KR970011359B1 - 차량의 후륜 조타장치 - Google Patents

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Abstract

요약없음

Description

차량의 후륜 조타장치
제1도는 요우레이트(Yaw rate)파이드백제어에 의한 후륜조타제어의 전타비특성을 설명하는 도면.
제2도는 본 발명의 호적한 실시예인 4륜조타시스템의 전체구성을 설명하는 도면.
제3도는 제2도에 표시한 실시예의 후륜전타장치의 주요부분의 구성을 설명하는 도면.
제4도는 제2도에 표시한 실시예의 전타비가변기구의 주요부분의 구성을 설명하는 도면.
제5도는 제4도의 전타비 가변기구의 동작원리를 설명하는 도면.
제6도는 차속센서가 부정확한 이유를 설명하는 도면.
제7도는 본 실시예의 제어순서를 표시한 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
18 : 후륜전타기구20 : 전타비가변기구
22 : 제어유니트24 : 차속센서
26 : 타각(舵角)센서31 : 유압릴리이스회로
56 : 스텝모우터70 : 브레이크스위치
본 발명은, 차량의 수평면에서 회전각도의 변화율(이하,「요우레이트」로 줄임) 후륜의 전타량을 제어하는 차량의 후륜조타장치에 관한 것이다. 특히, 요우레이트센서의 교정에 관한 것이다.
최근, 차체의 선회시에 거동을 안정시키기 위하여, 소위,「요우레이트피이드백제어」에 의한 후륜전타장치가 제안되어 있다. 이것은, 예를들면, 특개평 2-249765호와 같이, 차량의 요우레이트를 검출가능하게하고, 전륜전타의 개시직후에는 후륜을 전륜과 역위상쪽으로 전타하고, 그후는 요우레이트의 발생에 따라서 동위상쪽으로 전타하므로서, 회두성(回頭性) 및 방향안정성의 양립을 도모하는 것이다.
제1도에, 이 요우레이트형의 조타장치의 회두시에 전타비 θS의 변화특성을 표시한다. 동도면에 표시한 바와같이, 역상쪽으로 전타비가 쏠리는 양은 약간이나, 역상으로부터 동상으로 전타비가 쏠리는 것이 연속해서 행하여지기 때문에, 그 연속동작은 차체의 거동에 큰 영향을 미치기 때문에, 요우레이트의 검출은 정밀도좋게 행하여지는 것이 바람직하다.
그러나 요우레이트센서라고 하는 것은, 요우레이트 자체가 변화율이기 때문에, 기준위치라고 하는 것을 물리적으로 설정하는 것이 곤란하다. 또 보급형의 요우레이트센서는 원점이 드리프트(drift)하여 버려, 그 때문에 자주 교정할 필요가 있다.
종래에는, 차속이 영인때는 요우레이트가 발생하고 있지 않을 것으로 생각해서, 차속센서가 차속영을 표시하는 때를 검출하고, 그때의 요우레이트센서의 출력을 원점으로 하도록 하고 있었다.
그러나, 보급형의 차속센서는 그 정밀도에 한계가 있기 때문에, 실제로 차속이 2km정도인 때에도 차속영을 출력하고, 그때문에, 요우레이트가 실제로 발생하고 있을때인데도 불구하고, 그때의 센서출력을 원점으로해서 교정을 행하여 버리는 일이 있었다.
그래서, 본 발명은, 확실하게 요우레이트가 발생하고 있지 않을 때를 검출하고, 요우레이트센서를 정밀도높게 교정할 수 있는 차량의 후륜조타장치를 제안하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 요우레이트신호를 파라미터로서 입력해서 후륜의 전타각을 보정하는 차량의 후륜조타장치에 있어서, 요우레이트신호를 검출하는 요우레이트센성와 차속을 검출하는 차속검출수단과, 핸들타각을 검출하는 타각검출 수단을 구비하고, 차속검출수단에 의해 검출된 차속아 거의 영을 표시하고, 타각 검출수단이 검출한 핸들타각이 소정치이하를 표시하는 때에, 상기 요우레이트센서를 교정하는 것을 특징으로 한다.
핸들타각이 소정이하인때는, 가령 차속이 영이 아니라도, 차량이 움직이고 있어도 요우레이트 자체는 발생하지 않으므로, 그때에 정확한 교정이 가능하게 된다.
이하 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 후륜조타장치를, 차량의 소위「4륜조타장치」에 적용한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
제2도는, 실시예는 4륜조타시스템의 구성을 표시한다. 도시한 바와같이, 후륜조타장치(10)는, 전륜(12)을 전타하는 전륜전타기구(14)에 전달축(52)을 개재해서 기계적으로 연결되고, 이 전륜전타기구(14)에 의한 전륜전타와 연동해서, 후륜(16)을 전륜전타기구(14)로부터 입력되는 전륜조타각 θF에 따른 소정의 후륜의 목표조타각TGθR로 되도록 전타하는 후륜전타기구(18)와 이 후륜전타기구(18)내에 설치되고, 전륜타각 θF에 대한 후륜타각 θR의 비로서 나타나게 되는 전타비 θS의 설정 및 변경을 행하는 전타비가변기구(20)와, 이 전타비가변기구(20)를 제어하는 제어유니트(22)를 구비해서 이루어진다. 제어유니트(22)에는 차속센서(24)로부터 차속 V, 전륜타각센서(26)(타축(타軸)에 설치되어 있다)로부터 전륜타각 θF, 전타비센서(28)로부터의 전타비 θS, 요우레이트센서(25)로부터의 요우레이트 ψ, 브레이크 스위치(70)로부터의 브레이크신호등의 각신호가 입력되도록 되어 있다.
후술하는 바와 같이, 본 전타시스템에 있어서는 후륜으로, 전타하는 것은 유압의 힘에 의한다. 그 유압의 공급원은 제2도의 펌프(29)이다. 펌프(29)는, 오일탱크(19)에 체류한 오일을 배관(90)을 개재해서 유압릴리이스회로(31)로 보낸다. 릴리이스회로(31)는 폐일발생시에 후륜이 강제적으로 중립위치로 가져가게 되도록 전타장치(18) 내의 유압을 빼기 위한 회로이다. 또, (91)은 전타기구(18)로부터의 리터언배관이다.
상기 제어유니트(22)에 의한 전타비가변기구(20)의 제어는, 중차속 또는 고차속 영역에 있어서, 전륜(12)이 타각영으로부터 전타되었을때, 이 전륜전타의 개시직후는 전타비 θS를 부로, 그후는 이전타비 θS를 정으로 하도록 행하여지는 소위「위상반전제어」가 행하여진다.
제3도는 후륜전타장치(18)를 표시한 사시도이며, 제4도에 후륜전타장치(18)내의 전타비가변기구(20)를 제3도의 V-V방향에서 상세하게 표시한다.
제3도에 표시한 바와같이, 후륜전타장치(18)는, 전타비가변기구(20)와, 유압절환밸브(32)와, 후륜조타로드(34)와, 변위전달기구(36)와, 유압파우어실린더(38)을 구비하고 있다.
전타비가변기구(20)는, 출력로드(40)와, 베벨기어(42)와, 요동축부재(44)와, 진자(振子)아암(46)과, 연결로드(48)를 구비해서 이루어지고, 이들 각부재는 제4도에 표시한 바와같이 케이스(50)에 수용되어 있다.
출력로드(40)는, 그 축선 L3방향으로 접동가능하게 케이스(50)에 지지되고, 이 축 L3방향으로 스트로우크변위하므로서, 변위전달기구(36)를 개재해서 후륜조타로드(34)를 그 축방향(차폭방향)으로 변위시키고, 이에 의해, 이 후륜조타로드(34)의 양단부에 연결된 후륜을 전타하도록 되어 있다.
베벨기어(42)는, 출력로드(40)의 축선 L3과 동축의 축선 L1의 주위에 회전가능하게 케이스(50)에 지지되어 있다. 그리고, 이 베벨기어(42)와 맞물리는 전달축(52)의 후단부의 피니언(52a)이, 핸들(30)의 조타에 의해 회전하는데 따라서 축선 L1주위에 회전하도록 되어 있다. 즉, 전륜조타각 θF는, 전륜전타기구(14)로부터 전달축(52)을 개재해서 후륜전타기구(18)에 입력되게 된다.
요동축부재(44)는, 출력로드(40)의 축선 L3과 동축이 되는 위치(도시의 위치)를 취할 수 있는 축선 L2를 가지고, 요동기어(54)에 붙박이되어 있다. 이 요동기어(54)는 제어장치(22)에 의해서 제어되는 서어보모우터(56)의 구동에 의해 회전하는 워엄(58)과 맞물려서, 축선 L2와 교차하는 지면에 수직인 축선주위에 회동하고, 이에 의해 요동축부재(44)도 동시에 회동시키도록 되어 있다. 즉, 뒤에 상세한 설명으로부터 명백하게 되는 바와 같이, 서어보모우터(56)는 그 회전각도위치에 의해 전타비를 가변적으로 설정할 수 있다.
진자아암(46)은 요동축부재(44)의 축선 L2주위에 요동가능하게 이 요동축부재(44)에 연결되어 있어서, 이 진자아암(46)의 축선 L4가, 요동축부재(44)의 회동축선과 요동축부재(44)의 축선 L2와의 교점을 통과하도록, 요동축부재(44)에의 연결위치가 정해져 있다.
연결로드(48)는, 출력로드(40)의 축선 L3과 평형한 축선 L5를 가지고 있으며, 상기 출력로드(40), 베벨기어(42) 및 진자아암(46)에 연결되어 있다. 출력로드(40)에의 연결은, 출력로드(40)의 단부에 붙박이된 레버(40a)에 연결로드(48)의 일단부를 나사식붙이기 하므로서 이루어지고, 베벨기어(42)에의 연결은, 베벨기어(42)의 축선 L1으로부터 거리 r의 점에 있어서 이 베벨기어(42)에 형성된 삽통구멍(揷通孔)(42a)에 연결로드(48)의 단부에 전체방향회전가능하게 형성된 보울조인트부재(60)의 삽통구멍(60a)에 진자아암(46)을 끼우고 통하게 하므로서 이루어져 있다. 따라서, 연결로드(48)는 출력로드(40)에 대해서는 고정되어 있으나, 진자아암(46)에 대해서는 축선 L5방향(특 축선 L3방향)으로 접동가능하며, 진자아암(46)에 대해서는 축선 L4방향(도시의 상태에서는 축선 L3에 직교하는 방향)으로 접동가능하다. 또한, 진자아암(46)의 축선 L4는, 요동축부재(44)의 회동에 의해 축선 L3의 직교방향에 대해서 경사지고, 이 경사진 방향으로 진자아암(46)이 접동하게 되나, 이 경우에 있어서도 축선 L3의 직교방향의 접동성분을 포함하고, 또한 보올조인트부재(60)의 회전작용에 의해 축선 L4와 축선 L5와의 협각(挾角)변화가 흡수되므로, 진자아암(46)으로부터 연결로드(48)에 전달되는 힘중 축선 L3의 직교방향의 성분은 상기 연결점에 있어서 흡수되고, 이 방향의 상대이동이 가능하게 된다.
이와같이, 전타비가변기구(20)에 있어서의 진자아암(46)과 연결로드(48)와의 연결이, 양자를 축선 L3의 직교방향으로 상대이동하도록해서 이루어지고 있으므로, 진자아암(46)이 회동하였을 때의 이 진자아암(46)과 연결로드(48)와의 연결점의 궤적은, 축선 L3을 중심으로 하는 반경 r의 원통의 외주면상의 원궤적 또는 타원궤적이 된다.
제5도는 요동축부재(8)의 축선 L2를 출력로드(40)의 축선 L3에 대해서 θ 경사지게 했을 때(즉, 진자아암(46)의 축선 L4를 축선 L3의 직교방향에 대해서 θ 경사지게 했을 때)의 출력로드(40)의 변위의 상태를 표시한 도면이다. 동도면으로부터 명백한 바와같이, 진자아암(46)이 좌우 어느 방향으로 요동하였다고 해도, 그 요동량이 동등하면 진자아암(46)과 연결로드(48)와의 연결점의 변위는, 축선 L3방향으로 각각 S이며, 출력로드(40)와 연결로드(48)는 고정연결되어 있으므로 연결로드(4)의 변위도 축선 L3방향으로 각각 S가 된다.
상기와 같이, 제5도에 표시한 출력로드(40)의 좌우변위량은, 진자아암(46)의 요동량이 동등하면 각각 S에서 서로 동증하게 되나, 이 변위량 자체는, 핸들조타량이 동일하며, 이에 따르는 베벨기어(42)의 회전량이 동일하여도, θ의 크기에 의해서 변화한다. 따라서, 상기 전타비 θS는, 서어보모우터(56)의 작동제어에 의한 요동축(46)의 경사 θ의 크기의 설정 및 변경에 의해, 설정 및 변경할 수 있다. 또, 요동축부재(44)는 상기와 같이 시계회전반대쪽으로 경사지게 할 뿐만아니라 시계회전뽁으로도 경사지게 할 수 있고, 이런 때에는 베벨기어(42)의 회전에 대한 출력로드(40)의 이동방향이 상기의 경우와 반대로 된다. 이에 의해 핸들의 조타 또는 전륜에 대하여 후륜을 동위상에도 역위상에도 전타시킬 수 있다.
상기 전타비가변기구(20)에 의해 설정 변경된 전타비 θS는 제3도에 표시한 바와같이, 요동축부재(44)에 장착된 전타비센서(28)에 의해, 요동축부재(44)의 경사 θ에 의거해서 검출되도록 되어 있다.
다음에, 후륜전타기구(18)에 있어서의 전타비가변기구(20) 이외의 부분에 대해서 설명한다.
먼저, 상기 유압절환밸브(32)는 밸브하우징(62)과 이 하우징(62)내에 이 하우징(62)에 대해서 출력로드(40)의 축선 L3과 평행한 L6방향으로 변위가능하게 수용된 스푸울(64)로 이루어지고 있다. 스푸울(52)는 변위전달기구(36)를 개재해서 출력로드(40) 및 후륜조타로드(34)에 의해서 변위하게 된다. 이 스푸울(64)의 변위에 의해서 유압파우어실린더(38)애의 유압의 공급이 제어된다. 즉 도시의 벨브하우징(62)에 대한 중립위치로 우측방향으로 변위하면 유압파우어실린더(38)의 우측오일룸(66)에 유압이 공급되고, 좌측방향으로 변위하면 유압파우어실린더(38)의 좌측오일룸(68)에 유압이 공급된다.
상기 후륜조타로드(34)는 상기 룸로드(40)의 축선 L3과 평행한 차폭방향으로 뻗고, 또한 그 방향으로 변위해서 도시생략한 타이로드, 너틀라암을 개재해서 좌우양단에 연결된 후륜을 전차하는 것이며, 상기 변위는 유압파우어실린더(38)의 유압력에 의해서 행하여진다. 또, 이 후륜조타로드(34)에는 센터링스프링(70)이 설치되어 있다. 유압절환밸브(32)나 유압파우어실린더(38)의 유압시스템에 파손이나 고장이 발생해서 유압파우어실린더(38)에 있어서의 유압이 소실된 경우나 이 후륜조타장치(10)의 기계시스템에 파손이나 고장이 발생하고, 그것에 의해서 상기 유압시스템을 드레인으로 개방해서 유압파우어실린더(38)에 있어서의 유압을 소실시켰을 경우에, 이 센터스프링(70)에 의해서 후륜조타로드(34)를 중립위치에, 즉 후륜이 전타되지 않고 직진상태로 있는 위치에 위치결정하고, 소위 페일세이프를 도모하도록 구성되어 있다.
상기 유압파우어실린더(38)는 오일압축력에 의해서 후륜조타로드(34)를 차폭방향으로 변위시키는 것이며, 피스톤(72)이 직접 후륜조타로드(34)에 붙박이되고, 이 피스톤(72)의 좌우에는 좌우의 오일룸(68,66)을 형성하는 시일부재(74,76)가 배설되어 있다. 이 시일부재(74,76)는 유압파우어실린더(38)의 하우징(78)에 고정되고 또한 후륜조타로드(34)와는 접동가능하다.
상기 변위전달기구(36)는 출력로드(40)와 스푸울(64)과 후륜조타로드(34)에 결합하고, 상기 출력로드(40)의 변위에 위해서 상기 스푸울(64)을 소정방향으로 변위시키는 방향으로 작동하게 되는 동시에, 이 스푸울(64)의 변위에 의해 발생하는 상기 후륜조타로드(34)의 변위에 의해서 상기 스푸울(64)을 상기와 반대의 방향으로 변위시키는 방향으로 작동하게 되도록 구성되어 있다.
즉, 이 변위전달기구(36)는, 세로레버와 가로레버로 이루어진 +자레베에 의해 구성되어 있으며, 세로레버의 일단부 A가 출력로드(40)에, 타단부B가 후륜조타로드(34)에, 가로레버의 일단부가 경사체에 붙박이된 후륜조타장치(10)의 케이스에 타단부 D가 상기 스푸울(64)에 결합되어 있다. 상기 결합단부 A, B, D는 각각 출력로드(40), 후륜조타로드(34) 및 스푸울(64)에 대해서 축선방향에는 이동불가능하게, 그 다른 방향에는 이동가능하게 또한 회전가능하게 결합하게 되고, 결합단부 C는 보올조인트에 의해서 회전은 가능하게 또한 이동은 불가능하게 결합되어 있다.
상기 출력로드(40)가 축선 L3방향으로 스트로우크변위하므로서, 변위전달기구(36)를 개재해서 후륜조타로드(34)를 그 축 방향으로 변위시키고, 이에 의해, 이 후륜조타로드(34)의 양단부에 연결된 도시생략한 후륜을 전타하도록 되어 있으나, 그 전타량전달의 작동원리는, 본 발명과 직접 관계가 없고, 또 이것에 대해서는 특개평 1-273772호 공보에 상세히 설명되어 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
제6도는, 차속센서(24)의 교정을 표시한다. 동도면에 표시한 바와같이, 차속센서는 차륜 또는 도시생략한 변속기를 출력축에 장착되고, 차륜 또는 출력축에 형성된 잘린 부분에 있어서의 자속변화를 센서(24)가 검출하도록 되어 있다. 차속센서 자체는, 자속의 변화자체는 회전수가 적은때 일수록 출력이 작아진다고하는 성질이 있다. 따라서, 상기한 바와같이, 시속 2km이하에서는 차속을 검출하는 것은 실질적으로 불가능하다. 이것이 종래의 요우레이트센서의 교정을 부정확한 것으로 하고 있고 있었던 원인이다. 그래서, 본 실시예에서는,
① 핸들타각 θF가 미소량인 때는, 가령 차속 V가 영이 아니더라도, 요우레이트는 발생하지 않는 것에 착안해서, θF=0이고 또한 V가 영인때에 교정을 행한다. 핸들조타각센서는, 위치센서이기 때문에 원점의 설정이 간단하게 행할 수 있고, 따라서, 핸들타각 ΘF가 미소량을 표시할때는 차량은 직진할 것이며, 따라서, 요우레이트가 발생할리가 없기 때문이다.
② 또 확실성을 높이기 위하여, 브레이크스위치(70)가 ON으로 되어 있는 것을 조건에 부가한다. 이것은, 브레이크가 밟아져 있을때는 확실하게 차속이 영이기 때문이다.
제7도의 순서도에 실시예의 제어순서를 표시한다. 이 제어순서는, 예를들면 도시생략한 보수스위치등이 눌러졌을때등에 기동되는 프로그램이다.
스텝 S2에 있어서 센서(24)로부터의 차속 V가 모니터된다. 스텝 S24에서는 센서(26)로부터의 핸들타각 θF가 모니터된다. 스텝 S6에서는 브레이크스위치(70)가 모니터된다. 스텝 S8에서는, 차속 V가 영인때이고, 또한 핸들타각 θF가 미소량(θFO)이하에서, 브레이크스위치가 ON으로 되어 있는지 여부를 판단한다. 이 판정이 YES인때에, 스텝 S10에서, 요우레이트의 교정을 행한다. 예를들면, 그때의 출력을, 요우레이트가 영의 기준치로 결정한다.
본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형이 가능하다. 예를들면, 상기 실시예는, 차속센서나, 요우레이트센서의 형식에는 구애되지 않는다.
또, 교정의 타이밍은 상기 실시예에서는, 조작자가 설정하는 것이었으나, 이것을 자동화해도 된다. 즉, 예를들면, 발진시킨다든지, 주행거리가 일정거리를 넘었을 경우에는, 스텝 S8의 조건을 만족하고 있는 타이밍을 제어기(22)가 자동적으로 검출해서 요우레이트센서의 교정을 행하면, 조작자를 번거롭게 하는 일없이 교정을 행할 수 있다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명은, 요우레이트신호를 파라미터로서 입력해서 후륜의 전타각을 보정하는 차량의 후륜조타장치에 있어서, 요우레이트신호를 검출하는 요우레이트센서와 차속을 검출하는 차속 검출수단과, 핸들타각을 검출하는 타각검출수단을 구비하고, 차속검출수단에 의해 검출된 차속이 거의 영을 표시하고, 타각검출 수단이 검출한 핸들타각이 소정치이하를 표시하였을때에, 상기 요우레이트센서를 교정하는 것을 특징으로 한다.
핸들타각이 소정치이하인 때는 가령 차속이 영이 아니더라도 차량이 움직이고 있어도 요우레이트 자체는 발생하지 않으므로, 그때에 정확한 교정이 가능하게 된다.
또, 제②항의 장치에 의하면, 브레이크스위치가 ON으로 되어 있을때는 차속이 영인 것이 보정되므로, 보다 정밀도가 향상된다.

Claims (1)

  1. 요우레이트신호를 파라미터로서 입력해서 후륜의 전타각을 보정하는 차량의 후륜조타장치에 있어서, 요우레이트신호를 검출하는 요우레이트센서와, 차속을 검출하는 차속검출수단과, 핸들타각을 검출하는 타각검출수단을 구비하고, 차속검출수단에 의해 검출된 차속이 거의 영을 표시하고, 타각검출수단이 검출한 핸들타각이 소정치이하를 표시하고, 또한 브레이크가 밝혀졌을때에, 상기 요우레이트센서를 교정하는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜조타장치.
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