KR20040052400A - 자동차의 스티어링휠 진동방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 스티어링휠 진동방지장치에 관한 것으로, 파워실린더(1)의 좌측챔버(2)와 우측챔버(3)의 피드튜브(4,4') 연결부에 제 1,2솔레노이드밸브(5,6)를 설치하고, 상기 좌/우측챔버(2,3)를 별도의 튜브(7)로 연결하되, 이 튜브(7)에 제 3솔레노이드밸브(8)를 설치하며, 피니언어셈블리(9)의 회전을 감지하는 토크센서(10)와 랙(11)의 이동을 감지하는 랙위치센서(12)를 설치하고, 이들의 정보전달 순서에 따라 전자제어유니트(13)가 상기 제 1,2,3솔레노이드밸브(5,6,8)들의 개폐를 조절하여 파워실린더(1)가 정상적인 조향배력작용을 하거나 또는 유체댐퍼역할을 하도록 되어 있다.

따라서, 차륜쪽으로부터 전달되는 진동이 상기 파워실린더(1)에서 흡수되어 스티어링휠의 진동이 크게 감소됨으로써 스티어링휠 조작감이 향상되는 효과가 있다.

Description

자동차의 스티어링휠 진동방지장치{a steering wheel vibration protecting device for vehicles}

본 발명은 자동차의 스티어링휠 진동방지장치에 관한 것으로, 특히 주행 중 차륜으로부터 입력되는 진동에 의해 스티어링휠이 진동하게 되는 것을 방지할 수 있도록 된 자동차의 스티어링휠 진동방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 현재의 자동차에는 운전자의 조향 조작의 편의를 위하여 파워스티어링 시스템이 거의 갖추어져 있다.

그중에서도 랙 & 피니언 타입의 조향 시스템을 주로 사용하는 승용차량의 경우에는 상기 랙을 파워실린더에 내장하고, 파워실린더 몸체에 콘트롤밸브를 일체로 장착하여, 스티어링샤프트의 단부에 장착된 피니언 어셈블리의 회전작동에 의해 상기 콘트롤밸브의 유로가 제어되어 파워실린더에서 조향 방향에 따른 배력작용이 일어나도록 되어 있다.

한편, 차량이 주행하게 되면 스티어링휠에는 시미(shimmy)나 쉐이크(shake)등의 진동이 발생하여 운전자의 스티어링휠 조작을 불편하게 하고, 불안감을 가중시키게 되며, 이는 차내 정숙성 및 승차감과 더불어 운전자가 차량의 품질을 판단하게 되는 큰 요인이 되므로 상품성에 지대한 영향을 미치게 된다.

따라서, 종래에는 스티어링휠이나 스티어링컬럼 등의 부위에 다이내믹 댐퍼, 자력댐퍼, 유체댐퍼 등을 설치하여 스티어링휠의 진동을 직접적으로 억제하는 방법을 사용하여 왔다.

그런데, 상기와 같은 진동은 차량에 탑재된 엔진 진동과 차체 및 스티어링계가 공진을 일으켜 발생하기도 하지만, 주행중 노면으로부터 차륜으로 전달된 진동이 스티어링계를 타고 역으로 스티어링휠에 전달되어 진동이 발생하기도 한다.

이와 같이, 차륜 쪽으로부터 전달되는 진동은 주로 서스펜션 시스템의 성능을 개선함으로써 극복하고자 하는 시도는 많으나, 직접 스티어링계를 타고 역전달되는 진동을 차단 또는 감쇠하는 기술은 매우 드문 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 이유에 의해 발명된 것으로, 차륜으로부터 스티어링휠 쪽으로 역으로 입력되는 진동을 감쇠시켜 스티어링휠에 발생하는 진동을 방지하는 자동차의 스티어링휠 진동방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스티어링휠 진동방지장치의 설치 상태도,

도 2는 본 발명에 따른 스티어링휠 진동방지장치의 작동 개념도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 파워실린더, 2 : 좌측챔버,

3 : 우측챔버, 4,4' : 피드튜브,

5 : 제 1솔레노이드밸브, 6 : 제 2솔레노이드밸브,

7 : 튜브, 8 : 제 3솔레노이드밸브,

9 : 피니언어셈블리, 10 : 토크센서,

11 : 랙, 11a : 피스톤,

12 : 랙위치센서, 13 : 전자제어유니트,

C : 콘트롤밸브, G : 기어박스.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파워실린더의 좌측챔버와 우측챔버의 피드튜브 연결부에 각각 설치된 제 1솔레노이드밸브와 제 2솔레노이드밸브, 상기 좌측챔버와 우측챔버를 연결하는 튜브, 이 튜브에 설치되는 제 3솔레노이드밸브, 피니언어셈블리의 회전을 검출하는 토크센서, 랙의 이동을 검출하는 랙위치센서 및, 이 센서들 중 상기 토크센서의 검출이 선입력될 경우에는 상기 제 1,2솔레노이드밸브는 개방하고 상기 제 3솔레노이드밸브는 차단하며 상기 랙위치센서의 검출이 선입력될 경우에는 상기 제 1,2솔레노이드밸브는 차단하고 상기 제 2솔레노이드밸브는 개방하는 전자제어유니트를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 랙 & 피니언 타입의 스티어링 시스템에 적용되는 파워스티어링 시스템에 부가 설치되는 것이다.

도시된 바와 같이, 파워실린더(1)는 피니언어셈블리(9)를 통해 스티어링휠조작력이 입력되고 유로를 제어하는 콘트롤밸브(C)가 함께 설치된 기어박스(G)에 연결설치되어 있다.

즉, 기어박스 하우징이라 불리우는 도시된 관형 물품의 일측부에 랙(11)에 형성된 피스톤(11a)에 의해 상호 격리되는 2개의 유압공간 즉, 좌측챔버(2)와 우측챔버(3)가 형성됨으로써 이루어진다.

상기 좌측챔버(2)와 우측챔버(3)는 각각의 피드튜브(4,4')를 매개로 상기 콘트롤밸브(C)에 연결되어 오일을 공급받거나 회수될 수 있도록 되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 구조에 있어서, 상기 피드튜브(4,4')와 좌/우측챔버(2,3)의 연결부에 각각 제 1솔레노이드밸브(5)와 제 2솔레노이드밸브(6)가 설치되고, 상기 좌/우측챔버(2,3)가 별도의 튜브(7)에 의해 상호 연결되며, 이 튜브(7)의 중간에 제 3솔레노이드밸브(8)가 설치되는 구조를 포함한다.

또한, 상기 콘트롤밸브(C)의 하우징에는 피니언어셈블리(9)의 회전을 감지하기 위해 토크센서(10)가 설치되고, 상기 랙(11)이 관통하는 위치의 기어박스 하우징에는 랙(11)의 이동을 감지하는 랙위치센서(12)가 설치되며, 이들 토크센서(10)와 랙위치센서(12)는 전자제어유니트(13)에 연결된다.

상기 전자제어유니트(13)는 상기 센서들 중 토크센서(10)로부터의 감지신호가 선입력되면 상기 제 1,2솔레노이드밸브(5,6)를 개방하고 제 3솔레노이드밸브(8)는 차단하며, 반대로 랙위치센서(12)로부터의 감지신호가 선입력되면 상기 제 1,2솔레노이드밸브(5,6)는 차단하고 제 3솔레노이드밸브(8)를 개방하는 제어를 수행한다.

정리하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 토크센서(10)와 랙위치센서(12)로부터 신호를 전달받아 전자제어유니트(13)가 운전자의 조향조작이 있는 때인지 차륜으로부터 역으로 진동이 전달되는 때인지를 판별하고, 파워실린더(1)에 설치된 제 1,2,3솔레노이드밸브(5,6,8)를 작동시켜 파워실린더(1)를 정상적으로 작동시키거나 또는 댐퍼로서 작용하도록 된 것이다.

이제, 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

운전자가 스티어링휠을 조향하는 순간에는 스티어링샤프트의 단부에 장착된 상기 피니언어셈블리(9)에 일정 크기 이상의 토크가 발생하고, 이어 상기 랙(11)이 이동하게 된다.

따라서, 상기 토크센서(10)의 검출값이 선입력되는 경우, 전자제어유니트(13)는 운전자의 조향조작이 있는 것으로 판단하고, 정상적인 파워스티어링 작동을 위하여 상기 제 1솔레노이드밸브(5)와 제 2솔레노이드밸브(6)는 개방하고, 제 3솔레노이드밸브(8)는 차단한다.

이렇게 되면, 상기 튜브(7)가 설치되지 않은 일반적인 파워스티어링 시스템과 동일한 구조를 가지게 되므로, 피드튜브(4,4')를 통해 파워실린더(1)의 좌측챔버(2)와 우측챔버(3)로 정상적인 오일전달과 회수가 이루어지게 되어 조향방향으로 상기 피스톤(11a)을 가압하여 랙(11)을 이동시키는 정상적인 파워스티어링의 배력작용이 이루어진다.

반면, 상기 토크센서(10)보다 랙위치센서(12)의 검출신호가 선입력될 경우,전자제어유니트(13)는 운전자의 조향조작에 의해 랙(11)이 이동한 것이 아니고 차륜쪽으로부터 입력된 진동에 의해 랙(11)이 이동한 것으로 판단하여 상기 제 1,2솔레노이드밸브(5,6)를 차단하고 제 3솔레노이드밸브(8)를 개방하여 튜브(7)를 통해 좌측챔버(2)와 우측챔버(3)가 연결되도록 한다.

이와 같은 상태에서는 충격 또는 진동이 입력되는 방향으로 랙(11)이 이동될 때 피스톤(11a)에 의해 해당 챔버(2,3)내의 오일이 가압되면서 반대편 챔버(2,3)로 빠져나가게 되므로, 파워실린더(1)가 일종의 댐퍼 역할을 하게 되어 충격 및 진동을 흡수할 수 있게 된다.

따라서, 차륜쪽으로부터 전달되는 진동이 크게 감쇠 또는 차단됨으로써 스티어링휠로 전달되지 않게 되어 시미 및 쉐이크 등의 진동이 발생하지 않게 된다.

한편, 상기 제 1,2솔레노이드밸브(5,6)가 개방되어 정상적인 파워스티어링 작용이 일어날 때 고속 주행중이라면 전자제어유니트(13)로 하여금 상기 제 1,2솔레노이드밸브(5,6)들의 개도량을 조절하여 오일이 공급되는 챔버로는 오일이 늦게 공급되도록 하고, 오일이 회수되는 챔버에서는 오일이 늦게 빠져나가도록 하면 랙(11)의 이동에 그만큼 많은 힘이 필요하게 되어 스티어링휠의 조작감이 무거워지게 되는바, 이로 인해 고속 주행시의 직진 안정성을 확보할 수 있게 되고, 운전자도 보다 안정적인 조작감을 느끼게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차륜으로부터 랙을 거쳐 스티어링휠 쪽으로 역전달되는 진동을 차단할 수 있게 됨으로써 주행중 스티어링휠에 발생되는 진동을 크게 저감시켜 운전자의 스티어링휠 조작감이 향상됨으로써 차량의 상품성이 증가되는 효과가 있다.

또한, 전자제어유니트의 제 1,2솔레노이드밸브 개도량 조절을 통해 고속 주행중 스티어링휠에 적절한 무게감을 주어 안정적인 조작감을 확보하고 직진 안전성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 파워실린더(1)의 좌측챔버(2)와 우측챔버(3)의 피드튜브(4,4') 연결부에 각각 설치된 제 1솔레노이드밸브(5)와 제 2솔레노이드밸브(6), 상기 좌측챔버(2)와 우측챔버(3)를 연결하는 튜브(7), 이 튜브(7)에 설치되는 제 3솔레노이드밸브(8), 피니언어셈블리(9)의 회전을 검출하는 토크센서(10), 랙(11)의 이동을 검출하는 랙위치센서(12) 및, 이 센서(10,12)들 중 상기 토크센서(10)의 검출이 선입력될 경우에는 상기 제 1,2솔레노이드밸브(5,6)는 개방하고 상기 제 3솔레노이드밸브(8)는 차단하며 상기 랙위치센서(12)의 검출이 선입력될 경우에는 상기 제 1,2솔레노이드밸브(5,6)는 차단하고 상기 제 3솔레노이드밸브(8)는 개방하는 전자제어유니트(13)를 포함하여 구성되는 자동차의 스티어링휠 진동방지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전자제어유니트(13)가 고속주행시 제 1,2솔레노이드밸브(5,6)의 개도량을 조절하여 파워실린더(1)에 의한 배력작용을 감소시킴으로써 스티어링휠이 적절한 무게감을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링휠 진동방지장치.