KR100371036B1

KR100371036B1 - 전동반력식파워스티어링보조장치

Info

Publication number: KR100371036B1
Application number: KR1019970068449A
Authority: KR
Inventors: 송준규
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 1997-12-13
Filing date: 1997-12-13
Publication date: 2003-03-26
Also published as: KR19990049494A

Abstract

본 발명은 차량의 속도에 따라 조향핸들에 작용하는 반력을 변화시킬 수 있게하여 저속에서는 일반 파워스티어링에 의해 가볍고 신속한 조향이 가능하고, 고속에서는 조향핸들에 적당한 반력을 부여하여 묵직한 핸들 특성을 구현할 수 있는 전동반력식 파워스티어링 보조장치를 개량한 것이다.

본 발명은 조향핸들(1)과 일체로 형성되는 원통형캠(2)의 사면(22)과 당접되는 롤러(3)를 설치하고, 상기 롤러(3)는 슬라이더(4)에 지지되는 캠팔로워(5)에 고정되고 상기 캠팔로워(5)는 피스톤(8)이 부설된 실린더(6)의 내측으로 끼워지고, 상기 캠팔로워(5)는 캠팔로워(5)와 피스톤(8) 사이에는 개재되는 스프링(7)의 탄성을 가지도록 되고, 모터(M)의 워엄기어(9)와 맞물려 회전하도록 된 워엄흴(90)의 피니언(92)에 피스톤(8)과 연결된 랙바(80)가 치합되고, 도3에 나타낸 바와 같이 상기 랙바(80) 주위에는 랙바(80)의 위치를 감지하는 위치센서(85)가 설치되고 상기 위치센서(85)는 ECU(10)와 연결되고, 모터(M)는 ECU(10)와 연결되어 차속센서 (S)의 신호에 따라 회전량을 제어하는 구성으로 된 것임.

Description

전동반력식 파워스티어링 보조장치

본 발명은 차량의 속도에 따라 조향핸들에 작용하는 반력을 변화시킬 수 있게하여 저속에서는 일반 파워스티어링에 의해 가볍고 신속한 조향이 가능하고, 고속에서는 조향핸들에 적당한 반력을 부여하여 묵직한 핸들 특성을 구현할 수 있도록 전동반력식 파워스티어링 보조장치를 개량한 것이다.

종래에는 파워스티어링의 조향핸들에 반력을 주기 위하여 조향핸들에 원통형 캠이 장착되고, 상기 캠의 사면을 눌러주기 위한 스프링이 설치되며, 이 스프링에 의해 결합되는 기구들로 연결된다.

그리고 모터의 회전을 받아서 스프링을 눌러주기 위한 스크류와 이 스크류와 나사결합되는 블록이 구성된다.

이로써, 모터가 회전하면 모터의 회전축과 연결되는 스크류가 회전되고, 스 크류가 회전함에 따라 스크류에 나사 결합된 블록이 스프링을 눌러주어 핸들에 장착된 캠은 스프링의 탄성력에 의해 핸들을 중립 위치로 밀어내는 반력을 부여하게 하여 고속시에는 핸들이 묵직한 특성을 갖도록 하였다.

또한, 차속이 감소하게 되면 스프링의 탄성력이 적어지는 방향으로 모터가 회전하여 조향핸들에는 전혀 반력이 생기지 않게되어 일반 파워스티어링과 동일한 작용을 하면서 가벼운 핸들 특성을 구현하도록 되어 있다.

이처럼 종래에는 스프링의 탄성력을 조절하기 위하여 스크류와 이와 나사결합을 이루는 불록을 이용하므로써 부피가 크고, 이를 장착하는 장착공간 확보에 많은 어려움이 있고, 불록이 하우징내에서 회전하지 않도록 별도의 장치를 부가하여야하는 등의 문제점이 있다.

이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 파워스티어링장치에 있어 스프링의 탄성력을 바꾸어주는 기구장치를 단순화하여 구조가 간단하고 적은 용량의 전동모터를 사용하여도 동일한 효과를 꾀할 수 있도록된 전동반력식 파워스티어링 보조장치를 제공함에 그 목적이 있는 것인 바, 이를 첨부된 예시 도면을 참고하여 그 구성 및 작용 효과 등을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 주요부를 발췌 도시한 측면도,

도2는 도1의 작동 관계를 설명하기 의해 도시한 동작 상태도,

도3은 본 발명의 주요부를 발췌 도시한 평면도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 조향핸들 2 : 원통형캠

3 : 롤러 4 : 슬라이더

5 : 캠팔로워 6 : 실린더

7 : 스프링 8 : 피스톤

9 : 워엄 10: ECU

M : 모터 S : 차속센서

도1에서와 같이 본 발명은 조향핸들(1)과 일체로 형성되는 원통형캠(2)의 사 면(22)과 당접되는 롤러(3)를 설치하고, 상기롤러(3)는 슬라이더(4)에 지지되는 캠팔로워(5)에 고정되고 상기 캠팔로워(5)는 피스톤(8)이 부설된 실린더(6)의 내측으로 끼워지고, 상기 캠팔로워(5)는 캠팔로워(5)와 피스톤(8) 사이에는 개재되는 스프링(7)의 탄성을 가지도록 되고, 모터(M)의 워엄기어(9)와 맞물려 회전하도록 된 워엄흴(90)의 피니언(92)에 피스톤(8)과 연결된 랙바(80)가 치합되고, 도3에 나타낸 바와 같이 상기 랙바(80) 주위에는 랙바(80)의 위치를 감지하는 위치센서(85)가 설치되고 상기 위치센서(85)는ECU(10)와 연결되고, 모터(M)는 ECU(10)와 연결되어 차속센서(S)의 신호에 따라 회전량을 제어하는 구성으로 되어 있다.

상기 구성에 있어 슬라이더(4)는 롤러(3)를 고정하는 캠파로워(5)를 고정하여 캠팔로워(5)가 자전 운동하는 것을 방지하는 것으로, 조향핸들(1)을 조작시 원통형캠(2)의 사면(22)과 접촉되는 롤러(3)와 함께 캠팔로워(5)가 슬라이더(4)에 지지된 직선 운동하며 후동하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 고속 주행시 조향핸들(1)의 중립위치에서는 도1과 같이 롤러(3)가 스프링(7)의 탄성력을 받아서 원통형캠(2)의 사면(22)에 당접되게 된다.

그러한 상태에서 조향핸들(1)을 돌리면 조향핸들(1)과 일체로 된 원통형캠 (2)이 함께 회전하게되어 사면(22)에 접촉된 롤러(3)와 캠팔로워(5)는 도2와 같이 반대방향으로 밀리면서 스프링(7)을 압착시키게 된다.

따라서 조향핸들에는 그 것을 돌리려는 방향과 반대방향으로 반력을 받게되어 핸들을 돌릴 때 묵직한 조향감이 발생된다.

한편, 차속이 점차 낮아지면 이를 차속센서(S)가 이를 감지하여 감지된 감지신호를 ECU(10)에 전달하면 ECU(10)는 모터(M)에 전원을 인가하여 모터(M)를 회전시키게 되고, 모터(m)가 회전함에 따라 함께 회전운동하는 워엄(9)은 이와 연동되는 워엄휠(90)을 회전시킨다.

워엄휠(90)이 회전함에 따라 워엄휠(90)의 피니언(92)에 치합된 랙바(80)가 후퇴하게 되고, 이때 캠플로워(5)에 의해 압축되는 스프링(7)은 랙바(80)와 연결된 피스톤(8)이 함께 물러남에 따라 스프링(7)을 누르는 힘은 점차 약해지게 되고, 스프링(7)의 압축력이 떨어짐에 따라 원통형캠(2)의 경사면이 받는 힘도 약해진다.

차속이 완전히 낮아져 주차 속도에 까지 떨어지면 롤러(3)는 더 이상 원통형캠(2)과 밀착되지 않도록 피스톤(8)이 완전히 후퇴하여 더 이상의 반력을 주지 않게 된다.

이처럼 차속에 따라서 반력의 정도를 변화시키기 위해서는 ECU(10)에 미리 설정된 로직에 따라 전동모터(M)의 회전이 이루어져야 하고, 모터(M)의 회전량을 감지하기 위해 위치센서(S)가 랙바(80)의 이동거리를 측정하여 차속별로 미리 설정된 위치센서(S)의 위치에 따라 모터(M)의 회전량과 회전방향이 결정되게 된다.

따라서 차속에 감응하여 반력의 크기를 임의로 튜닝하는 것과 동일한 결과를 얻을 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 구조가 간단하고 적은 비용으로 속도감응형 파워스티어링이 가능하고, 고장이 발생하여도 조향핸들의 묵직한 정도만 다르게 나타날 뿐 핸들조작에는 아무런 문제가 발생하지 않음으로 별도의 안전장치를 고려하지 않아도 되는 장점이 있다.

또한, 유압장치를 이용하는 기존 속도감응형 파워스티어링에 비하여 가공 공차에 여유가 있으므로 부품 가공시의 불량률도 최소화할 수 있어 생산성도 속도감응형 파워스티어링 보다 휠씬 우수한 효과를 기대할 수 있게 된다.

Claims

조향핸들(1)과 일체로 된 원통형캠(2)의 사면(22)과 당접되는 롤러(3)를 설치하고, 상기 롤러(3)는 캠팔로워(5)에 고정되고, 상기 캠팔로워(5)는 피스톤(8)이 부설된 실린더(6)에 삽입되어 스프링(7)의 탄성을 가지도록 되고, 모터(M)의 워엄기어(9)와 맞물려 회전하도록 된 워엄흴(90)의 피니언(92)에 피스톤(8)과 연결된 랙바(80)가 치합되고, 상기 랙바(80)의 위치를 감지하는 위치센서(85) 및 차속센서(S)와 연결된 ECU(10)에 의해 모터(M)의 회전량을 제어하도록구성됨을 특징으로 하는 전동반력식 파워스티어링 보조장치.
제1항에 있어서, 상기 캠팔로워(5)는 슬라이더(4)에 지지되어 캠팔로워(5)가 자전 운동하는 것을 방지하도록 됨을 특징으로 하는 전동반력식 파워스티어링 보조장치.