캐리어의 출력 축 부위를 감싸고, 측면부위로 액츄에이터 앗세이를 이루는 모터와 웜 축을 수용하는 하우징;A housing housing an output shaft of a carrier while accommodating the reducer, and accommodating an actuator assembly at a side thereof to accommodate an worm shaft;

으로 구성되어진 것을 특징으로 한다.Characterized in that consisting of.

그리고, 상기 유성기어 셋트는 120°간격을 갖고 입력 선 기어에 외접되도록 배열되어 링 기어에 내접되고 또한, 상기 캐리어는 캐리어 플레이트상에 유성기어 축이 120°간격을 갖고 수직하게 돌출되어져, 상기 유성기어 축으로 유성기어 셋트의 각 유성기어가 축 고정되어 유성기어 셋트와 함께 회전하게 되고, 캐리어 플레 이트의 반대 면으로는 그 중앙에서 수직하게 돌출되어 기어 박스에 최종 출력 값을 전달하는 출력 축이 형성되어진다. The planetary gear set is arranged to be circumscribed to the input sun gear with a 120 ° spacing and inscribed to the ring gear, and the carrier protrudes vertically with a 120 ° spacing of the planetary gear shaft on the carrier plate. Each planetary gear of the planetary gear set is fixed to the gear shaft and rotates together with the planetary gear set, and an output shaft that protrudes vertically from the center to the opposite side of the carrier plate and delivers the final output value to the gear box Is formed.

이에 더해, 상기 감속기는 입력 대 출력 비가 3:1 이하로 발생하도록 감속기 내 출력을 증가시키는 감속비 변환기를 더 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the reducer further comprises a reduction ratio converter for increasing the output in the reducer such that the input-to-output ratio occurs below 3: 1.

또한, 상기 감속비 변환기는 유성기어 셋트가 축 고정된 캐리어의 반대 면으로 형성된 유성기어 축(21)을 매개로 축 고정된 제2 유성기어 셋트와, 상기 제2 유성기어 셋트가 내접되는 제2 링기어 및 상기 제2 유성기어 셋트가 외접되어 기어 박스 쪽으로 운전자의 조향 입력과 AFS ECU의 목표 추종 조향 입력에 대한 최종 조향 출력을 발생하는 출력 선 기어로 구성되며, 또한 상기 제2유성기어 셋트는 120°간격을 갖고 출력 선 기어에 외접되도록 배열되고, 상기 제2유성기어 셋트가 내접되는 제 2링 기어는 단순히 제2유성기어 셋트의 위치를 잡아주도록 하우징에 결합되어진다. In addition, the reduction ratio converter may include a second planetary gear set axially fixed via a planetary gear shaft 21 formed as an opposite surface of the carrier on which the planetary gear set is axially fixed, and a second ring in which the second planetary gear set is inscribed. A gear and the second planetary gear set are externally configured to generate an output sun gear which generates a final steering output for the steering input of the driver and the target following steering input of the AFS ECU toward the gear box, and the second planetary gear set is 120 The second ring gear, which is arranged to be circumscribed to the output sun gear at an interval, and in which the second planetary gear set is inscribed, is simply coupled to the housing to position the second planetary gear set.

또한, 상기 감속비 변환기는 유성기어 셋트가 축 고정된 캐리어의 반대 면으로 돌출 형성된 캐리어 축 기어와, 상기 캐리어 축 기어에 외접된 제1·2종속기어 및 기어 박스 쪽으로 최종 출력을 전달하도록 상기 제1·2종속기어에 외접되어 회전하는 출력 선 기어로 구성되며, 상기 제1·2종속기어는 스퍼어 기어 타입으로 서로간에 축으로 연결되고, 캐리어 축 기어에 외접된 제1종속기어에 비해 출력 선 기어에 외접된 제2종속기어가 더 큰 직경으로 형성된다.In addition, the reduction ratio converter is a carrier shaft gear protruding planetary gear set to the opposite surface of the carrier fixed to the shaft, the first and second slave gears external to the carrier shaft gear and the gearbox to deliver the final output to the gear box; The first and second subordinate gears are spur gear type and are connected to each other by shafts, and are compared to the first subordinate gears external to the carrier shaft gear. A second slave gear circumscribed to the gear is formed with a larger diameter.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 제 1실시예로서, 능동 전륜 조향 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 결합 사시도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 능동 전륜 조향 장치는 조향 출력을 얻기 위한 측정값을 얻는 센서 유니트(1)의 정보를 입력받아 차속에 따른 목표 조향비를 위한 액츄에이터 제어 값을 산출하는 AFS ECU(2)와, 상기 AFS ECU(2)를 통해 구동되어져 운전자의 조향 휠 입력과 별개로 조향 입력을 발생하는 액츄에이터 앗세이(3) 및 운전자의 조향 휠 입력을 전달받아 운전자 조향 출력 값을 발생하고, 액츄에이터 앗세이(3)의 모터 조향 입력을 전달받아 액츄에이터 조향 출력 값을 발생하는 감속기(7)로 구성되어진다.1 is a configuration diagram of an active front wheel steering apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a combined perspective view of FIG. 1. The active front wheel steering apparatus according to the present invention provides a steering output. AFS ECU 2 which calculates actuator control value for target steering ratio according to vehicle speed by receiving the information of sensor unit 1 which obtains the measured value, and is driven through AFS ECU 2 to input driver's steering wheel Separately from the actuator assembly (3) that generates the steering input and the driver's steering wheel input is received to generate a driver steering output value, and receives the motor steering input of the actuator assembly (3) to generate an actuator steering output value The reducer 7 is comprised.

그리고, 상기 센서 유니트(1)는 조향 입력축의 조향 입력 각을 검출하는 입력각 센서와, 조향 출력축의 조향 출력각을 검출하는 출력각 센서, 모터의 위치를 검출하는 모터 위치 센서, 주행중인 차속을 검출하는 차속 센서등으로 이루어져, 주행 중인 차량의 변화에 대한 정보를 검출하게 된다. The sensor unit 1 includes an input angle sensor for detecting a steering input angle of a steering input shaft, an output angle sensor for detecting a steering output angle of a steering output shaft, a motor position sensor for detecting a position of a motor, and a vehicle speed while driving. The vehicle speed sensor is configured to detect information about a change in the vehicle being driven.

또한, 상기 AFS ECU(2)는 차속에 따른 목표 조향 기어비를 설정해 액츄에이터 제어 값을 산출 즉, 주행 차량의 차속을 입력받아 차속 별 목표 조향 기어 비(감속기)의 설정 맵을 통해 해당 차속에 따른 목표 조향 기어 비를 설정하고, 이 설정된 조향 기어비와 출력 각으로부터 출력 각을 연산하며, 이 연산된 출력각을 추종할 수 있도록 액츄에이터의 위치제어를 수행하게 된다.In addition, the AFS ECU 2 calculates an actuator control value by setting a target steering gear ratio according to the vehicle speed, that is, receiving a vehicle speed of the driving vehicle and receiving a target steering gear ratio (decelerator) for each vehicle speed through a setting map of the target steering gear ratio. The steering gear ratio is set, the output angle is calculated from the set steering gear ratio and the output angle, and the position control of the actuator is performed to follow the calculated output angle.

그리고, 상기 액츄에이터 앗세이(3)는 하우징을 매개로 조향 컬럼에 장착되 면서 AFS ECU(2)의 제어를 받아 회전 구동력을 발생시키는 모터(4)와, 상기 모터(4)에 결합되어 회전력을 발생하는 웜 축(5) 및 상기 웜 축(5)에 치합되어져 회전되는 웜 휠(6)로 구성되어져, 감속기(7)쪽으로 AFS ECU(2)를 통해 산출된 조향 입력을 제공해주게 된다.The actuator assembly 3 is coupled to the motor 4 to generate a rotational drive force under the control of the AFS ECU 2 while being mounted to the steering column via the housing, and coupled to the motor 4 to generate the rotational force. It consists of a worm shaft (5) and a worm wheel (6) is engaged with the worm shaft (5) to rotate, to provide a steering input calculated through the AFS ECU (2) toward the reducer (7).

이에 더해, 상기 액츄에이터 앗세이(3)에는 AFS ECU(2)를 통해 회전되는 모터(4)의 회전각을 검출해 AFS ECU(2)로 피드 백(Feed Back)하게 되고, 이와 같이 피드백된 모터(4)의 검출 회전각은 AFS ECU(2)를 통해 제어 값의 보정에 반영되어진다.In addition, the actuator assembly 3 detects a rotation angle of the motor 4 which is rotated through the AFS ECU 2 and feeds it back to the AFS ECU 2. The detection rotation angle of (4) is reflected in the correction of the control value via the AFS ECU 2.

또한, 상기 감속기(7)는 조향 휠의 조작력을 조향 컬럼을 통해 입력받는 입력 선 기어(8)와, 상기 입력 선 기어(8)에 외접되도록 주위로 배열되어져 입력 선 기어(8)를 통해 함께 회전되는 유성기어 셋트(9), 상기 유성기어 셋트(9)가 자전되도록 내접되는 링 기어(10) 및 상기 유성기어 셋트(9)가 축 결합되어 유성기어 셋트(9)와 함께 회전되어져 조향 출력 값을 발생하는 캐리어(11)로 구성되어진다.In addition, the speed reducer 7 is arranged around the input sun gear 8 and the input sun gear 8, which receives the operating force of the steering wheel through the steering column, and is externally circumferentially arranged together through the input sun gear 8. The planetary gear set 9 that is rotated, the ring gear 10 that is inscribed to rotate the planetary gear set 9 and the planetary gear set 9 are axially coupled to rotate together with the planetary gear set 9 to steer output. It consists of a carrier 11 which generates a value.

이에 더해, 상기 감속기(7)는 링 기어(10)를 수용하면서 캐리어(11)의 출력축 부위를 감싼 하우징(12)을 통해 감속기(7)전체가 내부 공간으로 장착되며, 상기 감속기(7)의 위쪽 부위를 이루는 입력 선 기어(8)쪽은 하우징(12)에 결합되면서 조향 컬럼을 감싼 어퍼 케이스(13)를 통해 가려지게 된다.In addition, the reducer 7 receives the ring gear 10 and the entire reducer 7 is mounted into the inner space through the housing 12 which surrounds the output shaft portion of the carrier 11. The input sun gear 8 side forming the upper part is covered by the upper case 13 which is coupled to the housing 12 and wraps the steering column.

이때, 상기 하우징(12)과 어퍼 케이스(13)는 볼트등을 이용하여 체결되어진다.At this time, the housing 12 and the upper case 13 are fastened using a bolt or the like.

또한, 상기 하우징(12)에는 감속기(7)가 수용된 측면부위로는 액츄에이터 앗 세이(3)를 이루는 모터(4)를 수용하며, 상기 모터(4)에 결합되어 감속기(7)의 측면부위로 위치되는 웜 축(5)을 수용하도록 수용 부위가 형성되어진다.In addition, the housing 12 accommodates the motor 4 constituting the actuator assembly 3 as a side portion in which the reducer 7 is accommodated, and is coupled to the motor 4 and positioned at the side portion of the reducer 7. An accommodation portion is formed to accommodate the worm shaft 5 to be formed.

그리고, 상기 유성기어 ??(9)은 약 120°간격을 갖고 입력 선 기어(8)에 외접되도록 배열되어 링 기어(10)에 내접되며, 상기 링 기어(10)는 액츄에이터 앗세이(3)를 이루는 웜 휠(6)에 압입되어져, 모터(4)와 함께 회전되는 웜 휠(6)로부터 회전력을 전달받아 링 기어(10)를 회전시켜주게 된다.The planetary gear 9 is arranged to be circumscribed to the input sun gear 8 with a spacing of about 120 ° and inscribed in the ring gear 10, and the ring gear 10 is actuator actuator 3. It is pressed into the worm wheel (6) forming a, and receives the rotational force from the worm wheel (6) rotated with the motor (4) to rotate the ring gear (10).

또한, 상기 캐리어(11)는 캐리어 플레이트(11a)상에 유성기어 축(11b)이 약 120°간격을 갖고 수직하게 돌출되어져, 상기 유성기어 축(11b)으로 유성기어 셋트(9)의 각 유성기어가 축 고정되어 유성기어 셋트(9)와 함께 회전하게 되고, 캐리어 플레이트(11a)의 반대 면으로는 그 중앙에서 수직하게 돌출되어 기어 박스로 연결되는 조향 컬럼에 출력 값을 전달하는 출력 축(11c)이 형성되어진다.In addition, the carrier 11 has a planetary gear shaft 11b projecting vertically on the carrier plate 11a with a spacing of about 120 ° so that each planet of the planetary gear set 9 is formed on the planetary gear shaft 11b. The gear is fixed to the shaft to rotate with the planetary gear set 9, the output shaft for transmitting the output value to the steering column connected to the gear box protruding perpendicularly from the center of the carrier plate (11a) to the opposite side ( 11c) is formed.

이와 같이 구성된 능동 전륜 조향 장치는 작동 구현 시, 조향 컬럼에 장착된 감속기(7)와 AFS ECU(2)를 통해 구동되는 액츄에이터 앗세이(3)가 상호 작용을 함과 더불어, 감속기(7)쪽으로는 운전자의 조향 휠 조작력과 액츄에이터를 통한 모터 조작력이 각각 별도의 과정으로 함께 입력되어진다.The active front-wheel steering device configured as described above has an actuator assembly 3 driven through the AFS ECU 2 and the reducer 7 mounted on the steering column to interact with the reducer 7. The driver's steering wheel operation force and the motor operation force through the actuator are input together as separate processes.

즉, 도 3(가)에 도시된 바와 같이 운전자 조향 조작력이 조향 컬럼을 통해 입력 선 기어(8)쪽으로 들어오게 되면, 상기 입력 선 기어(8)에 외접된 유성기어 셋트(9)를 통해 캐리어(11)쪽으로 출력되어진다.That is, when the driver steering manipulation force enters the input sun gear 8 through the steering column as shown in FIG. 3 (a), the carrier is set through the planetary gear set 9 circumscribed to the input sun gear 8. It is outputted to (11).

이에 반해 AFS ECU(2)를 통해 구동되는 액츄에이터 앗세이(3)의 모터 회전력은 도 3(나)에 도시된 바와 같이, 모터(4)에 결합된 웜 축(5)을 통해 웜 휠(6)을 회전시키고, 상기 웜 휠(6)은 링 기어(10)를 회전시켜 이에 내접된 유성기어 셋트(9)를 통해 캐리어(11)쪽으로 출력되어진다.In contrast, the motor rotational force of the actuator assembly 3 driven through the AFS ECU 2 is transferred to the worm wheel 6 through the worm shaft 5 coupled to the motor 4, as shown in FIG. ), And the worm wheel 6 is output to the carrier 11 through the planetary gear set 9 inscribed by rotating the ring gear 10.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 능동 전륜 조향 장치의 작동 구현은 도 4에 도시된 바와 같이, 운전자의 조향 휠 조작은 조향 컬럼을 통해 입력 선 기어(8)로 전달되어 감속기(7)를 거친 후 캐리어(11)로 출력되고, 이와 동시에 차량에 장착된 각종 센서들로 이루어진 센서 유니트(1)에서 측정된 차량 정보가 AFS ECU(2)로 입력되어져, 조향 휠 조작을 통한 조향 출력을 보정하기 위한 액츄에이터 앗세이(3)의 모터 출력이 감속기(7)쪽으로 입력되어진다.The operation implementation of the active front wheel steering apparatus of the present invention having such a configuration is shown in FIG. 4, in which the driver's steering wheel operation is transmitted to the input sun gear 8 through the steering column and passes through the speed reducer 7 and then the carrier. The vehicle information, which is output to 11 and at the same time, measured by the sensor unit 1 made of various sensors mounted on the vehicle, is input to the AFS ECU 2, and an actuator for correcting the steering output through steering wheel operation. The motor output of the assembly 3 is input to the reducer 7 side.

즉, 운전자의 조향 휠 입력이 입력 선 기어(8)를 회전시킴에 따라, 상기 입력 선 기어(8)에 외접되면서 링 기어(10)에 내접된 유성기어 셋트(9)가 회전되면, 상기 유성기어 셋트(9)를 이루는 각 유성기어를 유성기어 축(11b)으로 축 고정시킨 캐리어(11)가 함께 회전되어진다.That is, as the steering wheel input of the driver rotates the input sun gear 8, when the planetary gear set 9 which is external to the input sun gear 8 and inscribed in the ring gear 10 is rotated, the planetary gear is rotated. The carriers 11 which fix each planetary gear constituting the gear set 9 to the planetary gear shaft 11b are rotated together.

이와 동시에, 센서 유니트(1)에서 측정된 선회에 따른 각 정보를 입력받은 AFS ECU(2)가 목표 조향비를 위한 액츄에이터 제어 값을 산출한 후, 운전자의 조향 입력을 통해 구동되는 감속기(7)쪽에 액츄에이터 앗세이(3)의 모터회전력을 입력시켜주게 된다.At the same time, the AFS ECU 2 having received the respective information according to the turning measured by the sensor unit 1 calculates the actuator control value for the target steering ratio, and then the reducer 7 driven by the driver's steering input. The motor rotational force of the actuator assembly 3 is inputted to the side.

즉, 상기 액츄에이터 앗세이(3)를 이루는 모터(4)가 AFS ECU(2)를 통해 구동되면, 상기 모터(4)에 결합된 웜 축(5)이 회전되면서 이에 치합된 웜 휠(6)을 회전시키게 되고, 상기 웜 휠(6)의 회전력은 웜 휠(6)에 고정된 링 기어(10)를 회전시킴에 따라, 상기 링 기어(10)에 내접된 유성기어 셋트(9)가 각 유성기어를 유성기 어 축(11b)으로 축 고정시킨 캐리어(11)를 회전시켜 주게 된다.That is, when the motor 4 constituting the actuator assembly 3 is driven through the AFS ECU 2, the worm wheel 6 engaged with the worm shaft 5 coupled to the motor 4 is rotated. As the rotational force of the worm wheel 6 rotates the ring gear 10 fixed to the worm wheel 6, the planetary gear set 9 inscribed in the ring gear 10 is rotated. The carrier 11 in which the planetary gear is fixed to the planetary gear shaft 11b is rotated.

이와 같이 상기 감속기(7)를 이루는 캐리어(11)는 2개의 서로 다른 경로를 통한 입력을 받아 출력하게 되는데 이는, 입력 선 기어(8)에 외접된 유성기어 셋트(9)는 조향 휠 조작에 따라 직접적으로 입력되는 실제 조향 입력 값을 통해 회전됨과 더불어, 상기 유성기어 셋트(9)가 AFS ECU(2)의 목표 추종을 위한 액츄에이터 앗세이(3)의 웜 휠(6)을 통해 회전되는 링 기어(10)에 내접됨에 따라, 상기 액츄에이터 앗세이(3)를 통한 목표 추종 조향 입력 값을 통해 회전되어진다.In this way, the carrier 11 constituting the reducer 7 receives and outputs an input through two different paths, which is a planetary gear set 9 external to the input sun gear 8 according to a steering wheel operation. In addition to being rotated through the actual steering input value, which is directly input, the planetary gear set 9 is rotated through the worm wheel 6 of the actuator assembly 3 for the target following of the AFS ECU 2. As inscribed in (10), it is rotated through the target following steering input value through the actuator assay (3).

이에 따라, 상기 유성기어 셋트(9)가 조향 컬럼을 통한 입력 선 기어(8)의 회전력과 액츄에이터 앗세이(3)를 통한 링 기어(10)의 회전력을 동시에 받아, 상기 유성기어 셋트(9)가 축 고정된 캐리어(11)를 회전시켜 주게 되고, 이러한 캐리어(11)의 회전은 캐리어(11)에 일체로 형성된 출력 축(11c)을 통해 감속기(7)의 출력 값으로 기어 박스 쪽으로 제공되어진다.Accordingly, the planetary gear set 9 receives the rotational force of the input sun gear 8 through the steering column and the rotational force of the ring gear 10 through the actuator assembly 3 at the same time. The shaft 11 is fixed to the carrier 11, the rotation of the carrier 11 is provided to the gear box as the output value of the reducer 7 through the output shaft (11c) formed integrally with the carrier (11) Lose.

이러한 감속기(7)의 출력 값은 AFS ECU(2)의 제어를 통해 운전자가 가하는 조향 력을 증가시키거나 또는 감소시키도록 작용하게 되는데 이는, 운전자 조향 시 AFS ECU(2)가 현재 차속 및 조향각 정보를 가지고 현 주행 상태에 최적인 조향 각을 계산할 때, 만약 현재 필요한 조향각 출력이 운전자가 입력한 조향 입력보다 클 필요(저속, 파킹모드)가 있다면, AFS ECU(2)는 액츄에이터 앗세이(3)를 구성하는 모터(4)의 회전 방향을 운전자 조향 입력의 방향과 같은 방향으로 즉, 조향 컬럼을 통한 입력 선 기어(8)에 외접된 유성기어 셋트(9)의 회전력을 증가시키는 방향으로 모터(4)를 회전시켜, 감속기(7)를 통한 출력 값이 운전자의 조향 입력보다 큰 조향 각 출력을 갖도록 제어하게 된다. The output value of the speed reducer 7 acts to increase or decrease the steering force applied by the driver through the control of the AFS ECU 2, which indicates the current vehicle speed and steering angle information when the AFS ECU 2 controls the driver. When calculating the steering angle that is optimal for the current driving condition, if the currently required steering angle output needs to be larger than the steering input entered by the driver (slow speed, parking mode), the AFS ECU 2 determines the actuator assembly 3. The direction of rotation of the motor 4 constituting the motor is in the same direction as the direction of the driver steering input, that is, the direction of increasing the rotational force of the planetary gear set 9 circumscribed to the input sun gear 8 through the steering column. By rotating 4), the output value through the reducer 7 is controlled to have a steering angle output larger than the driver's steering input.

그러나, 현재 상태가 운전자의 조향각 입력보다 조향 출력을 줄여야 하는 상황일 때는, AFS ECU(2)는 액츄에이터 앗세이(3)를 구성하는 모터(4)를 운전자 조향 입력의 방향에 대해 역 방향으로 회전시키게 되고, 이로 인해 조향 컬럼을 통한 입력 선 기어(8)에 외접된 유성기어 셋트(9)의 회전력을 감소시켜, 감속기(7)를 통한 출력 값이 운전자의 조향 입력보다 작은 조향 각 출력을 갖도록 제어하게 된다. However, when the current condition is to reduce the steering output than the steering angle input of the driver, the AFS ECU 2 rotates the motor 4 constituting the actuator assembly 3 in the reverse direction with respect to the direction of the driver steering input. This reduces the torque of the planetary gear set 9 external to the input sun gear 8 through the steering column so that the output value through the reducer 7 has a smaller steering angle output than the driver's steering input. Control.

이러한 감속기(7) 구동 시 AFS ECU(2)는 액츄에이터 앗세이(3)의 모터(4) 회전에 따른 회전각에 대한 검출 정보를 이용해, 지속적인 피드백 제어를 수행하게 된다.When the decelerator 7 is driven, the AFS ECU 2 performs continuous feedback control by using the detection information on the rotation angle according to the rotation of the motor 4 of the actuator assembly 3.

그러나, 이와 같은 감속기(7) 구조에서는 입력대 출력 비가 약 3:1(조향 휠 3회전 : 출력 축 1회전) 이하로 줄이는데 한계가 있는데, 이는 기어 박스의 랙크(Rack)형상을 변경하더라도 기어 비의 변경에는 한계가 있을 수밖에 없는 구조적인 측면이 있게 되므로, 이를 해소하기 위해 본원 발명은 입력을 받아 출력을 발생하는 감속기를 통하여 입력대 출력 비를 조정하게 된다.However, in the structure of the speed reducer 7, there is a limit to reducing the input-to-output ratio to about 3: 1 (three steering wheel rotations: one output shaft rotation) or less, even if the gear ratio of the gearbox is changed. Since there is a structural aspect that there is a limit to the change of the present invention, to solve this, the present invention adjusts the input-to-output ratio through a reducer that receives an input and generates an output.

일례로, 가변 기어 비 조절을 위한 유성기어 열을 이용한 능동 전륜 조향 장치를 구성한 제 2실시예를 나타낸 도 5에 도시된 바와 같이, AFS ECU(2)에 의해 제어되어 목표 조향 출력을 위한 입력 값을 발생시키는 액츄에이터 앗세이(30)와, 조향 컬럼에 장착되어져 운전자 조향 입력을 직접 받아 운전자 조향 입력과 액츄에이터 앗세이(30)의 조향 입력을 통해 조향 출력을 발생시키는 감속기(70)로 구성되어 진다.As an example, as shown in FIG. 5 showing a second embodiment of an active front wheel steering apparatus using planetary gear trains for variable gear ratio adjustment, an input value for the target steering output is controlled by the AFS ECU 2. It is composed of an actuator assembly 30 for generating a, and a reducer 70 mounted on the steering column to receive a driver steering input directly and generate a steering output through a steering input of the driver steering input and the actuator assembly 30. .

여기서, 상기 액츄에이터 앗세이(30)는 본 발명의 제 1실시예와 같은 구성을 이루는데 즉, 조향 컬럼에 장착되는 하우징(12)에 수용되어 회전 구동력을 발생시키는 모터(34)에 결합된 웜 축(35)과 더불어, 상기 웜 축(35)에 치합되어 감속기(70)쪽으로 AFS ECU(2)를 통해 산출된 조향 입력을 제공하는 웜 휠(36)로 구성되어진다.Here, the actuator assembly 30 has the same configuration as the first embodiment of the present invention, that is, a worm coupled to the motor 34 accommodated in the housing 12 mounted to the steering column to generate a rotational driving force. In addition to the shaft 35, it is composed of a worm wheel 36 which is engaged with the worm shaft 35 and provides a steering input calculated through the AFS ECU 2 toward the reducer 70.

이때, 상기 감속기(70)는 본 발명의 제 1실시예와 같은 구성을 이루면서, 입력대 출력 비가 약 3:1 이하로 줄이도록 감속기(70)를 구성하게 되는데, 이를 위해 상기 감속기(70)는 운전자 조향 입력을 받는 입력 선 기어(80)에 외접되면서 링 기어(100)에 내접된 유성기어 셋트(90)가 구비되고, 상기 유성기어 셋트(90)는 각 유성기어를 축 고정해 함께 회전되어 조향 출력 값을 발생하는 캐리어(110)로 구성됨과 더불어, 상기 캐리어(110)에는 캐리어(110)와 함께 회전되어져 유성기어 셋트(90)의 회전을 증속한 출력을 기어 박스 쪽으로 공급하는 감속비 변환기(20)를 더 구비해 구성되어진다.At this time, the reducer 70 forms the same configuration as the first embodiment of the present invention, and configures the reducer 70 to reduce the input-to-output ratio to about 3: 1 or less. A planetary gear set 90 which is external to the input sun gear 80 receiving the driver's steering input and inscribed in the ring gear 100 is provided, and the planetary gear set 90 is rotated by fixing each planet gear axially. In addition to the carrier 110 to generate a steering output value, the carrier 110 is rotated together with the carrier 110, the reduction ratio converter for supplying the speed of the rotation of the planetary gear set 90 to the gear box ( 20) is further provided.

그리고, 상기 감속비 변환기(20)는 유성기어 셋트(90)가 축 고정된 캐리어(110)의 반대 면으로 형성된 유성기어 축(21)을 매개로 축 고정된 제2 유성기어 셋트(22)와, 상기 제2 유성기어 셋트(22)가 내접되는 제2 링기어(23) 및 상기 제2 유성기어 셋트(22)가 외접되어 기어 박스 쪽으로 운전자의 조향 입력과 AFS ECU(2)의 목표 추종 조향 입력에 대한 최종 조향 출력을 발생하는 출력 선 기어(24)로 구성되어진다,In addition, the reduction gear ratio converter 20 includes a second planetary gear set 22 fixed to the shaft via a planetary gear shaft 21 formed as an opposite surface of the carrier 110 on which the planetary gear set 90 is fixed to the shaft, The second ring gear 23 and the second planetary gear set 22 in which the second planetary gear set 22 is inscribed are circumscribed so that a steering input of the driver and a target following steering input of the AFS ECU 2 are directed to the gear box. Consists of an output sun gear 24 which generates a final steering output for

여기서, 상기 감속비 변환기(20)를 통한 감속기(70)의 입력대 출력 비는 3:1 이하로 줄이기 위해, 서로 치합된 제2 유성기어 셋트(22)와 제2 링기어(23) 및 출력 선 기어(24)의 기어 잇수를 결정하며, 이러한 기어 잇수는 입력대 출력 비 값의 정확한 요구에 따라 설계 시 결정되어진다.Here, in order to reduce the input-to-output ratio of the reduction gear 70 through the reduction ratio converter 20 to 3: 1 or less, the second planetary gear set 22, the second ring gear 23, and the output line engaged with each other are engaged. The number of gear teeth of the gear 24 is determined, which is determined at design time according to the exact requirements of the input to output ratio value.

또한, 상기 제2유성기어 셋트(22)도 유성기어 셋트(90)와 동일하게 약 120°간격을 갖고 출력 선 기어(24)에 외접되도록 배열되며, 상기 제2유성기어 셋트(22)가 내접되는 제 2링 기어(23)는 단순히 제2유성기어 셋트(22)의 위치를 잡아주도록 하우징(12)에 결합되어진다.The second planetary gear set 22 is also arranged to be external to the output sun gear 24 with a spacing of about 120 ° in the same manner as the planetary gear set 90, and the second planetary gear set 22 is inscribed. The second ring gear 23 is coupled to the housing 12 to simply position the second planetary gear set 22.

이와 같은 본 발명의 제 2실시예에 따른 능동 전륜 조향 장치의 작동은 본 발명의 제 1실시예와 동일하게 구현되며, 다만 감속기(70)를 통한 최종 출력만 제 1실시예와 다른 출력 값을 갖게 된다.The operation of the active front wheel steering apparatus according to the second embodiment of the present invention is implemented in the same manner as the first embodiment of the present invention, except that only the final output through the speed reducer 70 is different from the first embodiment. Will have

즉, 본 발명의 제 1실시예와 같이 제 2실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 운전자의 조향 휠 입력은 입력 선 기어(80)를 통해 입력됨과 더불어, AFS ECU(2)의 목표 조향 입력이 액츄에이터 앗세이(30)의 모터(34)와 웜 축(35) 및 웜 휠(36)을 통해 링 기어(100)로 입력되면, 상기 입력 선 기어(80)에 외접된 유성기어 셋트(90)는 내접된 링 기어(100)의 회전 방향을 통해 유성기어 셋트(90)의 회전이 증가(동일 방향)하거나 또는 감소(역 방향)하면서 캐리어(110)를 회전시켜 주게 된다.That is, as shown in FIG. 6, the steering wheel input of the driver is input through the input sun gear 80 and the target steering of the AFS ECU 2 as shown in FIG. 6. When the input is input to the ring gear 100 through the motor 34, the worm shaft 35, and the worm wheel 36 of the actuator assembly 30, the planetary gear set external to the input sun gear 80 ( 90 rotates the carrier 110 while the rotation of the planetary gear set 90 increases (same direction) or decreases (reverse direction) through the rotation direction of the inscribed ring gear 100.

이와 같이 유성기어 셋트(90)와 함께 캐리어(110)가 회전됨에 따라 캐리어(110)에 구비된 감속비 변환기(20)도 함께 회전하게 되는데, 즉 상기 감속비 변 환기(20)를 이루는 캐리어(110)의 반대 면으로 형성된 유성기어 축(21)을 매개로 축 고정된 제2 유성기어 셋트(22)가 캐리어(110)의 회전에 따라 함께 회전하게 된다.As the carrier 110 is rotated together with the planetary gear set 90 as described above, the reduction gear ratio 20 of the carrier 110 is also rotated, that is, the carrier 110 forming the reduction gear ratio 20. The second planetary gear set 22, which is fixed to the shaft via the planetary gear shaft 21 formed on the opposite side of the carrier, rotates together as the carrier 110 rotates.

이에 따라 상기 제2 유성기어 셋트(22)가 외접된 출력 선 기어(24)가 입력에 대한 출력을 발생하게 되며, 이때 상기 출력 선 기어(24)의 최종 조향 출력은 제2 유성기어 셋트(22)와의 기어 비를 통해 제 1실시예(3:1의 입력대 출력 비)에 비해 더 작은 즉, 입력대 출력 비가 3:1 이하로 줄어들게 된다.Accordingly, the output sun gear 24 having the second planetary gear set 22 circumscribed generates an output for the input, and the final steering output of the output sun gear 24 is the second planetary gear set 22. The ratio of the gears to the power output ratio of the output power is lower than that of the first embodiment (the input to output ratio of 3: 1), that is, the input-to-output ratio is reduced to 3: 1 or less.

한편, 이와 같은 3:1 이하의 입력대 출력 비를 갖는 감속기의 구성은 제 2실시예와 달리 구성하면서 동일한 성능을 구현 할 수 있는데 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 감속기의 입력대 출력 비를 결정하는 감속비 변환기를 유성기어가 아닌 기어 비가 다른 스퍼어 기어를 이용하여 구성하게 된다.On the other hand, the configuration of the speed reducer having an input-to-output ratio of 3: 1 or less can implement the same performance while configuring the second embodiment, that is, as shown in FIG. The deceleration ratio converter to be determined is configured by using a spur gear having a different gear ratio than the planetary gear.

이와 같은 본 발명의 제 3실시예는 감속비 변환기만을 제외하고 제 2실시예와 동일한 구성인데 즉, 액츄에이터 앗세이(30)는 조향 컬럼에 장착되는 하우징(12)에 수용되어 회전 구동력을 발생시키는 모터(304)에 결합된 웜 축(305)과 더불어, 상기 웜 축(305)에 치합되어 감속기(700)쪽으로 AFS ECU(2)를 통해 산출된 조향 입력을 제공하는 웜 휠(306)로 구성되어진다. This third embodiment of the present invention is the same configuration as the second embodiment except for the gear ratio converter, that is, the actuator assembly 30 is accommodated in the housing 12 mounted to the steering column to generate a rotational driving force In addition to a worm shaft 305 coupled to 304, it is composed of a worm wheel 306 meshed with the worm shaft 305 and providing a steering input calculated through the AFS ECU 2 toward the reducer 700. Lose.

또한, 상기 감속기(700)는 운전자 조향 입력을 받는 입력 선 기어(800)에 외접되면서 링 기어(1000)에 내접된 유성기어 셋트(900)가 구비되고, 상기 유성기어 셋트(900)는 각 유성기어를 축 고정해 함께 회전되어 조향 출력 값을 발생하는 캐리어(1100)로 구성되어진다.In addition, the speed reducer 700 is provided with a planetary gear set 900 which is external to the input sun gear 800 that receives the driver's steering input and is inscribed in the ring gear 1000, and the planetary gear set 900 includes each planetary planetary gear. It consists of a carrier 1100 that is axially fixed and rotates together to produce a steering output value.

이와 더불어, 상기 감속기(700)는 캐리어(1100)와 함께 회전되어져 유성기어 셋트(900)의 회전을 증속한 출력을 기어 박스 쪽으로 공급하는 감속비 변환기(200)를 더 구비해 구성되어진다.In addition, the speed reducer 700 is configured to further include a reduction ratio converter 200 which is rotated together with the carrier 1100 to supply an output of increasing the rotation of the planetary gear set 900 to the gear box.

즉, 상기 감속비 변환기(200)는 유성기어 셋트(900)가 축 고정된 캐리어(1100)의 반대 면으로 캐리어 축 기어(201)가 돌출 형성되고, 유성기어 셋트(900)의 회전을 증속하는 제1·2종속기어(202,203)가 상기 캐리어 축 기어(201)에 외접되며, 기어 박스 쪽으로 최종 출력을 전달하는 출력 선 기어(204)가 상기 제1·2종속기어(202,203)에 외접되어 회전하게 된다.That is, the reduction ratio converter 200 has a carrier shaft gear 201 protruding to the opposite surface of the carrier 1100 is fixed to the planetary gear set 900, the speed of rotation of the planetary gear set 900 The first and second slave gears 202 and 203 are circumscribed to the carrier shaft gear 201, and the output sun gear 204 which transmits the final output toward the gearbox is circumscribed to the first and second slave gears 202 and 203 to rotate. do.

이때, 상기 제1·2종속기어(202,203)는 서로간에 축으로 연결된 스퍼어 기어 타입으로서, 캐리어 축 기어(201)에 외접된 제1종속기어(202)에 비해 출력 선 기어(204)에 외접된 제2종속기어(203)가 더 큰 직경을 형성하게 된다. At this time, the first and second slave gears 202 and 203 are spur gear types connected to each other by shafts, and are external to the output sun gear 204 as compared with the first slave gear 202 external to the carrier shaft gear 201. The second slave gear 203 has a larger diameter.

이와 같은 구조를 갖는 감속비 변환기(200)는 감속기(700)의 입력대 출력 비는 3:1 이하로 줄이기 위해, 서로 치합된 캐리어 축 기어(201)와, 제1·2종속기어(202,203) 및 출력 선 기어(204)의 기어 잇수를 결정하며, 이러한 기어 잇수는 입력대 출력 비 값의 정확한 요구에 따라 설계 시 결정되어진다.The reduction ratio converter 200 having such a structure includes a carrier shaft gear 201 and first and second slave gears 202 and 203 engaged with each other to reduce the input-to-output ratio of the reduction gear 700 to 3: 1 or less. The number of gear teeth of the output sun gear 204 is determined, which is determined at design time according to the exact requirements of the input to output ratio value.

또한, 제1·2종속기어(202,203)와 출력 선 기어(204)는 하우징(12)내에서 그 위치가 잡아지도록 결합되어진다.In addition, the first and second slave gears 202 and 203 and the output sun gear 204 are coupled to each other so as to be positioned in the housing 12.

이와 같은 본 발명의 제 3실시예에 따른 능동 전륜 조향 장치의 작동은 본 발명의 제 2실시예와 동일하게 구현되며, 다만 감속기(700)를 통한 최종 출력만 제 1실시예와 다르면서 제 2실시예와 같이 3:1 이하의 입력대 출력 비를 갖는 출력 값 을 갖게 된다.The operation of the active front wheel steering apparatus according to the third embodiment of the present invention is implemented in the same manner as the second embodiment of the present invention, except that only the final output through the reducer 700 is different from the first embodiment, and the second As in the embodiment, the output value has an input-to-output ratio of 3: 1 or less.

즉, 본 발명의 제 3실시예는 도 8에 도시된 바와 같이, 운전자의 조향 휠 입력은 입력 선 기어(800)를 통해 입력됨과 더불어, AFS ECU(2)의 목표 조향 입력이 액츄에이터 앗세이(300)의 모터(384)와 웜 축(385) 및 웜 휠(386)을 통해 링 기어(1008)로 입력되면, 상기 입력 선 기어(800)에 외접된 유성기어 셋트(900)는 내접된 링 기어(1000)의 회전 방향을 통해 유성기어 셋트(900)의 회전이 증가(동일 방향)하거나 또는 감소(역 방향)하면서 캐리어(1100)를 회전시켜 주게 된다.That is, in the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, the steering wheel input of the driver is input through the input sun gear 800, and the target steering input of the AFS ECU 2 is applied to the actuator assembly. When input to the ring gear 1008 through the motor 384 and the worm shaft 385 and the worm wheel 386 of the 300, the planetary gear set 900 external to the input sun gear 800 is inscribed ring The rotation of the planetary gear set 900 is rotated through the rotation direction of the gear 1000 to rotate the carrier 1100 while increasing (same direction) or decreasing (reverse direction).

이러한 캐리어(1100)의 회전은 축 기어(201)에 외접된 제1·2종속기어(202,203)를 통해 출력 선 기어(204)를 회전시키게 되고, 상기 출력 선 기어(204)의 회전은 감속기(700)의 최종 출력으로 기어 박스에 전달되며 이때, 상기 출력 선 기어(204)의 최종 조향 출력은 제1·2종속기어(202,203)를 매개로 해 제 1실시예(3:1의 입력대 출력 비)에 비해 더 작은 3:1 이하의 입력대 출력 비를 갖게 된다.The rotation of the carrier 1100 rotates the output sun gear 204 through the first and second slave gears 202 and 203 circumscribed to the shaft gear 201, and the rotation of the output sun gear 204 is a reduction gear ( A final output of 700 is transmitted to the gearbox, where the final steering output of the output sun gear 204 is via the first and second slave gears 202 and 203 as a first input (3: 1 input to output). It has a smaller input-to-output ratio than 3: 1.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 작동 구현 시 운전자의 조향 입력이 입력 선 기어를 통해 감속기로 입력됨과 더불어, AFS ECU를 통한 목표 추종 조향 입력이 액츄에이터를 이루는 모터를 통해 회전되는 링 기어를 매개로 감속기에 동시 입력되고, 서로 다른 2개의 입력이 각각 별개로 입력되는 감속기로부터 기어 박스로 전달되는 최종 출력이 발생함에 따라, 감속기를 단일 유성기어 방식으로 구 성할 수 있어 그 구조가 단순한 능동 전륜 조향 장치를 구성할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, the steering input of the driver is input to the reducer through the input sun gear when the operation is implemented, and the target following steering input through the AFS ECU is transmitted through a ring gear that is rotated through the motor forming the actuator. As the final output is transmitted to the gearbox from the reducer, which is simultaneously input to the reducer and two different inputs are input separately, the reducer can be configured in a single planetary gear type, so that the structure is simple and active front wheel steering system. There is an effect that can be configured.

또한, 본 발명은 서로 다른 2개의 입력이 각각 별개로 입력되어 출력을 발생하는 단일 유성기어 방식 감속기를 사용함에 따라, 설계가 용이하고 제작 공정이 단순해지고 부품수가 축소에 따른 경량화를 달성함은 물론, 저속에서 주차 보조 및 조향 응답성을 증대시켜주면서도 고속에서는 조향 안정성을 개선하는 효과가 있게 된다.In addition, the present invention uses a single planetary gear reducer that generates two different inputs separately to generate an output, so that the design is simple, the manufacturing process is simple, and the weight is reduced as the number of parts is reduced. This improves steering stability at high speeds while increasing parking assistance and steering response at low speeds.

또한, 본 발명은 서로 다른 2개의 입력이 각각 별개로 입력되어 출력을 발생하는 단일 유성기어 방식 감속기에 감속기의 최종 출력을 가변하는 즉, 감속기에 별도의 유성기어 열나 또는 스퍼어 기어 열을 부가함에 따라 감속기의 입력대 출력 비가 3:1(조향 휠 3회전 : 출력 축 1회전) 이하로 줄여 줄 수 있어, 구조적으로 기어 비의 변경에 한계가 있는 기어 박스의 랙크(Rack)형상을 변경을 통하지 않고서도 감속기의 입력대 출력 비 조절이 용이하게 되는 효과가 있게 된다.In addition, the present invention is to vary the final output of the reducer to a single planetary gear type reducer in which two different inputs are input separately to generate an output, that is to add a separate planetary gear train or spur gear train to the reducer Therefore, the input-to-output ratio of the reducer can be reduced to 3: 1 (three steering wheel rotations: one output shaft rotation) or less, and it is not possible to change the rack shape of the gear box, which is structurally limited in changing the gear ratio. It is possible to easily adjust the input-to-output ratio of the reducer without having to.

Claims (9)

조향 출력을 얻기 위한 측정값을 얻는 센서 유니트(1)의 정보를 입력받아 차속에 따른 목표 조향비를 위한 액츄에이터 제어 값을 산출하고, 액츄에이터 작동에 따른 결과를 피드 백 입력받는 AFS ECU(2)와; AFS ECU 2 which receives the information of the sensor unit 1 which obtains the measurement value to obtain the steering output, calculates the actuator control value for the target steering ratio according to the vehicle speed, and feeds back the result according to the actuator operation. ; 조향 컬럼에 장착되는 하우징을 매개로 조향 컬럼에 장착되면서 AFS ECU(2)의 제어를 받아 회전 구동력을 발생시키는 모터(4)와, 상기 모터(4)에 결합되어 회전력을 발생하는 웜 축(5) 및 상기 웜 축(5)에 치합되어져 회전되는 웜 휠(6)로 이루어진 액츄에이터 앗세이(3);A motor 4 for generating a rotational drive force under the control of the AFS ECU 2 and a worm shaft 5 coupled to the motor 4 to generate a rotational force while being mounted to the steering column via a housing mounted on the steering column. And an actuator assembly (3) composed of a worm wheel (6) which is engaged with the worm shaft (5) and rotates; 조향 휠의 조작력을 조향 컬럼을 통해 입력받는 입력 선 기어(8)와, 상기 입력 선 기어(8)에 외접되도록 주위로 배열되어져 입력 선 기어(8)를 통해 함께 회전되는 유성기어 셋트(9), 상기 유성기어 셋트(9)가 자전되도록 내접되면서 액츄에이터 앗세이(3)를 이루는 웜 휠(6)을 통해 AFS ECU(2)에서 산출된 목표 조향 입력이 전달되도록 회전되는 링 기어(10) 및 상기 유성기어 셋트(9)가 축 결합되어 유성기어 셋트(9)와 함께 회전되어져 조향 출력 값을 발생하는 캐리어(11)로 이루어진 감속기(7) 및; An input sun gear 8 that receives the steering force of the steering wheel through the steering column and a planetary gear set 9 which is arranged around the input sun gear 8 so as to be circumscribed and rotated together through the input sun gear 8. The ring gear 10 rotates to transmit the target steering input calculated by the AFS ECU 2 through the worm wheel 6 constituting the actuator assembly 3 while the planetary gear set 9 is rotated. A reduction gear (7) comprising a carrier (11) in which the planetary gear set (9) is axially coupled and rotated together with the planetary gear set (9) to generate a steering output value; 입력 선 기어(8)부위를 감싼 어퍼 케이스(13)가 체결되면서, 상기 감속기(7)를 수용하면서 캐리어(11)의 출력 축 부위를 감싸고, 측면부위로 액츄에이터 앗세이(3)를 이루는 모터(4)와 웜 축(5)을 수용하는 하우징(12);으로 구성되어진 능동 전륜 조향 장치.While the upper case 13 surrounding the input sun gear 8 is fastened, the motor is configured to surround the output shaft of the carrier 11 while accommodating the reducer 7 and form an actuator assembly 3 at the side. 4) and a housing (12) for receiving the worm shaft (5). 청구항 1에 있어서, 상기 유성기어 셋트(9)는 120°간격을 갖고 입력 선 기어(8)에 외접되도록 배열되어 링 기어(10)에 내접되는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향 장치.2. The active front wheel steering apparatus according to claim 1, wherein the planetary gear set is arranged to be circumscribed to the input sun gear at intervals of 120 ° and inscribed to the ring gear. 10. 청구항 1에 있어서, 상기 캐리어(11)는 캐리어 플레이트(11a)상에 유성기어 축(11b)이 120°간격을 갖고 수직하게 돌출되어져, 상기 유성기어 축(11b)으로 유성기어 셋트(9)의 각 유성기어가 축 고정되어 유성기어 셋트(9)와 함께 회전하게 되고, 캐리어 플레이트(11a)의 반대 면으로는 그 중앙에서 수직하게 돌출되어 기어 박스에 최종 출력 값을 전달하는 출력 축(11c)이 형성되어진 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향 장치. 2. The carrier 11 according to claim 1, wherein the planetary gear shaft 11b protrudes vertically on the carrier plate 11a with a 120 [deg.] Interval so that the planetary gear set 9 can be moved to the planetary gear shaft 11b. Each planetary gear is axially fixed to rotate together with the planetary gear set 9, and the output shaft 11c protrudes perpendicularly from the center to the opposite side of the carrier plate 11a to transmit the final output value to the gear box. Active front wheel steering device, characterized in that formed. 청구항 1에 있어서, 상기 감속기는 입력 대 출력 비가 3:1 이하로 발생하도록 감속기 내 출력을 증가시키는 감속비 변환기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향 장치. The active front wheel steering apparatus according to claim 1, wherein the reducer further comprises a reduction ratio converter for increasing the output in the reducer such that an input-to-output ratio occurs below 3: 1. 청구항 4에 있어서, 상기 감속비 변환기(20)는 유성기어 셋트가 축 고정된 캐리어의 반대 면으로 형성된 유성기어 축(21)을 매개로 축 고정된 제2 유성기어 셋트(22)와, 5. The gear set according to claim 4, wherein the reduction ratio converter (20) comprises a second planetary gear set (22) axially fixed via a planetary gear shaft (21) formed on the opposite side of the carrier on which the planetary gear set is axially fixed; 상기 제2 유성기어 셋트(22)가 내접되는 제2 링기어(23) 및 A second ring gear 23 into which the second planetary gear set 22 is inscribed; 상기 제2 유성기어 셋트(22)가 외접되어 기어 박스 쪽으로 운전자의 조향 입력과 AFS ECU(2)의 목표 추종 조향 입력에 대한 최종 조향 출력을 발생하는 출력 선 기어(24)An output sun gear 24 having the second planetary gear set 22 circumscribed to generate a final steering output for the steering input of the driver and the target following steering input of the AFS ECU 2 towards the gearbox; 로 구성되어진 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향 장치. Active front wheel steering device, characterized in that consisting of. 청구항 5에 있어서, 상기 제2유성기어 셋트(22)는 120°간격을 갖고 출력 선 기어(24)에 외접되도록 배열되며, 상기 제2유성기어 셋트(22)가 내접되는 제 2링 기어(23)는 단순히 제2유성기어 셋트(22)의 위치를 잡아주도록 하우징(12)에 결합되어진 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향 장치. The second ring gear (23) according to claim 5, wherein the second planetary gear set (22) is arranged to be circumscribed to the output sun gear (24) with a spacing of 120 °, and the second ring gear (23) to which the second planetary gear set (22) is inscribed. ) Is simply coupled to the housing (12) to position the second planetary gear set (22). 청구항 4에 있어서, 상기 감속비 변환기는 유성기어 셋트가 축 고정된 캐리어의 반대 면으로 돌출 형성된 캐리어 축 기어(201)와, 상기 캐리어 축 기어(201)에 외접된 제1·2종속기어(202,203) 및 기어 박스 쪽으로 최종 출력을 전달하도록 상기 제1·2종속기어(202,203)에 외접되어 회전하는 출력 선 기어(204)로 구성된 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향 장치. 5. The gear ratio converter according to claim 4, wherein the reduction ratio converter includes a carrier shaft gear 201 protruding to the opposite surface of the carrier on which the planetary gear set is fixed to the shaft, and first and second slave gears 202 and 203 which are external to the carrier shaft gear 201. And an output sun gear 204 circumscribed to the first and second slave gears 202 and 203 so as to deliver a final output toward the gear box. 청구항 7에 있어서, 상기 제1·2종속기어(202,203)는 서로간에 축으로 연결되고, 캐리어 축 기어(201)에 외접된 제1종속기어(202)에 비해 출력 선 기어(204)에 외접된 제2종속기어(203)가 더 큰 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향 장치. The method according to claim 7, wherein the first and second slave gears 202 and 203 are connected to each other by a shaft, and are external to the output sun gear 204 compared to the first slave gear 202 external to the carrier shaft gear 201. Active front wheel steering device, characterized in that the second slave gear (203) is formed in a larger diameter. 청구항 8에 있어서, 상기 제1·2종속기어(202,203)는 스퍼어 기어 타입인 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향 장치. 9. The active front wheel steering apparatus according to claim 8, wherein the first and second slave gears (202, 203) are spur gear type.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110155154A (en) * 2019-06-03 2019-08-23 吉林大学 A kind of steering mechanism and its control method of achievable part line traffic control turning function

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