KR100204785B1 - 자동차의 속도감응형 조향각 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 주행속도에 따라 조향계수를 달리하여 차륜조타각을 제어함에 있어 차속이 느릴수록 조향계수를 크게 하여 동일한 조향핸들 회전각에 대해 차륜조타각이 커지도록 제어하는 자동차의 속도감응형 조향각 제어방법에 관한 것이다.

종래에는 차속에 관계없이 핸들조작에 따른 차륜회전각이 일정하여 저속운전중 회전시 많은 조작력을 필요로 하고 고속운전 중에도 차륜이 민감하게 응답하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 차속별로 조향계수를 다단계로 설정하여 미리 저장시켜 놓고, 주행중 속도감응모우드가 선택되면 차속을 감지하여 그에 대응되는 조향계수를 결정하는 단계와 이어 조향핸들의 핸들각을 감지하여 앞의 단계에서 결정된 조향계수에서 현재의 핸들각에 대한 차륜제어각을 결정하여 차륜구동모터를 제어하는 단계로 이루어진 발명임.

Description

자동차의 속도감응형 조향각 제어방법

본 발명은 조향휠의 회전에 따라 차륜의 회전각을 제어하는 자동차의 속도감응형 조향각 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 자동차의 주행속도에 따라 조향계수를 달리하여 차륜조타각을 제어함에 있어 차속이 느릴수록 조향계수를 크게 하여 동일한 조향핸들 회전각에 대해 차륜조타각이 커지도록 제어하는 자동차의 속도감응형 조향각 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 자동차의 진로를 변경하기 위한 장치로써, 운전자가 조작하게 되는 조향휠 등의 조작기구와, 상기 조작기구에 구비되어 있는 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 부분으로서 프레임에 고정된 기어기구와, 그리고 상기 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하는 부분인 링크기구 등이 구비되어 있다.

운전자가 조작기구의 조향휠을 회전시킴에 따른 조작력은 기어기구에 있는 조향기어에 전달되며, 그 부분에서 감속됨과 동시에 운동의 방향이 바뀌어져 링크기구를 통해 바퀴에 전달되어, 전륜구동형 차량인 경우에는 앞바퀴의 움직임이 바뀌게 된다. 또한, 일부의 자동차에는 조작력을 경감하기 위해서 동력조향장치가 사용되고 있다.

그러나, 위와 같이 종래의 조향장치는 운전자가 조향휠을 회전시킬 때 가해지는 조작력이 최종적으로 바퀴에 전달되어 조향이 이루어지고 있는바, 기어기구에 의해 운전자의 조작력을 경감시켜 주고 있기는 하나, 차체의 무게가 바퀴에 실려 있기 때문에 조향시 운전자의 조작력을 많이 필요로 하게 된다.

특히 고속주행 중에는 저속주행시보다 동일한 각도만큼 조향핸들을 회전시킬 때 필요로 하는 힘이 적게 들어가고, 저속주행 중에는 위와는 달리 고속주행시보다 동일각도만큼 회전에 필요로 하는 힘을 많이 필요로 한다. 그리하여 주차중이나 골목길 등과 같은 좁은 도로에서 진로방향을 급변경시킬 때 차량의 주행속도는 항상 저속이므로 운전자의 조작력을 많이 필요로 하게 되어 힘이 약한 운전자가 조작하기에는 불편한 점이 많았으며, 중량이 큰 차량일수록 이러한 불편한 점은 더욱 커지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 조향휠의 조작시 조향휠의 회전량에 비례적으로 차륜이 조향되던 일률적인 조향방식에서 탈피하여 차량의 주행속도별로 조향계수를 달리 설정함으로써 동일한 조향핸들의 회전각에 대해 저속주행 중에는 고속주행시보다 조타각을 크게 하도록 하는 자동차의 속도감응형 조향각 제어방법을 제공하는데 있다.

더욱 바람직하기로는, 조향계수를 가능한한 다단계로 설정함으로써 주행속도에 대해 효율적으로 조타각을 제어할 수 있도록 하는 자동차의 속도감응형 조향각 제어방법을 제공하고자 함에 본 발명의 목적이 있다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 속도감응형 조향각 제어장치의 구성도이다.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 조향계수를 설명하기 위한 파형도이다.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 속도감응형 조향각 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 핸들각센서 12 : 차속센서

14 : 모우드스위치 16 : 콘트롤 유니트

18 : 차륜모터 20 : 차륜 회전각 센서

22 : 차륜

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 조향핸들의 회전각을 검출하는 핸들각센서와 자동차의 주행속도를 감지하는 차속센서를 구비하고, 상기 핸들각센서와 차속센서로부터의 입력신호에 따라 차륜의 조타각을 제어하는 콘트롤 유니트에는 차속에 따른 핸들각도에 대한 조향계수를 미리 저장하여 놓으며, 주행중 운전자가 조타각 자동제어모드를 설정하게 되면 상기 콘트롤 유니트가 상기 주행속도를 판단하여 그에 대응되는 조향계수를 결정하여 핸들각 센서로부터 핸들의 회전이 감지되면 미리 결정된 조향계수로부터 감지된 핸들각에 대응되는 차륜각을 결정하여 차륜구동모터를 제어하도록 하는 한편, 차륜의 회전각을 검출하여 콘트롤 유니트로 입력시켜 현재의 차륜 회전각을 산출된 차륜각도로 일치시킬 수 있도록 하는 구조로 이루어진다.

본 발명은, 차속별로 조향계수를 다단계로 설정하여 미리 저장시켜 놓고, 주행중 속도감응모우가 선택되면 차속을 감지하여 그에 대응되는 조향계수를 결정하는 단계와, 이어 조향핸들의 핸들각을 감지하여 앞의 단계에서 결정된 조향계수에서 현재의 핸들각에 대한 차륜 제어각을 결정하여 차륜구동모터를 제어하는 단계로 이루어진다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 속도감응형 조향각 제어방법을 구현하기 위한 구성도를 도시한 것이다.

핸들각센서(10)는 조행핸들의 회전각을 검출하여 그 후단에 연결되는 콘트롤 유니트(16)로 송출하도록 이루어진 것이고, 차속센서(12)는 변속기의 스피드미터 드리은기어에 설치되어 자동차의 공회전 또는 주행상태를 전자제어장치(ECU)에 입력하는 역할을 하는 것으로, 홀 센서 기능에 의해 트랜지스터가 온되어 전류가 흐를 때와 오프되어 전류가 흐르지 않을 때 등 그 전위차에 따라 자동차의 속도를 감지하도록 이루어진 것이다.

속도감응 드 스위치(14)는 온상태로 접속되었을 때 콘트롤유니트(16)가 속도감응모드가 선택된 것으로 인지하도록 이루어진 것이다. 한편, 콘트롤유니트(16)는 핸들의 회전각도에 대해 주행속도별로 차륜각 제어신호를 송출할 수 있는 조향계수(μ)가 미리 저장되어 있는 것으로, 상기 조향계수(μ)는 예시도면 제2도에 도시된 바와 같이 차속이 고속인 경우에는 핸들각도에 대한 차륜각의 기울기가 작고 저속으로 갈수록 기울기가 큰 값으로 설정된 것이다. 이는 저속으로 주행하다가 회전할 때 신속하게 회전할 수 있도록 차륜제어각을 크게 한 것이고, 고속주행 중에는 핸들의 회전각에 따라 차량이 민감하게 응답되기 때문에 회전각을 줄여주어 주행안정성을 높여 주기 위함이다. 조향계수(μ)가 1인 경우에는 표준 주행속도를 나타내는 것이다.

제3도는 본 발명에 따른 속도감응형 조향각 제어방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것이다.

먼저 운전자가 엔진시동을 걸게 되면 자동차의 전반적인 동작상태를 체크하는 시스템 체크수단을 수행한다. 이때 시스템 체크결과 모우드스위치(14)가 온상태로 접속되어 있으면 후술되는 바와 같은 속도감응 차륜제어동작을 수행하고, 오프상태로 접속되어 있으면 기존과 마찬가지의 차륜제어동작을 수행한다.

모우드스위치(14)가 온상태로 접속되어 속도감응 차륜제어를 수행하는 동작에 대해 설명하면, 먼저 핸들각센서(10)와 차속센서(12)를 통해 핸들의 회전각과 차량의 주행속도를 각각 검출한다. 이어 콘트롤 유니트(16)에서는 주행속도에 대응되는 조향계수를 결정하고 차륜을 조타할 차륜조타각을 산출하게 되는데, 이때의 차륜조타각은 핸들회전각과 조향계수를 곱한 값이 되며, 이에 따른 신호로서 차륜모터(18)를 구동하게 된다.

차륜모터(18)를 통해 차륜(22)의 조타를 제어할 때 조타되는 회전각은 차륜회전각 센서(20)에 의해 검출되며, 이러한 차륜회전각은 다시 콘트롤유니트(16)로 입력된다. 이에 따라 콘트를 유니트(16)는 차속과 핸들각의 변화상태 그리고 차륜회전각에 대한 정보를 다시 입력받아 그에 따른 조향계수를 결정하면서 위와 마찬가지 동작으로 차륜(22)을 조타하게 된다.

한편, 모우드스위치(14)가 오프상태로 접속되어 통상적인 모우드를 선택한 경우에는 콘트롤 유니트(16)에서 조향계수가 1로 결정되어 핸들의 회전각에 선형적으로 비례하는 차륜제어신호로써 차륜(22)의 조타를 제어하게 된다. 이때도 앞서 설명한 바와 마찬가지로 차륜회전각센서(20)에 의해 차륜(22)의 회전각이 검출되어 콘트롤 유니트(16)로 입력되면 콘트롤 유니트(16)는 핸들의 회전각도에 따라 조향계수가 1인 응답곡선에서의 차륜각과 비교하여 동일한 상태가 될 때까지 차륜을 제어하여 원하는 조타동작을 수행하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 차속별로 핸들각도에 대해 차륜의 제어각을 달리하는 조향계수를 미리 저장하여 놓고 주행시 상기 조향계수에 따라 차륜의 회전각을 제어하는 속도감응형 조향각 제어방법을 채택함으로써 조작성이 향상되는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 차속별로 조향계수를 다단계로 설정하여 미리 저장시켜 놓고, 주행중 속도감응 모우드가 선택되면 차속을 감지하여 그에 대응되는 조향계수를 결정하는 단계와, 이어 조향핸들의 핸들각을 감지하여 앞의 단계에서 결정된 조향계수에서 현재의 핸들각에 대한 차륜 제어각을 결정하여 차륜 구동모터를 제어하는 단계로 이루어지는 조향각 제어방법에 있어서, 상기 조향계수는 표준속도를 기준으로 저속과 고속의 3단계로 설정하되, 표준속도는 1로 설정하고, 저속은 1보다 크게 설정하며, 고속은 1보다 작게 설정하는 단계와, 상기 차륜 제어각은 차속에 따라 산출되는 차륜 제어각과 실제 검출되는 차륜 회전각의 비교를 통해 차륜을 구동하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 속도감응형 조향각 제어방법.