KR20200043829A - 스티어 바이 와이어식 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것으로, 구동모터에 의해 회전하며 내주면에 경사홈이 형성되어 있는 아우터부재, 아우터부재의 내주면과 이격된 내측에 원통형으로 형성되어 조향컬럼에 고정되며, 경방향으로 개구된 가이드부가 구비되어 있는 인너부재, 아우터부재의 회전시 외측면이 경사홈에 지지되며 가이드부를 따라서 경방향 내측으로 이동되는 슬라이딩부재, 슬라이딩부재와 연동되어 경방향으로 이동하며 조향축의 외주면을 지지하여 조향축의 회전을 방지하는 지지부재를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.

Description

스티어 바이 와이어식 조향장치{Steer-By-Wire Type Steering Apparatus}
본 실시예들은 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우나 운전자가 반력모터의 반력토크보다 과도한 조향토크를 조향축에 발생시키는 경우 조향축의 회전을 방지할 수 있게 되어 운전자의 조향감과 조향안정성을 높일 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 조향장치는 운전자의 스티어링 휠의 조작력을 보조하여 운전 조작의 편의를 제공하기 위해 파워스티어링이 개발되어 적용되고 있고, 파워스티어링은 유압을 이용한 유압식과, 유압과 모터의 전동력을 동시에 이용하는 전동 유압식, 모터의 전동력만을 이용한 전동식 등이 개발되어 적용되었다.
최근에는 스티어링 휠과 바퀴사이의 스티어링 컬럼이나 유니버설 조인트 혹은 피니언 샤프트와 같은 기계적인 연결장치를 제거하는 대신에 모터와 같은 전동기를 이용하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 스티어 바이 와이어(Steer By Wire; SBW)식 조향장치가 개발되어 적용되고 있다.
그런데, 이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 경우 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없기 때문에 운전자의 조향휠 회전이 무한정 회전할 수 있어서 운전자의 조향감각을 떨어트리는 문제가 있었다.
즉, 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우(일반적인 조향장치에서 조향휠 또는 바퀴가 풀턴 상태인 경우)나 바퀴가 도로의 연석에 부딪혀 더 이상 회전할 수 없는 경우 등에는 조향축이 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자에게 이러한 정보를 줄 수 있는 필요성이 대두되고 있다.
이에 본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우나 운전자가 반력모터의 반력토크보다 과도한 조향토크를 조향축에 발생시키는 경우 조향축의 회전을 방지할 수 있게 되어 운전자의 조향감과 조향안정성을 높일 수 있는 스티어 바이 와이어식 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 실시예들의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 실시예들에 의하면, 구동모터에 의해 회전하며 내주면에 경사홈이 형성되어 있는 아우터부재, 아우터부재의 내주면과 이격된 내측에 원통형으로 형성되어 조향컬럼에 고정되며, 경방향으로 개구된 가이드부가 구비되어 있는 인너부재, 아우터부재의 회전시 외측면이 경사홈에 지지되며 가이드부를 따라서 경방향 내측으로 이동되는 슬라이딩부재, 슬라이딩부재와 연동되어 경방향으로 이동하며 조향축의 외주면을 지지하여 조향축의 회전을 방지하는 지지부재를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.
이와 같은 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우나 운전자가 반력모터의 반력토크보다 과도한 조향토크를 조향축에 발생시키는 경우 조향축의 회전을 방지할 수 있게 되어 운전자의 조향감과 조향안정성을 높이는 효과가 있게 된다.
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2 내지 도 5는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도,
도 6은 도 5의 단면도,
도 7은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도,
도 8 내지 도 10은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 실시예들의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예들의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치를 개략적으로 나타내는 구성도, 도 2 내지 도 5는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도, 도 6은 도 5의 단면도, 도 7은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 사시도, 도 8 내지 도 10은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치 중 일부를 나타내는 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 구동모터(125)에 의해 회전하며 내주면에 경사홈(154)이 형성되어 있는 아우터부재(153), 아우터부재(153)의 내주면과 이격된 내측에 원통형으로 형성되어 조향컬럼에 고정되며, 경방향으로 개구된 가이드부(157)가 구비되어 있는 인너부재(155), 아우터부재(153)의 회전시 외측면이 경사홈(154)에 지지되며 가이드부(157)를 따라서 경방향 내측으로 이동되는 슬라이딩부재(190), 슬라이딩부재(190)와 연동되어 경방향으로 이동하며 조향축(103)의 외주면을 지지하여 조향축(103)의 회전을 방지하는 지지부재(170)를 포함한다.
이러한 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향휠(101)과 연결된 조향축(103)의 일측에 앵글센서(105)와 토크센서(107) 등이 결합되고, 운전자의 조향휠(101) 조작시 이를 감지하는 앵글센서(105)와 토크센서(107)가 전기 신호를 전자제어장치(110)에 보내 반력모터(120)와 피니언축 모터(130)가 작동되도록 되어 있다.
전자제어장치(110)는 앵글센서(105)와 토크센서(107), 바퀴회전각센서(104), 랙바이동센서(106) 등으로부터 전송된 전기 신호와 자동차에 장착된 여러 센서들로부터 전송된 전기 신호들을 기초로 반력모터(120)와 구동모터(125), 피니언축 모터(130) 등을 제어하게 된다.
피니언축 모터(130)는 피니언축(113)과 연결된 랙바(111)를 슬라이딩시켜 타이로드(115)와 너틀암(117)을 통해 양측 바퀴(119)의 조향을 수행하게 되고, 반력모터(120)는 운전자의 조향휠(101) 조작시 반대방향의 조향 반력감을 생성시키거나, 자동차의 자율주행시 조향축(103)의 조향을 수행하게 되어 있다.
다만, 본 실시예들에서의 도면에는 설명의 편의를 위해 앵글센서(105)와 토크센서(107), 바퀴회전각센서(104), 랙바이동센서(106)가 구비된 것으로 도시하였으나, 조향 정보를 전자제어장치(110)로 송부하기 위한 모터 포지션센서와 각종 레이더, 라이더, 카메라 화상센서 등이 구비될 수 있음은 물론이며, 이하 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서는 조향축(103)과 피니언축(113)이 기계적으로 연결되어 있지 않기 때문에 운전자의 조향휠(101) 회전이 무한정 회전할 수 있어서, 임의의 각도에서 조향축(103)의 회전을 멈추게 하는 기계적 제한이 필요하게 된다.
즉, 바퀴(119)의 회전이 최대점에 이른 경우(일반적인 조향장치에서 조향휠(101) 또는 바퀴(119)가 풀턴 상태인 경우)나, 바퀴(119)가 도로의 연석에 부딪혀 더 이상 회전할 수 없는 경우 등에는 반력모터(120)에서 반력토크를 최대로 출력한 상태이므로 조향축(103)이 더 이상 회전되지 않도록 함으로써 운전자에게 이러한 정보를 줄 수 있게 조향축(103)의 회전을 방지하게 되어 있다.
이러한 조향축(103) 회전을 방지하기 위해 조향축(103)과 기계적으로 연결된 구동모터(125)가 구비되어, 바퀴(119)의 회전이 최대점에 이른 경우나 반력모터(120)의 최대반력토크 이상의 조향토크가 발생되는 경우 등에는 회전방지부재(150)가 작동되어 조향축(103)의 회전이 멈추도록 되어 있다.
먼저, 자동차의 차체에 고정되는 조향컬럼에는 조향휠(101)과 결합되는 조향축(103)이 구비되고, 조향컬럼(123)의 일측에는 조향축(103)에 조향반력감을 제공하는 반력모터(120)와, 조향축(103)에서 반력모터(120)의 최대반력토크 이상의 조향토크가 발생되는 경우 조향축(103)의 회전을 멈추도록 작동되는 구동모터(125)가 구비되어 있다.
따라서, 운전자가 조향휠(101)을 조작하면 토크센서(107)와 앵글센서(105)에서 검출된 신호값에 기초하여 전자제어장치(110)가 반력모터(120)를 작동시켜 조향축(103)의 회전방향과 반대방향으로 작동되는 반력토크를 발생시킨다.
그리고, 바퀴(119)의 회전이 최대점에 이른 경우(일반적인 조향장치에서 조향휠(101) 또는 바퀴(119)가 풀턴 상태인 경우나, 바퀴(119)가 도로의 연석에 부딪혀 더 이상 회전할 수 없는 경우 구동모터(125)가 작동되어 아우터부재(153)를 회전시킨다.
아우터부재(153)는 일측단이 격벽(153c)으로 막힌 원통형으로 형성되는데, 외주면은 하우징(152)에 지지되며 회전하고 하우징(152)의 외측에는 하우징커버(151)가 장착된다.
또한, 아우터부재(153)의 내주면에는 경사홈(154)이 형성되어 있으며 격벽(153c)에 결합되는 구동모터(125)에 의해 일측과 타측으로 회전하게 되어 있다.
이러한 아우터부재(153)는 일체로 형성될 수도 있으나 제작성과 조립성을 고려하여 분할하여 형성 후 조립될 수도 있다.
즉, 경사홈(154)이 구비된 부위(153b)를 별도로 형성하여 원통형 부위(153a)와 고정부재로 결합하여 형성할 수 있고, 이경우 경사홈(154) 형성이 보다 용이해지고 금형제작이 간편해지는 효과가 있으며, 본 실시예들에서는 아우터부재(153)ㄹ를 분할하여 조립되는 것을 일례로 도시하였다.
원통형으로 형성되는 인너부재(155)는 일측에 경방향으로 개구된 가이드부(157)가 구비되어 있으며 아우터부재(153)의 내주면과 이격된 내측에 위치된다.
이러한 인너부재(155)는 아우터부재(153)의 회전시 움직이지 않도록 조향컬럼에 고정되는데, 조향컬럼의 아우터튜브나 컬럼하우징 등과 같이 고정되는 부품에 고정될 수 있으며 이에 대해서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 아우터부재(153)의 회전시 슬라이딩부재(190)의 외측면이 경사홈(154)에 지지되면서 가이드부(157)를 따라서 경방향 내측으로 이동되며 지지부재(170)를 지지하게 되어 있다.
지지부재(170)는 슬라이딩부재(190)와 연동되어 경방향으로 이동하면서 조향축(103)의 외주면을 지지하여 조향축(103)의 회전을 방지한다.
아우터부재(153)에 구비되는 경사홈(154)은 인너부재(155)의 가이드부(157)와 대응되는 위치에 구비되는데, 아우터부재(153)의 내주면에서 원주방향의 일측으로 갈수록 경방향의 깊이가 점진적으로 커지는 경사면으로 형성된다.
따라서, 구동모터(125)에 의해 아우터부재(153)가 회전하면 경사홈(154)에 지지된 슬라이딩부재(190)가 경사홈(154)의 깊이 차이만큼 경방향으로 이동하도록 되어 있다.
경사홈(154)에는 저마찰재질로 형성되는 코팅부(154a)가 형성되거나 저마찰부재가 결합될 수 있으며, 본 실시예들의 도면에서는 편의상 코팅부(154a)가 형성되는 것을 일례로 도시하였다.
슬라이딩부재(190)는 아우터부재(153)의 경사홈(154)에 지지되는 외주면이 볼록한 곡면으로 형성되어 아우터부재(153)의 회전시 경사홈(154)과의 마찰을 최소화하면서 걸림감없이 매끄럽게 이동되도록 되어 있다.
또한, 슬라이딩부재(190)는 경사홈(154)에 지지되는 외주면에 저마찰재질로 형성되는 코팅부(191a)가 형성되거나 저마찰부재가 결합될 수 있으며, 경사홈(154)과 마찬가지로 본 실시예들의 도면에서는 편의상 코팅부(191a)가 형성되는 것을 일례로 도시하였다.
여기서, 경사홈(154)이나 슬라이딩부재(190)에 구비되는 코팅부는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene) 등과 같은 비점착성 저마찰재질로 형성될 수 있다.
그리고, 아우터부재(153)의 축방향 단부에 형성된 격벽(153c)에는 구동모터(125)의 축(125a)이 결합되는 결합홀(126a)이 구비되어 있어서 구동모터(125)와 결합되어 회전할 수 있게 된다.
인너부재(155)에 형성되어 있는 가이드부(157)는 인너부재(155)의 외주면에서 경방향 외측으로 돌출되는 중공형상으로 형성되어 아우터부재(153)의 회전시 슬라이딩부재(190)가 가이드부(157)의 내측으로 이동되도록 되어 있다.
슬라이딩부재(190)는 가이드부(157)의 내측으로 삽입되는 몸체부(193), 몸체부(193)의 외측단에서 원주방향의 양측으로 돌출된 지지단부(191)가 구비된다.
그리고, 지지단부(191)와 가이드부(157)의 외주면에는 슬라이딩부재(190)를 경방향으로 지지하는 탄성부재(160)가 결합되는데, 탄성부재(160)가 지지단부(191)를 지지하면서 슬라이딩부재(190)를 아우터부재(153)쪽으로 지지함으로써 평상시 즉, 조향축(103)이 회전할때에는 슬라이딩부재(190)가 지지부재(170)를 조향축(103)과 이격시키도록 되어 있다.
또한, 인너부재(155)는 외주면과 가이드부(157)가 연결되는 부위에 탄성부재(160)가 지지되는 돌출단부(159)가 형성되어 있어서, 탄성부재(160)의 단부를 지지하면서 인너부재(155)와의 래틀노이즈를 방지하게 되어 있다.
한편, 지지부재(170)의 내주면에는 돌기와 홈으로 형성되는 지지고정부(170a)가 구비되고, 조향축(103)의 외주면에는 지지고정부(170a)와 대응되는 홈과 돌기로 형성되는 축고정부(103a)가 구비되어 조향축(103)의 회전을 견고하게 방지할 수 있게 되어 있다.
여기서, 지지고정부(170a)와 축고정부(103a)는 돌기와 홈이 축방향으로 형성된 것으로 도시하였으나 이는 일례로 도시한 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 조향축(103)의 회전을 방지할 수 있는 그 어떠한 형상으로 형성되어도 무관할 것이다.
대략 원호 내지는 아크 형상의 단면으로 형성되는 지지부재(170)의 외주면에는 경방향 외측으로 돌출된 경방향돌기부(171)가 형성되고 인너부재(155)의 개구된 부위 내주면에는 경방향돌기부(171)가 안착되는 안착홈(157a)이 형성되어 있다.
그리고, 지지부재(170)는 경방향돌기부(171)의 외주측에 경방향 외측으로 돌출된 삽입부(173)가 형성되고, 슬라이딩부재(190)에는 삽입부(173)가 삽입되는 삽입홈(195)이 형성되어 지지부재(170)와 결합될 수 있다.
이러한 슬라이딩부재(190)와 지지부재(170)는 일체로 경방향의 이동이 가능하도록 슬라이딩부재(190)와 지지부재(170)를 관통하는 체결부재(180)로 연결된다.
슬라이딩부재(190)의 몸체부(193)에는 체결부재(180)가 결합되는 연결홀(193a)가 형성되고 지지부배(170)에는 지지고정부(170a)에서 삽입부(173)까지 관통되는 체결홀(177)이 형성되어 있다.
그리고, 경방향돌기부(171)의 내측에는 체결부재(180)의 머리부가 지지되는 단턱부(175)가 형성되어 있어서 체결부재(180)가 슬라이딩부재(190)와 지지부재(170)를 연결하면서 고정되게 되어 있다.
한편, 인너부재(155)에 형성되는 가이드부(157)는 인너부재(155)의 원주방향으로 이격되며 둘 이상 구비되고 슬라이딩부재(190)와 지지부재(170)도 가이드부(157) 각각에 대응되게 구비될 수 있다.
즉, 조향축(103)의 회전을 보다 효율적으로 방지하기 위해 조향축(103)의 외주면을 지지하는 위치를 원주방향으로 이격된 위치에 둘 이상의 가이드부(157), 슬라이딩부재(190), 탄성부재(160), 지지부재(170)가 구비될 수 있으며, 본 실시예들에서는 서로 경방향으로 대향되는 위치에 구비되는 것을 일례로 도시하였다.
이러한 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향축(103)에서 발생되는 조향토크값을 측정하는 토크센서(107), 토크센서(107)에서 측정된 조향토크값을 기초로 조향축(103)의 반력토크값을 산출하여 반력모터(120)로 송출하며, 조향토크값과 설정된 최대반력토크값을 비교하여 구동모터(125)의 작동여부를 결정하는 전자제어장치(110)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 전자제어장치(110)는 조향축(103)에서 발생되는 조향토크값이 기설정된 최대반력토크값보다 큰 경우, 전자제어장치(110)가 구동모터(125)를 작동시켜 도 9와 같이 지지부재(170)가 조향축(103)과 밀착되도록 작동한다.
그리고, 조향토크값이 기설정된 최대반력토크값보다 작은 경우에는 구동모터(125)를 작동시켜 도 10과 같이 지지부재(170)가 조향축(103)과 이격된 상태를 유지하여 조향축(103)의 자유로운 회전이 가능하게 된다.
즉, 일반적인 조향 상황인 경우에는 구동모터(125)가 아우터부재(153)를 회전시켜 도 10과 같이 지지부재(170)가 경사홈(154)의 가장 깊은 걸림턱(154c)에 위치되도록 아우터부재(153)를 회전시킴으로써 지지부재(170)가 조향축(103)으로부터 이격되어 조향축(103)의 자유로운 회전이 가능하게 된다.
또한, 조향중에 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우나 바퀴가 도로의 연석에 부딪혀 더 이상 회전할 수 없는 경우 등과 같이 운전자가 반력모터(120)의 반력토크보다 과도한 조향토크를 조향축(103)에 발생시키는 경우에는 구동모터(125)가 아우터부재(153)를 회전시켜 도 9와 같이 지지부재(170)가 경사홈(154)의 가장 얕은곳까지 위치되도록 아우터부재(153)를 반대로 회전시킴으로써 지지부재(170)가 조향축(103)과 밀착되어 조향축(103)의 회전이 방지된다.
그리고, 어느 일방향, 예들 들어 좌회전 방향의 조향토크값이 최대반력토크값보다 큰 경우에는 조향축(103)의 회전을 방지하다가 우회전 방향의 조향토크값이 발생되면 구동모터(125)를 작동시켜 아우터부재(153)를 반대방향으로 회전시킴으로써 다시 조향축(103)의 회전이 가능하게 된다.
또한, 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향축(103)의 회전각도를 측정하는 앵글센서(105), 바퀴의 회전각도를 측정하는 바퀴회전각센서(104), 앵글센서(105)에서 측정된 조향축회전각도와 바퀴회전각센서(104)에 측정된 바퀴회전각도를 기설정된 데이터값과 비교하여 구동모터(125)의 작동여부를 결정하는 전자제어장치(110)를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 전자제어장치(110)는 조향축(103)의 회전각도와 바퀴회전각도를 기설정된 데이터값과 비교하여 구동모터(125)의 작동여부를 결정하는데, 여기서 기설정된 데이터값은 일반적인 조향시 조향축(103)의 회전각도에 대응되는 바퀴회전각도를 설정해 놓은 데이터값을 의미한다.
따라서, 조향축(103)의 회전각도와 바퀴회전각도를 기설정된 데이터값과 비교하여 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우나 바퀴가 도로의 연석에 부딪혀 더 이상 회전할 수 없는 경우 등과 같이 조향축(103)의 회전각도가 기설정된 바퀴회전각도 데이터값보다 큰 경우에는 구동모터(125)가 아우터부재(153)를 회전시켜 도 9와 같이 지지부재(170)가 조향축(103)과 밀착되도록 제어하게 된다.
그리고, 조향축(103)의 회전각도가 기설정된 바퀴회전각도 데이터값보다 작은 경우에는 구동모터(125)를 작동시켜 도 10과 같이 지지부재(170)가 조향축(103)과 이격된 상태를 유지하여 조향축(103)의 자유로운 회전이 가능하게 된다.
또한, 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치는, 조향축(103)의 회전각도를 측정하는 앵글센서(105), 랙바(111)의 슬라이딩 이동거리를 측정하는 랙바이동센서(106), 앵글센서(105)에서 측정된 조향축회전각도와 랙바이동센서(106)에 측정된 랙바이동거리를 기설정된 데이터값과 비교하여 구동모터(125)의 작동여부를 결정하는 전자제어장치를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 전자제어장치(110)는 조향축(103)의 회전각도와 랙바이동거리를 기설정된 데이터값과 비교하여 구동모터(125)의 작동여부를 결정하는데, 여기서 기설정된 데이터값은 일반적인 조향시 조향축(103)의 회전각도에 대응되는 랙바이동거리를 설정해 놓은 데이터값을 의미한다.
따라서, 조향축(103)의 회전각도와 랙바이동거리를 기설정된 데이터값과 비교하여 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우나 바퀴가 도로의 연석에 부딪혀 더 이상 회전할 수 없는 경우 등과 같이 조향축(103)의 회전각도가 기설정된 랙바이동거리 데이터값보다 큰 경우에는 구동모터(125)가 아우터부재(153)를 회전시켜 도 9와 같이 지지부재(170)가 조향축(103)과 밀착되도록 제어하게 된다.
그리고, 조향축(103)의 회전각도가 기설정된 랙바이동거리 데이터값보다 작은 경우에는 구동모터(125)를 작동시켜 도 10과 같이 지지부재(170)가 조향축(103)과 이격된 상태를 유지하여 조향축(103)의 자유로운 회전이 가능하게 된다.
즉, 전자제어장치(110)가 구동모터(125)를 작동시켜 아우터부재(153)를 어느 방향으로 회전시키는지에 따라서 조향축(103)의 일측방향의 회전만 불가능하게 할 수 있게 되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예들에 의하면, 스티어 바이 와이어식 조향장치에 있어서 바퀴의 회전이 최대점에 이른 경우나 운전자가 반력모터의 반력토크보다 과도한 조향토크를 조향축에 발생시키는 경우 조향축의 회전을 방지할 수 있게 되어 운전자의 조향감과 조향안정성을 높이는 효과가 있게 된다.
이상에서, 본 실시예들의 실시예들을 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 실시예들이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시예들의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들에 개시된 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101: 조향휠 103: 조향축
104: 바퀴회전각센서 105: 앵글센서
106:랙바이동센서 107: 토크센서
120: 반력모터 125: 구동모터
153: 바퀴회전각도 155: 인너부재
160: 탄성부재 170: 지지부재
190: 슬라이딩부재

Claims (20)

  1. 구동모터에 의해 회전하며 내주면에 경사홈이 형성되어 있는 아우터부재;
    상기 아우터부재의 내주면과 이격된 내측에 원통형으로 형성되어 조향컬럼에 고정되며, 경방향으로 개구된 가이드부가 구비되어 있는 인너부재;
    상기 아우터부재의 회전시 외측면이 상기 경사홈에 지지되며 상기 가이드부를 따라서 경방향 내측으로 이동되는 슬라이딩부재;
    상기 슬라이딩부재와 연동되어 경방향으로 이동하며 조향축의 외주면을 지지하여 상기 조향축의 회전을 방지하는 지지부재;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사홈은 상기 가이드부와 대응되는 위치에 구비되되, 상기 아우터부재의 내주면에서 원주방향의 일측으로 갈수록 경방향의 깊이가 점진적으로 커지는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 경사홈에는 저마찰재질로 형성되는 코팅부가 형성되거나 저마찰부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬라이딩부재는 상기 경사홈에 지지되는 외주면이 볼록한 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 슬라이딩부재는 상기 경사홈에 지지되는 외주면에 저마찰재질로 형성되는 코팅부가 형성되거나 저마찰부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 아우터부재의 축방향 단부에는 상기 구동모터의 축이 결합되는 결합홀이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 인너부재의 외주면에서 경방향 외측으로 돌출되는 중공형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 슬라이딩부재는 상기 가이드부의 내측으로 삽입되는 몸체부와 상기 몸체부의 외측단에서 원주방향의 양측으로 돌출된 지지단부가 구비되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 지지단부와 상기 가이드부의 외주면에는 상기 슬라이딩부재를 경방향으로 지지하는 탄성부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 인너부재는 외주면과 상기 가이드부가 연결되는 부위에 상기 탄성부재가 지지되는 돌출단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재의 내주면에는 돌기와 홈으로 형성되는 지지고정부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 조향축의 외주면에는 상기 지지고정부와 대응되는 홈과 돌기로 형성되는 축고정부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재의 외주면에는 경방향 외측으로 돌출된 경방향돌기부가 형성되고 상기 인너부재의 개구된 부위 내주면에는 상기 경방향돌기부가 안착되는 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 경방향돌기부의 외주측에 경방향 외측으로 돌출된 삽입부가 형성되고 상기 슬라이딩부재에는 상기 삽입부가 삽입되는 삽입홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 슬라이딩부재와 지지부재는 상기 슬라이딩부재와 지지부재를 관통하는 체결부재로 연결되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 경방향돌기부의 내측에는 상기 체결부재의 머리부가 지지되는 단턱부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 인너부재의 원주방향으로 이격되며 둘 이상 구비되고 상기 슬라이딩부재와 지지부재도 상기 가이드부 각각에 대응되게 구비되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향축에서 발생되는 조향토크값을 측정하는 토크센서;
    상기 토크센서에서 측정된 조향토크값을 기초로 상기 조향축의 반력토크값을 산출하여 반력모터로 송출하며, 상기 조향토크값과 기설정된 최대반력토크값을 비교하여 상기 구동모터의 작동여부를 결정하는 전자제어장치;
    를 더 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향축의 회전각도를 측정하는 앵글센서;
    바퀴의 회전각도를 측정하는 바퀴회전각센서;
    상기 앵글센서에서 측정된 조향축회전각도와 상기 바퀴회전각센서에 측정된 바퀴회전각도를 기설정된 데이터값과 비교하여 상기 구동모터의 작동여부를 결정하는 전자제어장치;
    를 더 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향축의 회전각도를 측정하는 앵글센서;
    랙바의 슬라이딩 이동거리를 측정하는 랙바이동센서;
    상기 앵글센서에서 측정된 조향축회전각도와 상기 랙바이동센서에 측정된 랙바이동거리를 기설정된 데이터값과 비교하여 상기 구동모터의 작동여부를 결정하는 전자제어장치;
    를 더 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
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