KR100351411B1 - 자동차의 자동 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 자동 조향장치에 있어 로터리밸브를 전자제어식 압력제어밸브로 대체하여 스티어링 칼럼없이 전기 신호에 의하여 조향각 및 조향반력을 제어가 가능하고, 구조가 콤펙트화 되어 가공성 및 조립성, 장착성 등이 크게 향상되어질 수 있는 자동 조향장치를 제공함에 있는 것이다.
차량의 휠(40)이 고정되는 랙바(41)에 액츄에이터(42)를 설치하여 상기 액츄에이터(42)의 양쪽실린더(421,422)에 공급되는 압유에 의해 랙바(41)를 구동시키도록 되고, 상기 액츄에이터(42)에는 전자제어식 압력제어밸브(44)가 연결되고, 상기 전자제어식 압력제어밸브(44)에는 유압원인 펌프(45)와 공급된 압유를 복귀시키는 탱크(46) 및 내측 유로를 절환시키는 솔레노이드(47,48)가 부설되어 상기 솔레노이드(47,48)에 의해 전자제어식 압력제어밸브(44)에 공급되는 압유의 흐름을 절환시키도록 되고, 상기 솔레노이드(47,48)는 조향콘트롤러(50)와 연결되고, 상기 콘트롤러(50)에는 휠 각도센서(51), 차속센서(52), 조향핸들(60)에 부설되는 조향각센서(53)가 연결되어 상기 센서(51,52,53)의 출력신호에 따라 조향콘트롤러(50)가 양쪽 솔레노이드(47,48)를 제어하도록 구성된 것임.

Description

자동차의 자동 조향장치{Automatic steering of vehicle}
본 발명은 자동차의 자동 조향장치에 관한 것으로, 스티어링 칼럼(steering column)없이 전기 신호에 의하여 조향각 및 조향반력을 제어하도록 된 자동 조향장치의 구조 개선을 통해 보다 더 콤펙트화 된 구조를 가질 수 있도록 개량한 것이다.
최근 안전 문제가 관심의 대상이 되면서 CWAS(Collision Warning & Avoidance System), ASV 등의 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
이러한 차세대 시스템들을 대응할 수 있는 스티어링 시스템 구현을 위해 목적지까지의 도로 주행에 대한 정보를 미리 콘트롤러에 입력하고 센서에 의해 감지된 도로 주변 상황 및 차량의 주행 등에 대한 정보를 콘트롤러에서 분석 판단하여 운전자가 직접 조향핸들로 운전하지 않더라도 자동적으로 주행할 수 있도록 하는 자동 주행장치가 개발되고 있는 추세이다.
도1에 나타낸 바와 같이 조향핸들(1)이 장착된 조향축(2)에 부설되는 피니언(3)이 파워실린더(4)의 래크(5)와 맞물려 구동하도록 되고, 상기 조향축(2)에는 모터(6)에 의해 구동되는 로터리밸브(7)가 장착되어 모터(8)로부터 공급되는 압유에 의해 파워실린더(4)의 래크(5)를 구동시키도록 되고, 상기 모터(6)는 조향축(2)과 연결된 조향각센서(9), 조향각도센도(10), 스피드센서(11), 측방가속센서(12), 요레이트센서(13:yaw rate sensor)들로부터 주행상태에 대한 감지신호를 입력받는 콘트롤러(14)에 의해 파워실린더(4)의 래크(5)를 구동시키도록 되어 있다.
그리고 상기 유압펌프(8)와 로터리밸브(7) 사이에는 방향제어밸브(15)가 설치되고, 조향축(2)에는 결함검출센서(16)가 구비되어 콘트롤러(14) 또는 모터(16)등의 이상으로 인해 핸들 조향각도와 실제 조향각의 편차가 설정값 이상으로 커지는 것을 감지하도록 되고, 상기 결함검출센서(16)가 유압펌프(8)로부터 래크(5)를 동작시키는 파워실린더(4)로의 압유 흐름을 제어하여 로터리밸브(7)로 공급되는 유압을 다시 오일탱크(17)로 복귀시키도록 구성되고 있다.
이와 같이 구성된 종래의 자동 조향장치는 콘트롤러(14) 또는 모터(6)의 동작 결합으로 인해 차량의 자동 조향장치가 완전한 기능을 수행할 수 없는 경우에는 운전자가 수동으로 조향 핸들을 조작하게 되는 경우 유압펌프(8)로부터 압유가 파워실린더(4)에 공급되지 않아 동력조향이 이루어지지 않는 단점을 안고 있다.
이에 본 출원인은 자동 조향장치의 결함이 발생되는 이유로 인해 운전자가 조향핸들을 수동 조작하는 경우에도 파워실린더로 압유가 공급되어 동력 조향이 가능하도록 개선된 자동 조향장치를 안출한 바 있다.
이는 도2에 나타낸 바와 같이 조향축(21)에 로터리밸브 기능을 구비한 피니언밸브(22)를 장착하고, 유압펌프(25)로부터 피니언밸브(22)를 통해 파워실린더(23)에 연통하는 제1유로(26)와 유압펌프(25)로부터 직접 파워실린더(23)로 연통되는 제2유로(27)가 형성되고, 유압펌프(25) 및 파워실린더(23) 사이의 유로와 제 1,2유로(26,27)를 절환을 위해 유압펌프(25)측에는 제1절환밸브(28)가 그리고 파워 실린더(23)측에는 제2절환밸브(29)가 제1,2절환밸브(28,29) 사이에는 방향제어밸브(30)가 부설되어 차량 조향을 제어하도록 파워실린더(23)에서 래크(24)를 구동시키도록 되고, 상기 제1,2밸브(28,29)와 방향제어밸브(30)는 콘트롤러(31)와 연결되고, 상기 콘트롤러(31)에는 자동/수동 조향선택스위치(32) 및 휠 각도센서(33)와 연결되는 구성으로 되고 있다.
따라서 운전자가 자동/수동 조향선택스위치(32)에 있어 자동을 선택하면 그 출력신호에 의해 콘트롤러(31)는 유압펌프(25)로 부터의 유압유가 제2유로(27)를 통하여 파워실린더(23)로 공급되어 방향제어밸브(30)의 제어하여 자동으로 레크(24)를 동작시키고, 수동을 선택하면 유압펌프(25)로 부터의 유압유가 제1유로(26)의 피니언밸브(22)를 통하여 파워실린더(23)로 공급되어 운전자의 조향 핸들(20) 조작에 따라 파워실린더(23)는 통상의 파워핸들 조작과 동일하게 작동하게 된다.
그러므로 자동 조향장치의 작동시 결함이 발생하여 조향핸들을 수동 조작하는 경우에도 동력 조향이 가능하여 운전자의 차량 조향 등이 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.
따라서 본 발명은 자동 조향장치에 있어 로터리밸브를 전자제어식 압력제어 밸브로 대체하여 스티어링 칼럼없이 전기 신호에 의하여 조향각 및 조향반력을 제어가 가능하고, 구조가 콤팩트화 되어 가공성 및 조립성, 장착성 등이 크게 향상되어질 수 있는 자동 조향장치를 제공함에 그 목적이 있는 것인 바, 이를 첨부된 예시 도면을 참고하여 그 구성 및 작용 효과를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 종래의 자동 조향장치의 구성을 나타낸 예시도,
도2는 종래 자동 조향장치의 다른 예시도,
도3은 본 발명인 적용된 자동 조향장치의 예시도,
도4는 본 발명에 따른 전자제어식 압력밸브의 예시도,
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
40: 휠 41: 랙바
42: 액츄에이터 44: 전자제어식 압력제어밸브
45: 펌프 46: 탱크
47,48: 솔레노이드 50: 조향 콘트롤러
51: 휠 각도센서 52: 차속센서
53: 조향각센서
본 발명은 도3에 나타낸 바와 같이 차량의 휠(40)이 고정되는 랙바(41)에 액츄에이터(42)를 설치하여 상기 액츄에이터(42)의 양쪽실린더(421,422)에 공급되는 압유에 의해 랙바(41)를 구동시키도록 되고, 상기 액츄에이터(42)에는 양쪽실린더(421,422)에 공급되는 압유를 제어하는 전자제어식 압력제어밸브(44)가 연결되고, 상기 전자제어식 압력제어밸브(44)에는 유압원인 펌프(45)와 공급된 압유를 복귀시키는 탱크(46) 및 내측 유로를 절환시키는 솔레노이드(47,48)가 부설되어 상기 솔레노이드(47,48)에 의해 전자제어식 압력제어밸브(44)에 공급되는 압유의 흐름을 절환시키도록 되어 있다.
또한, 상기 솔레노이드(47,48)는 조향콘트롤러(50)와 연결되고, 상기 콘트롤러(50)에는 휠 각도센서(51), 차속센서(52), 조향핸들(60)에 부설되는 조향각센서(53)가 연결되어 상기 센서(51,52,53)의 출력신호에 따라 조향콘트롤러(50)가 양쪽 솔레노이드(47,48)를 제어하도록 구성되고 있다.
도4는 본 발명에 따른 압력제어밸브의 단면도를 도시하고 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 조향콘트롤러(50)가 전자제어식 압력밸브(44)의 한쪽 솔레노이드(47)에 전원을 인가시킴에 따라 펌프(45)에 의해 공급된 압유는 유로(441)를 통해 액츄에이터(42)의 한쪽 실린더(421)에 공급되어 랙바(41)를 구동하게 되고, 실린더(421)에 압유가 공급되어짐에 따라 한쪽 방향으로 이동하게 되는 랙바(41)에 의해 실린더(422)의 압유는 유로(422)를 통해 탱크(46)로 복귀하게 된다.
이때 조향콘트롤러(50)는 휠 각도센서(51)로 부터의 피이백 신호와 각 센서(52,53)의 검출신호를 비교 판단하면서 전자제어식 압력제어밸브(44)를 제어하게된다.
반대로 조향콘트롤러(50)가 전자제어식 압력밸브(44)의 다른쪽솔레노이드(48)에 전원을 인가하면 펌프(45)에 의해 공급된 압유는 유로(442)를 통해 액츄에이터(42)의 다른쪽 실린더(422)에 공급되어 랙바(41)를 구동하게 되고, 실린더(421)의 압유는 유로(441)을 통해 탱크(46)로 복귀한다.
조향콘트롤러(50)는 휠 각도센서(51)로 부터의 피이백 신호와 각 센서(52,53)의 검출신호를 비교 판단하면서 전자제어식 압력제어밸브(44)를 제어하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동 조향장치에 있어 로터리밸브를 전자제어식 압력제어밸브로 대체하여 스티어링 칼럼없이 전기 신호에 의하여 조향각 및 조향반력을 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 로터리밸브와 콜럼이 제거되어 구조가 콤팩트하여 가공성 및 조립성, 장착성 등이 좋고, 전기적신호 만으로 조향이 가능하다는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 차량의 휠(40)이 고정되는 랙바(41)에 액츄에이터(42)를 설치하여 상기 액츄에이터(42)의 양쪽실린더(421,422)에 공급되는 압유에 의해 랙바(41)를 구동시키도록 되고, 상기 액츄에이터(42)에는 전자제어식 압력제어밸브(44)가 연결되고, 상기 전자제어식 압력제어밸브(44)에는 유압원인 펌프(45)와 공급된 압유를 복귀시키는 탱크(46) 및 내측 유로를 전환시키는 솔레노이드(47,48)가 부설되어 상기 솔레노이드(47,48)에 의해 전자제어식 압력제어밸브(44)에 공급되는 압유의 흐름을 절환시키도록 되고, 상기 솔레노이드(47,48)는 조향콘트롤러(50)와 연결되고, 상기 콘트롤러(50)에는 휠 각도센서(51), 차속센서(52), 조향핸들(60)에 부설되는 조향각센서(53)가 연결되어 상기 센서(51,52,53)의 출력신호에 따라 조향콘트롤러(50)가 양쪽 솔레노이드(47,48)를 제어하도록 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 자동 조향장치.
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