KR100776222B1 - 자동차의 토우 제어장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 토우 제어장치에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 자동차에 있어서 주행 중인 자동차 바퀴의 토우인 각을 지속적으로 감지하여 자동차의 바퀴가 늘 토우 인 상태를 유지하도록 제어함으로써, 자동차의 급가속시나 제동시 또는 회전시 등과 같은 외부적인 요인에 따른 자동차 바퀴의 토우인 각도 변경으로 인해 토우 아웃 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되는 이점이 있다.
토우인, 토우아웃, MRF, ECU, 자기장
Description
도 1은 종래 토우인/아웃 상태 예시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 토우 제어 장치 블록 구성도.
도 3은 상기 도 2의 MRF부의 상세 구성도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 토우 제어 처리 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 선회시 오버/언더 스티어링 상태 예시도.
본 발명은 자동차의 토우 제어장치에 관한 것으로, 특히 토우인의 각도가 외부적인 요인에 의해 가변 되는 경우 주행 중 휠의 토우각을 감지하여 자동차 바퀴의 토우인 각도가 토우인 상태를 유지하도록 토우인 각을 자동으로 조절하여 주는 토우 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 직진 안정성 및 조종 성능을 충족시키기 위하여, 타이어의 위치, 방향, 상호 관련성 등을 일정하게 조절하는 휠 얼라인먼트를 조절하게 되며, 상기 휠 얼라인먼트는 캠버, 토우인/아웃(Toe in/out), 킹핀 경사각, 캐스터 등을 자동차의 성능에 적합하도록 조절하는 것을 의미한다.
이때 특히, 상기 토우인/아웃은 자동차의 주행 성능에 큰 영향을 미치는 자동차 바퀴의 정렬 상태를 의미하는 말로써, 자동차 바퀴의 정렬 상태를 예시한 도 1에서 보여지는 바와 같이 자동차 바퀴를 위에서 보았을 때 좌우 타이어 중심간의 거리가 앞부분이 뒷부분보다 좁은 것을 토우인 이라 하고, 반대로 앞부분이 뒷부분보다 넓은 것을 토우 아웃이라 하며, 주행의 안정성을 위해 자동차는 캠버에 의해 토우인 상태로 조립된다.
그러나 종래 자동차에서는 주행 중 급가속시나 제동시 또는 회전시 등과 같은 주행 조건에 따라 토우 아웃되는 현상이 발생하여 주행 안정성이 저해되고, 사이드슬립이 일어나 타이어의 마멸이 크며, 자동차의 조향이 순조롭지 못하게 되는 등 자동차의 안전 운전에 문제가 발생하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 자동차에서 주행 중 토우인의 각도가 외부적인 요인에 의해 가변 되는 경우 자동차 바퀴의 토우인 각을 감지하여 자동차 바퀴의 토우인 각도가 토우인 상태를 유지하도록 토우인 각을 자동으로 조절하여 주는 토우 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차의 토우 제어장치 및 방법에 있어서, 자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 지속적으로 측정하는 토우각 감지센서와; 상기 자동차 바퀴의 토우인 각 조절을 위한 토우 링크에 연결되며, 소정 제어 신호에 따라 자기장을 발생하여 상기 토우 링크의 움직임을 고정시키는 MRF부와; 상기 자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 분석하여 자동차 바퀴의 토우 아웃 발생시 상기 MRF부를 제어하여 해당 바퀴에 연결된 토우 링크의 움직임을 고정시켜 토우 인 상태를 유지시키는 ECU;를 포함하는 토우 제어장치를 구현하며, (a)자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 지속적으로 측정하는 단계와; (b)상기 자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 분석하여 자동차 바퀴의 토우 아웃 발생 여부를 검사하는 단계와; (c)상기 자동차 바퀴의 토우 아웃 발생시 상기 자동차 바퀴의 토우인 각 조절을 위한 토우 링크의 움직임을 고정시켜 해당 바퀴의 토우 인 상태를 유지시키는 단계;를 포함하여 진행하는 토우 제어방법 및 (a')자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 지속적으로 측정하는 단계와; (b')상기 자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 분석하여 자동차 바퀴의 토우 아웃 발생에 따른 자동차 바퀴의 오버 스티어링 발생 여부를 검사하는 단계와; (c')상기 자동차 바퀴의 오버 스티어링 발생시에는 상기 자동차의 선회방향 외측 뒷(rear) 바퀴의 토우 링크에 연결된 MRF부를 구동시켜 해당 토우 링크의 움직임을 고정시켜 토우 인 상태를 유지시키는 단계; (d')상기 자동차 바퀴의 언더 스티어링 발생시에는 상기 자동차의 선회방향 외측 앞(front) 바퀴의 토우 링크에 연결된 MRF부를 구동시켜 해당 토우 링크의 움직임을 고정시켜 토우 인 상태를 유지시키는 단계;를 포함하여 진행하는 토우 제어방법을 구현하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예의 동작을 상세하게 설명한다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 토우 제어장치를 도시한 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 토우각 감지센서(202)는 자동차가 주행하는 동안 자동차 바퀴(T)의 토우인 각을 지속적으로 측정하여 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)(200)로 인가한다. ECU(200)는 토우각 감지센서(202)를 통해 인가되는 자동차 바퀴의 토우각 데이터를 인가받아 주행 중 자동차 바퀴의 토우인/아웃 상태를 여부를 지속적으로 검사하고, 자동차의 급가속시나 제동시 또는 회전시 등으로 인한 자동차 바퀴의 토우아웃 상태 판단시 MRF(Magnetic Rheological Fluid)부(204)를 제어하여 토우아웃이 발생하는 바퀴의 토우 링크(206)를 조절하여 자동차 바퀴가 토우인 상태로 되도록 한다.
상기 MRF부(204)의 상세 구성을 도 3에 도시하였다. 즉, MRF부(204)는 ECU(200)의 제어에 따라 MR 솔레노이드(Solenoid)(300)를 구동시켜 자기장을 발생함으로써 토우아웃이 발생한 바퀴에 연결된 링크의 운동을 정지시키게 된다. 상기 링크는 자동차의 토우인 각을 조절하기 위한 것으로, 뎀퍼(Damper) 역할을 수행하는 MR유체(302)를 통해 MRF부(204)에 연결되게 되는데, 자기장 발생으로 인해 MR유체(302)가 굳어지는 경우 MRF부(204)에 고정되어 자동차의 토우인 각이 일정하게 유지되는 것이다. 이에 따라 급가속시나 제동시 또는 회전시 등과 같은 외부적인 요인으로 인한 토우인의 각도 변경이 방지되어 토우아웃 발생이 방지되게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 토우 제어장치에서 토우인의 각 도가 외부적인 요인에 의해 가변 되는 경우 주행 중 자동차 바퀴의 토우인 각을 감지하여 자동차 바퀴의 토우인 각도가 토우인 상태를 유지하도록 하는 동작 제어 흐름을 도시한 것이다.
먼저 ECU(200)는 (S400)단계에서 토우각 감지센서(202)로부터 주행 중인 자동차의 토우각 데이터를 입력받고, (S402)단계로 진행해서 상기 토우각 데이터를 분석하여 현재 자동차의 조향 상태가 오버 스티어링(Over-steering) 상태인지 언더 스티어링(Under-steering) 상태인지 여부를 검사한다. 상기 오버 스티어링 상태라 함은 운전자의 조향 입력 의도 이상으로 자동차가 선회하는 경우를 의미하고, 언더 스티어링 상태라 함은 운전자의 조향 입력 의도 이하로 자동차가 선회하는 경우를 의미한다. 상기 자동차의 선회 방향에 따른 오버 스티어링, 언더 스티어링 상태 시의 토우아웃 발생 예시도를 도 5에 도시하였다.
즉, 상기 자동차의 조향 상태가 오버 스티어링 상태인 경우 이는 좌/우측 방향 선회시 오버 스티어링 상태를 도시한 상기 도 5의 (a), (c)에서 보여지는 바와 같이 자동차의 선회방향 외측(Outside) 뒷(rear) 바퀴에 토우아웃이 발생한 것이므로, ECU(200)는 (S404)단계에서 이에 응답하여 (S406)단계로 진행해서 자동차의 선회 방향 외측 뒷바퀴의 토우 링크에 연결된 MRF부(204)를 구동시켜 링크의 운동을 제어함으로써, 토우아웃 발생을 방지시키게 된다.
그러나 이와 달리 상기 자동차의 조향 상태가 언더 스티어링 상태인 경우 이는 좌/우측 방향 선회시 언더 스티어링 상태를 도시한 상기 도 5의 (b), (d)에서 보여지는 바와 같이 자동차의 선회방향 외측 앞바퀴에 토우아웃이 발생한 것이므 로, ECU(200)는 상기 (S404)단계에서 이에 응답하여 (S408)단계로 진행해서 자동차의 선회 방향 외측 앞(front) 바퀴의 토우 링크에 연결된 MRF부(204)를 구동시켜 링크의 운동을 제어함으로써, 토우아웃 발생을 방지시키게 된다.
따라서 주행 중인 자동차 바퀴의 토우각을 지속적으로 감지하여 자동차의 바퀴가 늘 토우 인 상태를 유지하도록 제어함으로써, 자동차의 급가속시나 제동시 또는 회전시 등과 같은 외부적인 요인에 따른 자동차 바퀴의 토우 인 각도 변경으로 인해 토우 아웃 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 자동차에 있어서 주행 중인 자동차 바퀴의 토우인 각을 지속적으로 감지하여 자동차의 바퀴가 늘 토우인 상태를 유지하도록 제어함으로써, 자동차의 급가속시나 제동시 또는 회전시 등과 같은 외부적인 요인에 따른 자동차 바퀴의 토우인 각도 변경으로 인해 토우아웃 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되는 이점이 있다.
Claims (7)
- 자동차의 토우 제어장치에 있어서,자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 지속적으로 측정하는 토우각 감지센서와;상기 자동차 바퀴의 토우인 각 조절을 위한 토우 링크에 연결되며, 소정 제어신호에 따라 자기장을 발생하여 상기 토우 링크의 움직임을 고정시키는 MRF부와;상기 자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 분석하여 자동차 바퀴의 토우 아웃 발생시 상기 MRF부를 제어하여 해당 바퀴에 연결된 토우 링크의 움직임을 고정시켜 토우 인 상태를 유지시키는 ECU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 토우 제어장치.
- 제1항에 있어서,상기 MRF부는, 상기 토우 링크와 연결되어 상기 MRF부에 연결된 토우 링크가 움직일 수 있도록 하는 뎀퍼 역할을 수행하며, 자기장 발생시 굳어져 상기 토우 링크의 움직임을 고정시키는 MR유체와;소정 제어신호에 따라 상기 MR유체로 자기장을 발생시키는 MR 솔레노이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토우 제어장치.
- 제1항에 있어서,상기 ECU는, 자동차 바퀴의 오버 스티어링 발생시에는 상기 자동차의 선회 방향 외측 뒷바퀴의 토우 링크에 연결된 MRF부를 구동시켜 해당 토우 링크의 움직임을 고정시키며, 언더 스티어링 발생시에는, 상기 자동차의 선회 방향 외측 앞바퀴의 토우 링크에 연결된 MRF부를 구동시켜 해당 토우 링크의 움직임을 고정시켜 해당 바퀴의 토우 인 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 토우 제어장치.
- 토우각 감지센서, MRF부, ECU를 포함하는 자동차의 토우 제어장치에서 토우 제어 방법에 있어서,(a)자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 지속적으로 측정하는 단계와;(b)상기 자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 분석하여 자동차 바퀴의 토우 아웃 발생 여부를 검사하는 단계와;(c)상기 자동차 바퀴의 토우 아웃 발생시 상기 자동차 바퀴의 토우인 각 조절을 위한 토우 링크의 움직임을 고정시켜 해당 바퀴의 토우 인 상태를 유지시키는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 자동차의 토우 제어방법.
- 제4항에 있어서,상기 (c)단계는, 상기 토우 링크에 연결된 MRF부에 자기장이 발생하도록 제어하여 상기 토우 링크와 MRF부간 연결된 MR유체가 굳어지도록 함으로써 해당 토우 링크의 움직임이 고정되도록 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 자동차의 토우 제어방법.
- 토우각 감지센서, MRF부, ECU를 포함하는 자동차의 토우 제어장치에서 토우 제어 방법에 있어서,(a')자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 지속적으로 측정하는 단계와;(b')상기 자동차 바퀴의 토우인 각 데이터를 분석하여 자동차의 조향 상태가 운전자의 조향 입력 의도 이상 또는 이하로 선회되었는지에 따라 자동차 바퀴의 오버 스티어링 또는 언더 스티어링 발생 여부를 검사하는 단계와;(c')상기 자동차 바퀴의 오버 스티어링 발생시에는 상기 자동차의 선회방향 외측 뒷(rear) 바퀴의 토우 링크에 연결된 MRF부를 구동시켜 해당 토우 링크의 움직임을 고정시켜 토우 인 상태를 유지시키는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 자동차의 토우 제어방법.
- 제6항에 있어서,상기 (b')단계에서의 검사결과, 상기 자동차 바퀴의 언더 스티어링 발생시에는 (d')상기 자동차의 선회방향 외측 앞(front) 바퀴의 토우 링크에 연결된 MRF부를 구동시켜 해당 토우 링크의 움직임을 고정시켜 토우 인 상태를 유지시키는 단계;를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 자동차의 토우 제어 방법.
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