KR20150012827A - Apparatus For vehicle - Google Patents

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KR20150012827A
KR20150012827A KR1020130088880A KR20130088880A KR20150012827A KR 20150012827 A KR20150012827 A KR 20150012827A KR 1020130088880 A KR1020130088880 A KR 1020130088880A KR 20130088880 A KR20130088880 A KR 20130088880A KR 20150012827 A KR20150012827 A KR 20150012827A
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홍광석
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주식회사 만도
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Abstract

The present invention relates to an active front wheel steering apparatus. According to the present invention, the active front wheel steering apparatus can simplify a structure using a hollow motor shaft; reduce the volume and weight; improve parking assistant and the steering response rate at the low speed; and improve steering stability at the high speed.

Description

능동 전륜 조향장치{Apparatus For vehicle}[0001] APPARATUS FOR VEHICLE [0002]

본 발명은 능동 전륜 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 중공 모터축을 이용하여 구조가 단순해지고, 부피와 무게를 줄일 수 있게 되며, 저속에서 주차 보조 및 조향 응답성을 증대시켜주면서도 고속에서는 조향 안정성을 개선하는 능동 전륜 조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to an active front wheel steering apparatus. More particularly, the present invention relates to an active front wheel steering apparatus that simplifies the structure using a hollow motor shaft, reduces volume and weight, improves steering stability at high speeds while increasing parking assistance and steering responsiveness at low speeds.

자동차의 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 앞바퀴가 선회하는 회전중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 운행할 수 있도록 작동하는 장치이다.The steering apparatus of the vehicle is a device for changing the traveling direction of the vehicle according to the will of the driver, and is a device that operates to move the vehicle in a desired direction by arbitrarily changing the turning center of the front wheel.

또한, 운전자가 조향휠(Steering Wheel)을 조작할 경우에 조향보조동력을 제공해 주는 동력 보조 조향장치(Power Steering Apparatus)를 이용하여 운전자의 조향휠 조작력을 보조하여 줌으로써 보다 작은 힘으로 용이하게 자동차의 진행 방향을 변경할 수 있게 하기도 한다.In addition, when a driver operates a steering wheel, a power steering apparatus (Steering Apparatus) that provides steering assist power assists the driver in steering wheel operation, You can also change the direction of your progress.

이와 같은 동력 보조 조향장치에는 유압식 동력 보조 조향장치(HPS: Hydraulic Power Steering Apparatus)와 전기식 동력 보조 조향장치(EPS: Electric Power Steering Apparatus)로 크게 구분되어 이용되어 왔다.Such a power assist steering apparatus has been widely classified into a hydraulic power steering apparatus (HPS) and an electric power steering apparatus (EPS: Electric Power Steering Apparatus).

그러나, 최근에는 주행 중 강하게 불어오는 횡풍이나 좌우가 대칭적이지 않은 노면의 상태 등의 외부 환경에 안정적이고 능동적으로 대처할 수 있도록, 운전자의 조향휠 조작으로 인한 조향각을 직접 조향컬럼에 전달하지 않고 수시로 변화하는 조향각을 지속적으로 감지하여 이를 자동차의 각종 정보와 비교분석한 후 조향컬럼의 조향축 회전을 제어하는 모터에 전기적 신호로 전달함으로써 조향각을 조절하는 이른바 능동 전륜 조향장치(AFS:Active Front Wheel Steering)가 개발되고 있다.However, in recent years, in order to stably and actively cope with the external environment such as a horizontal wind blowing strongly during traveling or a road surface without symmetrical left and right, the steering angle caused by the driver's steering wheel operation is not directly transmitted to the steering column Active Front Wheel Steering (AFS), which continuously monitors the changing steering angle and compares it with various kinds of information of the automobile, and then adjusts the steering angle by transmitting it to the motor that controls steering shaft rotation of the steering column, ) Are being developed.

이러한 능동 전륜 조향장치에는 기어 장치에서 입력과 출력 사이의 기어비를 변환시키는 기어비 변환장치가 구비되어 있다.Such an active front wheel steering apparatus is provided with a gear ratio conversion device for converting a gear ratio between an input and an output in a gear device.

도 1은 종래 기술에 따른 능동 전륜 조향장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 능동 전륜 조향장치(100)는 조향휠(101)과, 조향휠(101)에 연결되는 조향축(103)과, 상단이 조향축(103)에 연결되는 입력축(105)과, 자동차의 속도를 감지하는 차속 센서(107)와, 조향축(103)의 회전에 의한 조향각의 변화를 감지하는 조향각 센서(109)와, 조향축(103)의 회전에 의해 발생한 토크를 감지하는 토크 센서(111)와, 차속 센서(107)와 조향각 센서(109) 및 토크센서(111)로부터 전기적 신호를 전달받는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit, 113: 이하 "ECU"라 한다)와, ECU(113)에 의해 구동이 제어되는 모터(115)와, 모터(115)로부터 동력을 전달받아 기어비 변환을 수행하는 유성 기어 장치(120) 및 조향휠(101)의 회전에 의해 발생한 조향력을 랙-피니언 기어부에 전달하는 출력축(117)을 포함하여 구성된다.1 is a configuration diagram of an active front wheel steering apparatus according to the prior art. 1, the active front wheel steering apparatus 100 according to the related art includes a steering wheel 101, a steering shaft 103 connected to the steering wheel 101, and an upper end connected to the steering shaft 103 A steering angle sensor 109 for sensing a change in the steering angle caused by the rotation of the steering shaft 103 and a steering angle sensor 109 for detecting the steering angle of the steering shaft 103. [ An electronic control unit 113 (hereinafter referred to as "ECU") that receives an electrical signal from the vehicle speed sensor 107, the steering angle sensor 109 and the torque sensor 111, A motor 115 that is controlled to be driven by the ECU 113, a planetary gear set 120 that receives power from the motor 115 and performs gear ratio conversion, And an output shaft 117 for transmitting the generated steering force to the rack-pinion gear portion.

이러한 구성을 가지는 종래 기술에 따른 능동 전륜 조향장치(100)의 작동 원리는 다음과 같다.The operation principle of the active front wheel steering apparatus 100 according to the related art having such a configuration is as follows.

운전자가 조향휠(101)을 조작함에 따라 조향축(103)이 회전하면 조향축(103)에 연결되어 있는 입력축(105)이 회전하고, 입력축(105)의 하단에 형성되어 있는 캐리어(121)가 입력축(105)에 연동하여 회전한다.When the steering shaft 103 rotates as the driver operates the steering wheel 101, the input shaft 105 connected to the steering shaft 103 rotates and the carrier 121, which is formed at the lower end of the input shaft 105, And rotates in conjunction with the input shaft 105.

또한, 캐리어(121)가 회전하면, 캐리어(121)에 의해 회전 가능하게 지지되고 있는 유성 기어(123)가 회전하고, 유성 기어(123)에 접하고 있는 링 기어(125)는 유성 기어(123)로부터 회전력을 전달받아 역시 회전하게 된다.When the carrier 121 rotates, the planetary gear 123 rotatably supported by the carrier 121 rotates, and the ring gear 125, which is in contact with the planetary gear 123, And is also rotated.

최종적으로는 링 기어(125)의 하단에 형성되어 있는 출력축(117)이 회전함으로써 운전자의 조향휠(101) 조작에 따라 발생한 조향력이 랙-피니언 기어부(미도시)에 전달된다.Finally, the output shaft 117 formed at the lower end of the ring gear 125 rotates, so that the steering force generated by the operation of the steering wheel 101 of the driver is transmitted to the rack-pinion gear portion (not shown).

그런데 위의 과정은 ECU(113)가 작동하지 않는 경우이고, ECU(113)가 작동하는 경우는 다음과 같은 변화가 생긴다.However, the above process is a case in which the ECU 113 does not operate, and when the ECU 113 operates, the following changes occur.

자동차의 속도를 감지하는 차속 센서(107)와, 조향각의 변화를 감지하는 조향각 센서(109), 그리고 조향휠(101)의 회전에 따라 발생하는 토크를 감지하는 토크 센서(111)등의 각종 센서로부터 각각 전기적 신호가 발생하여 ECU(113)에 도달하면 ECU(113)는 모터(115)에 전기적 신호를 전달하여 모터(115)를 구동하게 된다.Various sensors such as a vehicle speed sensor 107 for detecting the speed of the vehicle, a steering angle sensor 109 for detecting a change in the steering angle, and a torque sensor 111 for detecting torque generated in accordance with the rotation of the steering wheel 101 The ECU 113 transmits an electric signal to the motor 115 to drive the motor 115. The electric motor 113 is driven by the electric motor 113,

또한, 모터(115)가 구동함에 따라 모터축에 연결되어 있는 웜(131)이 회전하고, 웜(131)에 맞물리는 웜휠(133)이 회전하며, 최종적으로 웜휠(133)과 일체로 이루어진 선 기어(135)가 회전한다.As the motor 115 is driven, the worm 131 connected to the motor shaft rotates, the worm wheel 133 engaged with the worm 131 rotates, and finally the worm 131, which is integrally formed with the worm wheel 133, The gear 135 rotates.

이러한 능동 전륜 조향장치는 자동차의 주행 상황에 따라서 운전자가 조향휠(101)을 일 방향으로 조작하여 입력축(105)과, 캐리어(121) 및 유성 기어(123)가 회전하더라도 ECU(113)가 웜휠(133), 더 나아가 선 기어(135)가 유성 기어(123)의 회전을 방해하는 방향으로 회전하도록 모터(115)를 제어함으로써 고속 주행시 조향 안정성이 유지되도록 한다.This active front wheel steering apparatus operates the steering wheel 101 in one direction in accordance with the driving situation of the automobile so that the ECU 113 rotates the input shaft 105 and the carrier 121 and the planetary gear 123, And further controls the motor 115 so that the sun gear 135 rotates in the direction that interferes with the rotation of the planetary gear 123, thereby maintaining the steering stability at the time of high-speed traveling.

한편, 능동 전륜 조향장치는 자동차가 주차 등을 위해 저속 상태에 있는 경우에는 유성 기어(123)의 회전을 보조하는 방향으로 모터(115)를 제어함으로써 윤전자가 보다 작은 힘으로 조향휠을 조작할 수 있게 하여 준다.On the other hand, when the vehicle is in a low-speed state for parking, etc., the active front wheel steering apparatus controls the motor 115 in a direction to assist the rotation of the planetary gear 123, It is possible to do.

그런데, 이러한 종래 기술에 따른 능동 전륜 조향장치의 경우 유성 기어 장치의 입력축이 선 기어를 관통하여 캐리어를 회전시키는 구조를 가지기 때문에 입력축의 강도를 만족시키기 위해 선 기어의 크기를 줄이는데 한계가 있었고 그에 따라 전체 유성 기어 장치도 커지며, 그 구조가 매우 복잡할 뿐만 아니라, 전달 효율이 좋지 않다는 문제점이 있었다.However, in the case of the active front wheel steering apparatus according to the related art, since the input shaft of the planetary gear set passes through the sun gear to rotate the carrier, there is a limit in reducing the size of the sun gear in order to satisfy the strength of the input shaft. The entire planetary gear device is also large, and the structure is very complicated and the transmission efficiency is poor.

이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 중공 모터축을 이용하여 구조가 단순해지고, 부피와 무게를 줄일 수 있게 되며, 저속에서 주차 보조 및 조향 응답성을 증대시켜주면서도 고속에서는 조향 안정성을 개선하는 능동 전륜 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the background described above, and it is an object of the present invention to provide a hybrid motor shaft structure that simplifies the structure, reduces volume and weight, improves parking assist and steering responsiveness at low speeds, And an object of the present invention is to provide an active front wheel steering apparatus.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일측은 입력축과 연결되고, 타측은 내주면 둘레에 제1기어치가 형성되어 있는 제1링기어와, 중공의 외주면에 상기 제1기어치와 치합되는 제2기어치가 형성되어 있는 제1유성기어와, 상기 제1유성기어로부터 일측 축방향으로 축경되어 연장 형성되며, 외주면에 제3기어치가 형성되어 있는 제2유성기어로 이루어진 스텝기어와, 상기 스텝기어의 내주면에 결합되며, 모터의 중공형상 모터축 일측 단부가 내주면에 삽입되어 결합되는 결합홀이 형성되어 있는 편심부시 및 출력축이 상기 모터축을 관통하여 연결되고, 상기 제3기어치와 치합되도록 내주면 둘레에 제4기어치가 형성되어 있는 제2링기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a gear shift mechanism comprising a first ring gear having one side connected to an input shaft and the other side having a first gear tooth formed around an inner circumferential surface thereof and a second gear tooth meshing with the first gear tooth on an outer circumferential surface of the hollow And a second planetary gear having a third gear teeth formed on an outer circumferential surface of the step gear and extending diametrically in one axial direction from the first planetary gear; An eccentric bush having a coupling hole through which an end of the hollow motor shaft of the motor is inserted and coupled to the inner peripheral surface of the motor and the output shaft are connected through the motor shaft, And a second ring gear having gear teeth formed thereon.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 능동 전륜 조향장치에 있어서, 중공 모터축을 이용하여 구조가 단순해지고, 부피와 무게를 줄일 수 있게 되며, 저속에서 주차 보조 및 조향 응답성을 증대시켜주면서도 고속에서는 조향 안정성을 개선하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, in the active front wheel steering apparatus, the structure is simplified by using the hollow motor shaft, the volume and weight can be reduced, the parking assist and the steering responsiveness are improved at low speed, The steering stability is improved.

도 1은 종래 기술에 따른 능동 전륜 조향장치의 구성도;
도 2는 본 발명에 따른 능동 전륜 조향장치의 구성도;
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 능동 전륜 조향장치를 일부를 나타낸 분해 사시도;
도 5는 본 발명에 따른 능동 전륜 조향장치를 나타낸 단면도;
도 6은 제1링기어와 제1유성기어가 결합된 상태의 평면도;
도 7은 제2링기어와 제2유성기어가 결합된 상태의 평면도이다.1 is a block diagram of an active front wheel steering apparatus according to the prior art;
2 is a configuration diagram of an active front wheel steering apparatus according to the present invention;
3 and 4 are exploded perspective views showing a part of an active front wheel steering apparatus according to the present invention;
5 is a sectional view of an active front wheel steering apparatus according to the present invention;
6 is a plan view of the state where the first ring gear and the first planetary gear are engaged;
7 is a plan view of the state in which the second ring gear and the second planetary gear are engaged.

도 2는 본 발명에 따른 능동 전륜 조향장치의 구성도, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 능동 전륜 조향장치를 일부를 나타낸 분해 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 능동 전륜 조향장치를 나타낸 단면도, 도 6은 제1링기어와 제1유성기어가 결합된 상태의 평면도, 도 7은 제2링기어와 제2유성기어가 결합된 상태의 평면도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of an active front wheel steering apparatus according to the present invention, FIG. 5 is a sectional view showing an active front wheel steering apparatus according to the present invention, FIG. Fig. 6 is a plan view of the state in which the first ring gear and the first planetary gear are engaged, and Fig. 7 is a plan view of the state in which the second ring gear and the second planetary gear are engaged.

도 2 내지 도 5을 참조하여 특징적인 구조를 상세하게 설명하면, 이들 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 능동 전륜 조향장치는, 일측은 입력축(105)과 연결되고, 타측은 내주면 둘레에 제1기어치(312)가 형성되어 있는 제1링기어(310)와, 중공의 외주면에 상기 제1기어치(312)와 치합되는 제2기어치(336)가 형성되어 있는 제1유성기어(332)와, 상기 제1유성기어(332)로부터 일측 축방향으로 축경되어 연장 형성되며, 외주면에 제3기어치(338)가 형성되어 있는 제2유성기어(334)로 이루어진 스텝기어(330)와, 상기 스텝기어(330)의 내주면에 결합되며, 모터(360)의 중공형상 모터축(362) 일측 단부가 내주면에 삽입되어 결합되는 결합홀(352)이 형성되어 있는 편심부시(350) 및 출력축(117)이 상기 모터축(362)을 관통하여 연결되고, 상기 제3기어치(338)와 치합되도록 내주면 둘레에 제4기어치(322)가 형성되어 있는 제2링기어(320)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.2 to 5, the active front wheel steering apparatus according to the present invention has one side connected to the input shaft 105 and the other side connected to the inner peripheral surface The first ring gear 310 having the first gear teeth 312 formed on the first gear teeth 312 and the second gear teeth 336 meshing with the first gear teeth 312 on the hollow outer circumferential surface, And a second planetary gear 334 having a gear 332 and a third gear 338 formed on the outer circumferential surface of the first planetary gear 332 in a diametrically enlarged manner in one axial direction, And an eccentric bushing 350 coupled to an inner circumferential surface of the step gear 330 and having a coupling hole 352 formed at one end of the hollow motor shaft 362 of the motor 360, And the output shaft 117 are connected through the motor shaft 362 and are engaged with the third gear teeth 338, And a second ring gear 320 having a fourth gear teeth 322 formed around it.

제1링기어(310)는 일측이 밀폐된 원통형상으로 밀폐된 일측 중심에 입력축(105)이 연결되고, 타측은 개방되어 내주면 둘레에 제1기어치(312)가 형성되어 있다.The first ring gear 310 is connected to the input shaft 105 at one side thereof which is closed in a closed cylindrical shape and the other side is opened to form the first gear teeth 312 around the inner circumferential surface.

스텝기어(330)는 중공의 외주면에 제1기어치(312)와 치합되는 제2기어치(336)가 형성되어 있는 제1유성기어(332)와, 제1유성기어(332)로부터 일측 축방향으로 축경되어 연장 형성되며, 외주면에 제3기어치(338)가 형성되어 있는 제2유성기어(334)로 이루어진다.The step gear 330 includes a first planetary gear 332 having a hollow outer peripheral surface formed with a second gear teeth 336 to be engaged with the first gear teeth 312, And a second planetary gear 334 having a third gear teeth 338 formed on the outer circumferential surface thereof.

여기서, 제1유성기어(332)는 제1링기어(310)에 내접하여 회전하는 것으로, 제1링기어(310)의 중심과 편심되어 제1링기어(310)의 중심을 기준으로 제1유성기어(332)가 자전하며 공전한다.The first planetary gear 332 rotates in contact with the first ring gear 310 and is eccentric with the center of the first ring gear 310 so that the first ring gear 310 rotates about the center of the first ring gear 310, The planetary gear 332 rotates and revolves.

그리고, 스텝기어(330)는 제1유성기어(332)의 내경이 제2유성기어(334)의 내경보다 작게 형성되어 내주면 일측 방향으로 단턱지게 걸림부(331)가 형성되며, 후술하는 베어링(340)이 제1유성기어(332)에 끼워져 걸림부(331)에 밀착 고정된다.The inner diameter of the first planetary gear 332 is formed smaller than the inner diameter of the second planetary gear 334 so that the step gear 330 is formed with a stopper 331 in a stepwise direction on one side of the inner circumferential surface, 340 are fitted in the first planetary gears 332 and are tightly fixed to the engaging portions 331.

여기서, 스텝기어(330)의 제1유성기어(332)와 제2유성기어(334)는 일체로 형성될 수도 있다.Here, the first planetary gear 332 and the second planetary gear 334 of the step gear 330 may be integrally formed.

편심부시(350)는 중공형상으로 내경의 중심과 외경의 중심이 이격되어 스텝기어(330)의 내주면에 결합되며, 모터(360)의 중공형상 모터축(362) 일측 단부가 내주면에 삽입되어 결합되는 결합홀(352)이 형성되어 있다.The eccentric bush 350 has a hollow shape and has a center of the inner diameter and a center of the outer diameter separated from each other and is coupled to the inner peripheral surface of the step gear 330. One end of the hollow motor shaft 362 of the motor 360 is inserted into the inner peripheral surface, A coupling hole 352 is formed.

이때, 편심부시(350)와 스텝기어(330) 사이에는 베어링(340)이 구비되어 편심부시(350)의 회전에 의한 스텝기어(330)의 공전시 편심부시(350)와 스텝기어(330) 사이에서 발생 되는 마찰을 줄일 수 있다.A bearing 340 is provided between the eccentric bush 350 and the step gear 330 so that the eccentric bush 350 and the step gear 330 are rotated when the step gear 330 rotates due to the rotation of the eccentric bush 350. [ It is possible to reduce the friction generated between the two.

제2링기어(320)는 일측이 밀폐된 원통형상으로 출력축(117)이 타측에서 일측으로 관통되어 중심과 연결되고, 개방된 타측 내주면 둘레에 제3기어치(338)와 치합되도록 제4기어치(322)가 형성되어 있다.The second ring gear 320 has a cylindrical shape with one side closed and an output shaft 117 is connected to the center through one side of the output shaft 117 and is engaged with the third gear teeth 338 around the other side inner peripheral surface. A tooth 322 is formed.

이 또한, 제2링기어(320)에 제2유성기어(334)가 내접하여 회전하는 것으로, 제2링기어(320)의 중심과 편심되어 제2링기어(320)의 중심을 기준으로 제2유성기어(334)가 자전하며 공전한다.The second planetary gear 334 rotates in contact with the second ring gear 320 and is eccentric with the center of the second ring gear 320 to rotate the second ring gear 320 2 planetary gear 334 rotates and revolves.

이어서 제2링기어(320)에는 중앙에 타측 방향으로 출력축(117)이 삽입되어 지지되는 결합부(324)가 형성되며, 출력축(117)이 모터축(362)을 관통하여 결합부(324)에 연결된다.The second ring gear 320 is formed with a coupling portion 324 which is inserted into and supported by the output shaft 117 in the center of the second ring gear 320. The output shaft 117 penetrates the motor shaft 362, Lt; / RTI >

이와 같이 구성된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

운전자가 조향휠(101)을 조작함에 따라 조향축(103)이 회전하면 조향축(103)과 연결되어 있는 입력축(105)이 회전하고, 입력축(105)과 연결되어 있는 제1링기어(310)가 회전한다.When the steering shaft 103 rotates as the driver operates the steering wheel 101, the input shaft 105 connected to the steering shaft 103 rotates and the first ring gear 310 ).

또한, 제1링기어(310)가 회전하면, 제1링기어(310)와 치합되는 스텝기어(330)가 자전하며, 스텝기어(330)와 치합되는 제2링기어(320)가 회전력을 전달받아 역시 회전하게 된다.When the first ring gear 310 rotates, the step gear 330 engaging with the first ring gear 310 rotates and the second ring gear 320 engaged with the step gear 330 rotates It is also rotated to receive.

최종적으로 제2링기어(320)에 연결되어 있는 출력축(117)이 회전함으로써 운전자의 조향휠(101) 조작에 따라 발생한 조향력이 랙-피니언 기어부(미도시)에 전달된다.Finally, the output shaft 117 connected to the second ring gear 320 rotates, so that the steering force generated by the operation of the driver's steering wheel 101 is transmitted to the rack-pinion gear portion (not shown).

그러나, 위의 과정은 ECU(301)가 작동하지 않는 경우이고, ECU(301)가 작동하는 경우는 다음과 같은 변화가 생긴다.However, the above process is performed when the ECU 301 is not operating, and when the ECU 301 is operated, the following changes occur.

ECU(301)는 입력각 센서와 출력각 센서 등의 조향각 센서(109)와, 토크 센서(111), 차속 센서(107), 횡가속도 센서(305), 요 레이트(Yaw Rate) 센서(307) 등의 각종 센서를 통해 자동차의 정보를 입력받아 이들 정보를 근거로 실제로 출력축(117)의 목표 조향비를 위한 제어값을 산출하여 모터(360)를 구동한다.The ECU 301 includes a steering angle sensor 109 such as an input angle sensor and an output angle sensor and a torque sensor 111, a vehicle speed sensor 107, a lateral acceleration sensor 305, a yaw rate sensor 307, And calculates the control value for the target steering ratio of the output shaft 117 based on the information, and drives the motor 360.

즉, 본 발명에 의한 능동 전륜 조향장치는 운전자의 조향휠(101) 조작으로 인한 조향각을 조향축(103)을 매개로 직접 출력축(117)에 전달하지 않고 ECU(301)가 수시로 변화하는 조향각을 지속적으로 감지하여 이를 자동차의 각종 정보와 비교분석한 후 조향컬럼의 조향축(103) 회전을 제어하는 모터(360)에 전기적 신호로 전달함으로써 조향각을 조절하게 되어 있다.That is, in the active front wheel steering apparatus according to the present invention, the steering angle caused by the operation of the steering wheel 101 of the driver is not transmitted directly to the output shaft 117 via the steering shaft 103, The steering angle of the steering column is controlled by transmitting the signal to the motor 360 which controls the rotation of the steering shaft 103 of the steering column by an electric signal.

자동차의 속도를 감지하는 차속 센서(107)와, 조향각의 변화를 감지하는 조향각 센서(107), 그리고 조향휠(101)의 회전에 따라 발생하는 토크를 감지하는 토크 센서(111)등의 각종 센서로부터 각각 전기적 신호가 발생하여 ECU(301)에 도달하면 ECU(301)는 모터(360)에 전기적 신호를 전달하여 모터(360)를 구동하게 된다.Various sensors such as a vehicle speed sensor 107 for sensing the speed of the vehicle, a steering angle sensor 107 for sensing a change in the steering angle and a torque sensor 111 for detecting torque generated in accordance with the rotation of the steering wheel 101 The ECU 301 transmits an electric signal to the motor 360 to drive the motor 360. The electric motor 360 is controlled by the electric motor 360,

또한, 모터(360)가 구동함에 따라 모터축(362)과 결합된 편심부시(350)가 회전하고, 편심부시(350)에 결합된 스텝기어(330)가 제1링기어(310)의 원주방향을 따라 공전하며, 스텝기어(330)의 자전 및 공전에 따라 제2링기어(320)가 입력축(105)을 중심으로 회전하게 된다.The eccentric bush 350 coupled to the motor shaft 362 rotates as the motor 360 is driven and the step gear 330 coupled to the eccentric bush 350 rotates around the circumference of the first ring gear 310, And the second ring gear 320 rotates about the input shaft 105 as the step gear 330 rotates and revolves.

이러한 능동 전륜 조향장치는 자동차가 고속으로 주행하는 경우에는 운전자가 조향휠(101)을 일 방향으로 조작하여 스텝기어(330)가 자전하여 제1링기어(310) 및 제2링기어(320)가 회전하더라도 ECU(301)가 스텝기어(330)의 회전을 방해하는 방향으로 공전하도록 모터(360)를 제어함으로써 고속 주행시 조향안정성이 유지되도록 한다.In this active front wheel steering apparatus, when the automobile travels at a high speed, the driver operates the steering wheel 101 in one direction to rotate the step gear 330 to rotate the first ring gear 310 and the second ring gear 320, The ECU 300 controls the motor 360 so that the ECU 301 revolves in the direction that interferes with the rotation of the step gear 330, thereby maintaining the steering stability at the time of high-speed traveling.

한편, 능동 전륜 조향장치는 자동차가 주차 등을 위해 저속 상태에 있는 경우에는 스텝기어(330)의 회전을 보조하는 방향으로 모터(360)를 제어함으로써 운전자가 보다 작은 힘으로 조향휠(101)을 조작할 수 있게 하여 준다.On the other hand, when the vehicle is in a low speed state for parking, etc., the active front wheel steering apparatus controls the motor 360 in a direction to assist the rotation of the step gear 330 so that the driver can steer the steering wheel 101 with a smaller force So that it can be operated.

여기서, 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 모터(360)의 모터축(362)이 1회전하면, 제1유성기어(332)가 편심되어 1회 공전 하게 되고, 이에 따라 제1유성기어(332)는 제1링기어(310)의 1 피치(pitch), 즉, 기어 잇수 하나 만큼 자전하게 된다.6, when the motor shaft 362 of the motor 360 rotates once, the first planetary gear 332 is eccentrically rotated so as to revolve once. As a result, The first ring gear 332 rotates by one pitch, that is, the number of gear teeth of the first ring gear 310.

또한, 도7에 도시된 바와 같이, 모터(360)의 모터축(362)이 1회전하면, 제2유성기어(334)가 편심되어 1회 공전 하게 되고, 이에 따라 제2유성기어(334)는 제2링기어(320)의 1 피치(pitch), 즉, 기어 잇수 하나 만큼 자전하게 된다.7, when the motor shaft 362 of the motor 360 makes one revolution, the second planetary gear 334 is eccentrically revolved once, so that the second planetary gear 334 rotates once, The second ring gear 320 rotates by one pitch, that is, the number of gear teeth.

이러한 기어 잇수는 입력대 출력비 값의 정확한 요구에 따라 설계 시 결정되어진다.The number of gear teeth is determined at design time according to the exact requirement of the input to output ratio value.

일례로, 이러한 스텝기어(330)를 통해 모터축(362) 대비 출력축(117)의 출력비가 50:1(모터축(362) 50회전 : 출력축(117) 1회전)이 되도록 이루어진 것으로써, 이와 같은 출력비를 구현하기 위해 본 발명에서는 제1링기어(310)의 잇수 36개, 제1유성기어(332)의 잇수 35개, 제2링기어(320)의 잇수 21개, 제2유성기어(334)의 잇수 20개로 구성된다.For example, the output ratio of the output shaft 117 to the motor shaft 362 is 50: 1 (50 rotations of the motor shaft 362: one rotation of the output shaft 117) through the step gear 330, The number of teeth of the first ring gear 310, the number of teeth of the first planetary gear 332, the number of teeth of the second ring gear 320, the number of teeth of the second planetary gear 332, the number of teeth of the second planetary gear 332, 334).

여기서, 입력대 출력비 값과 기어 잇수는 이에 한정되는 것이 아니며, 가장 알맞게 감속비를 설계할 수 있다.Here, the input-output-ratio value and the number of teeth of the gear are not limited to this, and the reduction ratio can be designed most appropriately.

또한, 원활한 회전을 위하여 제1, 제2유성기어(332, 334)와 제1, 제2링기어(310, 320)는 효율이 높고 소음이 적으며 마멸이 적은 사이클로이드기어 또는 사이클로이드기어 보다 공작이 용이한 인벌류트기어 등으로 이루어질 수 있다.The first and second planetary gears 332 and 334 and the first and second ring gears 310 and 320 are designed to have a higher efficiency and less noise than the cyclic gear or the cycloid gear having less wear, An easy involute gear or the like.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 능동 전륜 조향장치는, 중공 모터축을 이용하여 구조가 단순해지고, 부피와 무게를 줄일 수 있게 되며, 저속에서 주차 보조 및 조향 응답성을 증대시켜주면서도 고속에서는 조향 안정성을 개선하는 효과가 있다.As described above, the active front wheel steering apparatus according to the present invention can simplify the structure using the hollow motor shaft, reduce the volume and weight, increase the parking assist and steering response at low speeds, And the stability is improved.

300 : 감속기 310 : 제1링기어
312 : 제1기어치 320 : 제2링기어
322 : 제4기어치 330 : 스텝기어
332 : 제1유성기어 334 : 제2유성기어
336 : 제2기어치 338 : 제3기어치
340 : 베어링 350 : 편심부시
352 : 결합홀 360 : 모터
362 : 모터축300: Reducer 310: First ring gear
312: first gear teeth 320: second ring gear
322: fourth gear teeth 330: step gear
332: first planetary gear 334: second planetary gear
336: second gear teeth 338: third gear teeth
340: Bearing 350: Eccentric Bush
352: coupling hole 360: motor
362: Motor shaft

Claims (8)

일측은 입력축과 연결되고, 타측은 내주면 둘레에 제1기어치가 형성되어 있는 제1링기어;
중공의 외주면에 상기 제1기어치와 치합되는 제2기어치가 형성되어 있는 제1유성기어와, 상기 제1유성기어로부터 일측 축방향으로 축경되어 연장 형성되며, 외주면에 제3기어치가 형성되어 있는 제2유성기어로 이루어진 스텝기어;
상기 스텝기어의 내주면에 결합되며, 모터의 중공형상 모터축 일측 단부가 내주면에 삽입되어 결합되는 결합홀이 형성되어 있는 편심부시;
출력축이 상기 모터축을 관통하여 연결되고, 상기 제3기어치와 치합되도록 내주면 둘레에 제4기어치가 형성되어 있는 제2링기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향장치.A first ring gear having one side connected to the input shaft and the other side having a first gear teeth around an inner circumferential surface;
A first planetary gear having a hollow outer peripheral surface formed with a second gear teeth meshed with the first gear teeth and a third gear teeth formed on the outer peripheral surface of the first planetary gear, A step gear comprising a second planetary gear;
An eccentric bush coupled to an inner circumferential surface of the step gear and having an engaging hole formed at one end of the hollow motor shaft of the motor inserted into the inner circumferential surface of the eccentric bush;
And a second ring gear having an output shaft connected through the motor shaft and having a fourth gear teeth around the inner circumferential surface so as to engage with the third gear teeth. 제 1 항에 있어서,
상기 제1링기어는 일측이 밀폐된 원통형상으로 밀폐된 일측 중심에 상기 입력축이 연결되고, 타측은 개방되어 내주면 둘레에 상기 제1기어치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향장치.The method according to claim 1,
Wherein the first ring gear is connected to the input shaft at one side of a closed cylindrical one-side closed state, and the other side is opened to form the first gear teeth around the inner circumferential surface. 제 1 항에 있어서,
상기 스텝기어는 상기 제1유성기어의 내경이 상기 제2유성기어의 내경보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향장치.The method according to claim 1,
Wherein the step gear is formed such that an inner diameter of the first planetary gear is smaller than an inner diameter of the second planetary gear. 제 1 항에 있어서,
상기 스텝기어는 제1유성기어와 제2유성기어가 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향장치.The method according to claim 1,
Wherein the step gear is formed integrally with the first planetary gear and the second planetary gear. 제 1 항에 있어서,
상기 편심부시는 중공형상으로 내경의 중심과 외경의 중심이 이격된 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향장치.The method according to claim 1,
Wherein the eccentric bush has a hollow shape and the center of the inner diameter and the center of the outer diameter are spaced apart from each other. 제 1 항에 있어서,
상기 제2링기어는 일측이 밀폐된 원통형상으로 상기 출력축이 타측에서 일측으로 관통되어 중심과 연결되고, 개방된 타측 내주면 둘레에 상기 제4기어치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향장치.The method according to claim 1,
Wherein the second ring gear has a cylindrical shape with one side sealed, the output shaft is connected to the center through one side of the output shaft, and the fourth gear teeth are formed around the other side inner peripheral surface of the second ring gear. 제 1 항에 있어서,
상기 제2링기어는 중앙에 타측 방향으로 상기 출력축이 삽입되어 지지되는 결합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향장치.The method according to claim 1,
And the second ring gear is formed with a coupling portion in which the output shaft is inserted and supported in the other direction at the center thereof. 제 1 항에 있어서,
상기 편심부시와 상기 스텝기어 사이에는 베어링이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향장치.The method according to claim 1,
And a bearing is provided between the eccentric bush and the step gear.
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