일반기술

리프터를 이용한 조향장치 시뮬레이터

조향장치 시뮬레이터는 조타력에 대한 조향장치의 응답성과 조향휠의 셀프얼라이닝 토크 등의 조향특성을 측정하여 주행시 최적의 성능을 발휘할 수 있는 조향장치를 설계하고, 이를 제어할 수 있는 제어기 개발에 이용되는 장비이다. 조향장치 시뮬레이터는 기계식 및 전기식, 하이브리드 방식 등 다양한 사양으로 개발되고 그 비용도 저렴한 것에서부터 매우 고가까지 다양하게 개발되어 있으나 학교 등에서 저비용으로 제작한 시뮬레이터는 매우 단순하여 그 조향력의 특성이 제대로 발휘되지 못하는 경우가 많았다. 즉 일반적으로 감속기어에 연결된 축력계를 조향장치의 타이로드 부분에 스프링으로 스프링으로 연결하고, 축력계를 통해 전달되는 조타력을 감속기어를 거쳐 조타력계로 전달시켜 측정하는 구조로 되어 있으므로 지면과의 마찰력이 작용하는 타이어 부분에 대한 고려가 없고 주행시 셀프 얼라이닝 토크에 대해서만 측정 가능한 단점이 있다. 따라서 주행상태에 따른 현가장치의 기하학적인 형상과 타이어의 특성에 따른 미묘한 조타감의 차이 또는 조타력의 크기를 실측하는 것이 불가능할 뿐만 아니라 차량에 따라 전륜하중이 다른 경우에도 동일한 조건으로 설정되어 실제 주행상태와 유사한 환경을 구현하기 어려운 문제점이 있었다. 본 기술은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로 주행시 현가장치의 형상변화, 전륜의 하중변화, 정지상태 및 주행상태에서의 셀프얼라이닉 토크변화 등 다양한 조건변화에 따른 정밀한 제어를 가능하게 함으로서 정지 및 주행시 조향특성을 실제 주행상황과 유사하게 재현할 수 있는 조향장치 시뮬레이터를 제공한다.본 기술은 조향상태에 따른 조향특성을 재현하기 위한 시뮬레이터로서 크게 바닥면에 고정되는 하단, 조향장치를 지지하는 중단, 조향장치의 완충장치를 지지하는 상단이 수직의 연결바에 일정한 간격으로 고정설치된 프레임, 프레임의 하단과 중단 사이에서 상하로 이동하면서 조향장치의 타이어에 접하여 단계적으로 하중을 가지는 리프터, 리프터와 타이어 사이에 위치되어 조향상태에 따른 셀프 얼라이닝 토크를 실차 주행시와 유사하게 단계적으로 조절할 수 있는 조절장치로 구성된다. 본 시뮬레이터에서는 차량의 기하학적인 특성을 그대로 재현하기 위하여 스티어링 휠, 스티어링 칼럼, 컬럼 샤프트, 유니버셜 조인트, 타이로드, 스태빌라이저, 현가장치, 쇽업서버, 역A암, 차륜, 타이어를 그대로 사용하고 있다. 그리고 리프터는 정비업소 등에 설치되어 있는 타이어 지지형 리프터를 사용하며 프레임의 하단과 중단 사이에 설치되어 상하로 이동하면서 타이어에 하중을 가하게 되며 하중은 다단계로 조절할 수 있다. 정지상태에서의 조향특성 측정에는 리프트를 들어올려 리프트와 타이어와의 접촉면에 마찰력을 발생시키고 그 크기를 단계적으로 조절함으로서 전륜하중변화를 적절히 재현할 수 있게 幷 또한 조향상태의 재현은 리프트 상부(타이어와 바닥면 사이)에 조절수단을 설치하여 셀프얼라이닝 토크를 재현한다