KR100774243B1

KR100774243B1 - 차량의 조향각 조절장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100774243B1
Application number: KR1020060093254A
Authority: KR
Inventors: 문병호
Original assignee: 쌍용자동차 주식회사
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2007-11-07

Abstract

본 발명은 구동 륜의 체인사용 유무를 자동으로 판단하여 차량의 최소 회전 반경을 조정하기 위한 차량의 조향각 조절 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 차량의 외부 온도를 검출하는 외기 온도 센서와; 차량에 장착된 타이어의 공기압을 검출하고, 그 검출 결과 급격한 공기압 저하 또는 적정공기압 이하일 경우 경고 신호를 발생하는 타이어 압력 감지 시스템과; 외기 온도 센서로부터 검출한 외기 온도가 영하일 경우, 상기 타이어 압력 감지 시스템의 공기압 검출 신호를 분석하여 체인 장착으로 판단되면 조향각을 줄이기 위한 제어 신호를 발생하는 전자제어장치(ECU)와; 전자제어장치에서 발생하는 조향각 제어 신호에 따라 조향 휠의 회전각을 감소시켜 조향각을 줄이는 조향각 조절부를 구비한다.

조향각, 체인장착, 외기 온도, 조향각 조절

Description

차량의 조향각 조절장치 및 그 방법{Method and control device of steering angle for automobile}

도 1은 차량의 타이어 거동과 주변 파트의 개략 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 조향각 조절장치의 구성도.

도 3a는 본 발명에서 조향각 조절부의 동작 상태 중 조향각 미 조절시 상태를 나타낸 요부 단면도이고, 도 3b는 조향각 조절시 상태를 나타낸 요부 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 차량의 조향각 조절방법을 보인 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 외기 온도 센서 20 : 타이어 압력 감지 시스템

30 : 전자제어장치 40 : 조향각 조절부

본 발명은 차량의 조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동 륜의 체인사용 유무를 자동으로 판단하여 차량의 최소 회전 반경을 조정하기 위한 차량의 조향각 조절 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 주행중인 차량의 진행방향을 운전자가 바꾸기 위해서 구동 차륜을 소정의 각도 내에서 좌우로 이동하도록 하는 조향장치가 구비된다. 조향장치는 운전자의 의지에 의해 조향차륜의 일정 각도 내에서 좌우로 이동토록 하는 것으로서, 운전자가 직접 조향 조작을 하는 조작부인 스티어링 휠, 조향측의 회전을 감속함으로써 그 조작력을 증대시키고 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크 기구에 전달하는 기어부, 기어 움직임을 조향휠에 전달하는 링크부로 구성되어 있다.

조향륜의 조향시 조향각을 크게 하면 최소 회전반경을 줄일 수 있는 장점이 있다. 일반적으로 차량 설계시 차량의 선회 안정성을 해치지 않는 한도에서 조향각을 최대로 설계하고 있다.

구동 조향륜의 최대 조향시 도 1에 도시된 바와 같이, 타이어와 주변 파트(parts)와의 간격(D)은 약 20mm정도를 두는데, 이는 설천(雪天)시 체인 장착을 고려한 것이다.

체인 간격을 고려치 않고 설계를 하면 체인 미장착시 체인 고려 간격만큼 더 선회하여 회전 반경을 줄일 수 있지만, 체인을 장착한 경우라도 운전자 스스로 조향휠 조작을 작게 회전하는 것은 거의 불가능하므로, 차량의 기존 기능을 유지하면서 회전반경을 가변할 수 있는 조향 장치가 요구된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 요구에 따라 차량의 기존 기능은 유지하면서 회전반경을 가변할 수 있는 최적의 조향 장치를 제공하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 구동 륜의 체인사용 유무를 자동으로 판단하여 차량의 최소 회전 반경을 조정하기 위한 차량의 조향각 조절 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 "차량의 조향각 조절 장치"는,

차량의 외부 온도를 검출하는 외기 온도 센서와;

상기 차량에 장착된 타이어의 공기압을 검출하고, 그 검출 결과 급격한 공기압 저하 또는 적정공기압 이하일 경우 경고 신호를 발생하는 타이어 압력 감지 시스템과;

상기 외기 온도 센서로부터 검출한 외기 온도가 영하일 경우, 상기 타이어 압력 감지 시스템의 공기압 검출 신호를 분석하여 체인 장착으로 판단되면 조향각을 줄이기 위한 제어 신호를 발생하는 전자제어장치(ECU)와;

상기 전자제어장치에서 발생하는 조향각 제어 신호에 따라 조향 휠의 회전각을 감소시켜 조향각을 줄이는 조향각 조절부를 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 "차량의 조향각 조절 방법"은,

차량의 외기 온도를 검출하는 제1단계와;

상기 검출한 외기 온도가 영하일 경우, 타이어 압력 감지 시스템에서 제공되 는 구동륜 타이어 공기압의 변화율과 체인 장착 여부를 판단하기 위해서 메모리에 미리 저장된 체인장착시 압력 변화율을 비교하는 제2단계와;

상기 비교 결과 타이어 공기압의 변화율이 체인장착시 압력 변화율과 동일하면, 체인 장착으로 판단을 하고 조향각 조절을 위한 제어 동작을 수행하는 제3단계를 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 조향각 조절장치의 구성도이다.

여기서 참조부호 10은 차량의 소정 위치에 장착되어 상기 차량의 외부 온도를 검출하는 외기 온도 센서를 나타내고, 참조부호 20은 상기 차량에 장착된 타이어의 공기압을 검출하고, 그 검출 결과 급격한 공기압 저하 또는 적정공기압 이하일 경우 경고 신호를 발생하는 타이어 압력 감지 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)을 나타낸다.

또한, 참조부호 30은 상기 외기 온도 센서(10)로부터 검출한 외기 온도가 영하일 경우, 상기 타이어 압력 감지 시스템(20)의 공기압 검출 신호를 분석하여 체인 장착으로 판단되면 조향각을 줄이기 위한 제어 신호를 발생하는 전자제어장치(ECU)를 나타낸다. 바람직하게 전자제어장치(30)는 타이어 압력 감지 시스템(20)에서 제공되는 구동륜 타이어 공기압의 변화율과 체인 장착 여부를 판단하기 위해 서 메모리에 미리 저장된 체인장착시 압력 변화율을 비교하여 그 결과 타이어 공기압의 변화율이 체인장착시 압력 변화율과 동일하면, 체인 장착으로 판단을 하고 조향각 조절을 위한 제어 동작을 수행하게 된다.

또한, 참조부호 40은 상기 전자제어장치(30)에서 발생하는 조향각 제어 신호에 따라 조향 휠의 회전각을 감소시켜 조향각을 줄이는 조향각 조절부로서, 조향휠 컬럼 샤프트 축 상에 장착된 웜 기어(41)와; 상기 조향 휠의 회전에 따라 회전하는 웜 기어(41)의 상단에 평행하게 설치된 가이드 레일(42)과; 상기 가이드 레일(42) 안쪽에 형성된 개구부에 상단이 끼워지고 그 하단은 웜 기어(41)에 맞물려 상기 웜 기어(41)의 회전에 따라 상하로 직선 운동을 하는 슬라이딩 핀(43)과; 상기 가이드 레일(42)의 양끝단에 장착되어 상기 웜 기어(41)의 회전에 따라 직선 운동을 하는 슬라이딩 핀(43)의 이동거리를 제한하는 스토퍼(44)와; 상기 스토퍼(44)를 전, 후진으로 동작시키는 액추에이터(45)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량의 조향각 조절장치는, 차량의 소정 위치에 장착된 외기 온도 센서(10)에서 차량의 외기 온도를 검출하여 전자제어장치(30)에 제공한다.

전자제어장치(30)는 검출되는 외기 온도를 분석하여 영하일 경우, 타이어 압력 감지 시스템(20)에서 제공되는 구동륜 타이어 공기압의 압력 변화율을 분석하여 체인 장착 여부를 자동으로 판별하게 된다. 여기서 겨울철 외기 온도는 통상 영하이므로, 외기 온도가 영상일 경우에는 체인 장착 여부를 판별할 필요가 없다.

외기 온도가 영하일 경우, 구동륜 공기압의 압력 변화율과 체인 장착 여부를 판별하기 위해서 내부 메모리에 미리 저장한 체인장착시 압력 변화율을 비교하게 된다. 여기서 체인 장착시 공기 압력 변화율은 실험에 의해 미리 산출할 수 있으며, 산출하는 방법 역시 당업자라면 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 검출한 구동륜 공기압의 압력 변화율과 체인 장착시 압력 변화율을 비교한 결과, 타이어 공기압의 변화율이 체인장착시 압력 변화율과 동일하면, 체인 장착으로 판단을 하고 조향각 조절을 위한 제어 신호를 생성하여 조향각 조절부(40)에 전달한다.

조향각 조절부(40)는 같이 조향각 조절을 위한 제어 신호에 의해 액츄에이터(Actuator)(45)가 스토퍼(Stopper)(44)를 가이드 레일(Guide Rail)(42)의 중심부쪽으로 이동시킴에 따라 스토퍼(Stopper)(44)간의 간격이 줄어들게 되면서 상기 스토퍼(Stopper)(44) 사이에 위치하여 웜 기어(41)의 회전에 따라 직진운동을 하는 슬라이딩 핀(43)의 직선 거동 구간(L2)이 줄어들어 결국 최대 조향각이 줄어들게 된다(도 3b 참조).

도 3a는 본 발명에서 조향각 조절부(40)의 동작 상태 중 조향각 미 조절시 상태로서 슬라이딩 핀(43)의 직선 거동 구간(L1)이 원상태인 상태를 나타낸 요부 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 차량의 조향각 조절 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 차량의 외기 온도를 검출하는 제1단계(S101)와; 상기 검출한 외기 온도가 영하일 경우, 타이어 압력 감지 시스템에서 제공되는 구동륜 타이어 공기압의 변화율과 체인 장착 여부를 판단하기 위해서 메모리에 미리 저 장된 체인장착시 압력 변화율을 비교하는 제2단계(S103)와; 상기 비교 결과 타이어 공기압의 변화율이 체인장착시 압력 변화율과 동일하면, 체인 장착으로 판단을 하고 조향각 조절을 위한 제어 동작을 수행하는 제3단계(S105)로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 차량의 조향각 조절 방법은, 먼저 단계 S101에서 전자제어장치(30)는 외기 온도 센서(10)의 검출 온도를 분석하여 외기 온도가 영하인지를 판별한다.

이 판별 결과 외기 온도가 영하일 경우에는, 단계 S103으로 이동하여 타이어 압력 감지 시스템(20)에서 제공되는 구동륜 타이어 공기압의 변화율과 체인 장착 여부를 판단하기 위해서 메모리에 미리 저장된 체인장착시 압력 변화율을 비교한다.

그리고 단계 S105에서 상기 비교 결과 타이어 공기압의 변화율이 체인장착시 압력 변화율과 동일하면, 체인 장착으로 판단을 하고 조향각 조절을 위한 제어 신호를 발생하여 조향각을 줄이는 방향으로 제어하게 된다.

여기서 조향각을 조절하는 방법은 전술한 도 2의 설명시 상세하게 설명하였으므로, 중복 설명을 회피하기 위해서 생략한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 구동 륜의 체인사용 유무를 자동으로 판단할 수 있으며, 체인 장착시 자동으로 차량의 최소 회전 반경을 조정하기 위한 조향각 조절이 가능한 장점이 있다.

Claims

차량의 조향각 조절 장치에 있어서,

상기 차량의 외부 온도를 검출하는 외기 온도 센서와;

상기 차량에 장착된 타이어의 공기압을 검출하고, 그 검출 결과 급격한 공기압 저하 또는 적정공기압 이하일 경우 경고 신호를 발생하는 타이어 압력 감지 시스템과;

상기 외기 온도 센서로부터 검출한 외기 온도가 영하일 경우, 상기 타이어 압력 감지 시스템의 공기압 검출 신호를 분석하여 체인 장착으로 판단되면 조향각 저감을 위한 제어 신호를 발생하는 전자제어장치(ECU)와;

상기 전자제어장치에서 발생하는 조향각 제어 신호에 따라 조향 휠의 회전각을 감소시켜 조향각을 줄이는 조향각 조절부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향각 조절장치.
제1항에 있어서, 상기 전자제어장치는,

상기 검출한 외기 온도가 영하일 경우, 타이어 압력 감지 시스템에서 제공되는 구동륜 타이어 공기압의 변화율과 체인 장착 여부를 판단하기 위해서 메모리에 미리 저장된 체인장착시 압력 변화율을 비교하여, 타이어 공기압의 변화율이 체인장착시 압력 변화율과 동일하면, 체인 장착으로 판단을 하고 조향각 조절을 위한 제어 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향각 조절장치.
제1항에 있어서, 상기 조향각 조절부(40)는,

조향휠 컬럼 샤프트 축 상에 장착된 웜 기어(41)와;

상기 조향 휠의 회전에 따라 회전하는 웜 기어(41)의 상단에 평행하게 설치된 가이드 레일(42)과;

상기 가이드 레일(42) 안쪽에 형성된 개구부에 상단이 끼워지고, 그 하단은 웜 기어(41)에 맞물린 상태에서 웜 기어(41)의 회전에 의해 개구부를 따라 직선 운동을 하는 슬라이딩 핀(43)과;

상기 가이드 레일(42)의 양 끝단에 장착되어 상기 직선 운동을 하는 슬라이딩 핀(43)의 이동거리를 제어하는 스토퍼(44)와;

상기 스토퍼(44)를 전, 후진으로 동작시키는 액추에이터(45);

로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 조향각 조절장치.
차량의 조향각 조절 방법에 있어서,

차량의 외기 온도를 검출하는 제1단계와;

상기 검출한 외기 온도가 영하일 경우, 타이어 압력 감지 시스템에서 제공되는 구동륜 타이어 공기압의 변화율과 체인 장착 여부를 판단하기 위해서 메모리에 미리 저장된 체인장착시 압력 변화율을 비교하는 제2단계와;

상기 비교 결과 타이어 공기압의 변화율이 체인장착시 압력 변화율과 동일하면, 체인 장착으로 판단을 하고 조향각 조절을 위한 제어 동작을 수행하는 제3단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 조향각 조절방법.