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KR100622753B1 - A power steering apparatus in vehicle - Google Patents

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KR100622753B1
KR100622753B1 KR1020040039644A KR20040039644A KR100622753B1 KR 100622753 B1 KR100622753 B1 KR 100622753B1 KR 1020040039644 A KR1020040039644 A KR 1020040039644A KR 20040039644 A KR20040039644 A KR 20040039644A KR 100622753 B1 KR100622753 B1 KR 100622753B1
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Abstract

본 발명은 차량의 주행 속도 변화에 따라 차량의 조타력을 변화시켜 차량의 저속 주행시에 노약자인 경우에도 차량의 원활한 조향을 이룰 수 있도록 하는 차량의 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 전동식 파워 스티어링 장치의 토션바에 있어서, 사용자의 조작에 의해 전원이 인가되도록 하는 동작 스위치(30), 차량의 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 속도 감지 센서(40), 상기 속도 감지 센서(40)에서 출력되어 입력되는 신호에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부(50), 토션바(10)의 표면에 180°의 각거리를 두고 각각 설치되고 상기 제어부(50)에서 출력되는 제어 신호에 의해 각각 다른 극성을 갖도록 구성되는 제 1 및 제 2 토션바 전자석(60a, 60b), 토션바(10)와 이격되어 설치되는 톤휠(20)의 외부면에 밀접하여 설치되되 180°의 각거리를 두고 각각 설치되고 상기 제어부(50)에서 출력되는 제어 신호에 의해 각각 다른 극성을 갖도록 구성되는 제 1 및 제 2 톤휠 전자석(70a, 70b)으로 구성된다.The present invention relates to an electric power steering apparatus for a vehicle, which enables a smooth steering of a vehicle even when the elderly are weak by changing the steering force of the vehicle according to a change in the traveling speed of the vehicle. In the torsion bar, an operation switch 30 for applying power by a user's operation, a speed sensor 40 for detecting a speed of a vehicle and outputting a corresponding signal, and outputted from the speed sensor 40 The control unit 50 for outputting a control signal according to the signal is to be installed on the surface of the torsion bar 10 at an angular distance of 180 ° and each has a different polarity by the control signal output from the control unit 50 The first and second torsion bar electromagnets (60a, 60b), the torsion bar 10 is installed in close proximity to the outer surface of the tone wheel 20 is installed spaced apart 180 degrees It is that each installation consists of a first and second tonewheel electromagnet (70a, 70b) is configured to have a different polarity, respectively by a control signal from the controller 50.

차량, 파워 스티어링, 전자석Vehicle, power steering, electromagnet

Description

차량의 전동식 파워 스티어링 장치{A power steering apparatus in vehicle}A power steering apparatus in vehicle

도 1은 종래의 전동식 조향장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional electric steering apparatus.

도 2는 본 발명에 의한 전동식 파워 스티어링 장치의 구성의 일실시예를 나타내는 단면도. Figure 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the configuration of the electric power steering apparatus according to the present invention.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

10 : 토션바 20 : 톤휠10: torsion bar 20: tone wheel

30 : 동작 스위치 40 : 속도 감지 센서30: operation switch 40: speed detection sensor

50 : 제어부 50: control unit

60a, 60b : 제 1 및 제 2 토션바 전자석60a, 60b: first and second torsion bar electromagnets

70a, 70b : 제 1 및 제 2 톤휠 전자석70a, 70b: first and second tonewheel electromagnets

본 발명은 차량의 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 특히 차량의 주행 속도가 저속인 경우 스티어링 장치의 토션바에 설치된 전자석에 자성이 인가되도록 하여 전자석간의 인력과 척력에 의해 차량의 조타력을 변화시켜 차량의 저속 주행시에 노약자인 경우에도 차량의 원활한 조향을 이룰 수 있도록 하는 차량의 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric power steering apparatus of a vehicle. In particular, when the driving speed of the vehicle is a low speed, the magnetic force is applied to the electromagnet installed in the torsion bar of the steering apparatus to change the steering force of the vehicle by the attraction and repulsion between the electromagnets. The present invention relates to an electric power steering apparatus for a vehicle that enables smooth steering of a vehicle even when the elderly are weak at a low speed driving of the vehicle.

일반적으로 전동식 파워스티어링 장치, 즉 전동수단을 사용한 파워스티어링 장치는, 운전자가 차량의 조향 핸들을 용이하게 조작할 수 있도록 한 장치로서, 유압 등을 이용하는 종래의 유압식 파워 스티어링 장치와는 상이하게 모터의 회전력을 보조 회전력으로 사용하며, 이러한 모터의 회전은 감속기에서 적정한 회전비율로 감속하여 조향축을 구동시킨다.In general, an electric power steering device, that is, a power steering device using an electric means, is a device that allows a driver to easily operate a steering wheel of a vehicle, and is different from a conventional hydraulic power steering device using hydraulic pressure. The rotational force is used as an auxiliary rotational force, and the rotation of the motor drives the steering shaft by decelerating at an appropriate rotation rate in the reducer.

도 1은 종래의 전동식 조향장치의 단면도이다. 전동식 파워스티어링 장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 조향을 위한 핸들(100)에 연결되는 제 1 조향축(101)과, 이 조향축(101)의 하단부에 토션바 (102)를 통해서 그 상단부가 동축적으로 연결되 고, 그 하단부가 차륜에 연결되는 조향기구에 연결되는 제 2 조향축(103)과, 핸들(100)을 회전하는 것에 의해서 제 1 조향축(101)에 가해지는 토크를 상기 토션바(102)에 생기는 비틀림에 의해서 검출하는 토크센서(104)와 , 이 토크센서(104)의 검출결과에 따라 구동되는 조향 보조용 모터(105)와, 이 모터(105)의 출력축에 연결되고, 이 출력축의 회전을 감속하여 상기 제 2 조향축(103)에 전달하는 감속기어(106a, 106b, 106c)로 구성된다.1 is a cross-sectional view of a conventional electric steering apparatus. As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus has a first steering shaft 101 connected to a handle 100 for steering, and an upper end portion thereof through a torsion bar 102 at a lower end of the steering shaft 101. Torque is applied to the first steering shaft 101 by rotating the handle 100 and the second steering shaft 103 connected coaxially, the lower end portion of which is connected to a steering mechanism connected to the wheel. A torque sensor 104 detected by the torsion bar 102 caused by the torsion bar 102, a steering assist motor 105 driven according to the detection result of the torque sensor 104, and an output shaft of the motor 105. And reducer gears 106a, 106b and 106c which decelerate the rotation of the output shaft and transmit it to the second steering shaft 103.

이러한, 종래의 전동식 파워스티어링 장치는 차량의 조향을 위하여 핸들(100)을 회전시킬 경우 이 핸들(100)에 연결된 조향축의 회전을 검출하는 토크센서(104)에서 비틀림을 감지하며, 컨트롤러(미도시)를 통해 비틀린 방향으로 조향 보조용 모터(105)를 회전시키고 감속기(106)를 통해 조향축을 회전시킨다.Such a conventional electric power steering device detects a twist in the torque sensor 104 which detects rotation of a steering shaft connected to the steering wheel 100 when the steering wheel 100 is rotated for steering of the vehicle, and a controller (not shown). The steering assistance motor 105 is rotated in the twisted direction through the shaft and the steering shaft is rotated through the speed reducer 106.

전동파워스티어링에는 차량속도에 따른 제어, 조타속도에 따른 제어 등이 부 가되나 기본적인 제어는 입력토크에 대해 이루어진다. 따라서 입력토크를 정확하게 신호로 받아드리는 것이 전동파워스티어링의 성능 향상에 있어 중요하다. Electric power steering includes control based on vehicle speed and control based on steering speed, but basic control is performed on input torque. Therefore, it is important to accurately receive the input torque as a signal to improve the performance of electric power steering.

유압식이나 전동식 파워스티어링의 토션바의 역할은, 바퀴의 마찰력이 없다면 입력된 스티어링 휠의 각도와 바퀴의 각도가 일치가 되어 토션바의 비틀림이 발생되지 않고, 바퀴에 마찰력(아스팔트같은 경우)이 생길 경우는 바퀴의 각도가 입력된 스티어링 휠의 각도보다 작게되므로 토션바가 비틀려져서 유압이나 모터가 작동하여 조타력을 감쇠시키는 역할을 한다. The role of the torsion bar of hydraulic or electric power steering is that if there is no friction of the wheel, the input angle of the steering wheel and the angle of the wheel coincide, so that the torsion bar is not twisted, and the wheel has friction (for asphalt). In this case, since the angle of the wheel is smaller than the angle of the input steering wheel, the torsion bar is twisted to act as a hydraulic or motor to attenuate the steering force.

상기와 같이 파워 스티어링을 이용하여 조타력을 감쇠시켰으나 운전자에 따라서는 감쇠된 조타력도 부담스럽게 느껴질 수 있다. 특히 차량이 저속으로 주행하는 경우에는, 남성 운전자는 감쇠된 조타력을 만족스럽게 사용할 수 있으나, 운전자가 노약자인 경우에는 여전히 차량의 조향에 많은 노력을 필요로 하는 문제점이 있었다. As described above, the steering power is attenuated using the power steering, but depending on the driver, the attenuated steering power may also be felt. In particular, when the vehicle is traveling at a low speed, the male driver can satisfactorily use the attenuated steering force, but when the driver is an elderly person, there is still a problem that requires a lot of effort to steer the vehicle.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 차량의 주행 속도에 따라 스티어링 장치의 조타력을 변화시켜 노약자인 경우에도 차량의 조향을 원활히 이루어지도록 하는 전동식 파워 스티어링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device for smoothly steering the vehicle even when the elderly are changed by changing the steering force of the steering device according to the traveling speed of the vehicle. do.

도 2는 본 발명에 의한 전동식 파워 스티어링 장치의 구성의 일실시예를 나타내는 단면도로서, 전동식 파워 스티어링 장치의 토션바에 있어서, 사용자의 조작에 의해 전원이 인가되도록 하는 동작 스위치(30), 차량의 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 속도 감지 센서(40), 상기 속도 감지 센서(40)에서 출력되어 입력되는 신호에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부(50), 토션바(10)의 표면에 180°의 각거리를 두고 각각 설치되고 상기 제어부(50)에서 출력되는 제어 신호에 의해 각각 다른 극성을 갖도록 구성되는 제 1 및 제 2 토션바 전자석(60a, 60b), 토션바(10)와 이격되어 설치되는 톤휠(20)의 외부면에 밀접하여 설치되되 180°의 각거리를 두고 각각 설치되고 상기 제어부(50)에서 출력되는 제어 신호에 의해 각각 다른 극성을 갖도록 구성되는 제 1 및 제 2 톤휠 전자석(70a, 70b)으로 구성되어 있음을 도시하고 있다. Figure 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the configuration of the electric power steering apparatus according to the present invention, in the torsion bar of the electric power steering apparatus, the operation switch 30, so that the power is applied by the user's operation, the speed of the vehicle A speed sensor 40 for detecting a signal and outputting a corresponding signal, a control unit 50 for outputting a control signal according to a signal output from the speed sensor 40, and a torsion bar 10 on the surface of the torsion bar 10. The first and second torsion bar electromagnets 60a and 60b, which are respectively installed at an angular distance and configured to have different polarities by the control signals output from the controller 50, are spaced apart from the torsion bar 10. The first and the first is installed in close contact with the outer surface of the tone wheel 20 to be installed at an angular distance of 180 ° and each has a different polarity by the control signal output from the control unit 50 It shows that it consists of two tone wheel electromagnets 70a and 70b.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.When explaining the embodiment of the present invention configured as described above with reference to the drawings as follows.

차량의 엔진이 시동된 후 차량의 주행이 이루어지면 주위 상황에 따라 저속 또는 고속으로 차량이 주행을 하게 된다. 이때 차량이 주차등을 위해 저속으로 주행하는 경우에는 정확한 주차를 위해 스티어링 휠의 조타력 감쇠가 평상시보다 커질 필요가 있다. 특히 힘이 약한 노약자가 운전하는 경우에는 그 필요성이 더욱 커지므로 본 발명을 사용하도록 한다. When the vehicle is driven after the engine of the vehicle is started, the vehicle runs at a low speed or a high speed according to the surrounding situation. In this case, when the vehicle is traveling at a low speed for parking, the steering wheel damping of the steering wheel needs to be larger than usual for accurate parking. In particular, when the weak elderly people are driving, the necessity becomes even more so to use the present invention.

운전자는 조타력의 감쇄를 위해 동작 스위치(30)를 ON 시키면, 제어부(50)가 동작하여 토션바 전자석과 톤휠 전자석이 각각 자성을 띄도록 한다. When the driver turns on the operation switch 30 to reduce the steering force, the control unit 50 operates so that the torsion bar electromagnet and the tone wheel electromagnet are magnetic.

이때 각각의 전자석이 띄는 자성은 다음과 같이 변화된다. 동작 스위치(30)가 온되는 초기에는 서로 근접하여 위치되어 있는 제 1 토션바 전자석(60a) 및 제 1 톤휠 전자석(70a) 그리고 제 2 토션바 전자석(60b) 및 제 2 톤휠 전자석(70b)은 각각 동일한 극성을 갖도록 하여 서로에게 척력이 인가되도록 함으로서, 토션바(10)의 회전이 용이하도록 한다. At this time, the magnetic properties of each electromagnet is changed as follows. Initially when the operation switch 30 is turned on, the first torsion bar electromagnet 60a and the first tone wheel electromagnet 70a and the second torsion bar electromagnet 60b and the second tone wheel electromagnet 70b are located close to each other. By having the same polarity so that the repulsive force is applied to each other, it is easy to rotate the torsion bar (10).

토션바(10)가 회전하게 되면, 제어부(50)는 제 1 토션바 전자석(60a) 및 제 2 톤휠 전자석(70b)이 갖는 자성이 + 극인 경우에는 제 2 토션바 전자석(60b) 및 제 1 톤휠 전자석(70a)에서 발생되는 자성은 - 극이 되도록 하여, 제 1 토션바 전자석(60a)과 제 2 톤휠 전자석(70b)은 서로 인력이 작용하도록 하고, 제 1 톤휠 전자석(70a)과 제 2 토션바 전자석(60b)은 서로 인력이 작용하도록 함으로서 토션바(10)의 회전이 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 제어부(50)는 각각의 토션바 전자석과 톤휠 전자석간에 서로 인력이 작용할 수 있도록 토션바 전자석과 톤휠 전자석의 극성을 제어하므로 상술한 바와 같이 인력이 작용될 수 있도록 각각의 전자석은 서로 다른 극성을 갖는 것이 가능하다. When the torsion bar 10 rotates, the control unit 50 controls the second torsion bar electromagnet 60b and the first magnet when the magnetism of the first torsion bar electromagnet 60a and the second tone wheel electromagnet 70b is positive. The magnetism generated in the tone wheel electromagnet 70a becomes a -pole, so that the first torsion bar electromagnet 60a and the second tone wheel electromagnet 70b act on each other, and the first tonewheel electromagnet 70a and the second The torsion bar electromagnet (60b) is preferably to facilitate the rotation of the torsion bar 10 by the attraction force to each other. That is, the controller 50 controls the polarity of the torsion bar electromagnet and the tone wheel electromagnet so that the attraction force can be applied between the torsion bar electromagnet and the tone wheel electromagnet. It is possible to have polarity.

이와 같이 제어부(50)에서 출력되는 제어 신호에 의해 각각의 전자석에 자성이 형성되어 스티어링 장치의 조타력을 감쇠하도록 한다.As described above, the magnetism is formed in each electromagnet by the control signal output from the controller 50 to attenuate the steering force of the steering apparatus.

이때 속도 감지 센서(40)는 차량의 주행 속도를 계속적으로 측정하여 이에 해당하는 신호를 출력하고, 출력되는 신호는 제어부(50)로 입력되어 차량의 주행 속도가 일정 이상(예 5 ㎞) 증가된 것으로 판정되면, 조타력의 지나친 감쇠에 의해 조향 정도가 불량해지므로 제어부(50)는 각각의 전자석에 인가되는 전원의 공급을 단락시켜 자성을 갖지 못하도록 한다. At this time, the speed sensor 40 continuously measures the driving speed of the vehicle and outputs a signal corresponding thereto, and the output signal is input to the control unit 50 so that the driving speed of the vehicle is increased by a predetermined or more (eg 5 km). If it is determined that the steering degree is poor due to excessive attenuation of the steering force, the controller 50 shorts the supply of power applied to each electromagnet so as not to have magnetism.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 전동 파워 스티어링 장치의 토션바에 전자석을 설치하고 전자석간에 인력과 척력이 발생되도록 제어하여 차량의 저속시 차량의 조향성을 향상시키는 효과를 갖는다.
As described above, according to the present invention, the electromagnet is installed in the torsion bar of the electric power steering device, and the manpower and the repulsive force are generated between the electromagnets, thereby improving steering of the vehicle at low speed of the vehicle.

Claims (1)

전동식 파워 스티어링 장치의 토션바에 있어서, 사용자의 조작에 의해 전원이 인가되도록 하는 동작 스위치(30), 차량의 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 속도 감지 센서(40), 상기 속도 감지 센서(40)에서 출력되어 입력되는 신호에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부(50), 토션바(10)의 표면에 180°의 각거리를 두고 각각 설치되고 상기 제어부(50)에서 출력되는 제어 신호에 의해 각각 다른 극성을 갖도록 구성되는 제 1 및 제 2 토션바 전자석(60a, 60b), 토션바(10)와 이격되어 설치되는 톤휠(20)의 외부면에 밀접하여 설치되되 180°의 각거리를 두고 각각 설치되고 상기 제어부(50)에서 출력되는 제어 신호에 의해 각각 다른 극성을 갖도록 구성되는 제 1 및 제 2 톤휠 전자석(70a, 70b)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 전동식 파워 스티어링 장치.In the torsion bar of the electric power steering apparatus, an operation switch 30 for applying power by a user's manipulation, a speed detecting sensor 40 for detecting a speed of a vehicle and outputting a corresponding signal, and the speed detecting sensor 40 The control unit 50, which outputs a control signal according to the signal inputted from the control unit, is installed on the surface of the torsion bar 10 at an angular distance of 180 ° and is different from each other by the control signal output from the control unit 50. The first and second torsion bar electromagnets 60a and 60b, which are configured to have polarities, are installed in close proximity to the outer surface of the ton wheel 20, which is spaced apart from the torsion bar 10, respectively, with an angular distance of 180 °. The vehicle electric power steering cabinet comprising first and second tone wheel electromagnets 70a and 70b configured to have different polarities, respectively, by the control signal output from the controller 50. .
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