KR102644378B1 - 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법 - Google Patents

스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법에 관한 것으로, 머플러 저면의 후방으로의 연장선 상에 위치하도록 머플러에 장착된 n개(n은 2 이상)의 브라켓과, 회전할 수 있도록 n개의 브라켓 중 인접한 2개의 브라켓 마다 장착된 n-1개의 플랩과, 각각의 플랩 내부에 고정된 스텝모터를 포함하며, n개의 브라켓은, 중공형 디스크 형태이고, 플랩은, 플랩이 장착된 2개의 브라켓과 동심을 이루는 회전축부와, 회전축부로부터 플레이트 형태로 연장된 날개부를 포함하며, 플랩은 회전축부를 중심으로 회전하고, 각각의 스텝모터에서 발생된 회전력에 의해 브라켓을 중심으로 n-1개의 플랩의 회전각이 각각 조정 가능하며, 각각의 스텝모터에서 발생된 회전력에 의해 브라켓을 중심으로 플랩들의 회전각이 제각각 변화되며, 스텝모터가 열원인 머플러와 분리되고, 열방출 표면이 상대적으로 넓은 플랩 내부에 위치되므로, 머플러 표면 온도 상승에 의한 스텝모터의 열해 문제가 최소화되는, 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법을 제공한다.

Description

스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법{spoiler of muffler with smart dual flap and operating methods thereof}
본 발명은 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법에 관한 것으로, 열피로가 적어 내구성이 우수하고, 차량 주행 상태에 따라 항력과 양력을 변동시킬 수 있는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법에 관한 것이다.
고성능 차량에서는 운전의 재미를 위해서 잘 정제된 스포티한 엔진 배기 사운드가 필수적이다. 이에 따라, 점점 더 머플러의 역할이 중요해지고 있다. 최근에는 단순 사운드 튜닝을 넘어서 머플러를 활용해 차체 하부에 발생하는 공기유동을 제어하여 공력 성능을 주행 상태에 최적화하는 기술들이 속속 개발되고 있다.
이러한 기술들은, 차체 하부에 발생한 공기유동이 머플러 후단에 위치하는 리어범퍼와 부딪히지 않고 빠르게 배출될 수 있도록, 머플러에 스포일러를 장착한 구조를 소개하고 있다. 뿐만 아니라, 공력 성능뿐만 아니라 머플러 냉각성능까지 고려해 스포일러의 위치를 가변화시키는 구조도 제안되고 있다.
그러나, 이러한 기술들은 아래와 같은 문제점이 있다. 플랩을 움직이는 액츄에이터에 열해 문제가 발생될 가능성이 높다. 스포일러의 위치를 가변화시키는 구조를 살펴보면, 머플러 측면에 액츄에이터가 직접 마운팅 된다. 보통 머플러의 표면 온도는 섭씨 400도 이상으로 상승한다. 따라서, 머플러 측면에 액츄에이터가 직접 마운팅된다면, 액츄에이터는 높은 온도에 노출됨에 따라, 열해 문제를 반드시 해결해야만 한다. 별도의 단열재 및 특수 보호 커버가 액츄에이터에 장착될 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 별도의 단열재 및 특수 보호 커버는 원가 및 중량 상승을 야기한다.
또한, 이러한 기술들은 싱글 플랩을 사용하는 바, 차량 선회 시, 차량 좌/우에 발생하는 공력 성능을 최적화하기 불가능하다. 고성능 차량에서는 항력 저감도 중요하지만 때에 따라서는 항력을 증가시키더라도 양력을 저감시켜 타이어의 접지력을 향상시키는 것이 휠씬 중요할 수 있다. 특히, 고속 선회 주행 시에 원심력에 의해 차량이 들리면서 내측 타이어의 접지력이 매우 약해지는 현상이 발생 가능한데, 종래 알려진 기술로써는 구조적으로 이러한 문제를 해결하기 어렵다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0028047호(2019.03.18.) 대한민국 등록특허공보 제10-1746589호(2017.06.07.)
이에 상기와 같은 점을 감안해 발명된 본 발명의 목적은, 플랩을 작동시키는 액츄에이터의 열해 문제를 해결함과 동시에, 고속 선회 주행 시 내측 타이어의 접지력을 향상시킬 수 있는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러는, 머플러 저면의 후방으로의 연장선 상에 위치하도록 머플러에 장착된 n개(n은 2 이상)의 브라켓과, 회전할 수 있도록 n개의 브라켓 중 인접한 2개의 브라켓 마다 장착된 n-1개의 플랩과, 각각의 플랩 내부에 고정된 스텝모터를 포함하며, n개의 브라켓은, 중공형 디스크 형태이고, 플랩은, 플랩이 장착된 2개의 브라켓과 동심을 이루는 회전축부와, 회전축부로부터 플레이트 형태로 연장된 날개부를 포함하며, 플랩은 회전축부를 중심으로 회전하고, 각각의 스텝모터에서 발생된 회전력에 의해 브라켓을 중심으로 n-1개의 플랩의 회전각을 각각 조정 가능하다.
또한, n개의 브라켓의 전체 폭은, 머플러의 폭과 동일하고, n-1개의 플랩의 전체 폭은, 머플러의 폭에 비해 클 수 있다.
또한, 스텝모터는, 회전축부에 내장된 모터하우징과, 모터하우징으로부터 회전축부 밖으로 연장된 모터회전축과, 브라켓에 삽입되도록 모터회전축 단부에 장착된 모터기어를 포함하며, 모터하우징에 인가된 전력에 의해 모터하우징이 모터회전축을 중심으로 회전될 수 있도록 모터기어가 기어캡에 의해 브라켓에 고정될 수 있다.
또한, 기어캡은 중공형 디스크 형태이고, 기어캡의 중공에는, 모터기어와 치합되는 기어산이 형성되며, 기어캡은 브라켓에 고정될 수 있다.
또한, n-1개의 플랩은, 연비모드일 때, 지면과 평행한 상태를 유지하고, 스포츠모드일 때, 플랩의 상면이 머플러와 가까워지도록 리어범퍼에서 머플러 측으로 회전될 수 있다.
또한, n-1개의 플랩은, 차량이 좌회전할 때, 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 좌측에 위치된 플랩은 상면이 머플러와 가까워지도록 리어범퍼에서 머플러 측으로 회전되고, 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 우측에 위치된 플랩은 지면과 평행한 상태를 유지하며, 차량이 우회전할 때, 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 우측에 위치된 플랩은 상면이 머플러와 가까워지도록 리어범퍼에서 머플러 측으로 회전되고, 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 좌측에 위치된 플랩은 지면과 평행한 상태를 유지할 수 있다.
또한, n-1개의 플랩은, 차량이 제동할 때, 지면과 수직하도록 머플러에서 리어범퍼 측으로 회전될 수 있다.
또한, 브라켓의 갯수는 3개이고, 플랩은 2개로 듀얼 플랩일 수 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 작동방법은, 차량이 시동되는 단계와, 머플러에 장착된 n-1개의 플랩과 n-1개의 스텝모터의 이상유무를 판단하는 단계와, 차량의 드라이브 모드가 선택되는 단계와, 선택된 드라이브 모드에 따라 n-1개의 스텝모터 각각이 작동하는 단계를 포함한다.
또한, 이상유무를 판단하는 단계는, n-1개의 스텝모터가 작동하고, n-1개의 플랩의 회전각이 검출되는 단계와, 회전각으로부터 n-1개의 플랩 및 n-1개의 스텝모터의 이상을 판단하는 단계를 포함하며, 회전각으로부터 n-1개의 플랩 및 n-1개의 스텝모터의 이상을 판단하는 단계에서, n-1개의 플랩 또는 n-1개의 스텝모터에 이상이 있는 것으로 판단되면, 운전자에게 이상 신호를 알릴 수 있다.
또한, 드라이브 모드는, 연비모드와 스포츠모드를 포함하고, 연비모드가 선택되면, n-1개의 플랩이 지면과 평행하도록 n-1개의 스텝모터가 작동할 수 있다.
또한, 드라이브 모드는, 연비모드와 스포츠모드를 포함하고, 스포츠모드가 선택되면, n-1개의 플랩의 상면이 머플러와 가까워지도록 n-1개의 플랩이 리어범퍼에서 머플러 측으로 회전되도록 n-1개의 스텝모터가 작동할 수 있다.
또한, 차량이 좌회전하면, n-1개의 플랩 중 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 우측에 위치된 플랩은 지면과 평행한 상태가 되도록 n-1개의 스텝모터 중 우측에 위치된 플랩과 연결된 스텝모터가 작동되고, 차량이 우회전하면, n-1개의 플랩 중 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 좌측에 위치된 플랩은 지면과 평행한 상태가 되도록 n-1개의 스텝모터 중 좌측에 위치된 플랩과 연결된 스텝모터가 작동될 수 있다.
또한, 차량이 제동되면, n-1개의 플랩이 지면과 수직하도록 머플러에서 리어범퍼 측으로 n-1개의 플랩이 회전되도록 스텝모터가 작동될 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법에 따르면, 스텝모터가 열원인 머플러와 분리되고, 열방출 표면이 상대적으로 넓은 플랩 내부에 위치되므로, 머플러 표면 온도 상승에 의한 스텝모터의 열해 문제가 최소화된다.
또한, n-1개의 플랩 각각이 차량 주행 상태에 따라서, 머플러와 가까워지거나, 지면과 평행한 상태가 되거나, 지면과 수직한 상태가 되므로, 연비 모드에서는 항력을 최소화할 수 있고, 스포츠모드에서는 후륜의 접지력을 향상시키고, 양력을 최소화할 수 있다. 특히, 선회시 내측 타이어의 접지력을 향상시킬 수 있다. 제동시에는 항력을 증대시켜 제동거리를 최소화할 수 있다.
또한, 연비모드시에, 플랩이 지면과 평행하게 유지되므로, 차량 하부에 유동하는 공기가 리어범퍼와 간섭되지 않게 됨에 따라, 항력이 감소돼, 연비가 개선된다.
또한, 스포츠모드시에, 언더커버 내측에서 머플러와 리어범퍼 사이로 유동하는 공기가 플랩에 의해 간섭 받게 되므로, 후륜의 양력이 저하되고, 접지력이 향상된다.
또한, 스포츠모드시에, 핸들 조작에 따라, 선회시 내측 플랩이 언더커버 내측에서 머플러와 리어범퍼 사이로 유동하는 공기를 간섭하게 되므로, 원심력에 의한 내측 타이어의 접지력 약화가 보강되고, 선회시 롤링거동 제어가 가능해진다.
또한, 제동시에, 플랩이 지면과 수직한 상태가 되므로, 플랩에 의한 항력이 극대화되고, 이에 따라, 제동 거리 저감이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러의 요부 사시도이다.
도 4는 도 1의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러의 연비모드시의 작동 상태도이다.
도 5는 도 1의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러의 스포츠모드시의 작동 상태도이다.
도 6은 도 1의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러의 스포츠모드 중 좌회전시의 작동 상태도이다.
도 7은 도 1의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러의 스포츠모드 중 우회전시의 작동 상태도이다.
도 8은 도 1의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러의 제동시의 작동 상태도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 작동방법의 절차도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 및 그 작동방법을 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러는, 머플러(M) 저면의 후방으로의 연장선 상에 위치하도록 머플러(M)에 장착된 n개(n은 2 이상)의 브라켓(100)과, 회전할 수 있도록 n개의 브라켓(100) 중 인접한 2개의 브라켓(100) 마다 장착된 n-1개의 플랩(200)과, 각각의 플랩(200) 내부에 고정된 스텝모터(300)를 포함한다. 각각의 스텝모터(300)에서 발생된 회전력에 의해 n개의 브라켓(100)을 중심으로 n-1개의 플랩(200)의 회전각이 각각 조정된다.
일 예에 따르면, n개의 브라켓(100)은, 중공이 형성된 디스크 형태이다. 브라켓(100)은 머플러(M)로부터 리어범퍼를 향하도록 형성된다. 브라켓(100)이 머플러(M)로부터 리어범퍼를 향하도록 형성됨에 따라, 머플러(M)와 리어범퍼 사이에 플랩(200)이 위치된다. 브라켓(100)은, 모터기어(330)와 치합되는 기어산이 중공에 형성된 디스크 형태의 기어캡(110)을 포함한다. n개의 브라켓(100)의 전체 폭은, 머플러(M)의 폭과 동일하다. n-1 개의 플랩(200)의 전체 폭은 머플러(M)의 폭보다 크다.
플랩(200)은, n개의 브라켓(100)과 동심을 이루는 관 형태의 회전축부(210)와, 회전축부(210)로부터 플레이트 형태로 연장된 날개부(220)를 포함한다. 스텝모터(300)는, 회전축부(210)에 내장된 모터하우징(310)과, 모터하우징(310)으로부터 회전축부(210) 밖으로 연장된 모터회전축(320)과, 브라켓(100)에 삽입되도록 모터회전축(320) 단부에 장착된 모터기어(330)를 포함한다. 모터하우징(310)에 인가된 전력에 의해 모터하우징(310)이 모터회전축(320)을 중심으로 회전될 수 있도록 모터기어(330)가 기어캡(110)에 의해 브라켓(100)에 고정된다. 플랩(200)은 회전축부(210)를 중심으로 회전된다.
미리 정해진 간격으로 머플러(M) 표면에 제1 브라켓(101), 제2 브라켓(102), 제3 브라켓(103)이 형성된다. 듀얼 플랩이 되도록, 제1 브라켓(101)과 제2 브라켓(102) 사이에 제1 플랩(201)이 장착되고, 제2 브라켓(102)과 제3 브라켓(103) 사이에 제2 플랩(202)이 장착된다. 제1 스텝모터(301)와 제2 스텝모터(302)는 제1 플랩(201)과 제2 플랩(202)을 이루는 각각의 회전축부(210)의 단부에 각각 내장된다. 기어캡(110)은, 제1 스텝모터(301) 또는 제2 스텝모터(302)와 연결될 수 있도록, 제1 브라켓(101)과 제3 브라켓(103)에 볼트로 고정된다.
도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러(M)의 스포일러는 선택된 드라이브 모드에 따라 플랩(200)의 회전각이 가변 된다.
연비모드가 선택될 경우, 제1 플랩(201)과 제2 플랩(202)은 지면과 평행한 상태를 유지한다. 제1 플랩(201)과 제2 플랩(202)이 모두 지면과 평행한 상태를 유지함에 따라, 머플러(M)와 리어범퍼 사이에 단차 또는 공간이 발생되지 않게 된다. 결과적으로 차체 하부에 발생된 공기 유동은 머플러(M) 또는 리어범퍼와 부딪히지 않게 되고, 항력이 최소화된다. 항력이 최소화됨에 따라 연비 성능이 극대화된다.
스포츠모드가 선택될 경우, 제1 플랩(201)과 제2 플랩(202)은 상면이 머플러(M)와 가까워지도록 리어범퍼에서 머플러(M) 측으로 회전된다. 제1 플랩(201)과 제2 플랩(202)이 리어범퍼에서 머플러(M) 측으로 회전됨에 따라, 차체 하부에 발생된 공기 유동 중 언더 커버 내부에서 머플러(M)와 리어범퍼 사이를 통해 외부로 이탈되는 공기 유동이 제1 플랩(201) 및 제2 플랩(202)의 상면과 부딪히게 되고, 차체 하부에 발생된 공기 중 언더 커버 외부에 유동하는 공기 유동은 차체 저면을 따라 이동하며 리어범퍼와 부딪히게 된다.
언더 커버 내부에서 머플러(M)와 리어범퍼 사이를 통해 외부로 이탈되는 공기가 제1 플랩(201) 및 제2 플랩(202)의 상면과 부딪힘에 따라, 후륜 타이어에 지면을 향하는 힘이 적용되고, 후륜 타이어의 접지력이 향상된다. 그리고, 후륜 타이어에 양력 발생이 최소화된다. 결과적으로 후륜 타이어의 접지력은 향상되고, 양력은 최소화되므로, 고속 주행 안정성이 향상된다.
도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 스포츠모드가 선택된 상태에서 좌회전 또는 우회전을 하도록 자동차가 조작되면, 제1 스텝모터(301) 또는 제2 스텝모터(302)가 작동하게 된다.
스포츠모드가 선택된 상태로 주행 중에, 좌회전하게 되면, 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 좌측에 위치된 제1 플랩(201)은 상면이 머플러(M)와 가까워지도록 리어범퍼에서 머플러(M) 측으로 회전된 상태를 유지한다. 제2 스텝모터(302)는 우측에 위치된 제2 플랩(202)이 지면과 평행한 상태가 되도록 작동한다.
원심력에 의해 선회 반경 외측에 위치하는 우측 타이어에 자동차의 무게가 집중 되고, 선회 반경 내측에 위치하는 좌측 타이어에 적용되던 자동차의 무게는 감소된다. 이에 따라, 상대적으로 적용되는 무게가 감소된 좌측 타이어의 접지력이 약해진다. 그러나, 제1 플랩(201)이 머플러(M)와 가까운 상태를 유지하게 되므로, 언더 커버 내부에서 머플러(M)와 리어범퍼 사이를 통해 외부로 이탈되는 공기가 제1 플랩(201)의 상면과 부딪힘에 따라, 좌측 후륜 타이어에 지면을 향하는 힘이 적용되고, 좌측 후륜 타이어의 접지력을 보강하게 된다.
아울러, 제2 플랩(202)은 지면과 평행한 상태가 되므로, 제2 플랩(202)에 의한 차량 우측의 항력은 최소화되고, 차량 우측 후륜 타이어의 접지력도 최소화된다. 그러므로, 차량 우측에 차량 무게가 집중됨에 따라 향상된 우측 타이어의 접지력을 감소시키는 원인으로 작용된다.
결과적으로, 접지력이 상대적으로 약해지는 내측 타이어인 좌측 타이어의 접지력은 향상되고, 접지력이 상대적으로 강해지는 외측 타이어인 우측 타이어의 접지력은 감소됨에 따라, 후륜 좌우측 타이어의 접지력이 균일해 지도록 유도할 수 있게 된다.
스포츠모드가 선택된 상태로 주행 중에, 우회전하게 되면, 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 우측에 위치된 제2 플랩(202)은 상면이 머플러(M)와 가까워지도록 리어범퍼에서 머플러(M) 측으로 회전된 상태를 유지한다. 제1 스텝모터(301)는 좌측에 위치된 제1 플랩(201)이 지면과 평행한 상태가 되도록 작동한다.
앞서 기술한 바와 같이, 선회 중 원심력에 의한 차체 하중이 선회 반경 외측으로 집중됨에 따라 발생되는 두 후륜 타이어의 접지력 차이를, 제1 플랩(201)은 접지력을 감소시키는 상태로 작동되고, 제2 플랩(202)은 접지력이 향상되는 상태로 작동됨에 따라, 균일해 지도록 유도할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 주행 중 차량이 제동되면, n-1개의 플랩(200)은, 항력이 극대화 되도록 작동된다.
주행 중 브레이크가 조작되면, 제1 스텝모터(301)와 제2 스텝모터(302)가 모두 작동함에 따라, 제1 플랩(201)과 제2 플랩(202)이 지면과 수직하도록 머플러(M)에서 리어범퍼 측으로 회전된다.
주행 중 차체 하부에 발생된 공기 유동이 제1 플랩(201)과 제2 플랩(202)에 부딪히게 됨에 따라, 항력이 최대화된다. 항력이 최대화 됨에 따라, 제동 성능이 극대화되고, 제동거리가 최소화된다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러는 도 9에 도시된 절차도에 따라 작동한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 작동방법은, 차량이 시동되는 단계(S100)와, 머플러(M)에 장착된 n-1개의 플랩(200)과 n-1개의 스텝모터(300)의 이상유무를 판단하는 단계(S200)와, 드라이브 모드가 선택되는 단계(S300)와, 선택된 드라이브 모드에 따라 n-1개의 스텝모터(300) 각각이 작동하는 단계(S400)를 포함한다.
이상유무를 판단하는 단계(S100)는, n-1개의 스텝모터(300)가 작동하고, n-1개의 플랩(200)의 회전각이 검출되는 단계(S210)와, 회전각으로부터 n-1개의 플랩(200) 및 n-1개의 스텝모터(300)의 이상을 판단하는 단계(S220)를 포함한다. 회전각으로부터 n-1개의 플랩(200) 및 n-1개의 스텝모터(300)의 이상을 판단하는 단계(S210)에서, n-1개의 플랩(200) 또는 n-1개의 스텝모터(300)에 이상이 있는 것으로 판단되면, 운전자에게 이상 신호를 알리게 된다. 계기판에 머플러(M) 스포일러 경고등이 점등되는 것으로써, 이상신호를 알릴 수 있다.
드라이브 모드가 선택되는 단계(S300)에서, 연비모드와 스포츠모드 중 어느 하나가 드라이브 모드로써 선택된다. 드라이브 모드가 선택되는 단계(S300)에서, 연비모드가 선택될 경우, n-1개의 스텝모터(300) 각각이 작동하는 단계(S400)에서는, n-1개의 플랩(200)이 지면과 평행하도록 n-1개의 스텝모터(300)가 작동하게 된다.
드라이브 모드가 선택되는 단계(S300)에서, 스포츠모드가 선택될 경우, n-1개의 스텝모터(300) 각각이 작동하는 단계(S400)에서는, n-1개의 플랩(200)의 상면이 머플러(M)와 가까워지도록 n-1개의 플랩(200)이 리어범퍼에서 머플러(M) 측으로 회전되도록 n-1개의 스텝모터(300)가 작동하게 된다.
그리고, 운전자가 스티어링 휠을 조작하였는지 판단하는 단계(S410)가 수행된다. 스티어링 휠이 조작되지 않았으면, n-1개의 스텝모터(300)의 작동이 변경되지 않는다.
스티어링휠이 운전자에 의해 좌측으로 회전됨에 따라, 차량이 좌회전하게 되면, n-1개의 플랩(200) 중 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 우측에 위치된 플랩(200)은 지면과 평행한 상태가 되도록 n-1개의 스텝모터(300) 중 우측에 위치된 플랩(200)과 연결된 스텝모터(300)가 작동된다.
스티어링휠이 운전자에 의해 우측으로 회전됨에 따라, 차량이 우회전하게 되면, n-1개의 플랩(200) 중 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 좌측에 위치된 플랩(200)은 지면과 평행한 상태가 되도록 n-1개의 스텝모터(300) 중 좌측에 위치된 플랩(200)과 연결된 스텝모터(300)가 작동된다.
이상유무를 판단하는 단계(S200) 후에 수행되는, 브레이크 작동 여부를 판단하는 단계(S500)를 더 포함한다. 브레이크 작동 여부를 판단하는 단계(S500)는, 드라이브 모드가 선택되는 단계(S300)와 병렬적으로 수행된다. 브레이크 작동 여부를 판단하는 단계(S500)는, 드라이브 모드가 선택되는 단계(S300) 수행 후에도, 반복적으로 수행된다. 일 예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 드라이브 모드가 선택된 후 브레이크 작동 여부가 판단될 수 있고, 스티어링휠이 조작된 후에 브레이크 작동 여부가 판단될 수 있다.
운전자가 차량을 제동시키면, n-1개의 플랩(200)이 지면과 수직하도록 머플러(M)에서 리어범퍼 측으로 n-1개의 플랩(200)이 회전되도록 스텝모터(300)가 작동된다.
결과적으로, 연비모드 또는 스포츠모드가 선택된 후에, 운전자가 브레이크를 작동시키거나, 스포츠 모드 상태에서 운전자가 스티어링휠을 조작함과 동시에 브레이크를 작동시키더라도, n-1개의 플랩(200)은 지면과 수직하도록 회전된다. 이에 따라, 플랩(200)에 의한 항력이 극대화되고, 제동 거리 저감이 가능해진다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 스마트 듀얼 플랩(200)이 구비된 머플러(M)의 스포일러 및 그 작동방법에 따르면, 스텝모터(300)가 열원인 머플러(M)와 분리되고, 열방출 표면이 상대적으로 넓은 플랩(200) 내부에 위치되므로, 머플러(M) 표면 온도 상승에 의한 스텝모터(300)의 열해 문제가 최소화된다.
n-1개의 플랩(200) 각각이 차량 주행 상태에 따라서, 머플러(M)와 가까워지거나, 지면과 평행한 상태가 되거나, 지면과 수직한 상태가 되므로, 연비 모드에서는 항력을 최소화할 수 있고, 스포츠모드에서는 후륜의 접지력을 향상시키고, 양력을 최소화할 수 있다. 특히, 선회시 내측 타이어의 접지력을 향상시킬 수 있다. 제동시에는 항력을 증대시켜 제동거리를 최소화할 수 있다.
100: 브라켓 101: 제1 브라켓
102: 제2 브라켓 103: 제3 브라켓
110: 기어캡 200: 플랩
201: 제1 플랩 202: 제2 플랩
210: 회전축부 220: 날개부
300: 스텝모터 301: 제1 스텝모터
302: 제2 스텝모터 310: 모터하우징
320: 모터회전축 330: 모터기어
M: 머플러

Claims (14)

  1. 머플러 저면의 후방으로의 연장선 상에 위치하도록 상기 머플러에 장착된 n개(n은 2 이상)의 브라켓;
    회전할 수 있도록 상기 n개의 브라켓 중 인접한 2개의 브라켓 마다 장착된 n-1개의 플랩;
    각각의 상기 플랩 내부에 고정된 스텝모터를 포함하며,
    상기 n개의 브라켓은,
    중공형 디스크 형태이고,
    상기 n개의 브라켓의 전체 폭은 상기 머플러의 폭과 동일하고,
    상기 플랩은,
    상기 플랩이 장착된 상기 2개의 브라켓과 동심을 이루는 회전축부;
    상기 회전축부로부터 플레이트 형태로 연장된 날개부를 포함하며,
    상기 n-1개의 플랩의 전체 폭은 상기 머플러의 폭에 비해 크고,
    상기 플랩은 상기 회전축부를 중심으로 회전하고,
    각각의 상기 스텝모터에서 발생된 회전력에 의해 상기 브라켓을 중심으로 상기 n-1개의 플랩의 회전각을 각각 조정 가능한 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스텝모터는,
    상기 회전축부에 내장된 모터하우징;
    상기 모터하우징으로부터 상기 회전축부 밖으로 연장된 모터회전축;
    상기 브라켓에 삽입되도록 상기 모터회전축 단부에 장착된 모터기어를 포함하며,
    상기 모터하우징이 상기 모터회전축을 중심으로 회전될 수 있도록 상기 모터기어가 기어캡에 의해 상기 브라켓에 고정된 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기어캡은 중공형 디스크 형태이고,
    상기 기어캡의 중공에는, 상기 모터기어와 치합되는 기어산이 형성되며,
    상기 기어캡은 상기 브라켓에 고정된 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 n-1개의 플랩은,
    연비모드일 때, 지면과 평행한 상태를 유지하고,
    스포츠모드일 때, 상기 플랩의 상면이 상기 머플러와 가까워지도록 리어범퍼에서 상기 머플러 측으로 회전되는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 n-1개의 플랩은,
    차량이 좌회전할 때, 상기 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 좌측에 위치된 플랩은 상면이 상기 머플러와 가까워지도록 상기 리어범퍼에서 상기 머플러 측으로 회전되고, 상기 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 우측에 위치된 플랩은 지면과 평행한 상태를 유지하며,
    상기 차량이 우회전할 때, 상기 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 우측에 위치된 플랩은 상면이 상기 머플러와 가까워지도록 상기 리어범퍼에서 상기 머플러 측으로 회전되고, 상기 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 좌측에 위치된 플랩은 지면과 평행한 상태를 유지하는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 n-1개의 플랩은,
    상기 차량이 제동할 때, 지면과 수직하도록 상기 머플러에서 상기 리어범퍼 측으로 회전되는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 브라켓의 갯수는 3개이고,
    상기 플랩은 2개로 듀얼 플랩인 것을 특징으로 하는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러.
  9. 청구항 1에 기재된 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러의 작동방법에 있어서,
    차량이 시동되는 단계;
    상기 머플러에 장착된 상기 n-1개의 플랩과 상기 n-1개의 스텝모터의 이상유무를 판단하는 단계;
    상기 차량의 드라이브 모드가 선택되는 단계;
    선택된 상기 드라이브 모드에 따라 상기 n-1개의 스텝모터 각각이 작동하는 단계를 포함하는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 작동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이상유무를 판단하는 단계는,
    상기 n-1개의 스텝모터가 작동하고, 상기 n-1개의 플랩의 회전각이 검출되는 단계;
    상기 회전각으로부터 상기 n-1개의 플랩 및 상기 n-1개의 스텝모터의 이상을 판단하는 단계를 포함하며,
    상기 회전각으로부터 상기 n-1개의 플랩 및 상기 n-1개의 스텝모터의 이상을 판단하는 단계에서, 상기 n-1개의 플랩 또는 상기 n-1개의 스텝모터에 이상이 있는 것으로 판단되면, 운전자에게 이상 신호를 알리는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 작동방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 드라이브 모드는, 연비모드와 스포츠모드를 포함하고,
    상기 연비모드가 선택되면,
    상기 n-1개의 플랩이 지면과 평행하도록 상기 n-1개의 스텝모터가 작동하는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 작동방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 드라이브 모드는, 연비모드와 스포츠모드를 포함하고,
    상기 스포츠모드가 선택되면,
    상기 n-1개의 플랩의 상면이 상기 머플러와 가까워지도록 상기 n-1개의 플랩이 리어범퍼에서 상기 머플러 측으로 회전되도록 상기 n-1개의 스텝모터가 작동하는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 작동방법.
  13. 제12항에 있어서,
    차량이 좌회전하면, 상기 n-1개의 플랩 중 상기 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 우측에 위치된 플랩은 지면과 평행한 상태가 되도록 상기 n-1개의 스텝모터 중 우측에 위치된 상기 플랩과 연결된 스텝모터가 작동되고,
    상기 차량이 우회전하면, 상기 n-1개의 플랩 중 상기 리어범퍼와 수직한 차량의 중심축을 기준으로 좌측에 위치된 플랩은 지면과 평행한 상태가 되도록 상기 n-1개의 스텝모터 중 좌측에 위치된 상기 플랩과 연결된 스텝모터가 작동되는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 작동방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 차량이 제동되면, 상기 n-1개의 플랩이 지면과 수직하도록 상기 머플러에서 리어범퍼 측으로 상기 n-1개의 플랩이 회전되도록 상기 스텝모터가 작동되는 스마트 듀얼 플랩이 구비된 머플러의 스포일러 작동방법.
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