KR101305749B1 - 수분 감지가 가능한 동력보조 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조향 휠에 작용하는 조타토크를 검출하고 조타토크에 대응한 토크신호를 출력하는 토크센서, 차량 속도를 검출하고 차량 속도에 대응한 차속신호를 출력하는 차속센서, 동력보조 조향장치의 내부의 습도에 대응하는 습도신호를 출력하는 습도센서 및 상기 습도센서로부터 습도신호를 입력받아 기준값 이상의 습도가 측정된 경우 상기 토크신호 및 상기 차속신호에 따른 현재의 조타토크 및 차속에 따라 설정되는 보조 조향력보다 작은 보조 조향력을 공급하기 위한 전동기전류신호를 발생하는 전자제어유닛를 포함한다.

Description

수분 감지가 가능한 동력보조 조향장치{Power Steering Apparatus Capable of Sensing Moisture}
본 발명은 수분감지가 가능한 동력보조 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은 차량의 동력보조 조향장치에 관한 것으로, 보사 상세하게는 수분 감지가 가능한 동력보조 조향장치에 관한 것이다.
차량의 동력보조 조향장치는 운전자의 조향 휠 (steering wheel) 조작시 운전자의 조작력을 보조하는 보조력을 공급한다. 이와 같은 동력보조 조향장치는 차량의 속도에 따라 공급하는 보조력의 크기가 달라진다.
예를 들어, 차량의 속도가 클 경우, 동력보조 조향장치는 보조력의 크기를 줄임으로써 운전자가 조향 휠의 조작에 상대적으로 큰 힘을 들이게 한다. 이에 따라 운전자는 고속으로 주행하는 차량을 안전하게 운전할 수 있다. 또한 차량의 속도가 작은 경우 동력보조 조향장치는 보조력의 크기를 증가시켜 운전자는 조향 휠을 상대적으로 작은 힘으로 조작할 수 있다. 이에 따라 운전자는 저속으로 주행하는 차량을 쉽게 운전할 수 있다.
이와 같은 동력보조 조향장치는 동작과정에서 외부에서 유입되는 물이나 습기와 같은 수분의 영향을 받을 수 있으며, 그 영향이 클 경우 동력보조 조향장치의 동작이 정상적으로 이루어지지 않아 주행 안정성을 저하시킬 수도 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 수분을 감지할 수 있는 동력보조 조향장치를 제공하기 위한 것이다.
일측면에서, 본 발명은 조향 휠에 작용하는 조타토크를 검출하고 조타토크에 대응한 토크신호를 출력하는 토크센서, 차량 속도를 검출하고 차량 속도에 대응한 차속신호를 출력하는 차속센서, 동력보조 조향장치의 내부의 습도에 대응하는 습도신호를 출력하는 습도센서 및 상기 습도센서로부터 습도신호를 입력받아 기준값 이상의 습도가 측정된 경우 상기 토크신호 및 상기 차속신호에 따른 현재의 조타토크 및 차속에 따라 설정되는 보조 조향력보다 작은 보조 조향력을 공급하기 위한 전동기전류신호를 발생하는 전자제어유닛를 포함한다.
상기 전자제어유닛은 습도가 기준값 이상인 경우 경고신호를 출력할 경우, 상기 전자제어유닛으로부터 상기 경고신호를 입력받아 경고를 출력하는 경고부를 더 포함할 수 있다.
상기 습도센서는 상기 토크센서 또는 상기 전자제어유닛 중 적어도 하나와 모듈화될 수 있다.
상기 습도센서는, 상기 전동기전류신호에 해당되는 전류를 공급받는 전동기의 구동력에 따라 동작하는 볼 스크류 장치를 덮는 하우징 내부에 설치될 수 있다.
상기 습도센서는 지면에 인접한 상기 하우징의 밑면에 설치될 수 있다.
상기 습도센서는, 타이 로드을 덮는 커버부와 결합하는 상기 하우징 영역이나, 상기 커버부와 결합하는 상기 하우징 영역에 인접하도록 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 동력보조 조향장치에 영향을 미칠 수 있는 습도를 측정하여 안정적인 동력보조 조향장치의 동작을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치의 실례를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치의 내부 구조를 나타낸다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치는 토크센서(110), 차속센서(120), 습도센서(130) 및 전자제어유닛(140)을 포함한다.
토크센서(110)는 조향 휠(102)에 작용하는 조타토크(torque)를 검출하고 조타토크에 대응한 토크신호를 출력한다.
차속센서(120)는 차량 속도를 검출하고 차량 속도에 대응한 차속신호를 출력한다.
습도센서(130)는 동력보조 조향장치의 내부의 습도에 대응하는 습도신호를 출력한다. 본 발명의 실시예에서 습도센서(130)는 기체 상태의 습기를 센싱하는 센서일 수도 있고, 액체 상태의 물기를 센싱하는 센서일 수도 있다. 또한 본 발명의 실시예에서 습도센서(130)는 습기나 물기가 검출될 경우 저항치가 변하는 전기저항식 습도센서일 수도 있고, 습기나 물기에 의하여 정전용량이 변하는 정전용량식 습도센서일 수도 있다.
전자제어유닛(140)는 습도센서(130)로부터 습도신호를 입력받아 기준값 이상의 습도가 측정된 경우 토크신호 및 차속신호에 따른 현재의 조타토크 및 차속에 해당되는 보조 조향력보다 작은 보조 조향력을 공급하기 위한 전동기전류신호를 발생한다.
즉, 전자제어유닛(140)은 기준값보다 작은 습도가 측정된 경우 현재의 토크 및 차속에 해당되는 토크신호 및 차속신호에 따라 전동기 전류신호를 발생한다. 반면 기준값 이상의 습도가 측정된 경우 전자제어유닛(140)은 현재의 조타토크 및 차속에 따라 설정되는 보조 조향력보다 작은 보조 조향력을 공급하기 위한 전동기전류신호를 발생한다.
전동기 구동부(150)은 전자제어유닛(140)로부터 출력된 전동기전류신호에 해당되는 전류를 전동기(160)에 공급하고, 전동기(160)는 전동기 구동부(150)로부터 전류가 공급됨에 따라 보조 조향력을 공급한다.
본 발명의 실시예에서 현재의 조타토크 및 차속에 따라 설정되는 보조 조향력보다 작은 보조 조향력은 보조 조향력의 공급이 중지되는 경우까지 포함할 수 있다. 즉, 비정상적인 습도가 측정될 경우 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치는 보조 조향력의 공급을 중지함으로써 차량 운행의 안정성을 확보할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이 습도가 과도하게 높을 경우 습기나 물기가 동력보조 조향장치에 영향을 미쳐 동력보조 조향장치가 비정상적으로 동작할 수 있다. 본 발명의 실시예의 경우 습도가 기준값보다 클 경우 보조 조향력의 크기가 줄어들어 동력보조 조향장치의 오동작이 방지될 수 있고 운전자는 조향 휠의 조작이 상대적으로 힘들게 되어 고습도 환경에 대한 경고를 느낄 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치는 경고부(170)를 더 포함할 수 있다. 전자제어유닛(140)은 습도가 기준값 이상인 경우 경고신호를 출력하고, 경고부(170)는 전자제어유닛(140)으로부터 경고신호를 입력받아 시각적 경고 또는 청각적 경고 중 적어도 하나를 출력한다.
본 발명의 실시예에서 습도센서(130)는 토크센서(110) 또는 전자제어유닛(140) 중 적어도 하나와 모듈화될 수 있다. 예를 들어, 습도 센서(130)는 토크센서(110)와 하나의 회로보드 상에 장착됨으로써 모듈화될 수 있다. 또한 습도센서(130)는 전자제어유닛(140)과 하나의 회로보드 상에 장착됨으로써 모듈화될 수 있다.
습도센서(130)가 토크센서(110)와 함께 모듈화되는 경우 토크센서(110)와 전자제어유닛(140)을 연결하는 제1 도선과 습도센서(130)와 전자제어유닛(140)을 연결하는 제2 도선을 물리적으로 묶을 수 있으므로 서로 절연된 제1 도선과 제2 도선이 하나의 커넥터(미도시)에 연결되고, 이 커넥터가 전자제어유닛(140)에 연결될 수 있으므로 습도센서(130)의 설치가 간편하게 이루어질 수 있다. 또한 전기적 신호를 출력하는 토크센서(110)는 습도에 영향을 많이 받을 수 있으므로 토크센서(110)와 모듈화되는 습도센서(130)는 토크센서(110) 주변의 습도를 측정함으로써 동력보조 조향장치의 동작 안정성을 높일 수 있다.
또한 습도센서(130)와 전자제어유닛(140)이 모듈화될 경우 역시 습도센서(130)와 전자제어유닛(140)을 연결하는 도선없이 회로 상에 습도신호의 입출력이 가능하므로 습도센서(130)의 설치가 용이하게 이루어질 수 있다. 전자제어유닛(140)은 다양한 전자부품을 포함하고 있으므로 습기나 물기에 취약하므로 전자제어유닛(140)과 함께 습도센서(130)가 모듈화될 경우 전자제어유닛(140) 주변의 습도를 측정함으로써 동력보조 조향장치의 동작 안정성을 높일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치의 실례를 나타내고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치의 내부 구조를 나타낸다. 이 때 도 2 및 도 3에 도시된 동력보조 조향장치는 하나의 일례로서 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(310)의 내부에 랙 바(320)가 설치되어 있고, 랙 바(320)의 양단부 근처에는 각각 랙 기어(330)와 스크류(340)가 형성되어 있다. 그리고, 랙 기어(330)에는 조향축과 연결된 피니언(350)이 치합되고, 스크류(340)에는 전동기(160)에 의해 구동되는 볼 스크류 장치(108)가 설치된다.
볼 스크류 장치(108)는, 스크류(340)를 감싸며 회전되는 볼 너트(108b)가 랙 하우징(310)의 내경부에 설치된 볼 베어링(108c)에 의해 회전될 수 있게 결합되어 있다. 볼 너트(108b)와 스크류(340) 사이에는 스틸 볼(108a)이 개재되어 있다. 볼 너트(108b)의 외측에는 전동기(160)로부터 볼 너트(108b)로 구동력을 전달함에 있어서 감속된 회전 출력을 제공하는 감속기(104)가 구비되어 있는데, 감속기(104)는 모터(160)의 축단에 설치된 웜 샤프트(104a)와, 웜 샤프트(104a)에 맞물리는 웜 휠(104b)로 이루어져 있다.
운전자가 조향 휠을 조작하면, 조향축(103)과 연결된 피니언(350)으로 회전력이 전달되고, 전동기(160)의 구동력에 따라 감속기(104)와 볼 스크류 장치(108)가 동작하여 차륜의 회전 방향으로 랙 바(320)의 이송력이 증감하여 최적의 조향 조건을 달성하게 된다.
이와 같은 볼 스크류 장치(108)에 유입된 습기나 물기가 온도 강하로 인하여 얼어붙을 경우 동력보조 조향장치의 동작이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 동력보조 조향장치는 볼 스크류 장치(108)를 덮는 하우징(310) 내부에 설치되는 습도센서(130)를 포함할 수 있다. 이 때 습기나 물기는 지면에 인접한 하우징(310)의 밑면에 고일 가능성이 크므로 습도센서(130)는 하우징(310)의 밑면에 설치될 수 있다.
또한 습도센서(130)는 타이 로드(360)을 덮는 커버부(370)와 결합하는 하우징(310) 영역이나, 커버부(370)와 결합하는 하우징(310) 영역에 인접하도록 설치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 커버부(370)는 벨로우즈(bellows)를 포함할 수 있다. 타이 로드(360)는 랙 바(320)와 연결되는데, 랙 바(320)는 수평 방향으로 이동하는데 비하여 타이 로드(360)는 뒤틀림 운동을 할 수 있다. 따라서 타이 로드(360)를 감싸는 커버부(370)는 일정 정도의 신축성을 지닌 비금속성 물질로 이루어질 수 있다. 이와 같이 비금속성 물질로 이루어는 커버부(370)는 외부로 노출될 수 있고 타이어와 가깝게 위치하므로 습기나 물기가 커버부(370)과 하우징(310)의 결합부위를 통하여 침투하기 쉽다. 또한 커버부(370)가 고분자 물질과 같은 비금속으로 이루어질 경우 습도센서(130)가 단단하게 커버부(370)에 고정되기 어려울 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예의 경우 습도센서(130)는 타이 로드(360)을 덮는 커버부(370)와 결합하는 하우징(310) 영역이나, 커버부(370)와 결합하는 하우징(310) 영역에 인접하도록 설치됨으로써 외부에서 침투하는 습기나 물기를 빠르게 측정할 수 있고 습도센서(130)가 단단하게 고정되어 안정적으로 습도 측정이 이루어질 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 조향 휠에 작용하는 조타토크를 검출하고 조타토크에 대응한 토크신호를 출력하는 토크센서;
    차량 속도를 검출하고 차량 속도에 대응한 차속신호를 출력하는 차속센서;
    동력보조 조향장치의 내부의 습도에 대응하는 습도신호를 출력하는 습도센서; 및
    상기 습도센서로부터 습도신호를 입력받아 기준값 이상의 습도가 측정된 경우 상기 토크신호 및 상기 차속신호에 따른 현재의 조타토크 및 차속에 따라 설정되는 보조 조향력보다 작은 보조 조향력을 공급하기 위한 전동기전류신호를 발생하는 전자제어유닛
    를 포함하는 동력보조 조향장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자제어유닛은 습도가 기준값 이상인 경우 경고신호를 출력하고,
    상기 전자제어유닛으로부터 상기 경고신호를 입력받아 경고를 출력하는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력보조 조향장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 습도센서는 상기 토크센서 또는 상기 전자제어유닛 중 적어도 하나와 모듈화되는 것을 특징으로 하는 동력보조 조향장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 습도센서는, 상기 전동기전류신호에 해당되는 전류를 공급받는 전동기의 구동력에 따라 동작하는 볼 스크류 장치를 덮는 하우징 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 동력보조 조향장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 습도센서는 지면에 인접한 상기 하우징의 밑면에 설치되는 것을 특징으로 하는 동력보조 조향장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 습도센서는,
    타이 로드을 덮는 커버부와 결합하는 상기 하우징 영역이나, 상기 커버부와 결합하는 상기 하우징 영역에 인접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 동력보조 조향장치.
KR1020110123620A 2011-11-24 2011-11-24 수분 감지가 가능한 동력보조 조향장치 KR101305749B1 (ko)

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