KR102438570B1 - Apparatus for controling vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량 후륜의 조향 제어장치 및 조향 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 후륜 보조축의 조향을 제어하는 차량 후륜의 조향 제어장치 및 조향 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steering control apparatus and a steering control method for a rear wheel of a vehicle, and more particularly, to a steering control apparatus and a steering control method for a rear wheel of a vehicle for controlling the steering of a rear wheel auxiliary shaft of the vehicle.
일반적으로 승용차보다 중량이 큰 트럭의 경우 차량 사고의 규모와 피해의 정도가 훨씬 크다. 특히 고(高) 중량의 상용트럭은 일반 승용차에 비해 제동거리가 약 40% 더 증가되기 때문에 치명적인 사고에 개입되는 비율이 다른 차량에 비해 월등히 높아진다. In general, trucks that are heavier than passenger cars have much greater scale and damage. In particular, heavy commercial trucks have an increased braking distance of about 40% compared to regular passenger cars, so the rate of involvement in fatal accidents is significantly higher than other vehicles.
따라서 일반 승용차와 더불어 상용트럭의 주행안정성과 관련된 제어방법과 그 장치들이 다양하게 연구되고 있다.Therefore, control methods and devices related to driving stability of commercial trucks as well as general passenger cars are being studied in various ways.
상용 차량의 전동식 조향 장치는 조향휠에 연결된 조향축의 비틀림을 감지하는 토크 센서와, 조향 출력축 또는 랙바와 연동되어 조향 출력축 또는 랙바를 회전/이동시키는 전동 모터와, 토크 센서로부터 측정된 조향 토크값에 따라 전동 모터의 회전을 제어하는 조향 ECU 등을 포함하여 구성된다.The electric steering device of a commercial vehicle includes a torque sensor that detects torsion of a steering shaft connected to a steering wheel, an electric motor that rotates/moves a steering output shaft or a rack bar in conjunction with a steering output shaft or a rack bar, and a steering torque value measured from the torque sensor. It is configured to include a steering ECU that controls the rotation of the electric motor according to the present invention.
이러한 전동식 조향 장치는 기본적으로는 운전자의 조향휠 조작에 따라 조향 토크에 비례하도록 조향 보조 전류를 생성하여 전동모터를 회전시키는 동작을 한다. 즉, 운전자의 조향력을 보조하는 기본 동작을 수행한다.The electric steering device basically rotates the electric motor by generating a steering assist current in proportion to the steering torque according to the driver's manipulation of the steering wheel. That is, a basic operation that assists the driver's steering force is performed.
한편, 차량의 후미에는 트레일러 등이 장착될 수 있는 트레일러 히치(Trailer Hitch)가 구비되어 있으며, 이러한 히치에는 다른 차량이나 트레일러 등이 연결될 수 있다.Meanwhile, a trailer hitch to which a trailer or the like can be mounted is provided at the rear of the vehicle, and other vehicles or trailers may be connected to the hitch.
이와 같이 히치 트레일러가 연결된 상태에서는 차량의 거동의 불안정해지며, 특히 전동식 조향 장치에 영향을 미쳐 적절한 조향 제어가 어려워질 수 있다.In such a state in which the hitch trailer is connected, the behavior of the vehicle may become unstable, and in particular, it may affect the electric steering system, making it difficult to properly control the steering.
더 구체적으로, 히치 트레일러가 차량에 장착되면 트레일러의 무게에 의하여 후륜의 부하가 증가되고 전륜 부하는 감소되므로, 트레일러가 장착되지 않은 경우와 비교하여 조향감의 변화가 발생한다.More specifically, when the hitch trailer is mounted on the vehicle, the load on the rear wheels is increased and the load on the front wheels is reduced by the weight of the trailer, so that the steering feel is changed compared to the case where the trailer is not mounted.
이와 같이, 히치 트레일러가 연결된 경우 차량에 발생되는 여러 부가 하중에 의하여 슬립이 발생하거나 전륜 부하가 변동되며, 전동식 조향 장치의 조향력 제어시 이러한 점이 고려되어 적절히 보상될 필요가 있다.As such, when the hitch trailer is connected, slip occurs or the front wheel load is changed by various additional loads generated in the vehicle.
특히, 히치 트레일러 연결에 의한 조향력 변화 때문에, 운전자의 조향의도에 비하여 조향이 덜 이루어지는 언더스티어(Understeer) 현상이 발생하고, 더 나아가서 슬립이 발생할 수 있는바, 이에 대한 보상이 필요하다.In particular, due to the change in steering force due to the hitch trailer connection, understeer, in which steering is less than the driver's steering intention, may occur, and furthermore, slip may occur, and compensation for this is required.
또한, 기존 기술에서는 언더스티어 또는 오버스티어(Oversteer)와 같은 비정상 조향상태나 그로 인한 슬립 현상 등을 감지하기 위하여, 좌우 차륜의 회전수를 비교하는 등의 복잡한 방식이 이용되어서 불편하다는 단점이 있었다.In addition, in order to detect an abnormal steering state such as understeer or oversteer or a slip phenomenon resulting therefrom, a complicated method such as comparing the rotational speed of the left and right wheels is used in the existing technology, which is inconvenient.
이와 같이 상용차는 다수의 인원 또는 화물을 수송하거니 특수 목적의 작업을 수행하기 위해 제작된 차량으로서, 중상용차용 보조축 전동 유압식 동기형 조향시스템은 중상용차의 후미에 장착되는 보조용 축으로 과적에 의한 축 하중 초과 및 주행 중 발생 될 수 있는 오버스티어링(Over-steering)과 제동거리증가를 방지하여 차량의 주행과 조정 안전성 제고, 조향 기능 향상을 위한 시스템이다.As such, a commercial vehicle is a vehicle manufactured to transport a large number of people or cargo or perform special-purpose tasks. This is a system for improving the driving and steering safety of the vehicle and improving the steering function by preventing over-steering and braking distance increase that may occur during driving and excessive axle load.
그러나, 종래의 보조축 조향 시스템은 전륜각도와 차량속도로 목표값을 만들고 후륜각도 피드백과 비교하여 후륜각도 변위 지령치를 제어기에 입력하고 지령치와 피드백의 오차를 보상하는 PI 제어 방식으로 동작하며, 지령치에 대한 피드백이 오차 범위 내에서 제어되면 정상적으로 동작되고, 속도별 지령치(후륜각도)의 값에 대한 검증은 하지 않는다는 문제가 있었다.However, the conventional auxiliary shaft steering system operates as a PI control method in which a target value is created at the front wheel angle and vehicle speed, the rear wheel angle displacement command value is compared with the rear wheel angle feedback to the controller, and the error between the command value and the feedback is compensated. There was a problem in that if the feedback is controlled within the error range, it operates normally, and the value of the command value (rear wheel angle) for each speed is not verified.
따라서. 종래 보조축 조향 시스템은 목표치에 대한 오차율 만로 제어함으로 피드백 값인 전륜 각도, 차량 속도 이상 입력시 후륜 각도가 커져 급커브가 발생할 수 있다는 문제가 있었다.therefore. Since the conventional auxiliary shaft steering system controls only the error rate with respect to the target value, there is a problem that a sharp curve may occur because the rear wheel angle becomes large when the feedback value, which is the front wheel angle or the vehicle speed, is input.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 보조축 조향 동작시에 후륜각도 지령치가 계산된 속도별 후륜각도 값을 넘을 시 계산된 속도별 후륜각도 상한치로 제한함으로써, 출력의 변위 지령치와 별도로 전륜각도와 차량속도로 미리 계산된 후륜각의 크기 해당 값의 상한치를 넘어가지 않도록 하여 회전반경이 작아지는 급커브를 방지할 수 있는 차량 후륜의 조향 제어장치 및 조향 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and when the rear wheel angle command value exceeds the calculated rear wheel angle value for each speed during the auxiliary shaft steering operation, it is limited to the calculated upper limit of the rear wheel angle for each speed. Provide a steering control device and steering control method for the rear wheel of a vehicle that can prevent a sharp curve in which the turning radius becomes smaller by not exceeding the upper limit of the size of the size of the rear wheel angle calculated in advance at the front wheel angle and vehicle speed separately from the displacement command value to do that for that purpose.
또한, 본 발명은 저속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각에 대해 반대방향인 역위상으로 제어함으로써 회전반경을 축소시키게 되고, 또한 고속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각과 같은 방향인 동위상으로 제어함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 차량 후륜의 조향 제어장치 및 조향 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention reduces the turning radius by controlling the rear wheel steering angle to be in the opposite phase to the front wheel steering angle at low speed, and also improves driving stability by controlling the rear wheel steering angle to be in phase with the front wheel steering angle at high speed. Another object of the present invention is to provide a steering control device and a steering control method for a rear wheel of a vehicle that can be operated.
또한, 본 발명은 후륜을 전륜각과 차속에 따라 조타시켜 전륜과 후륜의 횡력 발생시점을 일치시키고 차량의 진행방향과 운전자의 주시방향을 일치시켜 차량의 바디 슬립 앵글 (body slip angle)이 제로가 되도록함으로써, 저속에서는 차량의 조종성을 향상시키고 고속에서는 차량의 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 차량 후륜의 조향 제어장치 및 조향 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention steers the rear wheels according to the front wheel angle and vehicle speed so that the lateral force generation time of the front and rear wheels coincides, and the traveling direction of the vehicle and the driver's gaze direction are matched so that the body slip angle of the vehicle becomes zero. Another object of the present invention is to provide a steering control apparatus and a steering control method for a rear wheel of a vehicle capable of improving the maneuverability of the vehicle at low speed and improving driving stability of the vehicle at high speed.
또한, 본 발명은 전륜각도, 차량속도에 따른 후륜 각도값의 제한을 두어 급커브 발생을 방지할 수 있는 차량 후륜의 조향 제어장치 및 조향 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a steering control apparatus and a steering control method for a rear wheel of a vehicle capable of preventing a sudden curve by limiting a rear wheel angle value according to a front wheel angle and vehicle speed.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 후륜 보조축의 조향을 제어하는 차량 후륜의 조향 제어장치로서, 전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 목표값을 설정하는 후륜각도 설정부(10); 상기 후륜각도 설정부(10)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위를 지령하는 변위 지령부(20); 상기 변위 지령부(20)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위를 상한치로 제한하는 리미팅부(30); 상기 리미팅부(30)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위로 후륜 보조축의 조향을 제어하는 조향제어부(40); 상기 조향제어부(40)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위로 후륜 보조축의 조향을 구동시키는 조향구동부(50); 상기 조향구동부(50)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위로 조향되는 조향축부(60); 상기 조향축부(60)에 연결되어, 조향축부(60)에서 후륜각도의 변위를 감지하는 후륜각도 감지부(70); 및 상기 후륜각도 감지부(70)의 하류에 설치되어, 전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 상한치를 계산해서 상기 후륜각도 감지부(70)에서 감지된 후륜각도와 비교하는 후륜각도 계산부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a steering control device for a rear wheel of a vehicle for controlling the steering of a rear wheel auxiliary shaft of a vehicle, and a rear wheel angle setting unit ( 10); a
본 발명의 상기 리미팅부(30)는, 상기 후륜각도 계산부(80)의 비교결과에 의거해서 후륜각도의 변위를 상기 후륜각도의 상한치 이하로 제한하는 것을 특징으로 한다.The limiting
본 발명의 상기 후륜각도 감지부(70)는, 실시간으로 후륜각도의 변위를 감지하여 상기 후륜각도 계산부(80)에 피드백시키는 것을 특징으로 한다. The rear wheel
본 발명의 상기 후륜각도 계산부(80)는, 차량의 제원에 따라 하기 수학식The rear wheel angle calculation unit 80 of the present invention, according to the specifications of the vehicle, the following equation
, ,
( L2 : 전후구동축의 길이(distance between the first and second drive axle), ( L2: distance between the first and second drive axle),
L3 : 후구동축과 꼬리축의 길이(distance between the second drive axle and tag axle),L3: distance between the second drive axle and tag axle,
L4 : 태그축과 킹핀의 길이(distance between tag axle and kingpins),L4: distance between tag axle and kingpins,
L5 : 차량의 측정 회전반경(turning radius measured from mid truck), L5: turning radius measured from mid truck,
β1 : 후륜 왼쪽 조향각(RL Steering angle),β1: rear wheel left steering angle (RL Steering angle),
β1+β2 : 후륜 오른쪽 조향각(RR Steering angle) )에 의해 후륜각도의 상한치를 계산하는 것을 특징으로 한다.β1+β2: It is characterized in that the upper limit of the rear wheel angle is calculated by the rear wheel right steering angle (RR Steering angle).
또한, 본 발명은 차량의 후륜 보조축의 조향을 제어하는 차량 후륜의 조향 제어방법으로서, 전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 목표값을 설정하는 단계; 상기 설정된 후륜각도의 목표값에 의거해서 후륜각도의 변위를 지령하는 단계; 상기 지령된 후륜각도의 변위를 후륜각도의 상한치와 비교하는 단계; 상기 비교결과에 의거해서 후륜각도의 변위를 후륜각도의 상한치 이하로 제한하는 단계; 상기 상한치 이하로 제한된 후륜각도의 변위로 후륜 보조축의 조향을 제어 및 구동시키는 단계; 및 상기 후륜 보조축의 조향완료를 확인하여, 미완료시 후륜각도의 목표값을 설정하는 단계로 복귀시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a steering control method of a rear wheel of a vehicle for controlling the steering of a rear wheel auxiliary shaft of the vehicle, the method comprising: setting a target value of a rear wheel angle based on a front wheel angle and a vehicle speed; commanding the displacement of the rear wheel angle based on the set target value of the rear wheel angle; comparing the commanded displacement of the rear wheel angle with an upper limit of the rear wheel angle; limiting the displacement of the rear wheel angle to less than or equal to the upper limit of the rear wheel angle based on the comparison result; controlling and driving the steering of the rear wheel auxiliary shaft with the displacement of the rear wheel angle limited to the upper limit or less; and confirming the completion of steering of the rear wheel auxiliary shaft, and returning to the step of setting the target value of the rear wheel angle when not completed.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 보조축 조향 동작시에 후륜각도 지령치가 계산된 속도별 후륜각도 값을 넘을 시 계산된 속도별 후륜각도 상한치로 제한함으로써, 출력의 변위 지령치와 별도로 전륜각도와 차량속도로 미리 계산된 후륜각의 크기 해당 값의 상한치를 넘어가지 않도록 하여 회전반경이 작아지는 급커브를 방지할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, in the present invention, when the rear wheel angle command value exceeds the calculated rear wheel angle value for each speed during the auxiliary shaft steering operation, the present invention limits the calculated rear wheel angle by speed upper limit to the front wheel angle and vehicle separately from the displacement command value of the output. It provides the effect of preventing a sharp curve in which the turning radius becomes smaller by not exceeding the upper limit of the value of the size of the rear wheel angle calculated in advance at the speed.
또한, 저속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각에 대해 반대방향인 역위상으로 제어함으로써 회전반경을 축소시키게 되고, 또한 고속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각과 같은 방향인 동위상으로 제어함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, at low speed, the turning radius is reduced by controlling the rear wheel steering angle to be in phase opposite to the front wheel steering angle, and at high speed, driving stability can be improved by controlling the rear wheel steering angle to be in phase with the front wheel steering angle. provides an effect.
또한, 후륜을 전륜각과 차속에 따라 조타시켜 전륜과 후륜의 횡력 발생시점을 일치시키고 차량의 진행방향과 운전자의 주시방향을 일치시켜 차량의 바디 슬립 앵글 (body slip angle)이 제로가 되도록함으로써, 저속에서는 차량의 조종성을 향상시키고 고속에서는 차량의 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the rear wheels are steered according to the front wheel angle and vehicle speed to match the lateral force generation time of the front and rear wheels, and the traveling direction of the vehicle and the driver's gaze direction are matched so that the body slip angle of the vehicle becomes zero. It provides the effect of improving the maneuverability of the vehicle and improving the driving stability of the vehicle at high speed.
또한, 전륜각도, 차량속도에 따른 후륜 각도값의 제한을 두어 급커브 발생을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.In addition, by limiting the angle value of the rear wheel according to the angle of the front wheel and the vehicle speed, it is possible to prevent the occurrence of a sharp curve.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어장치를 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어장치의 후륜각도 설정부의 설정예를 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어방법을 나타내는 흐름도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어장치의 후륜각도 계산부의 계산예를 나타내는 블럭도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어방법의 다른예를 나타내는 흐름도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어장치의 후륜각도 계산부의 계산예를 나타내는 그래프.1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling steering of a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a graph showing an example of setting a rear wheel angle setting unit of a steering control apparatus for a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a flowchart illustrating a method for controlling steering of a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
4 and 5 are block diagrams illustrating a calculation example of a rear wheel angle calculation unit of a steering control apparatus for a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
6 is a flowchart illustrating another example of a method for controlling steering of a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
7 is a graph illustrating a calculation example of a rear wheel angle calculation unit of the apparatus for controlling steering of a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어장치를 나타내는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어장치의 후륜각도 설정부의 설정예를 나타내는 그래프이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어방법을 나타내는 흐름도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어장치의 후륜각도 계산부의 계산예를 나타내는 블럭도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어방법의 다른예를 나타내는 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어장치의 후륜각도 계산부의 계산예를 나타내는 그래프이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling steering of a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing an example of setting a rear wheel angle setting unit of the apparatus for controlling steering of a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention 3 is a flowchart illustrating a method for controlling steering of a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are calculation of a rear wheel angle calculation unit of the apparatus for controlling steering of a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram showing an example, and FIG. 6 is a flowchart showing another example of a method for controlling a steering of a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a control apparatus for steering a rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention It is a graph showing a calculation example of the rear wheel angle calculation unit.
도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 후륜의 조향 제어장치는, 후륜각도 설정부(10), 변위 지령부(20), 리미팅부(30), 조향제어부(40), 조향구동부(50), 조향축부(60), 후륜각도 감지부(70) 및 후륜각도 계산부(80)를 포함하여 이루어지며, 차량의 후륜 보조축의 조향을 제어하는 차량 후륜의 조향 제어장치이다.As shown in FIG. 1 , the steering control device for the rear wheel of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a rear wheel
이러한 본 실시예의 차량 후륜의 조향 제어장치는, 상용차의 후륜에 설치된 보조축의 조향을 제어하도록 트럭이나 트레일러 등과 같은 상용차에 적용되는 것도 가능함은 물론이다.It goes without saying that the apparatus for controlling the steering of the rear wheel of the vehicle according to the present embodiment may be applied to a commercial vehicle such as a truck or a trailer to control the steering of an auxiliary shaft installed on the rear wheel of the commercial vehicle.
후륜각도 설정부(10)는, 전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 목표값을 설정하는 후륜각도 설정수단으로서, 트럭 등과 같은 대형 상용 차량의 제원에 따른 치수에 기초한 전륜각도와 차량속도로 계산된 후륜각도의 목표값을 테이블로 생성하게 된다.The rear wheel
예를 들면, 이러한 후륜각도 설정부(10)는, 아래의 표 1의 차량의 제원을 기초해서 전륜각도와 차량속도에 따른 후륜각도의 목표값을 도 2의 그래프와 표 2의 테이블로 생성하게 된다. For example, the rear wheel
변위 지령부(20)는, 후륜각도 설정부(10)의 하류에 설치되어 후륜각도의 변위를 지령하는 변위 지령수단으로서, 후륜각도 설정부(10)에 설정된 후륜각도의 목표값과, 후륜각도 감지부(70)에서 실시간으로 감지된 후륜각도의 변위와의 사이의 차이값을 후륜각도의 변위의 지령치로 지령하게 된다.The
리미팅부(30)는, 변위 지령부(20)의 하류에 설치되어 후륜각도의 변위의 지령치을 상한치로 제한하는 제한수단으로서, 후륜각도 계산부(80)의 계산결과 및 비교결과에 의거해서 후륜각도의 변위의 지령치을 후륜각도의 상한치 이하로 제한하게 된다.The limiting
조향제어부(40)는, 리미팅부(30)의 하류에 설치되어 후륜각도의 변위의 지령치로 후륜 보조축의 조향을 제어하는 조향제어수단으로서, 후륜 보조축의 조향을 상한치 이하로 제한된 지령치로 제어하게 된다.The
조향구동부(50)는, 조향제어부(40)의 하류에 설치되어 후륜각도의 변위의 지령치로 후륜 보조축의 조향을 구동시키는 조향구동수단으로서, 후륜 보조축의 조향을 지령치로 제어하도록 유압기구 전동기구를 사용하여 조향구동을 제공하게 된다.The
조향축부(60)는, 조향구동부(50)의 하류에 설치되어 후륜각도의 변위의 지령치로 조향되는 조향축수단으로서, 유압기구 전동기구에 의해 조향구동되는 후륜 보조축으로 이루어져 있다.The steering
후륜각도 감지부(70)는, 조향축부(60)의 일방에 연결되어 조향축부(60)에서 후륜각도의 변위를 감지하는 후륜각도 감지수단으로서, 후륜각도의 변위를 실시간으로 감지하도록 각도센서 등과 같은 다양한 감지센서로 이루어져 있다.The rear wheel
이러한 후륜각도 감지부(70)는, 실시간으로 후륜각도의 변위를 감지하는 훈륜각도 변위센서로 이루어져 변위 지령부(20)와 후륜각도 계산부(80)에 실시간으로 감지된 후륜각도의 변위를 피드백시키게 된다.The rear wheel
후륜각도 계산부(80)는, 후륜각도 감지부(70)의 하류에 설치되어 전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 상한치를 계산해서 후륜각도 감지부(70)에서 감지된 후륜각도의 변위와 비교하는 후륜각도 계산수단으로 이루어져 있다. The rear wheel
이러한 후륜각도 계산부(80)는, 차량의 제원에 따라 전륜각도 및 차량속도에 의거해서 후륜각도의 상한치를 계산하는 수단으로서, 아커만 스티어링 지오메트리(Ackermann Steering Geometry)를 사용하여 차량속도 및 전륜 조향각도에 따른 보조축의 조향각도의 상한치를 계산해서 제어하게 된다.The rear wheel
이와 같이, 차량의 최적 회전반경을 위한 전륜조향각에 따른 후륜조향각을 도출하기 위하여 아커만 스티어링(Ackermann steering)의 기구학적 특성에 삼각함수 원리를 적용하는 것이 바람직하다.As such, in order to derive the rear wheel steering angle according to the front wheel steering angle for the optimal turning radius of the vehicle, it is preferable to apply the trigonometric function principle to the kinematic characteristics of Ackermann steering.
우선, 후륜 조향각 산출을 위한 변수 정리하면 아래와 같게 된다.First, the variables for calculating the rear wheel steering angle are as follows.
적용 차량 : 10ⅹ4 Tag truckApplicable vehicle: 10x4 Tag truck
차량 제원 변수 : L1, L2, L3, L4 Vehicle specification variables: L1, L2, L3, L4
차량 속도 Gain 함수 : a. bVehicle speed gain function: a. b
입력값 : α1+α2 (전륜 조향각 FR), 차량 속도 VxInput value: α1+α2 (front steering angle FR), vehicle speed Vx
출력값 : β1+β2 (후륜 오른쪽 조향각 RR Steering angle), β1 (후륜 왼쪽 조향각 RL Steering angle), L5.Output value: β1+β2 (rear right steering angle RR Steering angle), β1 (rear left steering angle RL steering angle), L5.
또한, 변수의 용어를 구체적으로 정의하면, In addition, if the term of the variable is specifically defined,
L1 : 휠 베이스(Wheel base),L1 : Wheel base,
L2 : 전후구동축의 길이(distance between the first and second drive axle), L2: distance between the first and second drive axle,
L3 : 후구동축과 꼬리축의 길이(distance between the second drive axle and tag axle),L3: distance between the second drive axle and tag axle,
L4 : 태그축과 킹핀의 길이(distance between tag axle and kingpins), L4: distance between tag axle and kingpins,
L5 : 차량의 측정 회전반경(turning radius measured from mid truck), L5: turning radius measured from mid truck,
α1+α2 : 전륜 운전자 방향 조향각, Vx : 차량 속도, α1+α2: steering angle to the front-wheel driver, Vx: vehicle speed,
β1+β2 : 후륜 오른쪽 조향각(RR Steering angle), β1+β2 : rear right steering angle (RR Steering angle),
β1 : 후륜 왼쪽 조향각(RL Steering angle) 이다.β1 : Rear wheel left steering angle (RL Steering angle).
도 4에 나타낸 바와 같이, 아커만 스티어링 지오메트리(Ackermann Steering Geometry)를 사용하여 전륜조향각에 따른 후륜조향각을 도출하면, 아커만 지오메트리(Ackermann geometry)에 삼각함수를 적용하여 L5의 도출시 아래의 계산식 1과 같이 산출된다.As shown in FIG. 4, when the rear wheel steering angle according to the front wheel steering angle is derived using the Ackermann steering geometry, the following formula 1 is applied when the trigonometric function is applied to the Ackermann geometry to derive L5 is calculated as
[계산식 1][Formula 1]
[계산식 2][Formula 2]
상기와 동일 방법으로 β1+β2, β1은 계산식 3 및 계산식 4와 같이 산출된다.In the same manner as above, β1+β2 and β1 are calculated as in Equations 3 and 4.
[계산식 3][Formula 3]
[계산식 4][Formula 4]
속도에 따라 후륜조향각이 값이 특정 함수로 감소한다고 가정하면, 계산식 4로 산출될 수 있으며, 속도 30km/h 시부터 선형적으로 감소 한다고 가정하면, 속도 40km/h 시 후륜 조향각은 0도로 정의시(a=0, b=1/40) 속도에 따른 후륜 조향각 RR은 식 다음과 같이 정의된다. Assuming that the value of the rear wheel steering angle decreases according to the speed according to a specific function, it can be calculated by Equation 4 When defined (a=0, b=1/40), the rear wheel steering angle RR according to the speed is defined as follows.
1) 핸들 조향이 좌회전 일 경우 (L5 도출시 계산식 1을 적용함)1) In case the steering wheel turns left (Calculation 1 is applied when deriving L5)
① Vx ≤ 30km/h 이면, ① If Vx ≤ 30km/h,
[계산식 5][Formula 5]
이다.to be.
② 30km/h〈Vx ≤ 40km/h 이면, ② If 30km/h<Vx ≤ 40km/h,
[계산식 6][Formula 6]
이다.to be.
③ 40km/h〈Vx 이면,③ If 40km/h<Vx,
0 이다.is 0.
2) 핸들 조향이 우회전 일 경우 (L5 도출시 계산식 2를 적용함)2) When steering wheel turns right (
다만, 핸들 조향에 따라 β1+β2 -> β1 변경하고, α1+α2 -> α1 변경하게 된다.However, depending on the steering wheel steering, β1+β2 -> β1 changes, and α1+α2 -> α1 changes.
① Vx ≤ 30km/h 이면,① If Vx ≤ 30km/h,
[계산식 7][Formula 7]
이다.to be.
② 30km/h〈Vx ≤ 40km/h 이면,② If 30km/h<Vx ≤ 40km/h,
[계산식 8][Formula 8]
이다.to be.
③ 40km/h〈Vx 이면,③ If 40km/h<Vx,
0 이다.0.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 실시예의 차량 후륜의 조향 제어방법의 일예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, an example of the method for controlling the steering of the rear wheel of the vehicle according to the present embodiment will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 차량 후륜의 조향 제어방법은, 설정단계(S10), 지령단계(S20), 비교단계(S30), 제한단계(S40), 제어 및 구동 단계(S50) 및 완료확인단계(S60)를 포함하여 이루어져, 차량의 후륜 보조축의 조향을 제어하는 차량 후륜의 조향 제어방법이다.1 to 3, the steering control method of the rear wheel of the vehicle of this embodiment includes a setting step (S10), a command step (S20), a comparison step (S30), a limiting step (S40), and a control and driving step ( S50) and a completion confirmation step (S60), it is a steering control method of the rear wheel of the vehicle for controlling the steering of the auxiliary axle of the rear wheel of the vehicle.
이러한 본 실시예의 차량 후륜의 조향 제어방법은, 상용차의 후륜에 설치된 보조축의 조향을 제어하도록 트럭이나 트레일러 등과 같은 상용차에 적용되는 것도 가능함은 물론이다.Of course, the method for controlling the steering of the rear wheel of the vehicle according to the present embodiment may be applied to a commercial vehicle such as a truck or a trailer to control the steering of an auxiliary shaft installed on the rear wheel of the commercial vehicle.
설정단계(S10)는, 전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 목표값을 설정하는 단계로서, 트럭 등과 같은 대형 상용 차량의 제원에 따른 치수에 기초한 전륜각도와 차량속도로 계산된 후륜각도의 목표값을 테이블로 생성하게 된다.The setting step (S10) is a step of setting a target value of the rear wheel angle based on the front wheel angle and the vehicle speed. The target values are created as a table.
지령단계(S20)는, 설정된 후륜각도의 목표값에 의거해서 후륜각도의 변위를 지령하는 단계로서, 설정단계(S10)에서 설정된 후륜각도의 목표값과, 후륜각도 감지부(70)에서 실시간으로 감지되어 피드백된 후륜각도의 변위와의 사이의 차이값을 후륜각도의 변위의 지령치로 지령하게 된다.The command step (S20) is a step of commanding the displacement of the rear wheel angle based on the set target value of the rear wheel angle. The target value of the rear wheel angle set in the setting step (S10) and the rear
비교단계(S30)는, 지령된 후륜각도의 변위의 지령치를 속도별 후륜각도의 상한치와 비교하는 단계로서, 지령단계(S20)의 지령치와 후륜각도 계산부(80)에서 전륜각도와 차량속도에 따라 계산된 후륜각도의 상한치를 비교하게 된다.The comparison step (S30) is a step of comparing the commanded rear wheel angle displacement command value with the upper limit value of the rear wheel angle for each speed. The upper limit of the calculated rear wheel angle is compared accordingly.
이러한 비교단계(S30)에서는, 지령치가 상한치 보다 큰 경우에는 제한단계(S40)로 이동되고, 지령치가 상한지 보다 크지 않은 경우에는 제어 및 구동 단계(S50)로 이동하게 된다.In this comparison step (S30), when the command value is greater than the upper limit, the limiting step (S40) is moved, and when the command value is not greater than the upper limit, the control and driving step (S50) is moved.
제한단계(S40)는, 비교결과에 의거해서 후륜각도의 변위의 지령치를 후륜각도의 상한치 이하로 제한하는 단계로서, 지령치를 상한치 이하로 제한하여 지령하게 된다.The limiting step (S40) is a step of limiting the command value of the displacement of the rear wheel angle to less than or equal to the upper limit of the rear wheel angle based on the comparison result.
제어 및 구동 단계(S50)는, 상한치 이하로 제한된 후륜각도의 변위의 지령치로 후륜 보조축의 조향을 제어 및 구동시키는 단계로서, 후륜 보조축의 조향을 유업기구나 전동기구에 의해 구동시켜 상한치 이하로 제어하게 된다.The control and driving step (S50) is a step of controlling and driving the steering of the rear wheel auxiliary shaft with the command value of the displacement of the rear wheel angle limited to the upper limit or less. will do
완료확인단계(S60)는, 후륜 보조축의 조향완료를 확인하는 단계로서, 후륜 보조축의 조향의 미완료시 후륜각도의 목표값을 설정하는 설정단계(S10)로 복귀시켜 다시 설정단계(S10), 지령단계(S20), 비교단계(S30), 제한단계(S40), 제어 및 구동 단계(S50)를 진행하게 되고, 후륜 보조축의 조향의 완료시 후륜 보조축의 조향의 제어를 종료하게 된다.The completion confirmation step (S60) is a step of confirming the completion of the steering of the rear wheel auxiliary shaft. When the rear wheel auxiliary shaft steering is not completed, the setting step (S10) of setting the target value of the rear wheel angle is returned to the setting step (S10), command The step S20, the comparison step S30, the limiting step S40, and the control and driving step S50 are carried out, and when the steering of the rear wheel auxiliary shaft is completed, the control of the rear wheel auxiliary shaft steering is ended.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 실시예의 차량 후륜의 조향 제어방법의 다른예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, another example of the method for controlling the steering of the rear wheel of the vehicle according to the present embodiment will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 및 도 6 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 차량 후륜의 조향 제어방법은, 배열단계(S110), 설정단계(S120), 지령단계(S130), 비교단계(S140), 제한단계(S150), 제어 및 구동 단계(S160) 및 완료확인단계(S170)를 포함하여 이루어져, 차량의 후륜 보조축의 조향을 제어하는 차량 후륜의 조향 제어방법이다.As shown in FIGS. 3 and 6 to 7 , the steering control method of the rear wheel of the vehicle of the present embodiment includes an arrangement step (S110), a setting step (S120), a command step (S130), a comparison step (S140), and a limiting step (S150), a control and driving step (S160), and a completion confirmation step (S170), is a steering control method of the rear wheel of the vehicle to control the steering of the auxiliary axle of the rear wheel of the vehicle.
이러한 본 실시예의 차량 후륜의 조향 제어방법은, 상용차의 후륜에 설치된 보조축의 조향을 제어하도록 트럭이나 트레일러 등과 같은 상용차에 적용되는 것도 가능함은 물론이다.Of course, the method for controlling the steering of the rear wheel of the vehicle according to the present embodiment may be applied to a commercial vehicle such as a truck or a trailer to control the steering of an auxiliary shaft installed on the rear wheel of the commercial vehicle.
배열단계(S110)는, 전륜각도가 5도인 경우의 차량속도(0<Vx≤40km/h)에서 후륜각 값과 저장된 배열 a[n] 값을 배열하는 단계로서, 후륜각 값과 저장된 배열 a[n] 값을 표 3에 나타낸 바와 같이 배열하게 된다.The arranging step (S110) is a step of arranging the rear wheel angle value and the stored array a[n] value at the vehicle speed (0<Vx≤40km/h) when the front wheel angle is 5 degrees, and the rear wheel angle value and the stored array a [n] values are arranged as shown in Table 3.
설정단계(S120)는, 전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 목표값을 설정하는 단계로서, 트럭 등과 같은 대형 상용 차량의 제원에 따른 치수에 기초한 전륜각도와 차량속도로 계산된 후륜각도의 목표값을 테이블로 생성하게 된다.The setting step (S120) is a step of setting a target value of the rear wheel angle based on the front wheel angle and the vehicle speed. The target values are created as a table.
지령단계(S130)는, 설정된 후륜각도의 목표값에 의거해서 후륜각도의 변위를 지령하는 단계로서, 설정단계(S120)에서 설정된 후륜각도의 목표값과, 후륜각도 감지부(70)에서 실시간으로 감지되어 피드백된 후륜각도의 변위와의 사이의 차이값을 후륜각도의 변위의 지령치로 지령하게 된다.The command step (S130) is a step of commanding the displacement of the rear wheel angle based on the set target value of the rear wheel angle. The target value of the rear wheel angle set in the setting step (S120) and the rear
비교단계(S140)는, 지령된 후륜각도의 변위의 지령치를 속도별 후륜각도의 상한치와 비교하는 단계로서, 지령단계(S130)의 지령치와 후륜각도 계산부(80)에서 전륜각도와 차량속도에 따라 계산된 후륜각도의 상한치를 비교하게 된다.The comparison step (S140) is a step of comparing the commanded rear wheel angle displacement command value with the upper limit value of the rear wheel angle for each speed. The upper limit of the calculated rear wheel angle is compared accordingly.
이러한 비교단계(S140)에서는, 지령치가 상한치 보다 큰 경우에는 제한단계(S150)로 이동되고, 지령치가 상한지 보다 크지 않은 경우에는 제어 및 구동 단계(S160)로 이동하게 된다.In this comparison step (S140), when the command value is greater than the upper limit, the limit step (S150) is moved, and when the command value is not greater than the upper limit value, the control and driving step (S160) is moved.
제한단계(S150)는, 비교결과에 의거해서 후륜각도의 변위의 지령치를 후륜각도의 상한치 이하로 제한하는 단계로서, 지령치를 상한치 이하로 제한하여 지령하게 된다.The limiting step S150 is a step of limiting the command value of the displacement of the rear wheel angle to less than or equal to the upper limit of the rear wheel angle based on the comparison result.
제어 및 구동 단계(S160)는, 상한치 이하로 제한된 후륜각도의 변위의 지령치로 후륜 보조축의 조향을 제어 및 구동시키는 단계로서, 후륜 보조축의 조향을 유업기구나 전동기구에 의해 구동시켜 상한치 이하로 제어하게 된다.The control and driving step (S160) is a step of controlling and driving the steering of the rear wheel auxiliary shaft with the command value of the displacement of the rear wheel angle limited to the upper limit or less. will do
완료확인단계(S170)는, 후륜 보조축의 조향완료를 확인하는 단계로서, 후륜 보조축의 조향의 미완료시 후륜각도의 목표값을 설정하는 설정단계(S120)로 복귀시켜 다시 설정단계(S120), 지령단계(S130), 비교단계(S140), 제한단계(S150), 제어 및 구동 단계(S160)를 진행하게 되고, 후륜 보조축의 조향의 완료시 후륜 보조축의 조향의 제어를 종료하게 된다.The completion confirmation step (S170) is a step of confirming the completion of steering of the rear wheel auxiliary shaft. When the rear wheel auxiliary shaft steering is not completed, the setting step (S120) of setting the target value of the rear wheel angle is returned to the setting step (S120), command The step S130, the comparison step S140, the limiting step S150, and the control and driving step S160 are performed, and when the steering of the rear wheel auxiliary shaft is completed, the control of the rear auxiliary shaft steering is ended.
구체적으로, 본 실시예의 차량 후륜의 조향 제어방법의 다른예는, 전륜 조향각 센서가 운전석에 1개 설치됨으로 계산식 1에 의해 L5를 산출하게 되고, 전륜 조향각(α1+α2)에 의해 트럭의 회전반경 L5가 정해지며, 조향각이 클수록 회전 반경 L5 값은 작아지게 된다.Specifically, in another example of the method for controlling the steering of the rear wheels of the vehicle according to this embodiment, L5 is calculated by Equation 1 because one front wheel steering angle sensor is installed in the driver's seat, and the turning radius of the truck is determined by the front wheel steering angle (α1+α2). L5 is determined, and the larger the steering angle, the smaller the turning radius L5 value.
[계산식 1][Formula 1]
좌회전, 우회전 경우에 운전석의 전륜 조향각이 1개이므로 좌,우회전 후륜 조향각 값은 동일하게 된다. 그래서 계산식 4에 의해 후륜 조향각을 좌회전,우회전 후륜 조향각에 동일하게 적용하게 된다.In the case of left and right turns, the front wheel steering angle of the driver's seat is one, so the left and right rear wheel steering angle values are the same. Therefore, by Equation 4, the rear wheel steering angle is equally applied to the left and right rear wheel steering angles.
[계산식 4][Formula 4]
전륜각 5도이고, Vx ≤ 30km/h 시의 후륜각은 표 2에서 1.34도이다. 표 4에 전륜각도 증가에 따른 후륜각의 비율을 나타낸다. The front wheel angle is 5 degrees, and the rear wheel angle when Vx ≤ 30 km/h is 1.34 degrees in Table 2. Table 4 shows the ratio of the rear wheel angle according to the increase in the front wheel angle.
전륜각 ∝ 후륜각임으로 비례관계 식으로 전륜각 입력시 후륜각 상한치를 계산한다. 표 2에서 0〈Vx ≤ 40km/h 사이의 차량속도에서 전륜각도과 후륜각의 비례관계는 도 7에 나타낸 바와 같다.Since the front wheel angle ∝ the rear wheel angle, the upper limit of the rear wheel angle is calculated when the front wheel angle is input in a proportional relationship. In Table 2, the proportional relationship between the front wheel angle and the rear wheel angle at a vehicle speed between 0 < Vx ≤ 40 km/h is shown in FIG. 7 .
보조축 조향 시스템 동작을 위해 초기시에 전륜각 5도 인 경우에시 속도별 후륜각 값을 표 3를 먼저 계산한다. 보조축 조향 시스템에 실시간 동작시 전륜각 5도 간격으로 후륜각 변위 상한치를 정하여 상한치를 넘으면 후륜각 지령치를 상한치로 입력하고 넘지않으면, 계산된 후륜각 값을 지령치로 입력하게 된다. For the operation of the auxiliary shaft steering system, when the front wheel angle is 5 degrees at the initial stage, calculate the rear wheel angle value for each speed in Table 3 first. During real-time operation of the auxiliary shaft steering system, the upper limit of rear wheel angle displacement is set at 5-degree intervals of front wheel angle. If the upper limit is exceeded, the rear wheel angle command value is input as the upper limit value.
전륜각이 5도인 경우의 차량속도 별 기준값 테이블 배열 a[n]을 작성하고, 보조축 조향 동작시 전륜각 값으로 전륜각 배율 γ과 여유율을 정하고, 속도에 따라 배열 a[n]을 정하여 후륜각 상한치를 계산하게 된다. When the front wheel angle is 5 degrees, prepare a table array a[n] of the reference value for each vehicle speed, set the front wheel angle multiplier γ and the margin ratio as the front wheel angle value during the auxiliary shaft steering operation, and determine the array a[n] according to the speed to determine the rear wheel Each upper limit is calculated.
이와 같이 계산된 상한치를 실시간 적용하여 오버스티어(급가속)이 발생치 않도록 차량속도와 전륜각도에 맞게 후륜각도를 제한하게 된다. 표 3은 전륜각도가 5도인 경우의 차량속도(0<Vx≤40km/h)에서 후륜각 값과 저장된 배열 a[n] 값을 나타내는 테이블 표이다.By applying the calculated upper limit value in real time, the rear wheel angle is limited according to the vehicle speed and the front wheel angle so that oversteer (rapid acceleration) does not occur. Table 3 is a table showing the rear wheel angle values and the stored array a[n] values at the vehicle speed (0<Vx≤40km/h) when the front wheel angle is 5 degrees.
표 3의 증가율을 %로 정의하고, 전륜각도에 따른 후륜각 상한치 계산 여유율[%]로 정의한다. 전륜각이 5도씩 증가하는 경우의 후륜각의 상한치는 전륜각 배율 γ =ROUNDUP(전륜각도/5,0) 전륜각도/5에서 나머지 발생시 소수 첫째자리 올림하게 된다.The increase rate in Table 3 is defined as %, and it is defined as the margin ratio [%] for calculating the upper limit of the rear wheel angle according to the front wheel angle. When the front wheel angle increases by 5 degrees, the upper limit of the rear wheel angle is rounded up to the first decimal place when the remainder occurs at the front wheel angle multiplier γ = ROUNDUP(front wheel angle/5,0).
기준값 배열 a[n] = 차량속도 Vx에 따른 전륜각 5º시의 후륜각도 값. Reference value array a[n] = Rear wheel angle value at 5º front wheel angle according to vehicle speed Vx.
예를 들면, Vx =37km/h 이면 배열 a[7] = 0.40 임.For example, if Vx =37km/h then array a[7] = 0.40.
전륜각 30 도 이하 : 후륜각 상한치 β_limit = γ* a[n] * 1.1(여유율)Front wheel angle of 30 degrees or less: Upper limit of rear wheel angle β_limit = γ* a[n] * 1.1 (margin ratio)
전륜각 40 도 이하 : 후륜각 상한치 β_limit = γ* a[n] * 1.2(여유율)Front wheel angle of 40 degrees or less: Upper limit of rear wheel angle β_limit = γ* a[n] * 1.2 (margin ratio)
전륜각 45 도 이하 : 후륜각 상한치 β_limit = γ* a[n] * 1.25 (여유율)Front wheel angle of 45 degrees or less: Upper limit of rear wheel angle β_limit = γ* a[n] * 1.25 (tolerance factor)
[계산예 1] [Calculation Example 1]
전륜각 27도이고, 속도 35km/h 인 경우에When the front wheel angle is 27 degrees and the speed is 35 km/h
후륜각 배율 γ = ROUNDUP(27/5,0) = 6, 35km/h이면 n=5 a[n]=0.67,Rear wheel angle multiplier γ = ROUNDUP(27/5,0) = 6, if 35km/h n=5 a[n]=0.67,
후륜각 상한치 β_limit =6* 0.67* 1.1 = 4.42 이다.The upper limit of the rear wheel angle β_limit =6*0.67*1.1=4.42.
계산식 4에서 계산된 값이 3.88 이면, 계산된 결과를 적용하고, β_limit 넘으면 후륜각 지령치를 β_limit로 제한하게 된다.If the value calculated in Equation 4 is 3.88, the calculated result is applied, and if β_limit is exceeded, the rear wheel angle command value is limited to β_limit.
[계산예 2] [Calculation Example 2]
전륜각 35도 이고, 속도 10km/h 인 경우에When the front wheel angle is 35 degrees and the speed is 10 km/h
후륜각 배율 γ = ROUNDUP(35/5,0) = 7 10km/h이면 n=0 a[n]=1.34,Rear wheel angle multiplier γ = ROUNDUP(35/5,0) = 7 If 10km/h, n=0 a[n]=1.34,
후륜각 상한치 β_limit =7 *1.34 *1.2 = 11.26 이다.The upper limit of the rear wheel angle β_limit =7 *1.34 *1.2 = 11.26.
계산식 4에서 계산된 값이 10.61 (표 2) 이면 계산된 결과를 적용하고, β_limit 넘으면 후륜각 지령치를 β_limit로 제한하게 된다.If the value calculated in Equation 4 is 10.61 (Table 2), the calculated result is applied. If β_limit is exceeded, the rear wheel angle command value is limited to β_limit.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 보조축 조향 동작시에 후륜각도 지령치가 계산된 속도별 후륜각도 값을 넘을 시 계산된 속도별 후륜각도 상한치로 제한함으로써, 출력의 변위 지령치와 별도로 전륜각도와 차량속도로 미리 계산된 후륜각의 크기 해당 값의 상한치를 넘어가지 않도록 하여 회전반경이 작아지는 급커브를 방지할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the present invention, when the rear wheel angle command value exceeds the calculated rear wheel angle value for each speed during the auxiliary shaft steering operation, the rear wheel angle is limited to the calculated upper limit of the rear wheel angle for each speed. It provides the effect of preventing a sharp curve in which the turning radius becomes smaller by not exceeding the upper limit of the value of the size of the rear wheel angle calculated in advance at the speed.
또한, 저속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각에 대해 반대방향인 역위상으로 제어함으로써 회전반경을 축소시키게 되고, 또한 고속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각과 같은 방향인 동위상으로 제어함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, at low speed, the turning radius is reduced by controlling the rear wheel steering angle to be in phase opposite to the front wheel steering angle, and at high speed, driving stability can be improved by controlling the rear wheel steering angle to be in phase with the front wheel steering angle. provides an effect.
또한, 후륜을 전륜각과 차속에 따라 조타시켜 전륜과 후륜의 횡력 발생시점을 일치시키고 차량의 진행방향과 운전자의 주시방향을 일치시켜 차량의 바디 슬립 앵글 (body slip angle)이 제로가 되도록함으로써, 저속에서는 차량의 조종성을 향상시키고 고속에서는 차량의 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the rear wheels are steered according to the front wheel angle and vehicle speed to match the lateral force generation time of the front and rear wheels, and the traveling direction of the vehicle and the driver's gaze direction are matched so that the body slip angle of the vehicle becomes zero. It provides the effect of improving the maneuverability of the vehicle and improving the driving stability of the vehicle at high speed.
또한, 전륜각도, 차량속도에 따른 후륜 각도값의 제한을 두어 급커브 발생을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.In addition, by limiting the angle value of the rear wheel according to the angle of the front wheel and the vehicle speed, it is possible to prevent the occurrence of a sharp curve.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention described above can be embodied in various other forms without departing from the technical spirit or main characteristics thereof. Accordingly, the above embodiments are merely examples in all respects and should not be construed as limiting.
10: 후륜각도 설정부 20: 변위 지령부
30: 리미팅부 40: 조향제어부
50: 조향구동부 60: 조향축부
70: 후륜각도 감지부 80: 후륜각도 계산부10: rear wheel angle setting unit 20: displacement command unit
30: limiting unit 40: steering control unit
50: steering drive part 60: steering shaft part
70: rear wheel angle detection unit 80: rear wheel angle calculation unit
Claims (5)
전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 목표값을 설정하는 후륜각도 설정부(10);
상기 후륜각도 설정부(10)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위를 지령하는 변위 지령부(20);
상기 변위 지령부(20)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위를 상한치로 제한하는 리미팅부(30);
상기 리미팅부(30)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위로 후륜 보조축의 조향을 제어하는 조향제어부(40);
상기 조향제어부(40)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위로 후륜 보조축의 조향을 구동시키는 조향구동부(50);
상기 조향구동부(50)의 하류에 설치되어, 후륜각도의 변위로 조향되는 조향축부(60);
상기 조향축부(60)에 연결되어, 조향축부(60)에서 후륜각도의 변위를 감지하는 후륜각도 감지부(70); 및
상기 후륜각도 감지부(70)의 하류에 설치되어, 전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 상한치를 계산해서 상기 후륜각도 감지부(70)에서 감지된 후륜각도와 비교하는 후륜각도 계산부(80);를 포함하고,
상기 후륜각도 계산부(80)는, 차량의 제원에 따라 하기 수학식
,
( L2 : 전후구동축의 길이(distance between the first and second drive axle),
L3 : 후구동축과 태그축의 길이(distance between the second drive axle and tag axle),
L4 : 태그축 킹핀간의 길이(distance between tag axle kingpins),
L5 : 차량의 측정 회전반경(turning radius measured from mid truck),
β1 : 후륜 왼쪽 조향각(RL Steering angle),
β1+β2 : 후륜 오른쪽 조향각(RR Steering angle) )에 의해,
후륜각도의 상한치를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 후륜의 조향 제어장치.A steering control device for a rear wheel of a vehicle for controlling the steering of a rear wheel auxiliary shaft of the vehicle,
a rear wheel angle setting unit 10 for setting a target value of the rear wheel angle based on the front wheel angle and the vehicle speed;
a displacement command unit 20 installed downstream of the rear wheel angle setting unit 10 to instruct the rear wheel angle displacement;
a limiting unit 30 installed downstream of the displacement command unit 20 to limit the displacement of the rear wheel angle to an upper limit;
a steering control unit 40 which is installed downstream of the limiting unit 30 and controls the steering of the rear wheel auxiliary shaft by the displacement of the rear wheel angle;
a steering driving unit 50 installed downstream of the steering control unit 40 to drive the steering of the rear wheel auxiliary shaft by displacement of the rear wheel angle;
a steering shaft part 60 installed downstream of the steering drive part 50 and steered by the displacement of the rear wheel angle;
a rear wheel angle sensing unit 70 connected to the steering shaft unit 60 to detect a displacement of the rear wheel angle in the steering shaft unit 60; and
A rear wheel angle calculation unit installed downstream of the rear wheel angle sensing unit 70, calculating the upper limit of the rear wheel angle based on the front wheel angle and the vehicle speed, and comparing it with the rear wheel angle detected by the rear wheel angle sensing unit 70 ( 80); including;
The rear wheel angle calculation unit 80, according to the specifications of the vehicle, the following equation
,
( L2: distance between the first and second drive axle),
L3: distance between the second drive axle and tag axle,
L4: distance between tag axle kingpins,
L5: turning radius measured from mid truck,
β1: rear wheel left steering angle (RL Steering angle),
β1+β2: by the right rear wheel steering angle (RR Steering angle),
A steering control device for a rear wheel of a vehicle, characterized in that calculating an upper limit value of the rear wheel angle.
상기 리미팅부(30)는, 상기 후륜각도 계산부(80)의 비교결과에 의거해서 후륜각도의 변위를 상기 후륜각도의 상한치 이하로 제한하는 것을 특징으로 하는 차량 후륜의 조향 제어장치.The method of claim 1,
The limiting unit 30 limits the displacement of the rear wheel angle to below the upper limit of the rear wheel angle based on the comparison result of the rear wheel angle calculation unit 80.
상기 후륜각도 감지부(70)는, 실시간으로 후륜각도의 변위를 감지하여 상기 변위 지령부(20)와 상기 후륜각도 계산부(80)에 피드백시키는 것을 특징으로 하는 차량 후륜의 조향 제어장치.The method of claim 1,
The rear wheel angle sensing unit (70) detects the displacement of the rear wheel angle in real time and feeds it back to the displacement command unit (20) and the rear wheel angle calculation unit (80).
전륜각도와 차량속도에 의거해서 후륜각도의 목표값을 설정하는 단계;
상기 설정된 후륜각도의 목표값에 의거해서 후륜각도의 변위를 지령하는 단계;
상기 지령된 후륜각도의 변위를 후륜각도의 상한치와 비교하는 단계;
상기 비교결과에 의거해서 후륜각도의 변위를 후륜각도의 상한치 이하로 제한하는 단계;
상기 상한치 이하로 제한된 후륜각도의 변위로 후륜 보조축의 조향을 제어 및 구동시키는 단계; 및
상기 후륜 보조축의 조향완료를 확인하여, 미완료시 후륜각도의 목표값을 설정하는 단계로 복귀시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 후륜의 조향 제어방법.A method for controlling the steering of a rear wheel of a vehicle for controlling the steering of an auxiliary shaft of a rear wheel of a vehicle using the steering control device for the rear wheel of the vehicle according to claim 1,
setting a target value of the rear wheel angle based on the front wheel angle and the vehicle speed;
commanding the displacement of the rear wheel angle based on the set target value of the rear wheel angle;
comparing the commanded displacement of the rear wheel angle with an upper limit of the rear wheel angle;
limiting the displacement of the rear wheel angle to less than or equal to the upper limit of the rear wheel angle based on the comparison result;
controlling and driving the steering of the rear wheel auxiliary shaft with the displacement of the rear wheel angle limited to the upper limit or less; and
and confirming the completion of steering of the rear wheel auxiliary shaft, and returning to the step of setting a target value of the rear wheel angle if not completed.
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