KR100622753B1 - 차량의 전동식 파워 스티어링 장치 - Google Patents

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.

차량, 파워 스티어링, 전자석

Description

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

도 1은 종래의 전동식 조향장치의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 전동식 파워 스티어링 장치의 구성의 일실시예를 나타내는 단면도.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 토션바 20 : 톤휠

30 : 동작 스위치 40 : 속도 감지 센서

50 : 제어부

60a, 60b : 제 1 및 제 2 토션바 전자석

70a, 70b : 제 1 및 제 2 톤휠 전자석

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

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.

운전자는 조타력의 감쇄를 위해 동작 스위치(30)를 ON 시키면, 제어부(50)가 동작하여 토션바 전자석과 톤휠 전자석이 각각 자성을 띄도록 한다.

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.

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.

이와 같이 제어부(50)에서 출력되는 제어 신호에 의해 각각의 전자석에 자성이 형성되어 스티어링 장치의 조타력을 감쇠하도록 한다.

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.

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.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 전동 파워 스티어링 장치의 토션바에 전자석을 설치하고 전자석간에 인력과 척력이 발생되도록 제어하여 차량의 저속시 차량의 조향성을 향상시키는 효과를 갖는다.

Claims (1)

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.

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