KR0152253B1 - 파워 스티어링장치의 조향력 제어장치 - Google Patents

Abstract

유압반력제어밸브의 스풀의 입구압과 반력압에 대응한 피드백제어를 간단한 구성에 의해 가능하면 적정한 조향력 특성을 얻는 것을 목적으로 한다.

유압반력제어용 스풀밸브(13)의 밸브구멍(12)에 공급포트(20), 유압반력(15)의 반력포트(21), 배출포트(22)를 개구시킨다. 스풀(30)은, 각 포트 사이를 연통가능한 제1, 제2의 가변 스로틀부(R1), (R2)를 보유하고, 또 전자 솔레노이드(14)와 코일스프링(44)에 의해서 미끄럼동작이 가능하게 설치된다. 제1, 제2의 가변스로틀부(R1),(R2)와 직력접속되는 고정스로틀부(40)를 제2의 가변 스로틀부(R2)에서 부터 배출포트(22)에 이르는 복귀측 통로(41),(42), 특히, 스풀(30)의 지름방향에 설치된 통로홀(41)에 설치한다.

Description

파워 스티어링장치의 조향력 제어장치

제1도는 본 발명에 관한 파워 스티어링장치의 한 실시예를 표시하는 것으로 유압반력제어용 스풀밸브의 주요부 구성을 유압회로를 포함하여 표시한 주요부의 단면도이다.

제2도는 제1도의 유압반력식의 조향력 제어장치를 사용한 파워 스티어링장치 전체의 유압회로도이다.

제3도는(a)는 본 발명에 의한 유압반력제어용 스풀밸브에서의 입력압에 대한 반입력압특성을 (b)는, 입력토크에 대한 출력토크의 특성을 표시하는 특성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 조향력제어장치 11 : 하우징

12 : 밸브구멍 13 : 유압반력제어용 스풀밸브

14 : 전자 솔레노이드(전기적 엑츄에이터) 14a : 가동로드

15 : 유압반력실 20 : 공급포트

21 : 반력포트 22 : 탱크포트

23,31,32,33 : 고리형상 홈 30 : 스풀

34 : 제1랜드부 34a : 테이퍼형상 챔버

35 : 제2랜드부 35a : 테이퍼형상 챔버

40 : 고정스로틀 밸브 41 : 통로홀

42 : 스풀내의 연통홀 43 : 저압실

44 : 코일스프링 P: 펌프

T : 탱크 PS : 파워 스티어링장치

R1,R2:가변 스로틀부,

본 발명은 파워 스티어링장치에 있어서 유압반력기구를 차량의 주행속도, 조향각도 등과 같은 각종 주행조건에 따라 제어하여, 필요로 하는 조향력을 얻기 위한 조향력제어장치에 관한 것이다.

자동차의 핸들 조작력(조향력)을 경감하기 위한 파워 스티어링에 있어서 차량의 주행속도, 조향각도 등과 같은 각종 주행조건에 대응하여 조향력제어를 유압반력기구를 이용해서 실시하는 조향력제어장치가 종래부터 여러 가지로 제안되고 있다.

즉, 이 종류의 조향력 제어장치는 차량정차시나 저속주행시에는 반력유압을 최소한으로 해서 경쾌한 조향조작을 가능하게 하고, 고속주행시에는 반력유압을 증대시켜서 핸들에 조향감각을 무겁게하고, 직진시의 안정성을 확보하기 위해 이용되었다. 이와 같은, 조향력제어는 파워 스티어링장치에 있어서의 입·출력측을 반력유압의 크기에 대응해서 선택적으로 구속하는 반력플런저에 의해, 상대적으로 회동시키거나 구속하도록 행해진 것이 있다.

이러한 종류의 유압반력 기구로서는, 기구에서 반력유압을 펌프로부터 유로 전환밸브를 통하여 파워실린더에 도달해서, 주유압 통로의 일부로부터 분류하여 사용하고, 이를 유압반력제어용 스풀밸브로 제어하고, 반력플런저를 가동하기 위해 유압반력실로 하는 구성으로 한 것이, 예를 들면 특개소 61-105273호 공보, 특개소 61-132466호 공보, 특개소 63-68467호 등에 의해서 종래에 여러 가지로 제안되었다.

이와 같은 종래장치에서는, 유압반력제어용 스풀밸브를 차속센서 또는 조향각센서나 토크센서 등으로 부터의 검출신호에 따라 콘트롤러의 출력 전류로부터의 필요한 작동력을 발생시킬 수 있는 솔레노이드나 스터핑 모터 등의 전기적인 엑츄에이터를 이용하여 작동시키고 있다. 이에 따라, 유압반력기구를 전자제어에 의해 적절하고 확실하게 작동시켜 차속이나 조향상황에 대응해서 조향력제어를 필요한 상태로 실시해 왔다.

상술한 바와 같이 유압반력에 의해 조향력 제어를 행한 종래장치에 있어서, 유압반력제어용 스풀밸브는, 적당한 위치에 랜드부를 구비한 스풀과, 이들을 자유자재로 미끄럼하게 지지하는 하우징 또는 슬리브(sleeve)에 밸브구멍과 이 밸브구멍의 적당한 위치에 개방된 펌프에서의 압유를 유도하는 공급포토, 유압반력실에 접속된 반력포트 또는, 탱크측에 압유를 환류(還流)시켜 탱크포트와, 이들 각 포트를 선택적으로 접속하는 제1, 제2의 가변 스로틀부를 개폐하도록 스풀을 작동시키는 엑츄에이터 등으로 구성되고, 이 경우에 있어서 이하와 같은 문제가 발생한다.

즉, 종래의 유압반력제어용 스풀밸브에 있어서의 스풀은 일단측에 액츄에이터에 있는 전자 솔레노이드 등이 자유자재로 진퇴작동하도록 작동단이 접촉하고, 다른타단이 탄성수단으로 있는 스프링에 의해 밀어올려져서 탄성지지되었다. 그리고, 솔레노이드작동단에 눌려지는 것으로, 스풀이 스프링에 저항해서 축선방향으로 이동하거나 솔레노이드 작동단의 후퇴로 스프링의 작용에 의해 이동하도록되어 있다. 이 솔레노이드의 작동시에 제1, 제2의 가변 스로틀부가 개폐되어 유압반력실에 도달해서 반력유압을 펌프측의 공급포트 또는 탱크측의 탱크포트로의 선택적인 접속에 의해서 제어하고, 필요한 조향만력을 얻는다.

그러나, 이와 같은 종래의 스풀밸브는, 파워스티어링장치의 조향시에 펌프로부터 공급되는 공급측의 압유압력이 상승하여, 공급포트를 통하여 유입되는 입구압이 상승한다. 상기한 입구압에 비례해서 반력압이 증가하고, 조향자(操向者)에 의해 취해지는 조향력이 급격히 증가되어 버리는 문제가 있다. 이것은, 입구압의 상승에도 불구하고 솔레노이드에 의해 제어되는 스풀의 위치는 변화시키지 않고, 결과적으로 반력포트에 도달되는 압유 즉, 반력압이 상승하는 것을 피할 수 없기 때문이다.

특히, 이와 같은 문제는 솔레노이드 등의 제어부에 고장, 결함 등이 발생하고, 차속 등의 조건 등에 의하지 않고, 고속주행시 유압반력이 얻어지는 특성인 경우에는 조향력이 상당히 무겁게 되어, 조향조작이 상당히 어렵게 되어 버린다.

이와 같은 문제가 발생하지 않도록 하기 위하여, 유압반력제어용 스풀밸브에 있어서 스풀 또는 이를 지지하는 밸브구멍에 계단부를 설치하여, 발생하는 반력압에 대응해서 계단부분에서의 면적차에 의한 추진력으로 스풀을 닫는 방향 즉 펌프로부터의 공급포트와 반력포트와의 사이를 막는 방향으로 작동시켜서, 반력압의 증가를 억제하기 위한 구성으로 한 것이, 예를 들면 일본국 특개평 4-254257호 등에 의해 제안되어 있다.

그러나, 이와 같은 계단부를 지니는 스풀밸브를 구성할 때에는, 계단의 직경을 0.2mm정도로 해야만 하고, 스풀, 밸브구멍 등의 가공성이나 가공정밀도의 측면에서 문제가 발생한다고 하는 불합리한 점이 있다.

본 발명은 이와 같은 사실에 착안한 것으로, 유압반력제어용 스풀밸브에 있어서의 스풀을 그 작동에 의해 얻어지는 입구압과 반력압에 대응하여 피드백제어하기위해서 적당한 조향력 특성을 얻는 일이 가능하게 되게 간단한 구조로 하여 가공성, 가공정밀도 등의 측면에서 우수한 파워 스티어링장치의 조향력제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 필요에 의해 본 발명에 관한 스티어링장치의 조향력제어장치는 유압반력제어용 스풀밸브를 구성하는 스풀의 작동에 대응해서 유압반력실로의 반력포트가 펌프로부터의 공급 포트, 탱크로의 탱크포트에 선택적으로 연통하기 위해서 개폐되는 것에 의해 유압반력실로의 반력유압을 얻기 위해 제1 및 제2의 가변 스로틀부를 구비하고, 이들 제1, 제2의 가변 스로틀부와 직렬접속되는 고정스로틀부를 제2의 가변 스로틀부로 부터 탱크포트에 도달하여 복귀측 통로의 일부에 설치하는 것이 가능하다.

또, 본 발명에 관한 파워 스티어링장치의 조향력제어장치는, 유압반력제어용 스풀밸브의 스풀양단에 액츄에이터작동단과 코일스프링을 배치하고, 또, 이 스풀외주부의 축선방향을 따라 공급 포트가 개방하는 고리형상 홈, 반력포트가 개방하는 고리형상 홈 및 탱크포트가 접속되는 고리형상홈을 형성하고, 이들 고리형상 홈사이에 스풀의 작동에 대응하여 반력유압을 얻기 위한 제1, 제2의 가변 스로틀부를 형성함과 아울러, 그 탱크포트측의 고리형상 홈을 탱크에 접속하는 복귀측 통로에있는 스풀의 지름방향으로의 통로홀, 스풀내에서 축선방향으로의 연통홀, 밸브구멍내에서 토출포트가 개방하는 코일스프링 배치실에 있어서의 스풀통로홀 등에 고정스로틀부를 설치한 것이다.

본 발명에 의한 제2의 가변 스로틀부로 부터 복귀통로의 일부, 특히 스풀의 지름방향으로의 관통홀에 설치된 고정스로틀부의 전, 후에서의 압력차에 의해서, 공급포트로 부터 유입하는 펌프측 압유의 압력이 상승한 때에, 이 스풀을 밸브의 닫힌 방향 즉, 펌프로 부터의 공급포트와 반력포트와의 사이를 막는 방향으로 작동시키도록 하는 피드백력을 부여하는 것이 가능하므로, 이들에 미치는 피드백제어에 의해서 입구압이 상승하더라도 반력압의 상승을 억제하여, 그 상한치의 제어가 실시되는 결과로 적당한 반력압에 도달하는 필요한 조향력 특성을 얻을 수 있다.

제1도 및 제2도는 본 발명에 관한 파워 스티어링 장치의 조향력제어장치의 한 실시예를 표시한다.

제1도에 있어서는 유압반력제어를 실시하는 조향력제어장치를 구성하는 스풀밸브기구부 및 이들과 관계하는 유압회로부분만을, 제2도는 그 유압회로의 개략적인 구성을 표시하고, 그 이상의 구성 등에 관해서는 주지사항이기 때문에 구체적인 설명은 생략한다.

또, 제1도에 있어서 중심선으로부터 하반부는 조향력제어장치를 구성하는 스풀밸브의 저속주행시의 상태를, 상반부는 고속주행시의 상태를 표시한 것이다. 도면에서 참조부호(10)은 파워 스티어링장치에 있어서의 조향력 제어장치로, 이 조향력제어장치(10)는 하우징(11)내부에 성형한 밸브구멍(12)내에 부착되는 조향반력제어용 스풀밸브(13)와, 이 스풀밸브(13)의 작동제어용 엑츄에이터로 되는 전자솔레노이드(sol)(14) 등에 의해서 구성되어 있다. 여기에서 도면의 참조부호(15)는, 도면에 표시를 생략한 파워 스티어링장치의 입·출력축간에 조향반력을 부여하는 반력피스톤에 유압반력을 작용시키는 유압반력실이고, 또 P는 파워스티어링장치에 있어서 콘트롤 밸브나 파워실린더(도면의 PS로 표시함)에 압유를 제공하는 오일펌프이고, T는 오일탱크이다. 참조부호(20),(21)는 상기한 밸브구멍(12)의 축선방향을 따라 간극을 두고 3개소에 개방하도록 하우징(11)에 성형되는 공급포트, 반력포트 및 탱크포트로 되어 있다. 즉, 공급포트(20)는 펌프(P)로 부터의 압유를 공급하는 포트이고, 반력포트(21)는 유압반력실(15)과 연통되는 반력유압을 이송하기 위한 포트이고, 탱크포트(22)는 복귀측의 압유를 되돌리기 위해 탱크(T)에 도달하는 포트이다.

여기에서, 상기한 압유 공급포트(20)은 밸브구멍(12)의 내벽면에서 축선방향의 약 중앙부분으로 개방되고 또, 그 전자 솔레노이드(14)의 가까운 부분에는, 반력포트(21)가 밸브구멍(12)으로의 개방끝부분에 형성된 고리형상홈(23)을 통하여 개방하고 있다. 더욱이 밸브구멍(12)에 있어서 전자 솔레이드(14)와 반대측의 끝부분 근처부분에는, 탱크포트(22)가 개방하여 형성되어 있다.

참조부호(30)은 상기한 밸브구멍(12)내에서 미끄럼동작이 가능하게 설치된 스풀로써, 이 스풀(30)의 외주부에는 상기한 밸브구멍(12)의 내벽부측의 고리형상홈(23)과 대향하는 고리형상홈(31)이 형성됨과 아울러, 그 축선방향의 양측에 고리형상홈(32),(33)이 형성되어 있다. 또, 상기한 전자 솔레노이드(14)의 반대측의 고리형상홈(32)에는, 상기한 펌프(P)로 부터의 압유를 공급하는 공급포트(20)가 다다르기 때문에 개방되어 있다. 또, 전자 솔레노이드(14)측의 고리형상홈(33)은, 뒤에 설명하는 고정스로틀부(40)을 보유하는 통로홀(41) 및 스풀(30)내로 축선방향을 따라 형성되는 연통홀(42)을 통하여 상기한 전자 솔레노이드(14)와 반대측의 끝부에 형성되는 저압실(43)로 개방되어 있는 탱크포트(22)를 통하여 탱크(T)에 접속되어 있다.

또, 이 저압실(43)에는, 스풀(30)을 전자 솔레노이드(14)측으로 이동시키는 탄성수단으로서의 코일 스프링(44)이 배설되어 있다. 그리고, 상기한 고리형상홈(31)과 그 양측의 고리형상 홈(32),(33)과의 사이에는 제1, 제2의 랜드부(34),(35)가 설치되어 있다. 이들 랜드부(34),(35)에는, 스풀(30)의 이동에 짝을 이뤄 공급포트(20)와 반력포트(21), 반력포트(21)와 탱크포트(22)를 선택적으로 연통하기 위한 테이퍼형상 챔버부 (34a),(35a)와 축선방향에 따른 면으로 된 주면부 (34b),(35b)가 형성되고, 이들에 의해 스풀(30)의 작동에 대응하여 한쪽이 확대될때에 다른 쪽이 축소되는 기능을 하는 제1, 제2의 가변 스로틀부(R1),(R2)가 구성되어 있다.

또, 이와 같이 제1, 제2의 가변 스로틀부(R1),(R2)를 형성하는 랜드부(34),(35)의 형상으로서는 제1도에 표시되어 있는 테이퍼형상 챔버부(34a),(35a)와 그 축선방향으로 향하는 면으로 된 주면부(34b),(35b)에 미치는 대개 다른 주방향의 수개소에 챔버를 절결하여 형성된 것, 혹은 테이퍼 형상 챔버만으로 형성된 것 등을 적정선택하여 사용하는 것이 좋다. 또, 이 스풀(30)은, 탱크(T)에 연통하는 탱크포트(22)가 개방하는 저압실(43)측의 좌측끝부호 부터 코일스프링(44)에 의해 도면중 좌측(솔레노이드(14)측)으로의 장력이 부여되고, 더욱이 그들과 대향하는 우측의 끝부에는 이 스풀(30)을 차속등 차량의 주행조건에 대응하고 상기한 코일스프링(44)와 협동하여 진퇴작동시키는 것에 의해 유압반력실(15)로의 반력유압을 제어하는 전기적 엑츄에이터인 전자 솔레노이드(14)의 가동로드(14a)선단부가 엑츄에이터 작동단과 접촉한다.

또, 전자 솔레노이드(14)의 가동로드(14a)의 회전에서 스풀(30)의 우측부와의 사이에 형성되는 솔레노이드측실(45)은, 스풀의 우측단부의 랜드부(46)에 형성되는 연통홈(47)에 의해서, 상기한 탱크(T)측에 접속되는 고리형상 홈(33)과 연통되고, 이 솔레노이드실 내의 압력이 스풀(30)의 작동에 영향받지 않도록 되어 있다. 이와 같은 연통홈(47)으로서는, 랜드부(46)의 주방향에 적당한 간격을 둔 절결홈, 관통홀 혹은 이 랜드부(46)를 소경으로 하는 것에 의해 형성하는 것이 가능하다. 그러나, 이 랜드부(46)의 외주를 밸브구멍(12)과 동일한 직경으로 하면, 스풀(30)의 작동의 측면에서는 유리하다.

상기한 구성에 따르면, 정차중 이나 저속주행시에는, 전자 솔레노이드(14)의 가동로드(14a)가 돌출된 형태로 하고, 이들에 의해 스풀(30)은 코일스프링(44)의 장력을 극복하여 제1도의 중심선 하반부로 위치되어 있다. 이때, 펌프(P)로부터의 압유는 공급포트(20)에서부터 밸브구멍(12)내로 스풀(30)의 공급포트측의 고리형상 홈(32)에 유입하지만, 제1의 가변 스로틀부(R1)가 닫힌 형상으로 있어 반력포트(21)측의 고리형상 홈(31),(23)측에는 흐르지 않던가, 흘러도 약간만 흐른다. 또 이 반력포트 측의 고리형상홈(31),(23)부분의 압유는, 제2의 가변 스로틀부(R2)가 개방되는 것에서 부터 복귀측의 고리형상 홈(33), 뒤에 설명하는 고정스로틀부(40)를 보유하는 통로홀(41), 스풀(30)내의 연통홀(42)를 통해서 코일스프링(44)을 배설한 저압실(43)에 도달하여, 탱크포트(22)에서 부터 탱크(T)로 환류한다. 한편, 고속주행시에 있어서, 전자 솔레노이드(14)의 가동로드(14a)의 돌출량이 큰 모양이고, 스풀(30)은 코일스프링(44)의 장력에 의해 도면의 우측으로 이동하여 도면의 중심선 상반부에 표시하는 상태로 된다.

이와 같이, 펌프(P)에서 부터의 압유는, 공급포트(20)에서 부터 고리형상홈(32)부분, 더욱이 개방되어 있는 제1의 가변 스로틀부(R1)를 흘러서, 반력포트측의 고리형상홈(31),(23)부분에 도달하고, 동시에 제2의 스로틀부(R2)가 약간 열리는 것만큼 닫힌 상태로 되는 것으로 부터 반력포트(21)을 통하여 유압반력실(15)로의 반력압에 상승하여 필요한 조향반력을 얻어 조향력을 저속시에 비해 무겁게하여 주행안정성을 확보한다.

또, 반력포트측의 고리형상홈(31),(23)의 압유는, 제2의 스로틀부(R2)의 간극사이를 통하여 복귀측의 고리형상홈(33), 스풀(30)내의 통로홀(41), 연통홀(42), 거듭하여 스풀(30)의 좌단측의 저압실(43)을 통하여 탱크포트(22)에서 부터 탱크(T)로 복귀하는 것이다.

본 발명은, 상기한 구성에 의한 유압반력용제어 스풀밸브(13)에 있어서, 펌프(P)로 부터의 공급포트(20)에서 부터 유압반력실(15)로의 반력포트(21)로의 반력유압을 제어하는 제1, 제2의 스로틀부 (R1),(R2)(공급측, 복귀측의 가변 스로틀부)를 통하여 탱크(T)로의 탱크포트(22)에 도달하여 복귀측의 고리형상홈(33), 동로홀(41), 연통홀(42), 저압실(43)의 일부, 본 실시예에서는, 스풀(30)의 고리형상홈(33)에서 부터 연통홀(42)로 향하여 지름방향에 형성한 통로홀(41)의 적어도 일부를 소경으로 형성하는 것에 의해 고정스로틀부(40)를 형성하는 것을 특징으로한다.

즉, 본 발명은 유압반력실(15)로의 반력유압을 제어하는 제1, 제2의 가변 스로틀부(R1),(R2)에 직렬하는 탱크(T)로의 복귀통로에 고정스로틀부(40)를 설치하고, 공급측의 유압상승에 비례하여 반력압이 증대되는 경우에 복귀측의 고정스로틀부(40)의 전,후의 압력차를 이용하여 도면의 화살표F로 표시하는 작용력을 소위 피드백으로서 스풀(30)에 부여하는 것이다. 그리고, 이 피드백으로서의 힘에 의해, 스풀(30)을 코일스프링(44)을 보유하는 저압실(44)측으로 눌러서 복귀하는 것에의해, 스풀(30)의 제1의 랜드부(34)와 밸브구멍(12)의 반력포트(21)로 연통하는 고리형상홈(23)에서 형성되는 제1(공급측)의 가변 스로틀부(R1)를 제1도에서 중심선 상반부에 표시된 열린상태로 부터 스로틀방향으로 눌러서 복귀하고, 그 결과로서 반력압의 상승을 억제시켜 조향력이 지나치게 무거워지는 것을 방지하는 것이 가능하다. 여기에서 상술한 스풀밸브(13)에 있어서 공급포트(20)의 고리형상홈(32)부분에서의 입구압을 Pp, 반력포트(21)의 고리형상홈(31),(23)부분에서의 반력압을 Pr, 제2의 가변 스로틀부(R2)의 하류측에서 고정스로틀부(40)로 인한 상류측에 있는 고리형성홈(33)부분에서의 반력을 P1, 이 고정스로틀부(40)의 하류측에서 탱크포트(22)측의 저압실(43)에서의 탱크압을 Pt로 하면, 스풀(30)에는 이하와 같은 작용력이 더해진다.

즉, 스풀(30)은 밸브구멍(12)내에서 전자 솔레노이드(14)의 가동로드(14a)선단과 코일 스프링(44)과의 사이에서 결정된 위치, 또는 제1도의 중심선 상반부의 위치상태로 지지시킨다. 이 상태에 있어서, 파워스티어링이 실시되는 것에 의해서 공급포트(20)측의 입구압(Pp)이 상승하고, 펌프(P)에서 부터의 압유는 제1의 가변스로틀부(R1)의 열린정도에 따라서 반력포트(21)측으로 흐르고, 반력압(Pr)도 상승하는 것으로 이루어진다.

이 상태에 있어서, 스풀(30)의 전체에 작용되어 있는 반력밸런스(blance)를 생각해서, 스풀(30)의 복귀측통로, 통로홀(41)에 설치한 고정스로틀부(40)의 전,후에서의 압력차(P1-Pt)가 스풀(30)이 우입단측에 도면의 화살표로 표시하는 것과 같이 작용하는 것으로 이루어진다. 이것에 의해 스풀(30)은, 이 압력차(P1-Pt)와 스풀(30)의 단면적과의 크기에서 얻어지는 작용력(F)를 피드백으로해서, 도면중 살표방향으로 누르고, 코일스프링(44)의 장력에 의해 이동하는 것으로 이루어진다. 이와 같은 피드백으로서의 힘이 작용하면, 제1의 가변 스로틀부(R1)가 교축되는 것에 의해 스풀(30)이 이동하고, 이것에 의해 입구압(Pp)의 상승분을 차단해서 반력압(Pr)을 소정의 압력으로 유지하는 것이 가능하다. 그런데, 상술한 스풀(30)로의 피드백력을 얻기 위해 고정스로틀부(40)의 상류측압력(P1)은 제2(복귀측)의 가변 스롤틀부(R2)와 고정스로틀부(40)과의 관계에 있어서 결정되므로 필요에 따라 적절히 선택하여 구성하는 것이 좋다.

또, 이와 같은 구성에 의해 조향력제어용 스풀밸브(13)를 사용하는 경우의 입구압에 대응하는 반력압(조향반력)의 특성을 제3도의 (a)에, 입력토크에 대응하는 출력토크의 특성을 제3도의 (b)에 표시하였다. 즉, 제3도의 (a)에 있어서 파선a는 종래의 스풀밸브에 있어서 반력압의 제어상태를 표시하며, 입력압의 상승에 비례하여 반력압이 상승하고 있지만, 본 발명에 있어서는, 도면중 실선b로 표시하는 것과 같이, 입력압이 상승하여도 반력압의 상승을 억제하며, 그 상한값을 소정의 값이하로 제어하는 것이 가능하다.

또, 제3도의 (b)에 있어서는, 도면중 파선C로 표시하는 것은 종래의 고속주행시의 특성을 표시하며, 입력토크에 비례하여 출력토크가 증가하고 있지만, 본 발명에있어서는 입력토크가 증가되면 이에 배가(倍加)하여 출력토크가 증가되는 특성을 보유하여 조향력제어장치로서의 특성으로 발휘하는 것이 가능하다. 또 도면중 e는 저속주행시에 있어서 입력토크에 대응하는 출력토크의 특성을 표시하고 있다.

그런데, 이와 같이 본 발명에 의해 작용효과를 얻기 위해서는 이하의 구성을 사용하는 것이 필요하다. 즉, 스풀(30)에 있어서 제1의 가변 스로틀부(R1)는 정차시나 극 저속주행시에는 가급적 완전히 닫히는 것이지만, 조향반력을 발생시키지 않는 핸들조작을 가볍게 한 후의 조건이 된다. 또, 제2의 가변 스로틀부(R2)는 향상 소량이 유압이 흐르는 구성으로 하는 것이 조건으로 된다.

또, 상술한 제2의 가변 스로틀부(R2)를 형성하는 스풀(30)의 랜드부(35)에서의 챔버(35a)는, 상술한 것과 같이 적절한 형상을 선택하는 것이 가능하지만, 예시하면 이 랜드부(35)를 밸브구멍(12)보다도 소경으로서 항상 소정량의 압유가 흐르는 것과 같이 간극을 형성하는 것도 가능하게 되어 있다. 또, 이들에 대신해서 스풀(30)의 이동에 의하여 챔버부는 닫는 것과 같이 되지만, 이 상태에서도 외주부의 일부에 형성한 홈 또는 구멍에 의하여 소정량의 압유가 흐르는 통로를 형성하는 것도 좋다.

이상의 구성에 의해 조향력제어장치에 있어서는 반력유압을 얻기 위해 제1, 제2의 가변스토틀부(R1),(R2)의 복귀측 통로의 일부에 고정스로틀부(40)를 설치하여 고속주행시의 조타시에 있어서 피드백제어를 실시하지 않고, 유압반력의 상승의 상한치를 설정해서 제어하는 것이 가능하고, 이들에 의해 유압반력에 미치는 조향력제어를 간단히 하는 동시에 적절하게 실시한 후에 효과를 발휘하는 것이 가능하다.

특히, 상술한 구성에 있어서는, 파워스티어링 장치(PS)의 입구압에 대응하는 압력비(반력압/PS압)가 각각 천천히 감소하게 되고, 조향토크의 증대도 억제되는 현실에 있어서 바람직한 조향력제어가 가능하다.

또, 상술한 구성에서는, 1개의 고정스로틀부(40)를 소경의 구멍으로 가공하는것에 의해 형성하기 때문에 가공이 간단하고, 가공정밀도도 증가되는 이점이 있다. 또, 본 발명은 상술한 실시예의 구조에 한정시키지 않고 파워스티어링장치(파워스티어링시스템 본체부)를 시작으로 유압반력기구의 조향력제어장치(10)에 있어서 각부의 형태, 구조 등을 적절하게 변형, 변경할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

예컨데, 상술한 실시예에서는, 유압반력에 의해 조향력제어용 스풀밸브(13)의 주요부분만을 제1도에 표시했지만, 하우징(11)에 따라 밸브구멍(12)의 구체적인 구조나 이 밸브구멍(12)으로의 각 포트(20),(21),(22)의 개방구조 등으로서는 각종의 변형예를 사용하는 것은 자유로 한다. 또, 스풀(30)을 구동하는 엑츄에이터로서도 전자 솔레노이드(14)에 한정하지 않고, 제어신호에 의해서 직선구동이 얻어지는 구동수단이라도 좋다.

또, 상술한 실시예에서는, 스풀(30)의 지름방향에 통로홀(41)의 일부를 소경인 고정스로틀부(40)으로서 형성한 경우를 설명하였지만, 이 통로홀(41) 전체를 소경으로 형성하는 것에 의해 고정스로틀부를 형성하여도 또, 이 스풀(30)의 고리형상 홈(23)으로 부터의 탱크포트(22)가 개방하는 저압실(43)에 이르는 스풀(30)내의 복귀측 통로의 일부일 지라도 상관없이 어느 위치에 설치되어도 좋다.

이상 설명한 것과 같이, 본 발명에 관한 파워스티어링장치의 조향력제어장치에 있어서는, 유압반력제어용 스풀밸브의 스풀의 작동에 대응해서 유압반력실로의 반력포트가 펌프로 부터의 공급포트, 탱크로의 탱크포트에 선택적으로 연통하는 것으로 개폐되는 유압반력시로의 반력유압을 얻기 위하여 제1 및 제2의 가변 스로틀부를 구비하여, 이들 제1, 제2의 가변 스로틀부와 직렬접속되는 고정스로틀부를 제2의 가변 스로틀부에서 부터 탱크포트에 이르는 복귀측 통로의 일부에 설치한 것이어서, 간단한 구성일지라도 구애받지 않고 이하의 것과 같은 우수한 효과를 이룬다.

즉, 본 발명에 있어서는, 유압반력에 의해 조향력제어를 실시함에 있어서 제2가변 스로틀부에서 부터의 복귀측 통로에 설치한 고정스로틀부의 전,후의 압력차에 의해서 공급포트에서 부터 유입하는 펌프측 압유의 압력이 상승할 때, 스풀을 펌프폐쇄방향으로 작동시킨 것과 같은 작용력을 피드백으로서 부여하는 모든 피드백제어에 의해서 입구압이 상승하여도 반력압의 상승을 억제하고, 그 상한값의 제어가 실시된 결과로서 적정한 반력압으로 선택된 필요한 조향력특성을 얻는 것이 가능하다. 그리고, 이와 같은 작용효과가 얻어지는 한편, 종래의 이러한 종류의 피드백제어를 행하기 위해 사용한 대경부와 소경부로 부터 이루어진 스풀 및 밸브홀을 사용한 경우에 비교하면, 약 직선형상으로 되기 때문에 가공성의 측면에서도 우수하다.

다시, 본 발명에 있어서는, 복귀측 통로에 설치된 고정스로틀부의 지름치수를 변화시키는 것에 의해 임의의 피드백량을 변화시키는 것이 가능하다.

따라서, 이와 같은 구성에 있어서는, 핸들조작 등에 의해서 펌프측의 압유의 압력이 증대한 경우의 반력압의 상승문제 방지하고, 이른바 PS 입구압 감응형의 유압반력제어용 스풀밸브를 간이형구조에 의해서 얻는 것이 가능하다.

또, 본 발명에 관한 파워스티어링 장치의 조향력제어장치에 있어서는, 유압반력제어용 스풀밸브에 있어서 엑츄에어터 작용단과 코일 스프링으로 지지되는 스풀의 외주부에 공급포트가 개방하는 고리형상홈, 반력포트가 개방하는 고리형상 홈 및 탱크포트가 접속되는 고리형상홈을 형성하여, 이들 고리형상 홈 사이에 스풀의 작동에 대응한 반력유압을 얻기 위해 제1, 제2의 가변 스로틀부를 형성함과 동시에, 그 탱크포트측의 고리형상홈을 탱크에 접속하는 복귀측 통로의 일부로 된 상태로 스풀의 지름방향으로의 통로홀 등에 고정스로틀부를 설치하는 것에 의해 가공성이나 각부의 가공 정밀도 등이 우수할 뿐만 아니라, 상술한 작용효과를 발휘할 수 있다.

Claims (3)

1. 펌프로 부터의 압유를 차량의 주행조건에 대응하여 제어하는 것에 의해 조향반력을 발생시키는 유압반력실로의 반력유압을 얻기 위한 유압반력제어용 스풀밸브를 구비한 파워스티어링 장치의 조향력제어장치에 있어서, 상기한 스풀밸브(13)를 구성하는 스풀(30)의 작동에 대응하여 유압반력실(15)로의 반력포트(21)가 펌프(P)로부터의 공급포트(20), 탱크(T)에 이르는 탱크포트(22)에 선택적으로 연통하기 위해서 개폐되는 것에 의해, 상기한 유압반력실(15)로의 반력유압을 얻기 위한 제1 및 제2의 가변 스로틀부(R1),(R2)를 구비하고, 이들 제1, 제2의 가변 스로틀부(R1),(R2)와 직렬접속시킨 고정스로틀부(40)를 상기한 제2의 스로틀부(R2)로부터 상기한 탱크포트(22)에 이르는 복귀측 통로의 일부에 설치한 것을 특징으로 하는 파워스티어링 장치의 조향력제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 유압반력제어용 스풀밸브(13)는 차량의 주행조건에 대응하여 진퇴되는 액츄에이터의 작동단이 일단에 접촉하고 또 타단에 코일 스프링(44)이 배치되는 것에 의해 밸브구멍(12)내에서 축선방향을 따라 미끄럼동작이 가능한 스풀(30)을 구비하고, 이 스풀(30)외주면의 코일스프링(44)에서부터 액츄에이터측에 결쳐서, 펌프(P)로부터의 공급포트(20)가 개방되는 고리형상홈(32)과, 유압반력실(15)에 접속되는 반력포트(21)가 개방되는 고리형상홈(31),(23) 및 탱크(T)에 탱크포트(22)를 통하여 접속되는 고리형상홈(33)이 형성되고, 이들 고리형상홈(23),(31),(32),(33)사이에 스풀(30)의 작동에 대응한 반력유압을 얻기 위한 제1 및 제2의 가변 스로틀부(R1),(R2)가 형성되어 있고, 상기한 탱크포트(22)의 고리형상홈(33)은 스풀(30)의 지름방향으로의 통로홀(41). 이 스풀(30)내에서 축선방향으로의 연통홀(42), 밸브구멍(12)내에서 코일스프링(44)를 배설한 타단실에 개방하는 탱크포트(22)를 통하여 탱크(T)에 접속되고, 이 탱크(T)로의 복귀측 통로의 일부에 고정스로틀 밸브(40)를 설치한 것을 특징으로하는 파워스티어링 장치의 조향력제어장치.
3. 제2항에 있어서, 탱크포트(22)측의 고리형상 홈(33)으로부터의 탱크(T)로의 복귀측 통로를 구성하는 스풀(30)의 지름방향으로 향하는 통로홀(41)에 고정스로틀밸브(40)를 설치한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치의 조향력제어장치.