KR100559906B1 - 이중 동기 모터 타입 차량용 전동 동력 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 동기 모터 타입 차량용 전동 동력 조향장치에 관한 것으로, 조향시 차륜을 조작하는 링크기구를 작동시키는 기어기구와 운전자가 조작하는 스티어링휠사이를 조향컬럼으로 연결시키지 않아 엔진과 현가장치등의 떨림과 진동을 조향컬럼을 통해 스티어링휠로 전달되지 않도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량을 조향하기 위해 조작하는 스티어링휠(1)과, 이 스티어링휠(1)의 조향컬럼(2)에 분리된 상태에서 스티어링휠(1)의 조작에 상응하여 차륜을 조작하는 링크기구(4)를 작동하는 기어기구(3), 상기스티어링휠(1)의 조작에 따른 데이터를 바탕으로 기어기구(3)를 작동시키기 위한 제어신호를 발생하는 ECU(7), 상기 ECU(7)의 제어 신호에 따라 구동되어 기어기구(3)를 조작해 차륜을 조향하는 동기구동수단 및 차륜을 통해 이루어진 실제적인 조향과 스티어링휠(1)의 조작에 의해 이루고자 하는 조향간의 차이를 서로 비교할 수 있는 신호를 ECU(7)로 전송해 동기구동수단을 조절하는 포텐셔미터(10)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

이중 동기 모터 타입 차량용 전동 동력 조향장치{Duel synchronized motors typed electronics power steering in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 이중 동기 모터 타입 차량용 전동 동력 조향장치의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스티어링휠 2 : 조향컬럼

3 : 기어기구 4 : 링크기구

5 : 회전센서 6 : 차속센서

7 : ECU 8 : 동기모터

9 : 조향각센서 10 : 포텐셔미터

11 : 구동모터

본 발명은 차량용 전동 동력 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2개의 모터를 이용해 조향 조타와 차륜 조타간을 일치시켜 조향 조작을 이루면서 스티 어링휠로 전달되는 진동을 차단 할 수 있도록 된 이중 동기 모터 타입 차량용 전동 동력 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행중인 차량의 진행 방향등을 능동적으로 제어하기 위해 조향장치가 사용되는데, 이러한 조향장치는 통상적으로 스티어링휠(Steering Wheel)과 조향축 및 조향컬럼 등으로 이루어진 조작기구와, 조향 기어기구와 피트먼 아암, 조향 링크 및 조향 너클 등으로 이루어진 링크기기 등을 포함하여 구성되어진다.

또한, 이와 같은 조향장치는 조작자의 스티어링휠 회전력을 조향기어를 통하여 휠로 전달하는 기계식과, 조작력 경감을 위하여 동력에 의해 조작자의 스티어링휠 회전력을 배력하도록 실린더를 사용하는 동력조향(power steering)방식의 장치가 사용되고 있다.

그리고, 이러한 동력조향방식은 스티어링휠의 회전에 따라 유압을 동력실린더에 전달하여 휠을 조향하는 유압 동력 조향장치가 있고 또한, 스티어링휠의 회전에 따라 모터를 구동하고 이 모터의 구동력에 의해 조향 기어기구를 동작시켜 휠을 조향하는 전동 동력 조향장치(Electric Power Steering System;"EPS")가 있게 된다.

이러한 전동 동력 조향장치(EPS)는 통상적으로 스티어링휠의 조작에 따라 조향축을 회동시키는 기어기구를 동작시켜 차륜을 조작하는 링크기구를 작동시키는 모터와, 운전자가 스티어링휠을 조작할 때 발생되는 스티어링휠의 각속도와 토크를 감지함과 더불어 실제 휠에서 조향되는 조향 각속도와 토크를 감지하는 센서 및 이들 각 센서들을 통해 감지되는 측정 값에 따라 모터의 구동을 제어하는 제어부 등 으로 구성되어진다.

그러나, 이와 같은 전동 동력 조향장치(EPS)는 제어부의 제어를 받는 모터에 의해 작동되어 차륜을 조타하도록 링크기구를 조작하는 기어기구가 조향컬럼을 매개로 스티어링휠에 서로 연결되어 있는데, 이는 차량의 주행에 따라 엔진과 현가장치등의 떨림과 진동이 조향컬럼을 통해 스티어링휠로 전달되어 운전자에게 불쾌감을 줄 수 있는 현상을 유발하는 구조적인 한계가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 조향시 차륜을 조작하는 링크기구를 작동시키는 기어기구와 운전자가 조작하는 스티어링휠사이를 조향컬럼으로 연결시키지 않아 엔진과 현가장치등의 떨림과 진동을 조향컬럼을 통해 스티어링휠로 전달되지 않도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량을 조향하기 위해 조작하는 스티어링휠과;

상기 스티어링휠의 조향컬럼에 분리된 상태에서 스티어링휠의 조작에 상응하여 차륜을 조작하는 링크기구를 작동하는 기어기구;

상기스티어링휠의 조작에 따른 데이터를 바탕으로 기어기구를 작동시키기 위한 제어신호를 발생하는 ECU;

상기 스티어링휠의 조작에 의해 회전되는 조향컬럼에 결합되어져 ECU에 의해 스티어링휠의 조타각에 상응하도록 구동되는 동기모터와, 상기 스티어링휠의 조작 에 따라 기어기구를 직접 조작하여 링크기구를 매개로 차륜을 조향하도록 ECU에 의해 구동되는 구동모터로 이루어진 동기구동수단 및;

차륜을 통해 이루어진 실제적인 조향과 스티어링휠의 조작에 의해 이루고자 하는 조향간의 차이를 서로 비교할 수 있는 신호를 ECU로 전송해 동기구동수단을 조절하는 포텐셔미터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이중 동기 모터 타입 차량용 전동 동력 조향장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 브라켓등을 매개로 운전석을 이루는 패널부위에 고정된 조향컬럼(2)에 결합되어 차량을 조향하기 위해 조작하는 스티어링휠(1)과, 상기 스티어링휠(1)의 조향컬럼(2)에 분리된 상태에서 스티어링휠(1)의 조작에 따라 차륜으로 연결된 타이로드를 이동시키는 링크기구(4)를 작동하는 기어기구(3), 상기스티어링휠(1)의 회전량과 주행 차속 및 실제 차륜 조타각에 대한 정보를 바탕으로 기어기구(3)를 작동시키기 위한 제어신호를 발생하는 ECU(7), 상기 ECU(7)의 제어 신호에 따라 구동되어 기어기구(3)를 조작해 차륜을 조향하는 동기구동수단 및 차륜을 통해 이루어진 실제적인 조향과 스티어링휠(1)의 조작에 의해 이루고자 하는 조향간의 차이를 서로 비교할 수 있는 신호를 ECU(7)로 전송해 동기구동수단을 조절하는 포텐셔미터(10)로 이루어진다.

여기서, 상기 동기구동수단은 스티어링휠(1)의 조작에 의해 회전되는 조향컬 럼(2)에 결합되어져 ECU(7)에 의해 스티어링휠(1)의 조타각에 상응하도록 구동되는 동기모터(8)와, 상기 스티어링휠(1)의 조작에 따라 기어기구(3)를 직접 조작하여 링크기구(4)를 매개로 차륜을 조향하도록 ECU(7)에 의해 구동되는 구동모터(11)로 이루어진다.

이때, 상기 동기모터(8)와 구동모터(11)는 ECU(7)에 의해 동일한 회전량을 같도록 해 스티어링휠(1)을 통해 느끼는 운전자의 조향 감각과 차륜을 통해 실제적으로 이루어진 조향이 동일한 상태가 되도록 함은 물론이다.

또한, 상기 포텐셔미터(10)는 스티어링휠(1)의 조작에 따른 조타각을 감지하는 회전센서(5)와, 링크기구(4)에 의해 실제적으로 조작된 차륜의 조타각을 감지하는 조향각센서(9)의 신호를 입력받고, 이들 센서(5,9)간에 발생되는 편차에 대한 신호를 ECU(7)로 전송하게 된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 운전자가 스티어링휠(1)을 회전시켜줌에 따라 발생된 회전양을 감지하는 회전센서(2)의 신호가 ECU(7)로 전송되고, 이에 따라 상기 ECU(7)는 차량의 조향 상황을 판단해 회전센서(2)에 의한 조타각과 차속센서(6)에 의한 현재 차량의 속도를 근거로 실제적인 차륜의 조타 정도를 결정하게 된다.

이와 같이, 상기 스티어링휠(1)에 상응하는 조향 값을 결정한 ECU(7)는 제어 신호를 동기구동수단으로 보내 차륜을 조향하게 되는데 이때, 상기 ECU(7)는 동기구동수단을 이루는 동기모터(8)와 구동모터(11)를 서로 동기화 즉, 스티어링휠(1) 의 조작에 의해 회전되는 조향컬럼(2)에 결합된 동기모터(8)와 기어기구(3)를 직접 조작하는 구동모터(11)가 동일한 회전량을 갖도록 제어하여, 상기 스티어링휠(1)을 통해 느끼는 운전자의 조향 감각과 차륜을 통해 실제적으로 이루어진 조향이 동일한 상태가 되도록 하게 된다.

이어, 이와 같이 상기 ECU(7)에 의해 서로 동기화 되도록 제어되는 동기구동수단을 이루는 모터(8,11)의 작동 상태는 포텐셔미터(10)를 통해 감지되는데 즉, 상기 포텐셔미터(10)가 스티어링휠(1)의 회전양을 감지하는 회전센서(2)의 조타각에 대한 신호와 구동모터(11)를 통해 조작되어 실제적으로 움직인 차륜을 감지하는 조향각센서(9)의 조타각에 대한 신호를 입력 받게 된다.

이어, 상기 포텐셔미터(10)로 입력된 회전센서(2)와 조향각센서(9)의 신호는 각각 신호 크기에 상응하는 전류 신호로 변환되고, 이와 같이 변환된 전류 신호를 입력받은 ECU(7)는 기 입력되어 조향을 위한 동기구동수단을 이루는 모터(8,11)를 제어하는데 사용된 스티어링휠(1)의 회전양을 감지하는 회전센서(2)의 조타각에 대한 신호 값과 함께 비교·분석하게 된다.

이후, 상기 ECU(7)는 기 입력된 스티어링휠(1)의 조향 값과 이를 바탕으로 해 실제적으로 조향된 차륜의 조향 값간에 서로 차이가 발생했는지 여부를 판단하게 되고, 만약 상기 ECU(7)가 차이를 판단하면 차이 값을 보정하도록 동기구동수단을 이루는 모터(8,11)에 대한 회전량을 변화시켜 주도록 제어 신호를 발생하게 된다.

이와 같이, 상기 ECU(7)에 의해 변화된 제어 신호를 받은 동기구동수단을 이 루는 모터(8,11)는 새로운 제어 신호에 따라 구동되고, 상기 포텐셔미터(10)는 지속적으로 스티어링휠(1)의 회전양을 감지하는 회전센서(2)의 조타각에 대한 신호와 구동모터(11)를 통해 조작되어 실제적으로 움직인 차륜을 감지하는 조향각센서(9)의 조타각에 대한 신호를 입력받아 상기 ECU(7)를 통해 동기구동수단의 모터(8,11)를 제어하게 된다.

이에 따라, 본 발명은 스티어링휠(1)의 조작력을 전달하는 조향컬럼(2)이 차륜을 조작하는 링크기구(4)를 작동시키는 기어기구(3)에 연결되어 있지 않은 상태에서 차량을 조향하게 되고, 이는 엔진과 현가장치등의 떨림과 진동등이 기어기구(3)로 국한되어 조향컬럼(2)쪽으로 전달되지 않게 되므로 결국, 스티어링휠(1)을 통해 운전자에게 전달되는 떨림이나 진동이 없게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 스티어링휠의 조작력을 전달받는 조향컬럼과 차륜을 조작하는 기어기구사이를 서로 분리시킨 상태에서, 조향컬럼과 기어기구에 각각 구비된 2개의 모터를 서로 동기화 구동시켜 조향시 조향 조작감을 정확히 유지하면서 조향컬럼을 통한 스티어링휠의 떨림이나 진동을 차단 할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 차량을 조향하기 위해 조작하는 스티어링휠(1)과;

   상기 스티어링휠(1)의 조향컬럼(2)에 분리된 상태에서 스티어링휠(1)의 조작에 상응하여 차륜을 조작하는 링크기구(4)를 작동하는 기어기구(3);

   상기스티어링휠(1)의 조작에 따른 데이터를 바탕으로 기어기구(3)를 작동시키기 위한 제어신호를 발생하는 ECU(7);

   상기 스티어링휠(1)의 조작에 의해 회전되는 조향컬럼(2)에 결합되어져 ECU(7)에 의해 스티어링휠(1)의 조타각에 상응하도록 구동되는 동기모터(8)와, 상기 스티어링휠(1)의 조작에 따라 기어기구(3)를 직접 조작하여 링크기구(4)를 매개로 차륜을 조향하도록 ECU(7)에 의해 구동되는 구동모터(11)로 이루어진 동기구동수단 및;

   차륜을 통해 이루어진 실제적인 조향과 스티어링휠(1)의 조작에 의해 이루고자 하는 조향간의 차이를 서로 비교할 수 있는 신호를 ECU(7)로 전송해 동기구동수단을 조절하는 포텐셔미터(10)로 이루어진 이중 동기 모터 타입 차량용 전동 동력 조향장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 포텐셔미터(10)는 스티어링휠(1)의 조작에 따른 조타각을 감지하는 회전센서(5)와, 링크기구(4)에 의해 실제적으로 조작된 차륜의 조타 각을 감지하는 조향각센서(9)의 신호를 각각 입력받아 전류 신호로 변환해 ECU(7)로 전송하는 것을 특징으로 하는 이중 동기 모터 타입 차량용 전동 동력 조향장치.

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