KR100228193B1 - Steering safety device for automobiles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차속에 따라 조향핸들의 조작력을 가감시켜 차량의 고속 주행시 안정된 조향성능을 제공하도록 하는 장치에 관한 것으로서, 조향칼럼(1)에 설치된 칼럼기어(2)와, 차량의 속도계와 연동되어 회전됨으로써 전기 저항을 변화시키는 가변저항기(3)와, 점성유체(4)가 충진된 저항탱크(5)와, 상기 저항탱크(5) 내에 회전 가능하게 설치된 팬(6)과 일체로 형성된 저항기어(7)와, 상기 가변저항기(3)의 작동에 따라 상기 저항기어(7)를 이동시켜 상기 저항기어(7)가 칼럼기어(2)와 치합되는 상태를 절환시키는 치합상태 절환수단과, 상기 가변저항기(3)로부터 제공되는 전기에 따라 상기 저항탱크(5)의 점성유체(4)에 제공되는 압력을 가변시키는 압력발생수단으로 구성된 조향 안전장치를 제공하여, 간단한 구조로 동력 조향 장치나 수동 조향 장치 모두에 용이하게 적용하여 차량의 주행속도에 따라 조향핸들의 조작력을 가변시킬 수 있도록 함으로써, 저렴한 비용으로 차량의 고속주행시 조종 안전성을 더욱 향상시키도록 하는 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a device for providing a stable steering performance during high-speed driving of the vehicle by adding or reducing the steering force of the steering wheel according to the vehicle speed, and rotates in conjunction with the column gear (2) installed in the steering column (1), the speedometer of the vehicle The resistance resistor formed integrally with the variable resistor 3 for changing the electrical resistance, the resistance tank 5 filled with the viscous fluid 4, and the fan 6 rotatably installed in the resistance tank 5 ( 7) and engagement state switching means for switching the resistor gear 7 to engage with the column gear 2 by moving the resistor gear 7 according to the operation of the variable resistor 3; Provides a steering safety device composed of pressure generating means for varying the pressure provided to the viscous fluid 4 of the resistance tank 5 in accordance with electricity provided from the resistor 3, the power steering device or manual steering with a simple structure Easy to both devices By applying it so that the steering force of the steering wheel can be changed according to the traveling speed of the vehicle, it is possible to obtain the effect of further improving the steering safety at high speed driving at low cost.

Description

자동차의 조향 안전장치Vehicle steering safety

본 발명은 자동차의 조향(Steering) 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차속에 따라서 조향핸들의 필요조작력을 변화시켜 안전한 조향작동이 이루어질 수 있도록 하는 조향 안전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering device for a vehicle, and more particularly, to a steering safety device that enables a safe steering operation by changing a required steering force of a steering wheel according to a vehicle speed.

일반적으로 차량의 조향장치는 운전자의 조향핸들을 회전시키게 되면 이와 연결된 조향칼럼이 회전되고, 상기한 칼럼에 연결된 조향 기어 상자가 작동하여 중심 링크를 통해 타이 로드를 이동시키게 됨으로써 타이 로드에 연결된 너클의 회전으로 휠의 조향작동이 이루어지도록 하고 있는 수동 조향 장치가 있으며, 아울러 상기와 같은 운전자의 조향핸들 조작력을 보조하여 조향력을 감소시키도록 하는 동력조향장치가 있다.In general, the steering device of a vehicle rotates a steering column connected to the driver when the driver's steering wheel is rotated, and a steering gear box connected to the column is operated to move the tie rod through the center link. There is a manual steering device that makes the steering operation of the wheel by rotation, and there is a power steering device to reduce the steering power by assisting the steering wheel operating force of the driver as described above.

여기서, 상기한 바와 같은 일반적인 조향장치가 저속 및 고속상태에서 작동되는 것을 비교해보면, 고속시에는 타이어가 노면으로부터 받는 접지저항이 상대적으로 작아져서 조향핸들이 가벼워지게 된다.Here, in comparison with the general steering device as described above operating in a low speed and high speed state, the steering wheel is lighter because the ground resistance that the tire receives from the road surface is relatively small at high speed.

상기와 같이 조향핸들이 가벼워지게 되면 운전자의 조향핸들 조작이 매우 불안해지며 따라서, 차량의 운행상태도 매우 불안한 상태에 이르게 된다.As described above, when the steering wheel becomes lighter, the steering wheel operation of the driver becomes very unstable, and thus the driving state of the vehicle also reaches a very unstable state.

따라서, 차량의 주행속도가 고속화될수록 조향핸들의 조작력이 커지도록 하기 위해 많은 장치가 개발되고 있으나, 기존의 구성은 대체로 동력 조향 장치에서 그 배력작용을 조절함으로써 조향핸들의 무게를 조절하도록 하는 방법이 사용되고 있으므로 수동 조향 장치에는 적용하기 어렵고 그 구조가 복잡하고 가격이 비싼 문제점이 있다.Therefore, many devices have been developed to increase the steering wheel steering force as the vehicle's driving speed increases. However, the conventional configuration generally provides a method for adjusting the steering wheel weight by adjusting the power of the steering wheel. Since it is being used, there is a problem in that it is difficult to apply to a manual steering device and its structure is complicated and expensive.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구조로 동력 조향 또는 수동 조향 장치에 모두 적용하여 차속의 변화에 따라 고속 주행시 자동적으로 조향핸들이 무겁게 작동되도록 할 수 있는 자동차의 조향 안전장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, the vehicle can be applied to both the power steering or manual steering device with a simple structure to automatically operate the steering wheel heavy weight at high speed in accordance with the change of vehicle speed The aim is to provide a steering safety device.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 조향 안전장치를 도시한 구성도,1 is a block diagram showing a steering safety device of a vehicle according to the present invention,

도 2는 도 1의 조향 안전장치가 작동중인 경우의 상태도이다.2 is a state diagram when the steering safety device of Figure 1 is in operation.

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

1: 조향칼럼 2: 칼럼기어1: steering column 2: column gear

3: 가변저항기 4: 점성유체3: variable resistor 4: viscous fluid

5: 저항탱크 6: 팬5: resistance tank 6: fan

7: 저항기어 8: 회전자7: resistor 8: rotor

9: 고정접촉자 10: 연결로드9: fixed contact 10: connecting rod

11: 솔레노이드 액츄에이터 12: 솔레노이드 피스톤11: solenoid actuator 12: solenoid piston

13: 시스템 스위치 14: 파워트랜지스터13: System Switch 14: Power Transistor

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 조향 안전장치는 조향칼럼에 설치된 칼럼기어와, 차량의 속도계와 연동되어 회전됨으로써 전기 저항을 변화시키는 가변저항기와, 점성유체가 충진된 저항탱크와, 상기 저항탱크 내에 회전 가능하게 설치된 팬과 일체로 형성된 저항기어와, 상기 가변저항기의 작동에 따라 상기 저항기어를 이동시켜 상기 저항기어가 칼럼기어와 치합되는 상태를 절환시키는 치합상태 절환수단과, 상기 가변저항기로부터 제공되는 전기에 따라 저항탱크의 점성유체에 제공되는 압력을 가변시키는 압력발생수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.Steering safety device for a vehicle according to the present invention for achieving the above object is a column gear installed in the steering column, a variable resistor for changing the electrical resistance by rotating in conjunction with the vehicle speedometer, a resistance filled with a viscous fluid Resistor gear formed integrally with a tank, a fan rotatably installed in the resistance tank, and engagement state switching means for switching the resistor gear to match the column gear by moving the resistor gear according to the operation of the variable resistor. And pressure generating means for varying the pressure provided to the viscous fluid of the resistance tank according to the electricity provided from the variable resistor.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 조향 안전장치를 도시한 구성도로서, 조향칼럼(1)에 설치된 칼럼기어(2)와, 차량의 속도계와 연동되어 회전됨으로써 전기 저항을 변화시키는 가변저항기(3)와, 점성유체(4)가 충진된 저항탱크(5)와, 상기 저항탱크(5) 내에 회전 가능하게 설치된 팬(6)과 일체로 형성된 저항기어(7)와, 상기 가변저항기(3)의 작동에 따라 상기 저항기어(7)를 이동시켜 상기 저항기어(7)가 칼럼기어(2)와 치합되는 상태를 절환시키는 치합상태 절환수단과, 상기 가변저항기(3)로부터 제공되는 전기에 따라 상기 저항탱크(5)의 점성유체(4)에 제공되는 압력을 가변시키는 압력발생수단으로 구성되어 있다.1 is a block diagram illustrating a steering safety device for a vehicle according to the present invention, and includes a column gear 2 installed in a steering column 1 and a variable resistor 3 that rotates in conjunction with a vehicle speedometer to change electrical resistance. ), A resistance tank (5) filled with a viscous fluid (4), a resistor (7) integrally formed with a fan (6) rotatably installed in the resistance tank (5), and the variable resistor (3). Engagement state switching means for moving the resistor gear 7 to switch the state in which the resistor gear 7 engages with the column gear 2 in accordance with the operation of the resistor gear 7 and the electricity provided from the variable resistor 3; It consists of a pressure generating means for varying the pressure provided to the viscous fluid (4) of the resistance tank (5).

여기서, 상기 가변저항기(3)는 중심의 회전자(8)가 속도계의 회전바늘과 연동되어 회전되도록 연결되어, 소정의 차량속도 이하에서는 무한대의 전기저항으로 전류를 차단시키고, 상기 소정의 차량속도 이상에서는 고속으로 갈수록 전기저항이 작아지도록 구성되어 있다.Here, the variable resistor (3) is connected so that the center rotor 8 is rotated in conjunction with the rotation needle of the speedometer, below a predetermined vehicle speed to cut off the current with an infinite electric resistance, the predetermined vehicle speed In the above, it is comprised so that electric resistance may become small as it goes high speed.

물론, 상기 소정의 차량속도 선정은 속도계의 회전바늘과 연동되는 회전자(8)의 각 변화를 고려하여 실질적으로 상기 회전자(8)와 접촉되어 전류를 통과시키는 고정접촉자(9)가 설치되는 위치의 변화로 그 선정이 이루어질 수 있으며, 그 선정위치는 차량의 조향핸들에 조작력을 증가시키기 요구하는 정도에 따라서 조절하도록 한다.Of course, the predetermined vehicle speed is selected by the fixed contactor 9 which is substantially in contact with the rotor 8 to pass the current in consideration of each change of the rotor 8 in conjunction with the rotating needle of the speedometer is installed. The selection may be made by a change in position, and the selection position may be adjusted according to a degree required to increase the operating force on the steering wheel of the vehicle.

또한, 상기 치합상태 절환수단은 상기 저항탱크(5)와 연결부재(10)로 연결된 솔레노이드 액츄에이터(11)로 구성하였으며, 상기 압력발생수단은 전기의 힘으로 작동되는 솔레노이드 피스톤(12)으로 구성하였다.In addition, the engagement state switching means was composed of a solenoid actuator (11) connected by the resistance tank (5) and the connection member 10, the pressure generating means was composed of a solenoid piston (12) operated by the electric force. .

여기서, 상기와 같은 장치의 전원으로는 배터리(B)를 사용하고 있으며, 상기 배터리(B)로부터의 전원을 완전히 차단시킬 수 있는 시스템 스위치(13)를 별도로 마련하고 있다.Here, the battery B is used as a power source of the above apparatus, and a system switch 13 is provided separately to completely cut off the power from the battery B.

아울러, 상기 가변저항기(3)에 의해 제공되는 전기 저항의 변화는 도시된 바와 같은 파워트랜지스터(14)의 베이스에 제공되도록 하여 에미터를 통해 제공되는 전원이 콜렉터를 통해 상기 솔레노이드 액츄에이터(11) 및 솔레노이드 피스톤(12)에 공동으로 제공될 수 있도록 하고 있다.In addition, the change of the electrical resistance provided by the variable resistor 3 is provided to the base of the power transistor 14 as shown so that the power provided through the emitter is supplied to the solenoid actuator 11 and through the collector. It can be provided jointly to the solenoid piston (12).

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.

차량의 운행속도가 저속 및 중속으로서 상기 고정접촉자(9)로 선정된 소정의 속도이하의 경우에는 상기 파워트랜지스터(14)는 배터리(B)로부터의 전원을 차단하고 있는 상태를 유지하므로 조향장치는 종래와 동일한 상태로 작동된다.When the driving speed of the vehicle is a low speed or a medium speed or less than a predetermined speed selected by the fixed contactor 9, the power transistor 14 maintains a state in which the power from the battery B is cut off. It operates in the same state as before.

차속이 점차 상승되어 상기 가변저항기(3)의 회전자(8)가 고정접촉자(9)에 접촉되기 시작하면서부터는 상기 가변저항기(3)를 통해 흐르는 전류는 상기 파워트랜지스터(14)의 베이스에 제공되어 에미터로 제공되는 전류의 일부를 상기 솔레노이드 액츄에이터(11) 및 솔레노이드 피스톤(12)에 제공한다.As the speed of the vehicle gradually rises and the rotor 8 of the variable resistor 3 starts to contact the fixed contactor 9, current flowing through the variable resistor 3 is provided to the base of the power transistor 14. To provide the solenoid actuator 11 and solenoid piston 12 with a portion of the current provided to the emitter.

이때, 상기 솔레노이드 액츄에이터(11)는 제공되는 전기에 의해 작동되어 상기 저항기어(7)를 칼럼기어(2)에 치합시키는 상태로 되고(도 2참조), 상기 솔레노이드 피스톤(12)은 약간의 유압을 발생시켜 상기 저항탱크(5)에 제공하게 된다.At this time, the solenoid actuator 11 is operated by electricity provided to engage the resistor gear 7 with the column gear 2 (see FIG. 2), and the solenoid piston 12 is slightly hydraulic It is generated to provide to the resistance tank (5).

물론, 상기와 같이 저항기어(7)가 칼럼기어(2)에 치합되면 상기 조향칼럼(1)을 회전시키는 운전자의 조향력은 상기 저항기어(7)를 회전시켜야하는 만큼 더 많은 힘이 요구되어 조향핸들이 그만큼 무겁게 되는 것이다.Of course, when the resistor gear 7 is engaged with the column gear 2 as described above, the steering force of the driver that rotates the steering column 1 requires more force as much as the resistor gear 7 needs to be rotated. The handle becomes that heavy.

아울러, 계속적으로 차속이 증가되면 상기 가변저항기(3)에서 통과시키는 전류의 양은 점차 증가되어 파워트랜지스터(14)를 통과하여 상기 솔레노이드 피스톤(12)에 제공되는 전기도 증가되므로 더욱 큰 압력이 상기 저항탱크(5)에 제공되며, 이는 상기 저항기어(7)와 일체로 연결된 팬(6)의 회전저항의 증가를 의미하므로, 조향칼럼(1)의 조향력은 더욱 큰 힘을 요구하게 되는 것이다.In addition, if the vehicle speed is continuously increased, the amount of current passing through the variable resistor 3 is gradually increased to increase the electricity provided to the solenoid piston 12 through the power transistor 14, thereby increasing the pressure. It is provided in the tank (5), which means an increase in the rotational resistance of the fan (6) integrally connected with the resistor (7), the steering force of the steering column (1) will require a greater force.

물론, 상기와 같은 작동은 차속의 저감에 따라서 상기 솔레노이드 액츄에이터(11) 및 솔레노이드 피스톤(12)에 제공되던 전원이 차단됨에 따라서 상기 저항기어(7)가 칼럼기어(2)와의 치합상태를 해제함으로써, 조향칼럼(1)에 제공하던 저항력이 제거되어 저속운전시 비교적 가벼운 조향력으로 조향조작이 가능하도록 한다.Of course, the above operation is performed by the resistor gear 7 releasing the engagement state with the column gear 2 as the power provided to the solenoid actuator 11 and the solenoid piston 12 is cut off according to the reduction of the vehicle speed. The resistance provided to the steering column 1 is removed to enable steering operation with a relatively light steering force during low speed operation.

따라서, 간단한 구조로 동력 조향 장치나 수동 조향 장치 모두에 용이하게 적용하여 차량의 주행속도에 따라 조향핸들의 조작력을 가변시킬 수 있도록 함으로써, 저렴한 비용으로 차량의 고속주행시 조종 안전성을 더욱 향상시키도록 하는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, the steering wheel can be easily applied to both the power steering device and the manual steering device with a simple structure, so that the steering force of the steering wheel can be changed according to the traveling speed of the vehicle, thereby further improving the steering safety at high speeds at low cost. The effect can be obtained.

Claims (4)

조향칼럼에 설치된 칼럼기어와, 차량의 속도계와 연동되어 회전됨으로써 전기 저항을 변화시키는 가변저항기와, 점성유체가 충진된 저항탱크와, 상기 저항탱크 내에 회전 가능하게 설치된 팬과 일체로 형성된 저항기어와, 상기 가변저항기의 작동에 따라 상기 저항기어를 이동시켜 상기 저항기어가 칼럼기어와 치합되는 상태를 절환시키는 치합상태 절환수단과, 상기 가변저항기로부터 제공되는 전기에 따라 상기 저항탱크의 점성유체에 제공되는 압력을 가변시키는 압력발생수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 안전장치.A column gear installed in the steering column, a variable resistor for changing the electrical resistance by rotating in conjunction with a vehicle speedometer, a resistance tank filled with viscous fluid, a resistor gear formed integrally with the fan rotatably installed in the resistance tank; And engagement state switching means for changing the state in which the resistor is engaged with the column gear by moving the resistor in accordance with the operation of the variable resistor, and providing the viscous fluid of the resistance tank according to the electricity provided from the variable resistor. Steering safety device for a vehicle, characterized in that consisting of a pressure generating means for varying the pressure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가변저항기는 소정의 차량속도 이하에서는 무한대의 전기저항으로 전류를 차단시키고, 상기 소정의 차량속도 이상에서는 고속으로 갈수록 전기저항이 작아지도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 안전장치.The variable resistor is configured to cut off the current with an infinite electric resistance below a predetermined vehicle speed, the electrical resistance of the vehicle characterized in that the electrical resistance is reduced as the high speed above the predetermined vehicle speed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 치합상태 절환수단은 상기 저항탱크와 연결부재로 연결된 솔레노이드 액츄에이터로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 안전장치.The engagement state switching means is a steering safety device of the vehicle, characterized in that consisting of a solenoid actuator connected to the resistance tank and the connection member. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압력발생수단은 파워트랜지스터에 의해 작동하여 점성유체를 상기 저항탱크로 밀어주는 솔레노이드 피스톤으로 구성된 것을 특징으로하는 자동차의 조향 안전장치.The pressure generating means is a steering safety device of the vehicle, characterized in that consisting of a solenoid piston which is operated by a power transistor to push the viscous fluid to the resistance tank.
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