KR200143496Y1 - 동력조향장치의 조향력제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력조향장치에의 공급유량을 제어하여 고속주행중의 조향시의 응답성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

오일펌프(2)로부터 서보밸브(12)를 통하여 파워실린더(14)에 작동유를 공급하는 공급통로(6),(8)에 유량조절밸브(10)를 설치하고, 속도의 상승에 따라 잉여유량을 오일탱크(18)로 환류시켜서 파워실린더(14)의 공급유량을 감소시킨다. 속도를 검출하는 속도센서(20)에 부가하여 조향력감지센서(24) 또는 조향각감지센서를 설치하고, 이 센서(24)로부터의 신호에 의거하여 소조향력시 또는 소조향각시에는 상기한 속도에만 의하여 제어한 유량보다도 많은 유량을 파워실린더(14)에 공급하고, 중조향력 내지 대조향력시 또는 중조향각 내지 대조향각시에는 상기 속도에만 의하여 제어한 유량보다도 많은 유량을 파워실린더(14)에 공급하도록 보정한다.

Description

동력조향장치의 조향력(操向力)제어장치

제1도는 본 고안의 한 실시예에 관한 동력조향장치의 조향력제어장치의 구성도이다.

제2도는 상기한 동력조향장치의 조향력제어장치에 사용되는 유량조절밸브(flow control valve)의 부분단면도이다.

제3도는 상기한 유량조절밸브의 기능도이다.

제4도는 상기한 실시예에 관한 동력조향장치의 조향력제어장치의 조향력(또는 조향각)과 공급유량과의 관계를 표시하는 그래프이다.

제5도는 종래의 장치와 상기한 실시예 장치의 고속시에서의 조향력과 출력유압의 관계를 표시하는 그래프이다.

본 고안은, 동력조향장치에 관한 특히 속도등의 변화에 따라 조향력을 제어하는 동력조향장치의 조향력제어장치에 관한 것이다.

동력장치는, 일반적으로 엔진에 의해 구동되는 오일펌프와 핸들(steering wheel)의 회전조작에 의해 변화되어서 상기한 오일펌프로부터 분출된 작동유를 파워실린더로 급배하는 서보밸브(servo valve)와 오일펌프로부터 서보밸브로의 공급통로에 설치된 유량조절밸브를 구비하고 있으며, 유량제어식의 속도감응형 동력조향장치의 경우에는 차량의 주행속도를 검출하는 속도센서를 설치하고, 이 속도센서의 검출신호에 따라서 상기한 유량조절밸브의 개폐를 제어하여 펌프로부터 분출된 작동유 중의 잉여유량을 바이패스통로를 통하여 펌프의 흡입측(오일탱크)으로 환류시키고, 필요한 유량을 파워실린더에 공급하므로써 원하는 조향보조력을 얻도록 되어 있다. 즉 차량의 주행속도가 저속일 경우에는, 상기 유량조절밸브를 닫고 펌프로부터 분출된 모든 유량을 파워실린더로 공급하여 큰 조향보조력을 얻으므로써, 경쾌한 스티어링조작이 가능하고, 속도가 상승됨에 따라서 상기한 유량조절밸브를 점차 개방하여 바이패스통로를 통하여 흐르는 유량을 증대시키고 파워실린더에의 공급유량을 감소시키며, 고속주행시에는 조향보조력을 작게햐여 안정된 주행성능을 얻도록 하고 있다.

상기한 바와 같은, 속도에만 감응하여 유량을 제어하는 형시의 종래의 동력조향장치에서는, 고속주행시에는 서보밸브를 통하여 파워실린더에 공급되는 유량이 감소되고 있으므로 조향시의 응답성이 열화(劣化)되기 때문에 스티어링의 응답이 늦기도 하고, 또, 급조향시에 핸들이 매끄럽지 않게되는 문제가 있었다.

본 고안은 상기한 결점을 제거하기 위하여 이루어진 것으로서, 고속주행중의 조종성능을 향상시킬 수가 있는 동력조향장치의 조향력제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 고안에 관계되는 동력조향장치의 조향력제어장치는, 오일펌프로부터 분출된 작동유를 서보밸브를 통하여 파워실린더에 공급하는 공급통로에 유량조절밸브를 통하여 바이패스통로로 접속하고, 이 유량조절밸브의 개방면적을 속도센서로부터의 신호에 의해 제어하고, 속도의 상승에 따라 상기 바이패스통로를 통과하여 오일탱크로 환류하는 유량을 증가시켜서 파워실린더의 공급유량을 감소시키는 동력조향장치의 조향력제어장치에, 상기 속도센서에 부가하여 핸들 조작시에 있어서의 조향력을 검출하는 조향력감지센서 또는 조향각을 검출하는 조향각감지센서를 설치하고, 이 조향력감지센서 또는 조향각감지센서의 검출신호에 의하여, 중고속주행중의 소조향력시 또는 소조향각시에는 파워실린더로의 공급유량을 증대시키도록 보정하며, 중고속주행중의 중조향력시 내지 대조향력시 또는 중조향각시 내지 대조향각시에는 파워실린더에의 공급유량을 감소시키도록 보정하도록 한 것이다.

상기한 동력조향장치의 조향력제어장치에서는 중고속주행중에 소조향력 또는 소조향각으로 조종을 했을 경우에는 종래와 같이 속도에만 의하여 공급유량을 감소시키도록 제어하고 있었던 경우와 비교하여 큰 유량을 파워실린더에 공급하므로 조종에 대한 응답성이 향상될 뿐 아니라, 급조향시의 핸들이 무거워지지 않고, 또, 중고속주행중에 중조향력 내지 대조향력 또는 중조향각 내지 대조향각의 조종을 했을 경우에는, 종래의 속도에만 의하여 공급유량을 감소시키도록 제어하던 경우와 비교하여 더욱 적은 유량을 파워실린더에 공급하도록 했으므로 핸들이 너무 가벼워져 쉽게 꺾이는 일이 없다.

이하 도면에 표시하는 실시예에 의해 본 고안을 설명한다.

제1도는 본 고안의 일실시예에 관계되는 동력조향장치의 조향력제어장치의 구성도로서, 도면에 있어서 오일펌프(2)는 엔진(4)에 의해 회전구동되는 정유량형 오일펌프이고, 이 오일펌프(2)로부터 분출된 작동유는 공급통로(6), (8) 및 그 사이에 접속된 유량조절밸브(10)를 통하여 서보밸브(12)에 이송된다. 서보밸브(12)는 핸들(13)의 회전조작에 의해 변화되고, 상기 오일펌프(2)로부터 공급된 작동유를 파워실린더(14)의 한쪽방에 공급하는 동시에 다른쪽방은 환류통로(16)를 통하여 오일탱크(18)에 연결하여 그 실내의 작동유를 환류시키므로써 양쪽 방사이의 압력차에 의해 피스톤을 작동시켜 조향보조력을 발생시킨다.

상기한 엔진(4)에 연결된 트랜스미션(transmission)(19)의 출력축에는 그 회전수를 검출하는 스피드센서(20)가 설치되어 있고, 이 스피드센서(20)로부터의 검출신호가 컨트롤러(22)에 입력된다. 또, 핸들(13)에는 조타토크(torque)를 검출하는 조향력감지센거(24)가 설치되어 있고, 이 조향력감지센서(24)로부터의 검출신호도 상기 컨트롤러(22)에 입력된다. 컨트롤러(22)는 상기한 스피드센서(20) 및 조향력감지센서(24)로부터의 신호에 의거하여 상기한 유량조절밸브(10)의 개방면적을 조절하며 오일펌프(2)로부터 분출된 유량(油量)중 잉여유량을 바이패스통로(26)를 통하여 상기한 오일탱크(18)에 환류시키므로써 파워실린더(12)에의 공급유량(流量)을 제어한다.

제2도는 상기한 유량조절밸브(10)의 부분단면도, 제3도는 그 기능도이고, 이들 양 도면에 의해 유량조정밸브(10)의 구성에 대하여 설명한다. 하우징(housing)(28)에 밸브구멍(30)이 형성되고, 이 밸브구멍(30)내에 스풀(32)이 자유롭게 접속 이동할 수 있도록 끼워맞춰져 있고, 밸브구멍(30)내의 한쪽방(48)내에 배치된 스프링(34)에 의해 다른쪽방(50)측으로 힘이 가해지고 있다. 밸브구멍(30)내에는 잉여유량을 상기한 오일탱크(18)에 환류시키는 바이패스통로(26)가 개방되어 있고, 스풀(32)이 스프링(34)에 의해 힘이 가해져 정지하고 있을 때에 바이패스통로(26)는, 이 스풀(32)에 의해 닫혀지고, 스풀(32)이 스프링(34)을 밀면서 우행하여 바이패스통로(26)가 개방되어서 상기한 오일펌프(2)로부터 분출된 작동유의 일부를 오일탱크(18)로 환류시킨다.

하우징(28)에는 상류측이 공급통로(6)를 통하여 상기한 오일펌프(2)에 접속되는 도입구(36)와, 하류측 공급통로(8)를 통하여 동력조향장치의 서보밸브(12)에 접속되는 공급구(38)가 설치되어 있으며, 이들 도입구(36)와 공급구(38)의 사이에 가변오리피스(orifice)(40)가 설치되어 있다. 이 가면오리피스(40)는 교축통로(42)와 솔레노이드(44)에 흐르는 전류에 따라서 이 교축통로(42)를 향하여 앞뒤로 움직이는 플런저(plunger)(46)의 로드(46a)로 구성되어 있으며, 로드(46a)가 교축통로(42)를 향해 전진하면(제3도에 점선으로 표시한 위치), 가변오리피스(40)가 교축되고, 로드(46a)가 후퇴하면(제3도에 실선으로 표시한 위치) 이 가변오리피스(40)의 개방면적이 커진다. 상기한 밸브구멍(30)내의 스프링(34)이 수용된 방(48)의 내부에는 통로(52)를 통하여 가변오리피스(40)의 하류측의 유압이 도입되고, 다른쪽 방(50)(제2도 좌측)의 내부에는 가변오리피스(40)의 상류측 유압이 작용하고 있으며, 이 가변오리피스(40)의 상류측과 하류측의 압력차가 스프링(36)의 힘을 초과하면 스풀(32)이 스프링(34)을 휘게하고, 도면의 우측으로 이동하여서 상기한 바이패스통로(26)를 개방한다.

상기한 스피드센서(20)로부터의 검출신호 및 조향력감지센서(26)로부터의 검출신호가 입력되는 컨트롤러(22)는, 이들 신호에 의하여 솔레노이드(44)에 흐르는 전류를 제어하고, 상기한 플런저(46)의 로드(46a)를 앞뒤로 움직이게 한다. 이 실시예에서는 저속주행시에는 솔레노이드(44)에 의해서 플런저(46)의 로드(46a)를 최대한 후퇴시키고, 가변오리피스(40)의 개방면적을 최대로 하여서 오일펌프(2)로부터 분출된 작동유 전부를 동력조향장치의 파워실린더(14)에 공급하고, 속도의 상승에 따라서 상기 플런저(46)의 로드(46a)를 점차 전진시키므로써 가변오리피스(40)를 교축하여, 그 상류측과 하류측의 압력차를 증대시키고 스풀밸브(32)를 작동시켜서 오일펌프(2)로부터 분출된 작동유의 일부를 환류시킨다.

또, 중속 내지 고속 주행중에 운전자에 의한 조향조종이 실시되었을 경우에 그조향력이 작은 범위에서는, 플런저(46)의 로드(46a)를 속도만에 의하여 제어된 경우에 비하여 더 후퇴시켜서 가변오리피스(40)의 개방면적을 늘리고 파워실린더(14)에의 공급유량을 증대시키며, 중조향력 내지 대조향력의 영역에서는 플런저(46)의 로드(46a)를 속도만에 의하여 제어되었을 경우에 비하여 더 전진시키고 가변오리피스(40)를 교축하여서 파워실린더(14)에의 공급유량을 감소시킨다.]

다음에 상기한 구성에 관계되는 동력조향장치의 조향력제어장치의 작동에 대하여 설명한다.

먼저 저속주행시에는 속도센서(20)로부터의 신호에 의해 컨트롤러(22)가 솔레노이드(44)에 흐르는 전류를 제어하고, 플런저(46)의 로드(46a)를 최대한 후퇴시켜서 가변오리피스(40)의 개방면적을 최대로 한다. 이 때에는, 가변오리피스(40)의 전후에 압력차가 발생되지 않고, 스풀밸브(32)는 작동하지 않으므로 바이패스통로(26)는 스풀밸브(32)에 의해 닫혀지고, 오일펌프(2)로부터 분출된 작동유의 전량이 서보밸브(12)를 통하여 파워실린더(12)로 공급된다(제4도의 V₀참조). 이 저속주행중에는 조향조종에 의한 조향력의 변화에는 관계없이 파워실린더(14)에 최대유량을 공급한다.

속도가 점차 상승하여서 중속으로부터 고속으로 주행상태가 이행하면, 속도만으로 파워실린의 공급유량을 제어하고 있었던 종래의 동력조향장치에서는 유량조절밸브의 스풀밸브를 작동시키는 가변오리피스를 속도의 상승에 따라서 점차 교축하여서 그 상류측과 하류측의 사이에 발생하는 압력차를 증대 시키고, 이 압력차에 따라 스풀밸브의 이동량을 크게 하고, 바이패스통로의 개방면적을 넓게 하여서 오일탱크에 환류시키는 유량을 점차 증가하도록 하였는데, 본 실시예 장치에서는 속도의 상승에 따라서 오일탱크에 환류시키는 유량을 점차 증가시키는 동시에, 동일한 속도에 있어서는 소조향력영역에서 종래의 공급유량보다도 많은 유량을 파워실린더에 공급하고, 중조향력 내지 대조향력영역에서는 종래의 공급유량보다도 적은 유량을 파워실린더에 동급하도록 하고 있다.

상기한 바와 같이 속도의 상승에 따라 파워실린더(14)에의 공급유량을 점차 감소시키는 중고속 주행시에 핸들(13)의 조작이 실시될 경우에는 조향토크가 조향력감지센서(26)에 의해 검출되며, 그 검출신호가 컨트롤러(22)에 입력된다. 컨트롤러(22)는 상기한 속도센서(20)로부터의 속도신호에 의한 제어를 이 조향력감지센서(26)로부터의 신호에 의해 보정하고, 솔레노이드(44)에 흐르는 전류를 제어한다. 즉, 조향력이 작은 조향영역에서는, 플런저(46)의 로드(46a)를 속도센서(20)만에 의해 제어되고 있는 경우 동일속도일 때 보다도 후퇴시킨다. 그 결과, 가변오리피스(40)의 개방면적이 확대되어서 종래의 유량제어식인 속도감응형 동력조향장치와 같이 속도센서로부터의 신호만으로 제어하고 있던 경우의 유량(제4도의 점선 V₄는 종래의 고속시의 공급유량을 표시함)보다도 많은 유량이 파워실린더(14)에 공급되므로(제4도의 V₁, V₂는 본실시예에 관계되는 장치의 중속시의 공급유량, V₃는 고속시의 공급유량을 표시한다) 종래의 동력조향장치보다도 응답성이 향상되고 스티어링의 조정이 늦어지는 일 등이 일어날 우려가 없다. 또, 급조향했을 경우에도 스티어링이 매끄럽지 못한 감이 발생할 우려가 없다.

또, 중고속으로 주행중에 중조향력보다도 큰 조향력에 의한 조종을 했을 경우에는 플런저(46)의 로드(46a)를 속도센서만에 의해 제어되고 있는 경우의 동일차속일 때보다도 전진시킨다. 그 결과, 가변오리피스(40)의 개방면적이 축소되어서 종래의 속도만에 의해 제어되고 있었던 것보다도 파워실린더(14)에의 공급유량을 감소시키므로 핸들(13)이 너무 잘 가벼워지거나, 스티어링이 너무 잘 돌아가는 일을 방지할 수가 있다.

또, 제5도는 종래의 장치와 같이 속도만에 의하여 파워실린더에의 공급유량을 제어했던 경우와, 본 실시예 장치와 같이 속도와 조향력의 양자에 의해 제어한 경우 고속주행시의 조향력과 출력유량의 관계를 비교한 그래프로서, 실선 V₃이 본실시예에 관계되는 장치의 특성을, 점선 V4가 종래 장치의 특성을 표시한다. 이그래프로 명확하듯이 소조향력영역에서는 본 실시예 장치의 출력유압이 종래 장치의 출력유압보다도 크고, 중조향력 내지 대조향력영역에서는 본 실시예 장치의 출력유압이 종래 장치의 출력유압보다도 작게 되어 있다.

또, 상기한 실시예에서는, 핸들(13)의 조작의 상태를 검출하기 위하여 조향토크를 검출하는 조향력감지센서(24)를 설치했는데 조향력감지센서(24)로 바꾸어서 핸들(13)의 조작각도를 검출하는 조향각감지센서를 설치하고, 상기한 속도센서(20)와 이 조향각감지센서의 양자의 검출신호에 의하여 컨트롤러(22)에 의해 상기한 유량조절밸브(10)의 작동을 제어하도록 해도 된다. 이 경우에도, 중고속시에 소조향각의 조향조종이 실시되었을 경우에는, 종래의 속도만에 의하여 제어하는 경우의 동일속도시보다도 많은 작동유를 파워실린더(14)에 공급하고, 중고속으로 주행시에 중조향각 내지 대조향각의 조향조종이 실시되었을 경우에는 종래의 속도에만 의거하여 제어하는 경우의 동일속도시보다도 많은 작동유를 파워실린더(14)에 공급하므로써 상기한 조향력감지센서(24)를 사용했던 경우와 동일한 효과를 얻을 수가 있다.

이상 설명했듯이 본 고안에 의하면, 유량조절밸브의 개방면적을 속도센서로부터의 신호에 의해 제어하고, 속도의 상승에 따라서 바이패스통로를 통과하여 오일탱크에 환류하는 유량을 증가시켜서 파워실린더에의 공급유량을 감소시키도록 한 동력조향장치에 다시 조향력감지센서 또는 조향각감지센서를 설치하고, 이 조향력감지센서 또는 조향각감지센서의 검출신호에 의하여 중고속 주행중의 소조향력시 또는 소조향각시에는 파워실린더에의 공급유량을 속도만에 의해 제어하고 있던 경우보다도 증대시키도록 보정하여서 중고속 주행중의 중조향력 내지 대조향력시 또는 중조향각 내지 대조향각시에는 파워실린더에의 공급유량을 속도만에 의해 제어하고 있던 경우보다도 감소시키도록 보정하도록 했으므로 중고속주행중에 소조향력 또는 소조향각의 조종을 했을 경우에 응답성이 향상되는 동시에 급조타시의 스티어링이 매끄럽지 않은 것을 방지할 수가 있고, 또 중고속주행중에 중조향력 내지 대조향력 또는 중조향각 내지 대조향각의 조작을 했을 경우의 스티어링이 너무 매끄러워지는 것을 방지할 수가 있다.

Claims (2)

1. 오일펌프로부터 분출된 작동유를 서보밸브를 통하여 파워실린더에 공급하는 공급통로에 유량조절밸브를 통하여 바이패스통로를 접속하고, 이 유량조절밸브의 개방면적을 속도센서로부터의 신호에 의해 제어하며, 속도의 상승에 따라서 상기한 바이패스통로를 통과하여 오일탱크에 환류하는 유량을 증가시켜서 파워실린더에의 공급유량을 감소시키도록 한 동력조향장치의 조향력제어장치에 있어서, 핸들조작시에 있어서의 조향력 또는 조향각을 검출하는 센서를 설치하고, 이 조향력감지센서 또는 조향각감지센서의 검출신호에 의하여 중고속주행중의 소조향력시 또는 소조향각시에는 파워실린더에의 공급유량을 증대시키도록 보정하는 것을 특징으로 하는 동력조향장치의 조향력제어장치.
2. 제1항에 있어서, 중고속주행중의 중조향력 내지 대조향력시 또는 중조향각 내지 대 조향각시에는 파워실린더에의 공급유량을 감소시키도록 보정하는 것을 특징으로 하는 동력조향장치의 조향력제어장치.