KR20020051728A - Power steering system - Google Patents

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이계안
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Abstract

PURPOSE: A power steering device is provided to prevent waste of energy, and to reduce noise by stopping an oil pump in case of the internal pressure of an oil tank to be over the reference value in high speed traveling, parking or stopping. CONSTITUTION: A power steering system is composed of an oil pump(50) rotating with a pulley(P1) driven by power from an engine; a cylinder receiving oil from the oil pump, and moving a tie rod; an oil tank(56) storing oil from the cylinder, and supplying to the oil pump; a magnetic clutch installed between pulleys to transmit and shut off power in turning on and off; an ECU(Electronic Control Unit)(2) controlling the magnetic clutch; and a pressure sensor(3) installed in the oil tank to turn off the magnetic clutch by applying the overpressure signal to the ECU in case of the hydraulic pressure of the steering system to be over the reference value. Energy consumption is prevented, and noise is reduced with stopping the oil pump in case of the pressure of the oil tank to be over the reference value in high speed traveling, parking or stopping.

Description

동력 조향 장치{POWER STEERING SYSTEM}Power Steering System {POWER STEERING SYSTEM}

본 발명은 동력 조향 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차에서 조향축을 보다 작은 힘으로 조향할 수 있도록 설치되는 동력 조향 장치에서 불필요한 에너지의 낭비를 방지할 수 있는 동력 조향 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power steering apparatus, and more particularly, to a power steering apparatus capable of preventing unnecessary waste of energy in a power steering apparatus installed to steer the steering shaft with a smaller force in an automobile.

일반적으로, 자동차에는 차량의 주행 방향을 조정하기 위하여 조향 장치가 설치되어 있는 바, 이는 운전석에 설치된 조향휠과, 상기한 조향휠의 회전에 따라 회전되도록 설치된 조향축과, 상기한 조향축에 연결된 기어 박스 및 랙, 피니언과, 상기한 랙에 실린더를 통해 연결되어 좌우 이동하는 타이로드등으로 구성되어 있다.In general, a vehicle is provided with a steering device for adjusting the driving direction of the vehicle, which is connected to the steering shaft, a steering wheel installed in the driver's seat, a steering shaft installed to rotate in accordance with the rotation of the steering wheel, and the steering shaft. Gear box, rack, pinion, and the rack is connected to the cylinder through a tie rod and the like.

상기한 조향 장치에서 동력 조향 장치는 조향휠의 회전에 따라 기어 박스에서 유압을 조향 방향에 따라 실린더에 인가하면 상기한 실린더의 유압에 의해 조향력이 배가됨으로써, 용이하게 조향할 수 있도록 하는 것이다.In the above-described steering device, the power steering device is such that when the hydraulic pressure is applied from the gear box to the cylinder according to the steering direction in accordance with the rotation of the steering wheel, steering power is doubled by the hydraulic pressure of the cylinder, so that steering can be easily performed.

이는 도2에 도시된 바와 같이 엔진에 의해 회전되는 오일 펌프(50)와, 상기한 오일 펌프(50)에서 유량 제어 밸브(51) 및 압력 조절 밸브(52)를 통해 오일을 공급받는 기어 박스(53)와, 상기한 기어 박스(53)에 의해 양측 챔버에 선택적으로 오일이 공급되어 타이로드(54)를 동작시키는 실린더(55)와, 상기한 실린더(55)를 통과한 오일을 저장하고 다시 오일 펌프(50)에 공급하는 오일 탱크(56)와, 상기한 유압 배관내의 압력이 과다하게 되면 오일을 직접 오일 탱크(56)에 공급하도록 설치된 릴리프 밸브(57)로 구성되어 있다.2, a gear box which is supplied with oil through a flow control valve 51 and a pressure regulating valve 52 in the oil pump 50, which is rotated by the engine as shown in FIG. 53, the cylinder 55 for supplying oil selectively to both chambers by the gear box 53 to operate the tie rod 54, and storing the oil passing through the cylinder 55 and then again. It consists of the oil tank 56 supplied to the oil pump 50, and the relief valve 57 provided so that oil may be supplied directly to the oil tank 56, when the pressure in the said hydraulic piping becomes excessive.

상기한 동력 조향 장치는 엔진이 시동되면 이와 함께 오일 펌프(50)가 연동하면서 연속적으로 고압의 오일을 실린더(55)측으로 공급하는 바, 이 상태에서 조향휠이 소정 각도 회전하게 되면 기어 박스(53)가 회전되면서 오일을 실린더(55)의 적절한 챔버로 공급하게 된다.When the engine is started, the power steering device supplies oil of high pressure to the cylinder 55 while the oil pump 50 is interlocked with the engine. In this state, the steering wheel rotates by a predetermined angle. ) Rotates to supply oil to the appropriate chamber of the cylinder (55).

실린더(55)의 일측 챔버에 오일이 공급되면 상기한 오일이 실린더(55) 내부의 피스톤을 밀어 이동시키게 됨으로써, 상기한 조향 시 보다 작은 힘으로도 조향할 수 있게 되는 것이다.When oil is supplied to one chamber of the cylinder 55, the oil pushes and moves the piston inside the cylinder 55, so that the steering can be performed with a smaller force during the steering.

물론, 상기한 릴리프 밸브(57.8)는 고속 직진 주행 시 또는 주정차 시 조향휠을 사용하지 않을 때 동력 조향 장치 배관 내부의 압력이 일정 이상 상승하면 오일을 오일 탱크로 이송시켜 압력을 낮추거나 동력 조향 장치가 파손되었을 때 조향휠이 잠기는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.Of course, the relief valve (57.8) is to transfer the oil to the oil tank to lower the pressure or the power steering device when the pressure inside the power steering pipe rises more than a certain time when the steering wheel is not used during high-speed straight driving or parking stop It is to prevent the steering wheel from locking when the brake is broken.

그러나, 상기한 바와 같이 고속 진진 주행 시등과 같은 경우에, 릴리프 밸브에 의해 동력 조향 장치의 배관에 발생되는 과다한 오일 압력을 감소시키게 되면, 상기한 고압의 오일이 릴리프 밸브를 통과할 때의 소음이 발생되어 주행 소음이 증가하게 되는 문제점이 있다.However, as described above, when the excessive oil pressure generated in the piping of the power steering device is reduced by the relief valve in the case of a high speed forward driving light, the noise when the high pressure oil passes through the relief valve There is a problem that is generated to increase the running noise.

또한, 차량이 직진 주행하게 되면 동력 조향 장치를 사용하지 않는 바, 이때 오일 펌프를 계속 구동하는데 따른 에너지의 낭비가 크게 됨으로써, 연비가 저하되는 문제점이 있다.In addition, when the vehicle travels straight, the power steering device is not used. At this time, the waste of energy due to the continuous operation of the oil pump is increased, thereby reducing fuel consumption.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고속 진진 주행 시 또는 주정차 시 오일 탱크 내부의 압력이 설정 압력 이상이 되면, 상기한 오일 펌프의 구동을 정지시킴으로써, 불필요한 에너지의 낭비를 방지함과 아울러 소음을 감소시킬 수 있는 동력 조향 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and when the pressure inside the oil tank is higher than the set pressure during the high-speed forward driving or parking stop, by stopping the driving of the oil pump, waste of unnecessary energy In addition to preventing and reducing the noise to provide a power steering device.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 엔진의 동력으로 구동되는 풀리에 의해 회전되는 오일 펌프와, 상기한 오일 펌프에서 발생된 소정 압력의 오일이 공급되고 타이로드를 이동시키도록 설치된 실린더와, 상기한 실린더를 통과한 오일을 저장 및 오일 펌프에 공급하도록 설치된 오일 탱크를 포함하는 동력 조향 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides an oil pump that is rotated by a pulley driven by the power of an engine, a cylinder which is supplied with oil of a predetermined pressure generated by the oil pump and moves a tie rod, A power steering apparatus comprising an oil tank installed to store and supply oil passing through a cylinder to an oil pump,

상기한 엔진의 동력으로 회전되는 풀리와 오일 펌프의 풀리 사이에 설치된 마그네틱 클러치와, 상기한 마그네틱 클러치의 온/오프 상태를 제어하도록 설치된 ECU와, 상기한 ECU에 조향 장치내의 오일이 일정 압력 이상일 때 과다 압력 신호를 인가하도여 ECU가 마그네틱 클러치를 오프시키도록 오일 탱크에 설치된 압력 센서를 포함함을 특징으로 한다.A magnetic clutch installed between the pulley rotated by the power of the engine and a pulley of the oil pump, an ECU installed to control the on / off state of the magnetic clutch, and when the oil in the steering device is above a predetermined pressure in the ECU The ECU includes a pressure sensor installed in the oil tank to apply an overpressure signal so that the ECU turns off the magnetic clutch.

도1은 본 발명에 따른 동력 조향 장치에서 주요부를 도시한 개략도,1 is a schematic view showing the main part of the power steering apparatus according to the present invention;

도2는 일반적인 동력 조향 장치를 도시한 개략도.2 is a schematic diagram showing a general power steering apparatus;

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＊ Explanation of symbols on main parts of drawing

1: 마그네틱 클러치2: ECU1: magnetic clutch 2: ECU

3: 압력 센서4: 속도 센서3: pressure sensor 4: speed sensor

5: 차량 정지 음성 경고 장치50: 오일 펌프5: vehicle stop voice warning device 50: oil pump

56: 오일 탱크P1: 엔진측 풀리56: oil tank P1: engine side pulley

P2: 오일 펌프측 풀리P2: oil pump side pulley

도1은 본 발명에 따른 자동차용 동력 조향 장치에서 주요부를 도시한 개략도로서, 엔진의 풀리(P1)와 오일 펌프의 풀리(P2) 사이에 설치된 마그네틱 클러치(1)와, 상기한 마그네틱 클러치(1)의 온/오프 상태를 제어하도록 설치된 ECU(2)와, 상기한 ECU(2)에 오일 압력 신호를 인가하도록 오일 탱크(56)에 설치된 압력 센서(3)로 구성되어 있다.1 is a schematic view showing a main part of a power steering apparatus for automobiles according to the present invention, wherein a magnetic clutch 1 installed between a pulley P1 of an engine and a pulley P2 of an oil pump, and the magnetic clutch 1 described above. ECU 2 installed to control the on / off state of the < RTI ID = 0.0 >) < / RTI > and a pressure sensor 3 provided in the oil tank 56 to apply an oil pressure signal to the ECU 2 described above.

또한, 상기한 오일 펌프(50)가 마그네틱 클러치(1)에 의해 동력 전달/차단 상태인지를 ECU(2)가 검출하기 위해 속도 센서(4)가 설치되어 있다.In addition, the speed sensor 4 is provided in order for the ECU 2 to detect whether the oil pump 50 described above is in a power transmission / disconnection state by the magnetic clutch 1.

물론, 상기한 압력 센서(3), ECU(2), 마그네틱 클러치(1)등은, 상기한 일반적인 동력 조향 장치에서 부가적으로 설치된 것만을 별도 설명한 것이다.Of course, the pressure sensor 3, the ECU 2, the magnetic clutch 1 and the like are separately described only in addition to the above-described general power steering apparatus.

상기한 엔진에 의해 오일 펌프(50)가 회전할 때, 상기한 배관 및 오일 탱크(56) 내부에는 소정 압력이 형성되고, 상기한 오일 탱크(56) 내부의 압력이 일정 압력 이상이 되었을 때, 실질적으로 조향을 하지 않고 고속에서 직진 주행하고 있는 상태이면, 상기한 압력 센서(3)가 압력 과다 신호를 ECU(2)에 보내고, ECU(2)는 마그네틱 클러치(1)를 오프시켜 동력을 차단함으로써, 오일 펌프(50)의 동작을 정지시키게 된다.When the oil pump 50 is rotated by the engine, a predetermined pressure is formed in the pipe and the oil tank 56, and when the pressure in the oil tank 56 becomes a predetermined pressure or more, If the vehicle is traveling straight at high speed without substantially steering, the pressure sensor 3 sends an overpressure signal to the ECU 2, and the ECU 2 turns off the magnetic clutch 1 to cut off the power. As a result, the operation of the oil pump 50 is stopped.

오일 펌프(50)의 동작이 정지되면 상기한 배관 및 오일 탱크(56) 내부의 압력이 정상적인 상태로 낮아지게 됨으로써, 종래와 같이 릴리프 밸브(57)를 통해 오일을 바이패스시키지 않고도 오일 압력을 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이다.When the operation of the oil pump 50 is stopped, the pressure inside the pipe and the oil tank 56 is lowered to a normal state, so that the oil pressure is constant without bypassing the oil through the relief valve 57 as in the related art. Will be maintained.

여기서, 상기한 ECU(2)에는 상기한 오일 압력이 과다하게 되었을 때, 운전자에게 경고를 하도록 차량 정지 음성 경고 장치(5)가 설치되어 있다.Here, the ECU 2 is provided with a vehicle stop sound warning device 5 to warn the driver when the oil pressure becomes excessive.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 운전자가 차량을 주행하고 있을 때 엔진의 회전에 의해 오일 펌프(50)의 풀리(P2)가 회전하게 된다.Referring to the effects of the present invention as described above, the pulley P2 of the oil pump 50 is rotated by the rotation of the engine when the driver is driving the vehicle.

이때, 상기한 마그네틱 클러치(1)는 오일 펌프(50)와 엔진의 동력을 전달하고 있는 상태인 바, 상기한 오일 펌프(50)가 구동하면서 동력 조향 장치의 배관 및 오일 탱크(56)에 유압을 형성하게 된다.At this time, the magnetic clutch 1 is in a state of transmitting power between the oil pump 50 and the engine, and the oil pump 50 is driven so that hydraulic pressure is applied to the piping and the oil tank 56 of the power steering device. Will form.

이 상태에서 운전자가 조향휠을 회전시키게 되면, 기어 박스(53)를 통해 상기한 오일이 실린더(55)의 해당 챔버에 공급되고, 상기한 실린더(55)의 피스톤이 유압에 의해 이동하게 되면서 조향력을 배가시키게 된다.When the driver rotates the steering wheel in this state, the oil is supplied to the corresponding chamber of the cylinder 55 through the gear box 53, and the piston of the cylinder 55 is moved by hydraulic pressure and the steering force Will double.

여기서, 상기한 차량이 조향하지 않고 고속으로 직진 주행하게 되면, 상기한 오일 펌프(50)는 계속 구동하고 있는 상태에서 상기한 배관 및 오일 탱크(56) 내부의 압력이 증가하게 된다.Here, when the vehicle is traveling straight at high speed without steering, the pressure inside the pipe and the oil tank 56 is increased while the oil pump 50 continues to be driven.

오일 탱크(56) 내부의 압력이 증가하게 되면, 상기한 압력 센서(3)가 압력을 검출하여 일정 압력 이상이 되면, 상기한 ECU(2)에 압력 과다 신호를 보내게 된다.When the pressure inside the oil tank 56 increases, when the pressure sensor 3 detects the pressure and reaches a predetermined pressure or more, the pressure excess signal is sent to the ECU 2.

압력 과다 신호가 ECU(2)에 인가되면 상기한 ECU(2)가 마그네틱 클러치(1)를 오프시키게 되는 바, 상기한 마그네틱 클러치(1)가 오프되면 오일 펌프(50)가 구동되지 않게 됨으로써, 조향 장치내의 배관 내부 압력이 낮아지게 된다.When the excess pressure signal is applied to the ECU 2, the ECU 2 turns off the magnetic clutch 1. When the magnetic clutch 1 is turned off, the oil pump 50 is not driven. The pressure inside the pipe in the steering system is lowered.

또한, 상기한 차량 정지 음성 경고 장치(5)가 작동함으로써, 운전자에게 현재 오일 압력이 과다하다는 것을 알리게 된다.In addition, by operating the vehicle stop voice warning device 5 described above, the driver is notified that the current oil pressure is excessive.

즉, 오일의 압력을 일정 압력 이상으로 가압하는 오일 펌프(50)가 작동 정지됨으로써, 오일의 압력이 낮아지게 되는 것이다.That is, the oil pump 50 that pressurizes the pressure of the oil above a certain pressure is stopped, thereby lowering the pressure of the oil.

물론, 상기한 마그네틱 클러치(1)가 오프된 후, 상기한 ECU(2)는 속도 센서(4)를 통해 현재 오일 펌프(50)의 회전 속도를 검출하여 마그네틱 클러치(1)가 오프 상태인지를 체크하게 된다.Of course, after the magnetic clutch 1 is turned off, the ECU 2 detects the current rotation speed of the oil pump 50 through the speed sensor 4 to determine whether the magnetic clutch 1 is in the off state. Will be checked.

여기서, 상기한 차량이 주행 상태가 아니고 주정차 상태일 때도 상기한 압력이 일정 이상이 되면 마그네틱 클러치(1)를 오프시키게 된다.Here, the magnetic clutch 1 is turned off when the pressure is equal to or higher than a predetermined state even when the vehicle is not in a driving state but in a stop state.

상기한 바와 같이 조향 장치의 압력이 일정 이상으로 증가하여도 상기한 오일을 오일 탱크로 바이패스시키지 않기 때문에, 바이패스 시에 발생되는 소음이 없고, 조향을 하지 않을 때는 오일 펌프(50)를 구동시키지 않음으로써, 불필요한 동력 손실을 방지할 수 있는 것이다.As described above, since the oil is not bypassed to the oil tank even if the pressure of the steering apparatus increases by a certain level or more, there is no noise generated during the bypass, and when the steering is not performed, the oil pump 50 is driven. By not making it possible, unnecessary power loss can be prevented.

이상과 같이 본 발명은 동력 조향 장치에서 오일 펌프를 조향하지 않을 때는 엔진의 구동력이 전달되지 않도록 하고, 조향시에는 구동력이 전달되도록 함으로써, 불필요한 엔진 동력 손실을 방지함과 아울러 배관내의 압력 과다 시 릴리프 밸브를 통해 오일 탱크로 오일을 바이패스 시키는데 따른 소음을 방지할 수 있는 잇점이있는 것이다.As described above, the present invention prevents the driving force of the engine from being transmitted when the oil pump is not steered in the power steering device, and transmits the driving force during steering, thereby preventing unnecessary engine power loss and relief when the pressure in the pipe is excessive. This has the advantage of preventing noise from bypassing the oil to the oil tank through the valve.

Claims (3)

엔진의 동력으로 구동되는 풀리에 의해 회전되는 오일 펌프와, 상기한 오일 펌프에서 발생된 소정 압력의 오일이 공급되고 타이로드를 이동시키도록 설치된 실린더와, 상기한 실린더를 통과한 오일을 저장 및 오일 펌프에 공급하도록 설치된 오일 탱크를 포함하는 동력 조향 장치에 있어서,An oil pump rotated by a pulley driven by an engine power, a cylinder supplied with oil of a predetermined pressure generated by the oil pump, and installed to move the tie rod, and the oil passing through the cylinder is stored and oiled. A power steering apparatus comprising an oil tank installed to supply a pump, the power steering apparatus comprising: 상기한 엔진의 동력으로 회전되는 풀리와 오일 펌프의 풀리 사이에 설치되어 온/오프 시 동력을 전달/차단하는 마그네틱 클러치와, 상기한 마그네틱 클러치의 온/오프 상태를 제어하도록 설치된 ECU와, 상기한 ECU에 조향 장치내의 오일이 일정 압력 이상일 때 과다 압력 신호를 인가하도여 ECU가 마그네틱 클러치를 오프시키도록 오일 탱크에 설치된 압력 센서를 포함함을 특징으로 하는 동력 조향 장치.A magnetic clutch installed between a pulley rotated by the power of the engine and a pulley of an oil pump, and a magnetic clutch configured to transmit / block power when turned on / off, an ECU installed to control the on / off state of the magnetic clutch; And a pressure sensor installed in the oil tank so that the ECU turns off the magnetic clutch when the ECU applies an overpressure signal when the oil in the steering device is above a certain pressure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 오일 펌프가 마그네틱 클러치에 의해 동력 전달/차단 상태인지를 ECU가 검출하기 위해 설치된 속도 센서를 포함함을 특징으로 하는 동력 조향 장치.And a speed sensor provided for the ECU to detect whether the oil pump is in a power transmission / disconnection state by the magnetic clutch. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기한 오일 압력이 일정 이상으로 과다하게 되면 ECU가 운전자에게 경고를 하도록 설치된 차량 정지 음성 경고 장치를 포함함을 특징으로 하는 동력 조향 장치.And a vehicle stop voice warning device installed to warn the driver of the ECU when the oil pressure becomes excessively higher than a predetermined level.
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