KR890000859B1 - 파워 스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

파워 스티어링 장치

제1도는 본 발명에 관한 파워 스티어링 장치의 일실시예를 도시한 유압 회로도.

제2도는 그 파워 스티어링 장치의 유로 절환 밸브 부분을 도시한 종단 측면도.

제3도는 제2도의 III-III 선에 따라 절취한 횡단 평면도.

제4도는 제5도의 IV-IV 선에 따라 절취한 개폐 밸브 부분의 종단 측면도.

제5도는 제3도늬 V-V 선에 따라 절취한 개폐 밸브, 압력 제어 밸브 및 파이로트압 제어 밸브 부분의 종단 측면도.

제6도는 제5도의 VI-VI선에 따라 절취한 입력 제어 밸브 부분의 종단 측면도.

제7도는 제2도의 VII-VII 선에 따른 유로 저환 밸브 부분의 횡단 평면도.

제8도는 차속과 계수의 관계를 도시한 설명도.

제9도는 엔진 회전수와 계수의 관계를 도시한 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 오일 펌프 2 : 유로 절환 밸브

3 : 파워 실린더 4 : 탱크

5 : 반력 피스톤 8 : 고압 유로

8a : 분리 유로 8b : 병렬 유로

9 : 저압 유로 10 : 개폐 밸브

11 : 압력 제어 밸브 12 : 파이로트압 제어 밸브

13,14 : 검출기 15 : 제어장치

본 발명은 파워 스티어링장치의 개량에 관한 것으로 엔진에 의 해 구동되는 오일 펌프로부터 토출되는 작동유를 절환 밸브를 거쳐 파워 실린더로 유도하여 조타 조작을 행하는 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기 오일 펌프와 상기 유로 절환 밸브를 연결하는 고압 유로로부터 상기 유로 절환 밸브의 반력 피스톤으로 연장된 분기 유로의 중도에 설치된 파이로트압에 의해 개방도가 제어되는 압력 제어 밸브를 설치하고, 일단이 그 압력 제어 밸브 하류측의 분리 유로에 오리피스를 거쳐 접속되는 동시에 타단이 탱크측에 접속된 저압 유로의 도중에 상기 압력 제어 밸브를 제어하는 파이로트압 제어 밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치, 및 엔진에 의해 구동되는 오일 펌프로부터 토출되는 작동류를 유로 절환 밸브를 거쳐 파워 실린더로 유도하여 조타 조작을 행하는 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기 오일 펌프와 상기 유로 절환 밸브를 잇는 고압 유로로부터 상기 유로 절환 밸브의 양측 반력 피스톤으로 연장된 분기 유로의 도중에 파이로트압에 의해 개방도가 제어되는 압력 제어 밸브를 설치하고, 상기 고압 유로의 도중에 설치한 오리피스를 협지하여 그 상, 하류측을 잇는 병렬 유료의 오중에 파이로트압에 의해 개폐 제어되는 개폐 밸브를 설치하고, 일단이 상기 압력 제얼 밸브 하류즉의 분기 유로에 오리피스를 거쳐 접속함과 동시에 타단이 탱크측에 접속된 저압 유로의 도중에 상기 압력 제어 밸브 및 개폐 밸브를 제어하는 파이로트압 제어 밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치를 요지로 하고, 그 목적으로 하는 바는 파워 스티어링 장치에 요구되고 있는 성능, 즉, 주차선회, 저속 주행시에 경쾌할 것, 중고 속시에 쾌적한 응답과 직진 안정성을 확보할 것, 전역에 걸쳐 매끄럽고 복귀가 좋을 것, 고속 긴급 회피시에 핸들일 너무 꺾이지 않을 것, 장치의 신뢰성이 높고 만일 고장나더라도 안전측으로 작동할 것, 장치가 가능한한 에너지 절약형일 것, 등등의 성능을 충족할 수 있는 개량된 파워 스티어링 장치를 제공하는 점에 있다.

이하, 본 발명의 파워 스티어링 장치를 제1도 내지 제9도에 도시한 한 실시예에 의해 설명하면, 제1도의 (1)이 엔진(도시안됨)에 의해 구동되는 오일 펌프이고, (2)가 유로 절완용 로타리 밸브(이하 유로 절활 밸브라함)이며, (3)은 파워 실린더, (4)는 탱크, (5)는 상기 유로 절환용 로타리 밸브(2) 주위에 설치한 반력 피스톤, (6)은 피스톤 (5)의 배후에 형성한 챔버, (8)은 상기 오일 펌프(1)와 상기 유로 절환 밸브(2)간의 고압 유로, (9)는 상기 유로 절환 밸브(2)와 상기 탱크(4)간의 저압 유로, (7a)은 상기 고압 유로(8)의 도중에 설치한 오리피스, (8a)는 상기 고압 유로(8)의 도중으로부터 상기 반력 피스톤(5)의 챔버(6)로 연장된 유로, (8b)는 상기 유로 (8a)는 도중으로부터 상기 오리피스(7a) 하류측의 고압 유로(8)로 연장된 병렬 유로, (10)은 병렬 유로(8b)에 장착된 개폐 밸브이고, (8c)는 압력 제어 밸브(11) 하류측의 고압 유로 (8a)에 오리피스(7c)를 거쳐 접속한 유로(후기 하는 파이로트 유로(85)와 실질적으로 동일함)이고, (12)는 유로(8c)에 장착한 압력 제어 밸브(11)의 파이로트압 제어 밸브, (8d)는 파이로트압 제어 밸브(12)와 상기 저압 유로(9)를 잇는 유로이며, 이 유로(8d)는 파이로트압 제어 밸브(12) 상류측 유로(8c)에 오리피스(7d)를 거쳐, 또 상기 압력 제어 밸브 (11)의 하류측 유로(8a)에 오리피스(7b)를 거쳐 각각 접속되어 있다. 또, (13)은 속도계를 내장한 차속 센서, (14)는 엔진 회전수 검출기이다. (14a)는 점화 코일, (14b)는 디스트리뷰터이다. 또, (15)는 후술하는 제어 장치로서 연산의 결과 얻어진 제어 신호를 상기 파이로트압 제어 밸브(12)의 솔레노이드(12c)로 보내어 그 파이로트압 제어 밸브(12)의 개방도를 조정하도록 되어 있다.

상기 각 요소의 구체예를 제2도 내지 제8도에 도시하였다. 상기 유로 절환 밸브 (2)에 대하여 구체적으로 설명하면, (16)은 밸브 하우징, (17)은 밸브 하우징(16)에 설치한 래크 서포트, (18)은 래크, (19)는 래크(18)에 치합된 피니언, (2a)는 입력 축, (21)은 입력축(2a)과 상기 피니언(19)을 연결하는 토션바아(2b)는 상기 입력 축(2a)의 주위에 부착한 밸브 본체, (2c)는 밸브 슬리브이고, 오일 펌프(1)로부터 의 유압이 고압유로(8)→환형 홈(22a)→유로(23a)→챔버(24)(이 사이의 유로는 도시않음)→저압 유로(9)→탱크(4)→오일 펌프(1)로 순환하도록, 또 핸들(도시안됨)을 우측으로 꺾어 입력 축(2a)을 우측으로 회전하면, 고압 유로(8)가 입력 축(2a)의 유로를 거쳐 슬리브(2c)의 유로(23b)에 연통하고, 오일 펌프(1)로부터의 유압이 고압 유로(8)→환형 홈(22a)→유로(23b)를 거쳐 실린더 (3)의 한쪽으로 보내지고, 동 실린더(3)가 후측으로 작동하는 한편, 실린더(3)의 다른쪽 유가 유로(23c)→챔버(24)→저압 유로(9)를 거쳐 탱크(4)로 복귀되도록, 또, 핸들을 좌측으로 꺽어 입력 축(2a)을 좌측으로 회전하면, 고압 유로(8)가 입력 축(2a)의 유로를 거쳐 슬리브(2c)의 유로(23c)에 연통하고, 오일 펌프(1)로 부터의 유압이 고압 유로(8)→환형홈 (22a)→유로(23c)를 거쳐 실린더(3)의 다른쪽으로 이송되고 실린더(3)가 좌측으로 작동하는 한편, 실린더(3)의 한쪽 유가 유로(23b)→챔버(24) 저압 유로(9)를 거쳐 탱크(4)로 복귀되도록 되어 있다. 다음에 상기 개폐 밸브(10)에 대하여 제4도, 제5도와 함께 구체적으로 설명하면, 개폐 밸브(10)는 밸브 본체(10a)와, 밸브 케이싱(16)에 고정된 스톱퍼 부재(10b)와, 스톱퍼 부재(10b)와 상기 밸브 본체(10a) 사이에 장착된 압축 스프링(10c)으로 이루어지며, 압축 스프링(10c)이 상기 밸브 본체(10a)를 전진 방향으로 부세하여, 상기 병렬 유로 (8b)를 항상 개방 유지시키고 있다. 또, (S)는 밸브 본체(10a)의 행정을 도시하고 있다.

다음에 상기 입력 제어 밸브(11)에 대하여 구체적으로 설명하면, 제6도의 ((8a )(Pi))가 제1도의 (Pi)측 유로, 제5도의 ((8a)(Pc))가 제1도의 (Pc)측 유로이고, 압력 제어 밸브(11)는 이 2개의 (Pi)측 유로(8a)와 (Pc)측 유로(8a) 사이에 장착되어 있다. 압력제어 밸브(11)는 밸브 본체(11a)와, 밸브 슬리브(11b)와, 밸브 케이싱 (16)에 고정된 스톱퍼 부재(11e)와, 스톱퍼 부재(11e)와 상기 밸브 본제(11a)사이에 장착된 압축 스프링(11c)과, 상기 밸브 본체(11a)와 나중에 설명하는 파이로트압 제어밸브 (12)의 밸브 슬리브(11b)사이에 장착된 압축 스프링(11d)으로 이루어지며, 상기 밸브 슬리브(11b)의 외주면에는 제6도, 제7도에 도시한 상기 (Pi)측의 유로(8a)에 연통하는 유로(24a)와 제5도, 제7도에 도시한 유로(24b)(이 유로(24b)는 제1도에 도시한 파이로트 유로(8f)의 일부를 구성하고 있음)와 제5도, 제7도에 도시한 유로(24c)는 (Pc)측의 유로(8a)에 접속되어 있음)가 설치되어 있다. 또, 상기 밸브 본체(11a)의 외주면에는 상기 유로(24a)에 접속하는 유로(25a)와 이 유로(25a)에 상기 유로(24c)를 거쳐 접속하는 유로(25b)가 설치되어 있고, 유로 (25b)가 제 1 도, 제 5 도는 도시한 바와 같이 오리피스(7c)와 파이로트 유로(8f)(유로(24b))를 거쳐 상기 압력 제어 밸브(11)의 압축 스프링(11c)측과 상기 개폐 밸브(10)의 압축 스프링(10c)측에 연통되어 있다. 또, (26a)는 상기 밸브 본체(11a)의 외주면에 설치된 유로, (26b)는 밸브 본체(11a)내에 축방향으로 설치한 유로이고, 유로(26a)의 상단은 상기 유로에서 연통하고, 유로(26a)의 하단은 파이로트압 제어 밸브(12)측으로 개구되어 있다. 또 상기 유로(26a)는 제1도, 제5도에 도시되어 있는 오리피스(7d)를 거쳐 상기 파이로트 유로 (8f)(유로(24b))에 접속되어 있다. 또 제6도에 도시된 바와 같이 상기 밸브 본체(11a)의 외주면에 설치된 유로 (24a)는 제1도, 제6도의 오리피스(7b)를 거쳐 상기 유로(26 b)에 접속되어 있다.

다음에 상기 파이로트압 제얼 밸브(12)에 대하여 설명하면 제5도의 (12a)는 밸브 본체, (12b)는 밸브 슬리브, (12c)는 상기 밸브 본체(12a)를 작동하는 솔레노이드, (27a)는 상기 밸브 본체(12a)내에 설치된 역 T자형 유로, (28a)는 상기 밸브 슬리브 (12b)에 설치된 유로이고, 이 유로(28a)는 상기 파이로트 유로(8f)(제1도의 (8c))에 접속되어 있다. 또, 상기 유로(27a)는 상기의 유로(26b)→유로(26a)→제6도의 유로 (29)를 거쳐 (제1도의 (8d) 참조)참조) 저합 유로(9)에 접속되어 있다. 또, 제5도의 (30)은 너트이다.

다음에 상기 파워 스티어링 장치의 작용을 설명한다. 엔진에 의해구동되는 오일 펌프(1)의 토출유량은 엔진 회전수에 따라 변화한다. 즉, 정차시로부터 저속 주행시까지는 급속히 증가하고, 중속 주행시에는 급속히 감소하며, 고속 주행시에는 감소된 일정치로 유지된다. (오일 펌프(1)에 대해서는 필요하다면 일본국 실용신안원 소 57-4939호 명세서 참조) 상기와 같이오일 펌프(1)로부터 토출되는 작동유의 유량이 급속히 증가하는 정차시로부터 저속 주행시까지는 병렬 유로(8b)의 도중에 설치한 유로 개폐 밸브(10)가 열려 있다.

이 때문에 오일 펌프(1)로부터 토출된 작동유 전부가 유로 절환용 로타리 밸브( 2)를 거쳐 파워 실린더(3)로 유도되고, 유로 절환욜 로타리 밸브(2)의 반력 피스튼(5)에 조타 반력이 생기지 않고, 유로 절환 밸브(2)에의한 조타 조작이 경쾌하게 행해진다. 이때, 제어 장치(15)는 차속 센서(13)로 부터의 출력(검출 신호)과 엔진 회전수 검출기 (14)로 부터의 출력(검출 신호)을 받아 차속 센서로부터의 출력을 기준으로 하고 또 엔진회전수 검출기(14)로부터의 출력을 가미하여, 다음의 연산, 즉, i={1.0-(θ+b)}× 0.6+c (단, a+b의 최대치는 1.0으로 하고 또, 상기 식의(c)는 무효 전류(솔레노이드( 12c)가 변위하지 않는 전류), (a)는 제8도의 계수, (b)는 제9도의 계수이고, 이 (a),(b )는 전류의 변화폭이다)를 행하여 파이로트압 제어 신호(IA)를 얻는 한편 파이로트압 제어 신호(IA)를 파이로트압 제어 밸브(12)의 솔레노이드(12c)로 출력하고 있다. 제어 장치(15)는 차속 센서(13) 및 엔진 회전수 검출기(14)의 출력 증대에 따라 파이로트압 제어 밸브(12)를 페쇄하는 방향으로 제어하므로, 파이로트압 제어밸브(12)의 상류측의 파이로트압(Pp)이 점차 상승되어 간다. 이 때문에 압력 제어 밸브(11)가 점차 개방되고, 압력 제어 밸브(11)의 하류측의 압력(Pc)이 상승하고, 조타 반력이 점차 커진다. 또, 상기 파이로트압(Pp)이 상승하면 유로 개폐 밸브(10)가 폐쇄 방향으로 작동하여 압력 제어 밸브(11)의 상류측 압력(Pi)을 상승시킨다. 이에 의해 압력 제어 밸브(11)의 하류측 압력(Pc)이 더욱 상승하고 조타 반력이 더욱 커지게 된다.

본 발명의 파워 스티어링 장치는 상기와 같이 구성되어 있으며, 파워 스티어링 장치에 요구되고 있는 성능, 즉, 주차 선회, 저속 주행시에 경쾌할 것 중고속시에 쾌적한 응답과 직진 안정성을 확보할 것, 전역에 결쳐 매끄럽고 복원력이 좋을 것, 고속 긴급 회피시에 핸들이 과도하게 꺾이지 않을 것, 장치의 신뢰성이 높고 만일 고장시에도 안전측으로 작용할 것, 장치가 가능한 한 에너지 절약형일 것 등등의 성능을 충족시키는 효과가 있다.

또, 본 실시예에서는, 재5도에 도시한 압력 제어 밸브(11)와 파이로트압 제어 밸브(12)를 정확히 조립 부착할 수 있는 이점도 있다. 즉, 이들 밸브(11),(12)는 앞서 설명한 각 요소로 이루어지며, 조립 부착시에, 첫째, 압력 제어 밸브(11)의 밸브 본체 (11a)를 포함한 밸브 슬리브(11b)를 밸브 케이싱(16)의 구멍내에 설치한 계단부(31)에 닿을 때까지 압입하여 위치를 결정하며, 둘째, 압축 스프링(11d)을 상기 구멍의 반대측으로부터 구멍내로 삽입하고, 셋째, 파이로트압 제어 밸브(12)의 밸브 슬리브(12b)를 상기 구멍의 반대측으로부터 구명내로 상기 밸브 슬리브(11b)에 닿을 때까지 삽입하고, 넷째, 밸브 본체(12a)를 포함하는 솔레노이드(12c)를 상기 밸브 슬리브(12b)에 닿을 때까지 돌려 놓는다. 이렇게 하여 이들 밸브(11,12)의 조립 부착이 완료되지만 상기와 같이 구멍내의 계단부(31)를 기준으로하여 구멍 양측으로부터 2개의 밸브(11,12)의 조립 부착을 행하고 있어, 이글 밸브(11,12)를 소정 위치에 정확히 조립 부착 할 수가 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나 물론, 본 발명은 이와 같은 실시예에만 국한되는 것은 아니고 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위내에서 각종 설계의 변형이 실시할 수가 있다. 예를들면, 상기 제어 장치(15)에는 핸들 각 속도 검출기의 출력을 압력시켜도 좋다.

Claims (6)

1. 스티어링 핸들에 연결된 입력 축과, 입력 축의 회전을 출력측으로 전달하는 토션바와, 상기 입력 축과 출력 축의 회전 각도 차에 따라 유로가 절환되는 유로 절환 밸브와, 상기 출력 축에 연결된 파워 실린더와, 오일 펌프로부터 토출되는 작동유를 상기 유로 절환 밸브를 거쳐 파워 실린더로 공급하는 고압 유로와, 상기 파워 실린더로부터 유로 절환 밸브를 거쳐 오일 탱크로 작동유를 복귀시키는 제1저압 유로와, 상기 입력 축과 출력 축 사이에 장착되고 양자의 회전 각도차를 규제하는 규제력을 부여하는 반력 피스톤과, 상기 고압 유로로부터 분기하여 상기 반력 피스톤에 연통된 분기 유로와, 분기 유로에 장착되어 유압을 소정의 최고 압력 이하로 제어하는 압력 제어 밸브와, 일단이 압력 제어 밸브 하류측의 분기 유로에 오리피스를 거쳐 연통하고 타단이 상기 오일 탱크에 연통하는 제2저압 유로와, 이 저압 유로에 장치되어 상기 오리피스 하류측으 파이로트압을 제어하는 파이로트압 제어 밸브 및, 상기 파이로트압을 상기 압력 제어 밸브에 전달하는 파이로트 유로를 구비한 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
2. 제1항에 있어서, 고압 유로에 설치된 오리피스와, 오리피스의 상 하류를 바이패스하여 연통하는 병렬회로와, 병렬 회로에 배치됨과 동시에 상기 파이로트압에 의해 개폐 제어되는 개폐 밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
3. 제1항에 있어서, 차량의 운전 상태를 검추하는 검출기와, 검출기의 출력에 의해 파이로트압을 연산하고 그 결과 얻어진 파이로트 압 제어 신호를 상기 파이로트압 제어 밸브로 출력하는 제어 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
4. 제 1항에 있어서, 차량의 운전 상태를 차량의 다른 부위에서 동시에검출하는 복수의 검출기와, 각 검출기중 어느 한 개의 검축기의 출력을 기준으로 하고 다른 검출기의 출력을 가미하여 파이로트압을 연산하고 그 결과 얻어진 파이로트압 제어 신호를 상기 파이로트 압 제어 밸브로 출력하는 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 일방의 검출기가 차속 검출기이고, 상기 다른 검출기가 엔진 회전수 검출기인 것을 특징으로하는 파워 스티어링 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 파이로트압 제어 밸브는 솔레노이드에 의해 개폐 제어되고 있으며, 상기 제어 장치가 상기 솔레노이드에 공급되어 상기 파이로트압 제어 밸브를 폐쇄 방향으로 구동하는 전류 I를 I={1-(a+b)}×0.6+c 단 a : 차속에 다른 계수 0

   

   a

   

   1.0 b : 엔진 회전수에 따른 계수 0

   

   b

   

   0.6 단, 0

   

   a+b

   

   1.0 c: 솔레노이드가 변위하지 않는 무효 전류로 되도록 제어하는 것을 특징으로하는 파워 스티어링 장치.

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