KR19990015157A - Electro-hydraulic power steering - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자유압식 동력조향장치에 관한 것으로, 구동모우터의 동력으로 작동되어 오일을 펌핑해서 압유를 토출하는 유압펌프와, 이 유압펌프의 토출압유를 공급받아 좌측 혹은 우측으로 이동되어 운전자의 핸들조작력을 보완해주는 피스톤을 갖춘 조향기어박스, 상기 유압펌프에서 토출되어 조향기어박스로 공급되는 압유의 방향을 제어하는 제어밸브, 상기 차속과 조향핸들의 조타각을 감지해서 상기 구동모우터에 제어전류를 인가하는 콘트롤러를 갖춘 구조로 되어 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electro-hydraulic power steering device, comprising: a hydraulic pump operated by a power of a driving motor to pump oil and discharging the pressurized oil; A steering gear box with a piston to complement the operating force, a control valve for controlling the direction of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump and supplied to the steering gear box, and a steering current of the vehicle motor and the steering wheel by detecting a steering angle of the steering motor. It is structured to have controller to apply.
이에 따라 엔진의 동력을 사용하지 않고 모우터를 매개로 유압펌프를 적절히 구동시켜 차량의 주행속도나 운전자의 핸들조작상태로 따라 적절한 조향조작력이 보완되도록하여 편리한 동력조향이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 장착 및 설치작업 등도 용이하게 되는 효과가 있다.Accordingly, the hydraulic pump is properly driven through the motor without using the engine power, so that the proper steering power can be supplemented according to the driving speed of the vehicle or the steering wheel operation state of the driver. There is also an effect that facilitates the installation work.
Description
본 발명은 전자유압식 동력조향장치에 관한 것으로, 특히 별도의 모우터를 사용해서 유압펌프를 구동시킴에 따라 엔진의 에너지를 효율적으로 사용할 수 있고, 장착작업 등도 용이하게 이루어질 수 있도록 된 전자유압식 동력조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electro-hydraulic power steering apparatus, and in particular, by using a separate motor to drive the hydraulic pump can use the energy of the engine efficiently, the installation work, etc. electro-hydraulic power steering can be made easily Relates to a device.
일반적으로 차량의 조향장치는 운전자가 차륜의 진행방향을 임의로 바꿀수 있도록 장착되는 장치로서, 운전자가 직접 조향조작을하여 그 조작력을 각 기구로 전달하기 위해 조향 휠과 조향 축 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구와, 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크 기구에 전달하는 기어기구 및, 이 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하기 위해 피트먼 암과 드래드 링크 및 너클 암과 타이로드 등으로 구성된 링크 기구를 갖추고 있다.In general, the steering device of a vehicle is a device that is mounted so that the driver can arbitrarily change the direction of travel of the wheel. The steering mechanism includes steering wheels, steering shafts, columns, and the like in order for the driver to directly steer and transmit its operating force to each mechanism. And the gear mechanism which increases the operating force by reducing the rotation of the steering shaft and changes the direction of movement of the control mechanism and transmits it to the link mechanism, and transmits the movement of the gear mechanism to the front wheel, and maintains the relation position of the left and right wheels correctly. For this purpose, it is equipped with a link mechanism composed of a pitman arm and a drag link and a knuckle arm and a tie rod.
그리고 대형 자동차나 저압 타이어를 사용한 차량에서는 앞바퀴의 접지저항이 크기 때문에 핸들의 조작력이 크게 되고 신속한 조향 조작이 안될 염려가 있기 때문에 가볍고 신속한 조향조작을 하기 위해 동력조향장치를 사용하고 있는 바, 이와 같은 동력조향장치는 동력원이 되는 유압을 발생시키는 오일펌프와 압력조절밸브 및 유량제어밸브를 포함하는 밸브 유닛 등으로 구성된 동력장치와, 오일펌프에서 발생한 유압을 기계적인 힘으로 바꾸어 조향력을 발생시키기 위해 실린더를 사용하는 작동장치 및, 이 작동장치에 이르는 유로를 개폐하고 핸들의 조작에 상응해서 유로를 바꾸어 동력실린더의 작동방향과 작동상태를 제어하는 제어장치 등으로 구성되어 있다.In the case of a large vehicle or a vehicle using low pressure tires, since the grounding resistance of the front wheel is large, the steering force of the steering wheel becomes large and the quick steering operation is not possible. Therefore, the power steering device is used for light and quick steering operation. The power steering system includes a power unit composed of an oil pump for generating hydraulic pressure as a power source, a valve unit including a pressure control valve and a flow control valve, and a cylinder for generating steering force by converting the hydraulic pressure generated from the oil pump into mechanical force. It consists of an operating device using a control device for controlling the operation direction and operating state of the power cylinder by opening and closing the flow path leading to this operation device and changing the flow path in accordance with the operation of the handle.
도 1은 상기한 종래의 동력조향장치의 개략적인 구성도인 바, 즉 콘트롤러(ECU)의 제어신호를 인가받아 작동되는 모우터(100)에 동력조향장치를 구동시키는 데에 필요한 유압을 발생시키는 유압펌프(101)가 연결되고, 이 유압펌프에서 토출된 압유의 방향을 제어하여 조향기어박스(102)로 공급하는 제어밸브(103)가 설치되며, 상기 조향기어박스내로 공급된 압유의 압력으로 좌측 또는 우측으로 이동되면서 조향핸들(104)을 매개로 조작하는 운전자의 조향력을 보완해주는 피스톤(105)이 설치되어 있다.1 is a schematic configuration diagram of the above-described conventional power steering device, that is, generating hydraulic pressure required to drive a power steering device to a motor 100 operated by receiving a control signal from a controller ECU. The hydraulic pump 101 is connected, and a control valve 103 for controlling the direction of the pressure oil discharged from the hydraulic pump and supplying it to the steering gear box 102 is installed, and the pressure of the pressure oil supplied into the steering gear box is provided. The piston 105 is provided to complement the steering force of the driver to operate the steering wheel 104 while being moved to the left or right.
그리고 상기 유압펌프(101)와 제어밸브(103)사이에는 유압이 지나치게 상승되는 것을 억제해서 유압회로라인을 보호하기 위해 릴리이프밸브(106)가 설치되어 있고, 또 유압펌프의 토출압유를 저장했다가 조향기어박스(102)로 공급하는 축압기(107)가 설치되어 있으며, 이 축압기에서 토출되는 압유의 억류를 방지하기 위해 체크밸브(108)가 설치된 구조로 되어 있다.A relief valve 106 is provided between the hydraulic pump 101 and the control valve 103 to prevent the hydraulic pressure from being excessively raised to protect the hydraulic circuit line, and stores the discharge pressure oil of the hydraulic pump. An accumulator 107 for supplying the steering gear box 102 is provided, and a check valve 108 is provided in order to prevent the arrest of the pressurized oil discharged from the accumulator.
상기와 같은 종래의 동력조향장치에서는 압유를 발생시키는 유압펌프가 엔진으로부터 동력을 직접적으로 전달받는 것이 아니라 콘트롤러에 의해 제어되는 모우터를 매개로 선택적으로 구동됨에 따라 에너지를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.In the conventional power steering apparatus as described above, the hydraulic pump for generating the pressure oil is not directly transmitted power from the engine, but is selectively driven through the motor controlled by the controller, thereby saving energy. .
그러나 상기 콘트롤러에 의한 모우터의 구동제어는 제어밸브의 입구측 압력과 조향기어박스의 입구측 압력의 차압이 낮을 때에만 이루어지기 때문에 에너지의 절감이 미흡하고, 또 조향핸들의 조작상태나 차량의 속도에 따라서 능동적으로 대처할 수 없다고 하는 결점이 있었다.However, since the drive control of the motor by the controller is performed only when the pressure difference between the inlet pressure of the control valve and the inlet pressure of the steering gear box is low, energy saving is insufficient, and the operation state of the steering wheel or the vehicle is insufficient. There was a drawback that you could not cope actively with speed.
이에 본 발명은 상기한 결점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 엔진의 에너지를 절감시켜 에너지를 효율적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 조향핸들의 조작상태나 차속에 따라 유압의 압력을 제어해서 운전자의 조향조작력을 효과적으로 보완해줄 수 있도록 된 전자제어식 동력조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and it is possible to use energy efficiently by saving the energy of the engine, and to control the hydraulic pressure according to the operation state of the steering wheel or the vehicle speed, thereby improving the steering operation power of the driver. The purpose of the present invention is to provide an electronically controlled power steering device that can be effectively supplemented.
도 1은 종래 기술에 따른 전자유압식 동력조향장치의 개략적인 회로구성도이고,1 is a schematic circuit diagram of an electrohydraulic power steering apparatus according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 전자유압식 동력조향장치의 개략적인 회로구성도이다.2 is a schematic circuit diagram of an electrohydraulic power steering apparatus according to the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1-모우터 2-펌프1-Motor 2-Pump
3-제어밸브 4-조향기어박스3-control valve 4-steering gear box
5-피스톤 6-랙기어5-piston 6-rack gear
7-조향핸들 8-릴리이프밸브7-steer handle 8-relief valve
9-축압기 10-체크밸브9-accumulator 10-check valve
11-차속감지센서 12-조타각 감지센서11-vehicle speed sensor 12-steering angle sensor
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동모우터의 동력으로 작동되어 오일을 펌핑해서 압유를 토출하는 유압펌프와, 이 유압펌프의 토출압유를 공급받아 좌측 혹은 우측으로 이동되어 운전자의 핸들조작력을 보완해주는 피스톤을 갖춘 조향기어박스, 상기 유압펌프에서 토출되어 조향기어박스로 공급되는 압유의 방향을 제어하는 제어밸브, 상기 차속과 조향핸들의 조타각을 감지해서 상기 구동모우터에 제어전류를 인가하는 콘트롤러를 갖춘 구조로 되어 있다.The present invention for achieving the above object, the hydraulic pump is operated by the power of the drive motor to pump the oil to discharge the pressure oil, and the discharge pressure oil of the hydraulic pump is supplied to the left or right and moved to the driver's Steering gear box with a piston to complement the handle operation power, a control valve for controlling the direction of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump supplied to the steering gear box, the steering speed of the vehicle and the steering wheel is sensed to control the drive motor It has a structure with a controller to apply current.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 전자유압식 동력조향장치의 개략적인 회로구성도인 바, 즉 콘트롤러(ECU)의 제어신호를 인가받아 선택적으로 작동될 수 있도록 구동모우터(1)가 연결되어 있고, 이 구동모우터의 출력축에는 탱크에 저장된 압유를 펌핑해서 토출하는 유압펌프(2)가 직결되어 있으며, 이 유압펌프에서 토출된 압유는 제어밸브(3)를 통해 조향기어박스(4)로 공급되게 연결되어 있다.FIG. 2 is a schematic circuit diagram of the electrohydraulic power steering apparatus according to the present invention, that is, a driving motor 1 is connected to be selectively operated by receiving a control signal of a controller ECU. The output shaft of the drive motor is directly connected to a hydraulic pump 2 for pumping and discharging the hydraulic oil stored in the tank, and the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is connected to the steering gear box 4 through the control valve 3. It is.
그리고 상기 조향기어박스내에는 피스톤(5)이 압유의 압력을 받아 좌측 혹은 우측으로 이동가능하게 설치되어 있고, 이 피스톤에 의해 조향기어박스가 2개의 오일체임버를 갖도록 장착되어 있으며, 상기 조향기어박스내에는 조향랙기어(6)가 내장되면서 이 조향랙기어는 조향핸들(7)과 조향축을 매개로 연결되어 있다.In the steering gear box, a piston 5 is installed to be moved to the left or the right under pressure of the hydraulic oil, and the steering gear box is mounted to have two oil chambers by the piston. The steering rack gear 6 is built in the steering rack gear and is connected to the steering wheel 7 and the steering shaft.
이에 따라 운전자가 조향핸들을 매개로 조향조작을 하게 되면, 상기 랙기어가 좌측 혹은 우측으로 이동되면서 바퀴의 조향이 이루어지게 되는 데, 이 때에 상기 유압펌프에서 토출된 압유가 운전자의 조향조작방향에 따라 상기 피스톤에 의해 구획지워진 조향기어박스내의 어느 한쪽 체임버로 유입되면서 운전자의 핸들조작력을 보완해주게 되어 있다.Accordingly, when the driver performs steering operation through the steering wheel, the wheel gear is steered while the rack gear is moved left or right. At this time, the pressure oil discharged from the hydraulic pump is applied to the steering operation direction of the driver. As a result, it is introduced into one of the chambers in the steering gear box partitioned by the piston to compensate for the driver's steering force.
그리고 상기 유압펌프(2)와 제어밸브(3)사이에는 유압펌프의 토출압유가 이상적으로 상승될 때에 압유의 일부를 탱크로 드레인시켜 유압회로라인을 보호해주는 릴리이프밸브(8)가 설치되어 있고, 또 유압펌의 토출압유를 공급받아 저장하고 있다가 유압펌의 작동불능시에 압유를 조향기어박스로 공급해주는 축압기(9)가 설치되어 있으며, 이 축압기의 토출압유가 역류하는 것을 방지하기 위해 체크밸브(10)가 장착되어 있다.And between the hydraulic pump (2) and the control valve (3) is provided with a relief valve (8) for protecting the hydraulic circuit line by draining part of the hydraulic oil to the tank when the discharge pressure oil of the hydraulic pump is ideally raised. In addition, an accumulator (9) is provided for storing the discharge pressure oil of the hydraulic pump and supplying the hydraulic oil to the steering gear box when the hydraulic pump is inoperable, and prevents the discharge pressure oil of the accumulator from flowing back. For this purpose, a check valve 10 is mounted.
한편 상기 콘트롤러에는 차속을 감지하는 차속감지센서(11)와 조향핸들의 조타각을 감지하는 조타각 감지센서(12)가 연결되어 있다.On the other hand, the controller is connected to the vehicle speed detection sensor 11 for detecting the vehicle speed and the steering angle detection sensor 12 for detecting the steering angle of the steering wheel.
이에 따라 차량의 주행중에 운전자가 조향핸들을 조작하게 되면, 상기 조타각 감지센서(12)에 의해 조향핸들의 조타각이 감지됨과 더불어 상기 차속감지센서에 의해 차속도 감지되어 콘트롤러로 입력되게 된다.Accordingly, when the driver manipulates the steering wheel while driving the vehicle, the steering angle of the steering wheel is sensed by the steering angle sensor 12 and the vehicle speed is sensed by the vehicle speed sensor and is input to the controller.
그리고 상기 콘트롤러는 각 센서로 부터 입력된 신호를 미리 프로그램된 로직에 따라 연산 및 비교.판별하여 적절한 제어신호를 상기 구동모우터에 인가시켜주게 되고, 이 인가신호에 따라 모우터가 천천히 혹은 느리게 구동되면서 차속 및 조향핸들의 조작상태에 따라 정확한 동력조향이 이루어지게 된다.The controller calculates, compares and discriminates the signals input from each sensor according to the pre-programmed logic to apply an appropriate control signal to the drive motor, and the motor is driven slowly or slowly according to the applied signal. As a result, accurate power steering is achieved according to the operation speed of the vehicle and the steering wheel.
즉 차속이 저속인 상태에서는 압유에 의해 최대로 조향조작력이 보완되도록 모우터의 구동력 및 구동속도를 높혀서 운전자의 조향조작력을 보완해주고, 차속이 고속인 상태에서는 핸들의 조작감을 무겁게 느끼도록 정확하게 제어해주게 되는 것이다.In other words, the driver's steering power is increased by increasing the driving force and driving speed of the motor so that the steering operation power is maximized by the hydraulic pressure at the low speed of the vehicle. Will be.
또 유압펌프의 구동원은 엔진과 직결된 동력을 사용하는 것이 아니라 별도의 모우터를 사용하므로 엔진의 에너지 이용효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 모우터의 적절한 제어로 에너지를 절감시킬 수 있는 효과가 있고, 장착 및 설치 작업도 용이하게 되는 효과가 있다.In addition, the driving source of the hydraulic pump does not use power directly connected to the engine, but uses a separate motor, which not only increases the energy use efficiency of the engine, but also saves energy by controlling the motor appropriately. There is an effect that the mounting and installation work is also easy.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자유압식 동력조향장치에 의하면, 엔진의 동력을 사용하지 않고 모우터를 매개로 유압펌프를 적절히 구동시켜 차량의 주행속도나 운전자의 핸들조작상태로 따라 적절한 조향조작력이 보완되도록하여 편리한 동력조향이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 장착 및 설치작업 등도 용이하게 되는 효과가 있다.As described above, according to the electro-hydraulic power steering apparatus according to the present invention, by appropriately driving the hydraulic pump through the motor without using the engine power, the proper steering operation force is achieved according to the driving speed of the vehicle or the steering wheel operation state of the driver. By being supplemented, convenient power steering can be made, as well as easy installation and installation work.
Claims (5)
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| KR1019970037069A Ceased KR19990015157A (en) | 1997-08-02 | 1997-08-02 | Electro-hydraulic power steering |
Country Status (1)
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1997
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