KR20230063050A

KR20230063050A - 차량용 조향장치

Info

Publication number: KR20230063050A
Application number: KR1020210147884A
Authority: KR
Inventors: 이석원
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2021-11-01
Filing date: 2021-11-01
Publication date: 2023-05-09
Also published as: US20230134775A1

Abstract

본 발명은 차량용 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 랙하우징과, 랙하우징의 내부에 삽입되며 중앙부위에 마그넷이 장착된 랙바와, 랙하우징에 장착되는 케이스와, 케이스에 장착되며 랙하우징의 길이 방향으로 직선 이동되는 랙바에 맞물려 회전되면서 랙바의 이동량을 감지하는 제1 감지부 및 랙하우징에 장착되며 마그넷을 감지하는 제2 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 조향장치{STEERING DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 부품간의 조립성을 개선하고, 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 차량용 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동식 조향장치는 조향휠부터 양쪽 바퀴까지 이어지는 조향 계통 및 조향 계통에 조향 보조 동력을 공급하는 보조 동력 기구를 포함하여 구성된다.

여기서, 조향 계통은 상단이 조향휠에 연결되고, 하단은 한 쌍의 유니버설 조인트를 매개로 피니언축에 연결되어 조향휠과 함께 회전하는 조향축을 포함하여 구성된다. 또한, 피니언축은 랙-피니언 기구부를 통해 랙 바에 연결되고, 랙 바의 양단은 타이로드 및 너클암을 통해 바퀴에 연결된다.

이러한 랙-피니언 기구부는 피니언축의 하단에 형성되는 피니언 기어와 랙 바의 외주면 일측에 형성되는 랙 기어가 서로 맞물려서 형성되며, 랙-피니언 기구부를 통해 피니언축의 회전 운동이 랙 바의 직선 운동으로 변화한다.

따라서, 운전자가 조향휠을 조작하면 피니언축이 회전하고, 피니언축의 회전에 따라 랙 바가 축 방향으로 직선 운동을 하며, 랙 바의 직선 운동이 타이 로드 및 너클암을 통해 바퀴를 조향하게 된다.

한편, 보조 동력 기구는 운전자가 조향휠에 가하는 조향 토크를 감지하고 감지된 조향 토크에 비례하는 전기 신호를 출력하는 토크 센서, 이 토크 센서로부터 전해지는 전기 신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치 및 전자 제어 장치로부터 전해지는 제어 신호에 기초하여 조향 보조 동력을 발생시키는 모터를 포함하여 구성된다.

따라서, 전동식 조향장치는, 조향휠의 회전에 의해 발생한 조향 토크가 랙-피니언 기구부를 거쳐서 랙 바에 전달되고, 발생된 조향 토크에 따라 모터에서 발생한 조향 보조 동력이 조향축, 피니언축 또는 랙 바에 전달되도록 형성된다. 즉, 조향 계통에서 발생한 조향 토크와 모터에서 발생한 조향 보조 동력이 합쳐져서 랙 바를 축 방향으로 운동하도록 하는 것이다.

한편, SBW 시스템(Steer-By-Wire System)은 스티어링휠과 차량의 구동바퀴의 기계적 연결을 분리한 조향시스템으로, 스티어링휠의 회전 신호를 전자제어유니트(ECU)를 통해 입력받고, 입력된 회전 신호를 바탕으로 구동바퀴에 연결된 조향모터를 작동시켜 차량을 조향할 수 있다.

이러한 SBW 시스템은 기존의 조향시스템이 갖는 기계적 연결구조가 제거됨으로써, 조향계 구성에 따른 레이아웃 자유도를 증가시키고, 연비를 개선하며, 차륜에서 역입력되는 외란을 제거할 수 있는 등의 장점을 갖고 있다.

반면, 이 같은 기계적 연결구조의 단절로 인해 운전자가 필요로 하는 조향정보를 제대로 피드백 받을 수 없는 단점도 있다.

종래의 SBW 시스템에 적용된 SAS(Steering Angle Sensor)의 온-센터(스티어링휠의 중립 위치) 요구 특성 만족을 위해 과다 사양이 적용된 구조를 가진다.

부연하면, 종래에는 SAS 성능을 구현하기 위해 랙바의 기어부와 접촉되는 웜샤프트 기어부가 랙하우징에 고정되는 구조를 가지며, 웜샤프트 기어부 상단에 축에 SAS 별물 센서를 고정한 후 센서 전체를 덮는 별물 방수 커버를 가지는 구조로 구성된다.

즉, SBW 시스템이 적용된 종래의 차량용 조향장치는 시스템 하우징의 형상 복잡하고, 구성 부품별 조립성이 난해할 뿐만 아니라 과다 사양이 적용되어 기능 및 성능 요구 조건 대비 비 효율적인 문제가 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2008-0004177호(2008.01.09. 공개, 발명의 명칭: 자동차의 스티어 바이 와이어식 조향장치)에 개시되어 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 부품간의 조립성을 개선하고, 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 차량용 조향장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 차량용 조향장치로서, 랙하우징, 상기 랙하우징의 내부에 삽입되며 중앙부위에 마그넷이 장착된 랙바, 상기 랙하우징에 장착되는 케이스, 상기 케이스에 장착되며 상기 랙하우징의 길이 방향으로 직선 이동되는 상기 랙바에 맞물려 회전되면서 상기 랙바의 이동량을 감지하는 제1 감지부 및 상기 랙하우징에 장착되며 상기 마그넷을 감지하는 제2 감지부를 포함한다.

상기 랙하우징은 상기 랙바가 관통되는 양단이 개방된 중공의 하우징 몸체부, 상기 하우징 몸체부의 외측면에 형성되고 상기 케이스 및 상기 제2 감지부가 각각 장착되는 하우징 장착부 및 상기 하우징 장착부에 형성되고 상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부가 각각 배치되는 하우징 홀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징 장착부는 상기 케이스가 장착되는 제1 하우징 장착부 및 상기 제2 감지부가 장착되는 제2 하우징 장착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징 홀부는 상기 제1 감지부가 배치되는 제1 하우징 홀부 및 상기 제2 감지부가 배치되는 제2 하우징 홀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스를 커버하는 상부 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 케이스는 상측이 개방된 하부 저장부, 상기 하부 저장부에 형성되고 상기 제1 감지부가 회전 가능하도록 지지하는 하부 지지부, 상기 하부 저장부의 일측면에 형성되고 상기 랙하우징과 연통되어 상기 제1 감지부를 노출시키는 하부 개방부 및 상기 하부 저장부의 일측면에서 연장되고 상기 랙하우징과 결합되는 하부 확장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 케이스는 상기 하부 저장부를 커버하는 상부 저장부, 상기 상부 저장부에 형성되고 상기 제1 감지부가 회전 가능하도록 지지하는 상부 지지부, 상기 상부 저장부의 일측면에 형성되고 상기 랙하우징과 연통되어 상기 제1 감지부를 노출시키는 상부 개방부 및 상기 하부 저장부의 일측면에서 연장되고 상기 랙하우징과 결합되는 상부 확장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 감지부는 상기 케이스에 회전 가능하도록 장착되고 상기 랙바와 맞물려 회전되는 감지 랙부, 상기 감지 랙부에 형성되는 감지 전달부, 상기 케이스에 회전 가능하도록 장착되고 상기 감지 전달부에 맞물려 회전되는 하나 이상의 감지 기어부 및 상기 감지 기어부를 감지하는 감지 기판부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 감지부는 상기 하우징 장착부에 장착되며 외측면에 장착홈이 형성된 홀더, 상기 홀더에 형성된 상기 장착홈의 내측에 장착되며 상기 마그넷을 감지하는 감지 기판부 및 상기 홀더의 외측면을 커버하는 커버부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 감지부는 상기 감지 기판부의 감지 범위 내에서 상기 렉바와 함께 이동되는 상기 마그넷의 위치를 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 랙하우징에 케이스를 조립하되, 랙하우징을 관통하는 랙바와, 케이스에 내장된 제1 감지부가 맞물리도록 하고, 제1 감지부의 회전을 측정하여 바퀴의 조향 상태를 정밀하게 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 랙바의 중앙부위에 장착된 마그넷을 감지하는 제2 감지부에 의해 바퀴의 직진 정렬 상태를 정밀하게 감지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치를 나타낸 외부 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치를 나타낸 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 케이스를 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 제1 감지부를 나타낸 측면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 제1 감지부를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 제2 감지부를 나타낸 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 랙바의 위치 정보를 나타낸 예시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치를 나타낸 외부 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 조향장치는 랙하우징(100), 랙바(200), 케이스(300), 제1 감지부(400) 및 제2 감지부(500)를 포함하는 구성요소로 이루어지며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

랙하우징(100)은 차체에 구비된다. 랙하우징(100)은 원통 형상을 하고, 차체에 고정 설치될 수 있다. 랙하우징(100)은 후술하는 케이스(300)와 연통될 수 있다.

랙바(200)는 랙하우징(100)의 내부에 삽입되어 랙하우징(100)의 길이 방향(축 방향)으로 직선 이동 가능하다. 랙바(200)는 랙하우징(100)을 관통하고, 운전석에 배치되는 스티어링휠의 조작에 따라 이동되어 바퀴의 각도를 변경할 수 있다.

그리고, 랙바(200)의 중앙부위에 마그넷(210)이 장착되는데, 부연하면 랙바(200)의 중앙부 상단에 마그넷(210)이 안착된다.

랙바(200)는 구동수단(미도시)에 의해 기어 연결되고, 스티어링휠의 조작에 따라 구동수단이 구동됨에 따라 축 방향으로 이동될 수 있다.

케이스(300)는 랙하우징(100)에 장착된다. 케이스(300)는 랙하우징(100)과 연통되도록 조립될 수 있다.

제1 감지부(400)는 케이스(300)에 장착되고, 랙바(200)와 맞물려 회전되고, 랙바(200)의 이동량을 감지한다. 제1 감지부(400)는 케이스(300)에 회전 가능하도록 장착되고, 일부가 케이스(300)에서 돌출되어 랙바(200)와 맞물릴 수 있다.

제1 감지부(400)와 랙바(200)는 랙-피니언 결합으로 직선 운동이 회전 운동으로 변환될 수 있다. 그리고, 제1 감지부(400)는 랙바(200)의 이동량에 대응되는 회전량을 감지할 수 있다. 제1 감지부(400)가 측정한 회전량은 제어부에 전송되어 바퀴의 회전 각도를 정밀하게 산출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 랙하우징(100)은 하우징 몸체부(110)와, 하우징 장착부(120) 및 하우징 홀부(121)를 포함하여 구성될 수 있다.

하우징 몸체부(110)는 랙바(200)가 관통 가능하도록 양단이 개방된 중공의 원통 형상을 할 수 있다. 하우징 몸체부(110)는 외측이 각진 형상을 할 수 있으며, 별도의 고정수단에 의해 차체에 고정될 수 있다.

하우징 장착부(120)는 하우징 몸체부(110)에 형성되고, 케이스(300)가 장착된다. 부연하면, 하우징 장착부(120)는 하우징 몸체부(110)의 외주면 대비 함몰된 홈 형상일 수 있으며, 케이스(300)가 장착되는 제1 하우징 장착부(120a)와, 제1 하우징 장착부(120a)의 상측에 형성되어 제2 감지부(500)가 장착되는 제2 하우징 장착부(120b)로 구성될 수 있다.

하우징 홀부(121)는 하우징 장착부(120)에 형성되고, 제1 감지부(400)가 배치된다. 부연하면, 하우징 홀부(121)는 제1 감지부(400)의 삽입을 유도하고, 하우징 몸체부(110)에 형성되는 홀이 될 수 있다.

하우징 홀부(121)는 제1 하우징 장착부(120a)에 형성된 제1 하우징 홀부(121a)와 제2 하우징 장착부(120b)에 형성된 제2 하우징 홀부(121b)로 구성될 수 있다. 즉, 제1 하우징 홀부(121a)에 제1 감지부(400)가 배치된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 케이스를 나타낸 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 케이스(300)는 하부 케이스(310)와 상부 케이스(320)를 포함하여 구성될 수 있다.

하부 케이스(310)는 상측이 개방된 형상을 하고, 상부 케이스(320)는 하부 케이스(310)의 개방된 부분을 커버한다. 상부 케이스(320)와 하부 케이스(310)는 상하로 조립 가능하다. 한편, 하부 케이스(310)와 상부 케이스(320)의 접촉 부위에는 오링 또는 실리콘이 도포되어 이물질 유입을 차단할 수 있다.

하부 케이스(310)는 하부 저장부(311)와, 하부 지지부(312)와, 하부 개방부(313) 및 하부 확장부(314)를 포함하여 구성될 수 있다.

하부 저장부(311)는 상측이 개방된 형상을 한다. 하부 저장부(311)는 하부 저장 바닥부(311a)와, 하부 저장 바닥부(311a)의 가장자리에서 상방으로 연장되는 하부 저장 테두리부(311b)를 포함하여 구성될 수 있다.

하부 지지부(312)는 하부 저장부(311)에 형성되고, 제1 감지부(400)가 회전 가능하도록 지지한다. 하부 지지부(312)는 제1 감지부(400)의 구조에 따라 하나 이상 형성되어 제1 감지부(400)의 회전을 지지할 수 있다. 이때, 하부 지지부(312)에는 회전 저항을 줄이기 위한 베어링이 구비될 수 있다.

하부 개방부(313)는 하부 저장부(311)의 일측면에 형성되고, 랙하우징(100)과 연통되어 제1 감지부(400)를 노출시킨다. 하부 개방부(313)는 하부 저장 테두리부(311b)의 전면에 형성되고, 하우징 홀부(121)와 대응되는 형상을 할 수 있다.

하부 확장부(314)는 하부 저장부(311)의 일측면에서 연장되고, 랙하우징(100)과 결합된다. 하부 확장부(314)는 하부 저장부(311)의 전면에서 좌우 양측으로 각각 연장되어 하우징 장착부(120)와 맞대응될 수 있다. 하부 확장부(314)와 하우징 장착부(120)와 조립될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상부 케이스(320)는 상부 저장부(321)와, 상부 지지부(322)와, 상부 개방부(323) 및 상부 확장부(324)를 포함하여 구성될 수 있다.

상부 저장부(321)는 상측이 개방된 형상을 한다. 상부 저장부(321)는 상부 저장 천장부(321a)와, 상부 저장 천장부(321a)의 가장자리에 형성되고 하방으로 연장되는 상부 저장 테두리부(321b)를 포함하여 구성될 수 있다.

상부 지지부(322)는 상부 저장부(321)에 형성되고, 제1 감지부(400)가 회전 가능하도록 지지한다. 상부 지지부(322)는 제1 감지부(400)의 구조에 따라 하나 이상 형성되어 제1 감지부(400)의 회전을 지지할 수 있다. 이때, 상부 지지부(322)에는 회전 저항을 줄이기 위한 베어링이 구비될 수 있다.

상부 개방부(323)는 상부 저장부(321)의 일측면에 형성되고, 랙하우징(100)과 연통되어 제1 감지부(400)를 노출시킨다. 상부 개방부(323)는 상부 저장 테두리부(321b)의 전면에 형성되고, 하우징 홀부(121)와 대응되는 형상을 할 수 있다. 이때, 제1 감지부(400)는 상부 개방부(323)와 하부 개방부(313)를 통해서 외부로 노출될 수 있으다.

한편, 설계에 따라 하부 개방부(313)와 상부 개방부(323) 중 어느 하나를 통해서만 제1 감지부(400)가 노출될 수 있다. 이러한 구조에서는 하부 개방부(313)와 상부 개방부(323) 중 다른 하나는 생략될 수 있다.

상부 확장부(324)는 상부 저장부(321)의 일측면에서 연장되고, 랙하우징(100)과 결합된다. 상부 확장부(324)는 상부 저장부(321)의 전면에서 좌우 양측으로 각각 연장되어 하우징 장착부(120)와 맞대응될 수 있다. 상부 확장부(324)와 하우징 장착부(120)와 조립될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 제1 감지부를 나타낸 측면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 제1 감지부를 나타낸 평면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 감지부(400)는 감지 랙부(410)와, 감지 전달부(420)와, 감지 기어부(430) 및 감지 기판부(440)를 포함하여 구성될 수 있다.

감지 랙부(410)는 케이스(300)에 회전 가능하도록 장착되고, 랙바(200)와 맞물려 회전된다. 감지 랙부(410)는 하부 지지부(312)와 상부 지지부(322)에 회전 가능하게 장착된다.

감지 전달부(420)는 감지 랙부(410)에 형성된다. 감지 전달부(420)는 감지 랙부(410)에 축 결합된다. 감지 전달부(420)는 감지 랙부(410)의 회전력을 전달하도록 평기어 형상을 할 수 있다.

하나 이상의 감지 기어부(430)는 케이스(300)에 회전 가능하도록 장착되고, 감지 전달부(420)에 맞물려 회전된다. 감지 기어부(430)는 하나 이상이 배치될 수 있다. 만일 감지 기어부(430)가 2개인 경우, 2개가 감지 전달부(420)에 동시에 맞물릴 수 있다.

그 외, 2개의 감지 기어부(430) 중 어느 하나는 감지 전달부(420)에 맞물리고, 다른 하나는 어느 하나의 감지 기어부(430)에 맞물릴 수 있다. 감지 기어부(430)의 회전축에는 자성체가 내장될 수 있다.

감지 기판부(440)는 감지 기어부(430)를 감지한다. 감지 기판부(440)는 회전되는 감지 기어부(430)의 자성을 감지할 수 있다. 감지 기판부(440)는 2개의 감지 기어부(430)의 상방에 배치되고, 상부 케이스(320)에 장착된다.

한편, 감지 전달부(420)와 감지 기어부(430)의 기어비 조합을 통해 시스템 요구 성능에 따른 센서 출력을 다변화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치에서 제2 감지부를 나타낸 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제2 감지부(500)는 홀더(510), 감지 기판부(520) 및 커버부(530)를 포함하여 구성될 수 있다.

홀더(510)는 하우징 몸체부(110)에 형성된 하우징 장착부(120)에 장착된다. 제2 하우징 장착부(120b)에 홀더(510)가 장착된다.

홀더(510)의 외측면에는 후술하는 감지 기판부(520)가 장착되는 장착홈(511)이 형성된다. 제2 하우징 장착부(120b)에 형성된 제2 하우징 홀부(121b)는 홀더(510)의 삽입을 유도하고, 제2 하우징 홀부(121b)에 감지 기판부(520)가 배치된다.

감지 기판부(520)는 일종의 선형 센서로서, 홀더(510)에 형성된 장착홈(511)의 내측에 장착되며, 랙바(200)에 장착된 마그넷(210)을 감지한다. 즉, 감지 기판부(520)는 랙바(200)의 중앙부위에 장착된 마그넷(210)의 자성을 감지하게 된다.

부연하면, 감지 기판부(520)의 감지 범위 내에서 렉바(200)와 함께 이동되는 마그넷(210)의 위치를 감지한다. 즉, 마그넷(210)의 위치에 따라 감지값이 달라지는데, 감지 기판부(520)에 의해 감지된 마그넷(210)의 위치 정보는 제어부에 전송되어 바퀴의 정렬 상태를 정밀하게 산출할 수 있다.

커버부(530)는 감지 기판부(520)가 장착되는 홀더(510)에 장착되어 홀더(510)의 외측면을 커버한다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치의 조립 및 작동을 설명하면 다음과 같다.

하부 케이스(310)와 상부 케이스(320)를 조립하되, 하부 케이스(310)와 상부 케이스(320) 사이에는 제1 감지부(400)가 장착된다. 이때, 감지 전달부(420)가 구비된 감지 랙부(410)와, 감지 전달부(420)에 맞물리는 감지 기어부(430)가 하부 지지부(312)와 상부 지지부(322)에 회전 가능하도록 장착된다.

그리고, 감지 기어부(430)의 회전을 감지하는 감지 기판부(440)가 감지 기어부(430)의 상방에 배치되도록 상부 케이스(320)에 장착된다.

케이스(300)에 제1 감지부(400)의 조립이 완료되면, 랙바(200)가 관통되는 랙하우징(100)과 케이스(300)를 조립한다. 이때, 감지 랙부(410)는 케이스(300)에서 노출되고, 하우징 홀부(121)를 통해 하우징 몸체부(110)로 삽입되어 랙바(200)와 맞물린다.

상술한 조립 과정에서, 제1 감지부(400)가 장착된 케이스(300)를 모듈화하여 제공할 수 있으며, 제1 감지부(400)가 조립된 케이스(300)를 랙하우징(100)과 결합하여 제품화할 수 있다.

그리고, 감지 기판부(520)가 장착된 홀더(510)와, 홀더(510)의 외측면에 장착된 커버부(530)로 이루어진 제2 감지부(500)의 조립이 완료되면, 하우징 홀부(121)를 통해 하우징 몸체부(110)로 삽입하여 랙바(200)에 장착된 마그넷(210)과 대응되도록 한다.

상술한 조립 과정에서, 제2 감지부(500)를 모듈화하여 제공할 수 있으며, 제2 감지부(500)를 랙하우징(100)과 결합하여 제품화할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 조립이 완료된 상태에서 차량 조향이 필요한 경우 랙바(200)가 직선 이동된다. 이때, 랙바(200)와 맞물린 감지 랙부(410)가 회전되면, 감지 랙부(410)와 연동되어 감지 전달부(420)가 회전되고, 감지 전달부(420)와 맞물린 감지 기어부(430)가 회전된다.

감지 기어부(430)가 회전되면, 제1 감지부(400)의 감지 기판부(440)가 감지 기어부(430)의 회전값을 측정하여 전송함으로써, 차량 바퀴의 조향각을 정밀하게 검출할 수 있다.

또한, 랙바(200)의 온-센터(스티어링휠의 중립 위치) 구간에서는 제2 감지부(500)의 감지 기판부(520)가 마그넷(210)의 위치를 감지하여 전송함으로써, 온-센터로 복귀 및 유지를 정밀하게 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치는 랙하우징(100)에 케이스(300)를 조립하되, 랙하우징(100)을 관통하는 랙바(200)와, 케이스(300)에 내장된 제1 감지부(400)가 맞물리도록 하고, 제1 감지부(400)의 회전을 측정함으로써, 도 7에서와 같이 랙바(200)의 전체 이동구간에 있어서 온-센터 구간을 제외한 구간에 대해서는 정밀도를 증대할 수 있어 차량 바퀴의 조향 상태를 정밀하게 감지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치는 랙바(200)의 중앙부위에 장착된 마그넷(210)을 감지하는 제2 감지부(500)를 통해 차량 바퀴의 직진 정렬 상태가 정밀하게 파악되어 주행 시 온-센터로 복귀 및 유지를 정밀하게 제공할 수 있고, 도 7에서와 같이 랙바(200)의 전체 이동구간에 있어서 온-센터 구간에 대해서만 정밀도를 관리할 수 있다.

이로 인해 전 영역을 관리하기 위한 센서의 관리 기준을 낮추는 효과가 있으며, 센서 및 마그넷의 관리 기준 또한 감소되고, 구간별 센서 사양 차별화로 저가향 센서의 적용이 가능하여 원가절감 효과를 기대할 수 있다.

또한, 실제 차량에서 중요하게 관리되는 온-센터 구간에 대해서는 기본 차량 운전 및 자율 주행 모드 대응을 위한 직진 정밀 제어용 위치 정보 제공이 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 랙하우징 110: 하우징 몸체부
120: 하우징 장착부 120a: 제1 하우징 장착부
120b: 제2 하우징 장착부 121: 하우징 홀부
121a: 제1 하우징 홀부 121b: 제2 하우징 홀부
200: 랙바 210: 마그넷
300: 케이스 310: 하부 케이스
311: 하부 저장부 312: 하부 지지부
313: 하부 개방부 314: 하부 확장부
320: 상부 케이스 321: 상부 저장부
322: 상부 지지부 323: 상부 개방부
324: 상부 확장부 400: 제1 감지부
410: 감지 랙부 420: 감지 전달부
430: 감지 기어부 440, 520: 감지 기판부
500: 제2 감지부 510: 홀더
511: 장착홈 530: 커버부

Claims

랙하우징;
상기 랙하우징의 내부에 삽입되며, 중앙부위에 마그넷이 장착된 랙바;
상기 랙하우징에 장착되는 케이스;
상기 케이스에 장착되며, 상기 랙하우징의 길이 방향으로 직선 이동되는 상기 랙바에 맞물려 회전되면서 상기 랙바의 이동량을 감지하는 제1 감지부; 및
상기 랙하우징에 장착되며, 상기 마그넷을 감지하는 제2 감지부;
를 포함하는 차량용 조향장치.
제1항에 있어서,
상기 랙하우징은,
상기 랙바가 관통되는 양단이 개방된 중공의 하우징 몸체부;
상기 하우징 몸체부의 외측면에 형성되고, 상기 케이스 및 상기 제2 감지부가 각각 장착되는 하우징 장착부; 및
상기 하우징 장착부에 형성되고, 상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부가 각각 배치되는 하우징 홀부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
제2항에 있어서,
상기 하우징 장착부는,
상기 케이스가 장착되는 제1 하우징 장착부; 및
상기 제2 감지부가 장착되는 제2 하우징 장착부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
제2항에 있어서,
상기 하우징 홀부는,
상기 제1 감지부가 배치되는 제1 하우징 홀부; 및
상기 제2 감지부가 배치되는 제2 하우징 홀부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
제1항에 있어서,
상기 케이스는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스를 커버하는 상부 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
제5항에 있어서,
상기 하부 케이스는,
상측이 개방된 하부 저장부;
상기 하부 저장부에 형성되고, 상기 제1 감지부가 회전 가능하도록 지지하는 하부 지지부;
상기 하부 저장부의 일측면에 형성되고, 상기 랙하우징과 연통되어 상기 제1 감지부를 노출시키는 하부 개방부; 및
상기 하부 저장부의 일측면에서 연장되고, 상기 랙하우징과 결합되는 하부 확장부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
제6항에 있어서,
상기 상부 케이스는,
상기 하부 저장부를 커버하는 상부 저장부;
상기 상부 저장부에 형성되고, 상기 제1 감지부가 회전 가능하도록 지지하는 상부 지지부;
상기 상부 저장부의 일측면에 형성되고, 상기 랙하우징과 연통되어 상기 제1 감지부를 노출시키는 상부 개방부; 및
상기 하부 저장부의 일측면에서 연장되고, 상기 랙하우징과 결합되는 상부 확장부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 감지부는,
상기 케이스에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 랙바와 맞물려 회전되는 감지 랙부;
상기 감지 랙부에 형성되는 감지 전달부;
상기 케이스에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 감지 전달부에 맞물려 회전되는 하나 이상의 감지 기어부; 및
상기 감지 기어부를 감지하는 감지 기판부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 감지부는,
상기 하우징 장착부에 장착되며, 외측면에 장착홈이 형성된 홀더;
상기 홀더에 형성된 상기 장착홈의 내측에 장착되며, 상기 마그넷을 감지하는 감지 기판부; 및
상기 홀더의 외측면을 커버하는 커버부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.
제9항에 있어서,
상기 제2 감지부는,
상기 감지 기판부의 감지 범위 내에서 상기 렉바와 함께 이동되는 상기 마그넷의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치.