KR100599829B1 - Controlling Apparatus and the method of toe-angle for Automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치 및 방법은 차량의 선회특성을 감지하는 센서부가 차속센서,조향각센서,횡가속도센서,자이로 센서로 구성되고, 상기 센서부로부터 감지된 값에 따라 선회특성을 판단하고 그 선회특성에 따라 좌/우측 후륜 중에서 적어도 하나이상의 토우각을 제어하도록 이루어짐으로써, 다양한 차량의 선회특성에 따라 적합한 제어모드를 선택하여 후륜의 토우각을 제어할 수 있기 때문에 차량의 최적 제어를 구현할 수 있는 효과가 있다.The rear wheel toe angle control device and method according to the present invention includes a sensor unit for detecting the turning characteristic of the vehicle, comprising a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, a lateral acceleration sensor, a gyro sensor, and a turning characteristic according to a value detected from the sensor unit. And control the toe angle of at least one of the left and right rear wheels according to its turning characteristics, so that the toe angle of the rear wheels can be controlled by selecting a suitable control mode according to the turning characteristics of various vehicles. It has the effect of implementing control.
선회, 차속센서, 횡가속도센서, 조향각 센서, 자이로 센서, 후륜, 토우각, 토인, 제어Turning, vehicle speed sensor, lateral acceleration sensor, steering angle sensor, gyro sensor, rear wheel, toe angle, toe-in, control
Description
도 1은 종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치의 구성이 도시된 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of the rear wheel toe angle control apparatus of a vehicle according to the prior art,
도 2는 종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어방법이 도시된 순서도,2 is a flowchart illustrating a rear wheel toe angle control method of a vehicle according to the related art;
도 3은 본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치의 구성이 도시된 블록도,3 is a block diagram showing the configuration of the rear wheel toe angle control apparatus for a vehicle according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어방법이 도시된 순서도.Figure 4 is a flow chart illustrating a rear wheel toe angle control method of a vehicle according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
60: 차속센서 62: 조향각센서60: vehicle speed sensor 62: steering angle sensor
64: 횡가속도센서 66: 자이로센서64: lateral acceleration sensor 66: gyro sensor
68: 전자제어유닛 70: 좌측 액추에이터68: electronic control unit 70: left actuator
72: 좌측 후륜 74: 우측 액추에이터72: left rear wheel 74: right actuator
76: 우측 후륜76: right rear wheel
본 발명은 차량의 후륜 토우각 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 차량의 선회특성에 따라 좌/우측 후륜의 토우각을 선택적으로 제어할 수 있는 차량의 후륜 토우각 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rear wheel toe angle control device and method of the vehicle, and more particularly to a rear wheel toe angle control device and method that can selectively control the toe angle of the left and right rear wheels according to the turning characteristics of the vehicle.
일반적으로 차량의 현가장치는 차체와 휠을 연결하는 장치로서, 상하방향으로는 스프링과 쇽 업소버 등에 의해 지지되고, 기타 방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠사이의 상대 운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행한다.In general, the suspension of the vehicle is a device that connects the vehicle body and the wheel, and is supported by springs and shock absorbers in the up and down direction, and in the other direction, by appropriately combining high rigidity and flexibility, It performs the function of mechanically appropriate harmony.
한편, 최근에는 차량의 선회시 토우 아웃(Toe Out)현상으로 인해 조정성이 저하되는 문제점을 해결하기 위해 차량의 선회시 능동적으로 후륜의 토우각을 변화시키는 방식을 통해 최적의 휠 얼라이먼트를 구현시켜 보다 안정된 주행 성능을 확보시킬 수 있는 AGCS시스템(Active Geometry Controlled System)이 개발되어 적용중이다.On the other hand, in order to solve the problem of poor control due to the Toe Out phenomenon during the turning of the vehicle, an optimal wheel alignment is realized by actively changing the toe angle of the rear wheel during the turning of the vehicle. The AGCS system (Active Geometry Controlled System) has been developed and applied to ensure more stable driving performance.
도 1은 종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치의 구성이 도시된 블록도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어방법이 도시된 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a rear wheel toe angle control apparatus of a vehicle according to the prior art, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a rear wheel toe angle control method of a vehicle according to the prior art.
종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 주행속도를 감지하는 차속센서(10)와, 차량의 조향각을 감지하는 조향각센서(12)와, 차량의 좌/우측 후륜(18)에 각각 연결되어 상기 좌/우측 후륜(18)의 얼라이먼트를 변화시키는 좌/우측 액추에이터(16)와, 상기 차속센서(10)와 조향각센서(12)로부터 입력되는 신호에 따라 상기 액추에이터(16)의 작동을 제어하는 전자제어유닛(14)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a rear wheel toe angle control device of a vehicle according to the related art includes a vehicle speed sensor 10 that detects a traveling speed of a vehicle, a steering angle sensor 12 that detects a steering angle of a vehicle, and a left side of a vehicle. The left and
상기 차속센서(10)는 차량의 전륜(미도시) 및 후륜(18)에 장착되어 차속을 감지하는 센서이며, 상기 조향각센서(12)는 차량의 스티어링 샤프트(미도시)에 장착되어 차량의 회전방향 및 회전량을 감지하는 센서이다.The vehicle speed sensor 10 is a sensor mounted on the front wheel (not shown) and rear wheel 18 of the vehicle to detect the vehicle speed, and the steering angle sensor 12 is mounted on the steering shaft (not shown) of the vehicle to rotate the vehicle. It is a sensor to detect the direction and rotation amount.
상기 좌/우측 후륜(18)은 크로스멤버(미도시)에 의해 횡방향으로 상호 연결되고 차체에 지지되며, 상기 좌/우측 후륜(18)과 상기 크로스멤버 (미도시)사이에는 각각 컨트롤 암(미도시)이 연결된다.The left and right rear wheels 18 are laterally interconnected by crossmembers (not shown) and supported by the vehicle body, respectively, between the left and right rear wheels 18 and the crossmembers (not shown). Not shown) is connected.
상기 좌/우측 액추에이터(16)는 상기 전자제어유닛(14)의 신호에 따라 상기 컨트롤 암(미도시)을 작동시켜 상기 좌/우측 후륜(18)의 토우각을 변화시킬 수 있도록 상기 컨트롤 암(미도시)과 크로스멤버(미도시)사이에 장착되고, 상기 컨트롤 암(미도시)를 작동시킬 수 있도록 유압수단(미도시)이나 DC모터(미도시)가 포함되어 구성된다.The left /
상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the rear wheel toe angle control method of the vehicle according to the prior art configured as described above are as follows.
먼저, 차량의 주행시 상기 차속센서(10)와 조향각센서(12)에서 차량의 거동을 감지한다.(S1)First, the vehicle speed sensor 10 and the steering angle sensor 12 detect the behavior of the vehicle while driving the vehicle.
차량의 선회시 상기 전자제어유닛(14)에서는 상기 차속센서(10)와 횡조향각센서(12)에서 측정된 값에 따라 차량의 선회여부를 판단하게 된다.(S2)When turning the vehicle, the
그리고, 상기 전자제어유닛(14)은 상기 좌/우측 액추에이터(16)에 구동신호를 전송하게 된다.(S3)In addition, the
상기 좌/우측 액추에이터(16)가 구동되면, 상기 좌/우측 후륜(18)이 토인을 이루게 된다.(S4)When the left and
그러나, 종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어 장치 및 방법은 상기 차속센서(10)와 조향각 센서(12)로부터 감지된 값에 따라 선회여부를 판단하고, 상기 좌/우측 액추에이터(16)를 동시에 제어하도록 한가지 제어모드만으로 설정됨으로써, 다양한 주행상태에 따라 차량의 토우각을 제어할 수 없기 때문에 최적의 차량제어가 이루어지지 않는 문제점이 있다.However, the rear wheel toe angle control apparatus and method according to the related art determine whether to turn according to the value detected from the vehicle speed sensor 10 and the steering angle sensor 12, and simultaneously the left and
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 주행상태에 따라 후륜의 토우각을 선택적으로 제어할 수 있도록 다양한 제어모드를 설정하여 최적의 차량제어를 구현할 수 있는 차량의 후륜 토우각 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, by setting various control modes to selectively control the toe angle of the rear wheel according to the driving state of the vehicle of the vehicle that can implement the optimum vehicle control It is an object of the present invention to provide a rear wheel toe angle control device and method.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어방법은 차량의 선회를 감지하는 선회감지단계와, 상기 선회감지단계에서 감지된 값에 따라 선회특성을 판단하여, 선회특성에 따라 좌/우측 후륜 중에서 적어도 하나의 토우각을 선택적으로 제어하는 제어단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The rear wheel toe angle control method of the vehicle according to the present invention for solving the above problems is to determine the turning characteristic according to the turning detection step for detecting the turning of the vehicle, and the value detected in the turning detection step, according to the turning characteristic And a control step of selectively controlling at least one toe angle among the left and right rear wheels.
또한, 본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치는 차량의 주행속도를 감지하는 차속센서와, 차량의 조향각을 감지하는 조향각센서와, 차량의 횡가속도를 감지하는 횡가속도센서와, 차량의 자세를 감지하는 자이로센서로 구성된 센서부와, 차량의 좌/우측 후륜에 각각 연결되어 토우각을 변화시키는 좌/우측 액추에이터와, 상기 센서부로부터 각각 입력된 신호에 따라 상기 좌/우측 액추에이터 중에서 적어도 하나가 선택적으로 작동되도록 제어하는 전자제어유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the rear wheel toe angle control apparatus of the vehicle according to the present invention includes a vehicle speed sensor for detecting a driving speed of the vehicle, a steering angle sensor for detecting a steering angle of the vehicle, a lateral acceleration sensor for detecting a lateral acceleration of the vehicle, and a vehicle attitude At least one of a sensor unit including a gyro sensor for detecting a sensor, a left / right actuator connected to the left / right rear wheel of the vehicle to change the toe angle, and the left / right actuator according to a signal input from the sensor unit, respectively It characterized in that it comprises an electronic control unit for controlling to operate selectively.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치의 구성이 도시된 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어방법이 도시된 순서도이다.3 is a block diagram showing the configuration of the rear wheel toe angle control apparatus of the vehicle according to the present invention, Figure 4 is a flow chart showing a method of controlling the rear wheel toe angle of the vehicle according to the present invention.
본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 주행 및 선회를 감지하는 센서부와, 차량의 좌/우측 후륜에 각각 연결되어 토우각을 변화시키는 좌/우측 액추에이터(70)(74)와, 상기 센서부로부터 각각 입력된 신호에 따라 상기 좌/우측 액추에이터(70)(74) 중에서 적어도 하나가 선택적으로 작동되도록 제어하는 전자제어유닛(68)을 포함하여 구성된다.The rear wheel toe angle control device of the vehicle according to the present invention, as shown in Figures 3 and 4, connected to the sensor unit for detecting the running and turning of the vehicle, and the left and right rear wheels of the vehicle, respectively, to change the toe angle An
상기 센서부는 차량의 속도를 감지하는 차속센서(60)와, 차량의 조향각을 감지하는 조향각센서(62)와, 차량의 횡가속도를 감지하는 횡가속도센서(64)와, 차량의 자세를 감지하는 자이로센서(66)로 구성된다.The sensor unit includes a vehicle speed sensor 60 for detecting a speed of the vehicle, a steering angle sensor 62 for detecting a steering angle of the vehicle, a lateral acceleration sensor 64 for detecting a lateral acceleration of the vehicle, and a posture of the vehicle. It consists of a gyro sensor 66.
여기서, 상기 차속센서(60)는 차량의 전륜(미도시) 및 후륜(72)(76)에 장착되어 차속을 감지하는 센서이며, 상기 조향각센서(62)는 차량의 스티어링 샤프트(미도시)에 장착되어 차량의 회전방향 및 회전량을 감지하는 센서이다.Here, the vehicle speed sensor 60 is a sensor mounted on the front wheel (not shown) and rear wheels 72, 76 of the vehicle to detect the vehicle speed, the steering angle sensor 62 is on the steering shaft (not shown) of the vehicle It is a sensor that detects the rotation direction and amount of rotation of the vehicle.
또한, 상기 횡가속도센서(64)는 차체에 장착되어 차량의 회전시 횡가속도를 측정하는 센서이며, 상기 자이로 센서(66)는 차량의 전후 및 좌우방향의 움직임변화를 감지하여 차량의 자세를 측정하는 센서이다. In addition, the lateral acceleration sensor 64 is a sensor mounted on the vehicle body to measure the lateral acceleration during the rotation of the vehicle, the gyro sensor 66 detects the change in the front and rear and left and right directions of the vehicle to measure the attitude of the vehicle. It is a sensor.
상기 좌/우측 후륜(72)(76)은 크로스멤버(미도시)에 의해 상호 연결되어 차체에 지지되며, 상기 좌/우측 후륜(72)(76)과 상기 크로스멤버(미도시) 사이에는 각각 컨트롤 암(미도시)이 연결된다.The left and right rear wheels 72 and 76 are connected to each other by a cross member (not shown) and are supported by the vehicle body, respectively, between the left and right rear wheels 72 and 76 and the cross member (not shown). A control arm (not shown) is connected.
상기 좌/우측 액추에이터(70)(74)는 상기 전자제어유닛(68)의 신호에 따라 상기 컨트롤 암(미도시)을 작동시켜 상기 좌/우측 후륜(72)(76)의 토우각을 변화시킬 수 있도록 상기 컨트롤 암(미도시)과 크로스멤버(미도시)사이에 장착되고, 상기 컨트롤 암(미도시)를 작동시킬 수 있도록 유압수단(미도시)이나 DC모터(미도시)가 포함되어 구성된다.The left and right actuators 70 and 74 operate the control arm (not shown) according to the signal of the
상기 전자제어유닛(68)은 상기 센서부로부터 신호가 입력되면 기 설정된 값과 비교하여 선회특성을 판단하고, 각 선회특성에 따라 각각 다른 제어모드를 수행하도록 이루어진다.When the signal is input from the sensor unit, the
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어방법을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The rear wheel toe angle control method of the vehicle according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 4.
먼저, 차량의 주행시 상기 차속센서(60), 조향각센서(62), 횡가속도센서(64), 자이로 센서(66)에서 차량의 거동을 감지한다.(S10)First, the vehicle speed sensor 60, the steering angle sensor 62, the lateral acceleration sensor 64, the gyro sensor 66 detects the behavior of the vehicle while driving the vehicle (S10).
선회감지단계에서는 상기 센서부로부터 측정되는 값으로부터 차량의 선회여부를 감지한다.(S12)In the turning detection step, it is detected whether the vehicle is turning from the value measured by the sensor unit (S12).
이후, 제어단계에서는 상기 선회감지단계에서 감지된 값에 따라 차량의 선회특성을 판단하게 된다.Thereafter, in the control step, the turning characteristic of the vehicle is determined according to the value detected in the turning detecting step.
상기 전자제어유닛(68)은 상기 센서부로부터 측정되는 값을 기 설정된 값과 비교하여 차량이 좌/우측 방향으로 연속적으로 회전하는지의 여부를 판단한다.(S14)The
여기서, 차량이 회전방향을 연속적으로 변화하면서 좌/우측 방향으로 회전하게 되는 경우, 상기 전자제어유닛(68)은 상기 좌/우측 액추에이터(70)(74)가 모두 작동되도록 작동신호를 출력하게 된다.In this case, when the vehicle rotates in the left / right direction while continuously changing the rotation direction, the
상기 좌/우측 액추에이터(70)(74)가 모두 작동되면(S20), 상기 좌/우측 후륜(72)(76) 모두가 토인으로 제어된다.(S21)When both the left and right actuators 70 and 74 are operated (S20), all of the left and right rear wheels 72 and 76 are controlled by toin. (S21)
또한, 차량이 급선회하는 경우에도 좌/우측 방향으로 연속적으로 회전되는 경우와 동일한 작동신호를 출력하는 제어모드로 설정함으로써, 상기 좌/우측 액추에이터(70)(74)가 모두 작동되어, 차량의 급선회시 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, even when the vehicle is suddenly turned, by setting the control mode to output the same operation signal as in the case of continuously rotating in the left / right direction, both the left and right actuators 70 and 74 are operated to make the vehicle turn suddenly. It can improve driving stability.
한편, 차량이 좌/우측 방향으로 연속적으로 회전하지 않고, 차량이 좌측방향으로 선회한다고 판단되면, 상기 전자제어유닛(68)은 상기 좌/우측 액추에이터(70)(74) 중에서 우측 액추에이터(74)만이 작동되도록 작동신호를 출력한다.(18)On the other hand, if it is determined that the vehicle does not rotate continuously in the left / right direction and the vehicle is turning in the left direction, the
상기 우측 액추에이터(74)가 작동되면, 상기 우측 후륜(76)이 토인되게 된다.(S19)When the right actuator 74 is operated, the right rear wheel 76 is towed. (S19)
여기서, 선회방향의 외측에 위치된 후륜이 토우아웃되는 경향이 크기 때문에, 차량이 좌측방향으로 선회하는 경우 우측 후륜(76)을 토인되도록 제어하는 것이다.Here, since the rear wheels located outside the turning direction tend to tow out, the right rear wheel 76 is controlled to toe-in when the vehicle turns to the left direction.
반면, 차량이 우측방향으로 회전된다고 판단되면, 상기 전자제어유닛(68)은 상기 좌/우측 액추에이터(70)(74) 중에서 좌측 액추에이터(70)가 작동되도록 작동신호를 출력한다(S22).On the other hand, if it is determined that the vehicle is rotated in the right direction, the
상기 좌측 액추에이터(70)가 작동되면, 상기 좌측 후륜(72)이 토인되게 된다.(S23)When the left actuator 70 is operated, the left rear wheel 72 is towed. (S23)
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치 및 방법은 차량의 선회특성을 감지하는 센서부가 차속센서,조향각센서,횡가속도센서,자이로 센서로 구성되고, 상기 센서부로부터 감지된 값에 따라 선회특성을 판단하고 그 선회특성에 따라 좌/우측 후륜 중에서 적어도 하나이상의 토우각을 제어하도록 이루어짐으로써, 다양한 차량의 선회특성에 따라 적합한 제어모드를 선택하여 후륜의 토우각을 제어할 수 있기 때문에 차량의 최적 제어를 구현할 수 있는 효과가 있다. The rear wheel toe angle control apparatus and method for a vehicle according to the present invention configured as described above includes a sensor unit for detecting a turning characteristic of the vehicle, and includes a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, a horizontal acceleration sensor, and a gyro sensor. By determining the turning characteristic according to the value and controlling at least one toe angle among the left and right rear wheels according to the turning characteristic, it is possible to control the toe angle of the rear wheel by selecting a suitable control mode according to the turning characteristic of various vehicles. Because of this, there is an effect that can implement the optimum control of the vehicle.
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