KR20070051486A - Automatic camber adjusting device - Google Patents

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장영석
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 캠버자동조절장치에 관한 것으로, 맥퍼슨 현가장치를 사용하는 자동차의 캠버각을 차속과 차륜의 선회 각속도에 따라 적절히 조절해서 타이어의 편마모 방지와 선회 안정성의 향상을 도모할 수 있도록 하기 위해, 스트럿에 고정되게 장착된 브라켓에 너클의 상부가 회전축을 매개로 연결됨과 더불어 상기 너클의 하부는 차체의 내측 혹은 외측으로 회동수단을 매개로 회동가능하게 연결된 구조로 되어 있다.The present invention relates to a camber automatic control device, in order to adjust the camber angle of a car using the McPherson suspension device according to the vehicle speed and the turning angular speed of the wheel to prevent the wear of the tire and to improve the turning stability, The upper part of the knuckle is connected to the bracket fixedly mounted to the strut through the rotating shaft, and the lower part of the knuckle is rotatably connected to the inside or the outside of the vehicle body by the rotating means.

Description

캠버자동조절장치{Automatic camber adjusting device}Automatic camber adjusting device

도 1은 본 발명에 따른 캠버자동조절장치의 구성도,1 is a block diagram of a camber automatic control device according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 캠버자동조절장치의 평면도,2 is a plan view of an automatic camber control device according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 캠버자동조절장치의 작동 상태도이다.3 is an operating state diagram of the camber automatic control device according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1-스트럿 2-브라켓1-Strut 2-Bracket

3-너클 4-체결볼트3-knuckle 4-fastening bolt

5-가이드 링 6,7-유압실린더,5-guide ring 6,7-hydraulic cylinder,

8-체결링 9-제어밸브8-fastening ring 9-control valve

10-유압펌프 11-차속감지센서10-hydraulic pump 11-vehicle speed sensor

12-조향 각속도 감지센서12-steering angular velocity sensor

본 발명은 자동차의 캠버에 관한 것으로, 특히 자동차의 주행 중에 범프 또는 리바운드되는 차륜의 캠버각을 조절해서 차륜의 안정된 노면 접지력을 확보하여 자동차의 선회 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 캠버자동조절장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camber of an automobile, and more particularly, to an automatic camber control device for adjusting a camber angle of a wheel that is bumped or rebounded while driving a vehicle to secure stable road surface grip of the wheel to improve turning stability of the vehicle. will be.

일반적으로 캠버는 타이어의 중심선이 지면의 연직선에 대해 소정 각도를 두고 설치되는 것으로서 자동차의 거동과 밀접한 관계를 가진다. 상기와 같은 캠버가 (-) 값을 가지게 되면 타이어의 편마모를 유발하는 단점이 있지만 자동차의 주행 안정성과 조향휠의 조작감이 향상되기 때문에 통상적으로 대략 -0.5°정도의 캠버각을 두고 있다.In general, the camber is installed at a predetermined angle with respect to the vertical line of the tire and is closely related to the behavior of the automobile. When the camber as described above has a negative value, the tire has a disadvantage of causing uneven wear of the tire. However, the camber angle is generally about -0.5 ° because the driving stability of the vehicle and the operation feeling of the steering wheel are improved.

그리고, 자동차가 주행 중에 선회할 때에 선회 외측의 차륜은 범프되는 반면에 선회 내측의 차륜은 리바운드되는 데, 차륜이 최대로 범프될 때에 차륜의 캠버각은 초기 캠버각에 비해 약 3°내지 4°정도 증가하게 되는 반면에 최대로 리바운드될 때의 캠버각은 초기 캠버각에 비해 1.5°내지 2.5°정도 증가되게 된다.When the vehicle is turning while driving, the wheel outside the turning bumps while the wheel inside the turning rebounds, and the camber angle of the wheel is about 3 ° to 4 ° relative to the initial camber angle when the wheel is bumped at maximum. On the other hand, the camber angle at maximum rebound increases by 1.5 ° to 2.5 ° from the initial camber angle.

상기와 같이 차륜의 캠버각이 증가하게 되면, 타이어의 편마모가 심해져서 주행 노이즈를 유발할 뿐만 아니라 타이어의 접지력이 약화되어 선회 안정성이 저하되게 된다.As described above, when the camber angle of the wheel is increased, the wear of the tire is increased to not only cause driving noise, but also the grip of the tire is weakened, thereby reducing turning stability.

한편, 종래 자동차에 널리 사용되고 있는 맥퍼슨 현가장치는 스트럿의 하부가 너클에 직접 체결되어 있기 때문에 자동차의 선회시에 캠버각을 적절히 가변시킬 수 없다고 하는 결점이 있었다.On the other hand, the McPherson suspension system, which is widely used in automobiles in the related art, has a drawback that the camber angle cannot be properly changed when the vehicle is turned because the lower part of the strut is directly fastened to the knuckle.

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 맥퍼슨 현가장치를 사용하는 자동차의 캠버각을 차속과 차륜의 선회 각속도에 따라 적절히 조절해서 타이어의 편마모 방지와 선회 안정성의 향상을 도모할 수 있도록 한 캠버자동조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and by appropriately adjusting the camber angle of an automobile using the McPherson suspension device according to the vehicle speed and the turning angular speed of the wheel, it is possible to prevent uneven wear of the tire and to improve turning stability. The purpose is to provide an automatic camber control device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스트럿에 고정되게 장착된 브라켓에 너클의 상부가 회전축을 매개로 연결됨과 더불어 상기 너클의 하부는 차체의 내측 혹은 외측으로 회동수단을 매개로 회동가능하게 연결된 구조로 되어 있다.The present invention for achieving the above object, the upper part of the knuckle is connected to the bracket fixedly mounted to the strut via the rotation axis, and the lower part of the knuckle is rotatable inside or outside the vehicle body through the rotation means It is connected structure.

바람직하기로는, 상기 회동수단이 각 차륜의 캠버각이 변화되는 방향의 반대의 방향으로 캠버각이 증가하도록 상기 너클을 차체의 외측 혹은 내측으로 회동시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the rotating means rotates the knuckle to the outside or inside of the vehicle body so that the camber angle increases in a direction opposite to the direction in which the camber angle of each wheel changes.

그리고, 상기 회동수단이 차속과 조향 각속도를 감지해서 차속과 조향 각속도에 상응하도록 캠버각을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotating means detects the vehicle speed and the steering angular velocity and adjusts the camber angle to correspond to the vehicle speed and the steering angular velocity.

또한, 상기 회동수단이 상기 브라켓의 하부에 형성된 가이드 슬롯과, 이 가이드 슬롯에 끼워져서 안내이동되면서 상기 너클과 브라켓을 체결시키는 체결 볼트가 관통해서 삽입되는 가이드 링, 이 가이드 링을 상기 가이드 슬롯을 따라서 안내이동시키는 이동수단을 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the guide means formed in the lower portion of the bracket, the guide slot is inserted into the guide slot, the guide ring is inserted through the fastening bolt for fastening the knuckle and the bracket, the guide ring is inserted into the guide slot Therefore, it characterized in that it comprises a moving means for guiding movement.

상기 이동수단이 상기 가이드 링의 전후 양측에 구비된 2개의 유압실린더와, 이 유압실린더의 각 피스톤을 상기 가이드 링과 연결하도록 상기 가이드 링 보다 큰 타원형상의 체결링을 구비한 것을 특징으로 한다.The moving means includes two hydraulic cylinders provided at both front and rear sides of the guide ring, and an elliptical engagement ring larger than the guide ring so as to connect each piston of the hydraulic cylinder with the guide ring.

상기 각 유압실린더에는 압유를 공급하는 유압펌프가 제어밸브를 매개로 연결되고, 상기 제어밸브는 엔진제어유니트의 제어신호를 인가받아 작동되게 엔진제어유니트의 출력단에 연결되며, 상기 엔진제어유니트의 입력단에는 차속감지센서와 조향 각속도 감지센서가 접속된 것을 특징으로 한다.A hydraulic pump for supplying pressure oil is connected to each hydraulic cylinder via a control valve, and the control valve is connected to an output end of the engine control unit to be operated by receiving a control signal of an engine control unit, and an input end of the engine control unit. The vehicle speed sensor and the steering angular velocity sensor is characterized in that the connection.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명에 따른 캠버자동조절장치의 구성이 도시되어 있고, 도 2에는 그 평면도가 도시되어 있는 바, 즉 맥퍼슨 현가장치에서 스트럿(1)의 하부에 브라켓(2)의 일측이 일체로 고정되게 부착되고, 상기 브라켓(2)의 상부에는 너클(3)과 볼트를 매개로 체결하기 위한 볼트 체결구멍(2a)이 형성되어 있다.1 shows a configuration of a camber automatic control device according to the present invention, and FIG. 2 shows a plan view of the camber, that is, one side of the bracket 2 integrally under the strut 1 in the McPherson suspension system. It is fixedly attached, and a bolt fastening hole 2a for fastening the knuckle 3 and the bolt through the upper portion of the bracket 2 is formed.

상기 브라켓(2)의 하부에는 원호 형상의 가이드 슬롯(2b)이 형성되고, 상기 가이드 슬롯(2b)에 너클(3)과의 체결을 위한 볼트(4)가 관통해서 끼워지는 가이드 링(5)이 삽입되어, 상기 가이드 슬롯을 따라서 가이드 링이 안내이동되게 된다.A guide ring 2 having an arc-shaped guide slot 2b is formed at the bottom of the bracket 2, and a guide ring 5 through which a bolt 4 for fastening with the knuckle 3 is inserted through the guide slot 2b. Is inserted, and the guide ring is guided along the guide slot.

즉, 상기 브라켓과 상기 너클은 상부와 하부에서 각각 볼트로 체결되는 데, 상기 너클의 상부는 상기 브라켓에 대해 상대 회동할 수 있는 볼트로 체결되는 반면에 너클의 하부는 상기 가이드 링과 가이드 슬롯의 상호 작용으로 너클이 브라켓에 대해 상대 이동할 수 있게 체결되어, 상기 너클의 하부가 상기 상부의 체결 볼트를 기준으로 시계방향으로 회전하면 캠버각이 (+)로 증가하게 되는 반면에 상기 너클의 하부가 상기 상부를 기준으로 반시계 방향으로 회전하면 캠버각이 (-)로 증가하게 된다.That is, the bracket and the knuckle are fastened with bolts at the top and the bottom, respectively, and the upper part of the knuckle is fastened with bolts which can be rotated relative to the bracket, while the lower part of the knuckle has the guide ring and the guide slot. By interaction, the knuckle is fastened relative to the bracket so that when the lower part of the knuckle rotates clockwise relative to the upper fastening bolt, the camber angle increases (+) while the lower part of the knuckle Rotating counterclockwise with respect to the upper portion increases the camber angle to (-).

상기 가이드 링을 가이드 슬롯을 따라 안내이동시키기 위해 상기 가이드 링의 전후 및 좌우 양측에는 2개의 유압실린더(6,7)가 각각 구비되어 있다. 상기 2개의 실린더는 서로 대향되게 설치되면서 각 실린더의 피스톤로드(6a,7a)는 체결링(8)을 매개로 상기 가이드 링(5)과 연결되어 있다.In order to guide the guide ring along the guide slot, two hydraulic cylinders 6 and 7 are provided at the front, rear, left and right sides of the guide ring, respectively. The two cylinders are installed to face each other, and the piston rods 6a and 7a of each cylinder are connected to the guide ring 5 via the fastening ring 8.

상기 체결링(8)은 대체로 타원형을 이루고서 상기 가이드 링(5)을 끼워서 지 지할 수 있는 크기로 형성되고, 상기 가이드 링(5)은 상기 체결링(8)의 내부에서 체결링에 대해 상대 이동할 수 있게 된다.The fastening ring 8 is generally elliptical and is formed to a size that can be supported by inserting the guide ring 5, and the guide ring 5 is disposed relative to the fastening ring in the fastening ring 8. You can move.

상기 각 유압실린더(6,7)는 제어밸브(9)를 통해 유압펌프(10)와 연결되어 있고, 상기 제어밸브(9)를 제어하도록 엔진제어유니트(ECU)의 출력단에 제어밸브의 솔레노이드에 접속되어 있으며, 상기 엔진제어유니트의 입력단에는 차속감지센서(11)와 조향 각속도 감지센서(12)가 접속되어 있다.Each of the hydraulic cylinders 6 and 7 is connected to the hydraulic pump 10 through a control valve 9, and is connected to a solenoid of a control valve at an output end of an engine control unit ECU to control the control valve 9. The vehicle speed detection sensor 11 and the steering angular speed detection sensor 12 are connected to an input terminal of the engine control unit.

이에 따라, 자동차의 주행 중에 차속과 조향 각속도가 상기 센서를 매개로 각각 감지되어 상기 엔진제어유니트에 입력되게 되고, 엔진제어유니트는 미리 프로그램되거나 맵화 되어 있는 데이터를 매개로 제어신호를 산출해서 상기 제어밸브에 인가하게 되고, 상기 제어밸브는 인가된 제어신호에 따라 유로를 형성하여 상기 펌프로부터 상기 각 유압실린더로 공급되는 유로의 방향을 결정하게 된다.Accordingly, the vehicle speed and the steering angular velocity are sensed through the sensor and input to the engine control unit while the vehicle is running, and the engine control unit calculates a control signal based on data that is pre-programmed or mapped and controls the control. It is applied to the valve, the control valve forms a flow path in accordance with the applied control signal to determine the direction of the flow path supplied from the pump to each hydraulic cylinder.

도 3에는 본 발명에 따른 캠버자동조절장치의 작동이 도시되어 있는 바, 즉 전방 유압실린더(6)에는 그 피스톤로드(6a)가 신장되게 유압을 공급하는 반면에 후방 유입실린더에는 그 피스톤로드(7a)가 수축되게 유압을 공급하게 되면, 상기 너클의 하부가 상부를 중심으로 반시계방향으로 회전하면서 차륜의 캠버각이 (-)로 증가하게 된다.3 shows the operation of the automatic camber control device according to the present invention, that is, the piston rod 6a is supplied to the front hydraulic cylinder 6 so that the piston rod is extended, while the rear inlet cylinder has the piston rod ( When 7a) is supplied with hydraulic pressure so that the knuckle is contracted, the camber angle of the wheel is increased to (-) while the lower portion of the knuckle rotates counterclockwise around the upper portion.

한편, 상기와는 반대로 상기 전방 유압실린더(6)에는 그 피스톤이 수축되게 유압을 공급하는 반면에 후방 유입실린더에는 그 피스톤로드(7a)가 신장되게 유압을 공급하게 되면, 상기 너클의 하부가 상부를 중심으로 시계방향으로 회전하면서 차륜의 캠버각이 (+)로 증가하게 된다.On the other hand, contrary to the above, when the piston is supplied with hydraulic pressure so that the piston is contracted while the hydraulic cylinder is supplied with the piston rod 7a extended to the rear inlet cylinder, the lower part of the knuckle is upper part. The camber angle of the wheel increases to (+) while rotating clockwise about.

예컨대 자동차가 선회 할 때에 선회 외측의 차륜은 범프되면서 그 캠버각이 (-)로 증가할 때에 상기 전방 유압실린더(6)에는 그 피스톤이 수축되게 유압을 공급함과 더불어 후방 유입실린더에는 그 피스톤로드(7a)가 신장되게 유압을 공급하게 되면, 상기 너클의 하부가 상부를 중심으로 시계방향으로 회전하면서 선회 외측의 차륜의 캠버각이 (+)로 증가하게 됨으로써, 범프시의 (-)로 증가되는 캠버각을 상쇄시켜 타이어의 안정된 접지력을 확보해서 타이어의 편마모 방지와 선회 안정성을 향상시키게 된다.For example, when the vehicle is turning, the wheel outside the turning bumps, and when the camber angle increases to (-), the front hydraulic cylinder 6 is supplied with hydraulic pressure such that the piston is contracted. When the hydraulic pressure 7a) is extended, the camber angle of the wheel on the outside of the turning increases to (+) while the lower portion of the knuckle rotates clockwise around the upper portion, thereby increasing to (-) during bump. By offsetting the camber angle to ensure a stable grip of the tire to prevent uneven wear of the tire and to improve the turning stability.

그리고, 선회 내측의 차륜은 리바운드 되면서 그 캠버각이 (+)로 증가할 때에 When the wheel inside the turning is rebounded and its camber angle increases to (+)

전방 유압실린더(6)에는 그 피스톤로드(6a)가 신장되게 유압을 공급함과 더불어 후방 유입실린더에는 그 피스톤로드(7a)가 수축되게 유압을 공급하게 되면, 상기 너클의 하부가 상부를 중심으로 반시계방향으로 회전하면서 차륜의 캠버각이 (-)로 증가하게 됨으로써, 리바운드의 (+)로 증가되는 캠버각을 상쇄시켜 타이어의 안정된 접지력을 확보해서 타이어의 편마모 방지와 선회 안정성을 향상시키게 된다.When the piston rod 6a is supplied with hydraulic pressure to the front hydraulic cylinder 6 while the piston rod 7a is supplied with hydraulic pressure to the rear inlet cylinder, the lower part of the knuckle is half-centered about the upper part. As the camber angle of the wheel increases to the negative direction while rotating clockwise, the camber angle increased to the positive side of the rebound is canceled to secure a stable grip force of the tire, thereby improving the wear resistance of the tire and improving turning stability.

상기 각 유압실린더로 공급되는 유량과 그에 따른 피스톤의 스트로크는 상기 엔진제어유니트가 차속과 조향 각속도 센서를 매개로 감지해서 차속과 조향 각속도에 상응하는 제어신호를 상기 제어밸브에 인가하여 제어하게 되는 것이다.The flow rate supplied to each hydraulic cylinder and the corresponding stroke of the piston are controlled by the engine control unit by sensing the vehicle speed and the steering angular velocity sensor by applying a control signal corresponding to the vehicle speed and the steering angular velocity to the control valve. .

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 캠버자동조절장치에 의하면, 자동차의 선회시에 범프 및 리바운드 되면서 캠버각이 변화되는 차륜의 너클의 하부를 차 체의 외측 및 내측으로 각각 이동시켜 캠버각이 변화되는 반대의 방향으로 캠버각을 조절하여 캠버각이 변화되지 않도록 해서 타이어의 접지력을 증가시켜 선회 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 타이어의 편마모와 그에 따른 노이즈도 예방할 수 있는 등의 효과가 있게 된다.As described above, according to the camber automatic control device according to the present invention, the camber angle is changed by moving the lower part of the knuckle of the wheel where the camber angle is changed while bumping and rebounding the vehicle, respectively, to the outside and the inside of the vehicle body. By adjusting the camber angle in the opposite direction, the camber angle is not changed to increase the grip of the tire, thereby improving turning stability and also preventing uneven wear and noise of the tire.

Claims (6)

스트럿에 고정되게 장착된 브라켓에 너클의 상부가 회전축을 매개로 연결됨과 더불어 상기 너클의 하부는 차체의 내측 혹은 외측으로 회동수단을 매개로 회동가능하게 연결된 캠버자동조절장치.The upper part of the knuckle is connected to the bracket fixedly mounted to the strut via the rotation axis, and the lower part of the knuckle is rotatably connected to the inside or outside of the vehicle body by the rotation means. 제 1항에 있어서, 상기 회동수단이 각 차륜의 캠버각이 변화되는 방향의 반대의 방향으로 캠버각이 증가하도록 상기 너클을 차체의 외측 혹은 내측으로 회동시키는 것을 특징으로 하는 캠버자동조절장치.The camber automatic control apparatus according to claim 1, wherein the pivoting means rotates the knuckle to the outside or the inside of the vehicle body so that the camber angle increases in a direction opposite to the direction in which the camber angle of each wheel changes. 제 2항에 있어서, 상기 회동수단이 차속과 조향 각속도를 감지해서 차속과 조향 각속도에 상응하도록 캠버각을 조절하는 것을 특징으로 하는 캠버자동조절장치.The camber automatic control device according to claim 2, wherein the rotation means senses the vehicle speed and the steering angular velocity and adjusts the camber angle to correspond to the vehicle speed and the steering angular velocity. 제 3항에 있어서, 상기 회동수단이 상기 브라켓의 하부에 형성된 가이드 슬롯과, 이 가이드 슬롯에 끼워져서 안내이동되면서 상기 너클과 브라켓을 체결시키는 체결 볼트가 관통해서 삽입되는 가이드 링, 이 가이드 링을 상기 가이드 슬롯을 따라서 안내이동시키는 이동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 캠버자동조절장치.[4] The guide ring of claim 3, wherein the rotation means includes a guide slot formed in the lower portion of the bracket, a guide ring inserted into the guide slot, and a fastening bolt for fastening the knuckle and the bracket through the guide slot. Camber automatic adjustment device characterized in that it comprises a moving means for guiding movement along the guide slot. 제 4항에 있어서, 상기 이동수단이 상기 가이드 링의 전후 양측에 구비된 2 개의 유압실린더와, 이 유압실린더의 각 피스톤을 상기 가이드 링과 연결하도록 상기 가이드 링 보다 큰 타원형상의 체결링을 구비한 것을 특징으로 하는 캠버자동조절장치.5. The method according to claim 4, wherein said moving means comprises two hydraulic cylinders provided on both front and rear sides of said guide ring, and an elliptical fastening ring larger than said guide ring so as to connect each piston of said hydraulic cylinder with said guide ring. Camber automatic control device, characterized in that. 제 5항에 있어서, 상기 각 유압실린더에는 압유를 공급하는 유압펌프가 제어밸브를 매개로 연결되고, 상기 제어밸브는 엔진제어유니트의 제어신호를 인가받아 작동되게 엔진제어유니트의 출력단에 연결되며, 상기 엔진제어유니트의 입력단에는 차속감지센서와 조향 각속도 감지센서가 접속된 것을 특징으로 하는 캠버자동조절장치.According to claim 5, Each hydraulic cylinder is connected to the hydraulic pump for supplying the hydraulic pressure via a control valve, the control valve is connected to the output terminal of the engine control unit to be operated by receiving a control signal of the engine control unit, And a vehicle speed detecting sensor and a steering angular speed detecting sensor are connected to an input terminal of the engine control unit.
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