KR100350275B1 - Active wheel alignment control system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액티브 휠 얼라이먼트 제어 시스템에 관한 것으로 특히, 자동차의 앞,뒤바퀴(1)에 설치되어 자동차의 주행 속도, 하중, 서스팬션의 높이를 포함하여 토, 캐스터, 캠버의 각도 및 핸들의 각을 검출하여 전자제어 유니트로 입력시켜 주는 4개 휠 센서(2)와; 상기 휠 센서(2)들에서 입력되는 각종 정보를 감지하여 1차(정적) 및 2차(동적)로 나누어 각각 소정 프로그램을 통해 수치값을 검출한 후 그에 부응하는 제어신호를 캠버 및 캐스터 제어부(4)와 토 제어부(5)로 출력시켜 캐스터와 캠버 및 토의 각을 제어하는 전자제어 유니트(3)와; 자동차의 앞뒤바퀴(1) 축상에 설치된 상태에서 상기 전자제어 유니트(3)의 제어를 받는 토 제어부(5)의 제어를 받아 타이로드(6) 길이 가변용 스티어링 링크(8)의 길이 가변에 필요한 동력을 발생시키는 제 1 모터(7)와; 볼트(81)와 이에 결합되는 너트(82) 및 상기 너트(82)의 외측에 고정 설치되어 제 1 모터(7) 축에 결합된 기어(71)와 상호 맞물리는 기어(83)로 구성되어 상기 제 1 모터(7)의 회전에 부응하여 그 길이가 가변되어 토 제어용 타이로드(6)의 길이를 직접적으로 조절해 주는 스티어링 링크(8)와; 일측 타이로드(6)에 볼트(81)의 일단부가 고정 설치된 상기 스티어링 링크(8)의 너트(82)와 타측 타이로드(6) 사이에서 공회전 가능하게 설치되어 두 타이로드(6)를 스티어링 링크(8)를 통해 상호 연결시켜 주는 제 1 연결 베어링(9)과; 쇼업쇼바(10)의 상하부에 설치되어 캐스터 제어시 링크들의 각도 변화를 흡수하는 제 2 및 제 3 연결 베어링(11)(12)과; 스테빌라이져(13)에 일단부가 축지되고 타단부는 상기 쇽업쇼바(10)의 저단부에 축지되어 컴프레셔(16)의 작동에 부응하여 그의 가동봉(141)의 길이가 가변되는 피스톤 링크(14)와; 로크암(15)에 일단부가 축지되고 타단부는 상기 쇽업쇼바(10)의 저단부에 축지되어 상기 전자제어 유니트(3)의 제어를 받는 캠버 및 캐스터 제어부(4)의 제어를 받아 그의 가동봉(161)의 전후진을 통해 상기 피스톤 링크(14)의 길이를 가변시켜 캐스터 앵글(CASTER ANGLE)을 제어하는 컴프레셔(16)와; 자체의 축에 고정 설치된 기어(181)가 너클(17)에 축지된 기어(171)와 맞물리는 형태로 타이로드(6)상에 고정 설치되어 상기 전자제어 유니트(3)의 제어를 받는 캠버 및 캐스터 제어부(4)의 제어를 받아 바퀴(1)의 캠버를 변화시키는 제 2 모터(18)로 구성하여 능동적인 휠 얼라인먼트 변화를 통해 최적의 휠 얼라인먼트를 구현시킬 수 있도록 하여, 보다 안정된 주행성능을 확보할 수 있음은 물론 이로 인해 승차자가 느끼는 승차감 및 핸들링 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active wheel alignment control system, and in particular, is installed on the front and rear wheels 1 of an automobile to adjust the angle of the toe, caster, camber, and angle of the steering wheel, including the driving speed, the load, and the height of the suspension. Four wheel sensors 2 for detecting and inputting them to the electronic control unit; Detects various information input from the wheel sensors 2, divides it into primary (static) and secondary (dynamic), detects numerical values through predetermined programs, respectively, and outputs a control signal corresponding to the camber and caster control unit ( 4) and an electronic control unit 3 which outputs to the toe control unit 5 and controls the angles of the caster, the camber and the toe; Necessary for varying the length of the steering link 8 for the variable length of the tie rod 6 under the control of the toe control unit 5 under the control of the electronic control unit 3 while being installed on the front and rear wheels 1 of the vehicle. A first motor 7 for generating power; The bolt 81 and the nut 82 coupled thereto and the gear 83 fixed to the outer side of the nut 82 and interlocked with the gear 71 coupled to the shaft of the first motor 7, A steering link (8) for varying its length in response to the rotation of the first motor (7) to directly adjust the length of the toe control tie rod (6); One end of the bolt 81 is fixed to one side of the tie rod (6) between the nut 82 of the steering link (8) and the other tie rod (6) is installed to be idling, the two tie rods (6) to the steering link A first connecting bearing 9 interconnected through 8; Second and third connection bearings 11 and 12 installed at upper and lower portions of the show-up show bar 10 to absorb angle changes of the links during caster control; A piston link 14 whose one end is condensed on the stabilizer 13 and the other end is condensed on the bottom end of the shock absorber 10 and the length of the movable rod 141 is variable in response to the operation of the compressor 16; ; One end is fixed to the lock arm 15 and the other end is stored at the lower end of the shock absorber 10 and is controlled by the camber and caster controller 4 under the control of the electronic control unit 3. A compressor (16) for controlling the caster angle (CASTER ANGLE) by varying the length of the piston link (14) through forward and backward of the (161); The camber fixed to its own shaft is fixed on the tie rod 6 in the form of meshing with the gear 171 held by the knuckle 17 and the camber under the control of the electronic control unit 3 and The second motor 18 which changes the camber of the wheel 1 under the control of the caster control unit 4 can be configured to implement optimal wheel alignment through active wheel alignment change, thereby providing more stable driving performance. In addition to this, it is possible to improve the riding comfort and handling performance felt by the rider.
Description
본 발명은 액티브 휠 얼라이먼트 제어 시스템에 관한 것으로 더욱 상세히는, 능동적으로 휠 얼라인먼트(바퀴의 정렬상태)를 변화시키는 방식을 통해 최적의 휠 얼라인먼트를 구현시켜 보다 안정된 주행성능을 확보할 수 있음은 물론 향상된 주행성능으로 승차자가 느끼는 승차감 및 핸들링 성능이 향상될 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to an active wheel alignment control system, and more particularly, to realize optimal wheel alignment by actively changing wheel alignment (alignment of wheels), thereby ensuring stable driving performance as well as improved performance. The invention has been invented to improve the riding comfort and handling performance felt by the rider.
일반적으로 차량의 조향성능을 좌우하는 것은 차체의 높이, 토(TOE), 캐스터(CASTER), 캠버(CAMBER), 조향축 경사, 회전반경 등의 요소로 이루어진 앞바퀴의 정렬상태이다.In general, the steering performance of the vehicle is determined by the alignment of the front wheels, which includes elements such as the height of the vehicle body, the toe, the caster, the camber, the steering shaft inclination, and the turning radius.
이는 차량이 얼마나 접지 상태가 좋은가를 결정하는 요소이기도 하며, 주행중있을 수 있는 중요한 부분이고, 또한 휠얼라인먼트의 불량은 주행중의 떨림, 타이어의 마모, 부품의 변형 및 마모등 차량 전체의 안정성과 노화에도 나쁜 영향을 미치며, 경제적 손실과도 깊이 연관되어 있다.This is a deciding factor for how well the vehicle is grounded, and it is an important part that can be driven. Also, poor wheel alignment can also affect the stability and aging of the entire vehicle such as tremor, tire wear, deformation and wear of parts. It is badly affected and deeply related to economic losses.
하지만 기존의 설계에서 이러한 정렬의 요소들은 승차 인원, 늘어난 스프링으로 인한 차고의 변화, 차량의 속도, 노면 상태에 따른 능동적인 변화없이 항상 고정되어 있음에 따라 운전자는 이러한 환경변화에 경험적으로 대처할 수 밖에 없으며 결국 전체적인 차량 주행성능의 부조화를 가져오는 원인이 된다.However, in the existing design, the elements of such alignment are always fixed without active changes due to occupants, increased spring heights, vehicle speed, and road conditions, so the driver is forced to cope with such environmental changes. It is a cause of inconsistency in overall vehicle driving performance.
예를 들어 캠버의 설계에서, 차량이 평탄한 도로에서 롤링할때는 이상적인 양쪽 앞바퀴가 같은 캠버를 가져야하는데 실제로 도로는 배수등의 문제로 중앙선 부근에서 약간 더 높거나 왕관형이므로 실제 설계시 우측 바퀴에 더 많은 양의 캠버를 주게되며, 일반적으로는 운전자 1인 승차의 경우가 많으므로 좌측 앞바퀴에는 약간 더 많은 양의 캠버를 주고 있는데, 이는 동적으로 변화하는 운전환경을 일반화시켜, 고정되어지고 현재 휠 얼라인먼트 설계의 문제점이 아닐 수 없다.For example, in the design of a camber, the ideal front wheels should have the same camber when the vehicle is rolling on a flat road, but in fact the road is slightly higher or crowned near the centerline due to drainage problems, so there is more to the right wheel in actual design. It gives a positive camber, and in general, there is a lot of driver 1 ride, so the left front wheel is given a slightly larger amount of camber, which generalizes the dynamically changing driving environment, making it a fixed and current wheel alignment design. This is a problem.
일반적으로 각 요소들의 필요성과 부정확성에 따른 문제점은 다음과 같다.In general, the problems of necessity and inaccuracy of each factor are as follows.
먼저, 토(TOE)에 있어서, 영의 토는 토인 또는 토 아웃 없이 타이어가 직진 방향으로 회전하도록 하고, 토 각이 많을수록 타이어가 더 빨리 마모되게 한다.First, in TOE, zero toe causes the tire to rotate in the straight direction without toe in or toe out, and the more toe angle causes the tire to wear out faster.
두번째, 캐스터(caster)는 방향 안전성과 제어를 유지하고, 조향의 복귀성을 증가시키며, 조향 조작력을 감소시키기 위한 것인데, 과도한 양의 캐스터는 오히려 조향 조작력을 증가시키며(스티어링휠이 무거워진다.)저속에서의 진동, 스티어링 휠이 도로로부터 받는 충격을 증가시기고, 또 스프링의 처짐은 양의 캐스터를 감소시키므로 현가장치의 높이의 유지가 필요하다.Second, casters are intended to maintain directional safety and control, increase steering return, and reduce steering maneuverability. Excessive amounts of casters increase steering maneuverability (heavy steering wheels). It is necessary to maintain the height of the suspension because the vibration at low speed, the impact that the steering wheel receives from the road, and the sag of the spring reduces the positive caster.
셋째로, 캠버(CAMBER)에 있어서, 캠버각이 양이든 음이든 모두 타이어의 불균일하고 빠른 마모를 초래하고, 양쪽 바퀴의 잘못된 캠버는 무겁고 불안정한 조향으로 인해 제어가 불가능해질 수도 있으며, 각기 다른 캠버는 저속도에서 진동의 원인이 되고, 늘어난 스프링은 캠버를 변하게 하여 대각선 반대편의 캠버에 영향을 준다(일반적으로 뒤쪽 스프링이 25㎜정도 늘어날 때 앞바퀴 캠버는 3/4도만큼 변할 수 있다).Thirdly, for camber, both positive and negative camber angles result in uneven and fast wear of the tires, and incorrect camber on both wheels may become uncontrollable due to heavy and unstable steering, and different cambers At low speeds it causes vibrations, and elongated springs change the camber, affecting the opposite side of the camber (typically the front wheel camber can change 3/4 degrees when the rear spring is stretched 25mm).
넷째로, 회전반경인데, 통상 회전상의 안쪽바퀴가 바깥쪽 바퀴보다 더 큰 각을 가진다.Fourth, the radius of rotation, usually the inner wheel on the rotation has a larger angle than the outer wheel.
다섯째, 조향축 경사(STEERING AXIS INCLINATION)에 있어서, 조향축은 앞에서 보았을 때 안쪽으로 기울어진 각을 말하는데 회전이 완료되었을 때 바퀴를 직진방향으로 복귀시키므로 조향의 안정성을 좌우하는데 이 각에 따라 스티어링 휠의 복귀성이 달라지고, 차량이 정지시 이 각이 크면 조향 조작력을 감소시키며, 이 각이 있음으로 타이어의 마모를 감소시키고, 이 각이 올바르지 않으면 스핀들, 조향너클, 블조인트 등의 부품이 굽혀지거나 마모되기 쉽다.Fifth, in the steering axis inclination, the steering axis refers to the angle of inclination inward when viewed from the front. When the rotation is completed, the steering axis returns to the straight direction, and thus the steering stability depends on the steering wheel. The reversibility is different, and if the angle is large when the vehicle is stopped, the steering operation force is reduced, and this angle reduces the wear of the tire, and if this angle is not correct, the parts such as the spindle, steering knuckle, blunt joint, etc. Easy to wear
여섯째, 스크럽 반경(SCRUB RADIUS)은 정렬각이 아니며 직접 측정될 수는 없지만 조향조작력, 안정성, 복귀성에 영향을 미치고, 타이어의 바람이 빠질 때 방향의 안정성유지, 앞바퀴 브레이크 고장시 직선상 제동을 유지시키며, 현가장치에서 가해지는 불균등한 힘이 조향축의 안쪽으로 작용하게 한다.Sixth, the SCRUB RADIUS is not an alignment angle and cannot be measured directly, but it affects steering operation, stability and returnability, maintains stability in the direction when the tire is blown out, and maintains straight braking when the front wheel brake fails. The uneven force exerted by the suspension acts inside the steering shaft.
이와 같은 요소들은 승차 인원과 서스펜션의 높이, 속도, 커브의 정도등의 변화에 따라 적정치가 변화할 것이므로 휠얼라이먼트를 동적으로 제어하는 것이 꼭 필요하다.These factors are necessary to dynamically control the wheel alignment because the proper value will change according to the number of passengers, the height of the suspension, the speed, the degree of curve, etc.
그런데, 종래에는 바퀴와 차체사이를 지지하며 전후, 좌우방향 하중을 지지하는 링크(LOWER-ARM)와; 차량의 하중을 지지하고 노면 충격을 흡수하는 스프링/댐펌; 차량의 바퀴를 조향하는 스티어링 링크로 구성되어, 작동 차량이 주행중 노면의 굴곡이나 선회시 구심력등에 의해 바퀴가 상하 방향으로 움직이게 될시 서스펜션 링크 및 스프링, 댐펴 등이 이 하중을 지지하여 운전자에게 전달되는 진동을 억제하고 차량의 주행안정성을 확보하는 구성으로 되어 있다.However, in the related art, a link (LOWER-ARM) for supporting between the wheel and the vehicle body and supporting the front, rear, left and right loads; A spring / dampump supporting a load of the vehicle and absorbing a road surface shock; It consists of a steering link that steers the wheels of the vehicle, and the suspension links, springs, and dampers support this load when the wheel moves up and down due to the bending of the road surface or the centripetal force when turning. It is a structure which suppresses vibration and ensures the running stability of a vehicle.
그러나, 이와같은 구성을 갖는 차량은 바퀴와 차체를 연결하는 서스펜션 링크들이 차체와 바퀴의 고정된 위치에 취부되어 있어서, 고정된 휠 얼라인먼트(바퀴의 정렬상태)를 가지므로 다양한 주행조건(승차 인원/주행속도/노면상태)에서 필요로하는 최적의 휠얼라인먼트를 갖도록 할 수가 없는 문제점이 있다.However, a vehicle having such a configuration has various driving conditions (riders / wheels) because the suspension links connecting the wheels to the body are mounted at fixed positions of the body and the wheels, and thus have fixed wheel alignment (wheel alignment). There is a problem in that it is impossible to have the optimal wheel alignment required in the traveling speed / road surface condition).
본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 능동적으로 휠 얼라인먼트 즉, 바퀴의 정렬상태를 변화시켜 최적의 휠 얼라인먼트를 구현시킬 수 있도록 하는 방식을 통해 보다 안정된 주행성능을 확보할 수 있고, 또 상기와 같이 향상된 주행성능으로 승차자가 느끼는 승차감 및 핸들링 성능을 향상시킬 수 있는 액티브 휠 얼라이먼트 제어 시스템을 제공하는데 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, it is possible to secure more stable running performance through the way to actively implement the wheel alignment, that is, the wheel alignment, the wheel alignment state to implement the optimal wheel alignment In addition, the present invention provides an active wheel alignment control system capable of improving ride comfort and handling performance felt by a rider with improved driving performance as described above.
상기한 본 발명의 목적은, 토(TOE)부에 스티어링 링크(TIE ROD)의 길이를 가변시켜 주는 제 1 모터와, 상기 제 1 모터의 기어에 의해 회전하는 TIE ROD를 지지하는 제 1 연결 베어링을 부가 설치하여 전자제어 유니트로부터 처리되어진 신호에 의해 모터의 기어가 회전하면 이에 결합된 기어에 모멘트가 전달되어 요소 자체가회전하며 얇은 타이로드 부분이 볼트 역할을 하여 너트를 회전시켜 타이로드의 길이가 조절되는 기능에 의해 토(TOE)가 제어됨과 동시에 연결 베어링은 좌우 타이로드를 연결토록 하고,The above object of the present invention is to provide a first motor for varying the length of the steering link (TIE ROD) in the toe (TOE) portion, and a first connection bearing for supporting the TIE ROD rotated by the gear of the first motor. When the gear of the motor is rotated by the signal processed from the electronic control unit by installing the motor, the moment is transmitted to the gear coupled to it, the element itself rotates, and the thin tie rod part acts as a bolt to rotate the nut to lengthen the tie rod. The toe is controlled by the function of adjusting the at the same time the connecting bearing is to connect the left and right tie rods,
캐스터(CASTER)부에는 전후방향 휠의 위치를 가변시키는 모터에 의해 회전되는 링크들의 각도 변화를 흡수하는 제 2,3 연결 베어링을 부가 설치하여 전자제어 유니트에서의 신호에 따라 컴프레서의 힘에 의해 전후 운동을 하는 봉에 의해 캐스터 앵글(CASTER ANGLE)이 제어되고 두개의 연결 베어링 사이의 축이 타이로드의 움직임에 따라 조향을 담당토록 하며,The caster part is provided with second and third connecting bearings for absorbing the change of the angle of the links rotated by the motor that changes the position of the front and rear wheels. The caster angle is controlled by the moving rod, and the shaft between the two connecting bearings is responsible for steering as the tie rod moves.
캠버(CAMBER)부에는 너클(KNUCKLE)에 취부되어 바퀴의 캠버를 변화시키는 제 2 모터를 부가 설치하여 캠버 콘트롤 모터가 ECU에서 보내온 전기 신호에 의해 회전하여 기어에 전달되면 캠버 앵글이 제어되도록 하므로써 달성할 수 있다.This is achieved by installing a second motor attached to the Knuckle to the camber part to change the camber of the wheel, so that the camber angle is controlled when the camber control motor is rotated by the electrical signal sent from the ECU and transmitted to the gear. can do.
따라서, 능동적으로 휠 얼라인먼트 제어를 통해 안정된 주행성능을 확보할 수 있고, 또 이와같은 향상된 주행성능으로 승차자가 느끼는 승차감 및 핸들링 성능도 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.Therefore, it is possible to secure stable driving performance through active wheel alignment control, and the riding comfort and handling performance felt by the rider can be greatly improved by the improved driving performance.
도 1은 본 발명 중 토부의 상세도.1 is a detailed view of the soil portion of the present invention.
도 2는 본 발명 중 캐스터부의 상세도.Figure 2 is a detailed view of the caster portion of the present invention.
도 3은 본 발명 중 캠버부의 상세도.Figure 3 is a detailed view of the camber portion of the present invention.
도 4는 본 발명 중 제어부의 상세 블럭 구성도.Figure 4 is a detailed block diagram of a control unit of the present invention.
도 5는 이상적으로 평탄한 도로에서의 4바퀴에 걸리는 좌우 하중과 서스펜션의 높이를 표시한 도면.5 shows the left and right loads and the height of the suspension on four wheels on an ideally smooth road;
도 6은 우측으로 기울어진 도로에서 4바퀴에 걸리는 좌우 하중과 서스펜션 높이를 표시한 도면.6 is a view showing the left and right loads and suspension height that is applied to four wheels on the road inclined to the right.
* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
1 : 앞,뒤바퀴 2 : 휠 센서1: front and rear wheel 2: wheel sensor
3 : 전자제어 유니트 4 : 캠버 및 캐스터 제어부3: electronic control unit 4: camber and caster control unit
5 : 토 제어부 6 : 타이로드5: Sat control unit 6: tie rod
7,18 : 제 1 및 제 2 모터 8 : 스티어링 링크7,18: first and second motor 8: steering link
9,11,12 : 제 1 내지 제 3 연결 베어링 10 : 쇽업쇼바9,11,12: 1st to 3rd connection bearing 10: Shock absorber
13 : 스테빌라이져 14 : 피스톤 링크13: stabilizer 14: piston link
15 : 로크암 16 : 컴프레셔15: lock arm 16: compressor
17 : 너클17: knuckles
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 중 토부의 상세도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 중 캐스터부의 상세도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 중 캠버부의 상세도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 중 제어부의 상세 블럭 구성도를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a detailed view of the earth portion of the present invention, Figure 2 shows a detailed view of the caster portion of the present invention, Figure 3 shows a detailed view of the camber portion of the present invention, Figure 4 is a view of the control unit of the present invention A detailed block diagram is shown.
이에 따르면, 자동차의 앞,뒤바퀴(1)에 설치되어 자동차의 주행 속도, 하중, 서스팬션의 높이를 포함하여 토, 캐스터, 캠버의 각도 및 핸들의 각을 검출하여 전자제어 유니트로 입력시켜 주는 4개 휠 센서(2)와;According to this, the vehicle is installed on the front and rear wheels 1 of the vehicle to detect the angles of the toe, caster, camber, and steering wheel angle, including the driving speed, load, and height of the vehicle, and input them to the electronic control unit. Dog wheel sensor 2;
상기 휠 센서(2)들에서 입력되는 각종 정보를 감지하여 1차(정적) 및 2차(동적)로 나누어 각각 소정 프로그램을 통해 수치값을 검출한 후 그에 부응하는 제어신호를 캠버 및 캐스터 제어부(4)와 토 제어부(5)로 출력시켜 캐스터와 캠버 및 토의 각을 제어하는 전자제어 유니트(3)와;Detects various information input from the wheel sensors 2, divides it into primary (static) and secondary (dynamic), detects numerical values through predetermined programs, respectively, and outputs a control signal corresponding to the camber and caster control unit ( 4) and an electronic control unit 3 which outputs to the toe control unit 5 and controls the angles of the caster, the camber and the toe;
자동차의 앞뒤바퀴(1) 축상에 설치된 상태에서 상기 전자제어 유니트(3)의 제어를 받는 토 제어부(5)의 제어를 받아 타이로드(6) 길이 가변용 스티어링 링크(8)의 길이 가변에 필요한 동력을 발생시키는 제 1 모터(7)와;Necessary for varying the length of the steering link 8 for the variable length of the tie rod 6 under the control of the toe control unit 5 under the control of the electronic control unit 3 while being installed on the front and rear wheels 1 of the vehicle. A first motor 7 for generating power;
볼트(81)와 이에 결합되는 너트(82) 및 상기 너트(82)의 외측에 고정 설치되어 제 1 모터(7) 축에 결합된 기어(71)와 상호 맞물리는 기어(83)로 구성되어 상기 제 1 모터(7)의 회전에 부응하여 그 길이가 가변되어 토 제어용 타이로드(6)의 길이를 직접적으로 조절해 주는 스티어링 링크(8)와;The bolt 81 and the nut 82 coupled thereto and the gear 83 fixed to the outer side of the nut 82 and interlocked with the gear 71 coupled to the shaft of the first motor 7, A steering link (8) for varying its length in response to the rotation of the first motor (7) to directly adjust the length of the toe control tie rod (6);
일측 타이로드(6)에 볼트(81)의 일단부가 고정 설치된 상기 스티어링 링크(8)의 너트(82)와 타측 타이로드(6) 사이에서 공회전 가능하게 설치되어 두 타이로드(6)를 스티어링 링크(8)를 통해 상호 연결시켜 주는 제 1 연결 베어링(9)과;One end of the bolt 81 is fixed to one side of the tie rod (6) between the nut 82 of the steering link (8) and the other tie rod (6) is installed to be idling, the two tie rods (6) to the steering link A first connecting bearing 9 interconnected through 8;
쇼업쇼바(10)의 상하부에 설치되어 캐스터 제어시 링크들의 각도 변화를 흡수하는 제 2 및 제 3 연결 베어링(11)(12)과;Second and third connection bearings 11 and 12 installed at upper and lower portions of the show-up show bar 10 to absorb angle changes of the links during caster control;
스테빌라이져(13)에 일단부가 축지되고 타단부는 상기 쇽업쇼바(10)의 저단부에 축지되어 컴프레셔(16)의 작동에 부응하여 그의 가동봉(141)의 길이가 가변되는 피스톤 링크(14)와;A piston link 14 whose one end is condensed on the stabilizer 13 and the other end is condensed on the bottom end of the shock absorber 10 and the length of the movable rod 141 is variable in response to the operation of the compressor 16; ;
로크암(15)에 일단부가 축지되고 타단부는 상기 쇽업쇼바(10)의 저단부에 축지되어 상기 전자제어 유니트(3)의 제어를 받는 캠버 및 캐스터 제어부(4)의 제어를 받아 그의 가동봉(161)의 전후진을 통해 상기 피스톤 링크(14)의 길이를 가변시켜 캐스터 앵글(CASTER ANGLE)을 제어하는 컴프레셔(16)와;One end is fixed to the lock arm 15 and the other end is stored at the lower end of the shock absorber 10 and is controlled by the camber and caster controller 4 under the control of the electronic control unit 3. A compressor (16) for controlling the caster angle (CASTER ANGLE) by varying the length of the piston link (14) through forward and backward of the (161);
자체의 축에 고정 설치된 기어(181)가 너클(17)에 축지된 기어(171)와 맞물리는 형태로 타이로드(6)상에 고정 설치되어 상기 전자제어 유니트(3)의 제어를 받는 캠버 및 캐스터 제어부(4)의 제어를 받아 바퀴(1)의 캠버를 변화시키는 제 2 모터(18)로 구성한 것을 특징으로 한다.The camber fixed to its own shaft is fixed on the tie rod 6 in the form of meshing with the gear 171 held by the knuckle 17 and the camber under the control of the electronic control unit 3 and The second motor 18 is configured to change the camber of the wheel 1 under the control of the caster controller 4.
한편, 도 5는 이상적으로 평탄한 도로에서의 4바퀴에 걸리는 좌우 하중과 서스펜션의 높이를 표시한 도면을 나타낸 것이고, 도 6은 우측으로 기울어진 도로에서 4바퀴에 걸리는 좌우 하중과 서스펜션 높이를 표시한 도면을 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 5 is a diagram showing the left and right loads and the height of the suspension on the four wheels on an ideal flat road, Figure 6 shows the left and right loads and suspension height on the four wheels on the road inclined to the right The figure is shown.
이와같은 구성된 본 발명 시스템의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the system of the present invention configured as described above in detail.
먼저, 자동차의 앞,뒤바퀴(1)에 설치되어 있는 각각의 휠 센서(2)에서는 자동차의 주행 속도와, 하중, 서스팬션의 높이를 포함하여 토, 캐스터, 캠버의 각도 및 핸들의 각을 각각 검출하여 전자제어 유니트(3)로 입력시켜 주게 되므로 상기 전자제어 유니트(3)에서 이들 휠 센서(2)들로 부터 입력되는 각종 정보를 감지하여1차(정적) 및 2차(동적)로 나누어 소정 프로그램을 통해 수치값을 검출한 후 그에 부응하는 제어신호를 캠버 및 캐스터 제어부(4)와 토 제어부(5)로 출력시켜 줄 수 있게 된다.First, in each wheel sensor 2 installed on the front and rear wheels 1 of the vehicle, the angles of the toe, the caster, the camber, and the angle of the steering wheel, including the driving speed of the vehicle, the load, and the height of the suspension, are respectively determined. Since it is detected and input to the electronic control unit 3, the electronic control unit 3 senses various information input from these wheel sensors 2 and divides the information into primary (static) and secondary (dynamic). After detecting a numerical value through a predetermined program, a control signal corresponding to the numerical value can be outputted to the camber, the caster control unit 4 and the toe control unit 5.
한편, 토(TOE)의 제어는 상기 전자제어 유니트(3)로부터 처리되어진 신호를 입력받아 소정의 제어신호를 출력시켜 주는 토 제어부(5)에 의해 제 1 모터(7)의 축 기어(71)가 회전하면 스티어링 링크(8)를 구성하고 있는 너트(82)의 외주면상에 고정 설치된 기어(83)가 너트(82)와 함께 회전하게 되므로 상기 너트(82)와 체결되어 있는 볼트(81)가 도면상 좌측 또는 우측으로 이동하게 되어 타이로드(6)의 전체 길이 자체가 변회되어 토가 제어된다.On the other hand, the control of the toe (TOE) is the shaft gear 71 of the first motor (7) by the toe control unit 5 for receiving a signal processed from the electronic control unit 3 and outputs a predetermined control signal Is rotated, the gear 83 fixed on the outer circumferential surface of the nut 82 constituting the steering link 8 rotates with the nut 82, so that the bolt 81 fastened to the nut 82 is Moving to the left or the right in the drawing, the entire length of the tie rod 6 itself is varied so that the toe is controlled.
이때, 좌우측의 타이로드(6)는 상기 스티어링 링크(8) 자체와, 상기 스티어링 링크(8)의 너트(82)와 타측(도면상 좌측) 타이로드(6) 사이에서 공회전 가능하게 설치되어 있는 제 1 연결 베어링(9)에 의해 상호 연결된 상태를 유지한다.At this time, the left and right tie rods 6 are rotatably installed between the steering link 8 itself and the nut 82 of the steering link 8 and the other side (left side in the drawing) of the tie rods 6. The interconnection is maintained by the first connecting bearing 9.
또한, 캐스터(CASTER) 제어는 스테빌라이져(13)와 쇽업쇼바(10)의 저단부 및 로크암(15) 사이에 설치되어 있는 피스톤 링크(14) 및 컴프레셔(16)에 의해 제어되는데, 특히 상기 전자제어 유니트(3)의 제어를 받는 캠버 및 캐스터 제어부(4)의 출력신호에 부응하여 작동되는 컴프레셔(16)의 힘에 의해 상기 피스톤 링크(14)와 컴프레셔(16)의 가동봉(141)(161)이 전후진되어 캐스터 앵글(CASTER ANGLE)이 제어된다.In addition, the caster control is controlled by the piston link 14 and the compressor 16 provided between the stabilizer 13 and the lower end of the shock absorber 10 and the lock arm 15. The movable rod 141 of the piston link 14 and the compressor 16 by the force of the compressor 16 which is operated in response to the output signal of the camber and caster control part 4 which are controlled by the control unit 3 ( 161 is advanced back and forth to control the caster angle (CASTER ANGLE).
이때, 상기 컴프레셔(16)의 작동에 의해 쇽업쇼바(10)가 전후방향으로 회전되는 동작을 통해 캐스터 앵글이 제어될시 상기 쇼업쇼바(10)의 상하부에 설치되어있는 제 2 및 제 3 연결 베어링(11)(12)은 캐스터 제어시 링크들의 각도 변화를 흡수하는 기능을 수행하게 된다.At this time, when the caster angle is controlled through the operation of the shock absorber 10 is rotated in the front and rear direction by the operation of the compressor 16, the second and third connection bearings are installed on the upper and lower parts of the show-show showbar (10) (11) (12) is to absorb the change in the angle of the link during the caster control.
즉, 상기 제 2 및 제 3 연결 베어링(11)(12)이 타이로드(6)의 움직임에 따라 조향을 담당하게 된다.That is, the second and third connection bearings 11 and 12 are responsible for steering as the tie rod 6 moves.
그리고, 캠버(CAMBER) 제어는 자체 축에 고정 설치된 기어(181)가 너클(17)에 축지된 기어(171)와 맞물리는 형태로 타이로드(6)상에 고정 설치되어 상기 전자제어 유니트(3)의 제어를 받는 캠버 및 캐스터 제어부(4)의 제어를 받아 바퀴(1)의 캠버를 변화시키는 제 2 모터(18)에 의해 이루어지게 된다.In addition, the camber control is fixed on the tie rod 6 in a form in which a gear 181 fixed to its own shaft is engaged with a gear 171 stored on the knuckle 17 and is fixed to the electronic control unit 3. Is controlled by the camber under the control of the < RTI ID = 0.0 > and < / RTI > the caster controller 4 to change the camber of the wheel 1;
한편, 상기 전자제어 유니트(3)에서는 각각의 바퀴에 설치되어 있는 휠 센서(2)를 통해 1차적으로 정적인 상태(차량정지시)에도 4바퀴에 걸리는 하중과 서스펜션의 높이를 저항값의 변화를 통해 센싱한다.On the other hand, in the electronic control unit (3), the wheel sensor (2) installed on each wheel, the load applied to the four wheels and the height of the suspension even in the first static state (when the vehicle is stopped) changes the resistance value Sensing through.
하지만 평탄한 도로에서 도 5와 같이 하중인 W1+W2+W3+W4=2000㎏, 서스펜션의 높이인 h1,h2,h3,h4가 각각 200㎜의 값을 가진다고 할 때, 도 6과 같이 우측으로 경사진 면과 같은 특수한 상황에서 센싱이 이루어질때는 W2 와 W3, h1 와 h4의 값이 더 커지므로, 평지를 기준으로 오차 보상을 하여야 알맞은 각으로 얼라이닝할 수 있다.However, when the load W1 + W2 + W3 + W4 = 2000 kg on the flat road, and the height of the suspension h1, h2, h3, h4 each have a value of 200 mm, a special situation such as the surface inclined to the right as shown in FIG. When sensing at, the values of W2 and W3, h1 and h4 become larger, so that the error can be aligned at the proper angle based on the flat ground.
즉, 우측으로 기울어진 도로에서도 무게의 합은 항상 일정하지만 서스펜션의 높이는 댐핑효과로 인해 좌우가 항상 상대적이지는 않고(W1+W2+W3+W4=2000㎏이나, h1+h2+h3+h4=760㎜), 또 차가 노후될수로 댐핑력이 달라지므로 좌우 기울기에 대한 서스펜션의 높이는 선형화될 수 없음에 따라 기울어진 곳에서 센싱 후에 평지에서의 서스펜션의 높이로의 환산은 좌우 무게의 변화율과 높이의 변화율을 비교하여 전륜과 후륜 사이의 높이차를 계산하로 알 수 있다(8개의 종합적인 변화율).In other words, the sum of the weight is always constant even on the road that is inclined to the right, but the height of the suspension is not always relative due to the damping effect (W1 + W2 + W3 + W4 = 2000 kg, but h1 + h2 + h3 + h4 = 760 mm). As the damping force changes due to aging, the height of the suspension against the left and right slope cannot be linearized. Therefore, the conversion to the height of the suspension on the flat after sensing in the inclined place is compared with the rate of change of the front wheel and the height by comparing the change rate of the left and right weights. The difference in height between the rear wheels can be calculated (8 total rates of change).
또, 승차가자가 있을 경우 무게의 변화가 생기며 8개의 상대적인 값의 비교를 통해 승차자의 위치를 판단할 수 있는데, 이렇게 초기 센싱에 의해 얻어진 값들로 평지 상태에서의 얼라이먼트의 기준각을 결정하게 된다.In addition, when there is a ride passenger, the weight changes, and the position of the rider can be determined by comparing the eight relative values. Thus, the reference angle of the alignment in the flat state is determined by the values obtained by the initial sensing.
또한, 상기 전자제어 유니트(3)는 2차적으로 실제 주행 상태에서는 하중과 서스펜션의 높이가 불규칙하게 변화되므로 선형적인 관계를 파악하기가 힘들게 되어 토, 캠버, 캐스터 각을 올바르게 제어할 수 없음에 따라 초기센싱으로 얻어진 정보만을 기준으로 속도의 변화, 핸들의 조향각, 조향력등에 따라 최적의 토(TOE)와 캐스터(CASTER), 캠버(CAMBER) 각(승차자의 위치와 무게에 따라 양쪽 앞바퀴는 서로 다른 값을 갖게 될 수도 있다)이 실험적으로 결정되어져서 프로그램밍 된다.In addition, the electronic control unit (3) is secondary to the height of the load and suspension is changed irregularly in the actual driving state, it is difficult to grasp the linear relationship, so the angle of the toe, camber, caster can not be correctly controlled Based on the information obtained from the initial sensing, the optimum toe, caster, and camber angles are different depending on the speed change, steering angle, steering force, etc. May be experimentally determined and programmed.
이때의 실험방법으로 첫째, 4바퀴에 걸리는 다양한 하중과 서스펜션의 높이에 따라 일정거리를 일정한 속도로 똑바로 가기위해 가져야 하는 토, 캠버, 캐스터 각을 측정하고, 둘째 주행 중 운전자가 경험하게될 직진의 안정성릉 측정하기 위해 파워 스티어링과 같이 저속에서는 핸들이 가변게, 고속에서는 핸들이 무겁게 되도록 속도의 변화에 따라 캠버, 캐스터와 토를 변화시키며 핸들의 조향력이 얼마나 달라지는가를 측정한다.In this test method, first, the angle of toe, camber, and caster that must be taken to go a certain distance straight at a constant speed according to various loads and suspension heights on four wheels is measured. In order to measure stability, the camber, caster and toe are changed according to the speed change so that the steering wheel is variable at low speed and the steering wheel is heavy at high speed.
세째, 커브의 정도에 따라 어느정도의 핸들의 조향각과 조향력이 필요하게 되는지, 또한 조향 복귀성은 얼마나 달라지는지 캠버, 캐스터와 토를 각각 변화시키며 측정하고, 네째 타이어이 마모 및 진동 등을 측정하여 각각의 속도에서 토와캠버 및 캐스터의 허용치를 결정한다.Third, measure how much steering angle and steering force of steering wheel is required and how much steering resilience depends on the degree of curve, and change the camber, caster and toe respectively. Tolerance of tow camber and caster is determined at.
이와같은 실험방법으로 얻어진 종합적인 데이터를 바탕으로 상기 전자제어 유니트(3)는 차량의 상태에 따라 주행시 필요한 얼라이닝값들을 프로그래밍하여 각 요소들을 제어하게 되므로써 최적의 휠 얼라인먼트를 구현시켜 보다 안정된 주행성능을 확보할 수 있음은 물론 향상된 주행성능으로 승차자가 느끼는 승차감 및 핸들링 성능이 향상될 수 있도록 할 수 있는 것이다.Based on the comprehensive data obtained by the experimental method, the electronic control unit 3 controls the elements by programming the alignment values necessary for driving according to the state of the vehicle, thereby realizing the optimum wheel alignment to achieve more stable driving performance. It is possible to secure the ride as well as to improve the riding comfort and handling performance that the rider feels.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 능동적으로 휠 얼라인먼트 즉, 바퀴의 정렬상태를 변화시켜 최적의 휠 얼라인먼트를 구현시킬 수 있으므로 보다 안정된 주행성능을 확보할 수 있음은 물론 이로 인해 승차자가 느끼는 승차감 및 핸들링 성능을 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, according to the present invention, the wheel alignment, that is, the wheel alignment, that is, the wheel alignment state can be actively implemented to implement the optimal wheel alignment, thereby ensuring a more stable driving performance, as a result of this, It is a very useful invention that can improve handling performance.
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