KR20120090838A - 가변 용량형 펌프 - Google Patents

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KR20120090838A
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steering
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control
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KR1020120011720A
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사또시 노나까
마꼬또 기무라
Original Assignee
히타치 오토모티브 시스템즈 스티어링 가부시키가이샤
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Abstract

가변 용량형 펌프는 차량 조향 장치에 작동 유체를 공급하기 위해 펌핑부 및 캠 링을 구비한다. 캠 링은 펌핑부의 반경방향 외측에 배치되고, 캠 링의 편심도의 변화에 따라 이동하도록 구성되며, 편심도의 변화는 특정 토출량의 변화를 초래한다. 솔레노이드는 제어 설정점에 합치되는 구동 전류에 의해 구동됨으로써 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성된다. 기초 설정점은 조향 각속도 및 차속에 기초하여 산출된다. 제어 설정점은, 기초 설정점이 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 증가할 때 제어 설정점이 기초 설정점보다 신속하게 증가하는 방식으로 기초 설정점 및 조향 각가속도에 기초하여 산출된다.

Description

가변 용량형 펌프{VARIABLE DISPLACEMENT PUMP}
본 발명은 일반적으로 가변 용량형 펌프에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 차량용 유압식 파워 스티어링 시스템에 작동 유체를 공급하기 위한 가변 용량형 펌프에 관한 것이다.
일본 특허 출원 공개 제2007-092761호는 차량용 유압식 파워 스티어링 시스템에 작동 유체를 공급하기 위한 가변 용량형 펌프를 개시하고 있다. 이러한 가변 용량형 펌프는 솔레노이드를 작동시킴으로써 회전자에 대한 캠 링의 편심도를 제어하고 그로인해 가변 용량형 펌프의 특정 토출량을 제어하도록 구성된다. 솔레노이드는 차속 신호 및 조향 각도 신호에 기초하여 제어되며, 차속 신호는 차바퀴 등에 제공되는 차속 센서에 의해 얻어지고, 조향 각도 신호는 조향 시스템에 제공되는 조향 각도 센서에 의해 얻어진다. 가변 용량형의 특징은 회전자를 회전시키는데 필요한 토크를 감소시키고 그로 인해 에너지를 절감하는 작용을 한다.
일본 특허 출원 공개 제2007-092761호에 개시된 가변 용량형 펌프의 경우에, 차속 신호와 조향 각도 신호에 기초한 솔레노이드의 제어는, 급격한 조향 등에 반응하여 펌프 토출량의 신속한 증가가 요망될 때 펌프 토출량을 신속히 증가시키는데 실패할 수 있다.
이를 감안하면, 특히 급격한 조향 등에 반응하여 펌프 토출량의 신속한 증가가 요망될 때, 적정량의 작동 유체를 지체없이 공급할 수 있는 가변 용량형 펌프를 제공할 필요가 있다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 보조 조향력을 유압식으로 발생시키도록 구성된 차량 조향 장치에 작동 유체를 공급하기 위한 가변 용량형 펌프는, 펌핑부 수용 섹션을 내부에 구비하는 펌프 하우징; 상기 펌프 하우징에 의해 회전가능하게 지지된 구동 샤프트; 상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고, 상기 구동 샤프트에 의해 회전됨으로써 작동 유체를 흡인 및 토출하도록 구성되는 펌핑부; 상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고 상기 펌핑부의 반경방향 외측에 배치되며 상기 구동 샤프트의 회전축에 대한 캠 링의 편심도의 변화에 따라 이동하도록 구성되는 것으로서, 상기 편심도의 변화는 특정 토출량의 변화를 초래하고 특정 토출량은 펌핑부의 일 회전당 작동 유체의 토출량인, 캠 링; 제어 설정점에 합치되는 구동 전류(energizing current)에 의해 구동됨으로써 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성되는 솔레노이드; 조향 각속도 및 차속에 기초하여 기초 설정점을 산출하도록 구성되고, 조향 각속도는 스티어링 휠의 회전의 각속도인, 기초 설정점 산출 회로; 및 기초 설정점이 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 증가할 때 제어 설정점이 기초 설정점보다 신속하게 증가하는 방식으로 기초 설정점 및 조향 각가속도에 기초하여 제어 설정점을 산출하도록 구성되고, 상기 조향 각가속도는 스티어링 휠의 회전의 각가속도인, 제어 설정점 산출 회로를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 보조 조향력을 유압식으로 발생시키도록 구성된 차량 조향 장치에 작동 유체를 공급하기 위한 가변 용량형 펌프는, 펌핑부 수용 섹션을 내부에 구비하는 펌프 하우징; 상기 펌프 하우징에 의해 회전가능하게 지지되는 구동 샤프트; 상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고, 상기 구동 샤프트에 의해 회전됨으로써 작동 유체를 흡인 및 토출하도록 구성되는 펌핑부; 상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고 상기 펌핑부의 반경방향 외측에 배치되며 상기 구동 샤프트의 회전축에 대한 캠 링의 편심도의 변화에 따라 이동하도록 구성되고, 상기 편심도의 변화는 특정 토출량의 변화를 초래하고 특정 토출량은 펌핑부의 일 회전당 작동 유체의 토출량인, 캠 링; 및 제어 설정점에 합치되는 구동 전류에 의해 구동됨으로써 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성되는 솔레노이드를 포함하며; 조향 각속도 및 차속에 기초하여 기초 설정점이 산출되고, 조향 각속도는 스티어링 휠의 회전의 각속도이며; 상기 제어 설정점은 기초 설정점이 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 증가할 때 제어 설정점이 기초 설정점보다 신속하게 증가하는 방식으로 기초 설정점 및 조향 각가속도에 기초하여 산출되고, 상기 조향 각가속도는 스티어링 휠의 회전의 각가속도이다.
본 발명의 추가 태양에 따르면, 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 보조 조향력을 유압식으로 발생시키도록 구성된 차량 조향 장치에 작동 유체를 공급하기 위한 가변 용량형 펌프는, 펌핑부 수용 섹션을 내부에 구비하는 펌프 하우징; 상기 펌프 하우징에 의해 회전가능하게 지지되는 구동 샤프트; 상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고, 상기 구동 샤프트에 의해 회전됨으로써 작동 유체를 흡인 및 토출하도록 구성되는 펌핑부; 상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고 상기 펌핑부의 반경방향 외측에 배치되며 상기 구동 샤프트의 회전축에 대한 캠 링의 편심도의 변화에 따라 이동하도록 구성되는 캠 링으로서, 상기 편심도의 변화는 특정 토출량의 변화를 초래하고 특정 토출량은 펌핑부의 일 회전당 작동 유체의 토출량인, 캠 링; 제어 설정점에 합치되는 구동 전류에 의해 구동됨으로써 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성되는 솔레노이드; 조향 각속도 및 차속에 기초하여 기초 설정점을 산출하도록 구성되는 기초 설정점 산출 회로로서, 조향 각속도는 스티어링 휠의 회전의 각속도인 기초 설정점 산출 회로; 및 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는지 하회하는지를 판정하고, 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 하회하는 것으로 판정될 때보다 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때 제어 설정점이 더 신속하게 증가하는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성되는 제어 설정점 산출 회로를 포함한다.
도 1은 본 발명의 모든 실시예에 공통적인 가변 용량형 펌프의 시스템 구조를 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 가변 용량형 펌프의 전기 제어 유닛의 장치 구조를 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1의 전기 제어 유닛의 논리 구조를 도시하는 제어 블록도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 도 1의 가변 용량형 펌프의 전자기 밸브를 제어하는 제어 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (f)는 도 4의 제어 수순에 기초한 제어 하에서 다양한 양이 시간에 따라 어떻게 변화하는지의 일예를 도시하는 일련의 타임 차트이다.
도 6은 도 4의 제어 수순이 기초하고 있는, 차속과 급격한 조향 임계치 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 7은 도 4의 제어 수순이 기초하고 있는, 차속과 보정 토출량 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 8은 도 4의 제어 수순이 기초하고 있는, 조향 조작이 전혀 입력되지 않을 때의 차속과 펌프 토출량 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 9는 제1 실시예의 변경예에 따른 도 1의 전기 제어 유닛의 논리 구조를 도시하는 제어 블록도이다.
도 10은 제1 실시예의 변경예에 따른 도 1의 전자기 밸브를 제어하는 제어 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 11의 (a) 내지 도 11의 (e)는 도 10의 제어 수순에 기초한 제어 하에서 다양한 양이 시간에 따라 어떻게 변화하는지의 일예를 도시하는 일련의 타임 차트이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 1의 전기 제어 유닛의 논리 구조를 도시하는 제어 블록도이다.
도 13은 제2 실시예에 따른 도 1의 전자기 밸브를 제어하는 제어 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 14는 도 13의 제어 수순이 기초하고 있는, 조향 각가속도와 보정 게인 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 도 1의 전자기 밸브를 제어하는 제어 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 16의 (a) 내지 도 16의 (f)는 도 15의 제어 수순에 기초한 제어 하에서 다양한 양이 시간에 따라 어떻게 변화하는지의 일예를 도시하는 일련의 타임 차트이다.
이하의 실시예에서, 가변 용량형 펌프는 차량용 유압식 파워 스티어링 시스템에 작동 유체를 공급하도록 구성된다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 용량형 펌프를 도시한다. 우선, 이하에서는 가변 용량형 펌프가 적용되는 차량용 유압식 파워 스티어링 시스템을 기술한다. 도 1에 도시하듯이, 파워 스티어링 시스템은 스티어링 휠(1), 입력 샤프트(2), 출력 샤프트(3), 래크-피니언 기구(4), 파워 실린더(5), 저장 탱크(6), 제어 밸브(7), 래크 샤프트(8) 및 펌프(10)를 구비한다. 입력 샤프트(2)는 스티어링 휠(1)과 입력 샤프트(2)가 견실한 유닛으로서 회전하도록 스티어링 휠(1)과 링크되는 일 단부를 갖는다. 입력 샤프트(2)는 운전자의 조향 조작의 입력을 스티어링 휠(1)을 통해서 수용한다. 입력 샤프트(2)의 타 단부는 입력 샤프트(2)와 출력 샤프트(3) 사이의 상대 회전을 허용하는 비도시의 토션 바를 통해서 출력 샤프트(3)의 제1 단부에 연결된다. 출력 샤프트(3)는 래크-피니언 기구(4)를 통해서 비도시의 조향가능한 차바퀴와 링크되는 제2 단부를 갖는다. 이러한 구조에서, 출력 샤프트(3)는 토션 바의 비틀림 변형에 기인하는 반력을 통해서 조향 토크를 전달한다. 파워 실린더(5)는 출력 샤프트(3)와 조향가능한 차바퀴 세트 사이에 배치된다. 파워 실린더(5)는 파워 실린더(5) 내부에서 분리되는 제1 및 제2 압력 챔버(P1, P2)를 가지며, 제1 및 제2 압력 챔버(P1, P2)의 유체 압력에 기초하여 출력 샤프트(3)의 조향 출력을 보조 또는 부스트(boost)하기 위한 보조 조향 토크를 발생시킨다. 저장 탱크(6)는 파워 실린더(5)에 공급되는 작동 유체를 저장한다. 펌프(10)는 저장 탱크(6)에 저장된 작동 유체를 흡인하고, 작동 유체를 가압하여 파워 실린더(5)의 제1 및 제2 압력 챔버(P1, P2)에 공급한다. 제어 밸브(7)는 입력 샤프트(2)와 출력 샤프트(3) 사이의 상대 회전에 따라 개폐되며, 입력 샤프트(2)와 출력 샤프트(3) 사이의 상대 회전량에 따라, 즉 토션 바의 비틀림량에 따라 파워 실린더(5)에 공급되는 작동 유체의 양을 제어하도록 구성된다.
래크-피니언 기구(4)는 상호 메쉬결합되는 비도시의 피니언 기어 및 비도시의 래크 기어를 구비한다. 피니언 기어는 출력 샤프트(3)의 하단부의 주위에 형성되고, 래크 기어는 래크 샤프트(8)의 종방향으로 일정 범위 연장되도록 래크 샤프트(8)에 형성되며, 래크 샤프트(8)는 출력 샤프트(3)의 하단부와 거의 수직하게 교차한다. 출력 샤프트(3)의 회전은 도 1에서 볼 때 래크 샤프트(8)의 좌측 또는 우측 이동을 초래한다. 이러한 래크 샤프트(8)의 이동은 각각이 래크 샤프트(8)의 단부 중 대응하는 것과 링크된 비도시의 너클을 밀거나 당김으로써, 조향가능한 차바퀴를 조향한다.
파워 실린더(5)는 거의 원통형의 형상을 갖는 실린더 튜브(5a)를 구비한다. 래크 샤프트(8)는 실린더 튜브(5a)를 통해서 실린더 튜브(5a)의 종방향으로 연장되는 피스톤 로드로서 기능한다. 실린더 튜브(5a)의 내부 공간은 비도시의 피스톤에 의해 제1 및 제2 압력 챔버(P1, P2)로 분리되며, 피스톤은 래크 샤프트(8)의 주위에 고정된다. 제1 및 제2 압력 챔버(P1, P2) 내의 유체 압력은 래크 샤프트(8)에 인가되는 추력을 발생시킴으로써 조향 출력을 보조한다. 제1 및 제2 압력 챔버(P1, P2)는 제1 내지 제4 라인(9a) 및 제어 밸브(7)를 통해서 저장 탱크(6) 및 펌프(10)에 연결된다. 펌프(10)로부터 토출된 작동 유체는 제어 밸브(7)를 통해서 제1 및 제2 압력 챔버(P1, P2) 중 하나에 선택적으로 공급되며, 제1 및 제2 압력 챔버(P1, P2) 중 다른 하나의 작동 유체는 배출되어 저장 탱크(6)로 복귀된다.
펌프(10)는 펌프 하우징(11), 구동 샤프트(12), 펌핑부(13), 캠 링(14), 제어 밸브(15), 및 전자기 밸브(16)를 구비하는 베인-타입 가변 용량형 펌프이다. 펌프 하우징(11)은 펌프 하우징(11) 내부에 펌핑부 수용 섹션(11a)을 갖는다. 펌핑부 수용 섹션(11a)은 거의 원통형의 공간이다. 구동 샤프트(12)는 펌프 하우징(11)에 의해 회전가능하게 지지되며, 비도시의 엔진의 구동 토크에 의해 구동 및 회전된다. 펌핑부(13)는 펌프 하우징(11)의 펌핑부 수용 섹션(11a)에 수용되며, 구동 샤프트(12)에 의해 구동되어 도 1에서 볼 때 반시계 방향으로 회전하고 작동 유체를 흡인 및 토출하는 펌핑 기능을 수행한다. 캠 링(14)은 거의 환형 형상을 가지며, 펌프 하우징(11)의 펌핑부 수용 섹션(11a)에 수용되고 펌핑부(13)의 반경방향 외측에 배치되며, 구동 샤프트(12)의 회전축에 대한 캠 링(14)의 편심도 또는 용량의 변화에 따라 이동하도록 구성되고, 편심도의 변화는 특정 토출량의 변화를 초래하며, 특정 토출량은 펌핑부(13)의 일회전당 작동 유체의 토출량이다. 제어 밸브(15)는 펌프 하우징(11)에 수용되며, 펌프 하우징(11)에 형성된 밸브 구멍(11b) 내부에 슬라이딩 가능하게 장착되는 밸브 요소(15a)의 축방향 위치에 따라 제1 및 제2 유체 압력 챔버(21a, 21b) 사이의 압력 차이를 변화시킴으로써 캠 링(14)의 편심도를 제어하도록 구성된다. 전자기 밸브(16)는 펌프 하우징(11)에 수용 및 고정되는 솔레노이드이며, 전기 제어 유닛(ECU)(40)으로부터 출력되는 제어 전류에 따라 제1 및 제2 압력 챔버(15b, 15c) 사이의 압력 차이를 변화시킴으로써 특정 토출량을 제어하도록 구성된다.
펌핑부(13)는 캠 링(14)의 반경방향 내부에 배치되며, 펌프 하우징(11)에 의해 회전가능하게 지지된다. 펌핑부(13)는 회전자(17) 및 복수의 베인(18)을 구비한다. 회전자(17)는 구동 샤프트(12)에 의해 구동 및 회전된다. 회전자(17)의 주위에는, 균등하게 이격 배치되고 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 슬롯이 형성된다. 각각의 베인(18)은 거의 장방형의 형상을 가지며, 대응 슬롯 내에 전후 운동하도록 유지된다. 회전자(17)가 회전 중에 있을 때, 각각의 베인(18)은 슬롯으로부터 돌출하여 캠 링(14)의 측방 내표면과 미끄럼 접촉하고 캠 링(14)과 회전자(17) 사이의 공간을 복수의 펌프 챔버(20)로 분리시키도록 외측으로 압박된다.
캠 링(14)은 주위에 리세스가 형성된다. 리세스는 반원형 단면을 가지며, 지지 리세스로서 기능하고, 이러한 지지 리세스를 통해서 캠 링(14)이 배치되고 스윙 피봇 핀(22)에 의해 지지된다. 캠 링(14)은 스윙 피봇 핀(22) 주위로 도 1에서 볼 때 좌측 또는 우측으로 스윙하도록 구성된다. 이러한 캠 링(14)의 운동은 각각의 펌프 챔버(20)의 체적 용량의 변화를 초래하며, 따라서 특정 토출량의 변화를 초래한다. 펌프 하우징(11)은 캠 링(14)의 외측에 시일(23)을 유지하는 리세스를 구비한다. 시일(23)은 캠 링(14)에 대해 반경 방향으로 스윙 피봇 핀(22)과 거의 대향하여 배치된다. 스윙 피봇 핀(22)과 시일(23)은 캠 링(14)과 접촉하며, 캠 링(14) 외측의 공간을 도 1에서 볼 때 좌측의 제1 유체 압력 챔버(21a) 및 우측의 제2 유체 압력 챔버(21b)로 분리시킨다. 제1 및 제2 유체 압력 챔버(21a, 21b)는 캠 링(14)의 스윙 동작을 제어하는 기능을 한다. 캠 링(14)에는 제1 및 제2 유체 압력 챔버(21a, 21b)의 압력뿐 아니라, 제2 유체 압력 챔버(21b) 내에 배치되는 코일 스프링(24)의 스프링력이 인가된다. 코일 스프링(24)의 스프링력은 캠 링(14)을 제2 유체 압력 챔버(21b)로부터 제1 유체 압력 챔버(21a)로의 방향으로, 즉 캠 링(14)의 편심도를 최대 설정점을 향해 증가시키는 방향으로 일정하게 편향시킨다.
제어 밸브(15)는 펌프 하우징(11)의 밸브 구멍(11b)에 슬라이드 가능하게 장착되는 밸브 요소(15a)를 구비한다. 밸브 요소(15a)는 밸브 구멍(11b)의 내부 공간을 도 1에서 볼 때 좌측의 제1 압력 챔버(15b)와 우측의 제2 압력 챔버(15c)로 분리시킨다. 제1 압력 챔버(15b)에는 전자기 밸브(16)의 상류측의 유체 압력이 인가되고, 제2 압력 챔버(15c)에는 전자기 밸브(16)의 하류측의 유체 압력이 인가된다. 구체적으로, 펌프 하우징(11)은 펌핑부 수용 섹션(11a)의 토출측(도 1에서 볼 때 우측)에 토출 통로가 형성되고, 토출 통로는 토출측에 배치되는 펌프 챔버(20)와 연통한다. 토출 통로는 제1 토출 통로(25a) 및 제2 토출 통로(25b)로 분기된다. 제1 토출 통로(25a)는 제어 밸브(15)의 제1 압력 챔버(15b)에 연결되며 따라서 제1 압력 챔버(15b)에 토출 압력이 인가된다. 한편, 제2 토출 통로(25b)는 제2 토출 통로(25b)의 중간 지점에 제공되는 전자기 밸브(16)의 하류측에서 외측으로 개방되며, 제2 압력 챔버(15c)에 연결된다. 제2 압력 챔버(15c)와 외측에는 전자기 밸브(16)에 의해 감소되는 유체 압력이 인가된다. 이러한 구조에서, 밸브 요소(15a)가 도 1에서 볼 때 좌측으로 변위되면, 제1 유체 압력 챔버(21a)에 흡인 압력(저압)이 인가되며 따라서 캠 링(14)은 코일 스프링(24)의 스프링력에 의해 최대 설정점에서 유지되는 편심도로 유지된다. 한편, 밸브 요소(15a)가 도 1에서 볼 때 우측으로 변위되면, 제1 유체 압력 챔버(21a)에 토출 압력(고압)이 인가되며 따라서 캠 링(14)은 코일 스프링(24)의 스프링력에 대항하여 편심도의 감소와 함께 이동하도록 가압된다.
전자기 밸브(16)는 내장 ECU(40)에 전기 접속되고, ECU(40)에 입력되는 정보에 기초하여 ECU(40)에 의한 제어 하에 구동되며, 상기 정보는 조향 각도, 차속, 엔진 속도, 조향 각가속도 등에 관한 것이고, 상기 조향 각가속도는 조향 각도에 기초하여 산출된다. 전자기 밸브(16)는 내부에 가변 계량 오리피스(28)가 구비되며, 가변 계량 오리피스(28)는 일정 오리피스(26) 및 가변 오리피스(27)로 구성된다. ECU(40)에 입력되는 정보에 기초하여, 전자기 밸브(16)는 가변 오리피스(27)의 단면적을 조정하고 그로인해 가변 계량 오리피스(28)의 상류측과 하류측 사이의 압력 차이, 즉 제어 밸브(15)의 제1 및 제2 압력 챔버(15b, 15c) 사이의 압력 차이를 조정하며 따라서 제어 밸브(15)의 밸브 요소(15a)의 축방향 위치를 제어하고 따라서 캠 링(14)의 편심도를 제어하며 따라서 특정 토출량을 제어하도록 이루어진다.
ECU(40)에는 내장 배터리(31)로부터의 전력이 점화 스위치(32)를 통해서 공급된다. ECU(40)는 센서로부터 정보를 취득하기 위한 각종 센서에 연결되며, 이들 센서는 스티어링 휠(1)의 조향 각도를 감지하기 위한 조향 각도 센서(33), 차속을 감지하기 위한 차속 센서(34), 및 엔진 속도를 감지하기 위한 엔진 속도 센서(35)를 포함한다. 조향 각도 센서(33)는 파워 스티어링 시스템의 입력 샤프트(2)에 제공된다. 차속 센서(34)는 비도시의 브레이크 제어 장치에 제공되며, 각각의 차바퀴에 구비된 센서로 구성된다. 엔진 속도 센서(35)는 비도시의 엔진 제어 장치에 제공된다.
도 2는 ECU(40)의 상세한 장치 구조를 개략 도시한다. ECU(40)는 전자기 밸브(16)를 제어하는 마이크로프로세서 유닛(MPU)(50)을 구비한다. MPU(50)는 차량의 운전 상태를 측정하는 센서로부터 CAN 인터페이스(41)를 통해서 신호 입력을 수신한다. 신호에는 조향 각도 센서(33)로부터의 조향 각도 신호, 차속 센서(34)로부터의 차속 신호, 및 엔진 속도 센서(35)로부터의 엔진 속도 신호가 포함된다. 조향 각도 신호는 조작자에 의해 조작된 스티어링 휠(1)의 회전각을 나타내며, 차속 신호는 차량의 주행 속도를 나타낸다. MPU(50)는 신호를 처리하여, 전자기 밸브(16)를 구동하기 위한 PWM 구동 제어 신호를 출력한다. MPU(50)에는 배터리(31)로부터의 전력이 공급된다. 전력은 퓨즈(38), 점화 스위치(32), 다이오드(42), 및 레귤레이터(43)를 거쳐서 공급된다. 레귤레이터(43)는 보통 약 12볼트인 배터리 전압을 약 5볼트의 MPU(50) 구동 전압으로 조정한다.
PWM 구동 제어 신호는 전환을 수행하는 전계효과 트랜지스터(FET)(44)에 공급된다. PWM 구동 제어 신호를 참조하여, FET(44)는 배터리(31)로부터 퓨즈(38), 점화 스위치(32), 다이오드(42), 및 레귤레이터(43)를 거쳐서 공급되는 전류를 전환시키며, 여기 전류를 전자기 밸브(16)의 코일(16a)에 공급한다.
전자기 밸브(16)의 코일(16a)의 일 단부는 FET(44)에 연결되고, 코일(16a)의 타 단부는 전류 측정 기능을 하는 저항(45)을 통해서 접지된다. 코일(16a)을 통해서 흐르는 전류에 따라 발생하는 저항(45)의 양단부 사이의 전압은 증폭기(AMP)(46)를 통해서 증폭되고, 이후 실제 공급 전류 신호로서 MPU(50)에 공급된다. 코일(16a)에는 코일(16a)과 병렬 배치되는 자유 휠 다이오드(47)가 제공된다.
도 3에 도시하듯이, MPU(50)는 차속 산출 섹션(51), 조향 각도 산출 섹션(52), 조향 각속도 산출 섹션(53), 조향 각가속도 산출 섹션(54), 기초 토출량 산출 섹션(55), 보정 토출량 산출 섹션(56), 설정점 전류 산출 섹션(57), 솔레노이드 전류 산출 섹션(58), PI 제어 섹션(59), 및 PWM 신호 출력 섹션(60)을 구비한다. 차속 산출 섹션(51)은 차속 센서(34)로부터의 차속 신호에 기초하여 차속(V)을 산출한다. 조향 각도 산출 섹션(52)은 조향 각도 센서(33)로부터의 조향 각도 신호에 기초하여 조향 각도(θ)를 산출한다. 조향 각속도 산출 섹션(53)은 조향 각도 산출 섹션(52)에 의해 산출되는 조향 각도(θ)에 기초하여 조향 각속도(ω)를 산출한다. 조향 각가속도 산출 섹션(54)은 조향 각속도 산출 섹션(53)에 의해 산출되는 조향 각속도(ω)에 기초하여 조향 각가속도(ωd)를 산출한다. 기초 토출량 산출 섹션(55)은 조향 각속도 산출 섹션(53)에 의해 산출되는 조향 각속도(ω) 및 차속 산출 섹션(51)에 의해 산출되는 차속(V)에 기초하여 기초 토출량(Qω_CMD)을 산출한다. 보정 토출량 산출 섹션(56)은 차속 산출 섹션(51)에 의해 산출되는 차속(V)에 기초하여 보정 토출량(Qωd_ CMD)을 산출한다. 설정점 전류 산출 섹션(57)은 기초 토출량 산출 섹션(55)에 의해 산출되는 기초 토출량(Qω_ CMD)에 보정 토출량 산출 섹션(56)에 의해 산출되는 보정 토출량(Qωd_ CMD)을 추가함으로써 설정점 토출량(QCMD)을 산출하며, 설정점 토출량(QCMD)을 달성하기 위해 설정점 토출량(QCMD)에 기초하여 설정점 전류(ICMD)를 산출한다. 설정점 전류(ICMD)는 설정점 토출량(QCMD)을 달성하기 위한 전자기 밸브(16)의 구동 전류의 설정점이다. 솔레노이드 전류 산출 섹션(58)은 코일(16a)을 통해서 흐르는 실제 전류(Ireal)를 측정한다. PI 제어 섹션(59)은 설정점 전류 산출 섹션(57)에 의해 산출되는 설정점 전류(ICMD)와 솔레노이드 전류 산출 섹션(58)에 의해 얻어지는 실제 전류(Ireal) 사이의 차이에 기초하여 PI 제어(비례 적분 제어)에 의해 PWM 듀티 비율을 산출한다. PWM 신호 출력 섹션(60)은 PI 제어 섹션(59)에 의해 산출되는 PWM 듀티 비율에 기초하여 PWM 구동 제어 신호를 FET(44)에 출력한다.
전자기 밸브(16)는 PI 제어 섹션(59)에 의해 산출되는 PWM 듀티 비율에 기초하여 FET(44)에 의해 솔레노이드 구동 유닛(61)을 통해서 제어된다. 솔레노이드 구동 유닛(61)은 그 온도가 미리 결정된 임계치를 초과할 때 출력을 차단하는 기능, 및 솔레노이드 구동 유닛(61)을 통해서 과전류가 흐를 때 구동 전류를 제한하는 기능을 갖는다.
기초 토출량 산출 섹션(55)은 미리 결정된 맵을 사용하여 차속(V)과 조향 각속도(ω)에 기초하여 기초 토출량(Qω_ CMD)을 산출함으로써 기초 토출량(Qω_CMD)의 산출을 수행한다. 기초 토출량 산출 섹션(55)은 조향 각속도 및 차속에 기초하여 기초 설정점(Qω_ CMD)을 산출하도록 구성된 기초 설정점 산출 회로를 구성하며, 기초 설정점은 전자기 밸브(16)를 제어하기 위한 구동 전류의 기초를 제공한다. 차속(V), 조향 각속도(ω) 및 기초 토출량(Qω_ CMD)은 차속(V)이 증가할수록 기초 토출량(Qω_CMD)이 감소하고 일정한 차속 하에 조향 각속도(ω)가 증가할수록 기초 토출량(Qω_CMD)이 증가하는 관계를 갖는다.
보정 토출량 산출 섹션(56)은 도 7에 도시되는 미리 결정된 차속-대-보정 토출량 맵을 사용하여 차속(V)에 기초하여 보정 토출량(Qωd_CMD)을 산출함으로써 보정 토출량(Qωd_ CMD)의 산출을 수행한다. 이러한 맵은 기본적으로, 차속(V)이 증가할수록 보정 토출량(Qωd_ CMD)이 감소하도록 규정된다. 구체적으로, 차속(V)이 제1 미리 결정된 값(V1) 이상인 미리 결정된 고속 운전 조건 하에서 및 차속(V)이 제1 미리 결정된 값(V1)보다 작은 제2 미리 결정된 값(V2) 이하인 미리 결정된 저속 운전 조건 하에서, 보정 토출량(Qωd_ CMD)은 차속(V)에 대해 일정하다. 미리 결정된 저속 운전 조건은 차량이 정지 상태에 있고 차속(V)이 제로인 조건을 포함한다.
차속(V)의 증가에 따라 보정 토출량(Qωd_CMD)을 감소시키는 기본 특징은, 급격한 조향에 대한 차량의 동적 거동을 안정화시키면서 차속(V)에 따라 적절한 보조 조향 토크를 발생시키는 기능을 한다. 차속(V)이 제1 미리 결정된 값(V1)을 상회하는 고속 운전 조건 하에서 보정 토출량(Qωd_ CMD)을 일정하게 유지시키는 특징은, 조향 안정성을 향상시키고 고속 운전 조건 하에서 차량의 동적 거동이 불안정해지지 않게 하는 기능을 한다. 차속(V)이 제2 미리 결정된 값(V2)을 하회하는 저속 운전 조건 하에서 보정 토출량(Qωd_ CMD)을 일정하게, 즉 최대로 유지시키는 특징은, 저속 운전 조건 하에서 조향 반응을 향상시키는 기능을 하는 바, 이는 보조 조향 토크의 개선이 저속 운전 조건 하에서의 차량의 동적 거동의 안정성에 부정적인 영향을 미치지 않기 때문이다.
설정점 전류 산출 섹션(57)은 기초 토출량 산출 섹션(55)에 의해 산출되는 기초 토출량(Qω_ CMD)에 보정 토출량 산출 섹션(56)에 의해 산출되는 보정 토출량(Qωd_CMD)을 추가하고 이후 미리 결정된 맵을 사용하여 설정점 전류(ICMD)를 산출함으로써 설정점 전류(ICMD)의 산출을 수행한다. 이런 방식으로, 설정점 전류 산출 섹션(57)과 보정 토출량 산출 섹션(56)은, 기초 설정점(Qω_CMD)이 스티어링 휠(1)의 조향 조작에 따라 증가할 때 제어 설정점(Qout, ICMD)이 기초 설정점(Qω_CMD)보다 신속하게 증가하는 방식으로 기초 설정점(Qω_ CMD) 및 조향 각가속도(ωd)에 기초하여 제어 설정점(Qout, ICMD)을 산출하도록 구성되는 제어 설정점 산출 회로를 구성한다.
MPU(50)는 도 3에 도시하듯이 급격한 조향 판정 섹션(62)을 더 구비한다. 급격한 조향 판정 섹션(62)은 차속 산출 섹션(51)에 의해 산출되는 차속(V), 및 조향 각가속도 산출 섹션(54)에 의해 산출되는 조향 각가속도(ωd)에 기초하여, 급격한 조향이 이루어지고 있는지 여부를 판정한다. 급격한 조향 판정 섹션(62)은 신호 전환 장치(63)를 통해서 보정 토출량 산출 섹션(56) 및 설정점 전류 산출 섹션(57)에 연결된다. 급격한 조향이 이루어지고 있다고 판정될 때, 급격한 조향 판정 섹션(62)은 보정 토출량 산출 섹션(56)에 의해 산출된 보정 토출량(Qωd_CMD)이 보정 없이 신호 전환 장치(63)를 통해서 설정점 전류 산출 섹션(57)에 출력되도록 급격한 조향 플래그(Fc)를 "1"로 설정한다. 한편, 급격한 조향이 이루어지지 않는다고 판정될 때, 급격한 조향 판정 섹션(62)은 보정 토출량(Qωd_CMD)이 신호 전환 장치(63)에서 제로로 설정된 후 설정점 전류 산출 섹션(57)에 출력되도록 급격한 조향 플래그(Fc)를 "0"으로 설정한다.
MPU(50)는 도 3에 도시하듯이 조향 각도 센서 고장 판정 섹션(64)을 더 구비한다. 조향 각도 센서 고장 판정 섹션(64)은 조향 각도 센서(33)로부터의 조향 각도 신호에 기초하여 조향 각도 센서(33)가 비정상(또는 고장)인지 여부를 판정하도록 구성된다. 조향 각도 센서 고장 판정 섹션(64)에 의한 판정 결과는 급격한 조향 판정 섹션(62)에 출력된다. 조향 각도 센서(33)의 이상이 확인되면, 조향 각도 센서 고장 판정 섹션(64)은 보정 제어가 중지되도록 고장 플래그(Fe)를 "1"로 설정한다. 한편, 조향 각도 센서(33)의 이상이 부정되면, 즉 조향 각도 센서(33)의 정상이 확인되면, 조향 각도 센서 고장 판정 섹션(64)은 보정 제어가 지속되도록 고장 플래그(Fe)를 "0"으로 설정한다. 조향 각가속도(ωd)가 비정상 수치일 때 조향 각가속도(ωd)에 기초한 보정 제어를 중지시키는 이러한 특징은, 파워 스티어링 시스템의 안전을 보장하면서 적절한 펌프 제어를 달성하는 기능을 한다.
도 4는 급격한 조향에 대한 판정에 기초하는 MPU(50)에 의한 전자기 밸브(16)의 상세한 제어 수순을 도시한다.
단계 S101에서, MPU(50)는 제어 수순을 초기화한다. 단계 S102에서, MPU(50)는 전자기 밸브(16)의 코일(16a)을 통해서 흐르는 실제 전류(Ireal)를 읽어들인다. 단계 S103에서, MPU(50)는 조향 각도 센서(33)로부터의 조향 각도 신호에 기초하여 조향 각도 센서(33)가 고장났는지 여부를 판정한다. 조향 각도 센서(33)가 고장난 것으로 판정되면, MPU(50)는 보정 제어를 중지시키고, 이후 단계 S111로 진행한다. 한편, 조향 각도 센서(33)가 정상인 것으로 판정되면, MPU(50)는 단계 S104로 진행한다. 단계 S104에서, MPU(50)는 조향 각도(θ)를 읽어들인다. 단계 S105에서, MPU(50)는 읽어들인 조향 각도(θ)에 기초하여 조향 각속도(ω)를 산출한다. 단계 S106에서, MPU(50)는 산출된 조향 각속도(ω)에 기초하여 조향 각가속도(ωd)를 산출한다. 단계 S107에서, MPU(50)는 차속(V)을 읽어들이고, 이후 급격한 조향에 대한 판정을 취급하는 부분으로 진행한다.
급격한 조향에 대한 판정을 취급하는 부분은 단계 S108 내지 S111을 포함한다. 단계 S108에서, MPU(50)는 도 6에 도시된 맵을 사용하여 차속(V)에 기초하여 급격한 조향 임계치(ωdth)를 산출한다. 단계 S109에서, MPU(50)는 조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth) 이상인지(｜ωd｜≥ωdth) 여부를 판정한다. 이러한 요건이 충족된 것으로 판정되면, MPU(50)는 MPU(50)가 차속(V)에 따라 보정 토출량(Qωd_ CMD)을 산출하는 단계 S110으로 진행한다. 한편, 상기 요건이 충족되지 않은 것으로 판정되면, MPU(50)는 MPU(50)가 보정 토출량(Qωd_CMD)을 제로로 설정하는 단계 S111로 진행한다.
급격한 조향에 대한 판정이 완료된 후, MPU(50)는 단계 S112에서 조향 각속도(ω)에 기초하여 기초 토출량(Qω_ CMD)을 산출한다. 단계 S113에서, MPU(50)는 기초 토출량(Qω_ CMD)에 보정 토출량(Qωd_CMD)을 추가함으로써 설정점 토출량(QCMD)을 산출한다. MPU(50)는 단계 S114 및 S115를 통해서 설정점 토출량(QCMD)에 기초하여 지령 토출량(Qout)을 산출하며, 지령 토출량(Qout)은 펌프(10)의 토출량의 최종 목표값이다. 단계 S114에서, MPU(50)는 설정점 토출량(QCMD)을 상한(또는 피크치 또는 목표치)으로 제한함으로써 지령 토출량(Qout)을 설정하는 상한 작업을 수행한다. 단계 S115에서, 설정점 토출량(QCMD)이 상한에 도달하면, MPU(50)는 지령 토출량(Qout)을 미리 결정된 기간 동안 상한으로 유지하는 피크-유지 작업을 수행하고, 이후 지령 토출량(Qout)을 점진적으로 감소시키는 점진 감소 작업을 수행한다. 단계 S116에서, MPU(50)는 지령 토출량(Qout)에 기초하여 설정점 전류(ICMD)를 산출하며, 구동 전류는 설정점 전류(ICMD)로 조정 또는 순응되게 된다. 단계 S117에서, MPU(50)는 설정점 전류(ICMD)와 실제 전류(Ireal) 사이의 차이를 참조하여 PWM 듀티 비율을 PI 제어에 의해 산출한다. 단계 S118에서, MPU(50)는 산출된 PWM 듀티 비율에 기초하여 전자기 밸브(16)에 PWM 구동 신호를 출력하며, 이후 이러한 제어 수순으로부터 복귀한다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (f)는 도 4의 제어 수순에 기초한 제어 하에서 다양한 양이 시간에 따라 어떻게 변화하는지의 일예를 도시하는 일련의 타임 차트이다. 시점 t1에서는, 급격한 조향 판정 작업에 의해 조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth)를 초과하는 것이 판정된다. 시점 t1 이후에는, 기초 토출량(Qω_CMD)에 보정 토출량(Qωd_ CMD)을 추가함으로써 설정점 토출량(QCMD)이 산출된다. 시점 t1 직후에는, 조향 각속도(ω)에 기초하여 산출되는 기초 토출량(Qω_CMD)이 제어 지연으로 인해 아직 작기 때문에 지령 토출량(Qout)이 보정 토출량(Qωd_CMD)과 거의 동일하다. 이러한 특징은 지령 토출량(Qout)과 실제 토출량(Qreal)에 대해 파선으로 도시하듯이 지령 토출량(Qout)이 기초 토출량(Qω_CMD)으로 설정되는 경우에 비해 실제 토출량(Qreal)을 신속하게 증가시키는 기능을 한다. 이후, 조향 각속도(ω)가 증가할수록, 기초 토출량(Qω_ CMD)이 증가하는 바, 이는 지령 토출량(Qout)을 증가시키기 위해 보정 토출량(Qωd_ CMD)에 추가된다. 지령 토출량(Qout)이 기초 토출량(Qω_CMD)의 상한 또는 목표치에 도달하는 시점 t2에서는, 피크-유지 작업이 시작된다.
시점 t2 이후에, 조향 각가속도(ωd)의 절대치는 보정 토출량(Qωd_CMD)이 제로로 설정되도록 시점 t3에서 급격한 조향 임계치(ωdth) 아래으로 감소된다. 시점 t3에서, 지령 토출량(Qout)은 보정 토출량(Qωd_CMD)이 제로로 설정된 상태에서도 그리고 기초 토출량(Qω_ CMD)이 상한 아래로 감소되는 시점 t4 이후에도 피크-유지 작업에 의해 여전히 기초 토출량(Qω_ CMD)의 상한으로 유지된다. 피크 유지 작업이 시작되는 시점 t3 이후 미리 결정된 기간이 경과된 시점 t5에서는, 피크 유지 작업이 종료되고 점진 감소 작업이 시작되며 따라서 조향 각가속도(ωd)가 급격한 조향 임계치(ωdth)를 다시 초과하지 않으면 조향 조작에 관계없이 지령 토출량(Qout)이 점진적으로 미리 결정된 속도로 감소되고 시점 t6에서는 초기값에 도달한다.
전술한 가변 용량형 펌프는, 운전자가 원하는 양호한 조향 반응을 반영하는 조향 각가속도(ωd)에 기초하여 펌프(10)의 토출량을 보정하고, 토출량이 조향 각속도(ω)에 기초하여 결정되는 종래의 시스템보다 신속하게 펌프(10)의 특정 토출량을 증가시키는 기능을 한다. 이는 실제 토출량(Qreal)에 대해 도 5의 (f)에서 해칭 패턴으로 도시되는 요구 토출량을 보장하고 그로 인해 조향 반응에 대한 운전자의 요구를 충족시키는 기능을 한다.
즉, 조향 각가속도(ωd)가 큰 상태는 운전자가 급격한 조향을 하고 있고 펌프(10)의 토출량이 신속히 증가되기를 원하고 있음을 나타낸다. 이러한 실시예에서, 조향 각가속도(ωd)가 급격한 조향 임계치(ωdth)를 상회 또는 하회하는지 여부의 판정에 기초하여 설정점 토출량(QCMD)[또는 지령 토출량(Qout)]의 변경량을 기초 토출량(Qω_CMD)보다 높게 설정하는 특징, 즉 제어 설정점이 기초 설정점보다 신속하게 증가하도록 구동 전류의 제어 설정점을 제어하는 특징은, 펌프(10)의 토출량을 종래 시스템보다 신속하게 증가시키고 파워 스티어링 시스템에 대한 작동 유체 공급에 있어서 고속 반응을 보장하는 기능을 한다.
또한, 전술한 보정 제어에 따르면, 조향 각가속도(ωd)가 급격한 조향 임계치(ωdth) 이상으로 될 때, 설정점 토출량(QCMD)의 피크치 또는 목표치는 기초 토출량(Qω_ CMD)의 피크치 또는 목표치와 동일하다. 따라서, 기초 토출량(Qω_CMD)에 대한 설정점 토출량(QCMD)의 증분은 전자기 밸브(16)의 반응을 향상시키는 기능을 하지만, 조향 조작에 대한 보조 조향력의 레벨을 불변 유지시킨다. 이는 조향 조작에 대한 조향 보조에 관한 운전자의 자연스러운 느낌을 달성한다.
차량이 정지 상태이고 엔진이 아이들 상태이며 스티어링 휠(1)의 조향 조작이 입력되지 않을 때, 펌프(10)의 특정 토출량은 도 8에 도시하듯이 5[리터/분]으로 제한된다. 한편, 스티어링 휠(1)이 조작되고 있을 때, 펌프(10)의 특정 토출량은 최대 7[리터/분]의 기초 토출량(Qω_ CMD) 만큼 증가될 수 있다. 이러한 특징은 스티어링 휠(1)의 조향 조작에 반응하여 필요할 때 충분한 보조 조향 토크를 보장하면서 펌프(10)의 부하를 감소시키는 기능을 한다.
또한, 캠 링(14)은 전자기 밸브(16)에 의해 직접 구동되지는 않지만, 전자기 밸브(16)에 의해 제어 밸브(15)의 밸브 요소(15a)를 구동함으로써 구동된다. 이러한 특징은 전자기 밸브(16)에 의해 구동되는 대상의 질량을 감소시킴으로써 전자기 밸브(16)에 의해 캠 링(14)을 보다 신속하게 이동시킬 수 있는 기능을 한다. 따라서, 이러한 특징은 파워 스티어링 시스템의 조향 반응을 더 향상시키는 기능을 한다.
제1 실시예로부터는 차량 조향 장치[파워 실린더(5) 등]에 작동 유체를 공급하기 위한 가변 용량형 펌프가 도출되고, 상기 차량 조향 장치(5)는 스티어링 휠(1)의 조향 조작에 따라 보조 조향력을 유압식으로 발생시키도록 구성되며, 상기 가변 용량형 펌프는, 펌핑부 수용 섹션(11a)을 내부에 구비하는 펌프 하우징(11); 상기 펌프 하우징(11)에 의해 회전가능하게 지지되는 구동 샤프트(12); 상기 펌프 하우징(11)의 펌핑부 수용 섹션(11a)에 수용되고, 상기 구동 샤프트(12)에 의해 회전됨으로써 작동 유체를 흡인 및 토출하도록 구성되는 펌핑부(13); 상기 펌프 하우징(11)의 펌핑부 수용 섹션(11a)에 수용되고, 상기 펌핑부(13)의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 구동 샤프트(12)의 회전축에 대한 캠 링(14)의 편심도의 변화에 따라 이동하도록 구성되는 캠 링(14)으로서, 상기 편심도의 변화는 특정 토출량의 변화를 초래하고, 특정 토출량은 펌핑부(13)의 일 회전당 작동 유체의 토출량인 캠 링(14); 제어 설정점[지령 토출량(Qout) 또는 설정점 전류(ICMD)]에 합치되는 구동 전류[실제 전류(Ireal)]에 의해 구동됨으로써 캠 링(14)의 편심도를 제어하도록 구성되는 솔레노이드[전자기 밸브(16)]; 조향 각속도(ω) 및 차속(V)에 기초하여 기초 설정점[기초 토출량(Qω_CMD)]을 산출하도록 구성되는 기초 설정점 산출 회로[기초 토출량 산출 섹션(55)]로서, 조향 각속도(ω)는 스티어링 휠(1)의 회전의 각속도인 기초 설정점 산출 회로; 및 기초 설정점(Qω_ CMD)이 스티어링 휠(1)의 조향 조작에 따라 증가할 때 제어 설정점(Qout, ICMD)이 기초 설정점(Qω_CMD)보다 신속하게 증가하는 방식으로 기초 설정점(Qω_ CMD) 및 조향 각가속도(ωd)에 기초하여 제어 설정점(Qout, ICMD)을 산출하도록 구성되는 제어 설정점 산출 회로[설정점 전류 산출 섹션(57)]로서, 상기 조향 각가속도(ωd)는 스티어링 휠(1)의 회전의 각가속도인 제어 설정점 산출 회로를 포함한다. 또한, 상기 제어 설정점 산출 회로[설정점 전류 산출 섹션(57), 급격한 조향 판정 섹션(62), 신호 전환 장치(63)]는, 조향 각가속도(ωd)가 미리 결정된 임계치[급격한 조향 임계치(ωdth)]를 상회하는지 하회하는지를 판정하고, 조향 각가속도(ωd)가 미리 결정된 임계치(ωdth)를 하회하는 것으로 판정될 때보다 조향 각가속도(ωd)가 미리 결정된 임계치(ωdth)를 상회하는 것으로 판정될 때 제어 설정점(Qout, ICMD)이 더 신속하게 증가하는 방식으로 제어 설정점(ICMD)을 산출하도록 구성되는 가변 용량형 펌프가 도출된다. 또한, 상기 구동 샤프트(12)는 차량의 엔진에 의해 구동되도록 구성되며, 상기 솔레노이드(16)는 엔진이 아이들 상태에 있고 스티어링 휠(1)의 조향 조작이 없을 때 특정 토출량이 특정 최대 설정점을 하회하는 방식으로 캠 링(14)의 편심도를 제어하도록 구성되는 가변 용량형 펌프가 도출된다.
도 9 내지 도 11의 (e)는 급격한 조향 판정 작업이 변형된, 제1 실시예의 변경예를 도시한다. 구체적으로, 기초 토출량(Qω_CMD)에 대한 보정은, 기초 토출량(Qω_ CMD)에 보정 토출량(Qωd_ CMD)을 추가함으로써 이루어지는 제1 실시예와 대조적으로, 기초 토출량(Qω_CMD)에 미리 결정된 보정 게인(K)을 곱하여 이루어진다.
이 변경예에서는, 도 9에 도시하듯이, 급격한 조향 판정 섹션(62)에 의한 판정에 기초하여, 신호 전환 장치(63)가 보정 게인(K)을 제1 미리 결정된 값(Ka)과 제2 미리 결정된 값(Kb) 사이에서 전환하고, 설정 보정 게인(K)을 출력한다. 설정점 전류 산출 섹션(57)은 기초 토출량(Qω_CMD)에 보정 게인(K)을 곱하고, 이후 제1 실시예에서와 같이 맵을 사용하여 설정점 토출량(QCMD)에 기초하여 설정점 전류(ICMD)를 산출한다.
구체적으로, 급격한 조향 판정 섹션(62)이 급격한 조향이 존재한다고 판정하면, 급격한 조향 플래그(Fc)가 "1"로 설정되며 따라서 보정 게인(K)은 신호 전환 장치(63)에 의해 제2 미리 결정된 값(Kb)[제1 미리 결정된 값(Ka)보다 큼]으로 전환된다. 이러한 보정 게인(K)이 설정점 전류 산출 섹션(57)에 출력되며, 따라서 기초 토출량(Qω_ CMD)에 보정 게인(K)을 곱하여 얻어지는 값에 기초하여 설정점 전류(ICMD)가 산출된다. 한편, 급격한 조향 판정 섹션(62)이 급격한 조향이 없다고 판정하면, 급격한 조향 플래그(Fc)가 "0"으로 설정되며 따라서 보정 게인(K)은 신호 전환 장치(63)에 의해 제1 미리 결정된 값(Ka)(=1)으로 전환된다. 이러한 보정 게인(K)이 설정점 전류 산출 섹션(57)에 출력되며, 따라서 기초 토출량(Qω_ CMD)과 동일한 값에 기초하여 설정점 전류(ICMD)가 산출된다.
도 10은 제1 실시예의 변경예에 따른 제어 수순을 도시하는 흐름도이다. 단계 S201 내지 S208은 제1 실시예에서의 단계 S101 내지 S108과 동일하다. 단계 S209에서 조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth) 이상인 것이 충족된 것으로 판정되면, MPU(50)는 단계 S210으로 진행하며, 이 단계에서 MPU(50)는 보정 게인(K)을 제2 미리 결정된 값(Kb)(＞Ka)으로 설정하고 이를 출력한다. 한편, 단계 S209에서 조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth) 이상인 것이 충족되지 않은 것으로 판정되면, MPU(50)는 단계 S211로 진행하며, 이 단계에서 MPU(50)는 보정 게인(K)을 제1 미리 결정된 값(Ka)(=1)으로 설정하고 이를 출력한다.
전술한 이러한 급격한 조향 판정 작업에 이어 단계 S212가 이어지며, 이 단계에서 MPU(50)는 제1 실시예에서와 같이 조향 각속도(ω)에 따라 기초 토출량(Qω_CMD)을 산출한다. 단계 S213에서, MPU(50)는 기초 토출량(Qω_CMD)에 보정 게인(K)을 곱하여 설정점 토출량(QCMD)을 산출한다. 이어서, 단계 S114 내지 S118과 동일한 단계 S214 내지 S218이 수행된다. 이후, MPU(50)는 이러한 제어 수순으로부터 복귀한다.
도 11의 (a) 내지 도 11의 (e)는 도 10의 제어 수순에 기초하여 다양한 양이 시간에 따라 어떻게 변화하는지의 일예를 도시하는 일련의 타임 차트이다. 조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth)를 초과하는 시점 t1 이후에, 기초 토출량(Qω_ CMD)에 제2 미리 결정된 값(Kb)이 곱해지며, 따라서 곱해진 기초 토출량(Qω_CMD)이 지령 토출량(Qout)으로서 출력된다. 지령 토출량(Qout)의 이러한 산출은, 실제 토출량(Qreal)이 도 11의 (e)에서 파선과 같이 변화하는 종래의 경우에 비해서, 도 11의 (e)에 도시하듯이 실제 토출량(Qreal)의 신속한 증가를 달성시키는 기능을 한다.
이후, 조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth)보다 작아지는 시점 t2 이후에, 기초 토출량(Qω_CMD)에는 제1 미리 결정된 값(Ka)인 1로 설정되는 보정 게인(K)이 곱해지며, 지령 토출량(Qout)은 피크-유지 작업에 의해 일정하게 유지된다. 이후, 기초 토출량(Qω_ CMD)이 지령 토출량(Qout)에 도달하면, 지령 토출량(Qout)은 기초 토출량(Qω_CMD)이 조향 각속도(ω)의 증가에 따라 증가함에 따라 증가하기 시작한다. 지령 토출량(Qout)이 기초 토출량(Qω_CMD)의 목표치에 도달하는 시점 t3에서, 피크-유지 작업이 시작된다.
제1 실시예에서와 같이, 시점 t3 이후, 지령 토출량(Qout)은 기초 토출량(Qω_CMD)이 상한 아래로 감소되는 시점 t4 이후에도 피크-유지 작업에 의해 여전히 기초 토출량(Qω_ CMD)의 목표치로 유지된다. 피크 유지 작업이 시작되는 시점 t3 이후 미리 결정된 기간이 경과된 시점 t5에서는, 피크 유지 작업이 종료되고 점진 감소 작업이 시작되며 따라서 조향 각가속도(ωd)가 급격한 조향 임계치(ωdth)를 다시 초과하지 않으면 조향 조작에 관계없이 지령 토출량(Qout)이 점진적으로 미리 결정된 속도로 감소되고 시점 t6에서는 초기값에 도달한다.
전술한 가변 용량형 펌프는 보정 토출량(Qωd_CMD)의 추가 대신에 보정 게인(K)을 곱하여 조향 각가속도(ωd)에 기초하여 펌프(10)의 토출량을 보정하고, 토출량이 조향 각속도(ω)에 기초하여 결정되는 종래의 시스템보다 신속하게 펌프(10)의 특정 토출량을 증가시키는 기능을 한다. 이는 제1 실시예에서와 같이 실제 토출량(Qreal)에 대해 도 11의 (e)에서 해칭 패턴으로 도시되는 요구 토출량을 보장하고 그로 인해 조향 반응에 대한 운전자의 요구를 충족시키는 기능을 한다.
도 12 내지 도 14는 제1 실시예의 변경예에 기초한 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 용량형 펌프를 도시하며, 여기에서 급격한 조향 판정은 조향 각가속도(ωd)에 따라 보정 게인(K)을 산출하는 특징으로 대체되고, 기초 토출량(Qω_CMD)에 보정 게인(K)을 곱하여 설정점 토출량(QCMD)을 얻는다.
구체적으로, 급격한 조향 판정 섹션(62)은 조향 각가속도 산출 섹션(54)에 의해 산출되는 조향 각가속도(ωd)에 따라 보정 게인(K)을 산출하도록 구성되는 보정 게인 산출 섹션(65)으로 대체된다. 보정 게인 산출 섹션(65)은 산출된 보정 게인(K)을 설정점 전류 산출 섹션(57)에 입력한다. 설정점 전류 산출 섹션(57)은 기초 토출량(Qω_ CMD)에 보정 게인(K)을 곱하여 설정점 토출량(QCMD)을 산출하고, 제1 실시예의 변경예에서와 같이 저장된 맵을 사용하여 설정점 토출량(QCMD)에 기초하여 설정점 전류(ICMD)를 취득한다.
보정 게인(K)은 조향 각가속도 산출 섹션(54)에 의해 산출되는 조향 각가속도(ωd)에 기초하여 도 14에 도시된 맵으로부터 취득된다. 도 14에 도시하듯이, 보정 게인(K)은 조향 각가속도(ωd)가 증가할수록 증가하도록 설정된다.
도 13은 제2 실시예에 따른 제어 수순을 도시한다. 단계 S301에서, MPU(50은 제어 수순을 초기화한다. 단계 S302에서, MPU(50)는 전자기 밸브(16)의 코일(16a)을 통해서 흐르는 실제 전류(Ireal)를 읽어들인다. 단계 S303에서, MPU(50)는 조향 각도 센서(33)로부터의 조향 각도 신호에 기초하여 조향 각도 센서(33)가 고장났는지 여부를 판정한다. 조향 각도 센서(33)가 고장난 것으로 판정되면, MPU(50)는 보정 제어를 중지시키고, 보정 게인(K)을 1로 설정하며 이에 따라 하기 단계가 수행된다. 한편, 조향 각도 센서(33)가 정상인 것으로 판정되면, MPU(50)는 단계 S304로 진행한다. 단계 S304에서, MPU(50)는 조향 각도(θ)를 읽어들인다. 단계 S305에서, MPU(50)는 읽어들인 조향 각도(θ)에 기초하여 조향 각속도(ω)를 산출한다. 단계 S306에서, MPU(50)는 산출된 조향 각속도(ω)에 기초하여 조향 각가속도(ωd)를 산출한다.
단계 S308에서, MPU(50)는 도 14에 도시된 조향 각가속도-대-보정 게인 맵을 사용하여 차속(V) 및 조향 각가속도(ωd)에 기초하여 보정 게인(K)을 산출한다. 단계 S309에서, MPU(50)는 조향 각속도(ω)에 기초하여 기초 토출량(Qω_CMD)을 산출한다. 단계 S310에서, MPU(50)는 기초 토출량(Qω_CMD)에 보정 게인(K)을 곱하여 설정점 토출량(QCMD)을 산출한다. 이후, MPU(50)는 제1 실시예의 변경예의 단계 S214 내지 S218과 동일한 단계 S311 내지 S315를 수행하며, 이후 이러한 제어 수순으로부터 복귀한다.
전술한 가변 용량형 펌프는, 조향 각가속도(ωd)에 기초한 급격한 조향 판정이 없이 조향 각가속도(ωd)에 기초한 보정 게인(K)을 곱하여 펌프(10)의 토출량을 보정하고, 토출량이 조향 각속도(ω)에 기초하여 결정되는 종래의 시스템보다 신속하게 펌프(10)의 특정 토출량을 증가시키는 기능을 한다. 이는 요구 토출량을 보장하는 기능을 한다.
도 15 내지 도 16의 (f)는 제1 실시예의 변경예에 따른 급격한 조향 판정이 변형된 본 발명의 제3 실시예에 따른 가변 용량형 펌프를 도시한다. 제3 실시예는 급격한 조향이 반복적으로 이루어질 때에도 보정 제어를 지속시키도록 의도된다.
도 15는 제3 실시예에 따른 제어 수순을 도시한다. 단계 S401 내지 S409는 제1 실시예의 변경예의 단계 S201 내지 S209와 동일하다. 단계 S409에서 조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth) 이상인 것으로 판정되면, MPU(50)는 단계 S410에서 보정 게인(K)을 제2 미리 결정된 값(Kb)(＞Ka)으로 설정하고 이를 출력한다. 단계 S411에서, MPU(50)는 급격한 조향 플래그(fquick)를 설정한다. 단계 S412에서, MPU(50)는 타이머 카운트(tX)를 클리어한다.
한편, 단계 S409에서 ｜ωd｜≥ωdth의 조건이 충족되지 않은 것으로 판정되면, MPU(50)는 단계 S413에서 타이머 카운트(tX) 증분을 시작한다. 이후, 단계 S414에서, MPU(50)는 급격한 조향 플래그(fquick)가 클리어되었는지 여부를 판정한다. 단계 S414에서 급격한 조향 플래그(fquick)가 클리어되지 않은 것으로 판정되면, MPU(50)는 단계 S415에서 타이머 카운트(tX)가 미리 결정된 기간(T) 이상인 조건이 충족되는지 여부를 판정한다. 단계 S415에서 상기 조건이 충족되지 않은 것으로 판정되면, MPU(50)는 단계 S419로 진행한다. 한편, 단계 S414에서 급격한 조향 플래그(fquick)가 클리어된 것으로 판정되거나 단계 S415에서 타이머 카운트(tX)가 미리 결정된 기간(T) 이상인 것으로 판정되면, MPU(50)는 단계 S416에서 보정 게인(K)을 제1 미리 결정된 값(Ka)(=1)으로 설정하고, 단계 S417에서 급격한 조향 플래그(fquick)를 클리어하며, 단계 S418에서 타이머 카운트(tX)를 클리어한다.
상기 급격한 조향 판정 이후, 단계 S419에서, MPU(50)는 조향 각속도(ω)에 기초하여 기초 토출량(Qω_ CMD)을 산출하고, 단계 S420에서는 급격한 조향 판정에 기초하여 결정되는 보정 게인(K)을 기초 토출량(Qω_CMD)에 곱하여 설정점 토출량(QCMD)을 취득한다. 이후, 단계 S421에서, MPU(50)는 급격한 조향 플래그(fquick)가 설정되었는지 여부를 체크한다. 급격한 조향 플래그(fquick)가 설정되지 않은 것으로 판정되면, MPU(50)는 제1 실시예의 변경예에서와 같이 단계 S422에서 상한 조작을 수행하고, 이후 미리 결정된 기간 동안 피크 유지 작업을 수행하며, 이후 단계 S423에서 점진 감소 작업을 수행한다. 한편, 단계 S421에서 급격한 조향 플래그(fquick)가 설정된 것으로 판정되면, ECU(40)는 단계 S422 내지 S423을 건너뛰고 단계 S424로 진행한다. 이후, MPU(50)는 제1 실시예의 변경예의 단계 S216 내지 S218과 동일한 단계 S424 내지 S426을 수행하며, 이러한 제어 수순으로부터 복귀된다.
도 16의 (a) 내지 도 16의 (f)는 도 15의 제어 수순에 기초한 제어 하에서 다양한 양이 시간에 따라 어떻게 변화하는지의 일예를 도시하는 일련의 타임 차트이다. 조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth)를 초과하는 시점 t1 이후에, 기초 토출량(Qω_ CMD)에 제2 미리 결정된 값(Kb)이 곱해지며, 따라서 곱해진 기초 토출량(Qω_ CMD)이 지령 토출량(Qout)으로서 출력된다. 이러한 지령 토출량(Qout)은, 실제 토출량(Qreal)이 도 16의 (f)에서 파선으로 변화하는 종래의 경우에 비해서, 도 16의 (f)에 도시하듯이 실제 토출량(Qreal)의 신속한 증가를 달성하는 기능을 한다.
이후, 보정 제어가 종료되는 제1 실시예의 변경예와 대조적으로, 조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth)보다 작아지는 시점 t2 이후에, 타이머 카운트(tX)가 미리 결정된 기간(T)에 도달할 때까지 보정 제어가 지속된다. 따라서, 미리 결정된 기간(T)이 경과하기 전에 급격한 조향이 다시 이루어질 때 보정 제어가 지속된다. 시점 t3에 지령 토출량(Qout)이 기초 토출량(Qω_CMD)의 목표치에 도달하더라도, 급격한 조향 플래그(fquick)가 설정되어 있는 동안 지령 토출량(Qout)은 계속 증가한다. 따라서, 실제 토출량(Qreal)은 기초 토출량(Qω_CMD)의 목표치를 초과하도록 제어된다.
조향 각가속도(ωd)의 절대치가 급격한 조향 임계치(ωdth) 아래로 감소하는 시점 t2 이후 미리 결정된 기간(T)이 경과하는 시점 t4에서, 보정 게인(K)은 지령 토출량(Qout)이 기초 토출량(Qω_CMD)과 동일하도록 제1 미리 결정된 값(Ka)(=1)으로 설정되며, 급격한 조향 플래그(fquick)는 피크-유지 작업이 시작되도록 클리어된다. 이후, 제1 실시예의 변경예에서와 같이, 시점 t4 이후, 지령 토출량(Qout)은 기초 토출량(Qω_ CMD)이 목표치 아래로 감소되는 시점 t5 이후에도 여전히 기초 토출량(Qω_CMD)의 목표치로 유지된다. 피크 유지 작업이 시작되는 시점 t4 이후 미리 결정된 기간이 경과하는 시점 t6에서는, 피크 유지 작업이 종료되고 점진 감소 작업이 시작되며, 따라서 조향 각가속도(ωd)가 급격한 조향 임계치(ωdth)를 다시 초과하지 않으면 조향 조작에 관계없이 지령 토출량(Qout)은 미리 결정된 속도로 점진 감소하여 시점 t7에 초기값에 도달한다.
전술한 제3 실시예는 제1 실시예의 변경예와 유사한 유리한 효과를 내는 기능을 하며, 추가로 조향 각가속도(ωd)가 급격한 조향 임계치(ωdth) 아래로 떨어진 후 미리 결정된 기간(T)이 경과할 때까지 지령 토출량(Qout)이 지속적으로 증가될 수 있게 하고 조향 각가속도(ωd)가 급격한 조향 임계치(ωdth) 이상일 때 설정점 토출량(QCMD)의 피크치가 기초 토출량(Qω_ CMD)의 목표치를 초과할 수 있게 하는 기능을 한다. 이러한 특징은 급격한 조향 시에 보조 조향력을 더 증가시키고 따라서 급격한 조향 조작을 추가 보조하는 기능을 한다.
또한, 미리 결정된 기간(T)이 경과할 때까지 보정 제어를 지속시키는 특징은 급격한 조향이 반복적으로 이루어질 때에도 보정 제어를 지속시키는 기능을 한다. 따라서, 운전자의 급격한 조향 조작이 적절히 보조된다.
본 실시예는 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 급격한 조향 임계치(ωdth), 제2 미리 결정된 값(Kb), 피크 유지 작업 기간, 미리 결정된 기간(T) 등은 파워 스티어링 시스템의 사양 등에 따라 임의로 설정될 수 있다.
이상에서는 가변 용량형 펌프가 캠 링을 갖는 베인 형태인 경우를 설명하였다. 그러나, 가변 용량형 펌프는 전자기 밸브(16)를 사용하여 토출량을 제어할 수 있다면 다른 형태일 수 있다.
2011년 2월 7일자로 출원된 일본 특허 출원 제2011-023523호의 전체 내용이 본 명세서에 원용된다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 상기 내용을 감안할 때 당업자에게는 전술한 실시예의 변경예 및 변형이 이루어질 것이다. 본 발명의 범위는 청구범위를 참조하여 정해진다.

Claims (20)

  1. 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 보조 조향력을 유압식으로 발생시키도록 구성된 차량 조향 장치에 작동 유체를 공급하기 위한 가변 용량형 펌프이며,
    펌핑부 수용 섹션을 내부에 구비한 펌프 하우징과,
    상기 펌프 하우징에 의해 회전가능하게 지지된 구동 샤프트와,
    상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고, 상기 구동 샤프트에 의해 회전됨으로써 작동 유체를 흡인 및 토출하도록 구성된 펌핑부와,
    상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고 상기 펌핑부의 반경방향 외측에 배치되며 상기 구동 샤프트의 회전축에 대한 캠 링의 편심도의 변화에 따라 이동하도록 구성되고, 상기 편심도의 변화는 특정 토출량의 변화를 초래하고 상기 특정 토출량은 펌핑부의 일 회전당 작동 유체의 토출량인, 캠 링과,
    제어 설정점에 합치되는 구동 전류에 의해 구동됨으로써 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성된 솔레노이드와,
    조향 각속도 및 차속에 기초하여 기초 설정점을 산출하도록 구성되고, 상기 조향 각속도는 스티어링 휠의 회전의 각속도인, 기초 설정점 산출 회로와,
    상기 기초 설정점이 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 증가할 때 제어 설정점이 기초 설정점보다 신속하게 증가하는 방식으로 기초 설정점 및 조향 각가속도에 기초하여 제어 설정점을 산출하도록 구성되고, 상기 조향 각가속도는 스티어링 휠의 회전의 각가속도인, 제어 설정점 산출 회로를 포함하는, 가변 용량형 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는,
    상기 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는지 하회하는지를 판정하고,
    상기 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 하회하는 것으로 판정될 때보다 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때, 상기 제어 설정점이 더 신속하게 증가하는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동 샤프트는 차량의 엔진에 의해 구동되도록 구성되며,
    상기 솔레노이드는 엔진이 아이들 상태에 있고 스티어링 휠의 조향 조작이 없을 때, 특정 토출량이 특정 최대 설정점을 하회하는 방식으로 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때, 상기 제어 설정점이 기초 설정점의 목표치를 초과하는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때, 상기 제어 설정점이 기초 설정점의 목표치로 제한되는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 차속이 증가할수록 설정점 보정이 감소하는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성되며, 상기 설정점 보정은 제어 설정점과 기초 설정점 사이의 차이인, 가변 용량형 펌프.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 차속이 제1 미리 결정된 값을 상회할 때, 설정점 보정이 차속에 대해 일정한 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 차속이 제1 미리 결정된 값보다 작은 제2 미리 결정된 값을 하회할 때, 상기 설정점 보정이 차속에 대해 일정한 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된 가변 용량형 펌프.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는,
    상기 조향 각가속도가 비정상인지를 판정하고,
    상기 조향 각가속도가 비정상이라는 판정에 반응하여 상기 제어 설정점을 기초 설정점과 동일하게 설정하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  10. 제1항에 있어서, 상기 펌프 하우징에 형성되고, 상기 펌핑부에 의해 토출된 작동 유체가 이를 통해서 유동하는 토출 통로와,
    상기 캠 링의 반경방향 외측에서 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 형성되고, 상기 캠 링이 특정 토출량을 증가시키는 방향으로 이동함에 따라 수축되는 제1 유체 압력 챔버와,
    상기 캠 링의 반경방향 외측에서 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 형성되고, 상기 캠 링이 특정 토출량을 증가시키는 방향으로 이동함에 따라 팽창되는 제2 유체 압력 챔버와,
    상기 토출 통로에 구비되고, 상기 솔레노이드의 조작에 의해 토출 통로의 유동 단면적을 변경하도록 구성된 가변 계량 오리피스와,
    상기 펌프 하우징에 수용되고, 상기 토출 통로 내의 가변 계량 오리피스의 상류측과 하류측 사이에서의 작동 유체의 압력 차이에 의해 구동되도록 구성된 제어 밸브를 더 포함하는, 가변 용량형 펌프.
  11. 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 보조 조향력을 유압식으로 발생시키도록 구성된 차량 조향 장치에 작동 유체를 공급하기 위한 가변 용량형 펌프이며,
    펌핑부 수용 섹션을 내부에 구비한 펌프 하우징과,
    상기 펌프 하우징에 의해 회전가능하게 지지되는 구동 샤프트와,
    상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고, 상기 구동 샤프트에 의해 회전됨으로써 작동 유체를 흡인 및 토출하도록 구성되는 펌핑부와,
    상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고 상기 펌핑부의 반경방향 외측에 배치되며 상기 구동 샤프트의 회전축에 대한 캠 링의 편심도의 변화에 따라 이동하도록 구성되고, 상기 편심도의 변화는 특정 토출량의 변화를 초래하고 상기 특정 토출량은 펌핑부의 일 회전당 작동 유체의 토출량인, 캠 링과,
    제어 설정점에 합치되는 구동 전류에 의해 구동됨으로써 상기 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성된 솔레노이드를 포함하며,
    조향 각속도 및 차속에 기초하여 기초 설정점이 산출되고, 상기 조향 각속도는 스티어링 휠의 회전의 각속도이며,
    상기 제어 설정점은 기초 설정점이 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 증가할 때 제어 설정점이 기초 설정점보다 신속하게 증가하는 방식으로 기초 설정점 및 조향 각가속도에 기초하여 산출되고, 상기 조향 각가속도는 스티어링 휠의 회전의 각가속도인, 가변 용량형 펌프.
  12. 제11항에 있어서, 제어 설정점 산출 회로를 더 포함하며,
    상기 제어 설정점 산출 회로는,
    상기 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는지 하회하는지를 판정하고,
    상기 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 하회하는 것으로 판정될 때보다 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때, 상기 제어 설정점이 더 신속하게 증가하는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  13. 제12항에 있어서, 상기 구동 샤프트는 차량의 엔진에 의해 구동되도록 구성되며,
    상기 솔레노이드는 엔진이 아이들 상태에 있고 스티어링 휠의 조향 조작이 없을 때, 특정 토출량이 특정 최대 설정점을 하회하는 방식으로 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 상기 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때, 제어 설정점이 기초 설정점의 목표치를 초과하는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때, 상기 제어 설정점이 기초 설정점의 목표치로 제한되는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  16. 스티어링 휠의 조향 조작에 따라 보조 조향력을 유압식으로 발생시키도록 구성된 차량 조향 장치에 작동 유체를 공급하기 위한 가변 용량형 펌프이며,
    펌핑부 수용 섹션을 내부에 구비하는 펌프 하우징과,
    상기 펌프 하우징에 의해 회전가능하게 지지된 구동 샤프트와,
    상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고, 상기 구동 샤프트에 의해 회전됨으로써 작동 유체를 흡인 및 토출하도록 구성되는 펌핑부와,
    상기 펌프 하우징의 펌핑부 수용 섹션에 수용되고 상기 펌핑부의 반경방향 외측에 배치되며 상기 구동 샤프트의 회전축에 대한 캠 링의 편심도의 변화에 따라 이동하도록 구성되고, 상기 편심도의 변화는 특정 토출량의 변화를 초래하고 상기 특정 토출량은 펌핑부의 일 회전당 작동 유체의 토출량인, 캠 링과,
    제어 설정점에 합치되는 구동 전류에 의해 구동됨으로써 상기 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성되는 솔레노이드와,
    조향 각속도 및 차속에 기초하여 기초 설정점을 산출하도록 구성되고, 상기 조향 각속도는 스티어링 휠의 회전의 각속도인, 기초 설정점 산출 회로와,
    제어 설정점 산출 회로를 포함하고,
    상기 제어 설정점 산출 회로는,
    상기 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는지 하회하는지를 판정하고,
    상기 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 하회하는 것으로 판정될 때보다 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때, 상기 제어 설정점이 더 신속하게 증가하는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  17. 제16항에 있어서, 상기 구동 샤프트는 차량의 엔진에 의해 구동되도록 구성되며,
    상기 솔레노이드는 엔진이 아이들 상태에 있고 스티어링 휠의 조향 조작이 없을 때, 특정 토출량이 특정 최대 설정점을 하회하는 방식으로 캠 링의 편심도를 제어하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때 제어 설정점이 기초 설정점의 목표치를 초과하는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 조향 각가속도가 미리 결정된 임계치를 상회하는 것으로 판정될 때 제어 설정점이 기초 설정점의 목표치로 제한되는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성된, 가변 용량형 펌프.
  20. 제16항에 있어서, 상기 제어 설정점 산출 회로는 차속이 증가할수록 설정점 보정이 감소하는 방식으로 제어 설정점을 산출하도록 구성되며, 상기 설정점 보정은 제어 설정점과 기초 설정점 사이의 차이인, 가변 용량형 펌프.
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