KR19990049495A - Electric Reaction Power Steering Aid - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 속도에 따라 조향핸들에 작용하는 반력을 변화시킬 수 있게하여 저속에서는 일반 파워스티어링에 의해 가볍고 신속한 조향이 가능하고, 고속에서는 조향핸들에 적당한 반력을 부여하여 묵직한 핸들 특성을 구현할 수 있는 전동반력식 파워스티어링 보조장치를 개량한 것이다.The present invention enables to change the reaction force acting on the steering wheel according to the speed of the vehicle to enable light and fast steering by general power steering at low speed, and to give a proper reaction force to the steering wheel at high speed to implement a heavy handle characteristic. It is an improvement on the electric reaction power steering aid.
본 발명은 조향핸들(1)과 일체로 된 원통형캠(2)의 사면(22)과 당접되는 롤러(3)를 실린더(4)에 고정하여 원통형캠(2)에 의해 실린더(4)가 하우징(5)내에서 직선 운동하게 하고, 상기 실린더(4)에 내설되어 스프링(7)의 탄성을 가지는 피스톤(6)에 구비되는 로드(8)의 끝단에 고정되는 돌기(80)를 모터(M)의 워엄기어(9)와 맞물려 회전하는 워엄흴(90)의 가이드홈(92)에 조립하여 워엄휠(90)에 의해 피스톤(6)이 직선 운동하며 스프링(7)의 탄성력을 가변시키도록 되고, 모터(M)는 로드(80)의 위치를 감지하는 위치센서(85) 및 차속센서(S)와 연결되는 ECU(10)에 의해 모터(M)의 회전량을 제어하도록 되고, 상기 가이드홈(92)은 워엄휠(90)의 내주면 중심으로부터 바깥쪽으로 원을 그리는 스파이럴 구조로 됨을 특징으로 하고 있다.According to the present invention, the cylindrical roller (2) is fixed to the cylinder (4) by fixing the roller (3) in contact with the slope (22) of the cylindrical cam (2) integrated with the steering wheel (1). The motor (M) has a projection (80) which is linearly moved within (5) and fixed to the end of the rod (8) which is built in the cylinder (4) and is provided on the piston (6) having elasticity of the spring (7). Assembled in the guide groove 92 of the worm wheel (90) to rotate in engagement with the worm gear (9) of the) so that the piston (6) linear movement by the worm wheel 90 to change the elastic force of the spring (7) And, the motor M is to control the rotation amount of the motor (M) by the ECU 10 is connected to the position sensor 85 and the vehicle speed sensor S for detecting the position of the rod 80, the guide The groove 92 is characterized by a spiral structure that draws a circle outward from the center of the inner circumferential surface of the worm wheel 90.
Description
본 발명은 차량의 속도에 따라 조향핸들에 작용하는 반력을 변화시킬 수 있게하여 저속에서는 일반 파워스티어링에 의해 가볍고 신속한 조향이 가능하고, 고속에서는 조향핸들에 적당한 반력을 부여하여 묵직한 핸들 특성을 구현할 수 있도록 전동반력식 파워스티어링 보조장치를 개량한 것이다.The present invention enables to change the reaction force acting on the steering wheel according to the speed of the vehicle to enable light and fast steering by general power steering at low speed, and to give a proper reaction force to the steering wheel at high speed to implement a heavy handle characteristic. It is an improvement of the electric reaction power steering aid.
종래에는 파워스티어링의 조향핸들에 반력을 주기 위하여 조향핸들에 원통형 캠이 장착되고, 상기 캠의 사면을 눌러주기 위한 스프링이 연결되는 블록이 구비되는 구성되어 모터가 회전하면 모터의 회전축과 연결되는 스크류가 회전하도록 되고, 스크류가 회전함에 따라 스크류에 나사 결합된 블록이 스프링을 눌러주어 핸들에 장착된 캠은 스프링의 탄성력에 의해 핸들을 중립 위치로 밀어내는 반력을 부여하게 하여 고속시에는 핸들이 묵직한 특성을 갖도록 하였다.Conventionally, a cylindrical cam is mounted on the steering wheel to provide a reaction force to the steering wheel of the power steering, and a block is connected to a spring for pressing the slope of the cam. When the motor rotates, the screw is connected to the rotating shaft of the motor. As the screw rotates, the block screwed to the screw presses the spring so that the cam mounted on the handle gives the reaction force to push the handle to the neutral position by the spring's elastic force. To have characteristics.
또한, 차속이 감소하게 되면 스프링의 탄성력이 적어지는 방향으로 모터가 회전하여 조향핸들에는 전혀 반력이 생기지 않게되어 일반 파워스티어링과 동일한 작용을 하면서 가벼운 핸들 특성을 구현하도록 되어 있다.In addition, when the vehicle speed is reduced, the motor rotates in a direction in which the elastic force of the spring decreases, so that no reaction force is generated in the steering wheel at all.
이처럼 종래에는 스프링의 탄성력을 조절하기 위하여 스크류와 이와 나사결합을 이루는 불록을 이용하므로써 부피가 크고, 이를 장착하는 장착공간 확보에 많은 어려움이 있고, 불록이 하우징내에서 회전하지 않도록 별도의 장치를 부가하여야 하는 등의 문제점이 있다.As such, in the related art, it is bulky by using a block forming a screw and a screw to adjust the elastic force of the spring, and there is a lot of difficulty in securing a mounting space for mounting the spring, and a separate device is added so that the block does not rotate in the housing. There is a problem such as that.
이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 파워스티어링 보조장치의 구조가 간단하고 적은 용량의 전동모터를 사용하여도 동일한 효과를 꾀할 수 있도록 된 전동반력식 파워스티어링 보조장치를 제공함에 그 목적이 있는 것인 바, 이를 첨부된 예시 도면을 참고하여 그 구성 및 작용 효과 등을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.In the present invention, in order to solve the conventional problems as described above, the structure of the power steering assistance device is simple and provides an electric reaction force steering power assist device that can achieve the same effect even using a small capacity electric motor. The purpose of the bar, with reference to the accompanying drawings illustrating the configuration and operation effects, etc. in more detail as follows.
도1은 본 발명의 주요부를 발췌 도시한 측면도,1 is a side view showing an extract of the main part of the present invention;
도2는 도1의 작동 관계를 설명하기 의해 도시한 동작 상태도,2 is an operating state diagram shown by explaining the operation relationship of FIG.
도3은 본 발명의 주요부를 발췌 도시한 평면도,3 is a plan view showing an extract of the main part of the present invention;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 조향핸들 2 : 원통형캠1: steering wheel 2: cylindrical cam
3 : 롤러 4 : 실린더3: roller 4: cylinder
5 : 하우징 6 : 피스톤5: housing 6: piston
7 : 스프링 8 : 로드7: spring 8: rod
9 : 워엄기어 10: ECU9: worm gear 10: ECU
M : 모터 S : 차속센서M: Motor S: Vehicle Speed Sensor
도1에서와 같이 본 발명은 조향핸들(1)과 일체로 형성되는 원통형캠(2)의 사면(22)과 당접되는 롤러(3)를 설치하고, 상기 롤러(3)는 실린더(4)에 고정되며, 상기 실린더(4)는 하우징(5)내에 장착되어 원통형캠(2)에 의해 실린더(4)가 하우징(5)내에서 직선 왕복운동하도록 되고, 상기 실린더(4)에는 스프링(7)의 탄성을 가지는 피스톤(6)이 내설되고, 상기 피스톤(6)과 연결되는 로드(8)의 끝단에 돌기(80)가 고정되며, 상기 돌기(80)는 도3에 나타낸 바와 같이 모터(M)의 워엄기어(9)와 맞물려 회전하는 워엄흴(90)의 가이드홈(92)에 조립되어 워엄휠(90)에 의해 로드(8)와 함께 피스톤(6)이 직선 왕복운동하며 스프링(7)의 탄성력을 변화시키도록 되고, 모터(M)는 로드(80)의 위치를 감지하는 위치센서(85) 및 차속센서(S)와 연결되는 ECU(10)에 의해 모터(M)의 회전량을 제어하도록 구성되고 있다.As shown in FIG. 1, the present invention provides a roller 3 which is in contact with a slope 22 of a cylindrical cam 2 integrally formed with a steering wheel 1, and the roller 3 is mounted on a cylinder 4. The cylinder 4 is mounted in the housing 5 such that the cylinder 4 is linearly reciprocated in the housing 5 by the cylindrical cam 2, and the spring 7 in the cylinder 4. A piston 6 having elasticity of the inner portion is installed, and the protrusion 80 is fixed to the end of the rod 8 connected to the piston 6, and the protrusion 80 is a motor (M) as shown in FIG. The piston 6 is linearly reciprocated together with the rod 8 by the worm wheel 90 by being assembled to the guide groove 92 of the worm chuck 90 which rotates in engagement with the worm gear 9 of the spring. Rotational force of the motor (M) by the ECU (10) connected to the position sensor 85 and the vehicle speed sensor (S) for detecting the position of the rod (80). To control It is composed.
상기 구성에 있어 모터(M)와 연결되는 워엄휠(90)에 형성되는 가이드홈(92)은 내주면 중심으로부터 원주방향을 따라 바깥쪽으로 원을 그리는 스파이럴 형상으로 되어 워엄휠(90)이 회전할 때 상기 가이드홈(92)에 삽입된 돌기(80)는 로드(8)와 함께 가이드홈(92)을 따라 안쪽 또는 바깥쪽으로 이동하면서 피스톤(6)과 당접되는 스프링(7)의 압축력을 가변시키도록 되고 있다.In the above configuration, the guide groove 92 formed in the worm wheel 90 connected to the motor M has a spiral shape that draws a circle outward along the circumferential direction from the center of the inner circumferential surface when the worm wheel 90 rotates. The protrusions 80 inserted into the guide grooves 92 move inward or outward along the guide grooves 92 with the rods 8 so as to vary the compressive force of the spring 7 abutting the piston 6. It is becoming.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
본 발명은 일반 파워스티어링 시스템(차속에 따라서 보타력의 변화가 되지 않는 파워스티어링 시스템)과 같이 사용되어 저속에서는 일반 파워스티어링의 보타력을 받아서 가벼운 핸들 특성을 나타내어 주차시나 핸들의 회전각을 크게 크게 필요한 경우 핸들의 조작성을 향상시키고, 고속 주행의 경우에는 일반 파워스티어링 시스템의 핸들이 가벼워지는 현상을 제거할 수 있도록 되어 있다.The present invention is used in conjunction with a general power steering system (power steering system that does not change the power of the vehicle depending on the speed of the vehicle), at low speeds by receiving the power of the normal power steering to exhibit a light steering wheel characteristics greatly increase the rotation angle of the parking or steering wheel If necessary, it is possible to improve the operability of the steering wheel, and in the case of a high speed driving, the steering wheel of the general power steering system can be eliminated.
이를 보다 상세하게 설명하면, 고속 주행시 조향핸들(1)의 중립위치에서는 도1과 같이 롤러(3)가 스프링(7)의 탄성력을 받아서 원통형캠(2)의 사면(22)에 당접되게 눌러주게 된다.In more detail, in the neutral position of the steering wheel 1 at high speed, the roller 3 receives the elastic force of the spring 7 to be pressed against the slope 22 of the cylindrical cam 2 as shown in FIG. 1. do.
그러한 상태에서 조향핸들(1)을 돌리면 조향핸들(1)과 일체로 된 원통형캠(2)이 함께 회전하게되어 사면(22)에 접촉된 롤러(3)와 실린더(4)는 도2와 같이 스프링(7)쪽으로 밀리면서 스프링(7)을 압착시키게 된다. 그러므로 조향핸들(1)에는 그것을 돌리려는 방향과 반대방향으로 반력을 받게되어 핸들을 돌릴 때 묵직한 조향감을 발생시킨다.When the steering wheel 1 is turned in such a state, the cylindrical cam 2 integrated with the steering wheel 1 rotates together, and the roller 3 and the cylinder 4 contacting the slope 22 are as shown in FIG. The spring 7 is compressed by pushing against the spring 7. Therefore, the steering wheel 1 receives a reaction force in a direction opposite to the direction in which the steering wheel 1 is to be turned to generate a heavy steering feeling when the steering wheel is turned.
한편, 차속이 점차 낮아지면 이를 차속센서(S)가 이를 감지하여 감지된 감지신호를 ECU(10)에 전달하면 ECU(10)는 모터(M)에 전원을 인가하여 모터(M)를 회전시키게 되고, 모터(M)와 함께 회전 운동하는 워엄(9)은 이와 연동되는 워엄휠(90)을 회전시킴에 따라 가이드홈(92)에 끼워진 돌기(80)는 가이드홈(92)을 따라 도3의 가상선으로 나타낸 바와 같이 이동한다.On the other hand, when the vehicle speed is gradually lowered and the vehicle speed sensor (S) detects it and transmits the detected detection signal to the ECU 10, the ECU 10 applies the power to the motor (M) to rotate the motor (M). As the worm 9 rotates together with the motor M, the protrusion 80 inserted into the guide groove 92 is rotated along the guide groove 92 as the worm wheel 90 rotates. Move as shown by the virtual line of.
이때 돌기(80)를 고정하고 있는 로드(8) 및 피스톤(6)은 실린더(4)로부터 서서히 빠져나오며 후퇴함에 따라 이제까지 압축되어 있던 스프링(7)의 탄성력은 점차 약해지고, 차속이 완전히 낮아져 주차 속도에 이르면 롤러(3)는 더 이상 원통형캠(2)과 밀착되지 않고 떨어지게 되어 더 이상의 반력을 주지 않게 된다.At this time, as the rod 8 and the piston 6 fixing the protrusion 80 gradually come out of the cylinder 4 and retreat, the elastic force of the spring 7 that has been compressed is gradually weakened, and the vehicle speed is completely lowered so that the parking speed is completely reduced. When the roller (3) is no longer in close contact with the cylindrical cam (2) will fall and do not give any more reaction.
이처럼 차속에 따라 반력의 정도를 변화시키기 위해서는 ECU(10)에 미리 설정된 로직에 따라 전동모터(M)의 회전이 이루어져야 하고, 모터(M)의 회전량을 감지하기 위해 위치센서(S)가 랙바(80)의 이동거리를 측정하여 차속별로 미리 설정된 위치센서(S)의 위치에 따라 모터(M)의 회전량과 회전방향이 결정되므로 결과적으로는 차속에 감응하여 반력의 크기를 임의로 튜닝하는 것과 동일한 결과를 얻을 수 있는 것이다.As such, in order to change the degree of reaction force according to the vehicle speed, the rotation of the electric motor M should be made according to the logic set in advance in the ECU 10, and the position sensor S may be a rack bar to detect the amount of rotation of the motor M. The amount of rotation of the motor M and the direction of rotation are determined by measuring the movement distance of 80 and the position of the position sensor S preset for each vehicle speed. As a result, the amount of reaction force is arbitrarily tuned in response to the vehicle speed. You can get the same result.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 구조가 간단하고 적은 비용으로 속도감응형 파워스티어링 구성이 가능한 것이다.As described above, according to the present invention, the structure is simple and the speed-sensitive power steering configuration is possible at a low cost.
또한, 고장이 발생하여도 조향핸들의 묵직한 정도만 다르게 나타날 뿐 핸들조작에는 아무런 문제가 발생하지 않음으로 별도의 안전장치를 고려하지 않아도 되는 장점이 있으며, 유압장치를 이용하는 기존 속도감응형 파워스티어링에 비하여 가공 공차에 여유가 있으므로 부품 가공시의 불량률도 최소화할 수 있어 생산성면에서도 속도감응형 파워스티어링 보다 휠씬 우수한 기대 효과를 도모할 수 있게 된다.In addition, even if a malfunction occurs, only the heavy weight of the steering wheel appears different, there is no problem in the steering wheel operation, there is an advantage that does not need to consider a separate safety device, compared to the conventional speed-sensitive power steering using a hydraulic system The margin of machining can be minimized, so the defect rate during machining of parts can be minimized, resulting in a much better expectation effect in terms of productivity than speed-sensitive power steering.
Claims (2)
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| KR1019970068450A KR100362791B1 (en) | 1997-12-13 | 1997-12-13 | Auxiliary device for electromotive reaction force power steering |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1997
- 1997-12-13 KR KR1019970068450A patent/KR100362791B1/en not_active IP Right Cessation
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