KR20020047915A - Motor operate type steering device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A motor driving steering apparatus of a vehicle is provided to steer accurately, and to simplify the structure by detecting the rotation of a steering wheel and by turning a strut suspension with using a motor. CONSTITUTION: A motor driving steering system of a vehicle is composed of a steering wheel(51) installed in a vehicle body(50), and operated by a driver; a steering angle detecting sensor(55) installed around the steering wheel to detect rotation of the steering wheel; a control computer receiving a signal from the steering angle detecting sensor, and outputting an operating signal; a strut suspension(70) connected between the vehicle body and front wheels to relieve impact from the road surface; and a motor(80) steering by turning the strut suspension according to the signal from the control computer. The vehicle is steered accurately with turning the strut suspension by the motor according to rotation of the steering wheel. The reliability is improved with simple structure.

Description

자동차의 모터 구동식 조향 장치{Motor operate type steering device}Motor-operated steering device for automobiles {Motor operate type steering device}

본 발명은 자동차의 진행 방향을 조절하는 조향 장치에 관한 것으로서, 특히 조향 핸들의 작동에 따라 구동되는 모터를 이용하여 진행 방향을 조절할 수 있도록 한 자동차의 모터 구동식 조향 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering apparatus for adjusting a traveling direction of a vehicle, and more particularly, to a motor-driven steering apparatus for a vehicle capable of adjusting a traveling direction by using a motor driven according to the operation of a steering wheel.

도 1은 종래 기술의 자동차 조향 장치가 도시된 사시도이고, 도 2는 종래 기술의 동력 조향 장치가 도시된 사시도이다.1 is a perspective view showing a vehicle steering apparatus of the prior art, Figure 2 is a perspective view showing a power steering apparatus of the prior art.

조향 장치는 도 1을 참고하면, 자동차의 진행 방향을 임으로 바꾸기 위해 조향하는 장치이며, 이 장치는 조작 기구(10), 기어 장치(20) 및 링크 기구(30)의 3가지 기구로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, a steering device is a device for steering in order to change the traveling direction of a vehicle at random, and the device is composed of three mechanisms: an operation mechanism 10, a gear device 20, and a link mechanism 30. .

상기 조작 기구(10)는 통상 조향 핸들(11)과 스티어링 축(13)으로 구성되어 운전자가 직접 스티어링 휠을 조작하여 그 조작력을 기어 장치(20)와 링크 기구(30)에 전달하는 부분이다.The operating mechanism 10 is usually composed of a steering wheel 11 and a steering shaft 13, and the driver directly operates the steering wheel to transmit the operating force to the gear device 20 and the link mechanism 30.

상기 기어 장치(20)는 스티어링 축(13)의 회전을 약 20:1로 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작 기구(10)의 운동 방향을 바꾸어 링크 기구(30)에 전달하는 부분이다.The gear device 20 is a part for reducing the rotation of the steering shaft 13 to about 20: 1 to increase the operating force and at the same time changing the direction of movement of the operating mechanism 10 to the link mechanism 30.

상기 링크 기구(30)는 피트먼 암(31), 릴레이 로드(33), 타이로드(35), 너클암(37), 아이들러 암(39) 등이 연결되어 상기 기어 장치(20)의 작동을 앞바퀴에 전달하고, 좌우 바퀴의 관계 위치를 바르게 지지하는 부분이다.The link mechanism 30 is connected to the Pitman arm 31, the relay rod 33, the tie rod 35, the knuckle arm 37, the idler arm 39, and the like to operate the gear device 20. It is the part that transmits to the front wheel and correctly supports the relation position of left and right wheels.

한편, 최근에는 조향 핸들(11)의 조작력을 가볍게 하고, 신속한 조향 조작을 하기 위해 동력 조향 장치가 많이 장치되고 있다.On the other hand, in recent years, in order to reduce the operating force of the steering wheel 11 and to perform quick steering operation, many power steering apparatuses are provided.

동력 조향 장치는 도 2를 참고하면, 엔진에 부착된 스티어링 오일 펌프(41)로부터 제공되는 유압으로 제어 밸브(43) 및 동력 실린더(45)로 이루어진 배력 장치(40)로 보내서 조향 핸들의 조작력을 가볍게 한다.Referring to FIG. 2, the power steering device sends hydraulic pressure provided from the steering oil pump 41 attached to the engine to the power supply device 40 including the control valve 43 and the power cylinder 45 to control the steering force of the steering wheel. Lighten it.

그러나, 상기와 같은 종래 기술의 자동차 조향 장치는 조작 기구(10), 기어 장치(20) 및 링크 기구(30) 또는 배력 장치(40) 등 다수의 부품으로 이루어져 있기 때문에 구조가 복잡하여 조립 작업성이 떨어짐은 물론 레이 아웃(layout) 상에도 불리하고, 부품의 비정밀성으로 인하여 불량의 원인이 되는 문제점이 있다.However, since the steering apparatus of the related art as described above is composed of a plurality of parts such as the operation mechanism 10, the gear device 20, and the link mechanism 30 or the power booster 40, the structure is complicated and assembly workability This fall is of course disadvantageous on the layout, and there is a problem that causes defects due to the inaccuracy of the parts.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 조향 핸들의회전 상태를 감지하여 전동 모터를 이용하여 스트럿식 현가장치를 회전시킴으로써 조향 작동이 이루어지도록 구성되어 전체적인 조향 작동 구조가 간단해지는 동시에 보다 정확한 조향 제어가 가능해지도록 하는 자동차의 모터 구동식 조향 장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, it is configured to rotate the strut suspension by using an electric motor by detecting the rotation state of the steering wheel, the steering operation is made to simplify the overall steering operation structure and at the same time more It is an object of the present invention to provide a motor-driven steering device for a vehicle that enables accurate steering control.

도 1은 종래 기술의 자동차의 조향 장치가 도시된 사시도,1 is a perspective view showing a steering apparatus of a vehicle of the prior art,

도 2는 종래 기술의 자동차의 동력 조향 장치가 도시된 사시도,2 is a perspective view showing a power steering device of a vehicle of the prior art,

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 모터 구동식 조향 장치가 도시된 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a motor-driven steering apparatus of a vehicle according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

50 : 차체 51 : 조향 핸들50: body 51: steering wheel

52 : 핸들 53 : 샤프트52: handle 53: shaft

54 : 핸들고정 브래킷 55 : 조향각 센서54 handle fixing bracket 55 steering angle sensor

56 : 표시 마크 57 : 인코더56: Mark 57: Encoder

60 : 제어 컴퓨터 70 ; 스트럿 현가장치60: control computer 70; Strut suspension

71 : 스트럿 72 : 쇽업소버71: Strut 72: Shock absorber

73 : 스프링 74, 75 : 스프링 시트73: spring 74, 75: spring seat

74a : 기어 75 : 너클74a: Gear 75: Knuckle

80 : 전동 모터 81 : 기어80: electric motor 81: gear

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 자동차의 모터 구동식 조향 장치는, 차체에 회전 가능하게 설치된 조향 핸들과; 상기 조향 핸들 부근에 설치되어 조향 핸들의 회전 상태를 감지하는 조향각 감지수단과; 상기 조향각 감지수단의 감지 신호를 입력받아 조향 작동 신호를 출력하는 제어수단과; 차체와 전륜 사이에 상하 방향으로 연결되어 노면으로부터 차체에 전달되는 충격을 완화시키는 스트럿식 현가수단과; 상기 제어 수단의 신호에 따라 상기 스트럿식 현가수단을 회전시켜 조향 작동이 이루어지도록 하는 구동 수단을 포함한 것을 특징으로 한다.A motor-driven steering apparatus for a motor vehicle of the present invention for realizing the above object includes a steering wheel rotatably installed in a vehicle body; Steering angle detection means installed near the steering wheel to detect a rotation state of the steering wheel; Control means for receiving a detection signal from the steering angle detection means and outputting a steering operation signal; Strut-type suspension means connected in a vertical direction between the vehicle body and the front wheel to mitigate an impact transmitted from the road surface to the vehicle body; It characterized in that it comprises a drive means for rotating the strut-type suspension means in accordance with the signal of the control means to perform the steering operation.

상기에서 구동 수단은 상기 스트럿식 현가수단의 상단부와 차체 사이에 설치되어 상기 제어 수단의 신호에 따라 정회전 또는 역회전되면서 스트럿식 현가수단을 회전시키는 전동 모터인 것을 특징으로 한다.The drive means is characterized in that the electric motor is installed between the upper end of the strut suspension means and the vehicle body to rotate the strut suspension means while rotating forward or reverse according to the signal of the control means.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 모터 구동식 조향 장치가 도시된 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a motor-driven steering apparatus of a vehicle according to the present invention.

본 발명의 자동차의 모터 구동식 조향 장치는 차체(50)에 회전 가능하게 설치어 운전자가 조작하는 조향 핸들(51)과, 상기 조향 핸들(51) 부근에 설치되어 조향 핸들의 회전 상태를 감지하는 조향각 감지센서(55)와, 상기 조향각 감지센서(55)의 감지 신호를 입력받아 조향 작동 신호를 출력하는 제어 컴퓨터(60)와, 차체(50)와 전륜 사이에 상하 방향으로 연결되어 노면으로부터 차체에 전달되는 충격을 완화시키는 스트럿식 현가장치(70)와, 상기 제어 컴퓨터(60)의 신호에 따라 상기 스트럿식 현가장치(70)를 회전시켜 조향 작동이 이루어지도록 하는 전동 모터(80)로 구성된다.The motor-driven steering apparatus of the motor vehicle of the present invention is installed rotatably on the vehicle body 50 so as to be operated by a driver and a steering wheel 51 installed near the steering handle 51 to sense a rotation state of the steering wheel. The steering angle detection sensor 55, the control computer 60 that receives the detection signal of the steering angle detection sensor 55 and outputs a steering operation signal, and is connected in the vertical direction between the vehicle body 50 and the front wheels from the road surface. Strut-type suspension device 70 to mitigate the shock transmitted to the electric motor, and the electric motor 80 to rotate the strut-type suspension device 70 in accordance with the signal of the control computer 60 to perform the steering operation. do.

상기 조향 핸들(51)은 운전자가 회전시키는 핸들(52)과, 상기 핸들(52)의 중심에 연결된 샤프트(53)로 이루어지고, 상기 샤프트(53)는 차체(50)에 고정된 핸들고정 브래킷(54)에 회전 가능하게 지지된다.The steering wheel 51 is composed of a steering wheel 52 that the driver rotates, and a shaft 53 connected to the center of the steering wheel 52, the shaft 53 is a handle fixing bracket fixed to the vehicle body 50. It is rotatably supported by 54.

상기 조향각 감지센서(55)는 상기 조향 핸들(51)의 샤프트(53) 둘레에 설치되어 동시에 회전하는 표시 마크(56)와, 상기 표시 마크(56) 부근에 위치되어 상기 표시 마크(56)의 움직임을 검출하여 상기 제어 컴퓨터(60)에 신호를 보내는 인코더(57)로 구성된다.The steering angle sensor 55 is installed around the shaft 53 of the steering handle 51 and rotates at the same time with the display mark 56 and the display mark 56 located near the display mark 56. It consists of an encoder 57 which detects movement and sends a signal to the control computer 60.

상기 전동 모터(80)는 상기 스트럿식 현가장치(70)의 상단부와 차체(50) 사이에 설치되어 상기 제어 컴퓨터(60)의 신호에 따라 정회전 또는 역회전되면서 스트럿식 현가장치(70)를 회전시키도록 설치된다.The electric motor 80 is installed between the upper end of the strut-type suspension device 70 and the vehicle body 50 to rotate the strut-type suspension device 70 forward or reversely in response to a signal from the control computer 60. It is installed to rotate.

여기서 상기 스트럿식 현가장치(70)는 내부에 쇽업서버(72)가 구비된 원통형의 스트럿(71)과, 상단부와 중간부에 사이에 구비된 코일 스프링(73) 및 이를 지지하는 복수 개의 스프링 시트(74)(75)와, 상기 스트럿(71)의 하단부에서 전륜에 연결되어 조향 작동을 전달하는 너클(75)로 구성된다.Here, the strut-type suspension device 70 is a cylindrical strut 71 provided with a pull-up server 72 therein, a coil spring 73 provided between the upper end portion and the middle portion, and a plurality of spring sheets supporting the same. 74 and 75, and a knuckle 75 connected to the front wheel at the lower end of the strut 71 to transmit steering operation.

이와 같은 스트럿식 현가장치(70)는 상기 전동 모터(80)의 회전력이 상기 스프링 시트(74), 쇽업소버(72) 및 스트럿(71)을 통해 너클(75)까지 전달되도록 그 상단부에서 하단부까지의 연결 요소가 회전 방향으로 서로 구속되도록 이루어진다.Such a strut suspension 70 is from the upper end to the lower end so that the rotational force of the electric motor 80 is transmitted to the knuckle 75 through the spring seat 74, the shock absorber 72 and the strut 71 Are connected to each other in the direction of rotation.

그리고 상기 전동 모터(80)는 그 모터 축에 기어(81)가 설치되어 상기 스프링 시트(74)의 내측에 형성된 기어(74a)와 치합되어 회전 동력을 전달토록 이루어진다.In addition, the electric motor 80 is provided with a gear 81 on the motor shaft and meshes with the gear 74a formed inside the spring seat 74 to transmit rotational power.

한편, 공지의 스트럿식 현가 장치에서 상기 상측 스프링 시트(74)와스트럿(71)의 상단부 사이에 설치되는 스러스트 베어링은 설치되지 않게 된다.On the other hand, in the known strut suspension device, the thrust bearing installed between the upper spring seat 74 and the upper end of the strut 71 is not installed.

이와 같은 본 발명에 따른 자동차의 모터 구동식 조향 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the motor-driven steering device of the vehicle according to the present invention as follows.

운전자가 조향 핸들(51)을 회전시키면 조향각 감지센서(55)에서 이를 감지하여 제어 컴퓨터(60)에 신호를 입력하고, 제어 컴퓨터(60)에서는 전동 모터(80)의 구동 신호를 출력하여 작동시킴으로써 스트럿식 현가 장치(70)가 회전하면서 전륜의 조타 작동이 이루어진다.When the driver rotates the steering wheel 51, the steering angle sensor 55 detects this and inputs a signal to the control computer 60, and the control computer 60 outputs and operates a drive signal of the electric motor 80. Steering operation of the front wheel is achieved while the strut suspension 70 is rotated.

즉, 조향 핸들(51)의 조작에 따라 전동 모터(80)가 회전하게 되면 모터 축에 연결된 기어(81)가 회전하게 되고, 이 기어(81)와 치합된 스트럿식 현가 장치(70)의 스프링 시트(74)가 회전하게 되면서 스트럿(71)이 회전하여 너클(75)을 통해 전륜을 회전시키게 된다.That is, when the electric motor 80 is rotated according to the operation of the steering wheel 51, the gear 81 connected to the motor shaft is rotated, and the spring of the strut suspension 70 engaged with the gear 81 is rotated. As the seat 74 rotates, the strut 71 rotates to rotate the front wheel through the knuckle 75.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 자동차의 모터 구동식 조향 장치는 조향 핸들의회전 상태를 감지하여 전동 모터를 이용하여 스트럿식 현가장치를 회전시킴으로써 조향 작동이 이루어지도록 구성되어 전체적인 조향 작동 구조가 간단해지는 동시에 보다 정확한 조향 제어가 가능해져 장치의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.The motor-driven steering apparatus of the vehicle of the present invention configured and operated as described above is configured to perform steering operation by detecting a rotation state of a steering wheel and rotating a strut suspension using an electric motor, so that the overall steering operation structure is achieved. The simplicity and the more precise steering control are possible, thereby improving the reliability of the device.

Claims (6)

차체에 회전 가능하게 설치된 조향 핸들과; 상기 조향 핸들 부근에 설치되어 조향 핸들의 회전 상태를 감지하는 조향각 감지수단과; 상기 조향각 감지수단의 감지 신호를 입력받아 조향 작동 신호를 출력하는 제어수단과; 차체와 전륜 사이에 상하 방향으로 연결되어 노면으로부터 차체에 전달되는 충격을 완화시키는 스트럿식 현가수단과; 상기 제어 수단의 신호에 따라 상기 스트럿식 현가수단을 회전시켜 조향 작동이 이루어지도록 하는 구동 수단을 포함한 것을 특징으로 하는 자동차의 모터 구동식 조향 장치.A steering wheel rotatably installed on the vehicle body; Steering angle detection means installed near the steering wheel to detect a rotation state of the steering wheel; Control means for receiving a detection signal from the steering angle detection means and outputting a steering operation signal; Strut-type suspension means connected in a vertical direction between the vehicle body and the front wheel to mitigate an impact transmitted from the road surface to the vehicle body; And a drive means for rotating the strut suspension means in accordance with a signal of the control means to perform steering operation. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조향 핸들은 운전자가 회전시키는 핸들과, 상기 핸들의 중심에 연결된 샤프트로 이루어지고, 상기 샤프트는 차체에 고정된 핸들고정 브래킷에 회전 가능하게 지지된 것을 특징으로 하는 자동차의 모터 구동식 조향 장치.The steering wheel comprises a steering wheel that the driver rotates, and a shaft connected to the center of the handle, the shaft is a motor-driven steering apparatus of a motor vehicle, characterized in that rotatably supported by a handle fixing bracket fixed to the vehicle body. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조향각 감지수단은 상기 조향 핸들의 둘레에 설치되어 동시에 회전하는 표시수단과, 상기 표시 수단 부근에 위치되어 상기 표시 수단의 움직임을 검출하여 상기 제어수단에 신호를 보내는 인코더로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 모터 구동식 조향 장치.The steering angle detecting means comprises a display means which is installed around the steering wheel and rotates at the same time, and an encoder which is located near the display means and detects the movement of the display means and sends a signal to the control means. Motorized steering system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동 수단은 상기 스트럿식 현가수단의 상단부와 차체 사이에 설치되어 상기 제어 수단의 신호에 따라 정회전 또는 역회전되면서 스트럿식 현가수단을 회전시키는 전동 모터인 것을 특징으로 하는 자동차의 모터 구동식 조향 장치.The driving means is an electric motor installed between the upper end of the strut suspension means and the vehicle body is an electric motor for rotating the strut suspension means while rotating forward or reverse in accordance with the signal of the control means. Device. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 스트럿식 현가수단은 내부에 쇽업서버가 구비된 스트럿과, 상단부와 중간부에 사이에 구비된 코일 스프링 및 이를 지지하는 복수 개의 스프링 시트와, 상기 스트럿의 하단부에서 전륜에 연결되어 조향 작동을 전달하는 너클로 구성되고;The strut suspension means has a strut provided with a pull-up server therein, a coil spring provided between the upper end and the middle part and a plurality of spring seats for supporting the strut, and connected to the front wheel at the lower end of the strut to transmit steering operation. Consisting of knuckles; 상기 전동 모터는 그 모터 축에 기어가 설치되어 상기 스프링 시트의 내측에 형성된 기어와 치합되어 회전 동력을 전달토록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 모터 구동식 조향 장치.The electric motor is a motor-driven steering apparatus of a motor vehicle, characterized in that the gear is provided on the motor shaft is meshed with the gear formed inside the spring seat to transmit rotational power. 제 1 항에 있어서, 상기 스트럿식 현가수단은 상기 구동 수단의 회전력이 전달되도록 그 상단부에서 하단부까지의 연결 요소가 회전 방향으로 구속되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 모터 구동식 조향 장치.The motor-driven steering apparatus of claim 1, wherein the strut suspension means is configured such that a connection element from an upper end portion to a lower end portion is constrained in the rotational direction so that the rotational force of the driving means is transmitted.
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