KR100193224B1 - Friction force control device of vehicle speed sensitive power steering - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차속감응형 동력조향장치의 마찰력 조절장치에 관한 것으로, 종래에는 차량의 속도에 따라 유압펌프의 작동압력을 제어하여 작동압의 양을 조절하므로써 핸들의 무게를 제어하는 것으로 저속주행시 작동압이 높아 핸들의 복원성이 떨어지는 문제가 발생하는 등 유체에 의해 발생되는 작동압의 비선형적인 특성으로 저속영역과 고속영역에서 동시에 만족할 수 있도록 조절하는데 어려움이 있었다.The present invention relates to a friction force adjusting device of a vehicle speed-sensitive power steering device, and conventionally controls the weight of the handle by controlling the operating pressure of the hydraulic pump in accordance with the speed of the vehicle to control the weight of the steering wheel operating pressure during low-speed driving Due to the high non-linear characteristics of the operating pressure generated by the fluid, such as a problem that the handleability of the handle is inferior, there was a difficulty in adjusting so as to satisfy the low speed region and the high speed region at the same time.
본 발명은 예시도면 제3도와 같이, 조향축(16)의 일단에 경사면(24)을 갖는 마찰수단(18)이 설치되고, 상기 마찰수단(18)의 상면에 구동수단(20)에 의해 구동되는 압박수단(22)이 설치되며, 차속에 따라 상기 구동수단(20)을 제어할 수 있는 ECU(14)가 상기 구동수단(20)에 연결되어 이루어진 것이다.In the present invention, as illustrated in FIG. 3, friction means 18 having an inclined surface 24 is installed at one end of the steering shaft 16, and is driven by the drive means 20 on the upper surface of the friction means 18. Compression means 22 are installed, the ECU 14 capable of controlling the drive means 20 according to the vehicle speed is made to be connected to the drive means 20.
따라서, 본 발명에 따르면 유압펌프의 작동력을 변화시키기 위해 복잡한 장치를 구비하는 대신 경사면을 이용한 간단한 장치로 차량의 속도에 따라 핸들의 무게를 제어할 수 있어 차속감응형 동력조향장치의 단순화 및 실용화를 앞당길 수 있는 유용한 것이다.Therefore, according to the present invention, the weight of the steering wheel can be controlled according to the speed of the vehicle by a simple device using an inclined surface instead of having a complicated device to change the operating force of the hydraulic pump. This is useful to speed up.
Description
본 발명은 차속감응형 동력조향장치(Speed sensing power streeing system)의 마찰력 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 링크류의 마찰력을 속도에 따라 변화시킬 수 있는 마찰력 조절장치를 조향축 둘레에 설치하여 핸들의 조향감각을 조절할 수 있는 차속감응형 동력조향장치의 마찰력 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a friction force control device of a speed sensing power streeing system, and more particularly, by installing a friction force control device around a steering shaft that can change the friction force of the link according to the speed. The present invention relates to a friction force control device of a vehicle speed sensitive power steering device capable of adjusting the steering feeling of a steering wheel.
차속감응형 동력조향장치는 차량의 속도에 따라 핸들의 무게를 제어하는 것으로 주행속도가 낮을 경우에는 유압배력을 모두 이용하고, 속도가 증가함에 따라 유압배력을 감소시킨다. 이는 고속에서는 운전자의 조향력만으로 조향되도록 하여, 운전자가 노면과의 향상된 접촉감각을 느끼면서 운전할 수 있도록 하기 위한 방법으로 저속에서는 가볍고, 중·고속에서는 적당한 무게의 조향감각을 얻어지도록 한 것이다.The vehicle speed-sensitive power steering device controls the weight of the steering wheel according to the speed of the vehicle. When the driving speed is low, all the hydraulic power is used, and the hydraulic power decreases as the speed increases. This is a way to allow the driver to drive while feeling the improved contact with the road at high speed, so that the driver can steer at a high speed and obtain a steering feeling of light weight at low speed and moderate weight at medium and high speed.
속도에 감응시키는 방법은 예시도면 제1도에서 보인 같이 차속센서(10)에 의해 차속을 전기적신호로 검출하여 ECU(14)에 입력시키면 ECU(14)의 제어에 의해 차속이 낮을 때에는 유압펌프(12)의 작동압이 정상적인 상태를 유지하도록 하고 차속이 높아짐에 따라 작동압이 저하되도록 변환시키는 것이다.As shown in FIG. 1, the speed-sensitive method detects the vehicle speed as an electrical signal by the vehicle speed sensor 10 and inputs it to the ECU 14. When the vehicle speed is low under the control of the ECU 14, the hydraulic pump ( The operating pressure in 12) is to be maintained in a normal state, and the operating pressure is changed to decrease as the vehicle speed increases.
작동압의 제어는 동력 실린더의 양 실을 연결하는 바이패스 회로에 솔레노이드 밸브(28)를 설치하여 솔레노이드 밸브(28)가 열리면 작동압이 걸린 고압쪽이 드레인에 연결되어 있는 저압쪽과 통하여 작동압이 저항하여 배력작용이 감소하여 조향력은 커진다.The operating pressure is controlled by installing the solenoid valve 28 in the bypass circuit connecting both chambers of the power cylinder. When the solenoid valve 28 is opened, the high pressure side in which the operating pressure is applied is connected to the low pressure side connected to the drain. This resistance decreases the back action, and the steering force increases.
솔레노이드 밸브(28)는 ECU(14)에서의 신호에 의해 차속에 따른 개도가 되며 조향력은 저속시에는 가볍고 중·고속시는 적당한 무게가 된다.The solenoid valve 28 is opened according to the vehicle speed by a signal from the ECU 14, and the steering force is light at low speed and moderate weight at medium and high speed.
한편, 예시도면 제2도는 종래의 차속감응형 동력조향장치의 차속에 따른 작동압의 변화를 보인 그래프로서, 실선은 스티어링계 링크류 마찰력을 나타내며, 점선은 작동압의 변화를 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 2 is a graph showing a change in the operating pressure according to the vehicle speed of the conventional vehicle speed-sensitive power steering device, the solid line represents the friction of the linkage of the steering system, the dotted line represents the change in the operating pressure.
그래프에서 도시한 바와 같이 저속영역에서는 작동압이 링크류의 마찰력보다 높게 설정되어 조타시 가볍게 핸들을 조작할 수 있도록 되어 있으며, 천이 영역에서는 차속이 증가함에 따라 작동압이 점차 감소하여 조타시 운전자의 조향력의 비중이 증가하도록 되어 있으며, 고속영역에서는 링크류의 마찰력보다 작동압이 낮은 상태를 유지하도록 제어함으로써 운전자의 조향력만으로 조향되도록 하여 중·고속 주행시 조향감각을 향상시키도록 되어 있다.As shown in the graph, the operating pressure is set higher than the frictional force of the link in the low speed range so that the steering wheel can be operated lightly during steering.In the transition area, the operating pressure decreases gradually as the vehicle speed increases, so The specific gravity of the steering force is increased, and in the high speed range, the steering pressure is controlled to maintain the operating pressure lower than the frictional force of the link, so that steering is controlled only by the driver's steering force, thereby improving steering sensation during medium and high speed driving.
그런데, 이와 같은 종래의 차속감응형 동력조향장치는 차량의 속도에 따라 유압펌프(12)의 작동압력을 제어하여 작동압의 양을 조절하므로써 핸들의 무게를 제어하는 것으로 저속주행시 작동압이 높아 핸들의 복원성이 떨어지는 문제가 발생하는 등 유체에 의해 발생되는 작동압의 비선형적인 특성으로 저속영역과 고속영역에서 동시에 만족할 수 있도록 조절하는데 어려움이 있었다.However, such a conventional vehicle speed-sensitive power steering device controls the weight of the handle by controlling the amount of operating pressure by controlling the operating pressure of the hydraulic pump 12 according to the speed of the vehicle. Due to the nonlinear nature of the operating pressure generated by the fluid, such as the problem of poor stability of the system, it was difficult to adjust the system to satisfy both the low speed region and the high speed region.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 비선형적인 특성으로 인해 작동압을 다양하게 조절하기 힘든 유압펌프를 일원화하여 작동압을 일정한 상태로 유지하도록 하는 대신 조향축의 둘레에 마찰력 조절장치를 설치하여 차속에 따라 링크류의 마찰력을 제어하여 저속영역 및 고속영역에서 조향성능을 만족시킬 수 있는 차속감응형 동력조향장치의 마찰력 조절장치를 제공하는데 본 고안의 목적이 있다.The present invention has been invented in view of such a conventional problem, and the frictional force adjusting device around the steering shaft instead of maintaining a constant operating pressure by unifying the hydraulic pump difficult to control the operating pressure variously due to the non-linear characteristics It is an object of the present invention to provide a friction force control device of a vehicle speed-sensitive power steering device that can satisfy the steering performance in the low speed region and high speed region by controlling the frictional force of the link according to the vehicle speed by installing a.
제1도는 종래의 차속감응형 동력조향장치를 보인 계통도.1 is a system diagram showing a conventional vehicle speed sensitive power steering device.
제2도는 종래의 차속감응형 동력조향장치의 차속에 따른 작동압의 변화를 보인 그래프.2 is a graph showing a change in operating pressure according to the vehicle speed of a conventional vehicle speed-sensitive power steering device.
제3도는 본 발명에 따른 마찰력 조절장치를 보인 정면도.Figure 3 is a front view showing a friction force adjusting device according to the present invention.
제4도는 제3도의 평면도.4 is a plan view of FIG.
제5도는 본 발명에 따른 마찰력 변화선도를 보인 그래프이다.5 is a graph showing a friction force change diagram according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 차속센서 12 : 유압펌프10: vehicle speed sensor 12: hydraulic pump
14 : ECU 16 : 조향축14 ECU 16 Steering shaft
18 : 마찰수단 20 : 구동수단18: friction means 20: drive means
22 : 압박수단 24 : 경사면22: pressure means 24: slope
26 : 패드 28 : 솔레노이드 밸브26: pad 28: solenoid valve
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 예시도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.The construction and operation of the present invention for realizing the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 차량의 속도를 감지하는 차속센서(10)와, 작동압을 발생시키는 유압 펌프(12)와, 상기 차속센서(12)와 연결되어 상기 유압펌프(12)의 작동압을 제어하는 ECU(14)로 구비된 차속감응형 동력조향장치에 있어서, 조향축(16)의 일단에 경사면(24)을 갖는 마찰수단(18)이 설치되고, 상기 마찰수단(18)의 상면에 구동수단(20)에 의해 구동되는 압박수단(22)이 설치되며, 차속에 따라 상기 구동수단(20)을 제어할 수 있는 ECU(14)가 상기 구동수단(20)에 연결되어 이루어진 차속감응형 동력조향장치의 마찰력 조절장치이다.The present invention is connected to the vehicle speed sensor 10 for detecting the speed of the vehicle, the hydraulic pump 12 for generating an operating pressure, and the vehicle speed sensor 12 to control the operating pressure of the hydraulic pump 12 ECU In the vehicle speed sensitive power steering apparatus provided with (14), friction means (18) having an inclined surface (24) is provided at one end of the steering shaft (16), and a driving means (on the upper surface of the friction means (18)). 20 is provided with a pressing means 22 driven by a vehicle speed-sensitive power steering device in which an ECU 14 capable of controlling the driving means 20 according to the vehicle speed is connected to the driving means 20. Friction force control device.
예시도면 제3도는 본 발명에 따른 마찰력 조절장치를 보인 정면도이며, 예시도면 제4도는 제3도의 평면도이다.Exemplary drawings FIG. 3 is a front view showing a frictional force adjusting device according to the present invention, and FIG. 4 is a plan view of FIG.
도시한 바와 같이, 마찰수단(18)이 조향축(16)의 둘레에 일정한 이격거리(t)를 갖으면서 일측이 개방된 원통형으로 설치되며, 상기 마찰수단(18)의 두께가 점차 증가할 수 있도록 상기 마찰수단(18)의 외측면에 경사면(24)이 형성되며, 상기 경사면(24)은 후술하는 압박수단(22)과 치합결합될 수 있도록 나사산이 형성된다.As shown, the friction means 18 is installed in a cylindrical shape with one side open while having a predetermined distance (t) around the steering shaft 16, the thickness of the friction means 18 can be gradually increased An inclined surface 24 is formed on the outer surface of the friction means 18 so that the inclined surface 24 is threaded to be engaged with the pressing means 22 to be described later.
또한, 구동수단(20)에 의해 구동되는 압박수단(22)은 경사면(24)에 치합결합되어 마찰수단(18)의 두께에 따라 압박력을 가해 마찰수단(18)이 조향축(16)에 밀착되어 마찰력을 발생시키도록 되어 있다.In addition, the pressing means 22 driven by the driving means 20 is engaged with the inclined surface 24 to apply a pressing force according to the thickness of the friction means 18 so that the friction means 18 closely adheres to the steering shaft 16. To generate a frictional force.
여기서, 마찰수단(18)의 내측면에는 이격거리(t)의 증감에 따라 변형이 허용되는 재질의 패드(26)가 부착되며, 패드(26)의 마찰계수는 패드(26)의 재질에 따라 결정된다.Here, the pad 26 of the material which is allowed to deform in accordance with the increase and decrease of the separation distance t is attached to the inner surface of the friction means 18, the coefficient of friction of the pad 26 according to the material of the pad 26 Is determined.
이와 같이 이루어진 본 발명의 작용을 저속에서 고속으로 변화되는 상황에 의거하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention made as described above will be described based on the situation of changing from low speed to high speed.
차속의 증가됨에 따라 차속센서(10)의 전기적신호가 ECU(14)에 전달되어 구동 수단(20)을 제어하면 압박수단(22)이 회전되면서 마찰수단(18)의 경계면을 따라 이동하게 된다.As the vehicle speed is increased, an electrical signal of the vehicle speed sensor 10 is transmitted to the ECU 14 to control the driving means 20 so that the pressing means 22 rotates and moves along the boundary surface of the friction means 18.
상기 압박수단(22)이 경계면을 따라 이동할수록 마찰수단(18)과 압박수단(22)의 접점의 위치가 변하게 되어 이격거리(t)는 점차 좁혀지게 되어 마침내 마찰수단(18)의 패드(26)가 조향축(16)의 둘레에 접촉되는 (가)점 이상부터 마찰력이 발생되어 점차 증가된다.As the pressing means 22 moves along the boundary surface, the position of the contact point of the friction means 18 and the pressing means 22 is changed, so that the separation distance t gradually narrows, and finally, the pad 26 of the friction means 18. The friction force is generated from the point where () is in contact with the circumference of the steering shaft 16 and gradually increases.
여기서, 최초 마찰수단(18)의 패드(26)와 조향축(16)이 접촉되기 이전의 상태는 차량의 속도가 저속인 상태로 링크류의 마찰력보다 동력조향력이 높게 설정되어 운전자가 가볍게 핸들을 조향할 수 있도록 하는 상태이며, 예시도면 제5도에서 보인 것과 같이 (가)점부터는 차량의 속도가 저속에서 고속으로 변하는 천이영역으로 차속이 증가됨에 따라 마찰수단(18)의 패드(26)가 조향축(16)의 둘레를 압박하는 정도가 증가되어 마찰력이 증대되는 구간으로 동력조향력이 핸들에 전달되는 것을 억제시켜 핸들이 점점 무거워지게 된다.Here, the state before the pad 26 and the steering shaft 16 of the initial friction means 18 is in contact with the vehicle at a low speed, the power steering force is set higher than the friction force of the link, so that the driver may lightly handle the steering wheel. As shown in FIG. 5, the pad 26 of the friction means 18 is increased as the vehicle speed increases to a transition region where the speed of the vehicle changes from low speed to high speed. The degree of pressing the circumference of the steering shaft 16 is increased to suppress the transmission of the power steering force to the handle in a section in which the frictional force is increased, and the handle becomes increasingly heavy.
계속해서 차량의 속도가 증가되어 (나)점이 되면 마찰수단(18)의 경계면이 끝나는 점으로 더 이상 압박수단(22)이 이동되더라도 마찰력이 동일하게 작용하도록 된다.If the speed of the vehicle continues to increase (b), the boundary surface of the friction means 18 ends, so that the friction force acts the same even if the pressure means 22 is no longer moved.
한편, (가)점 및 (나)점의 결정은 실험을 통하여 조타력의 허용범위 및 일 효율을 고려하여 가장 적절한 속도에서부터 마찰력이 작용하거나 끝날 수 있도록 결정하여 이격거리 및 경사면(24)의 경사각도 그리고 경사면(24)의 길이 들을 결정한다.On the other hand, the determination of the points (A) and (B) point is determined so that the friction force can be applied or finished from the most appropriate speed in consideration of the allowable range and the work efficiency of the steering force through the experiment to determine the separation distance and the inclination angle of the inclined surface 24 And determine the length of the inclined surface (24).
이와 같이 본 발명은 동력조향시 마찰력 조절장치를 통하여 유압펌프(12)에서 발생되는 작동압력을 일정하게 고정시킨 상태에서 링크류의 마찰력을 변화시켜 속도에 따라 동력조향이 이루어지도록 된 것이다.As described above, the present invention is to change the frictional force of the link flow in a state in which the operating pressure generated from the hydraulic pump 12 is fixed through the frictional force adjusting device during the power steering, so that the power steering is made according to the speed.
즉, 유압펌프(12)의 작동력을 속도에 따라 변화시키기 위한 복잡한 장치 및 제어가 불필요한 대신 경사면(24)을 이용한 마찰력 조절장치를 조향축(16)에 부가적으로 간단히 설치한 것이다.That is, a complicated device for changing the operating force of the hydraulic pump 12 and the speed is unnecessary, and a friction force adjusting device using the inclined surface 24 is additionally simply installed on the steering shaft 16.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이. 본 발명에 의한 차속감응형 동력조향장치의 마찰력 조절장치에 따르면 유압펌프의 작동력을 변화시키기 위해 복잡한 장치를 구비하는 대신 경사면을 이용한 간단한 장치로 차량의 속도에 따라 핸들의 무게를 제어할 수 있어 차속감응형 동력조향장치의 단순화 및 실용화를 앞당길 수 있는 유용한 것이다.As detailed above. According to the frictional force control device of the vehicle speed-sensitive power steering apparatus according to the present invention, instead of having a complicated device to change the operating force of the hydraulic pump, a simple device using an inclined surface can control the weight of the steering wheel according to the speed of the vehicle. It is useful to speed up the simplification and practical use of inductive power steering.
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