KR100558696B1

KR100558696B1 - 차량 전륜의 전류 위상차를 통한 조향핸들의 쉬미와세이크 진동량 측정장치

Info

Publication number: KR100558696B1
Application number: KR1020040099370A
Authority: KR
Inventors: 김광웅; 이상주; 박주배
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-03-10

Abstract

본 발명은 주행중인 차량의 좌우 전륜(Front wheel)의 위상차이를 이용하여 조향핸들(일명, 조향 휠이라 칭함)의 회전방향 진동인 쉬미(Shimmy)진동과 병진방향 진동인 세이크(Shake) 진동량을 측정하는 장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 좌우 전륜(1a,1b)과 이 좌우 전륜(1a,1b)을 조향하는 조향핸들(2)을 갖추어 이루어진 차량의 조향 시스템에 있어서, 상기 좌우 전륜(1a,1b)의 회전속도를 측정하기 위해 타코센서(3)가 좌우 전륜(1a,1b)의 휠에 각각 부착되고, 이 조향핸들(2)의 원주방향 양측으로 좌우측 가속도 센서(4)들이 설치되되, 이 타코센서(3)들은 A/D 변환기(5)에 연결되어 타코센서(3)의 펄스를 카운터하는 타코센서 펄스 카운터(6)를 거쳐 위상차를 측정하는 위상차 연산자(7)에 연결되고, 상기 가속도 센서(4)들은 A/D 변환기(5)에 연결되어 좌우측 가속도 연산자(8)를 거쳐 쉬미와 세이크를 측정하는 FFT 변환기(9)에 각각 직렬 연결되면서 이들 각각은 위상차 전시기(10)와 FFT 쉬미/세이크 전시기(11)에 연결되어 이루어져 있다.

Description

차량 전륜의 전류 위상차를 통한 조향핸들의 쉬미와 세이크 진동량 측정장치{Apparatus for measuring shimmy and shake vibration of sheering handle by using current phase difference of front wheels of vehicle}

도 1은 본 발명이 적용된 차량의 조향 시스템의 개략 구성도,

도 2는 본 발명에서 조향핸들의 쉬미(Shimmy)와 세이크(Shake) 진동량을 측정하기 위한 흐름 회로도,

도 3(A),(B)는 본 발명의 다른 측정장치를 통해 조향핸들의 위상차 증가에 따른 쉬미 진동증가와 세이크 진동증가를 나타낸 도표들,

도 4는 일반적인 조향핸들의 쉬미와 세이크 현상을 설명하기 위한 설명도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1a,1b : 전륜, 2 : 조향핸들(Steering handle),

3 : 타코센서(Tacho Sensor), 4 : 가속도 센서,

5 : A/D 변환기, 6 : 타코센서 펄스 카운터,

7 : 위상차 연산자, 8 : 가속도 연산자,

9 : FFT 변환기, 10 : 위상차 전시기,

11 : 쉬미/세이크(Shimmy/Shake) 전시기.

본 발명은 주행중인 차량의 좌우 전륜(Front wheel)의 위상 차이를 이용하여 조향핸들의 회전방향 진동인 쉬미(Shimmy) 진동량과 병진방향 진동인 세이크(Shake) 진동량을 측정하는 장치에 관한 것이다.

차량 주행 중 전륜의 방향을 전환시키는 조향핸들(일명, 조향 휠이라고도 함)의 진동은 도 4에 도시된 바와 같이 회전방향의 진동인 쉬미(Shimmy)와 병진방향의 진동인 세이크(Shake)로 나타나게 되는데, 이러한 조향핸들(2)의 진동은 타이어/휠 조립체와 불균형(Unbalance)과 타이어의 회전수에 해당하는 불균일 성분이 차량의 조향 시스템의 고유 진동모드와 인접할 때 발생한다.

종래 조향핸들의 진동인 쉬미와 세이크 측정은 쉬미와 세이크를 유발하는 특정 속도구간에서 조향핸들에 가속도계를 부착하여 평가하는 것이 주된 방법이었으나, 실제로 타이어는 제조편차에 의해 타이어의 외경, 접지력, 마모성능, 제동력 및 선회력 등이 미소하나마 차이가 날 수 밖에 없으며, 차량 주행 중 이러한 타이어의 제조편차는 차량에 부착된 타이어들 사이에 위상차를 유발시킨다.

특히, 차량의 조향 시스템에 영향을 끼치는 차량의 전륜(Front wheel)들의 위상차는 차량 차축에 작용하는 불균일 힘간 위상차를 일으켜 조향핸들의 쉬미와 세이크 진동량을 변화시킨다.

즉, 조향핸들의 쉬미와 세이크 진동량을 평가하기 위해서는 무엇보다도 측정 시점의 타이어 전륜간 위상의 차이를 정확하게 측정하여야 한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 취지에 맞추어 발명된 것으로, 주행중인 차량의 전륜 위상차이를 통하여 조향핸들의 회전방향 진동과 병진방향 진동을 정확하게 측정하여 타이어의 제조 편차를 제거하는데 활용되는 기초 데이터를 얻을 수 있는 차량 전륜의 전류 위상차를 통한 조향핸들의 쉬미와 세이크 진동량 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 좌우 전륜과 이 좌우 전륜을 조향하는 조향핸들을 갖추어 이루어진 차량의 조향 시스템에 있어서, 상기 좌우 전륜의 회전속도를 측정하기 위해 타코센서가 좌우 전륜의 휠에 각각 부착되고, 상기 조향핸들의 원주 양쪽으로 좌우측 가속도 센서들이 설치되되, 상기 타코센서 들은 A/D변환기에 연결되어 위상차를 측정하는 위상차 연산자에 연결되고, 상기 가속도 센서들은 A/D 변환기를 통해 쉬미와 세이크의 진동량을 측정하는 FFT 변환기에 연결된 진동량 연산자에 각각 직렬 연결되어 이루어진 구조로 되어 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 차량의 조향 시스템의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명에서 조향핸들의 쉬미와 세이크 진동량을 측정하기 위한 흐름 회로도이다.

본 발명은 좌우 전륜(1a,1b)과 이 좌우 전륜(1a,1b)을 조향하는 조향핸들(2)을 갖추어 이루어진 차량의 조향 시스템에 있어서, 상기 좌우 전륜(1a,1b)의 회전 속도를 측정하기 위해 타코센서(3)가 좌우 전륜(1a,1b)의 휠에 각각 부착되고, 이 조향핸들(2)의 원주방향 양측으로 좌우측 가속도 센서(4)들이 설치되되, 이 타코센서(3)들은 A/D 변환기(5)에 연결되어 타코센서(3)의 펄스를 카운터하는 타코센서 펄스 카운터(6)를 거쳐 위상차를 측정하는 위상차 연산자(7)에 연결되고, 상기 가속도 센서(4)들은 A/D 변환기(5)를 거쳐 좌우측 가속도 연산자(8)를 통하여 쉬미와 세이크를 측정하는 FFT 변환기(9)에 각각 직렬 연결되면서, 이들은 각각 위상차 전시기(10)와 FFT 쉬미/세이크 전시기(11)에 연결되어진 구조로 되어 있다.

즉 본 발명은 차량 주행중 전륜(1a,1b)의 좌우측 각각의 타이어 회전수를 정확하게 알기 위해서 타코센서(3)를 좌우측 전륜(1a,1b)의 휠에 각각 장착하고, 상기 조향핸들(2)의 동일 원주상 선상의 좌우측 끝단에 이 조향핸들(2)의 회전방향과 접선이 되게 가속도 센서(4)를 위치시킨다.

여기서 상기 타코신호와 가속도 신호는 도 2와 같이 4채널 단자를 통해 2채널씩 A/D 변환기(5)에 입력되며, 이 아날로그형 디지털 변환기인 A/D 변환기(5)를 통해 입력된 신호는 디지털 신호로 변환된다.

여기서 상기 타코신호에 의한 위상차는 A/D 변환기(5)에 의해 각각 디지털신호로 변환된 좌우 전륜(1a,1b) 타코신호의 펄스를 실시간으로 전시해 주는 타코펄스 카운터(6)를 거쳐 좌우 전륜(1a,1b)의 타코 개수의 차를 빼는 위상차 연산자(7)를 통하여 전시되고 있는 순간적인 값을 계속해서 홀드 기능의 위상차 전시기(10)에 나타난다.

그리고 가속도 신호는 A/D 변환기(5)에 의해 디지털 신호로 변환된 조향핸들 (2)의 좌우측 가속도 신호가 더하기/빼기 가속도 연산자(8)에 의해 두 신호가 합성되며, 이를 FFT 변환기(9)를 이용하여 변환시키고 이를 FFT 쉬미/세이크 전시기(11)에서 쉬미와 세이크로 나타나게 되어 있다.

한편, 도 3(A),(B)는 본 발명에 따른 장치로 조향핸들(2)의 쉬미와 세이크 진동 크기들을 나타낸 것으로, 종래에 이루어졌던 쉬미/세이크 진동량 측정에서는 위상차의 관찰 없이 이루어졌으나, 본 발명은 도 3(A),(B)에 도시된 그래프에서와 같이 120km/hour 정속 주행에서 위상차 변화에 따른 쉬미/세이크 진동량 측정시 진동크기의 변화가 크게 이루어지는 것을 알 수 있고, 특히 위상차에 따른 쉬미 진동량 변화는 최소값을 기준으로 최대 100% 이상 커지므로, 위상차 관찰에 따른 조향핸들(2)의 쉬미와 세이크 진동량 측정에 매우 유용함을 알 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 차량 전륜의 전류 위상차를 통한 조향핸들의 쉬미와 세이크 측정장치는 위상차를 관찰하면서 쉬미와 세이크 진동량 측정을 유용하게 수행하여 타이어 제조편차에 유용한 기초 데이터를 제공할 수가 있다.

Claims

좌우 전륜(1a,1b)과 이 좌우 전륜(1a,1b)을 조향하는 조향핸들(2)을 갖추어 이루어진 차량의 조향 시스템에 있어서,

상기 좌우 전륜(1a,1b)의 회전속도를 측정하기 위해 타코센서(3)가 좌우 전륜(1a,1b)의 휠에 각각 부착되고, 이 조향핸들(2)의 원주방향 양측으로 좌우측 가속도 센서(4)들이 설치되되, 이 타코센서(3)들은 A/D 변환기(5)에 연결되어 타코센서(3)의 펄스를 카운터하는 타코센서 펄스 카운터(6)를 거쳐 위상차를 측정하는 위상차 연산자(7)에 연결되고, 상기 가속도 센서(4)들은 전륜(1a,1b)의 좌우측 가속도 연산자(8)를 거쳐 쉬미와 세이크를 측정하는 FFT 변환기(9)에 각각 직렬 연결되면서, 이들은 각각 위상차 전시기(10)와 FFT 쉬미/세이크 전시기(11)에 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 전륜의 전류 위상차를 통한 조향핸들의 쉬미와 세이크 진동량 측정장치.