KR101329362B1 - 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2륜이나 4륜으로 선택적인 전환조향이 가능한 차량에서 4륜 조향에서 2륜 조향으로 전환할 때 운전석에서 시청각적으로 바퀴의 정렬상태를 확인할 수 있도록 하여 편리하고 안전하게 바퀴를 정렬할 수 있도록 하는 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명의 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치는, 조향핸들의 회전에 따라 유로를 통해 공급되는 유압에 의해 전륜과 후륜의 조향각을 변경하는 전륜 및 후륜 조향실린더; 상기 후륜 조향실린더의 실린더로드와 플레이트를 통해 결합되는 가동축이 중공형의 튜브에 삽입되어 연동되도록 이루어지고, 상기 가동축의 길이방향 중앙에는 환형홈이 형성됨과 아울러, 스틸볼이 구비되어 가동축이 중공형의 튜브를 따라 이동하다가 환형홈과 일치될때 스위치 전환되는 리미트스위치가 설치되어 후륜의 정렬여부를 감지하도록 된 위치제어실린더; 상기 전륜 및 후륜 조향실린더에 공급되는 유로를 선택적으로 제어하여 2륜 조향 또는 4륜 조향이 가능하도록 조작하는 2륜/4륜 조향전환레버; 상기 위치제어실린더에 의해 정렬이 감지되면 시각적 또는 청각적으로 알려주는 알람부;를 포함하여 이루어져 있다.

Description

2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치{WHEEL ALIGNMENT SYSTEM OF 2WS/4WS VEHICLE}

본 발명은 2륜이나 4륜으로 선택적인 전환조향이 가능한 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴 정렬장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 4륜 조향에서 2륜 조향으로 전환할 때 운전석에서 시청각적으로 바퀴의 정렬상태를 확인할 수 있도록 하여 편리하고 안전하게 바퀴를 정렬할 수 있도록 하는 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 엔진에서 발생된 동력을 동력전달장치를 통해 바퀴에 전달하여 주행이 가능하도록 이루어져 있는바, 바퀴의 구동방식에 따라 전륜 또는 후륜만을 구동시키는 2륜 구동 차량과, 전후륜 모두를 구동시키는 4륜 구동 차량으로 구분되고, 또한 조향방식에 따라 전륜만의 조향각을 제어하는 2륜 조향 차량과, 전후륜 모든 바퀴의 조향각을 제어하는 4륜 조향 차량으로 구분되는데, 4륜 조향 차량은 조향스위치의 조작에 의거 2륜 조향과 4륜 조향을 택일할 수 있다.
차량이 2륜 조향으로 선택된 경우 운전자가 핸들을 조향하면 전륜이 먼저 회전하여 코너링 포스가 발생하고, 차체가 회전되면서 후륜타이어가 회전하여 후륜 코너링 포스가 발생하면서 선회가 이루어진다. 그러나 차량이 4륜 조향으로 운전자가 핸들을 조향하면 전륜과 후륜이 동시에 회전하고 따라서 동시에 코너링포스가 발생되면서 선회가 이루어진다.
따라서 4륜 조향 자동차는 고속직진성을 향상시킬 수 있고, 차선변경을 위해 전륜을 작은 각도로 조향할 때 후륜도 거의 동시에 같은 방향으로 조향되므로 안정된 차선변경이 가능해지며, 선회시 후륜도 전륜과 같은 방향으로 조향되어 코너링포스가 발생하므로 차체 후미가 원심력에 의해 바깥쪽으로 쏠리는 스핀현상 없이 안정된 선회를 할 수 있을 뿐만 아니라, 저속 회전시 최소 회전반경을 감소할 수 있고 차고주차 및 일렬주차가 편리한 장점이 있다.
상기한 2/4륜 조향 전환가능한 자동차는 조향휠의 조작에 의한 조향력을 전후륜에 모두 분배하기 위한 2/4륜 조향 전환장치를 필요로 한다.

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상기한 2/4륜 조향 전환장치는 운전석에서 조작가능한 조향전환레버에 의해 필요시 2륜조향 또는 4륜조향으로 전환되는 바, 상기한 조향전환레버의 작동에 의해 트랜스퍼 케이스내에 설치된 커플링이 작동되면서 전후륜측으로 동력을 분배하게 된다.

그런데 4륜 조향과 2륜 조향을 병행하는 차량에서 4륜조향으로 운행하다가 2륜 조향으로 전환하는 경우에는 후륜의 조향방향을 차체의 전후방향과 일치시켜야 하는바, 종래에는 운전자가 바퀴의 위치를 육안으로 확인하면서 조향휠을 조작하여 바퀴가 정렬되었다고 판단될 때 후륜 조향실린더측의 전원을 차단하는 구조로 이루어져 있어서 사용상 불편하고, 조향이 부정확하게 되는 문제가 있었다.

또한, 조향실린더를 이용하여 조향실린더의 위치를 감지하는 리미트 스위치가 외부로 돌출되어 있어서 이물질로 인해 원판 및 리미트 스위치가 파손될 수 있으며 수분유입 등으로 전선이 소손되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, 차량에서 바퀴를 정렬할 때 조향실린더를 이용하여 위치제어 실린더를 구성하고, 전기장치로 위치를 감지하도록 함으로써 편리하고 정확하게 바퀴의 정렬을 제어할 수 있도록 된 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치는, 조향핸들의 회전에 따라 바퀴의 조향각을 변경하는 조향실린더, 상기 조향실린더의 움직임을 감지하여 바퀴의 정렬여부를 감지하는 위치제어실린더, 2륜 조향 또는 4륜 조향이 가능하도록 조작하는 2륜/4륜 조향전환레버, 상기 위치제어실린더에 의해 정렬이 감지되면 시각적 또는 청각적으로 알려주는 알람부를 포함하여 이루어져 있다.

상기한 본 발명은 조향과정에서 운전자에게 편리함을 제공하고, 정확한 바퀴정렬로 안전운전에 기여할 수 있으며 정렬이 되었는지 여부를 육안이 아닌 표시장치를 통해 시청각적으로 확인할 수 있을 뿐만 아니라 내구성이 증대되어 차세대 자동차산업에 큰 효과를 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치의 유압배선도,
도 2는 본 발명에 따른 위치제어실린더의 상세구성도,
도 3은 본 발명에 따른 전기회로도,

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치의 유압배선도를 나타내고, 도 2는 본 발명에 따른 위치제어부의 구성도를 나타내며, 도 3은 본 발명에 따른 전기회로도를 나타낸다.

조향실린더는 전륜과 후륜에 각각 설치되어 있으며, 조향휠의 조작에 따라 직선운동을 하여 전륜이나 후륜의 조향각을 변경하는 것으로, 도 1에서 조향실린더(10)는 전륜에 설치되는 것이고 조향실린더(20)는 후륜에 설치되는 것이다.
각 조향실린더(10)(20)는 유압라인(30~41)을 통해 오일탱크(50)에 연결되어 있으며, 상기 오일탱크(50)와 인접된 유압라인(31)의 일측에는 각 조향실린더(10)(20)로 작동유를 압송하는 유압펌프(60)가 설치되어 있다. 또한, 상기 유압라인(30~41)에는 조향기능의 선택에 따라 전륜 조향실린더(20)나 후륜 조향실린더(10)에 선택적으로 유압이 공급될 수 있도록 유압라인을 형성하는 매뉴얼밸브(70)와 스티어링기어(75) 및 솔레노이드밸브(80) 등이 설치되어 있다.

상기 조향실린더(10)(20)중 후륜에 설치되는 후륜 조향실린더(10)의 실린더로드(11)에는 후륜 조향실린더(10)와 평행하게 위치제어실린더(90)가 결합되어 있다.
따라서 운전자가 조향휠을 조작하여 후륜 조향실린더(10)의 실린더로드(11)가 직선운동을 하게 되면 위치제어실린더(90)도 조향실린더의 직선운동과 연동하는 직선운동을 하도록 이루어져 있다.

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상기 위치제어실린더(90)의 구조는 도 2에 상세히 도시되어 있는바, 위치제어실린더(90)는 중공형의 튜브(91)에 가동축(92)이 삽입되고, 상기 가동축(92)이 플레이트(93)를 통해 상기 조향실린더(10)의 실린더로드(11)와 결합되며, 가동축(92)의 길이방향 중앙에는 환형홈(94)이 형성되어 있다. 아울러 상기 중공형 튜브(91)의 길이방향 중앙에 형성된 환형홈(94)의 외측에는 리미트스위치(95)가 설치되어 있다. 그리고 중공형의 튜브(91)의 양측 가장자리에서는 드라이베어링(97)을 통해 가동축(92)이 결합되어 있다.

상기 리미트스위치(95)는 가동축(92)이 중공형 튜브(91)를 따라 이동되다가 환형홈(94)이 리미트스위치(95)와 일치될 때 리미트스위치(95)의 접속상태가 전환되도록 이루어진 것이다. 즉, 가동축(92)의 환형홈(94)을 제외한 가동축(92)의 원주면이 스틸볼(95)과 접촉할 때에는 스틸볼(95)이 밀려올라가게 되는 한편 상기 가동축(92)의 환형홈(94)과 스틸볼(96)이 접촉할 때에는 스틸볼(95)의 일부가 환형홈(94)에 끼워져서 스틸볼(95)이 밀려내려오게 됨으로써 리미트스위치(95)의 스위칭상태를 전환하도록 이루어져 있다.

운전자가 차량을 4륜 조향방식으로 조향하다가 2륜/4륜 조향전환스위치(101)를 조작하여 2륜으로 전환한 상태에서 운전자가 바퀴를 정렬시키고자 조향휠을 조작하면 처음에는 전륜 조향실린더(20)와 후륜 조향실린더(10)에 동력을 인가하여 전,후륜을 동시에 조향한다. 이때 조향실린더(10)의 실린더로드(11)가 이동될 때 상기 실린더로드(11)에 플레이트(93)를 통해 결합된 위치제어실린더(90)의 가동축(92)도 연동하여 이동된다.
이후, 후륜이 차체의 전후방향과 일치하게 될 때 위치제어실린더(90)의 가동축(92)에 형성된 환형홈(94)이 중공형 튜브(91)의 중앙 즉 리미트스위치(95)와 일치하게 되어 리미트스위치(95)의 상태를 전환하게 된다.
이와 같이 상기 리미트스위치(95)가 가동축(92)의 환형홈(94)을 감지하면 후륜이 차체의 전후방향을 향하여 정렬된 것으로 판단하고 후륜의 조향각을 제어하는 후륜 조향실린더(10)의 동력을 차단하고, 전륜 조향실린더(20)에만 동력을 전달하여 2륜 조향으로 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 전기회로도를 도시한 것으로, 위치제어실린더(90)에 설치되는 리미트스위치(95)의 일측에는 솔레노이드밸브(80)가 연결되어 리미트스위치(95)의 접속상태에 따라 후륜 조향실린더(10)로 공급되는 유압라인을 개방 또는 차단하도록 이루어짐과 아울러, 릴레이(102)를 통해 램프(103)가 연결되어 리미트스위치(95)의 접속상태 즉 후륜의 정렬여부에 따라 램프(103)를 점등시켜 표시하도록 이루어져 있다.
따라서 4륜 조향에서 2륜 조향으로 조작하였을 때, 후륜이 차체의 전후방향가 일치되게 정렬되는 상태가 되면 상기 위치제어실린더(90)의 리미트스위치(95)가 이를 감지하여 후륜 조향실린더(10)로 공급되는 유압라인을 차단함으로써 2륜 조향이 이루어지게 되고 또한 램프(103)가 점등되어 운전자에게 시각적으로 후륜 정렬이 완료되었음을 알려준다.

10 -- 후륜 조향실린더, 20 -- 전륜 조향실린더,
50 -- 오일탱크, 60 -- 유압펌프,
70 -- 매뉴얼밸브, 80 -- 솔레노이드밸브,
90 -- 위치제어실린더.

Claims (1)

1. 조향핸들의 회전에 따라 유압라인을 통해 공급되는 작동유의 압력에 의해 전륜과 후륜의 조향각을 변경하는 전륜 및 후륜 조향실린더;
   상기 후륜 조향실린더의 실린더로드와 플레이트를 통해 결합되는 가동축이 중공형의 튜브에 삽입되어 연동되도록 이루어지고, 상기 가동축의 길이방향 중앙에는 환형홈이 형성됨과 아울러, 스틸볼이 구비되어 가동축이 중공형의 튜브를 따라 이동하다가 환형홈과 일치될때 스위치 전환되는 리미트스위치가 설치되어 후륜의 정렬여부를 감지하도록 된 위치제어실린더;
   상기 전륜 및 후륜 조향실린더에 공급되는 유압라인의 유로를 선택적으로 제어하여 2륜 조향 또는 4륜 조향이 가능하도록 조작하는 2륜/4륜 조향전환레버;
   상기 위치제어실린더의 리미트스위치에 연결되어 후륜의 정렬이 감지되면 시각적 또는 청각적으로 알려주는 알람부;를 포함하여 이루어진 2륜/4륜 조향 차량의 바퀴정렬장치.
   
   

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