KR20110125778A - 자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치 - Google Patents

자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 동력보조기를 전동식과 유압식을 겸비함으로써, 모터에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키며 상대적으로 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 바퀴를 타고 전달되는 외력을 작동유에서 흡수 댐핑시켜 운전자의 조향감을 증대시키는 효과가 있게 된다.

Description

자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치{Power Assisting Device for Vehicle and Power Steering Apparatus for Vehicle having The Same}
본 발명은 자동차의 동력 보조 조향장치의 감속기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 동력보조기를 전동식과 유압식을 겸비함으로써, 모터에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키며 상대적으로 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 바퀴를 타고 전달되는 외력을 작동유에서 흡수 댐핑시켜 운전자의 조향감을 증대시키는 자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.
한편, 동력 보조 조향장치는 운전자가 자동차의 조향 휠(Steering Wheel)을 조작할 경우에 배력 장치를 이용하여 운전자의 조향 휠 조작력을 보조하여 줌으로써 보다 작은 힘으로 용이하게 차량의 진행 방향을 변경할 수 있도록 하는 장치이다.
이와 같은 동력 보조 조향장치는 전동식 동력 보조 조향장치(EPS: Electronic Power Steering Apparatus)와 유압식 동력 보조 조향장치(HPS: Hydraulic Power Steering Apparatus)로 크게 구분된다.
유압식 동력 보조 조향장치는 엔진의 회전축에 연결된 유압펌프가 작동유를 랙바(Rack Bar)와 연결되어 있는 작동 실린더로 공급하면, 작동유를 공급받은 작동 실린더의 피스톤이 움직임으로써 조향 조작력을 보조하게 되어 운전자로 하여금 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있도록 하는 조향장치이다.
반면, 전동식 동력 보조 조향장치는 유압펌프와 작동 실린더 대신에 모터를 포함하고 있어 모터의 힘으로 조향휠의 조작력을 보조해 주는 조향장치이다.
도 1은 종래의 전동식 동력 보조 조향장치의 개략도이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이 전기식 동력 보조 조향장치는 조향휠(101)부터 양측 바퀴(108)까지 이어지는 조향 계통(100) 및 조향 계통(100)에 조향 보조 동력을 제공하는 보조 동력 기구를 포함하여 구성된다.
조향계통(100)은 일측이 조향휠(101)에 연결되어 조향휠(101)과 함께 회전하고 타측은 한 쌍의 유니버설 조인트(103)를 매개로 피니언축(104)에 연결되는 조향축(102)을 포함하여 구성된다. 또한, 피니언축(104)은 랙-피니언 기구부(105)를 통해 랙바에 연결되고 랙바의 양단은 타이로드(106)와 너클암(107)을 통해 차량의 바퀴(108)에 연결된다. 랙-피니언 기구부(105)는 피니언축(104)에 형성되어 있는 피니언 기어(111)와 랙바의 외주면일측에 형성되어 있는 랙 기어(112)가 서로 맞물려서 형성되므로 운전자가 조향휠(101)을 조작하면 조향계통(100)에서 토크가 발생하고 토크에 의해서 랙-피니언 기구부(105)와 타이로드(106)를 통하여 바퀴(108)를 조향하게 된다.
보조 동력기구는 보조 동력을 발생시키는 모터(130) 및 모터에서 발생한 보조 동력을 조향축(102)에 전달하는 감속기(140)를 포함하여 구성된다.
도 2는 종래의 유압식 동력 보조 조향장치를 나타내는 부분 단면도이다.
도 2에서 각각 도시하는 바와 같이 종래의 유압식 동력 보조 조향장치(200)는 조향휠(도 1의 101 참조)이 장착되어 있는 조향축의 하단부에 설치되어 조향시 작동유의 유동 방향을 제어하는 피니언 밸브 어셈블리(220)와 피니언 밸브 어셈블리(220)의 작동에 따라 조향 차륜을 조향시키는 타이로드(106)에 작용력을 인가하는 작동 실린더(240)를 포함하여 구성된다.
유압펌프(230)로부터 공급되는 작동유가 압력 호스(235)를 통하여 피니언 밸브 어셈블리(220)에 공급되고, 조향시 조향축의 회전 방향에 따라 작동유를 작동 실린더(240)의 좌,우측 압력실에 선택적으로 공급하면, 랙바가 유압에 의해 좌,우로 슬라이딩되면서 조향 조작력을 보조하여 주고, 피니언 밸브 어셈블리(220)에서 동작을 완료한 작동유는 오일 저장 탱크(233)로 돌아와 다시 흡입 호스(237)를 통해 유압펌프(230)로 공급되는 유압 계통을 갖는다.
이와 같은 종래의 동력 보조 조향장치는 전동식의 경우, 웜축과 모터축의 결합부위에 제조상의 오차와 조립상의 오차가 누적되어 고출력시 베어링의 걸림감이 발생되고 웜축의 회전 저항이 증대되는 문제점이 있었고, 또한 웜과 웜휠이 내구가 진행되면 마모에 의해 유격이 발생되고, 백래쉬로 인한 래틀 노이즈가 발생되는 문제점과, 노면으로부터 바퀴와 조향축을 통해 전달되는 충격으로 래틀 노이즈로 인해 운전자에게 조향휠 조작시 불쾌감을 일으키게 되는 문제점이 있었고, 고출력 모터의 경우 작동 노이즈가 심해지고 가격이 상승하는 문제점이 있었다.
또한, 유압식의 경우 상대적으로 전동식에 비해 고가이기 때문에 원가를 상승시키는 문제점과, 요구되는 조향 보조력을 구비하기 위해서는 그 부피가 커져서 자동차의 연비를 떨어트리고, 고출력의 경우 작동유의 유체 노이즈가 커지는 문제점이 있었다.
또한, 자동차의 주행중 모터나 유압펌프가 어떠한 이유에서든 작동을 중지하는 경우에는 운전자의 조향휠 조작력이 갑자기 증대되어 치명적인 안전문제를 야기하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 동력보조기에 있어서, 모터에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키며 상대적으로 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 바퀴를 타고 전달되는 외력을 흡수 댐핑시켜 운전자의 조향감을 증대시키는 데에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 조향축의 회전 토크를 감지하는 토크센서와; 상기 토크센서로부터 입력된 입력신호에 따라 조향 보조력 제어신호를 송출하는 전자제어장치와; 상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 전기력으로 상기 조향축을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제1동력보조기; 및 상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 작동유의 유압으로 랙바를 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩시키며 조향력을 보조하는 제2동력보조기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력보조기를 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는, 운전자의 조향휠 조작시 조작력을 보조하는 동력보조기를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치에 있어서, 상기 동력보조기는, 조향축의 회전 토크를 감지하는 센서와; 상기 토크센서로부터 입력된 입력신호에 따라 조향 보조력 제어신호를 발생하는 전자제어장치와; 상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 전기력으로 상기 조향축을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제1동력보조기; 및 상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 작동유의 유압으로 랙바를 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩시키며 조향력을 보조하는 제2동력보조기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 동력보조기를 전동식과 유압식을 겸비함으로써, 모터에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키며 상대적으로 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 상대적으로 저출력 사양의 유압펌프를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 자동차의 주행시 바퀴를 타고 전달되는 외력을 작동유에서 흡수 댐핑시켜 운전자의 조향감을 증대시키는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면 자동차의 주행중 어느 한쪽의 동력보조기가 정상작동하지 않아도 안전하게 조향을 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 전동식 동력 보조 조향장치의 구성도;
도 2는 종래 유압식 동력 보조 조향장치의 구성도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치 일부를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 의한 자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치 일부를 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치 일부를 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 의한 자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치 일부를 나타낸 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 동력보조기는, 조향축(102)의 회전 토크를 감지하는 토크센서(305)와; 상기 토크센서(305)로부터 입력된 입력신호에 따라 조향 보조력 제어신호를 송출하는 전자제어장치(310)와; 상기 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라 전기력으로 상기 조향축(102)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제1동력보조기(350); 및 상기 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라 작동유의 유압으로 랙바(115)를 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩시키며 조향력을 보조하는 제2동력보조기(360);를 포함하여 구성된다.
즉, 운전자가 조향휠(101)을 조작시 조향휠(101)과 연동되어 회전하는 조향축(102)의 회전방향과 토그량을 감지하는 토크센서(305)가 운전자가 좌회전을 하는지 또는 우회전을 하는지와, 조향휠(101)을 조작하는 토크를 감지하면 이를 전자제어장치(310)로 송출하고, 전자제어장치(310)는 이 입력신호에 따라 운전자가 조향휠(101)을 조작하는 방향으로 조작력을 보조할 수 있도록 조향 보조력 제어신호를 발생하여 제1동력보조기(350)와 제2동력보조기(360)로 송출하게 된다.
제1동력보조기(350)와 제2동력보조기(360)는 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라서 운전자의 조향휠(101) 회전방향과 같은 방향으로 각각 조향축(102)을 회전시키거나 랙바(115)를 슬라이딩시킴으로써 운전자의 조향력을 보조하게 되어 있다.
여기서, 상기 제1동력보조기(350)는 조향축(102)과 연결되어 회전하는 웜휠과, 웜휠과 치합되어 조향축(102)과 연결된 웜휠을 회전시키는 웜축을 포함하는 감속기(140); 및 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라 웜축을 정방향 또는 역방향으로 구동하는 모터(130);를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 제2동력보조기(360)는 작동유를 송출하는 유압펌프(315)와; 작동유의 유압에 따라 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩되도록 외주측에 피스톤(340)이 결합된 랙바(115)와; 랙바(115)가 내장되며 피스톤(340)을 중심으로 양측 내부에 작동유가 충만되는 좌측실린더(335a)와 우측실린더(335b)가 구비된 실린더튜브(330); 및 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라 유압펌프(315)로부터 공급되는 작동유를 실린더튜브(330)의 좌측실린더(335a) 또는 우측실린더(335b)로 공급하는 유로전환밸브(320);를 포함하여 구성된다.
제1동력보조기(350)는 모터(130)의 구동력을 이용한 전기식 동력보조기로서, 모터(130)의 구동력으로 조향휠(101)을 회전시키도록, 조향축(102)에 모터(130)의 회전수를 적당한 조향축(102)의 회전으로 조정하는 감속기(140)가 결합된다.
감속기(140)는, 모터(130)의 구동력에 의해 웜축과 웜휠이 연동되어 기어비에 따라 감속되면서 조향축(102)을 회전시켜 운전자의 조향력을 보조하며 크게 웜휠과 웜축 등으로 구성되는데, 조향축(102)을 웜휠의 중심에 연결하여 같이 연동되어 회전하게 하고, 이 웜휠과 치합되는 웜축이 모터(130)의 구동력으로 회전하면서 웜휠을 회전시켜 조향축(102)의 조향력을 보조하게 된다.
이때 모터(130)는 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라서 웜축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킴으로써, 운전자의 조향휠(101) 조작력을 보조하게 된다.
제2동력보조기(360)는 유압펌프(315)의 유압을 이용한 유압식 동력보조기로서, 작동유의 유압에 따라 랙바(115)가 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩되면서 운전자의 조향력을 보조하게 된다.
이러한 제2동력보조기(360)는 크게 랙바(115)와, 랙바(115)가 내장되며 작동유가 충만되는 실린더튜브(330), 실린더튜브(330)로 작동유를 공급하는 유로전환밸브(320), 작동유를 공급하는 유압펌프(315) 등으로 구성된다.
랙바(115)는 운전자의 조향휠(101) 조작시 조향축(102)의 회전운동을 입력받아 직선운동으로 변환하게 되는데, 작동유의 유압으로 정방향과 역방향의 직선운동이 될 수 있도록 외주측에 피스톤(340)이 결합되어 있다.
랙바(115)가 내장되는 실린더튜브(330)는 랙바(115)에 결합된 피스톤(340)을 중심으로 양측 내부에 작동유가 충만되는 좌측실린더(335a)와 우측실린더(335b)가 구비되어 있어서, 유로전환밸브(320)로부터 좌측실린더(335a) 또는 우측실린더(335b)로 유로가 공급되며, 공급된 작동유가 외부로 유출되지 않도록 피스톤(340)이 작동되는 구간의 양끝단은 씰부재(345)로 기밀이 유지되게 되어 있다.
실린더튜브(330)로 작동유를 공급하는 유로전환밸브(320)는 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라 유압펌프(315)로부터 공급되는 작동유를 실린더튜브(330)의 좌측실린더(335a) 또는 우측실린더(335b)로 공급함으로써, 랙바(115)를 좌측 또는 우측으로 슬라이딩시키게 된다.
이러한 자동차의 동력보조기는, 전자제어장치(310)가 토크센서(305)로부터 입력된 입력신호에 따라 제1동력보조기(350)와 제2동력보조기(360)의 조향력 보조량을 배분하여 제어신호를 송출하게 된다.
따라서, 제1동력보조기(350)는 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라 배분된 조향력 보조량에 맞추어 모터(130)를 구동하고, 제2동력보조기(360)는 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라 배분된 조향력 보조량에 따라 유압모터(130)를 구동하게 된다.
즉, 평상시에는 제1동력보조기(350)와 제2동력보조기(360)의 조향력 배분량을 7:3 내지는 8:2 등의 비율로 일정하게 유지하여 모터(130)와 유압펌프(315)의 출력범위 중 최소량으로 조향력을 보조하다가, 운전자의 급격한 조향휠(101) 조작시 순간적으로 조향휠(101)의 조작력이 커지는 경우에는 6:4 내지는 5:5 등의 비율로 변경하면서 출력을 높여, 상대적으로 고출력시 작동 노이즈가 심해지는 제1동력보조기(350)의 조향력 보조량을 낮추고 제2동력보조기(360)의 조향력 보조량을 높임으로써, 조향력 보조의 응답성을 높임과 동시에 작동 노이즈를 줄이게 되어 있다.
이는 제1동력보조기(350)의 경우 자동차에 결합되는 위치가 운전석에 가까운 대시보드 안쪽에 위치하므로 출력이 커지는 경우, 엔진룸의 하측에 위치하는 제2동력보조기(360)에 비해 상대적으로 운전자가 느끼는 소음이 커지는 것을 방지하기 위함이다.
그리고, 모터(130)의 구동력을 이용하는 제1동력보조기(350)에 비해 유압을 이용하는 제2동력보조기(360)가 상대적으로 고출력의 힘을 방출하는 것을 이용할 수 있게 된다.
더불어, 자동차의 주행시 바퀴(108)를 타고 랙바(115)로 전달되는 충격이 실린더튜브(330)에 충만된 작동유에 의해서 흡수되면서 조향휠(101)로 전달되기 때문에 운전자에게 직접 전달되지 않게 되어 조향감이 좋아지게 된다.
또한, 도 4에 도시된 본 발명의 다른 일실시예에서, 제1동력보조기(350)는 모터(130)의 작동을 감지하여 상기 전자제어장치(310)로 송출하는 위치센서(410)가 구비되고, 제2동력보조기(360)는 상기 유압펌프(315)의 작동을 감지하여 상기 전자제어장치(310)로 송출하는 감압센서(415)가 구비될 수 있다.
이렇게 위치센서(410)가 구비된 제1동력보조기(350)는, 모터(130)가 작동하지 않으면 위치센서(410)가 이를 감지하여 전자제어장치(310)로 송출하게 되고, 전자제어장치(310)는 위치센서(410)로부터 입력된 입력신호에 따라 제1동력보조기(350)의 작동을 중지하고, 제2동력보조기(360)의 조향력 보조량을 증대시키게 된다.
그리고, 제2동력보조기(360)는 유압펌프(315)가 작동하지 않으면 감압센서(415)가 이를 감지하여 전자제어장치(310)로 송출하게 되고, 전자제어장치(310)는 감압센서(415)로부터 입력된 입력신호에 따라 제2동력보조기(360)의 작동을 중지하고, 제1동력보조기(350)의 조향력 보조량을 증대시키게 된다.
따라서, 자동차의 주행중 제1동력보조기(350)나 제2동력보조기(360)의 어느 한쪽이 정상 작동이 되지 않게 되면, 정상 작동되는 다른 한쪽의 조향력 보조량을 증대시켜 운전자의 조향력 보조가 계속해서 이루어지게 되는 것이다.
즉, 제1동력보조기(350)의 모터(130)에 정상적으로 전원이 공급되지 않거나 모터(130) 자체에 이상이 생기는 경우 등에는 제2동력보조기(360)가 제1동력보조기(350)의 조향력 보조량까지 제공하게 되며, 제2동력보조기(360)의 유압펌프(315)가 상기한 이상이 생기는 경우 등에는 제1동력보조기(350)가 제2동력보조기(360)의 조향력 보조량까지 제공하게 되어 운전자는 주행중에 안전한 조향을 할 수 있게 된다.
이와 같은 자동차의 동력보조기와 도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 또 다른 일실시예인 자동차의 동력 보조 조향장치를 구성하게 된다.
즉, 본 발명의 또 다른 일실시예에 의한 자동차의 동력 보조 조향장치는, 조향휠(101)에 연결된 조향축(102)과, 상기 조향축(102)을 차체에 고정하는 조향 컬럼(미도시)과, 운전자의 조향휠(101) 조작시 조작력을 보조하는 동력보조기를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 동력보조기는 상기 조향축(102)의 회전 토크를 감지하는 토크센서(305)와; 상기 토크센서(305)로부터 입력된 입력신호에 따라 제어신호를 송출하는 전자제어장치(310)와; 상기 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라 전기력으로 상기 조향축(102)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제1동력보조기(350); 및 상기 전자제어장치(310)로부터 입력된 제어신호에 따라 작동유의 유압으로 랙바(115)를 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩시키며 조향력을 보조하는 제2동력보조기(360);를 포함하여 구성되는 특징을 갖는다.
그리고, 상기 동력보조기는 상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 동력보조기와 동일하므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명에 의하면, 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 동력보조기를 전동식과 유압식을 겸비함으로써, 모터에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키며 상대적으로 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 상대적으로 저출력 사양의 유압펌프를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 자동차의 주행시 바퀴를 타고 전달되는 외력을 작동유에서 흡수 댐핑시켜 운전자의 조향감을 증대시키는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면 자동차의 주행중 어느 한쪽의 동력보조기가 정상작동하지 않아도 안전하게 조향을 유지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101: 조향휠 102: 조향축
305: 토크센서 310: 전자제어장치
315: 유압펌프 320: 유로전환밸브
330: 실린더튜브 335a: 좌측실린더
335b: 우측실린더 340: 피스톤
350: 제1동력보조기 360: 제2동력보조기

Claims (16)

  1. 조향축의 회전 토크를 감지하는 토크센서;
    상기 토크센서로부터 입력된 입력신호에 따라 조향 보조력 제어신호를 송출하는 전자제어장치;
    상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 전기력으로 상기 조향축을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제1동력보조기; 및
    상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 작동유의 유압으로 랙바를 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩시키며 조향력을 보조하는 제2동력보조기;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력보조기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1동력보조기는,
    상기 조향축과 연결되어 회전하는 웜휠과, 상기 웜휠과 치합되어 상기 조향축과 연결된 웜휠을 회전시키는 웜축을 포함하는 감속기; 및
    상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 상기 웜축을 정방향 또는 역방향으로 구동하는 모터;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력보조기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2동력보조기는,
    작동유를 송출하는 유압펌프;
    상기 작동유의 유압에 따라 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩되도록 외주측에 피스톤이 결합된 랙바;
    상기 랙바가 내장되며 상기 피스톤을 중심으로 양측 내부에 상기 작동유가 충만되는 좌측실린더와 우측실린더가 구비된 실린더튜브; 및
    상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 상기 유압펌프로부터 공급되는 작동유를 상기 실린더튜브의 좌측실린더 또는 우측실린더로 공급하는 유로전환밸브;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력보조기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1동력보조기는 상기 모터의 작동을 감지하여 상기 전자제어장치로 송출하는 위치센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력보조기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1동력보조기는 상기 모터가 작동하지 않으면 상기 위치센서가 이를 감지하여 상기 전자제어장치로 송출하고, 상기 전자제어장치는 상기 위치센서로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제1동력보조기의 작동을 중지하고, 상기 제2동력보조기의 조향력 보조량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력보조기.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2동력보조기는 상기 유압펌프의 작동을 감지하여 상기 전자제어장치로 송출하는 감압센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력보조기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2동력보조기는 상기 유압펌프가 작동하지 않으면 상기 감압센서가 이를 감지하여 상기 전자제어장치로 송출하고, 상기 전자제어장치는 상기 감압센서로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제2동력보조기의 작동을 중지하고, 상기 제1동력보조기의 조향력 보조량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력보조기.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 전자제어장치는 상기 토크센서로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제1동력보조기와 제2동력보조기의 조향력 보조량을 배분하여 제어신호를 송출하고, 상기 제1동력보조기는 상기 제어신호에 따라 배분된 조향력 보조량에 맞추어 상기 모터를 구동하며, 상기 제2동력보조기는 상기 제어신호에 따라 배분된 조향력 보조량에 따라 상기 유압펌프를 구동하는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력보조기.
  9. 운전자의 조향휠 조작시 조작력을 보조하는 동력보조기를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치에 있어서,
    상기 동력보조기는,
    조향축의 회전 토크를 감지하는 토크센서;
    상기 토크센서로부터 입력된 입력신호에 따라 조향 보조력 제어신호를 송출하는 전자제어장치;
    상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 전기력으로 상기 조향축을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제1동력보조기; 및
    상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 작동유의 유압으로 랙바를 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩시키며 조향력을 보조하는 제2동력보조기;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1동력보조기는,
    상기 조향축과 연결되어 회전하는 웜휠과, 상기 웜휠과 치합되어 상기 조향축과 연결된 웜휠을 회전시키는 웜축을 포함하는 감속기; 및
    상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 상기 웜축을 정방향 또는 역방향으로 구동하는 모터;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2동력보조기는,
    작동유를 송출하는 유압펌프;
    상기 작동유의 유압에 따라 정방향 또는 역방향으로 슬라이딩되도록 외주측에 피스톤이 결합된 랙바;
    상기 랙바가 내장되며 상기 피스톤을 중심으로 양측 내부에 상기 작동유가 충만되는 좌측실린더와 우측실린더가 구비된 실린더튜브; 및
    상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 상기 유압펌프로부터 공급되는 작동유를 상기 실린더튜브의 좌측실린더 또는 우측실린더로 공급하는 유로전환밸브;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1동력보조기는 상기 모터의 작동을 감지하여 상기 전자제어장치로 송출하는 위치센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1동력보조기는 상기 모터가 작동하지 않으면 상기 위치센서가 이를 감지하여 상기 전자제어장치로 송출하고, 상기 전자제어장치는 상기 위치센서로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제1동력보조기의 작동을 중지하고, 상기 제2동력보조기의 조향력 보조량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2동력보조기는 상기 유압펌프의 작동을 감지하여 상기 전자제어장치로 송출하는 감압센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2동력보조기는 상기 유압펌프가 작동하지 않으면 상기 감압센서가 이를 감지하여 상기 전자제어장치로 송출하고, 상기 전자제어장치는 상기 감압센서로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제2동력보조기의 작동을 중지하고, 상기 제1동력보조기의 조향력 보조량을 증대시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 전자제어장치는 상기 토크센서로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제1동력보조기와 제2동력보조기의 조향력 보조량을 배분하여 제어신호를 송출하고, 상기 제1동력보조기는 상기 제어신호에 따라 배분된 조향력 보조량에 맞추어 상기 모터를 구동하며, 상기 제2동력보조기는 상기 제어신호에 따라 배분된 조향력 보조량에 따라 상기 유압펌프를 구동하는 것을 특징으로 하는 자동차의 동력 보조 조향장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109131542A (zh) * 2018-09-25 2019-01-04 江苏大学 一种双助力转向系统结构装置

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