KR100737574B1 - 차량 후륜의 토우각 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 토우각 제어를 위해 사용되는 전기 모터로 구성되는 액추에이터 대신 공압에 의해 동작하는 액추에이터를 사용하여 차량의 원가와 중량이 저감되도록 하는 공압에 의한 차량 후륜의 토우각 제어 장치에 관한 것으로서, 차량의 주행 속도와 차량의 조향 정도를 감지하고 감지된 차속과 조향 정도에 맞도록 차량 후륜의 토우각을 제어하는 장치에 있어서, 부압을 공급하는 써지 탱크(10), 상기 써지 탱크(10)에서 공급되는 부압에 의해 동작하는 에어 실린더(30), 상기 에어 실린더(30)의 양단부에 연결되어 에어 실린더(30)에서의 부압의 유입과 유출을 제어하는 3 웨이 밸브(20)로 구성된다.

차량, 후륜, 토우각, 공압

Description

차량 후륜의 토우각 제어 장치{A control apparatus for toe angle of vehicle's rear wheel}

도 1은 종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치의 구성이 도시된 블록도.

도 2a는 본 발명에 의한 공압에 의한 차량 후륜의 토우각 제어 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 도면.

도 2b는 본 발명에서 사용하는 에어 실린더와 어시스트 링크의 연결 상태를 나타내는 도면.

도 3a는 본 발명에 의한 공압에 의한 차량 후륜의 토우각 제어 장치의 일실시예의 동작 상태를 나타내는 도면.

도 3b는 본 발명에서 사용하는 에어 실린더와 어시스트 링크의 동작 상태를 나타내는 도면.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 써지 탱크 20 : 3 웨이 밸브

30 : 에어 실린더

본 발명은 차량 후륜의 토우각 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 차량의 토우각 제어를 위해 사용되는 전기 모터로 구성되는 액추에이터 대신 공압에 의해 동작하는 액추에이터를 사용하여 차량의 원가와 중량이 저감되도록 하는 공압에 의한 차량 후륜의 토우각 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 차체와 휠을 연결하는 장치로서, 상하방향으로는 스프링과 쇽 업소버 등에 의해 지지되고, 기타 방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠사이의 상대 운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행한다.

현가장치가 장착된 전·후 양쪽 차륜은 차량의 주행시 조종성 및 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야만 하므로, 통상적으로 차량의 선회시 언더스티어(Understeer)를 유도하기 위하여 전륜의 경우 선회 외륜(범프되는 쪽)은 토우-아웃(Toe-Out)을 주고 선회 내륜(리바운드되는 쪽)은 토우-인(Toe-In)을 주며, 후륜의 경우 선회 외륜(범프되는 쪽)은 토우-인(Toe-In)을 주고 선회 내륜(리바운드되는 쪽)은 토우-아웃(Toe-Out)을 주어 안정성을 유지하게 된다.

그런데, 이와 같이 토우 각이 변화되면 범프·리바운드시 토우 각의 변화가 커지게 되어 직진 안정성이 나빠지게 되고, 특히 선회 제동시 후륜의 선회하는 외륜은 리바운드가 되면서 토우-아웃쪽으로 움직이기 때문에 갑자기 오버스티어(oversteer)의 경향을 보이게 되고, 이는 차량의 안정성을 저해하게 되므로 차량의 주행 상태 변화에 따라 전·후륜에 적절히 토우-인 및 토우-아웃이 인가되도록 해 언더스티어를 용이하게 유도시켜 직진·제동 안정성은 물론 선회 안정성도 동시에 향상시켜 주어야만 한다.

최근에는 차량의 선회시 토우 아웃(Toe Out)현상으로 인해 조정성이 저하되는 문제점을 해결하기 위해 차량의 선회시 능동적으로 후륜의 토우각을 변화시키는 방식을 통해 최적의 휠 얼라이먼트를 구현시켜 보다 안정된 주행 성능을 확보시킬 수 있는 AGCS시스템(Active Geometry Controlled System)이 개발되어 적용중이다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치의 구성이 도시된 블록도로서, 종래 기술에 따른 차량의 후륜 토우각 제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 주행속도를 감지하는 차속 센서(1)와, 차량의 조향각을 감지하는 조향각 센서(2)와, 차량의 좌/우측 후륜(5)에 각각 연결되어 상기 좌/우측 후륜(5)의 얼라이먼트를 변화시키는 전기 모터로 구성되는 좌/우측 액추에이터(4)와, 상기 차속 센서(1)와 조향각 센서(2)로부터 입력되는 신호에 따라 상기 액추에이터(4)의 작동을 제어하는 전자제어유닛(ECU)(3)을 포함하여 구성되어 있음을 도시하고 있다.

차속 센서(1)와 조향각 센서(2)에 의해 차량의 주행 속도와 조향각이 감지되면 전자제어유닛(3)은 구동신호를 출력하여 좌/우측 액추에이터(4)를 동작시켜 차량의 주행 상황에 맞추어 차량 후륜의 토우각을 제어하게 된다.

상기와 같은 종래의 기술에서 토우각 제어를 위해 설치되는 액추에이터로서는 전기 모터를 사용하기 때문에 차량 제작 원가와 차량 중량이 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 차량의 토우각 제어를 위해 사용되는 전기 모터로 구성되는 액추에이터 대신 공압에 의해 동작하는 액추에이터를 사용하여 차량의 원가와 중량이 저감되도록 하는 공압에 의한 차량 후륜의 토우각 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 2a는 본 발명에 의한 공압에 의한 차량 후륜의 토우각 제어 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2b는 본 발명에서 사용하는 에어 실린더와 어시스트 링크의 연결 상태를 나타내는 도면으로서, 차량의 주행 속도와 차량의 조향 정도를 감지하고 감지된 차속과 조향 정도에 맞도록 차량 후륜의 토우각을 제어하는 장치에 있어서, 부압을 공급하는 써지 탱크(10), 상기 써지 탱크(10)에서 공급되는 부압에 의해 동작하는 에어 실린더(30), 상기 에어 실린더(30)의 양단부에 연결되어 에어 실린더(30)에서의 부압의 유입과 유출을 제어하는 3 웨이 밸브(20)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.

상기 에어 실린더(30)의 피스톤 로드(40)의 단부는 어시스트 링크(50)와 연결되는 것이 바람직하다.

상기 3 웨이 밸브(20)는 ECU(3)의 출력 신호에 의해 동작되도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

차량에 설치되어 있는 차속 센서(1)와 조향각 센서(2)는 각각 차량의 주행 속도와 차량의 조향각을 감지한 후 해당하는 신호를 출력하고, 차속 센서(1)와 조향각 센서(2)에서 출력되는 신호가 ECU(3)로 입력되는 것은 종래의 토우각 제어 장치와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

차량의 주행 속도와 선회 방향에 맞도록 토우각을 제어하기 위해 ECU(3)는 입력되는 차속 신호와 조향각 신호를 이용하여 필요로 하는 토우각을 환산하고 환산된 토우각에 해당하는 제어 신호를 출력하여 3 웨이 밸브(20)의 동작을 제어하도록 한다.

3 웨이 밸브(20)는 차량 엔진의 써지 탱크(surge tank)(10)와 에어 실린더(30)의 중간부에 위치되어 있어, 써지 탱크(10)에서 공급되는 부압이 에어 실린더(30)의 선단 또는 후단으로 공급되도록 하여 에어 실린더(30)의 전체 길이가 연장되거나 축소되도록 한다.

에어 실린더(30)를 구성하고 있는 피스톤 로드(40)의 단부는 차량 후륜의 어시스트 링크(50)와 연결되어 있어, 에어 실린더(30)의 신축 동작에 따라 어시스트 링크(50)를 당기거나 밀어 차량 후륜의 토우각이 변화되도록 한다.

즉, 다음과 같이 차량 후륜의 토우각이 변화된다.

차량이 직선 주행하는 경우에는 차량의 조향 정도는 변화되지 않기 때문에 차량의 주행 속도와 관계없이 ECU(3)는 별도의 제어 신호를 출력하지 않으므로, 써지 탱크(10)와 에어 실린더(30)를 연결하는 공압 라인 상에 위치되어 있는 3 웨이 밸브(20)는 에어 실린더(30)의 좌측단으로 부압이 공급되도록 한 후, 에어 실린더(30)의 우측단은 개방되도록 하여 부압을 외부로 배출시켜, 에어 실린더(30)와 어 시스트 링크(50)는 도 2a와 도 2b에 도시되어 있는 바와 같은 상태가 되도록 한다.

차량이 직선 주행하는 도중 주행 방향을 변경하기 위해 차량의 스티어링 휠(미도시)을 조작하면 조향각 센서(2)는 이를 감지하여 해당하는 신호를 출력하게 되고, 이때 출력되는 신호는 ECU(3)로 입력된다.

ECU(3)는 차량의 선회에 따라 차량의 선회에 적절한 토우각을 얻을 수 있도록 하기 위해 3 웨이 밸브(20)를 다음과 같이 제어하도록 한다.

ECU(3)는 3 웨이 밸브(20)의 동작을 위해 제어 신호를 출력하도록 한다.

3웨이 밸브(20)는 써지 탱크(10)에서 공급되는 공기를 에어 실린더(30)의 우측단으로 공급되도록 하고, 에어 실린더(30)의 좌측단을 개방하여 부압을 외부로 배출시키도록 한다. 이에 따라 피스톤 로드(40)가 에어 실린더(30)에서 돌출되어 에어 실린더(30)의 전체 길이는 신장되므로, 에어 실린더(30)와 에어 실린더(30)의 피스톤 로드(40)에 연결되어 있는 어시스트 링크(50)는 도 3a와 도 3b에 도시되어 있는 바와 같은 상태가 되어, 차량 후륜의 토우각이 증가된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 토우각 제어를 위해 사용되는 전 기 모터로 구성되는 액추에이터 대신 공압에 의해 동작하는 액추에이터를 사용하여 차량의 원가와 중량이 저감되도록 하는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 차량의 주행 속도와 차량의 조향 정도를 감지하고 감지된 차속과 조향 정도에 맞도록 차량 후륜의 토우각을 제어하는 장치에 있어서, 부압을 공급하는 써지 탱크(10), 상기 써지 탱크(10)에서 공급되는 부압에 의해 동작하는 에어 실린더(30), 상기 에어 실린더(30)의 양단부에 연결되어 에어 실린더(30)에서의 부압의 유입과 유출을 제어하는 3 웨이 밸브(20)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공압에 의한 차량 후륜의 토우각 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 3 웨이 밸브(20)는 ECU(3)의 출력 신호에 의해 동작되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공압에 의한 차량 후륜의 토우각 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 에어 실린더(30)의 피스톤 로드(40)의 단부는 어시스트 링크(50)와 연결되는 것을 특징으로 하는 공압에 의한 차량 후륜의 토우각 제어 장치.

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