KR100268087B1 - 속도감응형 파워스티어링 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것이며, 특히 대형트럭의 파워스티어링 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 파워스티어링 펌프(10)의 선단에는 펌프용 전자석 로터(11)가 설치되어 있으며, 엔진에 설치되어 회전하는 엔진측 로터(20)와 마주보도록 설치된다. 파워스티어링 펌프(10)의 로터코일(12)에는 가변저항(15)을 통해 전원(17)으로부터 전류가 인가되며 가변저항(15)의 저항값은 제어부(30)에 의해 제어된다. 한편, 제어부(30)는 차속센서(31)로부터 차속에 대한 신호를 받아 가변저항(15)의 저항값을 변화시켜 엔진로터(20)와 펌프용 로터(11) 사이의 자력을 제어하여 펌프용 로터(11)의 회전속도를 제어하므로써 펌프(10)에 의한 토출유량과 유압을 제어하게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 속도감응형 파워스티어링 시스템을 사용하므로써, 고속영역에서의 펌프의 작동유 토출량과 토출유압을 감소시켜 스티어링휠 에포트를 증가시켜 조향안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

속도감응형 파워스티어링 시스템 및 그 제어방법
본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것이며, 특히 대형트럭의 파워스티어링시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
조향장치(steering system)란 자동차의 진행 방향을 변경하기 위해 사용되는 장치로 조향휠, 스티어링 샤프트 및 컬럼 등으로 이루어진 조작기구, 워엄 섹터형, 워엄 섹터롤러형, 볼너트형, 가변기어비형, 래크 피니언형 등의 조향 기어기구 및 피트먼아암, 조향링크, 조향 너클 등으로 이루어진 링크기구로 구성되어 조향휠의 회전을 조향기어를 통하여 구동휠로 전달하는 기계식의 조향장치와, 조작력경감을 위하여 동력실린더를 사용하는 파워스티어링(Power Steering)방식이 사용되고 있다.
한편, 파워스티어링 시스템중 차속감응형(SSPS) 파워스티어링 시스템은 자동차의 주행속도에 따라 유압배력을 제어하는 방식으로, 주행속도가 낮은 경우 유압배력을 모두 이용하고 속도가 증가함에 따라 유압배력을 감소시킨다. 이는 고속에서는 운전자의 조향력만으로 조향되도록 하여, 운전자가 노면과의 향상된 접촉감각을 느끼면서 운전할 수 있도록 하기 위한 방법이다.
도 1에 종래의 일반적인 속도감응형 파워스티어링 시스템의 구성이 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 종래의 파워스티어링 시스템은 엔진의 크랭크 풀리와 연결되어 구동하는 파워스티어링 펌프(1)에 의해 기어박스(3)로 공급되는 작동유는 제어부(4)에 의해 차속에 따라 제어밸브(2)의 개도를 가변시켜 기어박스(3)로 공급하며 기어박스(3)를 통과한 작동유는 펌프(1)로 작동유를 공급하는 리저브탱크(6)로 수집되도록 구성되어 있다.
이러한 토출유량의 제어는 제어부(4)에서 차속센서(5)로부터 차속에 대한 신호를 받아 차속이 고속일 경우에는 토출유량을 줄이고, 차속이 저속일 때는 토출유량을 증가시켜 스티어링 휠에 의한 조향감을 일정하게 유지하기 위한 것이다.
그러나, 상술한 종래의 파워스티어링 시스템에서는 제어밸브(2)를 통해 펌프(1)로부터 기어박스(3)로 공급되는 유량만을 제어할 뿐 펌프(1)의 가압력이 일정하므로 공급되는 작동유의 압력이 일정하고 고속에서 펌프의 토출유량이 많으므로 속도감응형으로서의 효과가 미미하게 된다.
본 발명의 목적은 작동유의 유량은 물론 펌프에 의한 작동유의 압력을 제어하므로써 유량과 동시에 유압을 제어하여 고속영역에서 스티어링 에포트를 크게 하여 조향안정성을 향상시키기 위한 파워스티어링시스템을 제공하는 것이다.
제1도는 종래의 대형트럭용 파워스티어링 시스템의 블럭도이다.
제2도는 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템의 구성도이다.
제3도는 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템의 구성도이다.
제4도는 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템의 차속에 대한 토출유량의 변화를 도시하는 유량선도이다.
제5도는 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템에서 차속에 따라 펌프용 로터로 공급되는 인가전류의 변화를 도시하는 선도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 펌프 11 : 펌프용 로터
12 : 마그네틱코일 15 : 가변저항
20 : 엔진로터 30 : 제어부
31 : 차속센서 40 : 기어박스
45 : 리저브탱크
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 엔진에 의해 회전하는 엔진로터; 엔진로터로부터 이격되어 설치되며 마그네틱코일을 구비한 펌프용 로터; 펌프용 로터에 의해 작동하는 파워스티어링 펌프; 펌프용 로터의 마그네틱코일에 인가되는 전류를 가변시키기 위한 가변저항; 및 차속에 따라 가변저항의 저항값을 제어하기 위한 제어부로 구성되는 속도감응형 파워스티어링 시스템을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 엔진에 의해 회전하는 엔진로터와 엔진로터로부터 이격되어 설치되며 마그네틱코일을 구비한 펌프용 로터에 의해 작동하는 파워스티어링 펌프와 펌프용 로터의 마그네틱코일에 인가되는 전류를 가변시키기 위한 가변저항을 포함하는 속도감응형 파워스티어링 시스템에 있어서, 저속주행시 상기 가변저항의 저항값을 일정하게 유지하고, 고속주행시 상기 가변저항의 저항값을 증가시켜 펌프용 로터로 전달되는 회전력을 감소시키는 속도감응형 파워스티어링 시스템의 제어방법을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 구성된 속도감응형 파워스티어링 시스템 및 그 제어방법을 사용하므로써, 고속영역에서의 펌프의 작동유 토출량과 토출유압을 감소시켜 스티어링휠 에포트를 증가시키므로써 조향안전성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템 및 그 제어방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2에 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템의 구성이 도시되어 있다.
도시된 바와같이, 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템은 엔진의 크랭크풀리와 파워스티어링 펌프의 회전축을 직결하지 않고 한 쌍의 로터(11,20)를 사용하여 분리하고, 마그네틱코일(12)이 권취된 펌프용 로터(11)로 유도되는 자력을 이용하여 양 로터(11,20)를 자기적으로 연결하므로써 로터(11,20)간의 연결강도를 가변시켜 엔진으로부터 파워스티어링 펌프(10)로 전달되는 회전력을 제어할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 파워스티어링 펌프(10)의 선단에는 마그네틱코일이 설치된 펌프용 로터(11)가 엔진에 설치되어 회전하는 엔진로터(20)와 마주보도록 설치된다.
또한, 도 3에 본 발명에 따른 파워스티어링 펌프용 로터(11)의 마그네틱 코일(12)에 전류를 인가하기 위한 구성이 도시되어 있다.
도시된 바와같이, 본 발명에 따른 파워스티어링 펌프(10)의 펌프용 로터(11)에 설치되는 마그네틱코일(12)에는 가변저항(15)을 통해 전원(35)으로부터 전류가 인가되며 가변저항(15)의 저항값은 제어부(30)에 의해 제어된다. 한편, 제어부(30)는 차속센서(31)로부터 차속에 대한 신호를 받아 가변저항(15)의 저항값을 변화시켜 엔진의 로터(20)와 펌프(10)의 로터(11) 사이의 자력을 제어하여 펌프용 로터(11)의 회전속도를 제어하므로써 펌프(10)에 의한 토출유압을 제어하게 된다.
도 4에 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템의 차속에 따른 펌프(10)의 토출유량을 표시한 유량선도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템에서는 차속에 따라 저속에서는 토출유량을 점증적으로 증가시켜 스티어링에포트를 감소시키고, 고속에서는 토출유량을 감소시켜 스티어링에포트를 증가시켜 조향의 안정성을 향상시키게 된다.
또한, 토출량의 변화를 위해, 펌프용 로터(11)에 설치된 마그네틱코일(12)에 인가되는 전류의 변화가 도 5에 도시되어 있다.
도시된 바와같이, 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템에서는 마그네틱코일(12)로 공급되는 전류를 전원(25)과 마그네틱코일(12) 사이에 설치된 가변저항(15)을 제어하여 이루어지며, 저속과 중속에서는 일정한 전류를 인가하다가, 고속에서는 가변저항(15)의 저항값을 차량의 속도에 따라 점증적으로 크게하여 엔진 로터(20)에 의한 펌프용 로터(11)의 회전력을 감소시키도록 구성된다. 이에따라, 차속에 따라 펌프(10)의 회전속도가 변화되므로 펌프(10)로부터 공급되는 작동유의 유량과 유압을 변화시켜 파워스티어링 기어박스(40)로 공급하여 파워스티어링 휠의 조작에포트를 변화시키게 된다. 한편, 펌프(10)로부터 기어박스(40)로 공급된 작동유는 리저브탱크(45)로 수집되어 펌프(10)로 순환하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 속도감응형 파워스티어링 시스템의 펌프의 구동력제어장치는 독립적으로 사용하던가 혹은 종래의 제어밸브타입의 속도감응형 파워스티어링 시스템과 병행하여 사용할 수도 있다.
상술한 바와 같이 구성된 속도감응형 파워스티어링 시스템 및 그 제어방법을 사용하므로써, 고속영역에서의 펌프의 작동유 토출량과 토출유압을 감소시켜 스티어링휠 에포트를 증가시켜 조향안전성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (2)

  1. 엔진에 의해 회전하는 엔진로터; 엔진로터와 이격되어 설치되며 마그네틱코일을 구비한 펌프용 로터; 펌프용 로터에 의해 작동하는 파워스티어링 펌프; 펌프용 로터의 마그네틱코일에 인가되는 전류를 가변시키기 위한 가변저항; 및 차속에 따라 가변저항의 저항값을 제어하기 위한 제어부로 구성되는 속도감응형 파워스티어링 시스템.
  2. 엔진에 의해 회전하는 엔진로터와 엔진로터로부터 이격되어 설치되며 마그네틱코일을 구비한 펌프용 로터에 의해 작동하는 파워스티어링 펌프와 펌프용 로터의 마그네틱코일에 인가되는 전류를 가변시키기 위한 가변저항을 포함하는 속도감응형 파워스티어링 시스템에 있어서, 저속주행시 상기 가변저항의 저항값을 일정하게 유지하고, 고속주행시 상기 가변저항의 저항값을 증가시켜 펌프용 로터로 전달되는 회전력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 속도감응형 파워스티어링 시스템의 제어방법.
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