KR19980054017A - 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치에 관한 것으로, 조향시 조향축의 외주면을 전자석의 자성으로 가압되는 마찰패드를 통해 잡아줌으로써 고속 주행중 조향핸들을 회전조작하는데 드는 조향력을 증대시킴으로써 조타의 안정성을 부가할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향컬럼(2)의 내부에 설치된 조향축(3)을 차속에 따라 외부에서 가압시켜 조향핸들의 조작시 소요되는 조작력을 증대시키도록 된 가압수단과, 이 가압수단이 조향컬럼(2)의 내부에 설치된 조향축(3)을 외부에서 가압할 때 차속에 따라 가압정도를 조절할 수 있도록 이를 제어하는 제어수단은 구성되어 이루어진다.

Description

전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치

본 발명은 차량의 고속 주행중에 조향력이 증가되는 동력조향장치에 관한 것으로, 특히 전자석의 자성을 이용하여 가압되는 마찰패드를 이용하여 조향축의 외주면을 마찰시켜 회전운동에 드는 조향력을 배가시킴으로써 고속 주행시 조향핸들이 가벼워지는 현상을 방지할 수 있도록 된 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 주행중에 차체의 진향방향을 운전자의 임의대로 바꿀 수 있도록 된 조향장치를 구비하고 있는 바, 이러한 조향장치는 운전자가 차륜의 진행방향을 임의로 바꿀수 있도록 장착되는 것으로서, 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 각 기구로 전달하기 위해 조향 휠과 조향 축 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구와, 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크 기구에 전달하는 기어기구 및, 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하기 위해 피트먼 암과 드래드 링크 및 너클 암과 타이로드 등으로 구성된 링크 기구를 갖추고 있다.

한편, 대형 자동차나 저압 타이어를 시용한 차량에서는 앞바퀴의 접지저항이 크기 때문에 핸들의 조작력이 크게 되고 신속한 조향 조작이 안될 염려가 있기 때문에 가볍고 신속한 조향조작을 하기 위해 동력조향장치를 사용하고 있는 바, 이와 같은 동력조향장치는 동력원이 되는 유압을 발생시키는 오일펌프와 압력 조절밸브 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 1은 상기한 바와 같은 종래의 유압식 동력조향장치의 개략적인 구성도인 바, 즉 조향축의 하단부에 조향축의 회전방향에 따라 유로를 형성시키는 방향제어밸브(11)가 피니언기어(12)와 일체로 장착되고, 이 피니언기어(12)는 조향기어박스(13)에 내장된 래크기어(14)와 치합되게 연결되며, 상기 조향기어박스(13)에는 방향제어밸브(11)를 통해 공급된 유체의 유압으로 이동되면서 조향력을 보완해 주는 작동피스톤(15)을 갖춘 작동실린더(16)가 내장되는 한편, 상기 방향제어 밸브(11)에 오일을 펌핑해서 공급하는 유압펌프(17)가 오일탱크(18)와 함께 연결되어 있다.

따라서 조향시에는 오일탱크(18)내에 저장된 오일이 유압펌프(17)에 의해 펌핑되어 방향제어밸브(11)를 거쳐 조향기어박스(13)로 공급되는데, 이때 조향기어박스(13)내로 공급된 압유는 작동실린더(16)내에서 작동피스톤(15)을 좌우방향으로 선택적으로 밀어 조향이 이루어지게 한 다음 다시 오일탱크(18)로 복귀되게 된다.

그러나 상기한 종래의 동력조향장치에서는 조향핸들의 조작방향에 따라 유압펌프(17)에서 펌핑되어 조향기어박스(13)로 공급하는 압유에 의해 작동실린더(16)내에서 좌우방향으로 밀리는 작동피스톤(15)으로 인해 고속 주행시 조향핸들이 가벼워지는 현상이 생기므로, 운전자가 조향핸들을 가벼운 조작력으로도 조작할 수 있어 자칫 잘못하면 사고를 유발시킬 수도 있는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 조향시 조향축의 외주면을 전자석의 자성으로 가압되는 마찰패드를 통해 잡아줌으로써 고속 주행중 조향핸들을 회전조작하는데 드는 조향력을 증대시킴으로써 조타의 안정성을 부가할 수 있도록 된 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 래크기어와 피니언기어 방식의 동력조향장치의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치의 개략적인 구성도,

도 3은 도 2의 마찰패드가 조향컬럼내에 설치된 상태를 도시한 측면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1-쉬라우드판넬2-조향컬럼

3-조향축4, 4'-마찰패드

5, 5'-전자석6-차속센서

7-엔진제어유니트8-밧데리

9-컨트롤러

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향컬럼의 내부에 설치된 조향축을 차속에 따라 외부에서 가압시켜 조향핸들의 조작시 소요되는 조작력을 증대시키도록 된 가압수단과, 이 가압수단이 조향컬럼의 내부에 설치된 조향축을 외부에서 가압할 때 차속에 따라 가압정도를 조절할 수 있도록 이를 제어하는 제어수단은 구성되어 이루어진다.

이를 위해 상기 가압수단은 일측이 피봇결합되어 회동가능하도록 이분된 형태이면서 조향컬럼의 내부로 삽입되어 조향축의 외주면을 각기 감싸도록 된 마찰패드와, 이 마찰패드에 장착되어 이를 회동시키도록 자성을 발휘하는 전자석으로 구성되어 있다.

또한, 상기 제어수단은 차속을 검출하는 차속센서와, 이 차속센서로부터 차속을 입력받는 엔진제어유니트, 이 엔진제어유니트로부터 제어명령을 받아 밧데리부터 인가된 전압을 적절하게 조정하여 마찰패드에 장착된 전자석으로 인가하도록 된 컨트롤러로 구성되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2의 마찰패드가 조향컬럼내에 설치된 상태를 도시한 측면도이다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 차체의 쉬라우드판넬(1)내에 장착되어 있는 조향컬럼(2)의 내부에 설치된 조향축(3)을 차속에 따라 외부에서 가압시켜 조향핸들의 조작시 소요되는 조작력을 증대시키도록 된 가압수단과, 이 가압수단이 조향컬럼(2)의 내부에 설치된 조향축(3)을 외부에서 가압할 때 차속에 따라 가압정도를 조절할 수 있도록 가압수단을 제어하는 제어수단은 구성되어 이루어진다.

여기서 상기 가압수단은 일측이 피봇결합되어 회동가능하도록 이분된 형태의 좌/우측 마찰패드(4, 4')와, 이 마찰패드(4, 4')의 후방에 장착된 전자석(5, 5')으로 구성되어져, 이 마찰패드(4, 4')는 상기 조향컬럼(2)의 부분절개된 부위로 삽입되어 3의 외주면을 각기 감싸도록 설치되어 있다.

또한 상기 제어수단은 주행중인 차속을 검출하는 차속센서(6)와, 이 차속센서(6)으로부터 차속을 입력받도록 연결된 엔진제어유니트(7), 이 엔진제어유니트(7)로부터 제어명령을 받아 차체 전원인 밧데리(8)부터 인가받은 전압을 적절하게 조정하여 상기 가압수단의 마찰패드(4, 4')의 후방에 장착된 전자석(5, 5')으로 인가하도록 된 컨트롤러(9)로 구성된다.

또, 상기 엔진제어유니트(7)는 차속의 증가에 따라 컨트롤러(9)를 통해 전자석(5,5')으로 인가되는 밧데리(8)의 전압크기가 비례해서 증가되도록 로직되어 있다.

그리고 상기 가압수단의 마찰패드(4, 4')에 장착된 전자석(5, 5')은 각기 부도체의 외주면으로 다수겹으로 권선된 코일이면서 이 코일의 일단은 컨트롤러(9)에 각기 연결되고, 타단은 조향컬럼(2)에 접지되어 있다.

한편 상기 가압수단의 마찰패드(4, 4') 후방에 장착된 전자석(5, 5')은 컨트롤러(9)를 통해 밧데리(8)로부터 전원을 공급받아 자화될 때 서로 같은 극성을 띌 수 있도록 된 것으로, 통전시 상기 전자석(5, 5')이 장착된 마찰패드(4, 4')의 후단이 척력으로 벌어짐으로 인해 조향축(3)의 외주면을 감싸고 있는 마찰패드(4, 4')의 전단부는 조향축(3)의 외주면과 접촉되어 이를 가압시키도록 되어 있다.

따라서 상기와 같이 구성된 본 발명은, 차량의 고속주행시 차속을 차속센서(6)가 감지하여 이를 엔진제어유니트(7)에 입력하게 되고, 이 엔진제어유니트(7)에서는 컨트롤러(9)로 신호보내며, 이 컨트롤러(9)는 밧데리(8)로부터 마찰패드(4, 4')에 장착된 전자석(5, 5')으로 전압을 적절히 조정하여 인가하게 되는데, 이에 따라 전자석(5, 5,')은 자화되어 마찰패드(4, 4')를 조향축(3)의 외주면에 맞닿도록 가압시키는 바, 이때 마찰패드(4, 4')는 전자석(5, 5')의 자화정도에 따라 조향축(3)의 외주면을 마찰시켜 잡아 주는 힘의 정도가 가변적으로 변화되도록 되어 있어, 상기 컨트롤러(9)에 의해 조향축(3)의 회전운동에 대한 제지정도가 조절되게 된다.

이와 같이, 주행중인 차량의 차속이 증가하면 할수록 상기 조향축(3)의 회전운동이 자화되는 전자석(5, 5')의 척력으로 인해 회동되어 가압되는 마찰패드(4, 4')에 의해 제지됨으로써, 고속주행중 운전자는 조향에 드는 힘을 과도하게 소모하여야만 되므로 조타의 안정성이 보장되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치에 의하면, 고속 주행시 조향축을 가압하는 마찰패드에 가압력이 커지도록 구성됨에 따라, 운전자가 조향핸들을 조작하는데 드는 힘이 과도하게 커져 조타의 안정성을 꾀할 수 있는, 즉 고속주행에 따른 조향의 안정감을 더해 줄 수 있어 사고유발의 염려를 배제할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (4)

1. 조향컬럼(2)의 내부에 설치된 조향축(3)을 차속에 따라 외부에서 가압시켜 조향핸들의 조작시 소요되는 조작력을 증대시키도록 된 가압수단과, 이 가압수단이 조향컬럼(2)의 내부에 설치된 조향축(3)을 외부에서 가압할 때 차속에 따라 가압정도를 조절할 수 있도록 이를 제어하는 제어수단은 구성되어 이루어진 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가압수단은 일측이 피봇결합되어 회동가능하도록 이분된 형태이면서 조향컬럼(2)의 내부로 삽입되어 조향축(3)의 외주면을 각기 감싸도록 된 마찰패드(4, 4')와, 이 마찰패드(4, 4')에 장착되어 이를 회동시키도록 자성을 발휘하는 전자석(5, 5')으로 구성된 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제어수단은 차속을 검출하는 차속센서(6)와, 이 차속센서(6)으로부터 차속을 입력받는 엔진제어유니트(7), 이 엔진제어유니트(7)로부터 제어명령을 받아 밧데리(8)부터 인가된 전압을 적절하게 조정하여 마찰패드(4, 4')에 장착된 전자석(5, 5')으로 인가하도록 된 컨트롤러(9)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 엔진제어유니트(7)는 차속의 증가에 따라 컨트롤러(9)를 통해 전자석(5, 5')으로 인가되는 전압크기가 비례해서 증가되도록 로직된 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 속도감응형 동력조향장치.