KR100774721B1

KR100774721B1 - 자동차용 토우특성 가변장치

Info

Publication number: KR100774721B1
Application number: KR1020060070531A
Authority: KR
Inventors: 송현석; 김선평
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2007-11-08

Abstract

본 발명은 자동차용 토우특성 가변장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 고정형 타이로드 어셈블리를 배제하고, 대신에 스티어링 휠 각도센서와 연동하여 자동차의 선회시에 타이로드 아웃터 포인트를 가변시킬 수 있도록 타이로드에 장착된 볼조인트를 모터 구동을 통해 회전 가능하도록 하여 차륜의 토우값을 변화시킴으로써, 자동차의 상황에 맞게 조종 안정성을 확보할 수 있는 자동차용 토우특성 가변장치에 관한 것이다.

자동차, 타이로드, 볼조인트, 너클, 구동모터

Description

자동차용 토우특성 가변장치{Toe adjust device for automobile}

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 토우특성 가변장치를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 토우특성 가변장치의 작동상태를 나타내는 작동도,

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 토우특성 가변장치의 스트로크에 따른 토우값의 변화를 나타내는 그래프,

도 4는 종래의 자동차용 타이로드 어셈블리를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 너클 20 : 타이로드

30 : 볼조인트 40 : 구동모터

본 발명은 자동차용 토우특성 가변장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티어링 휠 각도센서와 연동하여 자동차의 선회시에 타이로드 아웃터 포인트를 가 변시킬 수 있도록 타이로드에 장착된 볼조인트를 모터 구동을 통해 회전 가능하도록 하여 차륜의 토우값을 변화시킴으로써, 자동차의 상황에 맞게 조종 안정성을 확보할 수 있는 자동차용 토우특성 가변장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 직진 안정성 및 조종 성능을 충족시키기 위하여, 차륜의 위치, 방향, 상호 관련성 등을 일정하게 조절하는 휠 얼라인먼트를 조절하게 되며, 상기 휠 얼라인먼트는 캠버, 토우인/아웃(Toe in/out), 킹핀 경사각, 캐스터 등을 자동차의 성능에 적합하도록 조절하는 것을 의미한다.

이때, 상기 토우인/아웃은 자동차의 주행 성능에 큰 영향을 미치는 자동차 바퀴의 정렬 상태를 의미하는 말로써, 자동차 차륜을 위에서 보았을 때 좌우 차륜 중심간의 거리가 앞부분이 뒷부분보다 좁은 것을 토우인이라 하고, 반대로 앞부분이 뒷부분보다 넓은 것을 토우 아웃이라 하며, 주행의 안정성을 위해 자동차는 캠버에 의해 토우인 상태로 조립된다.

한편, 이러한 토우 특성을 조절하는 장치로서의 타이로드 어셈블리는 좌우측 차륜의 너클을 동시에 조작하기 위해 릴레이로드의 움직임을 너클쪽으로 전달하는 역할을 수행하게 된다.

상기한 타이로드 어셈블리는 도 4에 도시된 바와 같이 원형봉의 타이로드(100)와, 이 타이로드(100)의 양단에 길이조절이 가능하도록 나사결합되는 타이로드앤드(200)와, 이 타이로드앤드(200)를 차륜의 너클(300)과 결합시키도록 하는 볼조인트(400)로 구성된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 타이로드 어셈블리에 대해, 차량의 토우(toe)를 변화시키기 위해 작업자가 결합부재의 결합력을 해제시켜 상기 타이로드 어셈블리의 전체길이를 증감시키는 바, 이로 인해 차량은 토우인(toe-in)되거나 또는 토우아웃(toe-out)되면서 튜닝(tuning)의 작업이 이루어지게 되는 것이다.

그런데, 종래의 타이로드 어셈블리는 직진시와 선회시 각 상황에 맞는 토우 컨트롤이 쉽지 않은 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 스티어링 휠 각도센서와 연동하여 자동차의 선회시에 타이로드 아웃터 포인트를 가변시킬 수 있도록 타이로드에 장착된 볼조인트를 모터 구동을 통해 회전 가능하도록 하여 차륜의 토우값을 변화시킴으로써, 자동차의 상황에 맞게 조종 안정성을 확보할 수 있는 자동차용 토우특성 가변장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 너클과, 상기 너클에 고정되는 볼조인트가 수직으로 고정되는 타이로드를 포함하는 자동차용 토우특성 가변장치에 있어서,

상기 너클과 볼조인트의 사이에 설치되어 스티어링 휠 각도센서와 연동하여 타이로드와 너클의 수평 이격거리를 가변시킬 수 있도록 구성한 조절수단을 포함하 는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 조절수단은 상기 너클과 볼조인트 사이에 장착되어 상기 볼조인트를 수평 가능하게 회전되도록 하는 구동모터인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 토우특성 가변장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 토우특성 가변장치의 작동상태를 나타내는 작동도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 토우특성 가변장치의 스트로크에 따른 토우값의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 토우특성 가변장치에 있어서, 차량의 링크기구로서 사용되는 타이로드 어셈블리는 좌우측 차륜의 너클(10)을 동시에 조작하기 위해 릴레이로드의 움직임을 너클(10)쪽으로 전달하는 역할을 수행하는 바, 상기 타이로드(20)의 양단에 형성되어 차륜의 너클(10)과 결합되도록 하는 볼조인트(30)에 대해서, 스티어링 휠 각도센서(미도시)와 연동하여 자동차의 선회시 일정 각도만큼 회전 가능하도록 한다.

즉, 자동차의 선회시 상기 타이로드(20)에 대해 수직으로 결합되는 볼조인트(30)를 구동모터(40)의 작동을 통해 회전 가능하도록 하여 상기 차륜의 폭을 조절함으로써, 차륜의 토우값을 변화시키도록 되어 있는 바, 타이로드(20)의 포인트를 높여 토우 아웃을 확보하도록 되어 있다.

이는 상기한 차량의 선회시 예를 들어, 좌회전시에는 하중이 몰리는 우측 차륜이 범프(bump)측이 되고, 좌측 차륜이 리바운드(rebound)측이 되는 바, 상기한 범프측의 토우 특성은 토우 아웃이 되어야 안정된 선회 운동을 할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 구동모터(40)는 일반적으로 사용되는 것을 이용한 것으로서, 상기 스티어링 휠 각도센서의 감지 신호를 통한 전기적인 방법에 따른 스위치 수단의 조작을 통해 구동 가능한 것이다.

한편, 상기 스티어링 휠 각도센서에 감지된 각도신호가 감소할 경우, 이를 스티어링 휠의 복원운동으로 인식하면 구동모터(40)를 작동시켜 타이로드(20)의 포인트를 낮추고 이를 통해 차륜의 토우인을 확보하도록 되어 있다.

이와 같이, 상기 볼조인트(30)의 회전 각도를 조절하여 너클(10)과 타이로드(20)의 연결 길이가 변화하게 되면, 차량의 주행중 발생하는 토우 특성은 변화하게 된다.

한편, 도 3에 도시된 그래프는 본 발명에 따라 회전 가능한 볼조인트(30)를 사용하였을 때와 회전이 불가능한 일체형의 볼조인트를 사용하였을 때 각각 휠스트로크(mm)에 대한 토우의 각도변화(DEG)를 서로 비교하기 위한 그래프이며, 일례로 휠스트로크가 제로(zero)에서 60으로 변화되었을 경우, 종래의 볼조인트를 사용한 그래프선도와 본 발명의 볼조인트(30)를 사용한 그래프선도를 비교하여 보면, 본 발명에 따른 볼조인트(30)를 사용하였을 경우 토우의 각도(DEG)변화가 더 크다는 것을 알 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 볼조인트(30)를 사용하였을 경우 토우의 각도(DEG)변화가 더 크다는 의미는 주행중인 차량의 토우 아웃량 경향이 크다는 것을 나타낸다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 스트로크를 증가시키면 풀 범프시에는 토우값이 증가됨을 확인할 수 있는데, 이는 직진시에는 토우 아웃량을 작게 하고, 조향시에만 토우아웃량을 크게 할 수 있는 것을 의미한다.

즉, 차량 범프시 토우량의 변화는 일반적인 맥퍼슨 타입의 경우, T점(타이로드 인너 포인트)과 H점(타이로드 아웃터 포인트)간의 상대 높이차에 의해서 주로 영향을 받게 되며, 이 높이차가 작을수록 범프시 토우변화가 커진다.

통상의 서스펜션 레이아웃은 T점의 높이가 H점 보다 높게 배치되므로, 기어박스의 높이를 낮추면 기어박스 중심 높이와 동일한 T점도 낮아져서 T점과 H점의 상대 높이차가 줄어들게 되어 범프시 토우 아웃량이 증대되는 것이다.

결국, 본 발명은 자동차의 선회시 볼조인트(30)를 회전시켜 범프-토우아웃량을 크게 설정하도록 함으로써, 조향성을 향상시키는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 토우특성 가변장치에 의하면, 자동차의 타이로드를 가변시켜 차륜의 토우값을 변화시킴으로써, 자동차의 상황에 맞게 조종 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims

삭제
너클과, 상기 너클에 고정되는 볼조인트가 수직으로 고정되는 타이로드를 포함하는 한편, 상기 너클과 볼조인트의 사이에 설치되어 스티어링 휠 각도센서와 연동하여 타이로드와 너클의 수평 이격거리를 가변시킬 수 있도록 구성한 조절수단을 포함하는 자동차용 토우특성 가변장치에 있어서,

상기 조절수단은 상기 너클과 볼조인트 사이에 장착되어 상기 볼조인트를 수평 가능하게 회전되도록 하는 구동모터인 것을 특징으로 하는 자동차용 토우특성 가변장치.