KR200160761Y1 - 전기자를 이용한 토오션 바의 강성제어 반력 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조향장치의 반력제어가 유압이 아닌 전기자의 저항을 이용하여 토오션 바의 강성 조절하면서 반력제어가 가능하도록 된 전기자를 이용한 토오션 바의 강성제어 반력 조향장치에 관한 것이다.

본 고안은 반력제어 조향장치의 피니언(1)과 밸브(2) 사이에 피니언(2)의 회전하는 것을 구속 제어하도록 된 전기자(3)를 부가하되, 상기 전기자(3)의 내측 중앙에 토오션 바(4)가 배치되고 전기자(3)의 양단에는 가변저항(5)(variable resistance load)을 연결하여 상기 전기자(3)의 양단으로 인가되는 가변저항(5)에 의해 토오션 바(4)의 유효 길이 및 강성을 조절하도록 되고, 상기 가변저항(5)에 의해 전기자(3)의 회전 구속 정도가 변화되어짐에 토오션 바(4)의 유효 길이와 토오션 바(4)의 강성은 서로 반비례하도록 구성하여서 된 것임.

Description

전기자를 이용한 토오션 바의 강성제어 반력 조향장치

차량의 토오션 바 강성제어 반력 조향장치(EPS)는 기존의 NPS(Normal Power Steering)의 구조에 압력제어밸브(PCV: Pressure Control Valve)를 부가하여 상기 압력제어밸브로 압력 조정에 의해 반력 피스톤이 반력 볼을 가압해서 상황에 따라 토오션 바의 강성을 반력 볼의 마찰력으로 조절하여 파워스티어링시 R 또는 L측의 파워 실린더로 공급되는 유량을 차속에 따라 적절하게 변환시킴으로서 안정된 조타력을 얻을 수 있도록 구성되고 있다.

이러한 구성으로 된 반력 조향장치는 주차 또는 저속시 즉, 차속센서의 신호가 없거나 미약할 경우, 유압(유량)의 바이패스(By-Pass)가 발생되지 않게 되어 오직 로터리밸브의 동작에 의해서 파워 실린더 동작을 유도하게 된다.

이때는 ECU에서 최고치에 가까운 전류가 출력되어짐에 따라 솔레노이드 밸브의 출력 또한 최고치에 가까워져 솔레노이드의 로드가 압력제어밸브의 스풀을 상단으로 밀어 올린다.

따라서 스티어링 휠 조타에 의해 파워 실린더의 R 또는 L측으로부터 발생하는 유압은 스풀의 오리피스가 차단됨에 따라 유압은 바이패스가 되지 않게 되어 로터리밸브 고유의 특성에 의한 가벼운 조타력만을 얻게 된다.

반면, 중·고속시 차속 또는 스티어링 휠 각속도 센서 값의 변화에 따라 제어하는 바이패스 유압은 차속에 대해 변화하는 조타력을 선형적으로 제어하게 된다.

이때는 ECU의 전류가 저하됨에 따라 솔레노이드의 로드 출력 또한 감소되어짐에 따라 압력제어밸브의 스풀은 솔레노이드밸브 쪽으로 밀리게 되어 압력제어밸브 스풀이 오일피스를 열어 개방시킴에 따라 파워 실린더 R 또는 L측으로 이동하던 유압의 일부가 열린 스풀의 오리피스를 통해 바이패스되고, 이때 바이패스된 유압에 의해 무거운 조타력을 제공하게 된다.

이처럼 종래에는 도 1에 나타낸 바와 같이 피니언(1), 밸브(2)의 외부에 설치된 반력 피스톤(300)에 유압을 작용시켜 반력 볼(400)과 지주(500)(Ball Strut)에 의한 반력을 가변 조절하는 구조로 되므로서 파워 스티어링시 반력 볼의 마찰로 인한 히스테리시스가 발생되는 문제점을 안고 있었다.

이에 본 고안에서는 조향장치의 강성 제어가 유압이 아닌 전기자의 저항을 이용하여 토오션 바의 강성을 조절하면서 반력 제어가 가능하도록 된 반력 조향장치를 제공함에 있는 것이다.

상기의 목적에 따라 본 고안은 종래 조향장치의 피스톤과 로타리밸브 사이에 전기자를 배치하여 전기자의 양단에 인가되는 저항에 따른 전기자의 회전 구속력에 의해 토오션 바의 강성과 유효 길이가 조절하도록 하였는 바, 이를 첨부 도면에 따라 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래 반력 조향장치의 예시도,

제2도는 본 고안의 전기자를 이용한 토오션 바의 강성제어 반력 조향장치의 예시도,

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1: 피니언 2: 밸브

3: 전기자 4: 토오션 바

5: 가변저항 300: 반력 피스톤

400: 반력 볼 500: 지주

도 2는 본 고안의 전기자를 이용한 토오션 바의 강성제어 반력 조향장치의 예시도로서, 기존의 반력 조향장치의 피니언(1)과 밸브(2) 사이에 피니언(2)의 회전하는 것을 구속 제어하도록 된 전기자(3)를 설치하되, 상기 전기자(3)의 내측 중앙에 토오션 바(4)를 배치하고, 전기자(3)의 양단에는 가변저항(5)(variable resistance load)을 연결하여 상기 전기자(3)의 양단으로 인가되는 가변저항(5)에 의해 토오션 바(4)의 유효 길이 및 강성을 조절하도록 구성되고 있다.

이와 같이 본 고안은 피니언(1)과 밸브(2) 사이에 가변저항(5)이 구비된 전기자(3)를 부가하여 상기 가변저항(5)에 의해 전기자(3)의 회전 구속 정도가 변화되어짐에 토오션 바(4)의 유효 길이와 토오션 바(4)의 강성은 서로 반비례하도록 하였다.

따라서 전기자(3)의 저항을 무한대로 하는 경우 전기자(3)의 내측에 설치된 토오션 바(4)의 유효 길이가 늘어나는 반면에 토오션 바(4)의 강성은 최소가 되고, 전기자(3)의 양단에 최소 저항만은 연결하는 경우 토오션 바(4)의 유효 길이가 축소되어 토오션 바(4)의 강성은 커지게 된다.

이와 같이 전기자(3)의 양단에 설치되는 가변저항(5)을 조절하는 것만으로 전기자(3)의 회전 구속 정도에 따라 토오션 바(4)의 유효 길이 및 강성 조절 등이 손쉽게 이루어질 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 종래 조향장치의 피니언과 밸브 사이에 전기자를 부가하여 별도의 전원에 의하지 아니하고서도 토오션 바의 강성이 다단계 제어가 가능하고, 구조 등이 간단하다는 등의 효과가 있게 된다.

본 고안은 조향장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 피니언과 밸브 사이에 설치된 전기자의 저항을 이용하여 토오션 바의 강성을 조절하여 반력을 제어할 수 있도록 된 전기자를 이용한 토오션 바의 강성제어 반력 조향장치를 제공함에 있는 것이다.

Claims (2)

1. 반력 조향장치의 피니언(1)과 밸브(2) 사이에 피니언(2)의 회전하는 것을 구속 제어하도록 된 전기자(3)를 설치하되, 상기 전기자(3)의 내측 중앙에 토오션바(4)를 배치하고, 전기자(3)의 양단에는 가변저항(5)을 연결하여 상기 전기자(3)의 양단으로 인가되는 가변저항(5)에 의해 토오션 바(4)의 유효 길이 및 강성을 조절하도록 된 전기자를 이용한 토오션 바의 강성제어 반력 조향장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가변저항(5)에 의해 전기자(3)의 회전 구속 정도가 변화되어짐에 토오션 바(4)의 유효 길이와 토오션 바(4)의 강성이 서로 반비례하도록 구성됨을 특징으로 하는 전기자를 이용한 토오션 바의 강성제어 반력 조향장치.