KR19980030062A - Automotive Electronic Power Steering - Google Patents

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KR19980030062A
KR19980030062A KR1019960049419A KR19960049419A KR19980030062A KR 19980030062 A KR19980030062 A KR 19980030062A KR 1019960049419 A KR1019960049419 A KR 1019960049419A KR 19960049419 A KR19960049419 A KR 19960049419A KR 19980030062 A KR19980030062 A KR 19980030062A
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조우근
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박병재
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Abstract

본 발명은 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 간단한 구성으로서 차속에 따라서 스티어링 에포트를 변화시켜 줄 수 있도록 하고, 엔진의 부하를 경감시켜 주기 위한 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링에 관한 것으로, 차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여 주어 가볍고 신속한 조향 조작을 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링(EPS)에 있어서, 타이 로드에 연결되는 샤프트(4)와; 상기 샤프트의 외주연에 일정 간격으로 형성되는 제1, 제2, 제3랙(6)(8)(10)과; 상기 제1, 제2, 제3랙에 각각 대응 치합되게 배치되는 제1, 제2, 제3피니언(12)(14)(16)과; 상기 제1, 제2, 제3피니언에는 제어부(S2)에 의하여 각각 제어되면서 제1, 제2, 제3피니언을 회전시켜 주기 위하여 각각 결합되는 제1보조 구동부(18), 메인 구동부(20), 제2보조 구동부(22)로 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a vehicle electronic power steering, and more particularly, to a vehicle electronic power steering for changing the steering effort according to the vehicle speed and reducing the load of the engine as a simple configuration. In the vehicle electronic power steering (EPS) for reducing the operating force of the steering wheel according to the speed to perform a light and quick steering operation, the shaft (4) connected to the tie rod; First, second and third racks (6) (8) (10) formed at regular intervals on the outer circumference of the shaft; First, second, and third pinions (12) (14) (16) disposed correspondingly to the first, second, and third racks, respectively; The first auxiliary driving unit 18 and the main driving unit 20 are respectively coupled to the first, second and third pinions so as to be respectively rotated by the controller S2 to rotate the first, second and third pinions. It is characterized by consisting of the second auxiliary driver (22).

Description

차량용 일렉트로닉 파워 스티어링Automotive Electronic Power Steering

본 발명은 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 간단한 구성으로서 차속에 따라서 스티어링 에포트를 변화시켜 줄 수 있도록 하고, 엔진의 부하를 경감시겨 주기 위한 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to vehicle electronic power steering, and more particularly, to a vehicle electronic power steering for changing a steering effort in accordance with a vehicle speed and reducing an engine load.

일반적으로 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링(EPS)이라 함은 차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여 주어 가볍고 신속한 조향 조작을 하기 위한 것이다.In general, the electronic power steering (EPS) for a vehicle is to perform a light and fast steering operation by reducing the operating force of the steering wheel according to the speed of the vehicle.

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.Looking at the structure of such a vehicle electronic power steering, conventionally, an oil pump 102 for generating hydraulic pressure by driving the engine, as shown in Figure 3 is configured, the one side of the oil pump in the solenoid valve mounted inside the steering column Control valve 104 for controlling the flow of the hydraulic pressure is supplied in accordance with the operation of the steering handle is disposed.

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.A reservoir 106 for storing oil is disposed at the other side of the oil pump, and a power cylinder 108 is connected to both sides of the control valve to supply oil, and a piston 110 mounted inside the power cylinder. Piston rods 112 are respectively formed on both sides of the) and are connected to the tie rods.

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.Referring to the operation flow of the vehicle electronic power steering, as shown in FIG. When the speed is transmitted to the controller S106, the controller adjusts the amount of current flowing through the solenoid valve S110 while passing through the duty controller S108 according to the transmitted signal, and the solenoid valve S110 is adjusted according to the adjusted amount of current. It will work to change the steering effort.

그리고 상기와 같이 변화된 스티어링 에프트로 예컨대, 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.When the steering handle is rotated to the left, for example, the control valve 104 rotates to the left to change the flow path, and oil flows from the oil pump 100 through the flow path. Is pushed to the right.

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.When oil is pumped to the right side of the power cylinder 108, the piston 110 moves to the left side while moving the piston rod 112 to the left side, and the piston rod 112 moves the tie rod to the left side, The car will turn left.

그러나 종래의 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링은 솔레노이드 밸브에 흐르는 전류를 제어하는 방식으로 스티어링 에포트를 변환시켜 주게 구성되고, 엔진의 구동에 의하여 작동되는 오일펌프가 동력 실린더 내부의 피스톤 로드를 이동시켜 주는 구성으로 되어 있으므로 그 만큼 구성이 복잡하게 되며, 또한 오일펌프를 구동시켜 주기 위하여 엔진의 부하가 가중되는 문제점이 있었다.However, the conventional vehicle electronic power steering is configured to convert the steering effort by controlling the current flowing through the solenoid valve, and the oil pump operated by the engine is moved to move the piston rod inside the power cylinder. Since the configuration is complicated by that, there is a problem in that the load of the engine is increased to drive the oil pump.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로서 차속에 따라서 스티어링 에포트를 변화시켜 줄 수 있도록 하고, 엔진의 부하를 경감시켜 주기 위한 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a simple electronic configuration for the vehicle electronic power steering to reduce the load on the engine, and to change the steering effort according to the vehicle speed To provide.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향조작을 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링(EPS)에 있어서, 타이 로드에 연결되는 로드를 갖는 소정 길이의 샤프트와; 상기 샤프트의 외주연에 길이 방향을 따라서 일정 간격으로 형성되는 제1, 제2, 제3랙과; 상기 제1, 제2, 제3랙에 각각 대응 치합되게 배치되는 제1, 제2, 제3피니언과; 상기 제1, 제2, 제3피니언에는 제어부에 의하여 각각 제어되면서 피니언을 회전시켜 주기 위하여 각각 결합되는 제1보조 구동부, 메인 구동부, 제2보조 구동부로 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the vehicle electronic power steering (EPS) for reducing the operating force of the steering wheel according to the speed of the vehicle to perform a light and quick steering operation, the predetermined length having a rod connected to the tie rod A shaft; First, second and third racks formed at regular intervals along a longitudinal direction on an outer circumference of the shaft; First, second, and third pinions disposed to engage with the first, second, and third racks, respectively; The first, second, and third pinions may be configured by a first auxiliary driver, a main driver, and a second auxiliary driver respectively coupled to rotate the pinion while being controlled by a controller.

이에 따라 제어부로 전달된 차속도가 기준속도(예컨대; 20km) 이하로 되면 제어부는 메인 구동부, 제1, 제2보조 구동부를 시계 방향으로 각각 구동시켜 주고, 상기 메인 구동부, 제1, 제2보조 구동부는 제2, 제1, 제3피니언을 시계방향으로 각각 회전시켜 준다.Accordingly, when the vehicle speed transmitted to the controller is less than or equal to the reference speed (for example, 20 km), the controller drives the main driver, the first and the second auxiliary driver in the clockwise direction, respectively, and the main driver, the first and the second auxiliary driver. The drive unit rotates the second, first and third pinions clockwise, respectively.

상기 제2, 제1, 제3 피니언이 회전됨에 따라 제2, 제1, 제3랙이 좌측으로 이동하게 되고, 상기 랙이 좌측으로 이동함에 따라 샤프트와 로드가 좌측으로 이동하면서 자동차를 좌측으로 선회하게 하는 것이다.As the second, first and third pinions are rotated, the second, first and third racks move to the left side, and as the rack moves to the left side, the shaft and the rod move to the left side and the vehicle moves to the left side. It makes you turn.

그리고 제어부로 전달된 차속도가 기준속도(예컨대; 20km) 이상으로 되면, 제어부는 메인 구동부만 시계 방향으로 구동시켜 주고, 상기 메인 구동부는 제2피니언을 시계 방향으로 회전시켜 준다.When the vehicle speed transmitted to the controller is greater than or equal to the reference speed (for example, 20 km), the controller drives only the main driver clockwise, and the main driver rotates the second pinion clockwise.

상기 제2피니언이 회전됨에 따라 제2랙이 좌측으로 이동하게 되고, 상기 제2랙(8)이 좌측으로 이동함에 따라 샤프트와 로드가 좌측으로 이동하면서 자동차를 좌측으로 선회하게 하는 것이다.As the second pinion is rotated, the second rack moves to the left, and as the second rack 8 moves to the left, the shaft and the rod move to the left, thereby turning the vehicle to the left.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링을 도시한 사시도.1 is a perspective view showing an electronic power steering for a vehicle according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링의 작동 플로우를 도시한 블록도.2 is a block diagram showing the operational flow of an electronic power steering for a vehicle according to the invention;

도 3은 종래의 기술에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링을 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a vehicle electronic power steering according to the prior art.

도4는 종래의 기술에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링의 작동 플로우를 도시한 블록도.4 is a block diagram showing an operational flow of an electronic power steering for a vehicle according to the prior art;

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＊ Explanation of symbols on main parts of drawing

4 : 샤프트, 6, 8, 10 : 랙, 12, 14, 16 : 피니언, 18, 22 : 보조 구동부, 20 : 메인 구동부4 shaft, 6, 8, 10 rack, 12, 14, 16 pinion, 18, 22 auxiliary drive, 20 main drive

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an electronic power steering for a vehicle according to the present invention.

차량용 일렉트로닉 파워 스티어링은 타이 로드에 연결되는 로드(2)를 갖는 소정 길이의 샤프트(4)와; 상기 샤프트의 외주연에 길이방향을 따라서 일정 간격으로 형성되는 제1, 제2, 제3랙(6)(8)(10)과; 상기 제1, 제2, 제3랙에 각각 대응 치합되게 배치되는 제1, 제2, 제3피니언(12)(14)(16)과; 상기 제1, 제2, 제3피니언에는 제어부(S2)에 의하여 각각 제어되면서 제1, 제2, 제3피니언을 회전시켜 주기 위하여 각각 결합되는 제1보조 구동부(18), 메인 구동부(20), 제2보조 구동부(22)로 이루어진다.The vehicle electronic power steering includes a shaft 4 of predetermined length having a rod 2 connected to the tie rod; First, second and third racks (6) (8) (10) formed at regular intervals along the longitudinal direction on the outer circumference of the shaft; First, second, and third pinions (12) (14) (16) disposed correspondingly to the first, second, and third racks, respectively; The first auxiliary driving unit 18 and the main driving unit 20 are respectively coupled to the first, second and third pinions so as to be respectively rotated by the controller S2 to rotate the first, second and third pinions. , The second auxiliary driver 22.

상기 제1, 제2, 제3 피니언(12)(14)(16)의 하단에는 이를 수용하기 위한 제1, 제2, 제3하우징(24)(26)(28)이 각각 배치된다.At the lower ends of the first, second and third pinions 12, 14 and 16, first, second and third housings 24, 26 and 28 for receiving them are disposed.

상기 제2랙(8)의 양측에는 메인 구동부, 제1, 제2보조 구동부의 작동을 정지시켜 주기 위한 제1, 제2리미트 스위치(30)(32)가 각각 부착되고, 상기 제1, 제2리미트 스위치는 제어부(S2)에 연결된다.First and second limit switches 30 and 32 are respectively attached to both sides of the second rack 8 to stop the operation of the main drive unit, the first auxiliary drive unit, and the second auxiliary drive unit. The 2 limit switch is connected to the control unit S2.

도 2를 참조하면, 차속센서(S4), 스로틀 포지션 센서(S6), 조향각 속도 센서(Steering angular velocity sensor)(S8)는 제어부(S2)에 각각 연결되고, 상기 제어부에는 메인 구동부(20), 제1, 제2보조 구동부(18)(22)가 연결된다.Referring to FIG. 2, the vehicle speed sensor S4, the throttle position sensor S6, and the steering angular velocity sensor S8 are connected to the controller S2, respectively, and the controller includes a main driver 20, First and second auxiliary drivers 18 and 22 are connected.

이에 따라 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링은 예컨대, 스티어링 핸들을 좌측으로 회전하면, 차속센서(S4), 스로틀 포지션 센서(S6), 조향각 속도 센서(S8)로 부터 차속, 스로틀 밸브의 개도율, 조향각 속도가 제어부(S2)로 전달된다.Accordingly, in the vehicle electronic power steering, when the steering wheel is rotated to the left, for example, the vehicle speed, the throttle position sensor S6, and the steering angle speed sensor S8 control the vehicle speed, the opening ratio of the throttle valve, and the steering angle speed. Is passed to S2.

상기 제어부(S2)로 전달된 차속도가 기준속도(예컨대; 20km) 이하로 되면, 제어부는 메인 구동부(20), 제1, 제2보조 구동부(18)(22)를 시계 방향으로 각각 구동시켜 주고, 상기 메인 구동부(20), 제1, 제2보조 구동부(18)(22)는 제2, 제1, 제3피니언(14)(12)(16)을 시계방향으로 각각 회전시켜 준다.When the vehicle speed transmitted to the controller S2 is equal to or less than the reference speed (for example, 20 km), the controller drives the main driver 20, the first and second auxiliary drivers 18 and 22 in the clockwise direction, respectively. The main drive unit 20 and the first and second auxiliary drive units 18 and 22 rotate the second, first and third pinions 14, 12 and 16 clockwise, respectively.

상기 제2, 제1, 제3 피니언(14)(12)(16)이 회전됨에 따라 제2, 제1, 제3랙(8)(6)(10)이 좌측으로 이동하게 되고, 상기 랙이 좌측으로 이동함에 따라 샤프트(4)와 로드(4)가 좌측으로 이동하고, 상기 로드(4)가 보다 작은 스티어링 에포트로 타이 로드를 좌측으로 밀어 주면서 자동차를 좌측으로 선회하게 하는 것이다.As the second, first and third pinions 14, 12 and 16 are rotated, the second, first and third racks 8, 6 and 10 move to the left side, and the rack As the shaft moves to the left, the shaft 4 and the rod 4 move to the left, and the rod 4 turns the vehicle to the left while pushing the tie rod to the left with a smaller steering effort.

그리고 제어부(S2)로 전달된 차속도가 기준속도(예컨대; 20km) 이상으로 되면, 제어부(S2)는 메인 구동부(20)만 시계 방향으로 구동시켜 주고, 상기 메인 구동부(20)는 제2피니언(14)을 시계 방향으로 회전시켜 준다.When the vehicle speed transmitted to the controller S2 becomes equal to or greater than the reference speed (for example, 20 km), the controller S2 drives only the main driver 20 in a clockwise direction, and the main driver 20 has a second pinion. Rotate (14) clockwise.

상기 제2피니언(14)이 회전됨에 따라 제2랙(8)이 좌측으로 이동하게 되고, 상기 제2랙(8)이 좌측으로 이동함에 따라 샤프트(4)와 로드(2)가 좌측으로 이동하고, 상기 로드(2)가 기준속도 이하의 경우보다 큰 스티어링 에포트로 타이 로드를 좌측으로 밀어주면서 자동차를 좌측으로 선회하게 하는 것이다.As the second pinion 14 is rotated, the second rack 8 moves to the left side, and as the second rack 8 moves to the left side, the shaft 4 and the rod 2 move to the left side. In addition, the rod 2 is turned to the left while pushing the tie rod to the left with a steering effort larger than the reference speed or less.

또한 상기 메인 구동부(20)와 제1, 제2보조 구동부(18)(22)에 의하여 제2, 제1, 제3피니언(14)(12)(16)이 시계 방향으로 회전함에 따라 제2피니언(14)이 제2랙(8)의 우측에 부착된 제2리미트 스위치(32)를 온 상태로 하게 되고, 상기 제2리미트 스위치(32)가 온 상태로 되면 제어부(S2)가 신호를 전달받아 메인 구동부(20)와, 제1, 제2보조 구동부(18)(22)를 정지시켜 주게 되는 것이다.In addition, the second, first and third pinions 14, 12, 16 are rotated in the clockwise direction by the main driver 20 and the first and second sub-drivers 18 and 22, so that the second and second parts are rotated in the clockwise direction. The pinion 14 turns on the second limit switch 32 attached to the right side of the second rack 8, and when the second limit switch 32 is turned on, the controller S2 generates a signal. The main drive unit 20 and the first and second subordinate drive units 18 and 22 are stopped by the transmission.

이와 같이 본 발명은 간단한 구성으로서 차속에 따라 제어되는 모터에 의하여 스티어링 에포트를 변화시켜 줄 수 있도록 하고, 엔진의 부하를 경감시켜 주게 되는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention has the effect of changing the steering effort by the motor controlled according to the vehicle speed and reducing the load of the engine as a simple configuration.

Claims (3)

차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여 주어 가볍고 신속한 조향 조작을 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링(EPS)에 있어서, 타이 로드에 연결되는 샤프트(4)와; 상기 샤프트의 외주연에 일정 간격으로 형성되는 제1, 제2, 제3랙(6)(8)(10)과; 상기 제1, 제2, 제3랙에 각각 대응 치합되게 배치되는 제1, 제2, 제3피니언(12)(14)(16)과; 상기 제1, 제2, 제3피니언에는 제어부(S2)에 의하여 각각 제어되면서 제1, 제2, 제3피니언을 회전시켜 주기 위하여 각각 결합되는 제1보조 구동부(18), 메인 구동부(20), 제2보조 구동부(22)로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티dj링.In the vehicle electronic power steering (EPS) for reducing the operating force of the steering wheel according to the speed of the vehicle to perform a light and quick steering operation, the shaft (4) connected to the tie rod; First, second and third racks (6) (8) (10) formed at regular intervals on the outer circumference of the shaft; First, second, and third pinions (12) (14) (16) disposed correspondingly to the first, second, and third racks, respectively; The first auxiliary driving unit 18 and the main driving unit 20 are respectively coupled to the first, second and third pinions so as to be respectively rotated by the controller S2 to rotate the first, second and third pinions. , The second electronic drive unit 22, characterized in that the electronic power steering for the vehicle. 제1항에 있어서, 차속센서(S4), 스로틀 포지션 센서(S6), 조향각 속도 센서(S8)가 연결되는 제어부(S2)에는 메인 구동부(20), 제1, 제2보조 구동부(18)(22)가 각각 연결되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링.According to claim 1, wherein the vehicle speed sensor (S4), the throttle position sensor (S6), the steering angle control sensor (S8) is connected to the main drive unit 20, the first and second auxiliary drive unit (18) ( 22) Automotive electronic power steering characterized in that the connection is made respectively. 제1항에 있어서, 상기 제2랙(8)의 양측에는 메인 구동부(20), 제1, 제2보조 구동부(18)(22)의 작동을 정지시켜 주기 위한 제1, 제2리미트 스위치(30)(32)가 각각 부착되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링.The first and second limit switches of claim 1, wherein both sides of the second rack 8 stop the operation of the main drive unit 20, the first and second auxiliary drive units 18, 22. 30) (32) Electronic power steering for a vehicle, characterized in that the attachment is made.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030018559A (en) * 2001-08-30 2003-03-06 현대자동차주식회사 variable worm gear type electronic power steering of vehicle
KR100456866B1 (en) * 2001-07-07 2004-11-10 현대자동차주식회사 variable worm gear type electronic power steering of vehicle

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