KR101241645B1 - 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템 - Google Patents

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Abstract

본원 발명은, 좌우의 스프링 어퍼 시트 상부에 부착된 마찰판과, 좌우의 스트럿 어퍼 마운트에 설치된 마찰판 접촉 부재와, 좌우의 휠 얼라이닝 모멘트를 감지하는 토크 트랜스듀서를 구비하며, 차량 주행중 운전자에 의한 스티어링 입력이 0일때, 상기 토크 트랜스듀서에 의해 좌측의 휠 얼라이닝 모멘트가 큰 것으로 감지되면 좌측의 모멘트를 저감하고, 상기 토크 트랜스듀서에 의해 우측의 휠 얼라이닝 모멘트가 큰 것으로 감지되면 우측의 모멘트를 저감하여, 좌우 균형을 맞추는 것을 특징으로 하는 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템이다.

Description

차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템{STRUT UPPER MOUNT SYSTEM FOR ELIMINATING DEFLECTION OF VEHICLE}
도 1은 본원 발명에 따른 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템 구조의 사시도이다.
도 2는 본원 발명에 따른 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템의 작동 원리를 나타낸다.
도 3은 쏠림량과 스티어링 휠 토크의 상관관계를 차종별로 나타낸 도표이다.
도 4는 마찰력과 휠 얼라이닝 모멘트를 계산하기 위한 파라미터를 나타낸다.
도 5는 종래 기술의 문제점을 나타낸다.
종래의 차량의 맥퍼슨 스트럿 타입에서는, 휠 얼라인먼트와 타이어의 특성으로 말미암아 생기는 좌우 비대칭성에 의해, 좌우 휠 얼라이닝 모멘트의 차이가 생겨, 차량의 직진 주행시 좌우쏠림 현상이 발생하였다.
도 5에 도시된 바와 같이, 직진 주행시 좌우측 휠 얼라인먼트의 비대칭으로 인해, 우측의 휠 얼라이닝 모멘트가 큰 경우 좌측 쏠림이 나타나고(도 5(a)), 좌측의 휠 얼라이닝 모멘트가 큰 경우 우측 쏠림이 발생한다(도 5(b)).
본원 발명은 직진 주행시 휠 얼라인먼트의 비대칭으로 인해 생기는 좌우 쏠림 현상을 제거하여, 안정된 직진 주행을 유지하고 차량 안정성을 확보하여 불측의 사고를 미연에 방지하는 것을 목적으로 한다.
본원 청구항 1에 기재된 발명은, 좌우의 스프링 어퍼 시트 상부에 부착된 마찰판과, 좌우의 스트럿 어퍼 마운트에 설치된 마찰판 접촉 부재와, 좌우의 휠 얼라이닝 모멘트를 감지하는 토크 트랜스듀서를 구비하며, 차량 주행중 운전자에 의한 스티어링 입력이 0일때, 상기 토크 트랜스듀서에 의해 좌측의 휠 얼라이닝 모멘트가 큰 것으로 감지되면 좌측의 모멘트를 저감하고, 상기 토크 트랜스듀서에 의해 우측의 휠 얼라이닝 모멘트가 큰 것으로 감지되면 우측의 모멘트를 저감하여, 좌우 균형을 맞추는 것을 특징으로 하는 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템이다.
본원 청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 있어서, 모멘트를 저감하는 작동은, 상기 마찰판과 상기 마찰판 접촉 부재가 접촉함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템이다.
본원 청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 스트럿 어퍼 마운트에는 서보모터 및 동력전달기어가 더 장착되고, 상기 동력전달기어는 상기 서보모터로부터 동력을 전달받아 상기 마찰판 접촉 부재를 상기 마찰판 에 대해 수직한 방향으로 멀어지거나 가까워지게 이송하는 것을 특징으로 하는, 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템이다.
본원 청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 차량이 정지 상태이거나, 차량 주행중 운전자에 의한 스티어링 입력이 0이 아닐때는, 상기 마찰판과 상기 마찰판 접촉 부재가 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는, 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템이다.
이하, 도면을 참조하여 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다.
도 1은 본원 발명에 의한 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템을 도시하고 있다. 스트럿 어퍼 마운트(1)에는 마찰판 접촉 부재(3)와 동력전달기어(5)와 서보모터(6)가 장착되어 있다. 스프링 어퍼 시트(2)의 상부에는 표면이 거친 마찰판(4)이 부착되어 있다. 서보모터(6)는 동력전달기구(5)에 동력을 전달하고, 동력전달기구(5)는 마찰판 접촉 부재(3)를 마찰판(4)에 대해서 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이송한다. 바람직하게는, 마찰판 접촉 부재(3)는 마찰판(4)에 대해서 수직방향으로 이동한다. 또한, 도시되지는 않았지만, 스트럿 어퍼 마운트(1)와 스프링 어퍼 시트(2)의 사이에는 휠 얼라이닝 모멘트를 감지할 수 있는 토크 트랜스듀서가 장착되어 있다.
도 2를 참조하여, 본원 발명에 의한 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템의 작동 방법을 설명한다. 좌우측의 토크 트랜스듀서는 각각 휠 얼라이닝 모멘트를 감지한다. 토크 트랜스듀서의 감지 결과, 도 2(a)에서와 같이 우측의 휠 얼라이닝 모멘트가 더 큰 경우에는, 우측의 스트럿 어퍼 마운트 시스템이 작동하 여, 우측의 마찰판 접촉 부재(3)와 마찰판(4)이 접촉한다. 이때, 마찰판 접촉 부재(3)와 마찰판(4) 사이에 발생하는 마찰력에 의하여 우측의 휠 얼라이닝 모멘트가 저감한다. 반대로, 토크 트랜스듀서의 감지 결과, 도 2(b)에서와 같이 좌측의 휠 얼라이닝 모멘트가 더 큰 경우에는, 좌측의 스트럿 어퍼 마운트 시스템이 작동하여, 좌측의 마찰판 접촉 부재(3)와 마찰판(4)이 접촉한다. 이때, 마찰판 접촉 부재(3)와 마찰판(4) 사이에 발생하는 마찰력에 의하여 좌측의 휠 얼라이닝 모멘트가 저감한다. 이와 같이, 좌우측의 휠 얼라이닝 모멘트 중 한쪽이 더 크면, 마찰력이 작용하여, 더 큰 쪽의 모멘트를 상쇄하므로, 좌우 모멘트의 균형이 맞춰진다.
본원 발명에 의한 시스템은, 운전자에 의한 스티어링 입력값이 0일때, 즉 직진주행을 의도하여 스티어링 휠에 운전자의 힘이 전혀 작용하지 않을 때에만, 작동한다. 쏠림현상은 스티어링 입력이 0일때의 직진주행에서 일어나는 현상이기 때문이다. 한편, 스티어링 입력값이 0이 아닐때, 즉 스티어링 휠에 운전자의 힘으로 토크를 줄때 본 시스템은 작동하지 않는다. 따라서, 스티어링 휠쪽에서 조향입력이 가해졌을 때는, 좌우측 시스템의 작동이 중단되면서, 조향입력에 아무런 지장을 주지 않는다.
도 3은 쏠림량과 스티어링 휠 토크와의 상관관계를 나타낸 도표이다. 쏠림량과 스티어링 휠 토크값이 선형적으로 비례함을 알 수 있다. 그리고 차량의 크기와 쏠림량의 관계에 대해서도 알 수 있다. 따라서 차량마다 이런 관계를 모델링하여 알 수 있고 이를 알면 쏠림량을 조향축의 얼라이닝 모멘트의 보상으로 조절할 수 있다.
도 4를 참조하면, 마찰력(F)과 휠 얼라이닝 모멘트(M)는 다음과 같이 표시된다.
F = μN (μ는 마찰계수, N은 수직항력)
M = FR
예를 들어, 스티이렁 휠의 조향 입력값이 0일때, 중대형 SUV에서 스티어링 휠 모멘트가 1.0Nm 발생했다면 좌우륜의 얼라이닝 모멘트의 좌우차가 1.0Nm 만큼 발생한 것이므로, 얼라이닝 모멘트가 큰 스트럿 쪽에 그만큼의 모멘트가 상쇄될 수 있도록 마찰력을 발생시킨다. 마찰계수는 거칠기에 따라서 다르겠지만 통상 0.7~0.9 정도의 값을 갖는 거칠기의 마찰판을 사용하면 R=20cm 일때, 대략 6~8의 수직항력이면, 쏠림향을 상쇄시킬 수 있다.
본원 발명에 의하면, 직진 주행시 휠 얼라인먼트의 비대칭으로 인해 생기는 좌우 쏠림 현상을 제거하여, 안정된 직진 주행을 유지하고 차량 안정성을 확보하여 불측의 사고를 미연에 방지한다.

Claims (4)

  1. 좌우의 스프링 어퍼 시트 상부에 부착된 마찰판과, 좌우의 스트럿 어퍼 마운트에 설치되고 상기 마찰판을 향하여 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이송되는 마찰판 접촉 부재와, 좌우의 휠 얼라이닝 모멘트를 감지하는 토크 트랜스듀서와, 동력을 발생시키는 서보모터와, 상기 서보모터로부터 동력을 전달받아 상기 마찰판 접촉 부재로 전달하여 상기 마찰판 접촉 부재를 상기 마찰판 접촉 부재를 상기 마찰판에 대해 수직한 방향으로 멀어지거나 가까워지게 이송시키는 동력전달기어를 구비하고,
    차량 주행중 운전자에 의한 스티어링 입력이 0일 때, 상기 동력전달기어는 상기 서보모터로부터 동력을 전달받아 상기 마찰판 접촉 부재를 상기 마찰판에 대해 수직한 방향으로 멀어지거나 가까워지게 이송시켜, 상기 토크 트랜스듀서에 의해 좌측의 휠 얼라이닝 모멘트가 큰 것으로 감지되면 좌측의 모멘트를 저감하고, 상기 토크 트랜스듀서에 의해 우측의 휠 얼라이닝 모멘트가 큰 것으로 감지되면 우측의 모멘트를 저감하여, 좌우 균형을 맞추는 것을 특징으로 하는 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    모멘트를 저감하는 작동은, 상기 마찰판과 상기 마찰판 접촉 부재가 접촉함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    차량이 정지 상태이거나, 차량 주행중 운전자에 의한 스티어링 입력이 0이 아닐때는, 상기 마찰판과 상기 마찰판 접촉 부재가 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는, 차량쏠림 현상방지 스트럿 어퍼 마운트 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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