KR20170119332A - Damping apparatus for steering system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스티어링 시스템에 역입력되는 충격에 대해 자연스러운 댐핑력을 구현하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명에서는, 랙하우징과 랙바 사이에 수용된 댐핑유체; 상기 랙바를 감싸는 형상으로 마련되어 랙바와 함께 이동되며, 상기 랙바가 이동됨에 따라 댐핑유체를 통과시키도록 유체통로가 형성된 고정격막;을 포함하여 구성되는 스티어링 시스템용 댐핑장치가 소개된다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a damping force that is natural to a shock that is reversely input to a steering system. To this end, the present invention provides a damping fluid accommodated between a rack housing and a rack bar. And a stationary diaphragm provided in a shape for enclosing the rack bar and moved together with the rack bar and having a fluid passage for passing the damping fluid as the rack bar is moved.
Description
본 발명은 스티어링 시스템에 역입력되는 충격에 대해 자연스러운 댐핑력을 구현하기 위한 스티어링 시스템용 댐핑장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
MDPS시스템(Motor Driven Power Steering System : 전동식 파워스티어링 시스템)은 모터를 사용하여 스티어링휠의 조향력을 보조하는 역할을 하는 것으로, 차량의 운행 중 상시 작동되어 조향력을 제공하게 된다.The MDPS system (Motor Driven Power Steering System) uses a motor to assist steering wheel steering force. It is always operated during operation of the vehicle to provide steering force.
즉, MDPS 제어기에 의해 모터의 동작이 제어되고, 상기 모터에서 제공되는 동력에 의해 운전자에게 보조적인 조향력이 제공될 수 있어, 운전자의 피로도를 감소시키게 된다.That is, the operation of the motor is controlled by the MDPS controller, and an auxiliary steering force can be provided to the driver by the power provided by the motor, thereby reducing the driver's fatigue.
그런데, 차량의 주행시, 노면으로부터 로드 임팩트가 역으로 입력되는 경우, 스티어링 시스템에 떨림이 발생하고, 조타 걸림감이 발생하는 문제가 있다.However, when the load impact is reversely inputted from the road surface at the time of traveling of the vehicle, there is a problem that the steering system is shaken and a steering feeling is generated.
이에, MDPS의 맵을 기반으로 노면으로부터 유입되는 역입력을 상쇄시키기 위한 댐핑로직의 구현을 생각해볼 수도 있지만, 차량의 전반적인 주행조건에서 자연스러운 댐핑력을 발생시키기에 댐핑로직만으로는 한계가 있을 수 있다.Therefore, it is possible to consider the implementation of the damping logic for canceling the reverse input introduced from the road surface based on the MDPS map. However, the damping logic may be limited to generate the natural damping force in the overall driving condition of the vehicle.
따라서, 차량의 전반적인 주행조건에서 스티어링 시스템에 유입되는 로드 임팩트에 대해 자연스러운 댐핑력을 구현하기 위한 기술이 요구되고 있다.Therefore, a technique for realizing a natural damping force with respect to the load impact introduced into the steering system under the overall driving condition of the vehicle is required.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 스티어링 시스템에 역입력되는 충격에 대해 자연스러운 댐핑력을 구현하기 위한 스티어링 시스템용 댐핑장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the conventional problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a damping device for a steering system for realizing a natural damping force against a shock which is reversely inputted to a steering system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 랙하우징과 랙바 사이에 수용된 댐핑유체; 상기 랙바를 감싸는 형상으로 마련되어 랙바와 함께 이동되며, 상기 랙바가 이동됨에 따라 댐핑유체를 통과시키도록 유체통로가 형성된 고정격막;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a damping apparatus comprising: a damping fluid accommodated between a rack housing and a rack bar; And a stationary diaphragm provided in a shape to enclose the rack bar and moved together with the rack bar and having a fluid passage for passing the damping fluid as the rack bar is moved.
상기 랙바의 이동속도에 따라 유체통로의 단면적이 기구적으로 가변하도록 고정격막에 마련된 댐핑밸브;를 더 포함할 수 있다.And a damping valve provided on the stationary diaphragm such that the sectional area of the fluid passage varies mechanically according to the moving speed of the rack bar.
상기 댐핑밸브는, 상기 고정격막에 형성되어 댐핑유체가 통과하는 고정유동홀; 상기 고정유동홀의 양측에 각각 마련되고, 상기 고정유동홀과 연통되도록 중단에 가변유동홀이 형성되며, 상기 댐핑유체의 유동압력 방향에 따라 고정유동홀 방향 또는 그 반대방향으로 휘어지면서 고정유동홀과 가변유동홀이 이루는 유체통로의 단면적 일부를 선택적으로 차단하는 가변격막;을 포함할 수 있다.Wherein the damping valve comprises: a fixed flow hole formed in the fixed diaphragm and through which the damping fluid passes; The damping fluid supply device according to
상기 가변유동홀은 상기 가변격막의 중심으로부터 그 반경방향으로 복수개 형성되고; 서로 이웃하는 가변유동홀 사이에 지지부가 형성되며; 상기 지지부가 고정유동홀의 내주면에 지지되어 고정유동홀과 가변유동홀이 이루는 유체통로의 단면적을 축소시킬 수 있다.A plurality of variable flow holes are formed in the radial direction from the center of the variable diaphragm; A support portion is formed between mutually adjacent variable flow holes; The support portion is supported on the inner circumferential surface of the fixed flow hole to reduce the cross-sectional area of the fluid passage formed by the fixed flow hole and the variable flow hole.
상기 랙하우징과, 상기 랙바의 이동을 안내하는 베어링 사이에는 댐핑유체의 누설 방지를 위해 씰링 처리될 수 있다.A sealing process can be performed between the rack housing and the bearing for guiding movement of the rack bar to prevent leakage of the damping fluid.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 유체통로의 가변이 가능한 댐핑밸브 구조를 통해 차량의 전반적인 주행조건에서 스티어링 시스템에 역입력되는 충격력에 따라 이를 적절하게 댐핑하여 충격을 흡수하고, 이에 강한 로드 임팩트에 강건하면서도 자연스러운 댐핑력의 구현이 가능한 효과가 있다.The present invention solves the above-mentioned problems by appropriately damping an impact force that is reversely inputted to the steering system under the overall driving condition of the vehicle through the variable damping valve structure of the fluid passage to absorb the impact, It is possible to realize robust but natural damping force against impact.
도 1은 본 발명에 따른 스티어링 시스템에 댐핑장치가 설치된 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 댐핑밸브의 배치 위치를 설명하기 위한 도면.
도 3a, 3b는 본 발명에서 노면으로부터 역입력되는 진동의 강도에 따른 댐핑밸브의 작동 변화상태를 나타낸 도면.
도 4a, 4b는 본 발명에서 노면으로부터 역입력되는 진동의 강도에 따른 댐핑밸브의 작동 변화상태와, 댐핑유체의 유동량 변화를 설명하기 위한 도면.1 is a view showing a structure in which a damping device is installed in a steering system according to the present invention.
2 is a view for explaining an arrangement position of a damping valve according to the present invention.
Figs. 3A and 3B are diagrams showing a change in operation of the damping valve according to the intensity of vibration reverse input from the road surface in the present invention. Fig.
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the operation change state of the damping valve and the flow amount change of the damping fluid according to the intensity of the vibration reversely input from the road surface in the present invention. FIG.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 스티어링 시스템용 댐핑장치는 크게, 댐핑유체(7)와, 고정격막(100)을 포함하여 구성할 수 있다.The damping device for a steering system of the present invention can largely comprise damping fluid (7) and a fixed diaphragm (100).
도 1을 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 먼저 댐핑유체(7)는 랙하우징(5)과 랙바(3) 사이에 수용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
그리고, 상기 고정격막(100)은 상기 랙바(3)를 감싸는 형상으로 마련되어 랙바(3)와 함께 좌우로 이동되며, 상기 랙바(3)가 좌우 이동됨에 따라 댐핑유체(7)를 통과시키도록 유체통로가 형성될 수 있다.The
예컨대, 상기 랙바(3)의 외면과 랙하우징(5)의 내면 사이에 고정격막(100)이 구비될 수 있고, 상기 랙바(3)와 랙하우징(5) 사이의 공간에는 댐핑유체(7)가 채워질 수 있다. For example, the
여기서, 상기 댐핑유체(7)는 소정의 점성을 갖는 오일일 수 있다. 이에, 상기 랙하우징(5)과, 상기 랙바(3)의 이동을 안내하는 베어링(B) 사이에는 댐핑유체(7)의 누설 방지를 위해 씰링 처리를 실시할 수 있다.Here, the damping
즉, 상기한 구성에 따르면, 차량의 주행 중 노면으로부터 스티어링 시스템(1)에 로드 임팩트가 역으로 유입되면, 랙바(3)에 충격력이 전달되고, 이로 인해 랙바(3)에 고정된 고정격막(100)이 랙바(3)와 함께 이동된다.That is, according to the above configuration, when the load impact is reversely introduced into the
그러면, 랙하우징(5) 내부의 댐핑유체(7)가 고정격막(100)에 부딪히면서 랙바(3)의 이동방향과 반대방향으로 유체통로를 통과하게 됨으로써, 이 과정에서 랙바(3)에 가해진 충격력을 댐핑유체(7)가 적절히 흡수하게 된다.The damping
따라서, 노면으로부터 역입력되는 충격력이 스티어링휠에 전달되는 것을 상당부분 흡수하게 되어, 차량의 전반적인 주행영역에서 로드 임팩트에 강건하면서 자연스러운 댐핑력을 구현할 수 있게 된다.Therefore, the impact force that is reversely inputted from the road surface is absorbed to a large extent from being transmitted to the steering wheel, so that a damping force that is robust to the load impact in the overall traveling region of the vehicle can be realized.
아울러, 본 발명에서는, 상기 랙바(3)의 이동속도에 따라 유체통로의 단면적이 기구적으로 가변하도록 고정격막(100)에 마련된 댐핑밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a damping valve provided in the
즉, 로드 임팩트의 강도에 따라 랙바(3)의 이동속도가 상대적으로 빠른 경우, 유체통로의 단면적이 작아지고, 랙바(3)의 이동속도가 상대적으로 느린 경우에는, 유체통로의 단면적을 그대로 유지시킬 수 있게 된다.That is, when the moving speed of the
바람직한 예시로서, 상기 댐핑밸브는, 다시 고정유동홀(110)과, 가변격막(200)을 포함하여 구성할 수 있다.As a preferred example, the damping valve may be configured to include a
구체적으로, 도 2 및 도 3a를 참조하면, 상기 고정유동홀(110)은 상기 고정격막(100)의 테두리를 따라 복수 형성되어 댐핑유체(7)가 통과될 수 있다.2 and 3A, the
그리고, 상기 가변격막(200)은 상기 고정유동홀(110)의 양측에 각각 마련되고, 상기 고정유동홀(110)과 연통되도록 중단에 가변유동홀(210)이 형성될 수 있다. 이때에, 상기 가변격막(200)은 상기 댐핑유체(7)의 유동압력 방향에 따라 고정유동홀(110) 방향 또는 그 반대방향으로 휘어지면서 고정유동홀(110)과 가변유동홀(210)이 이루는 유체통로의 단면적 일부를 선택적으로 차단할 수 있다.The
즉, 차량의 주행 중, 노면으로부터 랙바(3)에 비교적 약한 충격이 역입력되면, 도 3a 및 도 4a와 같이 고정격막(100)이 좌우로 미소하게 흔들리게 되고, 댐핑유체(7)가 가변격막(200)과 고정격막(100)에 부딪히면서, 가변유동홀(210)과 고정유동홀(110)을 통과하게 되고, 이에 댐핑유체(7)를 통해 랙바(3)에 가해지는 충격력을 저감하게 된다.That is, when a relatively weak impact is applied to the
반면, 노면으로부터 랙바(3)에 상대적으로 강한 충격력이 역입력되면, 도 3b 및 도 4b와 같이 고정격막(100)이 랙바(3)와 함께 상대적으로 긴 변위로 이동하게 되고, 이에 스티어링휠 측에 배치된 가변격막(200)에 댐핑유체(7)의 압력이 가해지면서 상기 댐핑유체(7)의 압력에 의해 스티어링휠 측의 가변격막(200)이 차륜(타이어) 측으로 휘어져 뒤집히게 된다.On the other hand, when a relatively strong impact force is applied to the
따라서, 가변격막(200)이 고정격막(100)에 형성된 고정유동홀(110)의 일부를 차단하게 되면서 유체통로의 단면적을 줄이게 되고, 결국 댐핑유체(7)의 유동 흐름에 대한 저항력이 더 커지게 되어 댐핑력을 향상시키게 된다.Accordingly, the
여기서, 상기와 같이 휘어진 가변격막(200)은 충격력의 감소시, 그 재질 특성으로 인해 휘어지기 전의 상태로 다시 복원될 수 있다.Here, the
특히, 본 발명에서 상기 가변유동홀(210)은 상기 가변격막(200)의 중심으로부터 그 반경방향으로 복수개 형성될 수 있고, 서로 이웃하는 가변유동홀(210) 사이에는 지지부(220)가 형성될 수 있다.Particularly, in the present invention, a plurality of the
예컨대, 상기 가변유동홀(210)은 가변격막(200)의 중심에 형성된 제1가변유동홀(210a)과, 상기 제1가변유동홀(210a)과 동심원 상에서 반경 방향으로 형성된 제2가변유동홀(210b)을 포함하여 구성할 수 있고, 상기 제1가변유동홀(210a)과 제2가변유동홀(210b) 사이에 지지부(220)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2가변유동홀(210b)을 이루는 원주 상에는 지지부(220)와 가변격막(200)의 테두리를 연결할 수 있도록 연결부가 형성될 수 있다.For example, the
그리고, 상기 지지부(220)가 고정유동홀(110)의 내주면에 지지되어 고정유동홀(110)과 가변유동홀(210)이 이루는 유체통로의 단면적을 축소시킬 수 있다.The supporting
즉, 도 3a 및 도 3b와 같이, 랙바(3)에 상대적으로 약한 충격력이 역입력되면, 댐핑유체(7)가 가변격막(200)에 형성된 제1가변유동홀(210a) 및 제2가변유동홀(210b)을 통해서 이동하게 되고, 이 같은 이동 과정에서 댐핑유체(7)를 통해 자연스러운 댐핑력을 구현할 수 있게 된다.3A and 3B, when a relatively weak impulse force is applied to the
반면, 도 4a 및 도 4b와 같이, 랙바(3)에 상대적으로 강한 로드 임팩트가 역입력되면, 댐핑유체(7)의 압력에 의해 스티어링휠 측의 가변격막(200)이 차륜(타이어) 측으로 휘어지게 되면서, 상기 가변격막(200)에 형성된 지지부(220)의 내면이 고정유동홀(110)의 내주면에 접촉되는바, 고정유동홀(110)의 단면적이 축소된다.4A and 4B, when the relatively strong load impact is applied to the
특히, 이 경우 지지부(220)가 고정유동홀(110)에 접촉됨으로써, 지지부(220)의 외측 반경 방향에 형성된 제2가변유동홀(210b)을 통해서는 댐핑유체(7)가 고정유동홀(110)을 통과하지 못하게 되는바, 결국 가변유동홀(210)의 전체 단면적이 축소된다.Particularly, in this case, since the
따라서, 고정유동홀(110)의 단면적 일부를 차단하면서 가변격막(200)에 형성된 가변유동홀(210)의 단면적 일부를 함께 차단함으로써, 유체통로의 단면적을 줄이게 되는바, 댐핑유체(7)의 유동 흐름에 대한 저항력이 더 커지게 되고, 이에 강한 로드 임팩트에 대한 댐핑력을 향상시키게 된다.Sectional area of the
상술한 바와 같이, 본 발명은 유체통로의 가변이 가능한 댐핑밸브 구조를 통해 차량의 전반적인 주행조건에서 스티어링 시스템(1)에 역입력되는 충격력에 따라 이를 적절하게 댐핑하여 충격을 흡수하고, 이에 강한 로드 임팩트에 강건하면서도 자연스러운 댐핑력의 구현이 가능하게 된다.As described above, according to the present invention, the damping valve structure capable of variable fluid passage can appropriately damp the impact force applied to the
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the specific embodiments set forth herein; rather, .
1 : 스티어링 시스템
3 : 랙바
5 : 랙하우징
7 : 댐핑유체
100 : 고정격막
110 : 고정유동홀
200 : 가변격막
210 : 가변유동홀
210a : 제1가변유동홀
210b : 제2가변유동홀
220 : 지지부1: Steering system 3: Rack bar
5: Rack housing 7: Damping fluid
100: stationary diaphragm 110: fixed flow hole
200: variable diaphragm 210: variable flow hole
210a: first
220: Support
Claims (5)
상기 랙바를 감싸는 형상으로 마련되어 랙바와 함께 이동되며, 상기 랙바가 이동됨에 따라 댐핑유체를 통과시키도록 유체통로가 형성된 고정격막;을 포함하는 스티어링 시스템용 댐핑장치.A damping fluid received between the rack housing and the rack bar;
And a stationary diaphragm provided in a shape to enclose the rack bar and moved together with the rack bar and having a fluid passage for passing the damping fluid as the rack bar is moved.
상기 랙바의 이동속도에 따라 유체통로의 단면적이 기구적으로 가변하도록 고정격막에 마련된 댐핑밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템용 댐핑장치.The method according to claim 1,
Further comprising a damping valve provided on the stationary diaphragm such that the sectional area of the fluid passage varies mechanically according to the moving speed of the rack bar.
상기 댐핑밸브는,
상기 고정격막에 형성되어 댐핑유체가 통과하는 고정유동홀;
상기 고정유동홀의 양측에 각각 마련되고, 상기 고정유동홀과 연통되도록 중단에 가변유동홀이 형성되며, 상기 댐핑유체의 유동압력 방향에 따라 고정유동홀 방향 또는 그 반대방향으로 휘어지면서 고정유동홀과 가변유동홀이 이루는 유체통로의 단면적 일부를 선택적으로 차단하는 가변격막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템용 댐핑장치.The method of claim 2,
Wherein the damping valve comprises:
A fixed flow hole formed in the stationary diaphragm and through which the damping fluid passes;
The damping fluid supply device according to claim 1 or 2, wherein the fixed flow holes are formed at both sides of the fixed flow holes and have variable flow holes formed therein to communicate with the fixed flow holes, And a variable diaphragm for selectively blocking a portion of a cross-sectional area of the fluid passage formed by the variable flow holes.
상기 가변유동홀은 상기 가변격막의 중심으로부터 그 반경방향으로 복수개 형성되고;
서로 이웃하는 가변유동홀 사이에 지지부가 형성되며;
상기 지지부가 고정유동홀의 내주면에 지지되어 고정유동홀과 가변유동홀이 이루는 유체통로의 단면적을 축소시키는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템용 댐핑장치.The method of claim 3,
A plurality of variable flow holes are formed in the radial direction from the center of the variable diaphragm;
A support portion is formed between mutually adjacent variable flow holes;
Wherein the support portion is supported on an inner circumferential surface of the fixed flow hole to reduce a cross-sectional area of the fluid passage formed between the fixed flow hole and the variable flow hole.
상기 랙하우징과, 상기 랙바의 이동을 안내하는 베어링 사이에는 댐핑유체의 누설 방지를 위해 씰링 처리된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템용 댐핑장치.The method according to claim 1,
Wherein a sealing process is performed between the rack housing and a bearing for guiding movement of the rack bar to prevent leakage of the damping fluid.
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- 2016-04-18 KR KR1020160046695A patent/KR102532339B1/en active IP Right Grant
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