KR20020055042A - 자동차의 파워 스티어링 내구 시험 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치는 콘트롤 박스와, 스티어링 축과, 상기 스티어링 축의 종단에 차량의 바퀴를 조향시키도록 설치된 기어박스와, 상기 기어박스의 양단에 설치된 타이로드와, 상기 스티어링 축의 상단과 상기 타이로드의 양단에 각각 설치되어 조타력을 감지하도록 상기 콘트롤 박스에 의해 제어되는 스티어링 토크셀 및 타이로드 토크셀을 구비한 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치에 있어서, 상기 스티어링 토크셀과 연결되어 상기 콘트롤 박스의 제어에 구동되면서 스티어링 축의 회전 조타각에 상당하는 부하를 작동시키는 스티어링 서보모터와, 상기 타이로드 토크셀에 각각 연결되어 상기 콘트롤 박스의 제어에 의해 구동되면서 타이로드의 좌우 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 좌우 변위 서보 모터와, 상기 좌우 변위 서보모터에 의해 좌우로 변위되는 것을 감지하는 좌우 변위 센서와, 상기 좌우 변위센서의 하부에 각각 설치되어 있는 상하 조타력 감지 토크셀에 각각 연결되어 상기 콘트롤 박스의 제어에 의해 구동되면서 상기 타이로드의 상하 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 상하 변위 서보모터와, 상기 상하 변위 서보모터에 의해 상하로 변위되는 것을 감지하는 상하 변위 센서와, 차량의 전후 변위 발생 효과를 시험하기 위하여 상기 콘트롤 박스의 제어에 의해 구동되면서 상기 타이로드의 전후 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 전후 변위 서보모터와, 상기 전후 변위 서보모터에 의해 구동되는 랙기어의 일측에 설치되어 전후 변위량을 감지하는 전후 변위 센서로 이루어진 것을 특징으로 하므로, 본 발명은 파워 스티어링 내구시험시 조타력의 재현이 좌우 방향은 물론 상하 방향 및 전후 방향을 동시에 복합적으로 제어하는 것이 가능한 효과가 있다.

Description

자동차의 파워 스티어링 내구 시험 장치{An endurance test apparatus of power steering for an automobile}

본 발명은 단순한 재현 종류의 확대에 그치지 않고 서보 모터의 순간 제어에의해 실주행 패턴의 시뮬레이션 기능이 가능해져 필드 조건에 가까운 시험이 가능한 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치에 관한 것이다.

차량에 이용되는 파워 스티어링은 가벼운 핸들 조작력으로 차량을 선회시킬 수 있도록 한 장치로서, 엔진에 의하여 구동되는 유압펌프의 유압을 동력원으로 한 배력장치이다. 일반적으로 차량의 조타력은 도로면과 타이어의 마찰력에 따라 큰 차이를 나타내며, 이러한 마찰력을 차령의 속도와 밀접한 관계를 갖는다. 즉, 차량이 저속으로 주행하는 동안에는 차량과 도로면과의 마찰력이 크게 되며, 차량이 고속으로 주행하는 경우에는 차량과 도로면과의 마찰력이 작게 된다. 따라서, 대부분의 파워 스티어링 장치는 유압 조타력 증배기인 기어 박스와, 유압 펌프 사이에 유압 라인을 연결하고, 이 유압 라인을 통하여 인가되는 작동압을 제어할 수 있도록 유압 제어 밸브를 설치하며, 차속 센서로부터 감지되는 차속도에 따라 전자 제어 유니트가 상기 유압 제어 밸브의 개도율을 제어할 수 있도록 구성된다. 즉, 차속 센서로부터 감지되는 차속도가 증가됨에 따라 전자 제어 유니트에서 상기 유압제어 밸브의 개도율을 증가시키면, 바이패스되는 작동유가 증가되고, 상기 유압 라인을 통하여 기어박스에 인가되는 작동압이 감소됨으로써 조타력이 증가되며, 이에 따라 핸들의 무게가 무겁게 제어되어 핸들이 갑자기 돌아가게 되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

도1은 종래 자동차의 파워 스티어링 내구시험 장치를 도시한 도면이다. 도1에서 보는 바와 같이, 자동차의 파워 스티어링 내구시험 장치는, 콘트롤 박스(1)와, 상기 콘트롤 박스(1)의 제어에 따라 구동되는 유압 펌프(2)와, 상기 유압펌프(2)의 유압을 이용하여 차량의 조타력에 해당하는 반력을 주는 유압 회전실린더(3)와, 상기 유압 회전 실린더(3)의 반력을 받아 회전하는 스티어링 축(4)과, 상기 스티어링 축(4)의 종단에 차량의 바퀴를 조향시키도록 설치된 기어박스(5)와, 상기 기어박스(5)의 양단에 설치된 타이로드(6)와, 상기 두 개의 타이로드(6)에는 각각 상기 유압 펌프(2)로부터의 유압을 이용하여 상기 타이로드(6)에 동력을 주는 유압 실린더(7)와, 상기 유압 실린더(7)로부터 각각 실차에 상당하는 하중 부하가 상기 타이로드(6)에 작동되는 것을 감지하도록 상기 콘트롤 박스(1)와 각각 연결되어 있는 타이로드 토크셀(8)과, 상기 유압 회전 실린더(3)과 스티어링 축(4)과의 사이에 상기 스티어링 축(4)의 조타각을 감지하도록 상기 콘트롤 박스(1)와 연결되어 있는 스티어링 토크셀(9)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 기어 박스(5)와 상기 스티어링 축(4)과의 사이에는 기어박스(5)로 유입되는 유압을 제어하도록 유압 제어 밸브(10)가 있고, 이 유압 제어 밸브(10)는 콘트롤 박스(1)의 제어에 따라 구동되는 모터(11)에 의해 회전수가 조절되는 스티어링 펌프(12)로부터 오일을 공급받는다.

그러나, 이와 같이 구성된 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치는 유압 펌프(2)를 이용하여 차량의 조타력에 해당하는 반력을 주고, 상기 타이로드(6)의 좌우 방향으로의 조타력 만을 재현하는 리니어한 구성의 특징상 차량의 주행시 범핑시나 바운드시 상하 방향과 전후 방향의 재현을 불가능하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 자동차의 파워 스티어링 내구시험시 조타력의 재현이 좌우 방향은 물론 상하 방향 및 전후 방향을 동시에 복합적으로 제어하는 것이 가능하도록 한 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치는 콘트롤 박스와, 스티어링 축과, 상기 스티어링 축의 종단에 차량의 바퀴를 조향시키도록 설치된 기어박스와, 상기 기어박스의 양단에 설치된 타이로드와, 상기 스티어링 축의 상단과 상기 타이로드의 양단에 각각 설치되어 조타력을 감지하도록 상기 콘트롤 박스에 의해 제어되는 스티어링 토크셀 및 타이로드 토크셀을 구비한 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치에 있어서, 상기 스티어링 토크셀과 연결되어 상기 콘트롤 박스의 제어에 구동되면서 스티어링 축의 회전 조타각에 상당하는 부하를 작동시키는 스티어링 서보모터와, 상기 타이로드 토크셀에 각각 연결되어 상기 콘트롤 박스의 제어에 의해 구동되면서 타이로드의 좌우 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 좌우 변위 서보 모터와, 상기 좌우 변위 서보모터에 의해 좌우로 변위되는 것을 감지하는 좌우 변위 센서와, 상기 좌우 변위센서의 하부에 각각 설치되어 있는 상하 조타력 감지 토크셀에 각각 연결되어 상기 콘트롤 박스의 제어에 의해 구동되면서 상기 타이로드의 상하 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 상하 변위 서보모터와, 상기 상하 변위 서보모터에 의해 상하로 변위되는 것을 감지하는 상하 변위 센서와, 차량의 전후 변위 발생 효과를 시험하기 위하여 상기 콘트롤 박스의 제어에 의해 구동되면서 상기 타이로드의 전후 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 전후 변위 서보모터와, 상기 전후 변위 서보모터에 의해 구동되는 랙기어의 일측에 설치되어 전후 변위량을 감지하는 전후 변위 센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도1은 종래의 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치를 도시한 시스템도,

도2는 본 발명에 의한 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치를 도시한 시스템도,

도3은 도2의 A를 상세히 도시한 도면,

도4는 도2의 B에서 본 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 콘트롤 박스 4 : 스티어링 축

6 : 타이로드 8 : 타이로드 토크셀

9 : 스티어링 토크셀 10 : 스티어링 서보모터

20, 50, 70 : 좌우, 상하, 전후 변위 서보모터 30 : 좌우 변위 센서

40 : 상하 조타력 감지 토크셀 60 : 상하 변위 센서

80 : 전후 변위 센서

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도2 및 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치는 콘트롤 박스(1)와, 스티어링 축(4)과, 상기 스티어링 축(4)의 종단에 차량의 바퀴를 조향시키도록 설치된 기어박스(5)와, 상기 기어박스(5)의 양단에 설치된 타이로드(6)와, 상기 스티어링 축(4)의 상단과 상기 타이로드(6)의 양단에 각각 설치되어 조타력을 감지하도록 상기 콘트롤 박스(1)에 의해 제어되는 스티어링 토크셀(9) 및 타이로드 토크셀(8)이 구비되어 있다.

여기서, 상기 스티어링 토크셀(9)과 연결되어 상기 콘트롤 박스(1)의 제어에 구동되면서 스티어링 축(4)의 회전 조타각에 상당하는 부하를 작동시키는 스티어링 서보모터(10)와, 상기 타이로드 토크셀(8)에 각각 연결되어 상기 콘트롤 박스(1)의 제어에 의해 구동되면서 타이로드(6)의 좌우 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 좌우 변위 서보 모터(20)와, 상기 좌우 변위 서보모터(20)에 의해 좌우로 변위되는 것을 감지하는 좌우 변위 센서(30)와, 상기 좌우 변위센서(30)의 하부에 각각 설치되어 있는 상하 조타력 감지 토크셀(40)에 각각 연결되어 상기 콘트롤 박스(1)의 제어에 의해 구동되면서 상기 타이로드(6)의 상하 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 상하 변위 서보모터(50)와, 상기 상하 변위 서보모터(50)에 의해 상하로 변위되는 것을 감지하는 상하 변위 센서(60)와, 차량의 전후 변위 발생 효과를 시험하기 위하여 상기 콘트롤 박스(1)의 제어에 의해 구동되면서 상기 타이로드(6)의 전후 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 전후 변위 서보모터(70)와, 상기 전후 변위 서보모터(70)에 의해 구동되는 랙기어(71)의 일측에 설치되어 전후 변위량을 감지하는 전후 변위 센서(80)로 이루어져 있다.

상기 좌우, 상하 및 전후 변위 서보모터(20, 50, 70)에 의해 각각 구동되도록 피니언(22, 52, 72)이 연결되고, 이 피니언(22, 52, 72)에 각각 랙기어(21, 51, 71)가 맞물려 있다.

이와 같이 구성된 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치의 작동 및 효과를 설명하면, 먼저 내구 시험 장치에 전원을 인가하면, 콘트롤 박스(1)에서는 스티어링 축(4)의 회전 조타각을 시험하기 위하여 스티어링 서보모터(10)를 구동 제어하여 회전 조타각에 상당하는 부하를 측정하고, 상기 스티어링 축(4)의 회전에 따라 기어 박스(5)에 연결된 타이로드(6)의 좌우 조타각을 시험하기 위하여 좌우 변위 서보 모터(20)를 구동 제어하여 좌우 변위 서보모터(20)에 의해 회전되는 피니언(22)과 맞물려 있는 랙기어(21)의 변위량이 좌우 변위센서(30)에 의해 감지되어 좌우 조타력에 상당하는 부하가 측정된다.

그리고, 차량의 상하 진동에 따른 상하 조타력을 시험하기 위하여, 상하 변위 서보 모터(50)를 구동 제어하여 상하 변위 서보모터(50)에 의해 회전되는 피니언(52)과 맞물려 있는 랙기어(51)의 변위량이 상하 변위 센서(60)에 의해 감지되어 상하 조타력에 상당하는 부하가 측정된다.

또한, 차량의 전후 방향의 진동에 따른 전후 조타력을 시험하기 위하여, 전후 변위 서보 모터(70)를 구동 제어하여 전후 변위 서보모터(70)에 의해 회전되는 피니언(72)과 맞물려 있는 랙기어(71)의 변위량이 전후 변위 센서(80)에 의해 감지되어 전후 조타력에 상당하는 부하가 측정된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치에 의하면, 랙과 피니언으로 구성한 타이로드의 좌우, 상하 및 전후 변위 서보모터를 설치하여 구성함으로써, 파워 스티어링 내구시험시 조타력의 재현이 좌우 방향은 물론 상하 방향 및 전후 방향을 동시에 복합적으로 제어하는 것이 가능한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 콘트롤 박스와, 스티어링 축과, 상기 스티어링 축의 종단에 차량의 바퀴를 조향시키도록 설치된 기어박스와, 상기 기어박스의 양단에 설치된 타이로드와, 상기 스티어링 축의 상단과 상기 타이로드의 양단에 각각 설치되어 조타력을 감지하도록 상기 콘트롤 박스에 의해 제어되는 스티어링 토크셀 및 타이로드 토크셀을 구비한 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치에 있어서,

   상기 스티어링 토크셀과 연결되어 상기 콘트롤 박스의 제어에 구동되면서 스티어링 축의 회전 조타각에 상당하는 부하를 작동시키는 스티어링 서보모터와, 상기 타이로드 토크셀에 각각 연결되어 상기 콘트롤 박스의 제어에 의해 구동되면서 타이로드의 좌우 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 좌우 변위 서보 모터와, 상기 좌우 변위 서보모터에 의해 좌우로 변위되는 것을 감지하는 좌우 변위 센서와, 상기 좌우 변위센서의 하부에 각각 설치되어 있는 상하 조타력 감지 토크셀에 각각 연결되어 상기 콘트롤 박스의 제어에 의해 구동되면서 상기 타이로드의 상하 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 상하 변위 서보모터와, 상기 상하 변위 서보모터에 의해 상하로 변위되는 것을 감지하는 상하 변위 센서와, 차량의 전후 변위 발생 효과를 시험하기 위하여 상기 콘트롤 박스의 제어에 의해 구동되면서 상기 타이로드의 전후 조타력에 상당하는 부하를 작동시키는 전후 변위 서보모터와, 상기 전후 변위 서보모터에 의해 구동되는 랙기어의 일측에 설치되어 전후 변위량을 감지하는 전후 변위 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 파워스티어링 내구 시험장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 좌우, 상하 및 전후 변위 서보모터에 의해 각각 구동되도록 피니언이 연결되고, 이 피니언에 각각 랙기어가 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 파워스티어링 내구 시험 장치.