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KR950013088B1 - 자동차의 조향제어방법 - Google Patents

자동차의 조향제어방법 Download PDF

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KR950013088B1
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angular velocity
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조성현
이병조
이탁렬
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만도기계주식회사
정몽원
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

내용 없음.

Description

자동차의 조향제어방법
제 1 도는 본 발명에 따른 자동차의 조향장치에 대한 블럭구성도.
제 2 도는 본 발명에 따른 자동차의 조향제어방법을 설명하기 위한 개념적인 블럭도.
제 3 도는 본 발명에 따른 자동차의 조향제어방법에 있어서, 각종 신호에 대한 유량 변화 그래프.
제 4 도는 종래의 조향제어방법을 설명하기 위한 개념적인 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 유량제어부재 11 : 솔레노이드
20 : 제어장치 22 : 횡가 속도 연산부
50 : 유압실린더 60 : 차속 감지부재
70 : 조향각속도 감지부재 80 : 엔진회전수 감지부재
본 발명은 자동차의 조향제어방법에 관한 것으로, 특히 유압식 조향장치의 조향제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 유압식 조향장치는 소형차등에 주로 사용되고 있으며, 이러한 조향장치는 현재 여러가지 형태가 제안되어 사용되고 있다.
일반적으로, 유압식 조향장치는 저속주행 및 주차운전시에 조향반력을 감소시켜 주기 위한 것으로서, 그 동작을 살펴보면, 주행중에 운전자가 필요에 따라 조향핸들을 소정방향으로 회전시키는 경우, 로터리밸브가 오리피스를 형성함과 동시에 오일펌프로부터 공급되는 오일에 압력이 발생되면서 유압실린더의 일측으로 유압이 공급된다.
이에 의해 공급된 유압이 운전자의 핸들 조작에 따른 조향방향으로 압력을 야기시켜 조향반력을 줄여주게된다.
그러나, 이와같은 구성의 조향장치는 주로 저속주행시에 조향반력을 줄이는데 역점을 두고 설계된 것으로서, 자동차의 고속 주행시에 조정의 안정성이 극히 저하되는 문제점을 갖는다.
한편, 유압실린더에 공급되는 유량을 조정하여 상기한 문제점을 해소하려고 시도하고 있으나, 이 경우 유압실린더로의 공급 유량이 적은 고속 주행시에 갑작스런 돌발사태등에 대응하여 운전자가 조향 핸들을 급회전하게 되면 유압실린더내에 순간적인 진공상태가 발생하게 된다. 따라서, 이로 인한 캐치업 현상으로 인해 운전자가 조향감각을 순간적으로 상실하게 되므로서 여러가지 사고를 유발하게 되는 등 자동차의 안전운행에 악영향을 초래하는 문제점이 야기되었다.
따라서, 최근 들어서 상기와 같은 종래 장치의 문제점을 해소하기 위하여, 차속과 조향각의 속도를 감지하고 이 감지된 속도에 의거하여 유압실린더내의 유량을 제어하는 조향장치가 개발되고 있으며, 이러한 조향장치의 일예로서는 제 1 도에 도시된 구성의 것이 있다.
동 도면으로부터 알 수 있는 바와같이 이러한 형태의 조향 장치는 조향핸들로부터 전달되는 조향력을 양측바퀴에 직접 전달하는 타이로드(40)에 장착된 유압실린더(50)와, 차체의 동력발생으로 구동되면서 유압실린더에 적정량의 유량을 공급하는 오일펌프(110)와, 유압실린더(50)와 오일펌프(110) 사이에 개재되어 조향축(100)과 협동하면서 필요에 따른 좌, 우 조향에 의거하여 유압실린더의 양측으로 유압을 선택적으로 분배, 공급해 주는 로터리밸브(90)를 구비한다.
또한, 상술한 형태의 종래 조향장치는 유압실린더(50)의 양측 사이에 설치되어 그 양측에 유로를 제공하는 유량제어부재(10)와, 차속 및 조향각 속도 감지부재로부터 운전정보를 받아 유량제어부재를 단속적으로 제어하하는 제어장치(20)가 더욱 구비된다. 더욱이 유압실린더(50)는 양측으로 분리되는 두개의 분할실(51, 52)을 구비한다. 본 발명은 실질적으로 유압실린더의 양측에 유로를 제공하는 상기의 유량 제어부재를 단속적으로 제어하는 제어장치에 관련된 것이다.
다음에 상술한 바와같은 구성을 갖는 전형적인 조향장치에 채용되는 종래의 조향제어방법에 대하여 설명한다. 제 4 도는 종래의 조향제어 방법을 설명하기 위해 도시한 개념적인 블럭구성도로서, 조향 제어를 수행하기 위한 제어장치(20)는 동 도면에 도시된 바와같이, 엔진 회전수 감지부재로부터의 감지신호와 차속 감지부재와 조향각속도 감지부재로부터 감지신호를 입력으로하여 자동차의 조향제어를 행한다.
따라서, 종래의 조향제어방법에 따르면, 제어장치(20)가 차속감지부재로부터의 감지신호에 의거하여 솔레노이드 통전 전류를 제어함으로써 조향력이 조정되고, 조향각속도 부재에서 이를 측정하여 고속주행시 문제가 되는 캐치업 현상을 제거한다.
그러나, 고속시에 상기 캐치업 현상을 제어하기 위해 조향각속도에 의한 유량증가만을 고려하였을 경우, 과대한 조향이 발생하여 고속주행시 차량의 안정성에 위험한 현상을 유발시키게 되는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래기술의 문제점을 극복함과 동시에 조향핸들의 급회전시에 발생하는 과대한 조향을 방지할 수 있는 자동차의 조향제어방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 자동차의 소정 부분에 배치된 각 감지부재로부터의 차속신호와 조향각속도 신호에 의거하여 제어장치내의 횡가 속도 연산부에서 전류제어수단을 통해 솔레노이드로의 통전전류를 제어함으로서 유압실린더에 유입되는 유량을 조절하여 자동차의 조향을 제어하는 자동차의 조향제어방법에 있어서, 차속신호와 조향각속도 신호에 의거하여 횡가속도를 연산하고, 이 연산된 횡가속도와 차속 및 조향각속도 신호에 의거하여 솔레노이로의 통전전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향제어방법을 제공한다.
본 발명의 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되어지는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명백하게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시에에 대하여 상세하게 설명한다.
제 2 도는 본 발명에 따른 자동차의 조향제어방법을 설명하기 위한 개념적인 블럭도를 나타낸다. 동 도면에서 참조번호 20으로 표시된 구성부재는 전술한 제 1 도에 도시된 동일참조번호에 해당하는 제어장치로서, 엔진회전수 신호, 차속신호 및 조향각속도 신호를 입력으로 하도록 구성된다. 따라서, 제어장치(20)는 제 1 도에 도시된 바와같이 차속 및 조향각속도 감지부재(60, 70)로부터 감지신호가 입력되면 이들 신호에 의거하여 내장된 횡가속도 연산부(22)를 통해 현재의 차량주행정보를 연산하고, 이 연산결과에 상응하여 솔레노이드(11)로의 통전전류를 제어함으로서 최종적으로 제 1 도에 도시된 유압실린더(50)로의 유입유량이 조절되게 한다. 또한, 제어장치(20)에 입력되는 엔진회전수 신호는 전술한 종래기술에서와 같이 차속 감지부재의 이상 유무를 체크하는데 활용된다.
제 3 도는 본 발명에 따른 자동차의 조향제어방법에 있어서, 각종 신호, 즉 Q차속, Q'각속도 및 이들 신호에 기초하여 구해지는 Q"횡가속도에 대한 유량 변화 그래프를 각각 나타낸다. 이하에 동 도면을 참조하여 본 발명에 따른 조향제어방법을 상세하게 설명한다.
동 도면에 도시된 바와같은 Q차속은 차량의 속도에 따라 유량을 제어(감소 또는 증가)하는데 이용되고, Q'각속도는 조향핸들이 움직였을때 움직인 만큼 유압실린더(제 1 도의 참조번호 50)의 용적 변화에 대하여 유량을 순간적으로 보상하지 못했을 경우에, 야기되는 캐치업 현상을 제거하는데 이용된다. 즉, 급격한 조향(제어장치(2°)에 빠른 조향각속도가 입력될때)에 대하여 보상된 유량을 공급하여 Q' 각속도에 따라 유량이 선형적으로 증가하게 된다. 이를 수식으로 표현하면 아래의 (1)식과 같다.
Q' 각속도=K각속도×W…………………………………………(1)
여기에서, K 각속도는 조향각속도 이득을, W는 조향각속도를 각각 나타낸다.
따라서, 예기치 못한 급커브나 돌발상태등에 의해 운전자가 조향핸들을 급회전시킬 경우, 즉 고속이면서 급격한 조향이 행해질 경우, 그에 따른 과대한 조향을 감소시킬 필요가 있다. 본 발명은 이와같은 상황하에서 발생되는 과대한 조향을 방지하기 위하여, 제어장치(20)를 통해 제 1 도에 도시된 차속 및 조향각속도 감지부재(60, 70)로부터의 차속신호와 조향각속도 신호에 의거하여 횡가속도를 연산하고, 이 연산된 횡가속도와 차속 및 조향각도 신호에 의거하여 솔레노이드(11)로의 통전전류를 제어함으로서 유압실린더(제 1 도의 참조 번호 50)로의 유입유량을 조절한다.
상기한 차속 및 조향각속도 신호에 의거하여 연산되는 횡가속도에 따른 감소유량인 Q"횡가속도는 아래의 (2)식으로 표현할 수 있다.
Q"횡가속도=Ka×A………………………………………………………(2)
여기에서, Ka는 횡가속도 이득을, A는 횡가속도를 각각 나타낸다.
그런데, 상기와 같이 횡가속도의 측정을 위해 별도의 센서를 사용하게 되면, 전체적인 조향제어 시스템의 제조비용이 높아지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 횡가속도를 차속과 조향각속도의 곱으로 근사화시켜 사용하였다. 이를 식으로 표현하면 아래의 (3)식과 같다.
Q"횡가속도=Ka×V×W…………………………………………………(3)
여기에서, Ka는 횡가속도 이득을, V는 차속을, W는 조향 각속도를 각각 나타낸다.
따라서, 유압실린더(50)로 공급되는 유량 Q"' 실린더가 Q"' 실린더 =Q차속+Q'각속도-Q"횡가속도로 되도록 제어장치(20)가 솔레노이드(11)로의 통전전류를 조절함으로서 차량의 주행상태에 맞는 최적의 유량이 유압실린더에 공급되어 조향핸들의 급회전시에 발생하는 과대한 조향이 방지된다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 자동차의 소정부분에 배치된 감지부재로부터의 차속신호와 조향각속도 신호에 의거하여 제어장치내에 횡가속도 연산부에서 횡가속도를 연산하고, 이들 세개의 값에 기초하여 유압실린더로의 유입유량을 조절하여 통전전류를 제어함으로서 고속주행중 조향핸들의 급회전시에 발생하는 과대한 조향이 효율적으로 방지된다.

Claims (1)

  1. 자동차의 소정부분에 배치된 각 감지부재로부터의 차속신호와 조향각속도 신호에 의거하여 전류제어수단을 통해 솔레노이드로의 통전 전류를 제어함으로서 유압실린더에 유입되는 유량을 조절하여 자동차의 조향을 제어하는 자동차의 조향제어방법에 있어서, 상기 차속신호와 조향각속도 신호에 의거하여 제어장치내에 횡가속도 연산부에서 횡가속도를 연산하고, 이 연산된 횡가속도와 상기 차속 및 조향각속도 신호에 의거하여 상기 솔레노이드로의 통전전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향제어방법.
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