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고속으로 주행할 때는 조향 안전성이 떨어져 불안하게 됩니다. 자동차의 주행속도가 증가할수록 조향조작력은 무겁고 주행속도가 낮을수록 가볍게 할 필요가 있습니다. 이를 실현하기 위해 유압방식 전자제어 동력조향장치는 기관에 의해 구동되는 유압펌프의 유압을 동력원으로 사용하는 기존의 일반적인 유압방식 동력조향 장치에 유량제어 기구인 유량제어 솔레노이드 밸브를 추가하여 주행독소의 변화에 대응하여 조향기어박스로 공급되는 유량을 적절하게 제어합니다.
유압방식 동력조향장치의 기본원리에 대해 알아보겠습니다. 승용차에서 주로 사용되는 래크&피니언 방식을 기준으로 살펴보겠습니다. 조향기어박스는 래크&피니언에 의해 좌우방향으로 조향 됩니다. 래크&피니언 어셈블리 좌우에는 실린더가 설치되어 있으며 운전자가 조향핸들을 조작하면 토션 스프링이 오일회로의 방향을 바꿔주므로 유압펌프에서 형성된 유압이 해당 실린더로 작용하여 조향이 이루어집니다.
정차 및 저속으로 주행할 때
정차 혹은 저속으로 주행할 때는 컴퓨터에서 솔레노이드 밸브로 약 1A의 전류가 공급되어 솔레노이드 밸브에는 가장 큰 출력이 위쪽으로 작용합니다. 이로 인해 압력제어 밸브는 위쪽에 위치한 스프링을 압축하면서 상승하여 오일펌프의 유압이 작용하는 오일회로 A와 반력 플런저로 공급되는 오일회로 D를 차단하는 위치에 있게 되므로 반력 플런저에 작용하는 유압을 제어하면 반력 플런저가 입력 쪽을 누르는 힘이 없기 때문에 가장 경쾌한 조향조작력을 얻을 수 있습니다.
중속 및 고속으로 주행할 때
중속 및 고속으로 주행할 때는 솔레노이드 밸브 및 압력제어 밸브의 위치는 오일회로 A에서 오일회로 D로의 통로를 엽니다. 이 상태에서 조향핸들을 통상적인 조향범위 내에서 조작하면 오일펌프의 토출 압력은 저속 주행할 때와 같이 조향각도에 대해서 상승하기 때문에 조향조작력에 비례한 출력 유압이 얻어져 중속, 고속 주행에서의 적절한 조향감각을 얻을 수가 있습니다.
고속으로 주행할 때
고속으로 주행할 때는 솔레노이드 밸브 위쪽에 가해지는 유압이 주행속도의 증가에 따라 감소하여 압력제어 밸브가 아래쪽으로 이동하여 오일회로 B가 열리면서 오일회로 D로 오일이 공급됩니다. 그리고 반력 플런저 뒤쪽을 밀게 되므로 플런저가 유압의 입력을 막아 토션 바와 피니언이 일체가 되도록 하여 조향조작력이 무거워집니다.
험한 도로를 주행하거나 타이어가 펑크 난 경우 등 도로면에서 큰 반력이 작용하면 펌프의 토출압력이 일반적인 조향의 경우보다 상승하여 반력 플런저에 자용하는 유압을 규정 값 이하로 제어합니다. 이에 따라서 주행할 때 도로면에서 큰 힘이 작용한 경우에도 조향조작력을 일정 값 이하로 제어하여 험한 도로를 주행하더라도 조향핸들을 놓치는 일이 없습니다.
유압방식 동력조향장치 구성 요소
전자제어 동력조향장치의 종류에는 여러 가지가 있지만 일반적으로 컴퓨터, 차속센서, 조향기어박스로 되어 있습니다. 조향기어박스에는 주행속도 등에 의해 유량특성을 제어하는 유량제어 솔레노이드 밸브가 설치되어 있습니다. 필요에 따라서는 조향핸들 각속도 센서로부터 조향각속도를 검출하여 중속 이상 조건에서 급조향할 때 발생되는 순간적 조향핸들 걸림 현상인 캐치 업을 방지하여 조향 불안감을 해소합니다.
스로틀위치 센서로부터 스로틀 밸브 열림 정도를 검출하기도 합니다. 이것은 스로틀 밸브 열림 정도가 일정 값 이상 열린 상태에서 주행속도가 입력되지 않는 경우 차속센서의 고장으로 판단하기 위함입니다.