KR100997096B1

KR100997096B1 - 조향장치의 조향각 가변장치

Info

Publication number: KR100997096B1
Application number: KR1020050050947A
Authority: KR
Inventors: 진종학
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2010-11-30
Also published as: KR20060130330A

Abstract

본 발명은 차량용 전륜 조향장치에 관한 것으로, 발명의 주된 목적은 가변장치 기구를 구성하는 입출력축의 위치이동을 제거하여 추가적인 커플링이나 장치 외부에서 위치이동을 흡수할 수 있는 부품이 필요 없는 조향각 가변장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 조향휠의 회전력을 전달받는 입력축과; 상기 입력축에 설치되어 일체로 회동하는 입력암과; 상기 입력축과 소정거리 이격된 위치에 설치되어 피니언기어에 회전력을 전달하는 출력축과; 상기 출력축에 설치되어 일체로 회동하는 출력암과; 상기 출력축의 일측에 소정거리 이격되어 설치되는 가변축과; 상기 가변축에 설치되어 일체로 회동하고, 상기 입력암과 출력암을 슬라이딩 조인트 연결시키는 조절암과; 상기 가변축의 일측에 설치되어 가변축을 출력축이 있는 방향으로 위치 이동시키는 가변축 이동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 조향 시스템의 조향각 가변장치에 관한 것이다.

조향각, 가변장치

Description

조향장치의 조향각 가변장치 {STEERING SYSTEM}

도 1은 종래의 조향각 가변장치 개념도이다.

도 2는 종래의 조향각 가변장치의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 조향각 가변장치의 개념도이다.

도 4는 본 발명에 따른 조향각 가면장치의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

112 : 입력축 114 : 입력암

114a : 슬롯 116a : 슬롯

116 : 출력축 118 : 출력암

120 : 가변축 122 : 조절암

124,126 : 연결핀

127 : 피니언 하우징 128 : 피니언 하우징

130 : 모터 132 : 감속기

134 : 피니언기어 136 : 조향랙

본 발명은 차량용 전륜 조향장치에 관한 것으로, 특히 차량의 운행상태에 따라 운전가가 입력하는 핸들 조향각에 대한 차량타이어의 조향각의 비를 적절하게 조정할 수 있는 조향장치의 조향각 가변장치에 관한 것이다.

현재 차량의 조향 기어비는 거의 일정하게 만들어진다. 따라서 저속에서 주차 시에는 많은 조향각을 필요로 하게 되어 운전자의 육체적인 부담을 증가시킨다. 또한 장애회피나 급작스러운 차선변경시에는 빠른 응답성을 얻기 어렵다. 반면에 고속에서는 비교적 작은 조향각 입력이 차량의 횡가속도를 상대적으로 크게 증가시킬 수 있어 큰 조향비는 운전자의 정신적인 부담을 증가시킬 수 있고 신중한 운전을 요구한다.

또한, 차량의 언더스티어 상황에서는 타이어의 횡력의 포화 때문에 차량의 횡가속도가 증가함에 따라 조향게인은 감소하는 경향이 있고 이것은 또한 코너링하는 동안에 방향 전환 기동성을 감소시킨다.

이러한 가능한 인자들을 다루기 위해 조향기어비가 차속의 증가에 대응하여 증가하고, 조향각의 증가에 따라 감소하며 차량의 안전성을 고려하여 보조 조향을 발생할 수 있는 스티어링 시스템이 필요하게 되었고, 이 시스템을 적용하기 위한 기구적인 메커니즘이 필요하게 되었다.

상기한 시스템이 적용되는 공지된 기구적인 메커니즘이 도 1에 도시되어 있 는데, 이러한 기구적인 메커니즘은 입력축과 피니언축 사이에 설치된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 입력축(12)과 출력축(16)이 소정거리 이격된 상태로 구비되고, 입력축(12)에는 입력축과 일체로 회동하는 입력암(14)이 설치되며, 출력축(16)에는 출력축과 일체로 회동하는 출력암(18)이 설치된다.

출력암(18)에는 길이 방향으로 슬롯(20)이 형성되어 있고, 입력암(14)과 출력암(18)은 슬롯(20)을 통해 연결핀(22)으로 슬라이딩 가능하게 연결되어 있다. 상기에서 입력암(14)과 출력암(18)은 입력축(12) 및 출력축(16)과 일체로 회동하며 입력암(14)이 슬롯(20)을 따라 슬라이딩되면서 조향각의 비를 가변시킨다. 즉 입력축과 출력축으로 부터 나온 입력암과 출력암들을 연결하고 두 축간의 회전운동을 전달하는 하나의 슬라이딩 조인트를 가진 크랭크암기구로 구성된다.

그러나 상기한 2축 크랭크 구조는 조향비를 가변하기 위하여 크랭크암 기구를 구성하는 2축중 1축을 위치이동 시켜야 한다. 따라서 차량의 차체에 고정된 조향장치가 이와 같은 구성 축의 위치 이동을 감당하기 위해 장치내부에 도 2에 도시된 바와 같이, 커플링(23)과 같이 축간의 옵셋을 보정할 수 있는 추가 기구가 요구되거나, 장치 외부에서 다른 부품이 축간의 옵셋을 보상해야 한다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가변장치 기구를 구성하는 입출력축의 위치이동을 제거하여 추가적인 커플링이나 장치 외부에서 위치이동을 흡수할 수 있는 부품이 필요 없는 조향각 가변장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 조향휠의 회전력을 전달받는 입력축과; 상기 입력축에 설치되어 일체로 회동하는 입력암과; 상기 입력축과 소정거리 이격된 위치에 설치되어 피니언기어에 회전력을 전달하는 출력축과; 상기 출력축에 설치되어 일체로 회동하는 출력암과; 상기 출력축의 일측에 소정거리 이격되어 설치되는 가변축과; 상기 가변축에 설치되어 일체로 회동하고, 상기 입력암과 출력암을 슬라이딩 조인트 연결시키는 조절암과; 상기 가변축의 일측에 설치되어 가변축을 출력축이 있는 방향으로 위치 이동시키는 가변축 이동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 조향 시스템의 조향각 가변장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 입력축(112)과 출력축(116)이 소정거리 이격되어 구비되고, 입력축(112)에는 입력축과 일체로 회동하는 입력암(114)이 설치되며, 입력암(114)에는 길이 방향으로 슬롯(114a)이 형성된다. 출력축(116)에는 출력축(116)과 일체로 회동하는 출력암(118)이 설치되고, 출력암(118)에는 길이방향으로 슬롯(116a)이 형성된다.

출력축(116)의 외측에는 출력축이 있는 방향으로 위치이동 가능한 가변축(120)이 구비되고, 가변축(120)에는 가변축과 일체로 회동하는 조절암(122)이 설치되어 입력암(114a)과 출력암(116a)과 연결되어 입력축(112)의 회전운동을 출력축 (116)에 전달하는데, 슬롯(114a,116a)을 통하여 슬라이딩 가능하도록 연결핀(124,126)으로 고정되어 가변축(120)의 위치이동에 따라 조절암이 슬라이딩되면서 회전비(조향비)가 가변되도록 되어 있다.

상기에서 입력축(112)과 출력축(116)은 회전변위만 가능하고, 위치이동은 구속되어 있으며, 가변축(120)은 회전변위 및 위치이동 가능하다.

따라서 가변축(120)을 출력축(116) 쪽으로 접근시킬수록 조절암(124)을 통해 입력암(114)과 출력암(118)이 가지는 θa와 θb의 각도비가 커져 조향비가 느려지고, 출력축(116)으로 부터 멀어질 수록 θa와 θb 의 각도비가 작아져 조향비가 빨라진다.

상기와 같은 기구적 메커니즘이 적용된 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이 조향휠과 연결되며 피니언하우징(127)에 의해 회전 지지되는 입력축(112)이 설치되고, 입력축(112)과 소정거리 이격된 위치에는 피니언 하우징(127)에 의해 회전 지지되며 피니언기어(134)를 통해 조향랙(136)으로 조향랙을 전달하는 출력축(116)이 설치되며, 출력축의 일측에는 가변축이 형성되어 있다.

입력축(112)과 출력축(116) 사이에는 입력축(112) 및 출력축(116)과 일체로 회동하는 입력암(114)과 출력암(118)을 가변축과 일체로 회동하는 조절암(122)과 통해 슬롯과 연결핀(도시되지 않음)을 이용하여 슬라이딩 조인트 형식으로 연결하며 가변축(120)을 위치이동 시켜 입/출력축간의 조향비를 가변시킨다.

상기에서 조절암은 조절멤버(128)에 의해 지지된다.

가변축(116)의 일측에는 피니언 하우징(127)에 지지되어 가변축(116)을 지지하는 조절멤버(128)를 위치이동 시키기 위한 모터(130)와 감속기(132)로 구성된 가변조절장치가 설치되고, 차체에는 차속신호를 입력받아 조절멤버(128)의 위치이동을 판단하고 이를 구현하기 위해 모터(130)를 구동할 수 있는 제어수단(도시되지 않음)이 마련된다.

상기한 일 실시예의 구성에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

핸들로부터 조향력을 전달받아 입력축(112)이 회동하면 입/출력암(114,118)과 슬라이딩 조인트 연결된 조절암(122)을 통하여 출력축(116)이 회동하게 되는데, 차속 등의 운행상태가 달라지면 모터(130) 제어수단에 의하여 모터(130)를 구동시켜 조절멤버(128)의 위치를 위치이동 시키고, 이 조절멤버(128)의 위치이동에 따라 가변축(120)의 위치가 위치이동 되어 조절암의(122) 슬라이딩 동작에 의해 입력축(112)과 출력축(116) 간의 조향비을 가변시킨다. 즉 가변축(120)의 위치이동만으로 조향비을 가변시키고 입력축(112)과 출력축(116)은 회전변위만 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 조향각 가변장치가 운전자에 의한 조향각에 (+) 혹은 (-) 의 추가 조향각을 더해준다. 조향각 가변장치의 입력축은 핸들에 의해 구동되고 가변축은 감속기어비를 갖는 기어 휠을 통한 모터에 의해 구동된다. 출력축은 스티어링 기어박스의 인풋 샤프트에 연결된다. 그러므로 출력축에 가해지 는 전체 조향각은 운전자의 조향입력각도에 조향가변 기구가 발생시키는 각도를 가감하게 된다. 저속 시에는 부가적인 조향각을 발생시켜 차량의 전륜을 더 많이 움직이게 되고 이로 인해 주차 시에 필요한 조타량이 감소함으로써 운전자의 노력을 줄일 수 있다. 고속에서는 (-) 조향각을 발생시켜 전륜의 조향각이 줄어듦으로써, 고속에서의 온센터필(ON-CENTER FEEL)을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 조향각이 증가함에 따라 (+)의 조향각이 중첩됨으로써 충돌회피나 급작스러운 차선변경시에 효과적으로 대처할 수 있게 된다. 또한 미끄러운 노면 상에서 차량이 스핀 아웃(spin-out) 되거나 외란으로 인해 차량의 안전성이 흔들리고 심한 요 레이트(yaw rate)가 발생될 때 입력된 조향각과 현재 발생한 요레이트를 근거로 바람직한 요레이트를 선정하고 이를 위해 (-) 카운터 스티어를 발생시킴으로써 차량의 안정성을 높일 수 있다.

Claims

조향휠의 회전력을 전달받는 입력축과; 상기 입력축에 설치되어 일체로 회동하는 입력암과; 상기 입력축과 소정거리 이격된 위치에 설치되어 피니언기어에 회전력을 전달하는 출력축과; 상기 출력축에 설치되어 일체로 회동하는 출력암과; 상기 출력축의 일측에 소정거리 이격되어 설치되는 가변축과; 상기 가변축에 설치되어 일체로 회동하고, 상기 입력암과 출력암을 슬라이딩 조인트 연결시키는 조절암과; 상기 가변축의 일측에 설치되어 가변축을 출력축이 있는 방향으로 위치 이동시키는 가변축 이동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 조향 시스템의 조향각 가변장치.
제1항에 있어서,

상기 가변축 이동수단은 감속기를 구비한 모터인 것을 특징으로 하는 조향 시스템의 조향각 가변장치.