KR101646385B1 - 전자제어 능동 후륜 조향 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

전자제어 능동 후륜 조향 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자제어 능동 후륜 조향 시스템에 관한 것으로서, 구성이 간단하면서도 차량 운행 조건에 따른 능동적인 후륜 조향 제어를 수행할 수 있도록 구성됨으로써 대형 트럭 등의 상용 차량 적용시 회전반경 축소 및 운전자의 조종안정성 향상에 기여할 수 있는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 운전자 스티어링휠의 조작에 따른 조향각을 검출하는 조향각 센서; 차량의 현재 주행 차속을 검출하는 차속 센서; 상기 조향각 센서의 신호와 차속 센서의 신호에 기초하여 차량 운전 조건에 따른 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 제어신호에 따라 구동 제어되어 후륜 조향을 위한 유압을 생성 및 공급하는 모터 펌프 유닛; 및 상기 모터 펌프 유닛에 의해 생성된 유압을 공급받아 구동 제어되고 구동시 후륜을 회전시켜 후륜 조향을 수행하도록 장착된 후륜 조향 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템이 개시된다.

Description

전자제어 능동 후륜 조향 시스템 및 그 제어 방법{Electronic active rear wheel steering system and control method thereof}
본 발명은 전자제어 능동 조향 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대형 트럭 등의 상용 차량 적용시 회전반경 축소 및 운전자의 조종안정성 향상에 기여할 수 있는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit)를 이용하여 차량 속도에 따라 운전자의 스티어링휠 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 하는 조향 시스템은, 크게 기존의 유압식 파워 조향(Hydraulic Power Steering) 시스템에 유압을 제어하는 전자제어밸브를 추가하여 어시스트량을 조절하는 전자제어 파워 조향(Electronic Power Steering) 시스템과, 순수한 모터 구동에 의해서만 어시스트량을 조절하는 전동식 파워 조향(EPS, Electric Power Steering) 시스템으로 구분된다.
이와 같은 조향 시스템을 장착한 차량에 있어서 스티어링휠과 조향 액추에이터 사이에 유성기어나 하모닉 기어로 이루어진 조향 기어비 가변기구를 구비하여, 이 조향 기어비 가변기구의 작동을 통해 운전자 스티어링휠의 조향 입력에 대한 출력각을 가변시켜 줌으로써 차량의 거동을 보다 안정화시킬 수 있도록 한 능동 전륜 조향 시스템(AFS, Active Front Steering System)이 적용되고 있다.
능동 전륜 조향 시스템은 전자제어장치(예를 들면, ESC ECU)로부터 차량 자세 안정화를 위한 협조제어 명령 및 제어각 정보 등을 입력받아 협조 제어를 수행하며, 특히 전자적으로 조향 기어비를 가변시켜 운전자의 운전 편의성 및 차량 안전성을 향상시킨다.
예를 들어, 정차시 또는 저속에서는 운전자의 조향 입력보다 실제 조향이 크게 되도록 제어하여 운전자의 편의성을 높일 수 있으며, 고속에서는 운전자의 조향 입력보다 실제 조향이 작게 되도록 제어하여 차량 안정성을 높일 수 있다.
한편, 일반적인 차량의 경우 전륜만을 조향하여 차량의 진행방향을 바꾸게 되는데, 이때 전륜 및 후륜의 횡력 발생 시점이 서로 다르게 되므로 차량의 진행방향과 운전자의 주시 방향이 일치하지 않게 된다.
따라서, 후륜에도 조향 시스템을 적용하여 주차시나 저속 선회시에는 차량의 회전반경을 감소시키고, 고속 주행 중에는 방향 선회시 주행안정성을 향상시키고 있다.
좀더 설명하면, 최근 차량 편의 및 안전에 대한 요구와 기대치가 높아지고 있는 가운데 샤시 제어 시스템의 장착률 또한 높아지고 있으며, 샤시 제어 시스템 중에 하나인 후륜 조향(RWS, Rear Wheel Steering) 시스템은 차량의 리어 서스펜션에 액추에이터를 설치하여 후륜 휠도 조향이 가능하도록 함으로써 저속일 때는 회전반경을 작게 하여 편의성을 향상시키고, 고속 주행시 장애물로 인한 회피 상황에서는 횡미끄럼각을 최소화함으로써 조정안정성을 향상시킨다.
차량의 후륜 조향 시스템에 대한 선행특허문헌으로는 공개특허 제10-2014-0073069호(2014.6.16), 공개특허 제10-2014-0044507호(2014.4.15), 공개특허 제10-2013-0053699호(2013.5.24), 공개특허 제10-2013-0030635호(2013.3.27), 등록특허 제10-0693229호(2007.3.5)를 들 수 있다.
또한, 후륜 조향 시스템을 이용한 차량 제어와 관련해서는 등록특허 제10-1427941호(2014.8.1)에 제시되어 있다.
이러한 후륜 조향 시스템은 대형 트럭과 같은 상용 차량에도 적용되고 있는데, 펌프와 유압 실린더를 이용한 유압식이 주로 적용되고 있다.
종래의 상용화된 대형 트럭의 후륜 조향 시스템으로는 셀프 조향 방식과 단방향 전/후 유압 실린더를 이용하는 유압 제어 능동 조향 시스템, 그리고 단방향/양방향 유압 실린더를 이용하는 전자제어 능동 조향 시스템 방식 등이 있다.
여기서, 단방향 시스템은 하나의 유압 실린더를 이용하는 시스템을 의미하고, 양방향 시스템은 두 개의 유압 실린더를 이용하는 시스템을 의미한다.
도 1과 도 2는 종래의 단방향 전자제어 후륜 조향 시스템을 예시한 구성도로서, 도시된 바와 같이, 대형 트럭 등의 상용 차량에 적용되고 있는 전, 후륜 조향 시스템은, 전륜(1)과 후륜(2)의 조향 제어를 수행하는 전자제어유닛(ECU)인 조향 제어기(11), 유압을 생성하여 공급하는 모터 펌프 유닛(MPU, Motor Pump Unit)(12), 전륜 조향을 위한 기어박스(Gear Box)(13), 전륜과 후륜의 유압 분배를 위한 유량 분배기(Flow Divider)(14), 후륜 조향을 위한 액추에이터인 후륜 조향 실린더(Rear Wheel Steering Cylider)(15), 후륜 조향 실린더(15)의 구동을 제어하기 위한 매니폴드(Manifold)(16) 및 어큐뮬레이터(Accumulator)(17), 전륜 조향각 센서(Front Wheel Angle Sensor)(18), 후륜 조향각 센서(Rear Wheel Angle Sensor)(19)를 포함한다.
여기서, 매니폴드(16)는 후륜 조향 실린더(15)의 구동을 제어하기 위해 오일(작동유) 흐름을 제어하는 오일 컨트롤 밸브를 포함하며, 오일 컨트롤 밸브의 제어를 통해 후륜 조향 실린더(15)의 구동시 실린더로부터의 오일이 어큐뮬레이터(17)에 저장되거나 어큐뮬레이터(17)에서 실린더(15)로 오일이 공급되도록 한다.
그 밖에 차량의 조향 시스템은, 도면에 나타내지는 않았으나, 차량 조향 시스템에 포함되는 공지의 구성요소들, 예를 들어 운전자의 조향 입력, 즉 스티어링휠 조작에 따른 조향각을 검출하는 조향각 센서(SAS, Steering Angle Sensor) 등을 포함한다.
이와 같이 종래의 후륜 조향 시스템은 유량 분배기(14), 오일 컨트롤 밸브, 조향 제어기(11)를 통하여 후륜 조향 실린더(15)에 공급되는 오일의 유량을 제어하고, 어큐뮬레이터(17)에 보관된 오일이 후륜 조향 실린더(15)로 공급되어 후륜 조향이 이루어지고 있는바, 구성이 복잡하여 부품 수 및 구성비용이 과다하다는 단점을 가지고 있다.
또한, 차량의 운행 조건에 따른 후륜 조향 제어, 전륜 조향 제어에 연동되는 능동 후륜 조향 제어 측면에서 미흡한 점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 구성이 간단하면서도 차량 운행 조건에 따른 능동적인 후륜 조향 제어를 수행할 수 있도록 구성됨으로써, 대형 트럭 등의 상용 차량 적용시 회전반경 축소 및 운전자의 조종안정성 향상에 크게 기여할 수 있는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 운전자 스티어링휠의 조작에 따른 조향각을 검출하는 조향각 센서; 차량의 현재 주행 차속을 검출하는 차속 센서; 상기 조향각 센서의 신호와 차속 센서의 신호에 기초하여 차량 운전 조건에 따른 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 제어신호에 따라 구동 제어되어 후륜 조향을 위한 유압을 생성 및 공급하는 모터 펌프 유닛; 및 상기 모터 펌프 유닛에 의해 생성된 유압을 공급받아 구동 제어되고 구동시 후륜을 회전시켜 후륜 조향을 수행하도록 장착된 후륜 조향 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 제어부는 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 설정속도를 초과할 경우 후륜 조향이 이루어지지 않도록 모터 펌프 유닛의 구동을 오프시키고, 차속이 상기 설정속도 이하일 경우 모터 펌프 유닛을 구동하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 상기 설정속도 이하인 상태에서 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도가 설정값 이하일 경우, 모터 펌프 유닛의 펌프 모터 회전속도 제어를 통한 후륜 조향을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 상기 설정속도 이하인 상태에서 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도가 상기 설정값을 초과할 경우, 상기 모터 펌프 유닛에서 후륜 조향 실린더로 유압이 공급되지 않도록 하여 후륜 조향이 이루어지지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 모터 펌프 유닛의 펌프 모터를 아이들 상태로 제어하면서 모터 펌프 유닛 내부의 바이패스 유로를 개방하여 오일이 후륜 조향 실린더로 공급되지 않는 바이패스 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터 펌프 유닛의 펌프 모터 회전속도 제어 과정에서 펌프 모터의 회전속도는 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도와 차속 센서에 의해 검출되는 차속에 따른 값으로 맵을 이용하여 구해지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 차량 주행 중 차속 센서에 의해 차속 정보가 취득되고, 조향각 센서에 의해 운전자 스티어링휠 조작에 따른 조향각 정보가 취득되는 단계; 상기 조향각 센서의 신호와 차속 센서의 신호에 기초하여 후륜 조향이 필요한 조건인지를 판단하는 단계; 후륜 조향이 필요한 조건인 경우 운전자 스티어링휠 조작에 따른 전륜 조향이 이루어지는 동안 후륜 조향이 이루어지도록 하기 위한 제어 신호를 출력하는 단계; 상기 제어신호에 따라 모터 펌프 유닛의 구동이 제어되고, 상기 모터 펌프 유닛으로부터 공급되는 유압에 따라 후륜 조향 실린더의 구동이 제어되어, 전륜 조향과 동시에 후륜 조향이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 제어 방법을 제공한다.
여기서, 상기 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 설정속도 이하인 상태에서 상기 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도가 설정값 이하인 경우, 후륜 조향이 필요한 조건인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 설정속도를 초과할 경우, 후륜 조향이 이루어지지 않도록 모터 펌프 유닛의 구동을 오프시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 상기 설정속도 이하인 상태에서 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도가 상기 설정값을 초과할 경우, 상기 모터 펌프 유닛에서 후륜 조향 실린더로 유압이 공급되지 않도록 하여 후륜 조향이 이루어지지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 모터 펌프 유닛의 펌프 모터를 아이들 상태로 제어하면서 모터 펌프 유닛 내부의 바이패스 유로를 개방하여 오일이 후륜 조향 실린더로 공급되지 않는 바이패스 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 후륜 조향이 필요한 조건인 경우 차량 운전 조건에 따라 모터 펌프 유닛의 펌프 모터 회전속도를 제어하는 후륜 조향을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터 펌프 유닛의 펌프 모터 회전속도 제어 과정에서 펌프 모터의 회전속도는 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도와 차속 센서에 의해 검출되는 차속에 따른 값으로 맵을 이용하여 구해지는 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 발명에 따른 전자제어 능동 후륜 조향 시스템에서는 모터 펌프 유닛에서 후륜 조향 실린더에 직접 오일을 공급하고, 모터 펌프 유닛의 구동 제어를 통한 후륜 조향 제어가 이루어질 수 있도록 구성됨으로써, 종래에 비해 시스템 구성이 간단해지는 이점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 단방향 전자제어 능동 후륜 조향 시스템은 조향각 센서의 신호와 차속 신호를 이용하여 차량 운행 조건에 따른 능동적인 후륜 조향 제어를 수행할 수 있도록 구성됨으로써, 대형 트럭 등의 상용 차량 적용시 회전반경 축소 및 운전자의 조종안정성 향상에 크게 기여할 수 있게 된다.
도 1과 도 2는 종래의 단방향 전자제어 후륜 조향 시스템을 예시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 구성을 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전자제어 능동 후륜 조향 시스템이 적용된 차량 조향 시스템의 제어 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명에서 차속과 조향각속도에 따라 펌프 모터 회전속도를 설정한 맵을 예시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 유압 생성 및 공급을 위한 모터 펌프 유닛과, 상기 모터 펌프 유닛에서 공급되는 유압으로 구동하여 후륜 조향을 수행하는 액추에이터인 단방향 유압 실린더를 적용한 전자제어 능동 후륜 조향 시스템에 관한 것이다.
특히, 모터 펌프 유닛에서 후륜 조향 실린더에 직접 오일을 공급하고, 모터 펌프 유닛의 구동 제어를 통한 후륜 조향 제어가 이루어질 수 있도록 구성됨으로써, 종래에 비해 시스템 구성이 간단해지는 이점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 단방향 전자제어 능동 후륜 조향 시스템은 모터의 회전속도(rpm) 제어를 통해 유압 조절이 가능한 모터 펌프 유닛을 이용하여 조향각 센서(SAS)의 신호와 차속 신호로부터 차량 운행 조건에 따른 능동적인 후륜 조향 제어를 수행할 수 있도록 구성됨으로써, 대형 트럭 등의 상용 차량 적용시 회전반경 축소 및 운전자의 조종안정성 향상에 크게 기여할 수 있도록 한 점에 특징을 가진다.
도 3은 본 발명에 따른 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 구성을 도시한 개략도로서, 운전자의 조향 입력, 즉 스티어링휠(3)의 조작에 따른 조향각(스티어링휠 회전각)을 검출하는 조향각 센서(SAS, Steering Angle Sensor)(4), 차량의 현재 주행 차속을 검출하는 차속 센서(5)를 포함한다.
여기서, 조향각 센서(4)의 신호로부터 차량 운전 조건 중 운전자 스티어링휠 조작에 따른 조향각(deg)과, 조향각의 미분값으로 구해지는 조향각속도(deg/s) 정보를 취득하게 된다.
또한, 차속 센서(5)의 신호로부터 차량 운전 조건 중 현재의 차속 정보를 취득하게 되며, 모터 펌프 유닛(24)의 구동을 제어하는 제어부(미도시)가 차속 센서(5)로부터 직접 차속 신호를 입력받도록 구성될 수 있으나, 도 3에 나타낸 바와 같이 엔진 ECU(6)를 통해 차속 신호를 입력받도록 구성될 수도 있다.
상기 제어부는 모터 펌프 유닛(24)에 내장되거나 일체로 구비될 수 있으며, 차속 신호를 전달받기 위해 엔진 ECU(6)와 CAN 통신 라인을 통해 연결된다.
이때, 조향각 센서(4)의 신호, 즉 조향각 신호는 제어부가 조향각 센서로부터 직접 입력받도록 구성될 수 있으며, 또는 조향각 센서의 신호를 입력받는 타 제어기, 예를 들면 전륜 조향 제어를 수행하는 조향 제어기를 통해 입력받도록 구성될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 차량 조향을 위한 작동유, 즉 스티어링 오일(Steering Oil)이 저장되는 오일 리저버(Oil Reservoir)(21)와, 벨트 등의 동력전달수단을 통해 엔진에 연결되어 엔진 동력으로 구동되고 전륜 조향을 위한 유압을 생성 및 공급하는 파워 스티어링 펌프(Power Steering Pump)(22)와, 상기 파워 스티어링 펌프(22)에 의해 생성된 유압을 공급받아 전륜 조향을 수행하는 기어박스(Gear Box)(23)가 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 전자제어 능동 후륜 조향 시스템은 후륜 조향을 위한 유압을 생성 및 공급하는 후륜 모터 펌프 유닛(Rear Wheel Steering Motor Pump Unit)(24)과, 상기 후륜 모터 펌프 유닛(24)에 의해 생성된 유압을 공급받아 후륜 조향을 수행하는 단방향 후륜 조향 실린더(Rear Wheel Steering Cylinder)(25)와, 상기 후륜 모터 펌프 유닛(24)의 구동을 제어하는 제어부(미도시, 후륜 모터 펌프 유닛에 내장됨)를 포함한다.
상기 단방향 후륜 조향 실린더(25)는 유압 공급 상태에 따라 후륜을 회전시켜 원하는 후륜 조향이 이루어지도록 하는 후륜 조향용 액추에이터로서, 단방향 유압 실린더를 채용한 종래의 후륜 조향 시스템과 비교할 때 유압 실린더의 구성과 후륜 회전을 위한 차량 장착 구조 및 연결 구조에 있어서 차이가 없다.
상기 후륜 모터 펌프 유닛(24)의 펌프 모터는 제어부에 의해 구동이 제어되는데, 제어부는 차량 운전 정보인 차속 신호와 조향각 신호에 기초하여 후륜 조향 실행 여부를 결정하고 후륜 조향을 제어하게 된다.
즉, 상기 제어부는 차속 신호와 조향각 신호로부터 소정의 작동 조건을 만족할 경우 후륜 조향이 필요한 것으로 판단하여 모터 펌프 유닛(24)의 구동을 제어하는 후륜 조향 제어를 수행하게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 전자제어 능동 후륜 조향 시스템은 차량의 전륜 조향을 보조(Assist)하는 후륜 조향 시스템으로서, 차량 운전 조건에 따라 전륜 회전각을 추종하는 능동적인 후륜 조향이 수행될 수 있도록 모터 펌프 유닛(24) 및 후륜 조향 실린더(25)의 구동을 제어하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 작동 상태에 대해 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 전자제어 능동 후륜 조향 시스템이 적용된 차량 조향 시스템의 제어 과정을 나타내는 순서도로서, 기본적으로 제어부는 차량 주행 중 차속 센서(5)에 의해 검출되는 차속 정보를 입력받게 되며, 더불어 운전자의 조향 입력이 있게 될 때 조향각 센서(4)의 신호를 입력받게 된다(S1,S2).
또한, 운전자 조향 입력에 따라 통상의 전륜 조향 제어 과정이 수행되는데(S3), 파워 스티어링 펌프(22)로부터 유압을 공급받아 조향각 센서(4)의 신호 등에 기초하여 기어박스(23)의 구동을 제어함으로써 운전자 조타력을 보조하는 전륜 조향이 실행된다(S4).
즉, 운전자가 스티어링휠을 회전조작하여 조향을 하게 되면, 엔진에 연결된 파워 스티어링 펌프(22)에서 생성된 유압이 기어박스(23)로 공급되어 전륜 조향이 수행되는 것이다.
이러한 전륜 조향과 더불어 차량 운전 조건에 따라 후륜 조향이 선택적으로 수행되는데, 결국 전륜 조향 시스템과 후륜 조향 시스템이 함께 구비된 차량에서 차량 조향은 차량 운행 및 운전자 조향 입력 조건에 따라 전륜 조향만 이루어지는 노멀 조향(Normal Steering) 모드와, 전륜 조향과 후륜 조향이 함께 수행되는 능동 통합 스티어링(Active Integration Steering) 모드로 구분된다.
도 4의 순서도에서 차량 주행 중 차량 운전 정보인 차속 정보와 조향각 정보가 제어부에 입력되고, 이에 제어부는 전륜 조향이 수행되는 동안 차속 정보와, 조향각으로부터 구해지는 조항각속도 정보에 기초하여 후륜 조향이 필요한 조건인지를 판단한다(S5).
이때, 차속이 설정속도(예, 5km/h) 이하일 경우 모터 펌프 유닛(24)을 구동하는(펌프 모터 온(On)) 후륜 조향이 수행되고, 설정속도를 초과할 경우 후륜 조향이 이루어지지 않도록 모터 펌프 유닛(24)의 구동을 오프시킨다(펌프 모터 오프(Off)).
또한, 제어부는 차속이 상기 설정속도 이하인 상태에서 운전자 조향 입력(스티어링휠 조작)에 따른 조향각속도가 설정값(예, 360deg/s) 이하일 경우 후술하는 펌프 모터 회전속도 제어를 통한 후륜 조향을 수행하고, 상기 설정값을 초과할 경우 펌프 모터를 아이들 상태로 제어하여 후륜 조향이 이루어지지 않도록 한다.
이는 조향각속도가 설정값을 초과하는 빠른 조향이 이루어질 경우 차량 롤-오버(Roll-over)를 방지하기 위한 것으로, 펌프 모터의 아이들 회전 상태는 펌프 모터가 온(On) 된 상태에서 최저 회전속도인 정해진 아이들 속도로 회전되기는 하지만, 모터 펌프 유닛(24)의 내부 바이패스 유로를 통해 오일이 바이패스(By-pass) 되는 상태로서, 후륜 조향 실린더(25)로 유압이 공급되지 않으므로 후륜 조향이 이루어지지 않게 된다.
한편, 차속이 상기 설정속도 이하이고 조향각속도가 설정값 이하인 경우 펌프 모터의 회전속도 제어를 통한 후륜 조향이 수행되는데, 이때 전륜 회전각을 추종하는 후륜 조향이 이루어지도록 펌프 모터의 회전속도가 제어된다.
즉, 전륜 조향 제어시 운전자 조향 입력에 따른 조향각(스티어링휠 회전각)에 상응하도록 전륜 타이어의 회전각인 전륜 조향각이 결정되는데, 제어되는 전륜 조향각에 따라 적절한 후륜 조향이 이루어지도록 하기 위해서는 전륜 조향 상태에 따른 목표 후륜 조향각(후륜 회전각) 제어가 이루어져야 하고, 이를 위해 목표 후륜 조향각에 도달하도록 하는 펌프 모터의 회전속도 제어가 필요하다.
따라서, 본 발명에서는 선행 연구를 통해 차량 운전 조건인 차속과 조향각속도에 따라 펌프 모터 회전속도를 설정해둔 맵을 이용하여 현재 차속과 조향각속도로부터 펌프 모터 회전속도가 결정되도록 한다.
도 5는 차속과 조향각속도에 따라 펌프 모터 회전속도를 설정해둔 맵의 일례를 나타내는 도면으로, 예시된 바와 같은 맵 데이터를 이용하여 차속과 조향각속도로부터 펌프 모터 회전속도가 구해지면, 구해진 회전속도로 펌프 모터의 구동을 제어하게 된다.
이러한 모터 펌프 유닛의 구동 제어(S6)를 통해 후륜 조향 실린더의 구동이 제어되고, 이를 통해 후륜 조향이 실행된다(S7).
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 전륜
2 : 후륜
3 : 스티어링휠
4 : 조향각 센서(SAS)
5 : 차속 센서
6 : 엔진 ECU
21 : 오일 리저버
22 : 파워 스티어링 펌프
23 : 기어박스
24 : 모터 펌프 유닛
25 : 후륜 조향 실린더

Claims (13)

  1. 운전자 스티어링휠의 조작에 따른 조향각을 검출하는 조향각 센서;
    차량의 현재 주행 차속을 검출하는 차속 센서;
    상기 조향각 센서의 신호와 차속 센서의 신호에 기초하여 차량 운전 조건에 따른 제어신호를 출력하는 제어부;
    상기 제어신호에 따라 구동 제어되어 후륜 조향을 위한 유압을 생성 및 공급하는 모터 펌프 유닛;
    상기 모터 펌프 유닛에 의해 생성된 유압을 공급받아 구동 제어되고 구동시 후륜을 회전시켜 후륜 조향을 수행하도록 장착된 후륜 조향 실린더;
    를 포함하고,
    상기 제어부는 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 설정속도 이하인 상태에서 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도가 설정값 이하일 경우, 모터 펌프 유닛의 펌프 모터 회전속도 제어를 통한 후륜 조향을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 설정속도를 초과할 경우 후륜 조향이 이루어지지 않도록 모터 펌프 유닛의 구동을 오프시키고, 차속이 상기 설정속도 이하일 경우 모터 펌프 유닛을 구동하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 상기 설정속도 이하인 상태에서 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도가 상기 설정값을 초과할 경우, 상기 모터 펌프 유닛에서 후륜 조향 실린더로 유압이 공급되지 않도록 하여 후륜 조향이 이루어지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 모터 펌프 유닛의 펌프 모터를 아이들 상태로 제어하면서 모터 펌프 유닛 내부의 바이패스 유로를 개방하여 오일이 후륜 조향 실린더로 공급되지 않는 바이패스 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터 펌프 유닛의 펌프 모터 회전속도 제어 과정에서 펌프 모터의 회전속도는 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도와 차속 센서에 의해 검출되는 차속에 따른 값으로 맵을 이용하여 구해지는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템.
  7. 차량 주행 중 차속 센서에 의해 차속 정보가 취득되고, 조향각 센서에 의해 운전자 스티어링휠 조작에 따른 조향각 정보가 취득되는 단계;
    상기 조향각 센서의 신호와 차속 센서의 신호에 기초하여 후륜 조향이 필요한 조건인지를 판단하는 단계;
    후륜 조향이 필요한 조건인 경우 운전자 스티어링휠 조작에 따른 전륜 조향이 이루어지는 동안 후륜 조향이 이루어지도록 하기 위한 제어신호를 출력하는 단계;
    상기 제어신호에 따라 모터 펌프 유닛의 구동이 제어되고, 상기 모터 펌프 유닛으로부터 공급되는 유압에 따라 후륜 조향 실린더의 구동이 제어되어, 전륜 조향과 동시에 후륜 조향이 이루어지도록 하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 설정속도 이하인 상태에서 상기 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도가 설정값 이하인 경우, 후륜 조향이 필요한 조건인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 설정속도를 초과할 경우, 후륜 조향이 이루어지지 않도록 모터 펌프 유닛의 구동을 오프시키는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 제어 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 차속 센서에 의해 검출되는 차속이 상기 설정속도 이하인 상태에서 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도가 상기 설정값을 초과할 경우, 상기 모터 펌프 유닛에서 후륜 조향 실린더로 유압이 공급되지 않도록 하여 후륜 조향이 이루어지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 모터 펌프 유닛의 펌프 모터를 아이들 상태로 제어하면서 모터 펌프 유닛 내부의 바이패스 유로를 개방하여 오일이 후륜 조향 실린더로 공급되지 않는 바이패스 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 제어 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 후륜 조향이 필요한 조건인 경우 차량 운전 조건에 따라 모터 펌프 유닛의 펌프 모터 회전속도를 제어하는 후륜 조향을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 모터 펌프 유닛의 펌프 모터 회전속도 제어 과정에서 펌프 모터의 회전속도는 조향각 센서의 신호로부터 구해지는 조향각속도와 차속 센서에 의해 검출되는 차속에 따른 값으로 맵을 이용하여 구해지는 것을 특징으로 하는 전자제어 능동 후륜 조향 시스템의 제어 방법.
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