KR19980044709A - 전자제어 파워 스티어링의 반력장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 조향장치로서 조향력을 어시스터하는 전자제어 파워 스티어링의 반력장치에 관한 것으로서, 특히 입력축에 반력 플레이트와 반력 피스톤을 설치하고, 상기 반력 피스톤의 둘레에 가이드핀을 형성하여 몸체에 형성되는 가이드홈에 결합 설치하여 반력실을 구성하게 하고, 상기 하나의 반력 피스톤에 4개의 V홈을 구성하여 하나의 반력 피스톤을 사용하여 차속에 따라 리프런스를 증가시켜 조종 안정성을 도모하면서 부품수와 가공수를 줄여 제작성을 향상시키고 제조원가도 절감시킬 수 있고 장치의 기능과 성능을 향상시킬 수 있도록 한 전자제어 파워 스티어링의 반력장치에 관한 것이다.

Description

전자제어 파워 스티어링의 반력장치

본 발명은 자동차용 조향핸들의 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 특히 자동차의 고속과 저속 주행시 안정적인 조향력을 얻을 수 있도록 한 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 유압작동기를 조향보조력의 발생원으로 하는 유압식 동력조향장치(POWER STEERING SYSTEM)는 다음과 같은 구성을 취하고 있는 것이 일반적이다. 즉, 조향차륜에 연결된 출력축과 핸들에 작동적으로 연결되는 입력축을 토션바를 통하여 동축상에 연결하고 핸들에 조향토오크가 가해진 경우, 이에 수반된 토션바의 비틀림에 따라서 입력축과 출력축간에 상대각 변위가 발생하도록 되어 있다.

또한 통상의 동력조향장치는 입력축 및 출력축의 어느 한쪽과 연동하여 회전하는 원통형의 케이싱과 이것의 내부에 동축적으로 설치되어 나머지 하나의 축과 연동하여 회전하는 밸브제로 이루어진 유압제어밸브를 갖추고 있다. 이 유압제어밸브의 작동에 의하여 상기 유압작동기의 송급유압을 조향토오크의 방향 및 크기에 따라서 제어하여 조향보조력을 얻는다.

그런데 핸들의 조작에 필요한 힘의 크기는 노면으로부터 핸들에 대하여 작용하는 반력의 크기에 대응하며, 이 반력의 크기는 차량의 주행속도에 비례하는 것으로 알려져 있다.

한편 상기 구성의 동력조향장치에 있어서는 핸들에 가해지는 조향토오크와 유압작동기가 발생하는 조향 보조력간의 대응관계는 토션바의 비틀림 특성만으로 결정된다. 따라서 상기 토션바가 정지시 또는 저속 주행시에 작용하는 큰 반력을 기준으로 선정되어 있는 경우, 고속 주행시 핸들에 약한 반력이 작용하게 되어 직진 안정성의 악화를 초래한다고 하는 난점이 발생한다.

반대로, 상기 토션바가 고속 주행시를 기준으로 하여 선정되어 있는 경우에는 정지시 및 저속 주행시에 충분한 조향보조력을 얻을 수 없다고 하는 난점이 발생한다.

이러한 난점을 해소하기 위하여 상기 입력축과 출력축과의 연결부분에 유압제어밸브와는 별도로 유압반력장치를 설치한 동력조향장치가 개발된 바 있다. 이 유압반력장치를 이용해서 차량속도에 비례하는 유압반력을 동력조향장치에 작용시켜서, 입력축과 출력축의 상대각변위에 따른 유압제어밸브의 제어동작을 고속주행시에는 강한 힘으로, 저속 주행시에는 약한 힘으로 구속하게 되는 것이다.

그러나 종래에는 도 1 및 도 2에서와 같이 유압반력장치가 입력축(2) 하단부와 출력축(3) 상단부와 수개의 플런져로 구성되어 있다.

출력축(3)과 하우징(10)의 내주면과의 사이에는 원환상 공간으로된 반력실(33)이 형성되어 있다. 출력축(3) 내부에는 입력축(2)의 일부가 움직일 수 있게 끼워져 있고, 그 외주면에는 원주방향에 등간격으로 배치된 복수개의 오목부(22)가 형성되어 있다. 또한 출력축(3)에는 상기 각 오목부(22)에 대응하는 위치에 반경방향으로 관통된 관통구멍(31)이 원주방향으로 대략 등간격으로 배치되어 있다. 이들 관통구멍(31)의 각각에는 그에 대응하는 플런저(32)가 미끄럼 운동 가능하게 끼워진다. 각각의 플런저(32)는 그 내측단부에 반구형의 볼록부를 구비하고 있으며, 이 볼록부는 입력축(2)의 외주면에 형성된 오목부(22)와 제합하고 있다.

이와 같은 종래의 유압반력장치에 의하면, 상기 반력실(33)에 차량속도에 대응하는 크기의 유압을 도입함으로써, 고속주행시 핸들에 적정한 강성을 부여하여 차량의 직진 안정성을 향상시킬 수 있고, 정지시 및 저속 주행시 충분한 조향보조력을 얻어서 핸들의 조작에 요하는 힘을 저감시킬 수 있다.

그리고 상기한 바와 같이 종래의 동력조향장치에 있어서는 조향핸들에 반력을 부여하기 위한 유압반력장치와는 별도로 토션바의 파손시 수동조향을 가능케 하기 위한 스톱퍼 장치를 유압제어밸브와 유압반력장치 사이에 구비하고 있기 때문에 동력조향장치의 전체구조가 복잡해지고 가공 및 제작상 어려움이 있는 결점과 출력축의 플런저와 입력축의 오목부간에 다수의 접점이 존재하기 때문에 양자간에 확실한 접촉이 이루어지지 않으면 반력실내에 유압이 형성될 때 토션바가 미세하게 흔들리는 문제점등이 야기되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 보완하고자 입력축에 반력 플레이트와 반력 피스톤을 설치하고, 상기 반력 피스톤의 둘레에 가이드핀을 형성하여 몸체에 형성되는 가이드홈에 결합 설치하여 반력실을 구성하게 하고, 상기 하나의 반력 피스톤에 4개의 V홈을 구성하여 하나의 반력 피스톤을 사용하여 차속에 따라 유압반력를 증가시켜 조종 안정성을 도모하면서 부품수와 가공수를 줄여 제작성을 향상시키고 제조원가도 절감시킬 수 있고 장치의 기능과 성능을 향상시킬 수 있게 하는데 있다.

도 1은 종래기술을 설명하려는 전자제어 파워 스티어링 장치의 시스템 개략도.

도 2는 제 1 도의 A - A선 단면도(반력장치).

도 3은 본 발명의 적용된 파워 스티어링 장치의 시스템 개략도.

도 4는 본 발명의 요부 확대 단면도.

도 5는 본 발명의 요부 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 입력축, 2: 반력 플레이트, 3: 반력 피스톤, 4: 가이드 핀, 5: 몸체, 6: 가이드홈, 7: 반력실, 8: V홈, 9: 밸브 바디(VALVE BODY), 10: 압력제어밸브, 11: 솔레노이드, 12: E.C.U

본 발명의 구성을 보면 도 3과 도4에서 보는 바와 같이 입력축(1)에 고정핀 반력 플레이트(2)와 반력실(7)을 형성하는 밸브 바디(9)에 반력 피스톤(3)을 설치하고, 상기 반력 피스톤(3)의 둘레에 가이드핀(4)을 형성하여 몸체(5)에 형성되는 가이드홈(6)에 결합 설치하여 반력실(7)을 구성하게 하고, 상기 하나의 반력 피스톤(3)에 4개의 V홈(8)을 형성하여 하나의 반력 피스톤(3)을 사용하여 차속에 따라 유압반력를 증가시켜 조종 안정성을 도모할 수 있게 구성된 것이다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명은 차속에 따라 E.C.U(12)는 솔레노이드(11)를 비례적으로 움직여 압력제어밸브(10)를 제어해서 반력실(7)로 반력압을 공급하면 반력 피스톤(3)이 상기 반력압을 받아 반력 플레이트(2)에 밀착되어 입력축(1)의 회전 동작시 반력을 발생시켜 차속의 가감에 따른 조종 안정성을 도모하는 장치이다.

상기와 같은 본 발명은 4개의 V홈이 형성되는 하나의 반력 피스톤(3)을 사용하여 차속에 따라 리프런스를 증가시켜 조정 안정성을 도모할 수 있고 전자제어 파워 스티어링의 동작을 원활하게 할 수 있으므로 부품수와 가공수를 줄여 제작 가공성과 조립성을 향상시킬 수 있고, 부품수와 가공수를 줄여 제조원가를 절감시킬 수 있으며, 치수 공차에 따른 가공정밀성 유지가 용이하여 장치의 오동작을 방지할 수 있으며, 차의 기능과 성능도 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 입력축에 반력 플레이트와 반력 피스톤을 설치하고, 상기 반력 피스톤의 둘레에 가이드핀을 형성하여 몸체에 형성되는 가이드홈에 결합 설치하여 반력실을 구성하게 하고, 상기 하나의 반력 피스톤에 4개의 V홈을 구성하여 하나의 반력 피스톤을 사용하여 차속에 따라 반력를 증가시켜 조종 안정성을 도모하면서 부품수와 가공수를 줄여 제작성을 향상시키고 제조원가도 절감시킬 수 있고 장치의 기능과 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻고자한 것이다.

Claims (1)

1. 입력축(1)에 고정된 반력 플레이트(2)와 반력실(7)을 형성하는 밸브바디(9)에 반력 피스톤(3)을 설치하고, 상기 반력 피스톤(3)의 둘레에 가이드핀(4)을 형성하여 몸체(5)에 형성되는 가이드홈(6)에 결합 설치하여 반력실(7)을 구성하게 하고, 상기 하나의 반력 피스톤(3)에 4개의 V홈(8)을 형성하여 하나의 반력 피스톤(3)을 사용하여 차속에 따라 반력을 증가시켜 조정 안정성을 도모할 수 있게 구성함을 특징으로 한 전자제어 파워 스티어링의 반력장치.