KR19980058871A - Pressure Control Valve for Automotive Power Steering System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 파워 스티어링 시스템(power steering system)의 압력제어밸브에 관한 것으로, 로터리 밸브(300)의 밸브 시트(310)와 그루우브(320) 및 밸브 스풀(200)의 그루우브(220)와 밸브 시트(210)에 대응하여 오리피스(510,520,530,540)를 형성하고, 로터리 밸브(300)의 밸브 시트(310) 및 그루우브(320)에 유압 입,출력포트(330,340)를 형성하되, 선회시 입력포트(330)로부터 유입된 오일의 대부분을 출력포트(340)를 통해 파워 실린더(700)에 공급하고, 출력포트(340)의 이전 단계에서 유압의 일부를 오리피스(530,540)를 통해 드레인시켜, 선회초기에 조향배력의 급격한 상승을 억제함과 동시에 선회 안정성 및 선회성능을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.The present invention relates to a pressure control valve of a power steering system for a vehicle, and includes a valve seat 310 and a groove 320 and a groove 220 of a valve spool 200 of a rotary valve 300. Orifices 510, 520, 530 and 540 are formed corresponding to the valve seat 210, and hydraulic input and output ports 330 and 340 are formed in the valve seat 310 and the groove 320 of the rotary valve 300. Most of the oil introduced from the 330 is supplied to the power cylinder 700 through the output port 340, and in the previous step of the output port 340 to drain some of the hydraulic pressure through the orifices (530, 540), It is possible to suppress the sudden rise in steering power and to improve the swing stability and swing performance.
Description
본 발명은 차량용 파워 스티어링 시스템의 압력제어밸브(pressure control valve of power steering system for vehicle)에 관한 것으로, 특히 선회시 파워 실린더(power cylinder)에 공급되는 유압의 상승을 일정시점까지 억제하고, 초기에 조향배력이 급격히 발생되는 것을 방지하여 선회 안정성 및 선회성능을 향상시킬 수 있도록 된, 차량용 파워 스티어링 시스템의 압력제어밸브에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure control valve of a power steering system for a vehicle, and more particularly, to suppress a rise in hydraulic pressure supplied to a power cylinder to a certain point during turning, The present invention relates to a pressure control valve of a power steering system for a vehicle, which is capable of improving steering stability and turning performance by preventing steering power from being suddenly generated.
도 1은 일반적인 압력제어밸브의 종단면도를 나타낸 것으로, 우측방향으로의 선회를 위하여 스티어링 휠(steering wheel)을 우측방향으로 돌리면 앞바퀴의 접지압력에 의해 스티어링 휠이 저항을 받으며, 이 상태에서 조작력을 증가시켜 스티어링 휠을 돌리면 토오션 바아(torsion bar)(100)가 비틀려지면서 밸브 스풀(valve spool)(200)이 약간 회동하여 로터리 밸브(rotary valve)(300)의 조향방향측 오리피스(orifice)가 개방되고 조향방향과 반대측에 위치하는 오리피스가 점차 폐쇄되면서 압력이 증가한다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a general pressure control valve. When turning the steering wheel to the right for turning in the right direction, the steering wheel is resisted by the ground pressure of the front wheel, and the operating force is maintained in this state. Increasing the steering wheel causes the torsion bar 100 to twist and the valve spool 200 to rotate slightly to steer the orifice on the steering valve of the rotary valve 300. Is increased and pressure is increased as the orifice located opposite to the steering direction is gradually closed.
조향 반대방향측 오리피스가 닫힘에 따라 오일 펌프(800)로부터 공급되는 유압이 증가하면서 이때 압력이 파워 실린더(700)의 조향방향으로 작용하며, 압력에 의해 피스톤(710)과 래크 바아(rack bar)(720)가 이동하여 스티어링 기어 하우징내에서 상호 치합된 래크 피스톤과 피트먼 샤프트(pitman shaft)를 움직여 조향작동이 이루어진다.As the hydraulic orifice supplied from the oil pump 800 increases as the steering opposite side orifice closes, the pressure acts in the steering direction of the power cylinder 700, and the pressure causes the piston 710 and the rack bar. 720 is moved to steer operation by moving the interlocked rack piston and the pitman shaft within the steering gear housing.
또한 스티어링 휠을 직진위치로 복귀시키거나 선회주행에서 직진주행으로 전환될 경우의 복원성에 의해 스티어링 휠이 되돌아오면 토오션 바아(100)에 의해 비틀림이 풀려지는 것과 같이 밸브 스풀(200)이 중립위치로 복귀된다.In addition, the valve spool 200 is in a neutral position such that the torsion bar 100 releases the torsion bar 100 when the steering wheel returns due to the stability when the steering wheel is returned to the straight position or is switched from the turning to the straight driving. Return to.
좌,우측방향으로의 선회시는 밸브 스풀(200)의 회전방향이 각기 반대로 이루어지고, 유압이 래크 피스톤의 일측 또는 타측에 작용하여 좌,우회전 조향이 이루어진다.When turning in the left and right directions, the rotation direction of the valve spool 200 is respectively reversed, and hydraulic pressure acts on one side or the other side of the rack piston to make left and right rotation steering.
도 2는 일반적인 압력제어밸브의 횡단면도로서, 중심에 스티어링 휠의 조작에 의해 정,역방향으로 회전하는 토오션 바아(100)가 위치되고, 토오션 바아(100)의 둘레에 리턴 오일 홀(return oil hole)(400)을 사이에 두고 밸브 스풀(200)이 위치되며, 밸브 스풀(200)의 외주면에 밸브 시트(valve sheet)(210) 및 그루우브(groove)(220)가 등간격으로 연속,형성되어 있다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a general pressure control valve, in which a torsion bar 100 that rotates in a forward and a reverse direction by a steering wheel is positioned at a center thereof, and a return oil hole is formed around the torsion bar 100. The valve spool 200 is positioned with the holes 400 interposed therebetween, and the valve sheet 210 and the groove 220 are continuous at equal intervals on the outer circumferential surface of the valve spool 200, Formed.
밸브 스풀(200)의 둘레에 로터리 밸브(300)가 대응,위치되고, 상기 밸브 스풀(200)의 밸브 시트(210) 및 그루우브(220)에 대응하여 로터리 밸브(300)의 내주면에 밸브 시트(310)와 그루우브(320)가 등간격으로 형성되어 있다.The rotary valve 300 is corresponded and positioned around the valve spool 200, and the valve seat is disposed on the inner circumferential surface of the rotary valve 300 corresponding to the valve seat 210 and the groove 220 of the valve spool 200. The 310 and the groove 320 are formed at equal intervals.
밸브 스풀(200)의 밸브 시트(210) 및 로터리 밸브(300)의 밸브 시트(310) 사이에는 토오션 바아(100) 및 밸브 스풀(200)의 작동에 의해 개폐되는 오리피스(500)가 형성되며, 이 오리피스(500)는 좌측 또는 우측방향으로의 선회를 위한 밸브 스풀(200)의 회전에 따라 그 단면적이 가변된다.An orifice 500 is formed between the valve seat 210 of the valve spool 200 and the valve seat 310 of the rotary valve 300 by opening and closing the torsion bar 100 and the valve spool 200. The orifice 500 has a cross-sectional area that varies with the rotation of the valve spool 200 for turning in the left or right direction.
밸브 스풀(200)의 그루우브(220)의 4개소에 리턴 오일 홀(400) 및 오리피스(500)와 연통되는 리턴 오일통로(230)가 형성되고, 리턴 오일통로(230)가 형성되지 않은 밸브 스풀(200)의 그루우브(220)에 대응하여 중립위치에서 로터리 밸브(300)의 밸브 시트(310)에 유압 입력포트(330)가 형성되며, 또한 로터리 밸브(300)의 그루우브(320)에 파워 실린더(700)의 좌측 또는 우측으로 유압을 공급하는 유압 출력포트(340)가 형성되어 있다.A valve having a return oil passage 230 communicating with the return oil hole 400 and the orifice 500 is formed at four positions of the groove 220 of the valve spool 200, and the return oil passage 230 is not formed. The hydraulic input port 330 is formed in the valve seat 310 of the rotary valve 300 at a neutral position corresponding to the groove 220 of the spool 200, and the groove 320 of the rotary valve 300 is formed. The hydraulic pressure output port 340 for supplying the hydraulic pressure to the left or right side of the power cylinder 700 is formed.
또한 로터리 밸브(300)의 둘레에는 밸브 바디(600)가 결합되고, 로터리 밸브(300)의 유압 출력포트(340)에 일치하도록 밸브 바디(600)에 실린더 유입포트(610)가 형성되어 있다.In addition, the valve body 600 is coupled to the circumference of the rotary valve 300, and a cylinder inlet port 610 is formed in the valve body 600 to match the hydraulic output port 340 of the rotary valve 300.
따라서 중립위치에서 오일은 로터리 밸브(300)의 각 유압 입력포트(330)를 통해 밸브 스풀(200)의 그루우브(220)에 유입되고, 그루우브(220)에 유입된 오일은 각 오리피스(500)를 통해 로터리 밸브(300)의 그루우브(320)와 밸브 스풀(200)의 그루우브(220)에 유입되며, 또한 오일은 그루우브(220,320)와 오리피스(500) 및 리턴 오일통로(230)와 리턴 오일 홀(400)을 통해 유압탱크(900)로 드레인되면서 중립위치(직진주행시)에서 평형상태를 유지한다.Therefore, in the neutral position, the oil is introduced into the groove 220 of the valve spool 200 through each hydraulic input port 330 of the rotary valve 300, and the oil introduced into the groove 220 is each orifice 500. Inflow into the groove 320 of the rotary valve 300 and the groove 220 of the valve spool 200 through the (), the oil is also grooved (220,320) and orifice 500 and the return oil passage 230 Drain into the hydraulic tank 900 through the return oil hole 400 and maintains an equilibrium state at a neutral position (during straight driving).
우회전시는 토오션 바아(100) 및 밸브 스풀(200)이 우측방향으로 미소한 각도로 비틀리면서 그 반대측 유압이 증가하여 회전방향측 오리피스(500)를 개방하고, 회전 반대방향측 오리피스(500)를 차단하여 오일을 유압 출력포트(340)와 실린더 유입포트(610)를 통해 파워 실린더(700)의 우측방향에 공급하며, 이와 동시에 우측방향의 선회시 스티어링 휠의 조작에 따른 조향배력을 발생시켜 우측방향으로의 선회가 원활하게 이루어지도록 한다.At the time of the right turn, the torsion bar 100 and the valve spool 200 are twisted at a slight angle in the right direction, and the hydraulic pressure on the opposite side increases to open the rotational side orifice 500, and the rotational opposite side orifice 500 By supplying the oil to the right direction of the power cylinder 700 through the hydraulic output port 340 and the cylinder inlet port 610, and at the same time to generate a steering power according to the operation of the steering wheel when turning to the right direction Make sure to turn to the right smoothly.
반대로 좌회전시는 토오션 바아(100) 및 밸브 스풀(200)이 좌측방향으로 미소한 각도로 비틀리면서 그 반대측 유압이 증가하여 회전방향측 오리피스(500)를 개방하고, 회전 반대방향측 오리피스(500)를 차단하여 오일을 유압 출력포트(340)와 실린더 유입포트(610)를 통해 파워 실린더(700)의 좌측방향에 공급하며, 이와 동시에 좌측방향의 선회시 스티어링 휠의 조작에 따른 조향배력을 발생시켜 좌측방향으로의 선회가 원활하게 이루어지도록 한다.On the contrary, when the left rotation is performed, the torsion bar 100 and the valve spool 200 are twisted at a slight angle in the left direction and the hydraulic pressure on the opposite side increases to open the rotational side orifice 500, and the rotational opposite side orifice 500 ) To supply oil to the left direction of the power cylinder 700 through the hydraulic output port 340 and the cylinder inlet port 610, and at the same time generates steering power according to the operation of the steering wheel when turning left. So that the turning in the left direction is made smoothly.
여기서 일반적인 압력제어밸브는 중립상태에서 밸브 스풀(200)과 로터리 밸브(300)사이에 형성되는 양측의 오리피스(500)가 일정한 단면적을 유지하고 있으나, 이 경우 토오션 바아(100)의 토오크(torque) 또는 조향각(steering angle) 증가에 따른 유압값이 어느 구간까지는 변화없이 일정하게 나타나므로 특히 초기시점으로부터 조향배력을 신속히 얻을 수 없어 조향성능이 매우 저하된다.In the general pressure control valve, the orifice 500 formed at both sides between the valve spool 200 and the rotary valve 300 maintains a constant cross-sectional area in a neutral state. In this case, the torque of the torsion bar 100 is maintained. ) Or the hydraulic value of the steering angle is increased to a certain range without change, and therefore, steering power cannot be obtained quickly from the initial time, and steering performance is very poor.
이를 개선하기 위하여 오리피스(500)의 단면적을 가변시키는 경우가 있는데, 이 경우에는 밸브 스풀(200)의 밸브 시트(210)의 모서리를 엣지(edge)로 형성하여 오리피스(500)의 단면적을 가변시키되, 밸브 스풀(500)이 우측 또는 좌측방향으로 완전히 회동되어 일측 오리피스가 폐쇄된 상태에서 그 일측으로부터 첫 번째의 오리피스와 두 번째의 오리피스가 각기 다른 단면적을 갖도록 하고 있다.In order to improve this, the cross-sectional area of the orifice 500 may be varied. In this case, the edge of the valve seat 210 of the valve spool 200 may be formed as an edge to vary the cross-sectional area of the orifice 500. In addition, the valve spool 500 is completely rotated in the right or left direction so that the first orifice and the second orifice have different cross-sectional areas from one side while the one orifice is closed.
이처럼 각 오리피스의 단면적이 변화됨으로써 토오션 바아(100)의 조향각에 따라 밸브의 유압을 비례적으로 상승시키고 있으며, 이때 밸브의 유압변화는 비선형(nonlinear)(非線形)적으로 나타나고 있다.As the cross-sectional area of each orifice is changed, the hydraulic pressure of the valve is proportionally increased according to the steering angle of the torsion bar 100. In this case, the hydraulic change of the valve is nonlinear.
그러나 후자의 경우 조향신호에 대하여 초기시점으로부터 어느 정도의 유압변화는 얻을 수 있으나, 이 경우 토오크의 변화범위가 제한됨으로써 운전자의 의도에 의한 안정적인 조향특성을 얻을 수 없게 된다.However, in the latter case, a certain amount of hydraulic change can be obtained from the initial time with respect to the steering signal. In this case, the torque change range is limited so that a stable steering characteristic by the driver's intention cannot be obtained.
즉, 스티어링 휠의 조작에 의한 조향신호의 발생시 밸브의 작동이 비례적으로 이루어짐에 따라 운전자의 조향의도를 만족시키지 못하며, 더욱이 중,고속주행중의 선회시 조향배력이 조향 토오크에 비례,증가함에 따라 선회속도가 증가함으로써 선회 안정성을 해칠 우려가 있다.That is, the steering operation of the steering wheel does not satisfy the driver's steering intention when the steering signal is generated by the operation of the steering wheel. Furthermore, the steering power is proportional to the steering torque and increases during steering during the high and high speed driving. Therefore, there is a fear that the swing speed increases, which may compromise the swing stability.
중,고속주행중의 선회시는 차량의 롤링(rolling)발생 등을 억제하기 위하여 선회속도를 적정상태로 유지시킬 필요가 있으며, 이는 선회 안정성과 밀접한 관계를 갖는다.When turning during medium and high-speed driving, it is necessary to maintain the turning speed at an appropriate state in order to suppress rolling occurrence of the vehicle, which is closely related to the turning stability.
본 발명의 목적은, 조향 토오크에 대한 밸브의 압력을 선형적으로 변화시켜 특히 중.고속주행중의 선회 안정성 및 선회성능을 향상시킬 수 있는 차량용 파워 스티어링 시스템의 압력제어밸브를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pressure control valve of a power steering system for a vehicle which can improve the swing stability and the swing performance of a vehicle during medium and high speed by changing the pressure of the valve with respect to the steering torque linearly.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 좌측 또는 우측 실린더 유입포트를 기준으로하여 그 양측에 밸브 스풀과 로터리 밸브의 밸브 시트 사이에 오리피스를 형성하되, 일측 오리피스는 타측 오리피스보다 큰 단면적을 갖도록 하고, 조향 토오크에 의한 밸브 스풀의 회전시 실린더 유입포트를 통해 배출되는 유압의 일부를 오리피스를 통해 배출,감소시켜 선회초기에 유압의 급격한 상승을 억제하고, 조향 토오크에 대한 유압을 선형적으로 변화시켜 안정된 조향특성을 얻도록 구성한 것이다.In order to achieve the above object, an orifice is formed between a valve spool and a valve seat of a rotary valve on both sides of the left or right cylinder inlet port, and one orifice has a larger cross-sectional area than the other orifice. When the valve spool is rotated by steering torque, a part of the hydraulic pressure discharged through the cylinder inlet port is discharged and reduced through the orifice to suppress the sudden rise of the hydraulic pressure at the beginning of turning, and to change the hydraulic pressure to the steering torque linearly. It is configured to obtain stable steering characteristics.
도 1은 일반적인 압력제어밸브의 종단면도1 is a vertical cross-sectional view of a general pressure control valve
도 2는 일반적인 압력제어밸브의 횡단면도2 is a cross-sectional view of a general pressure control valve
도 3은 본 발명 압력제어밸브의 횡단면도Figure 3 is a cross-sectional view of the pressure control valve of the present invention
도 4는 도 3의 부분확대도4 is an enlarged partial view of FIG.
도 5는 압력제어밸브의 토오크/압력특성을 나타낸 그래프5 is a graph showing torque / pressure characteristics of a pressure control valve.
도 6은 압력제어밸브의 조향각/오리피스 변화를 나타낸 그래프6 is a graph showing the steering angle / orifice change of the pressure control valve
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 토오션 바아 200 : 밸브 스풀100: torsion bar 200: valve spool
210,211,310 : 밸브 시트 211a : 엣지210,211,310: valve seat 211a: edge
220,221,222,320 : 그루우브 230 : 리턴 오일통로220,221,222,320: Groove 230: Return oil passage
300 : 로터리 밸브 330 : 입력포트300: rotary valve 330: input port
340 : 출력포트 400 : 리턴 오일 홀340: output port 400: return oil hole
500,510,520,530,540 : 오리피스 600 : 밸브 바디500,510,520,530,540: Orifice 600: Valve Body
610 : 실린더 유입포트 700 : 파워 실린더610: cylinder inlet port 700: power cylinder
710 : 피스톤 720 : 래크 바아710: piston 720: rack bar
800 : 오일 펌프 900 : 유압탱크800: oil pump 900: hydraulic tank
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 3은 본 발명 압력제어밸브의 횡단면도이고, 도 4는 도 3의 부분확대도를 각기 나타낸 것으로, 스티어링 휠의 조작에 의해 정,역방향으로 회전하는 토오션 바아(100) 및 토오션 바아(100)의 둘레에 리턴 오일 홀(400)을 사이에 두고 밸브 스풀(200)을 위치시키며, 밸브 스풀(200)의 외주면에 밸브 시트(211) 및 그루우브(221,222)를 등간격으로 연속,형성한다.Figure 3 is a cross-sectional view of the pressure control valve of the present invention, Figure 4 is a partial enlarged view of Figure 3, respectively, a torsion bar 100 and a torsion bar 100 that rotates in the forward and reverse directions by the operation of the steering wheel. The valve spool 200 is positioned with the return oil hole 400 interposed therebetween, and the valve seat 211 and the grooves 221 and 222 are continuously formed on the outer circumferential surface of the valve spool 200 at equal intervals. .
밸브 스풀(200)의 둘레에 로터리 밸브(300)를 대응,위치시키고, 상기 밸브 스풀(200)의 밸브 시트(211) 및 그루우브(221,222)에 대응하여 로터리 밸브(300)의 내주면에 밸브 시트(310)와 그루우브(320)를 등간격으로 형성한다.The rotary valve 300 is positioned and positioned around the valve spool 200, and the valve seat is provided on the inner circumferential surface of the rotary valve 300 in correspondence with the valve seat 211 and the grooves 221 and 222 of the valve spool 200. The 310 and the groove 320 are formed at equal intervals.
밸브 스풀(200)의 밸브 시트(211) 및 로터리 밸브(300)의 밸브 시트(310) 사이에는 밸브 스풀(200)의 작동에 의해 개폐되는 오리피스(510,520,530,540)를 형성하며, 이 오리피스(510,520,530,540)는 좌측 또는 우측방향으로의 선회를 위한 밸브 스풀(200)의 회전에 따라 그 단면적이 가변되도록 한다.Between the valve seat 211 of the valve spool 200 and the valve seat 310 of the rotary valve 300, orifices 510, 520, 530 and 540 which are opened and closed by the operation of the valve spool 200 are formed, and the orifices 510, 520, 530 and 540 The cross sectional area is varied according to the rotation of the valve spool 200 for turning in the left or right direction.
밸브 스풀(200)의 그루우브(222)의 각 개소에 리턴 오일 홀(400) 및 오리피스(510,520,530,540)와 연통되는 리턴 오일통로(230)를 형성하고, 리턴 오일통로(230)가 형성되지 않는 밸브 스풀(200)의 그루우브(221,222)에 대응하여 중립위치에서 로터리 밸브(300)의 밸브 시트(310)에 유압 입력포트(330)를 형성하며, 또한 로터리 밸브(300)의 그루우브(320)에 파워 실린더(700)의 좌측 또는 우측으로 유압을 공급하는 유압 출력포트(340)를 형성한다.Valves in which return oil passages 230 communicate with return oil holes 400 and orifices 510, 520, 530, and 540 are formed at respective portions of the groove 222 of the valve spool 200, and return oil passages 230 are not formed. The hydraulic input port 330 is formed in the valve seat 310 of the rotary valve 300 at a neutral position corresponding to the grooves 221 and 222 of the spool 200, and the groove 320 of the rotary valve 300 is also formed. The hydraulic output port 340 for supplying the hydraulic pressure to the left or right of the power cylinder 700 is formed in the.
또한 로터리 밸브(300)의 둘레에는 밸브 바디(600)를 결합하고, 로터리 밸브(300)의 유압 출력포트(340)에 일치하도록 밸브 바디(600)에 실린더 유입포트(610)를 형성한다.In addition, the valve body 600 is coupled to the circumference of the rotary valve 300, and the cylinder inlet port 610 is formed in the valve body 600 to match the hydraulic output port 340 of the rotary valve 300.
상기에서 밸브 스풀(200)의 모든 밸브 시트(211)의 모서리에 엣지(211a)를 형성하고, 상기의 오리피스(510,520)는 로터리 밸브(300)의 유압 입력포트(330)를 포함하는 밸브 시트(310)의 양단 모서리와, 밸브 스풀(200)의 그루우브(221)에 접하는 밸브 시트(211)의 양단 모서리 사이에 형성되도록 하며, 오리피스(510,520)는 중립위치에서 동일한 단면적을 갖도록 구성한다.In the above, the edges 211a are formed at the edges of all the valve seats 211 of the valve spool 200, and the orifices 510 and 520 are valve seats including the hydraulic input port 330 of the rotary valve 300 ( It is formed between both edges of the 310 and both edges of the valve seat 211 in contact with the groove 221 of the valve spool 200, the orifices (510, 520) are configured to have the same cross-sectional area in the neutral position.
또한 상기의 오리피스(530,540)는 유압 입력포트(330)를 포함하지 않는 밸브 시트(211)의 양단 모서리와, 밸브 스풀(200)의 그루우브(222)에 접하는 밸브 시트(211)의 양단 모서리 사이에 형성되도록 하며, 오리피스(530,540)는 중립위치에서 동일한 단면적을 갖도록 구성한다.In addition, the orifices 530 and 540 are formed between both edges of the valve seat 211 not including the hydraulic input port 330 and both edges of the valve seat 211 in contact with the groove 222 of the valve spool 200. And orifices 530 and 540 are configured to have the same cross-sectional area at a neutral position.
상기 오리피스(530,540)는 오리피스(510,520)보다 큰 단면적을 갖도록 비대칭형태로 형성하며, 오리피스(510,520) 및 오리피스(530,540)의 단면적 크기는 밸브 스풀(200)의 그루우브(221,222)의 폭에 의해 결정되도록 구성한 것이다.The orifices 530 and 540 are formed asymmetrically to have a larger cross-sectional area than the orifices 510 and 520, and the size of the cross-sectional area of the orifices 510 and 520 and the orifices 530 and 540 is determined by the width of the grooves 221 and 222 of the valve spool 200. It is configured to be.
따라서 본 발명 차량용 파워 스티어링 시스템의 압력제어밸브는, 중립위치에서 오일은 로터리 밸브(300)의 각 유압 입력포트(330)를 통해 밸브 스풀(200)의 그루우브(221)에 유입되고, 그루우브(221)에 유입된 오일은 각 오리피스(510,520,530,540)를 통해 로터리 밸브(300)의 그루우브(320)와 밸브 스풀(200)의 그루우브(221,222)에 유입되며, 또한 오일은 그루우브(221,222,330)와 오리피스(510,520,530,540) 및 리턴 오일통로(230)와 리턴 오일 홀(400)을 통해 유압탱크(900)로 드레인되면서 중립위치(직진주행시)에서 평형상태를 유지한다.Therefore, in the pressure control valve of the vehicle power steering system of the present invention, oil is introduced into the groove 221 of the valve spool 200 through the respective hydraulic input ports 330 of the rotary valve 300 at the neutral position. The oil flowing into the 221 is introduced into the groove 320 of the rotary valve 300 and the groove 221, 222 of the valve spool 200 through the orifices 510, 520, 530, and 540, and the oil is also provided in the grooves 221, 222, 330. And the orifice (510, 520, 530, 540) and the return oil passage 230 and the return oil through the drain 400 to the hydraulic tank (900) while maintaining the equilibrium in the neutral position (for driving straight).
우회전시는 토오션 바아(100) 및 밸브 스풀(200)이 우측방향으로 미소한 각도로 회동하면서 오리피스(510)가 닫혀져 좌측 실린더 유입포트(610a)를 폐쇄하고, 오리피스(520,530,540)가 열려 우측 실린더 유입포트(610b)를 개방시킨다.At the right turn, the torsion bar 100 and the valve spool 200 are rotated at a slight angle in the right direction, and the orifice 510 is closed to close the left cylinder inlet port 610a, and the orifices 520, 530 and 540 are opened to open the right cylinder. Open the inlet port 610b.
이때 오일은 유압 입력포트(330)로부터 그루우브(221), 오리피스(520), 그루우브(320), 유압 출력포트(340) 및 우측 실린더 유입포트(620b)를 통해 파워 실린더(700)의 우측방향으로 유입되어 우측방향으로 조향배력을 발생시킨다.At this time, the oil flows from the hydraulic input port 330 to the right side of the power cylinder 700 through the groove 221, the orifice 520, the groove 320, the hydraulic output port 340, and the right cylinder inlet port 620b. It flows in the direction and generates steering force in the right direction.
좌회전시는 토오션 바아(100) 및 밸브 스풀(200)이 좌측방향으로 미소한 각도로 회동하면서 오리피스(520)가 닫혀져 우측 실린더 유입포트(610b)를 폐쇄하고, 오리피스(510)가 열려 좌측 실린더 유입포트(610a)를 개방시킨다.In the left turn, the torsion bar 100 and the valve spool 200 are rotated at a slight angle in the left direction, and the orifice 520 is closed to close the right cylinder inlet port 610b, and the orifice 510 is opened to open the left cylinder. Open the inlet port 610a.
이때 오일은 유압 입력포트(330)로부터 그루우브(221), 오리피스(510), 로터리 밸브(300)측의 좌측 그루우브(320), 유압 출력포트(340) 및 좌측 실린더 유입포트(620a)를 통해 파워 실린더(700)의 좌측으로 유입되어 좌측방향으로 조향배력을 발생시킨다.At this time, the oil from the hydraulic input port 330 to the groove 221, the orifice 510, the rotary groove 300, the left groove 320, the hydraulic output port 340 and the left cylinder inlet port 620a Through the flow into the left side of the power cylinder 700 to generate a steering force in the left direction.
여기서 차량의 우측방향 선회시 오리피스(520,530,540)는 모두 개방된 상태이며(종래의 경우에는 오리피스(530)가 완전히 폐쇄됨), 오리피스(520)의 단면적은 증가하고, 오리피스(530)의 단면적은 감소하며, 또한 오리피스(540)의 단면적은 최대로 증가한다.Here, the orifices 520, 530 and 540 are all open when turning to the right side of the vehicle (in the conventional case, the orifice 530 is completely closed), the cross sectional area of the orifice 520 increases, and the cross sectional area of the orifice 530 decreases. In addition, the cross-sectional area of the orifice 540 increases to the maximum.
이처럼 오리피스(520,530,540)의 단면적이 각기 변화되고, 오리피스(530)가 개방된 상태를 갖게 되므로 오일의 일부는 오리피스(530)를 통해 빠져 나간다.As such, the cross-sectional areas of the orifices 520, 530, and 540 are changed, and the orifice 530 is in an open state, so that a part of the oil exits through the orifices 530.
도 5는 압력제어밸브의 토오크/압력특성을 나타낸 그래프로서, 토오션 바아(100)의 토오크를 다수 구간으로 구분하였을 때, 오일의 일부분을 오리피스(530)를 통해 빠져나가도록 함으로써 실선으로 나타낸 패턴과 같이 구간 b에서 토오크에 대한 유압의 비율은 변화가 없으며, 구간 e에서 유압은 일정값만큼 선형적으로 상승,변화된다.FIG. 5 is a graph illustrating torque / pressure characteristics of the pressure control valve. When the torque of the torque bar 100 is divided into a plurality of sections, a portion of the oil passes through the orifice 530 to show a pattern. As shown in FIG. 2, the ratio of the hydraulic pressure to the torque in the section b does not change. In the section e, the hydraulic pressure increases and changes linearly by a predetermined value.
구간 f에서 유압은 급상승하며, 이 구간에서도 유압의 상승패턴은 선형적으로 나타난다.In section f, the hydraulic pressure rises rapidly, and in this section, the rising pattern of the hydraulic pressure is linear.
이른바 선회주행성능의 향상을 위한 코너링 테크닉(conering technic)의 하나로 슬로우-인 패스트-아웃(slow-in fast-out)이 있는데, 이는 선회직전 감속하고 선회구간의 출구라인에 도달하면 충분히 가속하여 선회주행을 완료하는 것으로, 운전습관에 있어서 보다 원활하고 안정된 선회를 행하기 위하여 필요한 운전방법중의 하나이며, 본 발명의 경우는 그래프에서와 같이 구간 f에서 조향배력을 급속히 상승시킴으로써 슬로우-인 패스트-아웃의 선회 테크닉을 원활하게 실현하도록 일조한다.One of the cornering techniques for improving turning performance is slow-in fast-out, which slows down just before turning and accelerates enough to reach the exit line of the turning section. Completion of driving is one of the driving methods necessary for smoother and more stable turning in driving habits. In the case of the present invention, as shown in the graph, a slow-in fast- We help to realize out turning technique smoothly.
일점쇄선으로 나타난 패턴은 중립위치에서 밸브내의 오리피스 단면적이 일정한 경우이며, 이점쇄선으로 나타난 패턴은 상기에서 설명된 바와 같이 중립위치에서 오리피스의 단면적을 가변시킨 경우이다.The pattern indicated by the dashed-dotted line is the case where the orifice cross-sectional area in the valve is constant at the neutral position, and the pattern indicated by the dashed-dotted line is the case where the cross-sectional area of the orifice is varied at the neutral position as described above.
전자의 경우는 구간 c에서 유압의 변화가 없어, 선회성능이 매우 저하되는 경우이며, 후자의 경우는 구간 a를 지나면서 토오크에 대하여 유압이 상승하나 유압변화가 비례적으로 나타나고 있어, 슬로우-인 패스트-아웃의 선회 테크닉을 위하여 별다른 잇점을 제공하지 못할 뿐만 아니라 선회안정성을 해칠 우려가 있다.In the former case, there is no change in the hydraulic pressure in the section c, and the turning performance is very low. In the latter case, the hydraulic pressure increases with respect to the torque while passing the section a. Not only does it offer no benefit for fast-out turning techniques, but it also compromises turn stability.
또한 종래의 유압제어밸브들은 공히 비선형적인 유압변화패턴을 갖고 있다.In addition, conventional hydraulic control valves have a non-linear hydraulic pressure change pattern.
본 발명의 경우는 선형적인 유압변화패턴을 가지며, 선회초기에 유압이 급속히 상승하지 않으므로 선회성능향상과 선회안정성에 기여한다.In the case of the present invention has a linear hydraulic change pattern, since the hydraulic pressure does not rise rapidly at the beginning of the swing, contributes to the improvement of the swing performance and the swing stability.
도 6은 압력제어밸브의 조향각/오리피스 변화를 나타낸 그래프로서, 종래의 경우는 오리피스의 단면적이 일정 시점까지 감소되지 않거나 또는 단면적 감소속도가 일정한 비율로 이루어지며, 본 발명의 경우는 조향각이 증가됨에 따라 오리피스의 단면적이 감소되며, 오리피스의 단면적은 일정 시점에서 감소비율이 증가한다.Figure 6 is a graph showing the steering angle / orifice change of the pressure control valve, in the conventional case the cross-sectional area of the orifice is not reduced to a certain point or the rate of reduction in the cross-sectional area is made at a constant rate, in the case of the present invention the steering angle is increased As a result, the cross-sectional area of the orifice is reduced, and the reduction ratio of the cross-sectional area of the orifice increases at some point.
이상과 같이 본 발명 차량용 파워 스티어링 시스템의 압력제어밸브는, 차량의 선회초기에 밸브로부터 실린더로 유입되는 유압을 일정량만큼 감소시켜 조향 토오크에 대하여 유압을 선형적으로 상승,변화시킴으로써, 선회 안정성 및 선회성능을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the pressure control valve of the vehicle power steering system according to the present invention reduces the hydraulic pressure flowing into the cylinder from the valve at the beginning of the vehicle turning by a certain amount, thereby linearly raising and changing the hydraulic pressure with respect to the steering torque, thereby turning stability and turning. This has the effect of improving performance.
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