KR100194838B1 - 4-wheel steering system with improved parking - Google Patents
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Abstract
4륜조향시스템 차량에서 후진 시에 후륜이 전륜에 역상으로 동작되지 않도록 하므로 써 좁은 주차공간에도 효율적으로 주차할 수 있도록 해주며, 자동차의 전륜조향각과 속도에 따라 후륜의 목표조향각을 산출하기 위한 4륜조향 연산기, 자동차의 후진기어 상태를 감지하기 위한 후진 감지구, 자동차가 후진시 후륜의 목표조향각을 0으로 세팅하기 위한 후륜조향각 세팅기 및 4륜조향 연산기와 후진감지구에서의 출력신호에 따라 후륜조향기구의 동작을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 구성으로 이루어진 4륜조향시스템에 관한 발명.4-wheel steering system This prevents the rear wheels from operating in reverse with the front wheels when reversing in a vehicle, enabling efficient parking in narrow parking spaces and calculating the target steering angle of the rear wheels according to the front wheel steering angle and speed of the car. A wheel steering calculator, a reverse sensor for detecting the state of the reverse gear of the vehicle, a rear wheel steering angle setter for setting the target steering angle of the rear wheel to zero when the vehicle reverses, and a rear wheel according to the output signal from the four wheel steering calculator and the reverse sensing zone. An invention relating to a four-wheel steering system comprising a controller for controlling the operation of a steering mechanism.
Description
본 발명은 자동차의 주행방향을 조정하기 위한 조향시스템에 관한 것으로, 특히 전륜과 후륜을 모두 구동하는 4륜구동 자동차의 4륜조향시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a steering system for adjusting the driving direction of a vehicle, and more particularly to a four-wheel steering system of a four-wheel drive vehicle that drives both front and rear wheels.
일반적으로 자동차에는 운전자가 자동차의 주행방향을 조정할 수 있도록 해주는 조향시스템이 설치되어 있다. 조향시스템에는 자동차의 전륜만을 조정할 수 있도록 한 2륜조향시스템과 후륜도 구동할 수 있게 한 4륜조향시스템이 있다.In general, the vehicle is equipped with a steering system that allows the driver to adjust the driving direction of the vehicle. The steering system includes a two-wheel steering system that can only control the front wheels of the car and a four-wheel steering system that can also drive the rear wheels.
2륜조향시스템이 설치된 자동차에서는 전륜만을 조타하여 자동차의 진행방향을 바꾼다. 이에 따라 전륜과 후륜에서의 횡력(lateral force)의 발생시점이 서로 달라지고 이로 인해 자동차의 진행방향과 운전자의 주시 방향이 일치하지 않는 문제점이 발생된다.In a car equipped with a two-wheel steering system, only the front wheel is steered to change the direction of travel of the car. Accordingly, the timing of the generation of the lateral force in the front wheel and the rear wheel is different from each other, which causes a problem that the driving direction of the vehicle and the driver's gaze direction do not coincide.
4륜조향시스템이 설치되어 있는 차량에서는 위에서 설명한 2륜조향시스템의 문제점을 극복하기 위해 차량의 속도와 전륜의 조타각도에 따라 후륜의 조타각도를 조절하므로 써 전륜과 후륜의 횡력 발생 시점을 일치시켜준다. 이에 따라 4륜조향시스템이 설치된 차량에서는 차량의 진행 방향과 운전자의 주시 방향이 일치하게 된다. 이렇게 하는 것을 통상적으로 차량의 바디 슬립 각도(body slip angle)가 0이 되도록 한다.라고 표현한다.In a vehicle equipped with a four-wheel steering system, in order to overcome the problems of the two-wheel steering system described above, the steering angle of the rear wheel is adjusted according to the speed of the vehicle and the steering angle of the front wheel so that the timing of the lateral force generation of the front and rear wheels is matched. give. Accordingly, in a vehicle provided with a four-wheel steering system, the driving direction of the vehicle and the driver's gaze direction coincide. This typically results in the body slip angle of the vehicle being zero.
통상적으로 4륜조향시스템이 장착된 차량은 저속에서 조종성이 뛰어나고 고속에서 주향안전성이 뛰어난 데, 이는 저속에서는 후륜이 전륜과 역상으로 조타되고 고속에서는 후륜이 동상으로 조타되도록 되어 있기 때문이다. 이러한 4륜조향시스템은 초창기에 유압 시스템에 의해 구현되었으나 경량화, 시스템의 단순화, 제어의 유연성(flexibility) 등을 위해 최근에는 직류모터가 작동기로 사용된다.In general, a vehicle equipped with a four-wheel steering system has excellent maneuverability at low speeds and excellent steering safety at high speeds, since the rear wheels are steered in reverse with the front wheels at low speeds, and the rear wheels are steered in phase at high speeds. The four-wheel steering system was implemented by a hydraulic system in the early days, but in order to reduce weight, simplify the system, and control flexibility, a DC motor is used as an actuator in recent years.
제1도는 일반적인 4륜조향시스템이 설치된 차량에서의 속도에 따른 전륜조타각에 대한 목표후륜각비를 나타낸 그래프이다. 제1도에서 알 수 있는 바와 같이 속도가 0∼약 50Km/sec인 경우 전륜조타각에 대한 목표후륜각의 비는 음의 값을 유지하고 있다. 이는 차량의 속도가 0∼약 50Km/sec인 경우 후륜은 전륜에 대해 역상으로 동작함을 의미한다. 이 구간에서 속도가 증가할수록 전륜조타각에 대한 목표후륜각비의 절대값은 속도가 약 50Km/sec에서 0이 된다. 이 부분을 지나면 전륜조타각과 목표후륜각비의 값은 양의 값을 유지하고 속도가 증가할수록 그 비값도 증가한다. 이는 일정 속도 이상에서 목표후륜각은 전륜조타각과 동상을 유지하고 속도가 증가할수록 목표후륜각이 커짐을 의미한다.1 is a graph showing a target rear wheel angular ratio with respect to the front wheel steering angle according to the speed in a vehicle equipped with a general four wheel steering system. As can be seen from FIG. 1, when the speed is 0 to about 50 km / sec, the ratio of the target rear wheel angle to the front wheel steering angle is maintained at a negative value. This means that when the vehicle speed is between 0 and 50 km / sec, the rear wheels operate in reverse with respect to the front wheels. As the speed increases in this section, the absolute value of the target rear wheel-to-wheel ratio for the front wheel steering angle becomes zero at a speed of about 50 km / sec. After this part, the values of the front wheel steering angle and the target rear wheel angle ratio remain positive and increase as the speed increases. This means that the target rear wheel angle maintains in phase with the front wheel steering angle above a certain speed, and the target rear wheel angle increases as the speed increases.
한편, 차량의 속도와 전륜조타각에 따라 후륜조타각이 결정되는 데, 속도는 미션(mission)내에 있는 속도센서의 펄스 주파수에 의해 계산되어진다. 차량이 전진시나 후진시 모두 속도센서는 속도의 절대값의 크기에 따라 동일한 형태의 펄스를 발생시키기 때문에 후진시에도 후진속도에 따라 전진시와 동일한 형태로 목표 후륜각 즉, 후륜조타각이 결정된다. 이는 제1도 그래프를 보면 자세히 알 수 있다.On the other hand, the rear wheel steering angle is determined according to the speed of the vehicle and the front wheel steering angle. The speed is calculated by the pulse frequency of the speed sensor in the mission. When the vehicle is moving forward or backward, the speed sensor generates the same type of pulse depending on the magnitude of the absolute value of the speed. . This can be seen in detail in the graph of FIG.
4륜조향시스템이 설치된 차량으로 후진시 후륜이 역상으로 조타되면 2륜조향시스템이 설치된 차량에 비해 주차동작에 있어 불리하다. 즉, 좁은 주차공간으로 차량을 후진으로 진입시킬 때 처음에는 후륜이 전륜과 역상으로 동작되는 것이 유리하지만 정확한 위치에 주차하기 위해 2차동작시 차량이 주차장 바깥쪽으로 많이 벗어나게 되어 주차하기에 불리하다.If the rear wheel is steered in reverse when the vehicle is equipped with the four-wheel steering system, it is disadvantageous to the parking operation compared to the vehicle with the two-wheel steering system. That is, when entering the vehicle backward into the narrow parking space, it is advantageous to operate the rear wheel in reverse with the front wheel at first, but in order to park at the correct position, the vehicle is far out of the parking lot during the second operation, which is disadvantageous for parking.
본 발명의 목적은 4륜조향시스템 차량에서 후진 시에 후륜이 전륜에 역상으로 동작되지 않도록 하므로써 좁은 주차공간에도 효율적으로 주차할 수 있도록 해주는 4륜조향시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a four-wheel steering system that can efficiently park in a narrow parking space by preventing the rear wheel from operating in reverse to the front wheel when reversing in a four-wheel steering system vehicle.
제1도는 일반적인 4륜조향시스템이 설치된 차량에서의 속도에 따른 전륜조타각에 대한 목표후륜각비를 나타낸 그래프.1 is a graph showing the target rear wheel angular ratio with respect to the front wheel steering angle according to the speed in a vehicle equipped with a general four wheel steering system.
제2도는 본 발명에 따른 4륜 조향시스템을 나타낸 블록도.2 is a block diagram showing a four-wheel steering system according to the present invention.
제3도는 후륜조향기구를 나타낸 도면.3 shows a rear wheel steering mechanism;
제4도는 제2도 4륜조향시스템이 설치된 차량에서의 속도에 따른 전륜조타각에 대한 목표후륜각비를 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing a target rear wheel angle ratio with respect to the front wheel steering angle according to the speed in the vehicle in which the four-wheel steering system of FIG. 2 is installed.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 연산기 12 : 제어기11: calculator 12: controller
13 : 증폭기 14 : 후진감지구13: amplifier 14: backward sensing region
15 : 세팅기 16 : 지연기15: setting device 16: delay
17 : 비교기 18 : 후진기어17: comparator 18: reverse gear
19 : 후륜 20 : 후륜조향기구19: rear wheel 20: rear wheel steering mechanism
21 : 링크 22 : 직류모터21: Link 22: DC motor
23 : 케이스 24 : 볼스크류23 case 24 ball screw
25 : 회전체 26 : 타이밍 벨25: rotating body 26: timing bell
본 발명의 목적은 자동차의 후륜에 연결된 링크,링크를 동작시켜 후륜의 조향각을 조정하기 위한 후륜조향기구를 구비하는 4륜조향시스템에 있어서, 자동차의 전륜 조향각과 속도에 따라 후륜의 목표조향각을 산출하기 위한 4륜조향 연산기, 자동차의 후진기어 상태를 감지하기 위한 후진 감지구, 자동차가 후진시 후륜의 목표조향각을 0으로 세팅하기 위한 후륜조향각 세팅기 및 4륜조향 연산기와 후진감지구에서의 출력신호에 따라 후륜조향기구의 동작을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜조향시스템에 의해 달성 가능하다.An object of the present invention is a four-wheel steering system having a rear wheel steering mechanism for adjusting a steering angle of a rear wheel by operating a link and a link connected to a rear wheel of a vehicle, the target steering angle of the rear wheel being calculated according to the front wheel steering angle and the speed of the vehicle. Four wheel steering calculator for driving, backward sensing hole for detecting the reverse gear condition of the vehicle, rear wheel steering angle setting device for setting the target steering angle of the rear wheel to zero when the vehicle reverses, and output signal from the four wheel steering calculator and the backward sensing zone. It can be achieved by a four-wheel steering system, characterized in that it comprises a controller for controlling the operation of the rear wheel steering mechanism.
이하,첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
제2도는 본 발명에 따른 4륜 조향시스템을 나타낸 블록도이다. 제2도에는 연산기(11)가 도시되어 있다. 이 연산기(11)는 자동차의 속도와 전륜조타각에 따라 이에 대응되는 목표후륜각을 산출하기 위한 것이다. 이러한 연산기(11)에는 제어기(12)와 증폭기(13) 및 후륜조향기구(20)가 차례대로 연결되어 있다. 제어기(12)에는 후진기어가 동작하는 가를 감지하여 제어기(12)로 인가하는 후진감지구(14)와 제어기(12)에서의 동작신호에 따라 목표후륜각을 0으로 세팅하는 세팅기(15)가 각각 연결되어 있다. 이 제어기(12)는 산출된 목표후륜각에 따라 후륜조향기구(20)의 동작을 제어하기위한 것이고, 증폭기(13)는 제어신호를 증폭하여 후륜조향기구(20)에 전달하기 위한 것이다.2 is a block diagram showing a four-wheel steering system according to the present invention. 2 shows a calculator 11. The calculator 11 calculates a target rear wheel angle corresponding to the speed and front wheel steering angle of the vehicle. The controller 12, the amplifier 13, and the rear wheel steering mechanism 20 are sequentially connected to the calculator 11. The controller 12 has a reverse sensing region 14 for detecting whether the reverse gear is operating and applying it to the controller 12, and a setter 15 for setting the target rear wheel angle to zero according to an operation signal from the controller 12. Each is connected. The controller 12 is for controlling the operation of the rear wheel steering mechanism 20 according to the calculated target rear wheel angle, and the amplifier 13 is for amplifying the control signal and transmitting it to the rear wheel steering mechanism 20.
후륜조향기구(20)에는 후륜에 결합되어 있는 링크(21)가 연결되어 있다. 이 링크(21)의 동작정도에 따라 후륜(19)의 조타각이 결정되는 데 이에 관해서는 제3도 설명시 상세히 설명한다.The rear wheel steering mechanism 20 has a link 21 coupled to the rear wheel. The steering angle of the rear wheels 19 is determined according to the operation degree of the link 21, which will be described in detail with reference to FIG.
한편, 연산기(11)와 제어기(12)사이에는 지연기(16)와 비교기(17)가 연결되어있고, 비교기(17)로는 실행된 후륜각에 대한 정보가 피드백 되어 입력된다. 이 지연기(16)와 비교기(17)는 산출된 목표후륜각에 대한 실제 동작치의 오차값을 수정해주기 위한 것이다.On the other hand, the delay unit 16 and the comparator 17 are connected between the calculator 11 and the controller 12, and the information on the rear wheel angle executed is fed back to the comparator 17. The retarder 16 and the comparator 17 are for correcting the error value of the actual operating value with respect to the calculated target rear wheel angle.
제2도에서 차량의 속도와 전륜각에 대한 정보가 연산기(11)로 입력되면 연산기에서는 그 속도와 전륜각에 대응되는 목표후륜각을 산출한다. 이 목표후륜각은 제어기(12)로 입력되고 제어기(12)는 목표후륜각에 대응되는 제어신호를 증폭기(13)를 거쳐 후륜조향기구(20)로 보낸다. 이에 따라 후륜조향기구(20)는 링크(21)를 작동시켜 후륜각을 조정하고, 후륜각에 대한 정보를 비교기(17)로 피드백하여 오차를 수정한다. 후륜조향기구(20)의 구성과 그 동작과정을 뒤에서 더 상세히 설명한다.In FIG. 2, when information about the vehicle speed and the front wheel angle is input to the calculator 11, the calculator calculates a target rear wheel angle corresponding to the speed and the front wheel angle. This target rear wheel angle is input to the controller 12 and the controller 12 sends a control signal corresponding to the target rear wheel angle to the rear wheel steering mechanism 20 via the amplifier 13. Accordingly, the rear wheel steering mechanism 20 operates the link 21 to adjust the rear wheel angle, and feeds back information on the rear wheel angle to the comparator 17 to correct the error. The configuration and operation of the rear wheel steering mechanism 20 will be described in more detail later.
한편, 운전자가 후진기어(18)를 작동시키면 후진감지구(14)가 이를 감지하여 제어기(12)로 그 정보를 인가한다. 그러면 제어기(12)는 세팅기(15)에 0세팅신호를 보내고 세팅기(15)는 목표후륜각을 0으로 세팅한다. 이에 따라 제어기(12)는 후륜조향기구(20)를 동작시켜 후륜각이 0이도록 제어한다. 즉, 후진시 후륜각이 0으로 유지되어 후륜이 전륜에 역상으로 동작함에 따라 발생되던 단점이 해소된다.On the other hand, when the driver operates the reverse gear 18, the reverse sensing region 14 detects this and applies the information to the controller 12. The controller 12 then sends a zero setting signal to the setter 15 and the setter 15 sets the target rear wheel angle to zero. Accordingly, the controller 12 operates the rear wheel steering mechanism 20 to control the rear wheel angle to be zero. In other words, the rear wheel angle is maintained at 0 during the reverse to eliminate the disadvantage that occurs as the rear wheel operates in reverse to the front wheel.
제3도는 후륜조향기구를 나타낸 도면이다. 제3도에는 후륜(19)에 연결된 링크(21)와 직류모터(22)가 도시되어 있다. 링크(21)는 후륜(19)을 동작시키기 위한 것으로, 케이스(23) 내부에 제자리 회전 가능케 설치된 볼 스크류(ball screw)(24)에 연결되어 있다. 볼 스크류(24)외주면 일측에는 회전체(25)가 결합되어 있고, 이 회전체(25)는 타이밍 벨트(26)를 통해 직류모터(22)에 연결되어 있다.3 is a view showing the rear wheel steering mechanism. 3 shows a link 21 and a DC motor 22 connected to the rear wheels 19. The link 21 is for operating the rear wheels 19 and is connected to a ball screw 24 installed in the case 23 so as to rotate in place. A rotating body 25 is coupled to one side of the outer surface of the ball screw 24, and the rotating body 25 is connected to the DC motor 22 through a timing belt 26.
즉, 직류모터(22)가 구동되면 회전체(25)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 되고 회전체(25)에 결합되어 있는 볼 스크류(24)는 전진 또는 후진운동을 하면서 링크(21)를 당기거나 밀어주게 된다. 이에 따라 후륜의 조향각도 결정되게 된다. 물론, 직류모터(22)는 제2도에서 설명한 제어기의 제어를 받는다.That is, when the DC motor 22 is driven, the rotating body 25 is rotated clockwise or counterclockwise, and the ball screw 24 coupled to the rotating body 25 moves forward or backward and moves the link 21. Pull or push). Accordingly, the steering angle of the rear wheels is also determined. Of course, the DC motor 22 is controlled by the controller described in FIG.
제4도는 제2도 4륜조향시스템이 설치된 차량에서의 속도에 따른 전륜조타각에 대한 목표후륜각비를 나타낸 그래프이다. 제4도에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 4륜조향시스템이 설치된 차량에서도 차량속도가 0∼약 50Km/sec인 경우 후륜은 전륜에 대해 역상으로 동작한다. 이 구간에서 속도가 증가할수록 전륜조타각에 대한 목표후륜각비의 절대값은 감소하여 속도가 약50Km/sec에서 0이 된다. 이 부분을 지나면 목표후륜각은 전륜조타각과 동상을 유지하고 속도가 증가할수록 목표후륜각이 커진다. 제4도 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 차량이 후진 시에는 차량의 속도와 전륜각에 상관없이 목표후륜각은 0의 값을 유지하고 있다.FIG. 4 is a graph showing a target rear wheel angle ratio with respect to the front wheel steering angle according to the speed in the vehicle in which the four-wheel steering system of FIG. 2 is installed. As can be seen in FIG. 4, even in a vehicle equipped with the four-wheel steering system according to the present invention, when the vehicle speed is 0 to about 50 km / sec, the rear wheel operates in reverse with respect to the front wheel. As the speed increases in this section, the absolute value of the target rear wheel-to-wheel ratio with respect to the front wheel steering angle decreases, and the speed becomes zero at about 50 km / sec. After this part, the target rear wheel angle remains in phase with the front wheel steering angle, and as the speed increases, the target rear wheel angle increases. As can be seen from the graph of FIG. 4, when the vehicle is retracted, the target rear wheel angle maintains a value of 0 regardless of the vehicle speed and the front wheel angle.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 4륜조향시스템이 장착된 차량은 주차성능이 뛰어난 효과적인 주차를 가능케 해준다.The vehicle equipped with the four-wheel steering system according to the present invention as described above enables an effective parking with excellent parking performance.
Claims (2)
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| KR1019960043665A KR100194838B1 (en) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 4-wheel steering system with improved parking |
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| KR1019960043665A KR100194838B1 (en) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 4-wheel steering system with improved parking |
Publications (2)
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| KR19980025525A KR19980025525A (en) | 1998-07-15 |
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Family Applications (1)
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| KR19980025525A (en) | 1998-07-15 |
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