KR102126253B1 - Hydraulic Auxiliary Steering Control System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유압식 보조축 조향제어 시스템에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 차량의 일반적인 조향제어 시스템에서 사용되는 유압실린더를 양로드 실린더로 변경함으로써 전체적인 시스템이 간단해지며 신속, 정밀한 제어가가능한 유압식 보조축 조향제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic auxiliary shaft steering control system, and more specifically, by changing the hydraulic cylinder used in the vehicle's general steering control system to a double rod cylinder, the overall system is simplified and hydraulic assistance capable of quick and precise control It relates to an axis steering control system.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 센션에 포함되다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다. Unless otherwise indicated herein, the content described in this section is not prior art to the claims of this application and is not admitted to be prior art by inclusion in this section.
상용차란 다수의 인원 또는 화물을 수송하거나 특수목적의 작업을 수행하기 위해 제작된 차량일컬으며, 그 종류로는 중,대형 버스, 트럭, 덤프, 믹서, 소방차, 크레인 등 다양하게 있다. A commercial vehicle is a vehicle manufactured to transport a large number of people or cargo or to perform special-purpose work, and there are various types such as medium and large buses, trucks, dumps, mixers, fire trucks, and cranes.
중대형 상용차용 전자 유압식 보조축 조향 시스템은 중,대형 상용차의 후미에 장착되는 보조용 축으로 과적에 의한 축하중 초과 및 주행 중 발생 될 수 있는 Over-steering과 제동거리 증가를 방지하여 차량의 주행과 조향 안전성 제고, 조향기능 향상을 위한 시스템이다. The electro-hydraulic auxiliary shaft steering system for medium and large commercial vehicles is an auxiliary shaft mounted on the rear of medium and large commercial vehicles. It prevents over-steering and braking distances that may occur during overrun and over-steering due to overload, thereby driving and steering the vehicle. It is a system for improving safety and improving steering function.
조향 제어 시스템은 대형 트럭의 보조축에 조향 장치를 부착하여 전륜조향에 대응하여 능동적으로 후륜을 조향해주기 때문에 차량 전체의 조향성을 향상시키고, 회전반경을 줄여주는 등 차량의 운전 안전성을 향상시킨다. The steering control system attaches a steering device to the auxiliary shaft of a large truck and actively steers the rear wheel in response to the front wheel steering, thereby improving the overall steering performance of the vehicle and reducing the turning radius, thereby improving the driving safety of the vehicle.
트럭에 적용되는 보조축(가변축)은 크게 2가지로 분류할 수 있다. 하나는 Pusher Axle 방식과 다른 하나는 Tag Axle 방식이다. Pusher Axle 방식은 보조축(가변축)이 후륜 앞에 장착되고 여기에 사용하는 Beam은 Propeller Shaft와 간섭을 회피하는 형상을 가지게 된다. Tag Axle 방식은 보조축(가변축)이 후륜 뒤에 장착되고 Propeller Shaft가 없어 일자형 Beam을 사용하는 것이 일반적이다. Auxiliary axles (variable axles) applied to trucks can be broadly classified into two types. One is Pusher Axle method and the other is Tag Axle method. In the Pusher Axle method, the auxiliary shaft (variable shaft) is mounted in front of the rear wheel, and the beam used here has a shape that avoids interference with the Propeller Shaft. In the Tag Axle method, it is common to use a straight beam because the auxiliary shaft (variable shaft) is mounted behind the rear wheel and there is no propeller shaft.
대형 상용차인 화물차의 경우 허용축중을 초과했음에도 불구하고 유류비 등 차량운행비용을 절감하기 위해 가변축을 상승시킨 채로 과적을 위반하며 운행하고 있으며 과적으로 인하여 도로, 교량 파손이 심각하며, 중대형 화물차의 한 대는 승용차 39만대에 해당하는 도로파손을 유발하고 있어 이에 따른 고속도로 연간 손실비용이 324억원(2011년 기준)에 이르고 있으며, 상용차에서의 과적은 정상적인 차량 제어가 불가능 하도록 원인의 하나로 차량의 제동거리 증가 등의 다양한 형태의 제어 불능상태를 만들게 되어 이에 따른 추돌사고의 위험성을 증가 시킨다. In the case of a large commercial vehicle, a freight car that is operating in violation of the overload with the variable axle raised to reduce vehicle operating costs, such as fuel costs, despite exceeding the allowable axle, severe damage to roads and bridges due to overload, As it causes road damage equivalent to 390,000 passenger cars, the annual loss cost of the highway reaches 33.4 billion won (as of 2011), and the overload in commercial vehicles is an increase in the braking distance of vehicles as one of the causes to prevent normal vehicle control. It creates various types of out-of-control conditions, thereby increasing the risk of collision accidents.
특히, 과적 상태에서의 Over-Steering 및 슬립 등에 의해 주향 방향에서 차량이 벗어나 전복 등의 각종 사고를 발생시켜 대부분 대형사고로 이어져 일반차량사고 치사율의 3배에 이르는 치사율을 보이고 있으며, 화물차에 의한 교통사고 사망자수는 지속적으로 증가하고 있는 추세로서 일반차량의 교통사고 사망자수 감소추세와 상반된 경향을 보이고 있어 본 기술의 중요서은 날로 높아지고 있는 추세이다. Particularly, over-steering and slipping in the overload condition cause the vehicle to escape from the main direction and cause various accidents such as rollover, leading to large accidents, showing a fatality rate that is three times the fatality rate of general vehicle accidents, and transportation by freight cars. The number of fatalities in accidents is on the rise, and as the number of fatalities in traffic accidents in general vehicles is inclined to decrease, the importance of this technology is increasing day by day.
또한, 현재 국내에서 장착되어지고 있는 전자 조향 제어 시스템은 수입에 의존하기 때문에 가격이 비싸며, 추후 도로법 중량 기준이 변경 될 시 축중 분배에 유리한 Tag Axle의 적용이 필요하여 국산화 개발이 절실한 실정이다. In addition, the electronic steering control system that is currently installed in Korea is expensive because it depends on imports, and it is urgently needed to develop a localization because it is necessary to apply Tag Axle, which is advantageous for distribution during axle, when the road method weight standard is changed in the future.
대한민국 등록특허 제10-1794888호는 차량의 태그 차축 조향 시스템에 관한 것으로, 차량의 일반적인 주행 방향에서 차량의 전방 차축 이후에 후속하는 차량의 적어도 하나의 비 구동 휠 태그 차축 조향 시스템은, 시스템의 기능 불량이 발생할 때 차량의 속도가 임계 속도 미만이면, 시스템을 제1 고장-안전 상태로 전환시켜 태그 차축을 캐스터 조향시키고, 시스템의 기능 불량이 발생할 때 차량의 속도 임계 속도를 초과하면, 시스템의 제2 고장-안전 상태에서 차량의 종방향으로 정렬된 고정된 중립 위치로 태그 차축과 그 휠을 잠금으로 유지시키도록 구성되는 보조 유닛(29)를 포함한다.Republic of Korea Patent No. 10-1794888 relates to a tag axle steering system of a vehicle, wherein at least one non-driving wheel tag axle steering system of a vehicle subsequent to the front axle of the vehicle in the general driving direction of the vehicle is a function of the system If the vehicle's speed is below the critical speed when a failure occurs, the system is put into a first fail-safe state to steer the tag axle, and if the vehicle's speed exceeds the vehicle's speed critical speed when a malfunction occurs, the
또한, 대한민국 등록특허 제10-1421229호는 트럭의 보조축 조향 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 운전자가 원하는 방향으로 트럭을 조향하기 위한 핸들과; 상기 핸들과 결합되는 제1칼럼과; 상기 제1칼럼의 끝단에 설치되되 웜기어를 매개로 연결되어 상기 핸들의 조향 방향에 따라 좌우로 이동하면서 양단에 설치된 타이어를 조향하는 제1로드와; 상기 제1로드가 좌측 또는 우측으로 원활하게 이동할 수 있도록 상기 제1로드 내부에 유체를 공급하는 유압펌프와; 상기 트럭의 하중을 분산시키기 위해 트럭의 후방 일측에 결합되는 보조축과; 상기 보조축에 결합되는 보조 타이어와; 상기 보조 타이어의 조향이 이루어질 수 있도록 상기 보조축의 양단에 결합되는 너클과; 상기 보조축에 결합되는 제2칼럼과; 상기 제1칼럼에 결합되며, 상기 핸들의 조향값을 검출하는 조향값 검출부와; 상기 제2칼럼에 결합되며, 상기 조향값 검출부로부터 검출된 조향값을 전달받아 상기 보조축을 좌측 또는 우측으로 이동시켜 상기 보조 타이어의 조향이 이루어지도록 하는 조향값 수신부;를 포함하여 이루어지며, 상기 조향값 검출부로부터 검출된 핸들의 조향값을 상기 조향값 수신부로 전달하여 보조축의 조향이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 트럭의 보조축 조향 시스템에 관한 것이다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-1421229 relates to an auxiliary shaft steering system of a truck, and more specifically, a handle for steering a truck in a direction desired by a driver; A first column coupled with the handle; A first rod which is installed at the end of the first column and is connected via a worm gear to steer tires installed at both ends while moving from side to side according to the steering direction of the handle; A hydraulic pump that supplies fluid inside the first rod so that the first rod can move smoothly to the left or right; An auxiliary shaft coupled to one rear side of the truck to distribute the load of the truck; An auxiliary tire coupled to the auxiliary shaft; A knuckle coupled to both ends of the auxiliary shaft so that steering of the auxiliary tire can be achieved; A second column coupled to the auxiliary shaft; A steering value detection unit coupled to the first column and detecting a steering value of the handle; It is coupled to the second column, receives the steering value detected by the steering value detector and moves the auxiliary shaft to the left or right to steer the auxiliary tire to achieve steering. It relates to the steering system of the auxiliary shaft of the truck characterized in that the steering of the auxiliary shaft is made by transmitting the steering value of the handle detected from the value detector to the steering value receiving unit.
또한, 대한민국 등록실용신안 제20-0445202호는 후륜조향형 로우베드 트레일러에 관한 것으로, 그 목적은 타이어의 편마모현상이 거의 발생하지 않도록 하여 타이어 수명을 연장하고, 도로상에 축하중이 적게 작용하도록 하므로서, 도로의 파손을 방지하는 것이다. 이와 같은 목적으로 이루어진 본 고안은 후륜조향형 로우베드 트레일러에 관한 것으로, 상기 로우베드 트레일러의 구즈넥 프레임은 견인차의 회전에 따라 각도가 달라지는 커플러에 의해 평면상 일측 또는 타측으로 각도가 달라지는 조향유닛이 배치되며; 상기 조향유닛의 가변되는 각도에 따라 조향되도록 상기 메인프레임 하부 전방으로 부터 후방까지 등간격으로 다수 배치된 조향 액슬을 포함한다. 이에 따라, 타이어의 편마모현상이 거의 발생하지 않도록 하여 타이어 수명을 연장하고, 도로상에 축하중이 적게 작용하도록 하므로서, 도로의 파손을 방지한 이점이 있다.In addition, Republic of Korea Registered Utility Model No. 20-0445202 relates to a rear-wheel steerable low-bed trailer, the purpose of which is to minimize tire wear and tear, thereby extending tire life and reducing congratulation on the road. By doing so, it is to prevent damage to the road. The present invention made for this purpose relates to a rear-wheel-steering low-bed trailer, wherein the gooseneck frame of the low-bed trailer is arranged with a steering unit having a different angle on one side or the other side of the plane by a coupler whose angle changes according to the rotation of the tow truck. Will be; It includes a steering axle which is arranged at a regular interval from the front to the rear of the main frame so as to steer according to the variable angle of the steering unit. Accordingly, there is an advantage in that damage to the road is prevented by extending the life of the tire by preventing the occurrence of a single wear phenomenon of the tire, and having less axial load on the road.
허나, 도1과 도2에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 방식은 모두 편로드 실린더를 사용하여 제어하는 구조로 비례제어 방식을 사용하여 그 구조가 복잡한 단점이 있었다. However, as shown in FIGS. 1 and 2, all of the above methods have a disadvantage in that the structure is complicated by using a proportional control method as a structure controlled using a single rod cylinder.
또한, 조향값을 감시하는 센서가 외부에 노출되어 있는 각도센서를 사용함에 따라 비포장도로의 흙, 먼지나 도로의 이물질들에 의한 간섭으로 오작동이나 고장이 발생할 가능성이 높았다. In addition, as the sensor that monitors the steering value uses an angle sensor exposed to the outside, there is a high possibility of malfunction or failure due to interference by dirt, dust or dirt on the road.
또한, 주행중에 사고방지를 위하여, 가변축 조향장치의 센터링을 맞추기위하여 별도의 유압제어시스템이 필요로 하였다. In addition, in order to prevent accidents while driving, a separate hydraulic control system was required to align the centering of the variable shaft steering device.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 유압시스템을 이용하면서도 비례제어와 같은 복잡한 시스템의 적용없이도 모터의 회전방향의 변경만으로 피스톤의 양방향 위치이동을 동일하게 변경시킬 수 있는 유압식 보조축 조향제어 시스템을 제공한다. The present invention provides a hydraulic auxiliary shaft steering control system that can change the two-way position movement of the piston equally by only changing the rotation direction of the motor without using a complex system such as proportional control while using the hydraulic system to solve the above problems. to provide.
기존의 유압식 보조축 조향제어 시스템에 있어서 보조축의 움직임을 감지하는 센서를 외부에 노출되지 않는 구조를 채택함으로서 센서로서의 안정성과 정확도를 상승시키고 파손으로부터 보호할 수 있는 유압식 보조축 조향제어 시스템을 제공한다. In the existing hydraulic auxiliary shaft steering control system, by adopting a structure that does not expose the sensor to detect the movement of the auxiliary shaft, it provides a hydraulic auxiliary shaft steering control system that increases stability and accuracy as a sensor and protects it from damage. .
또한. 기존의 유압식 보조축 조향제어 시스템에서 유압을 사용하여 센터링하던 것을 센터링스프링을 이용하여 기계적으로 센터링을 유지함으로써 보다 간편하면서도 안정적으로 센터링을 유지할 수 있는 유압식 보조축 조향제어 시스템을 제공한다. Also. It provides a hydraulic auxiliary shaft steering control system that can maintain the centering more easily and stably by mechanically maintaining the centering of the existing hydraulic auxiliary shaft steering control system using a centering spring.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압식 보조축 조향제어 시스템은 전륜의 조향을 감지하는 센서;와 전륜의 조향에 따라 보조축의 조향값을 계산, 제어하는 ECU;와 유압실린더에 유압을 가하는 양방향 회전가능한 모터와 유압펌프; 및 보조축에 구동력을 제공하는 양로드실린더;를 포함하는 유압식 보조축 조향제어 시스템을 제공한다. Hydraulic auxiliary shaft steering control system according to the present invention for achieving the above object is a sensor for detecting the steering of the front wheel; and ECU for calculating and controlling the steering value of the auxiliary shaft according to the steering of the front wheel; and hydraulic pressure to the hydraulic cylinder Bi-directional rotatable motor and hydraulic pump; It provides a hydraulic auxiliary shaft steering control system including; and a positive load cylinder that provides a driving force to the auxiliary shaft.
여기서, 상기 양방향 회전가능한 모터는 AFPM(Axial Flux Permanent Magnet) 모터인 것을 특징으로 한다. Here, the bi-directional rotatable motor is characterized in that the AFPM (Axial Flux Permanent Magnet) motor.
여기서, 상기 양로드 실린더는 케이스 내부에 피스톤의 위치를 감지하기 위하여 2번로드의 위치를 인식하는 변위센서를 더 포함한다. Here, the double rod cylinder further includes a displacement sensor that recognizes the position of the second rod to detect the position of the piston inside the case.
또한, 상기 양로드 실린더는 직진 주행시 안전을 위하여 양로드 실린더의 센터링을 기계적으로 맞추어 주는 센터링스프링을 더 포함한다.In addition, the double rod cylinder further includes a centering spring that mechanically aligns the centering of the double rod cylinder for safety when driving straight.
유압식 보조축 조향제어 시스템은 피스톤 기준으로 한쪽에만 위치하는 편로드로 인한 유압실의 불균형을 해소하기 위하여 유량을 적절하게 조절하기 위한 비례제어 시스템을 추가로 필요로 하는 기존의 편로드실린더를 사용하는 경우와 대비하여, 유압실린더로 양로드실린더를 사용함으로써 모터의 회전방향만 조절하면 같은 회전수에 따른 동일한 유량으로도 양방향 제어가 가능하게 하여 현저하게 간단한 제어회로를 구축함으로써 제어 방식이 간단해 지고, 동작이 신속해지며, 투입자재비의 감소로 경제성이 상승하는 현저한 효과가 있다. The hydraulic auxiliary shaft steering control system uses an existing single rod cylinder that additionally requires a proportional control system to properly adjust the flow rate in order to solve the imbalance of the hydraulic chamber due to a single rod located on one side of the piston. In contrast to this case, by using a double rod cylinder as a hydraulic cylinder, if only the rotation direction of the motor is adjusted, two-way control is possible even at the same flow rate according to the same rotation speed, and the control method is simplified by constructing a remarkably simple control circuit. , The operation becomes faster, and there is a remarkable effect that the economic efficiency increases due to the reduction of the input material cost.
동시에 케이스 내부에 변위센서를 통하여 조향시스템을 제어함으로써, 기존의 외부에 노출되어 설치되었던 각도센서를 이용하는 경우보다 안정적이고 정확한 제어가 가능하게 되는 효과가 있다. At the same time, by controlling the steering system through a displacement sensor inside the case, there is an effect that more stable and accurate control is possible than when using an angle sensor that has been installed exposed to the outside.
또한, 유압식 보조축 조향제어 시스템의 센터링을 센터링스프링을 사용하여 제어함으로서 보다 기존의 복잡한 비례제어를 통한 유압시스템의 별도의 센터링을 위한 시스템을 통하여 제어하는 경우보다 안정적인 센터링이 가능하며, 외부의 충격에도 완충하여 센터링 가능한 효과를 추가적으로 가지고 있다. In addition, by controlling the centering of the hydraulic auxiliary shaft steering control system using a centering spring, more stable centering is possible when controlling through a system for separate centering of the hydraulic system through more complex proportional control. It also has the effect of buffering and centering.
도1은 기존의 편로드 실린더를 이용하는 경우의 보조축 조향시스템의 회로도
도2는 Tag Axle 타입의 보조축 조향제어 시스템
도3은 본 발명에 따른 유압식 보조축 조향제어 시스템의 보조축관련 확대도
도4는 본 발명에 따른 유압식 보조축 조향제어 시스템의 회로도
도5는 본 발명에 따른 유압식 보조축 조향제어 시스템의 양로드 유압실린더의 개략도
도6은 본 발명에 따른 유압식 보조축 조향제어 시스템의 센터링을 위한 양로드 유압실린더에 관한 도면1 is a circuit diagram of an auxiliary shaft steering system when using a conventional single rod cylinder.
2 is a Tag Axle type auxiliary shaft steering control system
Figure 3 is an enlarged view related to the auxiliary shaft of the hydraulic auxiliary shaft steering control system according to the present invention
4 is a circuit diagram of a hydraulic auxiliary shaft steering control system according to the present invention
Figure 5 is a schematic diagram of a two-load hydraulic cylinder of the hydraulic auxiliary shaft steering control system according to the present invention
Figure 6 is a diagram of a double rod hydraulic cylinder for the centering of the hydraulic auxiliary shaft steering control system according to the present invention
본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Prior to a detailed description of each constituent step of the present invention, terms or words used in the specification and claims should not be interpreted as being limited to a conventional or lexical meaning, and the inventor is the best way to explain his or her invention. Based on the principle that the concept of terms can be properly defined in order to be described as, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention. Therefore, the embodiments shown in the embodiments and the drawings shown in the specification are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and thus can replace them at the time of this application. It should be understood that there may be equivalents and variations.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When a certain part of the specification "includes" a certain component, it means that the component may be further included other than excluding other components, unless otherwise specified. In addition, terms such as "... unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software. .
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing denote the same members. In describing the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations are omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어서 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명을 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments with reference to the accompanying drawings, identical or corresponding components will be denoted by the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. .
도1은 기존의 편로드 실린더를 이용하는 경우의 보조축 조향시스템의 회로도이며, 도2는 Tag Axle 타입의 보조축 조향제어 시스템에 관한 도면이며, 도3은 본 발명에 따른 유압식 보조축 조향제어 시스템의 보조축 관련 확대도면이며, 도4는 본 발명에 따른 유압식 보조축 조향제어 시스템의 회로도이고, 도5는 본 발명에 따른 유압식 보조축 조향제어 시스템의 양로드 유압실린더의 개략도이며, 도6은 본 발명에 따른 유압식 보조축 조향제어 시스템의 센터링을 위한 스프링이 구비된 양로드 유압실린더에 관한 도면이다. 1 is a circuit diagram of an auxiliary shaft steering system when using a conventional single rod cylinder, FIG. 2 is a diagram of a Tag Axle type auxiliary shaft steering control system, and FIG. 3 is a hydraulic auxiliary shaft steering control system according to the present invention. 4 is a circuit diagram of a hydraulic auxiliary shaft steering control system according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic diagram of a double rod hydraulic cylinder of the hydraulic auxiliary shaft steering control system according to the present invention, and FIG. It is a diagram of a double rod hydraulic cylinder equipped with a spring for centering the hydraulic auxiliary shaft steering control system according to the present invention.
도 2 및 도3을 참조하면, 유압식 보조축 조향제어 시스템(1)은 운전자의 조향 조작을 차량의 전륜측에 설치된 전륜각도센서(200)가 감지하면, ECU(Electrical Control Unit)에서 개별 차량에 따라 설정되어 있는 프로그램을 이용하여 보조축의 조향값을 계산하여, 모터(120)를 구동하여 유압펌프(130)를 작동시켜 유압을 발생시킴으로서 양로드실린더(440)를 동작시킨다. 또한, 일반적으로는 보조축에 구비된 보조축 감지센서(300)로 각도센서를 구비하여 보조축의 조향값을 피드백 받으며 전체적인 유압식 보조축 조향제어 시스템을 통제하게 된다. 2 and 3, the hydraulic auxiliary shaft steering control system 1 detects the steering operation of the driver when the front
양로드유압실린더(440)를 이용하여 조향시스템을 제어하는 과정을 도3의 후륜부의 확대도를 참조하여 간략하게 설명하자면, 차량에 고정되어 움직이지 않는 중심링크(410)와 좌우로 움직일 수 있는 타이로드(420)가 너클암(430)의 양 끝단을 회전가능한 구조로 연결되고 너클암(430)과 중심링크(410)는 유압실린더를 통해 연결된다. To briefly explain the process of controlling the steering system using the two-rod
또한, 실린더가 연결되지 않는 반대쪽도 마찬가지로 중심링크(410)와 타이로드(420)가 너클암(430)과 연결되어 있다. In addition, the
따라서, 케이스로드(446)가 중심링크(410) 고정된 상태에서 양로드유압실린더(440)의 로드가 실린더의 외부로 나오게 되면 너클암(430)을 외부로 밀리게 되면서 바퀴가 조향되게 되는데, 이때 타이로드(420)가 함께 움직이게 되며, 반대쪽도 마찬가지로 함께 제어된다. Accordingly, when the rod of the positive rod
조향과 관련된 킹핀 등의 세부 부품 및 움직임에 대해서는 이 기술이 속한 분야에서 통상적으로 사용되는 일반적인 기술적 구성 및 그에 다른 작용과 효과 등에 대해서는 자세한 설명은 생략하기로 한다. For detailed parts and movements related to steering, such as a kingpin, detailed descriptions of general technical structures commonly used in the field to which this technology belongs and other actions and effects thereof will be omitted.
본 발명은 기존의 유압식 보조축 조향제어 시스템 중 유압실린더를 양로드실린더(440)를 적용한 조향시스템을 사용함으로써 회로시스템을 간편화하여 조작이 간단하고 신속하며, 시스템 간소화를 통한 투입되는 자재가 적어 경제적인 시스템을 구축하는데 그 특징이 있다. The present invention uses the steering system to which the hydraulic cylinder is applied to the two-
다시 말하면, 편로드실린더를 적용하는 기존의 유압식 보조축 조향제어 시스템은 실린더 내부의 유압실에 한쪽에만 로드가 있는 구조를 가지게 됨으로써 피스톤을 기준으로 양쪽의 유압실의 체적 및 면적의 차이가 발생하는 것이 불가피하였고, 이에 따라 유압으로 조절하는 경우 로드가 위치하는 유압실을 통하여 유압을 가하는 경우와 로드가 없는 유압실을 통하여 유압을 가하는 경우에 유압실에 주입하는 유량의 차이가 발생하고 이에 따라 모터의 회전수 등도 차이가 날 수 밖에 없는 구조가 된다. 따라서, 이 불균형을 균형적으로 제어하기 위하여 비례제어 방식을 채택할 수 밖에 없고, 도1에 도시된 바와 같이 여러 솔레로이드 밸브를 이용하여 복잡한 회로를 가질 수 밖에 없다. In other words, the existing hydraulic auxiliary shaft steering control system that applies a single rod cylinder has a structure in which the rod is located on one side only in the hydraulic chamber inside the cylinder, so that the difference in volume and area of the hydraulic chambers on both sides of the piston occurs. It was inevitable, and accordingly, when the hydraulic pressure was adjusted, a difference in flow rate injected into the hydraulic chamber occurred when hydraulic pressure was applied through the hydraulic chamber where the rod was located and hydraulic pressure was applied through the hydraulic chamber without the rod. The number of revolutions, etc., also makes a difference. Therefore, in order to control this imbalance in a balanced manner, a proportional control method must be adopted, and as shown in FIG. 1, it is inevitable to have a complicated circuit using various solenoid valves.
허나, 본 발명인 유압식 보조축 조향제어 시스템(1)은 편로드실린더를 대체하여 양로드 실린더(440)를 적용함으로써 상기와 같은 문제점 없이, 피스톤(447)을 기준으로 양쪽으로 동일한 사이즈의 로드를 가지게 함으로써, 피스톤(447) 양측을 통하여 유압을 가할때 유량제어만으로도 양방향 운동시의 불균형이 없어 동일한 유량으로 제어 가능하며, 특히 본 시스템은 양방향으로 회전가능한 모터의 회전방향만 변경하여 구동함으로써 별도의 비례제어 시스템이 필요없이 체크밸브와 릴리프밸브 만으로도 유압식 보조축 조향 제어 시스템을 구현가능하게 되는 특징이 있다. However, the hydraulic auxiliary shaft steering control system 1 according to the present invention replaces the single rod cylinder and applies the
도 5를 참조하여 양로드실린더(440)의 구조를 설명하자면, 유압식 양로드실린더(440)는 1번로드(441), 2번로드(443), 1번유압실(442), 2번유압실(444), 피스톤(447), 케이스(445) 및 케이스로드(446)를 포함한다. To describe the structure of the
상기 1번로드(441)와 2번로드(443)는 동일한 두께와 면적을 가지며 내부 피스톤(447)과 함께 왕복운동으로 하며, 피스톤(447)을 기준으로 1번로드(441)가 운동하는 1번유압실(442)과 2번로드(443)가 운동하는 2번유압실(444), 총 두개의 유압실을 가지게 된다. The
상기 1번로드(441)의 일단은 너클암과 연결되며 타단은 피스톤(447)과 연결되어 있다. 상기 2번로드(443)의 일단은 피스톤(447)과 연결되어 있으며, 타단은 실린더와 케이스(445)사이 내부공간에서 움직인다. 상기 케이스로드(446)은 중심링크와 연결되어 고정된다. One end of the
상기 케이스(445)는 양로드실린더(440)와 일체로 구성될 수 있으며, 2번 로드(443)가 케이스(445) 내부공간에서 간섭받지 않고 왕복운동 할 수 있도록 충분한 공간을 형성하고 있어야하며, 2번 로드(443)은 케이스(445) 내부공간에서 왕복운동을 하게 된다. The
또한, 보조축 감지센서(300)를 상기 케이스(445)의 내부공간에 변위센서로 이용하여 2번로드의 움직임을 감지하여 제어할 수 있다. In addition, the movement of the second rod may be detected and controlled by using the auxiliary
기존의 시스템과 같이 각도센서를 이용하는 경우에는 각도센서가 외부에 노출되어 있을 수 밖에서 없어 외부로부터 유입되는 이물질 등에 의해 간섭받거나 외부물질과 충돌로 인한 파손이 발생할 가능성이 높으나, 상기와 같이 케이스 내부에 변위센서를 구비함으로서 상기와 같은 문제없이 보다 정확하고 안정적으로 2번로드의 움직임의 감지를 통한 조향제어가 가능하다는 장점이 있다. In the case of using an angle sensor as in the existing system, the angle sensor may not be exposed to the outside, so there is a high possibility of interference due to foreign matter flowing in from the outside or damage due to collision with an external material, but as described above, inside the case By providing the displacement sensor, there is an advantage in that steering control is possible through sensing the movement of the second rod more accurately and stably without the above problems.
또한, 도7과 같이 양로드실린더(440) 내부에 센터링스프링(448)을 더 포함할 수도 있다. Also, as shown in FIG. 7, a centering
유압식 보조축 조향제어 시스템의 경우, 주행 안전을 위하여 보조축의 경우 특정속도 이상에서는 좌우로 움직이지 않고 센터링을 맞춘상태로 유지되어야 한다. In the case of the hydraulic auxiliary shaft steering control system, for the sake of driving safety, in the case of the auxiliary shaft, the centering should be maintained without moving to the left or right at a certain speed or higher.
기존의 유압식 보조축 조향제어 시스템의 경우에는 유압에만 의존하여 센터링을 구현함과 동시에 편로드실린더를 사용한 비례제어방식을 통하여 센터링시스템을 사용하여 복잡한 회로 및 시스템을 가지고 있었다. In the case of the existing hydraulic auxiliary shaft steering control system, the centering system is implemented by relying only on the hydraulic pressure and the centering system is used through a proportional control method using a single rod cylinder, and has a complicated circuit and system.
허나, 본 발명인 유압식 보조축 조향제어 시스템(1)의 경우, 1번로드(441)측과 피스톤 사이 및 2번로드(443)와 케이스(445) 사이에 센터링스프링(448)을 구비함으로써 센터링스프링(448)의 복원력의 균형을 통하여 별도의 시스템 없이도 기계적으로 센터링이 된다. However, in the case of the hydraulic auxiliary shaft steering control system 1 according to the present invention, the centering spring is provided by providing a centering
이에 더하여, 센터링스프링(448)을 이용하여 센터링함으로서 유압식 보조축 조향제어 시스템의 조향시 뿐만아니라 센터링 도주에도 외부의 충격으로 부터 완충 효과를 가질 수 있다. In addition, by centering using the centering
유압식 보조축 조향제어 시스템(1)은 유압실린더로 양로드실린더(440)를 사용함으로써 모터의 회전방향만 조절하여 조향제어가 가능하게 하여, 기존의 조향제어의 경우 조향방향에 따라 모터(120)의 회전방향에 변경에 더하여 방향에 따라 실린더에 투입유량을 적절하게 조절하기 위한 비례제어 시스템을 추가로 필요로 하는 기존의 편로드실린더를 사용하는 경우보다, 월등하게 간단한 제어회로를 구축함으로써 제어 방식이 간단해 지고, 동작이 신속해지며, 투입자재비의 감소로 경제성이 상승하는 현저한 효과가 있다. The hydraulic auxiliary shaft steering control system 1 uses a
동시에 케이스(445) 내부에 변위센서를 통하여 조향시스템을 제어함으로써, 기존의 외부에 노출되어 설치되었던 각도센서를 이용하는 경우보다 안정적이고 정확한 제어가 가능하게 되는 효과가 있다. At the same time, by controlling the steering system through the displacement sensor inside the
또한, 유압식 보조축 조향제어 시스템의 센터링을 센터링스프링(448)을 사용하여 제어함으로서 보다 기존의 복잡한 비례제어를 통한 유압시스템의 별도의 센터링을 위한 시스템을 통하여 제어하는 경우보다 안정적인 센터링이 가능하며, 외부의 충격에도 완충하여 센터링 가능한 효과를 추가적으로 가지고 있다. In addition, by controlling the centering of the hydraulic auxiliary shaft steering control system using the centering
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described above, but those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope of the present invention described in the claims. The present invention may be variously modified and changed by the like, and it will be said that this is also included within the scope of the present invention.
1 유압식 보조축 조향제어 시스템
100 락커 110 ECU
120 모터 130 펌프
200 전륜각도센서 300 보조축 감지센서
400 조향시스템 410 중심링크
420 타이로드 430 너클암
440 양로드실린더 441 1번로드
442 1번유압실 443 2번로드
444 2번 유압실 445 케이스
446 케이스로드 447 피스톤
448 센터링스프링1 Hydraulic auxiliary shaft steering control system
100
120
200 Front
400
420
440
442 1st
444 2nd
446
448 Centering Spring
Claims (4)
전륜의 조향에 따라 보조축의 조향값을 계산하고 제어하는 ECU;
유압실린더에 유압을 가하는 양방향 회전가능한 모터와 유압펌프; 및
보조축에 구동력을 제공하는 양로드실린더;
상기 모터의 회전방향을 양방향으로 구동하고, 체크 밸브와 릴리프 밸브를 포함하여 구동하는 유압식 보조축 조향 제어 시스템에 있어서,
상기 양로드실린더는 1번로드(441), 2번로드(443), 1번유압실(442), 2번유압실(444), 피스톤(447), 케이스(445) 및 케이스로드(446)를 포함하며,
보조축 감지센서(300)를 상기 케이스(445)의 내부공간에 위치한 변위센서에 의하여 상기 2번 로드(443)의 움직임을 감지하여 상기 보조축 조향 제어 시스템을 제어하며,
상기 1번 로드(441)측과 피스톤 사이 및 상기 2번로드(443)와 상기 케이스(445) 사이에 센터링스프링(448)을 구비하는 것을 포함하는 유압식 보조축 조향 제어 시스템
A sensor for detecting steering of the front wheel;
ECU for calculating and controlling the steering value of the auxiliary shaft according to the steering of the front wheel;
A two-way rotatable motor and hydraulic pump for applying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder; And
A double rod cylinder providing a driving force to the auxiliary shaft;
In the hydraulic auxiliary shaft steering control system for driving the rotation direction of the motor in both directions, including a check valve and a relief valve,
The two rod cylinders are 1st rod 441, 2nd rod 443, 1st hydraulic chamber 442, 2nd hydraulic chamber 444, piston 447, case 445, and case rod 446. It includes,
Controlling the auxiliary shaft steering control system by detecting the movement of the second rod 443 by the displacement sensor located in the inner space of the case 445, the auxiliary axis detection sensor 300,
Hydraulic auxiliary shaft steering control system comprising a centering spring 448 between the first rod 441 side and the piston and between the second rod 443 and the case 445
AFPM모터를 적용하는 것을 특징으로 하는 유압식 보조축 조향제어 시스템.
According to claim 1, The bi-directional rotatable motor,
Hydraulic auxiliary shaft steering control system, characterized by applying the AFPM motor.
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