KR102152583B1 - 차량의 조향복원장치 및 그 제어방법 - Google Patents

차량의 조향복원장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 조향복원장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치는 조향각센서(110), 차속센서(120) 또는 차량경사각센서(130) 중 어느 하나 이상을 포함하는 센서유닛(100); 일단이 액슬빔(10)에 연결되고 타단이 타이로드(20)에 연결되며, 피스톤 헤드부(210)에 의해 내부공간이 피스톤 좌측부(220)와 피스톤 우측부(230)로 구획되는 에어피스톤(200); 압축공기를 저장하는 에어탱크(300); 상기 에어탱크(300)의 압축공기를 상기 에어피스톤(200)으로 제공하거나, 차단하는 제어밸브(400); 및 상기 센서유닛(100)에서 감지된 신호에 따라 상기 제어밸브(400)의 개폐를 컨트롤하는 컨트롤유닛(500);을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상용차의 조향 후 조향의 복원기능을 향상시킬 수 있다. 또한, 에어피스톤이 댐퍼 역할을 하여 핸들떨림 및 차량진동을 저감시킬 수 있다. 또한, 에어피스톤을 능동제어하여 도로구배에 의한 주행 쏠림을 개선할 수 있다.

Description

차량의 조향복원장치 및 그 제어방법{AN APPARATUS OF STEERING RESTORATION OF VEHICLE AND A CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 조향복원장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 조향 복원성능을 향상시키는 차량의 조향복원장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
도 1은 종래기술의 문제점을 설명하는 도면이다. 도 1을 참조하면, 트럭이나 버스 등의 상용차량은 일체차축 조향시스템을 적용하고 있다. 상기와 같은 일체차축 조향시스템은 액슬 어셈블리의 내구성능 및 레이아웃 등을 고려하여 액슬빔의 킹핀 경사각이 약 6도 내지 8도로 설계된다. 또한, 액슬 장착부의 내구성능 및 주행성능 등을 고려하여 캐스터 앵글을 3도 이상으로 설계할 수 없다. 또한, 고중량을 지지하기 위해 강성이 높은 반면, 접지력 및 뉴메틱 트레일이 상대적으로 작은 타이어를 사용해야한다. 이와 같은 이유로 일체차축 조향시스템을 적용한 상용차량은 조향 후 조향의 복원성능이 떨어지는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 선행기술(공개실용신안공보 제20-1998-0052238호)에서는 액슬빔과 타이로드 사이에 셀프센터댐퍼를 장착하였으나, 스프링 등을 사용한 셀프센터댐퍼는 실제적인 조향복원력이 필요한 중립부에서는 힘이 약하고, 복원력이 필요없는 최대 조타시에는 가장 큰 힘을 발휘하게 된다. 이에 따라 실제적인 조타 후 차량 복원에는 도움이 안 되고, 조타시 큰 힘이 소요되는 문제점이 있다.
공개실용신안공보 제20-1998-0052238호(1998.10.07)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 액슬빔과 타이로드에 연결된 에어피스톤을 컨트롤하여 차량의 조향 복원성능을 향상시키는 차량의 조향복원장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치는 조향각센서(110), 차속센서(120) 또는 차량경사각센서(130) 중 어느 하나 이상을 포함하는 센서유닛(100); 일단이 액슬빔(10)에 연결되고 타단이 타이로드(20)에 연결되며, 피스톤 헤드부(210)에 의해 내부공간이 피스톤 좌측부(220)와 피스톤 우측부(230)로 구획되는 에어피스톤(200); 압축공기를 저장하는 에어탱크(300); 상기 에어탱크(300)의 압축공기를 상기 에어피스톤(200)으로 제공하거나, 차단하는 제어밸브(400); 및 상기 센서유닛(100)에서 감지된 신호에 따라 상기 제어밸브(400)의 개폐를 컨트롤하는 컨트롤유닛(500);을 포함한다.
상기 제어밸브(400)는 상기 에어탱크(300)에 연통되며, 상기 에어탱크(300)로부터 제공받은 압축공기를 상기 에어피스톤(200)에 공급하거나 상기 에어피스톤(200)의 공기를 외부로 배출하는 릴레이밸브(430)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어밸브(400)는 상기 컨트롤유닛(500)의 명령에 의해, 상기 릴레이밸브(430)를 통해 상기 에어피스톤(200)에 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 컨트롤키트(420)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어밸브(400)는 상기 에어탱크(300)에 연통되어 상기 에어탱크(300)로부터 압축공기를 제공받으며, 상기 컨트롤유닛(500)의 명령에 의해 상기 에어탱크(300)로부터 상기 컨트롤키트(420)로 연결되는 압축공기통로의 방향을 제어하는 3 방향밸브(410)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤키트(420)는 3 방향밸브 제 1 출구측(411)에 연통되어, 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220)에 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 제 1 컨트롤키트(421)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 릴레이밸브(430)는 상기 제 1 컨트롤키트(421)의 조절에 따라, 상기 에어탱크(300)로부터 제공받은 압축공기를 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220)에 공급하거나 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220)의 공기를 외부로 배출하는 제 1 릴레이밸브(431)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤키트(420)는 3 방향밸브 제 2 출구측(412)에 연통되어, 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230)에 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 제 2 컨트롤키트(422)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 릴레이밸브(430)는 상기 제 2 컨트롤키트(422)의 조절에 따라, 상기 에어탱크(300)로부터 제공받은 압축공기를 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230)에 공급하거나 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230)의 공기를 외부로 배출하는 제 2 릴레이밸브(432)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법은 센서유닛(100)에서 차량의 조향각, 차속 또는 기울기 중 어느 하나 이상을 감지하는 감지단계(S100); 상기 감지단계(S100)에서 감지된 입력 값을 기초로, 컨트롤유닛(500)에서 차량의 조향 여부, 조향 방향 또는 도로경사에 의해 차량이 기울었는지 여부를 판단하는 판단단계(S200); 상기 판단단계(S200) 후, 상기 컨트롤유닛(500)에서 제어밸브(400)에 개폐신호를 전송하는 제어단계(S300); 및 상기 제어단계(S300) 후, 상기 제어밸브(400)의 개폐에 따라 에어탱크(300)에서 에어피스톤(200)로 공기가 공급되거나, 에어피스톤(200) 내부의 공기가 배출되는 조향복원단계(S400);를 포함한다.
상기 판단단계(S200)는 차량의 우측 조향 여부 또는 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울었는지 여부를 판단하는 제 1 판단단계(S210)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계(S300)는 상기 제 1 판단단계(S210)에서 차량의 우측 조향 또는 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울었다고 판단한 경우에는, 상기 에어탱크(300)로부터 컨트롤키트(420)로 연결되는 3 방향밸브(410)의 압축공기통로의 방향을 제 1 컨트롤키트(421) 측으로 개방하는 제 1 개방단계(S310)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계(S300)는 상기 제 1 개방단계(S310) 후, 상기 제 1 컨트롤키트(421)를 제어하여 상기 제 1 릴레이밸브(431)에서 에어피스톤(200)의 피스톤 좌측부(220)로 주입될 압축공기의 압력을 조절하는 제 1 압력조절단계(S320)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계(S300)는 상기 제 1 압력조절단계(S320) 후, 상기 제 1 릴레이밸브(431)에서 상기 에어피스톤(200)의 피스톤 좌측부(220)로 압축공기를 주입하는 제 1 주입단계(S330)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계(S300)는 상기 제 1 주입단계(S330) 후, 상기 제 2 릴레이밸브(432)를 통해 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230) 내부의 공기를 외부로 배출하는 제 1 배기단계(S340)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조향복원단계(S400)는 상기 제 1 배기단계(S340) 후, 상기 에어피스톤(200)이 팽창하는 제 1 조향복원단계(S410)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 판단단계(S200)는 상기 제 1 판단단계(S210)에서 차량의 우측 조향이 아니고 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울지 않은 것으로 판단한 경우에는, 차량의 좌측 조향 여부 또는 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울었는지 여부를 판단하는 제 2 판단단계(S220)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 판단단계(S220)에서 차량의 좌측 조향 또는 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울었다고 판단한 경우에는, 상기 에어탱크(300)로부터 컨트롤키트(420)로 연결되는 3 방향밸브(410)의 압축공기통로의 방향을 제 2 컨트롤키트(422) 측으로 개방하는 제 2 개방단계(S350)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 개방단계(S310) 후, 상기 제 2 컨트롤키트(422)를 제어하여 상기 제 2 릴레이밸브(432)에서 에어피스톤(200)의 피스톤 우측부(230)로 주입될 압축공기의 압력을 조절하는 제 2 압력조절단계(S360)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 압력조절단계(S360) 후, 상기 제 2 릴레이밸브(432)에서 상기 에어피스톤(200)의 피스톤 우측부(230)로 압축공기를 주입하는 제 2 주입단계(S370)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 주입단계(S370) 후, 상기 제 1 릴레이밸브(431)를 통해 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220) 내부의 공기를 외부로 배출하는 제 2 배기단계(S380)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조향복원단계(S400)는 상기 제 2 배기단계(S380) 후, 상기 에어피스톤(200)이 수축하는 제 2 조향복원단계(S420)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 판단단계(S220)에서 차량의 좌측 조향이 아니고 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울지 않은 것으로 판단한 경우에는, 상기 3 방향밸브(410), 상기 제 1 릴레이밸브(431) 및 상기 제 2 릴레이밸브(432)를 폐쇄하는 폐쇄단계(S390)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 상용차의 조향 후 조향의 복원기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 에어피스톤이 댐퍼 역할을 하여 핸들떨림 및 차량진동을 저감시킬 수 있다.
또한, 에어피스톤을 능동제어하여 도로구배에 의한 주행 쏠림을 개선할 수 있다.
도 1은 종래기술의 문제점을 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 상세도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 릴레이밸브의 작동을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법의 개략적인 순서도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법의 상세한 순서도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법에서 차량의 우측 조향시 또는 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울어진 경우의 작동을 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법에서 차량의 좌측 조향시 또는 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울어진 경우의 작동을 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법에서 차량의 조향각이 중립이고, 차량이 기울어지지 않은 경우의 작동을 설명하는 도면.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 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 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 상세도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치는 센서유닛(100), 에어피스톤(200), 에어탱크(300), 제어밸브(400) 및 컨트롤유닛(500)을 포함한다.
센서유닛(100)은 조향각센서(110), 차속센서(120) 또는 차량경사각센서(130) 중 어느 하나 이상을 포함한다. 이는 차량의 조향에 따른 조향복원 뿐만아니라, 차속에 따른 핸들떨림, 차량진동을 저감시키고, 도로구배(경사)에 의한 주행쏠림을 개선하기 위함이다.
에어피스톤(200)은 일단이 액슬빔(10)에 연결되고 타단이 타이로드(20)에 연결된다. 또한, 상기 에어피스톤(200)은 피스톤 헤드부(210), 피스톤 좌측부(220) 및 피스톤 우측부(230)를 포함한다. 즉, 상기 에어피스톤(200)의 내부공간은 피스톤 헤드부(210)에 의해 피스톤 좌측부(220)와 피스톤 우측부(230)로 구획되는 것이다. 에어피스톤(200)에 압축공기가 공급되면 복원방향으로 힘이 가해진다. 이때, 에어피스톤(200)의 복원방향의 힘은 조향휠의 조향력의 10분의 1 미만으로 설정하여 조타력에 큰 영향이 없도록 할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다르게 설정할 수도 있다.
에어탱크(300)는 압축공기를 저장하는 역할을 한다. 상기 에어탱크(300)에 저장된 압축공기에 의해 상기 에어피스톤(200)이 팽창 또는 수축하고, 이에 의해 차량의 조향을 복원할 수 있다.
컨트롤유닛(500)은 상기 센서유닛(100)에서 감지된 신호에 따라 상기 제어밸브(400)의 개폐를 컨트롤하는 역할을 한다. 즉, 센서유닛(100) 중 조향각센서(110)에서 감지된 차량의 조향여부, 조향방향 및 조향각도에 따라 차량의 조향복원을 제어하기 위해 상기 제어밸브(400)의 개폐를 컨트롤하는 것이다. 이에 따라, 상기 에어피스톤(200)이 압축 또는 수축함으로써 복원방향으로 힘을 가하게 되어, 조향의 복원기능을 향상시킬 수 있는 것이다. 또한, 센서유닛(100) 중 차량경사각센서(130)에서 감지된 차량의 경사각에 따라, 도로구배(경사)에 의한 차량의 주행 쏠림현상을 개선하기 위해 상기 제어밸브(400)의 개폐를 컨트롤하는 것이다. 이에 따라, 상기 에어피스톤(200)이 압축 또는 수축함으로써 차량의 경사각의 반대방향으로 힘을 가하게 되어, 차량의 주행 쏠림현상을 방지 및 개선 시킬 수 있는 것이다.
제어밸브(400)는 상기 에어탱크(300)의 압축공기를 상기 에어피스톤(200)으로 제공하거나, 차단하는 역할을 한다. 상기 제어밸브(400)는 3 방향밸브(410), 컨트롤키트(420) 및 릴레이밸브(430)를 포함한다.
3 방향밸브(410)는 상기 에어탱크(300)에 연통되어 상기 에어탱크(300)로부터 압축공기를 제공받는다. 또한, 3 방향밸브(410)는 상기 컨트롤유닛(500)의 명령에 의해 상기 에어탱크(300)로부터 상기 컨트롤키트(420)로 연결되는 압축공기통로의 방향을 제어하는 역할을 한다.
컨트롤키트(420)는 상기 컨트롤유닛(500)의 명령에 의해, 상기 릴레이밸브(430)를 통해 상기 에어피스톤(200)에 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 역할을 한다. 상기 컨트롤키트(420)는 제 1 컨트롤키트(421) 및 제 2 컨트롤키트(422)를 포함한다.
제 1 컨트롤키트(421)는 3 방향밸브 제 1 출구측(411)에 연통되어, 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220)에 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 역할을 한다. 또한 제 2 컨트롤키트(422)는 3 방향밸브 제 2 출구측(412)에 연통되어, 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230)에 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 역할을 한다.
릴레이밸브(430)는 상기 에어탱크(300)에 연통되며, 상기 에어탱크(300)로부터 제공받은 압축공기를 상기 에어피스톤(200)에 공급하거나 상기 에어피스톤(200)의 공기를 외부로 배출하는 역할을 한다. 상기 릴레이밸브(430)는 제 1 릴레이밸브(431) 및 제 2 릴레이밸브(432)를 포함한다.
제 1 릴레이밸브(431)는 상기 제 1 컨트롤키트(421)의 조절에 따라, 상기 에어탱크(300)로부터 제공받은 압축공기를 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220)에 공급하거나 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220)의 공기를 외부로 배출하는 역할을 한다. 또한, 제 2 릴레이밸브(432)는 상기 제 2 컨트롤키트(422)의 조절에 따라, 상기 에어탱크(300)로부터 제공받은 압축공기를 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230)에 공급하거나 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230)의 공기를 외부로 배출하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 릴레이밸브(430)의 작동을 설명하는 도면이다. 도 4(a)를 참조할 때 에어탱크(300)로부터 제공받은 압축공기를 에어피스톤(200)에 공급하는 경우에는, 예를 들어 에어탱크(300)와 직접 연통된 입력측에서 10bar의 압축공기가 공급되고, 컨트롤키트(420)에 연통된 제어측에서 5bar의 압축공기가 공급되면, 에어피스톤(200)으로 5bar의 압축공기가 공급되게 된다. 즉, 에어탱크(300)에서 입력되는 압력은 일정하나, 컨트롤키트(420)에서 입력되는 압력에 따라 양 자의 차이만큼의 압력의 압축공기가 에어피스톤(200)에 공급되는 것이다. 이때 릴레이밸브(430)의 배기측은 폐쇄된다.
도 4(b)를 참조할 때 에어피스톤(200) 내부의 공기를 외부로 배출하는 경우에는, 예를 들어 에어탱크(300)와 직접 연통된 입력측이 폐쇄되고, 컨트롤키트(420)에 연통된 제어측에서도 압축공기의 공급이 차단되면, 에어피스톤(200)에서 5bar의 압축공기가 외부로 배출되게 된다. 즉, 도 4(a)에서 에어피스톤(200)에 압축공기가 공급되면, 에어피스톤(200)의 피스톤 헤드부(210) 반대편에서는 공급된 압축공기의 압력과 같은 압력으로, 대기와 연통된 배기측을 통해 압축공기가 외부로 배출되는 것이다. 이때 릴레이밸브(430)의 배기측은 개방된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법의 개략적인 순서도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법의 상세한 순서도이다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법에서 차량의 우측 조향시 또는 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울어진 경우의 작동을 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법에서 차량의 좌측 조향시 또는 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울어진 경우의 작동을 설명하는 도면이며, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법에서 차량의 조향각이 중립이고, 차량이 기울어지지 않은 경우의 작동을 설명하는 도면이다. 도 5 내지 도 9를 참조하면 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 조향복원장치의 제어방법은 감지단계(S100), 판단단계(S200), 제어단계(S300) 및 조향복원단계(S400)를 포함한다.
감지단계(S100)는 센서유닛(100)에서 차량의 조향각, 차속 또는 기울기 중 어느 하나 이상을 감지하는 단계이다. 이는 차량의 조향에 따른 조향복원 뿐만아니라, 차속에 따른 핸들떨림, 차량진동을 저감시키고, 도로구배(경사)에 의한 주행쏠림을 개선하기 위함이다.
판단단계(S200)는 상기 감지단계(S100)에서 감지된 입력 값을 기초로, 컨트롤유닛(500)에서 차량의 조향 여부, 조향 방향 또는 도로경사에 의해 차량이 기울었는지 여부를 판단하는 단계이다. 상기 판단단계(S200)는 제 1 판단단계(S210) 및 제 2 판단단계(S220)를 포함한다.
제 1 판단단계(S210)는 차량의 우측 조향 여부 또는 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울었는지 여부를 판단하는 단계이다. 또한, 제 2 판단단계(S220)는 상기 제 1 판단단계(S210)에서 차량의 우측 조향이 아니고 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울지 않은 것으로 판단한 경우에는, 차량의 좌측 조향 여부 또는 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울었는지 여부를 판단하는 단계이다.
제어단계(S300)는 상기 판단단계(S200) 후, 상기 컨트롤유닛(500)에서 제어밸브(400)에 개폐신호를 전송하는 단계이다. 상기 제어단계(S300)는 상기 제 1 판단단계(S210)에서 차량의 우측 조향 또는 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울었다고 판단한 경우에는, 제 1 개방단계(S310), 제 1 압력조절단계(S320), 제 1 주입단계(S330) 및 제 1 배기단계(S340)를 수행한다.
제 1 개방단계(S310)는 상기 에어탱크(300)로부터 컨트롤키트(420)로 연결되는 3 방향밸브(410)의 압축공기통로의 방향을 제 1 컨트롤키트(421) 측으로 개방하는 단계이다.
제 1 압력조절단계(S320) 상기 제 1 개방단계(S310) 후, 상기 제 1 컨트롤키트(421)를 제어하여 상기 제 1 릴레이밸브(431)에서 에어피스톤(200)의 피스톤 좌측부(220)로 주입될 압축공기의 압력을 조절하는 단계이다. 이에 대해서는 상술한 바 있다(도 4(a) 참조).
제 1 주입단계(S330)는 상기 제 1 압력조절단계(S320) 후, 상기 제 1 릴레이밸브(431)에서 상기 에어피스톤(200)의 피스톤 좌측부(220)로 압축공기를 주입하는 단계이고(도 4(a) 참조), 제 1 배기단계(S340)는 상기 제 1 주입단계(S330) 후, 상기 제 2 릴레이밸브(432)를 통해 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230) 내부의 공기를 외부로 배출하는 단계이다(도 4(b) 참조).
상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 판단단계(S220)에서 차량의 좌측 조향 또는 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울었다고 판단한 경우에는, 제 2 개방단계(S350), 제 2 압력조절단계(S360), 제 2 주입단계(S370) 및 제 2 배기단계(S380)를 포함한다.
제 2 개방단계(S350)는 상기 에어탱크(300)로부터 컨트롤키트(420)로 연결되는 3 방향밸브(410)의 압축공기통로의 방향을 제 2 컨트롤키트(422) 측으로 개방하는 단계이다.
제 2 압력조절단계(S360)는 상기 제 2 개방단계(S310) 후, 상기 제 2 컨트롤키트(422)를 제어하여 상기 제 2 릴레이밸브(432)에서 에어피스톤(200)의 피스톤 우측부(230)로 주입될 압축공기의 압력을 조절하는 단계이다. 이에 대해서는 상술한 바 있다(도 4(a) 참조).
제 2 주입단계(S370)는 상기 제 2 압력조절단계(S360) 후, 상기 제 2 릴레이밸브(432)에서 상기 에어피스톤(200)의 피스톤 우측부(230)로 압축공기를 주입하는 단계이고(도 4(a) 참조), 제 2 배기단계(S380)는 상기 제 2 주입단계(S370) 후, 상기 제 1 릴레이밸브(431)를 통해 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220) 내부의 공기를 외부로 배출하는 단계이다(도 4(b) 참조).
상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 판단단계(S220)에서 차량의 좌측 조향이 아니고 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울지 않은 것으로 판단한 경우에는, 상기 3 방향밸브(410), 상기 제 1 릴레이밸브(431) 및 상기 제 2 릴레이밸브(432)를 폐쇄하는 폐쇄단계(S390)를 수행한다. 이에 따라 에어피스톤(200)은 중립상태를 유지하고, 오로지 에어피스톤(200)이 댐퍼 역할을 하여 핸들떨림 및 차량진동을 저감시킬 수 있다.
조향복원단계(S400)는 상기 제어단계(S300) 후, 상기 제어밸브(400)의 개폐에 따라 에어탱크(300)에서 에어피스톤(200)로 공기가 공급되거나, 에어피스톤(200) 내부의 공기가 배출되는 단계이다. 상기 조향복원단계(S400)는 제 1 조향복원단계(S410) 및 제 2 조향복원단계(S420)를 포함한다. 제 1 조향복원단계(S410)는 상기 제 1 배기단계(S340) 후, 상기 에어피스톤(200)이 팽창하는 단계이고, 제 2 조향복원단계(S420)는 상기 제 2 배기단계(S380) 후, 상기 에어피스톤(200)이 수축하는 단계이다. 이에 따라, 상용차의 조향 후 조향의 복원기능을 향상시킬 수 있고, 도로구배에 의한 주행 쏠림을 개선할 수 있다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
10 액슬빔
20 타이로드
100 센서유닛
110 조향각센서
120 차속센서
130 차량경사각센서
200 에어피스톤
210 피스톤 헤드부
220 피스톤 좌측부
230 피스톤 우측부
300 에어탱크
400 제어밸브
410 3 방향밸브
420 컨트롤키트
421 제 1 컨트롤키트
422 제 2 컨트롤키트
430 릴레이밸브
431 제 1 릴레이밸브
432 제 2 릴레이밸브

Claims (22)

  1. 조향각센서(110), 차속센서(120) 또는 차량경사각센서(130) 중 어느 하나 이상을 포함하는 센서유닛(100);
    일단이 액슬빔(10)에 연결되고 타단이 타이로드(20)에 연결되며, 피스톤 헤드부(210)에 의해 내부공간이 피스톤 좌측부(220)와 피스톤 우측부(230)로 구획되는 에어피스톤(200);
    압축공기를 저장하는 에어탱크(300);
    상기 에어탱크(300)의 압축공기를 상기 에어피스톤(200)으로 제공하거나, 차단하는 제어밸브(400); 및
    상기 센서유닛(100)에서 감지된 신호에 따라 상기 제어밸브(400)의 개폐를 컨트롤하는 컨트롤유닛(500)을 포함하며,
    상기 제어밸브(400)는,
    상기 에어탱크(300)에 연통되며, 상기 에어탱크(300)로부터 제공받은 압축공기를 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220)에 공급하거나 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220)의 공기를 외부로 배출하는 제 1 릴레이밸브(431) 및 상기 에어탱크(300)로부터 제공받은 압축공기를 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230)에 공급하거나 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230)의 공기를 외부로 배출하는 제 2 릴레이밸브(432)를 포함하는 릴레이밸브(430);
    상기 컨트롤유닛(500)의 명령에 의해, 상기 릴레이밸브(430)를 통해 상기 에어피스톤(200)에 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 컨트롤키트(420);
    상기 에어탱크(300)에 연통되어 상기 에어탱크(300)로부터 압축공기를 제공받으며, 상기 컨트롤유닛(500)의 명령에 의해 작동하는 3 방향밸브(410)를 포함하며,
    상기 컨트롤키트(420)는,
    상기 3 방향밸브(410)의 제 1 출구측(411)에 연통되고, 상기 3 방향밸브(410)로부터의 압축공기를 상기 제1 릴레이밸브(431)로 공급하여 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220)에 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 제 1 컨트롤키트(421); 및
    상기 3 방향밸브(410)의 제 2 출구측(412)에 연통되고, 상기 3 방향밸브(410)로부터의 압축공기를 상기 제2 릴레이밸브(432)로 공급하여 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 우측부(230)에 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 제 2 컨트롤키트(422)를 포함하고,
    상기 에어탱크(300)와 상기 에어피스톤(200)을 연결하는 유로에 상기 3 방향밸브(410), 상기 컨트롤키트(420), 상기 릴레이밸브(430)가 순서에 맞춰 구비된 차량의 조향복원장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  9. 청구항 1에 기재된 차량의 조향복원장치를 제어하는 차량의 조향복원장치의 제어방법에 있어서,
    센서유닛(100)에서 차량의 조향각, 차속 또는 기울기 중 어느 하나 이상을 감지하는 감지단계(S100);
    상기 감지단계(S100)에서 감지된 입력 값을 기초로, 컨트롤유닛(500)에서 차량의 조향 여부, 조향 방향 또는 도로경사에 의해 차량이 기울었는지 여부를 판단하는 판단단계(S200);
    상기 판단단계(S200) 후, 상기 컨트롤유닛(500)에서 제어밸브(400)에 개폐신호를 전송하는 제어단계(S300); 및
    상기 제어단계(S300) 후, 상기 제어밸브(400)의 개폐에 따라 에어탱크(300)에서 에어피스톤(200)로 공기가 공급되거나, 에어피스톤(200) 내부의 공기가 배출되는 조향복원단계(S400);
    를 포함하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 판단단계(S200)는 차량의 우측 조향 여부 또는 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울었는지 여부를 판단하는 제 1 판단단계(S210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어단계(S300)는 상기 제 1 판단단계(S210)에서 차량의 우측 조향 또는 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울었다고 판단한 경우에는, 상기 에어탱크(300)로부터 컨트롤키트(420)로 연결되는 3 방향밸브(410)의 압축공기통로의 방향을 제 1 컨트롤키트(421) 측으로 개방하는 제 1 개방단계(S310)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어단계(S300)는 상기 제 1 개방단계(S310) 후, 상기 제 1 컨트롤키트(421)를 제어하여 상기 제 1 릴레이밸브(431)에서 에어피스톤(200)의 피스톤 좌측부(220)로 주입될 압축공기의 압력을 조절하는 제 1 압력조절단계(S320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제어단계(S300)는 상기 제 1 압력조절단계(S320) 후, 상기 제 1 릴레이밸브(431)에서 상기 에어피스톤(200)의 피스톤 좌측부(220)로 압축공기를 주입하는 제 1 주입단계(S330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어단계(S300)는 상기 제 1 주입단계(S330) 후, 상기 제 2 릴레이밸브(432)를 통해 상기 에어피스톤(200)의 피스톤 우측부(230) 내부의 공기를 외부로 배출하는 제 1 배기단계(S340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 조향복원단계(S400)는 상기 제 1 배기단계(S340) 후, 상기 에어피스톤(200)이 팽창하는 제 1 조향복원단계(S410)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 판단단계(S200)는 상기 제 1 판단단계(S210)에서 차량의 우측 조향이 아니고 도로경사에 의해 차량이 우측으로 기울지 않은 것으로 판단한 경우에는, 차량의 좌측 조향 여부 또는 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울었는지 여부를 판단하는 제 2 판단단계(S220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 판단단계(S220)에서 차량의 좌측 조향 또는 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울었다고 판단한 경우에는, 상기 에어탱크(300)로부터 컨트롤키트(420)로 연결되는 3 방향밸브(410)의 압축공기통로의 방향을 제 2 컨트롤키트(422) 측으로 개방하는 제 2 개방단계(S350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 개방단계(S310) 후, 상기 제 2 컨트롤키트(422)를 제어하여 상기 제 2 릴레이밸브(432)에서 에어피스톤(200)의 피스톤 우측부(230)로 주입될 압축공기의 압력을 조절하는 제 2 압력조절단계(S360)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 압력조절단계(S360) 후, 상기 제 2 릴레이밸브(432)에서 상기 에어피스톤(200)의 피스톤 우측부(230)로 압축공기를 주입하는 제 2 주입단계(S370)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 주입단계(S370) 후, 상기 제 1 릴레이밸브(431)를 통해 상기 에어피스톤(200)의 상기 피스톤 좌측부(220) 내부의 공기를 외부로 배출하는 제 2 배기단계(S380)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 조향복원단계(S400)는 상기 제 2 배기단계(S380) 후, 상기 에어피스톤(200)이 수축하는 제 2 조향복원단계(S420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 제어단계(S300)는 상기 제 2 판단단계(S220)에서 차량의 좌측 조향이 아니고 도로경사에 의해 차량이 좌측으로 기울지 않은 것으로 판단한 경우에는, 상기 3 방향밸브(410), 상기 제 1 릴레이밸브(431) 및 상기 제 2 릴레이밸브(432)를 폐쇄하는 폐쇄단계(S390)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향복원장치의 제어방법.
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