KR100193065B1 - Control method of power steering - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 주행속도 및 조타 토오크에 따라 모터의 구동력을 조절하여 차량의 주행속도에 적합한 조향감을 느낄 수 있도록 하는 것이다.The present invention adjusts the driving force of the motor according to the running speed and the steering torque of the vehicle so that a steering feeling suitable for the running speed of the vehicle can be felt.
본 발명은 조향 토오크가 미리 설정된 값 이하일 경우에 유체의 압력이 미리 설정된 압력 상한값 및 입력 하한값의 사이를 유지하게 모터의 구동을 제어하고, 조향 토오크가 미리 설정된 값 이상일 경우에는 차량의 속도에 따라 모터의 구동을 제어하여 유체의 공급 유량을 조절하는 것으로 차량의 주행속도가 빠를수록 유체의 공급 유량이 적게 되도록 조절하여 차량의 주행속도에 따른 조향감을 느낄 수 있도록 한다.According to the present invention, when the steering torque is less than a predetermined value, the driving of the motor is controlled so that the pressure of the fluid is maintained between the preset upper limit value of pressure and the lower limit of the input value. So that the supply flow rate of the fluid is decreased as the traveling speed of the vehicle is increased, so that the steering feeling according to the traveling speed of the vehicle can be felt.
Description
제1도는 본 발명의 제어방법이 적용되는 동력 조향장치의 구성을 보인 도면.FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power steering apparatus to which a control method of the present invention is applied; FIG.
제2도는 본 발명의 제어방법을 보인 신호 흐름도.Figure 2 is a signal flow diagram illustrating the control method of the present invention.
제3도는 본 발명의 제어방법에 의한 조향 토오크와 모터의 구동전압 관계를 보인 그래프.FIG. 3 is a graph showing the relation between the steering torque and the drive voltage of the motor according to the control method of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
1 : 조향 핸들 1A : 조향 축1: Steering handle 1A: Steering axis
2 : 조향 토오크 센서 3 : 로터리 밸브2: Steering torque sensor 3: Rotary valve
4 : 피니언 5 : 실린더4: Pinion 5: Cylinder
5A, 5B : 챔버 6 : 랙바5A and 5B: chamber 6: rack bar
6A : 랙 7 : 모터6A: Rack 7: Motor
8 : 유압 펌프 9,14 : 리지버8: Hydraulic pump 9,14: Riser
10 : 릴리프 밸브 11 : 역지 밸브10: relief valve 11: check valve
12 : 어큐뮬레이터 13 : 압력 센서12: Accumulator 13: Pressure sensor
15 : 토오크 신호 입력부 16 : 콘트롤러15: Torque signal input unit 16: Controller
본 발명은 차량의 주행속도 및 조향 토오크(torque)에 따라 유압 펌프의 공급 유량을 조절하는 동력 조향장치의 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method of a power steering apparatus that adjusts a supply flow rate of a hydraulic pump according to a running speed and a steering torque of a vehicle.
일반적으로 차량을 운전할 경우에 차량의 바퀴와 지면간의 마찰력 등에 의해 조향핸들이 무거워 조작력이 커지고, 신속하게 조향할 수 없게 되는 위험이 발생한다.Generally, when the vehicle is driven, there is a risk that the steering force is heavy due to frictional force between the wheels of the vehicle and the ground, which increases the operating force and makes it impossible to steer quickly.
그러므로 많은 차량들이 동력조향장치를 구비하여 가볍고, 신속하게 조향할 수 있도록 하고 있다.Therefore, many vehicles are provided with power steering devices so that they can be lightly and quickly steered.
동력 조향장치는 조향핸들의 조작력을 작게 하여 조향장치어를 자유롭게 선택할 수 있도록 하고, 노면에서의 충격에 의한 조향핸들의 킥 백(kick back)을 방지함은 물론 회전되는 바퀴의 시미 모션(shimmy motion)을 감소시키고 있다.The power steering apparatus can reduce the operation force of the steering wheel so as to freely select the steering wheel, prevent a kick back of the steering wheel due to an impact on the road surface, as well as provide a shimmy motion ).
이러한 동력 조향장치로서는 여러 가지가 있다.There are various such power steering apparatuses.
일예로 일본국 특개평 5-272466호가 알려져 있다. 이 기술에 의하면, 압축유체를 저장하는 어큐뮬레이터와 방향 제어밸브와 모터로 구동되는 유압 펌프와 클로즈드 센터 밸브 및 공급 유로의 압력을 검출하는 압력 센서 등을 구비하고, 조향을 할 경우에 압축 유체가 실린더로 유입되면서 공급 유로의 압력이 일정값 이하로 저하되거나 또는 압축 유체가 누설되어 공급 유로의 압력이 일정값 이하로 저하될 경우에 유압 펌프를 구동시켜 공급 유로의 유체 압력이 항상 일정한 값을 유지하도록 하고 있다.For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-272466 is known. According to this technique, an accumulator for storing a compressed fluid, a hydraulic pump driven by a directional control valve and a motor, a closed center valve, and a pressure sensor for detecting the pressure of the supply passage are provided. When the pressure of the supply passage drops below a predetermined value or when the pressure of the supply passage drops below a predetermined value due to the leakage of the pressurized fluid, the hydraulic pump is driven so that the fluid pressure in the supply passage always maintains a constant value .
그러나 상기한 종래의 기술은 차량의 주행속도에 관계없이 공급 유로의 유체 압력을 항상 일정한 값으로 유지시켜 일정한 조향감을 느끼게 함으로써 차량이 고속 주행할 경우에는 조향감이 너무 가볍고, 저속으로 주행할 경우에는 조향감이 너무 무겁게 되는 등의 문제점이 있었다.However, according to the above-described conventional technology, the fluid pressure of the supply passage is always maintained at a constant value regardless of the running speed of the vehicle, so that the driver feels a constant steering feeling so that the steering feeling is too light when the vehicle travels at a high speed, The steering feeling is too heavy.
따라서 본 발명의 목적은 차량의 주행속도 및 조타 토오크에 따라 모터의 구동력을 조절하여 차량의 주행속도에 적합한 조향감을 느낄 수 있도록 하는 동력 조향장치의 제어방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a control method of a power steering apparatus that adjusts a driving force of a motor in accordance with a running speed and a steering torque of the vehicle so that a steering feeling suitable for the running speed of the vehicle can be felt.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동력 조향장치의 제어방법은 조향 토오크가 미리 설정된 값 이하일 경우에 유체의 압력이 미리 설정된 압력 상한값 및 압력 하한값의 사이를 유지하게 모터의 구동을 제어한다.In order to achieve the above object, a control method of a power steering apparatus of the present invention controls driving of a motor such that a fluid pressure is maintained between a preset pressure upper limit value and a pressure lower limit value when the steering torque is less than a preset value.
그리고 조향 토오크가 미리 설정된 값 이상일 경우에는 차량의 속도에 따라 모터의 구동을 제어하여 유체의 압력을 조절하는 것으로 차량의 주행속도가 빠를수록 유체의 공급 유량을 적게 조절하여 차량의 주행속도에 따른 조향감을 느낄 수 있도록 한다.When the steering torque is higher than a predetermined value, the driving force of the motor is controlled according to the speed of the vehicle to regulate the pressure of the fluid. As the traveling speed of the vehicle becomes faster, the supply flow rate of the fluid is decreased, Make sense of feeling.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동력 조향장치의 제어방법을 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method of controlling a power steering system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명의 제어방법이 적용되는 동력 조향장치의 구성을 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 조향 핸들(1)의 축(1A)에 조향 토오크 센서(2) 및 로터리 밸브(3)가 설치됨과 아울러 피니언(4)이 설치된다.FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power steering apparatus to which a control method of the present invention is applied. The steering torque sensor 2 and the rotary valve 3 are provided on the shaft 1A of the steering wheel 1 and the pinion 4 is provided.
피니언(4)의 일측에는 실린더(5)가 설치되고, 실린더(5)의 랙 바(6)에 랙(6A)이 형성되어 상기 피니언(4)과 교합되고, 조향 핸들(1)의 회전에 따라 랙 바(6)가 좌우로 이동되게 되어 있다.A cylinder 5 is provided on one side of the pinion 4 and a rack 6A is formed on the rack bar 6 of the cylinder 5 and is engaged with the pinion 4, The rack bar 6 is moved to the left and right.
그리고 모터(7)의 구동에 따라 동작되는 유압 펌프(8)의 유입구는 리저버(9)에 연결되고, 유압 펌프(8)의 배출구는 릴리프 밸브(10)를 통해 리저버(9)에 연결됨과 아울러 역지 밸브(check valve)(11)를 통해 어큐뮬레이터(12) 및 압력센서(13)에 연결되며, 다시 로터리 밸브(3)를 통해 상기 실린더(5)의 일측 챔버(chamber)(5A)에 연결되어 실린더(5)의 타측 챔버(5B)가 로터리 밸브(3)를 통해 리져버(14)에 연결된다.The inlet of the hydraulic pump 8 operated in accordance with the driving of the motor 7 is connected to the reservoir 9 and the outlet of the hydraulic pump 8 is connected to the reservoir 9 through the relief valve 10, Is connected to the accumulator 12 and the pressure sensor 13 through a check valve 11 and is connected to a chamber 5A of the cylinder 5 through the rotary valve 3 And the other chamber 5B of the cylinder 5 is connected to the reservoir 14 through the rotary valve 3. [
또한 상기 조향 토오크 센서(2)의 신호를 토오크 신호 입력부(15)가 압력하고, 토오크 신호 입력부(15)가 입력한 조항 토오크와 차속신호 및 상기 압력 센서(13)의 신호에 따라 콘트롤러(6)가 상기 모터(7)의 구동을 제어하게 하였다.The torque signal input unit 15 presses the signal of the steering torque sensor 2 and the controller 6 is controlled according to the provisional torque and the vehicle speed signal input by the torque signal input unit 15 and the signal of the pressure sensor 13. [ Thereby controlling the driving of the motor 7.
이와 같이 구성된 동력 조향장치는 콘트롤러(17)의 제어에 따라 모터(7)가 구동되면, 유압 펌프(8)가 구동된다.In the thus structured power steering apparatus, when the motor 7 is driven under the control of the controller 17, the hydraulic pump 8 is driven.
그러면 리저버(9)에 저장된 유체가 유압 펌프(8)를 통하고, 역지 밸브(11)를 통해 어큐뮬레이터(12)에 저장되고, 로터리 밸브(3)에 공급된다.The fluid stored in the reservoir 9 is then passed through the hydraulic pump 8 and stored in the accumulator 12 via the check valve 11 and supplied to the rotary valve 3.
이 때, 유압 펌프(8)에서 배출되는 유체의 압력이 높을 경우에 그 압력에 따라 릴리프 밸브(10)가 개방되어 유체를 리저버(9)로 궤환시키고, 압력을 줄이게 된다.At this time, when the pressure of the fluid discharged from the hydraulic pump 8 is high, the relief valve 10 is opened according to the pressure, and the fluid is fed back to the reservoir 9 to reduce the pressure.
이와 같은 상태에서 운전자가 조향 핸들(1)을 회전시키면, 조향 핸들(1)의 회전에 따라 로터리 밸브(3)의 유로 방향이 전환됨과 아울러 로터리 밸브(3)로 공급된 유체 및 리저버(14)에 저장되어 있는 유체가 실린더(5)의 일측 챔버(5A) 및 타측 챔버(5B)로 이동되면서 랙 바(6)를 이동시켜 조향이 가볍게 되도록 한다.When the driver rotates the steering wheel 1 in such a state, the flow direction of the rotary valve 3 is changed in accordance with the rotation of the steering wheel 1, and the fluid supplied to the rotary valve 3, The rack 5 is moved to the one chamber 5A and the other chamber 5B of the cylinder 5 to move the rack bar 6 so that the steering is light.
그리고 로터리 밸브(3)로 공급된 유체의 압력을 압력 센서(13)가 검출하여 콘트롤러(16)에 입력시킴과 아울러 토오크 센서(2)가 검출하는 토오크를 토오크 신호 입력부(15)가 입력하여 콘트롤러(16)에 입력시키게 되고, 또한 차속 신호가 콘트롤러(16)에 입력된다.The pressure sensor 13 detects the pressure of the fluid supplied to the rotary valve 3 and inputs it to the controller 16. The torque signal input unit 15 receives the torque detected by the torque sensor 2, (16), and the vehicle speed signal is input to the controller (16).
그러면 콘트롤러(16)는 유체의 압력, 조향 핸들(1)의 토오크 및 차속 신호에 따라 모터(7)의 구동을 제어하여 유체의 공급 유량을 조절하게 된다.Then, the controller 16 controls the driving of the motor 7 according to the pressure of the fluid, the torque of the steering wheel 1, and the vehicle speed signal to control the supply flow rate of the fluid.
제2도는 본 발명의 제어방법을 보인 신호 흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이 콘트롤러(16)는 먼저 토오크 센서(2)가 검출하는 조향 핸들(1)의 조향 토오크를 신호 입력부(15)를 통해 입력하여 미리 설정된 기준 토오크(To)이하인 지를 판단한다.Figure 2 is a signal flow diagram illustrating the control method of the present invention. The controller 16 inputs the steering torque of the steering wheel 1 detected by the torque sensor 2 through the signal input unit 15 and determines whether the steering torque is equal to or less than a predetermined reference torque T o .
이 때 운전자가 조향 핸들(1)을 조작하지 않거나 또는 미세하게 조작하여 조향 토오크가 기준 토오크(To)이하일 경우에 콘트롤러(16)는 압력센서(13)가 검출하는 공급 유로의 유체 압력을 입력하여 미리 설정된 최대 압력(Pu) 및 최저압력(PL)과 비교한다.At this time, when the driver does not operate the steering wheel 1 or finely operates the steering torque to be equal to or lower than the reference torque T o , the controller 16 inputs the fluid pressure of the supply passage detected by the pressure sensor 13 And compares it with the preset maximum pressure P u and the minimum pressure P L.
검출한 유체의 압력이 미리 설정된 최대 압력(Pu)이상일 경우에 콘트롤러(16)는 모터(7)를 정지시켜 유체의 압력을 낮추고, 검출한 유체의 압력이 미리 설정된 최대 압력(Pu) 이하일 경우에는 다시 모터(7)를 최저 구동전압(V0)으로 구동시켜 유체의 압력을 증가시키며, 최대 압력(Pu) 이하이고, 최저 압력(PL) 이상일 경우에는 모터(7)의 구동을 이전의 상태 그대로 유지한다.When the detected fluid pressure is equal to or greater than the preset maximum pressure P u , the controller 16 stops the motor 7 to lower the pressure of the fluid, and when the detected fluid pressure is equal to or less than the preset maximum pressure P u The motor 7 is driven again to the minimum driving voltage V 0 to increase the pressure of the fluid and when the pressure is equal to or lower than the maximum pressure P u and equal to or higher than the lowest pressure P L , Keep the previous state.
즉, 제3도에 도시된 바와 같이 콘트롤러(16)는 운전자가 조향 핸들(1)을 회전시키지 않거나 또는 미약하게 회전시켜 조향 토오크가 기준 토오크(To) 이하인 비조항시 유체의 압력을 기준 압력으로만 유지시켜도 되는 것으로서 본 발명에서는 비조향시 유체의 압력이 기준 최대 압력(Pu) 이상일 경우에 모터(7)를 정지시키고, 기준 최저 압력(PL) 이하일 경우에 모터(7)를 최저 구동전압(V0)으로 구동시키며, 기준 최대 압력(Pu)과 기준 최저 압력(PL)의 사이일 경우에는 모터(7)의 구동을 현재 상태로 유지시켜 유체의 압력이 기준 최대 압력(Pu)과 기준 최저 압력(PL)의 사이를 유지하게 한다.3, the controller 16 causes the driver to rotate the steering wheel 1 slightly or slightly so as to set the pressure of the fluid at the time of non-provision, where the steering torque is equal to or lower than the reference torque T o , If in the present invention as being only even maintained when the reference maximum pressure (P u), the pressure in the non-steering fluid than to stop the motor 7, the reference minimum pressure (P L) is less than the lowest of the motor 7 to the sikimyeo driven with a drive voltage (V 0), based on the maximum pressure (P u) and the reference minimum pressure (P L), the fluid pressure based on the maximum pressure to include maintaining the driving of the motor 7, as is the case is between the ( P u ) and the reference minimum pressure (P L ).
그리고 토오크 센서(2)가 검출한 조향 토오크가 미리 설정된 기준 토오크(To) 이상일 경우 즉, 조향핸들(1)을 조향할 경우에는 콘트롤러(16)차속 신호를 입력한다.When the steering torque detected by the torque sensor 2 is equal to or greater than a preset reference torque To, that is, when the steering wheel 1 is steered, the controller 16 inputs a vehicle speed signal.
차속이 입력되면, 콘트롤러(16) 차속 신호로 차량의 주행속도를 판단하여 현재 고속, 중속 또는 저속으로 주행하고 있는 지를 판단하여 제3도에 도시된 바와 같이 차속에 따라 미리 설정된 제어곡선을 선택하게 된다.When the vehicle speed is inputted, the controller 16 judges the running speed of the vehicle by the vehicle speed signal and judges whether the vehicle is running at the high speed, medium speed or low speed, and selects a preset control curve according to the vehicle speed as shown in FIG. 3 do.
이와 같이 차속에 따른 제어곡선이 선택되면, 콘트롤러(16)는 조향 토르크와 현재 차량의 주행 속도에 따른 모터(7)의 구동 전압을 판단하고, 판단한 구동전압을 모터(7)로 출력하여 모터(7)의 구동력을 조절하며, 유체의 공급 유량을 조절하게 된다.When the control curve according to the vehicle speed is selected as described above, the controller 16 determines the steering torque and the driving voltage of the motor 7 according to the running speed of the current vehicle, outputs the determined driving voltage to the motor 7, 7) to adjust the supply flow rate of the fluid.
즉, 차량이 고속으로 주행하는 상태에서 조향할 경우에는 유체의 공급 유량을 적게 하여 조향이 무겁게 되도록 하고, 저속으로 주행할수록 유체의 공급 유량을 많게 조절하여 조향이 가볍게 되도록 한다.That is, when the vehicle is steered at a high speed, the supply flow rate of the fluid is reduced to make the steering weight heavier, and as the vehicle travels at a low speed, the supply flow rate of the fluid is increased to lighten the steering.
이상에서와 같이 본 발명은 차량의 주행속도에 따라 유체의 공급 유량을 조절하여 조향력을 가변시킴으로써 운전자는 차량의 주행속도에 따른 조향감으로 조향 핸들을 조작하게 되고, 이로 인하여 조향 안정성을 향상시키게 되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the steering force is varied by adjusting the supply flow rate of the fluid according to the traveling speed of the vehicle, so that the driver operates the steering wheel with the steering feeling corresponding to the traveling speed of the vehicle, thereby improving the steering stability It is effective.
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