KR19980041136A - Hydraulic Steering - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유압식 조향장치에 관한 것으로, 종래의 조향장치는 스티어링 칼럼을 포함한 기계식 구조로 되어 있어 구조가 매우 복잡하고 패킹이 용이하지 않을뿐 아니라 중량이 무거워 스티어링 휠 조작시 어려움이 많았다.The present invention relates to a hydraulic steering apparatus, and the conventional steering apparatus has a mechanical structure including a steering column, which is very complicated in structure, not easy to pack, and has a heavy weight, which makes it difficult to operate a steering wheel.
따라서, 본 발명은 스티어링 휠(100)에 의해 오일을 압축하는 스티어링 실린더(101)와; 상기 압축된 오일을 공급하는 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)와; 상기 공급된 압축오일에 의해 직선운동을 하는 좌,우측 피스톤(104),(105)과; 상기 좌,우측 피스톤(104),(105)의 직선운동에 의해 좌,우측 타이어(109),(110)를 타이로드(106)를 중심으로 회동시키는 너클암(107),(108)과; 상기 좌,우측 피스톤(104),(105)의 위치변화를 감지하는 좌,우측 위치센서(104b),(105b)와; 상기 감지된 위치변화값을 연산하는 마이크로 프로세서(111)와; 상기 마이크로 프로세서(111)의 제어신호에 의해 상기 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)를 통해 공급되는 오일압력을 조절하는 오일압력 콘트롤러(112)로 이루어짐으로서 달성된다.Accordingly, the present invention includes a steering cylinder 101 for compressing oil by the steering wheel 100; First and second oil hoses (102, 103) for supplying the compressed oil; Left and right pistons 104 and 105 which are linearly moved by the supplied compressed oil; Knuckle arms (107) and (108) for rotating the left and right tires (109) and (110) about the tie rods (106) by linear movement of the left and right pistons (104) and (105); Left and right position sensors (104b) and (105b) for detecting a change in position of the left and right pistons (104) and (105); A microprocessor (111) for calculating the sensed position change value; It is achieved by the oil pressure controller 112 for adjusting the oil pressure supplied through the first, second oil hoses 102, 103 by the control signal of the microprocessor 111.
Description
본 발명은 유압식 스티어링 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 스티어링 칼럼 및 스티어링 샤프트, 볼 조인트를 삭제하고 스티어링 실린더 및 피스톤, 오일호스를 이용하여 운전자의 스티어링 휠 조작시 스티어링 실린더에서의 유압을 발생하고 그 발생된 유압으로 피스톤을 구동시켜 조향함으로써 스티어링 휠의 핸들링을 쉽게하고 구조 및 패케이지를 용이하게 함은 물론 중량이 대폭 감소되는 유압식 조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic steering system, and more particularly, to remove the steering column, the steering shaft, the ball joint and to generate the hydraulic pressure in the steering cylinder when operating the steering wheel of the driver using the steering cylinder, piston, and oil hose and The present invention relates to a hydraulic steering apparatus that drives and steers a piston with generated hydraulic pressure to facilitate steering wheel handling, to facilitate structure and packaging, and to significantly reduce weight.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 바꾸기 위하여 운전자가 손으로 조작하는 스티어링 휠과; 스티어링 샤프트를 내장하여 상기 스티어링 휠에 결합되고 노면에서 상기 스티어링 휠에 전해져 오는 진동을 차단함과 아울러 스티어링 휠의 조작력을 스티어링 기어에 전달하는 스티어링 칼럼과; 상기 스티어링 칼럼의 스티어링 샤프트에 결합되어 상기 스티어링 휠의 회전력을 직선운동으로 바꿈과 동시에 조향력을 증대시키는 스티어링 기어와; 오일 탱크에서 발생된 오일을 파워 실린더에 가압하여 드래그 링크에 의해 타이어의 방향을 변경시키는 오일펌프로 크게 구성된다.In general, a steering apparatus of a vehicle includes a steering wheel which the driver manipulates by hand to change a driving direction of the vehicle; A steering column having a built-in steering shaft and coupled to the steering wheel to block vibrations transmitted from the road surface to the steering wheel, and to transmit an operating force of the steering wheel to the steering gear; A steering gear coupled to a steering shaft of the steering column to change the rotational force of the steering wheel to linear movement and to increase steering force; It is largely composed of an oil pump for pressurizing the oil generated in the oil tank to the power cylinder to change the direction of the tire by the drag link.
이와 같이 구성된 일반적인 자동차의 조향장치는 운전자가 스티어링 휠을 조작하게 되면 스티어링 칼럼내에 장착된 스팅어링 샤프트가 회전을 하게 됨과 아울러 노면에서 전달되는 진동, 즉 다시말해서 고루지 못한 노면에 의해 바퀴에서 스티어링 휠에 전달되는 진동을 차단하여 주게 된다.In general, the steering device of a vehicle configured as described above causes the steering wheel mounted on the steering column to rotate when the driver manipulates the steering wheel, as well as vibration transmitted from the road surface, that is, the steering wheel on the wheel by the uneven road surface. It is to block the vibration transmitted to.
그리고, 상기 스티어링 샤프트가 회전을 하게 되면 이에 결합된 스티어링 기어가 그 회전력을 직선운동으로 변화시켜 실린더에 전달하게 된다.When the steering shaft is rotated, the steering gear coupled to the steering shaft changes its rotational force in a linear motion and transmits it to the cylinder.
상기 실린더는 오일탱크에서 발생된 오일펌프의 가압력에 의해 그래드 링크를 조절하여 바퀴를 회전시키게 된다.The cylinder rotates the wheel by adjusting the grade link by the pressing force of the oil pump generated in the oil tank.
그러나, 이와 같은 종래 자동차의 조향장치는, 전술한 바와 같이 스티어링 휠의 조작에 의해 스티어링 칼럼이 스티어링 기어에 회전력을 전달하여 그 스티어링 기어에 의해 실린더 및 드래그 링크가 조절되어 바퀴를 회전시키게 되는데, 이때 상기 스티어링 칼럼에 의해서만이 바퀴가 회전하도록 되어 있어 고가인 스티어링 칼럼이 필수적으로 구비되어야 하고 또한 매우 복잡한 기계식 구조로 되어 있어 패케이지가 어렵고 중량이 무거우며 뿐만 아니라 스티어링 칼럼과 스티어링 기어를 제외한 나머지 부분에서만 유압으로 작동되므로 스티어링 휠의 조작시에 많은 힘을 가해야 만 하는 어려움과 불편한 문제점이 있었다.However, such a conventional steering device of a vehicle, as described above, the steering column transmits the rotational force to the steering gear by the operation of the steering wheel, the cylinder and the drag link is adjusted by the steering gear to rotate the wheels, in this case Only the steering column rotates the wheels, so an expensive steering column must be provided and a very complicated mechanical structure, which makes the packaging difficult and heavy, as well as the rest of the steering column and the steering gear. Since it is hydraulically operated, there were difficulties and inconveniences in that a lot of force must be applied when operating the steering wheel.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 고가품인 스티어링 칼럼 및 스티어링 샤프트와 볼조인트를 삭제하고 스티어링 휠에서 각 유니트까지 유압의 조절로 조향하여 스티어링 휠의 핸들링을 보다 쉽게 하도록 하고 스티어링 칼럼 및 스티어링 샤프트, 볼 조인트를 삭제로 조향장치의 구조를 단순화하고 패케이지가 용이 하도록 한 유압식 조향장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and to eliminate the expensive steering column and steering shaft and ball joint and steering by steering the hydraulic wheel from the steering wheel to each unit to handle the steering wheel more easily. In order to simplify the structure of the steering system by eliminating the steering column, the steering shaft and the ball joint, it is to provide a hydraulic steering device to facilitate packaging.
이와같은 본 발명은 스티어링 휠의 회전운동을 직선운동으로 변화시켜 오일을 압축하는 스티어링 실린더와; 상기 스티어링 실린더에서 압축된 오일을 공급하는 제 1, 제 2 오일호스와; 상기 제 1, 제 2 오일호스와 결합되어 그 오일호스에서 공급된 압축오일에 의해 스티어링 너클을 직선운동 시키는 좌,우측 피스톤과; 상기 좌,우측 피스톤의 스티어링 너클과 결합되어 좌,우측 타이어를 타이로드를 중심으로 회동시키는 너클암과; 상기 좌,우측 피스톤의 위치변화를 감지하는 좌,우측 위치센서와; 상기 좌,우측 위치센서에서 감지된 위치변화값을 연산하여 그에 따른 제어신호를 발생하는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서에서 공급된 제어신호에 의해 상기 제 1, 제 2 오일호스를 통해 좌,우측 피스톤으로 공급되는 오일압력을 조절하여 주는 오일압력 콘트롤러로 이루어지므로써 달성될수 있다.Such a present invention comprises a steering cylinder for compressing oil by changing the rotational movement of the steering wheel to a linear movement; First and second oil hoses for supplying compressed oil from the steering cylinder; Left and right pistons coupled to the first and second oil hoses to linearly move the steering knuckle by compressed oil supplied from the oil hoses; A knuckle arm coupled to the steering knuckles of the left and right pistons to rotate the left and right tires around the tie rod; Left and right position sensors for detecting a change in position of the left and right pistons; A microprocessor for calculating a position change value detected by the left and right position sensors and generating a control signal according to the position change value; It can be achieved by consisting of an oil pressure controller for adjusting the oil pressure supplied to the left and right piston through the first, second oil hose by the control signal supplied from the microprocessor.
이러한 본 발명은 스티어링 칼럼없이 운전자가 스티어링 휠 조작시에 스티어링 실린더에서 오일을 압축하여 제 1, 제 2 오일호스를 통해 좌,우측 피스톤으로 분로하여 공급하면 좌,우측 피스톤이 직선운동을 하여 타이로드에 결합된 너클암을 조절하여 타이어를 조향하게 되고 아울러 좌,우측 위치센서가 좌,우측 피스톤의 위치를 감지하여 마이크로 프로세서로 하여금 좌,우측에 공급되는 압축오일을 조절하도록 함으로써 좌,우측의 바퀴가 동일하게 조향이 이루어지고 또한 유압으로 조향을 행함으로써 스티어링 휠의 핸들링이 부드럽게 이루어지므로써 상기의 목적을 효과적으로 달성될수 있다.In the present invention, without the steering column, when the driver compresses oil in the steering cylinder when operating the steering wheel and supplies the left and right pistons through the first and second oil hoses to the left and right pistons, the left and right pistons perform a linear movement. The tires are steered by adjusting the knuckle arm coupled to the left and right position sensors, and the left and right position sensors sense the position of the left and right pistons, allowing the microprocessor to adjust the compressed oil supplied to the left and right wheels. The same purpose is achieved and the steering wheel is smoothly handled by hydraulic steering, thereby achieving the above object effectively.
도 1 은 본 발명 유압식 조향장치를 도시한 실시예 블럭도.1 is an embodiment block diagram showing the present invention hydraulic steering device.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 스티어링 휠 101 : 스티어링 실린더100: steering wheel 101: steering cylinder
102 : 제 1 오일호스 103 : 제 2 오일호스102: first oil hose 103: second oil hose
104 : 좌측 피스톤 105 : 우측 피스톤104: left piston 105: right piston
106 : 타이로드 107,108 : 너클암106: tie rod 107,108: knuckle arm
111 : 마이크로 프로세서 112 : 오일압력 콘트롤러111: microprocessor 112: oil pressure controller
113 : 진공호스 114 : 솔레노이드 밸브113: vacuum hose 114: solenoid valve
이하, 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the technical configuration and operation effects as a preferred embodiment that can effectively achieve the object of the present invention will be described.
도 1 은 본 발명 유압식 조향장치를 도시한 실시예 블록도로서 이에 도시된 바와같이 본 발명은 자동차의 진행방향을 바꾸기 위하여 운전자가 손으로 조작시 일단부에 나사기어가 형성된 샤프트(100a)를 회전시키는 스티어링 휠(100)과; 내벽에 원주상으로 나사산(101a)이 형성되어 상기 스티어링 휠(100)의 샤프트(100a)와 기어 결합되고 그 스티어링 휠(100)의 회전시에 직선운동을 하여 오일탱크(101b)내의 오일을 가압하는 스티어링 실린더(101)와; 상기 스티어링 실린더(101)의 양단에 진공호스(113)로 결합되어 스티어링 실린더(101) 내의 공기를 흡입하여 배출하는 솔레노이드 밸브(114)와; 상기 스티어링 실린더(101)의 오일탱크(101b)에 각각 결합되어 그 스티어링 실린더(101)에서 발생된 압축오일을 공급하는 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)와; 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)를 통해 공급된 압축오일에 의해 스티어링 너클(104a),(105a)을 직선운동 시키는 좌,우측 피스톤(104),(105)과; 상기 좌,우측 피스톤(104),(105)의 스티어링 너클(104a),(105a)과 결합되어 좌,우측 타이어(109),(110)를 타이로드(106)를 중심으로 회동시키는 너클암(107),(108)과; 상기 좌,우측 피스톤(104),(105)의 위치변화를 감지하여 그에 상응한 전기적인 위치변화신호를 발생하는 좌,우측 위치센서(104b),(105b)와; 상기 좌,우측 위치센서(104b),(105b)에서 감지된 위치변화신호를 연산하여 그에 따른 제어신호를 발생하는 마이크로 프로세서(111)와; 상기 마이크로 프로세서(111)에서 공급된 제어신호에 의해 상기 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)를 통해 좌,우측 피스톤(104),(105)으로 공급되는 오일압력을 조절하기 위한 제어신호를 발생하는 오일압력 콘트롤러(112)와; 상기 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)에 결합되어 상기 오일압력 콘트롤러(112)에 발생된 제어신호에 의해 좌,우측 피스톤(104),(105)의 오일압력을 조절하는 압력밸브(102a),(103b)로 구성한다.1 is a block diagram showing an embodiment of the hydraulic steering device of the present invention, as shown in the present invention, the driver rotates the shaft 100a formed with a screw gear at one end when the driver operates by hand to change the driving direction of the vehicle. A steering wheel 100; A thread 101a is formed circumferentially in the inner wall to be gear-coupled with the shaft 100a of the steering wheel 100 to perform a linear movement during rotation of the steering wheel 100 to pressurize the oil in the oil tank 101b. A steering cylinder 101; A solenoid valve 114 coupled to both ends of the steering cylinder 101 by a vacuum hose 113 to suck and discharge air in the steering cylinder 101; First and second oil hoses 102 and 103 respectively coupled to the oil tanks 101b of the steering cylinder 101 to supply compressed oil generated from the steering cylinder 101; Left and right pistons 104 and 105 for linearly moving the steering knuckles 104a and 105a by compressed oil supplied through the first and second oil hoses 102 and 103; A knuckle arm coupled with the steering knuckles 104a and 105a of the left and right pistons 104 and 105 to rotate the left and right tires 109 and 110 about the tie rod 106. 107), 108; Left and right position sensors 104b and 105b which detect positional changes of the left and right pistons 104 and 105 and generate electrical position change signals corresponding thereto; A microprocessor (111) for calculating a position change signal detected by the left and right position sensors (104b, 105b) and generating a control signal according thereto; To control the oil pressure supplied to the left and right pistons 104 and 105 through the first and second oil hoses 102 and 103 by a control signal supplied from the microprocessor 111. An oil pressure controller 112 for generating a control signal; A pressure coupled to the first and second oil hoses 102 and 103 to adjust oil pressures of the left and right pistons 104 and 105 by a control signal generated by the oil pressure controller 112. It consists of valves 102a and 103b.
상기에서 좌, 우측 피스톤(104),(105)에는 스티어링 휠(100)을 원위치로 복원시키는 코일 스프링이 삽입되어 있다.The coil springs for restoring the steering wheel 100 to the original position are inserted into the left and right pistons 104 and 105.
이와 같이 구성된 본 발명은 운전자가 스티어링 휠(100)을 조작하면 이에 결합되고 일단부에 나사기어가 형성되어 스티어링 실린더(101)의 나사산(101a)에 기어 결합된 샤프트(100a)가 회전하게 된다.According to the present invention configured as described above, when the driver operates the steering wheel 100, a screw gear is formed at one end thereof so that the shaft 100a geared to the thread 101a of the steering cylinder 101 rotates.
상기 샤프트(100a)가 회전하면 스티어링 실린더(101)가 전,후방향으로 움직이면서 그의 오일탱크(101b)내에 있는 오일을 압축하게 된다.When the shaft 100a rotates, the steering cylinder 101 moves forward and backward to compress oil in its oil tank 101b.
상기 압축된 오일은 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)를 통해 좌, 우측 피스톤(104),(105)에 공급된다.The compressed oil is supplied to the left and right pistons 104 and 105 through the first and second oil hoses 102 and 103.
상기 좌,우측 피스톤(104),(105)은 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)에서 공급된 압축 오일에 의해 그의 스티어링 너클(104a),(105a)을 직선 운동을 시키게 된다.The left and right pistons 104 and 105 make linear movements of the steering knuckles 104a and 105a by the compressed oil supplied from the first and second oil hoses 102 and 103. .
상기 스티어링 너클(104a),(105a)이 직선 운동을 하게 되면 이에 결합된 너클암(107),(108)이 타이로드(106)를 중심으로 회동하여 좌,우측 바퀴(109),(110)를 조향시키게 된다.When the steering knuckles 104a and 105a make a linear motion, the knuckle arms 107 and 108 coupled thereto rotate about the tie rod 106 to rotate the left and right wheels 109 and 110. To steer.
이때, 상기 좌,우측 피스톤(104),(105)에 취부된 좌,우측 위치센서(104b),(105b)는 상기 좌,우측 피스톤(104),(105)의 위치를 검출하여 그에 따른 전기적인 위치변화신호를 마이크로 프로세서(111)에 제공하게 된다.At this time, the left and right position sensors 104b and 105b mounted on the left and right pistons 104 and 105 detect the positions of the left and right pistons 104 and 105 and accordingly The position change signal is provided to the microprocessor 111.
상기 마이크로 프로세서(111)는 상기 좌, 우측 위치센서(104b),(105b)에서 감지되어 입력되는 위치변화신호를 가지고 좌,우측 피스톤(104),(105)의 밀림정도를 동일하게 하기 위해 오일압력 콘트롤러(112)에 제어신호를 제공하게 된다.The microprocessor 111 has a position change signal sensed by the left and right position sensors 104b and 105b and inputs oil to equalize the degree of push of the left and right pistons 104 and 105. The control signal is provided to the pressure controller 112.
상기 오일압력 콘트롤러(112)는 마이크로 프로세서(111)에서 제공되는 제어신호에 의해 상기 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)에 결합된 압력밸브(102a),(103a)의 열림량을 조절하여 좌,우측 피스톤(104),(105)으로 공급되는 오일압력을 조절하게 됨으로써 좌,우측 피스톤(104),(105)의 밀림정도가 동일하게 이루어지면서 조향이 행해지게 된다.The oil pressure controller 112 opens the pressure valves 102a and 103a coupled to the first and second oil hoses 102 and 103 by a control signal provided from the microprocessor 111. By adjusting the oil pressure supplied to the left and right pistons 104 and 105, steering is performed while the left and right pistons 104 and 105 have the same degree of sliding.
그리고, 상기 스티어링 실린더(101)의 오일 압력이 과다하면 솔레노이드 밸브(114)가 열려 진공호스(113)를 통해 스티어링 실린더(101)의 공기를 흡입하여 외부로 배출시키게 된다.And, when the oil pressure of the steering cylinder 101 is excessive, the solenoid valve 114 is opened to suck the air of the steering cylinder 101 through the vacuum hose 113 to discharge to the outside.
또한 상기 좌, 우측 피스톤(104),(105)에 내장된 코일 스프링은 스티어링 휠(100)이 복원하려는 성질을 도와 주게 된다.In addition, the coil springs embedded in the left and right pistons 104 and 105 help the steering wheel 100 to restore its properties.
이와 같이, 본 발명은 운전자가 스티어링 휠(100) 조작시에 스티어링 실린더(101)에서 오일을 압축하여 제 1, 제 2 오일호스(102),(103)를 통해 좌,우측 피스톤(104),(105)으로 분로하여 공급하면 그 좌,우측 피스톤(104),(105)이 직선운동을 하여 타이로드(106)에 결합된 너클암(107),(108)을 조절하여 좌,우측 타이어(109),(110)를 조향하게 되고 아울러 좌,우측 위치센서(104a),(105a)가 좌,우측 피스톤(104),(105)의 위치를 감지하여 마이크로 프로세서(111)로 하여금 좌,우측에 공급되는 압축오일을 조절하도록 함으로써 좌,우측의 바퀴(109),(110)가 동일하게 조향이 이루어질뿐 아니라 유압으로 조향을 행함으로써 스티어링 휠의 핸들링이 부드럽게 이루어지고 구조가 간단한 효과가 있다.As such, the present invention allows the driver to compress the oil in the steering cylinder 101 when the steering wheel 100 is operated, so that the left and right pistons 104, through the first and second oil hoses 102 and 103, When the shunt is supplied to (105), the left and right pistons 104 and 105 are linearly moved to adjust the knuckle arms 107 and 108 coupled to the tie rod 106 to adjust the left and right tires ( 109 and 110 are steered, and the left and right position sensors 104a and 105a sense the positions of the left and right pistons 104 and 105 to cause the microprocessor 111 to be left and right. By adjusting the compressed oil supplied to the left and right wheels 109 and 110, not only the steering is equally made, but also the steering of the steering wheel is made by hydraulic pressure, and the steering wheel is made smoothly, and the structure is simple.
이상에서 상술한 바와같이 본 발명은 고가품인 스티어링 칼럼 및 스티어링 샤프트와 볼조인트를 삭제하고 스티어링 휠에서 각 유니트까지 유압의 조절로 조향을 행함으로써 기구적인 구조가 매우 간단하며 중량 또한 현저히 감소됨은 물론 패케이지가 용이하고 스티어링 휠의 핸들링이 보다 쉽게 이루어질수 있는 매우 유용한 발명이다.As described above, the present invention eliminates the expensive steering column, the steering shaft and the ball joint, and steers by adjusting the hydraulic pressure from the steering wheel to each unit, so that the mechanical structure is very simple and the weight is also significantly reduced. It is a very useful invention that makes the cage easier and the steering wheel easier to handle.
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| KR20020074948A (en) * | 2001-03-23 | 2002-10-04 | 기아자동차주식회사 | Steering System of Automobile |
| CN107585203A (en) * | 2016-07-08 | 2018-01-16 | 中国农业机械化科学研究院 | A kind of steering mechanism on agricultural chassis |
-
1996
- 1996-11-30 KR KR1019960060411A patent/KR19980041136A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020074948A (en) * | 2001-03-23 | 2002-10-04 | 기아자동차주식회사 | Steering System of Automobile |
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