KR101017687B1

KR101017687B1 - 가변 스포일러 장치

Info

Publication number: KR101017687B1
Application number: KR1020090040497A
Authority: KR
Inventors: 박정석
Original assignee: 주식회사 티움
Priority date: 2009-05-09
Filing date: 2009-05-09
Publication date: 2011-02-25
Also published as: KR20100121557A

Abstract

본 발명은 가변 스포일러 장치에 관한 것으로, 이는 차량의 코너 주행시 발생되는 원심력(구심력)을 측정하여 이 측정값에 따라 스포일러를 제어함으로써 안전하고 빠른 차량 코너링이 가능하게 함과 더불어, 스포일러 작동 관련 구성요소들의 유지보수를 용이하게 하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 차량(1)의 이동관성, 회전관성 및 방위각을 측정하기 위한 관성측정부(100)와; 상기 관성측정부(100)의 측정값에 따라 차량(1)을 제어하기 위한 차량제어부(200)와; 상기 차량제어부(200)에 의해 수직축(310)을 중심으로 좌우로 회전가능하게 차량(1)의 후방, 루프, 전방 상부 각각에 한 쌍씩 설치되는 상부스포일러패널(300)과; 상기 차량제어부(200)에 의해 수평축(410)을 중심으로 상하로 회전가능하게 차량(1)의 전방 하부에 대향되어 설치되는 한 쌍의 하부스포일러패널(400);로 구성되어 차량 코너링을 최적화할 수 있다.

관성, 원심력, 스포일러

Description

가변 스포일러 장치{VARIABLE SPOILER APPARATUS}

본 발명은 가변 스포일러 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차량의 코너 주행시 이에 가해지는 원심력(구심력)을 측정하여 스포일러의 각도를 조절함과 동시에 스포일러를 작동시키는 구성요소의 점검을 용이하게 하는 가변 스포일러 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 스포일러는 이의 고속주행 또는 코너주행과 같은 차량의 특정 주행상황에서 풍압 또는 공압에 의해 차체가 상승되어 도로와의 접지력이 떨어지거나 차량 진행이 방해됨에 따라 연료 사용의 효율성이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.

그런데 종래의 이러한 스포일러는 차량의 주행상황에 부합하여 동작하기에는 주행에 대한 정보가 부족함에 따라 정밀한 동작이 이루어지지 않거나, 스포일러를 동작시키기 위한 각 구성요소들이 육안으로 확인하기에 불편한 상호간의 체결구조 를 가짐에 따라 유지보수가 힘든 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주행상황에 대한 정밀한 정보를 기초로 하여 동작하는 가변 스포일러 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 스포일러 및 이를 동작시키기 위한 부품의 보호와 유지보수를 용이하게 하는 가변 스포일러 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 차량의 이동관성, 회전관성 및 방위각을 측정하기 위한 관성측정부와; 상기 관성측정부의 측정값에 따라 차량을 제어하기 위한 차량제어부와; 상기 차량제어부에 의해 수직축을 중심으로 좌우로 회전가능하게 차량의 후방, 루프, 전방 상부 각각에 한 쌍씩 설치되는 상부스포일러패널과; 상기 차량제어부에 의해 수평축을 중심으로 상하로 회전가능하게 차량의 전방 하부에 대향되어 설치되는 한 쌍의 하부스포일러패널;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서 차량 코너 주행시 발생되는 원심력 정도가 상기 관성측정부에서 측정가능함에 따라, 상기 차량제어부는 그 측정값에 기초하여 상부스포일러패널의 전방부가 원심력 반대방향으로 회전하도록 하고, 외측의 상기 하부스포일러패널 전방부가 위로 회전되고 내측 하부스포일러패널 전방부가 아래로 회전하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 관성측정부에 의해 측정된 차량 속도값이 상기 차량제어부에 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 차량제어부는 그 속도값에 기초하여 하부스포일러패널의 전방부가 아래로 회전하도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편으로 상기 상하부스포일러패널와 일체로 연결되는 수직축 및 수평축은 차량으로부터 전원을 공급받는 구동모터에 의해 회전되고, 상기 구동모터는 이의 외주면보다 크거나 같은 내주면을 갖는 원통이 내부에 고정되고 그 원통에 대향되는 면이 개방된 보호함에 배치되어 상기 차량제어부에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

추가적으로 상기 보호함 중앙부에는 상기 원통이 삽입되는 홈이 마련된 돌출부가 일체로 형성되고 상기 원통 및 돌출부는 상호 나선결합되며, 상기 보호함의 개방부에는 내외측으로 휨가능한 복수개의 탄성후크가 형성되고 그 탄성후크는 차량의 후방, 루프, 전방 상부와 전후방 하부 내측에 각각 형성된 끼움부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치는 차량의 이동관성, 회전관성, 방위각에 대한 측정값을 토대로 하여 차량의 주행상황을 파악함으로써 상하부스포일러패널을 그 주행상황에 따라 정밀하게 제어할 수 있다.

또한 상하부스포일러패널을 이동시키는 구동모터를 별도의 보호함에 배치시키고 그 보호함을 차량에 손쉽게 설치 및 분해할 수 있음에 따라 차체에서 발생되는 고열, 아크 등으로부터 구동모터를 보호함과 더불어 이의 유지보수를 용이하게 할 수 있다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치의 설치상태를 도시한 도면이며, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치의 동작상태를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 가변 스포일러 장치는 기본적으로 차량(1)의 이동관성, 회전관성 및 방위각을 측정하기 위한 관성측정부(100)와, 관성측정부(100)의 측정값에 따라 차량(1)을 제어하기 위한 차량제어부(200)와, 차량제어부(200)에 의해 제어되는 상하부스포일러패널(300, 400)로 구성된다.

상기 관성측정부(100)는 이동관성을 측정할 수 있는 가속도계 센서와, 회전관성을 측정할 수 있는 자이로계 센서와, 방위각을 측정할 수 있는 자계 센서를 3축으로 구성하여 하나로 통합한 유닛으로, 차량(1)의 자세를 제어할 때 가속도계 센서는 이동거리를 측정하는 것이 아니라 중력가속도를 이용하여 각도를 계산해 주게 되어, 관성측정부(100)에 의해 측정된 가속도, 자이로 및 방위각을 통해서는 차량(1)의 미세한 움직임에서부터 사고에 따른 전복상태, 드리프트 각도, 원심력(구심력) 크기, 외부에서 가해진 충격 정도, 도로면 상태 등의 정보를 확인할 수 있게 된다. 한편으로 가속도계 센서에서 측정된 가속도는 두 번 적분되어 차량의 이동거리로 환산될 수 있다.

상기 차량제어부(200)는 관성측정부(100)의 측정값에 따라 확인 가능한 차량에 가해진 충격의 정도, 차량(1)의 가속도, 드리프트 각도, 전복여부, 주행도로 상태, 특히 원심력(구심력) 크기를 파악하여 상하부스포일러패널(300, 400)의 움직임을 제어하게 되는데, 이는 상하부스포일러패널(300, 400)의 각도를 조정하여 차량(1)의 코너 주행시 드리프트 각도에 따라 차량(1)이 바람의 저항을 덜 받도록 하 기 위함이다.

상기 상부스포일러패널(300)은 차량(1)의 후방, 루프, 전방 위쪽, 즉 트렁크, 천장, 본네트 각각에 한 쌍씩 설치되는 것으로 도면에서와 같이 삼각형 형상으로 수직변측이 뒤쪽을 향하도록 배치되며, 차량(1) 코너 주행시 발생되는 원심력의 크기를 관성측정부(100)가 측정하고 그 측정된 원심력 크기를 차량제어부(200)에 전달하여 사전에 차량제어부(200)에 설정된 원심력 크기와 매칭되는 상부스포일러패널(300)의 회전 각도만큼 이 상부스포일러패널(300)이 좌 또는 우로 회전된다. 보다 구체적으로는 원심력 크기에 따라 상부스포일러패널(300)에 고정된 수직축(310)을 중심으로 상부스포일러패널(300)의 전방부가 원심력 반대방향으로 회전되어 차량(1) 정면으로 가해지는 풍압이나 공압이 측면으로 흘러가도록 유도함으로써 차량(1) 진행시 연료의 불필요한 소모를 방지할 수 있다.

상기 하부스포일러패널(400)은 차량(1)의 전방 하부(앞 범퍼)에 한 쌍이 대향되어 설치되고 삼각형이나 사각형의 형상을 가질 수 있으며, 상부스포일러패널(300)과 마찬가지로 측정된 원심력 크기에 따라 차량제어부(200)에 의해 위 또는 아래로 회전하게 되는데, 코너 주행 시의 코너 외측 하부스포일러패널(400)은 그 전방부가 위로 회전(Up force 극대화)되고 내측 하부스포일러패널(400)은 그 전방부가 아래로 회전(Down force 극대화)됨에 따라 원심력에 의해 코너 바깥쪽으로 차체 하중이 쏠리는 것을 방지하여 차량(1) 전체에 걸쳐 하중이 균일하게 분배되도록 함으로써 안정적인 코너 운행을 가능하게 한다. 한편으로 관성측정부(100)에 의해 측정된 차량 속도값이 차량제어부(200)에 미리 설정된 값 이상인 경우, 차량제어부(200)는 하부스포일러패널(400)의 전방부가 아래로 회전되도록 하여 차량(1) 하부가 노면에 보다 근접하도록 함으로써 고속주행 상황에 차량 운행의 안전성을 확보하도록 한다.

이하에서는 상하부스포일러패널(300, 400)의 동작원리와 설치구조를 도면을 참조로 하여 살펴보기로 한다.

도 8은 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치 중 보호함의 설치구조를 도시한 도면이다.

상기 상하부스포일러패널(300, 400)과 일체로 된 수직축(310) 및 수평축(410)은 차량(1)으로부터 전원을 공급받는 개별적인 구동모터(500)에 의해 회전되는데, 상부스포일러패널(300)의 수직축(310)은 이전에 기술된 차량의 트렁크, 천장, 본네트에 수직방향을 따라 관통된 상태로 배치되어 구동모터(500)의 회전에 따라 상부스포일러패널(300)이 회전되고 하부스포일러패널(400)의 수평축(410)은 차량의 앞범퍼에 수평방향을 따라 관통된 상태로 배치되어 구동모터(500)의 회전에 따라 하부스포일러패널(400)이 회전된다.

한편으로 상기 구동모터(500)는 이의 외주면보다 크거나 같은 내주면을 갖고 구동모터(500)에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 구멍이 형성된 원통(610)이 내부에 고정될 수 있는 구조를 갖고 그 원통(610)에 대향되는 면이 개방된 보호함(600)에 배치되는데, 보호함(600) 중앙부에는 원통(610)이 삽입되는 홈이 마련된 돌출부(620)가 일체로 형성되어 있고 원통(610) 하부 및 돌출부(620) 내측에는 상호간에 맞물리는 나선이 형성되어 각각이 나선결합될 수 있기 때문에, 결과적으로 보호함(600)과 원통(610)간의 착탈이 가능해지므로 보호함(600)이 설치된 경우에는 차량(1) 자체에서 발생되는 고열, 아크 등으로부터 구동모터(500)를 보호할 수 있고 분리된 경우에는 구동모터(500)나 상하부스포일러(300, 400)를 육안으로 손쉽게 확인 및 해체할 수 있음에 따라 전체적인 구성요소들간의 유지보수가 용이하게 된다. 원통(610)에 배치된 구동모터(500)는 실리콘, 접착제, 테이프 등에 의해 고정될 수 있고 차량제어부(200)에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 제어됨으로써 상부스포일러패널(300)은 좌우로 회전되고 하부스포일러패널(400)은 상하로 회전된다. 또한 보호함(600) 개방부, 즉 원통(610)이 설치된 면의 반대측에는 내외로 휨가능한 복수개의 탄성후크(630)가 형성되고 이 탄성후크(630)는 트렁크, 천장, 본네트, 앞범퍼 내측에 각각 형성된 끼움부(640)에 설치되는 구조를 갖는다. 이러한 끼움부(640)의 크기는 보호함(600)이 상부스포일러패널(300)과는 수직하게 배치되고 하부스포일러패널(400)과는 수평하게 배치되도록 적절히 고려되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치를 개략적으로 도시한 블록도.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치의 설치상태를 도시한 도면.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치의 동작상태를 도시한 도면.

도 8은 본 발명에 따른 가변 스포일러 장치 중 보호함의 설치구조를 도시한 도면.

Claims

차량(1)의 이동관성, 회전관성 및 방위각을 측정하기 위한 관성측정부(100)와;

상기 관성측정부(100)의 측정값에 따라 차량(1)을 제어하기 위한 차량제어부(200)와;

상기 차량제어부(200)에 의해 수직축(310)을 중심으로 좌우로 회전가능하게 차량(1)의 후방, 루프, 전방 상부 각각에 한 쌍씩 설치되는 상부스포일러패널(300)과;

상기 차량제어부(200)에 의해 수평축(410)을 중심으로 상하로 회전가능하게 차량(1)의 전방 하부에 대향되어 설치되는 한 쌍의 하부스포일러패널(400);로 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 스포일러 장치.
청구항 1에 있어서,

차량(1) 코너 주행시 발생되는 원심력 정도가 상기 관성측정부(100)에서 측정가능함에 따라, 상기 차량제어부(200)는 그 측정값에 기초하여 상부스포일러패널(300)의 전방부가 원심력 반대방향으로 회전하도록 하고, 외측의 상기 하부스포일러패널(400) 전방부가 위로 회전되고 내측 하부스포일러패널(400) 전방부가 아래로 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 가변 스포일러 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 관성측정부(100)에 의해 측정된 차량 속도값이 상기 차량제어부(200)에 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 차량제어부(200)는 그 속도값에 기초하여 하부스포일러패널(400)의 전방부가 아래로 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 가변 스포일러 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 상하부스포일러패널(300, 400)와 일체로 연결되는 수직축(310) 및 수평축(410)은 차량(1)으로부터 전원을 공급받는 구동모터(500)에 의해 회전되고, 상기 구동모터(500)는 이의 외주면보다 크거나 같은 내주면을 갖는 원통(610)이 내부에 고정되고 그 원통(610)에 대향되는 면이 개방된 보호함(600)에 배치되어 상기 차량제어부(200)에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 가변 스포일러 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 보호함(600) 중앙부에는 상기 원통(610)이 삽입되는 홈이 마련된 돌출부(620)가 일체로 형성되고, 상기 원통(610) 및 돌출부(620)는 상호 나선결합되는 것을 특징으로 하는 가변 스포일러 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 보호함(600)의 개방부에는 내외측으로 휨가능한 복수개의 탄성후크(630)가 형성되고, 그 탄성후크(630)는 차량의 후방, 루프, 전방 상부와 전방 하부 내측에 각각 형성된 끼움부(640)에 설치되는 것을 특징으로 하는 가변 스포일러 장치.