KR930000648B1 - 모터 구동식 전 후륜 조향장치 - Google Patents

모터 구동식 전 후륜 조향장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

모터 구동식 전 후륜 조향장치
제1도는 본 발명의 한 실시예에 의한 모터구동식전후륜조향장치의 구성도.
제2도는 모터구동식동력조향제어기능의 조향토크 대 모터전류 특성도.
제3도는 모터구동식동력조향제어기능과 모터구동식후륜조향제어기능의 차속특성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
7 : 모터 8 : 전자클러치
9 : 컨트롤유닛 11 : 모터
12 : 모터회전각속도센서 13 : 전자클러치
14 : 모터감속기 15 : 후륜조향각도센서
21 : 조향센서 22 : 모터감속기
본 발명은 자동차의 조향장치를 모터의 회전력으로 보조하는 모터구동식동력조향장치와 모터구동식후륜조향장치를 갖춘 모터구동식전후륜조향장치에 관한 것이다.
종래, 자동차는 저속시 고속시에 관계없이 후륜조향하는 것이 있었다.
이 후륜조향의 자동차에 모터구동식 동력조향장치가 장착되어 있는 경우, 모터구동식 동력조향장치의 조향부하는 차량이 정지한 상태에서 핸들을 돌렸을때 타이어와 노면의 마찰저항이 크기때문에 조향축에 가해지는 토크가 가장크며 차속이 증가함에 따라 마찰저항이 감소되어, 조향부하는 감소하게되며, 어느 차속부터는 차륜축의 얼라인먼트에 의해 조향반력(反力)이 생겨, 조향부하는 반대로 조금씩 증대하는 것이 일반적이다.
따라서, 상기 조향토크에 따라서 보노토크도 필요하게 되고, 보조토크와 모터의 구동전류는, 거의 비례관계에 있으므로, 모터의 입력전류, 즉 차량의 배터리에 대한 전기부하가 증대하게 된다.
한편, 모터구동식후륜조향장치도 저속해서 역위상(逆位相)제어를 행하려고 하면 상술한 바와 같이 모터전류는 큰 것으로 된다.
이상과 같이, 모터구동식동력조향장치와 모터구동식후륜조향장치의 두가지를 갖춘 차량에 있어서는, 정차시나 저속주행시에는 모두 대전류를 필요로 하기 때문에, 배터리와 충전발전기의 용량이 작은 소형차에 있어서는 배터리의 충전부족이 발생하기 쉽다.
또, 소형차에 있어서, 배터리와 충전발전기의 용량을 크게 하더라도, 엔진의 아이들링토크가 작기 때문에, 핸들의 급속한 조향작동등에 의한 급격한 전기부하의 증가에 의해 엔진실속이나 아이들링회전수불안정을 일으킬 염려가 크다.
또, 상기 엔진실속이나 아이들링불안정이 생기지 않도록 엔젠으로써 대책을 세우려고하면, 연비와 추종성이 나쁜 엔진이 될수 밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해소시키기 위해 이루어진 것으로, 소형차량에 있어서 신뢰성을 향상시킬 수 있는 모터구동식전후륜조향장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 모터구동식후륜조향장치는, 조향토크와 조향각증에서 적어도 한가지를 검출하는 조향센서와, 이 조향센서의 토크신호에 따라 전륜을 조향보조구동시키는 모터구동식동력조향장치와, 상기 조향신호의 조향토크 또는 조향각증에서 적어도 한 가지의 신호에 따라 후륜을 조향구동시키는 모터구동식후륜조향장치를 갖춘것이다.
본 발명에 있어서는, 차량이 장차시 또는 저속주행시는 상기 모터구동식 동력조향장치만 작동하고, 중ㆍ고속주행시는 상기 모터구동식동력조향장치와 모터구동식후륜조향장치를 공히 작동하도록 작용한다.
이하, 본 발명의 한 실시예를 도면과 같이 설명한다.
제1도는 본 발명에 의한 모터구동식전후륜조향장치의 구성도이다.
도면에 있어서, 1은 운전자의 조향회전력을 받는 핸들, 21은 상기 핸들(1)에 가해진 회전력에 따라 전기신호를 출력하는 토크센서와 핸들각도신호를 출력하는 핸들각도센서를 내장하는 조향센서, 2a는 상기 핸들(1)과 조향센서(21) 사이를 연결하는 제1의 조향샤프트, 2b는 조향센서(21)과 모터감속기(22) 사이를 연결하는 제2조향샤프트, 2c는 상기 제1의 모터감속기(22)와 랙과 피니언등의 운전방향변환기구를 내장한 전륜조향용기어복스(3)과의 사이를 연결시키는 제3의 조향샤프트, 4는 전륜조향구동용타이로드, 5a는 우전륜, 5b는 좌전륜, 6a는, 상기 타이로드(4)와 연결되고 상기 우전륜(5a)을 조향하는 제1의 우측너클암, 6b는 상기 타이로드(4)와 연결되고 상기 좌전륜 (5b)을 조향하는 제1의 좌측 너클암, 7은 전륜조향을 보조구동하는 제1의 모터, 8은 이 모터(7)의 출력을 기계적으로 연결, 차단하는 제1의 전자클러치, 11은 후륜을 조향하기 위한 제2의 모터, 12는 이 모터(11)의 회전각속도센서, 13은 상기 모터(11)의 출력을 연결, 차단하는 제2의 전자클러치, 14는 이 클러치(13)이 차단시에도 후륜(19a), (19b)로부터의 반력에 의해서는 자전(自轉)하지 않는 구조의 제2의 모터감속기, 15는 후륜조향각도센서, 16은 상기 모터감속기(14)의 출력에 의해 구동되고, 내부에 랙과 피니언등으로 된 운동방향변환기구를 내장한 후륜조향용기어복스, 17은 후륜조향구동용타이로드, 19a는 우후륜, 19b는 좌후륜, 18a는 상기 타이로드(17)과 연결되고, 상기 우후륜(19a)을 조향하는 제2의 우측너클암, 18b는 상기 타이로드(17)과 연결되고 상기 좌후륜(19b)을 조향하는 제2의 좌측너클암, 9는 차속센서(10)이 출력하는 차속신호와, 상기 조향센서(21)이 출력하는 토크신호에 따라 상기 제1의 모터(7)과 제1의 클러치(8)을 제어함으로써 전류의 조향보조구동을 제어하는 모터구동식 동력조향제어기능과, 상기 차속센서(10)이 출력하는 차속신호와 상기 조향센서(21)이 출력하는 토크신호, 모터의 회전각속도센서(12)가 출력하는 모터회전각속도신호, 후륜조향각도센서 (15)가 출력하는 후륜조향각도신호의 입력에 따라 상기 모터(11)과 클러치(13)을 제어함으로써 후륜의 조향을 제어하는 모터구동식후륜조향제어기능의 2종류의 기능을 합해 구비하는 컨트롤유닛이다.
제2도는 제1도에 표시된 컨트롤유닛(9)의 모터구동식동력조향제어기능을 나타내는 조향토크 대 모터전류특성도, 제3도는 제1도에 표시된 컨트롤유닛(9)의 모터구동식동력조향제어기능과 모터구동식후륜조향제어기능의 양쪽을 나타내는 차속 특성도이다.
다음에는, 이상과 같이 구성된 본 발명장치의 동작을 제1도∼제3도를 참조하면서 설명한다.
먼저, 엔진이 작동되면, 베터리(도시생략)로부터 12V전원이 공급되고 컨트롤유닛(9)는 작동한다. 이때, 차량은 정차상태이므로 상기 차속센서는 OKm/h상당의 신호를 출력하게 된다. 이때 핸들(1)을 조작하면, 핸들에 가해진 조향토크와 핸들회전각도 조향센서(21)로부터 출력되게 된다.
따라서, 컨트롤유닛(9)는, 상기 조향센서(21)의 출력에 따른 제어신호를 모터 (7)과 클러치(8)로 출력하고, 제2도에 나타낸 바와같은 제어를 한다.
즉 이 운전시동시 및 저속시는 조향센서(21)가 출력하는 토크신호에 따라서, 제1모터(7)와, 제1클러치(8)를 제어함으로써 전류의 조향보조구동을 제어하는 모터구동식동력조향제어 기능만이 작동한다. 이 모터구동식동력조향제어기능에 의하면 제2도와 같이 조향축(2a) (2b) (2c)에 약 0.6kgf.m의 토크가 가해지기까지는 제1모터(7)에 흐르는 전류가 증가하고 그 이상의 토크가 가해진 경우에는 전류증가는 없다. 여기서 0.6kgf.m의 토크가 가해지기 까지는 차속이 10Km/hr미만의 경우 약 30A의 전류가 흐르고 10∼30Km/hr의 경우는 15A가, 또 30Km/hr이상에서는 약 7A흐른다는 식으로 모터전류특성을 변동시킨다. 이것을 제3도에 의하여 차속과 모터 최대제한전류에 대한 모터전류의 비율의 관계로 표시하면 차속이 60Km/hr의 C점까지는 상술한 전륜용모터 구동식동력조향장치만이 작동하고 그 모터(7)에 차속이 10Km/hr미만의 a점까지는 모터전류가 100%(약 30A)흐르며, 10∼30Km/hr의 b점까지는 약 50%(약 15A), 30Km.hr이상에서는 약 20여%(약 7A)흐른다.
이와같이 a점, b점에 있어서, 모터전류를 급감시키고 있는 것은 차속이 상승하면 조향토크가 저하하기 때문에 모터구동식동력조향제어기능을 보조하는 힘이 약해도 되므로 이 a점, b점에서 모터전류를 급감시키고 있다.
즉 차속센서(10)가 C점의 차속을 검지하기 까지는 컨트롤유닛(9)은 조향센서 (21)로 부터만의 신호를 수신하고 이에따라 전륜용모터구동식 동력조향제어기능만을 작동시키는 것이다.
그리고 상기와 같이 C점의 차속에 도달하면 차속센서(10)가 이를 검지하고 이때부터 회전각도속도센서(12) 및 후륜조향각도센서(15)로부터의 신호도 컨트롤유닛 (9)에서 수신하고 이들과 상기 조향센서(21)로부터의 신호에 기준하여 제2모터(11)가 구동되어서 후륜의 조향도 수행하게 된다.
제3도의 특성도에 의하여 설명하면 차속이 100Km/hr 부근까지는 제2모터 (11)에 흐르는 전류가 증가하고, 그 차속을 초과하게 되면 제2모터에는 최대전류가 계속 흐르게 된다.
C점이상의 차속이 되면 조향에 소요되는 배터리전류량은 전륜의 동력조향장치가 소비하는 전류량에 후륜용의 조향장치가 소비하는 전류량을 가산한 량이 된다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 소정차속이하에서는 모터구동식동력 조향제어기능만을 작동시킴으로써 이것이 소형차량에 장치된 경우, 정차중에 핸들을 조작하거나 저차속에서 조향작동시킬때 종래의 모터구동식동력조향장치 이상의 대전류를 흐르게하는 일은 없게된다.
따라서 배터리와 충전발전기의 용량을 증가시킬필요가 없으며, 엔진실속이나 아이들링회전수의 불안정도 없으며, 모터구동식동력조향기능과 모터구동식후륜조향기능을 양립시킬 수 있고, 이 결과 소형차량에 있어서도 고속주행중의 신뢰성을 향상시키고, 그 위에 저렴한 가격의 모터구동식전후륜조향장치를 제공할 수 있다.

Claims (1)

  1. 조향토크와 조향각중에서 적어도 한 가지를 검출하는 조향센서(21)와, 이 조향센서(21)에서 발생된 조향토크신호와 조향각신호 중 적어도 하나에 응답하여 후륜 (19a) (19b)을 조향하는 모터구동식 후륜조향장치(11)∼(15)와 상기 조향센서 (21) , 차속센서(10), 모터회전각속도센서(12), 후륜조향각도센서(15)로부터 신호를 수신하여 모터구동식 동력조향장치와 모터구동식후륜조향장치를 제어하는 컨트롤유닛 (9)으로 구성되고, 상기 모터구동식동력조향장치(7)(8)(22)는 조향센서(21)로부터의 토크신호에 응답하여 전륜(5a)(5b)조향을 보조하며 상기 컨트롤유닛(9)은 차량의 정지시 저속주행시에는 상기 모터구동식동력조향장치(7)(8)(99)만을 작동시키고, 차량의 중ㆍ고속주행시는 상기 모터구동식동력조향장치(7)(8)(22)와 모터구동식후륜장치 (11)∼(15)를 공히 작동시키는 것을 특징으로하는 모터구동식 전후륜조향장치.
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