KR100357543B1

KR100357543B1 - Device and method for controlling vibration steering wheel in vehicle

Info

Publication number: KR100357543B1
Application number: KR1019990026058A
Authority: KR
Inventors: 정충길
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2002-10-18
Also published as: KR20010005252A

Abstract

본 발명은 스티어링 휠내에 장착되는 에어백 시스템의 하부에 댐퍼수단을 장착하여 모든 운전상황에서 스티어링 휠이 최적의 진동상태를 유지할 수 있도록 한 차량용 스티어링 휠의 진동 제어장치 및 방법에 관한 것으로,The present invention relates to a vibration control apparatus and method for a steering wheel for a vehicle in which a damper means is mounted on a lower part of an airbag system mounted in a steering wheel to maintain an optimal vibration state in all driving situations.

본 발명은 혼시스템과; 상기 혼시스템의 하부에 에어백 시스템이 장착된 스티어링 휠과; 상기 에어백 시스템의 하부에 회전하면서 감쇄진동을 발생하는 진동모터와; 상기 진동모터의 회전수를 제어하는 콘트롤러와; 상기 콘트롤러의 제어신호에 의하여 스티어링 휠의 진동을 감지하는 진동센서와; 상기 콘트롤러의 제어신호에 의하여 엔진의 회전수를 감지하는 회전수 센서로 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.The present invention is a horn system; A steering wheel equipped with an airbag system at the bottom of the horn system; A vibration motor which rotates under the airbag system and generates attenuation vibrations; A controller for controlling the rotation speed of the vibration motor; A vibration sensor for detecting a vibration of a steering wheel according to a control signal of the controller; Characterized in that it consists of a speed sensor for detecting the speed of the engine in accordance with the control signal of the controller.

Description

DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING VIBRATION STEERING WHEEL IN VEHICLE}

본 발명은 차량용 스티어링 휠의 진동 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티어링 휠내에 장착되는 에어백 시스템의 하부에 댐퍼수단을 장착하여 모든 운전상황에서 스티어링 휠이 최적의 진동상태를 유지할 수 있도록 한 차량용 스티어링 휠의 진동 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration control apparatus and method of a vehicle steering wheel, and more particularly, by installing a damper means at a lower part of an airbag system mounted in a steering wheel so that the steering wheel can maintain an optimal vibration state in all driving situations. An apparatus and method for controlling vibration of a steering wheel for a vehicle.

최근들어 빈번하게 일어나 차량 사고로부터 운전자 및 탑승자를 보호하기 위한 일환으로 에어백 시스템의 장착이 점점 확산 및 증대되어 가고 있는 추세에 비추어 볼 때, 상기 차량용 에어백 시스템은 차량의 스티어링 휠 내측에 장착되어 차량의 충돌시 운전자나 탑승자의 머리 및 흉부가 스티어링 휠 또는 윈드실드에 2차적인 충돌로부터 운전자와 탑승자를 보호하게 된다.In view of the recent proliferation and increase in the mounting of the airbag system as a part of protecting the driver and the occupant from the vehicle accident in recent years, the vehicle airbag system is mounted inside the steering wheel of the vehicle to In the event of a collision, the driver's or occupant's head and chest protect the driver and occupant from secondary collisions on the steering wheel or windshield.

이와 같이 운전자와 탑승자를 사고로부터 보호하는 에어백 시스템이 내부에장착된 스티어링 휠은 에어백 시스템이 장착되지 않은 스티어링 휠에 비하여 무게가 크기 때문에, 차량의 엔진 공회전시 스티어링 휠에 진동이 크게 작용하는 문제점이 있다.As such, the steering wheel equipped with an airbag system that protects the driver and the passenger from an accident is heavier than the steering wheel without the airbag system, and thus, the vibration of the steering wheel greatly increases when the engine is idle. have.

그래서 상기 스티어링 휠과 에어백 시스템간에 다이나믹 댐퍼를 장착하여 엔진 공회전시 스티어링 휠에 작용하는 진동을 줄여 주는 것이 바람직하나, 상기 스티어링 휠과 에어백 시스템간에는 댐퍼를 장착할 공간이 없다.Therefore, it is desirable to reduce the vibration acting on the steering wheel when the engine is idle by installing a dynamic damper between the steering wheel and the airbag system, but there is no space for mounting the damper between the steering wheel and the airbag system.

그러므로 현재의 경우 에어백 시스템이 장착된 스티어링 휠은 에어백 시스템이 비장착된 스티어링 휠에 비하여 엔진 공회전시 진동면에서 매우 불리한 점을 가지고 있다.Therefore, in the present case, a steering wheel equipped with an airbag system has a disadvantage in terms of vibration when idling the engine compared to a steering wheel without an airbag system.

뿐만 아니라 상기 에어백 시스템이 장착된 스티어링 휠은 자중에 의하여 고속 주행시 스티어링 휠 쇼크 및 저크(jerk)가 작용하게 되는 불리한 문제점을 가지게 되었다.In addition, the steering wheel equipped with the airbag system has a disadvantage in that the steering wheel shock and jerk are applied at high speeds due to its own weight.

이와 같이 스티어링 휠에 에어백 시스템이 장착되면 자체 무게 증가에 의하여 엔진 공회전시 스티어링 휠에 작용하게 되는 진동 및 고속 주행시 쇼크나 저크에 의하여 불리한 문제점이 있으나, 컬럼의 두께 증대, 코울 크로스 멤버의 강성증대로 상기 문제점을 보강할 수 있으나, 가격상승 및 차량의 중량 증가에 의해 충분히 보강하기 어려운 문제점이 있다.As such, when the airbag system is mounted on the steering wheel, there are disadvantageous problems due to vibration that acts on the steering wheel when the engine is idle due to its own weight and shock or jerk during high-speed driving. The problem can be reinforced, but there is a problem that it is difficult to sufficiently reinforce by the price increase and the weight of the vehicle.

따라서 본 발명의 목적은 스티어링 휠의 내부에 장착된 에어백 시스템의 하부에 엔진 공회전시 스티어링 휠에 작용하는 진동을 감쇄하는 댐퍼수단을 구비하여모든 운전 상황하에서 스티어링 휠의 최적 진동상태를 유지할 수 있도록 하고자 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a damper means for attenuating the vibration acting on the steering wheel when the engine is idle in the lower part of the airbag system mounted inside the steering wheel to maintain the optimum vibration state of the steering wheel under all driving conditions. It is.

도 1은 본 발명 차량용 스티어링 휠의 진동 제어장치의 종단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view of a vibration control device of a vehicle steering wheel of the present invention.

도 2는 본 발명 차량용 스티어링 휠의 진동 제어방법에 대한 플로우챠트.Figure 2 is a flow chart for the vibration control method of the vehicle steering wheel of the present invention.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 혼시스템과, 에어백 시스템이 부착된 스티어링 휠과; 상기 에어백 시스템의 하부에 엔진 공회전시 스티어링 휠에 작용하는 진동에 대하여 진폭은 같고 위상이 반대인 진동을 발생시켜 스티어링 휠의 진동을 감쇄하는 댐퍼수단을 구비하여서 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a horn system, a steering wheel having an airbag system; The lower part of the airbag system is characterized in that the damper means for reducing the vibration of the steering wheel by generating a vibration of the same phase and the opposite phase to the vibration acting on the steering wheel when the engine idle.

또한 본 발명은 스티어링 휠의 최적의 진동신호를 설정하는 단계와; 상기 단계에서 최적의 진동을 설정한 상태에서 차량의 엔진시동 온인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 엔진시동이 온이면 진동센서로부터 감지된 진동신호를 감지하는 단계와; 상기 단계에서 감지된 진동신호가 최적의 진동신호보다 큰 진동인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 감지된 진동신호가 최적의 진동신호보다 크면 상기 진동신호를 감쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention comprises the steps of setting the optimum vibration signal of the steering wheel; Determining whether the engine is started on in a state in which the optimum vibration is set in the step; Detecting a vibration signal detected from a vibration sensor when the engine start is turned on in the step; Determining whether the vibration signal sensed in the step is greater than the optimal vibration signal; And attenuating the vibration signal if the vibration signal detected in the step is greater than the optimal vibration signal.

따라서 본 발명에 의하면, 엔진 공전시 스티어링 휠에 작용하는 진동을 감쇄시켜 주게 되므로 스티어링 휠의 진동을 크게 개선할 수 있으며, 상기 진동을 개선하기 위하여 스티어링 휠의 지지용 코올 크로스 멤버의 보강 및 컬럼의 보강이 필요 없어 차량의 전체 중량을 크게 줄일 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.Therefore, according to the present invention, since the vibration acting on the steering wheel during engine idle can be attenuated, the vibration of the steering wheel can be greatly improved, and the reinforcement of the support cross column member of the steering wheel and the column to improve the vibration. Since no reinforcement is required, the overall weight of the vehicle is greatly reduced.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention.

도 1 은 본 발명 차량용 스티어링 휠의 진동 제어장치의 종단면도로서. 혼시스템(1)과; 상기 혼시스템(1)의 하부에 에어백 시스템(2)이 장착된 스티어링 휠(3)과; 상기 에어백 시스템(2)의 하부에 스티어링 휠의 진동을 감쇄하는 댐퍼수단을 구성하게 된다.1 is a longitudinal sectional view of a vibration control device for a vehicle steering wheel of the present invention. Horn system 1; A steering wheel (3) equipped with an airbag system (2) at the bottom of the horn system (1); Under the airbag system 2 is configured a damper means for damping the vibration of the steering wheel.

상기 댐퍼수단은 회전하면서 감쇄진동을 발생하는 진동모터(4)와; 상기 진동모터(4)의 회전수를 제어하는 콘트롤러(5)와; 상기 콘트롤러(5)의 제어신호에 의하여 스티어링 휠의 진동을 감지하는 진동센서(6)와; 상기 콘트롤러(5)의 제어신호에 의하여 엔진의 회전수를 감지하는 회전수 센서(7)로 구성되게 된다.The damper means is a vibration motor for generating attenuation vibration while rotating; A controller 5 for controlling the rotation speed of the vibration motor 4; A vibration sensor 6 for detecting vibration of the steering wheel according to a control signal of the controller 5; It consists of a speed sensor 7 for detecting the speed of the engine by the control signal of the controller (5).

상기 회전수 센서(7)는 엔진의 인젝션 펌프에서 계기판으로 가는 신호를 감지하도록 구성한다.The rotation speed sensor 7 is configured to detect a signal from the injection pump of the engine to the instrument panel.

도 2 는 본 발명 차량용 스티어링 휠의 진동 제어방법에 대한 플로우챠트로서, 스티어링 휠의 최적의 진동신호를 설정하는 단계(20)와; 상기 단계(20)에서 최적의 진동을 설정한 상태에서 차량의 엔진시동 온인가를 판단하는 단계(21)와; 상기 단계(21)에서 엔진시동이 온이면 진동센서로부터 진동신호를 감지하는 단계(22)와; 상기 단계(22)에서 감지된 진동신호가 최적의 진동신호보다 큰 진동인가를 판단하는 단계(23)와; 상기 단계(23)에서 감지된 진동신호가 최적의 진동신호보다 크지 않으면 상기 진동신호를 재감지하도록 하고, 상기 진동신호가 최적의 진동신호보다 크면 진동을 감쇄하는 단계(30)로 구성하게 된다.2 is a flowchart illustrating a vibration control method of a steering wheel for a vehicle according to the present invention, comprising: setting an optimal vibration signal of the steering wheel (20); Determining (21) whether the engine is turned on in the state in which the optimum vibration is set in the step (20); Detecting a vibration signal from the vibration sensor (22) when the engine start is turned on in the step (21); Determining (23) whether the vibration signal sensed in the step (22) is greater than the optimal vibration signal; If the vibration signal detected in step 23 is not greater than the optimal vibration signal, the vibration signal is re-detected, and if the vibration signal is greater than the optimal vibration signal, a step 30 is provided.

상기 단계(30)는 엔진의 회전수를 감지하여 이 감지된 회전수로 진동모터의 회전수 및 회전주파수를 계산하고, 이 계산된 회전수와 주파수에 대하여 반대 위상의 회전수를 갖도록 지연시간을 계산하는 단계(31)와; 상기 단계(31)에서 계산된지연시간 후 진동모터를 상기 계산된 회전수 및 회전 주파수로 구동하는 단계(32)로 구성된다.The step 30 detects the rotational speed of the engine and calculates the rotational speed and the rotational frequency of the vibration motor using the detected rotational speed, and sets the delay time to have a rotational phase opposite to the calculated rotational speed and the frequency. Calculating (31); And driving 32 the vibration motor after the delay time calculated in step 31 at the calculated rotation speed and rotation frequency.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 차량에 엔진시동 후 공회전시 스티어링 휠에 작용하는 최적의 진동신호를 설정하여 놓게 된다(단계20).According to the present invention configured as described above, the optimum vibration signal acting on the steering wheel during idling after starting the engine is set in the vehicle (step 20).

이어서 콘트롤러(5)에서는 상기 차량의 엔진시동이 온 되었는가를 판단하게 되는데(단계21), 이때 엔진 시동 온 판단은 회전수 센서(7)를 통해서 엔진의 인젝션 펌프에서 계기판으로 가는 신호로 판단하게 된다.Subsequently, the controller 5 determines whether the engine start of the vehicle is turned on (step 21). At this time, the engine start-on determination is determined as a signal from the injection pump of the engine to the instrument panel through the speed sensor 7. .

따라서 엔진 시동 온이 판단되면, 상기 콘트롤러(5)에서는 스티어링 휠(3)에 장착된 진동센서(4)를 통해서 엔진 시동시 작용하는 진동신호를 감지하게 된다(단계22).Accordingly, when it is determined that the engine is started on, the controller 5 detects a vibration signal acting upon starting the engine through the vibration sensor 4 mounted on the steering wheel 3 (step 22).

이어서 상기 콘트롤러(5)에서는 상기 감지된 진동신호가 상기 기설정된 최적의 진동신호보다 큰가를 판단하게 되고(단계23), 이때 감지된 진동신호가 설정된 최적의 진동신호 보다 크지 않으면, 다시 진동센서(4)를 통해서 진동신호를 감지하게 된다.Subsequently, the controller 5 determines whether the detected vibration signal is greater than the predetermined optimal vibration signal (step 23). If the detected vibration signal is not larger than the predetermined optimal vibration signal, the vibration sensor ( 4) will detect the vibration signal.

그러나, 상기 감지된 신호가 기설정된 최적의 진동신호보다 크면, 상기 콘트롤러(5)에서는 상기 엔진에 의한 진동이 스티어링 휠(3)에 크게 작용한 것으로 판단하여 스티어링 휠(3)의 진동을 감쇄시키게 된다(단계30).However, if the sensed signal is greater than the predetermined optimal vibration signal, the controller 5 determines that the vibration caused by the engine has a great effect on the steering wheel 3 to attenuate the vibration of the steering wheel 3. (Step 30).

이때 상기 스티어링 휠의 진동은 엔진의 공회전시 혹은 주행시 상하 방향으로 진행하게 되므로 상기 진동모터(6)로서 제어가 가능하며, 상기 스티어링 휠(3)의 진동 및 쇼크는 50 Hz 이하의 저주파이므로 상기 진동모터(6)의 반대 위상의 회전으로 제어가 가능하게 된다.At this time, the vibration of the steering wheel proceeds in the up and down direction when the engine is idle or running, so it can be controlled as the vibration motor (6), and the vibration and shock of the steering wheel (3) is a low frequency of 50 Hz or less so the vibration Rotation of the opposite phase of the motor 6 enables control.

그러므로 상기 콘트롤러(5)에서는 상기 스티어링 휠(3)의 진동을 감쇄시키기 위하여 먼저 회전수 센서(7)를 통해서 엔진의 인젝션 펌프에서 계기판으로 가는 신호로 엔진의 회전수를 감지하고, 이 감지된 회전수에 대한 주파수를 계산하여 이 계산된 주파수로 에어백 시스템(2)의 하부에 장착된 진동모터(6)의 회전속도 및 회전주파수를 계산함과 아울러, 상기 스티어링 휠(3)의 진동에 따른 주파수에 대하여 반대 위상의 회전주파수가 발생되도록 진동모터(6)의 지연 구동시간을 계산하게 된다(단계31).Therefore, in order to dampen the vibration of the steering wheel 3, the controller 5 first detects the engine speed by a signal from the injection pump of the engine to the instrument panel through the engine speed sensor 7, and the detected rotation. By calculating the frequency with respect to the number to calculate the rotational speed and the rotational frequency of the vibration motor 6 mounted on the lower part of the airbag system (2), the frequency according to the vibration of the steering wheel (3) The delay driving time of the vibration motor 6 is calculated so that the rotation frequency of the opposite phase with respect to (step 31).

이어서 상기 콘트롤러(5)에서는 상기 계산된 지연 구동시간 동안 상기 진동모터(6)의 지연 구동시키고, 상기 지연 구동시간이 경과하면, 콘트롤러(5)에서는 상기 계산된 회전속도 및 회전주파수로 진동모터(4)를 구동시켜 상기 스티어링 휠(3)에 작용하는 진동에 대하여 반대 위상을 갖는 진동으로 상기 스티어링 휠(3)에 작용하는 진동을 엔진 시동이 오프 될 때까지 감쇄시키게 되는 것이다.Subsequently, the controller 5 drives the delay of the vibration motor 6 during the calculated delay driving time, and when the delay driving time elapses, the controller 5 controls the vibration motor at the calculated rotation speed and rotation frequency. 4) is driven to attenuate the vibration acting on the steering wheel 3 with the vibration having a phase opposite to the vibration acting on the steering wheel 3 until the engine is turned off.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 스티어링 휠의 내부에 장착된 에어백 시스템의 하부에 엔진 공회전시 스티어링 휠에 작용하는 진동을 감쇄하는 댐퍼수단을 구비하여 엔진 공전시 스티어링 휠에 작용하는 진동을 감쇄시켜 주게 되므로 스티어링 휠의 진동을 크게 개선할 수 있고, 상기 진동을 개선하기 위한 스티어링 휠의 지지용 코올 크로스 멤버의 보강 및 컬럼의 보강을 하지 않아도 되므로 차량의 전체 중량을 크게 줄일 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.As described above, the present invention includes a damper means for attenuating the vibration acting on the steering wheel when the engine is idle in the lower part of the airbag system mounted inside the steering wheel to reduce the vibration acting on the steering wheel during engine idle. Therefore, the vibration of the steering wheel can be greatly improved, and since it is not necessary to reinforce the column cross member for reinforcing the steering wheel and to reinforce the column to improve the vibration, the effect of greatly reducing the overall weight of the vehicle is provided. will be.

Claims

In the vibration control device of the vehicle steering wheel,

A horn system and a steering wheel to which an airbag system is attached;

And a damper means for attenuating vibrations of the steering wheel by generating vibrations having the same amplitude and opposite phase with respect to vibrations acting on the steering wheel when the engine is idle at the lower part of the airbag system. Vibration control device.

The method of claim 1, wherein the damper means

A vibration motor for rotating and generating attenuation vibrations;

A controller for controlling the rotation speed of the vibration motor;

A vibration sensor for detecting a vibration of a steering wheel according to a control signal of the controller;

Vibration control device for a vehicle steering wheel comprising a rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the engine in accordance with the control signal of the controller.

In the vibration control method of the vehicle steering wheel,

Setting an optimal vibration signal of the steering wheel;

Determining whether the engine is started on in a state where the optimum vibration is set;

Detecting a vibration signal from a vibration sensor when the engine start is on;

Determining whether the sensed vibration signal is greater than the optimal vibration signal;

And if the detected vibration signal is not greater than the optimal vibration signal, re-detecting the vibration signal, and if the vibration signal is greater than the optimal vibration signal, attenuating the vibration. Control method.

The method of claim 3, wherein the vibration dampening step

Detecting the engine speed and calculating the rotational speed and rotational frequency of the vibration motor with the detected engine speed, and calculating the delay time to have a rotational phase of the opposite phase with respect to the calculated rotational speed and rotational frequency of the vibration motor Steps;

And driving the vibration motor after the calculated delay time at the calculated rotation speed and rotation frequency of the vibration motor.