KR20160031320A - 가변형 리어스포일러 제어장치 - Google Patents

가변형 리어스포일러 제어장치 Download PDF

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KR20160031320A
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정동혁
윤정기
배용수
윤헌중
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 다단 제어가 가능한 가변형 리어스포일러에 관한 것으로, 가변형 리어 스포일러는 차량의 저속 주행 시 격납되어 있다가, 차량의 중속 주행 시 제 1 각도로 자동 또는 수동으로 조절되어 차량의 공력 저항을 낮추어 차량 연비를 증가시킬 수 있으며, 차량의 고속 주행 시 제 2 각도로 조절되어 차량의 주행 안정성을 높일 수 있는 가변형 리어스포일러 제어장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 가변형 리어스포일러 제어장치는 차량의 주행 상태에 따른 차량 속도를 감지하는 차속 센서, 상기 차속 센서에서 감지한 신호값을 입력받아 이를 계산하여 스포일러 구동부의 모터를 제어하는 제어부 및 상기 모터를 구동하여 스포일러의 각도를 조절하는 스포일러 구동부를 포함한다.

Description

가변형 리어스포일러 제어장치{Apparatus for controlling the adjustable rear spoiler}
본 발명은 가변형 리어스포일러 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다단 제어가 가능한 가변형 리어스포일러 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 차량이 도로를 따라 고속으로 주행할 때 차량의 차체를 따라 흐르는 공기 흐름에 의해 차량에 양력이 작용하게 되어 차량이 들려지는 현상이 발생한다.
즉, 차량의 상부는 곡면형으로 라운드져 있고 하부는 평면형으로 되어 있어 차량의 상부를 지나가는 공기의 흐름이 하부보다 빨라지게 되고 이에 따라 차량의 상부와 하부 사이에 일정한 압력차가 발생하게 되며, 이 때 발생하는 압력차에 의해 차량에 양력이 작용하게 되는 것이다.
종래에는 승합자동차 또는 RV차량의 루프패널 또는 테일게이트에 리어 스포일러를 설치하거나, 일반 승용차에는 트렁크 리드 상부에 고정식 스포일러를 장착하여 고속 주행 시 차량의 후측이 양력에 의해 들려지는 것을 방지하였는데, 고정식 스포일러의 경우에는 스포일러가 양력에 대한 보상작용에 의해 주행 시 안정감과 제동력이 증가하게 되나, 고속주행을 하지 않는 경우에는 고정식 스포일러가 차량의 외측을 따라 흐르는 공기의 저항을 증대시켜 주행성능이 오히려 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 다단 제어가 가능한 가변형 리어스포일러에 관한 것으로, 가변형 리어 스포일러는 차량의 저속 주행 시 격납되어 있다가, 차량의 중속 주행 시 제 1 각도로 자동 또는 수동으로 조절되어 차량의 공력 저항을 낮추어 차량 연비를 증가시킬 수 있으며, 차량의 고속 주행 시 제 2 각도로 조절되어 차량의 주행 안정성을 높일 수 있는 가변형 리어스포일러 제어장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 가변형 리어스포일러 제어장치는 차량의 주행 상태에 따른 차량 속도를 감지하는 속도센서, 상기 차속 센서에서 감지한 신호값을 입력받아 이를 계산하여 스포일러 구동부의 모터를 제어하는 제어부 및 상기 모터를 구동하여 스포일러의 각도를 조절하는 스포일러 구동부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 스위치 신호값을 입력받아 이를 계산하여 스포일러 구동부의 모터의 구동 방향을 제어하는 것을 더 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 스포일러 구동부로부터 상기 모터의 회전각 포함하는 모터 회전 정보를 입력받기 위한 홀센서 카운터 신호 및 모터 구동 방향 신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 스포일러 구동부로부터 상기 스포일러의 닫힘을 감지할 수 있는 스위치 신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 제어부에서 상기 스포일러 구동부의 상기 모터의 회전 방향을 제어하기 위하여 모터 구동 전원을 출력할 수 있다.
또한, 상기 스포일러 구동부는 모터, 드라이브 샤프트, 링키지, 써포트 판넬 및 스포일러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 수동 스위치, 경고등 또는 클러스터에 상기 스포일러의 고장 표시 신호를 송신할 수 있다.
본 기술은 가변형 리어스포일러의 각도를 다단 제어함으로써, 차속과 같은 차량의 주행조건과 운전자의 수동 입력에 따른 차량의 연비를 증가시키고, 차량의 주행 안정성을 높일 수 있다.
아울러, 본 기술은 리어스포일러의 오작동 발생 시, 자동 모드에서 수동 모드로 변환하여 리어스포일러의 역 방향 동작이나, 외부 부하로 인한 동작 이상을 신속하게 감지하고 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 리어스포일러 제어장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 리어스포일러 제어장치의 제어방법을 설명하는 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 따른 가변형 리어스포일러 제어장치를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 가변형 리어스포일러 제어장치는 제어부(100) 및 스포일러 구동부(110)로 구비될 수 있고, 입력부(120) 및 속도센서(130)를 더 포함할 수 있다.
제어부(100)는 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)를 사용할 수 있으며, 별도의 로직 시스템을 갖춘 콘트롤러(controller)를 설치하여 사용하는 것도 가능하다. 이러한 제어부(100)는 차량 및 컴퓨터와 함께 자동변속기 제어를 비롯해 구동 계통, 제동 계통, 조향 계통 등 차량의 모든 부분을 제어하는 역할을 한다.
제어부(100)는 스포일러 구동부(110)의 모터를 제어하기 위하여 모터 구동 전원을 출력한다.
그리고, 제어부(100)에서는 스포일러 구동부(110)로부터 홀 센서 카운터 신호 및 모터 구동 방향 신호를 수신한다. 홀 센서 카운터 신호는 모터의 회전 각도 등을 포함하는 신호이며, 모터 구동 방향 신호는 모터 구동에 따른 모터의 구동 방향(정방향 또는 역방향)을 나타내는 신호이다.
아울러, 제어부(100)는 스포일러 구동부(110)로부터 스위치 센서 신호를 수신한다. 스위치 센서 신호는 리미트 스위치 신호라고도 하며, 스포일러의 닫힘에 관한 정보를 포함한다.
여기서, 스위치 센서 신호는 스포일러의 닫힘을 감지할 수 있는 신호로서, 스포일러의 절대 위치 기준을 파악할 수 있다.
구체적으로, 제어부(100)는 스포일러 구동부(110)에서의 스포일러의 열림/닫힘 정보를 포함하는 위치를 기준으로 하여 홀 센서 카운터 신호를 수신하여 스포일러의 위치를 판단하며, 스포일러 구동부(110)의 모터를 구동시켜 스포일러가 격납된 상태, 중간 열림 상태 및 완전 열림 상태를 제어한다.
스포일러 구동부(110)는 모터 구동을 실시하기 위한 모터 구동 신호를 제어부(100)로부터 수신하고, 홀 센서 카운터 신호 및 스위치 센서 신호를 제어부(100)에 송신한다. 이러한 스포일러 구동부(110)는 모터부, 드라이브 샤프트, 링키지, 써포트 판넬 및 스포일러 등을 포함할 수 있다. 스포일러 구동부는 기구부라고도 일컬을 수 있다.
이러한 스포일러 구동부(110)는 모터 구동을 실시하여 스포일러 각도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 스포일러의 각도는 상기 차량의 차량 속도가 0kph~80kph인 경우, 수평면을 기준으로 0도를 유지하고, 차량 속도가 80kph~160kph인 경우, 수평면을 기준으로 5도를 유지하며, 차량 속도가 160kph보다 큰 경우, 수평면을 기준으로 15도를 유지할 수 있다.
입력부(120)는 신호의 유무, 신호의 크기 또는 동작 여부 등을 미터기 또는 빛 등을 이용하여 눈으로 확인 가능한 인디케이터(indicator) 또는 스위치(switch)를 포함한다.
속도센서(130)는 차량 속도를 측정하여 제어부(100)에 송신한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 따른 가변형 리어스포일러 제어장치의 제어방법을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 가변형 리어스포일러 제어장치의 제어방법을 통한 입출력 신호(모터 구동 신호, 홀센서 입력 신호 및 스위치 센서 신호)를 구체적으로 살펴보고자 한다. 특히, 입출력 신호와 스포일러의 다단 제어 시 신호의 동작 상태를 비교하고자 한다.
먼저, 제어부에서는 스포일러 구동부의 모터부에 모터 구동신호를 송신한다. 이러한 모터 구동신호를 A 신호 및 B 신호를 포함하는 2개로 분류되며 배터리 전압이 인가되거나 전압이 인가되지 않는 접지전압 상태로 구분할 수 있다.
스포일러가 격납 상태에서는 A 신호 및 B 신호 모두 모터가 동작하지 않는 접지전압 상태가 된다.
스포일러가 1단으로 이동하면, 모터에 정방향 전원이 입력되어 모터가 동작한다.
스포일러가 1단에서 정지되면 A 신호 및 B 신호 모두 접지전압 상태가 되어 모터가 동작하지 않는다.
스포일러가 2단으로 이동하면, 모터에 정방향 전원이 다시 입력되어 모터가 동작한다.
스포일러가 2단에서 정지된 이후부터 격납 상태에까지 A 신호는 접지전압 상태가 되고, 모터가 동작하지 않는다.
그러나, 스포일러가 2단에서 정지된 이후, 격납 상태로의 이동시에는 모터에 역방향 전원이 입력된다.
다음으로, 스포일러 구동부에서는 제어부에 홀 센서 카운터 신호를 송신한다.
홀 센서 카운터 신호는 모터 구동에 따른 모터의 회전 정보(정방향 또는 역방향)를 나타내는 방향신호 및 모터의 회전 수 또는 모터의 회전 각도 등을 나타내는 카운터 신호를 포함한다.
여기서, 카운터 신호와 방향 신호는 스포일러가 격납된 상태, 1단에서 정지된 상태, 2단에서 정지된 상태에서는 전압이 0V가 된다.
그러나, 스포일러가 1단 이동, 2단 이동 시에는 모터 회전에 따른 홀센서 신호를 출력하고, 모터의 정방향 회전에 따른 방향 신호를 출력한다.
다음으로, 스포일러 구동부에서는 제어부로 스위치 센서 신호를 송신한다.
즉, 격납 상태에서는 스위치 센서가 동작하고, 그 외 상태에서는 스위치 센서가 동작하지 않는다.
전술한 바와 같이, 본 기술은 가변형 리어스포일러의 각도를 다단 제어함으로써, 차속과 같은 차량의 주행조건과 운전자의 수동 입력에 따른 차량의 연비를 증가시키고, 차량의 주행 안정성을 높일 수 있다.
아울러, 본 기술은 리어스포일러의 오작동 발생 시, 자동 모드에서 수동 모드로 변환하여 리어스포일러의 역 방향 동작이나, 외부 부하로 인한 동작 이상을 신속하게 감지하고 처리할 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (7)

  1. 차량의 주행 상태에 따른 차량 속도를 감지하는 속도센서;
    상기 속도 센서에서 감지한 신호값을 입력받아 이를 계산하여 스포일러 구동부의 모터를 제어하는 제어부; 및
    상기 모터를 구동하여 스포일러의 각도를 조절하는 스포일러 구동부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 리어스포일러 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 스위치 신호값을 입력받아 이를 계산하여 스포일러 구동부의 모터의 구동 방향을 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 리어스포일러 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스포일러 구동부로부터 상기 모터의 회전각 포함하는 모터 회전 정보를 입력받기 위한 홀센서 카운터 신호 및 모터 구동 방향 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 가변형 리어스포일러 제어장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스포일러 구동부로부터 상기 스포일러의 닫힘을 감지할 수 있는 스위치 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 가변형 리어스포일러 제어장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부에서 상기 스포일러 구동부의 상기 모터의 회전 방향을 제어하기 위하여 모터 구동 전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 가변형 리어스포일러 제어장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스포일러 구동부는 모터, 드라이브 샤프트, 링키지, 써포트 판넬 및 스포일러를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 리어스포일러 제어장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 수동 스위치, 경고등 또는 클러스터에 상기 스포일러의 고장 표시 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 가변형 리어스포일러 제어장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108116515A (zh) * 2017-12-27 2018-06-05 辽宁工业大学 一种大学生方程式赛车可调尾翼及其调节方法
US10308294B2 (en) 2016-11-16 2019-06-04 Hyundai Motor Company Variable aerodynamic system for vehicle
US11338868B2 (en) * 2019-05-10 2022-05-24 Mclaren Automotive Limited Variable aerodynamic device

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