KR20060062521A

KR20060062521A - 차량용 조타 토크 저감장치

Info

Publication number: KR20060062521A
Application number: KR1020040101384A
Authority: KR
Inventors: 임용섭
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-12
Also published as: KR101020538B1

Abstract

본 발명은 차량의 주행 방향을 조절하기 위하여 스티어링 휠을 회전시킬 때 그 스티어링 휠의 회전이 정지되는 양 끝단부의 회전력을 증가시켜 운전자의 피로감을 최소화 할 수 있는 차량용 조타 토크 저감장치에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 차량의 주행 속도를 감지하는 차속센서(20)와, 상기 차량의 주행방향에 해당하는 조향각을 감지하는 조향각 센서(30)와, 상기 차속센서(20) 및 조향각 센서(30)의 감지값을 입력받아 조향 끝단일 때 조향토크를 보상하도록 제어신호가 발생되는 제어부(10)와, 상기 제어부(10)에서 발생되는 제어신호에 해당하는 유압의 공급량을 조절하는 유량 가변장치(40)와, 상기 유량 가변장치(40)에서 공급되는 유압유에 의해서 동작되면서 조향각을 조절하는 유압실린더(50)를 포함하여서 된 것이다.

차량, 조향장치, 조향각, 차속센서, 유압실린더

Description

차량용 조타 토크 저감장치{Steering power reduction apparatus for car}

도 1은 일반적인 조향장치를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 조타 토크 저감장치를 나타낸 개략도.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 조타 토크 저감장치의 토크와 압력관계를 나타낸 그래프.

도 5는 본 발명에 따른 조타 토크 저감장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 제어부 20 : 차속센서

30 : 조향각 센서 40 : 유량 가변장치

50 : 유압실린더

본 발명은 차량용 조타 토크 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 주행 방향을 조절하기 위하여 스티어링 휠을 회전시킬 때 그 스티어링 휠의 회전이 정지되는 양 끝단부의 회전력을 증가시켜 운전자의 피로감을 최소화 할 수 있는 차량용 조타 토크 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 그 차량의 주행방향으로 조절하는 조향장치가 설치되어 있으며, 이러한 조향장치는 운전자가 스티어링 휠을 회전할 때 발생되는 회전력에 의해서 주행방향이 조절되는 수동식 조향장치와, 상기 스티어링 휠에 가해지는 회전력을 감지하여 별도의 구동수단을 이용하는 자동식 조향장치가 사용되고 있다.

상기 자동식 조향장치에는 구동수단의 종류에 따라서 유압을 이용하는 유압식과 구동모터의 회전력을 이용하는 MDPS(Motor Driven Power Steering)로 크게 구분되며, 유압식 조향장치가 널리 사용되고 있다.

상기 조향장치는 도 1에 나타낸 바와 같이 킹핀(king pin)축(1)의 하단부 양측에는 로드(2)가 설치되어 있고, 그 로드(2)의 단부에는 휠(도면 미도시)이 설치되어 있다.

따라서, 운전자가 차량의 주행방향을 변경시키기 위해서 스티어링 휠을 회전시키면 그 회전력은 킹핀축(1)을 통하여 로드(2)로 전달되므로 상기 로드(2)에 설치된 휠이 회전하면서 차량의 주행방향이 변경되는 것이다.

보통 차량에 설치된 스티어링 휠의 전체 회전수는 좌측 끝단에서 우측 끝단까지(LOCK TO LOCK) 약 3.0 ~ 3.5 바퀴가 회전된다.

이와 같이 스티어링 휠을 회전시킬 때 좌측 끝단 또는 우측 끝단에서는 킹핀축(1)과 로드(2)의 연결부의 거리인 유효암 거리(L)가 근접되게 되므로 스티어링 휠을 회전시키기 위하여 급격히 큰 힘을 가해야 한다.

즉. 차량을 주차 혹은 유턴하는 경우에 좌/우측 끝에서 우/좌측 끝단으로 조향 휠을 회전시키게 되는데 이때, 좌/우측 끝단에서 스티어링 휠을 돌리는 힘(즉, EFFORT)이 급격히 증대된다.

따라서 주차 및 유턴시에 여성 운전자 혹은 노약자들이 끝가지 스티어링 휠을 돌릴 경우 과도한 힘을 가해야 하는 불편함이 발생하였으며, 상기와 같이 스티어링 휠을 좌측 또는 우측으로 회전시키는 과정을 반복할 경우에는 운전자에게 피로감을 증가시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 차량의 조향각에 따라서 조향각을 제어하는 유압의 크기를 가변시켜 스티어링 휠이 좌측 또는 우측 끝단에 위치한 경우에도 적은 힘으로도 차량의 주행방향을 변경시킬 수 있는 차량용 조타 토크 저감장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 차량용 조타 토크 저감장치는 차량의 주행 속도를 감지하는 차속센서와, 상기 차량의 주행방향에 해당하는 조향각을 감지하는 조향각 센서와, 상기 차속센서 및 조향각 센서의 감지값을 입력받아 조향 끝단일 때 조향토크를 보상하도록 제어신호가 발생되는 제어부와, 상기 제어부에서 발생되는 제어신호에 해당하는 유압의 공급량을 조절하는 유량 가변장치와, 상기 유량 가변장치에서 공급되는 유압유에 의해서 동작되면서 조향각을 조절하는 유압실린더를 포함하여서 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 조타 토크 저감장치를 나타낸 개략도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 조타 토크 저감장치의 토크와 압력관계를 나타낸 그래프이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 차량의 주행 속도를 감지하는 차속센서(20)가 마련되어 있고, 상기 차량의 주행방향에 해당하는 조향각을 감지하는 조향각 센서(30)가 마련되어 있으며, 상기 차속센서(20) 및 조향각 센서(30)는 그 센서의 감지값을 입력받아 조향각에 따라서 제어신호가 발생되는 제어부(10)와 연결되어 있다.

한편, 상기 제어부(10)에는 그 제어부(10)에서 발생되는 제어신호에 해당하는 유압의 공급량을 조절하는 유량 가변장치(40)가 연결되어 있고, 상기 유량 가변장치(40)에는 공급되는 유압유에 의해서 동작되면서 조향각을 조절하는 유압실린더(50)가 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량이 저속(예 : 30kph)으로 주행하고 조향각 센서(30)에서 감지되는 각도가 중심에서 소정각도(약 360도)이상 스티어링 휠이 회전되는 것을 감지하면, 제어부(10)에서는 제어신호가 발생되는 것이고, 그 제어신호에 의해서 조향 피니언(41)에 부착된 유량 가변장치(40)가 동작되어 부족한 만큼의 조타 토크를 보정한다.

이때 차량의 속도를 센싱하여 저속 주행이라고 판단된다면, 이 시스템은 끝 단에서 조타 토크가 증대되는 시점에 유량 가변장치(40)를 이용하여 유량을 증대시켜 조타 토크를 저감시킴으로써 주차 및 유턴 시에 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

상기 유량 가변장치(40)는 내부에 솔레노이드 밸브를 이용하여 유압이 흐르는 유로를 개폐하여 유량을 조절하여 조향 토크를 가변하게 된다. 즉, 이 전자적으로 제어되는 유량 가변 장치는 전기모터를 이용하게 되는데 이는 인가되는 전류의 크기에 따라서 모터가 조절되며 모터는 유압의 유량을 조절하게 된다.

따라서 도 3에 나타낸 바와 같이 전기모터에 인가되는 전류의 크기에 따라서 조향 토크에 따라서 유량을 가변시킬 수 있게 되는 것이다.

특히, 저속인 경우에는 토크가 감소되고 고속이면 증가되는 것을 알 수 있는 것이다. 즉, 주차나 유턴하는 경우에는 토크가 감소되지만 전술하였듯이 조향 끝단에서는 저속이라고 하더라도 토크가 급격히 증가한다.

한편, 도 4에 나타낸 바와 같이 저속에서 경로(Path) A의 유압 및 조향토크의 관계를 가지고 있다가 조향각 센서(30)를 통해서 측정된 데이터가 조향 끝단이 되면 포인트 A에서 포인트 B로 이동하여 경로(Path) B로 이동하여 조향 토크를 보상할 수 있게 된다.

그리고 조향각이 중심으로 이동되면 반대의 경로로 이동시켜 원상태로 돌아오게 된다. 물론 좌/우측 회전일 경우에는 동일하게 작동되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 차량이 저속으로 주행중 조향각 센서에서 감지되는 조향각이 좌측 또는 우측 끝단일 경우 조향 토크를 보상하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 차량에 설치된 스티어링 휠을 좌측끝단 또는 우측끝단으로 회전시 조타 토크를 보상할 수 있도록 유압의 공급량을 조절하게 되므로 유턴또는 력을 저감시킬 수 있도록 구동모터로 공급되는 전류값을 변경시키게 되므로 운전자의 피로감을 최소화 할 수 있게되는 특유의 효과가 있다.

Claims

차량의 주행 속도를 감지하는 차속센서(20)와, 상기 차량의 주행방향에 해당하는 조향각을 감지하는 조향각 센서(30)와, 상기 차속센서(20) 및 조향각 센서(30)의 감지값을 입력받아 조향 끝단일 때 조향토크를 보상하도록 제어신호가 발생되는 제어부(10)와, 상기 제어부(10)에서 발생되는 제어신호에 해당하는 유압의 공급량을 조절하는 유량 가변장치(40)와, 상기 유량 가변장치(40)에서 공급되는 유압유에 의해서 동작되면서 조향각을 조절하는 유압실린더(50)를 포함함을 특징으로 하는 차량용 조타 토크 저감장치.