KR20000015734A - 자동차의 4륜 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 4륜 조향장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차량 주행속도의 저속영역에서 후륜 조향각의 위상을 자유롭게 변환시켜 차량의 조종성을 향상시키고 주차시 장애물과의 충돌을 방지할 수 있도록 한 자동차의 4륜 조향장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 후륜을 조타하는 전동 모터와, 전륜의 조향각을 검출하는 조향각 센서와, 차속을 감지하는 차속센서와, 차량 좌측에 위치하는 장애물을 감지하는 좌측 장애물 감지센서와, 차량 우측에 위치하는 장애물을 감지하는 우측 장애물 감지센서와, 상기 센서들로부터 신호를 입력받아 소정의 제어 알고리즘에 따라 상기 전동 모터에 신호를 발생시켜 후륜을 조타하는 제어수단을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 4륜 조향장치

본 발명은 자동차의 4륜 조향장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차량 주행속도의 저속영역에서 후륜 조향각의 위상을 자유롭게 변환시켜 차량의 조종성을 향상시키고 주차시 장애물과의 충돌을 방지할 수 있도록 한 자동차의 4륜 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로, 4륜 조향장치는 저속영역에서는 회두성(heading performance)을 향상시키기 위해 전륜 조향각과 반대 방향(역위상)으로 후륜이 조타되며, 고속 영역에서는 차량의 방향 안정성을 향상시키기 위해 전륜 조향각과 동일방향(동위상)으로 후륜이 조타된다.

그러나, 차량의 출발시나 주차시에 차량의 선회반경 바깥쪽 가까이 다른 차량이나, 노견 또는 벽 등의 장애물이 있을 경우 후륜이 전륜 조향각과 역위상을 갖게 되므로 오버 스티어(over steer)가 되어 장애물 등과의 접촉 가능성이 높아지는 문제점이 있다.

즉, 종래기술에 의한 4륜 조향장치는 저속영역에서 전륜 조향각과 반대의 위상으로 후륜이 조타되기 때문에 장애물이 선회방향의 외측에 가깝게 있을 경우 접촉 가능성이 많이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 주차시 주위 장애물을 인식하여 후륜 조향각을 전륜 조향각과 동일 위상으로 조절함으로써 접촉 가능성을 줄이고, 주차성을 향상시키도록 한 자동차의 4륜 조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 4륜 조향장치의 블록 구성도,

도 2는 본 발명 자동차의 4륜 조향장치의 동작 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 후륜 조타용 전동모터 2 : 조향각 센서

3 : 차속 센서 4 : 장애물 감지센서

5 : 경보 표시부 10 : 제어기

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동차의 4륜 조향장치는,

후륜을 조타하는 전동 모터와, 전륜의 조향각을 검출하는 조향각 센서와, 차속을 감지하는 차속센서, 차량 좌측에 위치하는 장애물을 감지하는 좌측 장애물 감지센서, 차량 우측에 위치하는 장애물을 감지하는 우측 장애물 감지센서, 상기 센서들로부터 신호를 입력받아 소정의 제어 알고리즘에 따라 상기 전동 모터에 신호를 발생시켜 후륜을 조타하는 제어수단을 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어수단에서 수행되는 상기 제어 알고리즘은,

상기 차속센서에 의해 감지된 차속이 소정 속도 이하이고 상기 조향각 센서에 의해 전륜 조향각이 검출되었으면, 상기 각 장애물 감지센서의 출력 신호를 판별하여 차량과 장애물과의 거리가 소정 거리 이상이면 상기 전동 모터를 제어하여 전륜 조향각과 후륜 조향각이 반대 위상이 되도록 하고, 차량과 장애물과의 거리가 소정 거리 이내이면 상기 전동 모터를 제어하여 전륜 조향각과 후륜 조향각이 동일 위상이 되도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전동 모터에 의해 전륜 조향각과 후륜 조향각이 동일 위상으로 제어될 때 이를 운전자에게 알리는 경보 표시수단을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명 자동차의 4륜 조향장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 4륜 조향장치의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 4륜 조향장치의 제어 알고리즘 흐름도이다.

본 발명은 자동차의 4륜 조향장치에 있어서 후륜 조향각의 위상을 변화시켜 주차시 혹은 저속 운전시의 안전성을 향상시킨 것으로서, 도시한 바와 같이 후륜(R)을 조타하는 전동 모터(1)와, 전륜(F)의 조향각을 검출하는 조향각 센서(2)와, 차속을 감지하는 차속센서(3)와, 차량 좌측에 위치하는 장애물을 감지하는 좌측 장애물 감지센서(4L), 차량 우측에 위치하는 장애물을 감지하는 우측 장애물 감지센서(4R)와, 상기 센서들로부터 신호를 입력받아 소정의 제어 알고리즘에 따라 전동 모터(1)에 신호를 발생시켜 후륜(R)을 조타하는 제어기(10)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 장애물 감지센서(4L)4R)는 각각 적외선 센서 또는 초음파 센서로 할 수 있으며, 제어기(10)는 마이크로컴퓨터와 메모리인 ROM, RAM을 구비한다.

상기한 제어기(10)에서 수행되는 상기 제어 알고리즘은, 차속센서(3)에 의해 감지된 차속이 소정 속도(예를 들면, 5Km/h) 이하이고 조향각 센서(2)에 의해 전륜(F) 조향각이 검출되었으면, 각 장애물 감지센서(4L)(4R)의 출력 신호를 판별하여 차량과 장애물과의 거리가 소정 거리(예를 들면, 30cm) 이상이면 전동 모터(1)를 제어하여 전륜(F)의 조향각과 후륜(R)의 조향각이 반대 위상이 되도록 하고, 차량과 장애물과의 거리가 소정 거리(예를 들면, 30cm) 이내이면 전동 모터(1)를 제어하여 전륜 조향각과 후륜 조향각이 동일 위상이 되도록 하는 것으로 이루어진다. 또한, 본 발명 자동차의 4륜 조향장치는, 전동 모터(1)에 의해 전륜 조향각과 후륜 조향각이 동일 위상으로 제어될 때 이를 운전자에게 알리는 경보 표시부(5)을 더 포함하여 구성될 수 있는데, 이 경보 표시부(5)는 부져 및 LED와 같은 표시 램프를 포함하며, 계기판 등에 바람직하게 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명 자동차의 4륜 조향장치의 작용을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

먼저, 4륜 조향차량이 예를 들어 주차를 하기 위해 낮은 속도(예를 들면, 5Km/h)로 운행할 때 장애물과의 접촉을 피하기 위해 후륜(R)의 위상을 자유롭게 하는 것이 필요한데, 본 발명은 이것을 달성하기 위한 것이다.

즉, 제어기(10)는 차속센서(3)로부터 발생한 주행중인 차량의 속도(V)를 판별하여 위상변환을 위한 임계속도(Vo=5Km/h)를 판별하여 임계속도 미만에서 주행중이라면, 조향각 센서(2)를 통해 전륜 조향각( θ_F )의 방향을 판별한다(S10..S12). 운전석에서 볼 때 차량의 주행방향이 우측, 즉 시계방향(CW)이라면 우측 장애물 감지센서(4R)에서 출력된 신호에 의해 제어기(10)는 우측 장애물과 차량과의 거리(Dcw)를 판별(측정)한다(S12,S13). 주행방향이 좌측, 즉 시계반대방향(CCW)라면 좌측 장애물 감지센서(4L)에서 출력된 신호에 의해 제어기(10)는 좌측 장애물과 차량과의 거리(Dccw)를 판별(측정)한다(S14).

만일, 장애물 감지센서(4L)(4R)에 의해 측정된 장애물과 차량과의 거리(Dcw)(Dccw)가 접촉이 일어날 수 있는 임계거리(D)보다 크다면, 차량은 종래와 마찬가지로 전륜 조향각과 반대의 위상을 갖는 후륜 조향각( -K₁θ_R )으로 주행하게 되고, 접촉이 일어날 수 있는 임계거리(D)보다 작다면 제어기(10)는 전동모터(1)를 제어하여 전륜 조향각과 동일한 위상을 갖는 후륜 조향각( K₂θ_R )으로 주행하게 한다(S16)(S17). 만일, 차량이 전륜 조향각과 동일한 위상을 갖는 후륜 조향각으로 주행하게 되는 경우 제어기(10)는 계기판 등에 마련된 경보 표시부(5)의 부져 및 램프를 통해 이를 운전자에게 알린다(S18). 이로써, 4륜 조향차량은 주차시와 같은 저속시에도 안전하게 주행할 수 있게 된다(S19).

상기에서 제어기(10)는 장애물과의 거리를 판단하여 후륜 조향각의 위상과 그 크기를 결정하게 되는데, 위상의 변환은 전동 모터(1)에 전류를 정방향 또는 역방향으로 인가함으로써 이루어지며, 그 크기는 미리 제어기(1)내의 메모리에 저장된 값을 가지고 판단하게 할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

그리고, 본 발명은 전동 모터(1)를 통해 후륜(R)을 조타하므로 전륜의 조타장치와 물리적으로 독립되며, 따라서 전륜의 조타를 위한 장치와 연결되는 복잡한 연결장치나 기어등을 요구하지 않는다. 전동 모터(1)에 의한 후륜의 조타는 제어기(10)로부터 전륜의 조향각과 차속에 비례하는 후륜 조향각을 입력받아 미도시한 랙(RACK)을 좌우로 이동시켜 행한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 자동차의 4륜 조향장치는, 주차시와 같은 차량 주행의 저속영역에서 후륜 조향각의 위상을 자유롭게 변환시켜 차량의 조종성을 향상시키고 주차시 장애물과의 접촉(충돌)을 방지할 수 있게 하는 이점을 제공한다.

본 발명은 본 명세서에 서술된 실시예로 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 기재된 정신과 범주를 벗어남이 없이 당업자에 의해 수정 및 변경될 수 있다.

Claims (3)

1. 후륜을 조타하는 전동 모터와, 전륜의 조향각을 검출하는 조향각 센서와, 차속을 감지하는 차속센서와, 차량 좌측에 위치하는 장애물을 감지하는 좌측 장애물 감지센서와, 차량 우측에 위치하는 장애물을 감지하는 우측 장애물 감지센서와, 상기 센서들로부터 신호를 입력받아 소정의 제어 알고리즘에 따라 상기 전동 모터에 신호를 발생시켜 후륜을 조타하는 제어수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 자동차의 4륜 조향장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단에서 수행되는 상기 제어 알고리즘은,

   상기 차속센서에 의해 감지된 차속이 소정 속도 이하이고 상기 조향각 센서에 의해 전륜 조향각이 검출되었으면, 상기 각 장애물 감지센서의 출력 신호를 판별하여 차량과 장애물과의 거리가 소정 거리 이상이면 상기 전동 모터를 제어하여 전륜 조향각과 후륜 조향각이 반대 위상이 되도록 하고, 차량과 장애물과의 거리가 소정 거리 이내이면 상기 전동 모터를 제어하여 전륜 조향각과 후륜 조향각이 동일 위상이 되도록 된 것을 특징으로 자동차의 4륜 조향장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전동 모터에 의해 전륜 조향각과 후륜 조향각이 동일 위상으로 제어될 때 이를 운전자에게 알리는 경보 표시수단을 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 자동차의 4륜 조향장치.