KR100461426B1 - 차량의 타이로드 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 너클과 타이로드 사이에 그 길이가 변화하는 직선길이변환수단을 채용하여 타이로드와 연결되는 힌지점을 너클의 중심에 대해 전후 방향으로 이동시킬 수 있도록 함으로써, 저속시에는 조향 성능을 우선하여 적절한 선회반경의 확보 및 조향조작성의 확보가 가능하도록 함과 동시에 고속시에는 진동저감 및 안정성을 우선하여 시미와 저더를 저감시킬 수 있도록 한다.

Description

차량의 타이로드 연결장치{tie rod connecting device of a vehicle}

본 발명은 차량의 타이로드와 너클을 연결하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 저속시에는 조향 조작성을 확보하고, 고속시에는 시미(shimmy)와 저더(judder)를 저감시킬 수 있도록 너클과 타이로드를 연결하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 조향장치는 운전자가 스티어링휠을 조작하면 이 회전력이 기어박스에서 타이로드의 좌우 직선운동으로 변환되며, 이와 같은 타이로드의 좌우 직선운동은 너클에 전달되어 너클이 회전됨으로써 너클에 장착된 차량의 휠이 조향되도록 되어 있다.

도 1은 상기한 바와 같은 종래의 일반적인 조향장치에서 기어박스(100)에 의해 그 길이방향으로 운동하게 되는 타이로드(102)와, 상기 타이로드(102)의 직선운동에 의해 회전 운동하게 되는 너클(104)이 서로 연결된 상태가 도시되어 있는바, 이 연결은 도시된 바와 같이 단순한 힌지구조로 이루어져 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 일반적인 조향장치에서 상기 타이로드(102)와 너클(104)의 힌지점(106)이 위치한 곳에 따른 차량의 특성을 살펴보면, 상기 힌지점(106)이 너클(104)의 중심에 가깝게 연결된 상태에서는 동일한 타이로드(102)의 직선 스트로크를 기준으로 할 때 충분한 조향각을 확보할 수 있어서 차량의 선회반경을 원하는 수준으로 작게 형성할 수 있으며, 조향 응답성이 좋게 된다.

그러나, 이와 같은 경우에는 차량이 100~140 ㎞/h 정도의 속도로 주행할 때 시미(shimmy) 및 저더(judder) 현상을 발생시키기 쉬운 문제점이 있다.

상기 시미(shimmy)는 차량이 고속 주행시에 공진에 의해 타이어의 전후방향 진동이 발생하여, 이 진동이 스티어링 장치를 타고 스티어링휠에 전달되어 스티어링휠을 회전방향으로 요동시키는 것이며, 상기 저더(judder)는 차량이 고속 주행중에 제동을 할 때 발생되는 타이어의 전후방향 진동이 스티어링장치를 통해 스티어링휠을 회전방향으로 요동시키는 것인데, 상기한 바와 같이 타이로드(102)와 너클(104)의 힌지점(106)이 너클(104)의 중심에 가까운 경우에는, 도면에 도시된 바와 같이 타이로드(102)가 너클(104)의 후방을 향해 경사진 상태로 기어박스(100)에 연결되기 때문에 타이어의 전후방향 진동이 너클(104)을 전후 방향으로 가진시킬 때 상기 힌지점(106)에서의 전후방향 진동이 상기 타이로드(102)를 직선방향으로 진동시키게 되어 상기한 바와 같은 시미와 저더를 유발하게 되는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 시미와 저더의 문제를 해결하기 위해서는 상기 타이로드(102)와 너클(104)의 힌지점(106)을 너클(104)의 중심으로부터 보다 후방으로 이동시켜서 상기 타이로드(102)가 상기 힌지점(106)에서의 전후 방향 직선에 대하여 가급적 수직이 되도록 하여 힌지점(106)에서의 전후 방향 가진력이 힌지운동으로 소진되고 타이로드(102)의 길이방향으로 분력을 발생시키지 못하도록 해야 하는데, 이와 같이 힌지점(106)을 너클(104)의 중심으로부터 후방으로 이동시키면, 상기한 적절한 선회반경의 확보 및 조향조작성의 확보가 어려워진다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저속시에는 조향 성능을 우선하여 적절한 선회반경의 확보 및 조향조작성의 확보가 가능하도록 함과 동시에 고속시에는 진동저감 및 안정성을 우선하여 시미와 저더를 저감시킬 수 있도록 너클과 타이로드의 힌지점을 가변시킬 수 있도록 한 차량의 타이로드 연결장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 차량의 타이로드와 너클의 연결상태를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 차량의 타이로드 연결장치를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 타이로드 연결장치의 저속시 작동상태를 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 타이로드 연결장치의 고속시 작동상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 타이로드3; 너클

5; 힌지점7; 차속센서

9; 유압실린더11; 솔레노이드밸브

13; 전자제어유닛15; 유압펌프

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 타이로드 연결장치는 타이로드의 일단에 힌지점을 형성하면서 연결되고 타단은 너클에 고정되는 직선길이변환수단과; 차속센서와; 상기 차속센서의 신호를 받아 차속에 따라 상기 직선 길이변환수단의 길이를 조절하는 조절수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 타이로드 연결장치를 도시한 것으로서, 그 주요한 특징은 타이로드(1)와 너클(3)의 사이에 그 길이가 가변될 수 있는 직선길이변환수단이 장착되어 있다는 점이다.

즉, 타이로드(1)의 일단에 힌지점(5)을 형성하면서 연결되고 타단은 너클(3)에 고정되는 직선길이변환수단과, 차속센서(7)의 신호를 받아 차속에 따라 상기 직선 길이변환수단의 길이를 조절하는 조절수단으로 구성된 것이다.

본 실시예에서, 상기 직선길이변환수단은 유압에 의해 왕복 직선 운동하는 유압실린더(9)로 구성하고, 상기 조절수단은 상기 유압실린더(9)에 제공되는 압유의 유로를 조절하는 솔레노이드밸브(11)와, 상기 차속센서(7)의 신호를 받아 상기 솔레노이드밸브(11)를 제어하는 전자제어유닛(13)으로 구성하였다.

물론, 상기 유압실린더(9)로 제공되는 유압은 별도로 설치된 유압펌프(15)나 파워스티어링펌프의 리턴유압 등이 상기 솔레노이드밸브(11)를 통해 공급되도록 한다.

아울러, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 직선길이변환수단으로는 랙과 전기모터에 의해 작동되는 피니언이 사용될 수 있으며, 이에 따라 상기 조절수단은 상기 차속센서의 신호에 따라 모터를 제어하는 컨트롤러가 될 수도 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 저속시의 상태를 도시한 것으로서, 이 때에는 상기 전자제어유닛(13)은 상기 차속센서(7)로부터의 신호를 받아 차속이 저속임이 판단되면, 상기 솔레노이드밸브(11)를 제어하여 상기 유압실린더(9)의 길이가 짧아지도록 한다. 결과적으로 상기 타이로드(1)와 유압실린더(9)의 연결점인 힌지점(5)이 너클(3)의 중심에 보다 가깝게 위치되도록 함으로써, 조향조작성이 향상되어 선회반경을 축소시키고, 조향응답성을 향상시킨다.

반대로 차속이 증가하여 고속시의 시미나 저더가 염려되는 상태가 되면 상기 전자제어유닛(13)은 상기 차속센서(7)의 신호로부터 이를 판단하고, 상기 솔레노이드밸브(11)를 제어하여 상기 유압실린더(9)의 길이가 길어지도록 조작한다.

따라서, 상기 타이로드(1)와 유압실린더(9)의 연결점인 힌지점(5)은 너클(3)의 중심에서 보다 멀어지면서, 상기 힌지점(5)에서 전후방향 직선에 대한 상기 타이로드(1)의 수직도가 향상되도록 하게 되고, 이는 상기 힌지점(5)에서의 진동에 대한 타이로드(1)의 길이방향 진동 성분이 감소하도록 하여 시미와 저더를 감소시키는 작용을 하게 된다.

참고로 도 3과 도 4를 비교하여보면 도 4의 힌지점(5)에서 타이로드(1)로 전해지는 진동 성분은 도 3에 비하여 현저히 감소되어 타이로드(1)로 거의 전달되지 않음을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 너클과 타이로드 사이에 그 길이가 변화하는 직선길이변환수단을 채용하여 타이로드와 연결되는 힌지점을 너클의 중심에 대해 전후방향으로 이동시킬 수 있도록 함으로써, 저속시에는 조향 성능을 우선하여 적절한 선회반경의 확보 및 조향조작성의 확보가 가능하도록 함과 동시에 고속시에는 진동저감 및 안정성을 우선하여 시미와 저더를 저감시킬 수 있도록 한다.

Claims (3)

1. 타이로드의 일단에 힌지점을 형성하면서 연결되고 타단은 너클에 고정되는 직선길이변환수단과;

   차속센서와;

   상기 차속센서의 신호를 받아 차속에 따라 상기 직선 길이변환수단의 길이를 조절하는 조절수단;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 타이로드 연결장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 직선길이변환수단은 유압에 의해 왕복 직선운동하는 유압실린더로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 타이로드 연결장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 조절수단은 상기 유압실린더에 제공되는 압유의 유로를 조절하는 솔레노이드밸브와;

   상기 차속센서의 신호를 받아 상기 솔레노이드밸브를 제어하는 전자제어유닛;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 타이로드 연결장치.