KR101311870B1 - Steering wheel angle measuring apparatus using tilt sensor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device for measuring the angle of a steering wheel using a tilt sensor is provided to enable an operator to easily obtain the measured angle value of a steering wheel from the measurement results of a vehicle. CONSTITUTION: A device for measuring the angle of a steering wheel using a tilt sensor comprises a measurement sensor, a ring (2), first, second, and third tilt sensors (3, 4, 5), and a correction sensor (6). The measurement sensor measures the angle of a steering wheel (1) of a vehicle. The ring is attached to the top of the steering wheel and rotates with the steering wheel. The first, second, and third tilt sensors are attached to the ring at equal angles. The correction sensor is installed on a dashboard (7) to be separated from the first, second, and third tilt sensors and corrects the lateral acceleration of the vehicle.

Description

기울기 센서를 이용한 스티어링 휠 각도 측정장치{Steering wheel angle measuring apparatus using tilt sensor}Steering wheel angle measuring apparatus using tilt sensor

본 발명은 타이어 실차 계측시 차량의 스티어링 휠 각도(Steering wheel angle; SWA)를 측정하는 스티어링 휠 각도 측정장치에 관한 것으로, 특히 기존 스티어링 휠에 별도 이질감 구조 없이 손쉽게 설치하여 타이어의 성능을 평가하는데 이용되는 스티어링 휠 각도(SWA)를 얻을 수 있는 기울기 센서를 이용한 스티어링 휠 각도 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering wheel angle measuring device for measuring a steering wheel angle (SWA) of a vehicle when measuring a tire actual vehicle, in particular, it is easily installed without a heterogeneous structure on an existing steering wheel and used to evaluate a tire performance. The present invention relates to a steering wheel angle measuring device using a tilt sensor capable of obtaining a steering wheel angle (SWA).

일반적으로 차량이나 타이어 개발에 있어서 실차 계측평가는 타이어의 성능을 평가하는데 가장 기본적이면서 중요한 평가방법 중 하나이다.In general, in vehicle or tire development, actual vehicle measurement evaluation is one of the most basic and important evaluation methods for evaluating tire performance.

이러한 실차 계측평가는 실차 계측평가를 정량적으로 계측하여 차량 또는 타이어 개발방향을 보다 정확하게 제시할 수 있는 자료로 활용된다.The actual vehicle measurement evaluation is used as a data that can quantitatively measure the actual vehicle measurement evaluation to more accurately suggest the direction of vehicle or tire development.

따라서 상기와 같은 실차 계측평가를 수행하기 위해서 차량의 모션(Motion)이나 타이어의 거동을 측정하기 이한 여러 가지 센서나 계측기가 필요한 실정이었다.Accordingly, in order to perform the actual vehicle measurement evaluation as described above, various sensors or measuring instruments for measuring the motion of the vehicle and the behavior of the tire have been needed.

그러나 실차 계측평가에 필수적인 조건변수(Parameter)인 스티어링 휠 각도(SWA)의 종래 계측장치는 차량의 스티어링 휠 위에 별도로 설치하거나 이 스티어링 휠의 아래쪽에 설치함에 따라 설치 후, 운전 평가자의 운전시 이질감을 유발해서 운전 평가자가 이를 기피하는 문제가 있어 실차 계측평가의 결과분석에 스티어링 휠 각도(SWA)를 활용하지 못한 경우가 발생할 수도 있었다.However, the conventional measuring device of the steering wheel angle (SWA), which is an essential parameter for actual vehicle measurement evaluation, is installed separately on the steering wheel of the vehicle or under the steering wheel. In this case, the driving evaluator may have avoided this problem, and the steering wheel angle (SWA) could not be used to analyze the results of the actual vehicle measurement evaluation.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 스티어링 휠에 스티어링 휠 각도를 측정할 수 있는 간단한 구조를 갖추어 운전 평가자의 거부감 없이 간편하게 실차 계측평가의 스티어링 휠 각도의 계측값을 얻을 수 있도록 이루어진 기울기 센서를 이용한 스티어링 휠 각도 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented in view of the above-mentioned conventional problems, and has a simple structure for measuring the steering wheel angle on the steering wheel, so that the measured value of the steering wheel angle of the actual vehicle measurement evaluation can be easily obtained without the dissatisfaction of the driving evaluator. It is an object of the present invention to provide a steering wheel angle measuring device using a tilt sensor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량 스티어링 휠의 스티어링 휠 각도 계측을 위해 측정센서들을 구비하여 이루어진 스티어링 휠 각도 측정장치에 있어서, 상기 스티어링 휠에 측정범위가 120°의 등각도로 배치되는 제 1 기울기 센서와 제 2 기울기 센서 및 제 3 기울기 센서를 부착 설치하고 차량의 횡가속도를 보정하기 위한 보정용 기울기 센서를 상기 스티어링 휠의 기울기 센서들과 이격되어 데쉬보드에 장착한 구조로 이루어져 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a steering wheel angle measuring device including measurement sensors for measuring a steering wheel angle of a vehicle steering wheel, wherein the measuring range is disposed at an equal angle of 120 ° on the steering wheel. A tilt sensor for attaching and installing a first tilt sensor, a second tilt sensor, and a third tilt sensor and correcting the lateral acceleration of the vehicle is mounted on the dashboard while being spaced apart from the tilt sensors of the steering wheel.

이러한 본 발명에 따른 기울기 센서를 이용한 스티어링 휠 각도 측정장치는 스티어링 휠 위에 간단한 구조로 설치하여 운전 평가자의 이질감 거부를 유발하지 않고 스티어링 휠 각도를 간편하게 계측할 수 있기에 실차 계측평가에 도움을 줄 수 있는 효과를 갖는다.The steering wheel angle measuring device using the inclination sensor according to the present invention can be installed in a simple structure on the steering wheel can easily measure the steering wheel angle without causing dissatisfaction of the driving evaluator, which can help the actual vehicle measurement evaluation. Has an effect.

도 1은 본 발명에 따른 기울기 센서를 이용한 스티어링 휠 각도 측정장치의 구성도,
도 2는 본 발명에서 스티어링 휠 각도(Steering wheel angle; SWA)의 오차를 보정 계산하는 다이어그램,
도 3 (A), (B), (C)는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 틸팅(Tilting) 각도 영역 상태를 보여주는 도면들로서, (A)는 -60° ~ 60° 회전영역, (B)는 60° ~ 180°회전영역, (C)는 180° ~ 300° 회전각도 영역상태를 보여주고 있는 도면들,
도 4는 본 발명에 의하여 차량의 스티어링 휠 각도 값을 계측하여 실제상황과 비교한 그래프이다.1 is a block diagram of an apparatus for measuring a steering wheel angle using an inclination sensor according to the present invention;
2 is a diagram for calculating the correction of the error of the steering wheel angle (SWA) in the present invention,
3 (A), (B), (C) is a view showing a tilting angle region state of the steering wheel according to the present invention, (A) is -60 ° ~ 60 ° rotation region, (B) 60 ° ~ 180 ° rotation area, (C) is a view showing the 180 ° to 300 ° rotation angle area,
Figure 4 is a graph comparing the actual situation by measuring the steering wheel angle value of the vehicle according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 기울기 센서들이 차량의 스티어링 휠에 설치되고 데쉬보드에 보정용 기울기 센서를 구비한 본 발명의 개략 구성도를 보여주는 도면으로서, 본 발명은 타이어 개발에 있어서 타이어의 성능을 평가하는 실차 계측평가 중의 하나인 스티어링 휠 각도(SWA)를 계측하는 계측장치이다.1 is a view showing a schematic configuration diagram of the present invention in which the inclination sensors according to the present invention are installed on a steering wheel of a vehicle and have a correction inclination sensor on a dashboard, and the present invention evaluates the performance of a tire in tire development. It is a measurement apparatus which measures the steering wheel angle SWA which is one of actual vehicle measurement evaluations.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이 차량의 스티어링 휠(1)의 스티어링 휠 각도(SWA)를 계측하기 위해 측정센서들을 구비하여 이루어진 스티어링 휠 각도 측정장치에 있어서, 상기 스티어링 휠(1)의 상부쪽으로 이 스티어링 휠(1)과 함께 회동하는 링(2)이 부착되고, 이 링(2)에 등각도로 배치되는 제 1 기울기 센서(3)와 제 2 기울기 센서(4) 및 제 3 기울기 센서(5)들이 부착되어 있으며, 상기 스티어링 휠(1)의 제 1 ~ 3 기울기 센서(3,4,5)들과 이격되어 데쉬보드(7) 상에 차량의 횡가속도를 보정하는 보정용 기울기 센서(6)가 설치되어 이루어진 구조로 되어 있다.The present invention is a steering wheel angle measuring device provided with measurement sensors for measuring the steering wheel angle (SWA) of the steering wheel 1 of the vehicle as shown in the figure, toward the upper side of the steering wheel (1) A ring 2 that rotates together with the steering wheel 1 is attached, and the first tilt sensor 3, the second tilt sensor 4, and the third tilt sensor 5 which are disposed at an isometric angle on the ring 2. ) Are attached, and the inclination sensor (6) for correcting the lateral acceleration of the vehicle on the dashboard (7) spaced apart from the first to third inclination sensors (3, 4, 5) of the steering wheel (1) Has a structure made up.

이 같은 본 발명은 스티어링 휠(1)의 스티어링 휠 각도(SWA)를 구하기 위하여 120° 각도범위를 측정할 수 있는 제 1 ~ 제 3 기울기 센서(3,4,5)들을 이용하게 되는바, 예를 들어 도 3 (A)와 같이 정위치의 스티어링 휠(1)이 회전을 하면 이 스티어링 휠(1)에 부착된 제 1 기울기 센서(3)의 값이 변화하게 된다. 즉 스티어링 조작에 의한 차량 선회시 횡가속도가 발생되는데, 이러한 횡가속도는 기울기 센서들에 영향을 끼치어 스티어링 각도에 오차를 발생시킨다.The present invention is to use the first to third inclination sensors (3, 4, 5) that can measure the 120 ° angle range in order to obtain the steering wheel angle (SWA) of the steering wheel 1, for example For example, as shown in FIG. 3A, when the steering wheel 1 in the correct position rotates, the value of the first tilt sensor 3 attached to the steering wheel 1 changes. That is, when the vehicle is turned by the steering operation, the lateral acceleration is generated. The lateral acceleration affects the inclination sensors and causes an error in the steering angle.

따라서 본 발명에서는 차체의 데쉬보드(7)에 설치된 보정용 기울기 센서(6)에 의해 횡가속도에 발생된 스티어링 각도 오차를 보정할 수 있다.Therefore, in the present invention, the steering angle error generated in the lateral acceleration can be corrected by the correction inclination sensor 6 installed in the dashboard 7 of the vehicle body.

이는 횡가속도에 의해 발생된 각도를 보정용 기울기 센서(6)에서 측정하고, 이 각도를 스티어링 휠(1)에 부착된 제 1 ~ 제 3 기울기 센서(3,4,5)에서 측정한 각도를 보정하면, 횡가속도로 인한 각도 오차를 보정할 수 있도록 되어 있다.It measures the angle generated by the lateral acceleration by the inclination sensor 6 for correction, and corrects the angle measured by the first to third inclination sensors 3, 4 and 5 attached to the steering wheel 1. In this case, the angle error caused by the lateral acceleration can be corrected.

즉, 본 발명에서는 120° 각도를 측정할 수 있는 3개의 기울기 센서를 사용하였기에 360° 각도 전 영역에서의 스티어링 휠(1)의 각도를 구할 수 있으며, 도 2의 다이어그램에서는 이를 계산하는 방식이 도시되어 있다.That is, in the present invention, since three inclination sensors capable of measuring 120 ° angles are used, the angle of the steering wheel 1 in the entire 360 ° angle area can be obtained. In the diagram of FIG. It is.

한편, 도 3 (A)에서 보듯이 제 1 기울기 센서(3)는 스티어링 휠(1)의 조향각도가 -60° ~ 60° 각도 영역 내에 사용되고, 도 3 (B)에서는 제 2 기울기 센서(4)는 스티어링 휠(1)의 조향각도가 60° ~ 180° 각도 영역 내에서 사용되며, 도 3 (C)에서와 같이 제 3 기울기 센서(5)는 스티어링 휠(1)의 조향각도가 180° ~ 300° 각도 영역 내에 사용되는데, 상기 스티어링 휠(1)의 조향각도가 60° 영역까지는 제 1 기울기 센서(3)에서 측정된 신호로 각도를 계산하다가 조향각도가 60°를 넘어가면 제 2 기울기 센서(4)에서 측정된 신호로 각도를 계산한다.Meanwhile, as shown in FIG. 3A, the first inclination sensor 3 has a steering angle of the steering wheel 1 in a -60 ° to 60 ° angle region, and in FIG. 3B, the second inclination sensor 4. The steering angle of the steering wheel 1 is used within an angle range of 60 ° to 180 °, and as shown in FIG. 3C, the third tilt sensor 5 has a 180 ° steering angle of the steering wheel 1. The steering angle of the steering wheel 1 is calculated by the signal measured by the first tilt sensor 3 until the steering angle exceeds 60 °. The angle is calculated from the signal measured by the sensor 4.

그리고 상기 스티어링 휠(1)의 조향각도가 180°를 넘어가면 제 3 기울기 센서(5)에서 측정된 신호를 이용하여 각도를 계산한다.When the steering angle of the steering wheel 1 exceeds 180 °, the angle is calculated using the signal measured by the third tilt sensor 5.

이러한 방식으로 연속하여 스티어링 휠(1)의 조향각도를 측정하면 일반적인 조향의 회전영역인 -540° ~ 540°까지의 스티어링 각도를 측정할 수 있다.By continuously measuring the steering angle of the steering wheel 1 in this manner, it is possible to measure the steering angle from -540 ° to 540 °, which is a general rotation area of the steering wheel.

그리고 본 발명은 차량의 스티어링 휠(1) 위에 차량의 한 부분으로 기울기 센서들을 부착하여 간단히 설치할 수 있기에 운전 평가자의 아무런 영향을 끼치지 않고 편리하게 스티어링 휠 각도를 측정할 수 있으며, 도 4는 본 발명에 의해 실제 실차 조향각도와 본 발명의 기울기 센서들을 이용한 조향각도의 값을 측정한 결과 그래프로서, 양자의 차이가 거의 없음을 알 수 있다.And the present invention can be easily installed by attaching the inclination sensors as a part of the vehicle on the steering wheel (1) of the vehicle can conveniently measure the steering wheel angle without affecting the driving evaluator, Figure 4 As a result of measuring the actual vehicle steering angle and the steering angle using the tilt sensors of the present invention, it can be seen that there is almost no difference between the two.

1 : 스티어링 휠(Steering wheel), 2 : 링(Ring),
3 ~ 5 : 기울기 센서, 6 : 보정용 기울기 센서,
7 : 데쉬보드.1: Steering wheel, 2: Ring,
3 to 5: tilt sensor, 6: tilt sensor for correction,
7: dashboard.

Claims (2)

차량의 스티어링 휠(1)의 스티어링 휠 각도(SWA)를 계측하기 위해 측정센서들을 구비하여 이루어진 스티어링 휠 각도 측정장치에 있어서,
상기 스티어링 휠(1)의 상부쪽으로 이 스티어링 휠(1)과 함께 회동하는 링(2)이 부착되고, 이 링(2)에 등각도로 배치되는 제 1 기울기 센서(3)와 제 2 기울기 센서(4) 및 제 3 기울기 센서(5)들이 부착되어 있으며, 상기 스티어링 휠(1)의 제 1 ~ 3 기울기 센서(3,4,5)들과 이격되어 데쉬보드(7) 상에 차량의 횡가속도를 보정하는 보정용 기울기 센서(6)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기울기 센서를 이용한 스티어링 휠 각도 측정장치.In the steering wheel angle measuring device provided with measuring sensors for measuring the steering wheel angle (SWA) of the steering wheel (1) of the vehicle,
The first inclination sensor 3 and the second inclination sensor (3), which are attached to the upper part of the steering wheel 1 and rotate with the steering wheel 1, are disposed at an isometric angle to the ring 2. 4) and third inclination sensors 5 are attached, and the lateral acceleration of the vehicle on the dashboard 7 is spaced apart from the first to third inclination sensors 3, 4 and 5 of the steering wheel 1. Steering wheel angle measurement device using a tilt sensor, characterized in that made for correction inclination sensor 6 for correcting. 제 1항에 있어서,
상기 제 1 기울기 센서(3)와 제 2 기울기 센서(4) 및 제 3 기울기 센서(5)는 120°의 등각도로 배치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기울기 센서를 이용한 스티어링 휠 각도 측정장치.
The method of claim 1,
The first tilt sensor (3), the second tilt sensor (4) and the third tilt sensor (5) is a steering wheel angle measuring device using a tilt sensor, characterized in that the arrangement is made of an equal angle of 120 °.
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