KR20200024530A

KR20200024530A - Steering apparatus for steer by wire system

Info

Publication number: KR20200024530A
Application number: KR1020180101333A
Authority: KR
Inventors: 안상희; 박정식; 고경민
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2020-03-09

Abstract

According to one aspect of the present invention, provided is a steering device for a steer-by-wire system that performs steering according to control information generated by an electronic control unit based on steering input information. The steering device for a steer-by-wire system includes: a gear unit that converts rotational driving force into linear motion for steering; and a drive unit that transmits the rotational driving force to the gear unit. The drive unit includes: a first actuator and a second actuator controlled according to the control information; a first worm and a second worm coupled to the first actuator and the second actuator respectively and rotating; and a worm wheel that rotates engaged with the first worm and the second worm.

Description

Steering device for steer by wire system {STEERING APPARATUS FOR STEER BY WIRE SYSTEM}

본 발명은 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 전동 조향의 고출력을 가능하게 함으로써 종래 고출력의 확보를 위해 유압식 조향 장치가 적용되어 스티어 바이 와이어 시스템의 구현이 어려웠던 상용차에도 스티어 바이 와이어 시스템을 구현할 수 있게 해주는 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering device for a steer-by-wire system, and more particularly, to enable a high power of electric steering, a hydraulic steering device is applied to secure a high power in the prior art, so that the steering-by-wire system is difficult to implement in a commercial vehicle. A steering device for a steer-by-wire system that enables the implementation of a wire system.

종래의 스티어 바이 와이어(Steer By Wire, SBW)의 차륜 조타 장치는 모터, 웜과 웜휠 및 랙 앤 피니언을 포함하는 액추에이터 유닛 2개가 적용되는 것이 일반적인데, 이러한 방식은 제조 원가 측면에서 비용이 상승하고, 시스템 제어의 복잡성이 증가하는 문제점을 가지고 있다.Conventional Steering By Wire (SBW) wheel steering is typically applied with two actuator units, including motors, worms and worm wheels, and rack and pinions, which increases costs in terms of manufacturing costs. In other words, the complexity of system control increases.

한편, 승용차용 랙 타입 전동 파워 스티어링(R-EPS) 장치들을 전장품들의 안전 요소를 강화하여 승용차의 스티어 바이 와이어 시스템에 적용하는 기술이 선보이고 있다. 그러나 승용차용 랙 타입 전동 파워 스티어링 장치들은 버스, 트럭 등과 같은 상용차의 스티어링에 요구되는 높은 출력 및 강성을 만족시키지 못한다. 따라서 종래 승용차용 랙 타입 전동 파워 스티어링을 상용차의 스티어 바이 와이어 시스템 구현을 위해 적용하는 것은 사실상 불가능하다.Meanwhile, a technology for applying a rack-type electric power steering (R-EPS) device for a passenger car to the steer-by-wire system of a passenger car by reinforcing the safety factor of the electronic devices is being introduced. However, rack type electric power steering devices for passenger cars do not satisfy the high power and rigidity required for the steering of commercial vehicles such as buses and trucks. Therefore, it is virtually impossible to apply a conventional rack type electric power steering for a passenger car for implementing a steer-by-wire system of a commercial vehicle.

이와 같은 상황 속에서 상용차용 조향 장치는 여전히 유압식으로 파워 스티어링을 구현하고 있는데, 유압을 생성하는 유압펌프, 작동유를 저장하는 리저버(Reservoir) 및 유압라인을 포함한다. 유압펌프는 자동차의 엔진 및 리저버에 연결되어 유압을 생성하고, 생성된 유압은 유압라인을 통해 스티어링 기어로 전달되며, 스티어링 기어가 조향 방향에 따라 랙 피스톤 압력을 배분하여 조향력을 보조하게 된다.In such a situation, the steering device for commercial vehicles still implements power steering hydraulically, and includes a hydraulic pump for generating hydraulic pressure, a reservoir for storing hydraulic oil, and a hydraulic line. The hydraulic pump is connected to the engine and reservoir of the vehicle to generate hydraulic pressure, and the generated hydraulic pressure is transmitted to the steering gear through the hydraulic line, and the steering gear distributes the rack piston pressure according to the steering direction to assist the steering force.

이와 같은 유압식 조향 장치는 유압펌프가 엔진에 연결되어 엔진의 출력을 소모하므로 연비를 저하시키고, 유압펌프, 리저버 및 유압라인 등 유압 관련 부품이 설치되어야 하므로 차량 내 공간의 효율성을 떨어뜨리며 비용을 상승시키는 문제가 있다. 그리고 무엇보다 전자식 제어가 불가능하므로 차선 유지, 자동 주차, 제동, 타 시스템과의 협조 등과 같은 운전자 편의기능 및 스티어 바이 와이어 시스템의 적용이 불가능한 한계를 가지고 있다.This hydraulic steering device reduces the fuel efficiency because the hydraulic pump is connected to the engine to consume the engine output, and the hydraulic-related parts such as the hydraulic pump, reservoir and hydraulic line must be installed, reducing the efficiency of the space in the vehicle and increasing the cost. There is a problem. Above all, the electronic control is impossible, so driver convenience functions such as lane keeping, automatic parking, braking, cooperation with other systems, and the steering-by-wire system have limitations.

한국 등록특허 제10-0358999호 “차량용 조향 안정성 향상장치”, 2002. 12. 18 등록공고Korean Registered Patent No. 10-0358999 “Vehicle Steering Stability Enhancement Device”, Dec. 18, 2002

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,The present invention is to solve the above problems of the prior art,

본 발명은 전동 조향의 고출력을 가능하게 함으로써 종래 고출력의 확보를 위해 유압식 조향 장치가 적용되어 스티어 바이 와이어 시스템의 구현이 어려웠던 상용차에도 스티어 바이 와이어 시스템을 구현할 수 있게 해주는 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치를 제공하고자 한다.The present invention provides a steering device for a steering-by-wire system that enables a steering-by-wire system to be implemented in a commercial vehicle, which is difficult to implement a steering-by-wire system by applying a hydraulic steering device to secure a high power by enabling high-power of electric steering. To provide.

또한, 본 발명은 주행 중 하나의 액추에이터가 고장난 경우에도 나머지 하나의 작동이 가능하여 안전 성능이 향상된 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a steering device for a steering-by-wire system having improved safety performance by enabling one operation even when one actuator fails during driving.

또한, 본 발명은 평행하게 배치된 2개의 웜을 통해 하나의 웜휠을 회전시킴으로써 편력의 발생을 방지하며 안정적으로 조향력을 제공하는 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a steering device for a steering-by-wire system to prevent the occurrence of bias by providing a steering force by rotating one worm wheel through two worms arranged in parallel.

본 발명의 일 측면에 따르면, 조향 입력 정보를 기초로 전자 제어 유닛에 의해 생성된 제어 정보에 따라 조향을 수행하는 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치로서, 회전 구동력을 조향을 위한 직선 운동으로 변환하는 기어 유닛; 및 상기 기어 유닛에 회전 구동력을 전달하는 구동 유닛; 을 포함하고, 상기 구동 유닛은, 상기 제어 정보에 따라 제어되는 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터와, 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 각각 결합되어 회전하는 제1 웜 및 제2 웜과, 상기 제1 웜 및 상기 제2 웜과 치합되어 회전하는 웜휠을 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a steering apparatus for a steer-by-wire system that performs steering in accordance with control information generated by an electronic control unit based on steering input information, wherein the gear converts a rotational driving force into linear motion for steering. unit; And a drive unit transmitting a rotational driving force to the gear unit. The driving unit includes a first actuator and a second actuator controlled according to the control information, a first worm and a second worm coupled to the first actuator and the second actuator and rotated, respectively, A steering apparatus for a steer-by-wire system is provided that includes a worm wheel that engages and rotates with a first worm and the second worm.

이 때, 상기 기어 유닛은 상기 웜휠의 회전축 상에 배치된 볼 스크류와, 상기 볼 스크류에 결합된 볼 너트와, 상기 볼 너트에 치합된 섹터 샤프트를 포함할 수 있다.In this case, the gear unit may include a ball screw disposed on the rotation axis of the worm wheel, a ball nut coupled to the ball screw, and a sector shaft engaged with the ball nut.

이 경우, 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터는 상기 전자 제어 유닛에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.In this case, the first actuator and the second actuator can be independently controlled by the electronic control unit.

또한, 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터는 인접하여 나란히 배치될 수 있다.In addition, the first actuator and the second actuator may be disposed adjacent to each other side by side.

이 때, 상기 제1 웜의 회전축과 상기 제2 웜의 회전축은 각각 상기 웜휠의 회전축과 수직을 이룰 수 있다.In this case, the rotation axis of the first worm and the rotation axis of the second worm may be perpendicular to the rotation axis of the worm wheel, respectively.

이 경우, 상기 제1 웜 및 상기 제2 웜은 평행하게 배치되어 각각 상기 웜휠의 일측과 타측에 치합될 수 있다.In this case, the first worm and the second worm may be disposed in parallel to each other to be engaged with one side and the other side of the worm wheel.

한편, 상기 구동 유닛은 상기 웜휠의 회전축에 결합되어 상기 볼 스크류로 상기 웜휠의 회전 구동력을 전달하는 인풋 샤프트를 더 포함할 수 있다.The driving unit may further include an input shaft coupled to the rotation shaft of the worm wheel to transmit the rotational driving force of the worm wheel to the ball screw.

또 한편, 상기 구동 유닛은 상기 웜휠의 회전축 상에 배치되어 조향 각도를 센싱하는 각도 센서를 더 포함할 수 있다.In addition, the driving unit may further include an angle sensor disposed on the rotation axis of the worm wheel for sensing a steering angle.

이 때, 상기 전자 제어 유닛은 상기 각도 센서로부터 상기 조향 각도를 전달받아 상기 제어 정보의 생성에 사용할 수 있다.In this case, the electronic control unit may receive the steering angle from the angle sensor and use it to generate the control information.

본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치는 종래 고출력의 확보를 위해 유압식 조향 장치가 적용되어 스티어 바이 와이어 시스템의 구현이 어려웠던 상용차에도 스티어 바이 와이어 시스템을 구현할 수 있게 해준다.Steering-by-wire system steering apparatus according to an embodiment of the present invention is a hydraulic steering device is applied in order to secure a high power in the prior art, it is possible to implement a steering-by-wire system in a commercial vehicle it was difficult to implement a steering-by-wire system.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치는 주행 중 하나의 액추에이터가 고장난 경우에도 나머지 하나의 작동이 가능해 향상된 안전 성능을 제공한다.In addition, the steering device for the steering-by-wire system according to an embodiment of the present invention enables the other one to operate even when one actuator fails during driving, thereby providing improved safety performance.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치는 평행하게 배치된 2개의 웜을 통해 하나의 웜휠을 회전시킴으로써 편력의 발생을 방지하며 안정적으로 조향력을 제공한다.In addition, the steering device for a steering-by-wire system according to an embodiment of the present invention prevents the occurrence of bias by stably rotating one worm wheel through two worms arranged in parallel and stably provides steering force.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치의 제1 웜, 제2 웜 및 웜휠의 배치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view of a steering apparatus for a steering by wire system according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.
3 is a perspective view showing the arrangement of the first worm, the second worm and the worm wheel of the steering apparatus for the steering-by-wire system according to the exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. The drawings and description are to be regarded as illustrative in nature and not restrictive. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.1 is a perspective view of a steering apparatus for a steer-by-wire system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치(1)는 조향 입력 정보를 기초로 전자 제어 유닛(미도시)에 의해 생성된 제어 정보에 따라 조향을 수행하는 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어용 조향 장치(1)는 기어 유닛(100) 및 구동 유닛(300)을 포함한다.1 and 2, a steering apparatus 1 for a steering-by-wire system according to an embodiment of the present invention may steer in accordance with control information generated by an electronic control unit (not shown) based on steering input information. Steering device for a steer-by-wire system to perform the. Steering-by-wire steering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a gear unit 100 and a drive unit 300.

이하에서 구성을 상세하게 설명함에 있어서, 기어 유닛(100)에 상대적으로 가까운 쪽을 하방향 또는 하부, 구동 유닛(300)에 상대적으로 가까운 쪽을 상방향 또는 상부로 기술한다.In the following description of the configuration in detail, a side relatively close to the gear unit 100 is described as a downward direction or a lower side and a side relatively close to the drive unit 300 as an upward direction or an upper side.

본 발명은 스티어 바이 와이어 시스템에 적용되는 조향 장치에 관한 것이므로, 본 발명에서 기어유닛(100) 및 구동유닛(300)은 차량의 스티어링 휠과 기구적인 연결을 가지지 않는다. 스티어 바이 와이어 시스템에서 상기 전자 제어 유닛은 조향 입력 정보를 기초로 제어 정보를 생성한다. 여기서, 조향 입력 정보란 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 입력단을 통해 입력된 정보로서, 예를 들면 운전자에 의해 조작되는 스티어링 휠의 회전 각도 및 토크 중 어느 하나 이상을 포함하는 정보일 수 있으며, 운전자에 의해 조작되는 스티어링 휠이 아니라 드라이빙 어시스트 시스템에서 오는 조향 신호일 수도 있다.Since the present invention relates to a steering apparatus applied to a steer-by-wire system, the gear unit 100 and the driving unit 300 in the present invention do not have a mechanical connection with the steering wheel of the vehicle. In the steer-by-wire system, the electronic control unit generates control information based on the steering input information. Here, the steering input information is information input through the steering input terminal of the steer-by-wire system, and may be, for example, information including any one or more of a rotation angle and a torque of the steering wheel operated by the driver. It may be a steering signal coming from the driving assist system rather than the steering wheel being operated.

기어 유닛(100)은 회전 구동력을 조향을 위한 직선 운동으로 변환한다. 더욱 상세하게 살펴보면, 기어 유닛(100)은 구동 유닛(300)의 회전 구동력을 직선 운동으로 변환하여 차륜 측으로 전달하여 조향이 이루어질 수 있게 해준다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 기어 유닛(100)은 볼 너트 기어로 이루어질 수 있는데, 이 때, 기어 유닛(100)은 볼 스크류(110), 볼 너트(120), 섹터 샤프트(130), 베어링(140) 및 락 스크류(150) 등을 포함하며, 이들은 기어 하우징(160) 내에 배치될 수 있다.The gear unit 100 converts the rotational driving force into linear motion for steering. Looking in more detail, the gear unit 100 converts the rotational driving force of the drive unit 300 into a linear motion to be transmitted to the wheel side to enable steering. Referring to FIG. 2, in one embodiment of the present invention, the gear unit 100 may be formed of a ball nut gear, wherein the gear unit 100 includes a ball screw 110, a ball nut 120, and a sector shaft. 130, bearing 140, lock screw 150, and the like, which may be disposed within gear housing 160.

볼 스크류(110)는 기어 하우징(160) 내에 회전 가능하게 배치되며, 외주면에 나선형으로 형성된 그루브(111)를 포함하고 있다. 또한, 볼 너트(120)는 볼 스크류(110)에 결합되어 볼 스크류(110)의 회전에 따라 상방향 또는 하방향으로 직선거동을 한다. 볼 너트(120)의 내주면에는 나선형으로 그루브(121)가 형성되어 있으며, 볼 스크류(110)의 외주면과 볼 너트(120)의 내주면 사이 즉, 볼 스크류(110)의 그루브(111)와 볼 너트(120)의 그루브(121)에 의해 형성되는 통로에는 볼(122)이 배치되어 볼 스크류(110)와 볼 너트(120) 사이의 마찰력을 감소시켜 줄 수 있다. 이 때, 볼 너트(120)는 볼(122)의 순환을 위한 리서큘레이터(123)를 포함할 수 있다.The ball screw 110 is rotatably disposed in the gear housing 160 and includes a groove 111 spirally formed on an outer circumferential surface thereof. In addition, the ball nut 120 is coupled to the ball screw 110 to the linear movement in the upward or downward direction in accordance with the rotation of the ball screw 110. Grooves 121 are formed on the inner circumferential surface of the ball nut 120 in a helical manner, and are formed between the outer circumferential surface of the ball screw 110 and the inner circumferential surface of the ball nut 120, that is, the groove 111 and the ball nut of the ball screw 110. Ball 122 is disposed in the passage formed by the groove 121 of 120 may reduce the friction force between the ball screw 110 and the ball nut 120. In this case, the ball nut 120 may include a recirculator 123 for circulation of the ball 122.

섹터 샤프트(130)는 볼 너트(120)의 외주면에 형성된 기어부(124)에 치합되어 있으며, 볼 너트(120)의 상하 거동에 따라 회전 거동한다. 섹터 샤프트(130)는 피트먼 암(미도시)와 연결되어 있으며, 회전 거동하며 상기 피트먼 암 작동시켜 조향력을 차륜 쪽으로 전달한다.The sector shaft 130 is engaged with the gear part 124 formed on the outer circumferential surface of the ball nut 120 and rotates in accordance with the vertical motion of the ball nut 120. The sector shaft 130 is connected to the Pitman arm (not shown), rotates and actuates the Pitman arm to transmit steering force to the wheel.

베어링(140)은 볼 스크류(110)의 양측 즉, 볼 스크류(110)의 상부와 하부를 지지하는 역할을 수행한다. 베어링(140)은 기어 하우징(150) 내에 배치된 볼 스크류(110)의 상부와 하부 양측에 각각 배치되어 양측 지지 구조를 형성한다. 이와 같은 양측 지지 구조는 볼 스크류(110)의 축력이 구동 유닛(300)으로 전달되지 않게 해준다. 이에 따라 기어 유닛(100)의 내구성이 향상될 수 있다.The bearing 140 supports both sides of the ball screw 110, that is, the upper and lower portions of the ball screw 110. The bearing 140 is disposed on both upper and lower sides of the ball screw 110 disposed in the gear housing 150 to form both support structures. This bilateral support structure prevents the axial force of the ball screw 110 from being transmitted to the drive unit 300. Accordingly, durability of the gear unit 100 may be improved.

락 스크류(150)는 볼 스크류(110)의 하단부에 배치된 베어링(140)과 기어 하우징(160)의 사이에 배치되어 있다. 락 스크류(150)는 볼 스크류(110)의 상부와 하부에 결합된 베어링(140)에 의한 양측 지지 구조가 풀리는 것을 방지한다. 기어 하우징(150)은 하단부가 하우징 커버(151)에 의해 밀폐되도록 이루어져 있는데, 락 스크류(150)가 볼 스크류(110)의 하단부에 배치된 베어링(140)과 하우징 커버(161) 사이에 배치됨으로써 볼 스크류(110)의 양측 지지 구조의 풀림을 방지하여 준다. 더욱 상세하게는, 락 스크류(150)를 통해 베어링(140)에 예압을 주어 지지 안정성을 확보할 수 있다.The lock screw 150 is disposed between the bearing 140 disposed at the lower end of the ball screw 110 and the gear housing 160. The lock screw 150 prevents loosening of both supporting structures by the bearing 140 coupled to the upper and lower portions of the ball screw 110. The gear housing 150 is configured such that the lower end thereof is sealed by the housing cover 151. The lock screw 150 is disposed between the bearing 140 and the housing cover 161 disposed at the lower end of the ball screw 110. It prevents the loosening of the support structure on both sides of the ball screw 110. More specifically, the bearing 140 may be preloaded through the lock screw 150 to secure supporting stability.

한편, 기어 하우징(160)은 하단부가 하우징 커버(161)에 의해 밀폐되도록 이루어져 있으므로 기어 하우징(160)의 하단이 개방된 상태에서 기어 유닛(100)의 조립 과정이 수행될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해 볼 스크류(110)의 양측 지지 구조가 용이하게 구현될 수 있다.Meanwhile, since the lower end of the gear housing 160 is sealed by the housing cover 161, an assembly process of the gear unit 100 may be performed while the lower end of the gear housing 160 is open. Through this structure, both side support structures of the ball screw 110 can be easily implemented.

구동 유닛(300)은 기어 유닛(100)에 회전 구동력을 전달한다. 구동 유닛(300)은 상기 전자 제어 유닛의 제어 정보에 따라 회전 구동력을 생성한다. 구동 유닛(300)은 상기 제어 정보에 따라 제어되는 제1 액추에이터(310) 및 제2 액추에이터(320), 제1 액추에이터(310) 및 제2 액추에이터(320)에 각각 결합되어 회전하는 제1 웜(330) 및 제2 웜(340), 제1 웜(330) 및 제2 웜(340)과 치합되어 회전하는 웜휠(350), 웜휠(350)의 회전축에 결합되어 볼 스크류(110)로 웜휠(350)의 회전 구동력을 전달하는 인풋 샤프트(360), 인풋 샤프트(360)의 안정적인 동력 전달을 위해 인풋 샤프트(360) 중 웜휠(350)의 하부에 배치된 부분에 결합된 베어링(370) 및 웜휠(350)의 회전축 상에 배치되어 조향 각도를 센싱하는 각도 센서(380)를 포함한다.The drive unit 300 transmits a rotational driving force to the gear unit 100. The drive unit 300 generates a rotational driving force according to the control information of the electronic control unit. The driving unit 300 is coupled to the first actuator 310 and the second actuator 320, the first actuator 310, and the second actuator 320, which are controlled according to the control information, respectively. 330 and the worm wheel 350, which is engaged with the second worm 340, the first worm 330, and the second worm 340 and rotates, is coupled to the rotation shaft of the worm wheel 350 to form a worm wheel (110). Input shaft 360 for transmitting the rotational driving force of the 350, bearing 370 and worm wheel coupled to the portion disposed below the worm wheel 350 of the input shaft 360 for stable power transmission of the input shaft 360 An angle sensor 380 is disposed on the rotation axis of the 350 to sense a steering angle.

제1 액추에이터(310) 및 제2 액추에이터(320)는 상기 전자 제어 유닛(미도시)의 제어 즉, 상기 전자 제어 유닛이 생성한 제어 정보에 따라 제어되며 회전 구동력을 생성한다. 구체적인 예를 들면, 제1 액추에이터(310) 및 제2 액추에이터(320)는 각각 모터일 수 있다.The first actuator 310 and the second actuator 320 are controlled according to the control of the electronic control unit (not shown), that is, the control information generated by the electronic control unit, and generate a rotational driving force. For example, each of the first actuator 310 and the second actuator 320 may be a motor.

본 발명에서 제1 액추에이터(310) 및 제2 액추에이터(320)는 독립적으로 제어될 수 있다. 제1 액추에이터(310)와 제2 액추에이터(320)가 각각 독립적으로 제어됨으로써 제1 액추에이터(310)에 결합된 제1 웜(330), 제2 액추에이터(320)에 결합된 제2 웜(340)이 독립적으로 작동할 수 있으며, 이를 통해 제1 웜(330)과 제2 웜(340)에 치합된 웜휠(350)의 회전을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.In the present invention, the first actuator 310 and the second actuator 320 may be independently controlled. As the first actuator 310 and the second actuator 320 are independently controlled, the first worm 330 coupled to the first actuator 310 and the second worm 340 coupled to the second actuator 320 are controlled. This can operate independently, it is possible to precisely control the rotation of the worm wheel 350 meshed with the first worm 330 and the second worm 340.

또한, 차량의 주행 중에 제1 액추에이터(310) 및 제2 액추에이터(320) 중 어느 하나가 고장으로 인해 작동이 불가능하게 된 경우에도 나머지 다른 하나로 웜휠(350)을 회전시킬 수 있다. 즉, 페일 세이프티(fail safety) 또는 리던던시(redundancy)를 통한 안전 성능을 확보할 수 있다.In addition, even when one of the first actuator 310 and the second actuator 320 is disabled due to a failure while the vehicle is running, the worm wheel 350 may be rotated by the other one. That is, safety performance through fail safety or redundancy may be secured.

또한, 제1 액추에이터(310) 및 제2 액추에이터(320)는 인접하여 나란히 배치되는 것이 바람직하다. 제1 액추에이터(310)와 제2 액추에이터(320)가 상호 대향하며 배치되는 것도 가능하지만 이 경우 차량의 패키징 측면에서 불리하기 때문이다.In addition, the first actuator 310 and the second actuator 320 is preferably disposed adjacent to each other side by side. The first actuator 310 and the second actuator 320 may be disposed to face each other, but in this case, it is disadvantageous in terms of packaging of the vehicle.

제1 웜(330) 및 제2 웜(340)은 각각 제1 액추에이터(310) 및 제2 액추에이터(320)에 결합되어 회전한다. 이 때, 웜휠(350)은 제1 웜(330) 및 제2 웜(340)에 치합되어 회전하며 기어 유닛(100)으로 회전 구동력을 전달한다.The first worm 330 and the second worm 340 are coupled to the first actuator 310 and the second actuator 320 to rotate. At this time, the worm wheel 350 is engaged with the first worm 330 and the second worm 340 to rotate and transmits a rotational driving force to the gear unit 100.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치(1)의 제1 웜(330), 제2 웜(340) 및 웜휠(350)의 배치를 나타낸 사시도가 나타나 있는데, 이를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 제1 웜(330)의 회전축과 제2 웜(340)의 회전축은 각각 웜휠(350)의 회전축과 수직을 이룰 수 있다.3 shows a perspective view showing the arrangement of the first worm 330, the second worm 340, and the worm wheel 350 of the steering apparatus 1 for the steering-by-wire system according to an embodiment of the present invention. As can be seen through, the axis of rotation of the first worm 330 and the axis of rotation of the second worm 340 may be perpendicular to the axis of rotation of the worm wheel 350, respectively.

또한, 웜휠(350)은 기어 유닛(100)의 볼 스크류(110)에 회전 구동력을 전달하는데, 웜휠(350)의 회전축과 볼 스크류(110)의 회전축은 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the worm wheel 350 transmits a rotational driving force to the ball screw 110 of the gear unit 100, the rotation axis of the worm wheel 350 and the rotation axis of the ball screw 110 is preferably arranged to match.

한편, 도 3을 참조하면, 제1 웜(330) 및 제2 웜(340)은 평행하게 배치되어 각각 웜휠(350)의 일측과 타측에 치합되어 있다. 이와 같은 배치를 통해 웜휠(350)의 양측에서 회전력이 전달되도록 할 수 있으며, 웜휠(350)에 편력을 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과 안정적인 조향력의 전달이 이루어지게 된다.Meanwhile, referring to FIG. 3, the first worm 330 and the second worm 340 are disposed in parallel and are engaged with one side and the other side of the worm wheel 350, respectively. Through this arrangement, the rotational force may be transmitted from both sides of the worm wheel 350, and it may be prevented from generating a bias on the worm wheel 350. The result is a stable transmission of steering force.

인풋 샤프트(360)는 웜휠(350)의 회전축에 결합되어 볼 스크류(110)로 웜휠(350)의 회전 구동력을 전달한다. 즉, 인풋 샤프트(360)는 웜휠(350) 및 볼 스크류(110)와 동일한 회전축을 가지며, 웜휠(350)의 회전에 의해 발생하는 회전 구동력을 볼 스크류(110)로 전달한다. 이 때, 베어링(370)은 인풋 샤프트(360)의 안정적인 동력 전달을 위해 인풋 샤프트(360) 중 웜휠(350)의 하부에 배치된 부분에 결합되어 지지력을 제공한다.The input shaft 360 is coupled to the rotation shaft of the worm wheel 350 to transfer the rotational driving force of the worm wheel 350 to the ball screw 110. That is, the input shaft 360 has the same rotation axis as the worm wheel 350 and the ball screw 110, and transmits the rotational driving force generated by the rotation of the worm wheel 350 to the ball screw 110. At this time, the bearing 370 is coupled to the portion disposed below the worm wheel 350 of the input shaft 360 to provide a stable power for the stable power transmission of the input shaft 360.

각도 센서(380)는 웜휠(350)의 회전축 상에 배치되어 조향 각도를 센싱한다. 도 2를 참조하면, 각도 센서(380)는 인풋 샤프트(360)의 회전 각도를 센싱하도록 인풋 샤프트(360)의 상단부에 배치되어 있다. 각도 센서(380)는 인풋 샤프트(360)의 회전 각도 센싱을 통해 조향이 이루어진 정도를 측정하여 상기 전자 제어 유닛에 전달할 수 있으며, 상기 전자 제어 유닛은 각도 센서(380)로부터 전달된 정보를 제어 정보의 생성에 사용할 수 있다. 이를 통해 정밀한 조향 제어가 이루어질 수 있다.The angle sensor 380 is disposed on the axis of rotation of the worm wheel 350 to sense the steering angle. Referring to FIG. 2, the angle sensor 380 is disposed at an upper end of the input shaft 360 to sense a rotation angle of the input shaft 360. The angle sensor 380 may measure a degree of steering through the rotation angle sensing of the input shaft 360 and transmit the steering degree to the electronic control unit, wherein the electronic control unit controls the information transmitted from the angle sensor 380. Can be used to create This enables precise steering control.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited by the embodiments presented herein, and those skilled in the art to understand the spirit of the present invention are within the scope of the same idea, Other embodiments may be easily proposed by addition, modification, deletion, addition, etc., but this is also within the scope of the present invention.

1: 스티어 바이 와이어 시스템용 조향 장치
100: 기어 유닛
110: 볼 스크류 120: 볼 너트
130: 섹터 샤프트 140: 베어링
150: 락 스크류 160: 기어 하우징
300: 구동 유닛
310: 제1 액추에이터 320: 제2 액추에이터
330: 제1 웜 340: 제2 웜
350: 웜휠 360: 인풋 샤프트
370: 베어링 380: 각도 센서1: Steering Device for Steer-by-Wire System
100: gear unit
110: ball screw 120: ball nut
130: sector shaft 140: bearing
150: lock screw 160: gear housing
300: drive unit
310: First Actuator 320: Second Actuator
330: first worm 340: second worm
350: worm wheel 360: input shaft
370: bearing 380: angle sensor

Claims

A steering apparatus for a steering-by-wire system that performs steering in accordance with control information generated by an electronic control unit based on steering input information,
A gear unit for converting rotational driving force into linear motion for steering; And
A drive unit for transmitting a rotational driving force to the gear unit; Including,
The drive unit,
A first actuator and a second actuator controlled according to the control information,
First and second worms coupled to the first actuator and the second actuator to rotate, respectively;
Steering device for a steer-by-wire system including a worm wheel engaged with the first worm and the second worm to rotate.

According to claim 1,
And the gear unit includes a ball screw disposed on a rotation axis of the worm wheel, a ball nut coupled to the ball screw, and a sector shaft engaged to the ball nut.

The method of claim 2,
Said first actuator and said second actuator being independently controlled by said electronic control unit.

The method of claim 2,
And the first actuator and the second actuator are adjacently arranged side by side.

The method of claim 4, wherein
The steering shaft of the first worm and the rotation shaft of the second worm are respectively perpendicular to the rotation axis of the worm wheel.

The method of claim 5,
And the first worm and the second worm are disposed in parallel to each other and engaged with one side and the other side of the worm wheel, respectively.

The method of claim 2,
And the drive unit further comprises an input shaft coupled to the rotating shaft of the worm wheel to transmit the rotational driving force of the worm wheel to the ball screw.

The method of claim 2,
And the drive unit further comprises an angle sensor disposed on a rotation axis of the worm wheel to sense a steering angle.

The method of claim 8,
And the electronic control unit receives the steering angle from the angle sensor and uses the steering control to generate the control information.