KR19980057161A - Steering to Ensure Neutral Steer - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 코너링 시 뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 최대한 보장해 주는 조향장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 자동차에 있어서 운전자가 코너링을 위하여 핸들을 조작할 시 운전자의 의지대로 자동차가 뉴트럴 스티어 상태로 코너링이 실시되도록 한 뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 보장하는 조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering device that ensures the maximum of the neutral steer (Neutral Steer) when cornering of the car, more specifically, in the general vehicle, the vehicle is in a neutral steering state at the driver's will when the driver operates the steering wheel for cornering. The present invention relates to a steering device that guarantees a neutral steer that allows low cornering to be carried out.

본 발명에서는 운전자가 선회하고자 하는 방향의 각도로 조향핸들(H)을 돌릴 시 스티어감지수단(1)에 의해서 차량이 오버스티어 또는 언더스티어가 일어날 경우 핸들조향각(Q)에 대한 앞바퀴의 실제 조향각(Qw)을 증감시켜 운전자가 원하는 조향각으로 뉴트럴 스티어 주행이 이루어지도록 함으로써 운전자가 원하는 조향각으로의 코너링 주행(뉴트러 스티어 주행)이 가능하므로 보다 안정적이고 안전한 주행을 실시할 수 있는 효과를 제공하게 된다.According to the present invention, when the steering wheel (H) is turned at an angle in the direction in which the driver wants to turn, the steering wheel (Q) of the front wheel relative to the steering wheel steering angle (Q) when the vehicle is oversteered or understeered by the steering detecting means (1) By increasing / decreasing Qw) so that the steering of the neutral steering is performed at the steering angle desired by the driver, cornering driving (neutral steering driving) to the steering angle desired by the driver is possible, thereby providing a more stable and safe driving.

Description

뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 보장하는 조향장치Steering to Ensure Neutral Steer

본 발명은 자동차의 코너링 시 뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 최대한 보장해 주는 조향장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 자동차에 있어서 운전자가 코너링을 위하여 핸들을 조작할 시 운전자의 의지대로 자동차가 뉴트럴 스티어 상태로 코너링이 실시되도록 한 뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 보장하는 조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering device that ensures the maximum of the neutral steer (Neutral Steer) when cornering of the car, more specifically, in the general vehicle, the vehicle is in a neutral steering state at the driver's will when the driver operates the steering wheel for cornering. The present invention relates to a steering device that guarantees a neutral steer that allows low cornering to be carried out.

일반적으로 자동차에는 차량의 진행 방향을 임의로 바꾸기 위한 조향장치가 마련되어 있어, 운전자가 주행여건에 따라 조향핸들을 돌려 차량을 운전자가 원하는 방향의 조향각도로 진행을 시키게 된다.In general, a vehicle is provided with a steering device for arbitrarily changing the driving direction of the vehicle, and the driver advances the vehicle at a steering angle in a direction desired by the driver by turning the steering wheel according to driving conditions.

그런데 자동차가 선회할 때에는 원심력이 작용하게 되므로 차량이 일정한 반지름을 그리며 선회하기 위해서는 작용하는 원심력과 균형된 힘이 요구된다. 그 힘은 타이어가 옆으로 미끄러져서 발생하며 이것을 선회 구심력이라 하는데 실제로 선회할 때에는 이러한 선회 구심력이 발생하기 까지는 타이어의 옆으로 미끄러지는 양이 커지며, 따라서 선회 중심은 뒤차축의 연장선보다 앞으로 나오게 되고, 이때 오버스티어(Over Steer)현상 및 언더스티어(Under Steer)현상이 발생하게 된다.However, since the centrifugal force acts when the vehicle is turning, the centrifugal force and balanced force acting are required to turn the vehicle at a constant radius. The force is caused by the tire sliding sideways, which is called the turning centripetal force. When actually turning, the amount of sliding to the side of the tire increases until such turning centripetal force occurs, so that the turning center comes forward of the extension of the rear axle, At this time, an oversteer phenomenon and an understeer phenomenon occur.

오버스티어현상이란 도 1의 예시에서 보는 바와 같이 만일 앞바퀴에 발생하는 선회 구심력이 어떤 이유로 커졌다고 하면 왼쪽으로 도는 모멘트가 이기게 되어 조향각(Q)을 일정하게 해 두어도 자동차의 앞부분이 안쪽으로 들어가서, 선회 반지름이 적어지는 경향이 생기는 것을 말하며,As shown in the example of FIG. 1, the oversteering phenomenon means that if the turning centripetal force generated on the front wheel is increased for some reason, the moment of turning to the left wins, even if the steering angle (Q) is kept constant, That tends to have a smaller radius,

언더스티어현상이란 오버스티어현상과 반대의 개념으로 뒷바퀴에 발생하는 선회 구심력이 큰 경우에는 오른쪽으로 도는 모멘트가 이기게 되므로, 자동차는 바깥쪽으로 나가게 되어 선회 반지름이 커지는 경향이 생기는 것을 말하는 것으로,Understeering phenomenon is the opposite of oversteering phenomenon. When the turning centripetal force generated on the rear wheel is large, the moment of turning to the right wins, so the car goes outward and the turning radius tends to increase.

종래의 모든 일반 차량의 경우는 코너링 시 이와 같은 오버스티어현상이나 언더스티어현상이 발생하고 있지만 이를 대소롭지 않게 여기고 있음이 작금의 현실이다.In the case of all conventional vehicles, such an oversteer phenomenon or an understeer phenomenon occurs during cornering, but this is not the case.

그러나, 차량이 이와 같이 운전자의 의지(핸들 조향각(Q))와는 다르게 바라는 선회코스가 아닌 다른 코스로의 코너링이 실시된다면 완벽한 코너링 주행을 기대할 수 없을 뿐만아니라 자칫 안전운전을 해치게 되는 또다른 문제점을 낳게 되는 결과를 초래하게 될 것이다.However, if the vehicle is cornered to a course other than the turning course desired by the driver's will (handle steering angle (Q)), it is not possible to expect a perfect cornering driving and also to suffer another problem of driving safely. The result will be.

이에, 본 발명에서는 운전자가 선회하고자 하는 방향(운전자가 원하는 궤적)의 각도로 조향핸들(H)을 돌릴 시 스티어감지수단에 의해서 차량이 오버스티어 또는 언더스티어가 일어날 경우 조향각을 증감시켜 운전자가 원하는 조향각으로 뉴트럴 스티어 주행이 이루어지도록 함에 그 목적이 있다.Thus, in the present invention, the steering angle is increased or decreased when the vehicle is oversteered or understeered by the steer detection means when the steering wheel H is turned at the angle of the direction (the driver's desired trajectory) to which the driver wants to turn. The purpose is to allow neutral steering to be driven at the steering angle.

도 1은 일반 자동차에 있어서 핸들조향에 대한 자동차의 실제 코너링 상태를 보여주는 예시도.1 is an exemplary view showing the actual cornering state of the vehicle for steering wheel in a general vehicle.

도 2는 본 발명의 장치구성도.2 is a device configuration diagram of the present invention.

도 3은 본 발명의 제어 흐름도.3 is a control flowchart of the present invention.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

1 : 스티어감지수단 2 : 제어수단1: Steer detecting means 2: Control means

3 : 바퀴구동수단 H : 핸들3: wheel driving means H: steering wheel

Q : 핸들조향각Q: Handle Steering Angle

Qw : 앞바퀴의 실제 조향각(운전자의 조향각)Qw: Actual steering angle of the front wheel (driver's steering angle)

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 보장하는 조향장치는 다음과 같은 구조적인 특징을 제공한다.Steering device to ensure the neutral steer (Neutral Steer) of the present invention for achieving the above object provides the following structural features.

핸들(H)의 조향각(Q)에 따라 차량의 앞바퀴를 일정각도로 조향시켜 주는 통상의 조향장치에 있어서,In the conventional steering device for steering the front wheel of the vehicle at a predetermined angle according to the steering angle (Q) of the steering wheel (H),

핸들(H)의 조향각(Q)에 대해 오버스티어인지 언더스티어인지를 측정하는 스티어감지수단(1);A steer detecting means (1) for measuring whether the steering wheel (Q) is oversteer or understeer with respect to the steering angle (Q);

상기 스티어감지수단(1)을 통해 정보가 입력되면 뉴트럴스티어 상태인지를 판단해서 오버스티어인 경우 실제 조향각(Qw)을 감소시키고, 언더스티어인 경우 실제 조향각(Qw)을 증가시키기기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단(2):When the information is input through the steer detecting means 1, it is determined whether the state is a neutral steer, and the control signal for reducing the actual steering angle Qw in the case of oversteer and increasing the actual steering angle Qw in case of the understeer. Output control means (2):

상기 제어수단(2)에서 출력되는 제어신호에 의해 정 역회전을 실시하여 실제 조향각(Qw)을 증감시켜 주는 바퀴구동수단(3);Wheel driving means (3) for increasing and decreasing the actual steering angle (Qw) by performing reverse rotation by the control signal output from the control means (2);

을 포함하는 뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 보장하는 조향장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.Characterized by having a steering device to ensure a neutral steer (Neutral Steer) comprising a.

따라서, 본 발명에 의하면 운전자가 원하는 조향각으로의 코너링 주행(뉴트러 스티어 주행)이 가능하므로 보다 안정적이고 안전한 주행을 실시할 수 있는 효과를 제공하게 된다.Therefore, according to the present invention, since the driver can corner the driving to the desired steering angle (Neutersteer driving), the driver can provide more stable and safe driving.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명을 첨부된 비한정의 예시도면을 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the attached non-limiting exemplary drawings.

도 3은 본 발명에서 적용하고 있는 조향장치의 일 실시예를 도시한 것이다..Figure 3 shows an embodiment of the steering apparatus applied in the present invention.

도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 보장하는 조향장치는 크게 스티어 상태를 측정하는 스티어감지수단(1)과, 실제 조향각(QW)을 증감시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단(2)과, 앞바퀴의 실제 조향각(Qw)을 증감시켜 주는 바퀴구동수단(3)으로 구성된다.As shown, the steering apparatus guaranteeing a neutral steer according to the present invention is a control for outputting a control signal for increasing or decreasing the steer detection means 1 for measuring the steer state and the actual steering angle QW. Means 2 and wheel drive means 3 for increasing or decreasing the actual steering angle Qw of the front wheel.

상기 스티어감지수단(1)은 차량의 앞바퀴 주위에 설치되어 핸들(H)의 조작시 선회하는 바퀴의 오버스티어 및 언더스티어 상태를 정밀 측정하게 되는데 본 발명에서는 요센서(Yaw Sensor)를 사용해서 바퀴의 오버스티어 및 언더스티어 상태를 정밀하게 감지해서 동 신호를 제어수단(2)으로 전송하는 역할을 수행한다.The steer detecting means (1) is installed around the front wheel of the vehicle to precisely measure the oversteer and understeer state of the wheel turning during operation of the handle (H) in the present invention using a yaw sensor (Yaw Sensor) It detects the oversteer and understeer state of the precisely serves to transmit the copper signal to the control means (2).

상기 제어수단(2)은 스티어감지수단(1)과 조향핸들(H)에 연결되며 상기 스티어감지수단(1)과 조향핸들(H)로부터 정보를 받게 되며, 그 출력은 바퀴구동수단(3)에 연결되어 있다. 여기서는 핸들(H)의 조향각(Q)에 대한 앞바퀴의 실제 조향각(Qw)을 비교하여 스티어 상태에 따라 바퀴의 실제 조향각(Qw)을 증감시키기 위한 제어신호를 출력하는 역할을 수행한다.The control means (2) is connected to the steering detecting means (1) and the steering wheel (H) and receives information from the steering detecting means (1) and the steering wheel (H), the output of which is the wheel drive means (3) Is connected to. Here, it compares the actual steering angle Qw of the front wheel with respect to the steering angle Q of the handle H, and outputs a control signal for increasing or decreasing the actual steering angle Qw of the wheel according to the steering state.

상기 바퀴구동수단(3)은 정 역회전의 모터가 사용되며 이 바퀴구동수단(3)의 회전량과 회전방향에 따라 실제 조향각(Qw)이 핸들(H)의 조향각(Q; 운전자 조향각)에 알맞게 보상된다.The wheel drive means (3) is used for the motor of the forward and reverse rotation, the actual steering angle (Qw) to the steering angle (Q; driver steering angle) of the handle (H) in accordance with the amount of rotation and the direction of rotation of the wheel drive means (3) Rewarded accordingly.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명을 도 3의 제어 흐름도를 참조하여 그 작용을 설명하면,The operation of the present invention having such a configuration will be described with reference to the control flowchart of FIG. 3.

운전자가 주행중 차량의 진행방향을 바꾸거나 도로의 상태에 따라 코너링을 실시하기 위하여 운전자의 의지대로 핸들(H)을 돌리게 되면. 핸들(H)에 의한 조향각(Q)이 결정되고 이 조향각(Q)은 조향장치를 구성하는 여러 구성요소들을 거쳐 차량의 앞바퀴에 전달되어 앞바퀴의 방향을 일정각으로 틀어 주게 되는데 이것이 실제 조향각(Qw)이 되는 것이다. 그런데 이 실제 조향각(Qw)과 운전자가 조작한 핸들(H)의 조향각(Q)과는 약간의 차이가 나타나게 되는데 그 차이는 오버스티어 또는 언더스티어로 나타나게 된다. 그러나 본 발명에서는 앞바퀴의 주위에 바퀴의 실제 조향각(Qw)을 정밀 측정할 수 있는 스티어감지수단(1)인 요센서(Yaw Sensor)가 설치되어 있는 관계로 핸들(H)이 조작되면 바로 앞바퀴의 실제 조향각(Qw)을 측정하여 측정한 감지정보를 전기적신호로 바꾸어 제어수단(2)으로 전송한다. 그러면 제어수단(2)에서는 상기 스티어감지수단(1)에서 보내온 정보(앞바퀴의 오버스티어상태 또는 언더스티어상태)를 분석하고 핸들(H)의 조향각(Q)과 비교하여 오버스티어인 경우에는 실제 조향각(Qw)을 감소시키는 제어신호를 출력하고. 언더스티어인 경우에는 실제 조향각(Qw)을 증가시킴으로써 핸들조향각(Q)에 대한 실제 조향각(Qw)의 보상이 이루어져 이른바 핸들(H)을 꺾는 것만으로 바로 구부러져 가는 뉴트럴 스티어 코너링 주행이 실시되게 되는 것이다.When the driver turns the steering wheel (H) at will of the driver to change the direction of the vehicle while driving or to corner the road. The steering angle Q is determined by the steering wheel H, and the steering angle Q is transmitted to the front wheel of the vehicle through various components constituting the steering device, thereby changing the direction of the front wheel at a predetermined angle, which is the actual steering angle Qw. ) However, there is a slight difference between the actual steering angle Qw and the steering angle Q of the steering wheel H operated by the driver. The difference is represented by oversteer or understeer. However, in the present invention, since the yaw sensor (steer sensor), which is a steer detecting means 1 capable of precisely measuring the actual steering angle Qw of the wheels, is installed around the front wheels, the steering wheel H is directly operated. The actual steering angle Qw is measured, and the measured sensing information is converted into an electrical signal and transmitted to the control means 2. Then, the control means 2 analyzes the information (oversteer state or understeer state of the front wheel) sent from the steer detecting means 1 and compares the steering angle Q of the steering wheel H to the actual steering angle in the case of the oversteer. Output a control signal to decrease (Qw). In the case of understeer, the actual steering angle Qw is compensated for the steering angle Q by increasing the actual steering angle Qw, so that the neutral steering cornering driving is bent by simply bending the steering wheel H. .

이와 같이, 본 발명에 의하면 운전자가 원하는 조향각으로의 코너링 주행(뉴트러 스티어 주행)이 가능하므로 보다 안정적이고 확실한 운전을 실시할 수 있을 뿐만아니라 차량의 안전운행에 커다란 도움을 주게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, the driver can perform cornering driving to a desired steering angle (Neutersteer driving), thereby enabling a more stable and reliable driving, and greatly assisting in the safe driving of the vehicle.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 보장하는 조향장치를 설명하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것이며, 본 발명은 상기한 실시예에 한정하지 않고 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.What has been described above is only one embodiment for explaining a steering apparatus for ensuring a neutral steer (neutral steer) according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, but the present invention as claimed in the following claims Various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the invention.

Claims (1)

핸들(H)의 조향각(Q)에 따라 차량의 앞바퀴를 일정각도로 조향시켜 주는 통상의 조향장치에 있어서,In the conventional steering device for steering the front wheel of the vehicle at a predetermined angle according to the steering angle (Q) of the steering wheel (H), 핸들(H)의 조향각(Q)에 대해 오버스티어인지 언더스티어인지를 측정하는 스티어감지수단(1);A steer detecting means (1) for measuring whether the steering wheel (Q) is oversteer or understeer with respect to the steering angle (Q); 상기 스티어감지수단(1)을 통해 정보가 입력되면 뉴트럴스티어 상태인지를 판단해서 오버스티어인 경우 실제 조향각(Qw)을 감소시키고, 언더스티어인 경우 실제 조향각(Qw)을 증가시키기기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단(2):When the information is input through the steer detecting means 1, it is determined whether the state is a neutral steer, and the control signal for reducing the actual steering angle Qw in the case of oversteer and increasing the actual steering angle Qw in case of the understeer. Output control means (2): 상기 제어수단(2)에서 출력되는 제어신호에 의해 정 역회전을 실시하여 실제 조향각(Qw)을 증감시켜 주는 바퀴구동수단(3);Wheel driving means (3) for increasing and decreasing the actual steering angle (Qw) by performing reverse rotation by the control signal output from the control means (2); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 뉴트럴 스티어(Neutral Steer)를 보장하는 조향장치.Steering device to ensure a neutral steer (Neutral Steer) comprising a.