KR100193066B1 - 동력 조향장치의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 주행속도 및 조향 토오크에 따라 유압 펌프의 공급 유량을 조절하는 동력 조향장치의 제어방법에 관한 것으로 공급 유로의 유체 압력이 미리 설정된 최대 압력(Pu) 이상인지를 판단하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 상기 유체 압력이 최대 압력(Pu) 이하일 경우 상기 유체 압력이 미리 설정된 최저 압력(PL) 이상인지를 재 판단하는 제2과정과 상기 제2과정에서 공급 유로의 유체 압력이 미리 설정된 최대 압력(Pu) 이하면서 최저 압력(PL)이상일 경우에는 모터(7)의 구동을 이전의 상태 그대로 유지하는 제3과정과, 상기 제2과정에서 상기 유체 압력이 미리 설정된 미리 설정된 최저 압력(PL) 이하일 경우에는 차속을 판단하는 제4과정과, 제4과정에서 판단한 차속에 따라 미리 설정된 차속 그래프와 조향 핸들에 의한 조향 토오크의 값에 따라 공급 유량을 조절하는 제5과정으로 제어되어, 차량의 주행속도에 따라 공급 유량을 조절하여 조향력을 가변시킴으로써 운전자는 차량의 주행속도에 따른 조향감으로 조향핸들을 조향하게 되고, 이로 인하여 조향 안정성을 향상시키게 되는 효과가 있다.

Description

동력 조향장치의 제어방법
제1도는 종래의 제어방법이 적용되는 동력 조향장치의 구성도.
제2도는 본 발명의 제어방법이 적용되는 동력 조향장치의 구성도.
제3도는 본 발명의 제어방법을 보인 신호 흐름도.
제4도는 본 발명의 제어방법에 의한 공급 유로 압력과 모터의 구동전압 관계를 보인 그래프
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 조향 핸들 1A : 조향 축
2 : 조향 토오크 센서 3 : 클로즈드 센터 방식의 로터리 밸브
4 : 피니언 5 : 실린더
5A, 5B : 챔버 6 : 랙 바
6A : 랙 7 : 모터
8 : 유압 펌프 9,14 : 리저버
10 : 릴리프 밸브 11 : 역지 밸브
12 : 어큐뮬레이터 13 : 압력 센서
15 : 차압 검출기 16 : 콘트롤러
17 : 토오크 신호 입력부
본 발명은 차량의 주행속도 및 조향 토오크에 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 동력 조향장치를 구비하여 가볍고 신속하게 조향할 수 있도록 하고 있으며, 상기 동력 조향장치는 조향핸들의 조작력을 작게하여 조향기어를 자유롭게 선택될 수 있도록 하고, 노면에서의 충격에 의한 조향핸들의 킥 백(kick back(을 방지함은 물론 회전되는 바퀴의 시미 모션(shimmy motion)을 감소시키고 있다.
제1도에 도시된 바와 같이 종래의 동력 조향장치는 압축 유체를 저장하는 어큐뮬레이터(12)와, 클로즈드 센터 방식의 로터리 밸브(3)와, 모터(7)로 구동되는 유압 펌프(8)와 공급 유로의 압력을 검출하는 압력 센서(13) 및 실린더(5)의 각 챔버(5A),(5B)간의 유압차이를 검출하는 차압검출기(15)등을 구비하고, 조향을 할 경우에 상기 차압검출기(15)로부터 검출되는 차암과 압력센서(13)에 의해 검출되는 공급 유로 압력을 비교하여 공급 유로의 압력이 일정값 이하로 저하될 경우 유압 펌프를 구동시켜 공급 유로의 유체 압력이 항상 일정한 값을 유지하도록 하고 있다.
그러나 상기와 같은 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 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서 그 목적은 차량의 주행속도 및 조향 토오크에 따라 모터의 구동력을 조절하여 차량의 주행속도에 적합한 조향감을 느낄 수 있도록 하는 동력 조향장치의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동력 조향장치의 제어방법은 공급 유로의 압력이 미리 설정된 최대 압력 이하이고, 최저 압력 이상일 경우에 조향 핸들의 토오크에 의한 전압과 최저의 모터 구동전압으로 모터의 구동을 제어하고, 상기 공급 유로의 압력이 상기 최저 압력 이하일 경우에는 차량의 속도와 조향 토오크에 따라 모터의 구동을 제어함으로써 차량의 주행속도가 빠를수록 유체의 유량을 적게 공급하도록 조절하여 차량의 주행속도에 따른 조향감을 느낄 수 있도록 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동력 조향장치의 제어방법을 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명의 제어방법이 적용되는 동력 조향장치의 구성도를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 조향 핸들(1)의 조향 축(1A)에 조향 토오크 센서(2) 및 클로즈드 센터 방식의 로터리 밸브(3)가 설치됨과 아울러 피니언(4)이 설치된다.
상기 피니언(4)의 일측에는 실린더(5)가 설치되고, 이 실린더(5)의 랙 바(6)에는 랙(6A)이 형성되어 상기 피니언(4)고 교합되고, 상기 조향 핸들(1)의 회전에 따라 랙 바(6)가 좌우로 이동되게 되어 있다.
그리고 모터(7)의구동에 따라 동작되는 유압 펌프(8)의 유입구는 리저버(9)에 연결되고, 그 배출구는 릴리프 밸브(10)을 통해 리저버(9)에 연결됨과 아울러 역지 밸브(check valbe)(11)를 통해 어큐뮬레이터(12) 및 압력 센서(13)에 연결되며, 다시 로터리 밸브(3)를 통해 리저버(14)에 연결된다.
또한 상기 조향 토오크 센서(2)의 신호를 입력하는 토오크 신호 입력부(17)의 조향 토오크와 차속신호 및 상기 입력 센서(13)의 신호를 입력하여 상기 모터(7)의 구동을 제어하는 콘트롤러(16)가 상기 모터(7)에 연결된다.
이와 같이 구성된 동력 조향장치에 있어서 상기 콘트롤러(16)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.
이때 유압 펌프(8)에서 배출되는 유체의 압력이 높을 경우에는 그 압력에 따라 릴리프 밸브(10)가 개방되어 유체를 리저버(9)로 궤환시키어 압력을 줄이게 된다.
이와 같은 상태에서 운전자가 조향 핸들(1)을 회전시키면, 조향 핸들(1)의 회전에 따라 로터리 밸브(3)의 유로 방향이 전환되어 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(17)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 공급 유량을 조절하게 된다.
제3도는 본 발명의 제어방법을 보인 신호 흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이 콘트롤러(16)는 먼저 압력센서(13)가 검출하는 공급 유로의 유체 압력을 입력하여 미리 설정된 최대 압력(Pu)이상인지를 판단한다.
검출한 유체의 압력이 미리 설정된 최대 압력(Pu) 이상일 경우에 콘트롤러(16)는 모터(7)를 정지시켜 유체의 압력을 낮추고, 상기 유체의 압력이 미리 설정된 최대 압력(Pu)이하일 경우에는 상기 유체의 압력이 미리 설정된 최저 압력(PL)이상인지를 판단한다.
상기 단계로부터 공급 유로의 유체 압력이 미리 설정된 최대 압력(Pu) 이하면서 최정 압력(PL)이상일 경우에는 모터(7)의 구동을 이전의 상태 그대로 유지하고, 반면 상기 유체 압력이 미리 설정도니 최저 압력(PL)이하일 경우에는 콘트롤러(16)가 차속을 입력하여 차량이 현재 고속, 중속 또는 저속으로 주행하고 있는지를 판단하여 제4도에 도시된 바와 같이 차속에 따라 미리 설정된 제어 곡선을 선택한다.
이와 같이 차속에 따른 제어곡선이 선택되면, 콘트롤러(16)는 상기 제어곡선에 따른 차량의 주행 속도에 따른 모터(7)의 구동 전압을 판단하게 된다.
이때 상기 콘트롤러(16)는 차량의 주행 속도에 관계없이 토오크 센서(2)에서 검출하는 조향 핸들에 의한 조향 토오크를 입력하여 이 토오크 값에 따른 모터의 구동전압(Vt)을 출력하게 되고, 이어 상기 콘트롤러(16)는 상기 차량의 주행 속도에 따른 모터(7)의 구동 전압(V)과 상기 토오크 값에 따른 모터(7)의 구동 전압(Vt)을 합산하여 모터(7)로 출력함으로써 모터(7)의 구동력을 조절하고, 공급 유량을 조절하게 된다.
즉 차량이 고속으로 주행하는 상태에서 조향할 경우에는 공급 유량을 적게 하여 조향이 무겁게 되도록 하고, 저속으로 주행하는 경우에는 공급 유량을 크게 조절하여 조향이 가볍게 되도록 한다.
이상에서와 같이 본 발명은 차량의 주행속도에 따라 유체의 공급 유량을 조절하여 조향력을 가변시킴으로써 운전자는 차량의 주행속도에 따른 조향감으로 조향핸들을 조향하게 되고, 이로 인하여 조향 안정성을 향상시키게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 공급 유로의 유체 압력이 미리 설정된 최대 압력(Pu) 이상인지를 판단하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 상기 유체 압력이 최대 압력(Pu) 이하일 경우 상기 유체 압력이 미리 설정된 최저 압력(PL) 이상인지를 재 판단하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 공급 유로의 유체 압력이 미리 설정된 최대 압력(Pu) 이하면서 최저 압력(PL)이상일 경우에는 모터(7)의 구동을 이전의 상태 그대로 유지하는 제3과정과, 상기 제2과정에서 상기 유체 압력이 미리 설정된 최저 압력(PL) 이하일 경우에는 차속을 판단하는 제4과정과, 제4과정에서 판단한 차속에 따라 미리 설정된 차속 그래프와 조향 핸들에 의한 조향 토오크의 값에 따라 공급 유량을 조절하는 제5과정으로 제어됨을 특징으로 하는 동력 조향장치의 제어방법.
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