KR20060066477A - 스티어링 휠의 시미 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 스티어링 휠 시미 즉, 스티어링 휠 회전 방향으로의 진동을 저감시키는 기술에 관한 것이다.

이 같은 본 발명은, 스티어링 휠내에 공간을 형성한 후 그 공간에 원주방향으로 움직이는 동질량 및 그 동질량을 좌우에서 지지하도록 앰프와 연결되는 한 쌍의 압전소자를 형성하고, 상기 앰프는 차속센서 및 가속도센서와 연결된 전자제어유닛과 연결 구성함으로써, 큰 조향 보조력이 필요한 저속 주행 및 주차와 같은 저속영역에서는 랙 바의 이동에 저항력이 발생되지 않도록 하면서 스티어링 휠의 복원력 저하를 방지하고, 고속영역에서는 저항력을 발생시켜 바퀴로부터 역입력되는 진동을 감소시켜 스티어링 휠의 조작 편의성은 물론, 조향 안정성을 제공하고, 아울러 안전 운행에도 도움을 줄 수 있도록 하는 스티어링 휠의 시미 저감장치를 제공한다.

동질량부, 압전소자, 진동, 스티어링 휠, 전자제어유닛, 앰프

Description

스티어링 휠의 시미 저감장치{Shimmy reduction device of a steering wheel}

도 1은 종래 조향장치의 구조를 보인 사시도.

도 2는 종래 조향장치의 구조를 보인 정면도.

도 3은 본 발명의 일실시예로 저속영역 또는 시미가 발생되지 않을 경우 동질량이 고정된 상태의 스티어링 휠 구조도.

도 4는 본 발명의 일실시예로 고속영역 또는 시미가 발생될 경우 동질량 진동상태의 스티어링 휠 구조도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11; 차속센서 12; 가속도센서

13; 스티어링 휠 21; 동질량부

22,22'; 압전소자 23; 앰프

24; 전자제어유닛

본 발명은 자동차의 스티어링 휠 시미(shimmy) 즉, 스티어링 휠 회전 방향으로의 진동을 저감시키는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 큰 조향 보조력이 필요한 저속 주행 및 주차와 같은 저속영역에서는 랙 바의 이동에 저항력이 발생되지 않도록 하면서 스티어링 휠의 복원력 저하를 방지하고, 고속영역에서는 저항력을 발생시켜 바퀴로부터 역입력되는 진동을 감소시킬 수 있도록 하는 스티어링 휠의 시미 저감장치에 관한 것이다.

도 1에서와 같이, 자동차의 주행중에는 노면 조건 이외에도 차체의 구조는 물론, 마운팅계의 구조 및 바퀴 자체의 불균일 등으로 인하여 바퀴에 회전 방향(A) 및 반경 방향(B)으로 다양한 진동이 발생하며, 이러한 바퀴의 진동은 도 2에서와 같이 스티어링 계를 이루는 타이로드(1)와 랙 바(도면에는 도시하지 않음), 이에 연결된 컬럼 샤프트(2)를 통하여 스티어링 휠(3)로 전달되는 바, 이는 운전자에게 불쾌감을 유발시킬 뿐만 아니라 피로가 누적되어 스티어링 계의 내구성에도 악영향을 미치게 된다.

특히, 도 1에서와 같이 고속주행 중 발생하는 스티어링 휠(3)의 시미 현상은 조향 안정성을 저해하고, 이로인해 운전자에게 불안감을 가중시켜 안전 운행에도 지장을 주고 있다.

따라서, 종래에는 상기 시미 현상을 감쇠시키고자 스티어링 계를 구성하는 기구적 부품들의 작동 마찰력을 증대시키거나 스티어링 휠(3)에 직접 다이내믹 댐퍼 등을 장착하여 고유 진동수를 변화시키는 방법을 사용하여 왔다.

그러나, 상기의 다이내믹 댐퍼를 장착하는 방법은 시미 현상을 제대로 저하 시키지 못하였는 바, 이에 최근에는 유압 라인상에 유체의 통과 유량을 감소시키는 내장형 댐퍼를 설치하거나, 또는 파워 실린더와 랙 바의 사이에 외장형 댐퍼를 설치하여 직접 기계적으로 랙 바의 진동을 감쇠시키는 방법을 사용하였다.

그러나, 상기의 장치들은 바퀴로부터 스티어링 휠(3)로 역입력되는 진동의 전달을 감쇠 및 차단하여 시미를 저감시키는 것은 가능하나, 모든 속도 영역에서 항상 댐핑작용이 이루어지기 때문에 파워 실린더에 의한 조향 보조력이 감소하여 조향 조작이 어려워지고, 특히 저속영역에서 스티어링 휠(3)의 복원력을 감소시키면서 스티어링 휠(3)의 조작에 힘이 많이 필요하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명은, 스티어링 휠내에 공간을 형성한 후 그 공간에 원주방향으로 움직이는 동질량(Moving Mass) 및 그 동질량을 좌우에서 지지하도록 앰프와 연결되는 한 쌍의 압전소자를 형성하고, 상기 앰프는 차속센서 및 가속도센서와 연결된 전자제어유닛(ECU)과 연결 구성함으로써, 큰 조향 보조력이 필요한 저속 주행 및 주차와 같은 저속영역에서는 랙 바의 이동에 저항력이 발생되지 않도록 하면서 스티어링 휠의 복원력 저하를 방지하고, 고속영역에서는 저항력을 발생시켜 바퀴로부터 역입력되는 진동을 감소시켜 스티어링 휠의 조작 편의성은 물론, 조향 안정성을 제공하고, 아울러 안전 운행에도 도움을 줄 수 있도록 하는 스티어링 휠의 시미 저감장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예로 저속영역 또는 시미가 발생되지 않을 경우 동질량이 고정된 상태의 스티어링 휠 구조도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예로 고속영역 또는 시미가 발생될 경우 동질량 진동상태의 스티어링 휠 구조도 이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 차속센서(11)와 가속도센서(12)는 물론 스티어링 휠(13)이 적용된 자동차에 있어서,

상기 스티어링 휠(10)에는 공간(P)을 형성하되,

상기 공간(P)에는 원주방향으로 움직이는 동질량부(Moving Mass)(21) 및, 상기 동질량부(21)를 좌우에서 지지하는 한 쌍의 압전소자(22)(22')를 형성하고,

상기 한 쌍의 압전소자(22)(22')에는 앰프(23)를 연결하며,

상기 앰프(23)에는 차속센서(11)와 가속도센서(12)에 의해 진동이 감지될 때 앰프(23)를 통해 압전소자(22)(22')로 제어전압을 인가하여 동질량부(21)를 역위상으로 흔들어 스티어링 휠(13)의 시미현상을 방지시키는 전자제어유닛(24)을 연결 구성함을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3에서와 같이 자동차의 저속영역 주행으로 시미현상이 발생하지 않을 경우, 즉 차속센서(11)와 가속도센서(12)로부터 진동이 감지되지 않을 경우, 상기 차속센서(11) 및 가속도센서(12)와 연결된 전자제어유닛(24)은 제어전압을 발생 시키지 않게 된다.

그러면, 상기 전자제어유닛(24)와 연결된 앰프(23)를 통해 스티어링 휠(13)내의 공간부(P)에 형성된 한 쌍의 압전소자(22)(22')로는 전혀 제어전압이 인가되지 않는 바, 상기 한 쌍의 압전소자(22)(22') 사이에 형성된 동질량부(22)는 움직이지 않게 된다.

이에따라, 상기 스티어링 휠(13)의 움직임에는 아무런 영향이 없게 되고, 랙 바의 이동에 저항력이 발생되지 않게 되면서 스티어링 휠(13)의 복원력이 감소되지 않게 되고, 이는 곧 스티어링 휠(13)의 조향작용이 원활하게 이루어질 수 있는 것이다.

한편, 도 4에서와 같이, 자동차가 고속영역에서 주행하여 시미현상이 초래될 경우, 차속센서(11) 및 가속도센서(12)에서는 상기의 시미현상 즉, 진동을 감지하게 된다.

이때, 상기 차속센서(11) 및 가속도센서(12)로부터 감지된 진동은 전자제어유닛(24)으로 전달되는 바,

상기 전자제어유닛(24)은 스티어링 휠(13)의 원주방향과 역위상을 가지는 제어전압을 앰프(23)를 통해 스티어링 휠(13)내의 공간부(P)에 형성된 한 쌍의 압전소자(22)(22')로 전달함으로써, 상기 한 쌍의 압전소자(22)(22')는 서로 반대방향으로 움직이게 된다.

즉, 도 4에서와 같이 앰프(23)를 통해 제어전압이 한 쌍의 압전소자(22)(22')로 인가될 경우, 상기 스티어링 휠(13)내의 공간부(P)에서 오른쪽에 위치 하는 압전소자(22)는 인장되고, 왼쪽에 위치하는 압전소자(22')는 수축하게 된다.

그러면, 상기 한 쌍으로 이루어진 압전소자(22)(22')의 인장과 수축으로부터 동질량부(21)는 시미현상과 반대방향 즉 역위상으로 흔들리면서 스티어링 휠(13)에 대한 저항력을 발생시키게 되고, 이에따라 스티어링 휠(13)에는 바퀴로부터 역입력되는 진동은 방지될 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 스티어링 휠내에 공간을 형성한 후 그 공간에 원주방향으로 움직이는 동질량 및 그 동질량을 좌우에서 지지하도록 앰프와 연결되는 한 쌍의 압전소자를 형성하고, 상기 앰프는 차속센서 및 가속도센서와 연결된 전자제어유닛과 연결 구성함으로써, 큰 조향 보조력이 필요한 저속 주행 및 주차와 같은 저속영역에서는 랙 바의 이동에 저항력이 발생되지 않도록 하면서 스티어링 휠의 복원력 저하를 방지하고, 고속영역에서는 저항력을 발생시켜 바퀴로부터 역입력되는 진동을 감소시켜 스티어링 휠의 조작 편의성은 물론, 조향 안정성을 제공하고, 아울러 안전 운행에도 도움을 주는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 차속센서와 가속도센서는 물론 스티어링 휠이 적용된 자동차에 있어서,

   상기 스티어링 휠에는 공간을 형성하되,

   상기 공간에는 원주방향으로 움직이는 동질량부 및, 상기 동질량부를 좌우에서 지지하는 한 쌍의 압전소자를 형성하고,

   상기 한 쌍의 압전소자에는 앰프를 연결하며,

   상기 앰프에는 차속센서와 가속도센서에 의해 진동이 감지될 때 앰프를 통해 압전소자로 제어전압을 인가하여 동질량부를 역위상으로 흔들어 스티어링 휠의 시미현상을 방지시키는 전자제어유닛을 연결 구성함을 특징으로 하는 스티어링 휠의 시미 저감장치.

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