KR101371785B1 - 속도 감응형 파워 스티어링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 속도 감응형 파워 스티어링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저속에서는 조타력을 가볍게 하고 고속에서는 조타력을 무겁게 하는 등 주행 속도에 의해 조타력이 결정되도록 하여 차량의 고속 직진 주행 안정성을 향상시킨 속도 감응형 파워스티어링 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 하우징, 상기 하우징 내부에서 스티어링 휠의 조향력에 의해 회전되는 컬럼 샤프트, 상기 하우징에 고정된 상태로 상기 컬럼 샤프트의 외주면에 삽입되어 고정되는 영구 자석, 상기 컬럼 샤프트의 외주면을 따라 상기 영구 자석 측으로 삽입되는 프릭션 베어링 및 상기 컬럼 샤프트의 외주면을 따라 상기 프릭션 베어링 측으로 삽입되는 전자석을 포함하고, 상기 전자석으로 인가되는 전류량에 따라 상기 프릭션 베어링이 상기 영구 자석 측으로 압축되는 것을 특징으로 하는 속도 감응형 파워 스티어링 시스템을 제공한다.

Description

속도 감응형 파워 스티어링 시스템{SPEED RESPONDING TYPE POWER STEERING SYSTEM}

본 발명은 속도 감응형 파워 스티어링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저속에서는 조타력을 가볍게 하고 고속에서는 조타력을 무겁게 하는 등 주행 속도에 의해 조타력이 결정되도록 하여 차량의 고속 직진 주행 안정성을 향상시킨 속도 감응형 파워스티어링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 속도 감응형 파워 스티어링 시스템은 저속 또는 정지 시에는 조향력이 가볍고, 중속 또는 고속 주행에 있어서는 조향력이 다소 무겁게 하여 조향에 있어 안정감을 제공하도록 되어 있다.

즉, 도 1에 도시한 바와 같이 종래기술에 의한 속도 감응형 파워 스티어링 시스템은 스티어링 컬럼(1)에 솔레노이드 밸브(2)를 적용하기 위하여 불가피하게 복잡한 구조를 구성하여 토크를 제어하게 된다. 이러한 구성은 스티어링 휠 작동 토크를 제어하기 위해서 복잡한 구조의 솔레노이드 밸브가 적용된 기어 박스가 적용되며, 이에 따라 원가 상승 때문에 고급 차량에만 적용되고 있는 실정이다.

또한, 상기 솔레노이드 밸브(2)의 가격이 고가이고 이에 따른 별도의 장치를 차량 내부에 설치하여야 하기 때문에 그 작업 또한 용이하지 않아 작업 시간의 증가와 생산 단가가 높아 생산성이 떨어지는 단점이 있다.

한국공개특허 2003-00522012

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 컬럼의 작동 토크를 제어하여 차량 주행 속도에 따라 스티어링 휠 작동 토크를 조절할 수 있는 속도 감응형 파워 스티어링 휠 시스템을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 속도 감응형 파워 스티어링 휠 시스템은 하우징, 상기 하우징 내부에서 스티어링 휠의 조향력에 의해 회전되는 컬럼 샤프트, 상기 하우징에 고정된 상태로 상기 컬럼 샤프트의 외주면에 삽입되어 고정되는 영구 자석, 상기 컬럼 샤프트의 외주면을 따라 상기 영구 자석 측으로 삽입되는 프릭션 베어링 및 상기 컬럼 샤프트의 외주면을 따라 상기 프릭션 베어링 측으로 삽입되는 전자석을 포함하고, 상기 전자석으로 인가되는 전류량에 따라 상기 프릭션 베어링이 상기 영구 자석 측으로 압축되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자석에 전류를 공급하면 인력이 발생하고, 이러한 인력에 의해 상기 전자석과 영구 자석 간의 인력이 발생함으로써 상기 프릭션 베어링에 하중을 가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자석에 전류가 공급되면 상기 전자석과 영구 자석 간의 인력이 작용하여 상기 프릭션 베어링을 양측에서 압축하는 방향으로 가압하는 것을 특징으로 한다.

또한, 차량 주행 속도에 따라 전자석에 인가하는 전류량을 조절하기 위한 전자 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자 제어 장치는 차속 센서로부터 검출되는 차속이 높아질수록 상기 전자석에 공급하는 전류량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 속도 감응형 파워 스티어링 휠 시스템에 의하면, 간단한 구조와 낮은 원가로 적용가능한 구성이므로 원가 절감의 효과를 갖는다.

또한, 차속에 따른 스티어링 휠 작동 토크 제어가 가능하므로 차량의 고속 조향 안정성이 향상된다.

또한, 프릭션 토크가 증대됨에 따라 발생되는 스티어링 휠의 진동 저감 및 차량 쏠림 구배 민감도 개선의 효과를 갖게 된다.

도 1은 종래기술에 의한 속도 감응형 파워 스티어링 시스템에 적용되는 스티어링 컬럼 부분을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 속도 감응형 파워 스티어링 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 속도 감응형 파워 스티어링 시스템에 적용되는 전자석을 제어하기 위한 구성을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 속도 감응형 파워 스티어링 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 속도 감응형 파워 스티어링 시스템은 스티어링 휠(S), 스티어링 컬럼(10), 컬럼 샤프트(15), 하우징(11), 영구 자석(12) 및 전자석(13)을 포함한다.

상기 스티어링 휠(S)을 운전자가 조향하게 되면 상기 스티어링 컬럼(10)에 조향력이 전달되도록 형성된다. 이러한 스티어링 컬럼(10)은 컬럼 샤프트(15) 및 하우징(11)으로 이루어진다.

즉, 상기 컬럼 샤프트(15)의 외주면에 하우징(11)이 배치되고, 이러한 하우징(11)의 내부에서 상기 컬럼 샤프트(15)가 관통하여 회전하도록 설치된다.

그리고, 상기 하우징(11)의 내부에는 상기 컬럼 샤프트(15)의 외주면에 밀착하도록 배치되는 프릭션 베어링(14)이 포함된다. 이러한 프릭션 베어링(14)을 통하여 작동 프릭션 토크를 조절함으로써 상기 스티어링 휠(S)의 휠 작동 토크를 조절하게 된다. 여기서, 상기 프릭션 베어링(14)의 프릭션 토크를 조절하기 위하여 상기 프릭션 베어링(14)을 중심으로 하여 양측에는 영구 자석(12) 및 전자석(13)이 배치된다.

이때, 상기 영구 자석(12)은 극성을 띠고 있으며, 상기 전자석(13)에 전류를 인가하면 상기 영구 자석(12)과 전자석(13) 간의 인력이 발생된다. 상기 프릭션 베어링(14)은 전자석(13)과 영구 자석(12) 사이에서 하중을 받고 있으며, 상기 전자석(13)에 인가된 전류가 증가할 수록 높은 하중을 받게 된다.

여기서, 상기 전자석(13)은 영구 자석(12)의 자기장 범위에 있기 때문에 전자석(13)에 전류가 인가되면 영구 자석(12)과의 인력이 발생되고, 이로 인하여 상기 전자석(13)과 영구 자석(12)이 프릭션 베어링(14)의 양측에서 압축하는 방향으로 하중이 가해진다.

따라서, 상기 전자석(13)에 전류가 공급되면 프릭션 베어링(14)의 프릭션 토크가 증가하고, 상기 전자석(13)에 공급되는 전류량에 따라 상기 프릭션 베어링(14)의 프릭션 토크를 조절할 수 있게 된다.

아울러, 상기 전자석(13)에 공급되는 전류량을 ECU가 제어하도록 함으로써 차량 주행 속도에 따라 전자석에 인가하는 전류량을 제어할 수 있다. 이때, 상기 프릭션 베어링(14)의 프릭션 토크는 ECU(20)에 의해 제어되되, CAN(controller area network)통신을 통해 차속 신호와 전원이 공급될 수 있다.

즉, 상기 ECU(20)는 차량 속도에 따라 컬럼의 토크 제어를 위한 전류를 전자석(13)에 인가한다.

상기 프릭션 베어링(14)에 가해지는 하중에 따라 컬럼 샤프트(15)의 작동 토크가 가변되며, 스티어링 휠(S)의 작동력이 조절된다. 아울러, 차속 센서(미도시)로부터 검출되는 차속에 따라 상기 전자석(13)으로 공급되는 전류량을 제어함으로써 차속별 스티어링 휠(S)의 작동력을 제어할 수 있을 것이다. 이와 같이 차량의 차속에 따라 연속적으로 상기 전자석(13)에 공급되는 전류량을 조절함으로써 프릭션 베어링(14)의 입력 하중에 대한 프릭션 토크가 선형적으로 증가하도록 할 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 스티어링 컬럼
11: 하우징
12: 영구 자석
13: 전자석
14: 프릭션 베어링
15: 컬럼 샤프트
20: ECU
S: 스티어링 휠

Claims (5)

1. 하우징;
   상기 하우징 내부에서 스티어링 휠의 조향력에 의해 회전되는 컬럼 샤프트;
   상기 하우징에 고정된 상태로 상기 컬럼 샤프트의 외주면에 삽입되어 고정되는 영구 자석;
   상기 컬럼 샤프트의 외주면을 따라 상기 영구 자석 측으로 삽입되는 프릭션 베어링; 및
   상기 컬럼 샤프트의 외주면을 따라 상기 프릭션 베어링 측으로 삽입되는 전자석을 포함하고,
   상기 전자석으로 인가되는 전류량에 따라 상기 프릭션 베어링이 상기 영구 자석 측으로 압축되는 것을 특징으로 하는 속도 감응형 파워 스티어링 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전자석에 전류를 공급하면 인력이 발생하고, 이러한 인력에 의해 상기 전자석과 영구 자석 간의 인력이 발생함으로써 상기 프릭션 베어링에 하중을 가하는 것을 특징으로 하는 속도 감응형 파워 스티어링 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 전자석에 전류가 공급되면 상기 전자석과 영구 자석 간의 인력이 작용하여 상기 프릭션 베어링을 양측에서 압축하는 방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 속도 감응형 파워 스티어링 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   차량 주행 속도에 따라 전자석에 인가하는 전류량을 조절하기 위한 전자 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 감응형 파워 스티어링 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전자 제어 장치는 차속 센서로부터 검출되는 차속이 높아질수록 상기 전자석에 공급하는 전류량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 속도 감응형 파워 스티어링 시스템.

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