KR20020052268A - 차량의 휠얼라인먼트 자동조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행중인 차량의 차속과 하중에 따라 휠얼라인먼트를 자동적으로 조절해주는 차량의 휠얼라인먼트 자동조정장치에 관한 것으로, 그 구성은 주행중의 차량의 차고와 속도를 각각 검출하여 출력하는 차고 및 속도센서와, 차고 및 속도센서로부터 출력된 신호에 따라 각기 대응되는 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어부의 제어신호에 따라 가변되는 회전 구동력을 갖는 액츄에이터와, 외주면에 기어가 형성되고 액츄에이터의 구동축에 치합되어 연동되는 스트럿 인슐레이터와, 스트럿 인슐레이터의 중앙에 축결합되는 피스톤 로드와, 피스톤 로드의 하단부에 연동되도록 축결합되고 보디측 가이드에 의해 가이드되면서 회전되며 편심되게 형성되는 피스톤 센터로 구성된 것이다.

이에 따르면, 본 발명은 주행중에 캐스터와 캠버각도를 자동으로 교정함으로써, 타이어가 균일하게 마모되도록 함과 아울러 주행안정성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

Description

차량의 휠얼라인먼트 자동조정장치{wheel alignment automatic control system of vehicle}

본 발명은 차량의 휠얼라인먼트 자동조정장치에 관한 것으로, 특히 차량의속도 또는 하중의 증감에 따라 구동바퀴의 캐스트각도를 점검하여 이에 적합한 각도로 자동적으로 조절해 주도록 된 차량의 휠얼라인먼트 자동조정장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행수단으로서 바퀴가 구비되어 있는데, 이 바퀴는 단순히 차체에 평형한 상태로 배치되어 있는 것이 아니라, 원만한 조향과 바퀴의 주행안정을 위해 각종 원칙에 따라 배치되어 있다. 예컨대 앞바퀴의 앞쪽 선단이 뒤쪽보다 안쪽을 향하도록 배치한 토우 인(toe in)과, 바퀴의 상단이 하단보다 바깥쪽을 향하게 한 캠버(camber) 및, 바퀴에 하중이 가해지는 방향과 바퀴가 지면에 접촉하는 방향사이에 소정의 각도를 나타내는 캐스터(caster)등이 있다.

이러한 조건들이 정상적으로 되어 있지 않으면 바퀴가 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생하거나 조향이 순조롭지 못하게 되어 운전에 힘이 들거나 자동차의 안전운전에 문제가 생기게 된다.

이 캐스터를 좀더 자세하게 설명하자면, 제1도에 도시된바와 같이, 바퀴(T)의 중심수선(P)에 대해 자동차의 너클아암(N)과 조향축의 중심선(O)이 갖는 각도(A)를 나타내는 것으로서, 이 캐스터각도는 차량의 주행에 중요한 영향을 미치는 것인 바, 예컨대 주행중에 조향 바퀴에 방향성을 주게 되고, 또한 조향하였을 때 직진방향으로 되돌아오는 복원력을 부여하게 되는 것이다.

따라서, 양쪽 바퀴의 캐스터각도가 일치되지 않으면 바퀴가 한쪽으로 쏠리거나, 주행성에 문제가 생기게 된다.

통상 이러한 경우에는 휠얼라인먼트라는 작업을 통하여 캐스터각도를 정확하게 일치시킴과 더불어 양쪽 바퀴가 일치하도록 바로 잡아야 한다.

도 2는 일반적인 차량의 휠얼라인먼트상태를 나타낸 것으로, 그 구성은 차량바퀴(10)의 회전축(11)에 설치되어 있는 조향너클(12)의 선단과 차량의 양쪽 사이드 프레임(도시안됨)을 가로질러 설치된 앞크로스멤버(13)사이에 스트러트바아(14)가 길이를 조절할 수 있게 설치되어 있다.

그러나, 휠 얼라인먼트라는 작업이 간단한 것이 아니고 시간과 경비가 많이 소요되기 때문에, 쉽사리 택할 수 있는 정비작업이 아니므로 대부분 약간의 문제가 있어도 이를 감수하고 운행하게 된다. 이러한 경우에는 양쪽 바퀴에 편마모가 발생하게 될 뿐만 아니라 마모도가 심하게 되고, 주행에도 안정성이 결여되는 문제가 있게 된다.

만약, 주행중인 차량이 공차가 아닌 많은 하중을 가질 경우, 캠버가 부(-)상태가 되어 타이어가 불균일하게 마모될 뿐만 아니라, 주행안정성이 저하된다.

또한, 캐스터는 주행중인 차량의 속도에도 변화되므로, 최적의 휠얼라인먼트를 구현할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 주행중인 차량바퀴의 캐스터 및 캠버각도가 변이된 경우에 주행상태 및 하중 증감에 따라 이를 자동적으로 바로 교정할 수 있도록 한 차량의 휠얼라인먼트 자동조정장치를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 일반적인 차량의 캐스터를 설명한 도면.

도 2는 일반적인 차량의 휠얼라인먼트상태를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 차량의 휠얼라인먼트 자동조정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 4는 본 발명의 요부를 간략하게 나타낸 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 차고센서120 : 속도센서

200 : 제어부300 : 액츄에이터

310 : (액츄에이터의)구동축400 : 스트럿 인슐레이터

410 : (인슐레이터의)기어500 : 피스톤 로드

600 : 피스톤 센터700 : 보디측 가이드

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 주행중인 차량의 차고와 속도를 각각 검출하여 각각의 신호를 출력하는 차고 및 속도센서와,

상기 차고 및 속도센서로부터 출력된 신호에 따라 각기 대응되는 제어신호를 출력하는 제어부와,

상기 제어부의 제어신호에 따라 가변되는 회전 구동력을 갖는 액츄에이터와,

외주면에 기어가 형성되고 상기 액츄에이터의 구동축에 치합되어 연동되는 스트럿 인슐레이터와,

상기 스트럿 인슐레이터의 중앙에 축결합되는 피스톤 로드와,

상기 피스톤 로드의 하단부에 연동되도록 축결합되고 보디측 가이드에 의해 가이드되면서 회전되며 편심되게 형성되는 피스톤 센터로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 차량의 휠얼라인먼트 자동조정장치는, 도 3 및 도 4를 참조함과 아울러 기존의 도 2를 함께 참조, 주행중인 차량의 차고와 속도를 각각 검출하는 차고 및 속도센서(110,120)와, 차고 및 속도센서(110,120)의 증감에 따라 각기 대응되는 제어신호를 출력하는 제어부(200)와, 제어부(200)의 제어신호에 따라 가변되는 회전 구동력을 갖는 액츄에이터(300)와, 외주면에 기어(410)가 형성되고 액츄에이터(300)의 구동축(310)에 치합되어 연동되는 스트럿 인슐레이터(strut insulattor;400)와, 스트럿 인슐레이터(400)의 중앙에 축결합되는 피스톤로드(500)와, 피스톤 로드(500)의 하단부에 연동되도록 축결합되고 보디측 가이드(700)에 의해 가이드(700)되면서 회전되며 편심되게 형성되는 피스톤 센터(600)로 구성된 것이다.

더 상세히 설명하면, 스트럿 인슐레이터(400)는 스트럿 바에 결합되어 피스톤 센터(600)의 편심 상하 회전시 차륜의 상하로 연동되는 구조를 갖는다.

또한, 피스톤 로드(500)는 차륜의 중심으로부터 대략 90°각도로 설치되어 있으며, 피스톤 센터(600)는 편심되게 형성되어 스트럿 인슐레이터(400)의 회전에 연동되어 편심 회전되는 구조를 갖는다.

액츄에이터(300)는 제어부(200)의 제어신호에 따라 정,역회전되는 모터를 채용함이 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용은 다음과 같다.

먼저, 차량의 중량이 무거울 때, 앞바퀴가 하중에 의해 아래로 벌어지게 되어 캠버가 부캠버상태가 된다.

이때, 차고센서(110)에서 차륜의 높이를 검출하여 제어부(200)로 출력하면, 제어부(200)에서 액츄에이터(300)로 제어신호가 인가되고, 이에 따라 액츄에이터(300)가 구동되며 구동축(310)이 기어(410)가 치합된 스트럿 인슐레이터(400)를 연동 회전시키게 된다.

이어서 그 회전력은 피스톤 로드(500)를 통해 피스톤 센터(600)에 전달되어 피스톤 센터(600)를 편심 회전시키게 된다.

따라서, 스트럿 인슐레이터(400)가 차륜의 중심으로부터 상측으로 이동하게되어 캠버를 정캠버상태로 변화시키게 된다.

한편, 차속이 고속일 경우, 캐스터각도가 부(-)캐스터각도로 변화하게 된다.

이때 속도센서(120)에서 차속을 검출하여 제어부(200)로 출력하면, 제어부(200)에서 이를 판단하여 대응되는 제어신호를 액츄에이터(300)로 출력하게 된다.

이어서, 액츄에이터(300)의 구동축(310)에 치합된 스트럿 인슐레이터(400)가 연동 회전되고, 이에 따라 편심된 피스톤 센터(600)가 보디측 가이드(700) 내에서 좌,우로 이동하게 된다.

따라서, 캐스터각도가 부(-)캐스터에서 정(+)캐스터각도로 점차적으로 변화되면서 주행안전성을 향상시키게 된다.

즉, 예컨대 제어부(200)에서 비교차의 값이 양이면 액츄에이터(300)를 음의 방향으로 구동시키고, 비교치가 음이면 액츄에이터(300)를 양의 방향으로구동시키며, 물론 비교치가 제로이면 액츄에이터(300)를 구동시키지 않는다. 그리고, 액츄에이터(300)의 구동시간도 이 비교치의 절대값에 따라 결정되는 바, 비교치의 절대값이 많으면 즉 편차가 크면 액츄에이터(300)의 가동 시간도 길어져 비교치가 제로가 될때까지 가동되게 된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 주행중인 차량의 차속과 하중에 따라 휠얼라인먼트를 자동으로 교정시키도록 한 것인바, 이에 따르면 캐스터와 캠버각도를 자동으로 교정함으로써, 타이어가 균일하게 마모되도록 함과 아울러 주행안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (1)

1. 주행중인 차량의 차고와 속도를 각각 검출하여 각각의 신호를 출력하는 차고 및 속도센서(110,120)와,

   상기 차고 및 속도센서(110,120)로부터 출력된 신호에 따라 각기 대응되는 제어신호를 출력하는 제어부(200)와,

   상기 제어부(200)의 제어신호를 인가받아 구동되며, 그 제어신호에 따라 가변되는 회전 구동력을 갖는 액츄에이터(300)와,

   외주면에 기어(410)가 형성되고 상기 액츄에이터(300)의 구동축(310)에 치합되어 연동되는 스트럿 인슐레이터(400)와,

   상기 스트럿 인슐레이터(400)의 중앙에 축결합되는 피스톤 로드(500)와,

   상기 피스톤 로드(500)의 하단부에 연동되도록 축결합되고 보디측 가이드(700)에 의해 가이드(700)되면서 회전되며 편심되게 형성되는 피스톤 센터(600)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 휠얼라인먼트 자동조정장치.