KR19980054008A - 모우터 구동형 동력조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모우터 구동형 동력조향장치에 관한 것으로, 조향핸들의 조작운동을 감지해서 스텝모우터를 매개로 조향기어박스내의 랙기어 등과 같은 조향기어를 움직여 줌으로써, 조향핸들의 조작이 가볍고 구조가 간단하고 제작비용도 저렴하게 구성할 수 있도록 된 모우터 구동형 동력조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향핸들의 선단부에 장착되어 조향핸들과 일체로 회전되는 제1기어와, 이 제1기어와 치합된 구동기어가 출력축에 장착되면서 이 출력축에는 회전토오크를 감지하는 토오크 감지센서가 장착된 스텝모우터, 상기 제1기어와 치합되는 제2기어를 갖추고서 상기 제1기어를 매개로 모우터의 구동기어로부터 회전동력을 전달받아 조향기어박스내의 조향랙기어를 이동시켜주기 위해 조향랙기어와 치합된 피니언기어와 연결된 구동축 및, 엔진의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서와 차속을 감지하는 차속감지센서 및 상기 토오크 감지센서로부터 감지신호를 입력받아 프로그램된 로직에 의해 적정한 제어전류를 연산하여 출력하는 콘트롤러를 갖춘 구조로 되어 있다.

이에 따라 운전자에 의한 조향핸들의 조작량과 차속 및 엔진의 구동회전속도에 따라 적절한 제어전류가 스텝모우터에 인가되면서 피니언기어를 매개로 조향랙기어를 움직여서 동력조향이 이루어지게 된다.

Description

모우터 구동형 동력조향장치

본 발명은 자동차의 모우터 구동형 동력조향장치에 관한 것으로, 특히 조향핸들의 회전조작에 상응해서 조향기어박스내의 피니언기어가 모우터로 구동되어 구조가 간단하면서도 조향장치의 구성비용을 절감시킬 수 있도록 된 모우터 구동형 동력조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위해 조향을 하는 장치로서, 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 조향 기어 및 링크 등에 전달하기 위해 조향핸들과 조향축 및 칼럼 등으로 구성된 조각기구와, 상기 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어장치 및, 기어 기구의 작동을 앞바퀴에 전달하고 또 좌우 바퀴의 관계위치를 바르게 지지하기 위해 피트먼 아암과 드래그 아암, 너클 아암 및 타이 로드 등으로 구성된 링크기구로 이루어져 있다.

도 1은 상기한 종래의 조향장치의 개략적으로 도시한 것인 바, 즉 조향핸들(11)이 조향축(12)의 한쪽 선단부와 일체로 연결되고, 이 조향축(12)의 다른쪽 선단부에는 워엄기어가 설치되면서 이 워엄기어는 조향기어박스(13) 내에 섹터 기어에 치합되며, 상기 섹터 기어의 기어축은 피트먼 아암을 매개로 드래그 링크(14)의 안쪽 선단부와 연결되고, 이 드래그 링크(14)의 다른쪽 선단부는 각 휠의 너클 아암(15)에 결합되어 있는 한편, 이 각 휠의 너클 아암(15)은 타이 로드(16)를 매개로 서로 연결된 구조로 되어 있다.

이에 따라 상기 조향핸들(11)의 회전조작력을 조향축(12)을 통해 조향기어박스(13)로 전달하고, 이 조향기어박스(13) 내의 기어운동은 피트먼 아암과 드래그 링크(14)를 통해 너클 아암(15)에 전달되어, 너클 스핀들을 통해 각 바퀴를 운전자의 의도대로 움직여주게 되어 있다.

한편 대형 자동차나 저압 타이어를 사용한 차량에서는 앞바퀴의 접지저항이 크기 때문에 핸들의 조작력이 크게 되고 신속한 조향 조작이 안될 염려가 있기 때문에 가볍고 시속한 조향조작을 하기 위해 동력조향장치를 사용하고 있는 바, 이와 같은 동력조향장치는 동력원이 되는 유압을 발생시키는 오일펌프와 압력조절밸브 및 유량제어밸브를 포함하는 밸브 유닛 등으로 구성된 동력장치와, 오일펌프에서 발생한 유압을 기계적인 힘으로 바꾸어 조향력을 발생시키기 위해 실린더를 사용하는 작동장치 및, 이 작동장치에 이르는 유로를 개폐하고 핸들의 조작에 상응해서 유로를 바꾸어 동력실린더의 작동방향과 작동상태를 제어하는 제어장치 등으로 구성되어 있다.

도 2는 상기와 같은 종래의 유압식 동력조향장치의 개략적인 사시도인 바, 즉 오일탱크(21) 내에 저장된 오일이 유압펌프(22)에 의해 펌핑되어 조향기어박스(23)로 공급되고, 조향기어박스(23)로 공급된 압유는 조향기어박스(23)내의 작동피스톤을 움직여서 운전자의 조향력을 보완해 준 다음에 다시 오일탱크(21)로 복귀되게 되어 있다.

그리고 상기 유압펌프(22)에서 펌핑된 압유의 유동경로를 조향핸들의 조작방향에 따라 바꾸어주기 위해 조향기어박스(23)의 상부에는 제어밸브(24)가 장착된 구조로 되어 있다.

이에 따라 상기 제어밸브(24)가 조향핸들(25)의 조작방향에 따라 펌프(22)에서 펌핑된 압유를 조향기어박스(23)의 2개의 체임버에 선택적으로 공급하고, 이 공급된 압유에 의해 조향기어박스(23) 내의 동력실린더가 움직여서 조향력을 보완해주게 되어 있다.

그런데 상기와 같은 종래의 동력조향장치에서는 오일펌프나 오일탱크, 동력실린더, 제어밸브, 파이프라인 등과 같은 복잡한 장치가 필요하게 되어, 조향장치의 구성비용이 비싸지고, 엔진에 부하가 높게 걸리는 등의 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 제반 결점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 조향핸들의 조작운동을 감지해서 스텝모우터를 매개로 조향기어박스내의 랙기어 등과 같은 조향기어를 움직여 줌으로써, 조향핸들의 조작이 가볍고 구조가 간단할 뿐만 아니라 제작비용도 저렴하게 구성할 수 있도록 된 모우터 구동형 동력조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 조향장치의 개략적인 사시도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 동력조향장치의 개략적인 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 모우터 구동형 동력조향장치의 개략적인 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1- 제1기어2- 스텝모우터

3- 구동기어4- 토오크 감지센서

5- 제2기어6- 엔진 회전수감지센서

7- 차속감지센서

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향핸들의 선단부에 장착되어 조향핸들과 일체로 회전되는 제1기어와, 이 제1기어와 치합된 구동기어가 출력축에 장착되면서 이 출력축에는 회전토오크를 감지하는 토오크 감지센서가 장착된 스텝모우터, 상기 제1기어와 치합되는 제2기어를 갖추고서 상기 제1기어를 매개로 모우터의 구동기어로부터 회전동력을 전달받아 조향기어박스내의 조향랙기어를 이동시켜주기 위해 조향랙기어와 치합된 피니언기어와 연결된 구동축 및, 엔진의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서와 차속을 감지하는 차속감지센서 및 상기 토오크 감지센서로부터 감지신호를 입력받아 프로그램된 로직에 의해 적정한 제어전류를 연산하여 출력하는 콘트롤러를 갖춘 구조로 되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 모우터 구동형 동력조향장치의 개략적인 구성도인 바, 즉 조향핸들(도시되지 않음)의 선단부에는 조향핸들과 일체로 회전되게 제1기어(1)가 장착되어 있고, 제1기어(1)에는 스텝모우터(2)의 출력축에 장착된 구동기어(3)가 직각방향으로 치합됨과 더불어 상기 출력축에는 출력축의 회전토오크를 감지하는 토오크 감지센서(4)가 부착되어 있다.

그리고 상기 제1기어(1)에는 제2기어(5)가 직각방향으로 상기 구동기어와 대향되게 치합되어, 이 제2기어가 상기 제1기어를 매개로 모우터의 구동기어로부터 회전동력을 전달받아 조향기어박스내의 조향랙기어(도시되지 않음)를 이동시켜주기 위해 조향랙기어와 치합된 피니언기어(도시되지 않음)와 연결되어 있다.

또 엔진의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서(6)와 차속을 감지하는 차속감지센서(7) 및 상기 토오크 감지센서(4)로부터 감지신호를 입력받아 프로그램된 로직에 의해 적정한 제어전류를 연산하여 출력하는 콘트롤러(E.C.U)가 구비되어 있다.

이에 따라 상기 각 센서에 의해 감지된 신호는 콘트롤러로 입력된 다음에 콘트롤러에 미리 프로그램된 제어로직에 따라 제어전류가 연산되어 출력되게 되어 있는 데, 이 제어전류는 엔진의 회전수에 따라 그 리미트가 결정됨과 더불어 차속에 따라 게인이 결정되면서 조향핸들의 조향각에 따라 어시스턴스가 결정되어, 이 어시스턴스에 상응해서 제어전류가 연산되게 되어 있다.

그리고 상기 콘트롤러에서 출력된 제어전류는 스텝모우터(5)로 인가되어 스텝모우터를 회전구동시키게 되고, 이 스텝모우터의 회전동력은 제1기어와 제2기어를 통해 구동축을 매개로 피니언기어에 전달되어, 이 피니언기어와 치합된 조향랙기어가 좌측 또는 우측으로 이동되면서 동력조향이 이루어지게 된다.

상기와 같이 구조에서는 모우터의 회전구동으로 조향핸들에 전혀 부하가 걸리지 않으므로 운전자의 조향핸들 조작이 극히 가볍게 느껴지게 되고, 또 운전자의 조향핸들의 조작량에 상응해서 스텝모우터가 구동되어 랙기어를 이동시켜 주므로 간단한 구조로서도 원활한 동력조향이 이루어지게 되는 것이다.

또 종래의 동력조향장치를 구성하는 펌프나 오일탱크 및 제어밸브 등이 전혀필요 없게 되어, 조향장치의 구성비용이 저렴하게 될 뿐만 아니라 엔진의 부하를 줄여주고, 연비 등도 향상시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 모우터 구동형 동력조향장치에 의하면, 조향장치를 저렴하게 구성할 수 있을 뿐만 아니라 구조가 간단하면서도 동력조향장치의 효과를 얻을 수 있게 되므로 동력조향장치의 펌프나 오일탱크 및 제어밸브 등이 전혀 필요 없게 되고, 또 엔진의 부하를 줄여주고, 연비 등도 향상시키게 된다.

Claims (2)

1. 조향핸들의 선단부에 장착되어 조향핸들과 일체로 회전되는 제1기어와, 이 제1기어와 치합된 구동기어가 출력축에 장착되면서 이 출력축에는 회전토오크를 감지하는 토오크 감지센서가 장착된 스텝모우터, 상기 제1기어와 치합되는 제2기어를 갖추고서 상기 제1기어를 매개로 모우터의 구동기어로부터 회전동력을 전달받아 조향기어박스내의 조향랙기어를 이동시켜주기 위해 조향랙기어와 치합된 피니언기어와 연결된 구동축 및, 엔진의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서와 차속을 감지하는 차속감지센서 및 상기 토오크 감지센서로부터 감지신호를 입력받아 프로그램된 로직에 의해 적정한 제어전류를 연산하여 출력하는 콘트롤러를 갖춘 구조로 된 모우터 구동형 동력조향장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어전류가 엔진의 회전수에 따라 리미트가 결정됨과 더불어 차속에 따라 게인이 결정되면서 조향핸들의 조향각에 따라 어시스턴스가 연산되도록 된 것을 특징으로 하는 모우터 구동형 동력조향장치.