KR20050025793A - 차량의 가변 토우 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 주행상태를 파악하여 차량의 선회시에 후륜의 선회외륜이 토우인이 되도록 능동적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 언더스티어를 형성하여 차량의 조종안정성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

차량의 가변 토우 시스템{variable toe system of a vehicle}

본 발명은 차량의 토우각(toe angle)을 차량의 운전상태에 따라 변화시킬 수 있는 가변 토우 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 전후 방향으로 배치된 듀얼 컨트롤암링크를 채택한 서스펜션에서 원하는 차륜의 토우각를 조절할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

토우각은 타이어의 마모 및 조종안정성에 영향을 준다. 특히 전륜의 토우각은 차량의 직진 안정성에 큰 영향을 주며, 후륜의 토우각은 언더스티어 또는 오버스티어를 유도하는 주요한 인자로 작용하게 된다.

본 발명은 차량의 선회시에 후륜의 선회외륜이 토우인이 되도록 능동적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 언더스티어를 형성하여 차량의 조종안정성을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 가변 토우 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 가변 토우 시스템은 차륜의 너클과 차체 사이에 차량의 전후방향으로 각각 배치된 두 개의 컨트롤암링크와;

상기 두 컨트롤암링크의 차체측을 각각 차체에 지지하며 신축 가능한 재질로 이루어진 마운팅부시와;

상기 컨트롤암링크의 차체측 단부에 접촉하여 상기 컨트롤암링크를 차륜쪽으로 가압할 수 있도록 설치된 직선작동 액츄에이터와;

차속센서와 횡가속도센서 및 조향각센서의 신호를 받아 상기 직선작동 액츄에이터를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 가변 토우 시스템의 구성을 도시한 것으로서, 차륜의 너클(1)과 차체(3) 사이에 차량의 전후방향으로 두 개의 컨트롤암링크(5)가 각각 배치되어 있어서, 두 컨트롤암링크(5) 중 어느 하나가 차체(3)에 대하여 횡방향으로 이동함에 따라 당해 휠의 토우각이 가변될 수 있는 상태로 되어 있다.

상기 두 컨트롤암링크(5)의 차체측은 신축 가능한 재질로 이루어진 마운팅부시(7)에 의해 각각 차체(3)에 연결되어 있다.

상기 컨트롤암링크(5)의 차체측에는 직선작동 액츄에이터가 설치되어 상기 컨트롤암링크(5)의 차체측 단부에 접촉하여 상기 컨트롤암링크(5)를 차륜쪽으로 가압함에 의해, 당해 컨트롤암링크(5)를 차체측에 고정하고 있는 상기 마운팅부시(7)를 변형시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 직선작동 액츄에이터는 차속센서(9)와 횡가속도센서(11) 및 조향각센서(13)의 신호를 받아 차량의 주행상태를 판단하는 컨트롤러(15)에 의해 제어되도록 되어 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 직선작동 액츄에이터로 압전체(Piezoceramics:16)가 적층되어 전기가 제공되면 전체 길이가 팽창하는 압전액츄에이터(17)로 구성하였는데, 이외에 공압실린더 또는 유압실린더 등이 사용될 수도 있고 모터에 의해 직선 이동하는 래크 등이 사용될 수도 있을 것이다.

상기 압전액츄에이터(17)의 선단에는 컨트롤암링크(5)와 접촉하는 부위에 고무와 같은 완충부재(19)가 설치되어 상기 컨트롤암링크(5)와 작용할 때 충격을 완화할 수 있도록 하였다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

차량의 주행중 상기 컨트롤러(15)는 상기 차속센서(9)와 횡가속도센서(11) 및 조향각센서(13)의 신호를 받아 차량이 고속 급선회를 하는지를 판단한다.

판단결과 차량이 고속 급선회를 시작한 경우에는 상기 컨트롤암링크(5)들 중 차량 후방에 위치한 컨트롤암링크(5) 쪽에 설치된 압전액츄에이터(17)에 전기를 공급한다.

상기 압전액츄에이터(17)는 도 2에 도시된 바와 같이 전기를 공급 받으면 좌측의 상태로부터 우측의 상태로 변화되어 그 전체길이가 길어지면서, 상기 컨트롤암링크(5)의 차체(3)쪽 단부를 밀게 된다.

따라서, 상기 컨트롤암링크(5)는 마운팅부시(7)를 변형시키면서 차륜쪽으로 가압되고, 차륜에는 도 3에 도시된 바와 같이 횡력이 작용하는데, 이때 차량 전방측의 컨트롤암링크(5)는 압전액츄에이터(17)에 의해 가압되지 않으므로 도시된 바와 같이 휠의 토우인이 유도된다.

상기와 같은 선회외측 후륜이 토우인(toe-in)으로 설정되면 차량은 언더스티어가 형성되어 운전자의 급격한 조향 조작에도 비교적 완만한 조향특성을 발휘하게 됨으로써, 조향안정성이 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

차량의 선회가 끝나면, 상기 컨트롤러(15)가 상기 압전액츄에이터(17)에 제공하던 전기를 차단하고, 상기 압전액츄에이터(17)는 다시 도 2의 좌측과 같은 상태로 전체길이가 짧아지면서, 상기 컨트롤암링크(5)를 가압하지 않게 됨으로써, 휠은 보통의 상태로 돌아가게 된다.

물론, 상기한 바와 같이 차량의 전후 방향으로 배치된 두 개의 컨트롤암링크(5)에 압전액츄에이터(17)를 각각 설치한 구성으로는, 차량의 제동시에 타이어의 접지면적을 최대화 하여 제동성능을 향상시키도록 하고, 직진 주행시에 타이어의 편마모를 방지하고 차량의 직진성을 제공하도록 하고, 필요에 따라 차량의 전방에 위치한 압전액츄에이터(17)를 구동하여 토우아웃(toe-out)을 구현하는 등 차량의 주행상태에 따라 상기 컨트롤러(15)가 능동적으로 상기 압전액츄에이터(17)를 제어하도록 함으로써, 차량의 다른 주행 특성들도 개선할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 차량의 주행상태를 파악하여 차량의 선회시에 후륜의 선회외륜이 토우인이 되도록 능동적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 언더스티어를 형성하여 차량의 조종안정성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 가변 토우 시스템을 도시한 구성도,

도 2는 도 1의 압전액츄에이터의 작동을 설명한 도면,

도 3은 선회 외륜의 토우인 발생 작용을 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 너클 3; 차체

5; 컨트롤암링크 7; 마운팅부시

9; 차속센서 11; 횡가속도센서

13; 조향각센서 15; 컨트롤러

17; 압전액츄에이터 19; 완충부재

Claims (3)

1. 차륜의 너클과 차체 사이에 차량의 전후방향으로 각각 배치된 두 개의 컨트롤암링크와;

   상기 두 컨트롤암링크의 차체측을 각각 차체에 지지하며 신축 가능한 재질로 이루어진 마운팅부시와;

   상기 컨트롤암링크의 차체측 단부에 접촉하여 상기 컨트롤암링크를 차륜쪽으로 가압할 수 있도록 설치된 직선작동 액츄에이터와;

   차속센서와 횡가속도센서 및 조향각센서의 신호를 받아 상기 직선작동 액츄에이터를 제어하는 컨트롤러;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 가변 토우 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 직선작동 액츄에이터는 압전체(Piezoceramics)가 적층되어 전기가 제공되면 전체 길이가 팽창하는 압전액츄에이터로 구성된 것

   을 특징으로 하는 차량의 가변 토우 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 압전액츄에이터의 선단에는 컨트롤암링크와 접촉하는 부위에 완충부재가 설치된 것

   을 특징으로 하는 차량의 가변 토우 시스템.