KR100367434B1 - 전동식 파워 스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 내 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, ECU(2)내에는 토크 센서(1)에 감지된 조향 핸들에 대한 운전자의 회전력 및 입력 전압에 대응하는 출력 전류량이 설정된 테이블이 구성되고, 차속 센서(11)에 감지된 차속 정보는 주파수/전압 변환부(12)를 통하여 전압으로 변경된 후에 가변 저항(VR1)을 통하여 ECU(2)에 제공된다. 운전자는 가변 저항(VR1)을 통하여 ECU(2)에 제공되는 전압을 가변시킴으로써 운전자에 필요한 출력 전류량을 설정할 수 있으며, 모터(5)는 이 출력 전류량에 대응하여 보조 회전력을 제공한다.

Description

전동식 파워 스티어링 장치{ELECTRIC POWER STEERING APPARATUS}

본 발명은 자동차의 전동식 파워 스티어링(Power Steering) 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자가 조향 핸들을 회전시키는 회전력에 대응한 보조 회전력 가변시켜 설정할 수 있는 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.

전동식 파워 스티어링 장치는 운전자가 자동차의 조향 핸들을 용이하게 조작할 수 있도록 한 장치로서, 유압 등을 이용하는 종래의 유압식 파워 스티어링 장치와는 상이하게 모터의 회전력을 보조 회전력으로 사용한다.

한편, 보조 회전력은 자동차의 주행 속도에 따라 상이하게 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 자동차의 정지 중에는 운전자가 작은 힘으로도 조향 핸들을 조작할 수 있게 하는 반면에 고속 주행 중에는 조향 핸들의 급조작에 의한 안전 사고를 방지하기 위하여 조향 핸들의 조작에 큰힘이 필요하도록 구성하여야 한다. 즉, 자동차 정지 또는 저속 주행 중에는 작은 힘으로 조향 핸들을 조작할 수 있고, 고속 주행중에는 큰힘이 가해져야 조향 핸들이 조작되도록 파워 스트리링 장치를 구성할 필요가 있다. 마찬가지로 전동식 파워 스티어링 장치 역시 운전자가 조향 핸들을 회전시키는 회전력에 비례하나 차속에는 반비례하는 보조 회전력을 발생시킬 필요가 있다.

이러한 보조 회전력을 결정하기 위하여 종래의 전동식 파워 스티어링 장치에서는 도 1에 도시된 테이블을 이용하고 있다.

도 1의 테이블을 설명하면, 테이블 내에는 운전자가 조향 핸들을 좌, 우측으로 회전시키는 회전력 및 차속(S1, S2, S3, S4)에 대응한 모터의 인가 전류량이 설정되어 있다. 여기서, 차속은 S4＜S3＜S2＜S1이 된다. 즉, 차속이 증가할수록 모터에 대한 인가 전류량은 적어져 결국 모터에 의한 보조 회전력이 감속된다.

한편, 운전자는 여성 및 남성으로 성별의 차이가 있고, 이러한 성별에 따라 조향 핸들을 회전시키는 필요한 보조 회전력은 상이하며, 또한 운전자의 취향에 따라 조향 핸들을 회전시키는데 필요한 보조 회전력은 상이하다. 그러나, 상술한 바와 같이 종래에는 하나의 테이블을 이용하여 자동차의 속도 및 회전력에 따라 상이한 보조 회전력을 제공하므로 운전자가 전동식 파워 스티어링 장치에 대하여 느끼는 만족감이 상이하다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에는 다수개의 테이블을 이용하는 방법이 제시되었다. 즉, 차속 및 회전력에 따라 상이한 보조 회전력을 제공하는 테이블을 다수개 구성하고, 스위치 등을 이용하여 사용자가 원하는 테이블을 선택할 수 있게 함으로써 원하는 보조 회전력이 제공될 수 있도록 하였다.

그러나, 이와 같이 다수개의 테이블을 이용하는 방법은 테이블의 저장에 필요한 메모리 용량이 커져 제작 단가가 상승한다는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 조향 핸들에 대한 보조 회전력을 운전자 취향에 따라 간단히 설정할 수 있게 한 전동식 파워 스티어링 장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 인가 전류에 대응하는 보조 회전력으로 회전하여 차량 바퀴의 조향각을 변화시키는 모터를 구비하는 차량 내 전동식 파워 스티어링 장치로서, 조향 핸들을 회전시키는 운전자의 회전력을 감지하는 토크 센서와; 차량의 주행 속도를 감지하여 대응 주파수의 펄스를 출력하는 차속 센서와; 차속 센서의 펄스 주파수에 대응하는 전압을 출력하는 주파수/전압 변환부와; 주파수 전압 변환부()의 전압을 가변시켜 출력하는 가변 저항과; 운전자의 회전력 및 가변 저항으로부터의 입력 전압에 대응하여 모터에 제공되는 전류량 정보를 갖는 테이블을 구비하고, 토크 센서에 감지된 회전력 및 차속 센서에 감지된 주행 속도에 대응하는 전류량 정보를 출력하는 ECU와; 전류량 정보에 대응하는 전류를 모터에 인가하는 구동 회로를 구비한다.

도 1은 종래 전동식 파워 스티어링 장치에서 사용되는 내부 테이블의 상태를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 블록도,

도 3 은 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 장치에 사용되는 테이블의 일 예를 도시한 도면,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 토크 선서 2 : ECU

4 : 구동 회로 5 : 모터

11 : 차속 센서 12 : 주파수/전압 변환부

VR1 : 가변 저항

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명을 행하기 위한 장치의 블록도로서, 조향 핸들을 회전시키는 운전자의 회전력을 감지하는 토크 센서(1)가 구성되어 있으며, 이 토크 센서(1)에 감지된 회전력은 ECU(2)에 제공된다. ECU(2)에는 토크 센서(1)외에 차속 가변 회로(10)가 연결되어 있다.

차속 가변 회로(10)는 차속 센서(11)로부터 제공된 차속 정보를 직류 전압으로 변환시키기 위한 주파수/전압 변환부(12)가 구성되며, 이 주파수/전압 변환부(12)의 출력 전압을 가변시켜 ECU(2)에 제공하기 위한 가변 저항(VR1)이 구성되어 있다.

여기서, 차속 센서(11)는 자동차 바퀴의 회전 속도를 감지하기 위한 것으로, 자동차 바퀴의 회전수에 대응하는 개수의 구형파를 발생시키도록 구성되어 있으므로 바퀴의 회전 속도에 대응하는 주파수의 구형파 펄스를 제공하며, 주파수/전압 변환부(12)는 이 구형파 펄스의 주파수를 대응하는 직류 전압으로 변환시켜 출력한다.

주파수/전압 변환부(12)의 출력 전압은 가변 저항(VR1)으로 제공되고, 가변저항(VR1)은 사용자의 제어에 따라 그 저항 값을 변화시킴으로써 주파수/전압 변환부(12)의 출력 전압을 가변시켜 ECU(2)에 제공한다.

ECU(2)내에는 도 3과 같은 하나의 테이블이 구성되어 있으며, 테이블에 의하여 설정되는 전류량 정보 즉, 차속 가변 회로(10)로부터의 입력 전압 및 토크 센서(1)로부터의 회전력에 대응한 전류량 정보를 구동 회로(4)에 인가한다. 여기서 V4＜V3＜V2＜V1이다.

구동 회로(4)는 전류량 정보에 대응하는 전류를 모터(5)에 인가하고, 모터(5)는 구동 회로(4)로부터의 전류량에 대응하는 회전력(보조 회전력)으로 자동차 타이어를 조향 시킨다.

이와 같이 구성된 장치에서 ECU(2)는 차속 가변 회로(10)로부터의 입력 전압에 따라 출력 전류량을 가변시킴으로써 모터(5)에 의한 보조 회전력을 가변시킨다. 예컨데, 가변 저항(VR1)에 의한 주파수/전압 변환부(12)의 출력 전압에 변동이 없다면, ECU(2)의 입력 전압은 차속에 대응하므로 결국 ECU(2)는 차속및 토크 센서(11,1)에 감지된 차속 및 회전력에 대응하는 전류량 정보를 구동 회로(4)에 제공할 것이다. 따라서, ECU(2)의 작동은 차속 정보가 전압 정보로 변경된 것을 제외하고, 종래와 동일하다 할 것이다.

이러한 상태에서 운전자가 가변 저항(VR1)을 조절하여 ECU(2)에 대한 입력 전압을 가변시키면 ECU(2)는 입력 전압의 변동에 대응하여 출력 전류 정보를 가변시켜 출력하므로써 모터(5)에 의한 보조 회전력은 변경될 것이다.

즉, 본 발명에서는 전압으로 표현된 차속 정보 값을 가변 저항(VR1)으로 변경시킴으로써 운전자가 차속에 따라 필요한 보조 회전력을 설정할 수 있게 하는 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 사용자가 필요한 보조 회전력을 설정하는데 더 필요한 구성은 주파수 전압/변환부 및 가변 저항에 불과하고, ECU내의 테이블은 종래의 테이블을 이용할 수 있으므로, 보조 회전력 설정 장치를 간단히 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명은 전동식 파워 스티어링 장치에서 운전자에게 필요한 보조 회전력을 운전자가 설정할 수 있는 장치를 간단하고 저렴하게 구성할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 인가 전류에 대응하는 보조 회전력으로 회전하여 차량 바퀴의 조향각을 변화시키는 모터를 구비하는 차량 내 전동식 파워 스티어링 장치로서,

   조향 핸들을 회전시키는 운전자의 회전력을 감지하는 토크 센서와;

   차량의 주행 속도를 감지하여 대응 주파수의 펄스를 출력하는 차속 센서와;

   상기 차속 센서의 펄스 주파수에 대응하는 전압을 출력하는 주파수/전압 변환부와;

   상기 주파수 전압 변환부의 전압을 가변시켜 출력하는 가변 저항과;

   상기 운전자의 회전력 및 가변 저항으로부터의 입력 전압에 대응하여 상기 모터에 제공되는 전류량 정보를 갖는 테이블을 구비하고, 상기 토크 센서에 감지된 회전력 및 상기 차속 센서에 감지된 주행 속도에 대응하는 전류량 정보를 출력하는 ECU와;

   상기 전류량 정보에 대응하는 전류를 상기 모터에 인가하는 구동 회로를 구비하는 전동식 파워 스티어링 장치.