KR100250200B1 - 요 레이트를 이용한 4륜 조향시스템의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 4륜 조향시스템에 있어 차량의 요 레이트가 급격히 커질 경우 요레이트신호를 입력원으로 하여 후륜의 조타각을 제어하는 요레이트를 이용한 4륜 조향시스템의 제어방법에 관한 것이다.
종래의 4륜 조향시스템에 있어서는 전륜각과 차속만을 입력신호원으로 받아 후륜의 조향각을 결정하였기 때문에 바람의 영향등 외란이 입력되는 경우 그 차량 주변의 환경에 따라 차의 거동을 능동적으로 제어하지 못하는 문제점이 있었다.

Description

요 레이트를 이용한 4륜 조향시스템의 제어방법
제1도는 본 발명에 따른 요레이트를 이용한 4륜 조향시스템의 제어방법을 설명하기 위한 구성도.
제2도는 본 발명에 따른 4륜 조향로직을 설명하기 위한 4륜 조향자동차의 선형모델이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전륜각센서 12 : 차속센서
14 : 4륜 제어로직 16 : 후륜 액튜에이터
18 : 요레이트센서 20 : 차량거동감지부
본 발명은 4륜 조향시스템의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 요 레이트가 급격히 커질 경우 요레이트신호를 입력원으로 하여 후륜의 조향각을 제어하는 요레이트를 이용한 4륜 조향시스템의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 모든 차량에는 타이어의 방향을 조정하는 조향장치가 구비되어 운전자가 조향핸들을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키게 되면 타이어도 그와 동일한 방향으로 회전되어 차량의 주행방향을 조정할 수 있도록 되어 있다.
이러한 조향장치는 주로 자동차의 앞바퀴인 전륜의 방향을 조정하도록 되어 있고 뒷바퀴인 후륜은 아이들상태로 조향되도록 되어 있으며, 또한 최근에는 발달된 전자제어기술을 이용하여 보다 안정된 조향성을 얻기 위하여 4륜을 모두 제어하는 4륜 조향시스템이 개발되어 사용되고 있다.
이와 같은 4륜 조향시스템은 4WS라고 불리워지는 바, 자동차의 전륜 뿐만이 아니라 후륜도 함께 조향하는 시스템이다.
이러한 방식중 동위상 조향방식은 후륜의 조향방향을 전륜과 같게 하여 자동차의 주행 안정성이 중요시 되는 고속 주행시에는 급히 핸들을 꺾을 때나 변속을 하였을때 요잉을 적게할 수 있도록 된 방식이고, 역위상 조향방식은 후륜의 조향방향을 전륜과 반대(역위상)로 제어하여 자동차의 조종성이나 회전이 작은 것이 중시되는 중저속 주행시에 일반적인 전륜(앞바퀴) 조향의 경우에 비하여 양호한 조향성을 얻을 수 있도록 함과 아울러 주차시나 입고시에 자동차를 다루기 쉽도록 하는 방식을 말한다.
이러한 4륜 조향시스템에서는 조향핸들의 회전각을 감지하는 센서가 구비되어 상기 센서의 감지신호에 따라 조향작용을 수행하고 있다.
이와 같이 4륜 조향시스템은 후륜의 조타가 차량의 전체적인 거동에 미치는 영향이 지대하기 때문에 후륜을 전륜각과 차량속도에 맞추어 능동적으로 조향시켜 줌으로 차량의 조종성과 주행안전성을 향상시켜 주도록 된 장치이다.
그러나 종래의 4륜 조향시스템에 있어서는 전륜각과 차속만을 입력신호원으로 받아 후륜의 조타각을 결정하였기 때문에 바람의 영향등 외란이 입력되는 경우 그 차량 주변의 환경에 따라 차의 거동을 능동적으로 제어하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 발명한 것으로, 요 레이트에 따라 차량의 후륜조타를 수행하도록 함에 있어 요레이트신호를 입력원으로 하는 새로운 제어루프를 구성하여 제어하는 요 레이트를 이용한 4륜 조향시스템의 제어방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 4륜 조향시스템이 장착되어 있는 차량에 있어 요 레이트를 감지할 수 있는 요 레이트센서와 전륜각과 차속을 감지하는 차속센서로 부터 각각 차량의 상태에 대한 감지신호를 입력받아 과도상태에 잇는 자동차의 무게중심에서의 미끄럼각을 0으로 만들수 있는 페루프제어방법으로서 특히 요레이트를 입력원으로하는 제어방법이다.
이하 본 발명의 일실시예에 대한 구성 및 작용효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 차량의 전륜각 감지신호와 차속신호를 입력으로 함과 더불어 차량의 무게중심에 설치되는 요 레이트센서(18)로 부터의 귀환신호를 입력으로 하는 전달 함수를 갖는 4륜 제어로직(14)의 제어신호에 따라 후륜 액튜에이터(16)를 구동하도록 되어 있다.
제1도는 본 발명에 따른 요레이트를 이용한 4륜 조향시스템의 제어방법을 설명하기 위한 4륜 조향시스템의 구성도를 도시한 것이다.
여기서 요 레이트센서(18)는 자동차의 무게중심을 통하는 수직선 주위에 회전각(요각)이 변하는 속도를 감지하여 전기적인 신호로 출력하도록 된 것이다.
그리고 전륜각센서(10)는 전륜에 설치되어 전륜의 조타각을 감지하여 전기적인 신호로 출력하도록 된 것이고, 차속센서는 차속센서(12)는 통상 리드스위치를 이용하여 트랜스 액슬 출력측의 회전을 펄스 신호로 출력하여 엔진콘트롤유니트에 입력시키도록 된 것이다.
한편 전륜각센서(10)와 요 레이트센서(18)는 일종의 포텐쇼메터로서 해당 기능에 대한 감지결과를 전압레벨의 형태로 변환시켜 출력하도록 이루어진 것이다.
따라서 4륜 제어로직(14)은 전륜각센서(10)와 차속센서(12)에서 출력되는 전륜각신호와 차속센서(12)에서 출력되는 차속신호를 통해 후륜의 조타각을 제어함과 더불어 차량의 요잉시 요레이트센서(18)로 부터 귀환 입력되는 요 레이트신호에 따라 후륜의 조타각을 제어하고 있다.
상기의 4륜 조향로직(14)의 전달함수를 제2도에 도시된 4륜 조향자동차의 선형모델을 참고로 전륜조향각과 요레이트의 함수로 표현하면,
와 같이 된다.
여기서 δγ는 전륜각, Cr는 전륜 타이어강성, Cr는 후륜 타이어강성, M은 차체중량, a는 무게중심에서 차의 앞까지 거리, b는 무게중심에서 차의 후미까지의 거리, u는 차속, γ는 요레이트를 각각 나타낸다.
이와 같이 4륜 제어로직(14)에서는 전륜각과 차속 그리고 귀환입력되는 요레이트신호를 고려하여 후륜각(δγ)을 결정하는 입력원으로 사용하기 때문에 차량에 미치는 외적 환경에 능동적으로 대처하여 제어할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 차량에 요 레이트센서를 설치하여 차량의 요잉시 전륜각과 차속에 부가하여 요 레이트센서에 의해 감지되는 요 레이트신호를 입력원으로 4륜 조향시스템의 후륜각을 제어하므로써 차량의 차량의 주행안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

  1. 차량이 전륜각 감지신호와 차속신호를 입력으로 함과 더불어 차량의 무게중심에 설치되는 요레이트 센서(18)가 요레이트신호(γ)를 출력하게 되면 4륜 제어로직(14)이 요레이트신호(γ)를 신호원으로 하여 전륜조향각과 요레이트의 함수를 포함하는 전달함수()를 통해 얻어진 제어신호에 따라 후륜 액튜에이터(16)가 구동될 수 있도록 하는 요레이트를 이용한 4륜 조향시스템의 제어방법. 상기, δf는 전륜각이고, Cf는 전륜타이어강성이며, Cr는 후륜타이어강성이고, M은 차체중량이며, a는 무게중심에서 차의 암까지의 거리이고, b는 무게중심에서 차의 후미까지의 거리이며, u는 차속이고, γ는 요레이트이다.
KR1019950065338A 1995-12-29 1995-12-29 요 레이트를 이용한 4륜 조향시스템의 제어방법 KR100250200B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101757991B1 (ko) * 2015-12-30 2017-07-14 주식회사 만도 능동형 후륜 조향 장치의 제어 방법

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