KR20070061701A - 차량용 조향 제어장치 - Google Patents

Abstract

차량용 조향 제어장치가 개시된다. 개시된 차량용 조향 제어장치는, 차량의 스티어링 휠을 제어하는 조향장치와; 상기 조향장치의 인풋 샤프트에 설치되어 상기 인풋 샤프트의 마찰력을 이용하여 조타력을 제어하는 브레이크 시스템과; 상기 인풋 샤프트의 마찰을 이용하여 조타력을 제어하기 위해 상기 차량에 설치된 차량속도센서와, 토크센서와; 상기 차량속도센서 및 상기 토크센서의 신호를 수신하여 제어하도록 설치된 ECU;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 기어박스 및 오일펌프의 구조가 간단하고, 오일의 움직임이 단순해져 설계 및 튜닝이 용이하며, ECU의 맵핑값의 변화로 쉽게 조타력을 변화시킬 수 있는 이점이 있다.

조향장치, 인풋 샤프트, 토크센서

Description

차량용 조향 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLING STEERING FOR VEHICLE}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 조향 제어장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 도 1의 요부인 'A'부를 보다 상세하게 나타내 보인 도면.

도 3은 도 2의 평면도.

도 4는 도 3의 요부인 'B'부를 보다 상세하게 나타내 보인 도면.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 조향 제어장치의 일부 구성을 개략적으로 나타내 보인 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11. 스티어링 휠

12. 조향장치

14. 인풋 샤프트

21. 디스크

30. 캘리퍼

40. 토크센서

50. 차량속도센서

60. ECU

본 발명은 차량용 조향 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인풋 샤프트(Input Shaft)의 마찰을 이용하여 조타력을 제어하기 위한 차량용 조향 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 조향장치는 운전자가 차량의 진행 방향을 임의로 조작할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 동력 조향장치(Power Steering)는 배력장치를 이용하여 핸들 조작을 가볍게 함으로써 특히 저속 운전 시 운전자가 적은 힘으로도 차량의 진행 방향을 조작할 수 있도록 한 것이다.

이러한 동력 조향장치는, 크게 유압식 동력 조향장치와, 전동식 동력 조향장치로 대별할 수 있는데, 상기한 유압식 동력 조향장치는 엔진의 동력으로 유압펌프를 작동시키고, 유압펌프의 배력작용을 이용하여 운전자의 핸들 조작력을 감소시킨 것이다.

그리고 전동식 동력 조향장치는 기존의 유압식 동력 조향장치가 가지고 있는 단점인 고속주행 시의 조향력 감소문제를 해결하고자 전자적으로 제어되도록 한 것이다.

즉, 차량의 고속주행 시에는 노면과의 접지력이 저하되는 바, 전동식 동력 조향장치는 차량의 주행속도를 감지하여 저속주행 시에는 조향 휠의 답력을 적당히 가볍게 하고, 고속주행 시에는 무겁게 함으로써, 고속주행 시 핸들이 과도하게 조 작됨으로 인하여 발생하는 사고를 방지한다.

일 예로 상기한 전동식 동력 조향장치는, 운전자가 조향 휠을 조작하면 토크센서가 상기 조향 휠의 회전에 의해 축에 가해지는 토크를 감지하여 전자제어유닛(ECU)에 전달하고, 전자제어유닛(ECU)에서는 차량속도센서에서 감지된 차량의 주행속도와 상기 토크센서로부터 입력된 조향 휠 회전량에 따라 전동모터를 작동시킴으로써 랙을 필요한 양만큼 동작시켜 조향력을 보조하게 된다.

그런데, 상기와 같은 기존의 파워 스티어링 시스템은 유량을 이용하여 조향력을 증가, 또는 감소시키는 시스템이었다.

하지만, 후술하는 본 발명은 파워 스티어링, 즉 기어박스에서 이용하는 유량을 제어하는 시스템이 아닌, 인풋 샤프트(Input Shaft)의 마찰을 이용하여 조타력을 제어하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 인풋 샤프트(Input Shaft)의 마찰을 이용하여 조타력을 제어하도록 한 차량용 조향 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 조향 제어장치는, 차량의 스티어링 휠을 제어하는 조향장치와; 상기 조향장치의 인풋 샤프트에 설치되어 상기 인풋 샤프트의 마찰력을 이용하여 조타력을 제어하는 브레이크 시스템과; 상기 인풋 샤프트의 마찰을 이용하여 조타력을 제어하기 위해 상기 차량에 설치된 차 량속도센서와, 토크센서와; 상기 차량속도센서 및 상기 토크센서의 신호를 수신하여 제어하도록 설치된 ECU;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 차량용 조향 제어장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 요부인 'A'부를 보다 상세하게 나타내 보인 상세도가 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 조향 제어장치는, 차량의 스티어링 휠(11)을 제어하는 조향장치(12)와, 이 조향장치(12)의 인풋 샤프트(14)에 설치되어 인풋 샤프트(14)의 마찰력을 이용하여 조타력을 제어하는 브레이크 시스템과, 그리고 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 인풋 샤프트(14)의 마찰을 이용하여 조타력을 제어하기 위해 차량에 설치된 차량속도센서(50)와, 토크센서(40)와, 이 차량속도센서(50) 및 토크센서(40)의 신호를 수신하여 제어하도록 설치된 ECU(60)를 포함하여 구성된다.

상기 브레이크 시스템은, 상기 인풋 샤프트(14)에 설치된 디스크(21)와, 이 디스크(21)의 일측에 설치된 캘리퍼(30)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 캘리퍼(30) 내에는 상기 디스크(21)의 전후로 설치된 패드(33)와, 상기 인풋 샤프트(14)의 일측으로 설치된 솔레노이드 밸브(32)가 구비된다.

또한 상기 토크센서(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 스티어링 휠(11)의 일측에 설치된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 조향 제어장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 조향 제어장치는, 브레이크 시스템의 디스크(21)를 압박, 저항을 이용하여 조타력을 제어한다.

이를 구체적으로 설명하면, 정차와 저속 시, 중속, 고속과 같이 속도에 따른 분류 후 속도에 맞게 요구되는 조타력(토크)을 만들기 위한 저항 시스템인 브레이크 시스템을 가동할 힘을 계산 맵핑(Mapping)하여 ECU(60)에 저장하고, 시스템을 제어한다. 예컨대, 정차, 저속 시에는 브레이크 시스템이 완전히 열린다.

이러한 작동의 조건으로 차량의 파워펌프의 유량은 최대로 항상 일정한 값을 유지하고, 기어박스(13) 및 파워펌프에서의 오일 유량은 제어하지 않는다.

따라서 기존에 사용하던 토크센서(40)와 차량속도센서(50)를 사용하여 인풋 샤프트(14)쪽의 마찰을 이용하여 조타력을 제어한다.

그리고 도 5에서와 같이 상기 토크센서(40)와 차량의 속도센서를 이용하여 ECU(60)에 맵핑된 값과 비교하여 보정하여 솔레노이드 밸브(32)의 전류값을 제어한다.

또한 작동 초기 ECU(60)의 맵핑된 값의 근사값으로 작동 토크센서(40)의 입력값과 속도에 따른 운전자 요구 토크와 비교 보정하여 제어한다.

이와 같이 본 발명에 따른 차량용 조향 제어장치는, 종래에 비해 기어박스(13) 및 오일펌프의 구조가 간단해지고, 오일의 움직임(맥동, 압력 등)이 단순해져 설계 및 튜닝(Tuning)이 용이하다.

그리고 상기 ECU(60)의 맵핑값의 변화로 쉽게 조타력을 변화시킬 수 있으며, 단점으로 생각될 수 있는 마찰에 의한 열과 패드(33)의 마모 현상은 인풋 샤프트(14)가 빠르게 지속적으로 회전하는 회전체가 아니며, 브레이크와는 다르게 50kgfcm보다 작은 토크와, 회전체의 정지가 목적이 아니기 때문에 크게 문제가 되지 않는다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 조향 제어장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

기어박스 및 오일펌프의 구조가 간단하고, 오일의 움직임이 단순해져 설계 및 튜닝이 용이하다. 그리고 ECU의 맵핑값의 변화로 쉽게 조타력을 변화시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 차량의 스티어링 휠을 제어하는 조향장치와;

   상기 조향장치의 인풋 샤프트에 설치되어 상기 인풋 샤프트의 마찰력을 이용하여 조타력을 제어하는 브레이크 시스템과;

   상기 인풋 샤프트의 마찰을 이용하여 조타력을 제어하기 위해 상기 차량에 설치된 차량속도센서와, 토크센서와;

   상기 차량속도센서 및 상기 토크센서의 신호를 수신하여 제어하도록 설치된 ECU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 브레이크 시스템은,

   상기 인풋 샤프트에 설치된 디스크와;

   상기 디스크의 일측에 설치된 캘리퍼;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 조향 제어장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 캘리퍼 내에는 상기 디스크의 전후로 설치된 패드와, 상기 인풋 샤프트의 일측으로 설치된 솔레노이드 밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 조향 제어장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 토크센서는 상기 스티어링 휠의 일측에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 조향 제어장치.

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