굴절 버스를 위한 안티-잭나이프 스티어링 시스템{ANTI-FOLDING STEERING SYSTEM FOR ARTICULATED BUS}
본 발명은 유압 굴절 조인트 및 제어 방법을 사용함으로써 미끄러운 도로상의 굴절 버스의 주행 성능을 높이기 위한 안티 잭나이프 스티어링 시스템에 관한 것으로, 특히 의도하는 경로를 따라 전방 프레임을 유지하고 적절한 범위의 조인트 각도를 유지하는 힘을 제공하기 위한 안티 잭나이프 스티어링 시스템에 관한 것이다. 상기 안티 잭나이프 스티어링 시스템은 굴절 조인트를 가진 대중 수송 차량에 적절하게 사용된다.
일반적으로, 사륜 차량은 미끄러운 도로에서 주행하는 것이 불가피하기 때문에 미끄러운 도로에 적합한 트랙션 제어 시스템이 장착되어 있다. 굴절 버스는 도시에서 가장 중요한 교통의 하나이다. 그러나, 굴절 버스는 트랙션 제어 시스템과 협력하기 위한 고감도 및 반응성 굴절 조인트가 부족하다. 결과적으로, 도로가 비나 눈의 영향을 받고 안전 우려를 가지는 경우 많은 버스 회사는 굴절 버스 서비스를 제공하기를 꺼려한다.
눈 덮인 도로에서 상업적으로 이용 가능한 굴절 버스의 주행 성능이 매우 좋지 못하다. 그러나 눈이 잦은 계절에는 대중 교통이 더 중요하다. 따라서, 트랙션 제어 시스템과 협력하고 눈이나 비로 인한 미끄러운 도로에서 오버스티어링 상태 또는 잭 나이프 상태를 피하는 진보된 굴절 조인트를 제공하는 것이 중요하다. 종래, 굴절 버스의 굴절 조인트는 원하는 트랙을 따라 트레일러 프레임을 안정화시키기 위해 수동 댐핑 장치를 사용한다. 그러나, 바퀴의 마찰력이 갑자기 손실되는 경우, 상기 굴절 조인트는 마찰 손실에 즉시 응답 할 수 없거나 관성력의 균형을 이룰 수 없다. 따라서, 종래의 굴절 버스는 미끄러운 도로상에서 주행할 때, 잭 나이프 상태 또는 사고가 발생한다.
본 발명의 목적은, 잭 나이프 이벤트의 발생을 방지하기 위한 안티 잭나이프 스티어링 시스템을 제공하는 것이다. 계산된 힘은 굴절 조인트에서 트레일러 프레임 및 전방 프레임으로 인가된다. 또한, 전방 휠 내부의 스티어링 휠을 제동하여 도로와의 마찰이 증가된다. 따라서, 굴절 버스는 유지 경로 범위를 따라 미끄러운 도로상에서(예를들어, 눈이나 결빙 상태에서) 주행할 수 있다. 본 발명의 또 다른 목적은. 안티-잭나이프 스티어링 시스템을 제공하는 것이다. 스티어링 휠의 각도에 따라, 굴절 조인트의 각도가 계산된 범위 내에 놓이도록 제어된다. 또한, 굴절 조인트의 각운동량이 굴절 버스의 속도에 따라 제어된다. 결과적으로, 미끄러운 도로에서 오버 스티어링 이벤트 또는 잭 나이프 이벤트를 유발할 가능성이 최소화된다. 본 발명의 한 측면에 따라, 굴절 버스의 안티-잭나이프 스티어링 시스템이 제공된다. 안티-잭나이프 스티어링 시스템은 조인트 베이스, 유압 턴테이블, 유압 펌프, 휠 브레이크 장치, 두 개의 가속도계 및 제어 유닛을 포함한다. 조인트 베이스는 굴절 버스의 전방 프레임에 설치된다. 유압 턴테이블은 제어 비틀림 힘에 응답하여 비틀린 버스의 전방 프레임과 트레일러 프레임 사이의 조인트 각도를 조절하기 위해 조인트베이스에 설치된다. 유압 펌프는 유압 턴테이블과 결합하는 작은 기어를 구동하기 위해 사용된다. 휠 브레이크 장치는 굴절 버스의 전방 휠 세트에 연결된다. 두 개의 가속도계는 트레일러 프레임의 가속 메시지와 전방 프레임의 가속 메시지를 각각 검출하기 위해 비틀린 버스의 트레일러 프레임과 전방 프레임에 설치된다. 제어 유닛은 유압 턴테이블의 목표 조인트 각도가 스티어링 휠의 탐지된 위치와 일치하는지 여부를 판단하고 전방 프레임의 탐지된 가속 메시지와 트레일러 프레임의 탐지된 가속 메시지를 비교하여 이에따라 잭 나이프 이벤트가 발생하는지 여부를 판정한다. 잭 나이프 이벤트가 발생하면, 제어 유닛은 유압 턴테이블의 댐핑력을 증가시키고 트레일러 프레임이 안정화되도록 목표 조인트 각도로 유압 턴테이블의 조인트 각도를 조절한다. 한 실시 예에서, 굴절 버스의 속도는 비 조향 고정 축상의 휠 속도에 따라 판정된다. 한 실시예에서, 안티-잭 나이프 스티어링 시스템이 활성화되는 동안, 굴절 버스의 속도는 속도 제한 수단에 따라 제한된다. 본 발명의 다른 측면에 따라, 굴절 버스를 위한 안티-잭나이프 스티어링 시스템이 제공된다. 안티-잭나이프 스티어링 시스템은 조인트 베이스, 유압 턴테이블, 유압 펌프, 두 개의 가속도계 및 제어 유닛을 포함한다. 조인트 베이스는 굴절 버스의 전방 프레임에 설치된다. 유압 턴테이블은 제어 비틀림 힘에 반응하여 비틀린 버스의 전방 프레임과 트레일러 프레임 사이의 조인트 각도를 조절하기 위한 조인트 베이스에 설치된다. 유압 펌프는 유압 턴테이블과 결합하는 작은 기어를 구동하기 위해 사용된다. 두 개의 가속도계는 트레일러 프레임의 가속 메시지와 전방 프레임의 가속 메시지를 각각 검출하기 위해 비틀린 버스의 트레일러 프레임과 전방 프레임에 설치된다. 제어 유닛은 유압 턴테이블의 목표 조인트 각도가 스티어링 휠의 탐지된 위치와 일치하는지 여부를 판단하고 전방 프레임의 탐지된 가속 메시지와 트레일러 프레임의 탐지된 가속 메시지를 비교하여 이에따라 잭 나이프 이벤트가 발생하는지 여부를 판정한다. 잭 나이프 이벤트가 발생하면, 제어 유닛은 유압 턴테이블의 댐핑력을 증가시키고 트레일러 프레임이 안정화되도록 목표 조인트 각도로 유압 턴테이블의 조인트 각도를 조절한다.
한 실시 예에서, 굴절 버스의 속도는 비 조향 고정 축에 고정된 휠의 속도에 따라 판정된다. 한 실시예에서, 안티-잭 나이프 스티어링 시스템이 활성화되는 동안, 굴절 버스의 속도는 속도 제한 수단에 따라 제한된다. 상술한 본 발명의 내용은 하기의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조한 후 당업자에게 즉시 명백해질 것이다:
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 굴절 버스를 위한 안티-잭나이프 스티어링 시스템을 도시하는 개략적인 사시도;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 굴절 버스를 위한 안티-잭나이프 스티어링 시스템을 도시하는 개략적인 분해 조립도; 및
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안티-잭나이프 스티어링 시스템의 구조를 도시한다.
본 발명의 개념에 따르면, 안티-잭나이프 스티어링 시스템은 겨울 또는 장마철에 미끄러운 도로상에서 굴절 버스의 주행 성능을 증가시키기 위해 제공된다. 굴절 버스는 전방 프레임과 트레일러 프레임을 포함한다. 또한, 스티어링 전방 휠 세트, 중간 휠 세트 및 후방 휠 세트는 전방 프레임과 트레일러 프레임에 설치된다. 일반적으로, 전력 시스템의 구동 샤프트는 굴절버스를 구동하기 위해 굴절버스의 후방 휠에 연결된다. 또한, 굴절 조인트는 회전 반경을 감소시키기 위해 사용된다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 굴절 버스를 위한 안티-잭나이프 스티어링 시스템의 구성 요소를 나타낸다. 유압 굴절 조인트는 공동 베이스(103), 서스펜션 암(104) 및 유압 턴테이블(105)을 포함한다. 조인트베이스(103)는 전방 프레임(101)에 설치된다. 서스펜션 암(104)은 트레일러 프레임(102)에 설치된다. 유압 턴테이블(105)은 샤프트를 통해 서스펜션 암(104)와 연결된다. 결과적으로, 유압 턴테이블(105)은 수직 방향 회전이 허용된다. 또한, 유압 턴테이블(105)은 링 기어(202), 작은 기어(201) 및 베어링(203)을 포함한다. 안티 잭나이프 스티어링 시스템은 미끄러운 도로상의 주행시 조향 능력을 증가시키기 위해 두 개의 전방 휠 브레이크 장치를 더 포함한다. 안티-잭나이프 스티어링 시스템은 제어 장치와 유압 루프를 더 포함한다. 또한, 서보 모터(108)는 제 1 유압 튜브(110) 및 제 2 유압 튜브(111) 내의 오일을 가압하도록 주 유압 펌프(1078)를 구동하는데 사용된다. 제 1 유압 튜브(110) 및 제 2 유압 튜브(111) 내의 가압된 오일은 작은 기어(201)에 제어 비틀림 힘을 제공하기 위해 유압 모터(106)을 구동한다. 제어 비틀림 힘의 시계 또는 반시계 방향은 서보 모터(108)의 방향에 따라 결정된다. 상기 제어 비틀림 힘은 작은 기어(203)으로부터 링 기어(202)로 전달된다. 결과적으로, 유압 턴테이블이 회전하고 유압 턴테이블의 조인트 각도는 제어 유닛부에서 오는 명령에 따라 조절된다. 유압 루프는 압력 조절 밸브(109)를 더 포함한다. 압력 조절 밸브(109)는 유압 루프의 최대 유압을 조절하는 제어 수단이다. 압력 조절 밸브(109)는 유압 굴절 조인트의 댐핑력의 크기를 제어하기 위해 사용된다. 결과적으로, 조절된 오일은 유압 루프에서의 유동 저항을 생성하기 위해 유압 조절 밸브(109)를 통해 흐르게한다. 특히, 제어된 항력은 유압 턴테이블(105)의 회전 동작의 균형을 생성한다. 안티-잭 나이프 스티어링 장치가 동작하는 동안, 제어 유닛은 스티어링 휠의 위치 정보를 판독하고, 서보 모터(108)에 명령을 내린다. 또한, 스티어링 휠의 위치 정보에 대응하는 목표 굴절 각도에 따라, 제어 유닛은 제어된 속도에서 목표 조인트 각도로 유압 턴테이블을 점차적으로 조절한다. 굴절 버스가 미끄러운 도로에서 주행하는 동안, 안티-잭나이프 스티어링 시스템의 제어 유닛은 굴절 각도를 연속적으로 모니터한다. 유압 굴절 조인트의 회전 방향이 소정의 시간 내에 스티어링 휠의 위치에 해당하는 미리 설정된 방향에 반대되는 경우, 제어 유닛은 유압을 증가시키기 위해 서보 모터에 지시한다. 결과적으로, 댐핑 힘은 트레일러 프레임 안정화 정도를 증가시킨다. 그후, 제어 유닛은 스티어링 휠의 위치에 해당하는 목표 조인트 각도로 유압 굴절 조인트를 회전시키기 위해 조정 작동 지시를 내린다. 굴절 버스가 불리한 기상 조건 하에서 작동되는 동안, 추가적인 마찰이 스티어링 동작을 지원하기 위해 필요하다. 도 3을 참조하시오. 마찰력을 증가시키기 위해, 제어 장치는 전방 휠 내측에 위치된 스티어링 휠을 잠금하는 브레이크 장치에 지시한다. 즉, 상기 제어 유닛은 전방 휠 내에 위치되는 스티어링 휠을 제동하기 위해 안티-록 브레이크 시스템과 통합될 수 있다. 잠재적인 잭나이프 이벤트 또는 잠재적인 오버스티어링 이벤트를 정확하게 예즉하기 위해, 제어 유닛은 가속도 센서를 더 포함한다. 가속도계 중 하나는 전방 프레임에 설치되고, 전방 축에 근접한다. 다른 가속도계는 트레일러 프레임에 설치되고 트레일러 축에 근접한다. 따라서, 제어 유닛은 예기치 않은 측면 가속을 탐지할 수 있고, 미리 트레일러 프레임을 안정화시키기 위해 댐핑력을 증가시기도록 유압 턴테이블에 지시한다. 더욱 바람직하게는, 제어 유닛은 휠 속도 센서를 더 포함한다. 휠 속도 센서는 전면 프레임의 후방 휠에 설치된다. 휠 속도 센서는 굴절버스의 구동 속도를 검출하기 위해 사용된다. 일반적으로, 전방 프레임의 후방 휠의 속도는 후방 구동 속도에 가장 근접한다. 반면, 트레일러 프레임의 축은 연속적으로 도로상에서 미끌어질 수 있거나 전방 축의 속도가 판독될 수 없을 가능성이 있다. 가능한 손상을 피하기 위해, 나쁜 기상 상태가 탐지될 때 다음과 같은 조치가 취해질 수 있다. 예를 들어, 속도 제한 명령이 굴절 버스의 구동 속도를 제한하기 위해 차량용 제어 유닛에 전달된다. 또한, 굴절 버스의 속도는 비 조향 고정축상의 휠의 속도에 따라 결정된다. |
