KR100292859B1 - 조타력의 선택 범위를 활성화한 전자제어 파워 스티어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조타력의 선택 범위를 활성화한 전자제어 파워 스티어링에 관한 것으로서, 전자제어 파워 스티어링은 종래 트로틀 포지션 센서 및 차속 센서 이외에 스티어링 휠 포지션 센서를 입력하는 컨트롤 유니트를 설치하고, 상기 컨트롤 유니트는 차속 및 스티어링 휠 포지션 센서의 신호에 따라 출력 전류값이 결정되게 하되, 출력 전류값의 폭을 결정하는 오토 모드와 수동 선택 모드를 통해 운전자의 취향이 선택되면 스티어링 휠의 조타력을 오토로 자동 조절하거나, 래디, 미듐, 스포티 단계로 선택하여 조타력이 운전자의 취향에 따라 선택될 수 있게 활성화되게 한 조타력의 선택 범위를 활성화한 전자제어 파워 스티어링을 제공함으로써, 운전자의 취향에 따라 스티어링 휠의 조타력에 대한 선택 기회를 갖게 되며, 코너링시 핸들을 무겁게 하는 보타력을 자동으로 보정하는 효과가 있다.

Description

조타력의 선택 범위를 활성화한 전자제어 파워 스티어링

본 발명은 조타력의 선택 범위를 활성화한 전자제어 파워 스티어링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 전자제어 파워 스티어링은 속도에 따라 조타력이 단일하게 제어되어 코너링시 보타력이 커져 운전자에게 부담을 줌에 따라 스티어링 휠 포지션 센서의 신호를 컨트롤 유니트에 입력하고, 조타력에 영향을 주는 컨트롤 유니트의 출력 전류값을 종래 단일 방식에서 단계별 상승/제어되게 하여 보타력을 가볍게 하고, 조타력에 영향을 주는 상기 출력 전류값을 자동 및 수동버튼에 의해 단계별로 제어되게 함으로써, 운전자의 취향에 따라 조타력의 범위가 자유 선택되어 활용될 수 있게 한 조타력의 선택 범위를 활성화한 전자제어 파워 스티어링에 관한 것이다.

일반적으로 전자제어 파워 스티어링은 ECPS(Electronic Control Power Steering)라 하며, 특히 전자적으로 자동 제어되는 파워 스티어링을 일컫게 되며, 파워 스티어링은 엔진에 의해 구동되는 오일 펌프의 유압으로 스티어링 오일의 조작력을 가볍게 하는 장치의 총칭을 말하게 되며, 작동원리는 압력을 높인 오일을 조향 장치와 연동하는 실린더에 넣어 피스톤의 운동에 의해 핸들의 조작력을 가볍게 하는 것이며, 파워 실린더에 들어가는 오일의 양은 컨트롤 밸브에 의해 조정되며, 핸들의 조작을 신속히 할수록 많아지고 핸들의 조작을 멈추면 오일의 유입도 멈추는 구조로 되어 있다.

그러므로, 통상의 핸들조작과 같은 감각으로 운전을 할 수 있게 되며, 기능에 따라 차속 감응형과 회전수 감응형이 있으며, 컨트롤 밸브나 파워 실린더의 모양과 배치에 따라 인티그릴형과 세미 인티그릴형 그리고 링키지형 등으로 분류되어 사용되고 있다.

또한, 전자제어 파워 스티어링은 차속에 따라 스티어링 쉬프트를 구속하기 위한 힘을 솔레노이드 밸브에 의해 제어되게 하고, 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 일정한 제어형식이 프로세싱된 컨트롤 유니트가 설치되며, 상기 솔레노이드 밸브에 의해 일정 유압이 샤프트에 인가되어 스티어링 휠에 직접적인 영향을 주게 되며, 상기 컨트롤 유니트는 전자 클러치를 지닌 전동 모터를 차속, 엔진 회전수, 기어박스에 걸리는 토크 등의 신호에 의하여 출력 전류값을 결정하며, 클러치의 개폐 및 모터의 회전을 제어하여 파워 스터어링이 자동으로 제어될 수 있게 설치되어 있다.

즉, 종래의 전자제어 파워 스티어링은 컨트롤 유니트(ECPS ECU)가 예시된 도 1 및 도 2와 같이 트로틀 포지션 센서의 신호와 스피드 센서의 신호만을 입력하여 제어신호를 출력함에 따라 도 2에 나타난 바와 같이 차량의 스피드에 따라 출력 전류값이 저하되어 단일하게 제어되는 특징을 갖게 된다.

따라서, 종래 스티어링 휠의 조타력(Steering feel)은 단순하여 다양한 선택폭을 갖지 못하게 되며, 전류가 낮아진 만큼 저항력(Effort)은 증가하여 직진 주행시 스티어링 휠의 조타력이 탄탄해지고 스티어링 성능에 의해 차량의 안정성 및 복원력(Stability)에 대한 성능이 향상되나 급 코너링시 스티어링 휠이 꺾인 만큼 또는 코너링이 급하면 급할수록 꺽어진 스티어링 휠을 유지하기 위한 힘, 즉 보타력이 커지기 때문에 운전자에게 큰 부담을 주게 된다.

즉, 종래 전자제어 파워 스티어링은 조타력이 단순하게 제어되어 급 코너링시 증가된 보타력에 의해 운전자에게 부담을 주거나, 운전자의 취향에 따라 조타력의 선택폭을 활성화하지 못하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 차속에 따라 출력 전류값이 단일하게 제어되는 종래의 컨트롤 유니트에 스티어링 휠 포지션 센서의 신호를 입력하며, 휠의 각도에 따라 출력 전류값을 향상하여 보타력을 가볍게 하기 위해 자동 제어되는 오토 모드와, 출력 전류값의 폭을 한정하여 운전자의 취향에 따라 조타력을 선택할 수 있게 하는 수동 선택 모드를 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명의 전자제어 파워 스티어링은 종래 트로틀 포지션 센서 및 차속 센서 이외에 스티어링 휠 포지션 센서를 입력하는 컨트롤 유니트를 설치하고, 상기 컨트롤 유니트는 차속 및 스티어링 휠 포지션 센서의 신호에 따라 출력 전류값이 결정되게 하되, 출력 전류값의 폭을 결정하는 오토 모드와 수동 선택 모드를 통해 운전자의 취향이 선택되면 스티어링 휠의 조타력을 오토로 자동 조절하거나, 래디, 미듐, 스포티 단계로 선택하여 조타력이 운전자의 취향에 따라 선택될 수 있게 활성화되는 것을 그 특징으로 한다.

제1도는 종래 전자제어 파워 스티어링에 대한 개략적인 작용 블럭도

제2도는 종래 전자제어 파워 스티어링 컨트롤 유니트의 차속 대비 소모전류 및 조타력과의 관계를 도시한 그래프

제3도는 본 발명에 의해 조타력의 범위가 활성화된 전자제어 파워 스티어링에 대한 개략적인 작용 블럭도

제4도는 본 발명에 적용된 전자제어 파워 스티어링에 대한 활성화된 조타력 범위 및 결정 모드를 도시한 그래프

제5a,5b도는 본 발명의 오토 모드 선택시 차속에 따라 결정되는 출력전류값에 대한 결정 모드 표로서,

5a는 직진 주행시를 나타내는 표

5b는 코너링 주행시를 나타내는 표

제6a,6b,6c도는 본 발명에 의해 수동으로 선택되는 각 모드에 대한 조타력을 비교 도시한 그래프로서,

6a는 래디 모드시를 나타내는 그래프

6b는 미듐 모드시를 나타내는 그래프

6c는 스포티 모드시를 나타내는 그래프

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 컨트롤 유니트(ECPS ECU) 12 : 트로틀 포지션 센서(TPS)

14 : 차속 센서 16 : 스티어링 휠 포지션 센서

20 : 리저버 탱크 30 : 오일 펌프

40 : 기어 박스 42 : 솔레노이드 밸브

50 : 수동 선택 모드 52 : 래디(LADY) 모드

54 : 미듐(MEDIUM) 모드 56 : 스포티(SPORT) 모드

60 : 오토 모드

①,②,③,④,⑤,⑥,⑦ : 출력 전류값을 결정하는 7가지 모드

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 구성에 대하여 예시한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

트로틀 포지션 센서(12) 및 차속 센서(14)의 신호를 입력하는 종래 전자제어 파워 스티어링의 컨트롤 유니트(10)에 스티어링 휠 포지션 센서(16)의 신호를 입력하고, 상기 컨트롤 유니트(10)는 차속 센서(14) 및 스티어링 휠 포지션 센서(16)의 신호에 따라 솔레노이드 밸브(42)를 제어하기 위한 출력 전류값을 결정할 수 있게 하되, 출력 전류값을 결정하는 모드를 7단계(①,②,③,④,⑤,⑥,⑦)로 구분하여 출력되는 전류값에 따라 조타력이 다양하게 자동 조절되거나, 선택 모드에 의해 운전자의 취향에 따라 조타력이 결절될 수 있게 한다.

따라서, 상기 컨트롤 유니트(10)는 조타력의 결정을 위해 운전자의 취향에 따라 선택하는 오토 모드(60) 버튼과 수동 선택 모드(50) 버튼의 신호가 입력되어 선택된 모드에 따라 스티어링 휠의 조타력을 조절하기 위해 출력 전류값의 모드(①,②,③,④,⑤,⑥,⑦)가 결정되게 구성된다.

또한, 상기 오토 모드(60) 버튼과 수동 선택 모드(50) 버튼은 운전자의 취향 및 주행 특성에 따라 자유로이 선택할 수 있게 설치되며, 특히 수동 선택 모드(50) 버튼은 숙녀의 운전을 위한 래디 모드(52)와, 일반적인 운행시의 미듐 모드(54)와, 스포티한 타입의 스포티 모드(56)로 구분하여 설치하고, 오토 모드(60)는 차량의 주행 상태에 따라 조타력이 최상의 모드로 자동 제어될 수 있게 설치 구성한다.

상기한 본 발명의 구성에 대한 작용 및 효과는 다음과 같다.

스티어링 휠 포지션 센서(16)의 신호는 종래의 전자제어 파워 스티어링의 컨트롤 유니트(10)에 신호가 입력되어 트로틀 포지션 센서(12) 및 차속 센서(14)의 신호와 함께 상기 컨트롤 유니트(10)가 차속 및 스티어링 휠 각도에 따라 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 출력 전류값(①,②,③,④,⑤,⑥,⑦)을 결정할 수 있게 하는 작용을 한다.

또한, 상기 컨트롤 유니트(10)는 출력 전류값을 결정하기 위한 모드를 7단계(①,②,③,④,⑤,⑥,⑦)로 구분하게 되며, 구분되어진 각각의 모드는 운전자에 의해 선택된 오토 및 수동 선택 모드(60),(50) 버튼에 의해 모드를 결정하게 되며, 결정되어진 모드는 차속 및 스티어링 휠 각도에 따라 최상의 조타력과 보타력의 보정을 위해 결정된 전류값에 따라 제어신호로 출력되는 작용을 한다.

또한, 상기 컨트롤 유니트(10)는 조타력의 결정을 위해 운전자의 취향에 따라 선택하는 오토 모드(60) 버튼과 수동 선택 모드(50) 버튼은 운전석 주위에 설치되어 항상 운전자의 취향과 주행 타입에 의해 선택될 수 있게 하는 작용을 한다.

또한, 상기 오토 모드(60) 버튼에 의해 선택되어진 오토 모드(60)에 대해 직진과 코너링시를 구분하고, 직진시 및 코너링시 차속 대비 전류의 특성과 스티어링 휠의 각도에 대한 관계를 도시한 예는 도 5a 및 5b와 같다.

또한, 도 6a 내지 6c는 수동 선택 모드(50)에 대한 각 모드를 비교 도시한 그래프로서, 특히 컨트롤 유니트(10)가 직진 주행시 차속에 따라 결정한 출력 전류값을 비교 도시한 것이다.

이와 같이, 본 발명의 장치를 이용한 자동차는 오토 및 수동 선택 버튼에 의해 운전자의 취향에 따라 스티어링 휠의 조타력에 대한 선택 기회를 갖게 되며, 코너링시 핸들을 무겁게 하는 보타력을 자동으로 보정하여 주행 부담을 저감하게 하는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 트로틀 포지션 센서 및 차속 센서와 스티어링 휠 포지션 센서의 신호를 입력하여 제어신호를 출력하는 컨트롤 유니트(ECPS ECU)와, 스티어링 휠의 조타력을 운전자의 취향에 따라 선택하기 위해 선택된 신호를 상기 컨트롤 유니트에 입력하는 오토 모드 버튼과 수동 선택 모드 버튼으로 구성되어짐을 특징으로 하는 조타력의 선택 범위를 활성화한 전자제어 파워 스티어링.
2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤 유니트는 입력되는 각 센서의 신호에 따라 출력 전류값을 결정하기 위해 7단계의 모드가 단계별로 구비된 프로세싱을 내장하고, 상기 입력되는 오토 모드 및 수동 선택 모드 버튼에 의해 결정 모드를 결정하여 출력 전류값이 자동 제어될 수 있게 설치/구성되는 것을 그 특징으로 하는 조타력의 선택 범위를 활성화한 전자제어 파워 스티어링.
3. 제1항에 있어서, 상기 수동 선택 모드 버튼은 숙녀의 운전시 선택하는 래디 모드와, 일반적인 주행시에 선택하게 되는 미듐 모드와, 스포티한 타입의 스포티 모드로 구분되어 선택할 수 있게 설치 구성한 것을 특징으로 하는 조타력의 선택 범위를 활성화한 전자제어 파워 스티어링.