KR100193065B1 - 동력 조향장치의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 주행속도 및 조타 토오크에 따라 모터의 구동력을 조절하여 차량의 주행속도에 적합한 조향감을 느낄 수 있도록 하는 것이다.

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.

Description

동력 조향장치의 제어방법

제1도는 본 발명의 제어방법이 적용되는 동력 조향장치의 구성을 보인 도면.

제2도는 본 발명의 제어방법을 보인 신호 흐름도.

제3도는 본 발명의 제어방법에 의한 조향 토오크와 모터의 구동전압 관계를 보인 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 조향 핸들 1A : 조향 축

2 : 조향 토오크 센서 3 : 로터리 밸브

4 : 피니언 5 : 실린더

5A, 5B : 챔버 6 : 랙바

6A : 랙 7 : 모터

8 : 유압 펌프 9,14 : 리지버

10 : 릴리프 밸브 11 : 역지 밸브

12 : 어큐뮬레이터 13 : 압력 센서

15 : 토오크 신호 입력부 16 : 콘트롤러

본 발명은 차량의 주행속도 및 조향 토오크(torque)에 따라 유압 펌프의 공급 유량을 조절하는 동력 조향장치의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량을 운전할 경우에 차량의 바퀴와 지면간의 마찰력 등에 의해 조향핸들이 무거워 조작력이 커지고, 신속하게 조향할 수 없게 되는 위험이 발생한다.

그러므로 많은 차량들이 동력조향장치를 구비하여 가볍고, 신속하게 조향할 수 있도록 하고 있다.

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.

이러한 동력 조향장치로서는 여러 가지가 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동력 조향장치의 제어방법을 상세히 설명한다.

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.

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.

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.

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.

이와 같이 구성된 동력 조향장치는 콘트롤러(17)의 제어에 따라 모터(7)가 구동되면, 유압 펌프(8)가 구동된다.

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.

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.

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.

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.

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.

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(T_o)이하인 지를 판단한다.

이 때 운전자가 조향 핸들(1)을 조작하지 않거나 또는 미세하게 조작하여 조향 토오크가 기준 토오크(T_o)이하일 경우에 콘트롤러(16)는 압력센서(13)가 검출하는 공급 유로의 유체 압력을 입력하여 미리 설정된 최대 압력(P_u) 및 최저압력(P_L)과 비교한다.

검출한 유체의 압력이 미리 설정된 최대 압력(P_u)이상일 경우에 콘트롤러(16)는 모터(7)를 정지시켜 유체의 압력을 낮추고, 검출한 유체의 압력이 미리 설정된 최대 압력(P_u) 이하일 경우에는 다시 모터(7)를 최저 구동전압(V₀)으로 구동시켜 유체의 압력을 증가시키며, 최대 압력(P_u) 이하이고, 최저 압력(P_L) 이상일 경우에는 모터(7)의 구동을 이전의 상태 그대로 유지한다.

즉, 제3도에 도시된 바와 같이 콘트롤러(16)는 운전자가 조향 핸들(1)을 회전시키지 않거나 또는 미약하게 회전시켜 조향 토오크가 기준 토오크(T_o) 이하인 비조항시 유체의 압력을 기준 압력으로만 유지시켜도 되는 것으로서 본 발명에서는 비조향시 유체의 압력이 기준 최대 압력(P_u) 이상일 경우에 모터(7)를 정지시키고, 기준 최저 압력(P_L) 이하일 경우에 모터(7)를 최저 구동전압(V₀)으로 구동시키며, 기준 최대 압력(P_u)과 기준 최저 압력(P_L)의 사이일 경우에는 모터(7)의 구동을 현재 상태로 유지시켜 유체의 압력이 기준 최대 압력(P_u)과 기준 최저 압력(P_L)의 사이를 유지하게 한다.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (3)

1. 조향 핸들의 조향 토오크가 미리 설정된 기준 토오크 이상인지를 판단하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 판단한 조향 토오크가 미리 설정된 기준 토오크 이하일 경우에 유체의 압력을 설정된 최저상태로 유지시키는 제2과정과, 상기 제1과정에서 판단한 조향 토오크가 미리 설정된 기준 토오크 이상일 경우에 차속을 판단하는 제3과정과, 상기 제3과정에서 판단한 차속에 따라 미리 설정된 차속 그래프와 상기 제1과정에서 판단한 조향 토르크의 값에 따라 유체의 공급유량을 조절하는 제4과정으로 제어됨을 특징으로 하는 동력 조향장치의 제어방법.
2. 제1항에 있어서 제2과정은 기준 최대 압력(P_u) 및 기준 최저 압력(P_L)을 설정하고, 유체의 입력이 기준 최대압력(P_u) 및 기준 최저 압력(P_L)의 사이를 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 동력 조향장치의 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 제4과정은 차속 및 조향 토르크에 비례하여 유체의 공급 유량을 증감시키는 것을 특징으로 하는 동력 조향장치의 제어방법.