KR101509927B1 - 스티어 바이 와이어 시스템 - Google Patents

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Abstract

평상시에는 조향모터를 이용하여 차량을 조향하고, 시스템의 이상 발생시 유압을 이용하여 스티어링 휠의 조향력을 구동바퀴에 전달하여 안정적인 조향 시스템을 구현한다.
또한, 유압을 이용한 스티어링 휠의 조향시 리저버로 오일이 역류하여 유압 부족으로 인한 조향 조작에 오류가 발생되는 것을 방지하여, 주행 안정성 및 신뢰성을 제공할 수 있는 스티어 바이 와이어 시스템이 소개된다.

Description

스티어 바이 와이어 시스템 {STEER BY WIRE SYSTEM}
본 발명은 조향 시스템의 이상 발생시 유압을 이용하여 스티어링 휠의 조향력을 구동바퀴에 전달할 수 있으며, 유압을 적절히 조절하여 오일의 부족함 없이 원활한 조향 작동 상태를 유지할 수 있는 스티어 바이 와이어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 조타력을 발생하는 파워 스티어링 장치는, 핸들의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도 신속한 조향이 가능하도록 하기 위해서 유압을 이용하도록 설계되어 작동된다.
이러한 파워 스티어링 장치는 작은 힘으로 조향조작을 할 수 있으며 조향기어비의 조작력에 관계없이 선정할 수 있으며, 노면의 요철에서 오는 충격을 흡수하여 핸들에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
예컨대, 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하는 전동식 스티어링 장치를 이용하고 있다.
전동식 스티어링 장치는 통상 EHPS(Electro-hydraulic Power Steering)이나 또는 MDPS(Motor Driven Power Steering)가 있으며, 이중 MDPS 시스템은 펌프에서 유압을 형성하여 파워를 어시스트(assist)하는 유압 시스템과 달리 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트(assist)하는 구조로서, 동력을 발생하는 모터와 이에 연결된 감속기인 웜샤프트(Worm-Shaft)가 스티어링샤프트(Steering-Shaft)와 연결되어 있는 웜휠(Worm Wheel)을 회전 시켜 조향력을 어시스트하게 된다.
그리고 MDPS(Motor Driven Power Steering)중 R-MDPS(랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치)는 모터에 의한 구동 토크(Torque)를 받아 랙바(Rack Bar)의 축 이동을 구현하는 타입(Type)으로서, 통상 모터의 구동 토크를 벨트와 풀리를 이용하여 전달받아 랙바(Rack Bar)를 축 이동시켜 주게 된다.
최근에는 스티어링 휠과 차량의 구동바퀴의 기계적 연결을 없앤 스티어 바이 와이어 시스템이 제안되고 있다. 스티어 바이 와이어 시스템은 스티어링 휠의 회전 신호를 전자제어유니트(ECU)를 통해 입력받아 구동바퀴에 구동 연결된 모터를 작동시켜 차량을 조향할 수 있다.
이 스티어 바이 와이어 시스템은 스티어링 휠과 구동바퀴 간 기계적인 연결이 없기 때문에, 스티어 바이 와이어 시스템의 고장시 치명적인 사고를 야기할 수밖에 없다.
이에 따라, 비상시 스티어링 휠의 조향력을 구동바퀴에 전달하기 위해, 종래에는 유 조인트 및 클러치를 통한 기계적인 연결 구조를 구현하기도 한다. 일례로, 평상시에는 전자제어유닛이 운전자의 스티어링 조타각과 토크를 측정한 후 MDPS(Motor Driven Power Steer)를 제어하여 구동바퀴를 조향하고, 비상시에는 클러치가 유조인트와 스티어링 휠의 컬럼을 기계적으로 연결하여 스티어링 휠의 조향력을 구동바퀴에 전달한다.
그러나 이러한 종래 기술의 경우, 스티어 바이 와이어 시스템의 장점인 빠른 조향의지의 전달을 통한 차량 응답성의 증대 기능, 스티어링 기어비 차속에 따른 가변 기능, 불필요한 역 입력 방지 기능, 정밀한 조향 기능 및 설치의 자유도 향상 기능 등을 제대로 살리지 못하였다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해, 유압식 스티어 바이 와이어 시스템이 개발되고 있다. 이처럼, 비상시에는 유압을 이용하여 스티어링 휠의 조향력을 어시스트 하는 시스템에는 오일의 양을 조절하여 보충을 용이하게 하기 위한 리저버가 필요로 한다.
그러나, 단순히 리저버가 설치될 경우 스티어링 휠이 조작됨에 따라 구동바퀴를 조향하기 위한 기어박스 내부의 오일이 리저버로 역류하여 오일이 빠져나게 된다. 이렇게, 오일이 빠져나감에 따라 유압이 제거되어 스티어링 휠을 조향 조작을 어시스트하지 못함으로써 스티어링 휠이 잠기는 문제가 발생되어 주행 안정성이 확보되지 않는 문제가 발생되었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR10-0552773B (2006.02.09)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 조향 시스템의 이상 발생시 유압을 이용하여 스티어링 휠의 조향력을 구동바퀴에 전달할 수 있고, 유압 라인에 설치된 리저버로 오일이 역류하여 유압 부족으로 인한 조향 조작에 오류가 발생되는 것을 방지할 수 있는 스티어 바이 와이어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스티어 바이 와이어 시스템은 스티어링 휠의 조작에 따른 동력을 제공하는 조향모터가 구비되고, 동력을 전달받아 구동바퀴를 조향시키는 스티어링 기어박스;; 상기 스티어링 휠의 조향 조작에 따른 유압을 발생시키는 유압 발생유닛; 상기 유압 발생유닛에서 발생된 유압을 상기 스티어링 기어박스에 전달하기 위한 유압 라인; 오일의 보충 및 저장을 통해 유압 라인 상의 오일의 양을 조절하여 유동 흐름을 조절하는 리저버 탱크; 및 상기 유압 라인 상에 마련되고 리저버 탱크와 연결되며, 유압 발생유닛의 유압을 상기 스티어링 기어박스에 선택적으로 제공함과 동시에 리저버 탱크와의 유통상태를 조절하는 유압 제어유닛;을 포함한다.
상기 스티어링 휠의 조향 상태를 감지하는 센서부를 통해 조향 신호를 입력받고, 입력받은 조향 신호에 따라 조향모터를 작동시키는 제어유닛이 구비될 수 있다.
상기 유압 발생유닛은, 상기 스티어링 휠의 조향 조작과 연동되어 직선이동하는 유압 피스톤; 및 내부공간이 상기 유압 피스톤에 의해 제1유실과 제2유실로 구획되는 유압 실린더;로 구성될 수 있다.
유압 제어유닛은, 유압 라인 상에 연결되는 바이패스 유로; 상기 바이패스 유로에 마련되고, 바이패스 유로를 선택적으로 개폐조절하는 솔레노이드 기구; 상기 바이패스 유로와 유통가능하도록 상기 솔레노이드 기구에 설치되고, 리저버 탱크로부터 연장된 유통라인과 연결되며, 솔레노이드 기구와 연동되어 리저버 탱크의 유통라인을 개폐조절하는 리저버 조절기구;로 구성될 수 있다.
상기 솔레노이드 기구는 바이패스 유로를 선택적으로 개폐하는 솔레노이드; 상기 솔레노이드를 감싸도록 마련되어 전원이 인가됨에 따라 솔레노이드를 동작시키는 솔레노이드 코일; 상기 솔레노이드를 탄성적으로 지지하는 스프링;으로 구성될 수 있다.
상기 리저버 조절기구는 솔레노이드와 연동되어 직선운동하는 피스톤부; 상기 피스톤부를 감싸도록 형성되어 내부공간으로 피스톤부가 왕복운동 가능하도록 형성되고, 일측으로 리저버 탱크에서 연장된 유통라인이 연결되는 유통홀이 형성된 실린더부;로 구성될 수 있다.
상기 피스톤부는 솔레노이드와 연동되어 직선운동시 실린더부의 유통홀을 개폐함으로써 리저버 탱크와 바이패스 유로 간의 유통상태를 조절할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 스티어 바이 와이어 시스템은 평상시에는 조향모터를 이용하여 차량을 조향하고, 시스템의 이상 발생시 유압을 이용하여 스티어링 휠의 조향력을 구동바퀴에 전달할 수 있다.
또한, 유압을 이용한 스티어링 휠의 조향시 리저버로 오일이 역류하여 유압 부족으로 인한 조향 조작에 오류가 발생되는 것을 방지하여, 주행 안정성 및 신뢰성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 스티어 바이 와이어 시스템의 유압 발생유닛을 나타낸 도면.
도 3 내지 4는 도 1에 도시된 스티어 바이 와이어 시스템의 유압 제어유닛의 작동 상태를 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 구성도로서, 본 발명의 스티어 바이 와이어 시스템은 스티어링 휠(10)의 조작에 따른 동력을 제공하는 조향모터(100)가 구비되고, 동력을 전달받아 구동바퀴(미도시)를 조향시키는 스티어링 기어박스(200); 상기 스티어링 휠(10)의 조향 조작에 따른 유압을 발생시키는 유압 발생유닛(300); 상기 유압 발생유닛(300)에서 발생된 유압을 상기 스티어링 기어박스(200)에 전달하기 위한 유압 라인(400); 오일의 보충 및 저장을 통해 유압 라인 상의 오일의 양을 조절하여 유동 흐름을 조절하는 리저버 탱크(500); 및 상기 유압 라인 상에 마련되고 리저버 탱크(500)와 연결되며, 유압 발생유닛(300)의 유압을 상기 스티어링 기어박스(200)에 선택적으로 제공함과 동시에 리저버 탱크(500)와의 유통상태를 조절하는 유압 제어유닛(600);을 포함한다.
본 발명에서는 스티어링 기어박스(200)를 통해 구동바퀴(미도시)를 조향시, 조향모터(100) 또는 유압을 이용하여 스티어링 휠(10)의 조향 조작에 응답하여 구동바퀴가 조향되도록 할 수 있다. 기본적으로 MDPS를 이용한 조향모터(100)의 동력을 이용하여 조향 조작을 수행하고, 조향 시스템에 이상이 발생되면, 유압을 이용하여 차량의 조향 조작을 수행하도록 한다.
이를 위해, 스티어링 기어박스(200)는 구동바퀴를 조향시키기 위해, 스티어링 휠(10)의 조작에 따른 동력을 제공하는 조향모터(100)가 설치되고, 유압을 제공하는 유압 발생유닛(300)이 연결된다.
도 1에서 보는 바와 같이, 스티어링 기어박스(200)는 실린더 하우징(220)이 구비되고, 실린더 하우징(220) 내부를 제1챔버(222)와 제2챔버(224)로 구획하는 피스톤(240)이 마련되며, 피스톤(240)에는 실린더 하우징(220)에 설치된 조향모터(100)에 연결되어 구동력을 전달받는 랙 바(260)에 연결된다.
여기서, 스티어링 휠(10)의 조향 상태를 감지하는 센서부(미도시)를 통해 감지된 신호를 제어유닛에 전달하고, 제어유닛은 입력받은 신호로 조향모터를 제어한다.
상기의 센서부는 스티어링 휠(10)의 회전을 감지하는 토크센서가 될 수 있으며, 제어유닛은 센서부를 통해 전달된 스티어링 휠(10)의 회전신호에 따라 조향모터(100)를 조절하는 것이다.
한편, 실린더 하우징(220)의 제1챔버(222)와 제2챔버(224)에는 유압 발생유닛(300)에서 발생된 유압을 전달받을 수 있도록 유압 라인(400)이 연결되고, 스티어링 휠의 조작에 따라 각 챔버(222,224)로 유압을 제공함으로써 구동바퀴를 조향할 수 있다.
위와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 스티어 바이 와이어 시스템은 평상시에는 기본적으로 제어유닛의 제어신호에 따라 조향모터(100)가 작동되어 랙 바(260)를 축방향으로 이동시켜 구동바퀴를 조향한다. 만약, 조향 시스템에 오류가 발생되어 조향모터(100)를 사용할 수 없을 경우 유압 발생유닛(300)에서 발생된 유압을 스티어링 기어박스(200)의 제1챔버(222) 및 제2챔버(224)에 제공함으로써 피스톤(240)을 밀어주어 랙 바(260)를 이동시켜 구동바퀴를 조향할 수 있는 것이다.
하기, 상기의 본 발명을 이루는 각 구성들에 대해서 구체적으로 설명하고자 한다.
상기 유압 발생유닛(300)은, 상기 스티어링 휠(10)의 조향 조작과 연동되어 직선이동하는 유압 피스톤(320); 및 내부공간이 상기 유압 피스톤(320)에 의해 제1유실(342)과 제2유실(344)로 구획되는 유압 실린더(340);로 구성될 수 있다.
상기 유압 피스톤(320)은 유압 실린더(340)의 내부에 길이방향을 따라 가능하게 장착되고, 해당 내경면에는 스티어링 샤프트(20)에 형성된 웜 기어부(22)에 맞물리는 웜 나사부(미도시)가 형성된다. 이때, 스티어링 샤프트(20)의 단부에는 스티어링 휠(10)의 회전에 반력을 제공하기 위한 반력 발생유닛(30)이 마련될 수 있다.
유압 실린더(340)의 내부공간에는 유압 피스톤(320)에 의해 구획되는 제1유실(342)과 제2유실(344)이 형성된다. 이러한 제1유실(342)과 제2유실(344)은 제1유압 라인(400a)과 제2유압 라인(400b)에 각각 연결된다.
따라서, 운전자가 스티어링 휠(10)을 조작하면, 스티어링 휠(10)에 연결된 스티어링 샤프트(20)는 스티어링 휠(10)의 조작방향에 연동하여 회전되고, 스티어링 샤프트(20)의 회전에 의해 유압 피스톤(320)이 유압 실린더(340)의 길이방향으로 이동하면서, 제1유실(342) 또는 제2유실(344)에 유압을 발생시킨다. 이때, 제1유실(342) 또는 제2유실(344)에서 발생된 유압은 제1유압 라인(400a)과 제2유압 라인(400b)을 통해 스티어링 기어박스(200)에 전달되는 것이다.
이와 같이, 유압 라인(400)은 유압 발생유닛(300)에서 발생된 유압을 스티어링 기어박스(200)에 전달하도록 구성되며, 상세하게는 유압 발생유닛(300)의 제1유실(342)과 스티어링 기어박스(200)의 제1챔버(222)를 연결하는 제1유압 라인(400a) 및 유압 발생유닛(300)의 제2유실(344)과 스티어링 기어박스(200)의 제2챔버(224)를 연결하는 제2유압 라인(400b)으로 구성될 수 있다.
한편, 도 3 내지 4는 도 1는 도시된 스티어 바이 와이어 시스템의 유압 제어유닛의 작동 상태를 나타낸 도면로서, 이를 참조하여 하기 유압 제어유닛(600)에 대해서 설명하면, 유압 제어유닛(600)은 유압 라인(400) 상에 연결되는 바이패스 유로(620); 상기 바이패스 유로(620)에 마련되고, 바이패스 유로(620)를 선택적으로 개폐조절하는 솔레노이드 기구(640); 상기 바이패스 유로(620)와 유통가능하도록 상기 솔레노이드 기구(640)에 설치되고, 리저버 탱크(500)로부터 연장된 유통라인(520)과 연결되며, 솔레노이드 기구(640)와 연동되어 리저버 탱크(500)의 유통라인(520)을 개폐조절하는 리저버 조절기구(660);로 구성될 수 있다.
상기 바이패스 유로(620)는 유압 라인(400)의 제1유압 라인(400a)과 제2유압 라인(400b)을 연결하도록 구성되고, 솔레노이드 기구(640)에 의해 제1유압 라인(400a)과 제2유압 라인(400b) 간의 오일의 유통을 조절된다.
즉, 솔레노이드 기구(640)에 작동에 의해 바이패스 유로(620)가 개방되면, 제1유압 라인(400a)과 제2유압 라인(400b)이 서로 연결됨으로써 유압 발생유닛(300)의 제1유실(342) 또는 제2유실(344)에서 발생된 유압이 바이패스 유로(620)로 이동되어 각 유압 라인으로 순환되도록 한다. 이러한 경우는 평상시 조향 시스템에 문제가 없는 기본적으로 주행상태로서, 스티어링 휠(10)의 조작에 따라 제어 유닛이 조향모터(100)의 제어하여 스티어링 기어박스(200)의 랙 바(260)를 이동시킬 수 있다.
이때, 솔레노이드 기구(640)에 설치된 리저버 조절기구(660)가 연동되어 리저버 탱크(500)의 유통라인(520)이 개방되고, 유압 라인(400) 상에 오일이 과도할 경우 리저버 탱크(500)로 오일이 이동되어 저장되며, 유압 라인(400) 상에 오일이 적을 경우 리저버 탱크(500)에 저장된 오일이 유압 라인(400)으로 공급됨으로서 유압랑인 상에 오일량이 최적의 상태로 유지되도록 할 수 있다. 아울러, 리저버 탱크(500)와 유압 라인(400) 간의 오일이 유동되면서 오일의 와류현상을 방지할 수 있다.
만약, 제어유닛 또는 조향모터(100)의 고장, 전원공급의 중단과 같이 조향 시스템에 문제가 발생될 경우 유압을 이용하여 차량을 조향해야 한다. 이때, 유압 라인(400)과 리저버 탱크(500)가 서로 유통가능한 상태일 경우 스티어링 휠(10)의 조작에 따른 압력에 의해 유압 라인(400)의 오일이 리저버 탱크(500)로 역류하여 유압이 감소되는 문제가 발생된다.
이 경우 솔레노이드 기구(640)의 작동이 중지됨에 따라 바이패스 유로(620)가 폐쇄되고, 유압 발생유닛(300)의 제1유실(342) 또는 제2유실(344)에서 발생된 유압이 바이패스 유로(620)를 통해 순환되지 않으며, 스티어링 기어박스의(200)의 제1챔버(222) 또는 제2챔버(224)로 전달됨으로써 유압에 의해 피스톤(240)이 밀림에 따라 랙 바(260)가 이동되어 구동바퀴를 조향할 수 있다.
아울러, 솔레노이드 기구(640)와 연동되어 리저버 탱크(500)의 유통라인(520)이 폐쇄되어 리저버 탱크(500)와 유압 라인(400) 간에 오일이 유통되지 않음으로써 스티어링 휠(10)의 조작에 따른 압력에 의해 유압 라인(400)의 오일이 리저버 탱크(500)로 빠져나가는 것을 차단할 수 있다. 이로 인해, 유압 라인(400)에는 적정 압력이 유지되며, 스티어링 기어박스(200)의 피스톤(240)을 밀어주는 유압이 충분히 공급될 수 있는 것이다.
이를 위한 유압 제어유닛(600)의 상기 솔레노이드 기구(640)에 대해서 구체적으로 설명하며, 도 3에서 볼 수 있듯이 바이패스 유로(620)를 선택적으로 개폐하는 솔레노이드(642); 상기 솔레노이드(622)를 감싸도록 마련되어 전원이 인가됨에 따라 솔레노이드(642)를 동작시키는 솔레노이드 코일(644); 상기 솔레노이드(642)를 탄성적으로 지지하는 스프링(646);으로 구성될 수 있다.
이러한 솔레노이드 기구(640)는 평상시에는 솔레노이드 코일(644)에 전원이 공급됨에 따라 솔레노이드(642)가 동작되어 스프링(646)을 압축한 상태를 유지하고, 바이패스 유로(620)가 개방되어 제1유압 라인(400a)과 제2유압 라인(400b)이 서로 연결되도록 한다. 반대로, 조향 시스템에 이상이 발생되면 솔레노이드 코일(644)에 전원이 중단되면 솔레노이드(642)가 스프링(646)의 복원력에 의해 바이패스 유로(620)를 폐쇄하도록 한다.
한편, 상기의 솔레노이드 기구(640)에는 상기 리저버 조절기구(660)가 설치된다. 리저버 조절기구(660)는 솔레노이드(642)와 연동되어 직선운동하는 피스톤부(662);와 상기 피스톤부(662)를 감싸도록 형성되어 내부공간으로 피스톤부(662)가 왕복운동 가능하도록 형성되고, 일측으로 리저버 탱크(500)에서 연장된 유통라인(520)이 연결되는 유통홀(664)이 형성된 실린더부(666);로 구성된다.
상기의 실린더부(666)는 바이패스 유로(620)와 유통가능하도록 마련되고, 리저버 탱크(500)에서 연장된 유통라인(520)이 유통홀(664)을 통해 연결됨으로써 리저버 탱크(500)와 바이패스 유로(620) 사이에 오일이 서로 유통 가능하도록 구성된다.
여기서, 상기 피스톤부(662)는 솔레노이드(642)와 연동되어 직선운동시 실린더부(666)의 유통홀(664)을 개폐함으로써 리저버 탱크(500)와 바이패스 유로(620) 간의 유통상태를 조절할 수 있다. 즉, 실린더부(666)의 내부에는 솔레노이드(642)와 결합되어 연동되는 피스톤부(662)가 내부공간을 구획하고, 피스톤부(662)가 유통홀(664)을 중심으로 상측 또는 하측에 위치됨에 따라 리저버 탱크(500)와 바이패스 유로(520) 간의 오일이 유통되는 것을 조절한다.
즉, 도 3 내지 4에서 볼 수 있듯이, 솔레노이드(642)가 작동됨에 따라 피스톤부(662)가 유통홀(664)의 상측에 위치해 있으면, 유통홀(664)이 개방됨에 따라 리저버 탱크(500)와 바이패스 유로(620) 간에 오일이 유통 가능한 것을 볼 수 있다.
반대로, 솔레노이드(642)가 원복됨에 따라 피스톤부(662)가 유통홀(664)의 하측에 위치해 있으면, 유통홀(664) 측이 폐쇄됨에 따라 리저버 탱크(500)와 바이패스 유로(620) 간에 오일이 유통되지 않는 것이다.
위에서 설명된 본 발명의 스티어 바이 와이어 시스템의 작동에 대해서 살펴보면, 도 3은 평상시 조향 시스템에 문제가 없는 기본적으로 주행상태로서, 조향모터(100)가 제대로 작동 가능한 상태이다.
이 경우, 스티어링 휠(10)의 조작에 따른 제어유닛의 제어에 의해 조향모터(100)가 작동되어 랙 바(260)를 좌우방향 이동시킴으로써 구동바퀴를 조향한다. 이는, 조향 시스템에 문제가 없는바, 솔레노이드 코일(644)에 전원이 인가되어 솔레노이드(642)가 스프링(646)를 압축시키면서 상승 동작된다. 이로 인해, 바이패스 유로(620)가 개방되어 제1유압 라인(400a)과 제2유압 라인(400b)이 서로 연결되어 유압 발생유닛(300)의 제1유실(342) 또는 제2유실(344)에서 발생된 유압이 바이패스 유로(620)로 이동되어 각 유압 라인(400)을 순환한다.
여기서, 솔레노이드(642)가 상승 동작됨에 따라 리저버 조절기구(660)의 피스톤부(662)가 연동되어 상승되고, 피스톤부(662)가 실린더부(666)에 형성된 유통홀(664)의 상측으로 이동됨으로써 리저버 탱크(500)와 바이패스 유로(620)가 서로 유통가능한 상태가 된다.
이로 인해, 제1유압 라인(400a)과 제2유압 라인(400b) 상의 오일이 바이패스 유로(620)로 유통되고, 리저버 탱크(500)와 오일이 순환됨으로써 유압 라인(400) 상에 오일이 과도할 경우 리저버 탱크(500)에 오일이 이동되어 저장되고, 유압 라인(400) 상에 오일이 적을 경우 리저버 탱크(500)에 저장된 오일이 유압 라인(400)으로 공급됨으로서 최적의 오일량이 유지되도록 할 수 있다.
만약, 도 5에서 보는 바와 같이, 제어유닛 또는 조향모터의 고장, 전원공급의 중단과 같이 조향 시스템에 문제가 발생되면, 솔레노이드 코일(644)에 인가되던 전원이 중단되고, 솔레노이드(642)가 스프링(646)의 탄성력에 의해 하강 동작된다. 이로 인해, 바이패스 유로(620)가 솔레노이드(642)에 의해 폐쇄되어 제1유압 라인(400a)과 제2유압 라인(400b)으로 분할되고, 스티어링 휠(10)이 조작됨에 따라 유압 발생유닛(300)의 제1유실(342) 또는 제2유실(344)에서 발생된 유압이 제1유압 라인(400a) 또는 제2유압 라인(400b)으로 이동되어 스티어링 기어박스(200)의 제1챔버(222) 또는 제2챔버(224)로 제공된다. 이렇게, 제1챔버(222) 또는 제2챔버(224)로 제공된 유압에 의해 구동바퀴의 조향이 가능하다.
여기서, 솔레노이드(642)가 하강 동작됨에 따라 리저버 조절기구(660)의 피스톤부(662)가 연동되어 하강되고, 피스톤부(662)가 실린더부(666)의 유통홀(664)의 하측으로 이동됨으로써 리저버 탱크(500)와 바이패스 유로(620) 간의 오일의 유통이 불가능한 상태가 된다.
이렇게, 유압 발생유닛(300)을 통해 유압을 제공시에 유압 라인(400)과 리저버 탱크(500) 간의 오일의 순환을 차단함으로써 유압 라인(400)에 압력이 제공되어도 압력에 의해 유압 라인(400) 상에 오일이 리저버 탱크(500)로 역류되어 유압이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 스티어링 기어박스(200)에 원활한 유압을 제공되어 정상적인 조향 조작이 이루어지도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 스티어 바이 와이어 시스템은 평상시에는 조향모터를 이용하여 차량을 조향하고, 시스템의 이상 발생시 유압을 이용하여 스티어링 휠의 조향력을 구동바퀴에 전달할 수 있다.
또한, 유압을 이용한 스티어링 휠의 조향시 리저버로 오일이 역류하여 유압 부족으로 인한 조향 조작에 오류가 발생되는 것을 방지하여, 주행 안정성 및 신뢰성을 제공할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:조향모터 200:스티어링 기어박스
220:하우징 222:제1챔버
224:제2챔버 240:피스톤
260:랙 바 300:유압 발생유닛
320:유압 피스톤 340:유압 실린더
342:제1유실 344:제2유실
400:유압 라인 500:리저버 탱크
520:유통 라인 600:유압 제어유닛
620:바이패스 유로 640:솔레노이드 기구
642:솔레노이드 644:솔레노이드 코일
646:스프링 660:리저버 조절기구
662:피스톤부 664:유통홀
666:실린더부

Claims (7)

  1. 스티어링 휠의 조작에 따른 동력을 제공하는 조향모터가 구비되고, 동력을 전달받아 구동바퀴를 조향시키는 스티어링 기어박스;
    상기 스티어링 휠의 조향 조작에 따른 유압을 발생시키는 유압 발생유닛;
    상기 유압 발생유닛에서 발생된 유압을 상기 스티어링 기어박스에 전달하기 위한 유압 라인;
    오일의 보충 및 저장을 통해 유압 라인 상의 오일의 양을 조절하여 유동 흐름을 조절하는 리저버 탱크; 및
    상기 유압 라인 상에 마련되고 리저버 탱크와 연결되며, 유압 발생유닛의 유압을 상기 스티어링 기어박스에 선택적으로 제공함과 동시에 리저버 탱크와의 유통상태를 조절하는 유압 제어유닛;을 포함하고,
    유압 제어유닛은,
    유압 라인 상에 연결되는 바이패스 유로;
    상기 바이패스 유로에 마련되고, 바이패스 유로를 선택적으로 개폐조절하는 솔레노이드 기구;
    상기 바이패스 유로와 유통가능하도록 상기 솔레노이드 기구에 설치되고, 리저버 탱크로부터 연장된 유통라인과 연결되며, 솔레노이드 기구와 연동되어 리저버 탱크의 유통라인을 개폐조절하는 리저버 조절기구;로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스티어링 휠의 조향 상태를 감지하는 센서부를 통해 조향 신호를 입력받고, 입력받은 조향 신호에 따라 조향모터를 작동시키는 제어유닛이 구비된 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압 발생유닛은,
    상기 스티어링 휠의 조향조작과 연동되어 직선이동하는 유압 피스톤; 및
    내부공간이 상기 유압 피스톤에 의해 제1유실과 제2유실로 구획되는 유압 실린더;로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 솔레노이드 기구는 바이패스 유로를 선택적으로 개폐하는 솔레노이드;
    상기 솔레노이드를 감싸도록 마련되어 전원이 인가됨에 따라 솔레노이드를 동작시키는 솔레노이드 코일;
    상기 솔레노이드를 탄성적으로 지지하는 스프링;으로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 리저버 조절기구는 솔레노이드와 연동되어 직선운동하는 피스톤부;
    상기 피스톤부를 감싸도록 형성되어 내부공간으로 피스톤부가 왕복운동 가능하도록 형성되고, 일측으로 리저버 탱크에서 연장된 유통라인이 연결되는 유통홀이 형성된 실린더부;로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 피스톤부는 솔레노이드와 연동되어 직선운동시 실린더부의 유통홀을 개폐함으로써 리저버 탱크와 바이패스 유로 간의 유통상태를 조절하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000095127A (ja) * 1998-09-17 2000-04-04 Daimlerchrysler Ag 車両用かじ取りシステムの運転方法
JP2004306720A (ja) 2003-04-04 2004-11-04 Hitachi Unisia Automotive Ltd パワーステアリング装置
JP2008094288A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Hitachi Ltd ステアリング装置
JP2008184049A (ja) 2007-01-30 2008-08-14 Toyota Motor Corp ステアリング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000095127A (ja) * 1998-09-17 2000-04-04 Daimlerchrysler Ag 車両用かじ取りシステムの運転方法
JP2004306720A (ja) 2003-04-04 2004-11-04 Hitachi Unisia Automotive Ltd パワーステアリング装置
JP2008094288A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Hitachi Ltd ステアリング装置
JP2008184049A (ja) 2007-01-30 2008-08-14 Toyota Motor Corp ステアリング装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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