KR20150099138A - Apparatus for controlling toe-angle of vehicle and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 토우각 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 화물이나 탑승자가 불균형하게 탑재되거나 탑승되는 경우에 차체가 기울어지면서 현가장치의 지오메트리가 변화됨에 따라 변경되는 토우각을 정상 설계치로 보정할 수 있도록 하는 차량의 토우각 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for controlling a toe angle of a vehicle, and more particularly, to a toe angle control apparatus and method for controlling a toe angle of a vehicle, And to a vehicle tow angle control apparatus and method for correcting the vehicle to a normal design value.
일반적으로 차량의 현가장치(suspension system)는 차축과 차체를 연결하며, 스프링 작용에 의해 차체의 중량을 지지함과 동시에 차륜의 상하 진동을 완화함으로써 승차감을 좋게 하고, 화물의 충격으로 인한 파손을 방지하며 각 부에 과대 부하가 가해지지 않도록 한다.Generally, a suspension system of a vehicle connects an axle and a vehicle body, supports the weight of the vehicle body by a spring action, mitigates up-and-down vibration of the wheel to improve ride comfort, Do not overload each part.
상기와 같이 현가장치는 구동 차륜에 발생되는 구동력이나 제동할 때에 각 차륜의 제동력을 차체에 전달함과 동시에 선회할 때의 원심력에도 견디고, 각 차륜을 차체에 대해 바른 위치로 지지하는 역할을 하지만, 차량에 화물이나 탑승자가 불균형하게 탑재되거나 탑승되는 경우에는, 차체가 한쪽으로 기울어지면서 현가장치의 지오메트리(suspension geometry)가 변화되고, 그에 따라 토우각이 정상 설계치에서 변경됨으로써 주행 중 차량 쏠림을 유발하고, 또한 타이어의 편마모가 발생되며 운전자의 조정 안정성을 감소시키는 문제점이 있다.As described above, the suspension device transmits the driving force generated in the driving wheels or the braking force of each wheel at the time of braking to the vehicle body, endures the centrifugal force at the time of turning, and supports each wheel at the correct position with respect to the vehicle body. When the cargo or the passenger is unevenly loaded or mounted on the vehicle, the suspension geometry of the suspension changes as the vehicle body tilts to one side, thereby changing the toe angle at the normal design value, , There is also a problem that the uneven wear of the tire is generated and the adjustment stability of the driver is reduced.
참고로 상기 토우각은 차량을 위에서 보았을 때 양쪽 바퀴의 각도를 의미하는 것으로, 좌/우 양측의 두 바퀴 모두 정확히 모아져 있다면 토우각은 0도이고, 만약 좌/우 양측의 두 바퀴가 안쪽으로 모아져 있다면 토우인(+)이고, 반대로 벌어져 있다면 토우아웃(-)이다. 통상적으로 토우인일 경우 직진성이 좋아지고, 토우아웃일 경우 직진성은 나빠지나 핸들링이 좋아진다. 따라서 대부분의 레이싱 드라이버들은 대부분 앞바퀴(전륜)는 토우아웃, 뒷바퀴(후륜)는 토우인으로 세팅하는 것이 일반적이다. 그러나 통상의 일반 운전자를 위한 상용 차량은 안정성을 우선으로 토우각이 설정된다.The toe angle refers to the angle of both wheels when viewed from the top of the vehicle. If both wheels on both sides are correctly collected, the toe angle is 0 degree. If the two wheels on both sides of the left / If it is a toein (+), and if it is open, it is a toe out (-). Normally, the straightness improves in the case of a toe-in, and the straightness deteriorates in the case of a toe-out, but the handling improves. Therefore, most racing drivers usually set the front wheel (front wheel) to toe out, and the rear wheel (rear wheel) to toe. However, for a normal commercial vehicle, the tow angle is set with priority given to stability.
또한 상기 서스펜션 지오메트리(suspension geometry)는 서스펜션의 배치 또는 배열 형태를 의미하는 것으로, 서스펜션은 링크(암)의 배치에 따라 스윙 암의 길이, 롤 센터의 높이 등이 정해지고, 또 링크의 길이와 각도에 따라 그들의 변화하는 비율과 캠버 변화량이 결정된다. 한편 스티어링 링크 배치에 따라 토우각의 변화나 바퀴가 꺾이는 각도 등도 정해진다. 이들을 총칭하여 서스펜션 지오메트리라고 한다.The suspension geometry refers to the arrangement or arrangement of the suspensions. The suspension determines the length of the swing arm, the height of the roll center, etc. according to the arrangement of the links (arms) The rate of change thereof and the amount of camber change are determined. On the other hand, according to the arrangement of the steering link, the change of the toe angle and the angle of the turning of the wheel are also determined. These are collectively referred to as suspension geometry.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0646476호(2006.11.08.등록, 차량의 후륜 토우각 제어용 전동식 액츄에이터)에 개시되어 있다.
BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Registered Patent No. 10-0646476 (Registered Electric Vehicle for Back Wheel Tow Angle Control of Vehicle, November 2006, 2006).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 차량에 화물이나 탑승자가 불균형하게 탑재되거나 탑승되는 경우에 차체가 기울어지면서 현가장치의 지오메트리가 변화됨에 따라 변경되는 토우각을 정상 설계치로 보정할 수 있도록 하는 차량의 토우각 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for correcting a tow angle, which is changed as the geometry of a suspension device changes as the vehicle body is inclined, And to provide an apparatus and method for controlling the tow angle of a vehicle.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 토우각 제어장치는, 차량의 하중에 따른 현가장치의 상하변위를 감지하는 센서부; 상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도를 이용하여 해당 바퀴별 현재의 토우각을 판단하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라, 토우각 보정을 위한 회전력을 발생하는 모터; 상기 제어부의 제어에 의해 설정된 기어비에 따라, 상기 모터의 회전력을 변환하여 원하는 토크와 속도를 출력하는 기어; 및 상기 기어의 회전력을 토우각 보정을 수행할 해당 바퀴에 전달하는 링크 기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for controlling a toe angle of a vehicle according to an aspect of the present invention includes: a sensor unit for sensing up-and-down displacement of a suspension according to a load of a vehicle; A control unit for determining a current tow angle for each wheel by using a toe angle change diagram corresponding to the up and down displacement of the suspension unit; A motor for generating a torque for correcting the tow angle under the control of the control unit; A gear for converting a rotational force of the motor to output a desired torque and a speed according to a gear ratio set by control of the control unit; And a link mechanism for transmitting the rotational force of the gear to the wheel to perform the tow angle correction.
본 발명에 있어서, 상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도를 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is further characterized by a memory for storing a change in tow angle according to the vertical displacement of the suspension.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 현재의 토우각과 기설정된 정상 토우각을 비교하여 그 편차값이 기설정된 허용값보다 큰 경우에 해당 바퀴에 대하여 토우각 보정을 수행하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit compares the current toe angle with a preset normal toe angle, and when the deviation value is greater than a predetermined allowable value, performs a toe angle correction on the corresponding wheel.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 토우각 변화선도를 이용하여 해당 바퀴의 토우인(+), 토우아웃(-), 및 보정할 토우각을 판단하고, 상기 보정할 토우각에 대응하여 메모리에 미리 저장되어 있는 모터 회전 방향 및 회전수 데이터를 이용하여 상기 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller may determine a toe-in (+), a toe-out (-) and a toe angle of a corresponding wheel by using the toe angle change diagram, And the driving of the motor is controlled by using the motor rotation direction and the rotation number data stored in advance.
본 발명에 있어서, 상기 링크 기구는, 타이로드, 타이로드엔드, 및 토우조절 링크 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the link mechanism may include at least one of a tie rod, a tie rod end, and a tow adjusting link.
본 발명에 있어서, 상기 링크 기구는, 상기 모터 및 기어의 회전 방향에 따라 길이가 증감되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the link mechanism is characterized in that the length is increased or decreased in accordance with the rotation direction of the motor and the gear.
본 발명에 있어서, 상기 기어는, 상기 모터의 회전력을 전달받아 상기 설정된 기어비에 따라 토크는 증가시키고 속도는 감소시키는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the gear is characterized in that the torque is increased and the speed is reduced according to the set gear ratio by receiving the rotational force of the motor.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 토우각 제어방법은, 제어부가 차량의 하중에 따른 현가장치의 상하변위를 감지하는 단계; 상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도를 이용하여 해당 바퀴별 현재의 토우각을 판단하는 단계; 현재 토우각과 정상 토우각을 비교하여 그 편차값이 기설정된 허용값보다 큰지 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라 상기 편차값이 허용값보다 큰 경우에 해당 바퀴의 토우각을 정상 토우각이 되도록 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a toe angle of a vehicle, comprising: sensing a vertical displacement of a suspension according to a load of a vehicle; Determining a current tow angle for each wheel using the toe angle change diagram according to the up-and-down displacement of the suspension device; Comparing the current tow angle with a normal tow angle and determining whether the deviation value is larger than a predetermined allowable value; And correcting the tow angle of the wheel to be a normal tow angle when the deviation value is larger than the allowable value according to the determination result.
본 발명에 있어서, 상기 토우각을 보정하는 단계는, 상기 제어부가, 모터를 구동하여 토우각 보정을 위한 회전력을 발생시키는 단계; 상기 모터에 연결된 기어의 기어비를 제어하여 상기 모터의 회전력을 원하는 토크와 속도가 출력되도록 제어하는 단계; 및 상기 기어의 회전축에 연결된 링크 기구를 이용하여 상기 기어의 회전력을 해당 바퀴에 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of correcting the tow angle may include the steps of: generating a rotational force for tow angle correction by driving the motor; Controlling a gear ratio of a gear connected to the motor to control the torque of the motor so that a desired torque and speed are output; And transmitting the rotational force of the gear to the wheel using a link mechanism connected to the rotational axis of the gear.
본 발명에 있어서, 상기 링크 기구는, 상기 모터 및 기어의 회전 방향에 따라 길이가 증감되어 토우각이 조절되도록 가공된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the link mechanism is characterized in that the length is increased or decreased according to the rotation direction of the motor and the gear to adjust the tow angle.
본 발명에 있어서, 상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도가 메모리에 미리 저장되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the toe angle change diagram corresponding to the up-and-down displacement of the suspension device is stored in advance in the memory.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가, 토우각 변화선도를 이용하여 해당 바퀴의 토우인(+), 토우아웃(-), 및 보정할 토우각을 판단하는 단계; 및 상기 보정할 토우각에 대응하여 메모리에 미리 저장되어 있는 모터 회전 방향 및 회전수 데이터를 이용하여 상기 모터를 구동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the controller may determine a toe angle (+), a toe angle (-), and a toe angle of a corresponding wheel using the toe angle change diagram. And driving the motor using the motor rotation direction and the rotation number data stored in advance in the memory in correspondence with the toe angle to be corrected.
본 발명은 차량에 화물이나 탑승자가 불균형하게 탑재되거나 탑승되는 경우에 차체가 기울어지면서 현가장치의 지오메트리가 변화됨에 따라 변경되는 토우각을 정상 설계치로 보정할 수 있도록 한다. 또한 본 발명은 차량의 하중 불균형에 따라 변화된 토우각을 모터를 이용하여 쉽게 보정하되 유성기어를 이용해 전달되는 힘을 조절함으로써 모터의 효율성과 제어속도를 향상시킬 수 있도록 한다.
The present invention allows the vehicle to be tilted when the cargo or passenger is unevenly loaded or unloaded on the vehicle, thereby correcting the changed tow angle to the normal design value as the geometry of the suspension changes. In addition, the present invention can easily correct the toe angle, which is changed according to the unbalanced load of the vehicle, by using a motor, and by controlling the transmitted force using the planetary gear, the efficiency and control speed of the motor can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 토우각 제어장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2의 (a)는 실제 차량에 장착된 기존의 타이로드와 타이로드엔드의 연결 상태를 설명하기 위한 예시도.
도 2의 (b)는 본 실시예에 따라 전륜 모터와 제1 기어가 결합된 타이오드와 타이로드엔드의 연결 상태를 개념적으로 설명하기 위한 예시도.
도 3의 (a)는 실제 차량에 장착된 기존의 토우조절 링크의 연결 상태를 설명하기 위한 예시도.
도 3의 (b)는 본 실시예에 따라 후륜 모터와 제2 기어가 결합된 일측 토우조절 링크와 타측 토우조절 링크의 연결 상태를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 토우각 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토우각 변화선도 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an exemplary diagram showing a schematic configuration of a vehicle tow angle control device according to an embodiment of the present invention; Fig.
2 (a) is an exemplary view for explaining a connection state between an existing tie rod mounted on an actual vehicle and a tie rod end.
FIG. 2 (b) is an exemplary view conceptually illustrating a connection state between a tie rod and a tie rod end combined with the front wheel motor and the first gear according to the present embodiment. FIG.
FIG. 3 (a) is an exemplary view for explaining a connection state of an existing tow control link mounted on an actual vehicle. FIG.
FIG. 3 (b) is an exemplary view for explaining the connection state of the one-side tow control link and the other-side tow control link in which the rear wheel motor and the second gear are coupled according to the present embodiment.
4 is a flowchart illustrating a method of controlling a toe angle of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph of change in tow angle according to an embodiment of the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 토우각 제어장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an apparatus and method for controlling a tow angle of a vehicle according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 토우각 제어장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.FIG. 1 is an exemplary view showing a schematic configuration of an apparatus for controlling a toe angle of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 토우각 제어장치는, 센서부(110), 제어부(120), 전륜 모터 구동부(130), 전륜 모터(140), 제1 기어(150), 후륜 모터 구동부(160), 후륜 모터(170) 및 제2 기어(180)를 포함한다.1, a vehicle tow angle control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
상기 센서부(110)는 차량의 하중 불균형에 따른 차체의 기울어짐을 감지하는 센서로서, 차량에 이미 장착되어 있는 센서(예 : 현가장치 변위센서)를 이용할 수도 있고, 별도의 기울기 감지가 가능한 적어도 하나 이상의 센서(미도시)를 추가로 설치하여 이용할 수도 있다.The
상기 제어부(120)는 상기 센서부(110)를 통해 검출된 센싱 정보(예 : 상하방향 변위신호)를 입력받는다. 그리고 상기 제어부(120)는 상기 입력받은 상기 센싱 정보를 이용해 차체의 기울어짐을 판단한다.The
또한 상기 제어부(120)는 상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도를 이용하여 현재의 토우각을 판단할 수 있다. 상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도는 차량의 종류마다 달라질 수 있으며, 해당 차량에 적합한 토우각 변화선도를 실험 데이터를 이용해 산출할 수 있다. Also, the
따라서 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도를 저장하기 위한 내부 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다.Therefore, although not shown in the drawing, the apparatus may further include an internal memory (not shown) for storing a change in tow angle according to the up-and-down displacement of the suspension.
또한 상기 제어부(120)는 현재의 토우각과 기존에 정상값으로 설정된 토우각을 비교하여 허용하는 편차값(즉, 허용값) 이상으로 차이가 발생되었는지 판단한다. 즉, 상기 제어부(120)는 차량의 기울어짐에 따른 토우각 변화가 기설정된 허용값 이상 발생되었는지 판단한다.Also, the
또한 상기 제어부(120)는 상기 센싱 정보를 이용해 차체가 어느 방향으로 기울어졌는지 판단할 수 있으며, 당연히 상기 토우각 변화선도를 통해 해당 기울기에 따라 토우인(+) 또는 토우아웃(-)을 판단할 수 있다. 다만 본 실시예에서는 그 값들(예 : 기울기 방향, 토우각, 토우인, 토우아웃 등)을 특정하지 않는다.Also, the
또한 상기 제어부(120)는 상기 현재 토우각과 정상 토우각을 비교하여 산출된 편차값만큼 토우각을 보정할 수 있도록 모터(토우각을 보정하는 모터)(140, 170)를 구동한다. 이때 상기 보정할 토우각에 대응하는 모터 회전수 데이터가 상기 내부 메모리(미도시)에 미리 저장될 수 있다. 따라서 상기 제어부(120)는 상기 내부 메모리(미도시)에 저장된 보정할 토우각에 대응하는 모터 회전수 데이터를 참조하여 모터의 구동을 제어한다.Also, the
이때 상기 토우각 보정에 사용되는 모터(140, 170)는 매우 정밀한 제어가 필요하다. 그런데 정밀 제어가 가능한 모터는 당연히 높은 단가에 판매되며 차량의 원가 상승 요인으로 작용할 수 있다. 따라서 원가 상승을 방지하면서 모터의 효율성을 높이기 위해 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 모터(140, 170)의 회전 토크를 기어(150, 180)를 이용해 바퀴(전륜 또는 후륜)에 전달하도록 구현된다.At this time, the
또한 상기 제어부(120)는 상기 모터(140, 170)의 회전 토크를 바퀴에 전달하는 기어(150, 180)의 기어비(또는 감속비)를 제어함으로써 모터의 작은 힘을 이용해서도 정확하고 빠르게 토우각을 조절한다.The
상기 전륜 모터 구동부(130)는, 상기 제어부(120)의 제어에 따라, 차량의 전륜 토우각을 조절하기 위한 전륜 모터(140)를 구동한다.The front wheel
상기 전륜 모터(140)는 정/역 방향으로 회전하여 전륜의 토우각 조절을 위한 회전력을 발생시킨다.The
상기 제1 기어(150)는 상기 전륜 모터(140)에 부착되어 상기 전륜 모터(140)의 회전력을 기설정된 기어비(또는 감속비)에 따라 변환하여 출력한다. 즉, 상기 감속된 회전속도로 전륜의 토우각을 조절한다.The
참고로 상기 전륜 모터(140) 및 제1 기어(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전륜측 타이로드의 연장선상에 결합되어 타이로드엔드에 연결된다. 도 2의 (a)는 실제 차량에 장착된 기존의 타이로드와 타이로드엔드의 연결 상태를 설명하기 위한 예시도이고, 도 2의 (b)는 본 실시예에 따라 전륜 모터와 제1 기어가 결합된 타이오드와 타이로드엔드의 연결 상태를 개념적으로 설명하기 위한 예시도이다.For reference, the
여기서 상기 타이로드는 조향장치의 구성수단 중 조향장치와 바퀴를 연결하는 끝 부분이고, 나사산 가공이 되어 있어서 상기 타이로드를 회전시키는 것에 의해 길이가 조정된다. 상기 타이로드는 타이로드엔드에 의해 바퀴에 부착된 너클(미도시)에 조립되어 운전자가 핸들을 조향 시 상기 너클을 밀어 조향이 가능하도록 한다. 따라서 본 실시예에서는 상기 제1 기어(150)의 회전축에 나사산이 가공되어 상기 타이로드엔드에 연결됨으로써 상기 전륜 모터(140)가 회전됨에 따라 상기 제1 기어(150)의 회전축이 회전되어 타이로드의 길이를 조정하는(즉, 증감시키는) 기능을 수행하게 된다.Here, the tie rod is an end portion connecting the steering unit and the wheel among constituent means of the steering apparatus, and is threaded so that the length is adjusted by rotating the tie rod. The tie rod is assembled to a knuckle (not shown) attached to a wheel by a tie rod end so that the driver can steer the knuckle when steering the steering wheel. Therefore, in the present embodiment, the rotation shaft of the
또한 상기 후륜 모터 구동부(160)는, 상기 제어부(120)의 제어에 따라, 차량의 후륜 토우각을 조절하기 위한 후륜 모터(170)를 구동한다.The rear wheel
상기 후륜 모터(170)는 정/역 방향으로 회전하여 후륜의 토우각 조절을 위한 회전력을 발생한다.The
상기 제2 기어(180)는 상기 후륜 모터(170)에 부착되어 상기 후륜 모터(170)의 회전력을 기설정된 기어비(또는 감속비)에 따라 변환하여 출력한다. 즉, 상기 감속된 회전속도로 후륜의 토우각을 조절한다.The
참고로 상기 후륜 모터(170) 및 제2 기어(180)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 토우조절 링크의 사이를 절단하여 일측 토우조절 링크(차체에 부착된 링크)의 연장선상에 결합되어 타측 토우조절 링크(바퀴에 부착된 링크)에 연결된다. 상기 본 실시예에 따른 토우조절 링크는 상기 타이로드엔드와 타이로드의 연결 구조와 비슷한 구조로 구현할 수 있다.As shown in FIG. 3, the
도 3의 (a)는 실제 차량에 장착된 기존의 토우조절 링크의 연결 상태를 설명하기 위한 예시도이고, 도 3의 (b)는 본 실시예에 따라 후륜 모터와 제2 기어가 결합된 일측 토우조절 링크(차체에 부착된 링크)와 타측 토우조절 링크(바퀴에 부착된 링크)의 연결 상태를 개념적으로 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 3 (a) is an exemplary view for explaining a connection state of an existing tow control link mounted on an actual vehicle, and FIG. 3 (b) FIG. 3 is an exemplary view conceptually illustrating a connection state between a tow adjustment link (link attached to the vehicle body) and the other tow adjustment link (link attached to the wheel).
본 실시예에서는 상기 일측 토우조절 링크(차체에 부착된 링크)에 결합된 상기 제2 기어(180)의 회전축에 나사산이 가공되어 상기 타측 토우조절 링크(바퀴에 부착된 링크)에 연결됨으로써 상기 후륜 모터(170)가 회전됨에 따라 상기 제2 기어(180)의 회전축이 회전되어 상기 일측 토우조절 링크(차체에 부착된 링크)의 길이를 조정하는(즉, 증감시키는) 기능을 수행하게 된다. In this embodiment, the rotation shaft of the
상기와 같이 타이로드의 연장선상에 결합된 제1 기어(150)는 전륜 모터(140)의 회전력(또는 토크)을 전달받아 토크는 증가시키고 속도는 감소시킨다. 그리고 상기 회전력은 나사산이 있는 회전축으로 전달되고 전륜의 타이로드엔드를 통해 토우각을 정상치로 보정한다. 마찬가지로 일측 토우조절 링크(차체에 부착된 링크)에 결합된 제2 기어(180)는 후륜 모터(170)의 회전력(또는 토크)를 전달받아 토크는 증가시키고 속도는 감소시킨다. 그리고 상기 회전력은 나사산이 있는 회전축으로 전달되고 후륜의 타측 토우조절 링크(바퀴에 부착된 링크)를 통해 토우각을 정상치로 보정한다. As described above, the
편의상 상기와 같이 토우각 조절을 위해 상기 기어(150, 180)의 회전력을 해당 바퀴에 전달하는 타이로드, 타이로드엔드 및 토우조절 링크를 링크 기구라고 통칭한다.For the sake of convenience, the tie rod, the tie rod end, and the toe adjustment link that transmit the rotational force of the
이때 상기 제어부(120)는 상기 제1 기어(150) 및 제2 기어(180)의 기어비(또는 감속비)를 조절하여 토우각 보정을 위해 전달되는 토크와 속도를 제어한다.At this time, the
이하 차량의 토우각 제어방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, the tow angle control method of the vehicle will be described.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 토우각 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of controlling a toe angle of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 토우각 제어장치의 제어부(120)는 현가장치의 상하변위 신호를 검출한다(S101).As shown in FIG. 4, the
또한 상기 제어부(120)는 상기 검출된 신호(현가장치의 상하변위)를 바탕으로 현재 토우각을 판단한다(S102). Also, the
이때 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 토우각은 좌/우측 전륜 및 좌/우측 후륜에 대해서 각기 판단한다.At this time, although not shown in the drawings, the toe angle is determined for the left / right front wheel and the left / right rear wheel, respectively.
그리고 상기 제어부(120)는 상기 판단된 현재 토우각이 정상 설계치(또는 정상 설정치)에서 얼마만큼 변경되었는지 판단한다. Then, the
즉, 현재 토우각과 정상 토우각을 비교하여 그 편차값이 기설정된 허용값보다 큰지 혹은 이내인지 판단한다(S103).That is, the current tow angle is compared with the normal tow angle, and it is determined whether the deviation value is greater than or less than a preset allowable value (S103).
상기 판단(S103) 결과, 만약 상기 현재 토우각과 정상 토우각의 편차값이 허용값보다 크지 않으면(S103의 아니오) 상기 과정(S101 ~ S103)을 반복 수행한다.If it is determined that the difference between the current tow angle and the normal tow angle is not larger than the allowable value (NO in S103), the above-described steps S101 to S103 are repeated.
그러나 상기 판단(S103) 결과, 상기 현재 토우각과 정상 토우각의 편차값이 허용값보다 크면(S103의 예) 해당 바퀴(전륜 혹은 후륜)의 토우각이 정상 설계치(또는 정상 설정치)가 되도록 보정한다. 즉, 해당 바퀴에 연결된 토우각 보정을 위한 모터(140, 170)를 정/역 방향으로 회전시켜 토우각을 보정한다.However, if it is determined in step S103 that the difference between the current tow angle and the normal tow angle is larger than the allowable value (YES in S103), the tow angle of the wheel (front wheel or rear wheel) is corrected to be the normal design value . That is, the
이때 상기 제어부(120)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도를 이용하여 현재의 토우각을 판단할 수 있다. 즉, 상기 토우각 변화선도를 통해 해당 바퀴의 토우인(+) 또는 토우아웃(-)을 알 수 있다. 다시 말해, 도면에 도시하지는 않았으나 현재 토우각과 정상 토우각의 크기를 비교하여 (+)값을 갖는지 혹은 (-)값을 갖는지에 여부에 따라 해당 바퀴가 토우인(+)인지 혹은 토우아웃(-)인지 알 수 있다. At this time, the
참고로 상기 도 5에 도시된 토우각 변화선도 그래프에 있어서, 가로축은 서스펜션 스트로크(SUSPENSION STROKE)이고, 세로축은 토우각(TOE ANGLE DEG)이며, 사선 방향으로 도시된 그래프가 현가장치의 상하변위에 따른 토우각의 변화를 보인 측정점들을 연결한 선이다. 따라서 상기 토우각 변화선도를 통해 변화된 토우각 및 보정을 위한 토우각을 알 수 있다. 이때 상기 보정할 토우각에 대응하는 모터의 회전 방향 및 회전수 데이터는 상기 내부 메모리(미도시)에 미리 저장될 수 있다.5, the abscissa is a suspension stroke and the ordinate is a TOE angle, and the graph shown in an oblique direction is a graph showing the relationship between the vertical displacement of the suspension device And the measurement points showing the change of the toe angle according to the above. Therefore, the toe angle changed and the toe angle for correction can be known through the toe angle change diagram. At this time, the rotational direction and the rotational speed data of the motor corresponding to the tow angle to be corrected may be stored in advance in the internal memory (not shown).
따라서 상기 제어부(120)는 상기 토우각 변화선도와 내부 메모리(미도시)에 저장된 보정할 토우각에 대응하는 모터의 회전 방향 및 회전수 데이터를 이용하여 해당 바퀴의 토우각 조정을 위한 모터를 구동한다(S104).Accordingly, the
이때 상기 제어부(120)는 상기 모터(140, 170)에 부착된 기어(150, 180)(또는 감속기)의 기어비(또는 감속비)를 조절하여 해당 바퀴에 전달되는 토크나 회전속도를 제어한다(S105). 상기 기어비(또는 감속비)는 상기 모터(140, 170)의 특성에 따라 최적의 효율을 얻기 위하여 조절될 수 있다.At this time, the
상기와 같이 제어부(120)가 상기 토우각 변화선도, 보정할 토우각에 대응하는 모터의 회전 방향 및 회전수 데이터를 바탕으로 토우각을 보정할 해당 바퀴에 연결된 모터(140, 170)를 구동함으로써 해당 모터에 연결된 기어(150, 180)의 회전축(나사산)이 회전하고(S106), 상기 회전축의 회전 방향(즉, 모터의 회전 방향)에 따라 해당 바퀴에 연결된 타이로드엔드(또는 토우조절 링크)가 이동하게 된다(S107). 상기와 같이 타이로드엔드(또는 토우조절 링크)의 이동을 통해 해당 바퀴의 토우각이 정상 토우각으로 변경된다(S108).As described above, the
상기와 같이 본 발명에 따른 실시예에서는 전/후륜 토우각 제어를 통해 차량의 하중 불균형에 의해 발생되는 차량쏠림이나 타이어 편마모 현상을 예방하여 주행안정성을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 토우각 제어를 위해 사용되는 모터의 특성에 따라 기어비(또는 감속비)를 적절히 조절함으로써 정밀한 모터를 사용하지 않아도 정확한 토우각 조절이 가능하여 효율성을 향상시킬 수 있다. 또한 토크가 큰 모터를 사용하지 않아도 토우각을 쉽게 조절할 수 있도록 한다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the stability of driving by preventing vehicle deviation or tire uneven phenomenon caused by load unbalance of the vehicle through the front / rear wheel tow angle control. In addition, the gear ratio (or reduction ratio) is appropriately adjusted according to the characteristics of the motor used for the tow angle control, so that the accurate tow angle can be adjusted without using a precise motor, thereby improving the efficiency. It also makes it easy to adjust the tow angle without using a motor with high torque.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, I will understand the point. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.
110 : 센서부 120 : 제어부
130 : 전륜 모터 구동부 140 : 전륜 모터
150 : 제1 기어 160 : 후륜 모터 구동부
170 : 후륜 모터 180 : 제2 기어110: sensor unit 120:
130: front wheel motor driving unit 140: front wheel motor
150: first gear 160: rear wheel motor drive
170: rear wheel motor 180: second gear
Claims (12)
상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도를 이용하여 해당 바퀴별 현재의 토우각을 판단하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라, 토우각 보정을 위한 회전력을 발생하는 모터;
상기 제어부의 제어에 의해 설정된 기어비에 따라, 상기 모터의 회전력을 변환하여 원하는 토크와 속도를 출력하는 기어; 및
상기 기어의 회전력을 토우각 보정을 수행할 해당 바퀴에 전달하는 링크 기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어장치.
A sensor unit for detecting a vertical displacement of the suspension according to a load of the vehicle;
A control unit for determining a current tow angle for each wheel by using a toe angle change diagram corresponding to the up and down displacement of the suspension unit;
A motor for generating a torque for correcting the tow angle under the control of the control unit;
A gear for converting a rotational force of the motor to output a desired torque and a speed according to a gear ratio set by control of the control unit; And
And a link mechanism for transmitting the rotational force of the gear to a corresponding wheel to perform the tow angle correction.
상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도를 저장하기 위한 메모리;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어장치.
The method according to claim 1,
And a memory for storing a toe angle change diagram corresponding to the up and down displacement of the suspension device.
현재의 토우각과 기설정된 정상 토우각을 비교하여 그 편차값이 기설정된 허용값보다 큰 경우에 해당 바퀴에 대하여 토우각 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어장치.
The apparatus of claim 1,
Wherein the current tow angle is compared with a predetermined normal tow angle, and when the deviation value is larger than a predetermined allowable value, the tow angle correction is performed on the wheel.
상기 토우각 변화선도를 이용하여 해당 바퀴의 토우인(+), 토우아웃(-), 및 보정할 토우각을 판단하고,
상기 보정할 토우각에 대응하여 메모리에 미리 저장되어 있는 모터 회전 방향 및 회전수 데이터를 이용하여 상기 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어장치.
The apparatus of claim 1,
(+), A toe out (-), and a tow angle to be corrected by using the toe angle change diagram,
And controls driving of the motor by using the motor rotation direction and the rotation number data stored in advance in the memory in correspondence with the toe angle to be corrected.
타이로드, 타이로드엔드, 및 토우조절 링크 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어장치.
The link mechanism according to claim 1,
A tie rod, a tie rod end, and a tow adjustment link.
상기 모터 및 기어의 회전 방향에 따라 길이가 증감되는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어장치.
The link mechanism according to claim 1,
And the length of the toe angle control unit is increased or decreased according to the rotation direction of the motor and the gear.
상기 모터의 회전력을 전달받아 상기 설정된 기어비에 따라 토크는 증가시키고 속도는 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어장치.
2. The gear mechanism according to claim 1,
Wherein the torque is increased and the speed is decreased according to the set gear ratio by receiving the rotational force of the motor.
상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도를 이용하여 해당 바퀴별 현재의 토우각을 판단하는 단계;
현재 토우각과 정상 토우각을 비교하여 그 편차값이 기설정된 허용값보다 큰지 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과에 따라 상기 편차값이 허용값보다 큰 경우에 해당 바퀴의 토우각을 정상 토우각이 되도록 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어방법.
Sensing a vertical displacement of the suspension according to a load of the vehicle;
Determining a current tow angle for each wheel using the toe angle change diagram according to the up-and-down displacement of the suspension device;
Comparing the current tow angle with a normal tow angle and determining whether the deviation value is larger than a predetermined allowable value; And
And correcting the tow angle of the wheel to be a normal tow angle when the deviation value is larger than the allowable value according to the determination result.
상기 제어부가, 모터를 구동하여 토우각 보정을 위한 회전력을 발생시키는 단계;
상기 모터에 연결된 기어의 기어비를 제어하여 상기 모터의 회전력을 원하는 토크와 속도가 출력되도록 제어하는 단계; 및
상기 기어의 회전축에 연결된 링크 기구를 이용하여 상기 기어의 회전력을 해당 바퀴에 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어방법.
9. The method of claim 8, wherein correcting the tow angle comprises:
The control unit driving the motor to generate a torque for correcting the tow angle;
Controlling a gear ratio of a gear connected to the motor to control the torque of the motor so that a desired torque and speed are output; And
And transmitting the rotational force of the gear to the wheel using a link mechanism connected to the rotational axis of the gear.
상기 모터 및 기어의 회전 방향에 따라 길이가 증감되어 토우각이 조절되도록 가공된 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어방법.
10. The apparatus according to claim 9,
Wherein a length of the shaft is increased or decreased according to a rotating direction of the motor and the gear to adjust the tow angle.
상기 현가장치의 상하변위에 따른 토우각 변화선도가 메모리에 미리 저장되는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the change in tow angle according to the vertical displacement of the suspension device is stored in advance in the memory.
상기 제어부가, 토우각 변화선도를 이용하여 해당 바퀴의 토우인(+), 토우아웃(-), 및 보정할 토우각을 판단하는 단계; 및
상기 보정할 토우각에 대응하여 메모리에 미리 저장되어 있는 모터 회전 방향 및 회전수 데이터를 이용하여 상기 모터를 구동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 토우각 제어방법.9. The method of claim 8,
Determining a toe-in (+), a toe-out (-), and a toe angle of a corresponding wheel by using the toe angle change diagram; And
And driving the motor using the motor rotation direction and the rotation number data stored in advance in the memory corresponding to the to-be-corrected torque angle.
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