KR100440283B1 - Method for warning a wheel from slipping of steering system in vehicle - Google Patents
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Abstract
노면의 미끄럼 정도의 차이에 영향을 받는 조타력 또는 보타력 변화의 원리를 이용하여 주행 중 노면의 미끄럼 정도를 조기에 운전자에게 경고할 목적으로;For the purpose of warning the driver early of the slippage of the road while driving, using the principle of the change of the steering or steering force which is affected by the difference of slippage of the road surface;
주행중인 차량에서 차량 주행방향 상태를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 차량의 주행방향이 직진 상태이면, 직진 방향에 따른 조타 토크 변화율을 계산하여 산출하고, 상기 산출된 조타 토크 변화율에 따른 노면의 미끄럼 정도(μ)를 판단하여, 상기 노면의 미끄럼 정도(μ)가 소정의 제1 설정 값 이하인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 노면의 미끄럼 정도(μ)가 소정의 제1 설정 값 이하임이 판단되면 차량 미끄럼 경고 신호를 출력하는 단계로 이루어져 있어서, 운전자의 조향 휠 조작 실수를 미연에 방지하여 교통사고의 발생을 예방할 수 있다.Determining a vehicle driving direction state in a driving vehicle; When the driving direction of the vehicle is in the straight state at the step, the steering torque change rate according to the straight direction is calculated and calculated, and the slippage degree (μ) of the road surface according to the calculated steering torque change rate is determined, and the slippage degree of the road surface ( determining whether mu) is equal to or less than a first predetermined value; In this step, if it is determined that the slipperiness (μ) of the road surface is equal to or less than the first predetermined value, the vehicle sliding warning signal is output, thereby preventing a driver's steering wheel operation mistake in advance. Can be.
Description
본 발명은 차량용 조향장치의 미끄럼 경고 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 차량이 미끄러지기 전 조향 휠에 가해지는 힘(EFFORT)의 크기 변화 따라 차량의 미끄러짐을 사전에 경고하기 위한 차량용 조향장치의 미끄럼 경고 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a slip warning method of a vehicle steering device, and more particularly, a slip warning of a vehicle steering device for warning the slip of the vehicle according to a change in the magnitude of the force (EFFORT) applied to the steering wheel before the vehicle slips. It is about a method.
일반적으로 차량 주행중에 있어서 미끄러운 길의 주행 주엥 차량 안정성을 향상시키기 위해 기존에 적용 중인 방법들은 주로 구동시의 각 휠 회전 속도 차를 감지하여 제어시키는 방식과 제동시의 각 휠 회전 속도 차를 감지하여 제어시키는 방식 및 선회시의 각 휠 회전속도 차를 감지하여 제어시키는 방식 등이 있다.In general, in order to improve vehicle stability on a slippery road while driving a vehicle, existing methods are mainly used to detect and control the difference of each wheel rotational speed during driving and to detect the difference of each wheel rotational speed during braking. There is a method of controlling and a method of sensing and controlling the difference in each wheel rotation speed when turning.
즉, 종래의 방법들은 주로 주행 중 발생하는 각 휠 간의 속도 차를 통한 피드 백 형식의 제어 기술로서 차량의 거동 제어의 인자로서는 중요하나 운전자에게 부여하는 경고 측면의 기능은 미약한 문제점을 내포하고 있다.In other words, the conventional methods are mainly a feedback control method through a speed difference between wheels generated during driving, which is important as a factor for controlling the behavior of the vehicle, but has a weak function of warning to the driver. .
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노면의 미끄럼 정도의 차이에 영향을 받는 조타력 또는 보타력 변화의 원리를 이용하여 주행 중 노면의 미끄럼 정도를 조기에 운전자에게 경고할 수 있는 차량용 조향장치의 미끄럼 경고방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, by using the principle of the steering force or the change of the steering force affected by the difference in the degree of sliding of the road surface to warn the driver early on the degree of sliding of the road surface while driving. It is to provide a sliding warning method of the vehicle steering apparatus that can be.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
주행중인 차량에서 차량 주행방향 상태를 판단하는 단계와;Determining a vehicle driving direction state in a driving vehicle;
상기 단계에서 차량의 주행방향이 직진 상태이면, 직진 방향에 따른 조타 토크 변화율을 계산하여 산출하고, 상기 산출된 조타 토크 변화율에 따른 노면의 미끄럼 정도(μ)를 판단하여, 상기 노면의 미끄럼 정도(μ)가 소정의 제1 설정 값 이하인가를 판단하는 단계와;When the driving direction of the vehicle is in the straight state at the step, the steering torque change rate according to the straight direction is calculated and calculated, and the slippage degree (μ) of the road surface according to the calculated steering torque change rate is determined, and the slippage degree of the road surface ( determining whether mu) is equal to or less than a first predetermined value;
상기 단계에서 노면의 미끄럼 정도(μ)가 소정의 제1 설정 값 이하임이 판단되면 차량 미끄럼 경고 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The vehicle slip warning signal may be output if it is determined that the sliding degree μ of the road surface is equal to or less than the first predetermined value.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 미끄럼 경고장치 구성 블록도 이고,1 is a block diagram of a sliding warning device of the vehicle steering apparatus according to the present invention,
도2는 본 발명에 적용되는 차량용 조향장치의 미끄럼 경고방법 동작 순서도 이고,2 is a flowchart illustrating a sliding warning method of a vehicle steering apparatus applied to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 조타 토크 대비 조타각 그래프이고,3 is a steering angle graph of the steering torque according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 도 3의 확대도 이다.4 is an enlarged view of FIG. 3 according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 : 차량 주행상태 검출장치 110 : 스로틀 밸브 개도량 검출부100: vehicle driving state detection device 110: throttle valve opening amount detection unit
120 : 차속 검출부 130 : 조타 각 검출부120: vehicle speed detection unit 130: steering angle detection unit
200 : 제어장치 300 : 경고장치200: control device 300: warning device
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 미끄럼 경고 장치 구성 블록도로서, 차량 주행상태 검출장치(100)는 차량의 주행상태 변화에 따라 가변되는 신호를 검출한다.1 is a block diagram of a sliding warning device configuration of a vehicle steering apparatus according to the present invention, the vehicle driving state detection device 100 detects a signal that is variable according to the change in the driving state of the vehicle.
제어 장치(200)는 상기 차량 주행상태 검출장치(100)에서 검출되어 입력되는 스로틀 밸브 개도량, 차속, 조타 토크 및 조타 각 등을 입력받아 주행중인 차량에서 차량 주행방향 상태를 판단하여, 상기에서 차량의 주행방향이 직진 상태이면, 직진 방향에 따른 조타 토크 변화율을 계산하여 산출하고, 상기 산출된 조타 토크 변화율이 소정의 제1 설정 값 이하인가를 판단하여, 상기 조타 토크 변화율이 소정의 제1 설정 값 이하임이 판단되면 차량 미끄럼 경고 신호를 출력한다.The control device 200 receives the throttle valve opening amount, the vehicle speed, the steering torque, and the steering angle detected and input by the vehicle driving state detecting device 100 to determine the vehicle driving direction state in the driving vehicle. When the running direction of the vehicle is in the straight state, the steering torque change rate in the straight direction is calculated and calculated, and it is determined whether the calculated steering torque change rate is equal to or less than a predetermined first set value, and the steering torque change rate is a predetermined first value. If it is determined that the set value is less than the vehicle slip warning signal is output.
구동장치(300)는 상기 제어장치(200)에서 출력되는 차량 미끄럼 경고신호에 동기되어 차량의 미끄러짐 정도를 운전자에게 경고한다.The driving device 300 warns the driver of the degree of slip of the vehicle in synchronization with the vehicle sliding warning signal output from the control device 200.
상기에서 차량 주행상태 검출장치(100)는 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 스로틀 밸브 개도량 검출부(110)와; 차량의 주행상태 변화에 따라 가변되는 차량의 속도를 검출하는 차속 검출부(120)와; 핸들과 회전축 사이에 구비되어 있어서, 주행중 운전자의 조향 휠 조작에 따라 비틀림 정도를 검출하는 조타 각 검출부(130)로 이루어져 있다.The vehicle driving state detection apparatus 100 includes a throttle valve opening amount detection unit 110 which is applied when a shift stage is determined by detecting an opening amount of a throttle valve that interlocks according to an accelerator pedal operation state of a driver; A vehicle speed detection unit 120 for detecting a speed of the vehicle that varies according to a change in the driving state of the vehicle; It is provided between the steering wheel and the rotating shaft, and comprises a steering angle detector 130 for detecting the degree of twisting in accordance with the steering wheel operation of the driver while driving.
상기한 구성으로 이루어진 차량용 조향장치의 미끄럼 방지 방법을 첨부한 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.With reference to Figures 2, 3 and 4 attached to the non-slip method of the vehicle steering apparatus having the above configuration will be described.
먼저, 스티어링 휠의 조타 력은 주행 중 타이어에 걸리는 전, 후방향 및 좌우 방향 힘이 타이어의 스티어링 회전축인 킹 핀축에 대한 회전모멘트를 발생시키고, 이것이 스티어링 계를 통해 스티어링 휠로 전달되어 조타 력을 생성시킨다.First, the steering force of the steering wheel generates a rotation moment about the king pin axis, which is the front, rear and left and right forces applied to the tire while driving, which is transmitted to the steering wheel through the steering system to generate the steering force. Let's do it.
즉, 주행 중 노면의 미끄럼 정도가 증가할 경우 일반적으로 동일 주행 속도, 동일 하중 하에서의 타이어 발생 힘이 작아지고 이로 인해 스티어링 휠에 가해지는 조타 력의 크기 변화가 발생한다.In other words, when the degree of sliding of the road surface increases while driving, the tire generating force under the same driving speed and the same load generally decreases, thereby causing a change in the amount of steering force applied to the steering wheel.
따라서, 차량에 전원이 인가되면 제어장치(200)는 사용하는 모든 변수를 초기화하고, 상기 차량이 주행을 시작하면 차량 주행상태 검출장치(100)는 스로틀 밸브 개도량, 차속 및 조타 각 등을 검출한다.Therefore, when power is applied to the vehicle, the control apparatus 200 initializes all the variables used, and when the vehicle starts to travel, the vehicle driving state detecting apparatus 100 detects the throttle valve opening amount, the vehicle speed, the steering angle, and the like. do.
이에, 제어장치(200)는 상기 차량 주행상태 검출장치(100)에 소정의 제어신호를 출력하면, 상기 차량 주행상태 검출장치(100)는 상기 제어장치(200)에서 인가되는 제어신호에 동기되어 검출된 스로틀 밸브 개도량, 차속 및 조타 각 등을 출력한다.Accordingly, when the control device 200 outputs a predetermined control signal to the vehicle driving state detection device 100, the vehicle driving state detection device 100 is synchronized with the control signal applied from the control device 200. The detected throttle valve opening amount, vehicle speed and steering angle are output.
따라서, 제어장치(200)는 상기 차량 주행상태 검출장치(100)에서 출력되는 스로틀 밸브 개도량, 차속 및 조타 각 등을 입력받아 차량의 주행 방향 상태를 판단한다(S100,S110).Therefore, the control apparatus 200 determines the driving direction state of the vehicle by receiving the throttle valve opening amount, the vehicle speed, and the steering angle output from the vehicle driving state detecting apparatus 100 (S100 and S110).
상기에서 차량의 주행 방향 상태가 직진 주행 상태임이 판단되면, 제어장치(200)는 노면의 미세 불균일로 발생하는 조타 토크 및 조타 각의 변화에 따른 상기 조타 각에 대한 조타 토크의 변화율을 연산하여 산출한다(S120). 본 발명에 따른 상기 조타 각 및 조타 토크의 감지는 기존에 상용화되어 있는 센서를 통한 감지가 가능할 것이며, 상기 센서를 통해 감지된 값은 제어장치(200)를 통해 조타 토크의 변화율이 연산된다.When it is determined that the driving direction state of the vehicle is a straight driving state, the control apparatus 200 calculates and calculates a change rate of the steering torque with respect to the steering angle according to the change of the steering torque and the steering angle caused by the minute unevenness of the road surface. (S120). The detection of the steering angle and the steering torque according to the present invention will be able to be detected through a sensor that is commercially available, the value detected through the sensor is calculated through the control device 200 the rate of change of the steering torque.
이어서, 제어장치(200)는 메모리 맵에 노면의 조도 변호에 따른 차속 대비 조타 토크 변화 등으로 3차원 맵핑되어 노면 미끄럼 별로 테이블화 된 값과 상기에서 연산되어 산출된 미세 조타 각에 대한 조타 토크 변화율 비교 판단하고, 도 3에 도시되어 있는 바와같이 노면의 미끄럼 정도(μ)를 판단하여, 상기 판단된 노면의 미끄럼 정도가 소정의 제1 설정 값 이하인가를 판단한다(S130).상기에서, 본 발명에 따른 노면의 미끄럼 정도를 판단하기 위한 3차원 맵핑 테이블에 대해 구체적으로 설명하면, 상기에서 설명한 바와 같이, 먼저, 동일 노면 미끄럼 기준으로 조타각 및 조타토크 곡선을 주행 속도별로 산출하고, 주행 속도별로 산출된 조타각 및 조타토크 곡선을 노면의 미끄럼 분류값(예로, 노면 미끄럼 정도를 아스팔트에서 빙판까지 몇 단계로 분류함)에 따라 재산출함으로써 3차원 맵핑 테이블이 구성되는 것이다. 따라서, 상기 3차원 맵핑 테이블의 구성을 위해서는 차속, 조타 각 및 조타 토크의 측정 값이 이용된다.Subsequently, the control apparatus 200 is three-dimensionally mapped to the vehicle speed versus steering torque change according to the road surface roughness variation on the memory map, and the steering torque change rate with respect to the fine steering angle calculated and calculated by the table for each road slip. The comparison is made, and as illustrated in FIG. 3, the slippage degree of the road surface is determined to determine whether the slipperiness of the road surface is determined to be equal to or less than a first predetermined value (S130). Referring to the three-dimensional mapping table for determining the sliding degree of the road surface according to the invention in detail, as described above, first, the steering angle and the steering torque curve is calculated for each driving speed on the same road surface sliding reference, and the driving speed The steering angle and steering torque curves calculated for each star are divided into the road slip classification values (for example, the road slip is classified into several stages from asphalt to ice sheets). As a result, the three-dimensional mapping table is constructed. Therefore, the measured values of the vehicle speed, the steering angle and the steering torque are used for the configuration of the three-dimensional mapping table.
즉, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 미세 조타구간(직진시)의 조타각 A에 대한 직선의 기울기를 비를 비교 산출하고, 실진 조타 구간(선회시)의 조타각 B에 대한 실 토크를 비교 산출하여 현재 주행 노면의 미끄럼 정도(μ)를 산출한다.That is, as shown in Fig. 4, the ratio of the slope of the straight line with respect to the steering angle A in the fine steering section (when going straight) is compared and calculated, and the actual torque for the steering angle B in the true steering section (when turning) is compared. It calculates and the sliding degree (micrometer) of the current road surface is computed.
상기에서 노면의 미끄럼 정도(μ)가 소정의 제1 설정 값 이하라고 판단되면, 제어장치(200)는 소정의 제어신호를 출력한다(S140).When it is determined that the slipperiness μ of the road surface is equal to or less than the first predetermined value, the control device 200 outputs a predetermined control signal (S140).
하지만, 상기(S110)에서 차량이 선회 주행을 시작함이 판단되면, 제어장치(200)는 선회 주행 시작시 발생하는 일정 크기 이상의(미세 변위가 아닌)조타 토크 및 조타 각 변화량을 감지하여 조타 각에 대한 조타 토크를 노면 미끄럼 별로 나타낸 테이블과 비교하여 노면의 미끄럼 정도(μ)를 판단한다(S150). 본 발명에 따른 조타 각 및 조타 토크의 감지는 상기에서 설명한 바와 같이, 기존에 상용화되어 있는 센서를 통해 감지가능할 것이다.However, if it is determined in step S110 that the vehicle starts turning, the control apparatus 200 detects a change amount of steering torque and steering angle greater than or equal to a predetermined magnitude (rather than a fine displacement) generated at the start of turning turning and steering angle. The steering torque for the road surface is compared with the table for each road slip, and the degree of sliding of the road surface (μ) is determined (S150). The detection of the steering angle and the steering torque according to the present invention will be detectable through a sensor that is commercially available as described above.
이어서, 제어장치(200)는 메모리 맵에 노면의 조도 변호에 따른 차속 대비 조타 토크 변화 등으로 3차원 맵핑되어 노면 미끄럼 별로 테이블화 된 값과 상기에서 연산되어 산출된 미세 조타 각에 대한 조타 토크 변화율 비교 판단하고, 도 3에 도시되어 있는 바와같이 노면의 미끄럼 정도(μ)를 판단하여, 상기 판단된 노면의 미끄럼 정도가 소정의 제2 설정 값 이하인가를 판단한다(S160).상기에서, 본 발명에 따른 노면의 미끄럼 정도를 판단하기 위한 3차원 맵핑 테이블의 산출은 앞서 설명한 바와 같다.Subsequently, the control apparatus 200 is three-dimensionally mapped to the vehicle speed versus steering torque change according to the road surface roughness variation on the memory map, and the steering torque change rate with respect to the fine steering angle calculated and calculated by the table for each road slip. The comparison is judged, and as illustrated in FIG. 3, the slippage degree μ of the road surface is judged, and it is determined whether the slipperiness level of the determined road surface is equal to or less than a predetermined second predetermined value (S160). The calculation of the three-dimensional mapping table for determining the sliding degree of the road surface according to the invention is as described above.
즉, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 미세 조타구간(직진시)의 조타각 A에 대한 직선의 기울기를 비를 비교 산출하고, 실진 조타 구간(선회시)의 조타각 B에 대한 실 토크를 비교 산출하여 현재 주행 노면의 미끄럼 정도(μ)를 산출한다.That is, as shown in Fig. 4, the ratio of the slope of the straight line with respect to the steering angle A in the fine steering section (when going straight) is compared and calculated, and the actual torque with respect to the steering angle B in the true steering section (when turning) is compared. It calculates and the sliding degree (micrometer) of the current road surface is computed.
상기에서 노면의 미끄럼 정도(μ)가 소정의 제2 설정 값 이하라고 판단되면, 제어장치(200)는 소정의 제어신호를 출력한다(S140).When it is determined that the slipperiness μ of the road surface is equal to or less than the second predetermined value, the control device 200 outputs a predetermined control signal (S140).
이로써, 주행 중 미끄럼 정도를 조기에 운전자에게 경고할 수 있다.Thereby, it is possible to warn the driver early about the degree of slipping while driving.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 미끄럼 방지 방법은, 노면의 미끄럼 정도의 차이에 영향을 받는 조타력 또는 보타력 변화의 원리를 이용하여 주행 중 노면의 미끄럼 정도를 조기에 운전자에게 경고함으로써, 운전자의 조향 휠 조작 실수를 미연에 방지하여 교통사고의 발생을 예방할 수 있다.As described above, the non-slip method of the vehicle steering apparatus according to the present invention warns the driver of the slipperiness of the road surface while driving by using the principle of the steering force or the steering force change which is affected by the difference in the degree of sliding of the road surface. By doing so, it is possible to prevent a driver's steering wheel operation mistake in advance and prevent the occurrence of a traffic accident.
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