KR101033893B1

KR101033893B1 - 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 ｖｒｓ시스템

Info

Publication number: KR101033893B1
Application number: KR1020040099617A
Authority: KR
Inventors: 허진혁
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2011-05-11
Also published as: KR20060060839A

Abstract

본 발명은 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템에 관한 것으로서, 스티어링 기어박스의 스티어링 스트로크를 체인의 장착 유무에 따라 온-오프 스위치로 랙 스트로크를 가변시키는 VRS시스템에 있어서, 상기 VRS시스템의 동력전달수단인 DC모터를 배제하고, 대신에 파워스티어링 펌프의 유압 일부를 이용하는 유압모터로 대체함으로써, 별도의 전원 및 배선이 필요없으며, 특히 시스템 초기 설정 형태가 항상 기계적으로 off 상태이므로 전력 부족시 또는 시스템 미작동시 등과 같은 긴급 상황에서의 시스템 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템에 관한 것이다.

자동차, VRS시스템, 파워스티어링 펌프, 유압, 유압 액츄에이터

Description

자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 ＶＲＳ시스템{Variable rack system by oil pressure for automobile}

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템의 동력전달수단을 나타내는 구성도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 유압 액츄에이터를 나타내는 구성도,

도 3은 일반적인 종래 자동차용 스티어링 기어박스를 나타내는 사시도,

도 4는 종래 자동차의 VRS시스템의 동력전달수단을 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스티어링기어박스 11 : 유압 액츄에이터

12 : VRS제어밸브 13 : 파워스티어링 펌프

14 : 중간기어 20 : 하우징

21 : 회전체 22 : 복원탄성체

23 : 격막 30 : 랙기어

31 : 복원탄성체

본 발명은 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템에 관한 것으로서, 유압펌프의 유압 일부를 이용하는 유압모터로 VRS시스템의 동력전달수단을 적용한 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 운전자가 필요에 따라 용이하게 스티어링 랙(100)의 스트로크 량을 임의 조절할 수 있게 하여 최소 회전 반경을 가변시킬 수 있는 VRS시스템(Variable rack system)은 국내특허출원 제10-2000-0048284호에 개시되어 있는 바, 체인의 장착 유무에 따라 온-오프 스위치로 랙(100) 스트로크를 가변시켜 일반도로 주행시 최소 회전반경을 조절할 수 있고(0.3 ~ 0.5m 저감), 사이드 멤버의 단면을 15mm 이상 보강하는 것이 가능하여 차체강성 증대를 통한 충돌 및 NVH 특성을 대폭적으로 향상할 수 있는 시스템이다.

이와같이 VRS시스템은, 스티어링 시스템을 형성하는 스티어링 기어박스의 동력 실린더 양단부에 회전 가능하게 배치되는 랙 스톱퍼(140)와, 랙(100)에 고정되어 랙(100)이 최대로 상기 동력 실린더측으로 당겨졌을 때 상기 랙 스톱퍼(140)의 회전 상태에 따라 상기 랙 스톱퍼(140)의 중앙부측으로 삽입되거나 겹쳐지는 스톱 돌기부(150)와, 상기 랙 스톱퍼(140)를 운전자의 조작 스위치의 조작에 따른 컨트롤 유닛의 제어에 의해 제어되면서 랙 스톱퍼(140)를 정,역회전시키는 액츄에이터(110)인 소형 DC모터의 회전에 의해 모터기어(120)가 회전하고, 이와 동시에 중간기어(130)가 회전하며, 이와 연결된 단차를 가진 랙 스톱퍼(140)의 휠 기어가 회전 하면 완전 선회시 스티어링 스트로크의 양이 가변되는 것이다.

그런데, 이와 같은 종래의 VRS시스템은 별도의 DC모터(110) 및 전원, 그리고 전원 인가를 위한 배선이 필요하므로 간단한 동력전달수단의 확보가 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 스티어링 기어박스의 스티어링 스트로크를 체인의 장착 유무에 따라 온-오프 스위치로 랙 스트로크를 가변시키는 VRS시스템에 있어서, 상기 VRS시스템의 동력전달수단인 DC모터를 배제하고, 대신에 파워스티어링 펌프의 유압 일부를 이용하는 유압모터로 대체함으로써, 별도의 전원 및 배선이 필요없으며, 특히 시스템 초기 설정 형태가 항상 기계적으로 off 상태이므로 전력 부족시 또는 시스템 미작동시 등과 같은 긴급 상황에서의 시스템 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 스티어링 시스템을 형성하는 스티어링 기어박스의 동력 실린더 양단부에 회전 가능하게 배치되는 랙 스톱퍼와, 랙에 고정되어 랙이 최대로 상기 동력 실린더측으로 당겨졌을 때 상기 랙 스톱퍼의 회전 상태에 따라 상기 랙 스톱 퍼의 중앙부측으로 삽입되거나 겹쳐지는 스톱 돌기부와, 상기 랙 스톱퍼를 운전자의 조작 스위치의 조작에 따른 컨트롤 유닛의 제어에 의해 제어되면서 랙 스톱퍼를 정,역회전시키는 액츄에이터로 이루어지되, 스티어링 기어박스의 스티어링 스트로크를 체인의 장착 유무에 따라 온-오프 스위치로 랙 스트로크를 가변시키는 자동차의 VRS시스템에 있어서,

상기 VRS시스템을 구동시키는 동력전달수단은 파워스티어링 펌프의 유압을 이용하는 유압 액츄에이터인 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 유압 액츄에이터는 그 중심부에 유압에 의해 회전하여 중간기어에 맞물리는 구동 기어축을 구동시키는 회전체 및 그 회전체를 원상태로 복귀할 수 있도록 하는 복원탄성체가 장착되고, 상기 중심부를 가로질러 상기 하우징을 둘로 분리 가능하도록 상기 회전체에 대응하는 방향에 일체 고정되는 격막이 형성된 실린더 형상의 하우징으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유압 액츄에이터는 유압 공급에 의해 직선 운동을 하는 랙기어 및 그 랙기어를 원상태로 복원 가능하도록 그 후부에 복원탄성체가 장착된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템의 동력전달수단을 나타내는 구성도이며, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 유압 액츄에이터를 나타내는 구성도이다.

본 발명은, 도 3에 도시된 바와 같이, 일반적으로 차량의 최소 회전반경을 결정짓는 랙 스트로크량이 보통 한정된 차량의 공간에서 체인이 감긴 타이어를 고려하여 온-오프 스위치로 랙 스트로크를 가변시키는 VRS시스템에 있어서, 상기 VRS시스템에서 요구되는 동력전달수단을, 파워스티어링 펌프(13)에서 발생되는 유압이 VRS제어밸브(12)에 의해 제한적으로 공급되어 구동되는 유압모터, 즉 유압 액츄에이터(11)로 하여 적용하게 된다.

스티어링 기어박스(10)의 중간기어(14)를 작동시키는 상기 유압 액츄에이터(11)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 2가지 구현예를 가지고 있으며, 먼저 일구현예는 실린더 형상의 하우징(20)으로 이루어지며, 그 중심부에는 유압에 의해 회전하여 중간기어에 맞물리는 구동 기어축을 구동시키는 회전체(21) 및 그 회전체(21)가 원상태로 복귀할 수 있도록 하는 복원탄성체(22)가 장착되어 있으며, 상기 중심부를 가로질러 상기 하우징(20)을 둘로 분리 가능하도록 회전체(21)에 대응하는 방향에 일체 고정되는 격막(23)이 형성되어 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 유압 액츄에이터(11)의 일측 챔버에 유압을 공급하게 될 경우, 상기 회전체(21)가 회전하면서 스티어링 기어박스(10)의 중간기어(14)를 구동시켜 VRS 온이 되며, 유압의 공급이 끊기게 되면, 복원탄성체(22)에 의해 원상태인 VRS 오프 상태로 돌아가게 된다.

본 발명에 따른 바람직한 다른 구현예는 유압 공급에 의해 직선 운동을 하는 랙기어(30)로 이루어져 있으며, 그 랙기어(30)의 후부에는 복원탄성체(31)가 장착되어 상기 랙기어(30)를 원상태로 복원 가능하도록 되어 있다.

이는 상기 일구현예와 마찬가지로 동일한 작동을 하게 된다.

이와 같은 구조로 이루어진 유압 액츄에이터(11)를 통해 VRS시스템을 구현하게 되는 바, 상기 유압 액츄에이터(11)는 평상시, 다시 말해서 VRS 오프 상태인 경우, 그 내부에 설치되어 있는 복원탄성체(22,31)에 의해 랙(100)의 변위를 제한하게 된다.

그러나, VRS 온시, 상기 유압 액츄에이터(11)에 파워스티어링 펌프(13)의 유압 일부가 인가되고, 이때 그 유압 액츄에이터(11) 내의 복원탄성체(22,31)가 수축 변형되어, 스티어링 기어박스(10)의 중간기어(14)를 구동시키게 된다.

이로 인하여, 스티어링 기어박스(10)의 스톱 돌기부(150)가 VRS 온 위치로 이동하는 바, 이는 랙(100)의 스트로크를 제한하지 않는 방향으로 작동 가능하도록 파워스티어링이 조작될 수 있다.

다시, 운전자의 조작을 통해 VRS가 오프될 경우, 파워스티어링 펌프(13)로부터 공급되는 유압이 차단되며, 이로 인하여 상기 유압 액츄에이터(11)는 다시 배압 라인과 연결되어 액츄에이터(11) 내부에 있는 기계적 복원탄성체(22,31)에 의해 스톱돌기(150)가 오프 위치로 이동하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템에 의하면, 기존의 VRS시스템에 유압 액츄에이터 및 간단한 제어밸브를 추가하여 구현 가능하며, 별도의 전원 및 전원용 배선이 필요없다.

또한, 시스템의 초기설정 형태가 항상 기계적으로 off 상태이므로 전력 부족시 또는 시스템 미작동시 등과 같은 긴급 상황에서의 시스템 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

삭제
스티어링 시스템을 형성하는 스티어링 기어박스의 동력 실린더 양단부에 회전 가능하게 배치되는 랙 스톱퍼와, 랙에 고정되어 랙이 최대로 상기 동력 실린더측으로 당겨졌을 때 상기 랙 스톱퍼의 회전 상태에 따라 상기 랙 스톱퍼의 중앙부측으로 삽입되거나 겹쳐지는 스톱 돌기부와, 상기 랙 스톱퍼를 운전자의 조작 스위치의 조작에 따른 컨트롤 유닛의 제어에 의해 제어되면서 랙 스톱퍼를 정,역회전시키는 액츄에이터로 이루어지되, 스티어링 기어박스의 스티어링 스트로크를 체인의 장착 유무에 따라 온-오프 스위치로 랙 스트로크를 가변시키는 자동차의 VRS시스템에 있어서,

상기 VRS시스템을 구동시키는 동력전달수단은 파워스티어링 펌프의 유압을 이용하며,

상기 유압 액츄에이터는 그 중심부에 유압에 의해 회전하는 회전체 및 그 회전체를 원상태로 복귀할 수 있도록 하는 복원탄성체가 장착되고, 상기 중심부를 가로질러 하우징을 둘로 분리 가능하도록 상기 회전체에 대응하는 방향에 일체 고정되는 격막이 형성된 실린더 형상의 하우징으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 유압 액츄에이터는 유압 공급에 의해 직선 운동을 하는 랙기어 및 그 랙기어를 원상태로 복원 가능하도록 그 후부에 복원탄성체가 장착된 것을 특징으로 하는 자동차의 파워스티어링 유압을 이용한 VRS시스템.