KR100375058B1 - 스톱퍼피스톤과솔레노이드밸브가구비된전자제어파워스티어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스톱퍼 피스톤과 솔레노이브 밸브가 구비된 전자제어 파워 스티어링에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 차량용 유압제어 밸브구조에 있어서, 인풋 샤프트(30)의 하부 외주면 적소에 구비되며, 양단에 일직선 평면으로 구비된 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)와, 밸브보디(40)의 상단 적소에 구비되며, 상기 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)가 맞닿아 인풋 샤프트(30)를 정지시키는 밸브보디 스톱퍼(41,41a,41b,41c)와, 상기 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)의 일측 양면에 맞닿으며, 인풋 샤프트(30)를 회전시키는 스톱퍼 피스톤(50)과, 상기 스톱퍼 피스톤(50)과 상호 연결되어 이를 가변적으로 제어하는 적어도 하나 이상의 솔레노이드 밸브(60)와, 상기 솔레노이드 밸브(60)와 상호 연결되어 필요에 따라 이를 제어하는 적어도 하나 이상의 ECU(70)와, 상기 ECU(70)와 상호 연결되어 차량의 속도 신호를 감지하는 적어도 하나 이상의 차속센서(80)와, 상기 밸브보디 스톱퍼(41,41a)와(41b,41c)의 각도가 α각도로 구비되어 구성된다.

Description

스톱퍼 피스톤과 솔레노이드 밸브가 구비된 전자제어 파워 스티어링

본 발명은 스톱퍼 피스톤과 솔레노이드 밸브가 구비된 전자제어 파워 스티어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차속에 따라서 솔레노이드 밸브를 알맞게 제어하여 조향휠이 저속에서는 가볍고 고속에서는 무거운 감을 갖게하여 운전자가 안전운전을 할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량용 유압제어 밸브는 차량의 파워 스티어링 장치에 설치되어 스티어링 휠을 부드럽게 작동시키는 것으로, 이는 이미 알려진 주지된 사실이다.

상기와 같은 종래의 차량용 유압제어 밸브의 구조은 도 1 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

즉, 하단 적소 외주면에 피니언(101)이 형성된 피니언 샤프트(100)와, 상기 피니언 샤프트(100)의 상단에 일체로 연결되는 토션바(200)와, 상기 토션바(200)의 외주연에 설치되는 인풋 샤프트(300) 및 이 인풋 샤프트(300)의 외주면 적소에 구비되는 오링(301)과, 상기 인풋 샤프트(300)의 외주면에 설치되는 밸브보디(400)로 구성되는 것으로, 상기 밸브보디(400)의 외주면에는 동력실린더로 작동유가 공급되는 공급홀이 있으며, 스티어링 휠을 회전시키면 랙이 타이어의 전진 저항이 작용하고 있기 때문에 토션바(200)가 비틀리게 되는 것이다. 따라서 밸브보디(400)의 홈과 인풋 샤프트(300)의 콘트롤 엣지에 의하여 동력실린더로 공급되는 유압이 랙의 피스톤을 밀어 조향력을 부드럽게 하여 주는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술은 조향시 스프링 상수에 의해서 비틀어질 때 유로가 개폐되어 파워 어시스트를 하는 토션바(200)가 필수적으로 구비되어야하는 문제점이 있다.

즉, 토션바(200)를 사용할 때 오링(301)에 의해 발생하는 오일누수 방지 및 특성을 조정하여야 하는 문제점이 발생됨은 물론 유압제어 밸브의 조립시간이 장시간 소요된다는 문제점이 있다.

그리고 상기 토션바(200)가 구비되므로 구조가 복잡해지고 제조원가가 상승되는 문제점 또한 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 차속에 따라 저속에서는 솔레노이드 밸브를 통해 유량을 적게 조절하여 인풋 샤프트 스톱퍼면 저항을 적게주므로 가벼운 조향감을 갖도록 하고, 고속에서는 유량을 크게 조절하여 인풋 샤프트 스톱퍼면에 반력을 크게 하므로 조향감을 무겁게 하여 안전운전을 할 수 있도록 함을 제1목적으로 하는 것이고, 제2목적은 솔레노이드 밸브를 알맞게 조절하여 다양한 조향감을 갖도록 하는 것이고, 제3목적은 토션바를 구비하지 않음으로 구조가 간단하여 조립이 용이함은 물론 제조원가를 절감할 수 있도록 한 스톱퍼 피스톤과 솔레노이드 밸브가 구비된 전자제어 파워 스티어링을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 인풋 샤프트의 하부 외주면 적소에 구비되며, 양단에 일직선 평면으로 구비된 인풋 샤프트 스톱퍼와, 밸브보디의 상단 적소에 구비되며, 상기 인풋 샤프트 스톱퍼가 맞닿아 인풋 샤프트를 정지시키는 밸브보디 스톱퍼와, 상기 인풋 샤프트 스톱퍼의 일측 양면에 맞닿으며, 인풋 샤프트를 회전시키는 스톱퍼 피스톤과, 상기 스톱퍼 피스톤과 상호 연결되어 이를 가변적으로 제어하는 적어도 하나 이상의 솔레노이드 밸브와, 상기 솔레노이드 밸브와 상호 연결되어 필요에 따라 이를 제어하는 적어도 하나 이상의 ECU와, 상기 ECU와 상호 연결되어 차량의 속도 신호를 감지하는 적어도 하나 이상의 차속센서와, 상기 밸브보디 스톱퍼의 각도가 α각도로 구비됨을 특징으로 하는 스톱퍼 피스톤과 솔레노이드 밸브가 구비된 전자제어 파워 스티어링을 제공한다.

이하에서 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 종래 토션바가 구비된 차량용 유압제어 밸브구조를 보인

단면도.

도 2 는 본 발명에 적용된 스톱퍼 피스톤과 솔레노이드 밸브가 구비된

전자제어 파워 스티어링이 작동되기 전의 요부 평단면도.

도 3 은 본 발명에 적용된 스톱퍼 피스톤과 솔레노이드 밸브가 구비된

전자제어 파워 스티어링이 어느 일측으로 작동된 상태의 요부

평단면도.

도 4 는 종래 기술에 의해 나타난 입출력 특성 그래프.

도 5 는 본 발명에 의해 나타난 입출력 특성 그래프.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30: 인풋 샤프트 31,31a: 인풋 샤프트 스톱퍼

40: 밸브보디 41,41a,41b,41c: 밸브보디 스톱퍼

50: 스톱퍼 피스톤 60: 솔레노이드 밸브

70: ECU 80: 차속센서

본 발명에 적용된 스프링과 볼이 구비된 차량용 유압제어 밸브구조는 도 2,3 에 도시된 바와 같이 구성되는 것으로, 여기서 부호 30은 동력전달장치에 동력을 끌어들이는 인풋 샤프트로, 이 인풋 샤프트(30)의 하부 외주면 적소 양단에는 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)가 구비된다.

또한 부호 40은 유압제어를 위해 유로를 전환하거나 압력을 조정하기 위한 밸브보디이다.

상기 밸브보디(40)의 상단 적소에는 밸브보디 스톱퍼(41,41a,41b,41c)가 구비되는 것으로, 상기 밸브보디 스톱퍼(41,41a)와(41b,41c)의 상호 각도는 α각도로 구비된다.

부호 50은 스톱퍼 피스톤으로, 이 스톱퍼 피스톤(50)은 상기 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)의 일측 양면에 맞닿은 상태로 위치하여 인풋 샤프트(30)를 작동시킬수 있도록 구성된다.

본 고안에서는 상기 스톱퍼 피스톤(50)을 일측에 2개 구비한 것을 도시하였으나, 본 고안은 이에 국한하지 않고 필요에 따라 인풋 샤프트(31,31a)의 4곳의 면에 맞닿아 작동되는 스톱퍼 피스톤(50)를 구비할 수 있음은 물론이다.

또한 부호 60은 솔레노이드 밸브로, 이 솔레노이드 밸브(60)는 상기 스톱퍼 피스톤(50)과 상호 연결되어 스톱퍼 피스톤(50)을 가변적으로 제어하는 것이다.

그리고 부호 70은 상기 솔레노이드 밸브(60)와 상호 연결되어 솔레노이드 밸브(70)를 알맞게 제어하는 ECU이고, 상기 ECU(70)는 차속센서(80)와 상호 연결되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명 스프링과 볼이 구비된 차량용 유압제어 밸브구조의 작용은 다음과 같다.

우선 도 2 는 인풋 샤프트(30)가 회전되지 않은 상태 즉, 차량이 직진할 때의 상태이다.

이와같은 상태는 스톱퍼 피스톤(50)이 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)의 양면을 동일한 힘으로 밀어 조향휠을 중립상태로 유지시키므로 중·고속 직진 주행시 안정성이 확보되는 것이다.

즉, 보다 상세히 설명하면 차량이 중·고속으로 주행하면 차속센서(80)가 이를 감지하여 ECU(70)로 신호를 보낸다. 그러면 상기 ECU(70)는 솔레노이드 밸브(60)로 신호를 보내고, 이 신호를 받은 솔레노이드 밸브(60)는 동일한 큰 유압의 힘으로 스톱퍼 피스톤(50)을 밀어 인풋 샤프트(30)를 고정시키므로 결과적으로조향휠이 무거운 감을 갖도록 한 것이다.

상기와 같은 상태에서 차량이 저속으로 주행할 경우에는 상기 차속센서(80)가 이를 감지한 후 ECU(70)로 신호를 보낸다. 그러면 상기 ECU(70)는 솔레노이드 밸브(60)로 신호를 보내고, 이 신호를 받은 솔레노이드 밸브(60)는 적은 유압으로 스톱퍼 피스톤(50)을 제어하는 것으로, 이때 운전자의 조작으로 어느 일측 즉, 도 3 에 도시된 바와같은 화살표 방향으로 인풋 샤프트(30)가 회전되면 상기 솔레노이드 밸브(60)는 도면상의 왼쪽의 스톱퍼 피스톤(50)으로는 유압이 작아지고, 오른쪽의 스톱퍼 피스톤(50)으로는 유압이 크게(압력상승)작용하여 인풋 샤프트(30)가 회전되는 것을 어시스트 하는 것이다.

상기와 같은 상태에서는 조향휠이 어느 일측으로 회전되어 차량이 방향전환을 하는 것이다.

또한 운전자가 화살표 방향의 반대 방향으로 인풋 샤프트(30)를 회전시키게 되면 상기와 같은 작동의 역순으로 작동하게 되어 운전자는 차량을 손쉽게 방향전환 시킬 수 있게되는 것이다.

상기와 같이 회전되는 인풋 샤프트(30)는 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)가 밸브보디 스톱퍼(42,42a,42b,42c)에 맞닿는 각도만큼 즉, α각도로 회전시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 또한 상기 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)의 4곳에 각기 스톱퍼 피스톤(50)을 구비하여 상기와 같은 작용으로 동작시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 도 4 에 도시된 종래의 입출력 특성에 비해 도 5 에 도시된 바와같이 솔레노이드 밸브(60)를 이용하여 가변적으로 제어하므로 다양한 입출력 특성를 얻을 수 있도록 한 것이다.

이상과 같이 본 발명은 차속에 따라 저속에서는 솔레노이드 밸브를 통해 유량을 적게 조절하여 인풋 샤프트 스톱퍼면 저항을 적게주므로 가벼운 조향감을 갖도록 하고, 고속에서는 유량을 크게 조절하여 인풋 샤프트 스톱퍼면에 반력을 크게 하므로 조향감을 무겁게 하여 안전운전을 할 수 있도록 하는 것이고, 솔레노이드 밸브를 알맞게 조절하여 다양한 조향감을 갖도록 하고, 또한 토션바를 구비하지 않음으로 구조가 간단하여 조립이 용이함은 물론 제조원가를 절감할 수 있도록 한 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 차량용 유압제어 밸브구조에 있어서,

   인풋 샤프트(30)의 하부 외주면 적소에 구비되며, 양단에 일직선 평면으로 구비된 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)와,

   밸브보디(40)의 상단 적소에 구비되며, 상기 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)가 맞닿아 인풋 샤프트(30)를 정지시키는 밸브보디 스톱퍼(41,41a,41b,41c)와,

   상기 인풋 샤프트 스톱퍼(31,31a)의 일측 양면에 맞닿으며, 인풋 샤프트(30)를 회전시키는 스톱퍼 피스톤(50)과,

   상기 스톱퍼 피스톤(50)과 상호 연결되어 이를 가변적으로 제어하는 적어도 하나 이상의 솔레노이드 밸브(60)와,

   상기 솔레노이드 밸브(60)와 상호 연결되어 필요에 따라 이를 제어하는 적어도 하나 이상의 ECU(70)와,

   상기 ECU(70)와 상호 연결되어 차량의 속도 신호를 감지하는 적어도 하나 이상의 차속센서(80)로 구비됨을 특징으로 하는 스톱퍼 피스톤과 솔레노이드 밸브가 구비된 전자제어 파워 스티어링.
2. 제1항에 있어서,

   상기 인풋 샤프트 스톱퍼(31, 31a)의 4곳에 각기 스톱퍼 피스톤(50)이 구비됨을 특징으로 하는 스톱퍼 피스톤과 솔레노이드 밸브가 구비된 전자제어 파워 스티어링.

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