KR100792918B1 - Method for calculating stability-ratio of cross-wind and method for controlling steering angle of vehicle - Google Patents

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KR100792918B1 KR1020060128016A KR20060128016A KR100792918B1 KR 100792918 B1 KR100792918 B1 KR 100792918B1 KR 1020060128016 A KR1020060128016 A KR 1020060128016A KR 20060128016 A KR20060128016 A KR 20060128016A KR 100792918 B1 KR100792918 B1 KR 100792918B1
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Abstract

A method for calculating a stability-ratio of a cross-wind and a method for controlling a steering angle of a vehicle are provided to adjust the steering angle according to the size and the direction of a cross-wind, thereby allowing a vehicle to drive more safely. The final speed, which is the actual progressing speed of a vehicle, is calculated by measuring the speeds and the directions of the vehicle and the cross-wind(S13). The yaw angle of a vehicle is calculated(S14). A force applied to the side surface of the vehicle is calculated by using the final speed and the yaw angle. The angular speed and steering angular speed through user manipulation are calculated, thereby calculating the angular speed caused by the cross-wind. The stability-ratio of the cross-wind is calculated by driving the angular speed resulting from the cross-wind by the force applied to the side surface of the vehicle(S30).

Description

횡풍 안정비 산출방법 및 이를 이용한 차량 조향각 조정방법{Method for calculating stability-ratio of cross-wind and method for controlling steering angle of vehicle}Method for calculating stability-ratio of cross-wind and method for controlling steering angle of vehicle

도 1은 종래 조향장치의 구성을 도시하는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional steering apparatus.

도 2는 본 발명에 의한 횡풍 안정비 산출방법 및 이를 이용한 차량 조향각 조정방법의 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of calculating the transverse wind stability ratio according to the present invention and a method of adjusting a vehicle steering angle using the same.

도 3은 본 발명에 의한 횡풍 안정비 산출방법 및 이를 이용한 차량 조향각 조정방법에 사용되는 횡풍 측정수단의 사시도이다.3 is a perspective view of the transverse wind measurement means used in the transverse wind stability calculation method and the vehicle steering angle adjustment method using the same.

도 4는 차량에 횡풍이 인가될 때 차량이 실제로 진행하는 속도를 도시한다.4 shows the speed at which the vehicle actually travels when transverse wind is applied to the vehicle.

도 5는 차량에 횡풍이 인가됨에 따라 전륜 조향각이 자동으로 조정된 형상을 도시한다.5 illustrates a shape in which the front wheel steering angle is automatically adjusted as the transverse wind is applied to the vehicle.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 횡풍 측정수단 200 : 전륜100: transverse wind measuring means 200: front wheel

300 : 핸들 400 : 조향모터300: steering wheel 400: steering motor

본 발명은 횡풍 안정비 산출방법 및 이를 이용한 차량 조향각 조정방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량의 측면으로 인가되는 횡풍의 방향 및 세기를 측정하고 횡풍으로 인한 각속도를 계산하여 횡풍안정비를 산출하는 방법과 횡풍이 부는 장소에서 차량이 안정적으로 운전될 수 있도록 횡풍의 방향 및 세기에 따라 자동으로 차량의 조향각을 조정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating the stabilization wind ratio and a steering angle adjustment method using the same. More particularly, the transverse stabilization ratio is calculated by measuring the direction and intensity of the cross wind applied to the side of the vehicle and calculating the angular velocity due to the cross wind. The present invention relates to a method of automatically adjusting a steering angle of a vehicle according to the direction and intensity of a transverse wind so that the vehicle can be stably operated in a place where the wind is blowing.

일반적으로, 자동차에는 주행중에 차체의 진행방향을 운전자의 임의대로 바꿀 수 있도록 된 조향장치를 구비하고 있는바, 이러한 조향장치는 조향핸들에 가해진 회전운동을 조향차륜측에 직선운동으로 변환시켜 전달하도록 구성되어 이루어진 것이다.In general, a vehicle is provided with a steering device that can change the direction of movement of the vehicle body at the driver's discretion while driving, and such steering device converts the rotational motion applied to the steering wheel into a linear motion to the steering wheel side and transmits it. It is made up.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 조향장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a conventional steering apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 조향장치의 구성을 도시하는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional steering apparatus.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 조향장치는, 조향 시 운전자가 파지하는 조향핸들(10)과, 상기 조향핸들(10)과 연동하도록 설치된 조향축(12)과, 상기 조향축(12)의 하부에 설치되어 상기 조향핸들(10)의 회전운동을 직선운동으로 전환시켜 주는 기어박스(14)와, 상기 기어박스(14)에 연결되어 조향 시 전후방향으로 직선운동을 하는 드래그링크(16)와, 상기 드래그링크(16)에 일단이 연결되면서 타단은 차륜(미도시)을 설치하는 너클(20)에 연결된 너클아암(18)과, 상기 차륜의 좌/우측 너클(20) 사이에서 이들을 조향시 동일한 방향으로 회동되게 설치된 타이로드(22)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, a conventional steering apparatus includes a steering wheel 10 gripped by a driver during steering, a steering shaft 12 installed to interlock with the steering wheel 10, and the steering shaft 12. A gear box 14 installed at a lower portion to convert the rotational movement of the steering wheel 10 into a linear movement, and a drag link 16 connected to the gearbox 14 to perform a linear movement in the front-rear direction during steering; And a knuckle arm 18 connected to the knuckle 20 to which one end is connected to the drag link 16 and the other end installs a wheel (not shown), and the steering wheel is steered between the left and right knuckles 20 of the wheel. Tie rod 22 is installed to be rotated in the same direction at the time.

상기와 같이 구성된 조향장치에 있어서, 주행 방향을 변경하기 위해 운전자가 조향핸들(10)을 회전시키면, 조향핸들(10)상에 가해진 조향회전운동이 조향축(12)을 통해 하부의 기어박스(14)로 전달되고, 이 기어박스(14)에서는 회전운동을 직선운동으로 변환하여 드래그링크(16)를 전후방향으로 기동시키게 되며, 이 드래그링크(16)의 직선운동에 의해 너클아암(18)과 타이로드(22)가 회동되면서 차륜을 조향시키게 된다.In the steering apparatus configured as described above, when the driver rotates the steering wheel 10 to change the driving direction, the steering rotation movement applied on the steering wheel 10 is transmitted through the steering shaft 12 to the lower gearbox ( 14), the gearbox 14 converts the rotational motion into a linear motion to start the drag link 16 in the front-rear direction, and the knuckle arm 18 by the linear motion of the drag link 16. And the tie rod 22 is rotated to steer the wheel.

그러나 이와 같이 구성되는 종래의 조향장치는 사용자의 조작에 의해서만 차륜이 조작될 뿐, 횡풍이 인가되어 조향각이 틀어짐에 따라 차량이 불안정해질 때 틀어진 조향각을 자동으로 보상하는 기능이 없으므로, 강한 횡풍이 불 때에 핸들(10) 조작이 매우 어려워진다는 문제점이 있다.However, the conventional steering device configured as described above has only the wheels operated only by the user's operation, and there is no function to automatically compensate for the distorted steering angle when the vehicle becomes unstable as the steering angle is changed due to the transverse wind is applied. There is a problem that the handle 10 becomes very difficult at the time.

또한, 상기와 같이 핸들(10) 조작이 어려워지게 되면, 강한 횡풍이 불 때 차량진행방향을 적절히 조절하기 어려우므로, 사고 발생의 우려가 있다.In addition, when the steering wheel 10 becomes difficult to operate as described above, it is difficult to properly adjust the vehicle traveling direction when a strong transverse wind blows, which may cause an accident.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량에 횡풍이 인가되어 조향각이 틀어질 때 횡풍의 방향 및 세기에 따라 보상되어야 할 각속도 비율 즉, 횡풍안정비를 산출하고, 이를 이용하여 조향각을 자동으로 조정하는 방법이 제공된다.The present invention has been proposed to solve the above problems, calculates the angular velocity ratio that is to be compensated according to the direction and intensity of transverse wind when transverse wind is applied to the vehicle and the steering angle is changed, A method of automatically adjusting the steering angle is provided.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 횡풍안정비 산출방법은,Horizontal wind stabilization calculation method according to the present invention for achieving the above object,

차량과 횡풍의 속력 및 방향을 각각 측정하여 차량이 실제로 진행하는 속도 즉, 최종속도를 계산하는 단계;Calculating a speed at which the vehicle actually travels, i.e., a final speed, by measuring speeds and directions of the vehicle and the cross wind, respectively;

차량의 요우각을 측정하는 단계;Measuring the yaw angle of the vehicle;

상기 최종속도와 요우각을 이용하여 차량의 측면에 인가되는 힘 즉, 측력을 계산하는 단계;Calculating a force applied to the side of the vehicle, that is, a side force, by using the final speed and the yaw angle;

차량이 실제로 회전하는 각속도 즉, 차량 각속도와 사용자의 조작에 의한 조향 각속도를 측정한 후, 순수하게 횡풍에 의해 발생되는 각속도 즉, 횡풍기인 각속도를 계산하는 단계; 및Measuring the angular velocity at which the vehicle actually rotates, that is, the angular velocity at which the vehicle is operated and the steering angular velocity by the user's operation, and then calculating the angular velocity generated by the transverse wind; And

상기 횡풍기인 각속도를 상기 측력으로 나누어 횡풍안정비를 산출하는 단계;Calculating a transverse wind stability ratio by dividing the angular velocity of the transverse fan by the side force;

를 포함한다.It includes.

상기 횡풍의 속력은,The speed of the transverse wind is,

풍향방향으로 나란한 두 지점의 압력 PA와 PB를 측정한 후, 하기 [식 1]과 [식 2]에 의해 산출된다.After measuring the pressure P A and P B of two points parallel to a wind direction, it is computed by following [Equation 1] and [Equation 2].

[식 1][Equation 1]

ΔP = (PA - PB)ΔP = (P A -P B )

[식 2][Equation 2]

VW =

Figure 112006092763287-pat00001
V W =
Figure 112006092763287-pat00001

VW : 풍속, ρ : 공기밀도V W : wind speed, ρ: air density

상기 횡풍의 방향은,The direction of the transverse wind is,

측방으로 돌출되는 브러시를 구비하는 회전부와,A rotating part having a brush that protrudes laterally,

상기 회전부가 횡풍방향 변화에 따라 회전 가능한 구조로 결합되고, 상기 브러시와 접촉되며 상기 회전부의 회전에 따른 상기 브러시의 이동 경로를 따라 길게 형성된 저항선을 구비하는 고정부와,A fixing part coupled to the rotating part in a rotatable structure according to a transverse wind direction, and having a resistance wire in contact with the brush and formed along a moving path of the brush according to the rotation of the rotating part;

상기 브러시와 상기 저항선 일측으로 전원을 인가하는 전원부와,A power supply unit applying power to one side of the brush and the resistance wire;

상기 브러시의 이동에 따른 회전함에 따라 하는 회전부와,Rotating portion to rotate as the brush moves,

상기 브러시의 위치에 따라 변화되는 전압 변위값을 측정하는 전압측정부를 포함하는 횡풍 측정수단에 의해 측정된다.It is measured by the transverse wind measuring means including a voltage measuring unit for measuring the voltage displacement value changes according to the position of the brush.

상기 측력은,The side force is,

하기 [식 3]에 의해 계산된다.It is calculated by the following [Equation 3].

[식 3][Equation 3]

FLY = Cy(τ)A(1/2)ρVr 2 F LY = C y (τ) A (1/2) ρV r 2

FLY : 측력, Cy(τ) : 요우각에 따른 측력 보정계수,F LY : side force, C y (τ): side force correction factor according to yaw angle,

A : 풍향이 인가되는 차량 측면적, ρ : 공기밀도, Vr : 최종속도A: Vehicle side area where wind direction is applied, ρ: Air density, V r : Final speed

본 발명에 의한 차량 조향각 조정방법은,Vehicle steering angle adjustment method according to the present invention,

차량과 횡풍의 속력 및 방향을 각각 측정하여 차량이 실제로 진행하는 속도 즉, 최종속도를 계산하는 단계;Calculating a speed at which the vehicle actually travels, i.e., a final speed, by measuring speeds and directions of the vehicle and the cross wind, respectively;

차량의 요우각을 측정하는 단계;Measuring the yaw angle of the vehicle;

상기 최종속도와 요우각을 이용하여 차량의 측면에 인가되는 힘 즉, 측력을 계산하는 단계;Calculating a force applied to the side of the vehicle, that is, a side force, by using the final speed and the yaw angle;

차량이 실제로 회전하는 각속도 즉, 차량 각속도와 사용자의 조작에 의한 조향 각속도를 측정한 후, 순수하게 횡풍에 의해 발생되는 각속도 즉, 횡풍기인 각속도를 계산하는 단계;Measuring the angular velocity at which the vehicle actually rotates, that is, the angular velocity at which the vehicle is operated and the steering angular velocity by the user's operation, and then calculating the angular velocity generated by the transverse wind;

상기 횡풍기인 각속도를 상기 측력으로 나누어 횡풍안정비를 산출하는 단계; 및Calculating a transverse wind stability ratio by dividing the angular velocity of the transverse fan by the side force; And

상기 횡풍안정비의 크기에 비례하여 차륜의 조향각을 변경시키는 단계;Changing a steering angle of a wheel in proportion to the magnitude of the transverse stability;

를 포함한다.It includes.

상기 횡풍의 속력은,The speed of the transverse wind is,

풍향방향으로 나란한 두 지점의 압력 PA와 PB를 측정한 후, 하기 [식 1]과 [식 2]에 의해 산출된다.After measuring the pressure P A and P B of two points parallel to a wind direction, it is computed by following [Equation 1] and [Equation 2].

[식 1][Equation 1]

ΔP = (PA - PB)ΔP = (P A -P B )

[식 2][Equation 2]

VW =

Figure 112006092763287-pat00002
V W =
Figure 112006092763287-pat00002

VW : 풍속, ρ : 공기밀도V W : wind speed, ρ: air density

상기 횡풍의 방향은,The direction of the transverse wind is,

측방으로 돌출되는 브러시를 구비하는 회전부와,A rotating part having a brush that protrudes laterally,

상기 회전부가 횡풍방향 변화에 따라 회전 가능한 구조로 결합되고, 상기 브러시와 접촉되며 상기 회전부의 회전에 따른 상기 브러시의 이동 경로를 따라 길게 형성된 저항선을 구비하는 고정부와,A fixing part coupled to the rotating part in a rotatable structure according to a transverse wind direction, and having a resistance wire in contact with the brush and formed along a moving path of the brush according to the rotation of the rotating part;

상기 브러시와 상기 저항선 일측으로 전원을 인가하는 전원부와,A power supply unit applying power to one side of the brush and the resistance wire;

상기 브러시의 이동에 따른 회전함에 따라 하는 회전부와,Rotating portion to rotate as the brush moves,

상기 브러시의 위치에 따라 변화되는 전압 변위값을 측정하는 전압측정부를 포함하는 횡풍 측정수단에 의해 측정된다.It is measured by the transverse wind measuring means including a voltage measuring unit for measuring the voltage displacement value changes according to the position of the brush.

상기 측력은,The side force is,

하기 [식 3]에 의해 계산된다.It is calculated by the following [Equation 3].

[식 3][Equation 3]

FLY = Cy(τ)A(1/2)ρVr 2 F LY = C y (τ) A (1/2) ρV r 2

FLY : 측력, Cy(τ) : 요우각에 따른 측력 보정계수,F LY : side force, C y (τ): side force correction factor according to yaw angle,

A : 풍향이 인가되는 차량 측면적, ρ : 공기밀도, Vr : 최종속도A: Vehicle side area where wind direction is applied, ρ: Air density, V r : Final speed

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 횡풍 안정비 산출방법 및 이를 이용한 차량 조향각 조정방법의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a transverse wind stability ratio calculation method and a vehicle steering angle adjustment method using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 횡풍 안정비 산출방법 및 이를 이용한 차량 조향각 조정방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명에 의한 횡풍 안정비 산출방법 및 이를 이용한 차량 조향각 조정방법에 사용되는 횡풍 측정수단의 사시도이며, 도 4는 차량에 횡풍이 인가될 때 차량이 실제로 진행하는 속도를 도시한다.2 is a flow chart of the method for calculating the horizontal wind stability ratio according to the present invention and a vehicle steering angle adjustment method using the same, and FIG. 3 is a perspective view of the horizontal wind measuring means used in the method for calculating the horizontal wind stability ratio according to the present invention and a method for adjusting the vehicle steering angle using the same. 4 shows the speed at which the vehicle actually progresses when a transverse wind is applied to the vehicle.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 횡풍 안정비 산출방법은, 차속을 측정하는 단계(S11)와, 풍속 즉, 횡풍의 속력과 방향을 측정하는 단계(S12)와, 차량이 실제로 진행하는 속도 즉, 최종속도를 계산하는 단계(S13)와, 차량의 요우각을 측정하는 단계(S14)와, 상기 최종속도와 요우각을 이용하여 차량의 측면에 인가되는 힘 즉, 측력을 계산하는 단계(S15)와, 사용자가 핸들을 조작함으로써 발생되는 조향 각속도를 측정하는 단계(21)와, 실제 차량이 회전하는 각속도 즉, 차량 각 속도를 측정하는 단계(S22)와, 상기 차량 각속도에서 조향 각속도를 뺌으로써 순수하게 횡풍에 의해 발생되는 각속도 즉, 횡풍기인 각속도를 계산하는 단계(S23)와, 상기 횡풍기인 각속도를 상기 측력으로 나누는 단계(S30)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the method of calculating the transverse wind stability ratio according to the present invention includes measuring the vehicle speed (S11), measuring the wind speed, that is, the velocity and direction of the transverse wind (S12), and the vehicle actually proceeding. Calculating a speed, that is, a final speed (S13), measuring a yaw angle of the vehicle (S14), and calculating a force applied to the side of the vehicle, that is, a side force using the final speed and the yaw angle. (S15), the step (21) of measuring the steering angular velocity generated by the user operating the steering wheel, the step of measuring the angular velocity at which the actual vehicle rotates, that is, the vehicle angular velocity (S22), and the steering angular velocity at the vehicle angular velocity Calculating the angular velocity generated by the transverse wind, i.e., the angular velocity which is a transverse fan, by dividing (S23), and dividing the angular velocity of the transverse fan by the side force (S30).

이때, 본 발명에 의한 차량 조향각 조정방법은, 상기 언급된 횡풍 안정비 산출방법에 의해 산출된 횡풍 안정비를 이용하여 차륜의 조향각을 조정하는 단계(S40)를 더 포함하도록 구성된다.At this time, the vehicle steering angle adjustment method according to the present invention is configured to further include the step (S40) of adjusting the steering angle of the wheel by using the lateral wind stability ratio calculated by the above-mentioned transverse wind stability ratio calculation method.

상기 횡풍의 속력 및 방향은 도 3에 도시된 횡풍 측정수단(100)에 의해 측정된다.The speed and direction of the transverse wind is measured by the transverse wind measuring means 100 shown in FIG.

상기 횡풍 측정수단(100)은 크게 나누어, 측방으로 돌출되는 브러시(113)를 구비하는 회전부(110)와, 상기 회전부(110)가 횡풍방향 변화에 따라 수직회전축을 중심으로 회전 가능한 구조로 결합되는 고정부(120)로 구성된다.The horizontal wind measuring means 100 is largely divided, the rotating part 110 having a brush 113 protruding laterally, and the rotating part 110 is coupled in a structure rotatable about a vertical axis of rotation in accordance with the change in the cross wind direction It is composed of a fixing part (120).

상기 회전부(110)는 횡풍이 인가될 때 폭 방향이 횡풍 방향과 평행하도록 회전 가능한 구조로 구성되며, 횡풍이 인가되는 측 끝단에는 횡풍 방향을 따라 배열되는 제1 압력센서(111)와 제2 압력센서(112)가 마련된다. 따라서 상기 회전부(110)는 횡풍이 인가될 때 횡풍 방향과 평행하게 배열되는 두 지점의 압력(PA, PB)을 측정하도록 구성된다. 이때 상기 횡풍 측정수단(100)에는 서로 다른 두 압력을 전달받아 두 압력 간의 차이를 감지하는 차압계(130)가 추가로 구비되어, 상기 제1 압력센서(111)에 의해 감지된 압력(PA)과 제2 압력센서(112)에 의해 감지된 압력(PB) 간의 차이가 다음 [식 1]에 의해 산출된다.The rotating part 110 is configured to be rotatable so that the width direction thereof is parallel to the horizontal wind direction when the horizontal wind is applied, and the first pressure sensor 111 and the second pressure which are arranged along the horizontal wind direction at the side ends to which the horizontal wind is applied. The sensor 112 is provided. Therefore, the rotating unit 110 is configured to measure the pressure (P A , P B ) of two points arranged in parallel with the transverse direction when the transverse wind is applied. At this time, the transverse wind measuring means 100 is further provided with a differential pressure gauge 130 for detecting the difference between the two pressures received two different pressure, the pressure (P A ) sensed by the first pressure sensor 111 And the difference between the pressure P B sensed by the second pressure sensor 112 is calculated by the following [Equation 1].

[식 1][Equation 1]

ΔP = (PA - PB)ΔP = (P A -P B )

이와 같이 두 지점 간의 압력차(ΔP)가 감지되면, 다음 [식 2]에 의해 풍속을 산출할 수 있다.As such, when the pressure difference ΔP between the two points is sensed, the wind speed may be calculated by the following Equation 2.

[식 2][Equation 2]

VW =

Figure 112006092763287-pat00003
V W =
Figure 112006092763287-pat00003

VW : 풍속, ρ : 공기밀도V W : wind speed, ρ: air density

상기 고정부(120)는 상기 회전부(110)의 하단부가 상면에 결합되며, 상기 회전부(110)의 수직회전축으로부터 일정 간격 이격된 지점에 상기 수직회전축을 중심으로 아크 형상을 이루는 저항선(121)을 구비한다. 또한 상기 회전부(110)는 일단이 상기 저항선(121)에 접촉되도록 측방으로 연장되는 브러시(113)를 구비하여, 수직 중심축을 중심으로 회전됨에 따라 상기 브러시(113)의 일단이 상기 저항선(121) 을 따라 슬라이딩되고, 이에 따라 저항값이 가변되도록 구성된다.The fixing part 120 is coupled to the upper end of the lower end of the rotating part 110, the resistance line 121 to form an arc shape around the vertical rotation axis at a point spaced apart from the vertical rotation axis of the rotating part 110 by a predetermined distance. Equipped. In addition, the rotating unit 110 includes a brush 113 that extends laterally such that one end is in contact with the resistance line 121, and one end of the brush 113 is rotated about a vertical central axis so that the resistance line 121 is rotated. Sliding along, so that the resistance value is variable.

이때 상기 횡풍 측정수단(100)은, 상기 브러시(113)와 저항선(121)의 일단에 각각 + 단자와 - 단자가 접속되는 전원부(140)와, 상기 저항선(121)의 저항값이 변경됨에 따라 발생되는 전압차를 감지하는 전압측정부(150)를 더 포함한다. 따라서 상기 횡풍 측정수단(100)은 상기 전압측정부(150)에 의해 감지되는 전압차를 이용하여 횡풍의 방향을 계산할 수 있게 된다.In this case, the transverse wind measuring means 100 includes a power supply unit 140 in which + and − terminals are connected to one end of the brush 113 and the resistance line 121, and the resistance values of the resistance line 121 are changed. It further includes a voltage measuring unit 150 for detecting the generated voltage difference. Therefore, the transverse wind measuring means 100 can calculate the direction of the cross wind using the voltage difference sensed by the voltage measuring unit 150.

이와 같이 횡풍의 방향이 계산되면, 도 4에 도시된 바와 같이 차량에 인가되는 횡풍의 속도(VW)와 차량의 구동속도(VV)를 이용하여 차량이 실제로 이동하는 속도 즉, 최종속도(Vr)를 계산할 수 있다.When the direction of the transverse wind is calculated in this way, as shown in FIG. 4, the speed at which the vehicle actually moves, that is, the final speed (V W ) and the driving speed V V of the transverse wind applied to the vehicle. V r ) can be calculated.

횡풍의 속도(VW)와 차량의 구동속도(VV)와 최종속도(Vr)가 산출되면, 차량의 중심선과 차량의 구동속도(VV) 선이 이루는 각도 즉, 자세각(β)(Attitude angle)과, 차량의 중심선과 최종속도(Vr) 선이 이루는 각도 즉, 요우각(τ)(Angle of attack)을 산출할 수 있게 된다.When the speed V W of the transverse wind, the driving speed V V and the final speed V r of the vehicle are calculated, the angle formed by the center line of the vehicle and the driving speed V V of the vehicle, that is, the attitude angle β (Attitude angle), the angle formed by the center line of the vehicle and the final speed (V r ) line, that is, the angle of attack (τ) can be calculated.

이와 같이 요우각(τ)이 산출되면, 이하 [식 3]을 통해 차량의 측면에 인가되는 힘 즉, 측력을 산출할 수 있게 된다.When the yaw angle τ is calculated as described above, the force applied to the side surface of the vehicle, that is, the side force, can be calculated through the following [Equation 3].

[식 3][Equation 3]

FLY = Cy(τ)A(1/2)ρVr 2 F LY = C y (τ) A (1/2) ρV r 2

FLY : 측력, Cy(τ) : 요우각에 따른 측력 보정계수,F LY : side force, C y (τ): side force correction factor according to yaw angle,

A : 풍향이 인가되는 차량 측면적, ρ : 공기밀도, Vr : 최종속도A: Vehicle side area where wind direction is applied, ρ: Air density, V r : Final speed

이때 상기 Cy(τ)는 최종속도(Vr) 크기를 차량의 중심선과 평행한 성분과 차량의 중심선과 수직인 성분 즉, 차량의 측면에 수직으로 인가되는 성분으로 나누었을 때 차량의 측면에 수직으로 인가되는 성분의 크기를 계산하기 위한 보정계수로서, 요우각(τ)이 커지면 증가하게 되고 요우각(τ)이 작아지면 감소하게 된다.In this case, C y (τ) is the final velocity (V r ) is divided into a component parallel to the center line of the vehicle and a component perpendicular to the center line of the vehicle, that is, a component applied perpendicularly to the side of the vehicle. As a correction factor for calculating the size of the component applied vertically, the yaw angle τ increases and increases as the yaw angle τ decreases.

또한, 측력(FLY)이 산출되면, 상기 측력(FLY)이 인가되는 공력중심과 차량의 무게중심 사이의 거리를 곱하여 요우모멘트를 계산함으로써 차량의 실제 각속도를 계산할 수 있게 된다. 이와 같이 차량의 실제 각속도가 산출되면, 운전자의 조향에 의한 각속도를 뺌으로써 순수하게 횡풍에 의해 발생되는 각속도 즉, 횡풍기인 각속도를 계산할 수 있다.Also, when the side force F LY is calculated, the actual angular velocity of the vehicle can be calculated by multiplying the distance between the aerodynamic center to which the side force F LY is applied and the center of gravity of the vehicle. When the actual angular velocity of the vehicle is calculated as described above, the angular velocity generated by the transverse wind, that is, the angular velocity that is the transverse fan, can be calculated by subtracting the angular velocity caused by the driver's steering.

상기 언급한 바와 같이 산출된 상기 횡풍기인 각속도를 상기 측력(FLY)으로 나누어 횡풍안정비를 산출할 수 있게 된다. 상기 횡풍안정비를 이용하면 횡풍의 크기 및 방향에 따라 회전 각속도가 어느 정도 증감되는 지를 보다 정확하게 산출할 수 있다는 장점이 있다.The lateral wind stability ratio can be calculated by dividing the angular velocity which is the transverse fan calculated as mentioned above by the side force F LY . The use of the transverse stabilization ratio has an advantage of more accurately calculating how much the rotational angular velocity increases or decreases according to the magnitude and direction of the transverse wind.

도 5는 차량에 횡풍이 인가됨에 따라 전륜 조향각이 자동으로 조정된 형상을 도시한다.5 illustrates a shape in which the front wheel steering angle is automatically adjusted as the transverse wind is applied to the vehicle.

상기 언급한 바와 같이 횡풍안정비가 산출되면 횡풍안정비의 크기 별 적정 조향각을 수치화시킬 수 있게 되고, 이러한 조향각 수치를 데이터화시킴으로써 횡풍의 크기 및 방향에 따라 전륜(200)의 조향각을 적정하게 조정할 수 있게 된다.As mentioned above, when the transverse stability is calculated, the proper steering angle for each size of the transverse stability can be quantified, and the steering angle of the front wheel 200 can be appropriately adjusted according to the magnitude and direction of the lateral wind by data of the steering angle. Will be.

또한 상기 전륜(200)의 조향각 조정을 위해 별도의 조향모터(400)가 구비되는 경우, 횡풍의 크기 및 방향에 따라 조향각 조정을 자동화시킬 수 있으므로, 사용자가 직접 핸들(300)을 조작하지 아니하더라도 안정적인 운전이 가능해진다는 이점이 있다.In addition, when a separate steering motor 400 is provided to adjust the steering angle of the front wheel 200, the steering angle adjustment may be automated according to the size and direction of the cross wind, even if the user does not directly operate the handle 300. There is an advantage that stable operation is possible.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable embodiment, the scope of the present invention is not limited to a specific embodiment, Comprising: It should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

본 발명에 의한 횡풍 안정비 산출방법을 이용하면, 차량에 횡풍이 인가되어 조향각이 틀어질 때 횡풍의 방향 및 세기에 따라 보상되어야 할 각속도 비율 즉, 횡풍안정비를 정확하게 산출할 수 있다는 장점이 있다.Using the method of calculating the transverse wind stability ratio according to the present invention has an advantage of accurately calculating the angular velocity ratio, that is, the transverse wind stability, to be compensated according to the direction and strength of the transverse wind when the traverse angle is applied to the vehicle. .

또한 본 발명에 의한 차량 조향각 조정방법을 이용하면, 횡풍의 크기 및 방향에 따라 조향각 조정을 자동화시킬 수 있으므로 보다 안정적인 운전이 가능해진다는 이점이 있다.In addition, by using the vehicle steering angle adjustment method according to the present invention, since the steering angle adjustment can be automated according to the magnitude and direction of the cross wind, there is an advantage that more stable driving is possible.

Claims (8)

차량과 횡풍의 속력 및 방향을 각각 측정하여 차량이 실제로 진행하는 속도 즉, 최종속도를 계산하는 단계;Calculating a speed at which the vehicle actually travels, i.e., a final speed, by measuring speeds and directions of the vehicle and the cross wind, respectively; 차량의 요우각을 측정하는 단계;Measuring the yaw angle of the vehicle; 상기 최종속도와 요우각을 이용하여 차량의 측면에 인가되는 힘 즉, 측력을 계산하는 단계;Calculating a force applied to the side of the vehicle, that is, a side force, by using the final speed and the yaw angle; 차량이 실제로 회전하는 각속도 즉, 차량 각속도와 사용자의 조작에 의한 조향 각속도를 측정한 후, 순수하게 횡풍에 의해 발생되는 각속도 즉, 횡풍기인 각속도를 계산하는 단계; 및Measuring the angular velocity at which the vehicle actually rotates, that is, the angular velocity at which the vehicle is operated and the steering angular velocity by the user's operation, and then calculating the angular velocity generated by the transverse wind; And 상기 횡풍기인 각속도를 상기 측력으로 나누어 횡풍안정비를 산출하는 단계;Calculating a transverse wind stability ratio by dividing the angular velocity of the transverse fan by the side force; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 횡풍안정비 산출방법.Horizontal wind stabilization calculation method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 횡풍의 속력은,The speed of the transverse wind is, 풍향방향으로 나란한 두 지점의 압력 PA와 PB를 측정한 후, 하기 [식 1]과 [식 2]에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 횡풍안정비 산출방법.After measuring the pressure P A and P B at two points parallel to the wind direction, the horizontal wind stability calculation method characterized in that it is calculated by the following [Equation 1] and [Equation 2]. [식 1][Equation 1] ΔP = (PA - PB)ΔP = (P A -P B ) [식 2][Equation 2] VW =
Figure 112006092763287-pat00004
V W =
Figure 112006092763287-pat00004
VW : 풍속, ρ : 공기밀도V W : wind speed, ρ: air density
제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 횡풍의 방향은,The direction of the transverse wind is, 측방으로 돌출되는 브러시를 구비하는 회전부와,A rotating part having a brush that protrudes laterally, 상기 회전부가 횡풍방향 변화에 따라 회전 가능한 구조로 결합되고, 상기 브러시와 접촉되며 상기 회전부의 회전에 따른 상기 브러시의 이동 경로를 따라 길게 형성된 저항선을 구비하는 고정부와,A fixing part coupled to the rotating part in a rotatable structure according to a transverse wind direction, and having a resistance wire in contact with the brush and formed along a moving path of the brush according to the rotation of the rotating part; 상기 브러시와 상기 저항선 일측으로 전원을 인가하는 전원부와,A power supply unit applying power to one side of the brush and the resistance wire; 상기 브러시의 이동에 따른 회전함에 따라 하는 회전부와,Rotating portion to rotate as the brush moves, 상기 브러시의 위치에 따라 변화되는 전압 변위값을 측정하는 전압측정부를 포함하는 횡풍 측정수단에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 횡풍안정비 산출방법.Lateral wind stabilization calculation method characterized in that it is measured by the transverse wind measuring means including a voltage measuring unit for measuring the voltage displacement value changed according to the position of the brush. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 측력은,The side force is, 하기 [식 3]에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 횡풍안정비 산출방법.Horizontal wind stability maintenance calculation method characterized by the following [Equation 3]. [식 3][Equation 3] FLY = Cy(τ)A(1/2)ρVr 2 F LY = C y (τ) A (1/2) ρV r 2 FLY : 측력, Cy(τ) : 요우각에 따른 측력 보정계수,F LY : side force, C y (τ): side force correction factor according to yaw angle, A : 풍향이 인가되는 차량 측면적, ρ : 공기밀도, Vr : 최종속도A: Vehicle side area where wind direction is applied, ρ: Air density, V r : Final speed 차량과 횡풍의 속력 및 방향을 각각 측정하여 차량이 실제로 진행하는 속도 즉, 최종속도를 계산하는 단계;Calculating a speed at which the vehicle actually travels, i.e., a final speed, by measuring speeds and directions of the vehicle and the cross wind, respectively; 차량의 요우각을 측정하는 단계;Measuring the yaw angle of the vehicle; 상기 최종속도와 요우각을 이용하여 차량의 측면에 인가되는 힘 즉, 측력을 계산하는 단계;Calculating a force applied to the side of the vehicle, that is, a side force, by using the final speed and the yaw angle; 차량이 실제로 회전하는 각속도 즉, 차량 각속도와 사용자의 조작에 의한 조향 각속도를 측정한 후, 순수하게 횡풍에 의해 발생되는 각속도 즉, 횡풍기인 각속도를 계산하는 단계;Measuring the angular velocity at which the vehicle actually rotates, that is, the angular velocity at which the vehicle is operated and the steering angular velocity by the user's operation, and then calculating the angular velocity generated by the transverse wind; 상기 횡풍기인 각속도를 상기 측력으로 나누어 횡풍안정비를 산출하는 단계; 및Calculating a transverse wind stability ratio by dividing the angular velocity of the transverse fan by the side force; And 상기 횡풍안정비의 크기에 비례하여 차륜의 조향각을 변경시키는 단계;Changing a steering angle of a wheel in proportion to the magnitude of the transverse stability; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 조향각 조정방법.Vehicle steering angle adjustment method comprising a. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 횡풍의 속력은,The speed of the transverse wind is, 풍향방향으로 나란한 두 지점의 압력 PA와 PB를 측정한 후, 하기 [식 1]과 [식 2]에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 차량 조향각 조정방법.And measuring pressures P A and P B at two points parallel to the wind direction, and then calculating the steering angles according to the following [Equation 1] and [Equation 2]. [식 1][Equation 1] ΔP = (PA - PB)ΔP = (P A -P B ) [식 2][Equation 2] VW =
Figure 112006092763287-pat00005
V W =
Figure 112006092763287-pat00005
VW : 풍속, ρ : 공기밀도V W : wind speed, ρ: air density
제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 횡풍의 방향은,The direction of the transverse wind is, 측방으로 돌출되는 브러시를 구비하는 회전부와,A rotating part having a brush that protrudes laterally, 상기 회전부가 횡풍방향 변화에 따라 회전 가능한 구조로 결합되고, 상기 브러시와 접촉되며 상기 회전부의 회전에 따른 상기 브러시의 이동 경로를 따라 길게 형성된 저항선을 구비하는 고정부와,A fixing part coupled to the rotating part in a rotatable structure according to a transverse wind direction, and having a resistance wire in contact with the brush and formed along a moving path of the brush according to the rotation of the rotating part; 상기 브러시와 상기 저항선 일측으로 전원을 인가하는 전원부와,A power supply unit applying power to one side of the brush and the resistance wire; 상기 브러시의 이동에 따른 회전함에 따라 하는 회전부와,Rotating portion to rotate as the brush moves, 상기 브러시의 위치에 따라 변화되는 전압 변위값을 측정하는 전압측정부를 포함하는 횡풍 측정수단에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 차량 조향각 조정방법.Vehicle steering angle adjustment method characterized in that it is measured by the transverse wind measuring means including a voltage measuring unit for measuring the voltage displacement value changes according to the position of the brush. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 측력은,The side force is, 하기 [식 3]에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 차량 조향각 조정방법.Vehicle steering angle adjustment method characterized in that calculated by the following [Equation 3]. [식 3][Equation 3] FLY = Cy(τ)A(1/2)ρVr 2 F LY = C y (τ) A (1/2) ρV r 2 FLY : 측력, Cy(τ) : 요우각에 따른 측력 보정계수,F LY : side force, C y (τ): side force correction factor according to yaw angle, A : 풍향이 인가되는 차량 측면적, ρ : 공기밀도, Vr : 최종속도A: Vehicle side area where wind direction is applied, ρ: Air density, V r : Final speed
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