KR920002734B1 - 동력 조향장치에 사용되는 조향 중심 자동 세팅장치 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
[발명의 명칭]
동력 조향장치에 사용되는 조향 중심 자동 세팅장치
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 조향중심 자동 세팅장치가 조립되게 되는 자동차에 사용되는 일반적인 동력 조향장치의 개략도.
제2도는 본 발명의 조향 중심 자동 세팅장치의 예시적인 구성을 나타내는 블록 다이어그램.
제3도는 제2도의 장치의 전체적인 작동을 설명하는 순서도.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
1 : 차속 센터 2 : 조향각 센서
10 :동력 조향장치 11 : 자동차 핸들
12 : 전자 제어기 13 : 유압장치
14 : 조향기구 15 : 유압 제어 밸브
20 : 조향 중심 자동 세팅장치 21 : 차속 감응성분 연산회로
22 : 조향각 검출회로 23: 정적 조향 동작 검출회로
24 : 동적 조향 동작 검출회로 25 : 조향 중심 세팅회로
26 : 조향각 감응성분 연산회로 27 : 출력회로
[발병의 상세한 설명]
본 발명은 차속(vehicle velocity) 감응특성 및 조향각(steering angle) 감응특성을 갖는 차량에 사용되는 동력 조향장치에 사용되는 조향 중심 자동 세팅 장치에 관한 것이다.
제1도에는 본 발명의 조향 중심 세팅창치가 적용될 수 있는 자동차에 사용되는 전형적인 종력 조향장치(10)을 도시한다.
도시한, 바와 같이. 차속 센서(1)(vehicle velocity senor )로 부터의 차속 신호 및 조향핸들(11)의 회전편차(deviation)를 검출하기 위해 사용되는 조향센서(2) (steering angle senor)로 부터의 조향각 신호는 마이크로 컴퓨터 등과 같은 전자 제어기(12)에 송달된다. 전자 제어기(12)는 미리 세팅된 프로그램에 의해 차속신호가 지시하는 차속 및 조향각신호가 지시하는 조향 방향 및 조각에 응답하여 조향 보조신호를 출력한다. 유압장치(13)은 상기 조향 보조신호에 의해 작동되어 랙-피니언 장치와 같은 조향기구(14)와 연동하는 유압 제어밸브(15)에 유압을 공급한다. 그러므로 자동차의 주행상태 및 조향 핸들(11)의 조향각에 적당한 조향보조력이 얻어진다. 다시말하면, 도면에 도시한 바와 같은 동력 조향장치는 차속 감응특성 및 조향각 감응특성을 갖는다.
조향 보조신호는 유압장치(13)을 작동시키기 위해 사용되지 않을 수 있고, 대신에 조향기구를 작동시키기 위해 전기모터에 직접적으로 송달될 수 있다.
상기와 같은 동력 조향장치 , 특히 조향각 감응특성을 갖는 동력 조향장치에 있어서는 좌향 및 우향의 조향각에 따라 조향력을 조절하기 위해, 조향중심이 조향각 센서에 의해 검출 또는 결정되어져야 한다.
조향각 감응특성을 갖는 선행 동력 조향장치에 있어서, 조향각 감응특성의 기능 (function)은 조향 작동의 시작과 동시에 개시된다.
그러므로, 각 센서(angle senor)에 의해 검출되면서 조향각에 응답하는 조향 보조력의 기준(reference)으로서의 역할을 하는 조향중심의 위치가 진정한 조향중심 위치로부터 편차될 경우, 조향각 감응특성은 급작스럽게 기능을 시작하며 조향 보조력을 급격히 변화된다. 그러므로, 조향안정성에 악영향을 미치고 사고를 유발할 수도 있게된다.
한편, 전위차계(potentiometer)가 조향 작동에 따른 전기 저항값의 특정 변화를 검출하기 위하여 조향중심위치를 검출하기 위해 사용되는 통상적인 각 센서로서 사용되거나, 또는 선택적으로 랙-피니언 구조를 갖는 조향 기구내의 랙 바아(rack bar)의 이동편차를 검출하기 위한 기계식 센서가 사용된다. 그러나, 센서들은 수명이 짧게되고 고가로 된다. 특히, 기계식 센서는 조향 기구에 부착되기 때문에 구조물이 복잡하게 된다는 결점을 갖는다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것이며, 본 발명의 목적은 주행 개시후에 적당한 조향중심이 결정되고 조향중 조향 핸들이 중심위치에 도달했을 때 조향 보조력에의 조향각 감응특성의 기능이 개시 되게 되는, 동력 조향 장치용의 조향 중심 자동 세팅장치를 제공함에 있다.
또한, 본 랄명은 펄스의 양에 의해 조향각을 측정할 수 있는 증분형 회전 부호기 (incremental type rotary encoder)가 조향 중심을 검출하는 각 센서로서 사용되게 되는 간단한 구조 및 더욱높은 신뢰성을 갖는, 다지탈형 조향 중심 세팅장치를 제공함에 있다.
본 발명에 따라 조향 중심 자동 세팅장치가 제공되는데 이 장치는, 조향각 센서 및 그리고나서 조향각 검출회로를 통하여 얻어지는 조향각 위치 신호에 응답하여 정적 조향 동작상태를 검출하기 위한 그리고 정적 조향 중심 지시신호를 출력시키기 위한 정적 조향 동작 검출회로 : 동적 조향 동작 상태를 위한 그리고 동적 조향 중심 지시신호를 출력시키기 위한 동적 조향 동작 검출 회로; 및 현재의 조향각 위치신호가 정적 또는 동적 조향 중심 지지신호와 일치할 때 조향중심을 세팅하고 조향각 감응특성의 작용을 개시하기 위한 조향중심 세팅회로로 구성된다.
본 발명에 따라, 차량의 주향이 개시된 후에 동적 조향 동작 상태에서 계산된 조향 중심이 조향 핸들의 현재위치와 일치하면 조향 중심이 새로이 세팅되거나 갱신되고(updated), 이와 동시에 조향각 감응특성 기능이 개시된다. 한편, 정적 조향동작 상태에서 계산된 조향 중심이 조향 핸들의 현재위치와 일치하면 조향 중심이 세팅되며, 이와 동시에, 조향각 감응 특성 기능이 상기 경우와 유사한 방식으로 개시된다 : 그러나 동적 조향 동작을 검출하는 기능은 후에 정지된다. 정적 조향 동작 상태에서 조향중심의 세팅이 몇번동안 반복된 후에 진정한 조향 중심이 결정된 것으로 가정되고 이러한 세팅상태는 고정된다. 이러한 방식으로. 조향 중심의 세팅작동 완료된다.
본 발명에 따라, 조향각 센서로서 펄스들을 계산함에 의해 조향각을 측정할 수 있는 증분현 회전 부호기를 사용함에 의해 조향중심은 결정된다. 그러므로, 예컨데 통상적인 전위차계(potenyiometer) 또는 기계적인 센서가 사용되는 경우에 비교하여 전체 장치가 간단한 구성 및 합리적인 비용으로 실현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 , 특히 동적 조향동작을 검출하는 경우에 있어서, 계산에 의해 유도되는 조향중심이 현재의 조향위치와 일치할 때만 조향각 감응특성이 조향력 보조신호에 부여되어 조향각 감응 특성의 기능이 항상 조향 중심위치로부터 개시되도록 한다. 따라서 조향력을 급격히 변화시키지 않고 매끄러운 보조 조향력 제어가 수행될 수 있다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.
제2도에는 본 발명에 따른 조향중심 자동 세팅장치(20)의 예시적인 구성을 나타내는 볼록 다이어그램을 도시하며, 상기 장치(20)의 기능은 마이크로 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다. 또한, 상기 장치에는 제1도의 동력 조향장치에 사용되는 전자제어기(12)의 기능이 포함된다
제3도에는 제2도의 세팅장치(20)의 작동을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
제2도에서, 차속 감응성분을 산술적으로 연산하기 위한 회로(21)은 차속센서(1)로 부터의 차속신호에 응답하여, 주향상태에 적당한 차속 감응특성이 부여되게 되는 조향력 보조신호를 출력한다.
조향각 센서(2)는 예컨데 펄스량을 계산함에 의해 조향각을 측정할 수 있는 증분형의 광학식 회전 부호기를 구성된다. 구체적으로는, 원주방향에 다수의 슬릿(slit)을 갖는 회전판이 조향핸들의 컬럼 샤프트(column shaft)에 부착된다. 또한, 다른 피치(pitch)들을 갖는 두 종류의 슬릿들을 갖는 고정판이 회전판과 접하도록 제공된다. 회전판의 슬릿들 및 고정판의 슬릿들을 통과하여 얻어지는 투과광들은 두개의 감광장치들에 의해 검출되며 그에 의해 회전각이 측정된다. 동시에 회전방향은 감광 장치들의 검출신호들 사이의 위상차(phase difference)에 의해 결정된다. 본 발명은 광학형에만 한정되는 것은 아니며 Hall IC 및 자석으로 구성되는 회전 부호기도 사용될 수 있다.
조향각 검출회로(22)의 작동은 예컨대 엔진이 작동 개시되거나 또는 조향 중심 자동 세팅 장치(20)의 전원(도시 않됨)이 ON 될 때에 개시된다. 조향각 센서(2)로부터 출력되는 조향각 부호와 신호에 응답하여, 조향각 검출회로(22)는 의사 조향 중심으로서 초기상태의 조향핸들의 위치에 관련하여 변화되는 조향각 위치신호를 출력한다. 조향각 검출회로(22)에 의해 상기 방식으로 첫 번째로 세팅되는 조향중심은 그 후 이하에 설명되는 바와 같이 조향 중심 세팅 신호에 응답하여 새로이 세팅되거나 또는 갱신된다.
정적 조향동작 검출회로(23)은 직진 주행중에 조향각 센서(2)에 의해 검출되지 않는 미소한 조향각 상태 즉. 조향핸들이 거의 회전되지 않는 상태를 검출한다. 검출회로(23)는 차속 센서(1)로 부터의 차속신호와 조향각 검출회로(22)로 부터의 조향각 위치 신호를 수신하고, 조향핸들이 거의 작동되지 않는 상태, 즉, 예정된 시간(예컨데20초)동안 예정된 차속(예컨데 15km/h)이상에서 미소한 조향각 범위내에 유지되는 상태를 검출하며, 정적조향중심 지시신호를 출력한다.
동적 조향동작 검출회로(24)는 주행중에 조향각 센서(2)가 작동하는 조향상태를 검출한다. 검출회로(24)는 차속센서(1)로 부터의 차속신호와 조향각 검출회로(22)로 부터의 조향각 위치 신호를 수신하고, 상기 예정차속 이상에서 조향 핸들의 좌우회전에 상응하는 그리고 조향각 검출회로(22)에 의해 이미 세팅된 조향중심에 상응하는 조향각 위치신호에 관하여 증감하는 조향각 위치신호의 가감산을 실행한다. 그리고 나서 동적 조향동작 검출회로(24)는 매 일정한 샘플링 시간(sampling time) 마다의 평균값을 동적 조향중심 지시 신호로서 출력한다.
조향중심 세팅회로(25)는 정적 또는 동적 조향중심 지시신호를 조행각 검출회로(22)로 부터의 현재의 조향각 위치신호와 비교한다. 그 결과 양자가 일치했을 때 조향중심 세팅회로(25)는 조향각 감응 ON 신호를 출력하고 조향각 검출회로에 조향각 세팅신호를 송달한다
정적 조향중심 지시신호가 현재의 조향각 위치신호와 일치되면 상기한 바와 같이 조향각 감응 ON신호가 출력된다. 동시에 , 이하에 후술하는 제3도의 순서도에서 이해될 바와 같이 동적 조향 동작 검출 OFF 신호가 출력된다. 이 OFF 신호는 동적 조향검출회로(24)의 후속 작동을 정지시킨다.
조향각 감응성분을 산술적으로 연산하기 위한 회로(26)은 그 입력측에서 조향각 검출회로(22)의 출력측과 조향중심 세팅회로(25)의 출력측에 접속된다. 연산회로(26)이 조향각 감응 ON 신호를 수신하면, 동 연산회로(26)은 조향각 검출회로(22)로 부터의 조향각 위치신호에 응답해서 조향각에 적당한 감응특성이 부여되게 되는 조향력 보조신호를 출력한다.
차속 감응성분 연산회로(21)에 의해 창출되는 조향력 보조신호는 합성된다. 그 후, 합성된 신호는 예컨데 출력회로(27)을 통하여 유압장치(13).(제 1도 참조)의 전력계통(ELEVTRIC POWER SYSTEM)에 조향력 보조구동신호로서 송달된다.
이하, 본 발명의 조향중심 자동 세팅장치의 전체적인 작동을 제3도의 순서도와 관련하여 설명한다.
우선, 엔진의 작동 개시 (단계 301)에 의해, 전자제어기(12)가 작동 상태가 되고, 동시에 차속 감응성분 연산회로(21)이 작동을 개시한다.(단계 302)
조향각 센서(2)가 조향핸들(11)의 회전을 감지하면, 조향각 검출회로(22)는 조향각 부호와 신호를 출력한다(단계 303)
동적 조향동작 검출회로(24)는 조향각 위치신호를 수신하고, 조향핸들의 좌우회전에 상응하는 그리고 상기한 바와 같이 조향중심의 조향각 위치신호에 관하여 증가 또는 감소되는 조향각 위치신호의 가산 또는 감산을 실시하여 조향중심을 계산한다(단계 304)
조향중심 세팅회로(25)는 동적 조향동작 검출회로(24)로 부터의 동적 조향중심 지시신호와 조향각 검출회로(22)로 부터의 조향각 부호와 신호를 연속적으로 비교하고, 즉, 산술연산에 의해 얻어지는 조향중심과 조향핸들의 현재위치를 비교한다.(단계 305) 양자가 일치했을 때, 조향중심 세팅신호는 출력되며, 조향각 검출회로(22)로 부터의 조향중심의 조향각 위치신호는 갱신된다(단계 306). 동시에, 조향각 감응 O/N 신호가 출력된다(단계 307) 그러므로, 조향각 감응성분 연산회로(26)은 작동을 개시하고 조향각 감응 특성을 조향 력 보조신호를 출력한다.
전술한 단계303 내지 307은 정적 조향동작이 검출될 때까지 반복된다. 조향중심은 연속적으로 계산된다.
한편, 조향핸들이 전혀 회전되지 않거나 또는 조향이 미소한 조향각 범위내에서 행하여 졌을 경우, 이와 같은 상태는 조향각 센서(2)에 의해 감지되지 않으며 그러므로 조향각 검출회로(22)로 부터의 출력은 변화되지 않는다. 정적 조향동작 검출회로(23)은 이와 같은 유지상태를 검출한다(단계 308), 이러한 상태가 예정된 시간동안 계속되면, 이 시점에서의 조향핸들의 위치는 중심으로서 결정되고, 정적 조향중심 지시신호가 출력된다.
조향중심 세팅회로(25)는 정적 조향동작검출회로(23)으로 부터의 정적 조향중심 지시신호와 조향각 검출회로(22)로부터의 현재의 조향각 위치신호를 비교한다(단계 309). 양 신호가 일치할 때에 조향중심 세팅신호가 출력되며 조향각 검출회로(22)에 의해 이미 세팅된 조향중심의 조향각 위치신호는 갱신된다(단계 310). 동시에, 조향각 감응 ON 신호가 출력되어 조향각 감응성분 연산회로(26)의 작동이 개시된다(단계 311). 이때 조향중심 세팅회로(25)는 동적 조향동작 검출 OFF 신호를 출력하여 그에 의해 동적 조향동작 검출회로(24)의 기능을 정지시킨다.(단계 312) 이것에 의해, 엔진의 작동 개시후에 정적 조향동작 및 동적 조향동작의 검출기능이 동시에 가능하게 된다. 그러나 정적 조향동작 검출에 의해 조향중심이 일단 결정되면, 그 이후 동적 조향동작은 더 이상 검출되지 않는다.
정적 조향동작 검출에 의해 조향중심을 세팅하기 위한, 절차, 즉 단계 308 내지 단계 312의 절차가 N회(예컨데 5회) 반복된다(단계 313). 정적 조향동작의 검출에 의해 세팅되는 조향중심이 N회 연속 해서 동일위치를 나타내면, 즉 조향각 검출회로(22)에 동일한 조향중심 세팅신호가 N 번 주어지면 이 조향중심은 진정한 조향 중심으로서 결정된다.
이때 중심을 나타내는 조향각 위치신호는 고정되며 조항중심을 세팅하는 작동은 그러므로 완료된다(단계 314). 상기 고정된 조향중심은 엔진이 정지될 때까지 유지된다.
Claims (7)
- 차속 센서수단(1)로부터의 차속 신호 및 조향각 센서수단(2)로부터의 조향각 신호에 응답하여 차속감응특성 및 조향각 감응 특성이 부가되는 조향력 보조신호에 의해 조향 보조력을 제어하기 위해 사용되는 차량의 동력 조타 장치에 사용되면서, 조향 핸들에 대한 회전기준을 제공하여 차량의 주행중 조향각 감응 특성의 기능을 실행하는 조향 중심 자동세팅 장치(2)에 있어서, 상기 조향각 신호에 응답하여 상기 조향 핸들의 의사위치를 조향중심으로서 세팅하고 상기 조향중심을 중심으로 하여 변화되는 조향각 위치 신호를 출력하기 위한, 조향각 검출수단(22) ; 조향중 상기 조향각 위치 신호를 계산하고, 계산된 조향각 위치신호가 정적 조향 동작상태를 지시할 때 정적 조향 중심 지시 신호를 출력하기 위한, 정적 조항동작 검출수단(23) : 조향중 상기 조향각 위치신호를 계산하고, 계산된 조향각 위치신호가 동적 조향 동작 상태를 지시할 때 동적 조향중심 지시신호를 출력하기 위한, 동적 조향동작 검출수단(24) : 및 조항중의 현재의 조향각 위치신호가 정적조향 중심 지시신호 또는 동적 조향 중심지시신호의 어느 것과 일치할 때, 조향각 감응 ON 신호를 출력하여 상기 조향각 감응 특성의 기능을 개시하고 조향중심 세팅신호를 출력하여 상기 조향각 검출 수단에 의해 세팅된 상기 조향중심을 갱신하는 조향중심을 세팅수단(25)로, 구성되는 것을 특징으로 하는 조향중심 자동 세팅 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 조향각 센서 수단이. 펄스의 양에 의해 조향핸들의 조향각을 측정할 수 있는 증분형 회전 부호기로 구성되는 것을 특징으로 하는 조향 중심자동 세팅 장치
- 제2항 또는 제2항에 있어서, 상기 조향 핸들이 거의 작동되지 않을 때, 즉 상기 조향각 센서가 작동하지 않고 상기 조향각 위치신호가 예정기간동안 미소한 조향각 범위의 회전각을 갖는 조향상태를 지시할 때, 상기 정적 조향동작 검출수단이 상기 정적 조향중심 지시신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 조향중심세팅 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 동적 조향동작 검출수단이, 상기 조향중심으로서 세팅된 상기의사위치에 관하여 증가 또는 감소되는 상기 조향각 위치신호의 가산 또는 감산을 실행하고, 일정한 매 샘플링 시간마다의 평균값을 상기 동적 조향중심 지시신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 조향 중심 자동세팅 앙치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정적 조향동작 검출수단 및 상기 동적 조향동작 검출수단이. 상기 차속센서로부터의 차속 신호가 예정값을 초과했을 때 작동을 개시하는 것을 특징으로 하는 조향중심 자동세팅 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서 , 상시 조향중심 세팅수단이, 상기 정적 조향중심 지시신호가 현재의 조향각 위치신호와 일치할 때, 상기 동적 조향동작 검출수단의 작동을 정지시키기 위해 동적 조향동작 검출 OFF 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 조향중심 자동 세팅 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조향각 검출수단이 상기 조향중심 세팅 수단으로부터 예정회수의 조향중심 세팅신호를 연속적으로 수신할 때 갱신된 조향중심이 고정되고, 조향각 검출작동이 완료되게 되는 것을 특징으로하는 조향중심 자동 세팅 장치.
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