KR20240041630A - 스티어 바이 와이어식 조향장치 - Google Patents

스티어 바이 와이어식 조향장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20240041630A
KR20240041630A KR1020220120885A KR20220120885A KR20240041630A KR 20240041630 A KR20240041630 A KR 20240041630A KR 1020220120885 A KR1020220120885 A KR 1020220120885A KR 20220120885 A KR20220120885 A KR 20220120885A KR 20240041630 A KR20240041630 A KR 20240041630A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steering
steer
pin
sensor
wire
Prior art date
Application number
KR1020220120885A
Other languages
English (en)
Inventor
권현비
Original Assignee
에이치엘만도 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이치엘만도 주식회사 filed Critical 에이치엘만도 주식회사
Priority to KR1020220120885A priority Critical patent/KR20240041630A/ko
Priority to US18/369,454 priority patent/US20240101183A1/en
Publication of KR20240041630A publication Critical patent/KR20240041630A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/005—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B62D15/0215—Determination of steering angle by measuring on the steering column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/005—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
    • B62D5/006—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback power actuated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/13—Failsafe arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/83—Steering input members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup

Abstract

본 실시예들에 의하면, 간단한 구조를 가지고, 넓은 설치공간을 필요로 하지 않으며, 생산비용이 저렴하며, 조타각 센싱 구조의 신뢰성이 확보되는 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 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구조를 가지고, 넓은 설치공간을 필요로 하지 않으며, 생산비용이 저렴하며, 조타각 센싱 구조의 신뢰성이 확보되는 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다.
스티어 바이 와이어식 조향장치란 일종의 전동식 조향장치로서, 조향휠과 전륜 조향장치 사이에 조향컬럼, 유니버셜 조인트 등 기계적인 연결 없이 전기적인 동력을 이용하여 차량을 조타시키는 장치를 말한다.
즉, 운전자의 조향휠 조작이 전기 신호로 변환되어 전자제어장치에서 이를 입력받게 되고 그에 따라 모터의 출력이 결정되게 되는데, 이러한 스티어 바이 와이어식 시스템은 기계적인 연결이 없으므로 충돌 시 기구부에 의한 운전자 상해를 감소시키며 기계적 연결 및 유압부품 삭감이 가능하므로 부품수 축소로 차량의 경량화 및 라인 조립공수 급감 등의 단순화로 조향 작동 시의 불필요한 에너지 소모를 줄임으로서 연비를 향상시킨다. 또한, ECU 프로그래밍에 의하여 이상적인 조향 성능 달성이 가능하다.
이러한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 경우 조향축과 바퀴와의 기계적인 연결이 없기 때문에 노면에서 바퀴의 마찰, 걸림 등에 의한 무게감이 운전자에게 직접적으로 전달되지 않는다. 이에, 모터 등을 이용하여 조향반력을 임의로 생성함으로써 운전자에게 조향감을 제공하는 구조가 알려져있다.
그런데, 이러한 종래의 스티어 바이 와이어식 조향장치는 조향반력을 생성하기 위한 모터 및 모터를 제어하기 위한 제어 시스템뿐만 아니라 모터축와 조향축을 연결하는 감속기도 필요로 하는 등 구조가 복잡하고 차량 내 넓은 설치공간을 요구하며, 생산비용이 증대되는 문제가 있다. 이러한 문제로 인해, 소형차나 저가 차량 등에 적용하기 어려운 한계가 있다.
한편, 스티어 바이 와이어식 조향장치에서는 바퀴 조타를 위해 운전자의 조타각을 센싱하는 센서가 필수적이므로, 조타각 센싱의 신뢰성이 요구된다.
따라서, 기구적으로 조향반력을 생성함으로써 간단한 구조를 가지고, 필요 설치공간이 좁으며, 생산비용이 저렴한 스티어 바이 와이어식 조향장치에 대한 요구가 있다. 또한, 조타각 센싱 구조의 신뢰성이 확보된 스티어 바이 와이어식 조향장치에 대한 요구가 있다.
본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로서, 간단한 구조를 가지고, 넓은 설치공간을 필요로 하지 않으며, 생산비용이 저렴하며, 조타각 센싱 구조의 신뢰성이 확보되는 스티어 바이 와이어식 조향장치에 관한 것이다.
본 실시예들에 의하면, 조향축, 조향축을 수용하는 조향컬럼, 조향컬럼에 결합되며, 조향축과 맞물려 회전되는 기어, 가이드레일이 형성된 플레이트, 기어의 회전에 따라 가이드레일에서 이동하는 핀, 및 핀에 가이드레일의 중앙으로의 복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 반력생성부를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 조향휠, 차체에 결합되며, 조향휠과 맞물려 회전되는 기어, 가이드레일이 형성된 플레이트, 기어의 회전에 따라 가이드레일에서 이동하는 핀, 및 핀에 가이드레일의 중앙으로의 복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 반력생성부를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 간단한 구조를 가지고, 넓은 설치공간을 필요로 하지 않으며, 생산비용이 저렴하며, 조타각 센싱 구조의 신뢰성이 확보되는 스티어 바이 와이어식 조향장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 일부에 대한 분해사시도이다.
도 4는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 일부의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 분해사시도이다.
도 6은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 분해사시도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 분해사시도, 도 2는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 분해사시도, 도 3은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 일부에 대한 분해사시도, 도 4는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 일부의 작동상태를 나타내는 도면, 도 5는 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 분해사시도, 도 6은 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치의 분해사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하여 살펴보면, 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치(100)는, 조향축(110), 조향축(110)을 수용하는 조향컬럼(111), 조향컬럼(111)에 결합되며, 조향축(110)과 맞물려 회전되는 기어(310), 가이드레일(321)이 형성된 플레이트(320), 기어(310)의 회전에 따라 가이드레일(321)에서 이동하는 핀(330), 및 핀(330)에 가이드레일(321)의 중앙으로의 복원력을 제공하는 탄성부재(340)를 포함하는 반력생성부(120)를 포함한다.
도 1을 참고하여 살펴보면, 반력생성부(120)는 조향컬럼(111)에 결합되며 조향축(110)과 연결된다. 반력생성부(120)는 조향컬럼(111)의 끝단에 결합되어, 조향컬럼(111)의 끝단에서 돌출된 조향축(110)과 연결될 수 있다. 조향컬럼(111)의 구조는 흔히 알려진 바와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
반력생성부(120)는 조향축(110)의 회전에 의해 발생하는 조향반력을 조향축(110)에 생성하며, 운전자는 반력생성부(120)에 의해 기구적으로 생성되는 조향반력을 제공받는다. 반력생성부(120)가 제공하는 조향반력은 조향축(110)의 회전에 의해 직접적으로 생성된다. 반력생성부(120)가 제공하는 조향반력을 조향축(110)의 회전에 의해 기구적으로 생성된다. 반력생성부(120)는 조향축(110)과 연결된 모터 및/또는 모터를 제어하기 위한 ECU를 포함하지 않고 조향반력을 생성할 수 있다. 따라서, 운전자에게 보다 간단한 구조로 조향감을 제공할 수 있으며, 넓은 설치공간을 필요로 하지 않으며, 생산비용이 저렴하다.
반력생성부(120)는 하우징(121)과 커버(122)를 포함한다. 커버(122)는 하우징(121)에 결합되며 그 사이에 기어(310), 플레이트(320), 핀(330), 및 탄성부재(340) 등을 수용할 수 있다. 또한, 일 실시예에 의하면, 반력생성부(120)는 조타각을 센싱하기 위한 센서(210)를 더 포함할 수 있으며, 이러한 센서(210)도 마찬가지로 하우징(121)과 커버(122) 사이에 수용될 수 있다. 반력생성부(120)의 하우징(121)은 조향컬럼(111)의 단부에 형성된 결합부(112)에 결합될 수 있다. 하우징(121)은 결합부(112)에 예를 들어 볼팅으로 결합될 수 있으며, 따라서 수리, 사양 변경 등을 위한 탈착이 간편하다. 조향축(110)의 회전에 의해 기구적으로 조향반력을 생성하기 위한 반력생성부(120)의 구체적인 구조는 도 3 내지 도 4를 참고하며 자세히 후술하며, 먼저 도 2를 참고하여 조타각을 센싱하기 위한 센서에 대해 살펴본다.
본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치(100)는 조타각을 센싱하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다. 센싱된 조타각을 로드휠 액추에이터(Road Wheel Actutor; RWA)로 제공되어 바퀴를 조타하는데 사용된다. RWA는 바퀴와 연결된 슬라이딩바, 슬라이딩바를 슬라이딩시켜 바퀴를 조타하는 모터를 포함한다. 슬라이딩바의 양단은 타이로드 등에 의해 바퀴와 연결되고, 슬라이딩바가 축방향으로 슬라이딩됨에 따라 바퀴가 조타된다. RWA는 모터와 슬라이딩바를 연결하는 감속기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩바에는 랙기어가 형성되고, RWA는 랙기어와 맞물리는 피니언기어를 포함할 수 있다. 모터를 제어하는 제어부는 센싱된 조타각을 수신받고 그에 기반하여 모터를 구동함으로써 바퀴를 조타할 수 있다.
도 2의 (A)를 참고하여 살펴보면, 일 실시예에 의하면, 반력생성부(120)는 조향축(110)의 조타각을 센싱하기 위한 센서(210)를 더 포함할 수 있다. 센서(210)는 하우징(121)과 커버(122) 사이에 수용되며, 센서(210)는 조향축(110)의 단부에 결합되는 로터(211)를 포함하여, 로터(211)의 회전으로부터 조타각을 센싱할 수 있다. 센서(210)는 조향축(110)의 조타각을 센싱하여 RWA에 제공한다.
도 2의 (B)를 참고하여 살펴보면, 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어식 조향장치(100)는 조향축(110)의 조타각을 센싱하기 위한 센서(220)를 더 포함할 수 있다. 센서(220)는 반력생성부(120)에 대해 독립적으로 구비되며, 조향컬럼(111)의 내부 또는 외부에 구비될 수 있다. 센서(220)는 조향축(110)의 조타각을 센싱하여 RWA에 제공한다.
도 2의 (C)를 참고하여 살펴보면, 일 실시예에 의하면, 반력생성부(120)는 조향축(110)의 조타각을 센싱하기 위한 제 1 센서(210)를 더 포함하며, 스티어 바이 와이어식 조향장치(100)는 조향축(110)의 조타각을 센싱하기 위한 제 2 센서(220)를 더 포함하며, 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220)는 서로 독립적인 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220)는 각각 독립적으로 조타각을 센싱하고 센싱된 조타각 정보를 RWA에 제공한다. 따라서, 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220) 중 어느 하나에 고장이 발생하여 RWA에 조타각 정보를 제공하지 못하더라도, 다른 하나가 RWA에 조타각 정보를 제공할 수 있으므로 신뢰성이 확보된다. 또한, 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220)가 서로 독립적인 전원으로부터 전원을 공급함으로써, 전원의 고장으로 인해 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220)가 동시에 RWA에 조타각 정보를 제공하지 못하는 상황을 회피할 수 있으므로 신뢰성이 더욱 향상된다.
이하, 도 3 및 도 4를 참고하여 반력생성부(120)의 구체적인 구성 및 동작에 대해 살펴본다.
반력생성부(120)는 조향축(110)과 맞물려 회전되는 기어(310), 가이드레일(321)이 형성된 플레이트(320), 기어(310)의 회전에 따라 가이드레일(321)에서 이동하는 핀(330), 핀(330)에 가이드레일(321)의 중앙으로의 복원력을 제공하는 탄성부재(340)를 포함한다.
기어(310)는 조향축(110)의 회전에 의해 회전된다. 도면에 도시된 바와 같이, 기어(310)는 중간축(312)을 매개로 조향축(110)과 맞물릴 수 있다. 중간축(312)은 조향축(110)의 단부에 결합되고, 기어(310)와 맞물리는 기어치가 형성된다. 후술할 바와 같이, 중간축(312)과 기어(310) 사이의 기어비 및 가이드레일(321) 상에서의 핀(330)의 이동거리를 이용하여 최대 조타각을 제한하거나 조절할 수 있다.
플레이트(320)에는 가이드레일(321)이 형성되며, 핀(330)은 가이드레일(321)에 삽입되어 가이드레일(321)을 따라 이동할 수 있다. 도면에는 가이드레일(321)이 대략 원호 형상인 실시예가 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가이드레일(321)은 직선, 곡선 형태일 수 있다. 핀(330)은 기어(310)가 회전됨에 따라 가이드레일(321) 상에서 이동한다.
탄성부재(340)는 핀(330)에 가이드레일(321)의 중앙으로의 복원력을 제공한다. 탄성부재(340)가 핀(330)에 제공하는 복원력은 기어(310), 중간축(312) 등을 통해 조향축(110)에 제공되는 조향반력이 된다. 조향휠의 중립상태에서 핀(330)은 가이드레일(321)의 중앙에 위치하며(도 4의 (A) 참조), 조타각이 커질수록 탄성부재(340)에 의한 복원력이 증가한다. 즉, 운전자가 조향휠을 조작함에 따라 기구적으로 조향반력이 생성되며, 조향반력에 의해 조향휠은 중립위치로 복귀된다(On-Centering). 탄성부재(340)는 핀(330)에 복원력을 제공할 수 있는 것이면 족하며, 도면에 도시된 형태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 탄성부재(340)는 코일 스프링일 수 있다.
조향축(110)의 회전은 핀(330)이 가이드레일(321)의 양단에 지지됨에 따라 스토핑될 수 있다. 즉, 핀(330)의 이동범위는 가이드레일(321)의 양단 사이로 제한되며, 핀(330)의 이동범위가 제한됨에 따라 기어(310), 조향축(110)의 회전이 제한될 수 있다. 조향축(110)의 최대 조타각은 가이드레일(321) 상에서의 핀(330)의 이동범위와, 기어(310)와 조향축(110) 사이의 기어비로 조절될 수 있다. 예를 들어, 핀(330)과 가이드레일(321)에 의해 기어(310)의 회전각이 총 240도로 제한되고 기어(310)와 조향축(110)의 기어비가 1:3이라면, 조향축(110)의 회전범위는 720도(좌우 1턴)로 제한된다.
탄성부재(340)에 의해 복원력이 제공되는 일 실시예에 대해 보다 구체적으로 살펴본다. 플레이트(320)에는 탄성부재(340)의 일단이 결합되는 중심축(322)이 구비되고, 탄성부재(340)의 타단은 핀(330)에 결합될 수 있다. 즉, 탄성부재(340)의 양단은 각각 중심축(322)과 핀(330)에 결합된다. 그리고, 가이드레일(321)은 중앙이 중심축(322)과 가장 가깝고 양단으로 갈수록 중심축으로부터 멀어지게 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가이드레일(321)의 중앙이 중심축(322)과 가장 가깝게 형성됨에 따라 핀(330)이 가이드레일(321)의 중앙에 위치할 때 탄성부재(340)의 길이는 L1으로 가장 짧다. 그리고, 핀(330)이 가이드레일(321)의 중앙에서 양단을 향하는 방향으로 이동함에 따라 핀(330)과 중심축(322) 사이의 거리가 멀어지며, 탄성부재(340)의 길이가 증가된다. 따라서, 탄성부재(340)는 핀(330)에 가이드레일(321)의 중앙으로의 복원력을 제공한다. 탄성부재(340)의 길이는 핀(330)이 가이드레일(321)의 양단에 위치할 때 L2로 가장 길다. 일 실시예에 의하면, 탄성부재(340)는 중심축(322)과 핀(330)에 연결된 벨트일 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이 기어(310)는 중심축(322)과 동축으로 구비될 수 있다. 기어(310)는 중심축(322)에 베어링을 매개로 결합될 수 있다. 기어(310)의 회전에 의해 핀(330)이 가이드레일(321) 상에서 이동될 수 있도록, 기어(310)에는 핀(330)이 삽입되는 슬릿(311)이 형성될 수 있다. 즉, 핀(330)은 기어(310)의 슬릿(311)과 플레이트(320)의 가이드레일(321)에 동시에 삽입된다. 다만, 가이드레일(321)의 형상에 의해 핀(330)과 중심축(322) 사이의 거리가 경방향으로 변화하므로, 슬릿(311)은 핀(330)이 경방향으로 이동될 수 있는 경로를 제공한다. 즉, 슬릿(311)은 가이드레일(321)의 중심과 양단에서의 중심축(322)과의 거리차(L2-L1) 이상의 경방향 길이로 형성되어, 핀(330)은 가이드레일(321) 및 슬릿(311) 상에서 원주방향 및 경방향으로 이동된다.
또한, 반력생성부(120)는 조향축(110)의 회전에 댐핑을 제공하기 위한 댐퍼(350)를 더 포함할 수 있다. 댐퍼(350)는 도면에 도시된 바와 같이 중간축(312)의 단부에 결합될 수 있다. 댐퍼(350)에 의하여, 운전자의 급격한 조향휠 조작 또는 조향반력에의한 갑작스러운 조향휠 회전이 방지될 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 6을 참고하여 본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치(500)에 대해 살펴보며, 전술한 실시예들과 동일한 구성에 대해 동일한 도면부호를 사용하며 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예들에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치(500)는, 조향휠(510), 차체에 결합되며, 조향휠(510)과 맞물려 회전되는 기어(310), 가이드레일(321)이 형성된 플레이트(320), 기어(310)의 회전에 따라 가이드레일(321)에서 이동하는 핀(330), 및 핀(330)에 가이드레일(321)의 중앙으로의 복원력을 제공하는 탄성부재(340)를 포함하는 반력생성부(120)를 포함한다.
반력생성부(120)는 조향휠(510)에 직접 연결되어 조향반력을 제공한다. 반력생성부(120)는 조향휠(510)의 회전에 의해 발생하는 조향반력을 조향휠(510)에 생성하며, 운전자는 반력생성부(120)에 의해 기구적으로 생성되는 조향반력을 제공받는다. 반력생성부(120)가 제공하는 조향반력은 조향휠(510)의 회전에 의해 직접적으로 생성된다. 반력생성부(120)가 제공하는 조향반력을 조향휠(510)의 회전에 의해 기구적으로 생성된다. 반력생성부(120)는 조향휠(510)과 연결된 모터 및/또는 모터를 제어하기 위한 ECU를 포함하지 않고 조향반력을 생성할 수 있다. 따라서, 운전자에게 보다 간단한 구조로 조향감을 제공할 수 있으며, 넓은 설치공간을 필요로 하지 않으며, 생산비용이 저렴하다.
반력생성부(120)의 하우징(121)은 차체에 결합되고 중간축(312)은 조향휠(510)에 결합되어, 반력생성부(120)가 생성한 조향반력이 조향휠(510)에 제공될 수 있다. 조향휠(510)의 배면과 인접한 위치에서 결합부(112)가 구비되고, 반력생성부(120)의 하우징(121)은 결합부(112)에 결합될 수 있다. 결합부(112)는 차체의 프레임에 직접 결합되거나, 브라켓을 매개로 결합될 수 있다. 결합부(112)가 구비된 차체 부위는 고정된 것일 수 있으며, 또는 텔레스, 틸트, 및/또는 스토우를 위해 이동가능한 것일 수 있다. 예를 들어, 결합부(112)는 대쉬보드의 내측면에 결합될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 반력생성부(120)는 조향휠(510)의 조타각을 센싱하기 위한 센서(120)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 스티어 바이 와이어식 조향장치(500)는, 조향휠(510)의 조타각을 센싱하기 위한 센서(220)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 반력생성부(120)는 조향휠(510)의 조타각을 센싱하기 위한 제 1 센서(210)를 더 포함하고, 스티어 바이 와이어식 조향장치(500)는 조향휠(510)의 조타각을 센싱하기 위한 제 2 센서(220)를 더 포함하고, 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220)는 서로 독립적인 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220)는 각각 독립적으로 조타각을 센싱하고 센싱된 조타각 정보를 RWA에 제공한다. 따라서, 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220) 중 어느 하나에 고장이 발생하여 RWA에 조타각 정보를 제공하지 못하더라도, 다른 하나가 RWA에 조타각 정보를 제공할 수 있으므로 신뢰성이 확보된다. 또한, 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220)가 서로 독립적인 전원으로부터 전원을 공급함으로써, 전원의 고장으로 인해 제 1 센서(210)와 제 2 센서(220)가 동시에 RWA에 조타각 정보를 제공하지 못하는 상황을 회피할 수 있으므로 신뢰성이 더욱 향상된다.
일 실시예에 의하면, 조향휠(510)의 회전은 핀(330)이 가이드레일(321)의 양단에 지지됨에 따라 스토핑될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 플레이트(320)에는 탄성부재(340)의 일단이 결합되는 중심축(322)이 구비되고, 탄성부재(340)의 타단은 핀(330)에 결합되며, 가이드레일(321)은 중앙이 중심축(322)과 가장 가깝고 양단으로 갈수록 중심축(322)으로부터 멀어지게 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 탄성부재(340)는 중심축(322)과 핀(330)에 연결된 벨트일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 기어(310)는 중심축(322)과 동축으로 구비될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 기어(310)에는 핀(330)이 삽입되어 경방향으로 이동될 수 있는 경로를 제공하는 슬릿(311)이 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 반력생성부(120)는 조향휠(510)의 회전에 댐핑을 제공하기 위한 댐퍼(350)를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 형상을 가지는 스티어 바이 와이어식 조향장치에 의하면, 간단한 구조를 가지고, 넓은 설치공간을 필요로 하지 않으며, 생산비용이 저렴하며, 조타각 센싱 구조의 신뢰성이 확보될 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 스티어 바이 와이어식 조향장치
110: 조향축 111: 조향컬럼
112: 결합부 120: 반력생성부
121: 하우징 122: 커버
210: 센서 211: 로터
220: 센서 310: 기어
311: 슬릿 312: 중간축
320: 플레이트 321: 가이드레일
322: 중심축 330: 핀
340: 탄성부재 350: 댐퍼
500: 스티어 바이 와이어식 조향장치
510: 조향휠

Claims (20)

  1. 조향축;
    상기 조향축을 수용하는 조향컬럼;
    상기 조향컬럼에 결합되며, 상기 조향축과 맞물려 회전되는 기어, 가이드레일이 형성된 플레이트, 상기 기어의 회전에 따라 상기 가이드레일에서 이동하는 핀, 및 상기 핀에 상기 가이드레일의 중앙으로의 복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 반력생성부;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반력생성부는 상기 조향축의 조타각을 센싱하기 위한 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향축의 조타각을 센싱하기 위한 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반력생성부는 상기 조향축의 조타각을 센싱하기 위한 제 1 센서를 더 포함하며,
    상기 조향축의 조타각을 센싱하기 위한 제 2 센서를 더 포함하며,
    상기 제 1 센서와 제 2 센서는 서로 독립적인 전원으로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향축의 회전은 상기 핀이 상기 가이드레일의 양단에 지지됨에 따라 스토핑되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트에는 상기 탄성부재의 일단이 결합되는 중심축이 구비되고, 상기 탄성부재의 타단은 상기 핀에 결합되며,
    상기 가이드레일은 중앙이 상기 중심축과 가장 가깝고 양단으로 갈수록 상기 중심축으로부터 멀어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 중심축과 핀에 연결된 벨트인 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 기어는 상기 중심축과 동축으로 구비되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기어에는 상기 핀이 삽입되어 경방향으로 이동될 수 있는 경로를 제공하는 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 반력생성부는 상기 조향축의 회전에 댐핑을 제공하기 위한 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  11. 조향휠;
    차체에 결합되며, 상기 조향휠과 맞물려 회전되는 기어, 가이드레일이 형성된 플레이트, 상기 기어의 회전에 따라 상기 가이드레일에서 이동하는 핀, 및 상기 핀에 상기 가이드레일의 중앙으로의 복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 반력생성부;
    를 포함하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 반력생성부는 상기 조향휠의 조타각을 센싱하기 위한 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 조향휠의 조타각을 센싱하기 위한 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 반력생성부는 상기 조향휠의 조타각을 센싱하기 위한 제 1 센서를 더 포함하며,
    상기 조향휠의 조타각을 센싱하기 위한 제 2 센서를 더 포함하며,
    상기 제 1 센서와 제 2 센서는 서로 독립적인 전원으로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 조향휠의 회전은 상기 핀이 상기 가이드레일의 양단에 지지됨에 따라 스토핑되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 플레이트에는 상기 탄성부재의 일단이 결합되는 중심축이 구비되고, 상기 탄성부재의 타단은 상기 핀에 결합되며,
    상기 가이드레일은 중앙이 상기 중심축과 가장 가깝고 양단으로 갈수록 상기 중심축으로부터 멀어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 중심축과 핀에 연결된 벨트인 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 기어는 상기 중심축과 동축으로 구비되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 기어에는 상기 핀이 삽입되어 경방향으로 이동될 수 있는 경로를 제공하는 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 반력생성부는 상기 조향휠의 회전에 댐핑을 제공하기 위한 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어식 조향장치.
KR1020220120885A 2022-09-23 2022-09-23 스티어 바이 와이어식 조향장치 KR20240041630A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220120885A KR20240041630A (ko) 2022-09-23 2022-09-23 스티어 바이 와이어식 조향장치
US18/369,454 US20240101183A1 (en) 2022-09-23 2023-09-18 Steer-by-wire steering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220120885A KR20240041630A (ko) 2022-09-23 2022-09-23 스티어 바이 와이어식 조향장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240041630A true KR20240041630A (ko) 2024-04-01

Family

ID=90360760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220120885A KR20240041630A (ko) 2022-09-23 2022-09-23 스티어 바이 와이어식 조향장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20240101183A1 (ko)
KR (1) KR20240041630A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
US20240101183A1 (en) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6688645B2 (en) Turn-limited column assembly
JP4979801B2 (ja) ウォーム減速機及び電動式パワーステアリング装置
US11254350B2 (en) Steer-by-wire steering apparatus
JP2012201334A (ja) 車両用操舵装置
JP2010083327A (ja) 車両用操舵力伝達装置
WO2019044360A1 (ja) ステアリング装置
WO2019044361A1 (ja) ステアリング装置
CN110861703A (zh) 转向控制设备
EP3715221B1 (en) Sensor device
KR20240041630A (ko) 스티어 바이 와이어식 조향장치
EP3680149B1 (en) Sensor
KR101452545B1 (ko) 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기
US20220379949A1 (en) Steer by wire type steering apparatus
US20220281515A1 (en) Steer by wire type steering apparatus
EP1354784B1 (en) Electric Power Steering Apparatus
KR20240048911A (ko) 스티어 바이 와이어식 조향장치
KR20230086090A (ko) 스티어 바이 와이어식 조향장치 및 그 제어방법
KR102638067B1 (ko) 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기
US8550205B2 (en) Electric power steering system
JP5704055B2 (ja) 車両操舵装置
CN114423668A (zh) 线控转向式转向装置
JP5179872B2 (ja) 自動車用ステアリングシステム
JP3876143B2 (ja) 車両用操舵装置
JP3991643B2 (ja) 車両用操舵装置
JP5281352B2 (ja) 車両用操舵力伝達装置