KR20100072906A - Mdps와 ehps 병행형 차량용 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 MDPS와 EHPS를 병행하여 조타함으로써 상호 보완적 기능을 수행하고 긴급 조타 불능시 보조 조타력을 제공하여 안전성을 확보할 수 있는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 메인 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트 하는 MDPS; 유압펌프 구동을 통해 발생된 유압으로 조향 파워를 어시스트 하는 EHPS; 및 상기 메인 모터와 유압펌프의 구동을 제어하는 ECU를 포함하고, 주 조향장치로 MDPS를 사용하고, 보조 조향장치로 EHPS를 사용하여 모터의 긴급 조타불능시 또는 대형차량에서 부족한 조타력을 보조하는 것을 특징으로 하는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치를 제공한다.
MDPS, EHPS, ECU, 조향력, 모터, 펌프, 전동식

Description

MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치{Power steering system with MDPS and EHPS' parallel}
본 발명은 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 MDPS와 EHPS를 병행하여 조타함으로써 상호 보완적 기능을 수행하고 긴급 조타 불능시 보조 조타력을 제공하여 안전성을 확보할 수 있는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 조타력을 발생하는 파워 스티어링 장치는 조향 휠의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도신속한 조향이 가능하도록 하기 위해서 유압을 이용하도록 설계되어 작동된다.
이와 같은 파워 스티어링 장치는 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있으며, 조향 기어비의 조작력에 관계없이 선정할 수 있으며, 노면의 요철에서 오는 충격을 흡수하여 핸들에 전달되는 것을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.
또한, 최근에는 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건 에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속 운행 시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행 시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하는 전동식 스티어링 장치를 이용하고 있는 추세이다.
이러한 전동식 스티어링 장치는 통상 EHPS(Electro-hydraulic Power Steering)이나 또는 MDPS(Motor Driven Power Steering)가 있으며, 이중 MDPS 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이 펌프에서 유압을 형성하여 파워를 어시스트(assist)하는 유압시스템과 달리, 모터(11)의 회전력으로 조향 파워를 어시스트(assist)하는 구조로서, 동력을 발생하는 모터(11)와 연결된 웜축(Worm-Shaft)이 스티어링샤프트(Steering-Shaft)와 연결되어 있는 웜휠(Worm Wheel)을 회전 시켜 조향력을 어시스트(assist)하게 된다.
그런데, 상기 MDPS는 모터에 의하여 스티어링장치를 직접 구동하므로 별도의 유압장치가 필요없는 장점을 가지고 있으나, 고중량의 대형차량에 조향 동력을 공급하기 위한 모터의 용량에 한계가 있는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 평상시에는 MDPS의 메인 모터를 이용하여 조향파워를 어시스트하고, 상기 메인 모터의 고장이 발생한 경우나 대형차량의 경우에 조타시 부족한 조향력을 제공함으로써, 상호 보완적 기능을 수행하고, 긴급 조타 불능시 보조 조타력을 제공하여 안전성을 확보할 수 있는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적은 차량용 조향장치에 있어서,
메인 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트 하는 MDPS; 유압펌프 구동을 통해 발생된 유압으로 조향 파워를 어시스트 하는 EHPS; 및 상기 메인 모터와 유압펌프의 구동을 제어하는 ECU를 포함하고, 주 조향장치로 MDPS를 사용하고, 보조 조향장치로 EHPS를 사용하여 모터의 긴급 조타불능시 또는 대형차량에서 부족한 조타력을 보조하는 것을 특징으로 하는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 MDPS는 조향파워를 어시스트 할 수 있도록 스티어링 축에 설치되고 ECU의 제공하는 메인 모터를 포함하고, 상기 메인 모터는 ECU로부터 제어에 따라 작동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 EHPS는 ECU의 제어에 따라 구동되는 펌프구동용 모터; 상기 펌프 구동용 모터에 의해 작동되는 유압펌프; 상기 유압펌프의 작동으로 작동유가 공급되며, 양단부가 조향차륜에 연결되는 스티어링기어박스; 및 스티어링휠의 회전방향에 따라 유압의 흐름을 전환시키도록 상기 스티어링기어박스에 설치된 유압제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명에 따른 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치에 의하면, 평상시에는 MDPS의 메인 모터를 이용하여 조향파워를 어시스트하고, 상기 메인 모터의 고장이 발생한 경우나 대형차량의 경우에 조타시 부족한 조향력을 제공함으로써, 차량의 조향력을 향상시킬 수 있다.
또한, MDPS와 EHPS의 병행으로 쌍방간의 소형화가 가능하고, 상호 보완적 기능을 수행하고, 긴급 조타 불능시 보조 조타력을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.
본 발명은 EHPS와 MDPS를 병행하여 상호 보완적 기능수행과 긴급 조타불능시 보조 조타력을 제공하는 전동식 조향장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 MDPS가 주 조향장치의 역할을 담당하도록 하고, EHPS는 보조 조향장치의 역할을 수행하도록 한다.
즉, 평상시에는 MDPS가 주 조향장치를 하면서, EHPS가 MDPS의 메인 모터(11) 고장시 부족한 조타력을 보조하여 핸들 조향력을 향상시키는 것이다.
대형 차량의 경우 MDPS의 메인 모터(11)가 조향하고 조타시 부족한 조향력을 ECU(12)를 통해 EHPS에서 적정량의 유압을 공급해 줌으로써 서로 부족한 용량 및 조타력을 제공한다.
이를 통해 구현되는 것은 MDPS의 모터용량 소형화 및 EHPS의 외관 형상 축소 등 쌍방간의 소형화 추진이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS와 EHPS 병행형 전동식 조향장치를 나타내는 구성도이다.
MDPS(Motor Driven Power Steering) 시스템은 펌프(15)에서 유압을 형성하여 파워를 어시스트(assist)하는 유압시스템과 달리 메인 모터(11)의 회전력으로 조향 파워를 어시스트(assist)하는 구조로서, 동력을 발생하는 모터와 연결된 웜축(Worm-Shaft)이 스티어링샤프트(Steering-Shaft)와 연결되어 있는 웜휠(Worm Wheel)을 회전 시켜 조향력을 어시스트(assist)하게 된다.
여기서, MDPS에서 중요한 점은 메인 모터(11)의 회전력으로 조향 파워를 어시스트한다는 점이고, 그 외 다른 구성들은 공지된 기술을 통해 제한되지 않고 구현가능할 것이다.
EHPS(Electro-hydraulic Power Steering)는 일반 유압식 파워 스티어링 시스템(Hydraulicl Power Steering System)과 MDPS 간의 장단점을 보완한 중간형태이다.
EHPS에서 사용되는 유압펌프(15)에는 펌프 구동을 위한 펌프구동용 모터(16) 가 장착되어 있다. 차속센서 신호를 ECU(12)에서 입력받은 후 ECU(12)의 제어에 따라 모터가 구동을 하게 되고, 모터의 구동을 통한 유압펌프(15)의 작동으로 작동유가 스티어링기어박스(18)로 보내지며, 상기 스티어링기어박스(18)에서 리턴되는 작동유는 저압 리턴 라인(17)을 통해 다시 유압펌프(15)측으로 공급되게 된다.
상기 기어박스(18)는 스티어링휠의 회전방향에 따라 유압의 흐름을 전환시키는 유압제어밸브(13), 및 이로부터 전달되는 유압이 이동되는 실린더와, 이의 내부에서 동작되는 피스톤으로 구성된다. 따라서, 상기 스티어링기어박스(18)에 압송된 유압에 의해 기어박스(18)와 연결된 차륜(14)을 좌우로 조작하게 된다.
여기서, 조량의 주도적 역할은 7(MDPS): 3(EHPS) 또는 6(MDPS): 4(EHPS) 등의 비율로 기능수행에 따라 배분할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해 평상시에는 MDPS의 메인 모터(11)를 이용하여 조향파워를 어시스트하고, 상기 메인 모터(11)의 고장이 발생한 경우나 대형차량의 경우에 조타시 부족한 조향력을 제공함으로써, 차량의 조향력을 향상시킬 수 있다.
또한, MDPS와 EHPS의 병행으로 쌍방간의 소형화가 가능하고, 상호 보완적 기능을 수행하고, 긴급 조타 불능시 보조 조타력을 제공한다.
도 1은 MDPS의 구성을 나타내는 설명도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS와 EHPS 병행형 전동식 조향장치를 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 스티어링 휠 11 : 메인 모터
12 : ECU 13 : 유압제어밸브
14 : 차륜 15 : 유압 펌프
16 : 펌프구동용 모터 17 : 저압 리턴라인
18 : 스티어링기어박스

Claims (3)

  1. 차량용 조향장치에 있어서,
    메인 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트 하는 MDPS;
    유압펌프 구동을 통해 발생된 유압으로 조향 파워를 어시스트 하는 EHPS; 및
    상기 메인 모터와 유압펌프의 구동을 제어하는 ECU를 포함하고, 주 조향장치로 MDPS를 사용하고, 보조 조향장치로 EHPS를 사용하여 모터의 긴급 조타불능시 또는 대형차량에서 부족한 조타력을 보조하는 것을 특징으로 하는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 MDPS는 조향파워를 어시스트 할 수 있도록 스티어링 축에 설치되고 ECU의 제공하는 메인 모터를 포함하고, 상기 메인 모터는 ECU로부터 제어에 따라 작동하는 것을 특징으로 하는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 EHPS는 ECU의 제어에 따라 구동되는 펌프구동용 모터;
    상기 펌프구동용 모터에 의해 작동되는 유압펌프;
    상기 유압펌프의 작동으로 작동유가 공급되며, 양단부가 조향차륜에 연결되는 스티어링기어박스; 및
    스티어링휠의 회전방향에 따라 유압의 흐름을 전환시키도록 상기 스티어링기어박스에 설치된 유압제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치.
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