KR20100063290A - Steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system - Google Patents

Steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system Download PDF

Info

Publication number
KR20100063290A
KR20100063290A KR1020080121743A KR20080121743A KR20100063290A KR 20100063290 A KR20100063290 A KR 20100063290A KR 1020080121743 A KR1020080121743 A KR 1020080121743A KR 20080121743 A KR20080121743 A KR 20080121743A KR 20100063290 A KR20100063290 A KR 20100063290A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steering
hydraulic
torque
motor
controller
Prior art date
Application number
KR1020080121743A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101039952B1 (en
Inventor
고원
이동욱
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020080121743A priority Critical patent/KR101039952B1/en
Publication of KR20100063290A publication Critical patent/KR20100063290A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101039952B1 publication Critical patent/KR101039952B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/30—Safety devices, e.g. alternate emergency power supply or transmission means to ensure steering upon failure of the primary steering means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062—Details, component parts
    • B62D5/063—Pump driven by vehicle engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20—Steering systems
    • B60W2510/202—Steering torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/13—Failsafe arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/40—Actuators for moving a controlled member
    • B60Y2400/406—Hydraulic actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/40—Actuators for moving a controlled member
    • B60Y2400/418—Power assistance, e.g. servo-motors
    • B60Y2400/4187—Servo-motors, e.g. electric or fluidic with feedback control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PURPOSE: A steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system is provided to remove a design change about transmission and to provide the steering ability in the malfunctioning. CONSTITUTION: A steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system comprises a steering gear(1), a pump(2), an auxiliary cylinder(3), a flow rate indicator(5), a column drive motor(6) and a controller(8). The steering gear comprises a valve inside in order for the fluid pressure according to the steering to be input and output. The pump, driven by the engine, pumps the oil from the reservoir tank and circulates the fluid pressure by the steering gear side. The auxiliary cylinder constitutes the steering gear and the oil-hydraulic circuit in the steering and enlarges the oil force. The flow rate indicator measures whether the mass flow circulating between the pump and the assistant cylinder. The column drive motor is installed to the steering column. The controller decides whether the oil-hydraulic circuit is fixed or not through the flow indicator.

Description

조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치{Steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system} Steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system

본 발명은 전동 동력 조향 장치에 관한 것으로, 특히 조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus, and more particularly, to a steering hydraulic failure safety type electric power steering apparatus.

일반적으로 차량의 조타력을 발생하는 파워 스티어링장치는 핸들의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도 신속한 조향이 가능하도록, 유압을 이용하도록 설계되어 작동된다. In general, a power steering device that generates steering force of a vehicle is designed and operated to use hydraulic pressure to enable quick steering while lightly and smoothly operating a steering force.

최근에는 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시키는 전동 식 스티어링 장치가 적용되는데, 이는 통상 EHPS(Electro-hydraulic Power Steering)이나 또는 MDPS(Motor Driven Power Steering)라 불리 운다.Recently, an electric steering device for driving a motor in an electronic control unit (ECU) according to driving conditions of a vehicle sensed by a vehicle speed sensor and a steering torque sensor is applied, which is usually EHPS (Electro-hydraulic Power Steering) or MDPS ( Motor Driven Power Steering.

이중 MDPS는 조타 상태로 모터 구동 토크를 변화시켜 보타 력과 조향 조작 력을 변화시킴으로서, 조타 감을 향상시키고 모터 구동을 선택 제어해 연비와 성능을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.The dual MDPS has the advantage of improving steering feel and steering control by changing the motor drive torque to the steering state, thereby improving fuel economy and performance.

이러한 MDPS 중 트랜스미션(T/M)을 이용하는 보조 펌프 구동 방식이면서, 유 압 회로를 기계(유압)으로 제어하는 방식은, 차량 정지 시(유압 미작동시) 조향 기어에 내장된 전환 회로(Change Over Valve, Disconnecting Valve)가 스프링 탄성력에 의해 T/M 구동 펌프인 회로 2(Circuit 2)에 연결되는 반면, 엔진 구동(메인 펌프 작동 시) 전환 회로는 파이럿 회로를 통해 유압 력으로 회로1(Circuit 1)과 연결되어진다.Among the MDPS, the auxiliary pump driving method using the transmission (T / M), and the method of controlling the hydraulic circuit mechanically (hydraulic), the changeover circuit built in the steering gear when the vehicle is stopped (no hydraulic operation) (Change Over Valve, Disconnecting Valve) is connected to Circuit 2 (Circuit 2), which is a T / M driven pump by spring spring force, while the engine driven (when the main pump is running) switching circuit is connected to the circuit 1 (Circuit 1) by the hydraulic force through the pilot circuit. ) Is connected.

또한, 비상 상황 일례로, 차량이 주행 중인 상태에서 메인 펌프가 고장이 난 경우는 회로 2(Circuit 2)가 스프링 탄성력에 의해 보조펌프를 연결시켜, 정상적인 조향을 구현할 수 있게 되며, 이와 같이 T/M 구동 펌프는 차량 주행 시 항시 작동됨에 따라, 시간 지연이 없으면서 유량 지시 계(Flow Indicator)로 고장 여부를 상시 판단할 수 있는 편리함을 주게 된다.In addition, in an emergency situation, when the main pump fails while the vehicle is running, circuit 2 (Circuit 2) connects the auxiliary pump by the spring elastic force, so that normal steering can be realized. As the M drive pump is operated at all times while driving a vehicle, it provides a convenience that can always determine whether there is a failure with a flow indicator without time delay.

이와 더불어, 사용차량에 적용되는 경우 고장 시 안전에 대한 법규(안전기준 제14조 및 89조 2항)를 만족시키기 위해서, 고장 시 조타 작동 시스템인 비상 조향 장치(Emergency Steering System)를 구성하게 된다. In addition, when applied to a vehicle, an emergency steering system, which is a steering operation system in case of failure, is formed in order to satisfy the law on safety in case of failure (Articles 14 and 89, Clause 2, Safety Standard). .

하지만, 고장 시 조타 작동 시스템인 비상 조향 장치(Emergency Steering System)를 구성하게되면, T/M의 구동력을 이용하여 비상 펌프(Piston Pump로서 후진 시 역방향 구동됨)를 구동하는 장치에 대한 가격이 고가이면서, T/M에 대한 사양도 더욱 많아지는 취약함이 있게 된다.However, if the emergency steering system (Emergency Steering System), which is a steering operation system in the event of a failure, is used, the price of a device for driving an emergency pump (reversely driven as a reverse pump as a Piston pump) by using the driving force of the T / M is high. At the same time, there is also a weakness that the specifications for T / M become more and more.

이에 더해, 대형 트럭과 같이 큰 전축 하중을 가지는 차량에서는 필연적으로 대용량의 모터가 필요하지만, 대형 모터의 경우 모터 내구 신뢰성으로 인해 고장 시 안전 문제가 야기되어 그 적용이 매우 어려운 한계성이 있게 된다.In addition, a large motor load such as a large truck inevitably requires a large capacity motor, but large motors have limitations that are very difficult to apply due to safety problems due to motor durability reliability.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 대용량의 모터가 아닌 상용 차량에 적합한 모터를 이용해 차속에 따른 적절한 조타력 제공과 댐핑/마찰(Damping/Friction) 및 복원성 제어를 통한 조타 감을 향상하면서도, 고속 주행 안정성 실현과 연비 성능 향상은 물론, 고장 시 조향 기능을 제공하면서도 트랜스미션(T/M)에 대한 설계 변경을 요하지 않는 MDPS(Motor Driven Power Steering)를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented in view of the above, and provides a proper steering power according to the vehicle speed and a steering feeling through damping / friction and stability control by using a motor suitable for a commercial vehicle instead of a large capacity motor. It aims to provide high-speed driving stability and fuel economy performance, as well as providing motor-driven power steering (MDPS) that provides steering in the event of failure and does not require design changes to the transmission (T / M).

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전동 동력 조향 장치가 조타에 따른 유압이 입·출력되어 배력 하도록 밸브를 내장한 조향 기어와, The present invention for achieving the above object is a steering gear with a built-in valve so that the hydraulic power input and output the hydraulic power according to the steering power steering;

엔진을 통해 구동되어,리저버 탱크로부터 오일을 펌핑해 상기 조향 기어쪽으로 유압을 순환시키는 펌프,A pump driven through the engine to pump oil from the reservoir tank to circulate hydraulic pressure towards the steering gear,

조타 시 상기 조향 기어와 유압 회로를 구성해 유압 력을 증대하는 보조 실린더,Auxiliary cylinder for increasing hydraulic power by forming the steering gear and the hydraulic circuit during steering,

상기 조향 기어와 펌프 및 보조 실린더사이를 순환하는 유량 흐름 여부를 계측하는 유량 지시계,Flow rate indicator for measuring the flow rate of the flow between the steering gear and the pump and the auxiliary cylinder,

조향 컬럼에 장착되어져, 발생되는 모터 토크를 이용해 유압 보타 력에 부가되는 모터 보타 력을 발생시키는 구동 모터 및 A driving motor mounted to a steering column to generate a motor holding force added to the hydraulic holding force using the generated motor torque;

상기 유량 지시계를 통해 유압 회로 고정 여부를 판단하고, 조타 센서를 통해 조향 토크와 조향 각을 산출하며, 입력 된 차속을 고려한 후, 차량의 주행 상태에 맞추어 유압 회로 내 오일 순환과 구동 모터의 출력 토크를 제어해, 운전자에 대한 조향 보타 력을 제공하고 조향 휠 조작 감을 부여하는 컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.The flow rate indicator determines whether the hydraulic circuit is fixed, the steering sensor calculates the steering torque and the steering angle, and after considering the input vehicle speed, the oil circulation in the hydraulic circuit and the output torque of the driving motor in accordance with the driving state of the vehicle. It is characterized in that the controller is configured to provide a steering support for the driver and to give the steering wheel operation feeling.

이를 위해, 상기 컨트롤러는 차량의 정상 상태에 따른 조향 제어 시 조타 토크 및 조향 각을 고려하면서 차속에 따라, 엔진 구동되는 펌프와 조향 기어 및 보조 실린더가 형성하는 유압 회로를 통해 유압을 발생시킴과 더불어, 유압 보타 력을 보조하도록 구동 모터의 토크를 발생시켜주도록 제어하게 된다.To this end, the controller generates hydraulic pressure through the hydraulic circuit formed by the engine driven pump, the steering gear and the auxiliary cylinder according to the vehicle speed while considering the steering torque and the steering angle during steering control according to the normal state of the vehicle. In order to assist hydraulic hydraulic power, the driving motor generates torque.

그리고, 상기 컨트롤러에는 구동 모터에서 발생하는 모터 보타 력을 고려해 낮게 설정된 유압 회로 내 유압을 제어하고, 차량의 초기 위치를 결정해 두고 조타 토크가 입력되지 않을 때, 구동 모터가 초기 위치로 돌아가는 힘이 조향 후 복원 성능을 향상하도록 제어하는 기능이 더 부가된다.In addition, the controller controls the hydraulic pressure in the low-pressure hydraulic circuit in consideration of the motor torque generated from the driving motor, determines the initial position of the vehicle, and when the steering torque is not input, the driving motor returns to the initial position. Further control is added to improve recovery performance after steering.

또한, 상기 컨트롤러에는 유량 지시계를 통해 유압 회로 고장을 판단하면, 조타 센서를 통한 토크와 조향 각 신호를 받아 조타 방향을 확인하고, 현 차속을 감지 한 후, 정지 차량에 비해 상대적으로 매우 적은 차량의 타이어 반력을 고려하여, 구동 모터에서 조향 토크를 발생 시켜 주도록 제어하는 기능이 더 부가된다.In addition, when determining the hydraulic circuit failure through the flow indicator, the controller receives the torque through the steering sensor and the steering angle signal to check the steering direction, detects the current vehicle speed, In consideration of the tire reaction force, a function of controlling the steering motor to generate steering torque is further added.

이러한 본 발명에 의하면, MDPS(Motor Driven Power Steering)에서 고장 시 안전을 위한 보조 동력을 트랜스미션(T/M)을 통해 얻지 않아 T/M 사양을 단순화하면서 안전한 조향 기능을 제공함은 물론, 유압과 모터 보타력을 함께 이용해 여러 문제를 동반하는 대용량 모터가 아닌 상용 차량에 적합한 모터를 이용해 원가도 절감하고, 유압과 모터에 대한 적절한 제어를 통해 차속에 상응하는 최적 조타 성능 구현과 더불어, 고속 주행 시 안정적 성능 구현과 연비도 향상하는 효과가 있게 된다.According to the present invention, in the MDPS (Motor Driven Power Steering), the auxiliary power for safety in the event of failure is not obtained through the transmission (T / M), providing a safe steering function while simplifying the T / M specification, as well as hydraulic and motor By using the coordination force, it is not a large-capacity motor that has many problems, but also a motor that is suitable for a commercial vehicle to reduce the cost, and by controlling the hydraulic pressure and the motor appropriately, the optimum steering performance corresponding to the vehicle speed is achieved and stable at high speeds. This will also improve performance and fuel economy.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the exemplary embodiments of the present invention may be implemented in various different forms, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be described herein. Not limited to the embodiment.

도 1은 본 발명에 따른 조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치의 구성 도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 전동 동력 조향 장치인 MDPS는 조타에 따른 유압이 입·출력되어 배력 하도록 밸브를 내장한 조향 기어(1)와, 엔진을 통해 구동되어 상기 조향 기어(1)쪽으로 유압을 펌핑하는 펌프(2)를 갖추고, 조타 시 유압 력을 증대하는 보조 실린더(3)를 갖추고, 이러한 유압 회로 구성으로 조향 휠의 조타를 유압을 이용해 배력 된 보타 력을 생성하게 된다. 1 is a block diagram of a steering hydraulic failure safety type electric power steering apparatus according to the present invention, MDPS is an electric power steering apparatus according to the present invention has a built-in valve so that the hydraulic pressure in accordance with the steering input / output power One steering gear 1 and a pump 2 driven through the engine to pump hydraulic pressure towards the steering gear 1, and an auxiliary cylinder 3 for increasing hydraulic pressure during steering, have such a hydraulic circuit configuration. As a result, the steering force of the steering wheel is generated using hydraulic pressure.

이러한, MDPS 유압 회로는 운전자가 조향 휠을 조작하게 되면, 펌프(2)가 조향 기어(1)쪽으로 오일을 순환시켜유압을 발생하게 되고, 이와 같이 조향 기어(1) 를 통해 형성되는 유압을 이용해 조향 휠에 대한 운전자의 조향 감을 배력해 주게 된다.In the MDPS hydraulic circuit, when the driver operates the steering wheel, the pump 2 circulates oil toward the steering gear 1 to generate hydraulic pressure. Thus, the MDPS hydraulic circuit uses hydraulic pressure generated through the steering gear 1. This enhances the driver's sense of steering on the steering wheel.

이때, 보조 실린더(3)는 조향 기어(1)와 펌프(2)사이에 유압 회로를 형성해 유압 력을 증대하는 작용을 하게 된다.At this time, the auxiliary cylinder 3 serves to increase the hydraulic force by forming a hydraulic circuit between the steering gear (1) and the pump (2).

이를 위해, MDPS에는 유압 회로를 순환하는 오일을 공급하는 리저버 탱크(4)와 더불어, 조향 기어(1)와 펌프(2) 및 보조 실린더(3)사이를 순환하는 유량 흐름을 계측해, 유압 계통의 고정여부를 알 수 있도록 하는 유량 지시계(5)를 더 갖추게 된다.To this end, the MDPS measures the flow rate circulating between the steering gear 1, the pump 2 and the auxiliary cylinder 3, along with a reservoir tank 4 for supplying oil circulating in the hydraulic circuit. It is further provided with a flow indicator (5) to know whether the fixed.

이와 더불어, MDPS에는 조향 컬럼에 컬럼 구동 모터(6)를 장착해, 조향 휠의 조타 력을 모터 동력으로 배력 즉, 유압 력에 부가되는 추가적인 보타 력을 생성하게 되며, 이를 위해 컬럼 구동 모터(6)는 조향 컬럼이나 기어 박스 입력 축 부위로 장착해 주게 된다.In addition, the MDPS is equipped with a column drive motor (6) in the steering column, to generate a steering force of the steering wheel to the additional power that is added to the back force, that is, the hydraulic force by the motor power, for this purpose, the column drive motor (6) ) Will be mounted to the steering column or gearbox input shaft.

이러한, 구동 모터(6)는 운전자가 조향 휠 조작 시 조향 기어(1)와 보조 길린더(3)를 통해 발생된 유압 력에 더해, 모터를 통한 추가적인 보타 력을 생성하도록, 조향 휠 조작이 이루어지면 구동 모터(6)가 구동되고, 구동 모터(6)의 회전력은 웜 기어와 웜 휠 기어를 통해 조향 컬럼에 전달되어져, 타이로드가 연결된 기어 박스를 작동시켜 주게 된다.The driving motor 6 is such that the steering wheel operation is performed such that the driver generates an additional supplementary force through the motor, in addition to the hydraulic force generated through the steering gear 1 and the auxiliary cylinder 3 when the steering wheel is operated. The ground drive motor 6 is driven, and the rotational force of the drive motor 6 is transmitted to the steering column through the worm gear and the worm wheel gear to operate the gear box to which the tie rods are connected.

이에 더해, MDPS에는 유압 회로 작동과 구동 모터(6)를 제어하기 위한 컨트롤러(8)를 구비하게 되며, 이러한 컨트롤러(8)는 유압 계통 고장여부를 위한 유량 지시계(5)와 구동 모터(6)를 제어하기 위한 제어 회로를 형성함과 더불어, 운전자 가 조작하는 조향 휠의 조타 각을 검출하도록, 조타 센서(7)와 제어 회로를 형성하게 된다.In addition, the MDPS includes a controller 8 for controlling the hydraulic circuit operation and the drive motor 6, and the controller 8 includes the flow indicator 5 and the drive motor 6 for the failure of the hydraulic system. In addition to forming a control circuit for controlling the control, the steering sensor 7 and the control circuit are formed to detect the steering angle of the steering wheel operated by the driver.

이러한, 상기 컨트롤러(8)는 정상 조향 제어와 유압 회로 고장에 의한 안전성 확보 제어를 위해 차속과 조타 토크 및 조향 각을 고려해 유압 회로와 구동 모터(6)를 최적 제어하는데, 일례로 차속을 감지해 유압 특성과 모터 토크 변화를 주어 운전 조건에 맞는 조타 력을 제공하고, 유압 특성 조절을 통해 유압 회로 작동에 요구되는 동력 소모를 줄여 연비를 향상하기 위한 로직(Logic)을 갖게 된다.The controller 8 optimally controls the hydraulic circuit and the driving motor 6 in consideration of the vehicle speed, steering torque, and steering angle for normal steering control and safety control by hydraulic circuit failure. The hydraulic characteristics and motor torque are changed to provide steering power for operating conditions, and the hydraulic characteristics are adjusted to reduce power consumption required to operate the hydraulic circuit, thereby improving logic.

이와 더불어, 상기 컨트롤러(8)는 운행 중인 차량의 유압 회로 고장 시 안전을 위해, 모터의 동력만으로 운전자의 조타 각을 용이하게 도와서 차량을 안전하게 회피할 수 있도록 모터 제어를 구현하는 로직(Logic)도 갖추게 된다.In addition, the controller 8 also implements motor control to safely avoid the vehicle by easily assisting the driver's steering angle only by the power of the motor for safety when the hydraulic circuit of the vehicle is broken. You will get it.

이와 같이, 본 발명에 따른 전동 동력 조향 장치인 MDPS는 엔진 구동되는 펌프(2)와 조향 기어(1) 및 보조 실린더(3)로 유압 회로를 형성해 유압을 통한 보타 력 배력과 더불어, 조향 컬럼에 컬럼 구동 모터(6)를 장착해 유압 보타 력에 부가되는 모터 보타 력을 제공하고, 차량 상태를 고려한 컨트롤러(8)가 유압 회로와 구동 모터(6)를 최적 제어할 수 있도록 구성된다.As described above, the MDPS, which is an electric power steering apparatus according to the present invention, forms a hydraulic circuit using an engine driven pump 2, a steering gear 1, and an auxiliary cylinder 3, and together with a steering force power through hydraulic pressure, The column drive motor 6 is mounted to provide the motor bore force added to the hydraulic bore force, and the controller 8 considering the vehicle state is configured to optimally control the hydraulic circuit and the drive motor 6.

이러한 MDPS는 유압과 모터 보타 력의 최적 제어로 조타 성능 향상과 더불어, 특히 운행 중 유압 회로 고장 시, 컨트롤러(8)가 구동 모터(6)의 토크 제어를 통해 구동 모터(6)의 동력만으로 운전자의 조타 각을 용이하게 도와서 차량을 안전하게 회피할 수 있어, 적용이 쉽지 않고 적용 시 여러 문제를 동반하는 대용량 모 터가 아닌 상용 차량에 적합한 모터를 이용해 원가 절감 타입 MDPS를 구현할 수 있는 특징이 있게 된다.The MDPS is the optimal control of hydraulic pressure and motor torque, and in addition to improving steering performance, especially when a hydraulic circuit breaks during operation, the controller 8 controls the torque of the drive motor 6 to operate the driver only by the power of the drive motor 6. It is easy to apply the steering angle of the vehicle to avoid the vehicle safely, so it is not easy to apply and it is possible to implement the cost-saving type MDPS by using a motor suitable for a commercial vehicle rather than a large-capacity motor with various problems. .

이를 위해, MDPS는 일반 작동 상태 시 조향 안정성 확보와 고장 시 조향 안정성 확보 상태로 구분하는 컨트롤러(8)를 통해 제어된다.To this end, the MDPS is controlled by a controller 8 which is divided into a steering stability in the normal operating state and a steering stability in the failure state.

즉, 일반 작동 상태 시 조향 안정성 확보는 컨트롤러(8)가 유압 특성 곡선과 구동 모터(6)를 이용한 보타 력에 따른 유압 특성 변화를 적용해 구현되며, 이는 도 2에 도시된 바와 같은 특성 선도를 추종해 구현되어진다.That is, to ensure steering stability in the normal operating state, the controller 8 is implemented by applying the hydraulic characteristic change according to the hydraulic characteristic curve and the steering force using the driving motor 6, which is a characteristic diagram as shown in FIG. 2. Followed and implemented.

일례로, 유압 회로만 적용된 경우인 a 선도는 기본적인 유압특성으로서, 컨트롤러(8)는 입력 토크에 대한 출력 토크의 변화를 작게 하여, 매우 무거운 조타 력 특성을 갖도록 제어 즉, 컨트롤러(8)는 엔진 구동되는 펌프(2)와 조향 기어(1) 및 보조 실린더(3)가 형성하는 유압 회로를 통한 유압 발생으로 운전자의 조향 휠에 대한 보타 력으로 매우 무거운 조향 휠 조작 감을 느끼도록 구현하게 된다.As an example, the a diagram, which is the case where only the hydraulic circuit is applied, is a basic hydraulic characteristic, and the controller 8 controls the change of the output torque with respect to the input torque to be small, so that the controller 8 has a very heavy steering force characteristic. Hydraulic generation through the hydraulic circuit formed by the driven pump 2 and the steering gear 1 and the auxiliary cylinder 3 is implemented to feel a very heavy steering wheel operation feeling by the supplementary force to the steering wheel of the driver.

그리고, 모터의 보타 력 보상을 갖는 b 선도는 정지와 저속 구간의 조향 특성을 구현하기 위한 보타 력으로서, 컨트롤러(8)는 엔진 구동되는 펌프(2)와 조향 기어(1) 및 보조 실린더(3)가 형성하는 유압 회로를 통해 유압을 발생시킴과 더불어, 유압 보타 력을 보조하도록 구동 모터(6)의 토크를 발생시켜주므로 써, 운전자의 조향 휠 조작 감을 보다 가볍게 느끼도록 구현하게 된다.In addition, the b line having the compensating torque of the motor is a compensating torque for realizing steering characteristics of the stop and low speed sections, and the controller 8 includes an engine driven pump 2, a steering gear 1, and an auxiliary cylinder 3. In addition to generating hydraulic pressure through the hydraulic circuit formed by), by generating the torque of the drive motor 6 to assist the hydraulic complementary force, the driver's steering wheel operation feeling is lighter.

이러한, 구동 모터(6)의 토크 발생은 MDPS 전체 출력 토크를 증대할 수 있어, MDPS의 유압을 보다 낮추어 유압 회로에 대한 보호 성능을 높여 줄 수 있게 된다.The torque generation of the drive motor 6 can increase the total output torque of the MDPS, thereby lowering the hydraulic pressure of the MDPS, thereby increasing the protection performance for the hydraulic circuit.

또한, b 선도 특성과 같이 모터의 보타 력 보상을 갖는 c 선도는 운행 속도가 고속일 때로서, 이는 컨트롤러(8)가 유압 회로를 통한 유압 보타 력과 구동 모터(6)를 통한 모터 보타 력을 발생시킬 때, 조타 센서(7)의 토크와 조향 각 신호를 받아 보타 력 크기를 조절 즉, 온-센터(On-Center)부근의 조타 력이 보다 무겁게 되도록 해 운전자의 하여, 온-센터 조향 감(On-Center Feel)을 향상시켜 주게 된다.In addition, the c curve with the complementary torque compensation of the motor, such as the b curve characteristic, is when the running speed is a high speed, which means that the controller 8 has a hydraulic torque through the hydraulic circuit and the motor torque through the drive motor 6. When generating, it adjusts the magnitude of the steering force by receiving the torque of the steering sensor 7 and the steering angle signal, that is, the steering force near the on-center becomes heavier so that the driver feels the on-center steering feeling. It will improve the on-center feel.

이와 같이 컨트롤러(8)가 MDPS를 구성하는 유압 회로를 통한 유압과 모터 토크를 차량 운행 상태에 따라 최적 제어해 주며, 이러한 선도 a,b,c는 차량 사양이나 여러 요인들을 고려해 도 2에 표현된 곡선 특성이 변하도록 튜닝을 다양하게 할 수 있게 된다.As such, the controller 8 optimally controls the hydraulic pressure and the motor torque through the hydraulic circuit constituting the MDPS according to the vehicle driving state, and the diagrams a, b, and c are represented in FIG. 2 in consideration of the vehicle specification and various factors. Tuning can be varied so that the curve characteristics change.

또한, 본 발명의 MDPS는 조향 후 복원 성능도 향상시켜 주게 되는데, 이는 구동 모터(6)를 이용하여 구현되는데 즉, 차량의 초기 위치를 결정해 두고 조타 토크가 입력되지 않을 경우, 컨트롤러(8)의 제어를 받는 구동 모터(6)가 초기 위치로 돌아가는 힘을 발생해 복원 성능을 향상시키게 되고, 이러한 복원 시 댐핑 게인 값을 조정함에 따라 복원 성능을 최적으로 구현할 수 있게 된다.In addition, the MDPS of the present invention also improves the recovery performance after steering, which is implemented by using the drive motor 6, that is, when the initial position of the vehicle is determined and the steering torque is not input, the controller 8 Drive motor 6 under the control of the to generate a force to return to the initial position to improve the restoring performance, it is possible to optimally implement the restoring performance by adjusting the damping gain value during this restoration.

이와 더불어, 본 발명의 MDPS는 차량의 연비 성능도 향상할 수 있는데, 이는 MDPS의 유압을 낮게 설정함에 따라, 조향 시 소요되는 동력을 줄여 연비를 향상할 수 있게 된다.In addition, the MDPS of the present invention can also improve the fuel economy performance of the vehicle, which is to set the hydraulic pressure of the MDPS low, it is possible to improve the fuel economy by reducing the power required during steering.

이에 더해, 본 발명의 MDPS는 고장 시 조향 안정성 확보가 보다 간단하게 구현되는데, 이는 운행 중인 차량 타이어에서 작동하는 반력이 정지시 보다 매우 작 은 특성을 이용함에 따라, 트랜스미션(T/M)과 이를 이용하는 별도 안전 장치를 이용하지 않고, 구현될 수 있게 된다.In addition, the MDPS of the present invention is more simple to ensure steering stability in the event of failure, which is a transmission (T / M) and the same as the reaction force acting on the tire of the vehicle in use uses a much smaller than when stopped. It can be implemented without using a separate safety device used.

즉, 컨트롤러(8)가 오일 흐름 미 형성을 감지한 유량 지시계(5)의 신호를 받아 유압 회로 고장을 판단하게 되면, 컨트롤러(8)는 조타 센서(7)를 통한 토크와 조향 각 신호를 받아 조타 방향을 확인하고, 현 차속을 감지 한 후, 운전자가 차량을 도로에서 안전한 공간으로 이동 시켜 줄 수 있도록, 구동 모터(6)를 이용해 조향에 요구되는 모터 토크를 발생시켜 조향 휠을 조작할 수 있도록 한다.That is, when the controller 8 receives a signal from the flow rate indicator 5 that detects the oil flow not formed and determines the hydraulic circuit failure, the controller 8 receives the torque and the steering angle signal through the steering sensor 7. After checking the steering direction and detecting the current vehicle speed, the steering wheel can be operated by generating the motor torque required for steering using the drive motor 6 so that the driver can move the vehicle to a safe space on the road. Make sure

이때, MDPS에 서 발생하는 모터 토크는 도2에 도시된 d 선도와 같이, 상대적으로 매우 적은 차량의 타이어 반력으로 인해, 운전자의 조향 휠 조타가 구동 모터(6)에서 작은 토크를 발생시키더라도, 조향 휠 조타를 위한 보타 력으로 충분히 작용할 수 있게 된다.At this time, the motor torque generated in the MDPS, as shown in the d diagram shown in Fig. 2, even if the steering wheel steering of the driver generates a small torque in the drive motor 6, due to the relatively small tire reaction force of the vehicle, The steering force for steering wheel steering is sufficient.

한편, 컨트롤러(8)가 오일 흐름 미 형성을 감지한 유량 지시계(5)의 신호를 받아 유압 회로 고장을 판단하더라도, 현 차속이 없으면 즉, 차량이 정지 상태이면 컨트롤러(8)는 구동 모터(6)를 구동하지 않게 된다. On the other hand, even if the controller 8 determines the hydraulic circuit failure by receiving the signal from the flow rate indicator 5 that has detected the oil flow not formed, the controller 8 is driven by the drive motor 6 if there is no current vehicle speed, that is, the vehicle is stopped. ) Will not be driven.

도 1은 본 발명에 따른 조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치의 구성도1 is a block diagram of a steering hydraulic failure safety type electric power steering apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치의 입·출력 토크 특성 선도2 is an input and output torque characteristic diagram of a steering hydraulic failure safety type electric power steering apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>    <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 조향 기어 2 : 펌프1: steering gear 2: pump

3 : 보조 실린더 4 : 리저버 탱크3: auxiliary cylinder 4: reservoir tank

5 : 유량 지시 계 6 : 컬럼 구동 모터5: flow indicator 6: column drive motor

7 : 조타 센서 8 : 컨트롤러7: steering sensor 8: controller

Claims (5)

조타에 따른 유압이 입·출력되어 배력 하도록 밸브를 내장한 조향 기어와, A steering gear with a built-in valve to input and output hydraulic pressure in response to steering, 엔진을 통해 구동되어,리저버 탱크로부터 오일을 펌핑해 상기 조향 기어쪽으로 유압을 순환시키는 펌프,A pump driven through the engine to pump oil from the reservoir tank to circulate hydraulic pressure towards the steering gear, 조타 시 상기 조향 기어와 유압 회로를 구성해 유압 력을 증대하는 보조 실린더,Auxiliary cylinder for increasing hydraulic power by forming the steering gear and the hydraulic circuit during steering, 상기 조향 기어와 펌프 및 보조 실린더사이를 순환하는 유량 흐름 여부를 계측하는 유량 지시계,Flow rate indicator for measuring the flow rate of the flow between the steering gear and the pump and the auxiliary cylinder, 조향 컬럼에 장착되어져, 발생되는 모터 토크를 이용해 유압 보타 력에 부가되는 모터 보타 력을 발생시키는 구동 모터 및 A driving motor mounted to a steering column to generate a motor holding force added to the hydraulic holding force using the generated motor torque; 상기 유량 지시계를 통해 유압 회로 고정 여부를 판단하고, 조타 센서를 통해 조향 토크와 조향 각을 산출하며, 입력 된 차속을 고려한 후, 차량의 주행 상태에 맞추어 유압 회로 내 오일 순환과 구동 모터의 출력 토크를 제어해, 운전자에 대한 조향 보타 력을 제공하고 조향 휠 조작 감을 부여하는 컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 하는 조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치.The flow rate indicator determines whether the hydraulic circuit is fixed, the steering sensor calculates the steering torque and the steering angle, and after considering the input vehicle speed, the oil circulation in the hydraulic circuit and the output torque of the driving motor in accordance with the driving state of the vehicle. Steering hydraulic failure safety type electric power steering device, characterized in that the controller configured to provide a steering support to the driver, and to give a steering wheel operation feeling. 청구항 1에 있어서, 상기 구동 모터는 조향 컬럼이나 또는, 기어 박스 입력 축 부위로 장착된 것을 특징으로 하는 조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치.The steering hydraulic failure safety type electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the driving motor is mounted as a steering column or a gear box input shaft part. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는 차량의 정상 상태에 따른 조향 제어 시 조타 토크 및 조향 각을 고려하면서 차속에 따라, 엔진 구동되는 펌프와 조향 기어 및 보조 실린더가 형성하는 유압 회로를 통해 유압을 발생시킴과 더불어, 유압 보타 력을 보조하도록 구동 모터의 토크를 발생시켜주도록 제어하는 것을 특징으로 하는 조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치.The controller of claim 1, wherein the controller generates hydraulic pressure through a hydraulic circuit formed by an engine driven pump, a steering gear, and an auxiliary cylinder according to the vehicle speed while considering steering torque and steering angle in steering control according to a normal state of the vehicle. In addition, the steering hydraulic failure safety type electric power steering device characterized in that the control to generate the torque of the drive motor to assist the hydraulic complementary force. 청구항 3에 있어서, 상기 컨트롤러에는 구동 모터에서 발생하는 모터 보타 력을 고려해 낮게 설정된 유압 회로 내 유압을 제어하고, 차량의 초기 위치를 결정해 두고 조타 토크가 입력되지 않을 때, 구동 모터가 초기 위치로 돌아가는 힘이 조향 후 복원 성능을 향상하도록 제어하는 기능이 더 부가된 것을 특징으로 하는 조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치.4. The controller of claim 3, wherein the controller controls the oil pressure in the low-pressure hydraulic circuit in consideration of the motor torque generated from the drive motor, determines the initial position of the vehicle, and when the steering torque is not input, the drive motor returns to the initial position. A steering hydraulic failure safety type electric power steering apparatus, further comprising a function of controlling the return force to improve the recovery performance after steering. 청구항 1, 또는 청구항3, 4중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러에는 유량 지시계를 통해 유압 회로 고장을 판단하면, 조타 센서를 통한 토크와 조향 각 신호를 받아 조타 방향을 확인하고, 현 차속을 감지 한 후, 정지 차량에 비해 상대적으 로 매우 적은 차량의 타이어 반력을 고려하여, 구동 모터에서 조향 토크를 발생 시켜 주도록 제어하는 기능이 더 부가된 것을 특징으로 하는 조향 유압 고장 안전성 타입 전동 동력 조향 장치.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein when the controller determines the hydraulic circuit failure through the flow indicator, the controller receives the torque and the steering angle signal through the steering sensor to check the steering direction and detects the current vehicle speed. Then, in consideration of the tire reaction force of the vehicle relatively less than the stationary vehicle, the steering hydraulic failure safety type electric power steering apparatus, characterized in that the control to generate the steering torque in the drive motor is further added.
KR1020080121743A 2008-12-03 2008-12-03 Steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system KR101039952B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080121743A KR101039952B1 (en) 2008-12-03 2008-12-03 Steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080121743A KR101039952B1 (en) 2008-12-03 2008-12-03 Steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100063290A true KR20100063290A (en) 2010-06-11
KR101039952B1 KR101039952B1 (en) 2011-06-09

Family

ID=42363262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080121743A KR101039952B1 (en) 2008-12-03 2008-12-03 Steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101039952B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101349464B1 (en) * 2012-07-05 2014-01-09 현대자동차주식회사 Commercial vehicle's hybrid power steering system and performance and fuel ratio improving method thereof
US9199664B2 (en) 2012-12-21 2015-12-01 Hyundai Motor Company Steering apparatus for HEV and method of controlling the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102291100B1 (en) 2015-07-03 2021-08-23 남양넥스모 주식회사 Motors for Motor Driven Power Steering

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3732662A1 (en) * 1987-09-28 1989-04-13 Krauss Maffei Ag VEHICLE WITH DRIVE WHEELS DRIVED BY HYDRAULIC ROTATING MOTORS AND A HYDRAULIC STEERING SYSTEM
JP4373238B2 (en) * 2003-08-19 2009-11-25 株式会社日立製作所 Power steering device
JP2006096310A (en) 2004-09-30 2006-04-13 Komatsu Forklift Co Ltd Electric power steering device
KR101298401B1 (en) * 2006-12-22 2013-08-20 두산인프라코어 주식회사 Self-diagnostic emergency steering device for wheel loader

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101349464B1 (en) * 2012-07-05 2014-01-09 현대자동차주식회사 Commercial vehicle's hybrid power steering system and performance and fuel ratio improving method thereof
US8903609B2 (en) 2012-07-05 2014-12-02 Hyundai Motor Company Hybrid motor driven power steering system for commercial vehicle and method of improving performance and fuel efficiency through control thereof
US9199664B2 (en) 2012-12-21 2015-12-01 Hyundai Motor Company Steering apparatus for HEV and method of controlling the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101039952B1 (en) 2011-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2805871B1 (en) Power steering system
JP3374350B2 (en) Automotive steering system
JP6118064B2 (en) Commercial hybrid electric steering system and its performance and fuel efficiency improvement method
US7374015B2 (en) Motor-driven power steering system
KR101071563B1 (en) Power steering system with MDPS and EHPS&#39; parallel
KR101724902B1 (en) Integrated power steering system for front wheel-rear wheel of vehicle and control method thereof
KR20010022460A (en) Hydraulic power steering with a closed centre
JP4485802B2 (en) Hydraulic servo steering device
JP2008505795A (en) Method for calculating hydraulic power steering and steering torque
US20090125189A1 (en) Power Steering Apparatus
KR101039952B1 (en) Steering hydraulic pressure failure safety typed motor driven steer system
JP2007153245A (en) Power steering device
CN108860305A (en) A kind of EPS of oversize vehicle
JP3688140B2 (en) Power steering device
EP0665157A1 (en) Power-steering device for motor-vehicles
EP3532361A1 (en) Apparatus and method for turning steerable vehicle wheels
JPH0558326A (en) Power steering device
JP2002284028A (en) Power steering device
KR20070102804A (en) An apparatus for compensating steering force in an electric hydraulic power steering system
KR20140100011A (en) Steering system for vehicle
JP2014201270A (en) Hydraulic pressure power steering system, vehicle mounted with the same, and method for controlling hydraulic power steering system
US11648979B2 (en) Steering system
JP2007507387A (en) Operating method for automotive power assisted hydraulic steering system
KR20090006525A (en) Electronically controllable power steering apparatus
KR100843393B1 (en) Electric current of acceleration and deceleration method for speed sensitive power steering system of controller in vehicle speed

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140529

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150529

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180530

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190528

Year of fee payment: 9