KR100240499B1 - 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법 - Google Patents

전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스티어링 휘일의 조작력을 기계적인 방식에 대신하여 전자기 클러치 방식으로 전달하는 자동차의 주차시 스티어링 휘일의 중립 위치를 자동적으로 설정하기 위한 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은, 차량의 시동이 켜져 있는 경우에는 운전자에 의하여 작동되는 스티어링 휘일의 이동 각도 및 차량의 속도 등을 입력 받아 이에 따른 최적의 토오크를 제공하기 위한 토오크 표준치 출력부와 전방 휘일의 최적 각도를 나타내는 위치 표준치 출력부로 부터 최적의 스티어링 휘일 토오크와 전방 휘일 각도를 계산하여 스티어링 휘일과 전방 휘일 각도를 제어하는 단계와; 차량의 시동이 꺼지게 되면, 먼저 시동이 꺼진 후의 지연시간이 2초를 경과하였는지를 검출한 후, 전방 휘일의 각도를 0o으로 설정하여 제2모터를 통하여 전방 휘일의 각도를 중립 위치로 조절하는 단계와; 다시 스티어링 휘일각도가 가 0o인지를 검출하는 단계 및; 스티어링 휘일의 각이 0o가 아닌 경우에 스티어링 휘일이 복귀하는데 필요한 토오크(K)를 산출하여 제1모터를 작동시켜 스티어링 각도를 중립 위치로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법을 제공한다.

Description

전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법
본 발명은 자동차의 진행 방향을 제어하기 위한 조향장치로서의 스티어링 휘일에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티어링 휘일의 조작력을 기계적인 방식에 대신하여 전자기 클러치 방식으로 전달하는 자동차의 주차시 스티어링 휘일의 중립 위치를 자동적으로 설정하기 위한 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의의로 바꾸기 위한 장치를 말하며 조작기구와, 기어기구 및 링크기구의 3가지 구조로 구성되어 있다. 먼저, 조작기구는 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 상기 기어기구로 전달시키는 부분이며, 조향 휠, 스티어링 컬럼 샤프트 등으로 이루어져 있다. 상기 기어기구는 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크 기구에 전달하는 부분으로, 프레임에 고정된 기어 기구이다. 다음으로, 상기 링크기구는 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달시킴과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하는 부분으로, 피트먼 아암, 드래크 링크, 너클 아암 및 타이로드 등으로 구성되어 있다.
또한, 이러한 각각의 조향기구들 중에 상기 스티어링 컬럼 샤프트, 상술된 바와 같이, 조향휠의 조작력을 조향 기어에 전달시키는 것으로 상부에 조향휠이 하부에는 조향 기어가 장치되어 있으며, 외부로부터의 충격이 가해지는 경우에는 컬럼 튜브의 일부가 그물 모양으로 제작되어 길이방향으로 변형이 일어나므로써 충격을 흡수하도록 된다.
한편, 대형 자동차나 저압 타이어를 사용한 경우에는 앞바퀴의 접지저항이 증대하므로 조향휠의 조작력이 커지며, 신속한 조향조작을 할 수 없는 위험이 있으며, 이와 같은 경우, 가볍고 신속한 조향조작의 요구에 대응하기 위하여 파우어 스티어링이 사용되고 있다. 파우어 스티어링은 조향장치의 도중에 배력장치를 설치하여 조향휠의 조작력을 그의 배력작용에 의해 경감시키는 것으로 통상적으로 엔진이 오일 펌프를 구동시켜 발생된 유압을 이용하여 작동시키며, 이러한 파우어 스티어링을 사용한 경우의 이점을 들면 다음과 같다.
1) 조작력을 작게 할 수 있으므로 조향 기어를 자유로이 선택할 수 있다.
2) 노면에서의 충격에 의한 조향 휠의 킥 백(kick back)을 방지할 수 있다.
3) 앞바퀴의 시미 모션(shimmy motion)을 감소시키는 효과가 있다.
한편, 이러한 파우어 스티어링 장치는 동력장치와 작동장치 및 제어장치의 3가지 주요부분으로 구성되어 있다. 상기 동력장치는 배력작용의 동력원인 유압을 발생시키는 장치이며 엔진으로 구동되는 오일 펌프와, 고유압을 규제하는 압력 릴리프 밸브 및 유량을 조정하는 유량 제어 밸브 등으로 구성되고, 작동장치는 오일 펌프에서의 유압을 앞바퀴의 조향력으로 바꾸는 장치이며 동력 실린더가 주요부이다. 또한, 상기 제어장치는 작동장치에서의 유로를 개폐하는 장치로 조향휠을 조작함으로써 제어 밸브가 유로를 변환시켜 동력 실린더의 작동방향과 배력작용을 제어하고, 유압계통에 고장이 생긴 경우, 핸들 조작을 할 수 있도록 안전점검 밸브가 설치되어 있다.
또한, 이러한 파우어 스티어링 장치는 제어 밸브 및 동력 실린더의 형상이나 배치에 따라 여러가지 형식이 있으며, 그 종류로는 먼저 동력 실린더와 컨트롤 밸브가 일체로 되어 있는 형식의 컴바인드형과, 동력 실린더와 제어 밸브가 분리되어 있는 세퍼레이트형 및 동력 실린더를 조향 기어 박스 내부에 설치하는 인테그럴형이 있다. 이중에서 상기 컴바인드형은 설치장소가 비교적 넓은 대형 트럭이나 버스 등에 사용되고, 세퍼레이트형은 장착 장소가 좁게 한정되어 있는 소형 트럭이나 승용차 등에 사용되며, 인테그럴형은 그 외형 치수를 작게 할 수 있고 장착 및 배관이 단순화되므로 승용차나 대형차에 널리 사용된다.
또한, 최근의 기술 발전에 의하여 스티어링 휘일의 토오크를 전자기 클러치에 의하여 전달하는 스티어링 장치가 보급되어 있으며, 이러한 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치가 제1도에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치는 스티어링 휘일(1)과,스티어링 휘일(1)에 연결된 제1축(2)과, 제1축(2)과 예정된 간격으로 이격되어 있는 제2축(3)과, 각각의 제1 및 제2축(2,3)의 대향 단부에 부착되어 있는 전자기 클러치부(4)와, 제1축(2)에 부착되어 스티어링 휘일(1)의 회전 각도를 감지하는 토오크 센서(5)와, 제2축(3)에 부착되어 전방 휘일의 이동각을 감지하는 전방 휘일 각도 센서(6)와, 제1축(2)의 토오크를 조절하는 제1모터(M1)와, 제2축(3)을 제어하여 전방 휘일의 각도를 조절하는 제2모터(M2)를 포함한다.
또한, 이렇게 구성된 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치에는 차량의 상태에 따라 운전자가 의도하는 스티어링 각도를 최상으로 상태로 제어하기 위한 별도의 제어 시스템이 제공되어 있다. 이러한 제어 시스템에는 운전자에 의하여 작동되는 스티어링 휘일의 이동 각도 및 차량의 속도 등을 입력 받아 이에 따른 최적의 토오크를 제공하기 위한 토오크 표준치 출력부(7)와 전방 휘일의 최적 각도를 나타내는 위치 표준치 출력부(8)로 구성되며, 이러한 각각의 출력부(7,8)에서 출력된 표준치 들은 토오크 센서(5)와 전방 휘일 각도 센서(6)에서 검출된 값과의 차이에 의한 보상과정을 거쳐 각각의 제어기(9,9)를 통해 제1모터(M1)와 제2모터(M2)를 제어하므로써 차량의 조향 작동을 제어하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 스티어링 장치에 있어서, 차량의 주차시 스티어링 휘일 각도를 큰 범위에서 사용하였을 경우에 운전자는 창문을 통해 전륜각을 확인하여 중립으로 맞추어 주는어야 하며, 그렇지 않을 경우에는 차량의 출발시에 전방 휘일이 틀어져 있음으로 인하여 옆차량과 부딪치게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이러한 종래의 스티어링 장착구조를 개선하여 차량의 주차 후에 일정한 시간이 지나게 되면, 스티어링 휘일이 자동적으로 중립으로 복귀되도록 제어하므로써, 차량의 출발시에는 항시 전방 휘일이 중립 위치에 유지되어 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
제1도는 전자기 클러치에 의해 작동 되는 조향장치의 작동 구조를 나타내는 도면.
제2도는 본 발명에 따른 자동차 스티어링 휘일의 중립 위치 제어방법을 나타내는 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 스티어링 휘일 2 : 제1축
3 : 제2축 4 : 전자기 클러치
5 : 토오크 센서 6 : 전방 휘일 각도 센서
7 : 토오크 표준치 출력부 8 : 전방 휘일의 위치 표준치 출력부
9 : 제어기
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 스티어링 휘일과, 스티어링 휘일에 연결된 제1축과, 제1축과 예전된 간격으로 이격되어 있는 제2축과, 각각의 제1 및 제2축의 대향 단부에 부착되어 있는 전자기 클러치부와, 제1축에 부착되어 스티어링 휘일의 회전 각도를 감지하는 토오크 센서와, 제2축에 부착되어 전방 휘일의 이동각을 감지하는 전방 휘일 각도 센서와, 제1축의 토오크를 조절하는 제1모터(M1)와, 제2축을 제어하여 전방 휘일의 각도를 조절하는 제2모터(M2) 및 운전자가 의도하는 스티어링 각도를 최상으로 상태로 제어하기 위한 별도의 제어 시스템을 포함하는 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법으로서, 차량의 시동이 켜져 있는 경우에는 운전자에 의하여 작동되는 스티어링 휘일의 이동 각도 및 차량의 속도 등을 입력 받아 이에 따른 최적의 토오크를 제공하기 위한 토오크 표준치 출력부와 전방 휘일의 최적 각도를 나타내는 위치 표준치 출력부로 부터 최적의 스티어링 휘일 토오크와 전방 휘일 각도를 계산하여 스티어링 휘일과 전방 휘일 각도를 제어하는 단계와; 차량의 시동이 꺼지게 되면, 먼저 시동이 꺼진 후의 지연시간이 2초를 경과하였는지를 검출한 후, 전방 휘일의 각도를 0o으로 설정하여 제2모터를 통하여 전방 휘일의 각도를 중립 위치로 조절하는 단계와; 디시 스티어링 휘일의 각도가 0o인지를 검출하는 단계 및; 스티어링 휘일의 각이 0o가 아닌 경우에 스티어링 휘일이 복귀하는데 필요한 토오크(K)를 산출하여 제1모터를 작동시켜 스티어링 각도를 중립 위치로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법을 제공한다.
[실시예]
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 제2도에는 본 발명에 따른 자동차 스티어링 휘일의 중립 위치 제어방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 차량의 시동이 켜져 있는 경우에는 운전자에 의하여 작동되는 스티어링 휘일의 이동 각도 및 차량의 속도 등을 입력 받아 이에 따른 최적의 토오크를 제공하기 위한 토오크 표준치 출력부(7)와 전방 휘일의 최적 각도를 나타내는 위치 표준치 출력부(8)로 부터 최적의 스티어링 휘일 토오크와 전방 휘일 각도를 계산하여 스티어링 휘일과 전방 휘일 각도를 제어하고, 차량의 시동이 꺼지게 되면, 먼저 시동이 꺼진 후의 지연시간이 2초를 경과하였는지를 검출한 후, 전방 휘일의 각도를 0o으로 설정하여 제2모터를 통하여 전방 휘일의 각도를 중립 위치로 조절하고, 디시 스티어링 휘일의 각도가 0°인지를 검출한다.
이때, 스티어링 휘일의 각도가 0o가 아닌 경우에는 스티어링 휘일이 복귀하는데 필요한 토오크(K)를 산출하여 제 1모터(5)를 작동시켜 스티어링 각도를 조절한다.
이상 상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법에 의하면, 차량의 주차시에 틀어져 있던 전방 휘일 및 스티어링 휘일의 각도를 자동적으로 중립 위치로 조절시키므로써 운전자에게 편의성을 제공할 뿐만 아니라 출발시에 있어서, 특히 초보자에게 안전한 출발을 보장할 수 있도록 하게 되는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상술된 특정의 바람직한 실시예에 한전되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

  1. 스티어링 휘일과, 스티어링 휘일에 연결된 제1축과, 제1축과 예전된 간격으로 이격되어 있는 제2축과, 각각의 제1 및 제2축의 대향 단부에 부착되어 있는 전자기 클러치부와, 제1축에 부착되어 스티어링 휘일의 회전 각도를 감지하는 토오크 센서와, 제2축에 부착되어 전방 휘일의 이동각을 감지하는 전방 휘일 각도 센서와, 제1축의 토오크를 조절하는 제1모터(M1)와, 제2축을 제어하여 전방 휘일의 각도를 조절하는 제2모터(M2) 및 운전자가 의도하는 스티어링 각도를 최상으로 상태로 제어하기 위한 별도의 제어 시스템을 포함하는 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법으로서, 차량의 시동이 켜져 있는 경우에는 운전자에 의하여 작동되는 스티어링 휘일의 이동 각도 및 차량의 속도 등을 입력 받아 이에 따른 최적의 토오크를 제공하기 위한 토오크 표준치 출력부와 전방 휘일의 최적 각도를 나타내는 위치 표준치 출력부로 부터 최적의 스티어링 휘일 토오크와 전방 휘일 각도를 계산하여 스티어링 휘일과 전방 휘일 각도를 제어하는 단계와; 차량의 시동이 꺼지게 되면, 먼저 시동이 꺼진 후의 지연시간이 2초를 경과하였는지를 검출한 후, 전방 휘일의 각도를 0o으로 설정하여 제2모터를 통하여 전방 휘일의 각도를 중립 위치로 조절하는 단계와; 디시 스티어링 휘일의 각도가 0o인지를 검출하는 단계 및; 스티어링 휘일의 각이 0o가 아닌 경우에 스티어링 휘일이 복귀하는데 필요한 토오크(K)를 산출하여 제1모터를 작동시켜 스티어링 각도를 중립 위치로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치 작동식 스티어링 장치의 중립 위치 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100527767B1 (ko) * 2003-11-21 2005-11-10 현대자동차주식회사 조향휠 복원 제동장치

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