KR0168817B1 - 자동차 후륜조향시스템의 페일세이프 제어장치 - Google Patents

자동차 후륜조향시스템의 페일세이프 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주행중 고장이 발생할 경우 직류모터에 역기전력을 인가하여 댐핑역할을 함으로써 후륜이 서서히 변화되도록 하여 오버슈트를 방지토록 하는 자동차 후륜조향시스템의 페일세이프 제어장치에 관한 것으로, 직류모터의 회전력에 의해 후륜을 차속에 따라 조타하는 후륜조향시스템에 있어서, 자동차의 고장을 감지하는 고장감지수단과; 상기 고장감지수단에 의해 감지된 신호를 근거로 후륜이 중립으로 복귀할 때 후륜조향시스템의 직류모터가 회전하면서 발생하는 역기전력을 직류모터의 타측단자에 인가되도록 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어신호에 의해 후륜이 복귀할 때 발생하는 역기전력을 리젠단자에 인가되도록 스위칭하는 스위칭수단; 으로 구성함으로써, 고장시 역기전력을 직류모터에 인가하여 리턴스프링의 탄성력에 의해 후륜이 중립으로 복원할 경우 발생하는 오버슈트를 방지토록함을 특징으로 한다.

Description

자동차 후륜조향시스템의 페일세이프 제어장치
제1도는 일반적인 후륜조향기구를 보인 개략단면도.
제2도는 오류시 후륜이 중립으로 복귀할 때의 복귀력을 보인 그래프.
제3도는 본 발명 후륜 조향시스템의 페일세이프 제어장치를 보인 블럭회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 직류모터 20 : 타이밍벨트
30 : 회전축 40 : 후륜
50 : 리턴스프링 100 : 고정감지장치
110 : 제어부 120 : 파워릴레이
[발명이 속하는 기술분야]
본 발명은 후륜 조향시스템의 후륜 복귀장치에 관한 것으로, 특히 주행중 고장이 발생하여 리턴스프링의 탄성력에 의해 자동으로 후륜이 중립으로 귀환될 경우 급작스레 귀환하는 것을 방지하여 최종 복귀단계에서 정확히 중립을 유지토록 하는 자동차 후륜조향시스템의 페일세치프 제어장치에 관한 것이다.
[종래의 기술 및 문제점]
일반적으로 4륜 조향 시스템은 후륜을 차량의 전륜각, 차속에 따라 조타함으로써 저속에서 차량의 조정성과 고속에서 차량의 주행 안전성을 추구하고자 하는 시스템이다.
후륜 조향각도는 차량 속도에 맞추어 저속에서는 역상, 고속에서는 동상으로 상이 변화되어야 한다.
후륜 조향시스템은 제1도와 같이 직류모터(10)의 회전력을 타이밍벨트(20)을 통해 회전축(30)에 전달함으로써 후휸(40)을 조타하도록 되어 있다. 또한 상기 후륜조향시스템에는 페일세이프(Fail safe)라는 시스템에 의해 일부에 고장이나 오조작이 있어도 안전한 가동이 자동적으로 취해질 수 있는 장치가 설치되어 있는데, 이는 페일(Fail; 오류 및 고장)시에 후륜을 중립(Neutral steer point)으로 귀환시키고, 2WS(후륜 조타각도 0)상태를 유지하기 위해 리턴스프링(50)이 장착되어 있다. 도면중 미설명 부호 60은 볼스크류이다.
상기 리턴스프링(50)은 자동차의 시스템 이상시 직류모터(10)의 전원이 차단되는 순간 후륜의 조타각 구속이 자유로워지면서 동작함으로써 후륜(40)을 중립으로 귀환시키게 되는데, 고속 주행시 시스템에 이상이 발생하여 리턴스프링(50)에 의해 후륜(40)이 중립으로 귀환할 경우, 고속에서는 후륜의 토우각 방향의 마찰힘(Friction forcc)이 매우 낮으므로 제2도의 그래프와 같이 오버슈트(Overshoot)가 발생하게 되며, 이것은 운전자로 하여금 매우 큰 불안을 느끼게 하는 요소가 된다.
다시말해, 고장발생시 후륜이 그 시점의 각도로 고정되거나, 중립으로 천천히 귀환하여야 되는데 리턴스프링의 탄성력에 의해 오버슈트할 경우 정확한 중심선을 벗어나면서 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 주행중 고장이 발생할 경우 직류모터에 역기전력을 인가하여 댐핑역할을 함으로써 후륜이 서서히 변화되도록 하여 오버슈트를 방지토록 하는 자동차 후륜조향시스템의 페일세이프 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차 후륜조향시스템의 페일세이프 제어장치는 직류모터의 회전력에 의해 후륜을 차속에 따라 조타하는 후륜조향시스템에 있어서, 자동차의 고장을 감지하는 고장감지수단과; 상기 고장감지수단에 의해 감지된 신호를 근거로 후륜이 중립으로 복귀할 때 후륜조향시스템의 직류모터가 회전하면서 발생하는 역기전력을 직류모터의 타측단자에 인가되도록 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어신호에 의해 후륜이 복귀할 때 발생하는 역기전력을 리젠단자에 인가되도록 스위칭하는 스위칭수단; 으로 구성함으로써, 고장시 역기전력을 직류모터에 인가하여 리턴스프링의 탄성력에 의해 후륜이 중립으로 복원할 경우 발생하는 오버슈트를 방지토록함을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 본 발명은 곡선주로 주행중 후륜각이 일정각도록 변화된 상태에서 고장이 발생할 경우 후륜조향시스템의 리턴스프링에 의해 후륜이 중립으로 복귀하면서 직류모터에 발생하는 역기전력을 리젠단자에 인가함으로써 리턴스프링의 탄성력을 감쇄하여 후륜이 복귀하면서 오버슈트를 일으키지 않도록 완충역할을 하게 된다.
[발명의 실시예]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명 후륜 조향시스템의 페일세이프 완충장치를 보인 블럭회로도로써, 자동차의 고장을 감지하는 고장감지장치(100)와; 상기 고장감지장치(100)에 의해 감지된 신호를 근거로 후륜이 중립으로 복귀할 후륜조향시스템의 직류모터가 회전하면서 발생하는 역기전력을 직류모터의 타측단자에 인가되도록 제어하는 제어부와(110); 상기 제어부의 제어신호에 의해 후륜이 복귀할 때 발생하는 역기전력을 직류모터(10)의 리젠단자(11)에 인가되도록 스위칭하는 파워릴레이(120); 로 구성함으로써, 고장시 역기전력을 직류모터 인가하여 리턴스프링의 탄성력에 의해 후륜이 중립으로 복원할 경우 발생하는 오버슈트를 방지토록 구성되어 있다.
상기 고장감지장치(100)는 통상적으로 메인모터에 이상이 발생할 경우, 차속센서에 이상이 발생할 경우, 조향각비 센서에 이상이 발생할 경우, 마이컴에 이상이 발생할 경우 등을 해당 감지수단을 통해 감지하게 된다.
이하, 본 발명에서 제시된 실시예의 작용 및 효과를 설명하면, 본 발명은 주행중 자동차 시스템에 이상이 발생할 경우 후륜이 중립으로 복귀하면서 오버슈트를 일으키는 것을 방지코자 하는 것으로, 통상적인 자동차 시스템 이상은 메인모터, 차속센서, 조향각비센서, 마이컴 등에서 고장을 일으키게 되는데, 본 발명은 상기한 각 센서의 이상을 고장감지장치(100)를 통해 감지하여 후륜의 조타각을 중립으로 귀환시키게 된다.
즉, 주행중 시스템에 고장이 발생하게 되면, 후륜(40)을 조타하기 위해 직류모터(10)에 인가되는 전원이 차단되면서 후륜은 상기 직류모터(10)의 구속에서 자유롭게 되고, 이때 상기 후륜은 리턴스프링(50)의 탄성력에 의해 급속히 중립으로 귀환하게 된다.
상기 후륜이 귀환하면서 리턴스프링(50)의 탄성력에 의해 직류모터(10)는 후륜의 조타각과 반대로 회전하면서 역기전력을 발생하게 된다. 이때 본 발명의 제어부(110)에서는 파워릴레이(120)를 제어하여 직류모터(10)의 역기전력을 리젠단자에 인가시키게 되고, 따라서 역기전력이 인가된 직류모터(10)는 후륜이 중립으로 귀환하면서 후륜의 복귀에 따른 직류모터(10)의 역회전에 부하가 걸려 복귀속도를 감소시킴으로써, 완충역할을 하게 되며 결국, 후륜의 복귀 중심점에서 이탈하는 오버슈트를 방지할 수 있게 되는 것이다.
이때 완충역할을 하는 직류모터에 인가되는 역기전력은 리턴스프링의 탄성력보다 작아야 함은 당연할 것이다.
[발명의 효과]
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 곡선주로 주행중 후륜각이 일정각도로 변환된 상태에서 시스템에 이상이 발생할 경우 후륜조향시스템의 리턴스프링에 의해 후륜이 중립으로 복귀하면서 발생하는 직류모터의 역기전력을 리젠단자에 인가함으로써 리턴스프링의 탄성력에 의해 복귀하는 후륜의 복귀속도를 감소시켜 오버슈트를 일으키지 않도록 완충역할을 하게 된다.

Claims (1)

  1. 직류모터의 회전력에 의해 후륜을 차속에 따라 조타하는 후륜조향시스템에 있어서, 자동차의 고장을 감지하는 고장감지수단과; 상기 고장감지수단에 의해 감지된 신호를 근거로 후륜이 중립으로 복귀할 때 후륜조향시스템의 직류모터가 회전하면서 발생하는 역기전력을 직류모터의 타측단자에 인가되도록 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어신호에 의해 후륜이 복귀할 때 발생하는 역기전력을 리젠단자에 인가되도록 스위칭하는 스위칭수단; 으로 구성함으로써, 고장시 역기전력을 직류모터에 인가하여 리턴스프링의 탄성력에 의해 후륜이 중립으로 복원할 경우 발생하는 오버슈트를 방지토록함을 특징으로 하는 자동차 후륜조향시스템의 페일세이프 제어장치.
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