KR100250232B1 - 토오션 바 강성 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 전자제어장치(EPS: Electronic Power Steering)의 동력보조 조향시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 솔레노이드(solenoid)를 이용하여 토오션 바의 강성을 조절하여 스티어링 칼럼의 반력을 제어할 수 있도록 한 것이다.

전자제어 조향장치의 동력보조 조향장치를 구성함에 있어서, 상기 동력보조 조향장치는 토오션 바(1)의 외주면에 헬리컬기어(2)를 형성하여 상기 헬리켈기어(2)에 아마츄어(3)의 헬리켈기어(4)를 창성하여 토오션 바(1)와 아마츄어(3)가 상호 치합되게 조립되고, 상기 아마츄어(3)의 외주면에 아마츄어(3)가 회전하는 것을 방지하도록 된 스토퍼(5)를 형성하여 토오션 바(1)의 회전시 아마츄어(3)는 상· 하 운동만 하도록 되고, 상기 아마츄어(3)의 외주면에 솔레노이드 코일(6,6)을 배치하여 고속에서는 아마츄어(3)가 토오션 바(1)의 회전운동을 방해하고, 저속에서는 아마츄어(3)가 토오션 바(1)의 회전을 돕는 방향으로 구동하도록 구성된 것임.

Description

토오션 바 강성 제어장치

자동차의 반력식 전자제어 조향장치(반력 EPS)는 기존의 NPS(Normal Power Steering)의 구조에 압력제어밸브(PVC:Pressure Control Valve)를 부가하여 상기 압력제어밸브 압력 조정에 의해 반력 피스톤이 반력 볼을 가압시키는 구성으로 이루어져 상황에 따라 토오션 바의 강성을 반력 볼과의 접촉에 따른 마찰력으로 가변시켜 파워 스티어링시 파워실린더의 R측 또는 L측으로 공급되어지는 유량을 차속에 따라 적절하게 변환시킴으로서 안정된 조타력을 얻을 수 있도록 구성되고 있다.

즉 종래의 반력 EPS에서는 제3도에 나타낸 바와 같이 차속이 저속일 때는 반력 기구부에 작용하는 반력을 작게하여 토오션 바의 비틀림을 크게하여 가벼운 조타력을 얻게하고, 고속일수록 반력을 크게하여 토오션바의 비틀림량을 작게하여 무거운 조타력을 얻게 된다.

이와같이 종래에는 주차 또는 저속시 즉, 차속센서의 신호가 없거나 미약할 경우, 유압(유량)의 바이패스(By-Pass)가 발생되지 않게 되어 가벼운 조타력만을 얻게 되고, 중. 고속시에는 차속 또는 스티어링 휠 각속도 센서 값의 변화에 따라 압력제어밸브 스풀이 오리피스를 개방시킴에 따라 파워 실린더의 R 또는 L측으로 이동하던 유압의 일부가 열린 스풀의 오리피스를 통해 바이패스되어 차속에 대해 변화하는 조타력을 선형적으로 제어하게 된다.

이처럼 주어진 수준의 동력에 보조력을 생성하는데 필요한 운전자 조향 노력의 수준이 대부분이 토오션 바(torsion bar: 비틀림 바)의 탄성력을 가변시키는 별도의 보조 조향장치에 의해 이루어지므로서 failsafe 측면에서 토오션 바의 탄성력을 작게하는데 한계가 있었다.

이에 본 발명에서는 고속에서는 토오션 바의 회전운동을 방해하고, 저속에서는 토오션 바의 회전을 돕는 방향으로 작동시켜 토오션 바의 강성을 조절하면서 차속에 대해 변화하는 조타력을 선형적으로 제어하여 약한 EPS에서는 반력을 역방향으로 작용하게 함으로서 더 넓은 제어영역을 확보할 수 있도록 된 비접촉식 동력보조 조향장치를 제공함을 그 목적으로 하고 있는 것인 바, 이를 첨부 도면에 따라 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 개략적인 구성을 나타낸 예시도.

제2도는 제1도의 요부 평단면도.

제3도는 본 발명의 반력 EPS 선도.

제4도는 종래 반력 EPS 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 토오션 바 2,4 : 헬리컬기어

3 : 아마츄어 5 : 스토퍼

6 : 솔레노이드 코일 7 : 하우징

제1도는 본 발명에 의한 전자제어 조향장치의 동력보조 조향장치를 묘사하고 있는 예시도로서, 상기 동력보조 조향장치는 토오션 바(1)의 외주면에 헬리컬기어(2)를 형성하고 상기 토오션 바(1)를 감싸도록 된 아마츄어(3)에 상대되는 헬리켈기어(4)를 창성하여 토오션 바(1)와 아마츄어(3)가 상호 치합되게 조립되고, 상기 아마츄어(3)의 외주면에는 하우징(7)을 감압 구성하되, 아마츄어(3)에는 스토퍼(5)를 형성하고, 하우징(7)의 내경에는 세로 방향으로 요홈(71)을 형성하여, 토오션 바(1)를 돌렸을 때, 상기 아마츄어(3)가 회전하지 않고, 상, 하 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 한다.

그리고 상기한 아마츄어(3)의 외주면 즉, 하우징(7)의 내경에는 ECU로부터 전원 공급을 지시받는 솔레노이드 코일(6,6)을 배치한다.

이와 같이 고속주행에는 아마츄어(3)가 토오션 바(1)의 회전운동을 방해하고, 저속에서는 아마츄어(3)가 토오션 바(1)의 회전을 돕는 방향으로 구동하도록 구성되고 있다.

상기 구성에 있어서 토오션 바(1)의 좌. 우 회전은 자동차의 조향을 감지하는 기존의 조향각 센서를 통해 좌. 우 회전 방향을 판별하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 제2도에 나타낸 바와 같이 조향 휠을 회전시킬 때 속도에 따른 핸들의 반력은 차속에 따라 변화하는 솔레노이드 코일(6,6)에 가해지는 전류의 세기와 비례하는 아마츄어(3)가 토오션 바(1)의 강성을 조절하게 된다.

따라서 고속에서는 솔레노이드 코일(6)에 전류를 흘려 보내 아마츄어(3)가 상, 하 방향으로 잘 이동하지 못하도록 하므로써 토오션 바(1)의 회전운동을 방해 구속하게 되고, 저속에서는 솔레노이드 코일(6)에 전류를 흘려 보재 아마츄어(3)가 상, 하 방향으로 잘 이동하도록 하므로써 토오션 바(1)의 회전을 돕는 방향으로 하면 스티어링 칼럼 축에 반력을 제어할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 토오션 바를 감싸도록 된 아마츄어에 헬리켈기어를 창성하여 토오션 바 회전시 아마츄어는 상. 하 운동하도록 되고, 상기 아마츄어의 외주면에 솔레노이드 코일을 배치하여 고속에서는 토오션 바의 회전운동을 방해하고, 저속에서는 토오션 바의 회전을 돕는 비접촉 방식을 통해 토오션 바의 강성을 조절하여 차속에 대해 변화하는 조타력을 선형적으로 제어 하므로서 더 넓은 제어영역을 확보하게 되는 등의 효과가 있게 된다.

또한 본 발명은 반력 EPS가 비접촉식 구성됨으로서 기존의 접촉방식인 반력 EPS에 비해 노이즈 문제가 생기지 아니하고, 더 부드러운 조향감을 얻을 수 있게 된다.

본 발명은 자동차 반력식 전자제어 조향장치(EPS: Electronic Power Steering)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토오션 바의 강성을 제어하는 반력 EPS를 비접촉식으로 구성하여 종래 보다 더 넓은 제어영역을 확보할 수 있게한 토오션 바 강성 제어장치를 제공함에 있는 것이다.

Claims (1)

1. 자동차 전자제어 조향장치 토오션 바(1)의 중단 외주면에 헬리컬기어(2)를 형성하고, 상기 토션 바(1)의 둘레에 감합된 아마츄어(3)의 내경에는 헬리컬기어(4)를 형성하여 치합되게 하며, 상기 아마츄어(3)의 둘레에는 하우징(7)을 형성하되, 아마츄어(3)의 스토퍼(5)가 하우징(7)의 요홈(71)에 끼워진 채 결합되도록 하고, 상기 하우징(7)에는 ECU 지시에 의해 전원을 공급받는 코일(6)을 내장하여, 토오션 바(1)의 회전에 따라 상, 하 승강하는 아마츄어(3)가 코일(6)에서 발생하는 전자력의 힘으로 승, 하강에 영향을 미치도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 토오션 바 강성 제어장치.

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