KR20140066888A

KR20140066888A - 차량의 파워스티어링 펌핑장치

Info

Publication number: KR20140066888A
Application number: KR1020120133593A
Authority: KR
Inventors: 정대석; 박수보
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-06-03
Also published as: US9393991B2; CN103832471A; DE102013112928A1; CN103832471B; US20140147303A1; DE102013112928B4; KR101417425B1

Abstract

본 발명은 파워스티어링을 구현하기 위한 유압의 형성과 에어컨의 냉매 압축을 하나의 모터에서 발생되는 회전력으로 이룰 수 있도록 구성하여 파워스티어링 장치와 에어컨을 부분적으로나마 통합하여 소요되는 부품수와 재료 등을 저감하여 차량의 원가를 저감할 수 있도록 함은 물론, 작동에 필요한 에너지의 사용을 저감하여 차량의 연비향상에 기여할 수 있도록 한다.

Description

차량의 파워스티어링 펌핑장치{POWER STEERING PUMPING APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 파워스티어링 펌핑장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기모터의 구동력으로 동력 조향에 필요한 유압을 발생시키도록 함과 아울러 에어컨 컴프레셔를 구동시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

종래 차량에 탑재된 전동식 파워스티어링 장치 및 전동식 에어컨은 도 1에 도시된 바와 같이 각각 별도의 구성을 가지도록 되어 있다.

즉, 종래 전동식 파워스티어링 장치는 동력 조향에 필요한 유압을 펌핑하는 펌프(500)를 별도의 펌프모터(502)로 구동시키도록 되어 있으며, 전동식 에어컨의 컴프레셔(504)도 별도의 컴프레셔모터(506)로 구동시킬 수 있도록 되어 있고, 그 제어도 각각 별도의 제어기(508, 510)를 구비하여 각각 상기 펌프모터(502)와 컴프레셔모터(506)를 제어하도록 하고 있다.

최근 차량의 연비 개선과 환경차량에 대한 요구가 증가하고 있는 바, 상기한 바와 같은 별도의 시스템으로 되어 있는 구성들을 통합함으로써, 사용되는 에너지를 축소하여 차량의 연비향상에 기여할 수 있도록 하고, 차량의 원가를 절약하도록 할 필요가 있다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 파워스티어링을 구현하기 위한 유압의 형성과 에어컨의 냉매 압축을 하나의 모터에서 발생되는 회전력으로 이룰 수 있도록 구성하여 파워스티어링 장치와 에어컨을 부분적으로나마 통합하여 소요되는 부품수와 재료 등을 저감하여 차량의 원가를 저감할 수 있도록 함은 물론, 작동에 필요한 에너지의 사용을 저감하여 차량의 연비향상에 기여할 수 있도록 한 차량의 파워스티어링 펌핑장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 파워스티어링 펌핑장치는

구동모터와;

상기 구동모터의 회전축 일측에 연결되는 파워스티어링펌프와;

상기 구동모터의 회전축 타측에 연결되는 컴프레셔와;

상기 구동모터와 컴프레셔 사이의 동력을 단속하는 클러치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 파워스티어링 장치와 에어컨을 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 파워스티어링 펌핑장치를 도시한 도면,
도 3은 도 1에 비교한 본 발명의 구성을 설명한 도면,
도 4는 도 2의 클러치의 실시예를 도시한 도면,
도 5는 도 2의 파워스티어링펌프의 구조를 설명한 도면,
도 6은 도 5의 파워스티어링펌프의 유량 가변 원리를 설명한 도면,
도 7은 본 발명 차량의 파워스티어링 펌핑장치를 제어하는 방법을 예시한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명 차량의 파워스티어링 펌핑장치(1)의 실시예는 구동모터(3)와; 상기 구동모터(3)의 회전축 일측에 연결되는 파워스티어링펌프(5)와; 상기 구동모터(3)의 회전축 타측에 연결되는 컴프레셔(7)와; 상기 구동모터(3)와 컴프레셔(7) 사이의 동력을 단속하는 클러치(9)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 파워스티어링펌프(5)와 컴프레셔(7)를 상기 구동모터(3) 하나로 구동하도록 함으로써, 종래에 각각을 구동하기 위해 별도로 구비하였던 모터들 중 하나를 제거하는 효과를 얻을 수 있음은 물론, 두 장치를 도시된 바와 같이 단일 몸체로 패키징화 함에 따라, 소요되는 전체 부품수가 축소되고 중량이 저감되며 차량 내에 장착되는 부위에서 차지하는 부피도 축소될 수 있는 것이다.

상기 클러치(9)는 본 실시예에서 도 4와 같이 상기 구동모터(3)의 회전축에 연결된 제1디스크(11)와, 상기 컴프레셔(7)의 회전축에 연결되고 상기 제1디스크(11)와 동심축으로 인접하게 마주하는 제2디스크(13)와, 상기 제2디스크(13)가 상기 제1디스크(11)와 일정한 간격을 형성하도록 탄성지지하는 스프링(15)과, 상기 제2디스크(13)를 상기 제1디스크(11)로 당기는 자기력을 발생시킬 수 있도록 구비된 전자석(17)을 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 전자석(17)에 전기가 공급되지 않는 상황에서는 상기 스프링(15)에 의해 상기 제2디스크(13)가 상기 제1디스크(11)로부터 이격되어 회전력이 전달되지 않는 차단상태를 유지하게 되며, 상기 전자석(17)에 전기가 공급되면, 상기 제2디스크(13)가 상기 제1디스크(11)에 압착되어 회전력을 전달받음으로써, 상기 컴프레셔(7)에 동력이 전달되는 상태가 된다.

상기 파워스티어링펌프(5)는 펌핑하는 유량을 가변시킬 수 있는 가변식 펌프로 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 컴프레셔(7)가 작동되어야 하는 상황에서 상기 파워스티어링펌프(5)가 일정한 유량을 토출하는 고정식으로 되어 있다면, 경우에 따라서는 과도한 펌핑이 이루어지게 될 것이므로, 상기 컴프레셔(7)가 작동되는 동안에 이와는 독립적으로 파워스티어링펌프(5)에서 펌핑하는 유량을 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다는 것이다.

본 실시예에서 상기 파워스티어링펌프(5)는 상기 구동모터(3)의 회전축에 연결된 제1기어(19)와, 상기 제1기어(19)에 치합되어 회전되도록 설치된 제2기어(21)와, 회동됨에 의해 상기 제1기어(19)와 제2기어(21)의 외주면을 각각 감싸면서 밀착되는 정도를 가변할 수 있도록 설치된 두 캠링(23)과, 상기 두 캠링(23)이 상기 제1기어(19)와 제2기어(21)의 외주면에 밀착되는 정도를 조절할 수 있도록 설치된 액츄에이터를 포함하여 구성된다.

상기 캠링(23)은 고정핀(25)에 의해 회동 가능한 상태로 상기 제1기어(19)와 제2기어(21)를 중심으로 양쪽에 각각 배치되고, 상기 액츄에이터는 상기 제1기어(19)와 제2기어(21)를 중심으로 상기 고정핀(25)의 반대쪽에서 상기 두 캠링(23)을 관통하여 체결되어 회전됨에 의해 상기 두 캠링(23) 사이의 거리를 가변시키도록 된 스크류(27)와, 상기 스크류(27)를 회전시키도록 설치된 서보모터(29)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 서보모터(29)는 상기 캠링(23)을 조작할만한 소형의 모터로서 종래 파워스티리어링펌프나 컴프레셔(7)를 구동하던 모터와는 그 용량이나 크기, 가격 및 중량 측면에서 현저히 작은 구성으로 본 발명의 취지를 해하지는 않는 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 서보모터(29)를 구동함에 의해 상기 캠링(23)은 상기 제1기어(19)와 제2기어(21)를 중심으로 좌우에서 모이면, 상기 캠링(23)과 제1기어(19) 및 제2기어(21) 사이의 긴밀한 펌핑공간 형성으로 공급유량을 최대로 하게 되고, 상기 캠링(23)이 벌어지도록 하면, 상기 캠링(23)과 상기 제1기어(19) 및 제2기어(21) 사이가 벌어지면서 공급유량이 점차 감소하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 차량의 파워스티어링 펌핑장치는 도 7에 도시된 바와 같은 제어로직에 의해 제어될 수 있을 것이며, 이때, 상기 클러치(9)의 전자석(17)과 상기 서보모터(29)의 제어는 통합된 컨트롤러(31)에서 구현되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

도 7을 참조하면, 차량이 조타가 이루어질 수 있는 주행 가능 상태가 되면, 상기 컨트롤러(31)는 즉시 상기 구동모터(3)를 구동하여 상기 파워스티어링펌프(5)가 작동되면서 즉각적인 조타가 가능하도록 한다.

물론, 이때 기본적으로는 상기 전자석(17)에 전기가 공급되지 않아 상기 클러치(9)의 차단으로 상기 컴프레셔(7)로는 동력이 전달되지 않는다.

상기와 같은 클러치(9)의 상태는 사용자가 에어컨을 작동시키지 않는 한 지속되며, 사용자가 에어컨을 작동시키면, 상기 컨트롤러는 상기 전자석(17)을 작동시켜 상기 클러치(9)가 상기 구동모터(3)의 동력을 컴프레셔(7)로 전달하는 상태가 되도록 한다.

따라서, 상기 컴프레셔(7)는 냉매를 압축하여 실내 냉방 작용을 하도록 하게 되며, 이때 상기 구동모터(3)의 동력은 상기 파워스티어링펌프(5)와 상기 컴프레셔(7)에 동시에 전달되는 상태가 된다.

이때, 상기 파워스티어링펌프(5)에 의해 발생되어 공급되는 유량이 실제로 필요한 유량 이상이 되는지를 모니터링 하다가, 필요 이상이 되는 경우에는 상기 서보모터(29)를 제어하여 상기 파워스티어링펌프(5)의 유량을 가변시키도록 하는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 펌핑장치
3; 구동모터
5; 파워스티어링펌프
7; 컴프레셔
9; 클러치
11; 제1디스크
13; 제2디스크
15; 스프링
17; 전자석
19; 제1기어
21; 제2기어
23; 캠링
25; 고정핀
27; 스크류
29; 서보모터
31; 컨트롤러

Claims

구동모터(3)와;
상기 구동모터(3)의 회전축 일측에 연결되는 파워스티어링펌프(5)와;
상기 구동모터(3)의 회전축 타측에 연결되는 컴프레셔(7)와;
상기 구동모터(3)와 컴프레셔(7) 사이의 동력을 단속하는 클러치(9);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 파워스티어링 펌핑장치.
청구항 1에 있어서,
상기 파워스티어링펌프(5)는 펌핑하는 유량을 가변시킬 수 있는 가변식 펌프로 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 파워스티어링 펌핑장치.
청구항 1에 있어서,
상기 클러치(9)는
상기 구동모터(3)의 회전축에 연결된 제1디스크(11)와;
상기 컴프레셔(7)의 회전축에 연결되고 상기 제1디스크(11)와 동심축으로 인접하게 마주하는 제2디스크(13)와;
상기 제2디스크(13)가 상기 제1디스크(11)와 일정한 간격을 형성하도록 탄성지지하는 스프링(15)과;
상기 제2디스크(13)를 상기 제1디스크(11)로 당기는 자기력을 발생시킬 수 있도록 구비된 전자석(17);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 파워스티어링 펌핑장치.
청구항 1에 있어서,
상기 파워스티어링펌프(5)는
상기 구동모터(3)의 회전축에 연결된 제1기어(19)와;
상기 제1기어(19)에 치합되어 회전되도록 설치된 제2기어(21)와;
회동됨에 의해 상기 제1기어(19)와 제2기어(21)의 외주면을 각각 감싸면서 밀착되는 정도를 가변할 수 있도록 설치된 두 캠링(23)과;
상기 두 캠링(23)이 상기 제1기어(19)와 제2기어(21)의 외주면에 밀착되는 정도를 조절할 수 있도록 설치된 액츄에이터;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 파워스티어링 펌핑장치.
청구항 4에 있어서,
상기 캠링(23)은 고정핀(25)에 의해 회동 가능한 상태로 상기 제1기어(19)와 제2기어(21)를 중심으로 양쪽에 각각 배치되고;
상기 액츄에이터는 상기 제1기어(19)와 제2기어(21)를 중심으로 상기 고정핀(25)의 반대쪽에서 상기 두 캠링(23)을 관통하여 체결되어 회전됨에 의해 상기 두 캠링(23) 사이의 거리를 가변시키도록 된 스크류(27)와, 상기 스크류(27)를 회전시키도록 설치된 서보모터(29)를 포함하여 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 파워스티어링 펌핑장치.