KR100313976B1 - 차속 감응형 동력 조향 시스템 - Google Patents
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Abstract
동력 조향 시스템의 피니언 밸브 어셈블리내에 별도의 전용부품 추가없이, 유로 변환밸브의 유압회로를 재구성하여 차속에 따른 가변 동력 조향을 이룰 수 있도록 함으로써 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 차속 감응형 동력 조향 시스템을 제공할 목적으로,
엔진의 회전동력을 이용하여 유압을 발생시키는 오일탱크와; 조향핸들에 상단이 연결된 토오션 바아와 연동하는 인풋 샤프트와, 상기 인풋 샤프트의 외주에 긴밀하게 결합되어 인풋 샤프트의 회전에 따라 유로를 변환시키는 밸브보디와, 상기 토오션 바아의 하단에 연결되어 조향축에 구성되는 랙과 치합하는 피니언 샤프트로 이루어지는 피니언 밸브 어셈블리와; 상기 피니언 밸브 어셈블리내 인풋 샤프트와 밸브보디의 일측에 구성되어 조향핸들의 회전방향에 따라 유로 변환이 이루어지는 유로 변환밸브와; 조향축상의 랙이 피니언 밸브 어셈블리의 하단 피니언과 치합되어 피니언 밸브 어셈블리의 회전방향에 따라 좌우 이동이 가능함과 동시에 상기 유로 변환밸브로부터 공급되는 유압에 의해 조향방향에 따라 조향축에 작동하는 동력 조향 실린더와; 주차 및 저속 주행시 상기 오일펌프로부터 발생된 유압을 유로 변환밸브내 유압포트를 통하여 직접 동력 조향 실린더로 공급 및 배출시키는 유압 전달수단과; 중,고속 주행시 상기 오일펌프로부터 발생된 유압의 일부를 유로 변환밸브내 유압포트를 통하여 동력 조향 실린더의 해제측 실린더로부터 배출되는 해제압의 배압으로 공급하는 배압 전달수단과; 차속에 의한 전자제어유닛의 제어에따라 상기 배압 전달수단에 공급되는 유압을 가변시킬 수 있도록 상기 배압 전달수단과 연결되는 압력제어 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지는 차속 감응형 동력 조향 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 차속 감응형 동력 조향 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 조향 작동시 차속에 따라 파워 실린더에 공급되는 유압을 제어하여 고속 조향 안전성 및 자연스러운 조향 필링을 확보할 수 있도록 한 차속 감응형 동력 조향 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 동력 조향 시스템은 가벼운 핸들 조작력으로 자동차를 선회시킬 수 있도록 하는 장치로서, 엔진의 동력을 이용하여 오일펌프에서 작동유압을 발생시키고, 이 작동유압은 조향 핸들의 조향 작동 방향에 따라 피니언 밸브 어셈블리내 유로 변환밸브에 의해 결정되는 공급유로를 통하여 동력 조향 실린더에 공급되어 조향축을 동작시킴으로써 동력 조향이 이루어지게 된다.
그런데 상기한 바와 같은 동력 조향 시스템은 차량이 고속으로 주행하게 될 때 타이어와 노면 사이의 마찰저항이 줄어 필요 이상으로 조향핸들의 조작력이 가벼워지게 되므로 오히려 조향 안정성이 나빠지게 되는 문제점을 내포하고 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 차속에 따라 조향핸들의 조작력을 가변하여 고속에서도 안정감 있는 조향 작동을 이룰 수 있도록 한 차속 감응형 동력 조향 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되어 왔으며, 일부 고급사양의 차량에는 이미 적용되고 있는 추세이다.
이러한 차속 감응형 동력 조향 시스템의 일례로, 도11에서 도시한 바와 같이, 조향핸들(미도시)과 연결되는 피니언 밸브 어셈블리(100)내 토오션 바아(101)의 비틀림에 의해 일정각 내에서 회전하여 밸브바디(102)와 함께 작동유압의 유로를 결정하는 유로 변환밸브(107)가 구성된 인풋 샤프트(103)의 하단에, 유압에 의해 전후 작동하는 반력 플런저(104)를 포함하는 유압반력부(105)가 구성되고, 피니언 밸브 어셈블리(100) 일측에는 차속에 따라 상기 유압반력부(105)에 공급되는 유압을 가변하는 유압 제어밸브(106)가 구성되어 이루어진다.
이러한 구성에 의해 조향핸들을 선회 조작하여 작동유압이 유로 변환밸브(107)에 의해 연결된 유로를 통하여 동력 조향 실린더(미도시)에 공급됨으로써 동력 조향을 행하게 될 때,
차량이 주차 또는 저속으로 주행하게 되면, 전자제어유닛(미도시)은 차속 센서(미도시)로부터 감지된 차속신호에 따라 유압 제어밸브(106)를 제어하여 상기 유압반력부(105)에 공급되는 유압을 차단함으로써 반력 플런저(104)가 인풋 샤프트(103)의 하단면에서 떨어져 마찰이 일어나지 않도록 작동하고,
차량이 중속 또는 고속으로 주행하게 되면, 상기 전자제어유닛은 차속 센서로부터 감지된 차속신호에 따라 유압 제어밸브(106)를 제어하여 상기 유압반력부(105)에 유압을 가변하여 공급함으로써 반력 플런저(104)가 인풋샤프트(103)의 하단에 마찰되도록 작동하게 된다.
따라서 이러한 작동에 의한 차속 감응형 동력 조향 시스템은 차속에 따라 가변 작동하는 반력 플런저(104)와 인풋 샤프트(103)와의 마찰력을 이용하여 동력 조향 실린더에 의해 보조되는 조향 핸들 조작력을 가변적으로 억제하도록 작동함으로써 안정적이고, 향상된 조향 핸들링을 얻을 수 있게 되는 것이다.
그러나 상술한 바와 같은 차속 감응형 동력 조향 시스템은 차속에 따라 조향 핸들 조작력을 가변하기 위하여 유압에 의해 작동하는 반력 플런저와 인풋 샤프트와의 마찰작용에 의해 동력 조향을 강제로 억제하는 것으로써, 기계적인 마찰력을 이용함에 따른 금속성 마찰소음 및 금속 마찰감이 발생하여 자연스러운 조향 필링을 확보하기 어려워 상품성이 떨어지며, 또한 피니언 밸브 어셈블리내에 유압반력부가 설치되어 구성이 복잡하고 전용부품수가 많아져 경제적으로 불리하다는 문제점등을 내포하고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동력 조향 시스템의 피니언 밸브 어셈블리내에 별도의 전용부품 추가없이, 유로 변환밸브의 유압회로를 재구성하여 차속에 따른 가변 동력 조향을 이룰 수 있도록 함으로써 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 차속 감응형 동력 조향 시스템을 제공하는 것이다.
또한 동력 조향 시스템의 조향 작동시 차속에 따라 동력 조향 실린더에 공급되는 작동압의 일부를 해제압에 배압으로 작동시켜 동력 조향을 억제함으로써 고속주행시 조향 안전성과 자연스러운 조향 필링을 확보할 수 있도록 한 차속 감응형 동력 조향 시스템을 제공하는 것이다.
도1은 본 발명에 의한 차속 감응형 동력 조향 시스템의 전체 사시도,
도2는 본 발명에 적용되는 피니언 밸브 어셈블리의 측단면도,
도3은 본 발명의 피니언 밸브 어셈블리에 적용된 유로 변환밸브의 전개도,
도4는 도3의 A부분으로 표시된 유로 변환밸브의 제1구간을 수평으로 확대하여 도시한 전개도,
도5는 도4에 도시된 유로 변환밸브의 저속, 중속, 고속 에지부에 의한 유로 단면적과 인풋 샤프트의 회전각과의 관계를 도시한 그래프,
도6은 차량이 주차 및 저속으로 우회전시 유압 흐름을 도시한 도4에 따른 유로 변환밸브의 전개도,
도7은 차량이 주차 및 저속으로 우회전시 본 발명에 의한 차속 감응형 동력 조향 시스템의 유압회로도,
도8은 차량이 중,고속으로 우회전시 유압 흐름을 도시한 도4에 따른 유로 변환밸브의 전개도,
도9는 차량이 중,고속으로 우회전시 본 발명에 의한 차속 감응형 동력 조향 시스템의 유압회로도,
도10은 본 발명에 의한 차속 감응형 동력 조향 시스템의 차속에 따른 동력 조향 실린더 공급 작동압과 조향핸들의 회전각과의 관계를 도시한 그래프,
도11은 종래 기술에 의한 차속 감응형 동력 조향 시스템의 피니언 밸브 어셈블리의 측단면도이다.
이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 차속 감응형 동력 조향 시스템은 엔진의 회전동력을 이용하여 유압을 발생시키는 오일펌프와;
조향핸들에 상단이 연결된 토오션 바아와 연동하는 인풋 샤프트와, 상기 인풋 샤프트의 외주에 긴밀하게 결합되어 인풋 샤프트의 회전에 따라 유로를 변환시키는 밸브보디와, 상기 토오션 바아의 하단에 연결되어 조향축에 구성되는 랙과 치합하는 피니언 샤프트로 이루어지는 피니언 밸브 어셈블리와;
상기 피니언 밸브 어셈블리내 인풋 샤프트와 밸브보디의 일측에 구성되어 조향핸들의 회전방향에 따라 유로 변환이 이루어지는 유로 변환밸브와;
조향축상의 랙이 피니언 밸브 어셈블리의 하단 피니언과 치합되어 피니언 밸브 어셈블리의 회전방향에 따라 좌우 이동이 가능함과 동시에 상기 유로 변환밸브로부터 공급되는 유압에 의해 조향방향에 따라 조향축에 작동하는 동력 조향 실린더와;
주차 및 저속 주행시 상기 오일펌프로부터 발생된 유압을 유로 변환밸브내 유압포트를 통하여 직접 동력 조향 실린더로 공급 및 배출시키는 유압 전달수단과;
중,고속 주행시 상기 오일펌프로부터 발생된 유압의 일부를 유로 변환밸브내 유압포트를 통하여 동력 조향 실린더의 해제측 실린더로부터 배출되는 해제압의 배압으로 공급하는 배압 전달수단과;
차속에 의한 전자제어유닛의 제어에 따라 상기 배압 전달수단에 공급되는 유압을 가변시킬 수 있도록 상기 배압 전달수단과 연결되는 압력제어 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지며,
상기 유로 변환밸브는 상기 오일펌프로부터 유압을 시스템내에 공급하도록 밸브바디의 제1스풀부에 형성된 공급구와, 인풋 샤프트에 구성된 제1유압챔버로 이루어지는 공급포트와;
상기 공급포트의 양측으로 구성되어 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 유로가 결정되면서 동력 조향 실린더의 작동측 실린더에 작동압을 공급하고, 이에 대한 해제측 실린더의 해제압을 배출하도록 밸브바디의 제2,제3유압챔버에 각각 형성되는 입력구와, 인풋 샤프트에 형성되는 제2,제3스풀부의 상면으로 이루어지는 좌,우측 입력포트와;
상기 좌,우측 입력포트 각각의 외측으로 구성되어 해제압이 작용하는 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크로 배출하도록 인풋 샤프트의 제4,제5유압챔버에 각각 구성되는 배출구와, 밸브바디에 형성되는 제4,제5스풀부의 하면으로 이루어지는 좌,우측 배출포트와;
밸브바디의 제6,제7유압챔버와 인풋 샤프트의 제6,제7스풀부의 상면으로 이루어지는 좌,우측 유로 변환포트와;
상기 좌,우측 유로 변환포트를 통하여 배출포트와 연결되어 해제압에 오일펌프로부터의 공급되는 유압의 일부를 배압으로 작용시키도록 밸브바디의 제8스풀부에 형성되는 배압구와, 인풋 샤프트에 형성되는 제8유압챔버로 이루어지는 배압포트를 포함하여 8개의 유압포트로 하나의 구간을 이루며, 다수의 구간으로 이루어진다.
또한, 상기 동력 조향 실린더는 조향축상에 구성되어 조향핸들의 조향동작에 따라 좌,우측 입력포트로부터 선택적으로 공급되는 유압에 의해 내부에서 작동압과 해제압이 작용하여 상기 조향축을 좌우로 동작시키는 복동식 실린더로 이루어진다.
그리고 상기 유압 전달수단은 주차 및 저속 주행시 상기 유압 발생수단으로부터 발생된 유압을 공급압 라인을 통하여 피니언 밸브 어셈블리내 유로 변환밸브에 공급하는 공급포트와; 상기 공급포트로부터의 유압이 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 유로가 변환되면서 동력 조향 실린더의 일측 실린더에 작동압을 공급하는 하나의 입력포트와; 상기 동력 조향 실린더의 작동압에 대하여 타측 실린더에 발생되는 해제압을 배출하는 다른 하나의 입력포트와; 상기 해제압을 배출하는 다른 하나의 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크로 배출하는 배출포트로 이루어지며,
상기 배압 전달수단은 상기 배압 가변수단으로부터 차속에 따라 가변된 유압을 배압 라인을 통하여 피니언 밸브 어셈블리내 유로 변환밸브에 공급하는 배압포트와; 상기 배압포트로부터의 유압이 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 동력 조향실린더의 해제측 실린더내 해제압과 동시에 배출되도록 배출포트와 연결시켜주는 유로 변환포트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 차속 감응형 동력 조향 시스템의 전체 사시도이고,도2는 본 발명에 적용되는 피니언 밸브 어셈블리의 측단면도로서, 차속 감응형 동력 조향 시스템은 조향칼럼(1) 및 플렉시블 조인트(2)등에 의해 조향핸들(3)에 연결된 피니언 밸브 어셈블리(4)가 엔진의 회전동력을 이용하여 작동하는 오일펌프(5)로부터 유압을 공급받아 조향핸들(3)의 회전방향에 따라 피니언 밸브 어셈블리(4)내 유로 변환밸브(7)에 의해 동력 조향 실린더(6)에 선택적으로 유압을 공급함으로써 동력 조향을 이루며,
주차 및 저속 주행시에는 오일펌프(5)로부터 공급되는 유압을 유로 변환밸브(7)내 유압 전달수단에 의하여 직접 동력 조향 실린더(6)로 공급 및 배출시키고, 중,고속 주행시에는 상기 오일펌프(5)로부터 공급되는 유압의 일부를 유로 변환밸브(7)내 배압 전달수단에 의하여 동력 조향 실린더(6)의 해제측 실린더로부터 배출되는 해제압의 배압으로 공급하도록 이루어지며, 차속에 의한 전자제어유닛(미도시)의 제어신호에 따라 작동하는 압력제어 솔레노이드 밸브(8)에 의해 배압 전달수단에 공급되는 유압을 가변시킴으로써 차속에 따라 조향핸들(3)의 조작력을 달리하도록 이루어진다.
상기 피니언 밸브 어셈블리(4)는, 도2에서 도시한 바와 같이, 밸브 하우징(9)의 내측 중심에 토오션 바아(10)가 구성되고, 그 상단은 조향핸들(3)과 연결되며, 하단은 조향축상의 랙(11)과 치합되는 피니언 샤프트(12)와 연결되어 조향핸들(3)의 회전력을 전달하도록 이루어지며, 상기 토오션 바아(10)의 작동과 연동하도록 그 외주에는 소정의 간격을 두고 인풋 샤프트(13)가 배치되며, 이 인풋 샤프트(13)는 토오션 바아(10)와 하단에서 연결된다.
또한 상기 인풋 샤프트(13)의 외주에는 밸브바디(14)가 긴밀하게 장착되어 인풋 샤프트(13)의 회전에 따라 유로를 변환시키고, 이 밸브바디(14)는 하단에서 피니언 샤프트(12)에 스토퍼(15)로 고정되어 이루어진다.
그리고 상기 피니언 밸브 어셈블리(4)내 인풋 샤프트(13)와 밸브바디(14)의 일측에 구성되는 유로 변환밸브(7)는, 도3, 도4에서 도시한 바와 같이, 오일펌프(5)로부터 유압을 시스템내에 공급하는 공급포트(16)와, 상기 공급포트(16)의 양측으로 구성되어 인풋 샤프트(13)의 회전방향에 따라 유로가 결정되면서 동력 조향 실린더(6)의 작동측 실린더에 작동압을 공급하고, 이에 대한 해제측 실린더의 해제압을 배출하는 좌,우측 입력포트(17,18)와, 상기 좌,우측 입력포트(17,18) 각각의 외측으로 구성되어 해제압이 작용하는 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크(25)로 배출하도록 좌,우측 배출포트(19,20)와, 배출포트의 해제압에 오일펌프(5)로부터의 공급되는 유압의 일부를 배압으로 작용시키는 배압포트(21)와, 상기 배압포트(21)와 배출포트(19,20)를 연결하는 좌,우측 유로 변환포트(22,23)를 포함하여 8개의 유압포트로 하나의 구간을 이루며, 3개의 구간으로 이루어진다.
상기 공급포트(16)는 밸브바디(14)의 제1 스풀부(30s)에 형성된 공급구(38)와, 인풋 샤프트(13)에 구성된 제1 유압챔버(30c)로 이루어지고, 좌,우측 입력포트(17,18)는 밸브바디(14)의 제2, 제3 유압챔버(31c,32c)에 각각 형성되는 입력구(39,40)와, 인풋 샤프트(13)에 형성되는 제2, 제3 스풀부(31s,32s)의 상면으로 이루어지며, 좌,우측 배출포트(19,20)는 인풋 샤프트(13)의 제4, 제5유압챔버(33c,34c)에 각각 구성되는 배출구(41)(42)와, 밸브바디(14)에 형성되는 제4, 제5 스풀부(33s,34s)의 하면으로 이루어진다.
그리고 배압포트(21)는 밸브바디(14)의 제8스풀부(37s)에 형성되는 배압구(43)와, 인풋 샤프트(13)에 형성되는 제8 유압챔버(37c)로 이루어지며, 이 배압포트(21)에 이웃하는 좌,우측 유로 변환포트(22,23)는 밸브바디(14)의 제6, 제7 유압챔버(35c,36c)와 인풋 샤프트(13)의 제6, 제7 스풀부(35s,36s)의 상면으로 이루어진다.
이러한 유로 변환밸브(7)의 각 포트간에는 인풋 샤프트(13)의 스풀부에 차속에 따라 유압이 통과하는 유로 단면적을 달리하는 에지부가 형성되는데, 상기 공급 포트(16)와, 좌,우측 입력포트(17,18) 및 좌,우측 입력포트(17,18)와 좌,우측 배출포트(19,20)간에는 저속 에지부(LE)가 형성되고, 좌,우측 배출포트(19,20)와 좌,우측 유로 변환포트(22,23)간에는 중속 에지부(SE), 그리고 좌,우측 유로 변환포트(22,23)와 배압포트(21)간에는 고속 에지부(HE)가 형성되어 이루어진다.
상기에서 저속, 중속, 고속 에지부(LE,SE,HE)에 의한 유로 단면적과 인풋 샤프트(13)의 회전각과 관계는 도5에서 도시한 바와 같이, 인풋 샤프트(13)의 회전각이 일정할 때 저속 에지부(LE)에 비하여 중속 에지부(SE)의 에지폭이 커서 유로 단면적이 넓게 나타나며, 중속 에지부(SE)에 비하여 고속 에지부(HE)의 에지폭이 커서 유로 단면적이 더 넓게 나타난다.
이러한 유로 단면적은 그 부분을 통과하는 유량과 비례관계에 있음을 나타낸다.
이러한 유로 변환밸브(7)의 좌,우측 입력포트(17,18)를 통하여 선택적으로 유압을 공급받는 동력 조향 실린더(6)는 복동식 실린더로 이루어져 일측 유압에 의해 내부에서 작용하는 작동압과 이에 대한 해제압에 의해 조향축(44)을 좌우로 동작시켜 동력 조향을 이루게 된다.
그리고 상기 유압 전달수단은 주차 및 저속 주행시 상기 오일펌프(5)로부터 발생된 유압을 공급압 라인(45)을 통하여 피니언 밸브 어셈블리(4)내 유로 변환밸브(7)에 공급하는 공급포트(16)와, 이 공급포트(16)로부터의 유압이 인풋 샤프트(13)의 회전방향에 따라 유로가 변환되면서 동력 조향 실린더(6)에 작동압을 공급하거나 이 작동압에 대하여 발생되는 해제압을 배출하는 좌,우측 입력포트(17,18)와, 상기 해제압을 배출하는 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크(25)로 배출하는 좌,우측 배출포트(19,20)로 이루어진다.
또한 상기 배압 전달수단은 상기 압력 제어 솔레노이드 밸브(8)로부터 차속에 따라 가변된 유압을 배압 라인(46)을 통하여 피니언 밸브 어셈블리(4)내 유로 변환 밸브(7)에 공급하는 배압포트(21)와, 상기 배압포트(21)로부터의 유압이 인풋 샤프트(13)의 회전방향에 따라 동력 조향 실린더(6)의 해제측 실린더내 해제압과 동시에 배출되도록 좌,우측 배출포트(19,20)와 연결시켜 주는 좌,우측 유로 변환포트(22,23)로 이루어진다.
그리고 압력 제어 솔레노이드 밸브(8)는 일측의 유입구(47)와 유압 라인(48)을 통하여 오일펌프(5)에 연결되고, 타측의 유출구(49)는 공급압 라인(45)을 통하여 유로 변환밸브(7)의 공급포트(16)와 연결되며, 차속에 따른 전자제어유닛의 제어신호에 따라 스풀(50)이 상하 작동하여 개도량이 가변하는 배압출구(51)는 배압라인(46)을 통하여 유로 변환밸브(7)의 배압포트(21)와 연결되며, 유로 변환밸브(7)의 좌,우측 배출포트(19,20)와 배출라인(52)을 통하여 연결되는 밸브 상측의 배출챔버(53)는 배출라인(52)이 연장되어 오일탱크(25)와 연결되어 이루어진다.
따라서 상기한 바와 같은 구성에 의한 차속 감응형 동력 조향 시스템의 작동은 차량이 주차나 저속으로 주행할 때 운전자가 조향핸들(3)을 우회전시키면, 토오션 바아(10)의 비틀림에 연동하여 인풋 샤프트(13)는, 도6에 도시한 바와 같이, 밸브바디(14)에 대해 우측으로 이동하게 되고, 압력 제어 솔레노이드 밸브(8)의 스풀(50)은 배압출구(51)를 막은 상태를 유지하게 된다.
그러면 오일펌프(5)로부터 발생된 유압은 압력 제어 솔레노이드 밸브(8)의 유입구(47)로 유입되어 유출구(49) 및 공급압 라인(45)을 통하여 공급포트(16)로 공급된다.
상기 공급포트(16)로 공급된 유압은 우측 입력포트(18)를 통하여 동력 조향 실린더(6)의 좌측 실린더(54)로 공급되어 작동압으로 작용하고, 동시에 우측 실린더(55)의 잔류 유량은 해제압으로 작용하여 좌측 입력포트(17)로 빠져 좌측 배출포트(19)를 통하여 오일탱크(25)로 배출하게 된다.
이러한 유압의 흐름은 도7에서 도시한 바와 같은 유압회로도로 나타나게 되며, 상기한 바와 같은 동력 조향 실린더(6)의 작동에 의해 조향축(44)을 우측으로 이동시킴으로써 동력 조향이 이루어지게 되는 것이다.
한편, 차량이 중,고속으로 주행할 때 운전자가 조향핸들(3)을 우회전시키면, 토오션 바아(10)의 비틀림에 연동하여 인풋 샤프트(13)는, 도8에 도시한 바와 같이, 밸브바디(14)에 대해 우측으로 이동하게 되고, 압력 제어 솔레노이드 밸브(8)의 스풀(50)은 상측으로 이동하여 배압출구(51)를 오픈한 상태를 유지하게 되며, 상기 배압출구(51)의 개도량은 차속에 따른 전자제어유닛의 제어신호에 의해 결정되므로 차속이 빠를수록 개도량은 커지게 된다.
그리고 오일펌프(5)로부터 발생된 유압은 압력 제어 솔레노이드 밸브(8)의 유입구(47)로 유입되어 유출구(49) 및 공급압 라인(45)을 통하여 공급포트(16)로 공급됨과, 동시에 상기 유압의 일부는 배압출구(51) 및 배압라인(46)을 통하여 배압포트(21)로 공급된다.
상기 공급포트(16)로 공급된 유압은 우측 입력포트(18)를 통하여 동력 조향 실린더(6)의 좌측 실린더(54)로 공급되어 작동압으로 작용하고, 동시에 우측 실린더(55)의 잔류 유량은 해제압으로 작용하여 좌측 입력포트(17)로 좌측 배출포트(19)를 통하여 오일탱크(25)로 배출하게 된다.
이때 상기 좌측 배출포트(19)에는 우측 실린더(55)의 해제압과 함께 상기 배압포트(21)로 공급된 유압이 우측 유로 변환포트(23)를 통하여 유입되어 상기 해제압에 배압으로 작용하게 된다.
따라서 상기 우측 실린더(55)로부터의 해제압은 배압포트(21)로부터 유입된 유압과 동시에 좌측 배출포트(19)로 배출됨에 따라 일정한 유로 단면적을 갖는 배출구(41)를 통과할 수 있는 유량이 한정되어 상기 우측 실린더(55)에 배압이 작용하게 되는 것이다.
이러한 유압의 흐름은 도9에서 도시한 바와 같은 유압회로도로 나타나게 되며, 상기한 바와 같은 동력 조향 실린더(6)의 작동에 의해 조향축(44)을 우측으로 이동시킴과 동시에 배압에 의해 상기 작동을 억제함으로써 중,고속 주행에서도 안정적인 동력 조향을 이룰 수 있게 되는 것이다.
따라서 이러한 차속 감응형 동력 조향 시스템을 적용한 차량의 조향 특성은 도10의 그래프로 도시된 차속에 따른 동력 조향 실린더에 공급되는 작동압과 조향 핸들의 회전각과의 관계에서도 알 수 있듯이, 저속에서 고속 주행으로 갈수록 조향 핸들의 회전각에 대하여 상기 동력 조향 실린더에 공급되는 작동압은 서서히 증가하게 됨으로 차속에 따른 가변 동력 조향을 이룰 수 있게 되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차속 감응형 동력 조향 시스템은 피니언 어셈블리내 유로 변환밸브의 유압회로상에 차속에 따라 동력 조향 실린더의 해제측 실린더로 배압이 작용하도록 배압라인을 구성함으로서 별도의 전용부품을 추가하지 않고도 간단히 제작할 수 있어 경제적으로 유리하며, 차량의 속도에 따라 유압 작동이 가변되어 밸브의 감도를 주차 및 저속시와 중속 및 고속시에 다르게 조정하게됨으로 차속에 감응하여 가변 동력 조향을 이룰 수 있어 소음을 줄일 수 있음은 물론, 자연스러운 조향 필링을 확보할 수 있게 되는 유용한 발명인 것이다.
Claims (13)
- 엔진의 회전동력에 의해 유압을 발생시키는 유압 발생수단과;주차 및 저속 주행시 상기 유압 발생수단으로부터 공급되는 유압을 조향 방향에 따라 피니언 밸브 어셈블리에 의해 변경되는 유로를 통하여 직접 동력 조향 실린더로 공급하는 유압 전달수단과;중,고속 주행시 상기 유압 발생수단으로부터 공급되는 유압을 상기 동력 조향 실린더의 해제측 실린더로부터 배출되는 해제압에 차속에 따라 가변되는 배압으로 작용할 수 있도록 차속에 따라 가변된 유압을 배압 라인을 통하여 피니언 밸브 어셈블리내에 구성되는 유로 변환 밸브에 공급하는 배압포트와, 상기 배압포트로부터의 유압이 상기 피니언 밸브 어셈블리내에 구성되는 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 동력 조향 실린더의 해제측 실린더내 해제압과 동시에 배출되도록 배출포트와 연결시켜 주는 유로 변환포트를 구성하여 이루어지는 배압 전달수단과;차속에 의한 전자제어유닛의 제어에 따라 배압 전달수단에 공급되는 유압을 가변시킬 수 있도록 상기 배압 전달수단과 연결되는 배압 가변수단과;를 포함하여 이루어지는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제1항에 있어서, 피니언 밸브 어셈블리는밸브 하우징의 내측 중심에 상단으로 조향핸들과 연결되고, 하단으로는 피니언 샤프트와 연결되어 조향핸들의 회전력을 전달하는 토오션 바아와;상기 토오션 바아의 작동과 연동하도록 그 외주에 소정의 간격을 두고 배치되어 하단에서 연결되는 인풋 샤프트와;상기 인풋 샤프트의 외주에 긴밀하게 장착되어 하단에서 피니언 샤프트에 스토퍼로 고정되는 밸브바디와;상기 밸브바디와 인풋 샤프트 일측에 상기 유압 발생수단으로부터 유압을 시스템내에 공급하도록 밸브바디의 제1 스풀부에 형성된 공급구와, 인풋 샤프트에 구성된 제1 유압챔버로 이루어지는 공급포트와; 상기 공급포트의 양측으로 구성되어 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 유로가 결정되면서 동력 조향 실린더의 작동측 실린더에 작동압을 공급하고, 이에 대한 해제측 실린더의 해제압을 배출하도록 밸브바디의 제2, 제3 유압챔버에 각각 형성되는 입력구와, 인풋 샤프트에 형성되는 제2, 제3 스풀부의 상면으로 이루어지는 좌,우측 입력포트와; 상기 좌,우측 입력포트 각각의 외측으로 구성되어 해제압이 작용하는 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크로 배출하도록 인풋 샤프트의 제4, 제5 유압챔버에 각각 구성되는 배출구와, 밸브바디에 형성되는 제4, 제5 스풀부의 하면으로 이루어지는 좌,우측 배출포트와; 밸브바디의 제6, 제7 유압챔버와 인풋 샤프트의 제6, 제7 스풀부의 상면으로 이루어지는 좌,우측 유로 변환포트와; 상기 좌,우측 유로 변환포트를 통하여 배출포트와 연결되어 해제압에 유압 발생수단으로부터의 공급되는 유압의 일부를 배압으로 작용시키도록 밸브바디의 제8 스풀부에 형성되는 배압구와, 인풋 샤프트에 형성되는 제8 유압챔버로 이루어지는 배압포트를 포함하여 8개의 유압포트로 하나의 구간을 이루며, 다수의 구간은 갖는 유로 변환밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 유압 전달수단은 주차 및 저속 주행시 상기 유압 발생수단으로부터 발생된 유압을 공급압 라인을 통하여 피니언 밸브 어셈블리내 유로 변환밸브에 공급하는 공급포트와;상기 공급포트로부터의 유압이 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 유로가 변환되면서 동력 조향 실린더의 일측 실린더에 작동압을 공급하는 하나의 입력포트와;상기 동력 조향 실린더의 작동압에 대하여 타측 실린더에 발생되는 해제압을 배출하는 다른 하나의 입력포트와;상기 해제압을 배출하는 다른 하나의 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크로 배출하는 배출포트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 엔진의 회전 동력에 의해 유압을 발생시키는 유압 발생수단과;피니언 밸브 어셈블리내에서 조향핸드에 연결된 토오션 바아와 연동하는 인풋 샤프트와, 상기 인풋 샤프트의 외주에 긴밀하게 결합되어 인풋 샤프트의 회전에 따라 유로를 변환시키는 밸브보디로 이루어져 조향핸들의 회전방향에 따라 유로 변환이 이루어지는 유로 변환수단과;내측의 랙이 상기 유로 변환수단을 형성하는 피니언 밸브 어셈블리의 하단 피니언과 치합되어 피니언 밸브 어셈블리의 회전방향에 따라 좌우 이동이 가능함과 동시에 상기 유로 변환수단으로부터 공급되는 유압에 의해 조향방향에 따라 조향축에 작동하는 동력 조향 실린더와;로 이루어지며,상기 유압 발생수단과 피니언 밸브 어셈블리내의 유로 변환수단이 연결되어 유압 발생수단에서 발생된 유압을 작동압으로 하여 공급하는 유압 전달수단;상기 유압 발생수단과 피니언 밸브 어셈블리내의 유로 변환수단이 연결되어 유압 발생수단에서 발생된 유압을 동력 조향 실린더의 해제측 실린더로부터 배출되는 해제압의 배압으로 공급하도록 차속에 따라 가변된 유압을 배압 라인을 통하여 피니언 밸브 어셈블리내에 구성되는 유로 변환 밸브에 공급하는 배압포트와, 상기 배압포트로부터의 유압이 인풋 샤프트의 회전 방향에 따라 동력 조향 실린더의 해제측 실린더내 해제압과 동시에 배출되도록 배출포트와 연결시켜 주는 유로 변환포트로 구성되는 배압 전달수단과;차속에 의한 전자제어유닛의 제어에 따라 배압 전달수단에 공급되는 유압을 가변시킬 수 있도록 상기 배압 전달수단과 연결되는 배압 가변수단과;를 포함하여 이루어지는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제8항에 있어서, 유로 변환수단은 상기 유압 발생수단으로부터 유압을 시스템내에 공급하도록 밸브바디의 제1 스풀부에 형성된 공급구와, 인풋 샤프트에 구성된 제1 유압챔버로 이루어지는 공급포트와;상기 공급포트의 양측으로 구성되는 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 유로가 결정되면서 동력 조향 실린더의 작동측 실린더에 작동압을 공급하고, 이에 대한 해제측 실린더의 해제압을 배출하도록 밸브바디의 제2, 제3 유압챔버에 각각 형성되는 입력구와, 인풋 샤프트에 형성되는 제2, 제3 스풀부의 상면으로 이루어지는 좌,우측 입력포트와;상기 좌,우측 입력포트 각각의 외측으로 구성되어 해제압이 작용하는 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크로 배출하도록 인풋 샤프트의 제4, 제5 유압챔버에 각각 구성되는 배출구와, 밸브바디에 형성되는 제4, 제5 스풀부의 하면으로 이루어지는 좌,우측 배출포트와;밸브바디의 제6, 제7 유압챔버와 인풋 샤프트의 제6, 제7 스풀부의 상면으로 이루어지는 좌,우측 유로 변환포트와;상기 좌,우측 유로 변환포트를 통하여 배출포트와 연결되어 해제압에 오일펌프로부터의 공급되는 유압의 일부를 배압으로 작용시키도록 밸브바디의 제8 스풀부에 형성되는 배압구와, 인풋 샤프트에 형성되는 제8 유압챔버로 이루어지는 배압포트를 포함하여 8개의 유압포트로 하나의 구간을 이루며, 다수의 구간을 갖는 유로 변환밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제8항 또는 제10항에 있어서, 상기 유압 전달수단은 주차 및 저속 주행시 상기 유압 발생수단으로부터 발생된 유압을 공급압 라인을 통하여 피니언 밸브 어셈블리내 유로 변환밸브에 공급하는 공급포트와;상기 공급포트로부터의 유압이 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 유로가 변환되면서 동력 조향 실린더의 일측 실린더에 작동압을 공급하는 하나의 입력포트와;상기 조향 실린더의 작동압에 대하여 타측 실린더에 발생되는 해제압을 배출하는 다른 하나의 입력포트와;상기 해제압을 배출하는 다른 하나의 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크로 배출하는 배출포트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 엔진의 회전 동력을 이용하여 유압을 발생시키는 오일펌프와;조향핸들에 상단이 연결된 토오션 바아와 연동하는 인풋 샤프트와, 상기 인풋 샤프트의 외주에 긴밀하게 결합되어 인풋 샤프트의 회전에 따라 유로를 변환시키는 밸브보디와, 상기 토오션 바아의 하단에 연결되어 조향축에 구성되는 랙과 치합하는 피니언 샤프트로 이루어지는 피니언 밸브 어셈블리와;상기 피니언 밸브 어셈블리내 인풋 샤프트와 밸브보디의 일측에 구성되어 조향핸들의 회전방향에 따라 유로 변환이 이루어지는 유로 변환밸브와;조향축상의 랙이 피니언 밸브 어셈블리의 하단 피니언과 치합되어 피니언 밸브 어셈블리의 회전방향에 따라 좌우 이동이 가능함과 동시에 상기 유로 변환밸브로부터 공급되는 유압에 의해 조향방향에 따라 조향축에 작동하는 동력 조향 실린더와;주차 및 저속 주행시 상기 오일펌프로부터 발생된 유압을 유로 변환밸브내 유압포트를 통하여 직접 동력 조향 실린더로 공급 및 배출시키는 유압 전달수단과;중,고속 주행시 상기 오일펌프로부터 발생된 유압의 일부를 유로 변환밸브내 유압포트를 통하여 동력 조향 실린더의 해제측 실린더로부터 배출되는 해제압의 배압으로 공급하는 배압 전달수단과;차속에 의한 전자제어유닛의 제어에 따라 상기 배압 전달수단에 공급되는 유압을 가변시킬 수 있도록 상기 배압 전달수단과 연결되는 압력 제어 솔레노이드 밸브;를 포함하여 이루어지는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제15항에 있어서, 유로 변환밸브는 상기 오일펌프로부터 유압을 시스템내에 공급하도록 밸브바디의 제1 스풀부에 형성된 공급구와, 인풋 샤프트에 구성된 제1유압챔버로 이루어지는 공급포트와;상기 공급포트의 양측으로 구성되어 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 유로가 결정되면서 동력 조향 실린더의 작동측 실린더에 작동압을 공급하고, 이에 대한 해제측 실린더의 해제압을 배출하도록 밸브바디의 제2, 제3 유압챔버에 각각 형성되는 입력구와, 인풋 샤프트에 형성되는 제2, 제3 스풀부의 상면으로 이루어지는 좌,우측 입력포트와;상기 좌,우측 입력포트 각각의 외측으로 구성되어 해제압이 작용하는 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크로 배출하도록 인풋 샤프트의 제4, 제5 유압챔버에 각각 구성되는 배출구와, 밸브바디에 형성되는 제4, 제5 스풀부의 하면으로 이루어지는 좌,우측 배출포트와;밸브바디의 제6, 제7 유압챔버와 인풋 샤프트의 제6, 제7 스풀부의 상면으로 이루어지는 좌,우측 유로 변환포트와;상기 좌,우측 유로 변환포트를 통하여 배출포트와 연결되어 해제압에 오일펌프로부터의 공급되는 유압의 일부를 배압으로 작용시키도록 밸브바디의 제8 스풀부에 형성되는 배압구와, 인풋 샤프트에 형성되는 제8 유압챔버로 이루어지는 배압포트를 포함하여 8개의 유압포트로 하나의 구간을 이루며, 다수의 구간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제16항에 있어서, 인풋 샤프트는 유압챔버 사이에 형성되는 제2, 제3 스풀부의 상면 양단에 저속 에지부가 형성되며, 제6, 제7 스풀부의 상면 양단에는 배압포트측으로 고속 에지부가 형성되고, 배출포트측으로 중속 에지부가 형성되는 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제17항에 있어서, 인풋 샤프트의 스풀부 상면 양단에 형성되는 각각의 에지부는 저속 에지부에서 고속 에지부로 에지폭이 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 유압 전달수단은 주차 및 저속 주행시 상기 오일펌프로부터 발생된 유압을 공급압 라인을 통하여 피니언 밸브 어셈블리내 유로 변환밸브에 공급하는 공급포트와;상기 공급포트로부터의 유압이 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 유로가 변환되면서 동력 조향 실린더의 일측 실린더에 작동압을 공급하는 하나의 입력포트와;상기 동력 조향 실린더의 작동압에 대하여 타측 실린더에 발생되는 해제압을 배출하는 다른 하나의 입력포트와;상기 해제압을 배출하는 다른 하나의 입력포트와 연결되어 해제압을 오일탱크로 배출하는 배출포트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 배압 전달수단은 상기 배압 가변수단으로부터 차속에 따라 가변된 유압을 배압 라인을 통하여 피니언 밸브 어셈블리내 유로 변환밸브에 공급하는 배압포트와;상기 배압포트로부터의 유압이 인풋 샤프트의 회전방향에 따라 동력 조향 실린더의 해제측 실린더내 해제압과 동시에 배출되도록 배출포트와 연결시켜 주는 유로 변환포트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
- 제15항에 있어서, 동력 조향 실린더는 조향축상에 구성되어 조향핸들의 조향 동작에 따라 좌,우측 입력포트로부터 선택적으로 공급되는 유압에 의해 내부에서 작동압과 해제압이 작용하여 상기 조향축을 좌우로 동작시키는 복동식 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차속 감응형 동력 조향 시스템.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990012244A KR100313976B1 (ko) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 차속 감응형 동력 조향 시스템 |
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| KR1019990012244A KR100313976B1 (ko) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 차속 감응형 동력 조향 시스템 |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPH06293271A (ja) * | 1993-04-06 | 1994-10-21 | Koyo Seiko Co Ltd | 油圧パワーステアリング装置 |
-
1999
- 1999-04-08 KR KR1019990012244A patent/KR100313976B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06293271A (ja) * | 1993-04-06 | 1994-10-21 | Koyo Seiko Co Ltd | 油圧パワーステアリング装置 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR20000065668A (ko) | 2000-11-15 |
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