KR100602655B1

KR100602655B1 - Sensor device of absolute position in electrically powered rack-bar

Info

Publication number: KR100602655B1
Application number: KR1020030016526A
Authority: KR
Inventors: 이병상
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2006-07-20
Also published as: KR20040081927A

Abstract

본 발명은 전동식 랙바의 절대위치 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 랙바의 소정구간에 일정 경사지도록 경사부를 형성하고, 상기 경사부와 접촉되어 변위량을 측정하는 LVDT를 차체 패널에 고정하며, 상기 LVDT의 측정값을 받아 필요한 전류량을 판단하는 제어부를 형성하고, 상기 제어부의 신호를 받아 필요한 전류를 공급하는 전원 공급부가 형성되며, 상기 전원 공급부에서 공급된 전류로 랙바를 이동시키는 구동장치로 구성된다.The present invention relates to an absolute position detecting apparatus for an electric rack bar, and more particularly, to form a slope to be inclined at a predetermined interval of the rack bar, and to fix the LVDT contacting the slope to measure the displacement amount to the vehicle body panel, A controller is provided to determine a necessary current amount based on the measured value of the LVDT, and a power supply unit is configured to receive a signal from the controller to supply a required current. .

상기와 같은 본 발명에 의하면, LVDT가 상기 경사부에 직접 접촉하게 때문에 랙바의 절대위치를 정확히 측정할 수 있으며, 전원 공급에 불필요한 전류를 줄일 수 있게 된다.According to the present invention as described above, since the LVDT is in direct contact with the inclined portion, it is possible to accurately measure the absolute position of the rack bar, it is possible to reduce the unnecessary current for power supply.

조향핸들, 조향휠, LVDT(Linear Variable Differential Transformer), 랙바Steering Wheel, Steering Wheel, Linear Variable Differential Transformer (LVDT), Rack Bar

Description

Sensor device of absolute position in electrically powered rack-bar}

도 1은 종래 조향 장치를 개략적으로 도시한 도면이고,1 is a view schematically showing a conventional steering apparatus,

도 2는 종래 전동식 조향 장치를 개략적으로 도시한 도면이며,2 is a view schematically showing a conventional electric steering device,

도 3은 본 발명에 따른 전동식 랙바의 절대위치 검출장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing an absolute position detection apparatus of the electric rack bar according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 : 조향핸들 12 : 조향휠10: steering wheel 12: steering wheel

20 : 랙바 24 : 경사부20: rack bar 24: inclined portion

40 : 토오크 감지센서 50 : 제어부40: torque detection sensor 50: control unit

60 : 전원 공급부 70 : 구동장치60: power supply 70: drive device

80 : LVDT 82 : 이동바80: LVDT 82: moving bar

본 발명은 전동식 랙바의 절대위치 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변위량을 측정할 수 있는 변위센서를 차체 패널에 고정하고, 상기 변위센서와 접촉될수 있도록 랙바의 소정구간에 일정 경사지도록 경사부를 형성하여, 랙바의 절대위치 변위량을 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an absolute position detecting device for an electric rack bar, and more particularly, to fix a displacement sensor capable of measuring a displacement amount to a vehicle body panel, and to incline a predetermined section of the rack bar so as to be in contact with the displacement sensor. It is characterized in that the absolute amount of displacement of the rack bar can be measured.

일반적으로, 차량의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 조향 장치는 조향휠, 조향컬럼 등으로 이루어져 있으며, 운전자의 조작력은 조작기구의 조향핸들을 돌리고, 상기 조향핸들과 연결된 조향휠이 회전됨으로써 기어기구의 조향기어에 회전력을 전달시키게 된다. In general, a steering device for arbitrarily changing the driving direction of the vehicle includes a steering wheel, a steering column, and the like, and the driver's manipulation force rotates the steering wheel of the steering wheel, and the steering wheel connected to the steering wheel rotates to steer the gear mechanism. It transmits rotational force to the gear.

상기 조향기어는 랙바에 형성된 수나사부에 치합 되도록 설치되어, 상기 조향기어에 전달된 회전력에 의해 랙바를 이동시키게 된다.The steering gear is installed to be engaged with the male screw formed on the rack bar, thereby moving the rack bar by the rotational force transmitted to the steering gear.

도 1은 종래 조향 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 종래 전동식 조향 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional steering apparatus, and FIG. 2 is a view schematically showing a conventional electric steering apparatus.

도 1에서 도시한 바와 같이, 운전자가 조향핸들(10)을 회전시킴으로 조향휠(12)이 회전되어 지고, 상기 조향휠(12)의 회전력에 의하여 랙바(20)가 좌우 직선 운동을 하게된다.As shown in FIG. 1, the steering wheel 12 is rotated as the driver rotates the steering wheel 10, and the rack bar 20 moves left and right linearly by the rotational force of the steering wheel 12.

상기 조향휠(12)의 일단부는 상기 조향핸들(10)과 연결되어 있고, 타단부는 조향기어(14)가 형성되어 있으며, 상기 조향기어(14)는 랙바(20)의 소정구간에 형성된 수나사부(22)에 치합되도록 설치된다.One end of the steering wheel 12 is connected to the steering wheel 10, the other end of the steering gear 14 is formed, the steering gear 14 is a number formed in a predetermined section of the rack bar 20 It is installed to engage with the threaded portion (22).

그리고, 상기 조향휠(12)에 변위센서(30)를 설치하여, 조향핸들(10)의 회전 각에 따른 랙바(20)의 절대위치 변위량을 측정하게 된다.Then, by installing the displacement sensor 30 on the steering wheel 12, the absolute position displacement amount of the rack bar 20 according to the rotation angle of the steering wheel 10 is measured.

한편, 최근에는 자동차기술의 발달에 의해 상기와 같은 기계적인 결합에서 제어부의 신호에 따라 작동되는 전기적 결합으로 개발되고 있는 추세로 도 2에서 도시한 바와 같다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, recently, due to the development of automobile technology, an electric coupling operated according to a signal of a controller in the mechanical coupling as described above is developed.

즉, 조향휠(12)의 일단부는 조향핸들(10)과 결합되고, 타단부는 토오크 감지센서(40)가 설치되어 상기 조향핸들(10)의 회전각도를 측정하게 되며, 이 측정값은 제어부(50)로 보내지게 된다.That is, one end of the steering wheel 12 is coupled to the steering wheel 10, the other end is provided with a torque sensor 40 to measure the rotation angle of the steering wheel 10, this measurement value is a control unit Will be sent to (50).

상기 입력된 측정값을 바탕으로 제어부(50)가 전류의 크기를 결정한 후 전원 공급부(60)로부터 필요한 전류를 구동장치(70)에 공급하여 랙바(20)를 구동함으로써 적절한 크기로 조향조작이 가능하게 된다.After the control unit 50 determines the magnitude of the current based on the measured value, the steering operation can be performed at an appropriate size by supplying the required current from the power supply unit 60 to the driving device 70 to drive the rack bar 20. Done.

그러나, 상기와 같은 구조에서는 조향휠(12)이 랙바(20)와 결합되지 않기 때문에 조향핸들(10)의 토오크 감지센서(40) 측정값과 랙바(20)의 이동거리에 오차가 발생하게 되어 상기 랙바(20)의 정확한 위치가 파악되지 않는 문제점이 있었다.However, in the above structure, since the steering wheel 12 is not coupled with the rack bar 20, an error occurs in the torque sensor 40 measured value of the steering wheel 10 and the moving distance of the rack bar 20. There was a problem that the exact position of the rack bar 20 is not grasped.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 변위량을 측정할 수 있는 변위센서를 설치하고, 상기 변위센서와 접촉되도록 랙바의 소정구간에 일정 경사지도록 경사부를 형성하여 랙바의 절대위치 변위량을 측정하는 것이다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to install a displacement sensor that can measure the amount of displacement, the inclined portion to be inclined at a predetermined section of the rack bar to be in contact with the displacement sensor To measure the absolute displacement of the rack bar.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명에 의한 전동식 조향휠의 절대위치 검출장치는, 조향핸들의 회전에 따른 랙바의 절대위치 변위량을 측정하는 변위센서가 구비되고, 상기 랙바의 소정위치에 접촉되어 상기 랙바의 직선변위를 전기적인 신호로 바꿔주기 위해 차체패널에 형성된 LVDT와, 상기 LVDT에서 측정되는 전기적인 신호를 받아 각각의 장치들을 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 신호에 따라 필요한 전류량을 공급하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부에서 제공된 전류로 랙바를 작동시키는 구동장치로 이루어지는 전동식 조향장치에 있어서, 상기 랙바는 상기 LVDT가 대응되는 부분에 경사부가 형성된 것을 특징으로 한다.Absolute position detection device of the electric steering wheel according to the present invention for achieving the above object is provided with a displacement sensor for measuring the absolute position displacement amount of the rack bar according to the rotation of the steering wheel, and in contact with a predetermined position of the rack bar An LVDT formed in the vehicle body panel to convert the linear displacement into an electrical signal, a control unit for controlling the respective devices by receiving the electrical signal measured by the LVDT, a power supply unit supplying a required amount of current according to the signal of the control unit; And an electric steering apparatus including a driving device for operating the rack bar with the current provided from the power supply unit, wherein the rack bar has an inclined portion formed at a portion corresponding to the LVDT.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only, and various modifications may be made without departing from the technical gist of the present invention.

도 3는 본 발명에 따른 전동식 조향휠의 절대위치 검출장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing an absolute position detection apparatus of the electric steering wheel according to the present invention.

도면에서 도시한 바와 같이, 변위량을 측정할 수 있는 LVDT(160;Linear Variable Differential Transformer)를 차체패널에 고정시키고, 상기 LVDT(160) 하부에 구비된 이동바(162)가 랙바(110)에 접촉될 수 있도록 설치된다.As shown in the figure, the LVDT (Linear Variable Differential Transformer) capable of measuring the displacement amount is fixed to the vehicle body panel, and the moving bar 162 provided under the LVDT 160 contacts the rack bar 110. It is installed to be.

상기 랙바(110)의 소정구간에는 일정 경사지도록 경사부(112)가 형성되며, 상기 경사부(112)의 면을 따라 이동바(162)가 접촉된다.A predetermined portion of the rack bar 110, the inclined portion 112 is formed so as to be inclined, the moving bar 162 is in contact with the surface of the inclined portion 112.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과는 다음과 같다.Effects and effects of the present invention having the above-described configuration are as follows.

운전자가 차량의 방향을 전환하기 위해 조향핸들(100)을 회전시키면, 상기 조향핸들(100)과 연결된 조향휠(102)이 회전을 하고, 상기 조향휠(102)의 끝단부에 형성된 토오크 감지센서(120)에 의하여 회전각을 검출할 수 있다.When the driver rotates the steering wheel 100 to change the direction of the vehicle, the steering wheel 102 connected to the steering wheel 100 rotates, the torque detection sensor formed at the end of the steering wheel 102 The rotation angle can be detected by 120.

상기에서 검출된 회전각은 제어부(130)로 입력되고, 상기 입력된 회전각에 따라 필요한 전류를 판단한 후 전원 공급부(140)로부터 필요한 전류를 구동장치(150)에 공급하여 랙바(110)를 구동함으로써 적절한 크기로 조향조작이 가능하게 된다.The detected rotation angle is input to the controller 130, and after determining the required current according to the input rotation angle, supply the required current from the power supply unit 140 to the driving device 150 to drive the rack bar 110. This makes it possible to operate the steering wheel at an appropriate size.

이때, 도면에서 도시한 바와 같이, 상기 랙바(110)의 소정구간에 일정 경사지도록 경사부(112)를 형성하고, 상기 경사부(112)에 이동바(162)가 접촉되도록 LVDT(160;Linear Variable Differential Transformer)를 설치하며, 상기 LVDT(160)는 차체패널에 고정시키게 된다.At this time, as shown in the figure, the inclined portion 112 is formed to be inclined to a predetermined section of the rack bar 110, LVDT (Linear 160) so that the moving bar 162 is in contact with the inclined portion 112 Variable Differential Transformer) is installed, and the LVDT 160 is fixed to the vehicle body panel.

상기 LVDT(160)는 기계적 변위를 전기적인 신호로 바꿔주는 센서로서, 이동바(162)와 연결된 코어의 이동으로 1차코일에서 2차코일에 유도되는 자속의 변화, 즉 상호 인덕턴스를 변화시키는 변환기로서 기계적, 전기적으로 분리되어 움직일 수 있는 코어의 변위에 비례하여 전기적 출력이 발생될 수 있도록 한다.The LVDT 160 is a sensor for converting a mechanical displacement into an electrical signal, and a transducer for changing a magnetic flux induced from a primary coil to a secondary coil, that is, mutual inductance, by a movement of a core connected to the moving bar 162. As a result, the electrical output can be generated in proportion to the displacement of the core, which can be separated mechanically and electrically.

상기와 같이 이동바(162)는 LVDT(160)의 내부로 상하 이동이 됨으로, 상기 조향핸들(100)의 회전 방향에 따라 랙바(110)가 좌측 또는 우측으로 이동하게 되고, 상기 랙바(110)의 이동에 따라 경사부(112)가 이동되기 때문에 상기 이동바(162)는 일정 경사지도록 형성된 경사부(112)의 경사면을 따라 상하방향으로 이동을 하게 된다.As described above, the movement bar 162 is moved up and down inside the LVDT 160, so that the rack bar 110 moves to the left or the right side according to the rotation direction of the steering wheel 100, and the rack bar 110. Since the inclined portion 112 is moved in accordance with the movement of the moving bar 162 is moved in the vertical direction along the inclined surface of the inclined portion 112 formed to be inclined constant.

상기 LVDT(160)에서 측정된 신호는 제어부(130)로 전달되고, 신호를 받은 제어부(130)는 랙바(110)의 절대위치를 측정하여 필요한 전류량을 판단한 후 전원 공급부(140)에 신호를 전송하게 된다.The signal measured by the LVDT 160 is transmitted to the controller 130, and the controller 130 receiving the signal determines the required amount of current by measuring the absolute position of the rack bar 110 and transmits the signal to the power supply unit 140. Done.

상기 신호를 받은 전원 공급부(140)는 필요한 전류를 구동장치(150)로 보내게 되고, 상기 전류를 받은 구동장치(150)는 랙바(110)를 이동시키게 된다.The power supply unit 140 receiving the signal sends a necessary current to the driving device 150, and the driving device 150 receiving the current moves the rack bar 110.

즉, 상기 LVDT(160)가 연속해서 랙바(110)의 절대위치를 측정함으로 불필요한 전류량을 줄이고, 상기 이동바(162)가 랙바(110)의 경사면(112)을 직접 접촉하기 때문에 랙바(110)의 절대위치를 정확히 판단할 수 있게 된다.That is, the LVDT 160 continuously reduces the amount of unnecessary current by measuring the absolute position of the rack bar 110, and because the movable bar 162 directly contacts the inclined surface 112 of the rack bar 110, the rack bar 110. It is possible to accurately determine the absolute position of.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 전동식 조향휠의 절대위치 검출장치에 의하면, 일정 경사지도록 형성된 경사부에 LVDT의 이동바가 직접 접촉하게 되어,조향 핸들의 조작에 따른 랙바의 절대위치를 정확히 판단할 수 있으며, 전원 공급에 불필요한 전류를 줄일 수 있는 효과를 제공하게 된다.As described above, according to the absolute position detection device of the electric steering wheel according to the present invention, the moving bar of the LVDT is in direct contact with the inclined portion formed to be inclined at a constant angle, it is possible to accurately determine the absolute position of the rack bar according to the operation of the steering wheel. It can provide an effect of reducing the unnecessary current to the power supply.

Claims

Displacement sensor for measuring the absolute position displacement of the rack bar according to the rotation of the steering wheel is provided, the LVDT formed in the body panel to contact the predetermined position of the rack bar to convert the linear displacement of the rack bar into an electrical signal, and the LVDT Electric steering device comprising a control unit for receiving the electric signal measured in the control unit, a power supply for supplying the required amount of current in accordance with the signal of the control unit, a drive device for operating the rack bar with the current provided from the power supply unit To;

The rack bar is an absolute position detection device of the electric steering wheel, characterized in that the inclined portion is formed in the portion corresponding to the LVDT.