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Sep 16, 2023

파워 스티어링: 역학 및 진단 이해

25년 전, 파워스티어링이 고장났을 때 시스템 진단은

25년 전 파워스티어링이 고장났을 때 시스템 진단은 쉬웠다. 가장 진단하기 어려운 문제는 일부 차량이 추울 때 발생하는 '입덧'이었습니다. 오늘날 속도 감지 스티어링, 전자식 파워 스티어링 및 컴퓨터 제어 기능이 도입되면서 파워 스티어링 진단이 더욱 까다로워졌습니다.

기존의 파워 스티어링 시스템에는 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째 유형은 드래그 링크와 섀시에 부착된 유압 실린더를 사용합니다. 드래그 링크의 끝 부분에 제어 밸브가 부착되어 타이로드 끝을 대체하고 밸브 액추에이터는 테이퍼 샤프트로 피트맨 암에 연결됩니다.

두 번째 유형은 스티어링 기어의 필수 부품이자 스티어링 샤프트에 있는 재순환 볼 너트에 연결된 유압 실린더를 사용합니다. 회전 제어 밸브는 조향 샤프트의 일부인 토션 바에 연결됩니다. 랙 앤 피니언 조향 기어 유압 실린더는 랙 기어의 일부이며 제어 밸브는 토션 바를 통해 조향 샤프트에 연결됩니다.

각 파워 스티어링 시스템 유형에서 펌프는 유체를 제어 밸브에 전달합니다. 제어 밸브는 유압 실린더를 오가는 가압 흐름을 열고 피트맨 암 또는 스티어링 샤프트의 입력에 직접 반응합니다. 제어 밸브의 작동은 보조가 가장 필요한 느린 차량 속도에 맞춰진 입력을 기반으로 합니다. 이 구성은 고속에서 스티어링을 더욱 민감하게 만듭니다.

펌프에서 실린더로의 흐름을 수정하는 것은 1980년대에 고속 감도를 줄이기 위한 방법으로 시작되었습니다. 이 제어 시스템을 전자 가변 오리피스(EVO)라고 합니다. EVO 밸브는 파워 스티어링 펌프 배출구에 장착되며 전자 컨트롤러를 사용하여 솔레노이드 코일에 자기장 변화를 생성합니다. 오리피스 밸브에 부착된 밸브 핀은 솔레노이드 코일 안으로 확장되고, 솔레노이드 코일에 의해 생성된 자기장은 핀을 코일 안으로 끌어당깁니다. 이 당김 동작은 밸브를 통과하는 흐름을 조절합니다. 밸브와 컨트롤러는 랙 앤 피니언 및 기존 시스템과 함께 사용할 수 있습니다.

전자 컨트롤러는 코일에 펄스 폭 변조(PWM) 전압을 전송하여 솔레노이드 코일의 자기장을 변경합니다. 컨트롤러는 컨트롤러에 입력된 차량 속도와 스티어링 휠 위치에 따라 조향력을 조정합니다. 차량 속도 입력은 일반적으로 엔진 제어 모듈에서 나옵니다.

스티어링 휠 위치는 핸드 휠 속도 센서(HWSS)에서 결정됩니다. HWSS는 스티어링 휠이 회전하는 속도를 측정하고 컨트롤러에 가변 아날로그 전압 신호를 생성합니다. 스티어링 휠이 180도 회전하면 신호가 고전압에서 저전압으로 변하고 다시 고전압으로 돌아갑니다. 차량 속도와 스티어링 휠이 회전하는 속도의 조합에 따라 컨트롤러에서 솔레노이드 코일로 PWM 신호가 생성되어 어시스트 양이 달라집니다.

주차 조작 중 차량 속도 입력이 없을 때 오리피스 제어 밸브에는 자기장이 없으며 낮은 조향 노력을 위해 높은 펌프 흐름을 제공합니다. 고속도로 속도에서는 오리피스 제어 밸브 자기장이 증가하여 차량 속도에 비례하여 흐름을 줄여 조향 노력을 높이고 스티어링 휠에 대한 입력 감도를 줄입니다.

컨트롤러가 차량 속도 입력과 HWSS 입력을 모두 수신하면 자기장을 증가시켜 압력과 흐름을 감소시켜 보조력을 줄이고 조향 노력을 증가시킵니다.

HWSS에는 4개의 전압 분배기 회로와 센서 휠용 "와이퍼"가 있습니다. 전압 분배기는 4개의 90도 감지 요소를 만들기 위해 5V 기준으로 전력을 공급받는 필름의 저항성 재료로 구성됩니다. 와이퍼에는 저항막 위에 올라와 컨트롤러에 출력 신호를 공급하는 접점이 있습니다. 신호 범위는 0.5~4.5V(±0.3V)입니다.