KR100610100B1 - Speed Responsive Power Steering - Google Patents
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Abstract
본 발명은 속도감응형 동력 조향 장치에 관한 것으로, 조향 핸들의 조작력을 전달받아 좌우로 이동하는 랙 바아, 이 랙 바아와 나란하게 배열되면서 타이로드가 좌우측에 각각 연결된 조향 슬라이더, 이 조향 슬라이더와 상기 랙 바아를 피봇연결하는 피봇레버, 차속에 따라 상기 피봇레버의 피봇 포인트를 가변시키는 피봇포인트 조절수단을 구비하여, 기계식 조향 장치에서 조향 핸들의 피니언과 치합된 랙기어와 타이로드와 연결된 조향 슬라이더사이의 피봇 포인트를 차속에 따라 적절히 이동시켜 운전자가 느끼는 조향 조작감이 달라지도록 함으로써, 간단한 구조로도 용이한 동력 조향이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 차속에 따라서도 운전조작이 편리해지면서 안정된 조향 조작감을 느낄 수 있도록 된 것이다.The present invention relates to a speed-sensitive power steering device, comprising: a rack bar that is moved left and right by receiving a manipulation force of a steering wheel, a steering slider arranged in parallel with the rack bar and having tie rods connected to the left and right sides, the steering slider and the steering wheel; A pivot lever for pivotally connecting the rack bar, and a pivot point adjusting means for varying the pivot point of the pivot lever according to the vehicle speed, between the rack gear engaged with the pinion of the steering wheel and the steering slider connected with the tie rod in a mechanical steering device. By moving the pivot point of the vehicle properly according to the speed of the vehicle, the steering operation feeling felt by the driver is changed, so that the power steering can be easily performed even with a simple structure, and the driving operation is convenient and the stable steering operation feeling can be felt depending on the vehicle speed. It is.
Description
도 1은 본 발명에 따른 속도감응형 동력 조향 장치의 구성도이고,1 is a block diagram of a speed-sensitive power steering apparatus according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 속도감응형 동력 조향장치의 요부 평면도,2 is a plan view of main parts of a speed-sensitive power steering device according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 속도감응형 동력 조향장치가 주차 속은 저속시의 작동 상태도,3 is an operating state of the speed-sensitive power steering apparatus according to the present invention at low speed during parking;
도 4는 본 발명에 따른 속도감응형 동력 조향 장치가 차속이 고속일 때의 작동 상태도이다.4 is an operational state diagram when the speed-sensitive power steering apparatus according to the present invention is a high speed vehicle.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 - 랙 바아 2 - 랙 바아 하우징1-Rack Bar 2-Rack Bar Housing
3 - 조향 슬라이더 하우징 4 - 조향 슬라이더3-Steering Slider Housing 4-Steering Slider
5 - 타이로드 6 - 핀5-tie rod 6-pin
7 - 피봇레버 8 - 유압실린더7-pivot lever 8-hydraulic cylinder
9 - 차체 10a,10b - 유압라인9-
11 - 조절밸브 12 - 유압공급원11-Control valve 12-Hydraulic source
13 - 차속센서13-Vehicle speed sensor
본 발명은 차량의 조향 장치에 관한 것으로, 특히 차량의 속도에 따라 운전자가 느끼는 조향 조작감을 가변시켜 주도록 한 속도감응형 동력 조향 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 차량의 조향 장치는 운전자가 차륜의 진행방향을 임의로 바꿀수 있도록 장착된 장치로서, 운전자가 직접 조향 조작을 하여 그 조작력을 각 기구로 전달하기 위해 조향 휠과 조향 축 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구와, 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크 기구에 전달하는 기어기구 및, 이 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하기 위해 피트먼 암과 드래드 링크, 너클 아암과 타이로드 등으로 구성된 링크 기구를 갖추고 있다.In general, the steering device of a vehicle is a device that is mounted so that the driver can arbitrarily change the direction of travel of the wheel, and the steering mechanism including steering wheel, steering shaft, column, and the like for the driver to directly steer and transmit the driving force to each mechanism. And the gear mechanism which increases the operating force by reducing the rotation of the steering shaft and changes the direction of movement of the control mechanism and transmits it to the link mechanism, and transmits the movement of the gear mechanism to the front wheel, and maintains the relation position of the left and right wheels correctly. It has a link mechanism consisting of Pitman arm and drag link, knuckle arm and tie rod.
그리고, 대형 자동차나 저압 타이어를 사용한 차량에서는 앞바퀴의 접지저항이 크기 때문에 핸들의 조작력이 크게 되고 신속한 조향 조작이 안될 염려가 있기 때문에 가볍고 신속한 조향 조작을 하기 위해 동력 조향 장치를 사용하고 있는 바, 이와 같은 동력 조향 장치는 동력원이 되는 유압을 발생시키는 오일펌프와 압력조절밸브 및 유량제어밸브를 포함하는 밸브 유닛 등으로 구성된 동력장치와, 오일펌프에서 발생한 유압을 기계적인 힘으로 바꾸어 조향력을 발생시키기 위해 실린더를 사용하는 작동장치 및, 이 작동장치에 이르는 유로를 개폐하고 핸들의 조작에 상응해서 유로를 바꾸어 동력실린더의 작동방향과 작동상태를 제어하는 제어장치 등으로 구성되어 있다.In addition, in the case of a large vehicle or a vehicle using low pressure tires, since the grounding resistance of the front wheel is large, the steering force of the steering wheel becomes large and the quick steering operation is not possible. Therefore, the power steering device is used for light and rapid steering operation. The same power steering device includes a power device composed of an oil pump for generating hydraulic pressure as a power source, a valve unit including a pressure control valve and a flow control valve, and a hydraulic power generated by the oil pump to generate a steering force. An operating device using a cylinder and a control device for opening and closing the flow path leading to the operation device and controlling the operation direction and operating state of the power cylinder by changing the flow path in accordance with the operation of the handle.
그런데 상기한 종래의 기계식 조향 장치나 동력 조향 장치에서는 차속에 따라 운전자가 느끼는 조향 감각이 일정하게 되고, 이로 인해 고속 주행시에 필요한 무거운 조향 감각이나 저속주행시의 가벼운 조향 감각을 동시에 느끼도록 할 수 없는 결점이 있었다.However, in the above-described conventional mechanical steering device or power steering device, the steering sensation felt by the driver is constant according to the vehicle speed, which makes it impossible to simultaneously feel the heavy steering sensation required at high speed and the light steering sensation at low speed. There was this.
상기한 결점을 해소하기 위해 종래에도 차속에 따라 조향 감각이 달라지도록 하는 속도감응형 동력 조향 장치가 제안되어 있는 바, 조향 핸들이 장착된 조향축이 조향 기어 박스와 연결되고, 이 조향 기어 박스의 상부에는 제어밸브가 설치되면서 이 제어밸브를 통해 유압펌프에 의해 펌핑된 오일탱크의 오일이 공급되게 되어 있으며, 상기 제어밸브는 제어유닛에 의해 제어전류를 인가 받아 작동되게 연결되어 있는 한편, 상기 제어유닛에는 자동차의 속도를 감지하기 위한 차속센서가 연결되어 있다. In order to solve the above-mentioned drawbacks, a speed-sensitive power steering device has been proposed in the related art, in which a steering feeling is changed according to a vehicle speed, and a steering shaft equipped with a steering handle is connected to a steering gear box, While the control valve is installed in the upper portion is supplied with the oil of the oil tank pumped by the hydraulic pump through the control valve, the control valve is connected to be operated by receiving a control current by the control unit, the control The unit is connected to a vehicle speed sensor to detect the speed of the vehicle.
그런데, 상기한 기계식 조향 장치에서는 운전자의 핸들 조작력이 크게 되어 운전 피로를 가중시키는 결점이 있었고, 상기 기계식 조향 장치와 동력 조향 장치에서는 차속에 따라 운전자가 느끼는 조향 감각이 일정하여 안정된 조작감을 얻을 수 없는 결점이 있었으며, 상기 속도감응형 동력 조향 장치에서는 구조가 복잡하여 원가상승의 원인이 되는 결점이 있었다.However, the above-described mechanical steering device has a drawback in that the driver's steering force is increased to increase driving fatigue. In the mechanical steering device and the power steering device, the steering feeling felt by the driver is constant according to the vehicle speed, so that a stable operation feeling cannot be obtained. There was a drawback, and the speed-sensitive power steering device had a drawback in that the structure was complicated and caused a cost increase.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사정을 고려하여 안출된 것으로, 기계식 조향 장치에서 조향 핸들의 피니언과 치합된 랙기어와 타이로드와 연결된 조향 슬라이더사이의 피봇 포인트를 차속에 따라 적절히 이동시켜 운전자가 느끼는 조향 조작감이 달라지도록 함으로써, 간단한 구조로도 용이한 동력 조향이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 차속에 따라서도 운전조작이 편리해지면서 안정된 조향 조작감을 느낄 수 있도록 한 속도감응형 동력 조향 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is conceived in consideration of the above circumstances, the mechanical steering device in the mechanical steering device to move the pivot point between the steering gear connected to the pinion of the steering wheel and the tie slider connected to the tie rod according to the vehicle speed to feel the driver The purpose of the present invention is to provide a speed-sensitive power steering device that enables a comfortable steering operation with a simple structure, as well as a convenient steering operation depending on the vehicle speed, by allowing the steering operation feeling to be changed. have.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향 핸들의 조작력을 전달받아 좌우로 이동하는 랙 바아, 이 랙 바아와 나란하게 배열되면서 타이로드가 좌우측에 각각 연결된 조향 슬라이더, 이 조향 슬라이더와 상기 랙 바아를 피봇연결하는 피봇레버, 차속에 따라 상기 피봇레버의 피봇 포인트를 가변시키는 피봇포인트 조절수단을 구비하고 있다.The present invention for achieving the object of the bar is a rack bar which is moved to the left and right by receiving the operating force of the steering wheel, the steering slider is arranged in parallel with the rack bar and the tie rods are connected to the left and right, respectively, the steering slider and the A pivot lever pivotally connecting the rack bar, and a pivot point adjusting means for varying the pivot point of the pivot lever according to the vehicle speed.
바람직하기로는, 상기 피봇레버의 길이 방향을 따른 소정 부위에 형성된 피봇핀과, 이 피봇핀을 이동시키는 유압실린더, 이 유압실린더의 신축길이를 조정하기 위해 상기 유압실린더로 공급 혹은 드레인 되는 오일의 유동방향을 조절하는 조절밸브 및, 차속센서를 매개로 차속을 감지하여 차속에 상응하는 제어신호를 상기 조절밸브로 인가하여 상기 유압실린더의 신축길이가 조절되도록 하는 엔진제어유니트를 갖춘 것을 특징으로 한다.Preferably, the pivot pin formed in a predetermined portion along the longitudinal direction of the pivot lever, the hydraulic cylinder for moving the pivot pin, the flow of oil to be supplied or drained to the hydraulic cylinder to adjust the stretching length of the hydraulic cylinder And a control valve for adjusting a direction and an engine control unit for sensing a vehicle speed through a vehicle speed sensor and applying a control signal corresponding to the vehicle speed to the control valve so that the expansion and contraction length of the hydraulic cylinder is adjusted.
또한, 상기 랙 바아와 상기 조향 슬라이더에 각각 핀이 돌출되게 형성되고, 이 핀이 끼워져서 안내이동되도록 상기 피봇레버에 슬라이더 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, a pin is formed to protrude from the rack bar and the steering slider, respectively, characterized in that the slider groove is formed in the pivot lever so that the pin is inserted into the guide movement.
그리고, 상기 피봇핀이 상기 유압실린더의 피스톤에 장착된 롤러에 일체로 설치되고, 상기 롤러가 안내이동되도록 차체에는 슬라이더 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.And, the pivot pin is integrally installed on the roller mounted to the piston of the hydraulic cylinder, characterized in that the slider groove is formed in the vehicle body so that the roller is guided.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 속도감응형 동력 조향 장치의 구성도인 바, 즉 운전자가 직접 조작하는 조향 핸들에 일단이 연결된 조향축의 타단에 형성되는 있는 피니언 기어와 치합되는 랙 바아(1)가 랙 바아 하우징(2)에 좌우로 이동가능하게 끼워지고, 상기 랙 바아 하우징(2)과 나란하게 배열된 조향 슬라이더 하우징(3)에는 조향 슬라이더(4)가 좌우로 이동가능하게 끼워지며, 상기 조향 슬라이더(3)의 양단에는 타이로드(5)의 일단이 각각 연결되어 있다.1 is a block diagram of a speed-sensitive power steering apparatus according to the present invention, that is, a rack bar (1) engaged with a pinion gear formed at the other end of a steering shaft, one end of which is connected to a steering wheel operated directly by a driver, with a rack. The
그리고, 상기 조향 슬라이더(3)의 길이 방향을 따른 대략 중앙부위와 상기 랙 바아(2)의 길이 방향을 따른 대략 중앙부위에는 각각 핀(6)이 돌출되게 설치되어 있고, 이 핀은 피봇레버(7)에 각각 형성된 슬라이더 홈(7a)에 끼워져 슬라이더 홈(7a)을 따라 안내이동되게 되어 있으며, 상기 피봇레버(7)의 대략 길이방향을 따른 중앙부위에는 피봇핀(7b)이 설치되어 있다.In addition, the
또한, 상기 피봇핀(7b)은 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 유압실린더(8)의 피스톤(8a)의 선단부에 장착된 롤러(8b)에 일체로 연결되어 있고, 상기 롤러(8b)는 차체(9)에 형성된 슬라이더 홈(9a)에 끼워져 슬라이더 홈(9a)을 따라 안내이동되며, 상기 유압실린더(8)에 2개의 유압라인(10a,10b)을 매개로 조절밸브(11)가 연결되고, 이 조절밸브(11)에는 유압을 공급하기 위한 유압공급원(12)이 연결되는 한편, 차속을 감지하는 차속센서(12)가 입력단에 연결되어 있는 엔진제어유니트(ECU)의 출력단이 상기 조절밸브(11)에 제어신호를 인가하도록 연결되어 있다.Also, as shown in detail in FIG. 2, the
이에 따라, 차량을 주차시키거나 혹은 저속으로 운전할 때에는 조향 기어비를 크게 하는 것이 운전자의 핸들 조작력이 가볍게 되는 바, 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 엔진제어유니트(ECU)에서 차속이 저속인 것을 감지하면, 그에 따른 조절밸브(11)의 구동상태 제어를 위한 신호를 출력하되, 유압공급원(12)으로부터 압송된 오일이 조절밸브(11)의 동작(A)으로 유압라인(10b)을 통해서만 유압실린더(8)측으로 공급될 수 있도록 하는 한편, 다른쪽 유압라인(10a)을 통해서는 유압실린더(8)로부터 오일이 드레인(회수) 되도록 함으로써, 그에 따라 상기 피스톤(8a)이 수축되면서 상기 롤러(8b)가 홈(9a)을 따라 안내이동됨과 더불어 상기 롤러(8b)에 장착된 피봇핀(7b)이 상기 조향 슬라이더 하우징(3) 쪽으로 당겨지게 된다.Accordingly, when the vehicle is parked or driven at a low speed, the steering gear ratio of the driver is increased to increase the steering gear ratio. For this purpose, as shown in FIG. 3, the vehicle speed is first lowered in the engine control unit (ECU). If it is detected, the signal for controlling the driving state of the
그러므로, 조향 기어비가 커지게 되어 운전자가 조향 핸들을 조작할 때에 상대적으로 적은 힘으로 용이하게 조작할 수 있으므로, 조작의 편리성이 제공된다.Therefore, the steering gear ratio becomes large so that the driver can easily operate with a relatively small force when operating the steering wheel, thereby providing convenience of operation.
한편, 차량을 고속으로 운전할 때에는 먼저 엔진제어유니트(ECU)에서 차속이 고속인 것을 감지하면, 그에 따른 조절밸브(11)의 구동상태 제어를 위한 신호를 출력하되, 유압공급원(12)으로부터 압송된 오일이 조절밸브(11)의 동작(A')으로 유압라인(10a)을 통해서만 유압실린더(8)측으로 공급될 수 있도록 하는 한편, 다른쪽 유압라인(10b)을 통해서는 유압실린더(8)로부터 오일이 드레인(회수) 되도록 함으로써, 그에 따라 상기 피스톤(8a)이 신장되면서 상기 롤러(8b)가 홈(9a)을 따라 안내이동됨과 더불어 도 4에 도시된 바와 같이 상기 롤러(8b)에 장착된 피봇핀(7b)이 상기 랙 바아 하우징(2) 쪽으로 밀려지게 된다.On the other hand, when driving the vehicle at high speed, first, when the engine control unit (ECU) detects that the vehicle speed is high, it outputs a signal for controlling the driving state of the
그러므로, 조향 기어비가 작아지게 되어 운전자가 조향 핸들을 조작할 때에 상대적으로 큰 힘을 사용해야 하므로, 조향 조작감이 무거워져서 고속 주행시의 안 정된 핸들링 감을 부여할 수 있게 된다.Therefore, the steering gear ratio becomes small, so that the driver must use a relatively large force when operating the steering wheel, so that the steering operation feeling becomes heavy, thereby providing a stable handling feeling at high speed.
물론, 차속에 비례하여 상기 유압실린더(8)의 길이를 선형적으로 조절해서 차속에 따라 최적의 조향 조작감을 항상 운전자가 느낄 수 있도록 할 수 있다.Of course, the length of the
한편, 본 발명의 실시예에서 유압을 사용하여 실린더의 길이를 조절하였으나, 이에 한정되지 않고 공압 실린더를 사용할 수 있음은 물론이다.On the other hand, in the embodiment of the present invention by adjusting the length of the cylinder using the hydraulic pressure, but is not limited to this can be used as a pneumatic cylinder, of course.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 속도감응형 동력 조향 장치에 의하면, 차속에 따라 랙 바아와 조향 슬라이더 사이의 피봇 포인트의 길이를 조절하여 운전자가 느끼는 조향 조작감을 상응되게 제어함으로써, 운전 조작의 편리성과 조향 안정성을 향상시키고, 구조가 간단하여 원가절감을 도모할 수 있는 등의 효과가 있다.As described above, according to the speed-sensitive power steering apparatus according to the present invention, by adjusting the length of the pivot point between the rack bar and the steering slider according to the vehicle speed, the steering operation feeling felt by the driver is correspondingly controlled, thereby improving the convenience of driving operation. The steering stability is improved, and the structure is simple, so that the cost can be reduced.
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2004
- 2004-07-28 KR KR1020040059225A patent/KR100610100B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Publication date |
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KR20060010500A (en) | 2006-02-02 |
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