KR100569070B1

KR100569070B1 - 능동 가변형 랙스트로크 시스템

Info

Publication number: KR100569070B1
Application number: KR1020030064051A
Authority: KR
Inventors: 임용섭
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20050027691A

Abstract

능동 가변형 랙스트로크 시스템이 개시된다. 개시된 능동 가변형 랙스트로크 시스템은, 차량의 타이어와; 상기 타이어와 사이드 멤버간의 갭을 체크하기 위해 설치된 초음파 센서와; 상기 초음파 센서에 연결되어 상기 초음파 센서를 수신하여 상기 갭을 판정하는 ECU와; 상기 초음파 센서의 신호의 입력에 따라 정지 또는 작동하여 랙스트로크가 가변되도록 하는 것으로, 상기 초음파 센서의 신호를 수신한 상기 ECU의 신호 제어에 따라 작동되게 스티어링 기어 박스의 피니언에 설치된 전기모터와, 상기 전기모터의 회전축에 설치된 제1기어와, 상기 제1기어와 치합되며 회동되게 조향축에 설치된 제2기어와, 상기 제1,2기어의 회동에 따라 상기 조향축의 회동으로 상기 조향축의 단부에 설치되어 좌우 이동되는 랙을 구비하여 된 랙스트로크 가변조절장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 차량의 타이어와 사이드 멤버간의 간섭을 미연에 방지할 수 있고, 갭 활용 효율을 극대화할 수 있으며, 운전자의 체인 장착 유무에 따라서 랙스트로크를 지능적으로 가변함으로써 체인의 크기의 다양성이나, 타이어의 이물질에 대한 갭 오차의 위험성을 방지할 수 있는 이점이 있다.

가변형 랙스트로크, 초음파 센서, 조향 입력축

Description

능동 가변형 랙스트로크 시스템{ACTIVE VARIABLE RACK STROKE SYSTEM}

도 1은 타이어와 부품간 간섭에 있어서 스트로크별 부분간 갭 변화를 나타내 보인 그래프.

도 2는 본 발명에 따른 능동 가변형 랙스트로크 시스템의 구성을 개략적으로 도면.

도 3은 도 2의 A부분에 대한 상세도.

도 4는 본 발명에 적용되는 스티어링 기어 박스의 개략도.

도 5는 본 발명에 따른 능동 가변형 랙스트로크 시스템의 작동을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 타이어

20. 사이드 멤버

30. 초음파 센서

40. ECU

52. 전기모터

53. 피니언

본 발명은 능동 가변형 랙스트로크 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 갭(gap) 활용 효율을 극대화하고, 갭 오차에 대한 위험성을 방지하기 위한 능동 가변형 랙스트로크 시스템에 관한 것이다.

현재의 차량의 가변형 랙스트로크(VRS; Variable Rack Stroke) 시스템은 운전자의 조작에 의한 스위치의 작동에 따라 스티어링(steering) 랙스트로크를 변경하여 작동된다. 즉, 스티어링 기어 박스(Steering Gear Box)의 조향 스트로크를 체인의 장착유무에 따라 온/오프(ON/OFF) 스위치로 랙스트로크를 가변시키는 장치이다.

따라서 운전자가 체인을 장착한 상태에서 가변형 랙스트로크 시스템을 온(ON)시키고 운행하면 타이어와 부품간 간섭으로 인하여 타이어 및 부품이 파손되어 주행시 사고 위험이 있을 수 있다.

또한 상기한 바와 같은 사고 위험을 피하기 위해서는 운전자가 항상 체인 장착 유무를 확인해야하는 번거로움이 있다.

그리고 종래의 가변형 랙스트로크 시스템은 타이어와 사이드 멤버(side member)간의 간격을 10mm(가변형 랙스트로크 온(ON)) 또는 20mm(가변형 랙스트로크 오프(OFF))를 항상 유지하므로 갭 활용 효율이 떨어진다. 또한 랙스트로크가 한번 정해지면 고정되어 버리는 단점이 있다.

특히, 타이어와 부품간 간섭에 있어서 문제되는 부분은 도 1에 도시된 스트 로크별 부분간 갭 변화 그래프를 보면 알 수 있듯이, 타이어 및 림(rim)과 사이드 멤버(RR) 부분의 간섭 발생이 가장 큰 문제점이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 타이어와 사이드 멤버간의 간섭을 미연에 방지하고, 갭 활용 효율을 극대화하며, 체인 크기의 다양성이나 타이어의 이물질에 대한 갭 오차에 대한 위험성을 방지하도록 한 능동 가변형 랙스트로크 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 능동 가변형 랙스트로크 시스템은, 차량의 타이어와; 상기 타이어와 사이드 멤버간의 갭을 체크하기 위해 설치된 초음파 센서와; 상기 초음파 센서에 연결되어 상기 초음파 센서를 수신하여 상기 갭을 판정하는 ECU와; 상기 초음파 센서의 신호의 입력에 따라 정지 또는 작동하여 랙스트로크가 가변되도록 하는 것으로, 상기 초음파 센서의 신호를 수신한 상기 ECU의 신호 제어에 따라 작동되게 스티어링 기어 박스의 피니언에 설치된 전기모터와, 상기 전기모터의 회전축에 설치된 제1기어와, 상기 제1기어와 치합되며 회동되게 조향축에 설치된 제2기어와, 상기 제1,2기어의 회동에 따라 상기 조향축의 회동으로 상기 조향축의 단부에 설치되어 좌우 이동되는 랙을 구비하여 된 랙스트로크 가변조절장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

삭제

도 2에는 본 발명에 따른 능동 가변형 랙스트로크 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 A부분을 나타내 보인 상세도가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 시스템이 적용되는 차량의 스티어링 기어 박스가 개략적으로 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 능동 가변형 랙스트로크 시스템은, 차량의 타이어(10)와, 이 타이어(10)와 사이드 멤버(20) 간의 갭(G)을 체크하기 위해 설치된 초음파 센서(30)와, 이 초음파 센서(30)에 연결되어 상기 초음파 센서(30)를 수신하여 상기 갭(G)을 판정하는 ECU(40)와, 상기 초음파 센서(30)의 신호의 입력에 따라 정지 또는 작동하여 랙스트로크를 가변하는 랙스트로크 가변조절장치를 포함하여 구성된다.

상기 랙스트로크 가변조절장치는, 스티어링 기어 박스의 피니언(53)에 설치된 전기모터(52)를 포함하여 구성된다.
상기 랙스트로크 가변조절장치를 좀더 구체적으로 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 센서의 신호의 입력에 따라 정지 또는 작동하여 랙스트로크가 가변되도록 하는 것으로, 상기 초음파 센서(30)의 신호를 수신한 ECU(40)의 신호 제어에 따라 작동되게 스티어링 기어 박스의 피니언(53)에 설치된 전기모터(52)와, 이 전기모터(52)의 회전축에 설치된 제1기어(52a)와, 이 제1기어(52a)와 치합되며 회동되게 조향축(51,54)에 설치된 제2기어(53a)와, 상기 제1,2기어(52a,53a)의 회동에 따라 조향축(51,54)의 회동으로 조향축(51,54)의 단부에 설치되어 좌우 이동되는 랙(55)을 구비하여 된다.
즉, 상기 ECU(40)는 랙스트로크를 변화시키는 제어수단으로, 이 ECU(40)는 초음파 센서(30)로부터 수신한 신호값으로 전기모터(52)를 제어하므로써 랙(55)의 스트로크를 변화시키게 된다.
이때, 상기 조향축(51,54)에서 참조부호 51은 조향 입력축이고, 54는 조향 출력축을 나타내 보인 것이다.

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상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 능동 가변형 랙스트로크 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 5에는 본 발명에 따른 능동 가변형 랙스트로크 시스템의 작동을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 능동 가변형 랙스트로크 시스템은, 우선 스티어링 기어 박스의 피니언(53)에 설치되어 있는 랙스트로크 조절장치인 전기모터(52)의 구동 상태 여부를 판단한다.(단계 110)

이어서, 상기 단계 110에서 상기 전기모터(52)가 온(ON)이라고 판단되면, 가변형 랙스트로크의 온(ON)과 동시에 적응 가변형 랙스트로크의 ECU(40) 전원을 온(ON) 시킨다.(단계 120)

그리고 타이어(10)와 사이드 멤버(20)의 갭(G)이 1mm 이하(간섭 직전)인지 판단한다.(단계 130)

상기 단계 130에서 상기 갭(G)이 1mm 미만이라 판단되면, 즉시 랙스트로크 조절장치인 전기모터(52)를 오프(OFF) 시킨다.(단계 140)

한편, 만약 상기 갭(G)이 1mm 이상이 되면 다시 전기모터(52)를 작동시켜 상기 랙(55)을 구동시켜 랙스트로크를 확장하여 최소 회전반경을 줄인다.

이와 같이 본 발명에 따른 능동 가변형 랙스트로크 시스템은, 타이어(10)에 체인의 장착 유무에 상관없이 스티어링 조타시에 타이어(10)와 사이드 멤버(20) 간의 갭(G)을 연속적으로 체크함으로써, 약 1~2mm(간섭 직전) 접근할 때까지 랙스트로크를 확장하여 최소 회전반경을 상기 갭(G) 상황에 따라 유연하게 랙스트로크를 확장 및 축소하는 지능형 시스템이다.

이를 통해 전술한 바 있는 종래의 문제점을 극복하여 PL법에 대응할 수 있는 안전장치로써의 역할을 할 수 있다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 조향 입력축(51)을 통해서 조향을 하다가 상기 초음파 센서(30)의 신호(갭(G) 간격=1mm)를 입력받으면 전기모터(52)를 정지 또는 작동시킴으로써 랙스트로크를 가변시킬 수 있게 된다.

또한 타이어(10) 주변에 이물질이나 체인을 감았다는 신호(초음파 센서(30)의 갭(G) 측정 신호)가 입력되면 확장된 랙스트로크를 능동적으로 축소할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 능동 가변형 랙스트로크 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.

차량의 타이어와 사이드 멤버간의 간섭을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 갭 활용 효율을 극대화 할 수 있다. 즉, 차량의 최소 회전반경을 축소하여 주차시나, 유턴(U-TURN)시에 편의성을 제공한다.

그리고 운전자의 체인 장착 유무에 따라서 랙스트로크를 지능적으로 가변함으로써 체인의 크기의 다양성이나, 타이어의 이물질에 대한 갭 오차의 위험성을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

차량의 타이어와;

상기 타이어와 사이드 멤버간의 갭을 체크하기 위해 설치된 초음파 센서와;

상기 초음파 센서에 연결되어 상기 초음파 센서를 수신하여 상기 갭을 판정하는 ECU와;

상기 초음파 센서의 신호의 입력에 따라 정지 또는 작동하여 랙스트로크가 가변되도록 하는 것으로, 상기 초음파 센서의 신호를 수신한 상기 ECU의 신호 제어에 따라 작동되게 스티어링 기어 박스의 피니언에 설치된 전기모터와, 상기 전기모터의 회전축에 설치된 제1기어와, 상기 제1기어와 치합되며 회동되게 조향축에 설치된 제2기어와, 상기 제1,2기어의 회동에 따라 상기 조향축의 회동으로 상기 조향축의 단부에 설치되어 좌우 이동되는 랙을 구비하여 된 랙스트로크 가변조절장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 가변형 랙스트로크 시스템.
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