KR100992775B1 - Repulsion control system for steering system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템에 관한 것으로서, 자동차의 유압식 파워 스티어링 장치에서 컨트롤 밸브와 기어박스 각 단 사이에 연결된 오일호스의 오일 유량을 주행하는 노면의 조건에 따라 적절히 제어하여 줌으로써, 일반도로와 험로 주행시에 스티어링 휠을 통해 피드백되는 반력의 크기를 최대한 일정하게 유지시켜 운전자로 하여금 스티어링 휠의 쾌적한 조작감을 느낄 수 있게 해주는 자동차 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a feedback reaction force control system of a steering apparatus. In the hydraulic power steering apparatus of an automobile, the oil flow rate of the oil hose connected between the control valve and the gearbox at each stage is appropriately controlled according to the road surface conditions. The present invention relates to a feedback reaction force control system of a vehicle steering apparatus that maintains a constant amount of reaction force fed back through a steering wheel when driving on a road and a rough road so that a driver can feel a comfortable operation of the steering wheel.

특히, 본 발명은 상기 오일호스에 오일 유량을 단계적으로 제어할 수 있는 유량제어수단을 설치하고, 컨트롤러가 조향토크를 감지하는 토크센서 및 주행도로의 노면상태를 감지하는 노면감지센서로부터 입력되는 신호를 토대로 상기 유량제어수단을 적절히 제어하도록 구성함으로써, 오일호스의 오일 유량을 제어하여 일반도로와 험로 주행시에 최대한 일정한 반력이 전달될 수 있도록 하고, 이를 통해 스티어링 휠의 쾌적한 조작감이 제공될 수 있게 한 것이다.
In particular, the present invention is provided with a flow rate control means for controlling the oil flow step by step in the oil hose, the controller inputs a torque sensor for detecting the steering torque and a road surface sensor for detecting the road surface condition of the driving road By configuring the flow control means to appropriately control the flow rate of the oil hose, it is possible to control the oil flow rate of the oil hose so that the most constant reaction force can be transmitted when driving on the road and the rough road, thereby providing a comfortable operation of the steering wheel. will be.

스티어링 장치, 피드백, 반력, 유량제어수단, 컨트롤러 Steering device, feedback, reaction force, flow control means, controller

Description

스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템{Repulsion control system for steering system} Feedback control system for steering system             

도 1은 본 발명에 따른 반력 제어 시스템을 나타내는 구성도, 1 is a block diagram showing a reaction force control system according to the present invention,

도 2a ~ 도 2c는 본 발명에 따른 반력 제어 시스템에서 유량제어수단의 실시예 구성 및 그 작동상태를 설명하기 위한 도면.Figures 2a to 2c is a view for explaining the embodiment configuration and the operating state of the flow control means in the reaction force control system according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 컨트롤 밸브 2 : 기어박스1: control valve 2: gearbox

3a, 3b : 오일호스 10 : 토크센서3a, 3b: oil hose 10: torque sensor

20 : 노면감지센서 30 : 컨트롤러20: road detection sensor 30: controller

40 : 유량제어수단 41 : 스텝모터40: flow control means 41: step motor

42 : 구동기어 43 : 유량제어밸브42: drive gear 43: flow control valve

44 : 본체 하우징 45, 46 : 내부유로44: main body housing 45, 46: internal flow path

45a, 46a : 분기유로 47 : 안내통로45a, 46a: branch passage 47: guide passage

48, 49 : 밸브체
48, 49: valve body

본 발명은 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 유압식 파워 스티어링 장치에서 컨트롤 밸브와 기어박스 각 단 사이에 연결된 오일호스의 오일 유량을 주행하는 노면의 조건에 따라 적절히 제어하여 줌으로써, 일반도로와 험로 주행시에 스티어링 휠을 통해 피드백되는 반력의 크기를 최대한 일정하게 유지시켜 운전자로 하여금 스티어링 휠의 쾌적한 조작감을 느낄 수 있게 해주는 자동차 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a feedback reaction force control system of a steering apparatus, and more particularly, to appropriately control the oil flow rate of an oil hose connected between a control valve and a gearbox at each stage in a hydraulic power steering apparatus of an automobile. In this regard, the feedback reaction force control system of a vehicle steering apparatus which maintains a constant magnitude of reaction force fed back through a steering wheel at the time of driving on a general road and a rough road, allows a driver to feel a comfortable operation feeling of the steering wheel.

일반적으로 자동차에서 스티어링 장치(steering system)는 운전자의 조작에 따라 차량의 진행방향을 바꾸어 주는 장치이다. In general, a steering system in a vehicle is a device that changes a driving direction of a vehicle according to a driver's operation.

이러한 스티어링 장치는 스티어링 휠(핸들), 스티어링 샤프트 및 컬럼 등으로 이루어진 조작기구와, 워엄섹터형, 워엄섹터롤러형, 볼너트형, 가변기어비형, 래크피니언형 등의 조향기어기구와, 피트먼아암, 조향링크, 조향너클 등으로 이루어진 링크기구로 구성되어, 스티어링 휠의 회전을 조향기어를 통해 구동휠로 전달하게 된다.Such steering devices include steering mechanisms including steering wheels, steering shafts and columns, steering gear mechanisms such as worm sector type, worm sector roller type, ball nut type, variable gear ratio type, and rack pinion type, and Pitman. It consists of a link mechanism consisting of an arm, a steering link, a steering knuckle, etc., to transmit the rotation of the steering wheel to the driving wheel through the steering gear.

근간에는 기계식 스티어링 외에 스티어링 휠의 조작력을 가볍게 하고 신속한 조향조작을 위하여 파워 실린더를 사용하는 파워 스티어링(power steering)이 많이 사용되고 있다.In recent years, in addition to mechanical steering, power steering using a power cylinder for light steering and quick steering operation has been widely used.

이 장치는 엔진에 부착된 파워 스티어링 펌프로부터 오일압력을 파워 실린더 로 보내어 이 파워 실린더의 작동으로 스티어링 휠의 조작력을 가볍게 하는 구조로 되어 있다.This device is designed to send oil pressure from the power steering pump attached to the engine to the power cylinder, which makes the steering wheel lighter.

한편, 스티어링 장치에서는 타이어 및 파워 스티어링 장치의 공진 등에 의해 진동이 유발되어 스티어링 휠의 회전진동을 야기하는 현상인 시미(shimmy)나, 갑작스럽게 타이어에 작용하는 외란이 스티어링 휠에 충격적으로 전달되는 현상인 킥 백(kick back) 등이 발생되어 운전자에게 불쾌감을 주고 있으며, 이러한 진동현상들은 필히 개선되어야 할 사항이다.Meanwhile, in the steering apparatus, shimmy, which is a phenomenon that causes vibration of the steering wheel due to vibration caused by resonance of the tire and the power steering apparatus, or a disturbance acting on the tire suddenly, is shockingly transmitted to the steering wheel. In kick back, etc., is causing discomfort to the driver, and these vibration phenomena must be improved.

실제로 시미나 킥 백을 개선하고자 유압댐퍼를 설치하는 등 많은 기술 개발이 이루어지고 있다.In fact, many technologies have been developed such as the installation of hydraulic dampers to improve the sima kickback.

하지만, 운전자의 핸들에 피드백(feedback)되는 요소들, 즉 핸들을 복원시키려는 복원력, 노면마찰계수가 바뀌었을 때 운전자가 느끼는 반력 등은 운전시에 매우 중요한 인자들이다.However, factors that are fed back to the driver's steering wheel, that is, the restoring force for restoring the steering wheel, and the reaction force that the driver feels when the road friction coefficient is changed are very important factors when driving.

따라서, 핸들과 기어박스가 기계적으로 완전히 단절되어 있는 SBW(Steer-By-Wire) 시스템을 채용한 전동식 스티어링 장치에서도 상기한 피드백 요소들을 전달하기 위한 반력재현장치가 설치되고 있다.Accordingly, even in an electric steering apparatus employing a Steer-By-Wire (SBW) system in which the handle and the gearbox are completely mechanically disconnected, a reaction force reproducing apparatus for transmitting the feedback elements is provided.

통상 일반도로 주행용으로 튜닝된 차량이 험로를 주행한다면 반력이 세서 킥 백 현상이 나타날 수 있으며, 반대로 험로 주행용으로 튜닝된 차량이 일반도로를 주행한다면 반력이 약해서 노면의 정보가 운전자에게 피드백되기 어렵다.In general, if a vehicle tuned for driving on a normal road travels on a rough road, the reaction force may be high, and a kickback phenomenon may occur. On the contrary, when a vehicle tuned for driving on a rough road runs on a normal road, the reaction force is weak, and the information on the road surface is fed back to the driver. it's difficult.

특히, 일반도로를 주행할 때 전달되는 반력보다 험로에서 운전자에게 전달되는 반력이 더 크므로 험로에서 운전자가 불쾌감을 느끼지 않도록 하기 위해서는 그 반력을 일반도로에서처럼 조정해주어야 할 필요가 있다. In particular, since the reaction force transmitted to the driver on the rough road is greater than the reaction force transmitted when driving on the general road, the reaction force needs to be adjusted as in the general road so that the driver does not feel uncomfortable on the rough road.

이에 파워 스티어링 장치에서 스티어링 휠을 통해 운전자에게 피드백되는 반력의 크기를 도로 조건에 관계 없이 최대한 일정하게 제어하여 일반도로와 험로 주행시에 운전자로 하여금 보다 쾌적한 조작감을 느낄 수 있도록 하는 기술이 필요하게 되었다.
Accordingly, a technology for controlling the amount of reaction force fed back to the driver through the steering wheel in the power steering device as constant as possible regardless of the road conditions has been required for the driver to feel a more comfortable operation when driving on roads and rough roads.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명한 것으로서, 스티어링 자동차의 유압식 파워 스티어링 장치에서 컨트롤 밸브와 기어박스 각 단 사이에 연결된 오일호스의 오일 유량을 주행하는 노면의 조건에 따라 적절히 제어하여 줌으로써, 일반도로와 험로 주행시에 스티어링 휠을 통해 피드백되는 반력의 크기를 최대한 일정하게 유지시켜 운전자로 하여금 스티어링 휠의 쾌적한 조작감을 느낄 수 있게 해주는 자동차 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been invented in view of the above, and according to the road surface, the oil flow rate of the oil hose connected between the control valve and the gearbox at each stage in the hydraulic power steering device of the steering vehicle is controlled appropriately. It provides a feedback reaction control system of a vehicle steering device that allows the driver to feel the comfortable operation of the steering wheel by keeping the amount of reaction force fed back through the steering wheel as constant as possible while driving on roads and rough roads. have.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은, 파워 스티어링 장치에서 스티어링 휠을 통해 운전자에게 피드백되는 반력을 제어하기 위한 시스템에 있어서, The present invention provides a system for controlling a reaction force fed back to a driver through a steering wheel in a power steering apparatus,

조향토크를 감지하는 토크센서와; A torque sensor for detecting steering torque;                     

주행도로의 노면상태를 감지하는 노면감지센서와;A road surface detection sensor for detecting a road surface state of a driving road;

스티어링 장치의 컨트롤 밸브와 기어박스 각 단 사이에 연결된 두 오일호스를 따라 이동하는 오일의 유량을 단계적으로 제어할 수 있도록 구성된 유량제어수단과;A flow control means configured to control the flow rate of the oil moving along the two oil hoses connected between the control valve of the steering apparatus and the gearbox at each stage;

상기 토크센서와 노면감지센서로부터 입력되는 신호를 토대로 상기 유량제어수단을 제어하기 위한 신호를 출력하는 컨트롤러;A controller for outputting a signal for controlling the flow control means based on a signal input from the torque sensor and the road surface detection sensor;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Characterized in that comprises a.

바람직한 실시예로서, 상기 유량제어수단이 상기 컨트롤러의 출력신호에 의해 구동제어되는 스텝모터와, 상기 두 오일호스상에 설치되어 상기 스텝모터의 구동제어에 의해 단계적인 유량 제어를 수행할 수 있도록 된 유량제어밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.As a preferred embodiment, the flow rate control means is a step motor which is driven and controlled by the output signal of the controller, and installed on the two oil hoses to perform step-by-step flow control by the drive control of the step motor It is characterized by consisting of a flow control valve.

여기서, 상기 유량제어밸브는,Here, the flow control valve,

상기 각 오일호스에 대하여 각각의 내부유로가 형성되어 두 오일호스를 따라 흐르는 오일이 해당 내부유로를 통과하도록 된 본체 하우징과; A body housing having a respective inner flow path formed for each of the oil hoses such that oil flowing along the two oil hoses passes through the inner flow path;

이 본체 하우징 내부에 삽입된 상기 스텝모터의 회전축상에 설치된 구동기어와; A drive gear installed on a rotation shaft of the step motor inserted into the main body housing;

상기 각 내부유로에 대하여 하나씩 설치되어 각각 해당 내부유로를 관통하도록 형성된 안내통로를 따라 전후진하도록 되어 있으면서 일측면의 치형을 통해 상기 구동기어와 치합되어 랙 형태로 구동기어 회전량에 따라 전후진 이동위치가 제어되도록 되어 있고, 그 이동위치에 따라 해당 내부유로의 선택된 일부를 차단하도 록 된 밸브체;One for each of the internal passages is installed to move forward and backward along the guide passages formed to penetrate the respective internal passages, and meshes with the drive gears through teeth of one side to move forward and backward in accordance with the amount of rotation of the drive gear in the form of a rack. A valve body configured to be controlled in position and to block a selected portion of the internal flow path according to the movement position;

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Characterized in that comprises a.

여기서, 상기 각 내부유로가 복수개의 분기유로로 구성되고, 상기 각 밸브체의 전후진 이동위치에 따라 해당 내부유로를 구성하는 분기유로 중 일부가 선택적으로 차단되면서 각 내부유로의 통과 유량이 조절될 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.Here, each of the internal flow passages are composed of a plurality of branch flow passages, and some of the branch flow passages constituting the corresponding internal flow passages are selectively blocked according to the forward and backward movement positions of the valve bodies, so that the flow rate of each internal flow passage may be adjusted. It is characterized by being able to.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 자동차의 유압식 파워 스티어링 장치에서 컨트롤 밸브와 기어박스 각 단 사이에 연결된 오일호스의 오일 유량을 주행하는 노면의 조건에 따라 적절히 제어하여 줌으로써, 일반도로와 험로 주행시에 스티어링 휠을 통해 피드백되는 반력의 크기를 최대한 일정하게 유지시켜 운전자로 하여금 스티어링 휠의 쾌적한 조작감을 느낄 수 있게 해주는 자동차 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention is to control the oil flow rate of the oil hose connected between the control valve and the gearbox at each stage in the hydraulic power steering device of the vehicle appropriately according to the condition of the road surface, so that the feedback on the steering wheel during normal road and rough road driving The present invention relates to a feedback reaction force control system of an automobile steering apparatus that maintains a constant amount of reaction force to allow a driver to feel a comfortable operation of a steering wheel.

특히, 본 발명의 시스템은 노면조건에 따라 컨트롤 밸브와 기어박스 각 단 사이를 이동하는 오일의 양을 적절히 제어하도록 구성되는데, 이와 같이 노면조건에 따라 오일의 양을 제어함으로써 스티어링 휠을 통해 운전자에게 피드백되는 반력의 크기를 노면조건에 상관 없이 최대한 일정하게 제어할 수 있다. In particular, the system of the present invention is configured to appropriately control the amount of oil moving between the control valve and the gearbox in accordance with the road surface conditions, in this way by controlling the amount of oil in accordance with the road conditions to the driver through the steering wheel The amount of feedback force fed back can be controlled as constantly as possible regardless of road conditions.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 반력 제어 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 2a ~ 도 2c는 본 발명에 따른 반력 제어 시스템에서 유량제어수단의 실시예 구성 및 그 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram showing a reaction force control system according to the present invention, Figures 2a to 2c is a view for explaining an embodiment configuration and the operating state of the flow control means in the reaction force control system according to the present invention.

도 1에서 유압식 파워 스티어링 장치의 컨트롤 밸브와 기어박스 부분을 도시하고 있으며, 통상 유압식 파워 스티어링 장치에서는 이 기어박스(2) 내에 유압에 의해 좌우 이동하는 것으로 운전자의 조타력을 돕기 위한 파워 피스톤(미도시됨)이 내장된다. In FIG. 1, a control valve and a gearbox part of a hydraulic power steering device are shown. In the hydraulic power steering device, a power piston (not shown) is used to help the driver's steering force by moving left and right by hydraulic pressure in the gearbox 2. Shown) is built in.

또한, 상기 컨트롤 밸브(1)와 기어박스(2) 사이에는 파워 피스톤 양 단으로 오일이 선택적으로 공급, 배출될 수 있도록 두 개의 오일호스(3a,3b)가 연결 설치되는데, 두 오일호스(3a,3b) 내에는 파워 피스톤의 작동 특성상 항상 반대로 오일이 흐르게 된다. In addition, between the control valve 1 and the gearbox 2, two oil hoses (3a, 3b) are connected and installed so that oil can be selectively supplied to and discharged from both ends of the power piston, two oil hose (3a) In 3b), oil always flows in reverse due to the operating characteristics of the power piston.

즉, 파워 스티어링 펌프에 의해 제공된 오일이 컨트롤 밸브(1)를 거쳐 파워 피스톤의 어느 한쪽 단으로 공급될 수 있도록 한쪽 오일호스에 오일이 공급되는 경우 다른 쪽 오일호스에는 반대쪽 단에서 빠져나온 오일이 역으로 흐르게 된다.That is, when oil is supplied to one oil hose so that the oil provided by the power steering pump can be supplied to either end of the power piston via the control valve 1, the oil escaping from the opposite end is reversed to the other oil hose. To flow.

한편, 본 발명의 반력 제어 시스템은, 조향토크를 감지하는 토크센서(10)와, 주행도로의 노면상태를 감지하는 노면감지센서(20)와, 스티어링 장치의 컨트롤 밸브(1)와 기어박스(2) 각 단 사이에 연결된 두 오일호스(3a,3b)를 따라 이동하는 오일의 유량을 단계적으로 제어할 수 있도록 구성된 유량제어수단(40)과, 상기 토크센서(10)와 노면감지센서(20)로부터 입력되는 신호를 토대로 상기 유량제어수단(40)을 제어하기 위한 신호를 출력하는 컨트롤러(30)를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the reaction force control system of the present invention, the torque sensor 10 for detecting the steering torque, the road surface sensor 20 for detecting the road surface condition of the driving road, the control valve 1 and the gear box of the steering device ( 2) a flow control means 40 configured to control the flow rate of the oil moving along the two oil hoses 3a and 3b connected between the stages, the torque sensor 10 and the road surface sensor 20 It comprises a controller 30 for outputting a signal for controlling the flow control means 40 based on the signal input from the).

여기서, 상기 토크센서(10)는 스티어링 컬럼에 설치될 수 있으며, 운전자의 스티어링 휠 조작에 따른 조향토크를 검출하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하 도록 구비된다.Here, the torque sensor 10 may be installed in the steering column, it is provided to detect the steering torque according to the driver's steering wheel operation to output the electrical signal accordingly.

상기 노면감지센서(20)는 서스펜션에 설치되어 차량 주행시에 서스펜션의 움직임을 감지하고, 이를 통해 노면의 상태를 감지하는 형태로 구성될 수 있다. The road surface sensor 20 may be installed in the suspension to detect the movement of the suspension when the vehicle is driving, and may be configured to detect the state of the road surface.

또는, 상기 노면감지센서가 차체 하단에 설치되어 노면에 초음파나 적외선을 발신함으로써 노면의 상태를 직접적으로 감지하는 형태로 구성될 수도 있으며, 이러한 센서의 기본적인 기능은 주지된 바와 같다.Alternatively, the road surface sensor may be installed at the bottom of the vehicle body to directly detect the state of the road surface by transmitting ultrasonic waves or infrared rays to the road surface, and the basic function of such a sensor is well known.

상기 유량제어수단(40)은 컨트롤 밸브(1)와 기어박스(2)를 연결하고 있는 두 오일호스(3a,3b)의 오일 유량을 제어하도록 구성되는데, 이는 두 오일호스(3a,3b)에 대하여 오일 유량을 동일하게 제어하는 동시에 컨트롤러(30)로부터 출력되는 제어신호에 의해 단계적인 유량 제어를 수행하도록 구성된다.The flow control means 40 is configured to control the oil flow rate of the two oil hoses (3a, 3b) connecting the control valve (1) and the gearbox (2), which is connected to the two oil hoses (3a, 3b) It is configured to perform stepwise flow control by the control signal output from the controller 30 while controlling the oil flow rate with respect to the same.

그 실시예로서, 도 2a ~ 도 2c는 컨트롤러(30)의 출력신호에 의해 구동제어되는 스텝모터(41)와, 두 오일호스(3a,3b)상에 설치되어 스텝모터(41)의 구동제어에 의해 단계적인 유량 제어를 수행할 수 있도록 된 유량제어밸브(43)로 이루어진 유량제어수단(40)을 나타내고 있다.As an example, FIGS. 2A to 2C show the step motor 41 driven by the output signal of the controller 30 and the drive control of the step motor 41 provided on the two oil hoses 3a and 3b. The flow rate control means 40 which consists of the flow rate control valve 43 which can perform step-by-step flow rate control by this is shown.

상기 유량제어밸브(43)의 본체 하우징(44)은 내부유로(45,46)를 중심으로 두 부분으로 분리 구성된 후 서로 조립되어진다. The main body housing 44 of the flow control valve 43 is separated into two parts with respect to the internal flow paths 45 and 46 and then assembled together.

상기 본체 하우징(44)에는 각 오일호스(3a,3b)의 일측과 타측이 각각 연결될 수 있도록 4개의 연결부(44a)가 구비되며, 본체 하우징(44)의 내부에는 각 오일호스(3a,3b)를 따라 흐르는 오일이 통과할 수 있도록 각 오일호스에 대하여 상호 대칭된 구조의 내부유로(45,46)가 일측과 타측에 각각 형성 구비되는 바, 도면상의 상측과 하측으로 위치되는 각 내부유로(45,46)는 복수개의 분기유로(45a,46a)로 구성된다.The main body housing 44 is provided with four connecting portions 44a such that one side and the other side of the respective oil hoses 3a and 3b are connected, and the respective oil hoses 3a and 3b are provided inside the main body housing 44. Inner flow passages 45 and 46 of mutually symmetrical structures are formed on one side and the other side, respectively, so that the oil flowing through the oil hoses can pass therethrough. 46 is composed of a plurality of branch passages 45a and 46a.

또한, 상기 본체 하우징(44) 내부에는 각 내부유로(45,46)에 대하여 안내통로(47)를 따라 전후진 동작하는 하나씩의 밸브체(48,49)가 설치되는 바, 이 밸브체(48,49)는 스텝모터(41)의 회전력을 전달받아 전후진 동작하도록 되어 있다.In addition, the valve body 48 is provided with one valve body 48 and 49 operating forward and backward along the guide passage 47 with respect to each of the internal passages 45 and 46. Reference numeral 49 denotes a forward and backward operation by receiving the rotational force of the step motor 41.

보다 상세하게는, 스텝모터(41)의 회전축이 본체 하우징(44) 내부로 삽입되어 있고, 내부로 삽입된 회전축상에는 구동기어(42)가 장착되어 있으며, 상기 구동기어(42)를 중심으로 양측으로는 밸브체(48,49)가 설치된다.More specifically, the rotation shaft of the step motor 41 is inserted into the main body housing 44, and drive gears 42 are mounted on the rotation shaft inserted therein, and both sides of the driving gear 42 are centered. The valve bodies 48 and 49 are provided.

상기 각 밸브체(48,49)는 그 일측면에 치형(48a,49a)이 일정 길이구간 형성된 랙 기어 형태로 되어 있으며, 특히 본체 하우징(44) 내에서 일측면의 치형(48a,49a)이 구동기어(42)와 치합된 상태로 장착된다.Each of the valve bodies 48 and 49 has a rack gear shape in which teeth 48a and 49a are formed at predetermined lengths on one side thereof. Particularly, teeth 48a and 49a of one side in the body housing 44 are formed. It is mounted in mesh with the drive gear 42.

상기 밸브체(48,49)는 구동기어(42)의 회전시에 기어 맞물림에 의해 본체 하우징(44) 내부에 형성된 안내통로(47)를 따라 전후진 동작하도록 되어 있으며, 특히 각 안내통로(47)가 해당 내부유로(45,46)를 통과하여 형성 구비되는 바, 각 밸브체(48,49)가 전진하게 될 경우 분기유로(45a,46a)의 일부가 밸브체(48,49)에 의해 차단되도록 되어 있고, 후진하게 될 경우 닫혀 있던 분기유로(45a,46a)가 열리도록 되어 있다.The valve bodies 48 and 49 are configured to move back and forth along the guide passage 47 formed in the main body housing 44 by gear engagement when the drive gear 42 rotates, and in particular, each guide passage 47. ) Is formed through the corresponding internal passages 45 and 46, and when the valve bodies 48 and 49 are advanced, part of the branch passages 45a and 46a is formed by the valve bodies 48 and 49. The shutoff flow passages 45a and 46a are opened when they are reversed.

특히, 상기 유량제어밸브(43)에서는 상기 각 밸브체(48,49)의 전후진 이동위치에 따라 해당 내부유로(45,46)를 구성하는 분기유로(45a,46a) 중 일부가 선택적으로 차단되면서 각 내부유로의 통과 유량이 조절될 수 있게 되어 있는데, 각 밸브 체의 이동된 위치에 따라 해당 내부유로에서 개방되는 분기유로의 수가 달라지고, 이에 전체 내부유로를 통해 흐르는 오일의 양이 달라지는 바, 밸브체의 위치를 제어함으로써 밸브의 본체 하우징을 통과하는 오일의 양을 제어할 수 있게 되어 있다. Particularly, in the flow control valve 43, some of the branch passages 45a and 46a constituting the corresponding passages 45 and 46 are selectively blocked according to the forward and backward movement positions of the valve bodies 48 and 49. As the flow rate of each internal flow passage can be adjusted, the number of branch flow paths opened from the corresponding internal flow path varies according to the moved position of each valve body, and thus the amount of oil flowing through the entire internal flow path varies. By controlling the position of the valve body, the amount of oil passing through the main body housing of the valve can be controlled.

즉, 도 2a는 밸브체(48,49)가 가장 후퇴한 상태를 나타내며, 이 경우 각 내부유로(45,46)가 모두 열리게 되므로 최대 유량이 흐를 수 있게 된다.That is, FIG. 2A shows a state in which the valve bodies 48 and 49 are most retracted. In this case, since each of the internal passages 45 and 46 are opened, the maximum flow rate can flow.

또한, 도 2b는 스텝모터(41) 및 구동기어(42)가 회전구동하여 밸브체(48,49)가 일부 전진한 상태를 나타내며, 이 경우 밸브체(48,49)가 분기유로(45a,46a) 하나를 차단한 상태가 되면서 각 내부유로(45,46)를 통해 흐르는 오일의 양은 도 2a의 상태에 비해 작아진다. In addition, FIG. 2B shows a state in which the valve bodies 48 and 49 are partially advanced by rotating the step motor 41 and the drive gear 42. In this case, the valve bodies 48 and 49 are branched passages 45a, 46a) The amount of oil flowing through each of the internal passages 45 and 46 is reduced compared to the state of FIG. 2A while one is blocked.

또한, 도 2c는 스텝모터(41) 및 구동기어(42)가 회전구동하여 밸브체(48,49)가 한 단계 더 전진한 상태를 나타내며, 이 경우 밸브체(48,49)가 2개의 분기유로(45a,46a)를 차단한 상태가 되면서 각 내부유로(45,46)를 통해 흐르는 오일의 양은 도 2b의 상태에 비해 더욱 작아진다. In addition, FIG. 2C shows a state in which the valve bodies 48 and 49 are further advanced by rotating the step motor 41 and the drive gear 42, in which case the valve bodies 48 and 49 are divided into two branches. As the flow paths 45a and 46a are blocked, the amount of oil flowing through each of the internal flow paths 45 and 46 becomes smaller than that in FIG. 2B.

본 발명에서는 컨트롤러(30)의 출력신호에 의해 스텝모터(41) 및 구동기어(42)의 회전량이 단계적으로 제어되고, 구동기어(42)의 회전량이 단계적으로 제어되면서 밸브체(48,49)의 이동량 또한 단계적으로 제어되는 바, 결국 상기와 같이 이루어진 유량제어밸브(43)는 스텝모터(41)의 제어상태에 의해 오일호스(3a,3b)를 따라 이동하는 오일의 유량을 단계적으로 제어할 수 있게 된다.In the present invention, the rotation amount of the step motor 41 and the drive gear 42 is stepwise controlled by the output signal of the controller 30, and the valve body 48, 49 is controlled while the rotation amount of the drive gear 42 is stepwise controlled. The amount of movement of the gas is also controlled step by step, so that the flow control valve 43 made as described above can control the flow rate of the oil moving along the oil hoses 3a and 3b stepwise by the control state of the step motor 41. It becomes possible.

한편, 상기 컨트롤러(30)는 토크센서(10)와 노면감지센서(20)의 출력신호를 입력받을 수 있도록 연결되며, 각 센서의 출력신호를 기초로 스텝모터(41)를 제어하기 위한 신호를 출력한다.On the other hand, the controller 30 is connected to receive the output signal of the torque sensor 10 and the road surface sensor 20, and receives a signal for controlling the step motor 41 based on the output signal of each sensor Output

상기 컨트롤러(30)는 토크센서(10)의 출력신호로부터 운전자가 스티어링 휠을 조작함을 판단하게 되면, 즉 운전자의 스티어링 휠 조작에 따른 조향토크가 있음을 판단하게 되면, 도 2a와 같이 상기 유량제어밸브(43)를 완전히 개방하기 위한 스텝모터 제어신호를 출력하는 바, 오일의 최대 유량상태에서 조타력이 전달되도록 한다. When the controller 30 determines that the driver operates the steering wheel from the output signal of the torque sensor 10, that is, when it is determined that there is a steering torque according to the driver's steering wheel manipulation, the controller 30 displays the flow rate as shown in FIG. 2A. A step motor control signal for completely opening the control valve 43 is output, so that steering force is transmitted at the maximum flow rate of the oil.

반면, 토크센서(10)의 출력신호로부터 운전자가 스티어링 휠을 조작하지 않음을 판단하게 되면, 즉 조향토크가 없음을 판단하게 되면, 노면감지센서(20)의 출력신호를 토대로 상기 유량제어밸브(43)의 개방정도를 노면조건에 따라 단계적으로 제어하여 반력을 제어하게 된다.On the other hand, when it is determined that the driver does not operate the steering wheel from the output signal of the torque sensor 10, that is, when it is determined that there is no steering torque, the flow control valve based on the output signal of the road surface sensor 20 ( The reaction force is controlled by controlling the opening degree of 43) step by step according to the road condition.

예를 들면, 일반도로 주행시에는 반력이 작은 경우이기 때문에 도 2a와 같이 유량조절밸브(43) 내 유로를 최대로 개방하기 위한 스텝모터 제어신호를 출력하고, 이로써 일반 차량에서와 같이 적정의 반력이 피드백되도록 한다.For example, since the reaction force is small when driving on a general road, a step motor control signal for maximally opening the flow path in the flow regulating valve 43 is output as shown in FIG. 2A. Allow feedback.

반면, 험로 주행시에는 노면감지센서(20)를 통해 감지되는 노면의 험한 정도에 따라 스텝모터(41)를 제어하여 유량조절밸브(43) 내 유로를 도 2b와 도 2c와 같이 단계별로 미리 설정된 양만큼 개방하게 된다.On the other hand, when driving on a rough road, the step motor 41 is controlled according to the roughness of the road surface detected by the road surface sensor 20 so that the flow path in the flow regulating valve 43 is preset in steps as shown in FIGS. 2B and 2C. Open as much.

즉, 거친 노면을 주행하는 경우 도 2b와 같이 스텝모터(41) 및 밸브체(48,49)를 제어하여 유량조절밸브(43) 내 유로를 보다 축소하고, 아주 거친 노면을 주행하는 경우 도 2c와 같이 스텝모터 및 밸브체를 제어하여 유량조절밸브 내 유로 를 더욱 축소하는 바, 피드백되는 반력의 크기가 일반도로 주행시와 거의 유사한 정도가 되도록 제어하게 된다.That is, when driving on a rough road surface, as shown in FIG. 2B, the step motor 41 and the valve bodies 48 and 49 are controlled to further reduce the flow path in the flow control valve 43, and when driving on a very rough road surface. As described above, the step motor and the valve body are controlled to further reduce the flow path in the flow regulating valve, so that the magnitude of the feedback force fed back is controlled to be about the same as when driving on a general road.

이와 같이 험로 주행시 노면의 험한 정도에 따라 단계별로 스텝모터 및 구동기어의 회전량, 밸브체의 이동량을 제어하여 밸브 통과 유량을 제어하게 되며, 이를 통해 운전자에게 피드백되는 반력의 크기를 도로 조건에 관계 없이 최대한 일정하게 제어하게 된다.In this way, the flow rate through the valve is controlled by controlling the rotational amount of the step motor, the driving gear, and the valve body movement step by step depending on the roughness of the road surface. Control as constant as possible.

이러한 본 발명에서는 도로의 조건에 따라 스텝모터를 제어하여 여러 단계의 모드 제어가 가능하므로 피드백되는 반력의 크기를 최적 상태로 제어할 수 있으며, 운전자로 하여금 보다 쾌적한 조작감과 적절한 피드백 반력을 얻을 수 있게 할 수 있다.
In the present invention, it is possible to control the step motor in accordance with the conditions of the road, so that the mode can be controlled in several stages, thereby controlling the magnitude of feedback feedback to an optimal state, and allowing the driver to obtain a more comfortable operation feeling and appropriate feedback reaction force. can do.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템에 의하면, 오일호스에 오일 유량을 단계적으로 제어할 수 있는 유량제어수단을 설치하고, 컨트롤러가 조향토크를 감지하는 토크센서 및 주행도로의 노면상태를 감지하는 노면감지센서로부터 입력되는 신호를 토대로 상기 유량제어수단을 적절히 제어하도록 구성함으로써, 오일호스의 오일 유량을 제어하여 일반도로와 험로 주행시에 최대한 일정한 반력이 전달될 수 있도록 하고, 이를 통해 스티어링 휠의 조작감을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the feedback reaction force control system of the steering apparatus according to the present invention, there is provided a flow rate control means capable of controlling the oil flow step by step in the oil hose, the torque sensor for the steering torque and the running of the controller By configuring the flow control means to properly control the flow control means based on the signal input from the road surface detection sensor for detecting the road surface condition of the road, to control the oil flow of the oil hose so that the most constant reaction force can be transmitted when driving on the road and rough road This has the effect of improving the operation of the steering wheel.

Claims (4)

파워 스티어링 장치에서 스티어링 휠을 통해 운전자에게 피드백되는 반력을 제어하기 위한 시스템에 있어서, A system for controlling reaction forces fed back to a driver via a steering wheel in a power steering device, 조향토크를 감지하는 토크센서와;A torque sensor for detecting steering torque; 주행도로의 노면상태를 감지하는 노면감지센서와;A road surface detection sensor for detecting a road surface state of a driving road; 스티어링 장치의 컨트롤 밸브와 기어박스 각 단 사이에 연결된 두 오일호스를 따라 이동하는 오일의 유량을 단계적으로 제어할 수 있도록 구성된 유량제어수단과;A flow control means configured to control the flow rate of the oil moving along the two oil hoses connected between the control valve of the steering apparatus and the gearbox at each stage; 상기 토크센서와 노면감지센서로부터 입력되는 신호를 토대로 상기 유량제어수단을 제어하기 위한 신호를 출력하는 컨트롤러;A controller for outputting a signal for controlling the flow control means based on a signal input from the torque sensor and the road surface detection sensor; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템. Feedback reaction force control system of the steering apparatus comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 유량제어수단이 상기 컨트롤러의 출력신호에 의해 구동제어되는 스텝모터와, 상기 두 오일호스상에 설치되어 상기 스텝모터의 구동제어에 의해 단계적인 유량 제어를 수행할 수 있도록 된 유량제어밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템. The flow rate control means comprises a step motor driven by the output signal of the controller and a flow rate control valve installed on the two oil hoses to perform stepwise flow control by the drive control of the step motor Feedback reaction force control system of the steering apparatus. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 유량제어밸브는,The flow control valve, 상기 각 오일호스에 대하여 각각의 내부유로가 형성되어 두 오일호스를 따라 흐르는 오일이 해당 내부유로를 통과하도록 된 본체 하우징과; A body housing having a respective inner flow path formed for each of the oil hoses such that oil flowing along the two oil hoses passes through the inner flow path; 이 본체 하우징 내부에 삽입된 상기 스텝모터의 회전축상에 설치된 구동기어와; A drive gear installed on a rotation shaft of the step motor inserted into the main body housing; 상기 각 내부유로에 대하여 하나씩 설치되어 각각 해당 내부유로를 관통하도록 형성된 안내통로를 따라 전후진하도록 되어 있으면서 일측면의 치형을 통해 상기 구동기어와 치합되어 랙 형태로 구동기어 회전량에 따라 전후진 이동위치가 제어되도록 되어 있고, 그 이동위치에 따라 해당 내부유로의 선택된 일부를 차단하도록 된 밸브체;One for each of the internal passages is installed to move forward and backward along the guide passages formed to penetrate the respective internal passages, and meshes with the drive gears through teeth of one side to move forward and backward in accordance with the amount of rotation of the drive gear in the form of a rack. A valve body adapted to be controlled in position and to block a selected portion of the internal flow path according to the movement position; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템. Feedback reaction force control system of the steering apparatus characterized in that comprises a. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 각 내부유로가 복수개의 분기유로로 구성되고, 상기 각 밸브체의 전후진 이동위치에 따라 해당 내부유로를 구성하는 분기유로 중 일부가 선택적으로 차 단되면서 각 내부유로의 통과 유량이 조절될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 스티어링 장치의 피드백 반력 제어 시스템. Each of the internal flow passages may include a plurality of branch flow passages, and some of the branch flow passages constituting the internal flow passages may be selectively blocked according to the forward and backward movement positions of the valve bodies, and thus the flow rate of each internal flow passage may be adjusted. Feedback reaction force control system, characterized in that the steering device.
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