KR20050060696A - 조향기어비 가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 속도 및 조타각에 따라 조향기어비를 가변시켜 줌으로써, 차량의 저속 운전시 작은 조향기어비로 조향 조작의 편의성을 확보할 수 있도록 하며, 고속 운전시 큰 조향기어비로 차량의 조종안전성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

조향기어비 가변장치{an apparatus with variable steering ratio}

본 발명은 조향기어비 가변장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자가 가하는 스티어링휠의 회전각도에 대하여 휠이 회전하는 각도를 가변시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

일반적인 차량의 조향장치는 스티어링휠의 회전을 스티어링샤프트를 통해 기어박스로 전달하고, 기어박스에서 랙과 피니언의 직선운동으로 변환하여 휠을 회전시키도록 되어 있어서, 스티어링휠의 회전각도에 대한 휠의 회전각도는 일정하게 형성되어 있다. 즉, 일정한 조향기어비를 가지고 있다.

본 발명은 차량의 속도 및 조타각에 따라 조향기어비를 가변시켜 줌으로써, 차량의 저속 운전시 작은 조향기어비로 운전 편의성을 확보할 수 있도록 하며, 고속 운전시 조향기어비를 크게 하여 차량의 조종안전성을 향상시킬 수 있도록 한 조향기어비 가변장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 조향기어비 가변장치는 조향입력축과;

상기 조향입력축에 평행하게 설치된 조향출력축과;

상기 조향입력축과 조향출력축에 각각 구비된 가변풀리수단과;

상기 가변풀리수단들을 연결하는 벨트와;

차속센서 및 조타각센서와;

상기 차속센서 및 조타각센서의 신호들을 입력 받아 상기 가변풀리수단들을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 조향입력축(1)과 조향출력축(3)이 평행하게 설치되어 있으며, 상기 조향입력축(1)과 조향출력축(3)에는 각각 가변풀리수단이 구비되어 벨트(5)로 연결되어 있고, 상기 가변풀리수단은 차속센서(7) 및 조타각센서(9)의 신호들을 입력 받는 컨트롤러(11)에 의해 제어되도록 되어 있다.

물론, 상기 조향입력축(1)은 운전자가 조향조작을 가하는 스티어링휠에 직결되며, 상기 조향출력축(3)은 기어박스에 연결되어, 상기 조향입력축(1)으로부터 전달받은 회전력을 휠쪽으로 전달할 수 있도록 되어 있다.

본 실시예에서 상기 가변풀리수단은 상기 조향입력축(1)의 끝단에 형성된 입력축고정풀리(13)와, 상기 입력축고정풀리(13)에 대해 상기 조향입력축(1)의 축방향을 따라 직선이동 가능하게 설치된 입력축가동풀리(15)와, 상기 조향출력축(3)의 끝단에 상기 입력축고정풀리(13)와 반대방향으로 형성된 출력축고정풀리(17)와, 상기 출력축고정풀리(17)에 대해 상기 조향출력축(3)의 축방향을 따라 직선이동 가능하게 설치된 출력축가동풀리(19)와, 상기 입력축가동풀리(15)와 출력축가동풀리(19)를 일체로 연결하는 가변로드(21)와, 상기 컨트롤러(11)의 제어를 받아 상기 가변로드(21)를 상기 조향입력축(1)의 축방향을 따라 직선 이동시키는 직선이동수단을 포함하여 구성되었다.

상기 직선이동수단은 상기 가변로드(21)에 형성된 래크(23)와, 상기 래크(23)에 치합된 구동기어(25)와, 상기 컨트롤러(11)의 제어를 받아 상기 구동기어(25)를 회전시키는 모터(27)를 포함하여 구성되었다.

상기 조향입력축(1)의 입력축고정풀리(13)의 중앙 끝부분에는 상기 입력축가동풀리(15)의 직선이동을 가이드 하는 입력풀리가이드(29)가 구비되고, 상기 조향출력축(3)의 출력축고정풀리(17)의 중앙 끝부분에는 상기 출력축가동풀리(19)의 직선이동을 가이드 하는 출력풀리가이드(31)가 구비되어, 각각 입력축가동풀리(15)는 입력풀리가이드(29)를 따라 직선이동이 이루어지며, 출력축가동풀리(19)는 출력풀리가이드(31)를 따라 직선이동이 이루어지도록 되어 있다.

상기 입력축가동풀리(15)와 상기 출력축가동풀리(19)는 각각 상기 가변로드(21)에 베어링(33)을 통해 고정됨으로써, 상기 가변로드(21)에 대해 자유로운 회전이 가능하도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

차량이 저속으로 주행하고 있는 상태, 즉 주차시 등의 경우에, 운전자가 스티어링휠을 큰 각도로 회전시키면, 상기 컨트롤러(11)는 상기 차속센서(7)와 조타각센서(9)의 신호를 받아 차량이 저속 주행중인지, 운전자의 조타의지가 어떤지를 파악하게 된다.

즉, 차속이 낮은 상태에서 조타각이 큰 것이 판단되면, 상기 컨트롤러(11)는 상기 운전자가 저속 운전상태에서 큰 각도로 조향을 하려고 한다는 것으로 파악하고, 상기 모터(27)를 통해 상기 가변로드(21)를 직선 이동시켜서, 상기 입력축가동풀리(15)와 출력축가동풀리(19)가 도 1의 상태와 같이 되도록 한다.

상기 도 1의 상태는 도 3과 같은 풀리 비를 형성하므로, 운전자가 스티어링휠을 조금만 회전시켜도 휠은 큰 각도로 회전되게 된다. 즉, 조향기어비가 작게 형성된다.

따라서, 운전자는 주차 등과 같은 경우에 작은 스티어링휠의 회전조작만으로도 차량을 용이하게 제어할 수 있게 된다.

한편, 차속이 빠른 고속 상태이고 미소한 각도의 조타가 이루어지는 경우에는, 상기 컨트롤러(11)가 상기 차속센서(7)와 조타각센서(9)의 신호를 받아 상기 가변로드(21)를 도 2와 같은 상태로 조작하여 상기 조향입력축(1)과 조향출력축(3) 사이의 풀리비가 대체로 도 4와 같은 경향을 가지도록 한다. 즉, 조향기어비를 크게 형성한다.

이와 같은 상태에서는, 운전자가 조작하는 스티어링휠의 회전각도에 비하여 휠의 회동각도가 상대적으로 작아져서, 급격한 조향조작을 피할 수 있도록 함으로써, 차량의 직진 안정성 및 조종 안전성을 향상시킨다.

차량이 저/중속 주행시이고 조타각도가 상기의 크고 작은 경우의 중간 정도이면, 상기 컨트롤러(11)는 상기 가변로드(21)를 조작하여, 상기 조향입력축(1)과 조향출력축(3) 사이의 풀리비가 1과 같거나 1보다 조금 작은 상태로 제어하여, 신속하고 민첩한 차량 조종성을 확보하도록 한다.

한편, 상기 컨트롤러(11)는 그 입력신호로 요레이트(yaw rate) 등을 추가로 입력 받아 미끄러운 노면의 주행 등의 경우에 조향기어비를 적절히 가변시킴으로써, 차량의 조종안전성을 더욱 향상시키도록 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 차량의 속도 및 조타각에 따라 조향기어비를 가변시켜 줌으로써, 차량의 저속 운전시 작은 조향기어비로 조향 조작의 편의성을 확보할 수 있도록 하며, 고속 운전시 큰 조향기어비로 차량의 조종안전성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 조향기어비 가변장치를 도시한 도면,

도 2는 도 1에 대비하여 조향기어비 가변장치의 작동을 설명한 도면,

도 3은 도 1의 상태에서 조향입력축과 조향출력축 사이의 관계를 도시한 도면,

도 4는 도 2의 상태에서 조향입력축과 조향출력축 사이의 관계를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 조향입력축 3; 조향출력축

5; 벨트 7; 차속센서

9; 조타각센서 11; 컨트롤러

13; 입력축고정풀리 15; 입력축가동풀리

17; 출력축고정풀리 19; 출력축가동풀리

21; 가변로드 23; 래크

25; 구동기어 27; 모터

29; 입력풀리가이드 31; 출력풀리가이드

33; 베어링

Claims (5)

1. 조향입력축과;

   상기 조향입력축에 평행하게 설치된 조향출력축과;

   상기 조향입력축과 조향출력축에 각각 구비된 가변풀리수단과;

   상기 가변풀리수단들을 연결하는 벨트와;

   차속센서 및 조타각센서와;

   상기 차속센서 및 조타각센서의 신호들을 입력 받아 상기 가변풀리수단들을 제어하는 컨트롤러;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 조향기어비 가변장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가변풀리수단은

   상기 조향입력축의 끝단에 형성된 입력축고정풀리와;

   상기 입력축고정풀리에 대해 상기 조향입력축의 축방향을 따라 직선이동 가능하게 설치된 입력축가동풀리와;

   상기 조향출력축의 끝단에 상기 입력축고정풀리와 반대방향으로 형성된 출력축고정풀리와;

   상기 출력축고정풀리에 대해 상기 조향출력축의 축방향을 따라 직선이동 가능하게 설치된 출력축가동풀리와;

   상기 입력축가동풀리와 출력축가동풀리를 일체로 연결하는 가변로드와;

   상기 컨트롤러의 제어를 받아 상기 가변로드를 상기 조향입력축의 축방향을 따라 직선이동시키는 직선이동수단;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 조향기어비 가변장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 직선이동수단은

   상기 가변로드에 형성된 래크와;

   상기 래크에 치합된 구동기어와;

   상기 컨트롤러의 제어를 받아 상기 구동기어를 회전시키는 모터;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 조향기어비 가변장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 조향입력축의 입력축고정풀리의 중앙 끝부분에는 상기 입력축가동풀리의 직선이동을 가이드 하는 입력풀리가이드가 구비되고;

   상기 조향출력축의 출력축고정풀리의 중앙 끝부분에는 상기 출력축가동풀리의 직선이동을 가이드 하는 출력풀리가이드가 구비된 것

   을 특징으로 하는 조향기어비 가변장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 입력축가동풀리와 상기 출력축가동풀리는 각각 상기 가변로드에 베어링을 통해 고정된 것

   을 특징으로 하는 조향기어비 가변장치.