KR20010062365A - 파워스티어링장치 - Google Patents
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Abstract
유량제어밸브(V)로 제어되는 제어유량 QP를 파워실린더(8)나 스티어링밸브(9)등의 출력측이 요구하는 유량에 가까운 값으로 하고, 펌프(P)의 구동토오크를 억제하여 에너지소비를 줄이는 것을 그 과제로 한다.
이를 해결하기 위한 수단으로 조타토오크에 의한 솔레노이드 전류지령치 IT와, 스탠바이유량을 특정한 솔레노이드 전류지령치 Is를 기초로 솔레노이드 SOL의 여자전류(1)를 특정하도록 하고 있다.
Description
본 발명은 파워실린더측으로 이끄는 유량을 제어하는 유량제어밸브를 구비한 파워스티어링 장치에 관한 것이다.
종래 이런 종류의 파워스티어링장치에 조립된 유량제어밸브는 본체에 스풀을 짜 넣어, 이 스풀의 일단을 펌프포트에 상시 연통하는 한쪽의 파이롯실을 향하도록 하고, 스풀의 타단을 스프링을 개재시킨 다른쪽의 파이롯트실을 향하도록 하고 있다. 그리고 상기 한쪽의 파일럿실의 하류측에 고정오리피스를 배치하고, 이 고정오리피스를 통해 파워실린더를 제어하는 스티어링밸브에 압유를 이끌도록 하고 있다.
한편 상기 오리피스의 상류측의 압력을 상기 한쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하고, 하류측의 압력을 상기 다른쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하여 양 파일럿실의 압력밸런스로 스풀의 이동위치를 제어하도록 하고 있다.
이 스풀의 이동위치에 의해 펌프의 토출량을 상기 스티어링밸브측으로 이끄는 제어유량 QP와, 탱크 또는 펌프에 환류시키는 복귀유량 QT로 분배하는 구성으로 하고 있다.
그리고 상기 스풀은 고정오리피스 전후의 차압을 일정하게 유지하고, 파워실린더를 제어하는 스티어링밸브측에는 늘 일정한 제어유량 QP가 공급되도록 하고 있다.
상기와 같은 종래의 장치에서는 유량제어밸브로부터 늘 일정한 제어유량 QP가 파워실린더를 제어하는 스티어링밸브측으로 공급된다. 환언하면 이 제어유량 QP는 차속이나 조타상황에 관계없이 늘 일정한 제어유량 QP를 상기 스티어링밸브측에 계속공급하게 된다.
그러나 차속이나 조타상황에 관계없이 제어유량 QP를 특정하면 예를들면 파워실린더가 필요로 하는 유량 QM에 대해 QP > QM이 되었을 때 그 과잉유량을 상기 스티어링밸브를 통해 탱크로 되돌려야 한다.
상기와 같이 과잉유량을 스티어링밸브를 통해 탱크로 되돌리는 것은 그만큼 회로의 압력손실을 크게 한다. 환언하면 펌프는 이 압력손실분의 구동토오크를 계속 소비해야 한다. 그 때문에 펌프의 구동토오크가 커지면 커질수록 다량의 에너지를 소비하게 된다.
또한 상기 제어유량 QP는 파워실린더의 최대필요유량에 맞춰서 설정하고 있기 때문에 대부분의 경우 얼마간의 과잉유량을 탱크로 환류시키고 있다. 그 때문에 이런 종래의 장치에서는 그 에너지손실이 커지는 문제가 있었다.
도 1은 제 1 ~ 제 5실시예의 유압회로도.
도 2는 제 1실시예의 콘트롤러의 제어시스템을 도시하는 설명도.
도 3은 스탠바이유량과 응답성의 관계를 도시한 그래프.
도 4는 조타토오크 T 와 차속 V 과의 상관성을 도시한 그래프.
도 5는 제 2실시예의 콘트롤러의 제어시스템을 도시하는 설명도.
도 6은 조타토오크 T 와 제어유량 QP와의 관계를 도시하는 그래프.
도 7은 솔레노이드 전류지령치 IT와 제어유량 QP와의 관계를 도시한 그래프.
도 8은 제 3실시예의 콘트롤러의 제어시스템을 도시하는 설명도.
도 9는 조타각(θ)과 차속 V과의 상관성을 도시한 그래프.
도10은 조타각속도와 차속과의 상관성을 도시한 그래프.
도11은 제 4실시예의 콘트롤러의 제어시스템을 도시하는 설명도.
도12는 조타각 (θ)과 제어유량 QP과의 관계를 도시한 그래프.
도13은 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 제어유량 QP와의 관계를 도시한 그래프.
도14는 조타각 θ과 조타각속도 (ω)를 가산한 값과, 솔레노이드 전류지령치를 가산한 값과의 관계를 도시한 그래프.
도 15는 제 5실시예의 콘트롤러의 제어시스템을 도시한 설명도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
I: 솔레노이드 전류지령치.
IT :조타토오크 T에 의한 솔레노이드 전류지령치
IV :차속 V에 의한 솔레노이드 전류지령치
IS :스탠바이유량을 확보하기 위한 솔레노이드 전류지령치
Iθ:조타각 (θ)에 의한 솔레노이드 전류지령치
Iω:조타각속도(ω)에 의한 솔레노이드 전류지령치
IV1:조타각용 전류지령치
IV2:조타각속도용 전류지령치
QP: 제어유량 QT: 복귀유량
QM: 필요유량(요구유량) QS: 스탠바이유량
B: 본체 P: 펌프
a: 가변오리피스 SOL: 솔레노이드
C: 콘트롤러 T: 탱크
1: 스풀 2: 한쪽의 파일럿실
3: 다른쪽의 파일럿실 4: 펌프포트
5: 스프링 8: 파워실린더
9: 스티어링밸브 16: 조타토오크센서(조타각센서)
17: 차속센서
본 발명의 목적은 차량의 주행조건이나 조타상황에 따라 제어유량 QP를 제어함으로써 에너지손실을 최소한으로 억제하는 파워스티어링장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 다음의 구성을 전제로 한다. 본체에 스풀을 짜 넣어, 이 스풀의 일단을 펌프포트에 상시 연통하는 한쪽의 파일럿실을 향하게 하고, 스풀의 타단을 스프링을 개재시킨 다른쪽의 파일럿실을 향하게 하고 있다. 그리고 상기 한쪽의 파일럿실의 하류측에 오리피스를 배치하여 이 오리피스를 통해 파워실린더를 제어하는 스티어링밸브에 압유를 이끌도록 하고 있다. 한편 상기 오리피스의 상류측의 압력을 상기 한쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하고, 하류측의 압력을 상기 다른쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하여 양 파일럿실의 압력밸런스로 스풀의 이동위치를 제어한다. 그리고 스풀의 이동위치에 따라 펌프의 토출량을 상기 스티어링밸브측으로 이끄는 제어유량 QP와, 탱크 또는 펌프로 환류시키는 복귀유량 QT로 분배하는 구성으로 하고 있다.
상기의 장치를 전제로 하면서 제 1의 발명은 다음 점에 특징을 갖는다. 즉 상기 오리피스는 솔레노이드의 여자전류 I에 따라 개방정도를 제어하는 가변오리피스로 함과 동시에, 이 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 콘트롤러를 배치하고 있다. 또한 이 콘트롤러에는 조타토오크센서를 접속하고, 콘트롤러는 이 조타토오크 센서로부터의 조타토오크신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IT를 연산 또는 기억하도록 하고 있다. 그리고 이 솔레노이드 전류지령치 IT에 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하고, 이 가산한 지령치를 기초로 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 구성으로 하고 있다.
제 2의 발명은 콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 IT에 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱하여, 그 곱한 값에 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하는 구성으로 하고 있다.
제 3의 발명은 콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 IT에 대해 차속신호에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 한계치로 하여, 그 한계치 이내의 솔레노이드 전류지령치를 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS에 가산하는 구성으로 하고 있다.
제 4의 발명은 콘트롤러는 솔레노이드의 여자전류 I와 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP와의 특성 및 조타토오크와 솔레노이드 지령치 IT와의 특성을 곱하고, 조타토오크와 솔레노이드 전류지령치 IT에 따른 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP가 리니어(linear)한 특성이 되는 구성으로 하고 있다.
제 5의 발명은 상기 장치를 전제로 하면서, 다음 점에 특징을 갖는다. 즉 상기 오리피스는 솔레노이드의 여자전류 I에 따라 개방정도를 제어하는 가변오리피스로 함과 동시에 이 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 콘트롤러를 배치하며 또한 이 콘트롤러에는 조타각센서를 접속하고, 이 조타각 센서로부터의 조타각에 따른 조타각(θ)과 조타각속도(ω)를 연산 또는 기억하는 한편 콘트롤러는 이들 조타각 (θ)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iθ및 조타각속도(ω)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iω를 기억 또는 연산함과 동시에 이들 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω를 가산하고, 이 가산한 값에 다시 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하여 이들 합계지령치를 기초로 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류치 I를 제어하는 구성으로 하고 있다.
제 6의 발명은 콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω를 가산한 값에 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱하여 이 곱한 값에 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 Is를 가산하는 구성으로 하고 있다.
제 7의 발명은 콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω를 가산한 값에 대해 차속신호에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 한계치로 하여 그 한계치 이내의 솔레노이드 전류지령치를 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS에 가산하는 구성으로 하고 있다.
제 8의 발명은 상기 장치를 전제로 하면서 다음 점에 특징을 갖는다. 즉 상기 오리피스는 솔레노이드의 여자전류 I에 따라 개방정도를 제어하는 가변오리피스로 함과 동시에 이 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 콘트롤러를 배치하고, 또한 이 콘트롤러에는 조타각 센서를 접속하여 이 조타각센서로부터의 조타각에 따른 조타각(θ)과 조타각속도(ω)를 연산 또는 기억하는 한편 콘트롤러는 이들 조타각 (θ)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iθ및 조타각속도 (ω)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iω를 기억 또는 연산함과 동시에 이들 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω중 큰쪽의 솔레노이드 전류지령치를 선택함과 동시에 이 선택한 값에 다시 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하여 이들 합계지령치를 기초로 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 구성으로 하고 있다.
제 9의 발명은 콘트롤러에 차속센서를 접속하고 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 Iθ또는 Iω중 어느 한 큰쪽 값에 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱하여 그 곱한 값을 솔레노이드 전류지령치 IS에 가산하는 구성으로 하고 있다.
제 10발명은 콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 Iθ또는 Iω중 어느 한 큰쪽 값에 대해 차속신호에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 한계치로 하여 그 한계치 이내의 솔레노이드 전류지령치를 솔레노이드 지령치 IS에 가산하는 구성으로 하고 있다.
제 11발명은 콘트롤러는 솔레노이드의 여자전류 I와 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP와의 특성 및 조타각 (θ)과 솔레노이드 지령치 Iθ와의 특성을 곱하고, 조타각(θ)과 솔레노이드 전류 I1에 따른 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP가 리니어한 특성이 되는 구성으로 하고 있다.
제 12의 발명은 콘트롤러는 솔레노이드의 여자전류 I와 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP와의 특성 및 조타각속도 (ω)와 솔레노이드 지령치 I2와의 특성을 곱하고, 조타각 속도 (ω)와 솔레노이드 전류 Iω에 따른 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP가 리니어한 특성이 되는 구성으로 하고 있다.
제 13의 발명은 상기 장치를 전제로 하면서 다음 점에 특징을 갖는다. 즉 상기 오리피스는 솔레노이드의 여자전류 I에 따라 개방정도를 제어하는 가변오리피스로 함과 동시에 이 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 콘트롤러를 배치하고, 또한 이 콘트롤러에는 조타각센서를 접속하여 이 조타각센서로부터의 조타각에 따른 조타각(θ)과 조타각속도(ω)를 연산 또는 기억하는 한편 콘트롤러는 이들 조타각 (θ)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iθ및 조타각속도 (ω)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iω를 기억 또는 연산함과 동시에 조타각(θ)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 차속에 따른 조타각용 전류지령치 IV1을 곱하는 한편 조타각속도 (ω)에 따른 상기 전류지령치 Iω는 차속신호에 따른 조타각 속도용 전류지령치 IV2를 한계치로 하며, 또한 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 IV1의 곱한 값 I1과, 조타각속도용 전류지령치 IV2를 한계치로 하는 솔레노이드전류 I2와의 대소를 판정하여 그 큰쪽의 값을 기초로 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 구성으로 하고 있다.
제 14의 발명은 큰 쪽의 전류지령치에 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하는 구성으로 하고 있다.
도 1 및 도 2는 제 1실시예를 도시한 것이다. 그리고 우선 도 1을 기초로 파워스티어링장치 전체의 구성을 설명한다.
본체(B)에는 유량제어밸브의 스풀(1)과 함께 펌프(P)도 일체로 짜 넣고 있다.
상기 스풀(1)은 그 일단을 한쪽의 파일럿실(2)을 향하게 하고 타단을 다른쪽의 파일럿실(3)을 향하게 하고 있다. 상기 한쪽의 파일럿실(2)은 펌프포트(4)를 통해 펌프(P)에 상시 연통하고 있다. 또 다른쪽의 파일럿실(3)에는 스프링(5)을개재시키고 있다. 이와같은 양 파일럿실(2,3)은 솔레노이드 SOL의 여자전류 I에 따라 개방정도를 제어하는 가변오리피스(a)를 통해 서로 연통하고 있다.
즉 한쪽의 파일럿실(2)은 유로(6) -> 가변오리피스(a) -> 유로(7)를 경유하여 파워실린더(8)를 제어하는 스티어링밸브(9)의 유입측에 연통하고 있다. 또 다른쪽의 파일럿실(3)은 유로(10) 및 유로(7)를 통해 스티어링밸브((9)의 유입측에 연통하고 있다.
따라서 상기 양 파일럿(2,3)은 가변오리피스(a)를 통해 연통하게 되어, 가변오리피스(a)의 상류측의 압력이 한쪽의 파일럿실(2)에 작용하고, 하류측의 압력이 다른쪽의 파일럿실(3)에 작용하게 된다.
그리고 스풀(1)은 한쪽의 파일럿실(2)의 작용력과, 다른쪽의 파일럿실(3)의 작용력이 밸런스한 위치를 유지하지만 그 밸런스한 위치에서 상기 펌프포트(4)와 탱크포트(11)의 개방정도가 정해진다.
현재 엔진등으로 이루어지는 펌프구동원(12)이 정지하고 있으면 펌프포트(4)에 압력이 공급되지 않고, 펌프포트(4)에 압력이 공급되지 않으면 양 파일럿실(2,3)에는 압력이 발생하지 않기 때문에 스풀(1)은 스프링(5)의 작용으로 도시한 노멀위치를 유지한다.
상기 상태로부터 펌프(P)가 구동하고, 펌프포트(4)에 압유가 공급되면 가변오리피스(a)로 흐를 수 있기 때문에 거기에 압력손실이 발생한다. 이 압력손실의 작용으로 양 파일럿실(2,3)에 압력차가 발생하고 이 압력차에 따라 스풀(1)이 스프링(5)에 맞서 이동하여 상기 밸런스위치를 유지한다.
이와같이 스풀(1)이 스프링(5)에 맞서 이동함으로써 탱크포트(11)의 개방정도를 크게하지만 이 때 탱크포트(11)의 개방정도에 따라 스티어링밸브(9)측으로 이끌리는 제어유량 QP와, 탱크(T) 또는 펌프(P)로 환류되는 복귀유량 QT의 분배비가 정해진다. 환언하면 탱크포트(11)의 개방정도에 따라 제어유량 QP가 정해지게 된다.
상기와 같이 제어유량 QP가 스풀(1)의 이동위치에서 정해지는 탱크포트(11)의 개방정도에 따라 제어된다는 것은 결국은 가변오리피스(a)에 개방정도에 따라 제어유량 QP가 정해지게 된다. 왜냐하면 스풀(1)의 이동위치는 양 파일럿실(2,3)의 압력차로 정해짐과 동시에 이 압력차를 정하는 것이 가변오리피스(a)의 개방정도이기 때문이다.
따라서 차속이나 조타상황에 따라 제어유량 QP을 제어하기 위해서는 가변오리피스(a)의 개방정도 즉 솔레노이드 SOL의 여자전류를 제어하면 된다.
왜냐하면 가변오리피스(a)는 솔레노이드 SOL이 비여자상태일 때 그 개방정도를 최소로 유지하고, 여자전류를 크게해 감에 따라 그 개방정도를 크게 하기 때문이다.
또한 상기 스티어링밸브(9)는 도시하지 않은 스티어링휠의 조타토오크에 따라 파워실린더(8)로의 공급량을 제어하는 것이다. 예를들면 조타토오크가 크면 파워실린더(8)로의 공급량을 크게 하고, 조타토오크가 작으면 그에 따라 공급유량도 적게하도록 하고 있다. 이 조타토오크와 스티어링밸브(9)와의 변환량은 도시하지 않은 토션바 등의 비틀림반응에 의해 정해지게 된다.
상기와 같이 조타토오크가 클 때 스티어링밸브(9)의 변환량을 크게하면 그 만큼 파워실린더(8)에 의한 어시스트힘이 커진다. 반대로 스티어링밸브(9)의 변환량을 작게하면 상기 어시스트힘은 작아진다.
그리고 조타토오크에 의해 정해지는 파워실린더(8)의 필요(요구)유량 QM과, 유량제어밸브(V)에서 정해지는 제어유량 QP를 되도록 같게 하면 펌프(P)측의 에너지손실을 억제할 수 있다. 왜냐하면 펌프(P)측의 에너지손실은 제어유량 QP와 파워실린더(8)의 요구유량 QM과의 차에 의해 발생하기 때문이다.
상기와 같이 제어유량 QP를 파워실린더(8)의 요구유량 QM에 가능한 한 가깝게 하기 위해 가변오리피스(a)의 개방정도를 제어하는 것이 솔레노이드 SOL에 대한 여자전류이며, 이 여자전류를 제어하는 것이 콘트롤러(C)이다.
이 콘트롤러(C)에는 조타토오크센서(16)와 차속센서(17)를 접속하고, 이들 양 센서의 출력신호를 기초로 솔레노이드 SOL의 여자전류를 제어하도록 하고 있다.
또한 도면 부호 18은 스풀(1)의 선단에 형성한 슬릿으로, 스풀(1)이 도시한 위치에 있을 때에도 한쪽의 파일럿실(2)이 이 슬릿(18)을 통해 유로(7)에 상시 연통하도록 하고 있다. 환언하면 스풀(1)이 도시한 상태에 있고 유로(6)를 닫았을 때에도 펌프(P)의 토출압이 이 슬릿(18)을 통해 스티어링밸브(9)측에 공급되도록 하고 있다.
이와같이 미소유량이지만 스티어링밸브(9)측에 압유를 공급하도록 한 것은 장치 전체의 시저(seizure)방지, 킥백(kick back) 등의 외란 방지 및 응답성의 확보를 목적으로 하기 때문이다. 단 이들 목적은 뒤에 설명하는 스탠바이유량을 확보하는 것으로도 달성할 수 있기 때문에 상세한 설명은 뒤에 하기로 한다.
또 부호 19는 콘트롤러(C)와 솔레노이드 SOL 사이에 접속한 드라이버이다.
또한 부호 13, 14가 스로틀(throttle)이고 부호 15가 릴리프밸브이다.
상기 콘트롤러(C)의 제어시스템은 도 2와 같다. 즉 콘트롤러(C)에는 조타토오크센서(16)로부터의 조타토오크신호와, 차속센서(17)로부터의 차속신호가 입력된다. 콘트롤러(C)는 상기 조타토오크신호로부터 조타토오크 T를 연산하고, 차속신호로부터 차속 V를 연산한다. 그리고 이들 조타토오크 T와 차속 V를 기초로 콘트롤러(C)가 다음과 같이 파워실린더의 요구유량 QM을 특정한다.
상기 조타토오크 T와 솔레노이드 전류지령치 IT는 그 조타토오크 T와 제어유량 QP와의 관계가 리니어한 특성이 되는 이론치를 기초로 정하고 있다.
단 조타토오크 T가 소정의 설정이상이 되지 않으면 상기 지령치 IT는 0을 출력하도록 하고 있다. 즉 스티어링휠이 중립 또는 그 근방에 있을 때에는 상기 지령치 IT가 0이 되도록 하고 있다.
그리고 이 조타토오크 T에 대한 솔레노이드 전류지령치 IT는 테이블값으로 하여 콘트롤러(C)에 미리 기억시켜 둬도 좋고, 조타토오크 T를 기초로 하여 그 때마다 콘트롤러(C)에 연산시키도록 해도 된다.
어느 것으로 하던 조타토오크 T를 기초로 하여 솔레노이드 전류지령치 IT를 구하고, 이 값에 차속 V에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱한다.
단 상기 차속 V 을 기초로 한 솔레노이드 전류지령치 IV는 차속이 저속역에서는 1을 출력하고, 고속역에서는 0을 출력함과 동시에 그 사이의 중간역에서는 1부터 0까지의 소수점 이하의 값을 출력한다.
따라서 상기 솔레노이드 전류지령치 IT에 차속 V을 기초로 한 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱하면 차속의 저속역에서는 IT가 그대로 출력되도록 하고, 고속역에서는 IT가 0이 된다. 또 중속역에서는 속도가 올라가면 그에 반비례한 값이 출력되게 된다.
상기와 같이 IT* IV가 구해지면 다시 그에 스탠바이 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산한다. 즉 (IT* IV) + IS= I(솔레노이드 전류지령치)로 하여 드라이버(19)로부터 출력시킨다.
상기 스탠바이 솔레노이드 전류지령치 IS는 늘 소정의 전류가 가변오리피스(a)의 솔레노이드 SOL에 공급되도록 하기 위한 것이다. 이와같이 스탠바이 솔레노이드 전류지령치 IS가 공급된 가변오리피스(a)는 조타토오크 T 및 차속 V를 기초로 한 솔레노이드 전류지령치 IT, IV가, 예를들면 0이라고 해도 그 개방정도를 일정하게 유지함과 동시에 일정한 스탠바이유량을 확보한다.
단 에너지절약의 관점에서 보면 파워실린더(8) 및 스티어링밸브(9)측의 요구유량(QM)이 0이면 유량제어밸브(V) 의 제어유량 QP도 0으로 하는 것이 이상적이지만 그 이유는 다음과 같다.
제어유량 QP를 0으로 하는 것은 펌프(P)의 토출량 전량을 탱크포트(11)로부터 펌프(P) 또는 탱크(T)로 환류시키는 것을 의미한다. 그리고 탱크포트(11)로부터 펌프(P) 또는 탱크(T)로 환류하는 유로는 본체(B)내에 있고 매우 짧기 때문에 그 압력손실이 거의 없다. 압력손실이 거의 없기 때문에 펌프(P)의 구동토오크도 최소로 억제되고, 그 만큼 에너지 절약에 이어지게 된다.
이와같은 의미에서 요구유량 QM이 0일 때 제어유량 QP도 0으로 하는 것이 에너지절약의 관점에서는 상당히 유리하게 된다.
그럼에도 불구하고 요구유량 QM이 0이라도 스탠바이유량 QS를 확보한 것은 다음 세가지 이유때문이다.
① 장치의 시저방지
어느 정도의 기름을 장치에 환류시켜 두는 편이 그 기름에 의한 냉각효과를 기대할 수 있지만 스탠바이유량은 이 냉각기능을 하게 된다.
② 킥백등의 외란이나 셀프얼라이닝토오크에 대항
타이어에 외란이나 셀프얼라이닝토오크 등에 의한 효과가 작용하면 그것이 파워실린더(8)의 로드에 작용한다. 혹 스탠바이유량을 확보해 두지 않으면 이 외란이나 셀프얼라이닝토오크에 의한 항력으로 타이어가 휘청거리게 된다. 그러나 스탠바이유량을 확보해두면 예를들어 상기 항력이 작용한다고 해도 타이거나 휘청거리지 않는다. 즉 상기 파워실린더(8)의 로드에는 스티어링밸브(9)를 변환하기 위한 피니온 등이 맞물려있기 때문에 상기 항력이 작용하면 스티어링밸브도 변환하고, 그 항력에 대항하는 방향으로 스탠바이유량을 공급하게 된다. 따라서 스탠바이유량을 확보해 두면 상기 킥백에 의해 외란이나 셀프얼라이닝토오크에 대항할 수 있게 된다.
③ 응답성의 확보
예를들면 도 3과 같이 스탠바이유량 QS를 확보해 두면 그것이 전혀 없을 때 보다도 목적의 제어유량 QP에 도달하는 시간이 짧아도 된다. 이 시간차가 응답성이 되므로 결국 스탠바이유량 QS을 확보하는 편이 응답성을 향상시킬 수 있다.
다음 제 1실시예의 작용을 설명한다.
예를들면 차속이 저속역에 있는 상태에서 조타하면 그 때의 조타토오크에 의해 솔레노이드 전류지령치 IT가 정해진다. 그리고 이 지령치 IT에 차속에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV= 1을 곱한다. 그 곱한 값인 IT에 스탠바이유량을 확보하기 위한 솔레노이드 전류지령치 IS를 다시 가산한다.
즉 저속역에서는 솔레노이드 전류지령치 1이 I = IT+ IS가 된다.
또 상기와 같이 저속역에서 주행중이라도 직진주행시 등에서 스티어링휠을 중립위치 근방에 유지할 때에는 조타토오크에 의한 솔레노이드 전류치 IT는 0이 된다. 그러나 이 경우에도 솔레노이드 전류지령치 IS만은 출력되므로 스탠바이유량은 반드시 확보된다.
따라서 저속역에서의 직진주행시라도 장치의 냉각효과를 기대할 수 있음과동시에 킥백 등에 의한 외란에도 대항할 수 있다. 또한 스탠바이유량을 확보하고 있기 때문에 응답성도 양호하게 유지할 수 있다.
또 이 스탠바이유량의 효능은 저속역, 중속역 및 고속역에서의 주행중에도 모두 마찬가지로 적용할 수 있다.
차속이 고속역에 있을 때에는 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV가 0이 된다. 이 전류지령치 IV가 0이 되면 IT* IV= 0이 되므로 제어유량 QP는 스탠바이유량 QS만이 되고, 파워어시스트힘도 거의 없어진다.
그리고 중속역에서의 주행중에는 그 속도에 따라 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV가 작아지고 있기 때문에 그에 따라 제어유량 QP도 적어진다. 따라서 파워어시스트힘도 그 만큼 작아져 간다.
또한 통상의 주행에서는 고속주행중에 스티어링휠을 크게 바꾸지 않는다. 스티어링휠을 크게 바꾸는 것은 거의 저속역이다. 그 관계를 나타낸 것이 도 4이다. 이들 도면에서도 알 수 있는 것과 같이 차속 V가 높아짐에 따라 조타토오크 T 의 범위가 중립을 중심으로 좁아져 간다. 따라서 차속 V와, 조타토오크 T의 범위는 상관성이 있다고 할 수 있다. 이것으로 차속센서 대신에 조타토오크를 대용하는 것이 가능하게 된다.
단 차속센서(17)에 의해 솔레노이드 전류지령치 IV를 고려하는 것이 실제 주행에 의해 적합한 제어가 가능하게 된다.
도 5에 도시한 제 2실시예는 조타토오크 T에 의한 솔레노이드 전류지령치 IT를 실제 상황에 더욱 가깝게 한 것에 특징을 갖고, 이것이 제 1실시예와 다른점이다. 제 1실시예와의 차이점은 다음을 생각하고 있다.
드라이버의 조타감각을 기초로 하면 도 6과 같이 조타토오크 T와 그것에 의해 특정되는 제어유량 QP는 리니어한 특성을 유지하는 것이 이상적이다.
그러나 솔레노이드 전류지령치 I와 솔레노이드 SOL에 의한 가변오리피스(a)의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP는 도 7과 같이 2승특성에 가까운 것이 된다. 이는 가변오리피스(a)를 구성하는 포핏(poppet)등의 질량이나 솔레노이드의 성능이 상승적으로 작용한 결과이다.
그러나 제 1 및 제 2실시예도 조타토오크 T 에 의해 솔레노이드 전류지령치 IT를 구하고, 이 지령치 IT로 제어유량 QP를 특정하도록 하고 있기 때문에 그 대로이면 조타토오크와 제어유량 QP이 리니어한 관계가 되지 않는다.
그래서 이 제 2실시예에서는 조타토오크에 의한 솔레노이드 전류지령치 IT를 도 5와 같이 제어유량 QP가 최대유량에 이를 때 까지를 만곡형상으로 한 것이다.
단 이 만곡을 얻기 위해서는 예를들면 조타토오크 T 와 제어유량 QP가 도 6에 도시하는 리니어한 특성이 되는 포인트를 실험에 의해 플롯해도 좋고, 도 7의 곡선과 도 6의 곡선을 수식화 하여 도 6의 값을 도 7의 값에서 빼서 구해도 좋다.
이와같은 제 2실시예에 의하면 조타토오크와 제어유량 QP가 리니어한 관계가 되므로 조타감각과 출력을 일치시킬 수 있다.
또 이 제 2실시예에서는 차속 V에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 리미터로 하여 이용한 점도, 제 1실시예와는 다른다. 즉 제 1실시예에서는 이 지령치 IV를 지령치 IT에 곱했다. 그러나 지령치 IV를 곱하면 차속 V가 높아지면 질 수록 실질적으로 계수가 작아진다. 계수가 작아지면 그래프의 기울기가 그 만큼 완만하게 된다. 기울기가 완만하게 되면 응답성이 나빠진다.
그래서 이 제 2실시예에서는 상기와 같이 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 리미터로 하여 이용하고, 솔레노이드 전류지령치 I의 기울기를 일정하게 유지하도록 한 것이다.
단 상기 기울기의 변화는 실제로는 거의 없기 때문에 그것을 무시해도 그 만큼 큰 영향을 미치지 않는다.
또한 이 제 2실시예에 있어서도 스탠바이유량을 확보하도록 한 점은 제 1실시예와 같다.
도 8에 도시한 제 3실시예는 상기 제 1,2실시예에 있어 조타토오크센서 대신에 조타각센서(16)를 이용한 것으로 상기 제 1, 2실시예와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 붙이고 있다.
상기 조타각 센서(16)와, 차속센서(17)를 접속한 콘트롤러(C)의 제어시스템은 도 8에 도시하는 바와 같다. 즉 콘트롤러(C)는 조타각센서(16)로부터의 타각신호를 입력하면 그것을 기초로 조타각(θ)과 조타각속도(ω)를 연산한다.
그리고 이들 조타각(θ) 및 조타각속도(ω)를 기초로 상기 요구량 QM을 추정하도록 하고 있다.
또한 상기 제 1, 2실시예와 같이 조타토오크를 기초로 상기 요구유량 QM을 특정하는 것이 정확한 제어를 할 수 있다. 그러나 조타토오크를 검출하여 가변오리피스(a)의 개방정도를 제어하려고 하면 현재 상태의 파워스티어링 시스템을 대폭적으로 변경해야 한다.
그러나 이 제 3실시예와 같이 조타각(θ) 및 조타각속도(ω)를 기초로 하여 요구요량 QM을 추정하도록 하면 현재 상태의 파워스티어링시스템 그 자체를 거의 변형하지 않아도 된다.
따라서 조타각(θ) 및 조타각속도(ω)를 검출하여 상기 요구유량 QM을 추정하는 제 3실시예가 조타토오크를 직접 검출하는 시스템보다도 대폭적으로 원가절감이 가능하다는 특징이 있다. 또한 이 특징은 뒤에 설명하는 제 4실시예에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
상기의 이유에서 콘트롤러(C)는 조타각(θ)과 조타각속도(ω)를 기초로 솔레노이드 SOL의 여자전류를 제어하도록 하고 있다. 그 제어특성은 도 3에 도시하는 바와 같다.
도 3에 있어 조타각(θ)과 솔레노이드 전류지령치 Iθ는 그 조타각(θ)과 제어유량 QP와의 관계가 리니어한 특성이 되는 이론치를 기초로 정해진다. 또 조타각속도(ω)와 솔레노이드 전류지령치 Iω와의 관계도 조타각속도(ω)와 제어유량 QP가 리니어한 특성이 되는 이론치를 기초로 정하고 있다.
단 조타각(θ) 및 조타각속도(ω)가 소정의 설정치 이상이 되지 않으면 상기 지령치 Iθ및 Iω모두 0을 출력하도록 하고 있다. 즉 스티어링휠이 중립 또는 그 근방에 있을 때에는 상기 지령치 Iθ나 Iω도 0이 되도록 하고 있다.
그리고 이들 조타각(θ)에 대한 솔레노이드 전류지령치 Iθ및 조타각속도(ω)에 대한 솔레노이드 전류지령치 Iω는 테이블값으로서 콘트롤러(C)에 미리 기억시켜 두어도 좋고, 조타각(θ) 및 조타각속도(ω)를 기초로 하여 그때마다 콘트롤러(C)에 연산시키도록 해도 좋다.
어느 하나로 하건 조타각(θ)을 기초로 솔레노이드 전류지령치 Iθ와, 조타각속도(ω)를 기초로 하여 솔레노이드 전류지령치 Iω를 구하면 그들 양자를 가산한다. 이 가산치(Iθ+ Iω)에 이번에는 차속신호를 기초로 한 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱한다.
단 상기 차속신호를 기초로 솔레노이드 전류지령치 IV는 차속이 저속역에서는 1을 출력하고, 고속역에서는 0을 출력함과 동시에 그 사이의 중속역에서는 1부터 0까지의 소수점 이하의 값을 출력한다.
따라서 상기 가산치(Iθ+ Iω)에 차속신호를 기초로 한 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱하면 저속역에서는 (Iθ+ Iω)가 그 대로 출력되도록 하고, 고속역에서는(Iθ+ Iω)가 0이 된다. 또 중속역에서는 속도가 올라가면 그에 반비례한 값이 출력된다.
상기와 같이 (Iθ+ Iω) * IV가 구해지면 다시 거기에 스탠바이 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산한다. 즉 {(Iθ+ Iω)* IV} + IS= I(솔레노이드 전류지령치)로하여 드라이드(19)로부터 출력시킨다.
상기 스탠바이 솔레노이드 전류지령치 IS는 늘 소정의 전류가 가변오리피스(a)의 솔레노이드 SOL에 공급되도록 하기 위한 것이다. 이와같이 스탠바이 솔레노이드 전류지령치 IS가 공급된 가변오리피스(a)는 조타각(θ), 조타각속도(ω) 및 차속을 기초로 한 솔레노이드 전류지령치가 예를들어 0이었다고 해도 그 개방정도를 일정하게 유지함과 동시에 일정한 스탠바이유량을 확보한다.
단 에너지 절약 면에서 보면 파워실린더(8) 및 스티어링밸브(9)측의 요구유량 QM이 0이면 유량제어밸브(V)의 제어유량 QP도 0으로 하는 것이 이상적이지만 그 이유는 다음과 같다.
제어유량 QP를 0으로 한다는 것은 펌프(P)의 토출량 전량을 탱크포트(11)에서 펌프(P) 또는 탱크(T)로 환류시키는 것을 의미한다. 그리고 탱크포트(11)로부터 펌프(P) 또는 탱크(T)로 환류하는 유로는 본체(B)내에 있고 매우 짧기 때문에 그 압력손실이 거의 없다. 압력손실이 거의 없기 때문에 펌프(P)의 구동토오크도 최소로 억제되고 그 만큼 에너지 소비를 줄일 수 있게 된다.
이와같은 의미에서 요구유량 QM이 0일 때 제어유량 QP도 0으로 하는 것이 에너지 절약 면에서는 절대 유리하다.
그럼에도 불구하고 요구유량 QM이 0에서도 스탠바이유량 QS를 확보한것은 다음 세가지 이유때문이다.
① 장치의 시저방지
어느 정도의 기름을 장치에 환류시켜 두는 편이 그 기름에 의한 냉각효과를 기대할 수 있지만 스탠바이유량은 이 냉각기능을 하게 된다.
② 킥백등의 외란이나 셀프얼라이닝토오크에 대항
타이어에 외란이나 셀프얼라이닝토오크 등에 의한 효력가 작용하면 그것이 파워실린더(8)의 로드에 작용한다. 혹 스탠바이유량을 확보해 두지 않으면 이 외란이나 셀프얼라이닝토오크에 의한 항력으로 타이어가 휘청거리게 된다. 그러나 스탠바이유량을 확보해두면 예를들어 상기 항력이 작용한다고 해두 타이거나 휘청거리지 않는다. 즉 상기 파워실린더(8)의 로드에는 스티어링밸브(9)를 변환하기 위한 피니온 등이 맞물려있기 때문에 상기 항력이 작용하면 스티어링밸브도 변환하고, 그 항력에 대항하는 방향으로 스탠바이유량을 공급하게 된다. 따라서 스탠바이유량을 확보해 두면 상기 킥백에 의해 외란이나 셀프얼라이닝토오크에 대항할 수 있게 된다.
③ 응답성의 확보
예를들면 도 3과 같이 스탠바이유량 QS를 확보해 두면 그것이 전혀 없을 때 보다도 목적의 제어유량 QP에 도달하는 시간이 짧아도 된다. 이 시간차가 응답성이 되므로 결국 스탠바이유량 QS을 확보하는 편이 응답성을 향상시킬 수 있다.
다음 이 제 3실시예의 작용을 설명한다.
예를들면 차속이 저속역에 있는 상태에서 조타하면 그때의 조타각(θ)과 조타각속도(ω)에 의해 솔레노이드 전류지령치 Iθ+ Iω가 정해진다. 그리고 이들 지령치를 가산함과 동시에 이 가산치(Iθ+ Iω)에 차속에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV= 1을 곱한다. 그 곱한 값인 (Iθ+ Iω)에 스탠바이 유량을 확보하기 위한 솔레노이드 전류지령치 IS를 다시 가산한다.
즉 저속역에서는 솔레노이드 전류지령치 I는 I = Iθ+ Iω+ IS가 된다.
또한 상기와 같이 조타각(θ)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iθ와, 조타각속도(ω)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iω를 가산한 것은 다음의 이유 때문이다.
제 1이유는 응답성을 확보하는 것이다. 즉 파워실린더(8)나 스티어링밸브(9)측의 요구유량 QM에 대해 늘 많은 제어유량 QM을 공급하는 것이 파워실린더의 응답성이 좋아진다. 이와같은 이유에서 양 전류치 Iθ+ Iω가산하도록 하고 있다.
제 2이유는 보타(保舵)시의 안정성을 확보하기 위함이다. 예를들면 스티어링밸브(9)측의 요구유량 QM을 추정하는 데는 조타토오크가 가장 적절한 것은 상기한 바와 같다. 그리고 이 조타토오크에 가장 근사한 것이 조타각속도(ω)이다.
따라서 이론적으로는 조타각속도(ω)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iω만이라도 그것나름대로 제어가 가능하게 된다. 그러나 조타각속도(ω)는 스티어링을 조타하고 있는 중간에 밖에 발생하지 않는다. 예를들면 스티어링을 어느 각도 조타하여 그 타각의 위치에서 스티어링을 멈춰 보타할 때에는 조타각속도(ω)는 0이 된다.
혹시 상기와 같은 보타시에 제어유량 QP를 확보할 수 없으면 차량의 셀프얼라이닝토오크에 의한 항력에 져서 파워실린더(8)가 움직이게 된다.
이와같이 파워실린더(8)가 그 위치를 유지하지 않고 움직이게 되면 그것말로 보타 그 자체가 불가능하게 된다.
그러나 상기와 같이 조타각(θ)을 파라메터로 해 두면 보타시라도 조타각(θ)이 유지되므로 솔레노이드 전류공급치 Iθ를 확보할 수 있다. 따라서 이 전류지령치 Iθ에서 보타에 필요한 파워를 유지할 수 있게 된다.
또한 상기 조타각(θ)과 조타각속도(ω)의 관계는 저속역, 중속역 및 고속역에서의 주행중에도 모두 마찬가지로 적용할 수 있는 것이다.
또 저속역에서 주행중에도 직진주행시 등에서 스티어링휠을 중립위치근방으로 유지할 때에는 조타각(θ)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iθ및 조타각속도 (ω)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iω는 0이 된다. 그러나 이 경우에도 솔레노이드 전류지령치 IS만은 출력되므로 스탠바이유량은 반드시 확보된다.
따라서 저속역에서의 직진주행시라도 장치의 냉각효과를 기대할 수 있음과 동시에 킥백 등에 의한 외란에도 대응할 수 있다. 또한 스탠바이유량을 확보하고 있기 때문에 응답성도 양호하게 유지된다.
또 이 스탠바이유량의 효능은 저속역, 중속역 및 고속역에서의 주행중에도 모두 마찬가지로 적용할 수 있다.
차속이 고속역에 있을 때에는 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV가 0이 된다. 이 전류지령치 IV가 0이 되면(Iθ+ Iω) * IV= 0이 되므로 제어유량 QP는 스탠바이유량 QS만이 되어 파워어시스트힘도 거의 없어진다.
그리고 중속역에서의 주행중에는 그 속도에 따라 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV가 작아지기 때문에 그와 함께 제어유량 QP도 적어진다. 따라서 파워어시스티힘도 그만큼 작아져 간다.
또한 통상의 주행에서는 고속주행중에 스티어링휠을 끄게 바꾸지 않는다. 스티어링휠을 크게 바꾸는 것은 거의 저속역이다. 그 관계를 나타내는 것이 도 9 및 도 10이다. 이들 도면에서도 알 수 있는 것과 같이 차속이 높아짐에 따라 조타각(θ) 및 조타각속도(ω)의 범위가 중립을 중심으로 좁아져 간다. 따라서 차속과, 조타각(θ) 또는 조타각속도(ω)의 범위는 상관성이 있다고 할 수 있다. 이것으로 차속센서(17) 대신에 조타각을 대용하는 것이 가능하게 된다.
따라서 차속센서(17)를 배치하는 것과, 차속에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 고려하는 것은 반드시 필수 구성요소는 아니다. 단 차속센서(17)에 의해 솔레노이드 전류지령치 IV를 고려하는 것이 실제의 주행에 의해 적합한 제어가 가능하다.
도 11에 도시한 제 4실시예는 다음 2점에서 제 3실시예와 다르다. 즉 제 1점은 조타각(θ)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iθ와, 조타각속도(ω)에 의한 솔레노이드 전류지령치(Iω)를 실제 상황에 의해 가깝게 하는 것이다.
제 2점은 조타각(θ)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iθ와, 조타각속도(ω)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iω를, 제 3실시예와 같이 가산하는 것이 아니고 어느 한 큰쪽값을 선택하도록 한 것이다.
제 3실시예와의 차이점인 제 1점은 다음을 생각하고 있다. 드라이버의 조타감각을 기초로 하면 도 12와 같이 조타각(θ)과 그에 따라 특정되는 제어유량 QP는 리니어한 특성을 유지하는 것이 이상적이다.
그러나 솔레노이드 전류지령치 I와, 솔레노이드 SOL에 의한 가변오리피스(a)의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP은 도 13과 같이 2승특성이 가까운 것이 된다. 이는 가변오리피스(a)를 구성하는 포핏등의 질량이나, 솔레노이드의 성능이 상승적으로 작용한 결과이다.
그러나 제 3 및 제 4실시예도 조타각(θ)에 의해 솔레노이드 전류지령치 Iθ를 구하고, 이 지령치 Iθ로 제어유량 QP를 특정하고 있기 때문에 그대로이면 조타각(θ)과 제어유량 QP가 리니어한 특성이 되지 않는다.
그래서 이 제 4실시예에서는 조타각(θ)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iθ를, 도 11과 같이 제어유량 QP가 최대유량에 달할 때 까지를 곡선형상으로 한 것이다.
단 이 곡선을 얻는 데는 예를들면 조타각(θ)과 제어유량 QP가 도 12에 도시하는 리니어한 특성이 되는 포인트를 실험에 의해 플롯해도 좋고, 도 13의 곡선과 도 12의 직선을 수식화하여 도 12의 값을 도 13의 값에서 빼서 θ= f(I)를 구해도 좋다.
또한 이것은 조타각속도(ω)에 관해서도 거의 같다고 할 수 있다.
이와같이 한 제 4실시예에 의하면 조타각(θ) 및 조타각속도(ω)와, 제어유량 QP이 리니어한 관계가 되므로 조타감각과 출력을 일치시킬 수 있다.
또한 상기와 같이 제어유량 QP와, 조타각(θ) 또는 조타각속도(ω)의 상관관계를 리니어한 특성으로 하는 생각은 상기한 제 3실시예에도 적용할 수 있는 것은 당연하다.
또 상기한 제 2차이점인 조타각(θ)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iθ와, 조타각속도(ω)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iω중 어느 한 큰 쪽 값을 선택하도록 한 이유를 다음에 설명한다.
예를들면 제 3실시예에서는 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω를 가산하고 있지만 이와같이 지령치 Iθ와 Iω를 가산하면 그 값의 폭이 커지게 된다.
예를들면 제 3실시예와 같이 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω를 가산하면 그 그래프의 곡선안에서 변화율이 가장 큰 곳에서 도 14의 사선으로 도시하는 것과 같은 폭이 생기게 된다. 예를들면 도 14에 있어 x점에 주목하면 x = θ1 + ω2일 때도 있고, x = θ2 + ω2일도 있다. 이와같이 가산되는 개개의 값이 서로 다름에도 불구하고 x가 같은 값이 되면 드라이버의 조타감각은 같지만 전류지령치 (Iθ와 Iω)가 y1,y2의 범위에서 다른 것이 된다.
그 때문에 드라이버의 조타감각은 같은 데 출력이 다르다는 결과가 나온다. 이와같은 이유에서 제 3실시예의 경우에는 조타감이 다소 나빠지는 경우가 있었다.
그래서 제 4실시예에서는 솔레노이드 전류지령치 Iθ또는 Iω중 큰 쪽 값만을 선택하도록 한 것이다. 이와같이 한쪽 값만을 선택함으로써 도 14의 사선부분으로 나타낸 변동폭을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한 솔레노이드 전류지령치 Iθ또는 Iω중 작은 값이 아닌 큰 값을 선택하도록 한 것은 응답성을 확보하기 위함이다. 즉 제어유량 QP가 작은 경우보다도 큰 쪽이 응답성이 좋은 것은 상기한 바와 같다.
또 이 제 4실시예에서는 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 리미터로 하여 이용한 점도 제 3실시예와는 다르다. 즉 제 3실시예에서는 이 지령치 IV를 (Iθ+ Iω)에 곱하여 계산했다. 그러나 지령치 IV를 곱하면 차속이 높아지면 질 수록 실질적으로 계수가 작아진다. 계수가 작아지면 그래프의 기울기가 그만큼 완만하게 된다. 기울기가 완만하게 되면 응답성이 나빠진다.
그래서 제 4실시예에서는 상기와 같이 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 리미터로 하여 이용하고, 솔레노이드 전류지령치 I의 기울기를 일정하게 유지하도록 한 것이다.
단 상기 기울기의 변화는 실질적으로 거의 없기 때문에 그것을 무시해도 조타감에 그만큼 큰 영향을 미치지 않는다.
따라서 이 제 4실시예에 있어서도 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 어느 한 큰쪽의 솔레노이드 전류지령치 Iθ또는 Iω에 곱해도 된다.
반대로 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 리미터로 하여 이용하는 것은 제 3실시예에 있어서도 그 대로 적용할 수 있다.
또한 이 제 4실시예에 있어서도 스탠바이유량을 확보하도록 한 점은 제 3실시예와 거의 마찬가지이다.
도 15에 도시한 제 5실시예는 조타각센서(16)로부터 타각신호를 콘트롤러(C)에 입력하면 이 콘트롤러(C)는 그것을 기초로 조타각(θ) 과 조타각속도(ω)를 연산한다. 그리고 이들 조타각(θ) 과 조타각속도(ω)를 기초로 상기 요구량 QM을 추정하도록 하고 있다.
또한 이 제 5실시예에서도 조타각(θ) 및 조타각속도(ω)를 기초로 하여 요구유량 QM을 추정하도록 하고 있기 때문에 현재 상태의 파워스티어링시스템을 거의 변경하지 않아도 된다.
콘트롤러(C)는 조타각(θ)과 조타각속도(ω)를 기초로 솔레노이드 SOL의 여자전류를 제어하도록 하고 있다. 즉 도 15에 있어 조타각(θ)과 솔레노이드 전류지령치 Iθ는 그 조타각(θ)과 제어유량 QP의 관계가 리니어한 특성이 되는 이론치를 기초로 정하고 있다. 또 조타각속도(ω)와 솔레노이드 전류지령치 Iω의 관계도 조타각속도(ω)와 제어유량 QP가 리니어한 특성이 되는 이론치를 기초로 정하고 있다.
단 조타각(θ) 및 조타각속도(ω)가 소정의 설정치 이상이 되지 않으면 상기 지령치 Iθ및 Iω모두 0을 출력하도록 하고 있다. 즉 스티어링휠이 중립 또는 그 근방에 있을 때에는 상기 지령치 Iθ나 Iω도 0이 되도록 하고 있다.
그리고 이들 조타각(θ)에 대한 솔레노이드 전류지령치 Iθ및 조타각속도(ω)에 대한 솔레노이드 전류지령치 Iω는 테이블값으로 하여 콘트롤러(C)에 미리 기억시켜 둬도 좋고, 조타각(θ) 또는 조타각속도(ω) 를 기초로 그 때마다 콘트롤러(C)에 연산시키도록 해도 좋다.
또 콘트롤러(C)는 차속센서(17)의 출력신호를 기초로 조타각용 전류지령치 IV1과 조타각속도용 전류지령치 IV2를 출력하도록 하고 있지만 이들 조타각용 전류지령치 IV1및 조타각속도용 전류지령치 IV2는 테이블값으로서 콘트롤러(C)에 미리 기억시켜 둬도 좋으며 차속 V를 기초로 그 때 마다 콘트롤러(C)에 연산시키도록 해도 좋다.
그리고 조타각용 전류지령치 IV1는 저속역에서 1을 출력하고, 최고속역에서 예를들면 0.6을 출력하도록 하고 있다. 또 조타각속도용 전류지령치 IV2는 저속역에서 1을 출력하고, 최고속역에서 예를들면 0.8을 출력하도록 하고 있다.
즉 조타각용 전류지령치 IV1은 1부터 0.6범위에서 제어하는 한편 조타각속도용 전류지령치 IV2는 1부터 0.8의 범위에서 제어하도록 하고 있다. 따라서 저속역에서 최고속역에서의 게인은 조타각용 전류지령치 IV1가 커지도록 하고 있다.
그리고 상기 조타각(θ)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iθ에는 차속 V에 따른 조타각용 전류지령치 IV1를 곱한다. 따라서 차속 V가 고속이 되면 될 수록 그 곱셈결과인 출력치 즉 조타각시스템의 전류지령치 I1는 작아진다. 또한 조타각용 전류지령치 IV1의 게인을 조타각 속도용 전류지령치 IV2의 게인보다도 크게 하고 있기 때문에 고속으로 되면 될 수록 그 감소율이 커진다.
한편 조타각속도(ω)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iω에는 차속에 따른 조타각속도용 전류지령치 Iv2를 한계치로 하고, 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2를 출력시키도록 하고 있다. 이 전류지령치 I2도, 차속에 따라 감속시키도록 하고 있지만 그 게인을 조타각용 전류지령치 Iv1의 게인보다도 작게하고 있기 때문에 전류지령치 I2의 감소율은 전류지령치 I1의 경우보다도 작다.
상기와 같이 출력된 조타각 시스템의 전류지령치 I1과, 조타각속도 시스템의전류지령치 I2와의 대소를 비교하여 그 큰 쪽 I1 또는 I2를 채용하도록 하고 있다.
이와같이 어느 한 큰쪽을 채용하도록 한 것은 다음의 이유에서. 즉 고속주행시에는 스티어링을 급조작하는 경우는 우선 없기 때문에 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2가 작아지고, 조타각 시스템의 전류지령치 I1가 커지는 것이 보통이다.
따라서 고속주행시에는 스티어링조작의 안전성, 안정성을 높이기 위해 조타각을 기준으로 하면서 그 조타각 시스템의 전류지령치 I1의 게인을 크게하고 있다. 환언하면 주행속도가 빨라질 수록 제어유량 QP를 적게하는 비율을 높여 에너지손실을 더욱 작게할 수 있다.
한편 저속주행시에는 스티어링을 급조작하는 경우가 많아진다. 그 때문에 대부분의 경우에 조타각속도쪽이 커진다. 이와같이 조타각속도가 클 경우에는 응답성이 중시된다.
따라서 저속주행시에는 스티어링조작의 조작성 즉 응답성을 높이기 위해 조타각속도를 기준으로 하면서 그 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2의 게인을 작게하고 있다. 환언하면 주행속도가 어느 정도 빨라져도 스티어링을 급조작했을 때에는 제어유량 QP를 충분히 확보하여 응답성을 우선으로 하고 있다.
단 차량의 주행속도가 일정하더라도 조타각 시스템의 전류지령치 I1가 커지거나, 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2가 커지거나 한다. 예를들면 스티어링을 어느 각도 조타하여, 그 조타각(θ)의 위치에서 스티어링을 멈추어 방향을 유지하고 있을 때에는 조타각속도(ω)는 0이 된다. 따라서 차속이 같아도 최초에 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2가 크고 보타에 들어가고 나서 조타각 시스템의 전류지령치 I1쪽이 커진다.
어떻게 하던 간에 전류지령치 I1과 I2중 큰 쪽의 값을 택일하고 있기 때문에 어떠한 주행조건에서도 어느 한 전류지령치가 출력되게 된다.
혹은 상기와 같은 방향유지시에 전류지령치 I1과 I2중 어느 하나가 출력되지 않으면 제어유량 QP을 확보할 수 없게 된다. 제어유량 QP를 확보할 수 없으면 보타시에는 차량의 셀프얼라이닝토오크에 의한 항력에 져서 파워실린더(8)가 움직이게 된다. 이와같이 파워실린더(8)가 그 위치를 유지하지 않고 움직이게 되면 그만큼보타 그 자체가 불가능하게 된다.
그러나 상기와 같이 전류지령치 I1과 I2중 어느 하나를 이용하도록 하고 있기 때문에 스티어링 조작중에 양쪽모두 0이 되는 경우는 없다. 환언하면 보타시라도 조타각(θ)이 유지되므로 솔레노이드 전류지령치 Iθ를 확보할 수 있다. 따라서 이 전류지령치 Iθ로 보타에 필요한 파워를 유지할 수 있게 된다.
한편 고속주행시에도 스티어링을 급조작하는 경우가 있다. 이 때에는 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2가 커지므로 그 전류지령치 I2가 선택된다. 단 이 전류지령치 I2는 조타각속도용 전류지령치 IV2의 한계치의 범위내에 제어된 값이 되므로 안전성은 충분히 확보된다.
단 차량의 고속주행시에 있어 조타각속도용 전류지령치 IV2의 한계최소치는 조타각용 전류지령치 IV1의 최소치 보다도 약간 크게하고 있다. 즉 이 실시예에서는 상기한 것과 같이 조타각용 전류지령치 IV1의 최소치를 0.6으로 설정하고, 조타각속도용 전류지령치 IV2의 한계최소치를 0.8로 설정하고 있다.
따라서 고속주행시에 조타각 시스템의 전류지령치 I1로 제어되는 경우보다도 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2로 제어되는 경우쪽이 응답성이 좋아진다.
단 고속주행시에 응답성이 너무 좋으면 안정성을 잃게 될 위험성도 있다. 그래서 조타각속도용 전류지령치 IV2의 한계최소치를 0.8로 설정하고 있지만 그 근거는 차량의 요레이트를 기초로 한 안전성을 기준으로 하고 있다.
즉 차량의 요레이트는 대체로 차속 60km/h이하에서 주행할 때 그 수렴성이 거의 비슷한 특성이 된다. 즉 60km/h이하에서는 10km/h주행이거나 40km/h 주행이거나, 그 수렴성은 거의 변하지 않는다. 이와같이 요레이트의 수렴성이 안정된 범위를 안전성의 한계로서 취하고 조타각속도용 전류지령치 IV2의 한계최소치를 0.8로 설정한 것이다.
따라서 이 실시예에 의하면 100km/h에서 주행중에 스티어링을 급조작하고, 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2가 커져 그 전류지령치 I2가 선택될 때 60km/h에서 주행하고 있을 때와 마찬가지의 안전성, 안정성으로 조타할 수 있게 된다.
또 상기와 같이 선택된 전류지령치 I1 또는 I2에는 스탠바이용 전류지령치 IS를 가산한다.
이 스탠바이용 전류지령 IS는 늘 소정의 전류가 가변오리피스(a)의 솔레노이드 SOL에 공급되도록 하기 위함이다. 이와같이 스탠바이용 전류지령치 IS가 공급된 가변오리피스(a)는 조타각(θ), 조타각속도(ω) 및 차속을 기초로 한 솔레노이드 전류지령치가 예를들어 0이었다고 해도 그 개방정도를 일정하게 유지함과 동시에 일정한 스탠바이유량을 확보한다.
단 에너지 절약 관점에서 말하면 파워실린더(8) 및 스티어링밸브(9)측의 요구유량 QM이 0이면 유량제어밸브(V)의 제어유량 QP도 0으로 하는 것이 이상적이지만 그 이유는 다음과 같다.
제어유량 QP을 0으로 하는 것은 펌프(P)의 토출량 전 량을 탱크포트(11)로부터 펌프(P) 또는 탱크(T)로 환류시키는 것을 의미한다. 그리고 탱크포트(11)로부터 펌프(P) 또는 탱크(T)로 환류하는 유로는 본체(B)내에 있고, 매우 짧기 때문에 그 압력손실이 거의 없다. 압력손실이 거의 없기 때문에 펌프(P)의 구동토오크도 최소로 억제되고, 그 만큼 에너지 절약에 이어진다.
이와같은 의미에서 요구유량 QM이 0일 때 제어유량 QP도 0으로 하는 것이 에너지 절약면에서는 매우 유리하다.
그럼에도 불구하고 요구유량 QM이 0이라도 스탠바이유량 QS를 확보한 것은 다음 세가지 이유때문이다.
① 장치의 시저방지
어느 정도의 기름을 장치에 환류시켜 두는 편이 그 기름에 의한 냉각효과를 기대할 수 있지만 스탠바이유량은 이 냉각기능을 하게 된다.
② 킥백등의 외란이나 셀프얼라이닝토오크에 대항
타이어에 외란이나 셀프얼라이닝토오크 등에 의한 효과가 작용하면 그것이 파워실린더(8)의 로드에 작용한다. 혹 스탠바이유량을 확보해 두지 않으면 이 외란이나 셀프얼라이닝토오크에 의한 항력으로 타이어가 휘청거리게 된다. 그러나 스탠바이유량을 확보해두면 예를들어 상기 항력이 작용한다고 해두 타이거나 휘청거리지 않는다. 즉 상기 파워실린더(8)의 로드에는 스티어링밸브(9)를 변환하기 위한 피니온 등이 맞물려있기 때문에 상기 항력이 작용하면 스티어링밸브도 변환하고, 그 항력에 대항하는 방향으로 스탠바이유량을 공급하게 된다. 따라서 스탠바이유량을 확보해 두면 상기 킥백에 의해 외란이나 셀프얼라이닝토오크에 대항할 수 있다.
③ 응답성의 확보
예를들면 도 3과 같이 스탠바이유량 QS를 확보해 두면 그것이 전혀 없을 때 보다도 목적의 제어유량 QP에 도달하는 시간이 짧아도 된다. 이 시간차가 응답성이 되므로 결국 스탠바이유량 QS을 확보하는 편이 응답성을 향상시킬 수 있다.
다음 제 5실시예의 작용을 설명한다.
현재 차량의 주행중에는 조타각에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 조타각용 전류지령치 IV1의 곱한 값인 조타각 시스템의 전류지령치 I1이 출력된다. 이와 함께 조타각 속도에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iω가 조타각속도용 전류지령치 Iv2를 한계치로 하여 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2가 출력된다.
그리고 조타각 시스템의 전류지령치 I1와 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2의 대소가 판정됨과 동시에 그 큰쪽의 지령치 I1 또는 I2에 스탠바이용 전류지령치 Is가 가산되고, 그 때 솔레노이드 여자전류 I가 정해진다.
이 솔레노이드 여자전류 I는 차량의 고속주행시에는 주로 조타각 시스템의 전류지령치 I1가 기준이 되고, 차량의 저속주행시에는 주로 조타각속도 시스템의 전류지령치 I2가 기준이 된다.
단 제 5실시예에 의하면 저속주행시라도 그 방향유지시에는 조타각 시스템의 전류지령치 I1를 기준으로 솔레노이드의 여자전류 I가 정해진다.
또 고속주행시라도 스티어링을 급조작했을 때에는 조타각 속도시스템의 전류지령치 I2를 기준으로 솔레노이드의 여자전류 I가 정해진다. 단 이 경우에는 상기한 것과 같이 예를들어 100km/h에서의 주행중에서도 60km/h주행시와 같은 안전성, 안정성으로 스티어링조작할 수 있도록 하고 있다.
제 1장치에 의하면 조타토오크를 검출함으로써 제어유량 QP를 제어할 수 있다. 따라서 상기 제어유량 QP을 적절히 확보하여 에너지를 줄일 수 있다.
또 스티어링휠을 멈춘 보타시에는 조타토오크에 의해 제어유량 QP를 적절히 확보하고, 셀프얼라이닝토오크에 대항시킬 수 있다.
또한 직진주행과 같이 조타토오크에 의한 솔레노이드 전류지령치 IT가 0이라도 스탠바이유량을 확보할 수 있다. 따라서 장치의 시저를 방지할 수 있고, 킥백 등의 외란에도 대응할 수 있다. 또한 양호한 응답성도 확보할 수 있다.
어떠한 방법이라도 스티어링휠을 바꾼 조타시, 스티어링휠을 멈춘 보타시, 또는 직진주행 중 어느 한 경우에도 제어유량 QP를 적절히 확보하고, 펌프(P)를 구동하기 위한 토오크를 필요이상 커지지 않도록 하여 확실한 에너지절감을 할 수 있다.
또한 파워스티어링장치에 있어 출력측의 조타반력을 제어하거나 스티어링밸브의 감도를 제어하기 위해 조타토오크 또는 차속 등의 신호를 이용하는 것은 종래부터 행해지고 있다. 그러나 본 발명과 같이 제어유량 QP을 제어하여 에너지를 줄이는 것을 목적으로 한 것으로 조타토오크 또는 차속 등의 신호를 이용한 것은 종래에는 없다.
또한 본 발명과 같이 조타토오크를 직접 검출함으로써 다른 센서나, 연산수단을 필요로 하지 않아 더욱 정확한 값을 얻을 수 있다.
본 발명은 에너지 절감을 목적으로 조타토오크 또는 차속 등의 신호를 이용한 점에 큰 특징을 갖는다.
제 2발명의 장치에 의하면 속도감각 타입으로 하고 있기 때문에 차속에 따른 에너지절감이 가능하게 된다.
제 3발명의 장치에 의하면 차속감응 타입이지만 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 리미터로 하여 이용하고 있기 때문에 응답성을 더욱 양호하게 유지할수 있다.
제 4발명의 장치에 의하면 조타토오크에 대한 제어유량 QP의 특성을 더욱 리니어하게 할 수 있기 때문에 조타감각을 향상시킬 수 있다.
제 5및 제 8발명의 장치에 의하면 조타각속도(ω)를 검출함으로써 조타토오크에 의해 가까운 값으로 제어유량 QP을 제어할 수 있다. 따라서 상기 제어유량 QP를 적절히 확보하여 에너지소비를 줄일 수 있다.
또 스티어링휠을 멈춤 보타시에는 조타각(θ)에 의해 제어유량 QP를 적절히 확보하고, 셀프얼라이닝토오크에 대항시킬 수 있다.
또한 직진주행시와 같이 조타각(θ)에 의한 솔레노이드 전류지령치 Iθ나 조타각속도(ω)에 의한 솔레노이드 전류지령치 IW가 0이라도 스탠바이유량을 확보할 수 있다. 따라서 장치의 시저를 방지할 수 있고, 킥백등의 외란에도 대응할 수 있다. 또한 양호한 응답성도 확보할 수 있다.
어떠한 것이든 스티어링휠을 바꾼 조타시, 스티어링휠을 멈추고 있는 보타시, 또는 직진주행 중 어느 한 경우에도 제어유량 QP을 적절히 확보하여 펌프를 구동하기 위한 토오크를 필요이상 커지지 않도록 하여 확실하게 에너지소비를 제어할 수 있다.
또한 파워스티어링장치에 있어 출력측의 조타반력을 제어하거나 스티어링밸브의 감도를 제어하기 위해 조타각, 조타각속도 또는 차속 등의 신호를 이용하는 것은 종래부터 행해지고 있다. 그러나 본 발명과 같이 제어유량 QP를 제어하여 에너지절감을 목적으로 한 것으로 조타각, 조타각속도 또는 차속 등의 신호를 이용한 것은 종래에는 없다.
본 발명은 에너지절감을 목적으로 하여 조타각, 조타각속도 또는 차속 등의 신호를 이용한 점에 큰 특징으로 갖는다.
제 6 및 제 9발명의 장치에 의하면 속도감응 타입으로 하고 있기 때문에 차속에 따른 에너지절감이 가능하게 된다.
제 7 및 제 10발명의 장치에 의하면 차속반응 타입이지만 차속에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 리미터로 하여 이용하고 있기 때문에 응답성을 더욱 양호하게 유지할 수 있다.
제11 및 제12발명의 장치에 의하면 조타각에 대한 제어유량 QP의 특성을 더욱 리니어하게 할 수 있기 때문에 조타감각을 향상시킬 수 있다.
제13발명의 장치에 의하면 고속주행시에는 조타각을 기준으로 하고, 솔레노이드의 여자전류 I를 정할 수 있기 때문에 조타의 안전성을 확보할 수 있다.
또 저속주행시에는 조타각속도를 기준으로 하여 솔레노이드의 여자전류 I를 정할 수 있기 때문에 조타의 응답성을 확보할 수 있다.
또한 고속주행시라도 스티어링을 급조작했을 때에는 차속을 기준으로 한 한계치의 범위내에서 응답성을 확보할 수 있기 때문에 고속주행시에 있어 장해물 회피 등의 상황에서는 오히려 안전성이 향상된다.
또 스티어링휠을 멈춘 보타시에는 조타각(θ)에 의해 제어유량 QP을 적절히확보하여 셀프얼라이닝토오크에 대항시킬 수 있다.
제14발명에 의하면 직진주행시와 같이 조타각(θ)이나 조타각속도(ω)가 0이라도 스탠바이유량을 확보할 수 있다. 따라서 장치의 시저를 방지할 수 있고 킥백 등의 외란에도 대응할 수 있다. 또한 양호한 응답성도 확보할 수 있다.
제13발명 및 제14발명 중 어느 한 경우에도 스티어링휠을 바꾼 조타시, 스티어링휠을 멈춘 보타시, 또는 직진주행 중 어느 한 경우에도 제어유량을 적절히 확보하여 펌프를 구동하기 위한 토오크를 필요이상 커지지 않도록 하여 확실한 에너지감소를 실현할 수 있다.
또한 파워스티어링장치에 있어 출력측의 조타반력을 제어하거나 스티어링밸브의 감도를 제어하기 위해 조타각, 조타각속도 또는 차속등의 신호를 이용하는 것은 종래부터 행해지고 있다. 그러나 본 발명과 같이 제어유량 QP를 제어하여 에너지절감을 목적으로 한 것으로 조타각, 조타각속도 또는 차속 등의 신호를 이용한 것은 종래에는 없다.
본 발명은 에너지감소를 목적으로 하여 조타각, 조타각속도 또는 차속 등의 신호를 이용한 점에 최대의 특징을 갖는다.
Claims (14)
- 본체에 스풀을 짜 넣어, 이 스풀의 일단을 펌프포트에 상시 연통하는 한쪽의 파일럿실을 향하게 하고, 스풀의 타단을 스프링을 개재시킨 다른쪽의 파일럿실을 향하게 하며, 상기 한쪽의 파일럿실의 하류측에 오리피스를 배치하여 이 오리피스를 통해 파워실린더를 제어하는 스티어링밸브에 압유를 이끌도록 하는 한편 상기 오리피스의 상류측의 압력을 상기 한쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하고, 하류측의 압력을 상기 다른쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하여 양 파일럿실의 압력밸런스로 스풀의 이동위치를 제어함과 동시에 그 이동위치에 따라 펌프의 토출량을 상기 스티어링밸브측으로 이끄는 제어유량 QP와, 탱크 또는 펌프에 환류시키는 복귀유량 QT로 분배하는 구성으로 한 파워스티어링장치에 있어서, 상기 오리피스를 솔레노이드의 여자전류 I에 따라 개방정도를 제어하는 가변오리피스로 함과 동시에, 이 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 콘트롤러를 배치함과 동시에 이 콘트롤러에는 조타토오크센서를 접속하고, 콘트롤러는 이 조타토오크 센서로부터의 조타토오크신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IT를 연산 또는 기억하도록 함과 동시에 이 솔레노이드 전류지령치 IT에 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하고, 이 가산한 지령치를 기초로 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 제 1항에 있어서,콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 IT에 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱하며, 그 곱한 값에 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 제 1항에 있어서,콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 IT에 대해 차속신호에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 한계치로 하며, 그 한계치 이내의 솔레노이드 전류지령치를 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS에 가산하는 구성으로 하는 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,콘트롤러는 솔레노이드의 여자전류 I와 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP와의 특성 및 조타토오크와 솔레노이드 지령치 IT와의 특성을 곱하고, 조타토오크와 솔레노이드 전류지령치 IT에 따른 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP가 리니어(linear)한 특성이 되는 구성으로 하는 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 본체에 스풀을 짜 넣어, 이 스풀의 일단을 펌프포트에 상시 연통하는 한쪽의 파일럿실을 향하게 하고, 스풀의 타단을 스프링을 개재시킨 다른쪽의 파일럿실을 향하게 하며, 상기 한쪽의 파일럿실의 하류측에 오리피스를 배치하여 이 오리피스를 통해 파워실린더를 제어하는 스티어링밸브에 압유를 이끌도록 하는 한편 상기 오리피스의 상류측의 압력을 상기 한쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하고, 하류측의 압력을 상기 다른쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하여 양 파일럿실의 압력밸런스로 스풀의 이동위치를 제어함과 동시에 그 이동위치에 따라 펌프의 토출량을 상기 스티어링밸브측으로 이끄는 제어유량 QP와, 탱크 또는 펌프에 환류시키는 복귀유량 QT로 분배하는 구성으로 한 파워스티어링장치에 있어서, 상기 오리피스는 솔레노이드의 여자전류 I에 따라 개방정도를 제어하는 가변오리피스로 함과 동시에, 이 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 콘트롤러를 배치함과 동시에 이 콘트롤러에는 조타각센서를 접속하고, 이 조타각 센서로부터의 조타각에 따른 조타각(θ)과 조타각속도(ω)를 연산 또는 기억하는 한편 콘트롤러는 이들 조타각 (θ)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iθ및 조타각속도(ω)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iω를 기억 또는 연산함과 동시에 이들 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω를 가산하고, 이 가산한 값에 다시 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하여 이들 합계 지령치를 기초로 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류치 I를 제어하는 구성으로 하는 것을 특징으로 한 파워스티어링장치.
- 제 5항에 있어서,콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω를 가산한 값에 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱하여 이 곱한 값에 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 Is를 가산하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 제 5항에 있어서,콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω를 가산한 값에 대해 차속신호에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 한계치로 하여 그 한계치 이내의 솔레노이드 전류지령치를 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS에 가산하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 본체에 스풀을 짜 넣어, 이 스풀의 일단을 펌프포트에 상시 연통하는 한쪽의파일럿실을 향하게 하고, 스풀의 타단을 스프링을 개재시킨 다른쪽의 파일럿실을 향하게 하며, 상기 한쪽의 파일럿실의 하류측에 오리피스를 배치하여 이 오리피스를 통해 파워실린더를 제어하는 스티어링밸브에 압유를 이끌도록 하는 한편 상기 오리피스의 상류측의 압력을 상기 한쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하고, 하류측의 압력을 상기 다른쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하여 양 파일럿실의 압력밸런스로 스풀의 이동위치를 제어함과 동시에 그 이동위치에 따라 펌프의 토출량을 상기 스티어링밸브측으로 이끄는 제어유량 QP와, 탱크 또는 펌프에 환류시키는 복귀유량 QT로 분배하는 구성으로 한 파워스티어링장치에 있어서, 상기 오리피스는 솔레노이드의 여자전류 I에 따라 개방정도를 제어하는 가변오리피스로 함과 동시에, 이 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 콘트롤러를 배치함과 동시에 이 콘트롤러에는 조타각센서를 접속하고, 이 조타각센서로부터의 조타각에 따른 조타각(θ)과 조타각속도(ω)를 연산 또는 기억하는 한편 콘트롤러는 이들 조타각 (θ)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iθ및 조타각속도 (ω)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iω를 기억 또는 연산함과 동시에 이들 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 Iω중 큰쪽의 솔레노이드 전류지령치를 선택함과 동시에 이 선택한 값에 다시 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하여 이들 합계지령치를 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 제 8항에 있어서,콘트롤러에 차속센서를 접속하고 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 Iθ또는 Iω중 어느 한 큰쪽 값에 솔레노이드 전류지령치 IV를 곱하여 그 곱한 값을 솔레노이드 전류지령치 IS에 가산하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 제 8항에 있어서,콘트롤러에 차속센서를 접속하고, 콘트롤러는 차속센서로부터의 차속신호에 따른 솔레노이드 전류지령치 IV를 연산 또는 기억하는 한편 솔레노이드 전류지령치 Iθ또는 Iω중 어느 한 큰쪽 값에 대해 차속신호에 의한 솔레노이드 전류지령치 IV를 한계치로 하여 그 한계치 이내의 솔레노이드 전류지령치를 솔레노이드 지령치 IS에 가산하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 제 5항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,콘트롤러는 솔레노이드의 여자전류 I와 가변오리피스의 개방정도로 정해지는제어유량 QP와의 특성 및 조타각 (θ)과 솔레노이드 지령치 Iθ와의 특성을 곱하고, 조타각(θ)과 솔레노이드 전류 I1에 따른 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP가 리니어한 특성이 되는 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 제 5항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,콘트롤러는 솔레노이드의 여자전류 I와 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP와의 특성 및 조타각속도 (ω)와 솔레노이드 지령치 I2와의 특성을 곱하여 조타각 속도 (ω)와 솔레노이드 전류 Iω에 따른 가변오리피스의 개방정도로 정해지는 제어유량 QP가 리니어한 특성이 되는 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 본체에 스풀을 짜 넣어, 이 스풀의 일단을 펌프포트에 상시 연통하는 한쪽의 파일럿실을 향하게 하고, 스풀의 타단을 스프링을 개재시킨 다른쪽의 파일럿실을 향하게 하며, 상기 한쪽의 파일럿실의 하류측에 오리피스를 배치하여 이 오리피스를 통해 파워실린더를 제어하는 스티어링밸브에 압유를 이끌도록 하는 한편 상기 오리피스의 상류측의 압력을 상기 한쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하고, 하류측의 압력을 상기 다른쪽의 파일럿실의 파일럿압으로 하여 양 파일럿실의 압력밸런스로 스풀의 이동위치를 제어함과 동시에 그 이동위치에 따라 펌프의 토출량을 상기 스티어링밸브측으로 이끄는 제어유량 QP와, 탱크 또는 펌프에 환류시키는 복귀유량 QT로 분배하는 구성으로 한 파워스티어링장치에 있어서, 상기 오리피스는 솔레노이드의 여자전류 I에 따라 개방정도를 제어하는 가변오리피스로 함과 동시에, 이 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를 제어하는 콘트롤러를 배치함과 동시에 이 콘트롤러에는 조타각센서를 접속하고, 이 조타각 센서로부터의 조타각에 따른 조타각(θ)과 조타각속도(ω)를 연산 또는 기억하는 한편 콘트롤러는 이들 조타각 (θ)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iθ및 조타각속도(ω)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iω를 기억 또는 연산함과 동시에 조타각(θ)에 따른 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 차속에 따른 조타각용 전류지령치 IV1을 곱하는 한편 조타각속도 (ω)에 따른 상기 전류지령치 Iω는 차속신호에 따른 조타각 속도용 전류지령치 IV2를 한계치로 하며, 또한 솔레노이드 전류지령치 Iθ와 IV1와의 곱곱 값 I1과, 조타각 속도용 전류지령치 IV2를 한계치로 하는 솔레노이드전류 I2와의 대소를 판정하여 그 큰쪽의 값을 기초로 가변오리피스의 솔레노이드의 여자전류 I를제어하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
- 제 13항에 있어서,큰 쪽의 전류지령치에 스탠바이용 솔레노이드 전류지령치 IS를 가산하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 파워스티어링장치.
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