KR100364284B1 - A preventing device of under steer and over steer for a car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 언더스티어 및 오버스티어를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로서,The present invention relates to a device for preventing understeer and oversteer of an automobile.
드라이브샤프트(1)의 차륜쪽 선단 내측에 공간을 형성하고 그 내측에 마련되어 차륜의 허브(3)와 드라이브샤프트(1)를 연결하는 원추클러치수단과, 스티어링휠의 조향각을 측정하는 조향각센서(5)와, 상기 조향각센서(5)의 신호를 받아 상기 원추클러치수단을 제어하는 컨트롤러(7)로 구성된 언더스티어 및 오버스티어 방지장치를 제공하여,A space is formed inside the front end of the wheel of the drive shaft 1 and is provided inside the conical clutch means for connecting the hub 3 of the wheel and the drive shaft 1 and the steering angle sensor 5 for measuring the steering angle of the steering wheel. And an understeer and oversteer prevention device composed of a controller 7 which receives the signal of the steering angle sensor 5 and controls the conical clutch means.
차량의 선회시에 컨트롤러가 조향각센서의 신호에 따라 각각의 차륜이 회전하는 속도를 간단한 구성으로 제어하여 차량의 조향시에 발생되는 오버스티어나 언더스티어의 현상을 능동적으로 방지할 수 있다.When the vehicle is turning, the controller controls the speed at which each wheel rotates according to the signal of the steering angle sensor in a simple configuration, thereby actively preventing the phenomenon of oversteering or understeering occurring during steering of the vehicle.
Description
본 발명은 자동차의 언더스티어 및 오버스티어를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휠의 회전수를 적절히 조절하여 상기와 같은 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for preventing understeer and oversteer of an automobile, and more particularly, to an apparatus for preventing the occurrence of such a phenomenon by appropriately adjusting the number of revolutions of the wheel.
차량이 선회중 만약 전륜의 코너링 포스가 어떤 이유로 인하여 커졌다고 하면 전륜에 의해 발생된 차량 선회방향으로의 회전모멘트가 후륜에 의해 발생되는 회전모멘트보다 크므로 자동차의 앞부분이 선회반경이 작아지는 쪽으로 들어가게 되어 오버스티어 현상이 발생하고, 그 반대로 후륜이 발생하는 회전모멘트가 커지면 상기와 반대현상이 발생되어 언더스티어 현상이 발생한다.While the vehicle is turning, if the front wheel's cornering force is increased for some reason, the front of the vehicle will enter the direction where the turning radius decreases because the rotation moment in the direction of vehicle rotation generated by the front wheel is greater than the rotation moment generated by the rear wheel. As a result, an oversteer phenomenon occurs, and on the contrary, when the rotation moment at which the rear wheels are generated increases, an opposite phenomenon occurs to the understeer phenomenon.
이러한 오버스티어와 언더스티어 현상을 발생시키는 코너링포스는 주로 타이어의 사이드 슬립각에 거의 비례하여 커지는 외에도 타이어의 분담하중, 공기압 및 현가의 형식, 섀시 스프링의 롤링강성 등에 의해서도 좌우되는 바, 일반적으로 전륜구동차는 엔진과 변속기가 차량의 전방에 위치하여 전륜에 의한 코너링포스가 커지기 쉬워 오버스티어가 일어나는 경향이 있고, 후륜구동차의 경우에는 엔진과 변속기의 설치 위치가 비교적 자유로워서 전륜구동차의 경우와는 반대로 언더스티어가 일어나는 경향이 있다.The cornering force that generates such oversteer and understeer phenomena is largely proportional to the side slip angle of the tire, and also depends on the tire sharing load, air pressure and suspension type, and rolling stiffness of the chassis spring. In the case of a wheel drive, the engine and the transmission are located in front of the vehicle, so the cornering force caused by the front wheels tends to be large, and oversteering tends to occur. Understeering tends to occur.
따라서, 상기와 같은 오버스티어와 언더스티어 현상을 해결할 수 있는 방법으로는 차량의 무게중심을 적절히 배분하는 방법이 있겠으나 이는 현실적으로 차량 내부의 실내공간 확보의 문제 등으로 곤란하며, 적극적인 방법으로 각 차륜마다 공회전을 방지해주는 주행 조종 시스템(TCS: Traction Control system)을 채택하여 각 차륜의 회전속도를 조절하여 당해 차륜에서 발생시키는 코너링포스가 균형을 이룰 수 있도록 하는 방법이 있다.Therefore, there is a method of properly distributing the center of gravity of the vehicle as a way to solve the above oversteer and understeer phenomenon, which is difficult due to the problem of securing the interior space inside the vehicle, and actively There is a method to balance the cornering force generated by the wheels by adjusting the rotation speed of each wheel by adopting a Traction Control System (TCS) to prevent idling every time.
그러나, 상기한 바와 같은 TCS는 각종센서 및 컨트롤러와 액츄에이터 등이 필요로 하여 그 구성 및 제어로직이 복잡하여, 차량의 단가를 크게 상승시키는 문제점이 있다.However, as described above, the TCS requires various sensors, controllers, actuators, and the like, and its configuration and control logic are complicated, resulting in a large cost increase of the vehicle.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 각각의 차륜이 회전하는 속도를 간단한 구성으로 제어할 수 있도록 하여 차량의 조향시에 발생되는 오버스티어나 언더스티어의 현상을 능동적으로 방지할 수 있도록 한 언더스티어 및 오버스티어 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in accordance with the necessity as described above, it is possible to control the speed at which each wheel rotates in a simple configuration to actively prevent the phenomenon of oversteering or understeering occurs during steering of the vehicle. It is an object of the present invention to provide an understeer and oversteer prevention device.
도 1은 본 발명에 따른 언더스티어 및 오버스티어 방지장치의 원추클러치수단을 도시한 구조도,1 is a structural diagram showing the conical clutch means of the understeer and oversteer preventing apparatus according to the present invention,
도 2는 도 1의 A-A선 관측도,FIG. 2 is an A-A line observation diagram of FIG. 1;
도 3은 도 1의 원추클러치수단과 컨트롤러 및 조향각센서의 연결구조를 도시한 구성도이다.3 is a block diagram showing the connection structure of the cone clutch means, the controller and the steering angle sensor of FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1: 드라이브샤프트 3: 허브1: drive shaft 3: hub
5: 조향각센서 7: 컨트롤러5: steering angle sensor 7: controller
9: 원추마찰차 11: 섭동접촉체9: cone friction car 11: perturbation contact
13: 원형프레임 15: 스프링13: round frame 15: spring
17: 쇽업소버 18: 모터17: Shock absorber 18: Motor
21: 이동기어 23: 래크21: shifting gear 23: rack
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 언더스티어 및 오버스티어 방지장치는 드라이브샤프트의 차륜쪽 선단 내측에 공간을 형성하고 그 내측에 마련되어 차륜의 허브와 드라이브샤프트를 연결하는 원추클러치수단과, 스티어링휠의 조향각을 측정하는 조향각센서와, 상기 조향각센서의 신호를 받아 상기 원추클러치수단을 제어하는 컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.The understeer and oversteer preventing device of the present invention for achieving the object as described above forms a space inside the front end of the wheel side of the drive shaft and is provided inside the conical clutch means for connecting the hub and the drive shaft of the wheel, and steering A steering angle sensor for measuring a steering angle of a wheel, and a controller for controlling the conical clutch means by receiving a signal from the steering angle sensor.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 언더스티어 및 오버스티어 방지장치를 도시한 것으로서, 드라이브샤프트(1)의 차륜쪽 선단 내측에 공간을 형성하고 그 내측에 차륜의 허브(3)와 드라이브샤프트(1)를 연결하는 원추클러치수단을 마련하고, 스티어링휠의 조향각을 측정하는 조향각센서(5) 및 상기 조향각센서(5)의 신호를받아 상기 원추클러치수단을 제어하는 컨트롤러(7)로 구성하였다.1 to 3 show an understeer and oversteer preventing device according to the present invention, which forms a space inside the front end side of the wheel of the drive shaft 1 and the hub 3 and the drive shaft of the wheel inside the drive shaft ( 1) to provide a conical clutch means for connecting the steering angle sensor 5 for measuring the steering angle of the steering wheel and a controller 7 for controlling the conical clutch means in response to the signal of the steering angle sensor 5.
상기 원추클러치수단은 상기 허브(3)측에 일체로 연결되어 형성된 원추마찰차(9)와, 상기 원추마찰차(9)에 접촉되는 섭동접촉체(11)와, 상기 섭동접촉체(11)를 지지하는 원형프레임(13)과, 상기 원형프레임(13)이 상기 드라이브샤프트(1)의 내측 공간에서 드라이브샤프트(1)의 길이방향으로 이동되도록 하는 프레임이동수단으로 구성하였는 바, 상기 섭동접촉체(11)가 원형프레임(13)에 지지되는 구조는 스프링(15)과 쇽업소버(17)에 의해 지지되도록 된 구조로 하여 상기 섭동접촉체(11)가 원추마찰차(9)에 안정된 상태로 지지되도록 한다.The conical clutch means is a conical friction car (9) formed integrally connected to the hub (3) side, the perturbation contact member (11) in contact with the conical friction car (9), the perturbation contact member (11) The circular frame 13 for supporting the frame frame and the frame moving means for moving the circular frame 13 in the longitudinal direction of the drive shaft 1 in the inner space of the drive shaft 1, the perturbation contact The structure in which the sieve 11 is supported by the circular frame 13 is configured to be supported by the spring 15 and the shock absorber 17 so that the perturbation contact body 11 is stable to the conical friction car 9. To be supported.
상기 프레임이동수단은 상기 컨트롤러(7)의 제어를 받는 3개의 모터(18)와, 상기 모터(18)에 마련된 피니언(19)에 치합되어 구동되는 각각의 이동기어(21)와, 상기 이동기어(21)가 치합되도록 상기 드라이브샤프트(1)의 차륜쪽 선단 내측에 형성된 각각의 래크(23)로 구성되었다.The frame moving means includes three motors 18 which are controlled by the controller 7, respective movement gears 21 driven by being engaged with the pinion 19 provided on the motor 18, and the movement gears. Each rack 23 is formed inside the front end of the wheel of the drive shaft 1 so that the 21 is engaged.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
차량의 직진 주행시에 상기 컨트롤러(7)는 상기 조향각센서(5)를 통해 이를 파악하고 상기 모터(17)를 제어하여 상기 원형프레임(13)이 상기 원추마찰차(9)의 중간부위에 위치되도록 하여 상기 드라이브샤프트(1)를 통해 전달된 회전력은 상기 허브(3)를 통해 타이어를 회전시켜 정상적인 주행상태를 확보하게 된다.The controller 7 detects this through the steering angle sensor 5 and controls the motor 17 so that the circular frame 13 is located in the middle of the conical friction car 9 when the vehicle travels straight. Thus, the rotational force transmitted through the drive shaft 1 rotates the tire through the hub 3 to secure a normal driving state.
차량이 선회주행을 하는 경우에는 상기 컨트롤러(7)는 조향각센서(5)의 신호에 따라 그 선회의 방향 및 선회각도를 파악하고 그에 따라 상기 모터(18)들을 구동하여 상기 원형프레임(13)의 위치를 조절함으로써 상기 원추마찰차(9)와 섭동접촉체(11)의 접촉반경을 변경함으로써, 허브(3)측으로 전달되는 회전수를 조절하게 된다.When the vehicle is turning, the controller 7 grasps the turning direction and the turning angle according to the signal of the steering angle sensor 5 and drives the motors 18 accordingly to the circular frame 13. By adjusting the position, by changing the contact radius of the conical friction car 9 and the perturbation contact body 11, the number of rotations transmitted to the hub 3 side is adjusted.
즉, 차량이 좌측으로 선회하는 경우에는 이 상태를 조향각센서(5)로부터 검출한 컨트롤러(7)가 좌측의 드라이브샤프트(1)에 마련된 원형프레임(13)은 허브(3)쪽으로 이동시켜 상기 섭동접촉체(11)와 원추마찰차(9)가 이루는 접촉반경을 크게 하여 휠의 회전속도를 낮추고, 우측의 드라이브샤프트(1)에 마련된 원형프레임(13)을 허브(3)의 반대쪽으로 이동시켜 섭동접촉체(11)와 원추마찰차(9)가 이루는 접촉반경을 작게 하여 휠의 회전속도를 높이게 된다.That is, when the vehicle turns to the left side, the circular frame 13 provided on the drive shaft 1 on the left side by the controller 7 detecting this state from the steering angle sensor 5 moves toward the hub 3 so that the perturbation occurs. The contact radius between the contact member 11 and the conical friction car 9 is increased to lower the rotation speed of the wheel, and the circular frame 13 provided on the drive shaft 1 on the right side is moved to the opposite side of the hub 3. The contact radius between the perturbation contact member 11 and the conical friction car 9 is reduced to increase the rotation speed of the wheel.
따라서, 좌측의 타이어는 보다 적은 회전수로 구동되고 우측의 타이어는 보다 큰 회전수로 구동되어 안정된 조향성능을 확보할 수 있게되므로 오버스티어나 언더스티어의 현상이 배제된다.Therefore, the tire on the left side is driven at a lower rotational speed and the tire on the right side is driven at a higher rotational speed to ensure stable steering performance, thereby eliminating the phenomenon of oversteer or understeer.
물론, 이때 상기 원형프레임(13)을 이동시키는 스트로크는 상기 컨트롤러(7)가 상기조향각센서(5)에서 받은 신호에 따라 미리 컨트롤러(7)내에 기억되어 있는 조향각과 원형프레임 이동 스트로크 사이의 관계 데이터에 입각하여 판단 및 선택되어 제어되도록 한다.Of course, at this time, the stroke for moving the circular frame 13 is the relation data between the steering angle stored in the controller 7 and the circular frame moving stroke in advance according to the signal received from the steering angle sensor 5 by the controller 7. Based on this, it is determined, selected and controlled.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 선회시에 컨트롤러가 조향각센서의 신호에 따라 각각의 차륜이 회전하는 속도를 간단한 구성으로 제어하여 차량의 조향시에 발생되는 오버스티어나 언더스티어의 현상을 능동적으로 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, the controller controls the speed at which each wheel rotates according to the signal of the steering angle sensor when the vehicle is turning, thereby reducing the phenomenon of oversteering or understeering occurring during steering of the vehicle. Actively prevent
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