KR20070048005A - 자동차의 주행 중 캠버 자동조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 주행 중 캠버를 자동으로 조절하여 타이어의 노면 접지성을 향상시킬 수 있도록 하는 자동차의 주행 중 캠버 자동조절장치에 관한 것으로, 주행 과정에서 자동차의 선회 시 캠버(camber), 토(toe) 등을 자동으로 조절하여 승차감 및 조안성 등을 용이하게 구현할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 장방형의 슬롯공(13a)이 형성되어 스트럿(12)에 고정되는 너클 마운팅브라켓(13)과, 상기 너클 마운팅브라켓에 제1체결부재(14)로 회동 가능하게 결합되는 너클(3)과, 상기 너클 마운팅브라켓에 형성된 슬롯공을 통해 너클의 다른 일단이 결합되도록 하여 캠버가 가변되도록 하는 제2체결부재(15)와, 상기 제2체결부재의 일단에 압입 고정된 소켓(16)과, 상기 너클 마운팅브라켓에 고정 설치되어 ECU에 의해 구동하는 모터(17)와, 상기 모터의 출력 축 및 소켓사이에 연결되어 주행 상황에 따라 제2체결부재가 슬롯공에 안내되어 이동되도록 하는 동력전달수단으로 구성된 것이다.

캠버, 너클, 스트럿

Description

자동차의 주행 중 캠버 자동조절장치{Automatic Device of Adjusting Rear Camber on Driving}

도 1은 일반적인 자동차의 후륜 구조를 설명하기 위한 개략도

도 2a 및 도 2b는 도 1과 같은 자동차에서의 주행 상태를 나타낸 개략도

도 3은 종래의 후륜 토조절 장치의 일 예를 나타낸 사시도

도 4는 본 발명의 구조를 나타낸 사시도

도 5는 도 4의 "A"부 상세도

도 6은 너클 마운팅브라켓의 정면도

도 7a 및 도 7b는 "+"캠버 조정상태를 설명하기 위한 종단면도

도 8a 및 도 8b는 "-"캠버 조정상태를 설명하기 위한 종단면도

도 9는 캠버의 가변상태를 나타낸 정면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 너클 7 : ECU

12 : 스트럿 13 : 너클 마운팅브라켓

13a : 슬롯공 14 : 제1체결부재

15 : 제2체결부재 16 : 소켓

17 : 모터 18 : 축

19a, 19b : 유니버셜죠인트

본 발명은 자동차의 주행 중 캠버를 자동으로 조절하여 타이어의 노면 접지성을 향상시킬 수 있도록 하는 자동차의 주행 중 캠버 자동조절장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 주행 과정에서 자동차의 선회 시 캠버(camber), 토(toe) 등을 자동으로 조절하여 승차감 및 조안성 등을 용이하게 구현할 수 있도록 하는 자동차의 주행 중 캠버 자동조절장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 자동차의 후륜 구조를 설명하기 위한 개략도로서, 후륜 타이어(1)는 휠(도시는 생략함)에 결합되는 허브볼트 및 너트를 통해 뒤 차 축과 연결된 허브(2)와 결합되어 있고, 상기 허브(2)에는 너클(knuckle)(3)이 결합되어 있는데, 상기 허브(2)와 너클(3)사이에는 허브베어링이 구비되어 있어 상기 타이어(1) 및 허브(2)는 너클(3)에 대해 회전이 가능한 구조를 갖는다.

그리고 상기 너클(3)은 차체 측으로 연결되는 로어 암(4)과 어퍼 암(5) 및 트레일링 암(6)등의 각종 서스펜션(suspension)에 의해 지지되는 구조를 갖도록 되어 있다.

따라서, 상기와 같은 후륜 구조를 갖춘 차량의 직진 주행 시에는 도 2a에 나타낸 바와 같이 타이어(1)와 노면(R)과의 접지력이 최대가 되어 주행안정성을 확보되므로 안정된 상태로 주행을 할 수 있다.

그러나 고속 주행하는 상태에서 좌측방향으로 핸들을 꺾으면 원심력에 의해 후륜이 선회 반대방향(우측방향)으로 밀려나는 특성을 나타내므로 타이어(1)의 접지력이 감소되면서 선회안정성을 크게 저하시키게 되므로 근래에는 일부 제조 메이커에서 AGCS(Active Geometry Control System)를 개발하여 장착하고 있다.

도 3은 종래의 장치를 나타낸 사시도로서, 자동차의 주행상태를 각종 센서(도시는 생략함)가 감지함에 따라 ECU(7)에 의해 동작하는 액튜에이터(Actuator)(8)가 서브 프레임(9)에 설치되어 있고 상기 액튜에이터의 로드에는 컨트롤 레버(10)가 힌지 결합되어 있으며 상기 컨트롤 레버의 다른 일단 및 너클(도시는 생략함)에는 링크(11)가 힌지 결합되어 있다.

이 때, 선회 시 대지 캠버를 "0"으로 셋팅하고, 타이어(1)의 노면 접지성을 향상시키기 위해 휠 범프 시 "-"로 변하게 서스펜션 지오메트리(Geometry)를 설정하여 토(toe)가 다른 얼라인먼트(tread 등)변화와 연동하여 가변되도록 되어 있다.

따라서 직진 주행 시에는 타이어(1)가 노면에 완전히 접지되도록 ECU(7)에 의해 액튜에이터(8)가 작동하여 캠버의 각도를 유지하다가 선회 주행을 하면 각종 센서에 의해 ECU(7)가 작동하여 액튜에이터(8)를 작동시키게 되므로 컨트롤 레버(10) 및 링크(11)에 의해 캠버의 각도가 변하게 되고, 이에 따라 선회 시 주행 안정성을 유지하게 된다.

그러나 이러한 종래의 장치는 주행 상황에 알맞게 캠버(camber), 토(toe)등을 자동으로 조절하여 원하는 승차감 또는 조안성 등을 용이하게 구현하지만, 고가의 액튜에이터 및 컨트롤 레버, 링크 등을 사용하여야 되므로 자동차 생산원가의 상승 요인으로 작용되었다.

또한, 설치에 따른 구조가 복잡하여 정해진 레이아웃(layout)의 제약을 받게 되므로 실제 적용하는데 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 고가의 액튜에이터 등을 사용하지 않고도 주행 상황에 알맞게 캠버를 자동을 조절할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 장방형의 슬롯공이 형성되어 스트럿에 고정되는 너클 마운팅브라켓과, 상기 너클 마운팅브라켓에 제1체결부재로 회동 가능하게 결합되는 너클과, 상기 너클 마운팅브라켓에 형성된 슬롯공을 통해 너클의 다른 일단이 결합되도록 하여 캠버가 가변되도록 하는 제2체결부재와, 상기 제2체결부재의 일단에 압입 고정된 소켓과, 상기 너클 마운팅브라켓에 고정 설치되어 ECU에 의해 구동하는 모터와, 상기 모터의 출력 축 및 소켓사이에 연결되어 주행 상황에 따라 제2체결부재가 슬롯공에 안내되어 이동되도록 하는 동력전달수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 주행 중 캠버 자동조절장치가 제공된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 4 내지 도 9를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 구조를 나타낸 사시도이고 도 5는 도 4의 "A"부 상세도이며 도 6은 너클 마운팅브라켓의 정면도로서, 본 발명은 스트럿(strut)(12)에 고정되는 너클 마운팅브라켓(13)의 상측에 장방형의 슬롯공(13a)이 형성되어 있고 하측에는 원형의 체결공(13b)이 형성되어 있어 상기 체결공을 통해 캠버를 조절하는 너클(3)이 너클 마운팅브라켓(13)에 제1체결부재(14)로 회동 가능하게 결합된다.

따라서 상기 제1체결부재(14)가 너클(3)의 회전 중심 축 역할을 하게 된다.

그리고 너클 마운팅브라켓(13)에 형성된 슬롯공(13a)을 통해 제2체결부재(15)가 끼워져 너클(3)의 다른 일단을 결합하도록 되어 있는데, 상기 제2체결부재의 일단에 소켓(16)이 압입 고정되어 있으며 상기 너클 마운팅브라켓(13)에는 ECU(7)에 의해 구동하는 모터(17)가 고정 설치되어 있어 주행 상황에 따라 모터(17)가 구동하면 동력전달수단이 모터의 출력 축 및 소켓(16)사이를 연결하여 제2체결부재(15)를 회동시킴에 따라 제2체결부재(15)가 슬롯공(13a)에 안내되어 이동하도록 구성되어 있다.

상기 동력전달수단으로 본 발명의 일 실시예에서는 모터(17)의 구동에 따라 회전하는 축(18)과, 상기 축의 양단에 결합되어 모터 축과 소켓에 연결되는 유니버셜죠인트(19a)(19b)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자동차가 평탄한 도로를 직진 주행하고 있을 경우에는 너클 마운팅브라켓(13)의 슬롯공(13a)에 결합된 제2체결부재(15)가 도 7a 및 도 8a에 나타낸 바와 같이 슬롯공(13a)의 중간에 위치되어 있어 주행 안정성 및 승차감을 유지하게 된다.

이와 같이 자동차가 직진 주행을 하다가 커브 길 또는 갈래 길에서 방향을 전환하기 위해 핸들을 우측방향을 회전시키면 핸들의 회전방향과 회전량을 조행각센서(도시는 생략함)로부터 전달된 신호에 의해 ECU(7)에서 캠버의 부호 및 크기를 결정하게 된다.

즉, 도 7a와 같은 상태에서 ECU(7)의 판단에 의해 상기 ECU가 모터(17)를 구동하면 상기 모터의 축이 시계방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 모터의 구동에 따른 동력이 유니버셜죠인트(19a) - 축(18) - 유니버셜죠인트(19b)를 통해 소켓(16)에 전달되어 소켓(16)을 시계방향으로 회동시키게 되므로 너클 마운팅브라켓(13)의 슬롯공(13a)에 결합됨과 소켓이 압입 고정되어 있던 제2체결부재(15)가 도 6의 우측으로 이동하게 된다.

상기한 바와 같은 동작으로 제2체결부재(15)가 슬롯공(13a)을 따라 도 7b와 같은 위치로 이동하면 캠버가 "+"로 변하여 타이어(1)의 저면이 직진 주행 시와 마찬가지로 노면과 완전히 접지되므로 주행 안정성을 유지하게 된다.

한편, 이와는 반대로 도 8a와 같이 직진 주행을 함에 따라 제2체결부재(15)가 슬롯공(13a)의 중앙에 위치된 상태에서 핸들을 좌측방향을 회전시키면 전술한 바와 같이 핸들의 회전방향과 회전량을 조행각센서(도시는 생략함)로부터 전달된 신호에 의해 ECU(7)에서 캠버의 부호 및 크기를 결정하게 된다.

이와 같이 ECU(7)가 캠버의 부호 및 크기를 결정한 다음 모터(17)를 구동하여 모터 축을 반 시계방향으로 회전시키면 그 동력이 유니버셜죠인트(19a) - 축(18) - 유니버셜죠인트(19b)를 통해 소켓(16)에 전달되어 소켓(16)을 반 시계방향으로 회동시키게 되므로 너클 마운팅브라켓(13)의 슬롯공(13a)에 결합되어 있던 제2체결부재(15)가 도 6의 좌측으로 이동하게 된다.

상기한 바와 같은 동작으로 제2체결부재(15)가 슬롯공(13a)을 따라 도 8b와 같은 위치로 이동하면 캠버가 도 9에 나타낸 바와 같이 "-"로 변하여 타이어(1)의 저면이 직진 주행 시와 마찬가지로 노면과 완전히 접지되므로 주행 안정성을 유지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 주행 상황에 따라 모터가 구동하여 축을 회전시키면 너클 마운팅브라켓에 형성된 슬롯공을 따라 제2체결부재가 좌 또는 우측으로 이동하면서 캠버를 자동으로 조절하도록 구성되어 있어 고가의 액튜에이터 및 부품을 사용할 필요가 없게 되므로 생산원가를 대폭 절감하게 되는 효과를 얻게 된다.

또한, 그 구조가 간단하여 협소한 공간에서 설치 가능해지게 되므로 손쉽게 적용 가능해지게 되는 효과도 얻게 된다.

Claims (2)

1. 장방형의 슬롯공이 형성되어 스트럿에 고정되는 너클 마운팅브라켓과, 상기 너클 마운팅브라켓에 제1체결부재로 회동 가능하게 결합되는 너클과, 상기 너클 마운팅브라켓에 형성된 슬롯공을 통해 너클의 다른 일단이 결합되도록 하여 캠버가 가변되도록 하는 제2체결부재와, 상기 제2체결부재의 일단에 압입 고정된 소켓과, 상기 너클 마운팅브라켓에 고정 설치되어 ECU에 의해 구동하는 모터와, 상기 모터의 출력 축 및 소켓사이에 연결되어 주행 상황에 따라 제2체결부재가 슬롯공에 안내되어 이동되도록 하는 동력전달수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 주행 중 캠버 자동조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 동력전달수단은 모터의 구동에 따라 회전하는 축과, 상기 축의 양단에 결합되어 모터 축과 소켓에 연결되는 유니버셜죠인트로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 주행 중 캠버 자동조절장치.

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