KR19980028993A - 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 ERM 유체를 이용하여 간단한 구성으로서 차속에 따라 스티어링 에포트가 변화될 수 있도록 함으로서 스티어링 조향각 속도에 대한 빠른 응답 속도를 가지며, 제어가 용이할 뿐만 아니라 수리가 간편하게 되는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링에 관한 것으로, 엔진의 구동에 의하여 유압을 발생하는 펌프부와; 상기 펌프부에는 스티어링 핸들의 조작에 따라 유압이 공급되는 유로를 변환하기 위한 콘트롤 밸브와; 상기 콘트롤 밸브의 양측과 연결되어 유압이 공급되는 동력 실린더와; 상기 동력 실린더의 내부에 장착되는 피스톤의 양측에 각각 연결되는 피스톤 로드와; 상기 동력 실린더의 내측에는 전원이 인가되면 마그네틱 필드를 발생하는 전자석 어셈블리와; 상기 동력 실린더의 내부에는 전자석 어셈블리로부터 발생되는 마그네틱 필드에 응답하는 ERM 유체를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

차량용 일렉트로닉 파워 스티어링

본 발명은 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 ERM 유체를 이용하여 간단한 구성으로서 차속에 따라 스티어링 에포트가 변화될 수 있도록 하므로서 스티어링 조향각 속도에 대한 빠른 응답 속도를 가지며, 제어가 용이할 뿐만 아니라 수리가 간편하게 되는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링(EPS)이라 함은 차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작을 하기 위한 것이다.

이러한 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링의 구조를 살펴보면, 종래에는 도 3과 같이 엔진의 구동에 의하여 유압을 발생하는 오일펌프(102)가 구성되고, 상기 오일펌프의 일측에는 스티어링 칼럼의 내부에 장착되는 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되면서 스티어링 핸들의 조작에 따라 유압이 공급되는 유로를 변환하기 위한 콘트롤 밸브(104)가 배치된다.

상기 오일펌프의 타측에는 오일을 저장하는 리저버(106)가 배치되고, 상기 콘트롤 밸브의 양측과 연결되어 오일이 공급되는 동력 실린더(108)가 구성되고, 상기 동력 실린더의 내부에 장착된 피스톤(110)의 양측에는 피스톤 로드(112)가 각각 형성되어 타이 로드에 연결된다.

이러한 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링의 작동 플로우를 살펴보면, 도 4와 같이 차속센서(S100), 스로틀 포지션 센서(S102), 조향각 속도 센서(Steering angular velocity sensor)(S104)로부터 차속, 스로틀 밸브의 개도율, 조향각 속도가 제어부(S106)로 전달되면, 상기 제어부는 전달된 신호에 따라 듀티제어부(S108)를 거치면서 솔레노이드 밸브(S110)에 흐르는 전류량을 조절하고, 상기 조절된 전류량에 따라 솔레노이드 밸브(S110)가 작동하여 스티어링 에포트(Steering effort)를 변화시켜 주게 되는 것이다.

그리고 상기와 같이 변화된 스티어링 에프트로 예컨데, 스티어링 핸들이 좌측으로 회전되면, 콘트롤 밸브(104)가 좌측으로 회전하면서 유로를 변환하고, 상기 유로를 통하여 오일 펌프(100)에서 오일이 동력 실린더(108)의 우측으로 압송된다.

상기 동력 실린더(108)의 우측으로 오일이 압송되면 피스톤(110)이 좌측으로 이동하면서 피스톤 로드(112)를 좌측으로 이동시켜 주고, 상기 피스톤 로드(112)는 타이 로드를 좌측으로 이동시켜 주고, 자동차는 좌측으로 선회하게 되는 것이다.

그러나 종래의 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링은 솔레노이드 밸브에 흐르는 전류를 제어하는 방식으로 스티어링 에포트를 변환시켜 주게 구성되고, 상기 솔레노이드 벨브가 스티어링 칼럼의 내부에 장착되므로 그 만큼 구성이 복잡하게 되고, 제품의 수리 및 제어가 용이하지 못하게 됨은 물론 조향각 속도 센서(Steering angular velocity sensor)에 대한 보상 전류의 응답 속도가 매우 느리게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 ERM 유체를 이용하여 간단한 구성으로서 차속에 따라 스티어링 에포트가 변화될 수 있도록 하므로서 스티어링 조향각 속도에 대한 빠른 응답 속도를 가지며, 제어가 용이할 뿐만 아니라 수리가 간편하게 되는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작을 하는 차량용 일렉트로닉 파워스티어링(EPS)에 있어서, 엔진의 구동에 의하여 유압을 발생하는 펌프부와 ; 상기 펌프부에는 스티어링 핸들의 조작에 따라 유압이 공급되는 유로를 변환하기 위한 콘트롤 밸브와 ; 상기 콘트롤 밸브의 양측과 연결되어 유압이 공급되는 동력 실린더와 ; 상기 동력 실린더의 내부에 장착되는 피스톤의 양측에 각각 연결되는 피스톤 로드와 ; 상기 동력 실린더의 내측에는 전원이 인가되면 마그네틱 필드를 발생하는 전자석 어셈블리와 ; 상기 동력 실린더의 내부에는 전자석 어셈블리로부터 발생되는 마그네틱 필드에 응답하는 ERM 유체를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이에 따라 전자석 어셈블리에 전압이 인가되면, 상기 전자석 어셈블리가 자화됨에 따라 발생된 마그네틱 필드는 동력 실린더 내부의 ERM 유체에 높은 전단응력을 발생시켜 스티어링 에포트를 변화시켜 주게 되는 것이고, 상기 ERM 유체는 차속, 조향각 속도등에 따라 빠른 응답성을 갖게 되는 것이다.

그리고 상기와 같이 변화된 스티어링 에프트로 예컨대, 스티어링 핸들이 좌측으로 회전되면 콘트롤 밸브가 좌측으로 회전하면서 유로를 변환하고, 상기 유로를 통하여 펌프부에서 유압이 동력 실린더의 우측으로 압송된다.

상기 동력 실린더의 우측으로 유압이 압송되면 피스톤이 좌측으로 이동하면서 피스톤 로드를 좌측으로 이동시켜 주고, 상기 피스톤 로드에 의하여 타이 로드가 좌측으로 이동되면서 자동차는 좌측으로 선회하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링을 도시한 단면도.

도 2은 본 발명에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링의 작동 플로우를 보인 블록도.

도 3은 종래의 기술에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링을 도시한 단면도.

도 4은 종래의 기술에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링의 작동 플로우를 보인 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링을 도시한 단면도이다.

차량용 일렉트로닉 파워 스티어링은 엔진의 구동에 의하여 유압을 발생하는 펌프부(2)와; 상기 펌프부에는 스티어리 핸들의 조작에 따라 유압이 공급되는 유로를 변환하기 위한 콘트롤 밸브(4)와; 상기 콘트롤 밸브의 양측과 연결되어 유압이 공급되는 동력 실린더(6)와; 상기 동력 실린더의 내부에 장착되는 피스톤(8)과; 상기 피스톤의 양측에 각각 연결되어 타이 로드에 연결되는 피스톤 로드(10)와; 상기 동력 실린더의 내측에는 전원이 인가되면 마그네틱 필드를 발생하는 전자석 어셈블리(12)와; 상기 동력 실린더의 내부에는 전자석 어셈블리로부터 발생되는 마그네틱 필드에 응답하는 ERM 유체(14)를 포함하여 이루어진다.

상기 전자석 어셈블리(12)는 피스톤(8)을 기준으로 하여 소정 간격을 유지하면서 양쪽으로 배치된다.

상기 전자석 어셈블리(12)는 제어부에 연결된 마그네트 드라이브 회로부(16)와, 상기 마그네트 드라이브 회로부에 연결되어 전압이 인가되면 자화되는 마그네트부(18)로 이루어진다.

상기 ERM 유체(Eletrorheological magnet)(14)는 마그네틱 필드의 증가에 따라 높은 유체 전단 응력을 발생하는 물질로서, 제로 필드에서는 최소의 유체 전단 응력을 발생한다.

도 2를 참조하면, 차속센서(S2), 스로틀 포지션 센서(S4), 조향각 속도 센서(Steering angular velocity sensor)(S6)는 제어부(S8)에 각각 연결되고, 상기 제어부에는 마그네트 드라이브 회로부(16)가 연결된다.

이에 따라 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링은 차속센서(S2), 스로틀 포지션센서(S4), 조향각 속도 센서(Steering angular velocity sensor)(S6)로부터 차속, 스로틀 밸브의 개도율, 조향각 속도가 제어부(S8)로 전달되면, 상기 제어부는 전달된 신호에 따라 마그네트 드라이브 회로부(16)에 소정의 전압을 인가한다.

상기 마그네트 드라이브 회로부(16)는 인가된 전압으로 마그네트부(18)를 자화시켜 주고, 상기 마그네트부(18)가 자화됨에 따라 발생된 마그네틱 필드는 동력 실린더(6) 내부의 ERM 유체(14)에 높은 전단 응력을 발생시켜 스티어링 에포트를 변화시켜 주게 되는 것이고, 상기 ERM 유체(14)는 차속, 조향각 속도등에 따라 빠른 응답성을 갖게 되는 것이다.

그리고 상기와 같이 변화된 스티어링 에포트로 예컨대, 스티어링 핸들이 좌측으로 회전되면 콘트롤 밸브(4)가 좌측으로 회전하면서 유로를 변환하고, 상기 유로를 통하여 펌프부(2)에서 유압이 동력 실린더(6)의 우측으로 압송된다.

상기 동력 실린더(6)의 우측으로 유압이 압송되면 피스톤(8)이 좌측으로 이동하면서 피스톤 로드(10)를 좌측으로 이동시켜 주고, 상기 피스톤 로드(10)에 의하여 타이 로드가 좌측으로 이동되면서 자동차는 좌측으로 선회하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 ERM 유체를 이용하여 간단한 구성으로서 차속에 따라 스티어링 에포트가 변화될 수 있도록 하므로서 스티어링 조향각 속도에 대한 빠른 응답 속도를 가지며, 제어가 용이할 뿐만 아니라 수리가 간편하게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향조작을 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링(EPS)에 있어서, 엔진의 구동에 의하여 유압을 발생하는 펌프부와; 상기 펌프부에는 스티어링 핸들의 조작에 따라 유압이 공급되는 유로를 변환하기 위한 콘트롤 밸브와; 상기 콘트롤 밸브의 양측과 연결되어 유압이 공급되는 동력 실린더와; 상기 동력 실린더의 내부에 장착되는 피스톤의 양측에 각각 연결되는 피스톤 로드와; 상기 동력 실린더의 내측에는 전원이 인가되면 마그네틱 필드를 발생하는 전자석 어셈블리와; 상기 동력 실린더의 내부에는 전자석 어셈블리로부터 발생되는 마그네틱 필드에 응답하는 ERM 유체를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자석 어셈블리는 제어부에 연결된 마그네트 드라이브 회로부와, 상기 마그네트 드라이브 회로부에 연결되어 전압이 인가되면 자화되는 마그네트부로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링.
3. 제1항에 있어서, 상기 ERM 유체는 마그네틱 필드가 증가함에 따라 높은 유체 전단 응력을 발생하는 물질로서 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링.
4. 제1항에 있어서, 차속센서, 스로틀 포지션 센서, 조향각 속도 센서는 제어부에 각각 연결되고, 상기 제어부에는 마그네트 드라이브 회로부가 연결되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링.