KR20080053942A

KR20080053942A - 동력 조향 시스템

Info

Publication number: KR20080053942A
Application number: KR1020087010120A
Authority: KR
Inventors: 마사하루 야마시타; 마사키 후지모토; 다카토시 사이토; 시게키 다시로
Original assignee: 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2008-06-16
Also published as: US20080271942A1; EP1940671A1; WO2007049112A1; DE602006015337D1; US7828111B2; EP1940671B1

Abstract

차량의 전방부에 배치된 동력 조향 시스템은 전동 모터가 운전자에 의해 부여된 조향 토크를 상승시키게 하여서, 조향 전달 기구를 통해 휠에 조향 토크를 전달한다. 동력 조향 시스템은 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 충돌을 보다 정확하게 검출하기 위해서 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 수용하는 랙 하우징에 대한 물체의 충격을 검출하기 위한 충격 검출 수단 (25, 30) 을 포함한다.

Description

동력 조향 시스템{POWER STEERING SYSTEM}

본 발명은, 전동 모터가 조향 토크를 상승시키도록 하면서 운전자에 의해 부여된 조향 토크를 조향 전달 기구를 통해 휠에 전달하는 동력 조향 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 조향 전달 기구에 대한 주변 부품의 충격을 검출하는 충돌 검출 기능을 구비한 동력 조향 시스템에 관한 것이다.

차량의 조향 휠을 통해 부여된 조향 토크를 검출하기 위한 토크 센서, 토크 센서로부터의 검출 신호에 따라 조향을 돕기 위한 구동 조작을 수행하는 모터, 모터를 구동하는 모터 구동 회로, 모터 구동 회로에 대한 동력 공급을 온 및 오프로 전환하기 위한 동력 공급 전환 수단, 및 모터 구동 회로가 활성화될 때 동력-공급 전환 수단이 동력을 공급하도록 하고, 토크 센서에 의해 검출된 조향 토크의 크기에 따라, 모터 구동 회로에 의해 실행되는 모터의 구동을 제어하는 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템이 이용가능하고, 차량에 제공된 충격을 검출하는 충격 검출 수단이, 충격 검출 수단으로부터의 검출 신호로부터, 제어 회로를 사용하여, 충격이 차량의 충돌에 의해 유발되었는지 아닌지를 판정하는데 제공되고, 충격이 충돌에 의해 유발되었다고 판정되면, 모터의 구동이 정지되고, 동력 공급 전환 수단이 동력 공급을 중단하게 된다. 이러한 동력 조향 시스템 은 예컨대 일본 특허 공개 공보 제 2000-72007 에 공지되어 있다. 물체가 차량과 충돌했다는 것이 에어백 시스템용 충돌 검출기로부터의 검출 신호로부터 판정될 때, 동력 조향 시스템은 전동식 동력 조향 (EPS) 용 모터의 구동을 정지시켜서, 모터 구동 회로를 통해 과전류가 흐르는 것을 방지하게 된다.

그러나, 종래의 전동식 동력 조향 시스템은 차량과의 충돌이 발생했는지 아닌지를 에어백용 충돌 검출기로부터의 검출 신호로부터 판정한다. 이 때문에, 물체와 차량과의 충돌이 검출되더라도, EPS 기구 자체에서의 충격이 정확하게 검출될 수 없다는 가능성이 있다. 또한, 차량에 대한 충격을 검출하는 충격 검출 수단이 조향 전달 기구의 가속도를 직접적으로 검출하는 센서가 아니고, 에어백 시스템 등의 수동 보호 장치가 작동되는지 아닌지를 판정하는데 사용되는 가속도 센서이기 때문에, 조향 전달 기구에 대한 주변 부품의 충격이 확실하게 검출될 수 없다는 문제점이 있다.

이러한 문제점들을 고려할 때, 본 발명은 조향 전달 기구에서의 충격을 보다 정확하게 검출할 수 있는 동력 조향 시스템을 제공한다.

본 발명의 실시형태에서와 같이, 전동 모터가 운전자에 의해 부여된 조향 토크를 상승시키도록 하고, 조향 전달 기구를 통해 휠에 조향 토크를 전달하는 동력 조향 시스템이 제공되고, 동력 조향 시스템은 조향 전달 기구에 대한 물체의 충격을 검출하기 위한 충격 검출 수단을 포함한다.

또한 동력 조향 시스템은: 조향 전달 기구를 구성하는 회전 부재의 제 1 회전 각도를 검출하기 위한 각도 검출 수단, 및 검출된 제 1 회전 각도에 기초하여 회전 부재의 각속도를 연산하는 각속도 연산 수단을 더 포함하는 것이 바람직하고, 충격 검출 수단은 연산된 각속도에 기초하여 조향 전달 기구에서 주변 부품의 충격을 검출한다.

또한 각도 검출 수단은 축선 방향으로 이동시에 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바 (rack bar) 를 보조하는 전동 모터의 제 2 회전 각도를 검출하기 위한 회전 각도 센서를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 각도 검출 수단은 조향 전달 기구를 구성하는 토션 바 (torsion bar) 를 통해 서로 연결되어 있는 조향 입력 샤프트와 출력 샤프트의 회전 각도 사이의 차에 기초하여 조향 토크를 검출하기 위한 토크 센서를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 충격 검출 수단은 조향 전달 기구에 대한 주변 부품의 충격에 의한 진동과 휠로부터의 역입력에 의해 조향 전달 기구에서 발생하는 진동을 구별함으로써 충격을 검출하는 것이 바람직하다.

또한 주변 부품의 충격에 의한 조향 전달 기구의 진동의 충격은, 각속도 연산 수단으로부터의 출력된 각속도 신호의 변화 패턴 및/또는 주파수 특성에 기초하여, 휠로부터의 역입력에 의한 조향 전달 기구의 진동과 구별되는 것이 바람직하다.

또한 주변 부품의 충격에 의한 조향 전달 기구의 진동은 조향 토크를 검출하기 위한 토크 센서로부터의 출력 신호를 이용함으로써 휠로부터의 역입력에 의한 조향 전달 기구의 진동과 구별되는 것이 바람직하다.

또한 주변 부품의 충격에 의한 조향 전달 기구의 진동은 출력 신호들 사이의 차를 이용함으로써 휠로부터의 역입력에 의한 조향 전달 기구의 진동과 구별되고, 상기 출력 신호의 각각은 조향 입력 샤프트가 제공되고, 출력 샤프트가 제공되는 한 쌍의 회전 각도 센서 중 하나로부터 송신되며, 상기 조향 입력 샤프트 및 출력 샤프트는 토션 바를 통해 서로 접속되는 것이 바람직하다.

또한 충격 검출 수단은 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 수용하는 랙 하우징의 체결 지점에 부여된 충격 하중을 검출하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 충격 검출 수단은 변형 센서를 사용함으로써 충격 하중을 검출하는 것이 바람직하다.

또한 충격 검출 수단은 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 수용하는 랙 하우징의 응력 집중 영역의 변형을 검출하는 것이 바람직하다. 또한 충격 검출 수단은 랙 하우징의 응력 집중 영역의 변형에 따라 변동하는 저항값을 갖는 필름 센서를 이용함으로써 변형을 검출하는 것이 바람직하다. 또한 충격 검출 수단은 랙 하우징의 응력 집중 영역이 소정량 이상으로 변형될 때 부서지는 전도 센서를 이용함으로써 변형을 검출하는 것이 바람직하다.

또한 충격 검출 수단은 차체에 대한, 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 수용하는 랙 하우징의 이동을 검출하는 것이 바람직하다. 이 경우, 또한 충격 검출 수단은 상대 이동이 소정의 이동량 이상일 때 변화되는 출력 신호를 갖는 리미트 스위치를 이용함으로써, 또는 스트로크 센서를 이용함으로써 상대이동을 검출하는 것이 바람직하다.

또한 충격 검출 수단이 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 수용한 랙 하우징에 대한 물체의 충격을 검출할 때, 랙 바에 부여될 조향 보조 토크의 제어 모드가 변화되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 제어 모드의 변화는, 예를 들어 정지 상태와 구동 상태 사이에서 전동 모터의 조작 상태의 변화를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라, 동력 조향 시스템에 대한 충격을 보다 정확하게 검출하는 것이 가능하다.

도 1 은 본 발명의 실시형태의 동력 조향 시스템의 개략도이다.

도 2 는 본 발명의 랙&피니언 결합부 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 단면도이다.

도 3 은 보조 모터 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 단면도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 동력 조향 시스템 (1) 의 실시형태를 개략적으로 도시하는 시스템 구성도이다.

도 5a 는 보조 모터 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 일부에 대한 주변 부품의 충격을 도시하는 측면 개략도이다.

도 5b 는 보조 모터 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 일부에 대한 주변 부품의 충격을 도시하는 평면 개략도이다.

도 6 은 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 에 부딪힐 때 회전 각도 센서 (60) 로부터 보내진 각속도 신호의 출력 파형을 도시하는 도면이다.

도 7 은 역입력이 유발될 때 회전 각도 센서 (60) 로부터 보내진 각속도 신호 (ω) (신호 (ω) 는 로터 (5) 의 각속도를 나타냄) 의 시계열 파형 (time-series waveform) 을 도시하는 도면이다.

도 8a 는 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 에 부딪힐 때 발생되는 각속도 신호 (ω) 의 주파수 스펙트럼을 도시하는 도면이다.

도 8b 는 역입력이 휠로부터 부여될 때 발생되는 각속도 신호 (ω) 의 주파수 스펙트럼을 도시하는 도면이다.

도 9a 는 토션 바 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 일부에 대한 주변 부품의 충격을 개략적으로 도시하는 측면도이다 (도 2 참조).

도 9b 는 토션 바 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 일부에 대한 주변 부품의 충격을 개략적으로 도시하는 평면도이다 (도 2 참조).

도 10 은 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 과 부딪힐 때 회전 각도 센서 (14a) 로부터 보내진 각속도 신호의 출력 파형을 도시하는 도면이다.

도 11a 는 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 과 부딪힐 때, 각각 회전 각도 센서 (14a, 18a) 로부터 보내진 각속도 신호 (ωa, ωb) 의 출력 파형을 도시하는 도면이다.

도 11b 는 각속도 신호 (ωa, ωb) 사이의 차를 나타내는 신호의 출력 파형을 도시하는 도면이다.

도 12a 는 도 1 에 도시된 부분 (A) 을 차량 상방으로부터 본 부분 확대도이고, 동력 조향 시스템의 주요부를 개략적으로 도시한다.

도 12b 는 도 12a 에 도시된 동력 조향 시스템의 부분 (B) 의 부분 확대도로서, 주 하우징 및 제 1 랙 하우징의 플랜지부의 영역을 도시한다.

도 13 은 본 발명의 동력 조향 시스템의 시스템 구성을 도시하는 개략 블록도이다.

도 14 는 본 발명의 동력 조향 시스템을 제어하기 위한 공정 흐름의 일례를 도시하는 흐름도이다.

도 15 는 응력 집중이 발생할 때 랙 하우징의 일부에 필름 센서가 배치되어 있는 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

도 16 은 응력 집중이 발생할 때 랙 하우징의 일부에 전도 센서가 배치되어 있는 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

도 17 은 서스펜션 부재와 EPS 마운트 사이에 스트로크 센서가 배치되어 있는 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

도 18 은 리미트 스위치가 EPS 마운트에 배치되어 있는 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

도 19 는 서스펜션 부재와 EPS 마운트, 및 결합 볼트 사이에 로드 센서가 배치되어 있는 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

이하의 설명 및 첨부의 도면에서, 대표적인 실시형태를 참조하여 본 발명이 보다 상세하게 설명될 것이다. 전기 동력 조향 시스템과 관련하여, 기본 개념, 주요 기재 구성, 작동 원리, 기본 제어 방법 등이 당업자에게 공지되어 있기 때문 에, 이에 대한 상세한 설명이 생략된다는 것을 알아야 한다.

도 1 은 본 발명의 실시형태의 동력 조향 시스템의 개략도이다. 동력 조향 시스템 (1) 은 일반적으로: 랙 하우징 (2), 랙 샤프트 (3), 전동 모터 (이하에서 보조 모터로도 칭함) (4), 로터 (이하에서 모터 샤프트로도 칭함) (5), 및 볼 스크류 기구 (6) 를 포함한다. 랙 하우징 (2) 은 중공 원통형의 제 1 랙 하우징 (2a) 및 제 2 랙 하우징 (2b) 으로 구성되고, 랙 하우징 (2a, 2b) 사이에는 요크 하우징 (이하에서 주 하우징으로도 칭함) (2c) 이 위치되어 있다. 하우징 (2a ~ 2c) 은 볼트 등에 의해 동축으로 결합되어 있다.

랙 샤프트 (3) 는 축선 방향 (도 1 에 화살표 (X1-X2) 로 표시된 방향) 으로 이동가능한 랙 하우징 (2) 을 통해 연장하게 된다. 제 1 랙 하우징 (2a) 및 제 2 랙 하우징 (2b) 으로부터 돌출한 랙 샤프트 (3) 는 타이 로드 (7, 8) 를 통해 좌우 전방 휠에 연결된다. 신축 및 굽힘될 수 있는 벨로우즈 (9, 10) 가 제 1 랙 하우징 (2a) 과 타이 로드 (7) 사이, 및 제 2 랙 하우징 (2b) 과 타이 로드 (8) 사이에 각각 부착되어 있다. 벨로우즈 (9, 10) 는 외부로부터 랙 하우징 (2) 의 내부를 차단한다.

조향 휠에 접속되는 입력 샤프트 (11) 에 연결된 피니언 (12) 이 제 1 랙 하우징 (2a) 에 배치되어 있고, 랙 샤프트 (3) 에 형성된 랙 치부 (도시되지 않음) 와 맞물려있다. 따라서, 운전자가 조향 휠을 조작할 때, 제어력은 피니언 (12) 이 입력 샤프트 (11) 를 통해 회전하도록 하고, 피니언 (12) 과 랙 치부와의 맞물림으로 인해 피니언 (12) 의 회전이 랙 샤프트 (3) 의 직선 운동으로 변환된다. 이렇게, 전방 휠은 타이 로드 (7, 8) 를 통해 조향된다.

전동 모터 (4) 는 랙 하우징 (2) 을 구성하는 주 하우징 (2c) 내의 랙 샤프트 (3) 주위에 배치되어 있고, 이하에 설명될 바와 같이 로터 (5) 를 통해 랙 샤프트 (3) 에 조향 보조력을 가하는 기능을 갖는다. 전동 모터 (4) 는 브러시리스 DC모터 (brushless DC motor) 이며, 고정부가 되는 스테이터 (4a) 및, 회전부가 되는 로터 (5) 를 포함한다. 주 하우징 (2c) 에 배치되어 있는 스테이터 (4a) 주위에는 코일이 권취되어 있다.

로터 (5) 는 중공 원통 형상을 갖고, 랙 샤프트 (3) 주위에 동축으로 배치되어서 그 사이에서 유극 (play) 이 생긴다. 로터 (5) 는 소정 위치에서 베어링 (13) 을 통해 제 1 랙 하우징 (2a) 및 주 하우징 (2c) 에 의해 회전가능하게 지지된다.

볼 스크류 기구 (6) 는 도 1 의 화살표 (X1) 측에서 로터 (5) 의 단부 근처에 배치된다. 볼 스크류 기구 (6) 는 볼 스크류 너트 (6a), 및 볼 (6b) 을 포함한다.

동력 조향 시스템 (1) 의 기능에 대한 간단한 설명이 주어진다. 운전자가 조향 휠 (15) 을 회전시킬 때 운전자에 의해 부여된 조향 토크가 적용되고, 이에 따라 조향 샤프트 (이하에서, 입력 샤프트로도 칭함) (11) 가 회전된다 (도 4 참조). 조향 샤프트 (11) 의 회전은 랙＆피니언 맞물림에 의해 랙 바 (3) (도 1 ~ 3 참조) 의 직선 운동으로 변환된다. 랙 바 (3) 의 직선 운동은 타이 로드 (7, 8) 의 직선 운동을 유발하여서 (도 1 및 4 참조), 휠 조향이 실현된다.

컨트롤러 (50) 는 버스를 통해 서로 접속된 CPU, ROM, 및 RAM 을 포함하는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다. ROM 은 CPU 에 의해 실행되는 프로그램 등을 저장한다. 차속 센서 등의 각종 정보 제공하는 장치가 CAN (Controller Area Network) 등의 적절한 버스를 통해 컨트롤러 (50) 에 접속된다. 컨트롤러 (50) 는 조향 토크 및 차속에 기초하여, 보조 모터 (4) 에 공급될 보조 전류값을 결정한다. 통상적으로, 보조 전류값은, 보조력이 운전자에 의해 부여된 조향 토크의 상승에 비례하여 증가되도록 결정되지만, 차속이 높을 때는, 보조력이 차속이 낮을 때 부여된 보조력보다 작도록 보조 전류값이 결정된다.

도 2 는 랙＆피니언 맞물림부 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 단면을 도시한다. 조향 샤프트 (11) 의 하단은 토션 바 (16) 를 통해 피니언 샤프트 (출력 샤프트) (18) 에 접속된다. 조향 샤프트 (11) 의 회전 및 피니언 샤프트 (18) 의 회전은 트위스트부를 포함하는 토션 바 (16) 의 회전에 의해 연동된다. 구체적으로, 조향 샤프트 (11) 가 회전할 때, 토션 바 (16) 가 트위스트되어서, 그에 따른 조향 샤프트 (11) 와 피니언 샤프트 (18) 사이의 회전 각도 차를 일시적으로 유발하게 된다.

조향 샤프트 (11) 및 피니언 샤프트 (18) 에는 각각, 조향 샤프트 (11) 및 피니언 샤프트 (18) 의 회전 각도를 검출하는 한 쌍의 회전 각도 센서 (14a, 18b) 가 제공된다. 회전 각도 센서 (14a, 18b) 는 리졸버(resolver) 센서를 사용하는 회전 각도 센서, 또는 홀 소자를 사용하는 회전 각도 센서 (자속의 변화를 이용하는 홀 IC 센서) 일 수도 있다. 운전자에 의해 부여된 조향 토크, 즉, 조향 샤프트 (11) 에 부여된 조향 토크는 두 개의 회전 각도 센서 (14a, 18b) 에 의해 검출된 각도 사이의 차로부터 연산된다. 이렇게, 회전 각도 센서 (14a, 18b) 는, 두 개의 센서 (14a, 18b) 가 함께 작동하여 조향 샤프트 (11) 에 부여되는 조향 토크를 검출하는 토크 센서를 구성한다.

도 3 은 보조 모터 (4) 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 단면을 나타낸다. 보조 모터 (4) 는, 기어 박스의 주 하우징 (2c) 에 고정된 스테이터 (4a), 원통형 로터 (5) 를 포함한다. 로터 (5) 는 자석부를 가지며, 상대 회전이 가능하지만 축선 방향으로 상대 이동이 불가능하게 다수의 베어링 (13) 을 통해 주 하우징 (2c) 에 의해 지지된다. 샤프트 (수나사부) (3a) 는 랙 바 (3) 의 일부에 형성되고, 삽입된 다수의 볼을 갖는 볼 스크류 너트 (암나사부) (6a) 와 상대 회전가능하게 맞물림된다. 볼 스크류 너트 (6a) 는 로터 (5) 에 대해 동축으로 상대 회전 불가능하게 부착된다. 로터 (5) 가 회전할 때, 볼 스크류 너트 (6a) 가 회전하여서, 샤프트 (3a) 가 축선 방향으로 이동하도록 한다. 이렇게, 보조 모터 (4) 의 회전은 랙 바 (3) 를 직선으로 이동하게 하여서, 운전자에 의해 부여된 조향 토크를 상승시키게 된다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 보조 모터 (4) 는 브러시리스 DC 모터이고, 삽입된 구동 회로 (94) 로 DC 동력 공급원인 배터리 (90) 에 접속된다. 보조 모터 (4) 의 보조 전류값은, 로터 (5) 의 회전 각도를 검출하는 회전 각도 센서 (60) 로부터의 출력 신호에 따라, 컨트롤러 (50) 에 의해 피드백 제어된다.

회전 각도 센서 (14a, 18b) 의 경우와 같이, 회전 각도 센서 (60) 는 리졸버 센서를 사용하는 회전 각도 센서, 또는 홀 소자를 사용하는 회전 각도 센서일 수도 있다. 리졸버 센서가 사용된다면, 예컨대, R/D (리졸버/디지털) 컨버터가 2-상 신호로부의 로터 (5) 의 회전 각도 또는 회전 속도 (각속도) 를 연산함으로써, 로터 (5) 의 회전에 의해 발생되는 아날로그의 2-상 신호를 디지털 신호로 변환시킨 후에, 컨트롤러 (50) 로 디지털 신호를 출력한다.

동력 조향 시스템 (1) 은 부싱 (bushing) 이 삽입된 서스펜션 부재에 체결된다. 동력 조향 시스템 (1) 의 주요 기어부 (도 2 및 3 참조) 는 통상적으로 엔진 격실 (compartment) 에 배치되고, 주요 기어부의 주위에는, 엔진 및 변속기 등의 주변 부품이 배열된다. 따라서, 충돌시에 가해진 큰 충격력이 차량에 가해질 때, 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 에 충돌할 수 있어서, 주요 기어부의 기능이 손상될 수 있다.

상기 문제점에 대한 대책으로서, 충돌 검출용 가속도 센서 (플로어 터널에 위치된 플로어 센서, 또는 차량 전방 좌우에 위치된 위성 센서) 가 사용되고, 동력 조향 시스템 (1) 에 주변 부품이 충돌하게 할 수 있는 소정 기준값 이상의 충격값이 검출된다면, 동력 조향 시스템 (1) 의 작동이 일정하게 제한된다는 접근법이 있다. 그러나, 이 접근법에서, 동력 조향 시스템 (1) (특히, 주요 기어부) 에 부여된 충격값은 직접적으로 검출되지 않는다. 이 때문에, 실제로 동력 조향 시스템 (1) 에 주변 부품이 충돌되지 않는 것과 같이 제한이 불필요한 경우라도, 동력 조향 시스템 (1) 의 작동이 제한된다는 문제점이 발생할 수 있다.

대조적으로, 본 발명에서는, 이하에 상세하게 설명될 바와 같이, 동력 조향 시스템 (1) 의 보조 작동을 제어하기 위해 이미 설정되어 있는 회전 각도 센서 (60, 14a, 18b) 를 효과적으로 이용함으로써 어떠한 추가적인 센서 없이 동력 조향 시스템 (1) (특히, 주요 기어부) 에 대한 주변 부품의 충격을 고정밀도로 검출하는 것이 가능하게 된다. 이하에서 구체적인 구성이 몇 개의 실시형태를 참조하여 설명된다.

제 1 실시형태는 보조 모터 (4) 의 회전 각도 센서 (60) 가 동력 조향 시스템 (1) (특히, 보조 모터 주변부) 에 대한 주변 부품의 충격을 검출하는데 효과적으로 이용되는 경우에 관한 것이다.

도 5a 및 5b 는 각각, 보조 모터 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 일부 (도 3 참조) 에 대한 주변 부품의 충격을 모식적으로 도시하는 측면도 및 평면도이다.

도 5a 및 5b 에 도시된 예에서, 도 5a 및 5b 의 왼쪽이 차량 전방이며, 엔진 등의 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 의 기어 박스의 후방에 배치되어 있다. 동력 조향 시스템 (1) 의 기어 박스는 예컨대 부싱이 삽입된 차량의 측방향을 따라 두 지점에서 본체 프레임 (서스펜션 부재) 에 체결된다. 도 5a 및 5b 에 도시된 실시예와 관련하여, 차량 충돌 (정면 충돌) 시에는, 예를 들어, 무거운 주변 부품이 관성력에 의해 전방으로 이동하여, 후방으로부터 동력 조향 시스템 (1) 과 부딪히게 될 가능성이 있다.

이러한 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생할 때, 체결 지점에 대해 서스펜션 부재가 회전하도록 하는 모멘트 (M) 가 보조 모터 (4) 의 스테이터 (4a) (기어 박스의 주 하우징 (2c)) 에서 발생하고 (도 5a 의 화살표 (M) 참조), 스테이터 (4a) 는 로터 (5) 에 대해 상대적으로 회전한다.

도 6 은 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 과 부딪힐 때 회전 각도 센서 (60) 로부터 보내진 각속도 신호 (ω) (로터 (5) 의 각속도를 나타내는 신호 (ω)) 의 시계열 파형을 도시하는 도면이다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 과 부딪힐 때, 상기에 설명된 로터 (5) 에 대한 스테이터 (4a) 의 회전이 회전 각도 센서 (60) 로부터 진폭이 큰 각속도 신호 (ω) 를 유발시킨다 (큰 각속도). 회전 각도 센서 (60) 로부터의 각속도 신호 (ω), 출력 신호에 기초하여, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격을 검출하는 것이 가능하다는 것을 알아야 한다.

본 실시형태에서, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 충돌이 발생했는지 아닌지를 판정하기 위한 소정 임계치 (ωa1) 를 초과할 때, 컨트롤러 (50)(도 4 참조) 의 충격 검출부 (52) 는 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정한다. 충돌 판정 임계값 (ωa1) 은 주변 부품의 중량, 동력 조향 시스템 (1) 의 무게 중심과 동력 조향 시스템 (1) 의 체결 지점 (동력 조향 시스템 (1) 이 서스펜션 부재에 체결되는 지점) 사이의 거리 (특히, 모멘트 (M) 의 모멘트 아암 길이) 등을 고려하여, 연산 또는 시험을 통해 적절히 결정 또는 조정된다.

충돌 판정 임계값 (ωa1) 은 오직 하나의 회전 방향에 대해서 설명될 수 있다. 이는, 전방 충돌시에 로터 (5) 에 대한 스테이터 (4a) 의 회전 방향 (모멘트 (M) 의 방향) 이 동력 조향 시스템 (1) 의 무게 중심에 대한 동력 조향 시스템 (1) 의 체결 지점의 위치 관계에 의해 정해지기 때문이다.

충돌 판정 임계값 (ωa1) 은 충돌이 발생했다고 결정할 때, 또는 그 직전에 측정된 차속에 따라 변화될 수도 있다. 이는, 로터 (5) 의 회전 각속도 (ω) 의 피크값이 충격력, 즉, 주변 부품의 관성력에 따라 변화하기 때문이다.

상기에 설명된 바와 같이, 제 1 실시형태에 따라, 보조 작동을 제어하기 위해 이미 설정되어 있는 회전 각도 센서 (60) 를 효과적으로 이용함으로써 어떠한 추가적인 센서 없이 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격을 고정밀도로 검출하는 것이 가능해진다.

제 1 실시형태에 있어서, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정되었다면, 충격 검출부 (52) 는, 예를 들어 계기판 (70) (도 4 참조) 에 경보를 표시하게 된다. 대안으로서, 예를 들어 운전자가 차량을 검사하거나 수리할 수 있도록 하기 위해서 스피커 등을 통해 경보가 소리로 출력될 수도 있다. 대안으로서, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 동력 공급이 차단될 수도 있다 (예컨대, 보조 모터 (4) 와 배터리 (90) 사이의 접속이 릴레이에 의해 차단될 수도 있음). 이러한 대책은 로터 (5) 의 각속도 (ω) 에 따라 변화될 수도 있다. 예를 들어, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 충돌 판정 임계값 (ωa1) 에 근접할 때 경보가 실시되는 한편, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 매우 큰 값이 될 때에는 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 동력 공급이 차단된다.

제 2 실시형태는 휠로부터의 역입력에 의해 로터 (5) 의 각속도가 변할 수 있다는 가능성에 적절히 주의하면서, 보조 모터 (4) 의 회전 각도 센서 (60) 가 동력 조향 시스템 (1) (특히, 보조 모터 주변부) 에 대한 주변 부품의 충격을 검출하 는데 효과적으로 사용되는 경우에 관한 것이다.

흴로부터 역입력이 부여될 때, 랙 바 (3) 의 직선 운동 (샤프트 (3a) 의 축선 방향 이동) 이 유발되어서, 볼 스크류 너트 (6a) 를 통해 로터 (5) 가 회전하게 된다. 또한, 이 경우에, 로터 (5) 의 각속도가 변한다. 따라서, 이러한 각속도의 변동에 대해, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생되었다고 잘못 판정하는 것을 방지할 필요가 있다.

도 7 은 역입력이 유발될 때 회전 각도 센서 (60) 로부터 보내진 각속도 신호(ω) (로터 (5) 의 각속도를 나타내는 신호 (ω)) 의 시계열 파형을 도시하는 도면이다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 휠로부터 동력 조향 시스템 (1) 으로 역입력이 부여될 때, 랙 바 (3) 는 역입력의 방향에 따른 한 방향으로 이동하면서 진동한다. 따라서, 역입력이 유발될 때 형성된 로터 (5) 의 각속도의 변화 상태와 관련하여, 도 7 에 도시된 바와 같이, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격시의 충격 진동 패턴에 비해, 진동이 높은 각속도로 계속되는 기간이 길어진다.

제 2 실시형태에 있어서, 컨트롤러 (50) 는, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과할 때로부터 소정의 샘플링 시간 동안 축적된 샘플링 데이터로부터 각속도 신호 (ω) (각속도 (ω)) 의 평균값을 연산다. 연산된 평균값이 소정 임계값 (Thr1) 보다 작으면, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정된다. 반면, 연산된 평균값이 소정 임계값보다 크면, 휠로부터의 역입력에 의해 로터 (5) 의 각속도의 변동이 유발되었다고 판정된다. 소정 임계값 (Thr1) 은 연산 또는 시험을 통해 적절하게 결정 또는 조정된다. 충돌 판정 임계값 (ωa1) 은 상기에 설명된 제 1 실시형태에 사용된 방법과 유사한 방법으로 결정될 수도 있다.

상기에 설명된 바와 같이, 제 2 실시형태에 따라, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격에 의해 유발된 로터 (5) 의 각속도의 변동을 고정밀도로 검출하는 것이 가능하게 되고, 이로부터 휠로부터의 역입력에 의해 유발된 로터 (5) 의 각속도의 변동이 판별된다. 또한, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과할 때 판정이 시작되기 때문에, 판정 부하가 경감될 수 있다.

제 2 실시형태에 있어서, 각속도 신호 (ω) (각속도 (ω)) 의 평균값 대신에, 각속도 신호 (ω) 의 시간 적분이 이용될 수도 있다. 이 경우, 충격 검출부 (52) 는, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과할 때 시작되는 소정의 적분 시간 (예를 들어, 소정의 샘플링 시간과 동일할 수 있음) 으로 각속도 신호 (ω) 를 적분한다. 이 경우에, 적분값이 소정의 임계값을 초과하지 않는다면, 충격 검출부 (52) 는 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정하고, 적분값이 소정의 임계값을 초과하면, 충격 검출부 (52) 는 로터 (5) 의 각속도의 변동이 휠로부터의 역입력에 의해 유발되었다고 판정한다. 이 모드는, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격에 의해 유발된 로터 (5) 의 각속도의 변동을 고정밀도로 검출할 수 있도록 하고, 이로부터 휠로부터의 역입력에 의해 유발된 로터 (5) 의 각속도의 변동이 판별된다. 또한, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과할 때 판정이 시작되기 때문에, 판정 부하가 경감될 수 있다.

제 3 실시형태는, 제 2 실시형태의 경우와 같이 휠로부터의 역입력에 의해 유발된 로터 (5) 의 각속도의 변동의 가능성에 적절히 주의하면서, 보조 모터 (4) 의 회전 각도 센서 (60) 가 동력 조향 시스템 (1) (특히, 보조 모터 주변부) 에 대한 주변 부품의 충격을 검출하는데 효과적으로 사용되는 경우에 관한 것이다.

상기에 설명된 바와 같이, 휠로부터의 역입력이 부여될 때, 랙 바 (3) 의 직선 운동 (샤프트 (3a) 의 축선 방향 이동) 이 유발되어서, 로터 (5) 의 각속도의 변동을 유발하게 된다. 로터 (5) 의 각속도의 변동은, 충격력에 의한 진동을 포함한다. 동력 조향 시스템 (1) 에 대해 주변 부품이 부딪힐 때, 회전 각도 센서 (60) 로부터의 각속도 신호 (ω) 는 동력 조향 시스템 (1) 의 구조체의 공진 주파수에 대응하는 주파수의 진동 성분의 많은 부분을 포함할 것이다.

도 8a 는 동력 조향 시스템 (1) 에 대해 주변 부품이 부딪힐 때 발생되는 각속도 신호 (ω) 의 주파수 스펙트럼을 도시하는 도면이다. 도 8b 는 휠로부터의 역입력이 부여되었을 때 발생되는 각속도 신호 (ω) 의 주파수 스펙트럼을 도시하는 도면이다. 도 8a 및 8b 에 도시된 바와 같이, 각 경우에, 각속도 신호는 상이한 주파수의 많은 부분의 주파수 성분을 많이 포함되게 된다.

이 실시형태에 있어서, 컨트롤러 (50) 의 충격 검출부 (52) 는 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과할 때부터 소정의 샘플링 시간 동안 샘플링 데이터에 대해 FFT (고속 푸리에 변환) 을 실시한다. 특정 제 1 주파수대 내의 각속도 신호 (ω) 의 강도 (파워 스펙트럼) (dB) 가 소정 임계값 (Thr2) 을 초과한다면, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정된다. 특정 제 1 주파수대는 동력 조향 시스템 (1) 의 공진 주파수를 중심으로 결정될 수도 있다. 동력 조향 시스템 (1) 의 공진 주파수는 연산 또는 실험 (과도 응답 시험 등) 을 통해 도출될 수도 있다.

만일, FFT 후에, 특정 제 2 주파수대 내의 각속도 신호 (ω) 의 강도가 소정 임계값 (Thr3) 을 초과한다면, 충격 검출부 (52) 는 로터 (5) 의 각속도의 변동이 휠로부터의 역입력에 의해 유발되었다고 판정한다. 특정 제 2 주파수대 및 소정 임계값 (Thr3) 은 연산 또는 실험을 통해 결정 또는 조정될 수도 있다.

제 3 실시형태에 따라, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격에 의해 유발된 로터 (5) 의 각속도의 변동을 고정밀도로 검출하는 것이 가능해지고, 이로부터 휠로부터의 역입력에 의해 유발된 로터 (5) 의 각속도의 변동이 판별된다. 또한, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과할 때부터 판정이 시작되기 때문에, 판정 부하가 경감될 수 있다.

제 3 실시형태에 있어서, 동일한 관점으로부터, 소정의 샘플링 기간 동안 샘플링된 각속도 신호 (ω) 의 제 1 주파수대 내의 주파수 성분이 추출되어서, 추출된 각속도 신호 (ω) 의 피크가 소정의 충격 판정 임계값을 초과하는지 아닌지를 판정하게 된다. 추출된 회전 각속도 신호 (ω) 의 피크가 충격 판정 임계값을 넘으면, 충격 검출부 (52) 는 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정한다.

유사하게는, 소정의 샘플링 시간 동안 샘플링된 회전 각속도 신호 (ω) 의 제 2 주파수대의 주파수 성분이 추출되어서, 추출된 회전 각속도 신호 (ω) 의 피크가 소정의 충격 판정 임계값을 초과하는지 아닌지를 판정할 수도 있다. 추출된 회전 각속도 신호 (ω) 의 피크가 충격 판정 임계값을 초과하면, 충격 검출부 (52) 는 로터 (5) 의 회전 각속도의 변동이 휠로부터의 역입력에 의해 유발되었다고 판정한다.

제 3 실시형태는 제 2 실시형태와 상반되지는 않는다. 따라서, 이들 판별 방법을 조합하여 사용함으로써 (예컨대, AND 조건 또는 OR 조건), 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격에 의해 유발된 로터 (5) 의 회전 각속도의 변동을, 휠로부터의 역입력에 의해 유발된 로터 (5) 의 회전 각속도의 변동과 보다 정확하게 판별하는 것도 가능하다.

제 4 실시형태는, 토크 센서를 구성하는 회전 각도 센서 (14a 및/또는 18b) (적어도 이들 중 하나) 가 동력 조향 시스템 (1) (특히 토션 바 주변부) 에 대한 주변 부품의 충격을 검출하기 위해 효과적으로 이용되는 경우에 관한 것이다. 이하의 설명으로부터도 분명해지는 바와 같이, 이하에 설명될 제 4 및 제 5 실시형태는 전동식 동력 조향 시스템으로 한정되지 않는다. 토선 바 및 회전 각도 센서를 포함하는 토크 센서를 갖는 한, 조향 보조 수단은 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 4 및 제 5 실시형태는 유압식 동력 조향 시스템에도 적용가능하다.

도 9a 및 9b 는 각각, 토션 바 주위의 동력 조향 시스템 (1) 의 부분 (도 2 참조) 에 대한 주변 부품의 충격을 개략적으로 도시하는, 측면도 및 평면도이다.

도 9a 및 9b 에 도시된 실시예에서, 도 9a 및 9b 의 왼쪽 방향이 차량의 전방이고, 예를 들어 엔진 등의 주변 부품은 동력 조향 시스템 (1) 의 기어 박스의 후방에 위치되어 있다. 예를 들어, 동력 조향 시스템 (1) 의 기어 박스는 부싱이 삽입된 차량의 측면 방향을 따라 두 지점에서 서스펜션 부재와 체결된다. 도 9a 및 9b 에 도시된 실시예와 관련하여, 예를 들어 차량 충돌 (전방 충돌) 시에는, 중량이 있는 주변 부품이 관성력에 의해 전방으로 이동하여서, 동력 조향 시스템 (1) 에 대해 후방으로부터 부딪힐 가능성이 있다. 동력 조향 시스템 (1) 에 대해 이러한 주변 부품의 충격이 발생한 때에는, 조향 샤프트 (11) 및 피니언 샤프트 (18) 모두가 진동한다.

도 10 은, 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 에 부딪힐 때 회전 각도 센서 (14a) (또는 18b; 이하에 동일하게 적용) 로부터 보내진 각속도 신호 (ω) (조향 샤프트 (11) 의 각속도를 나타내는 신호 (ω)) 의 시계열 파형을 도시하는 도면이다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 에 부딪힐 때, 상기에 설명된 조향 샤프트 (11) 의 진동이 회전 각도 센서 (14a) 로부터 각속도 신호 (ω) 에 큰 진폭을 유발한다. 회전 각도 센서 (14a) 로부터의 각속도 신호 (ω) 인 출력 신호에 기초하여, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격을 검출하는 것이 가능하다는 것을 알아야 한다.

제 4 실시형태에 있어서, 조향 샤프트 (11) (또는 피니언 샤프트 (18); 이하에 동일하게 적용) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa2) 을 초과할 때, 컨트롤러 (50) 의 충격 검출부 (52) 는 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부 품의 충격이 발생했다고 판정한다. 충돌 판정 임계값 (ωa2) 은 주변 부품의 중량, 동력 조향 시스템 (1) 과 주변 부품 사이의 위치 관계, 조향 샤프트 (11) 의 진동 특성 등을 고려하여 연산 또는 시험을 통해 적절하게 결정 또는 조정된다.

충돌 판정 임계값 (ωa2) 은 충돌이 발생했다고 판정되었을 때, 또는 그 직전에 측정된 차속에 따라 변할 수도 있다. 이것은, 조향 샤프트 (11) 의 각속도 (ω) 의 피크값이 충격력, 즉, 주변 부품의 관성력에 따라 변화하기 때문이다.

상기에 설명된 바와 같이, 제 4 실시형태에 따라, 보조 작동을 제어하기 위해 이미 설정되어 있는 회전 각도 센서 (14a) 를 효과적으로 이용함으로써 추가적인 센서 없이 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격을 고정밀도로 검출하는 것이 가능해진다.

제 4 실시형태에 있어서, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정되면, 충격 검출부 (52) 는, 예를 들어 운전자가 차량을 검사 또는 수리하도록 촉구하기 위해서 경보 등을 음향적 또는 시각적으로 출력하게 된다. 대안으로서, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 동력 공급이 중단될 수도 있다 (예를 들어, 보조 모터 (4) 와 배터리 (90) 사이의 접속이 릴레이 등에 의해 중단될 수도 있음). 이러한 조치는 회전 각도 센서 (14a) 의 각속도 (ω) 에 따라 변할 수도 있다. 예를 들어, 회전 각도 센서 (14a) 의 각속도 (ω) 가 충돌 판정 임계값 (ωa2) 근처일 때 경보가 실시되고, 회전 각도 센서 (14a) 의 각속도 (ω) 가 매우 크게 되면 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 동력 공급이 정지된다.

제 5 실시형태는, 휠로부터의 역입력에 의해 로터 (5) 의 각속도가 변동한다 는 가능성을 적절히 고려하면서, 동력 조향 시스템 (1) (특히, 토션 바 주위 부분) 에 대한 주변 부품의 충격을 검출하기 위해 회전 각도 센서 (14a, 18b) 가 효과적으로 이용되는 경우에 관한 것이다

휠로부터 역입력이 부여될 때, 랙 바 (3) 의 직선 운동이 발생되어서, 피니언 샤프트 (18) 의 회전을 유발하게 된다. 그 다음에, 조향 샤프트 (11) 는 토션 바 (16) 를 통해 회전하도록 촉구된다. 또한, 이러한 경우에, 피니언 샤프트 (18) (또는 조향 샤프트 (11) ) 의 각속도가 변하게 된다. 따라서, 이러한 각속도의 변동에 대해, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 잘못 판정하는 것을 방지할 필요가 있다.

역입력이 유발될 때는, 피니언 샤프트 (18) 가 회전하여서, 조향 샤프트 (11) 가 토션 바 (16) 를 통해 회전하도록 촉구된다. 이 때문에, 회전 각도 센서 (14a) 로부터의 각속도 신호 (ω) 와 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 각속도 신호 (ω) 사이에 위상차가 발생할 것이다. 특히, 피니언 샤프트 (18) 의 각속도를 나타내는 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 각속도 신호 (ω) 의 위상은 조향 샤프트 (11) 의 각속도를 나타내는 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 각속도 신호 (ω) 의 위상에 비해 앞서야 한다.

다른 한편으로는, 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 에 부딪힐 때, 도 11a 에 도시된 바와 같이, 회전 각도 센서 (14b) 로부터의 각속도 신호 (ωa) 및 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 각속도 신호 (ωb) (각각 실선 및 파선) 각각에서 큰 진폭 (큰 각속도) 이 발생하고, 반면, 도 11b 에 도시된 바와 같이, 두 신호 사이의 차를 나타내는 신호(ωa－ωb) 에 있어서는 큰 진폭 (큰 각속도) 이 발생하지 않는다. 이것은, 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 과 부딪힐 때, 피니언 샤프트 (18) 및 조향 샤프트 (11) 가 토션 바 (16) 의 토션의 개입이 없는 위상에서 진동하기 때문이라고 생각된다.

따라서, 제 5 실시형태에서, 회전 각도 센서 (14a) 로부터의 각속도 신호 (ωa) 의 피크 및 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 각속도 신호 (ωb) 의 피크 모두가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa2) 을 초과하고, 각속도 신호 (ωa, ωb) 사이의 신호차의 절대값 (｜ωa－ωb｜) 이 소정 임계값 (Thr4) 을 초과할 때 (도 11B 참조), 컨트롤러 (50) 의 충격 검출부 (52) 는 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정한다. 각속도 신호 (ωa, ωb) 의 피크 중 하나가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa2) 을 초과하고, 각속도 신호 (ωa, ωb) 사이의 신호차의 절대값 (｜ωa－ωb｜) 이 소정 임계값 (Thr4) 을 초과하지 않을 때에는, 충격 검출부 (52) 는 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정해도 된다.

다른 한편으로, 회전 각도 센서 (14a) 로부터의 각속도 신호 (ωa) 의 피크 및 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 각속도 신호 (ωb) 의 피크 중 하나가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa2) 을 초과하더라도, 각속도 신호 (ωa, ωb) 사이의 신호차의 절대값 (｜ωa－ωb｜) 이 소정 임계값 (Thr4) 을 초과할 때는, 휠로부터의 역입력에 의해 로터 (5) 의 각속도의 변동이 유발되었다고 판정된다.

상기에 설명된 바와 같이, 제 5 실시형태에 따라, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격에 의한 로터 (5) 의 각속도의 변동을 고정밀도로 검출하는 것이 가능해지고, 이로부터 휠로부터의 역입력에 의해 유발된 로터 (5) 의 각속도의 변동이 판별된다.

제 5 실시형태에 있어서, 회전 각도 센서 (14a) 로부터의 각속도 신호 (ωa) 와 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 각속도 신호 (ωb) 의 신호차 (각속도 차를 나타내는 신호) 대신에, 회전 각도 센서 (14a) 로부터의 회전 각도 신호와 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 회전 각도 신호의 신호차 (회전 각도 차를 나타내는 신호) 를 이용함으로써, 유사한 판별이 실시될 수 있다. 예컨대, 회전 각도 센서 (14a) 로부터의 각속도 신호 (ωa) 의 피크 및 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 각속도 신호 (ωb) 의 피크 모두가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa2) 을 초과하고, 회전 각도 차의 절대값이 소정 임계값을 초과하지 않을 때, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정된다. 다른 한편으로, 각속도 신호 (ωa) 의 피크 및 각속도 신호 (ωb) 의 피크 모두가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa2) 을 초과하더라도, 회전 각도 차의 절대값이 소정 임계값을 초과할 때는, 휠로부터의 역입력에 의해 로터 (5) 의 각속도의 변동이 유발되었다고 판정된다.

제 5 실시형태는 채택된 제 2 또는 제 3 실시형태의 관점으로 제 1 실시형태에 적용될 수 있다. 이 경우, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과하고, 각속도 차 또는 회전 각도 차가 소정 임계값을 초과하지 않을 때에는, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정된다. 다른 한편으로, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과하더라도, 각속도 차 또는 회전 각도 차가 소정 임계값을 초과할 때에는, 휠로부터의 역입력에 의해 로터 (5) 의 각속도의 변동이 유발되었다고 판정된다.

다른 감지 방식의 토크 센서가 사용되더라도 (예를 들어, 일본 공개특허공보2003-237597 호에 개시된 토크 센서), 회전 각도 센서 (14a) 로부터의 각속도 신호 (ωa) 와 회전 각도 센서 (18b) 로부터의 각속도 신호 (ωb) 의 신호차 대신에, 토크 센서에 의해 검출된 조향 토크 (또는 토션 바의 토션 토크) 를 이용함으로써 유사한 판별을 실현할 수가 있다. 예를 들어, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과하고, 토크 센서에 의해 검출된 토크가 소정 임계값을 초과하지 않을 때에는, 동력 조향 시스템 (1) 에 대한 주변 부품의 충격이 발생했다고 판정된다. 다른 한편으로, 로터 (5) 의 각속도 (ω) 가 소정의 충돌 판정 임계값 (ωa1) 을 초과하더라도, 토크 센서에 의해 검출된 토크가 소정 임계값을 초과할 때는, 휠로부터의 역입력에 의해 로터 (5) 의 각속도의 변동이 유발되었다고 판정된다.

본 발명의 바람직한 실시형태가 상기에 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 상기에 설명된 제 1 ~ 제 5 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 상기의 실시형태에 다양한 변형 및 대체가 이루어질 수 있다.

예를 들어, 상기에 설명된 실시형태가 랙＆피니언 시스템을 사용하는 동력 조향 시스템 (1) 에 관한 것이지만, 본 발명은 다른 운동 변환 기구 (예를 들어, 볼-너트식 기구) 를 사용하는 동력 조향 시스템에도 적용가능하다.

상기 설명에서는, 보조 기구에 관한 구성 부품이 주로 설명되었다. 그러나, 동력 조향 시스템 (1) 에는 다른 기능 및 기구 (예를 들어, 가변 기어비 기구) 가 제공될 수도 있다.

상기에 설명된 제 1 ~ 제 5 실시형태에서, 엔진 등의 주변 부품은 동력 조향 시스템 (1) 의 기어 박스의 후방에 위치된다. 그러나, 본 발명은 엔진 등의 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 의 기어 박스의 전방에 위치되는 동력 조향 시스템에도 적용 가능하다. 또한 이 경우에, 이것은, 차량의 충돌시에 전방으로 이동할 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 의 후방에 있을 수 있고, 후방 충돌시에는, 엔진 등의 주변 부품이 동력 조향 시스템 (1) 에 대해 차량 전방으로부터 부딪힐 수 있기 때문이다.

상기 설명에서, 동력 조향 시스템은 보조 모터 (4) 가 랙 바 (3) 를 축선 방향으로 이동시키도록 구성된다. 그러나, 본 발명은 보조 모터가 피니언 샤프트 (18) 를 회전하도록 하는 동력 조향 시스템에도 적용가능하다.

도 12a 는 도 1 에 도시된 부분 (A) 을 차량 상방으로부터 본 부분 확대도이고, 동력 조향 시스템 (1) 의 주요부를 개략적으로 도시한다.

차량 앞부분의 엔진룸 내에서, 랙 하우징 (2) 은 차량 폭 방향으로 연장하는 서스펜션 부재 (20) 와 엔진 부재 (엔진 조립체) 등의 전방 부재 (21) 사이에 배치되어 있다. 제 1 랙 하우징 (2a) 및 제 2 랙 하우징 (2b) 이 EPS 마운트 (22) 및 마운트 부싱 (23) 을 통해 서스펜션 부재 (20) 에 접속되어 있고, 랙 하우징 (2) 은 차체에 의해 지지된다.

상기에 설명된 바와 같이, 제 1 랙 하우징 (2a) 및 주 하우징 (2c) 은 볼트 (24) 를 통해 서로 체결되어 있다. 제 1 랙 하우징 (2a) 의 플랜지부 및 제 2 랙 하우징 (2b) 의 플랜지부의 각각에는 복수의 볼트 구멍이 형성되어 있다. 볼트 (24) 는 볼트 구멍 안으로 삽입되고, 삽입된 볼트 (24) 에는 너트가 나사결합되어서, 제 1 랙 하우징 (2a) 및 주 하우징 (2c) 이 서로 체결된다.

도 12b 는 도 12a에 도시된 동력 조향 시스템 (1) 의 부분 (B) 의 부분 확대도로서, 제 1 랙 하우징 (2a) 및 주 하우징 (2c) 의 플랜지 부의 단면을 도시한다.

도 12b 에 도시된 바와 같이, 환형으로 형성된 워셔형 변형 센서 (25) 가 제 1 랙 하우징 (2a) 및 주 하우징 (2c) 의 플랜지부에 형성된 볼트구멍 안으로 끼워맞춤되고, 이 변형 센서 (25) 의 내부로 볼트 (24) 가 삽입된다. 제 1 랙 하우징 (2a) 의 플랜지부와 주 하우징 (2c) 의 플랜지부는 오프셋(offset) 식으로 볼트 (24) 를 통해 서로 체결된다. 이로써, 전방으로부터 부여된 하중이 변형 센서 (25) 에 가해질 모멘트력을 유발하여서, 전방으로부터 부여된 하중을 보다 확실하게 검출할 수 있어서, 충돌을 보다 고정밀도로 검출할 수 있다. 변형 센서 (25) 는 변형량에 따라 출력 신호를 송신한다.

서스펜션 부재 (20) 및 전방 부재 (21) 등의, 랙 하우징 (2) 주위의 부재 (이하에서 주변 부재로 칭함) 와 랙 하우징 (2) 과의 접촉을 검출하기 위한 접촉 검출 ECU 가 센서 하니스 (harness) 를 통해 상기에 설명된 변형 센서 등의 충돌 센서 (25) 에 접속된다 (도 13 참조). 접촉 검출용 ECU (30) 는 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호에 기초하여 랙 하우징 (2) 과 주변 부재와의 접촉을 검출한다.

접촉 검출용 ECU (30) 및 이하에 설명될 EPS (전동식 조향 시스템) 용 ECU (31) 는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있고, 각각의 마이크로컴퓨터는 제어/연산 프로그램에 따라 각종 처리를 실행하고 시스템의 각 부분을 제어하는 CPU (Central Processing Unit), CPU 에 의해 실행된 프로그램을 저장하는 ROM (Read Only Memory), 연산 결과 등을 저장하는 읽기/쓰기 가능한 RAM (Random Access Memory), 타이머, 카운터, 및 입/출력 인터페이스 (I/O) 를 포함한다.

접촉 검출 ECU (30) 에는 차량 충돌시에 차량에 대한 충격 (가속도) 을 검출하기 위한 에어백 G 센서 (32) 가 접속되어 있다. 접촉 검출용 ECU (30) 는 에어백 G 센서 (32) 에 의해 검출된 가속도와 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호에 기초하여 차량 충돌시에 랙 하우징 (2) 과 주변 부재와의 접촉을 검출한다.

예를 들어, 접촉 검출용 ECU (30) 는 에어백 G 센서 (32) 에 의해 검출된 가속도로부터 차량의 충돌이 발생했는지 아닌지를 판정하고, 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호와 미리 ROM 에 저장된 임계값 맵으로부터 차량 충돌시에 주변 부재가 랙 하우징 (2) 과 접촉했는지 아닌지를 판정한다. 또한, 접촉 검출용 ECU (30) 는 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호와 미리 ROM 에 저장된 손상 맵에 기초하여, 주변 부재의 접촉에 의해 유발된 랙 하우징 (랙 하우징의 내부를 포함) (2) 에 대한 손상의 레벨을 추정한다. 손상 맵과 관련하여, 충돌 센서 (25) 로부터의 출 력 신호와 랙 하우징 (2) 의 손상 레벨과의 관계는 실험적으로 얻어져서 ROM 에 저장된다. 예를 들어, 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호가 증가함에 따라 랙 하우징 (2) 의 손상 레벨이 증가한다.

접촉 검출용 ECU (30) 는, 추정된 손상 레벨에 기초하여, 주변 부재가 랙 하우징 (2) 과 접촉한 후에 실행될 대응 처리 (예를 들어, 보조 토크의 부여가 제한 또는 정지되거나, 사용자에 대한 경보를 실시) 를 결정하여, 이하에 설명될 EPS 용 ECU (31), 및 경보 장치 (33) 에 지령 신호를 송신한다. 음성 경보를 제공하는 스피커, 점등, 플래싱 등을 제공하는 경광등, 구체적인 경보 메세지 또는 이상 내용을 표시하는 표시 장치 등이 경보 장치 (33) 에 해당한다. EPS 용 ECU (31) 는 차량에 장착된 송수신기를 통해 정보 센터와 통신 접속을 설립하여서, 미리 등록되어 차량 수리 등이 가능한 딜러에게 예컨대 랙 하우징 (2) 의 고장 내용을 통지할 수도 있다. 이 방식으로, 신속한 고장의 처리가 가능해진다.

조향을 보조하기 위한 조향 보조 토크를 제어하는 EPS 용 ECU (31) 가 접촉 검출용 ECU (30) 에 접속되어 있다. EPS 용 ECU (31) 는 전동 모터 (4) 를 제어함으로써 랙 샤프트 (3) 에 부여되는 조향 보조 토크를 제어한다. 접촉 검출용 ECU (30) 및 EPS 용 ECU (31) 는 개별적으로 구성되지만, 이들은 일체적으로 구성될 수도 있다. EPS 용 ECU (31) 는 접촉 검출용 ECU (30) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 예를 들어, 랙 샤프트 (3) 에 대한 조향 보조 토크의 부여를 제한하거나 정지한다.

다음으로, 상기에 설명된 바와 같이 구성된 동력 조향 시스템 (1) 의 제어를 위한 공정 흐름이 설명된다. 도 14 는 제 6 실시형태의 동력 조향 시스템 (1) 을 제어하기 위한 공정 흐름의 실시예를 도시하는 흐름 차트이다. 도 14 에 도시된 제어 공정 흐름은 소정의 미소한 기간으로 반복된다는 것을 알아야 한다.

충돌 센서 (25) 는 랙 하우징 (2) 과 주변 부재와의 접촉을 검출한다 (S100). 에어백 G 센서 (32) 는 차량과 물체의 충돌을 검출한다 (S110).

접촉 검출용 ECU (30) 는 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호가 변화했는지 아닌지를 판정하고 (S120), 에어백 G 센서 (32) 로부터의 출력 신호 (가속도) 가 변화했는지 아닌지를 판정한다 (S130).

접촉 검출용 ECU (30) 가 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호가 변화했고 (S120 의 '예'), 에어백 G 센서 (32) 로부터의 출력 신호가 변화했다고 (S130 의 '예') 판정하여서, 그 결과, 접촉 검출용 ECU (30) 가 차량에 물체가 충돌했다고 판정했을 때, 접촉 검출용 ECU (30) 는 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호와 임계값 맵을 비교하고 (S140), 접촉 검출용 ECU (30) 는 차량 충돌시에 주변 부재가 랙 하우징 (2) 과 접촉했는지 아닌지를 판정한다 (S150). 에어백 G 센서 (32) 로부터의 출력 신호로부터 물체가 차량과 충돌했는지 아닌지를 판정하고, 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호로부터 주변 부재가 랙 하우징 (2) 과 접촉했는지 아닌지를 판정함으로써, 주변 부재가 랙 하우징 (2) 과 접촉했는지 아닌지를 보다 정확하게 판정할 수가 있다.

주변 부재가 랙 하우징 (2) 과 접촉하였다고 판정될 때 (S150 의 '예'), 접촉 검출용 ECU (30) 는 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호와 손상 맵에 기초하여, 주변 부재의 접촉에 의한 랙 하우징 (2) 에 대한 손상 레벨을 추정한다 (S160).

또한 접촉 검출용 ECU (30) 는, 추정된 손상 레벨에 기초하여, 랙 하우징 (2) 과 접촉한 후에 실시된 대응 처리를 결정하고 (S170), 처리의 상세 내용을 RAM에 저장한다 (S180).

접촉 검출용 ECU (30) 는 결정된 대응 처리에 따라 EPS 용 ECU (31) 또는 경보 장치 (33) 에 대해 지령 신호를 송신한다 (S190).

상기에 설명된 바와 같이, 제 6 실시형태의 동력 조향 시스템 (1) 에 있어서, 랙 하우징 (2) 에 배치된 충돌 센서 (25) 로부터의 출력 신호에 기초하여, 랙 하우징 (랙 하우징 내부를 포함) (2) 의 손상 레벨이 추정된다. 따라서, 차량 충돌시에 랙 하우징 (2) 내의 랙 기구에 대한 충격을 정확하게 검출할 수 있다.

접촉 검출용 ECU (30) 는, 추정된 손상 레벨에 기초하여, 랙 하우징 (2) 과 접촉한 후에 실시될 대응 처리를 결정한다. 따라서, 손상에 대해 보다 적절하게 대응할 수 있다.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태가 제 6 실시형태를 이용하여 설명되었지만, 본 발명은 제 6 실시형태로 한정되지 않는다. 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 상기에 설명된 제 6 실시형태에 여러 가지의 변형 및 대체가 더해질 수 있다.

제 6 실시형태에 있어서, 충돌 센서 (25) 로서 제 1 랙 하우징 (2a) 의 플랜지부 및 주 하우징 (2c) 의 플랜지부에 형성된 볼트 구멍에 끼워맞춤되는 환형의 워셔형 변형 센서 (25) 가 이용되지만, 동력 조향 시스템 (1) 은 응력 집중이 발생 하는 랙 하우징 (2) 의 부분 (2d) 에 배치된 필름 센서 (35) 를 가질 수도 있다 (도 15 참조). 예를 들어, 차량 충돌시에, 주변 부재가 제 1 랙 하우징 (2a) 의 플랜지부 및 주 하우징 (2c) 의 플랜지부와 접촉하여서, 제 1 랙 하우징 (2a) 의, 직경이 감소된 결합부 (2d) 에서 응력 집중을 유발한다. 필름 센서 (35) 는 결합부 (2d) 의 원주 방향을 따라 배치된다. 필름 센서 (35) 는, 예를 들어, 수지 부재 내부로 광섬유를 삽입함으로써 형성된 복합재로 이루어진다. 필름 센서 (35) 의 저항값은 제 1 랙 하우징 (2a) 의 결합부 (2d) 의 변형에 따라 변화한다. 또한, 병용되는 워셔형 변형 센서 (25) 와 필름 센서 (35) 가 랙 하우징 (2) 의 손상 레벨을 보다 정확하게 추정하는 것이 바람직하다.

대안으로서, 동력 조향 시스템 (1) 은 랙 하우징 (2) 의 응력 집중이 생기는 부분에 필름 센서 (35) 대신에 전도 센서 (45) 를 가질 수도 있다 (도 16 참조). 전도 센서 (45) 에서, 와이어 (45a) 의 각 단부에 커넥터 (45b) 가 접속되고, 커넥터 (45b) 는 응력 집중이 발생하는 부분 (2d) 에 부착된다. 이 경우, 랙 하우징 (2) 이 소정량 이상 변형되면, 커넥터 (45b) 가 빗나가서 분리되게 된다. 와이어 (45a) 의 전도 상태를 확인함으로써, 접촉 검출용 ECU (30) 는 랙 하우징 (2) 이 변형되었는지 아닌지를 판정한다. 예를 들어, 조립 또는 주행 동안에 와이어 (45a) 가 얽혀서 단선되지 않도록 전도 센서 (45) 의 외주에 센서 커버 (45c) 가 부착된다.

제 6 실시형태에 있어서, 스트로크 센서 (55) 는 서스펜션 부재 (20) 와 EPS 마운트 (22) 사이에 배치될 수도 있다 (도 17). 주행 방향이 차량의 종방향인 스트로크 센서 (55) 는, 예를 들어, 주변 부재가 랙 하우징 (2) 과 접촉할 때 나타나는 마운트 부싱 (23) 의 축소량 (d) 을 검출한다. 접촉 검출용 ECU (30) 는 스트로크 센서 (55) 에 의해 검출된 마운트 부싱 (23) 의 축소량 (d) 에 기초하여, 랙 하우징 (2) 의 손상 레벨을 추정할 수 있다.

동력 조향 시스템 (1) 은, 서스펜션 부재 (20) 와 EPS 마운트 (22) 사이에 배치되는 스트로크 센서 (55) 대신에 EPS 마운트 (22) 에 배치된 리미트 스위치 (65) 를 가질 수도 있다 (도 18). 리미트 스위치 (65) 는 켜질 때 온 (ON) 신호를 출력하고, 꺼질 때 오프 (OFF) 신호를 출력한다. 마운트 부싱 (23) 의 축소량 (d) 이 소정량 이상이 될 때, 리미트 스위치 (65) 는 켜진다. 그 결과, 접촉 검출용 ECU (30) 는 리미트 스위치 (65) 로부터의 출력 신호 (온 신호 또는 오프 신호) 에 기초하여, 예를 들어, 랙 하우징 (2) 내부의 손상을 추정할 수 있다.

제 6 실시형태에 있어서, 랙 하우징 (2) 내의 랙 기구의 가속도 (진동) 를 검출하는 G (가속도) 센서 (34) 가 랙 하우징 (2) (랙 하우징의 내면 또는 외면) 에 배치될 수도 있다 (도 13). G 센서 (34) 는 노이즈의 영향을 피하기 위해서, 랙 하우징 (2) 의 상부측 강성부에 배치된다. G 센서 (34) 에 의해 가속도가 측정되는 방향은 차량의 종방향으로 고정되어서, 가속도의 측정을 보다 정확하게 할 수 있다.

G 센서 (34) 에 의해 검출된 가속도가 임계값 이상이 되었다고 판정되면, 접촉 검출용 ECU (30) 는 EPS 용 ECU (31) 에 제어 신호를 송신함으로써 랙 샤프트 (3) 에 부여될 조향 보조 토크의 제어를 정지한다. 이렇게, 랙 기구의 2 차 고장 등을 확실하게 방지할 수 있다.

제 6 실시형태에 있어서, 로드 워셔 등의 하중 센서 (75) 는 EPS 마운트 (22) 와 서스펜션 부재 (20) 사이 및/또는 차체에 EPS 마운트 (22) 를 체결하기 위한 체결 볼트 (36) 에 배치될 수도 있다 (도 19).

예를 들어, 하중 센서 (75) 에 의해 검출된 하중이 임계값 이상이 되었다고 판정될 때, 접촉 검출용 ECU (30) 는 EPS 용 ECU (31) 에 제어 신호를 송신함으로써 랙 샤프트 (3) 에 부여될 조향 보조 토크의 제어를 정지한다. 이렇게, 랙 기구의 2 차 고장 등을 확실하게 방지할 수 있다. 접촉 검출용 ECU (30) 는, 하중 센서 (75) 로부터 출력된 하중과 실험을 통해 얻어진 맵을 비교함으로써, 예를 들어, 랙 하우징 (2) 의 내부의 손상 레벨 및 손상이 큰 부분을 추정할 수 있다.

제 6 실시형태에 있어서, 워셔형 변형 센서 (25) , 필름 센서 (35), 전도 센서 (45), 스트로크 센서 (55), 리미트 스위치 (65), G 센서 (34), 및 하중 센서 (75) 를 임의로 조합하여 사용함에 따라, 랙 하우징 (2) 의 손상 레벨을 보다 정확하게 추정할 수 있다.

제 6 실시형태에 있어서, 물체가 랙 하우징 (2) 과 차량 전방으로부터 부딪히는 경우가 주로 설명되었다. 그러나, 동력 조향 시스템 (1) 이 장착되는 위치에 따라, 물체는 랙 하우징 (2) 과 차량의 후방으로부터 부딪힐 수도 있다. 예를 들어, 어떤 경우에, 엔진 조립체 등의 무거운 부품은 차량 충돌시에 발생하는 관성력에 의해 전방으로 이동하여, 엔진 조립체의 전방에 장착된 동력 조향 시스템 (1) 과 부딪히게 된다. 이 경우, 차량의 외관상 결함이 없음에도 불구하고, 랙 하우징 (2) 의 내부가 손상될 가능성이 있기 때문에 상기에 설명된 바와 같이 EPS 기구에 대한 충격을 고정밀도로 검출하는 것이 효율적이게 된다.

본 발명은 차량용 동력 조향 시스템에 적용될 수 있다. 동력 조향 시스템이 장착된 차량의 외관, 중량, 크기, 운전 성능 등에는 제한이 없다.

Claims

전동 모터가 운전자에 의해 부여된 조향 토크를 상승시키도록 하여, 조향 전달 기구를 통해 휠에 조향 토크를 전달하는 동력 조향 시스템에 있어서,

조향 전달 기구에 대한 물체의 충격을 검출하기 위한 충격 검출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 1 항에 있어서,

조향 전달 기구를 구성하는 회전 부재의 제 1 회전 각도를 검출하기 위한 각도 검출 수단, 및

검출된 제 1 회전 각에 기초하여 회전 부재의 각속도를 연산하기 위한 각속도 연산 수단을 더 포함하고,

상기 충격 검출 수단은 연산된 각속도에 기초하여 조향 전달 기구에 대한 주변 부품의 충격을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 각도 검출 수단은 축선 방향으로 이동시에 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 보조하는 전동 모터의 제 2 회전 각도를 검출하기 위한 회전 각도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 각도 검출 수단은 조향 전달 기구를 구성하는 토션 바를 통해 서로 접속되어 있는조향 입력 샤프트와 출력 샤프트의 회전 각도 사이의 차에 기초하여 조향 토크를 검출하기 위한 토크 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단은 조향 전달 기구에 대한 주변 부품의 충격에 의한 진동과 휠로부터의 역입력에 의해 조향 전달 기구에서 발생하는 진동을 구별함으로써 충격을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 5 항에 있어서, 주변 부품의 충격에 의한 조향 전달 기구의 상기 진동은, 각속도 연산 수단으로부터의 출력된 각속도 신호의 변화 패턴 및/또는 주파수 특성에 기초하여, 휠로부터의 역입력에 의한 조향 전달 기구의 진동과 구별되는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 5 항에 있어서, 주변 부품의 충격에 의한 조향 전달 기구의 상기 진동은 조향 토크를 검출하기 위한 토크 센서로부터의 출력 신호를 이용함으로써 휠로부터의 역입력에 의한 조향 전달 기구의 진동과 구별되는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 5 항에 있어서, 주변 부품의 충격에 의한 조향 전달 기구의 상기 진동은 출력 신호들 사이의 차를 이용함으로써 휠로부터의 역입력에 의한 조향 전달 기구의 진동과 구별되고, 상기 출력 신호의 각각은 조향 입력 샤프트가 제공되고, 출력 샤프트가 제공되는 한 쌍의 회전 각도 센서 중 하나로부터 송신되며, 상기 조향 입력 샤프트 및 출력 샤프트는 토션 바를 통해 서로 접속되는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단은 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 수용하는 랙 하우징의 체결 지점에 부여된 충격 하중을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단은 변형 센서를 사용함으로써 충격 하중을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단은 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 수용하는 랙 하우징의 응력 집중 영역의 변형을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단은 랙 하우징의 응력 집중 영역의 변형에 따라 변동하는 저항값을 갖는 필름 센서를 이용함으로써 변형을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단은 랙 하우징의 응력 집중 영역이 소정량 이상으로 변형될 때 파괴되는 전도 센서를 이용함으로써 변형을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단은 차체에 대한, 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 수용하는 랙 하우징의 이동을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단은 스트로크 센서를 이용함으로써 상대 이동을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단은 상기 상대 이동이 소정의 이동량 이상일 때 변화되는 출력 신호를 갖는 리미트 스위치를 이용함으로써 상대이동을 검출하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 1 항 및 제 9 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 검출 수단이 조향 전달 기구를 구성하는 랙 바를 수용한 랙 하우징에 대한 물체의 충격을 검출할 때, 랙 바에 부여될 조향 보조 토크의 제어 모드가 변화되는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.
제 17 항에 있어서, 상기 제어 모드의 변화는 정지 상태와 구동 상태 사이에서 전동 모터의 조작 상태의 변화를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 조향 시스템.