KR20130090527A - 하이브리드 파워 스티어링 시스템 - Google Patents

하이브리드 파워 스티어링 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20130090527A
KR20130090527A KR1020120011738A KR20120011738A KR20130090527A KR 20130090527 A KR20130090527 A KR 20130090527A KR 1020120011738 A KR1020120011738 A KR 1020120011738A KR 20120011738 A KR20120011738 A KR 20120011738A KR 20130090527 A KR20130090527 A KR 20130090527A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steering
motor
current value
target current
control signal
Prior art date
Application number
KR1020120011738A
Other languages
English (en)
Inventor
박정식
Original Assignee
주식회사 만도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 만도 filed Critical 주식회사 만도
Priority to KR1020120011738A priority Critical patent/KR20130090527A/ko
Priority to DE102013001968.0A priority patent/DE102013001968B4/de
Priority to US13/760,861 priority patent/US9022167B2/en
Priority to CN201310047612.1A priority patent/CN103241286B/zh
Publication of KR20130090527A publication Critical patent/KR20130090527A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/30—Safety devices, e.g. alternate emergency power supply or transmission means to ensure steering upon failure of the primary steering means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/007—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits adjustable by the driver, e.g. sport mode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20—Steering systems
    • B60W2510/202—Steering torque

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 파워 스티어링 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 두개의 조향보조기를 겸비함으로써, 자동차의 속도와 무게 증가에 따라서 조향 보조력을 배분하여 사용할 수 있게 되어 어느 한쪽의 조향보조기에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 충분한 조향 보조력을 얻을 수 있게 되어 운전자의 편의성을 높이고 에너지 효율을 높이면서 연비를 개선하는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면 자동차의 주행중 어느 한쪽의 조향보조기가 정상작동하지 않아도 안전하게 조향을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

하이브리드 파워 스티어링 시스템{Hybrid Power Steering Apparatus}
본 발명은 하이브리드 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 두개의 조향보조기를 겸비함으로써, 자동차의 속도와 무게 증가에 따라서 조향 보조력을 배분하여 사용할 수 있게 되어 어느 한쪽의 조향보조기에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키고 또한, 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 충분한 조향 보조력을 얻을 수 있게 되어 운전자의 편의성을 높이고 에너지 효율을 높이면서 연비를 개선하며 또한, 자동차의 주행중 어느 한쪽의 조향보조기가 정상작동하지 않아도 안전하게 조향을 유지할 수 있는 하이브리드 파워 스티어링 시스템에 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: Electric Power Steering System)와 유압식 동력 보조 조향장치(HPS: Hydraulic Power Steering System)로 크게 구분된다.
유압식 동력 보조 조향장치는 엔진의 회전축에 연결된 오일펌프가 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 오일펌프와 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 전달하며 웜휠과 웜으로 구성되는 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.
오일펌프(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 오일펌프(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 오일펌프가 어떠한 이유에서든 작동을 중지하는 경우에는 운전자의 조향휠 조작력이 갑자기 증대되어 치명적인 안전문제를 야기하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 두개의 조향보조기를 겸비함으로써, 자동차의 속도와 무게 증가에 따라서 조향 보조력을 배분하여 사용할 수 있게 되어 어느 한쪽의 조향보조기에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 충분한 조향 보조력을 얻을 수 있게 되어 운전자의 편의성을 높이고 에너지 효율을 높이면서 연비를 개선하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 자동차의 주행중 어느 한쪽의 조향보조기가 정상작동하지 않아도 안전하게 조향을 유지하게 하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 제1모터의 구동력으로 조향축을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제1조향보조기; 제2모터에 의해 구동되는 오일펌프의 작동유 유압으로 기어박스의 섹터샤프트를 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제2조향보조기; 상기 조향축의 회전 토크를 감지하는 토크센서; 자동차의 차속을 감지하는 속도센서; 상기 토크센서와 속도센서로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제1모터와 제2모터로 각각 목표전류값 제어신호를 송출하는 전자제어장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 두개의 조향보조기를 겸비함으로써, 자동차의 속도와 무게 증가에 따라서 조향 보조력을 배분하여 사용할 수 있게 되어 어느 한쪽의 조향보조기에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 충분한 조향 보조력을 얻을 수 있게 되어 운전자의 편의성을 높이고 에너지 효율을 높이면서 연비를 개선하는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면 자동차의 주행중 어느 한쪽의 조향보조기가 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 하이브리드 파워 스티어링 시스템을 나타낸 구성도;
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 하이브리드 파워 스티어링 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도;
도 5는 도 4의 기어박스를 나타내는 단면도이다.
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 하이브리드 파워 스티어링 시스템을 나타낸 구성도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 하이브리드 파워 스티어링 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도, 도 5는 도 4의 기어박스를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 하이브리드 파워 스티어링 시스템은, 제1모터(311)의 구동력으로 조향축을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제1조향보조기(310); 제2모터(321)에 의해 구동되는 오일펌프(323)의 작동유 유압으로 기어박스(325)의 섹터샤프트(351)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제2조향보조기(320); 상기 조향축의 회전 토크를 감지하는 토크센서(301); 자동차의 차속을 감지하는 속도센서(303); 상기 토크센서(301)와 속도센서(303)로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제1모터(311)와 제2모터(321)로 각각 목표전류값 제어신호를 송출하는 전자제어장치(307)를 포함하여 구성된다.
즉, 운전자가 조향휠(101)을 조작시 조향휠(101)과 연동되어 회전하는 조향축(도 1의 102 참조)의 회전방향과 토그값을 감지하는 토크센서(301)가 운전자가 좌회전을 하는지 또는 우회전을 하는지와, 조향휠(101)을 조작하는 토크를 감지하면 이를 전자제어장치(307)로 송출하게 된다.
또한, 자동차에 구비된 속도센서(303)에서 자동차가 정차중인지 또는 주행중인지와, 주행속도를 감지하여 이를 전자제어장치(307)로 송출하게 된다.
전자제어장치(307)는 이들 입력신호에 따라 운전자가 조향휠(101)을 조작하는 방향으로 조작력을 보조할 수 있도록 목표전류값 제어신호를 발생하여 제1조향보조기(310)와 제2조향보조기(320)로 송출하게 된다.
제1조향보조기(310)와 제2조향보조기(320)는 전자제어장치(307)로부터 입력된 제어신호에 따라서 운전자의 조향휠(101) 회전방향과 같은 방향으로 각각 조향축(102)을 회전시키거나 섹터샤프트(351)를 회전시킴으로써 운전자의 조향력을 보조하게 되어 있다.
여기서, 상기 제1조향보조기(310)는 조향축(102)과 연결되어 회전하는 웜휠과, 웜휠과 치합되어 조향축(102)과 연결된 웜휠을 회전시키는 웜축을 포함하는 감속기(313); 전자제어장치(307)로부터 입력된 제어신호에 따라 웜축을 정방향 또는 역방향으로 구동하는 제1모터(311)를 포함하여 구성된다.
제1조향보조기(310)는 모터의 구동력을 이용한 전기식 조향보조기로서, 제1모터(311)의 구동력으로 조향휠(101)을 회전시키도록, 조향축(102)에 모터의 회전수를 적당한 조향축(102)의 회전으로 조정하는 감속기(313)가 결합된다.
감속기(313)는, 모터의 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 모터의 구동력으로 회전하면서 웜휠을 회전시켜 조향축(102)의 조향력을 보조하게 된다.
이때 제1모터(311)는 전자제어장치(307)로부터 입력된 제어신호 즉 목표전류값에 따라서 웜축을 정방향 또는 역방향으로 회전시킴으로써, 운전자의 조향휠(101) 조작력을 보조하게 된다.
그리고, 제2조향보조기(320)는 상기 제2모터(321)와 결합되어 작동유를 송출하는 오일펌프(323); 상기 작동유의 유압에 따라 일측방향 또는 타측방향으로 슬라이딩되는 스크류너트(337); 상기 스크류너트(337)가 내장되며 상기 스크류너트(337)를 기준으로 일측과 타측에 상기 작동유가 충만되는 제1실린더(355)와 제2실린더(353)가 구비된 기어박스 하우징(339); 상기 기어박스 하우징(339)에 내장되며 상기 스크류너트(337)와 치물림되어 상기 스크류너트(337)의 슬라이딩시 정방향 또는 역방향으로 회전하며 피트먼암(360)을 작동시키는 섹터샤프트(351)를 포함하여 구성된다.
제2조향보조기(320)는 오일펌프(323)의 유압을 이용한 유압식 조향보조기로서, 작동유의 유압에 따라 스크류너트(337)가 일측방향 또는 타측방향으로 슬라이딩되면서 섹터샤프트(351)를 회전시켜 운전자의 조향력을 보조하게 된다.
이러한 제2조향보조기(320)는 조향축과 유니버설 조인트로 연결되는 중간축(315)을 매개로 결합되는 입력축(329)이 회전하면, 토션바(331)를 매개로 입력축(329)과 결합된 볼스크류(335)가 회전하고, 볼스크류(335)와 볼을 매개로 결합된 스크류너트(337)가 회전하면서 섹터샤프트(351)를 회전하게 된다.
볼스크류(335)는 외주면에 스크류홈이 형성되어 있고, 볼스크류(335)가 삽입되는 스크류너트(337)는 내주면에 볼스크류(335)의 스크류홈과 대응되는 스크류홈이 형성되어 이들 스크류홈에 수개의 볼이 결합된다.
스크류너트(337)는 외주면에 기어치(337a)가 형성되어 이와 맞물리는 기어치(351a)가 형성된 섹터샤프트(351)를 구동하게 되어 있다.
그리고, 섹터샤프트(351)는 피트먼암(360)과 결합되어 있어서, 섹터샤프트(351)의 회전시 피트먼암(360)의 타단에 결합된 링크에 의해 타이로드 또는 너클을 작동시켜 바퀴를 조향시키게 된다.
이때 입력축(329)의 회전시 이를 감싸며 결합된 밸브바디(333)의 수개의 작동유 유출입홀을 통해 작동유가 기어박스 하우징(339)의 제1실린더(355) 또는 제2실린더(353)로 유입되면서 작동유의 유압에 의해 스크류너트(337)를 일측방향 또는 타측방향으로 슬라이딩시키게 되어 입력축(329)과 볼스크류(335)의 회전력 즉, 조향력을 보조하게 된다.
여기서, 전자제어장치(307)는 토크센서(301)로부터 입력된 입력신호에 따라 제1모터(311)와 제2모터(321)로 각각 목표전류값 제어신호를 송출하게 되는데, 속도센서(303)에서 입력된 입력신호값이 설정된 차속값보다 큰 경우에는 제2모터(321)로의 목표전류값 제어신호 송출을 중지하게 되어 있다.
따라서, 설정된 차속보다 큰 속도로 자동차가 주행하는 경우에는 제2조향보조기(320)의 작동이 멈추고 제1조향보조기(310)의 조향 보조력만으로 조향이 가능하게 되어 있다.
또한, 기어박스 하우징(339)에는 제1실린더(355)와 제2실린더(353)를 연결하는 순환유로(341)와, 순환유로(341)를 개폐하는 콘트롤밸브(327)가 구비되어 있어서, 설정된 차속보다 큰 속도로 자동차가 주행하는 상황에서 제2조향보조기(320)의 작동이 멈추면 제1실린더(355)와 제2실린더(353)로 작동유가 자유롭게 흐를 수 있게 되어 있다.
즉, 전자제어장치(307)는 전술한 상황과 같이 제2모터(321)로의 목표전류값 제어신호 송출을 중지하는 경우, 콘트롤밸브(327)가 순환유로(341)를 개방하는 제어신호를 송출하게 되고, 콘트롤밸브(327)는 밸브팁(327a)을 외부로 이동시켜 순환유로(341)를 폐쇄하여 제1실린더(355)와 제2실린더(353)에 충진되어 있는 작동유의 유압에 의해 조향력이 증대되는 것을 방지하게 되어 있다.
한편, 이와 같은 하이브리드 파워 스티어링 시스템에는 자동차의 중량에 따라 고중량모드와 저중량모드를 선택하여 전자제어장치(307)로 송출하는 중량모드 스위치(305)가 구비될 수 있다.
이러한 경우 전자제어장치(307)는 토크센서(301)와 속도센서(303)에서 입력된 입력신호에 따라 제1모터(311)와 제2모터(321)로 각각 목표전류값 제어신호를 송출하되, 중량모드 스위치(305)에서 입력된 입력신호가 고중량모드인 경우 제2모터(321)로 송출되는 목표전류값 제어신호를 증대시키게 되어 있다.
따라서, 자동차에 화물을 많이 싣거나 승객이 많아지는 경우에는 운전자가 중량모드 스위치(305)를 고중량모드로 선택하여 제2조향보조기(320)에서 보다 많은 조향 보조력을 얻을 수 있게 되어 있다.
즉, 저중량모드에서는 전술한 바와 같이 토크센서(301)와 속도센서(303)에서 입력된 입력신호에 따라 제1모터(311)와 제2모터(321)로 각각 목표전류값 제어신호를 송출하여 일반적인 조향보조력을 얻게 되고, 조향보조력이 많이 필요한 경우에는 전술한 것처럼 고중량모드를 선택할 수 있게 된다.
이러한 제1, 제2조향보조기(310,320)는, 전자제어장치(307)가 토크센서(301)로부터 좌회전인지 우회전인지 여부, 속도센서(303)로부터 저속인지 고속인지 여부 등을 고려하여 저속시에는 설정된 목표전류값에 따라 제1조향보조기(310)와 제2조향보조기(320)의 조향력 보조량을 배분하여 제어신호를 송출하게 되고 고속시에는 제2조향보조기(320)의 작동을 멈추게 된다.
또한, 저속시에도 고중량모드가 선택된 경우에는 평상시보다 제2조향보조기(320)의 조향력 보조력이 커지게 제2모터(321)로 송출되는 목표전류값 제어신호를 증대시키게 된다.
이는 제1조향보조기(310)의 경우 자동차에 결합되는 위치가 운전석에 가까운 대시보드 안쪽에 위치하므로 출력이 커지는 경우, 엔진룸의 하측에 위치하는 제2조향보조기(320)에 비해 상대적으로 운전자가 느끼는 소음이 커지는 것을 방지하기 위함이다.
그리고, 모터의 구동력을 이용하는 제1조향보조기(310)에 비해 유압을 이용하는 제2조향보조기(320)가 상대적으로 고출력의 힘을 방출하는 것을 이용할 수 있게 된다.
또한, 제1조향보조기(310)에는 제1모터(311)의 전류값을 측정하여 전자제어장치(307)로 송출하는 제1전류센서가 구비되고, 전자제어장치(307)는 제1전류센서로부터 입력된 전류값이 제1모터(311)로 송출된 목표전류값과 다른 경우 제1모터(311)로의 목표전류값 제어신호 송출을 중지하고, 제2모터(321)로 송출되는 목표전류값을 증대시키게 되어 있다.
또한, 제2조향보조기(320)에도 제2모터(321)의 전류값을 측정하여 전자제어장치(307)로 송출하는 제2전류센서가 구비되고, 전자제어장치(307)는 제2전류센서로부터 입력된 전류값이 제2모터(321)로 송출된 목표전류값과 다른 경우 제2모터(321)로의 목표전류값 제어신호 송출을 중지하고, 제1모터(311)로 송출되는 목표전류값을 증대시키게 되어 있다.
따라서, 자동차의 주행중 제1조향보조기(310)나 제2조향보조기(320)의 어느 한쪽이 정상 작동이 되지 않게 되면, 정상 작동되는 다른 한쪽의 조향력 보조량을 증대시켜 운전자의 조향력 보조가 계속해서 이루어지게 되는 것이다.
일례로 제1조향보조기(310)의 제1모터(311)에 이상이 생기는 경우에는 제1모터(311)로 송출된 목표전류값과 제1전류센서에서 측정되어 전자제어장치(307)로 입력된 전류값이 다르게 되므로, 전자제어장치(307)에서 제1모터(311)로의 목표전류값 제어신호 송출을 중지하여 제1모터(311)의 작동을 중지시키고 제2모터(321)로 송출되는 목표전류값을 증대시켜 조향 보조력을 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이다.
즉, 제2조향보조기(320)가 제1조향보조기(310)의 조향력 보조량까지 제공하게 되어 운전자는 주행중에 안전한 조향을 할 수 있게 된다.
이러한 형상과 구조를 갖는 본 발명에 의하면, 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 보조하는 두개의 조향보조기를 겸비함으로써, 자동차의 속도와 무게 증가에 따라서 조향 보조력을 배분하여 사용할 수 있게 되어 어느 한쪽의 조향보조기에 걸리는 부하를 감소시켜 작동 노이즈를 감소시키고 내구성을 증대시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 승용차에 비하여 상대적으로 큰 조향력이 필요한 트럭이나 버스의 경우에도 저출력 사양의 모터를 이용하여 원가를 낮춤과 동시에 충분한 조향 보조력을 얻을 수 있게 되어 운전자의 편의성을 높이고 에너지 효율을 높이면서 연비를 개선하는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면 자동차의 주행중 어느 한쪽의 조향보조기가 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
301: 토크센서 303: 속도센서
305: 중량모드 스위치 307: 전자제어장치
310: 제1조향보조기 311: 제1모터
313: 감속기 320: 제2조향보조기
321: 제2모터 323: 오일펌프
325: 기어박스 327: 콘트롤밸브
329: 입력축 331: 토션바
335: 볼스크류 337: 스크류너트
339: 기어박스 하우징 341: 순환유로
351: 섹터샤프트 353: 제2실린더
355: 제1실린더

Claims (12)

  1. 제1모터의 구동력으로 조향축을 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제1조향보조기;
    제2모터에 의해 구동되는 오일펌프의 작동유 유압으로 기어박스의 섹터샤프트를 정방향 또는 역방향으로 회전시키며 조향력을 보조하는 제2조향보조기;
    상기 조향축의 회전 토크를 감지하는 토크센서;
    자동차의 차속을 감지하는 속도센서;
    상기 토크센서와 속도센서로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제1모터와 제2모터로 각각 목표전류값 제어신호를 송출하는 전자제어장치;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1조향보조기는,
    상기 조향축과 연결되어 회전하는 웜휠과, 상기 웜휠과 치합되어 상기 조향축과 연결된 웜휠을 회전시키는 웜축을 포함하는 감속기;
    상기 전자제어장치로부터 입력된 제어신호에 따라 상기 웜축을 정방향 또는 역방향으로 구동하는 제1모터;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2조향보조기는,
    상기 제2모터와 결합되어 작동유를 송출하는 오일펌프;
    상기 작동유의 유압에 따라 일측방향 또는 타측방향으로 슬라이딩되는 스크류너트;
    상기 스크류너트가 내장되며 상기 스크류너트를 기준으로 일측과 타측에 상기 작동유가 충만되는 제1실린더와 제2실린더가 구비된 기어박스 하우징;
    상기 기어박스 하우징에 내장되며 상기 스크류너트와 치물림되어 상기 스크류너트의 슬라이딩시 정방향 또는 역방향으로 회전하며 피트먼암을 작동시키는 섹터샤프트;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기어박스 하우징에는 상기 제1실린더와 제2실린더를 연결하는 순환유로와, 상기 순환유로를 개폐하는 콘트롤밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전자제어장치는 상기 토크센서로부터 입력된 입력신호에 따라 상기 제1모터와 제2모터로 각각 목표전류값 제어신호를 송출하되, 상기 속도센서에서 입력된 입력신호값이 설정된 차속값보다 큰 경우에는 상기 제2모터로의 목표전류값 제어신호 송출을 중지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전자제어장치는 상기 제2모터로의 목표전류값 제어신호 송출을 중지하는 경우 상기 콘트롤밸브가 상기 순환유로를 개방하는 제어신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    자동차의 중량에 따라 고중량모드와 저중량모드를 선택하여 상기 전자제어장치로 송출하는 중량모드 스위치가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전자제어장치는 상기 토크센서와 속도센서에서 입력된 입력신호에 따라 상기 제1모터와 제2모터로 각각 목표전류값 제어신호를 송출하되, 상기 중량모드 스위치에서 입력된 입력신호가 고중량모드인 경우 상기 제2모터로 송출되는 목표전류값 제어신호를 증대시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  9. 제 5 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제1조향보조기에는 상기 제1모터의 전류값을 측정하여 상기 전자제어장치로 송출하는 제1전류센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전자제어장치는 상기 제1전류센서로부터 입력된 전류값이 상기 제1모터로 송출된 목표전류값과 다른 경우 상기 제1모터로의 목표전류값 제어신호 송출을 중지하고, 상기 제2모터로 송출되는 목표전류값을 증대시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  11. 제 5 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제2조향보조기에는 상기 제2모터의 전류값을 측정하여 상기 전자제어장치로 송출하는 제2전류센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전자제어장치는 상기 제2전류센서로부터 입력된 전류값이 상기 제2모터로 송출된 목표전류값과 다른 경우 상기 제2모터로의 목표전류값 제어신호 송출을 중지하고, 상기 제1모터로 송출되는 목표전류값을 증대시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워 스티어링 시스템.
KR1020120011738A 2012-02-06 2012-02-06 하이브리드 파워 스티어링 시스템 KR20130090527A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120011738A KR20130090527A (ko) 2012-02-06 2012-02-06 하이브리드 파워 스티어링 시스템
DE102013001968.0A DE102013001968B4 (de) 2012-02-06 2013-02-05 Hybrides Servolenkungssystem
US13/760,861 US9022167B2 (en) 2012-02-06 2013-02-06 Hybrid power steering system
CN201310047612.1A CN103241286B (zh) 2012-02-06 2013-02-06 液压助力转向***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120011738A KR20130090527A (ko) 2012-02-06 2012-02-06 하이브리드 파워 스티어링 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130090527A true KR20130090527A (ko) 2013-08-14

Family

ID=48794729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120011738A KR20130090527A (ko) 2012-02-06 2012-02-06 하이브리드 파워 스티어링 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9022167B2 (ko)
KR (1) KR20130090527A (ko)
CN (1) CN103241286B (ko)
DE (1) DE102013001968B4 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180045236A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 주식회사 만도 자동차 조향장치

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5772294B2 (ja) * 2011-06-28 2015-09-02 いすゞ自動車株式会社 パワーステアリング装置
ITTO20110795A1 (it) * 2011-09-07 2013-03-08 Cnh Italia Spa Veicolo sterzabile
CN103407487A (zh) * 2013-08-15 2013-11-27 杭州世宝汽车方向机有限公司 节能转向液压助力***
CN103552596B (zh) * 2013-10-11 2016-09-14 国家电网公司 一种机动车转向助力***
US9346489B2 (en) * 2013-10-21 2016-05-24 Steering Solutions Ip Holding Corporation Steering system with magnetic torque overlay
CN103557310B (zh) * 2013-11-11 2016-08-24 北京航天发射技术研究所 方向机
EP2896547B1 (en) * 2014-01-17 2016-11-02 Ognibene Power S.P.A. A steering system for heavy vehicles
US9529347B2 (en) * 2014-08-28 2016-12-27 Caterpillar Inc. Operator assistance system for machine
CN104908807A (zh) * 2015-07-13 2015-09-16 北汽福田汽车股份有限公司 一种转向***降噪减振装置
US10005488B2 (en) * 2015-12-18 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Electrically controlled steering assistance actuator
US9789900B2 (en) 2015-12-30 2017-10-17 Automotive Research & Testing Center Modular steering system
CN105882742B (zh) * 2016-04-18 2019-03-19 浙江吉利控股集团有限公司 一种汽车多级转向***及应用该***的汽车
CN106043421A (zh) * 2016-07-08 2016-10-26 汤广禹 一种新型汽车转向辅助装置
CN106218712B (zh) * 2016-08-29 2018-05-04 湖州思达机械制造有限公司 用于收割机的转向液压装置
JP6686967B2 (ja) * 2017-05-29 2020-04-22 トヨタ自動車株式会社 パワーステアリング装置
CN107310624A (zh) * 2017-07-19 2017-11-03 苏州青飞智能科技有限公司 一种电液混合式无人驾驶汽车转向***
CN107416017A (zh) * 2017-08-08 2017-12-01 豫北转向***股份有限公司 一种轻型卡车用电子控制液压转向***
CN107738759B (zh) * 2017-11-13 2023-12-01 山东太古飞机工程有限公司 飞机发动机整流罩拆除及安装用加力器
KR102496257B1 (ko) * 2017-12-19 2023-02-08 현대자동차주식회사 전동식 오일펌프 제어방법
US10518802B2 (en) 2017-12-27 2019-12-31 Automotive Research & Testing Center Method for controlling a power steering system of a road vehicle
KR102623900B1 (ko) * 2018-11-23 2024-01-12 에이치엘만도 주식회사 전동식 동력 보조 조향장치
DE102019127965B4 (de) * 2019-10-16 2023-09-28 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Lenkgetriebe für ein elektromechanisches lenksystem für ein fahrzeug und elektromechanisches lenksystem für ein fahrzeug
CN110588769B (zh) * 2019-10-21 2020-07-28 清华大学 一种线控转向***及其控制方法
CN116323369A (zh) 2020-07-16 2023-06-23 克诺尔转向***日本有限公司 转向装置的制造方法
CN113147888B (zh) * 2021-04-26 2023-04-04 徐州重型机械有限公司 转向器、助力转向***及起重机
KR20230021931A (ko) * 2021-08-06 2023-02-14 에이치엘만도 주식회사 전동식 동력 보조 조향장치
CN113635967B (zh) * 2021-09-17 2022-04-26 山东蓬翔汽车有限公司 一种重型汽车节能型液压助力转向***的控制方法
DE102021127521A1 (de) 2021-10-22 2023-04-27 Voith Patent Gmbh Ansteuerung Lenkhilfepumpe

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0156433B1 (ko) * 1995-09-19 1998-10-15 석진철 전유압조향시스템의 비상조향장치
DE19859806B4 (de) * 1998-12-23 2005-03-31 Daimlerchrysler Ag Lenksystem für Kraftfahrzeuge
DE29915179U1 (de) * 1999-08-30 2000-01-05 Trw Fahrwerksyst Gmbh & Co Lenksystem für ein Fahrzeug
DE10101827A1 (de) * 2001-01-17 2002-07-18 Daimler Chrysler Ag Lenkanordnung für Kraftfahrzeuge
US6546322B2 (en) * 2001-07-11 2003-04-08 Trw Inc. Method of controlling a vehicle steering apparatus
DE112004001258B4 (de) * 2003-07-09 2012-02-02 Trw Automotive U.S. Llc Vorrichtung zum Verschwenken lenkbarer Räder eines Fahrzeugs
DE102004044729A1 (de) * 2003-09-18 2005-04-21 Hitachi Unisia Automotive Ltd Hilfskraftlenkungssystem
DE10351618B4 (de) 2003-11-05 2011-06-09 Man Nutzfahrzeuge Ag Nutzfahrzeuglenkung
JP4453429B2 (ja) * 2004-04-20 2010-04-21 株式会社ジェイテクト 油圧式のギア比可変パワーステアリング装置
US7617906B2 (en) * 2005-10-14 2009-11-17 Trw Automative U.S. Llc Hydraulic steering system with a variable flow device
JP4902309B2 (ja) * 2006-10-13 2012-03-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 ステアリング装置
CN101397031A (zh) * 2007-09-27 2009-04-01 比亚迪股份有限公司 液压助力转向***
US8483910B2 (en) * 2008-09-18 2013-07-09 Trw Automotive U.S. Llc Method of controlling a vehicle steering apparatus
JP2010143241A (ja) 2008-12-16 2010-07-01 Hitachi Automotive Systems Ltd 操舵制御装置
DE102009010878A1 (de) 2009-02-27 2009-10-08 Daimler Ag Betreiben eines hybriden Lenksystems eines Kraftfahrzeuges
KR20120011738A (ko) 2010-07-30 2012-02-08 삼성전자주식회사 패킷 기반의 무선 통신 시스템에서 재할당을 위한 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180045236A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 주식회사 만도 자동차 조향장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20130199865A1 (en) 2013-08-08
CN103241286A (zh) 2013-08-14
DE102013001968A1 (de) 2013-08-08
US9022167B2 (en) 2015-05-05
CN103241286B (zh) 2015-08-19
DE102013001968B4 (de) 2022-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130090527A (ko) 하이브리드 파워 스티어링 시스템
KR101405603B1 (ko) 자동차의 전동식 동력 보조 조향장치
KR102613788B1 (ko) 자동차 조향장치
US20130032430A1 (en) Electrically-assisted parallelogram power steering system
US20100152971A1 (en) Steering control apparatus
JP6118064B2 (ja) 商用ハイブリッド電動操舵装置とその制御による性能および燃費改善方法
JP4941651B2 (ja) ステアリング装置
JP4485802B2 (ja) 油圧式サーボ操舵装置
JP2014227042A (ja) パワーステアリング装置
KR102634689B1 (ko) 토크 오버레이 조향 장치
EP3042827A2 (en) Steering system having dual steering ratios
KR20120116479A (ko) 차량의 능동 스티어링을 위한 장치 및 이 장치를 구비하는 스티어링 기구
CN113147888B (zh) 转向器、助力转向***及起重机
CA2535937A1 (en) Front to rear steering system mechanical linkage assembly
CN109987135B (zh) 用于重型车辆的转向***
KR101042401B1 (ko) 차량의 독립형 ｓｂｗ 조향 장치
CA2922742A1 (en) Zero waste color change system
US20100072738A1 (en) Steering System
KR102174602B1 (ko) 자동차의 조향장치
KR20110125778A (ko) 자동차의 동력보조기 및 이를 포함하는 자동차의 동력 보조 조향장치
CN104670311B (zh) 用于车辆的遥控转向***及具有该遥控转向***的车辆
CN104670299B (zh) 用于车辆的遥控转向***及具有该遥控转向***的车辆
CN220009885U (zh) 转向助力组件、转向***以及车辆
CN112896291B (zh) 一种复合齿轮齿条式主动转向***及其控制方法
KR20070051590A (ko) 자동차의 능동 전륜 조향장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application