KR0170927B1 - Power steering system for an automobile - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주행중에 타이어의 펑크나 불규칙한 노면의 진동으로 인해 핸들에 충격이 전달되어 급격히 회전되는 경우, 조향모터를 구동시켜 조향핸들을 원래의 위치로 복귀시켜 평형을 유지할 수 있는 차량의 조향핸들 평형 유지장치에 관한 것으로, 조향핸들(38)의 회전력을 감지하는 상부 토오크센서(32)와, 타이어의 펑크 및 노면의 상태에 따라 발생되는 상기 조향바퀴(28)(28')의 쏠림으로 인한 좌우 회전력을 감지하는 하부 토오크센서(34)와, 상기 조향축(36)을 강제 회전 시키는 조향모터(30)와, 상기 상부 토오크센서(32)와 하부 토오크센서(34)에서 각각 입력된 신호(S2)(S3)와 조향각도 신호(S4)를 바탕으로 상기 조향모터(30)를 구동시키는 제어기(40)를 포함한다.The present invention is a steering wheel balance of a vehicle that can maintain the balance by driving the steering motor to return to the original position by driving a steering motor when the shock is transmitted to the handle due to the tire puncture or irregular road vibration during driving Retaining device, the upper torque sensor 32 for detecting the rotational force of the steering wheel 38 and the left and right due to the tilting of the steering wheel 28, 28 'generated according to the state of the puncture and road surface of the tire Signals S2 input from the lower torque sensor 34 for sensing the rotational force, the steering motor 30 for forcibly rotating the steering shaft 36, and the upper torque sensor 32 and the lower torque sensor 34, respectively. It includes a controller 40 for driving the steering motor 30 based on the (S3) and the steering angle signal (S4).

Description

차량의 조향핸들 평형 유지장치Steering wheel balancing device

제1도는 종래의 조향핸들 평형 유지장치의 구성을 설명하는 블록도1 is a block diagram illustrating the configuration of a conventional steering wheel balance maintaining apparatus.

제2도는 본 발명에 따른 조향핸들 평형 유지장치의 구성도2 is a block diagram of a steering wheel balance maintaining apparatus according to the present invention

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

14 : 유압펌프 16 : 오일 공급라인14: hydraulic pump 16: oil supply line

18 : 조향밸브 20 : 동력 실린더18: steering valve 20: power cylinder

22 : 피스톤 30 : 조향모터22: piston 30: steering motor

32 : 상부 토오크센서 34 : 하부 토오크센서32: upper torque sensor 34: lower torque sensor

36 : 조향축 38 : 조향핸들36: steering shaft 38: steering wheel

40 : 제어기40: controller

본 발명은 차량의 조향핸들 평형 유지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 주행중에 타이어의 펑크나 불규칙한 노면의 진동으로 인해 핸들에 충격이 전달되어 급격히 회전되는 경우, 조향모터를 구동시켜 조향핸들을 원래의 위치로 복귀시켜 평형을 유지할 수 있는 차량의 조향핸들 평형 유지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering wheel balance maintaining device of a vehicle, and more particularly, when a shock is transmitted to a steering wheel due to a puncture of a tire or an irregular road surface vibration and is rapidly rotated, the steering wheel is driven by driving the steering motor. The present invention relates to a steering wheel balancing device of a vehicle capable of maintaining balance by returning to an original position.

자동차의 동력조향장치(power steering system)는 기계적 조향장치에 비해 작은 조타력으로도 조향이 가능하며, 고속 주행시 주행안정성 높기때문에 그 사용이 점차 증대되고 있다.The power steering system of a vehicle is capable of steering with a small steering force compared to a mechanical steering apparatus, and its use is gradually increasing because of high driving stability at high speeds.

그러나, 이러한 동력조향장치를 채용한 차량에서는 펑크등에 의해 타이어의 공기압이 급격이 저하되면 핸들이 갑자기 쏠리게 되며, 차량의 차속이 높을수록 쏠림현상은 증대된다. 이것을 방지하기 위한 방안으로, 1995년 8월 18일 자로 공고된 대한민국 특허공보 제95-9213호에 개시된 타이어 펑크시 핸들 평형 유지장치가 있으며, 본 발명의 이해를 돕기 위해 첩부한 제1도를 참조하여 이를 설명한다.However, in a vehicle employing such a power steering device, when the tire air pressure is suddenly lowered due to puncture or the like, the steering wheel is suddenly pulled down, and the higher the vehicle speed, the more the pulling phenomenon increases. In order to prevent this, there is a tire puncture handle balancing device disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 95-9213 published August 18, 1995, see Figure 1 attached to help understand the present invention This will be explained.

제1도는 종래의 조향핸들 평형 유지장치의 구성을 설명하는 블록도로, 이것은 감지부(1)내의 각각의 타이어 공기압 감시센서(2∼5)에서 감지한 타이어 공기압을 신호변환부(6)와 송신부(7)를 통해 차체에 설치된 수신부(8)에 무선 송출하게 되며, 신호 검출부(9)에서 검출된 공기압신호는 제어부(10)로 전달된다.FIG. 1 is a block diagram illustrating the structure of a conventional steering wheel balance maintaining apparatus, which is configured to detect the tire air pressure detected by each tire air pressure monitoring sensor 2 to 5 in the detecting unit 1 and the transmitting unit. Wireless transmission to the receiver 8 installed in the vehicle body (7), the pneumatic signal detected by the signal detector 9 is transmitted to the controller 10.

제어부(10)는 타이어의 압력을 비교 평가하여 타이어의 펑크시에는 액츄에이터(11)를 작동시켜 조향핸들(12)을 무겁게 함으로써, 급격한 핸들쏠림을 방지하는 구조를 갖는다.The controller 10 compares and evaluates the pressure of the tire to operate the actuator 11 when the tire is punctured to make the steering wheel 12 heavy, thereby preventing sudden steering of the tire.

이러한 구조를 갖는 종래의 조향핸들 평형 유지장치에서는 타이어의 펑크시에 조향핸들을 갑자기 무겁게 하므로, 운전자의 핸들 복원시 어려움이 따른다.In the conventional steering wheel balance maintaining apparatus having such a structure, since the steering wheel suddenly becomes heavy when the tire is punctured, it is difficult to restore the steering wheel of the driver.

이와같은 문제점을 감안하여 창출한 본 발명은 타이어 펑크등으로 인해 핸들의 급격한 쏠림현상 발생시, 조향모터를 구동하여 핸들을 신속히 복귀시켜 안전운행을 도모하는 차량의 조향핸들 평형 유지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention created in view of such a problem is to provide a steering wheel balance maintaining device of the vehicle to drive the steering motor to quickly return the steering wheel in the event of sudden tilting of the steering wheel due to tire puncture, etc. for safe operation. There is this.

상술한 본 발명의 목적은, 조향핸들의 회전력을 전달하는 조향축과, 상기 조향핸들의 회전시, 유압펌프로부터 압송된 오일을 동력 실린더로 보내 조향륜을 구동하는 조향밸브로 구성되는 차량의 동력 조향장치에 있어서, 상기 조향핸들의 회전력을 감지하는 상부 토오크센서와, 타이어의 펑크 및 노면의 상태에 따라 발생되는 상기 조향바퀴의 쏠림으로 인한 좌우 회전력을 감지하는 하부 토오크센서와, 상기 조향축을 강제 회전시키는 조향모터와, 상기 상부 토오크센서와, 하부 토오크센서에서 각각 입력된 신호와 조향각도 신호를 바탕으로 상기 조향모터를 구동시키는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향핸들 평형 유지장치에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above, the power of the vehicle consisting of a steering shaft for transmitting the rotational force of the steering handle, and a steering valve for driving the steering wheel by sending the oil pumped from the hydraulic pump to the power cylinder during the rotation of the steering handle. In the steering apparatus, the upper torque sensor for detecting the rotational force of the steering wheel, the lower torque sensor for sensing the left and right rotational force due to the steering wheel generated in accordance with the state of the puncture of the tire and the road surface, and forcing the steering shaft By the steering wheel balance maintaining device of the vehicle, characterized in that it comprises a steering motor for rotating the steering motor based on a signal and a steering angle signal respectively input from the upper torque sensor, the lower torque sensor Is achieved.

다음에는 첨부한 제2도를 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 조향핸들 평형 유지장치에 대하여 설명한다.Next, a steering wheel balance maintaining apparatus for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

제2도는 본 발명에 따른 차량의 조향핸들 평형 유지장치이 구성도이다.2 is a block diagram of a steering wheel balance maintaining apparatus of a vehicle according to the present invention.

먼저, 통상의 동력조향장치의 구성을 개략적으로 살펴보면, 조향핸들(38)의 회전력을 타이로드(24),(24')를 통해 양쪽의 조향바퀴(28),(28')로 전달하는 조향축(36)과, 조향핸들(38)의 회전에 따라, 유압펌프(14)로부터 압송된 오일을 동력 실린더(20)로 보내는 조향밸브(18)로 이루어지며, 조향밸브(18)에 의해 동력실린더(20)에 오일이 공급되면, 내부의 피스톤(22)이 미끄럼 이동하면서, 타이로드(24)(24')를 가압하여 조향바퀴(28)(28')를 조작함으로써, 조향바퀴(28),(28')는 차축(26)에 의해 회전하면서 좌,우로 선회할 수 있게 된다.First, when the configuration of a conventional power steering apparatus is briefly described, steering which transmits the rotational force of the steering wheel 38 to both steering wheels 28 and 28 'through the tie rods 24 and 24'. It consists of a steering valve 18 which sends the oil pumped from the hydraulic pump 14 to the power cylinder 20 according to the rotation of the shaft 36 and the steering handle 38, and is driven by the steering valve 18. When oil is supplied to the cylinder 20, the internal piston 22 slides, and the steering wheel 28 is operated by pressing the tie rods 24 and 24 'to operate the steering wheels 28 and 28'. ), 28 'can be rotated left and right while rotating by the axle 26.

이러한 구성을 갖는 동력 조향장치에서, 타이어의 펑크등으로 인해 조향핸들(38)의 급격한 회전시 이를 원래의 위치로 복귀시키는 평형 유지장치의 구성을 보면, 조향핸들(38)의 회전력을 감지하는 상부 토오크센서(32)와, 타이어의 펑크 및 노면의 상태에 따라 발생되는 상기 조향바퀴(28)(28')의 쏠림으로 인한 좌우 회전력을 감지하는 하부 토오크센서(34)와, 조향축(36)을 강제 회전시키는 조향모터(30)와, 상부 토오크센서(32)와 하부 토오그센서(34)에서 각각 입력된 신호(S2)(S3)와 조향각도신호(S4)를 바탕으로 상기 조향모터(30)를 구동시키는 제어기(40)로 이루어져 있다.In the power steering device having such a configuration, when the steering wheel 38 is suddenly rotated due to the puncture of the tire, the balance maintaining device returns it to its original position. The upper part for detecting the rotational force of the steering wheel 38 is detected. Torque sensor 32, the lower torque sensor 34 for detecting the left and right rotational force due to the steering wheel 28, 28 'caused by the state of the puncture of the tire and the road surface, and the steering shaft 36 The steering motor 30 and the steering motor 30 based on the input signals S2 and S3 and the steering angle signal S4 respectively input from the steering motor 30 and the upper torque sensor 32 and the lower torque sensor 34. And a controller 40 for driving 30.

그리고 상부 토오크센서(32)는 조향핸들(38)의 회전만을 감지하는 센서로서 운전자가 조행핸들을 움직이지 않으면 상부 토오크센서의 센서값은 0이 되고, 하부 토오크센서(34)는 정상적인 노면에서 바퀴의 쏠림이 없으면 센서값은 0이 된다.In addition, the upper torque sensor 32 is a sensor for detecting only the rotation of the steering wheel 38. If the driver does not move the steering wheel, the sensor value of the upper torque sensor becomes 0, and the lower torque sensor 34 wheels on a normal road surface. If there is no tilt, the sensor value will be zero.

그리고 제어기(40)에는 통상의 차속센서(도시 생략)에서 전달되는 차속신호(S1)와, 상부 토오크센서(32)에서 전달되는 상부 토오크신호(S2)와, 하부 토오크센서(34)에서 전달되는 하부 토오크 신호(S3) 및 조향각도 센서에서 검출된 조향각도 신호(S4)가 입력된다.The controller 40 transmits a vehicle speed signal S1 transmitted from a normal vehicle speed sensor (not shown), an upper torque signal S2 transmitted from the upper torque sensor 32, and a lower torque sensor 34. The lower torque signal S3 and the steering angle signal S4 detected by the steering angle sensor are input.

이들 입력 신호(S1∼S4)를 바탕으로 제어기(40)는 조향축(36)의 작동상태를 감지하게 되며, 조향축(36)의 급격한 회전시에는 조향모터(30)에 조향모터 구동신호(S1')를 보내 핸들의 평형을 유지하게 된다.Based on these input signals S1 to S4, the controller 40 detects an operating state of the steering shaft 36, and when the steering shaft 36 rotates sharply, the steering motor drive signal to the steering motor 30 ( S1 ') to balance the handle.

이러한 구성을 지닌 본 발명의 조향핸들 평형 유지장치에서는, 정상적인 주행조건에서는 상부 토오크센서(32)만이 작동된다. 그리고 타이어의 펑크나 불규칙한 노면의 주행으로 조향바퀴(38)(38')에 쏠림이 발생되면 운전자의 의지에 관계없이 조향핸들(38)이 회전하게 되고 이때 하부 토오크센서(34)가 작동된다.In the steering wheel balance maintaining apparatus of the present invention having such a configuration, only the upper torque sensor 32 is operated under normal driving conditions. And when steering occurs on the steering wheel 38, 38 'due to the puncture of the tire or the irregular road surface, the steering wheel 38 rotates regardless of the driver's will, and the lower torque sensor 34 is operated.

먼저, 타이어 공기압이 정상인 경우에는 구동벨트(11)를 통해 전달되는 엔진(12)의 회전력에 의해 유압펌프(14)가 작동하면서 오일 공급라인(16)을 통해 오일통(12)내의 오일을 동력 실린더(20)로 압송한다. 동력 실린더(20)는 조향축(36)을 통해 전달되는 조향핸들(38)의 회전에 따라 유로를 가변하는 조향밸브(18)로부터 공급된 오일의 작용에 의해 내부의 피스톤(22)이 이동하면서 정상적인 동력조향을 가능케한다.First, when the tire inflation pressure is normal, the hydraulic pump 14 is operated by the rotational force of the engine 12 transmitted through the drive belt 11 to power the oil in the oil barrel 12 through the oil supply line 16. It feeds to the cylinder 20. The power cylinder 20 is moved by the action of the oil supplied from the steering valve 18 to change the flow path in accordance with the rotation of the steering handle 38, which is transmitted through the steering shaft 36, while the internal piston 22 is moved Normal power steering is possible.

이때, 곧은 길의 주행시에는 상부 토오크센서(32)와 하부 토오크센서(34)에서 전달되는 토오크가 동일하게 제어기(40)로 입력된다.At this time, when driving on a straight road, the torque transmitted from the upper torque sensor 32 and the lower torque sensor 34 is input to the controller 40 in the same manner.

이러한 상태에서, 타이어의 펑크나 불규칙한 노면의 주행시에는 이들로부터 생기는 반력에 의해 조향핸들(38)이 운전자의 의지와는 관계없이 급격히 회전됨으로써, 하부 토오크센서(34)에서 감지된 토오크가 갑자기 증가된다.In this state, the steering wheel 38 is suddenly rotated regardless of the driver's will by the reaction force generated during the puncture of the tire or the irregular road surface, so that the torque sensed by the lower torque sensor 34 suddenly increases. .

그에 따라, 제어기(40)에 입력되는 하부 토오크 신호(S3)가 증가됨과 동시에, 조향각도 센서에서 전달되는 조향각도 신호(S4)도 급격히 변화된다.Accordingly, while the lower torque signal S3 input to the controller 40 is increased, the steering angle signal S4 transmitted from the steering angle sensor is also rapidly changed.

따라서 이들 입력신호(S3),(S4)를 바탕으로 제어기(40)는 조향모터 구동신호(S1')를 보내 조향모터(30)를 작동시킴으로써, 조향축(36)을 원래의 위치로 회전시켜 조향핸들(38)의 평형을 유지하게 된다.Therefore, based on these input signals S3 and S4, the controller 40 sends a steering motor driving signal S1 'to operate the steering motor 30, thereby rotating the steering shaft 36 to its original position. Steering wheel 38 is to be balanced.

이때, 제어기(40)는 유압계통이 이상이 발생하는 경우, 경고등(42)에 신호를 보내 점등하여 운전자에게 경보한다.At this time, the controller 40, when the hydraulic system is abnormal, sends a signal to the warning light 42 to light up to alert the driver.

이상으로 설명한 본 발명의 조향핸들 평형 유지장치는 타이어 펑크등으로 인해 핸들에 급격한 쏠림현상이 발생하는 경우, 조향모터를 구동하여 조향핸들을 신속히 복귀시킴으로써 급선회를 막아 안전운행을 도모하는 효과를 지닌다.Steering wheel balance maintaining apparatus of the present invention described above has the effect of preventing a sharp turn by driving the steering motor to quickly return the steering wheel when a sudden pull phenomenon occurs in the handle due to the tire puncture, etc. has the effect of promoting safe operation.

Claims (1)

조향핸들(38)의 회전력을 전달하는 조향축(36)과, 상기 조향핸들(38)의 회전시, 유압펌프(14)로부터 압송된 오일을 동력 실린더(20)로 보내 조향바퀴(28),(28')를 구동하는 조향밸브(18)로 구성되는 차량의 동력 조향장치에 있어서, 상기 조향핸들(38)의 회전력을 감지하는 상부 토오크센서(32)와, 타이어의 펑크 및 노면의 상태에 따라 발생되는 상기 조향바퀴(28)(28')의 쏠림으로 인한 좌우 회전력을 감지하는 하부 토오크센서(34)와, 상기 조향축(36)을 강제 회전시키는 조향모터(30)와, 상기 상부 토오크센서(32)와 하부 토오크센서(34)에서 각각 입력된 신호(S2)(S3)와 조향각도 신호(S4)를 바탕으로 상기 조향모터(30)를 구동시키는 제어기(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향핸들 평형 유지장치.The steering shaft 36 which transmits the rotational force of the steering handle 38 and the oil pumped from the hydraulic pump 14 to the power cylinder 20 when the steering wheel 38 rotates, the steering wheel 28, A power steering apparatus for a vehicle composed of a steering valve 18 for driving a 28 ', wherein the upper torque sensor 32 detects the rotational force of the steering handle 38, and the state of puncture and road surface of the tire. A lower torque sensor 34 for sensing left and right rotational forces due to the steering wheels 28 and 28 'generated by the steering wheel, a steering motor 30 forcibly rotating the steering shaft 36, and the upper torque And a controller 40 for driving the steering motor 30 based on the signals S2 and S3 and the steering angle signal S4 input from the sensor 32 and the lower torque sensor 34, respectively. Steering wheel balancing device.
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