KR20210153285A - Active Aerodynamic Force Variable System and Vehicle Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 공력가변장치에 관한 것으로, 특히 차량 운행에 맞춘 항력 계수(Drag Force Coefficient)의 조절로 주행 시 연비 개선 효과를 높이면서 제동 시 에어브레이크 효과도 구현할 수 있는 액티브 공력가변장치가 적용된 차량에 관한 것이다.The present invention relates to an aerodynamic variable device for a vehicle, and in particular, a vehicle to which an active aerodynamic variable device that can implement an air brake effect during braking while improving fuel efficiency during driving by adjusting a drag force coefficient tailored to vehicle operation is applied. is about
최근 들어 자동차에 대한 연비 개선 요구는 차량 디자인에 의해 고유 값으로 정해진 공력(Aerodynamic Force)을 추가적으로 개선해 주는 방식으로 발전되고 있다.Recently, the demand for improvement of fuel efficiency for automobiles has been developed in a way that additionally improves the aerodynamic force set as a unique value by the vehicle design.
일례로 공력 개선 방식은 공력의 한 성분인 항력 계수(Drag Force Coefficient, 이하 CD)를 더 낮추도록 차량 디자인 중 주행 저항이 높은 부위에 별도의 공력조절장치를 조합 또는 부가하여 구현한다.As an example, the aerodynamic improvement method is implemented by combining or adding a separate aerodynamic control device to a portion of the vehicle design with high driving resistance to further lower the drag force coefficient (hereinafter, C D ), which is a component of aerodynamics.
구체적으로 상기 공력조절장치의 예로 등록특허 KR 10-1655672 (2016년09월01일)가 있다,Specifically, as an example of the aerodynamic control device, there is registered patent KR 10-1655672 (September 01, 2016),
즉, 상기 등록특허 KR 10-1655672는 차량 전면부의 포그 램프(Fog Lamp) 장착부에 에어 덕트를 적용하여 차량의 주행 또는 제동 시 에어 커튼 덕트 또는 쿨링 덕트에 선택적으로 흡입 덕트의 공기를 배출함으로써 브레이크 디스크의 냉각 성능 향상에 따른 페이드(fade) 현상 개선과 함께 공력 성능 향상에 따른 연비 개선을 도모한다.That is, the registered patent KR 10-1655672 applies the air duct to the fog lamp mounting part of the front part of the vehicle to selectively discharge the air of the intake duct to the air curtain duct or the cooling duct when the vehicle is driving or braking. In addition to improving the fade phenomenon according to the improvement of the cooling performance of
하지만, 상기 등록특허 KR 10-1655672는 에어 덕트는 공력에 매우 결정적인 영향을 끼치는 블랭킹 커버부(Blanking Cover Portion) 또는 포그 램프부(Fog Lamp Portion)로 적용한 에어 커튼이 부분적 정압 해소에 그침으로써 공력 개선에 대한 기여도가 한정적이고 크지 않은 한계를 갖고 있다.However, according to the registered patent KR 10-1655672, the air duct improves aerodynamics as the air curtain applied as a blanking cover portion or fog lamp portion, which has a very decisive effect on aerodynamics, only partially relieves static pressure. It has a limited and insignificant contribution to the
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 공력에 큰 영향을 끼치는 차량 전면부의 커버 공간에 접이식 플랩 구조의 액티브 커버로 가림면적에 변화를 줌으로써 주행시엔 공력 개선 기여도가 높아지도록 항력 계수(CD)를 낮춰주면서 제동시엔 에어 브레이크 효과를 발생하도록 항력 계수(CD)를 높여 줄 수 있고, 특히 접이식 플랩을 펼쳐 차량 전면부 형상을 매끄럽게 해 주는 연비 모드가 구현됨으로써 주행 시 연비 개선에도 기여할 수 있는 액티브 공력가변장치 및 차량의 제공에 목적이 있다. Accordingly, the present invention in consideration of the above points is a drag coefficient (C D ) to increase the contribution to improving aerodynamics during driving by changing the area covered by the active cover of the foldable flap structure in the cover space of the front part of the vehicle, which has a great influence on aerodynamics. Active aerodynamics that can increase the drag coefficient (C D ) to generate an air brake effect when braking while lowering it, and can contribute to fuel efficiency improvement while driving by implementing a fuel economy mode that smoothes the shape of the front of the vehicle by unfolding the folding flap An object of the present invention is to provide a variable device and a vehicle.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액티브 공력가변장치는 제1,,,,.N 플랩(N은 2이상의 정수)으로 이루어진 액티브 커버; 상기 제1,,,,.N 플랩의 일측 부위를 고정해 주는 링크; 및 회전력을 발생하고, 상기 제1,,,,.N 플랩이 중첩 상태를 형성하도록 상기 액티브 커버의 정면을 기준으로 하여 반 시계방향 회전으로 상기 링크를 우측 이동시켜주며, 상기 제1,,,,.N 플랩이 펼침 상태를 형성하도록 상기 액티브 커버의 정면을 기준으로 하여 시계방향 회전으로 상기 링크를 좌측 이동시켜주는 모터가 포함되는 것을 특징으로 한다.Active aerodynamic variable device of the present invention for achieving the above object is an active cover consisting of a first,,,,.N flap (N is an integer of 2 or more); a link for fixing one side of the first,,,,.N flap; and generating a rotational force, and moving the link to the right in a counterclockwise rotation with respect to the front surface of the active cover so that the first,,,,.N flaps form an overlapping state, and the first,,,,. ,.N It characterized in that it includes a motor for moving the link to the left in a clockwise rotation with respect to the front surface of the active cover to form an unfolded state.
바람직한 실시예로서, 상기 액티브 커버는 상기 링크의 길이 방향으로 길이에 수직하게 배열된다.In a preferred embodiment, the active cover is arranged perpendicular to the length in the longitudinal direction of the link.
바람직한 실시예로서, 상기 펼침 상태는 상기 제1,,,,.N 플랩이 상기 링크를 벗어난 오버 길이를 형성하여 주고, 상기 중첩 상태는 상기 오버 길이의 축소로 상기 제1,,,,.N 플랩의 각각이 서로에 대해 접어져 형성된다.In a preferred embodiment, in the unfolded state, the first,,,,.N flaps form an over-length beyond the link, and the overlapping state is a reduction in the over-length, resulting in the first,,,,.N Each of the flaps is formed folded relative to one another.
바람직한 실시예로서, 상기 제1,,,,.N 플랩의 각각은 요철(凹凸) 구조로 연결되고, 상기 요철(凹凸) 구조는 힌지 축(17)을 회전 중심으로 하여 상기 제1,,,,.N 플랩이 상기 중첩 상태를 형성하도록 한다.As a preferred embodiment, each of the first,,,,.N flaps are connected in a concave-convex structure, and the concave-convex structure has the first,,,, ,.N Let the flaps form the overlapping state.
바람직한 실시예로서, 상기 힌지 축은 상기 요철(凹凸) 구조에서 돌출되거나 또는 상기 요철(凹凸) 구조의 양방향에서 돌출된다.In a preferred embodiment, the hinge shaft protrudes from the concave-convex structure or protrudes in both directions of the concave-convex structure.
바람직한 실시예로서, 상기 링크는 상기 제1,,,,.N 플랩의 제1 플랩이 고정되는 플랩 고정부를 형성한 플랩 링크, 상기 플랩 링크와 일체로 이루어져 상기 회전력을 받는 모터 링크로 구성된다.In a preferred embodiment, the link includes a flap link having a flap fixing portion to which the first flap of the first,,,,.N flap is fixed, and a motor link formed integrally with the flap link to receive the rotational force. .
바람직한 실시예로서, 상기 플랩 고정부는 요철(凹凸) 구조로 상기 플랩 링크와 상기 제1 플랩을 연결하고, 상기 요철(凹凸) 구조는 힌지 축을 회전 중심으로 하여 상기 제1 플랩이 상기 플랩 링크에 대해 접어지도록 한다.In a preferred embodiment, the flap fixing portion connects the flap link and the first flap in a concave-convex structure, and the concave-convex structure has a hinge axis as a center of rotation so that the first flap is positioned relative to the flap link. make it fold
바람직한 실시예로서, 상기 링크와 상기 모터는 기어로 연결되고, 상기 기어는 상기 회전력을 전달하는 랙크와 피니언으로 구성되며, 상기 랙크는 상기 링크에 형성되고, 상기 피니언은 상기 모터의 모터 축에 결합된다.In a preferred embodiment, the link and the motor are connected by a gear, the gear is composed of a rack and a pinion transmitting the rotational force, the rack is formed in the link, and the pinion is coupled to the motor shaft of the motor do.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량은 펼침 상태와 중첩 상태의 전환이 이루어지는 액티브 커버, 상기 액티브 커버(의 일측을 고정한 상태에서 차량 정면을 기준으로 하여 상기 펼침 상태를 위한 좌측 이동과 상기 중첩 상태를 위한 우측 이동이 형성되는 링크, 및 반 시계방향 회전과 시계방향 회전으로 상기 링크를 상기 우측 이동과 상기 좌측 이동시켜주는 모터로 이루어진 액티브 공력가변장치; 및 차량 전방에 장착되고, 상기 액티브 공력가변장치가 구비된 커버 공간을 형성한 범퍼; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle of the present invention for achieving the above object includes an active cover in which switching between an unfolded state and a nested state, and a left movement for the unfolded state with respect to the front of the vehicle in a state in which one side of the active cover is fixed An active aerodynamic variable device comprising a link on which a right movement for the overlapping state is formed, and a motor for moving the link to the right and left in counterclockwise rotation and clockwise rotation; and mounted on the front of the vehicle, the It characterized in that it includes; a bumper having a cover space provided with an active aerodynamic variable device.
바람직한 실시예로서, 상기 범퍼는 상기 커버 공간을 좌측 커버 공간과 우측 커버 공간으로 구분하고, 상기 좌측 커버 공간과 상기 우측 커버 공간의 각각에 상기 액티브 공력가변장치가 구비된다.In a preferred embodiment, the bumper divides the cover space into a left cover space and a right cover space, and the active aerodynamic variable device is provided in each of the left cover space and the right cover space.
바람직한 실시예로서, 상기 액티브 커버는 상기 펼침 상태로 상기 커버 공간을 가려 주행풍에 의한 항력 계수가 낮춰지도록 하는 반면 상기 중첩 상태로 상기 커버 공간에 중첩 단차 구조를 형성하여 주행풍에 의한 항력 계수가 높아지도록 한다.As a preferred embodiment, the active cover covers the cover space in the unfolded state so that the drag coefficient due to the running wind is lowered, while the overlapping step structure is formed in the cover space in the overlapping state to increase the drag coefficient due to the running wind. make it rise
바람직한 실시예로서, 상기 중첩 단차 구조는 부채 주름 형상 또는 자바라 형상을 이룬다.In a preferred embodiment, the overlapping step structure forms a fan pleat shape or a bellows shape.
바람직한 실시예로서, 상기 커버 공간에는 히든 엔드 길이로 상기 커버 공간의 한쪽측면 플랩 차단 벽을 벗어난 가이드 채널이 형성되고, 상기 가이드 채널은 상기 액티브 커버가 상기 펼침 상태를 형성하도록 상기 링크의 이동을 안내해 주며, 상기 히든 엔드 길이는 상기 플랩 차단 벽으로 이동이 차단된 상기 액티브 커버가 상기 중첩 상태를 형성하도록 상기 링크의 이동을 허용해 준다.As a preferred embodiment, a guide channel is formed in the cover space that is out of the flap blocking wall on one side of the cover space with a hidden end length, and the guide channel guides the movement of the link so that the active cover forms the unfolded state. and the length of the hidden end allows movement of the link so that the active cover blocked from movement by the flap blocking wall forms the overlapping state.
바람직한 실시예로서, 상기 액티브 공력가변장치는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 모터의 구동을 제어하고 정역 회전 방향으로 상기 링크의 이동 방향을 제어해 준다.In a preferred embodiment, the active aerodynamic variable device includes a controller, and the controller controls the driving of the motor and controls the movement direction of the link in a forward and reverse rotation direction.
바람직한 실시예로서, 상기 컨트롤러는 상기 액티브 공력가변장치를 연비모드 또는 에이브레이크 모드로 제어해 주고, 상기 연비모드는 상기 커버 공간이 가려지도록 상기 액티브 커버를 상기 펼침 상태로 하여 상기 범퍼를 지나는 주행풍에 의한 항력 계수를 낮춰주는 반면 상기 에이브레이크 모드는 상기 커버 공간에 중첩 단차 구조가 형성되도록 상기 액티브 커버를 상기 중첩 상태로 상기 범퍼를 지나는 주행풍에 의한 항력 계수를 올려준다.In a preferred embodiment, the controller controls the active aerodynamic variable device in a fuel economy mode or an A-break mode, and in the fuel economy mode, the driving wind passing through the bumper by opening the active cover so that the cover space is covered While lowering the drag coefficient by
바람직한 실시예로서, 상기 컨트롤러는 버튼 또는 스위치로 상기 모터의 구동을 상기 컨트롤러에 요청해 주는 신호 발생부와 연계되고; 차속, 엔진회전수, 엑셀 페달 신호 및 브레이크 페달 신호 중 어느 하나로 상기 연비모드 및 상기 에어 브레이크 모드를 상기 컨트롤러에 요청해 주는 정보 검출부와 연계된다.In a preferred embodiment, the controller is linked with a signal generator for requesting the controller to drive the motor with a button or a switch; It is linked to an information detection unit that requests the controller for the fuel efficiency mode and the air brake mode as any one of a vehicle speed, an engine speed, an accelerator pedal signal, and a brake pedal signal.
이러한 본 발명의 차량에 적용된 액티브 공력가변장치는 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.The active aerodynamic variable device applied to the vehicle of the present invention implements the following actions and effects.
첫째, 공력에 매우 결정적인 영향을 끼치는 블랭킹 커버부(Blanking Cover Portion) 또는 포그 램프부(Fog Lamp Portion)가 커버 공간으로 형성된 차량 전면부에 대한 공력 개선 효과가 크게 높아진다. 둘째, 차량 전면부의에 형성된 커버 공간의 가림면적이 접이식 플랩을 이용해 다양하게 변화됨으로써 떨어트리거나 올려주던 항력 계수(CD)의 변화가 차량 운행 상황에 맞춰 가변적으로 구현될 수 있다. 셋째, 차량 주행 시 커버 공간 전체가 가려지도록 펼쳐진 접이식 플랩으로 항력 계수(CD)가 낮춰지도록 함으로써 공력 개선과 연비 개선의 효과를 함께 향상시키는 차량운행이 가능하다. 넷째, 차량 제동이나 급제동 시 커버 공간의 한쪽에서 단차를 크게 형성하도록 밀려나 접혀진 접이식 플랩으로 항력 계수(CD)가 올라가도록 함으로써 커버 공간으로 에어 브레이크 효과를 높여 줄 수 있다. 다섯째, 접이식 플랩의 펼침과 접힘 정도로 연비 모드/긴급 제동모드/비 연비 모드가 차량 주행 상황에 맞춰 구현 가능함으로써 기존의 운행 모드 대비 운행 모드 다양화로 차량 상품성이 크게 향상될 수 있다.First, the aerodynamic improvement effect on the front part of the vehicle in which the blanking cover portion or fog lamp portion, which has a very decisive effect on aerodynamics, is formed as a cover space is greatly increased. Second, the change in the drag coefficient (C D ), which was dropped or raised, can be variably implemented according to the vehicle driving situation by changing the cover area of the cover space formed in the front part of the vehicle in various ways using the folding flap. Third, it is possible to drive a vehicle that improves aerodynamics and fuel economy together by lowering the drag coefficient (C D ) with the folding flap that is unfolded so that the entire cover space is covered during vehicle driving. Fourth, during vehicle braking or sudden braking, the air brake effect can be increased with the cover space by increasing the drag coefficient (C D ) with the folded flap that is pushed and folded to form a large step in one side of the cover space. Fifth, the fuel economy mode/emergency braking mode/non-fuel economy mode can be implemented according to the vehicle driving situation to the extent that the folding flap is unfolded and folded, so that vehicle marketability can be greatly improved by diversifying the driving mode compared to the existing driving mode.
도 1은 본 발명에 따른 액티브 커버, 링크 및 모터로 구성된 액티브 공력가변장치의 예이고, 도 2는 본 발명에 따른 액티브 공력가변장치가 모터를 제어하는 컨트롤러와 함께 구성된 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 액티브 공력가변장치를 적용한 차량의 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량에서 액티브 공력가변장치가 연비모드로 전환되는 작동 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량에서 액티브 공력가변장치가 에어 브레이크 모드로 전환되는 작동 상태이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량의 항력 계수(CD)를 에어 브레이크 모드에 의한 액티브 공력가변장치 미적용 대비로 분석한 시뮬레이션 결과이다.1 is an example of an active aerodynamic variable device according to the present invention consisting of an active cover, a link, and a motor, FIG. 2 is an example of the active aerodynamic variable device according to the present invention configured together with a controller for controlling the motor, FIG. It is an example of a vehicle to which the active aerodynamic variable device according to the present invention is applied, FIG. 4 is an operating state in which the active aerodynamic variable device is switched to a fuel economy mode in the vehicle according to the present invention, and FIG. 5 is an active aerodynamic variable device in the vehicle according to the present invention is an operating state switched to the air brake mode, and FIG. 6 is a simulation result of analyzing the drag coefficient (C D ) of the vehicle according to the present invention as a contrast to not applying the active aerodynamic variable device by the air brake mode.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying illustrative drawings, and since these embodiments are examples, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be implemented in various different forms. It is not limited to the embodiment.
도 1을 참조하면, 액티브 공력가변장치(1)는 액티브 커버(10), 링크(20) 및 모터(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the active
특히 상기 액티브 공력가변장치(1)는 범퍼(110)를 적용 대상으로 예시되었는데, 이는 범퍼(110)에는 공력에 큰 영향을 끼치는 블랭킹 커버부(Blanking Cover Portion) 또는 포그 램프부(Fog Lamp Portion)가 커버 공간(111)으로 형성됨으로써 액티브 공력가변장치(1)로 커버 공간(111)에 대한 공기 흐름을 조절하여 공력 중 항력 계수(CD)를 낮추거나 올려주도록 효과적이기 때문이다.In particular, the active
일례로 상기 액티브 커버(10)는 접이식 플랩(11)으로 구성되어 범퍼(110)의 커버 공간(111)을 차단하거나 개방시켜 주고, 링크(20)의 길이에 수직하게 배열된다.For example, the
특히 상기 접이식 플랩(11)은 펼쳐서 전개된 상태에서 접어서 중첩된 상태에서 범퍼(110)의 커버 공간(111)이 형성하는 한쪽 측면의 플랩 차단 벽(113)과 접촉됨으로써 접이식 플랩(11)의 힌지 회전구조로 부채 주름 형상 또는 자바라 형상의 중첩 단차 구조가 형성되도록 플랩이 복수개로 구성된다.In particular, the
일례로 상기 링크(20)는 액티브 커버(10)를 결합해 고정하고, 모터(30)의 회전력을 받아 반 시계방향 회전 또는 시계방향 회전에 따라 정면을 기준으로 하여 우측 이동(또는 전진 이동)과 좌측 이동(또는 후퇴 이동)하며, 좌측 이동으로 액티브 커버(10)를 펼쳐주는 반면 우측 이동으로 액티브 커버(10)를 접어주면서 부채 주름 형상 또는 자바라 형상의 중첩 단차 구조로 형성하도록 한다.For example, the
이를 위해 상기 링크(20)는 히든 엔드 길이(Y)로 플랩 차단 벽(113)의 뒤쪽으로 이어지도록 커버 공간(111)의 바닥면에 형성된 가이드 채널(112)을 이용하여 우측 이동과 좌측 이동이 이루어진다.To this end, the
일례로 상기 모터(30)는 모터 구동 시 전원 공급으로 구동되어 반 시계방향 회전(예, 역회전)에 의한 링크(20)의 우측 이동(또는 전진 이동)으로 액티브 커버(10)를 접어주고, 시계방향 회전(예, 정회전)에 의한 링크(20)의 좌측 이동(또는 후퇴 이동)으로 액티브 커버(10)를 펼쳐 준다. 이 경우 상기 우측 이동과 상기 좌측 이동은 액티브 커버(10)를 역으로 동작시키도록 설정될 수 있다.For example, the
이하 상기 액티브 커버(10), 상기 링크(20) 및 상기 모터(300에 대한 실제적인 구성 예를 설명한다.Hereinafter, practical configuration examples of the
구체적으로 상기 액티브 커버(10)는 접이식 플랩(11)으로 구성되고, 상기 접이식 플랩(11)은 부채 주름 형상 또는 자바라 형상의 중첩 단차 구조를 형성하도록 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)(N은 2이상의 정수)이 서로 연결된 구조로 형성된다. 이 경우 상기 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)는 제1 내지 6 플랩(11-1,...,11-6)으로 예시되었으나 커버 공간(110)의 사이즈(Size)에 맞춰 6개 미만 또는 초과로 구성될 수 있다.Specifically, the
일례로 상기 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)을 구성하는 각각의 플랩은 직사각판 형상으로 이루어져 돌출 턱(13)과 단차 홈(15) 및 힌지 축(17)을 구비한다. 다만 상기 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N) 중 마지막 위치를 갖는 끝단 플랩인 제 N 플랩(11-N)은 돌출 면(13)을 없앤 직선 면을 형성하여 함몰 면(15) 만 형성되는 차이가 있다. 이 경우 상기 제 N 플랩(11-N)의 직선 면은 범퍼(110)의 커버 공간(111)이 형성하는 한쪽 측면의 플랩 차단 벽(113)이 갖는 면 형상 또는 구조에 따라 다양한 형상으로 변형될 수 있다.As an example, each of the flaps constituting the first to N flaps 11-1, ..., 11-N is formed in a rectangular plate shape with a
이를 위해 상기 돌출 턱(13)은 플랩의 일측에서 상기 단차 홈(15)은 동일한 플랩의 타측에서 서로 대향되는 위치에서 동일한 크기로 플랩에 형성되고, 상기 힌지 축(17)은 플랩 면에 대해 돌출 턱(13)이 직각 단차면을 형성하는 상하 부위에서 각각 돌출되어져 단차 홈(15)에 형성된 축 홀로 끼워진다.To this end, the
그러므로 상기 돌출 턱(13)과 상기 단차 홈(15)은 제1 플랩(11-1)의 돌출 턱(13)이 제2 플랩(11-2)의 단차 홈(15)에 끼워짐과 같이 서로에 대해 조립이 이루어지는 요철(凹凸) 구조를 형성하고, 상기 힌지 축(17)은 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)을 구성하는 각각의 플랩에 힌지 움직임을 부여함으로써 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)이 서로에 대해 펼쳐진 상태에서 접혀져 부채 주름 형상 또는 자바라 형상의 중첩 단차 구조를 형성할 수 있다.Therefore, the
일례로 상기 링크(20)는 지지 바(22)와 플랩 고정 턱(23)을 이용하여 액티브 커버(10)를 지지하는 플랩 링크(21), 이동 바(26)와 연결 엔드(27)를 이용하여 액티브 커버(10)를 이동시켜 주는 모터 링크(25)로 구성된다. 이 경우 상기 모터 링크(25)는 완만한 곡선으로 이루어짐을 예시하였으나 이러한 완만한 곡선 구조는 커버 공간(111)의 바닥면에 형성된 가이드 채널(112)에 형성된 구조에 맞춰 변형된다.For example, the
이를 위해 상기 지지 바(22)는 “L"자 형상의 수평부와 수직부로 이루어지고, 상기 수직부가 액티브 커버(10)의 접이식 플랩(11)을 구성하는 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N) 중 제1 플랩(11-1)과 결합되며, 상기 수평부가 모터 링크(25)의 연결 엔드(27)에 이어진다.To this end, the
특히 상기 플랩 고정 턱(23)은 지지 바(22)에 대해 직각 단차면을 형성하는 상하 부위에서 에서 각각 돌출되어져 제1 플랩(11-1)의 단차 홈(15)에 형성된 축홀로 끼워짐으로써 서로에 대해 조립이 이루어지는 요철(凹凸) 구조를 형성하면서 제1 플랩(11-1)이 지지 바(22)에 대해 힌지 움직임을 부여하여 준다.In particular, the
그리고 상기 이동 바(26)는 랙크(26-1)를 이용한 치면으로 모터(30)의 피니언(31)과 기어물림 됨으로써 모터(30)의 회전 방향에 따라 반시계방향 회전의 우측 이동(또는 전진 이동)과 시계방향 회전의 좌측 이동(또는 후퇴 이동)을 하고, 상기 연결 엔드(27)는 이동 바(26)의 한쪽 끝단에서 지지 바(22)의 수평부와 연결됨으로써 이동 바(26)를 지지 바(22)와 일체로 형성시켜 준다.And the moving
나아가 상기 링크(20)는 이동 바(26)의 전체 길이를 링크 이동 길이(L)로 하면서 접이식 플랩(11)이 전개 상태에서 이동 바(26)를 벗어난 돌출 길이를 오버 길이(Over Length)(X)로 형성한다.Further, the
특히 상기 오버 길이(X)는 히든 엔드 길이(Y)(도 2 참조)보다 더 긴 길이로 형성되는데, 이러한 이유는 이동 바(26)가 링크 이동 길이(L)를 지나 히든 엔드 길이(Y)까지 커버 공간(111)의 가이드 채널(112)을 따라 이동하는 반면 액티브 커버(10)는 접이식 플랩(11)의 제 N 플랩(11-N)이 커버 공간(111)의 플랩 차단 벽(113)으로 구속된 상태에서 히든 엔드 길이(Y) 만큼 오버 길이(X)가 축소되도록 하기 위함이다. 그러면 히든 엔드 길이(Y)에 대한 오버 길이(X)의 차는 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)의 각각이 어느 정도 벌어진 부채 주름 형상 또는 자바라 형상의 중첩 단차 구조로 형성될 수 있기 때문이다.In particular, the over length (X) is formed to be longer than the hidden end length (Y) (see FIG. 2), because the moving
또한, 상기 링크 이동 길이(L)의 시작 위치는 모터 ON(또는 모터 OFF)의 모터제어신호(도 4 참조)로 하면서 종단 위치는 모터 OFF(또는 모터 ON)의 모터제어신호(도 4 참조)로 하여 컨트롤러(40)에 설정됨으로써 제N 플랩(11-N)이 플랩 차단 벽(113)에 접촉 시 모터(30)가 구동 정지될 수 있다.In addition, the starting position of the link movement length L is a motor control signal (refer to FIG. 4) of motor ON (or motor OFF), while the end position is a motor control signal (refer to FIG. 4) of motor OFF (or motor ON). By being set in the
그리고 상기 오버 길이(X) 또는 히든 엔드 길이(Y)의 시작 위치는 모터 ON(또는 모터 OFF)의 모터제어신호(도 4 참조)로 하면서 종단 위치는 모터 OFF(또는 모터 ON)의 모터제어신호(도 4 참조)로 하여 컨트롤러(40)에 설정됨으로써 제N 플랩(11-N)이 플랩 차단 벽(113)에 접촉된 상태에서 제N-1 플랩(11-N-1)에서 제1 플랩(11-1)이 순차적으로 접혀져 부채 주름 형상 또는 자바라 형상의 중첩 단차 구조로 형성될 수 있도록 한다.And the starting position of the over length (X) or the hidden end length (Y) is the motor control signal (see Fig. 4) of the motor ON (or motor OFF) while the end position is the motor control signal of the motor OFF (or motor ON) (refer to FIG. 4) and set in the
일례로 상기 모터(30)는 모의 전원 공급으로 구동되어 반시계방향 회전(예, 역회전) 에 의한 링크(20)의 우측 이동(또는 전진 이동)으로 액티브 커버(10)를 접어주고, 시계방향 회전(예, 정회전)에 의한 링크(20)의 좌측 이동(또는 후퇴 이동)으로 액티브 커버(10)를 펼쳐 준다. 이 경우 상기 우측 이동과 상기 좌측 이동은 액티브 커버(10)를 역으로 동작시키도록 설정될 수 있다.For example, the
이를 위해 상기 모터(30)는 모터 축에 피니언(31)을 구비하고, 상기 피니언(31)은 링크(20)의 이동 바(26)에 형성된 랙크(26-1)와 기어물림으로 모터(30)의 회전력을 이동 바(26)에 전달하여 준다. 이 경우 상기 피니언(31)과 상기 랙크(26-1)를 이용한 기어 구조는 필요 시 다양한 기어 구조 또는 리니어 가이드 구조로 변경될 수 있다.To this end, the
한편, 도 2를 참조하면, 상기 액티브 공력가변장치(1)는 컨트롤러(40), 신호 발생부(50) 및 정보 검출부(60)를 포함한다.Meanwhile, referring to FIG. 2 , the active aerodynamic
일례로 상기 컨트롤러(40)는 모터제어로직이 프로그래밍되어 저장된 메모리를 구비한 중앙처리장치로 동작함으로써 모터(30)에 대한 온/오프 동작 및 정/역회전의 반시계/시계방향 회전을 제어하여 준다.For example, the
일례로 상기 신호 발생부(50)와 상기 정보 검출부(60)는 컨트롤러(40)와 전기신호 라인으로 연결된다. 상기 신호 발생부(50)는 액티브 커버(10)의 전개나 중첩 동작을 위한 신호를 컨트롤러(40)에 전송하며, 신호 발생에 버튼이나 스위치가 적용될 수 있다. 상기 정보 검출부(60)는 액티브 커버(10)의 작동을 위한 모터(30)의 제어 정보를 외부 환경 정보로 검출하여 컨트롤러(40)에 전송하며, 정보 검출에 다수의 센서가 적용될 수 있다.For example, the
한편, 도 3 내지 도 6은 차량(100)에 적용된 액티브 공력가변장치(1)가 차량운행 조건에 따라 복수의 모드로 작동되는 상태를 예시한다.Meanwhile, FIGS. 3 to 6 illustrate a state in which the active aerodynamic
도 3을 참조하면, 상기 차량(100)은 전방부위에 장착된 범퍼(110)의 커버 공간(111)으로 액티브 공력가변장치(1)를 구비한다.Referring to FIG. 3 , the
구체적으로 상기 범퍼(110)는 커버 공간(111)을 좌우 커버 공간으로 각각 형성하여 포그 램프(Fog Lamp)(120)가 위치되는 포그 램프부(Fog Lamp Portion)로 형성하고, 좌우 커버 공간의 각각에 액티브 공력가변장치(1)를 각각 구비함으로써 블랭킹 커버부(Blanking Cover Portion)와 같이 공력에 큰 영향을 끼치는 포그 램프부에 대한 항력 계수(CD)를 낮추거나 올려 차량(100)의 공력을 개선할 수 있다.Specifically, the
구체적으로 상기 액티브 공력가변장치(1)는 액티브 커버(10), 링크(20), 모터(30), 컨트롤러(40), 신호 발생부(50) 및 정보 검출부(60)를 포함함으로써 도 1과 도 2를 통해 기술된 액티브 공력가변장치(1)와 동일하다.Specifically, the active aerodynamic
다만, 상기 컨트롤러(40)는 차량(100)의 엔진룸 또는 그 주변부에 위치되어 CAN(Controller Area Network)으로 신호 발생부(50) 및 정보 검출부(60)에 연계되어 상호 통신하고, 상기 신호 발생부(50)는 버튼 또는 스위치로 차량(100)의 운전석 대시보드에 위치되어 액티브 커버(10)의 전개나 중첩 동작을 위한 신호를 컨트롤러(40)에 전송한다.However, the
특히 상기 정보 검출부(60)는 차량(100)의 엔진룸에 위치되어 차량(100)에 기본 센서로 적용된 탑재 센서들의 정보를 읽고, 외부 환경 정보(예, 차속, 엑셀 페달/브레이크 페달의 개도 신호, 엔진회전수 들의 차량 운전 정보)를 검출하여 연비모드 ON/OFF 및 에어 브레이크 모드 등을 확인하여 그 동작을 위한 신호를 컨트롤러(40)에 전송한다.In particular, the
그러므로 상기 컨트롤러(40)는 차량의 엔진 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다.Therefore, the
도 4를 참조하면, 상기 차량(100)에서 액티브 공력가변장치(1)가 연비모드로 작동되는 경우가 예시된다. 이 경우 상기 액티브 공력가변장치(1)의 모터(30)는 신호 발생부(50)의 연비모드 OFF -> ON 전환 버튼 신호에 의한 컨트롤러(40)의 모터 제어신호 또는 차속이나 엑셀 페달 신호에 기반 한 정보 검출부(60)의 연비모드 OFF -> ON 전환 신호에 의한 컨트롤러(40)의 모터 제어신호로 구동될 수 있다. 또한 모터(30)의 회전은 역회전을 반 시계 방향 회전으로 하고, 정회전을 시계방향 회전으로 하여 설명한다.Referring to FIG. 4 , a case in which the active aerodynamic
도시된 바와 같이, 모터(30)의 회전은 피니언(31)과 맞물린 랙크(26-1)를 통해 모터 링크(25)의 이동 바(26)에 전달되어 링크(20)가 힘을 받는 상태로 된다. 이어 모터(30)의 반시계방향 회전에 의한 회전력은 이동 바(26)를 가이드 채널(112)을 따라 차량(100)의 정면을 기준으로 우측 이동(또는 전진 이동)시킴으로써 플랩 링크(21)의 지지 바(22)도 함께 우측 이동(또는 전진 이동)되고, 접이식 플랩(11)은 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)을 펼친 전개 상태로 링크 이동 길이(L) 만큼 이동한다. 이 경우 컨트롤러(40)는 제N 플랩(11-N)이 커버 공간(111)의 플랩 차단 벽(113)에 접촉될 때 모터(30)를 구동 정지시켜 준다.As shown, the rotation of the
그 결과 액티브 커버(10)는 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)을 펼쳐 전개 구조로 한 접이식 플랩(11)으로 범퍼(110)의 커버 공간(111)을 가려줌으로써 일정 차속 이상의 연비모드 요구에 맞춰 공력에 큰 영향을 끼치는 포그 램프부에 대한 주행풍 저항이 커버 공간(111)의 공기 저항 제거로 감소되도록 하고, 이는 항력 계수(CD)를 낮춤으로써 차량(100)의 연비 개선 효과가 높아지도록 한다.As a result, the
반면, 도 5를 참조하면, 상기 차량(100)에서 액티브 공력가변장치(1)가 에어브레이크 모드로 작동되는 경우가 예시된다. 이 경우 상기 액티브 공력가변장치(1)의 모터(30)는 신호 발생부(50)의 연비모드 ON -> 에어브레이크 모드 ON 버튼 신호에 의한 컨트롤러(40)의 모터 제어신호 또는 차속이나 엑셀 페달 신호에 기반 한 정보 검출부(60)의 연비모드 ON -> 에어브레이크 모드 ON 전환 신호에 의한 컨트롤러(40)의 모터 제어신호로 구동된다. 또한 모터(30)의 회전은 역회전을 반 시계 방향 회전으로 하고, 정회전을 시계방향 회전으로 하여 설명한다.On the other hand, referring to FIG. 5 , a case in which the active aerodynamic
도시된 바와 같이, 모터(30)의 회전은 피니언(31)과 맞물린 랙크(26-1)를 통해 모터 링크(25)의 이동 바(26)에 전달되어 링크(20)가 힘을 받는 상태로 된다. 이어 이동 바(26)가 모터(30)의 반시계방향 회전에 의한 회전력으로 히든 엔드 길이(Y)까지 우측 이동(또는 전진 이동)되는 반면 지지 바(22)는 커버 공간(111)의 플랩 차단 벽(113)으로 이동을 구속 받게 된다.As shown, the rotation of the
그러면 상기 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)은 펼친 전게 상태에서 지지 바(22)가 가하는 힘으로 힌지 축(17)을 매개로 하여 제N-1 플랩(11-N-1)이 제N 플랩(11-N)에 대해 접혀짐과 같이 제1 플랩(11-1)이 인접 플랩에 대해 서로 접혀짐으로써 접이식 플랩(11)이 부채 주름 형상 또는 자바라 형상의 중첩 단차 구조로 형성된다. 이 경우 컨트롤러(40)는 이동 바(26)가 히든 엔드 길이(Y)에 접촉될 때 모터(30)를 구동 정지시켜 준다.Then, the first to N flaps 11-1, ..., 11-N are the N-
그 결과 액티브 커버(10)는 제1 내지 N 플랩(11-1,...,11-N)을 접은 접이식 플랩(11)을 통해 범퍼(110)의 커버 공간(111)에 큰 단차의 중첩 단차 구조를 형성함으로써 급제동과 같은 에어브레이크 모드 요구에 맞춰 공력에 큰 영향을 끼치는 포그 램프부에 대한 주행풍 저항이 커버 공간(111)의 공기 저항으로 증가되도록 하고, 이는 항력 계수(CD)를 높임으로써 차량(100)의 에어 브레이크 효과를 높여 제동 성능이 개선되도록 한다.As a result, the
도 6과 같이 액티브 공력가변장치(1)를 적용한 차량(100)에서 시뮬레이션 결과를 참조하면, 상기 시뮬레이션 결과는 차량(100)이 에어 브레이크 모드로 항력 계수(CD)를 액티브 공력가변장치 연비 모드 대비 약 10% 이상으로 높여 줌을 예시한다.Referring to the simulation result in the
즉, 액티브커버(10)의 효과를 갖지 않는 차량(100) 대비 액티브커버(10)의 효과를 갖는 차량(100)이 에어 브레이크 모드에서 항력 계수(CD)를 약 10% 이상으로 높여줌으로써 에어 브레이크 영역(K)를 통해 급제동 시 비상 제동 성능이 개선됨이 실험적으로 입증된다.That is, the
한편, 에어브레이크 모드 OFF -> 연비모드 ON -> 연비모드 OFF는 도 4와 도 5에서 기술된 모터(30)의 회전방향을 역방향하는 시계 방향 회전에 의한 작동 상태와 동일하므로 상세 설명을 생략한다.On the other hand, the air brake mode OFF -> fuel economy mode ON -> fuel economy mode OFF is the same as the operating state by clockwise rotation in the reverse direction of the rotation direction of the
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량(100)에 적용된 액티브 공력가변장치(1)는 펼침 상태와 중첩 상태의 전환이 이루어지는 액티브 커버(10), 액티브 커버(10)의 일측을 고정한 상태에서 펼침 상태를 위한 좌측 이동(또는 후퇴 이동)과 중첩 상태를 위한 우측 이동(또는 전진 이동)이 형성되는 링크(20) 및 전진 이동과 후퇴 이동을 정역회전 방향으로 링크(20)에 전달해 주는 모터(30)로 구성됨으로써 범퍼(110)를 지나는 주행풍에 의한 항력 계수(CD)가 액티브 커버(10)의 연비모드와 에어브레이크 모드로 낮추거나 올려 중 수 있고, 특히 주행 중 연비모드로 연비 개선이 가능하면서 급제동시 에어브레이크 모드로 에어 브레이크 효과도 가능하다.As described above, in the active aerodynamic
1 : 액티브 공력가변장치
10 : 액티브 커버
11 : 접이식 플랩
11-1,...,11-N : 제1 내지 N 플랩
13 : 돌출 턱
15 : 단차 홈
17 : 힌지 축
20 : 링크
21 : 플랩 링크
22 : 지지 바
23 : 플랩 고정 턱
25 : 모터 링크
26 : 이동 바
26-1 : 랙크
27 : 연결 엔드
30 : 모터
31 : 피니언
40 : 컨트롤러
50 : 신호 발생부
60 : 정보 검출부
100 : 차량
110 : 범퍼
111 : 커버 공간
112 : 가이드 채널
113 : 플랩 차단 벽
120 : 포그 램프(Fog Lamp)1: Active aerodynamic variable device
10: active cover 11: folding flap
11-1, ..., 11-N: first to N flaps
13: protruding jaw 15: stepped groove
17: hinge axis 20: link
21: flap link 22: support bar
23: flap fixing jaw 25: motor link
26: moving bar 26-1: rack
27: connection end 30: motor
31: pinion 40: controller
50: signal generation unit 60: information detection unit
100: vehicle 110: bumper
111: cover space 112: guide channel
113: flap blocking wall 120: fog lamp (Fog Lamp)
Claims (21)
상기 제1,,,,.N 플랩(N은 2 이상의 정수)의 일측 부위를 고정해 주는 링크; 및 모터를 포함하고;
상기 모터의 회전에 의해 상기 링크가 이동되면서, 상기 제1 내지 N의 플랩(N은 2 이상의 정수)이 중첩되거나 펼쳐짐에 따라 상기 액티브 커버의 전방면적을 변화시키는
것을 특징으로 하는 액티브 공력가변장치.
an active cover consisting of first,,,,.N flaps (N is an integer of 2 or more); and
a link for fixing one side of the first,,,,.N flap (N is an integer of 2 or more); and a motor;
While the link is moved by the rotation of the motor, the front area of the active cover is changed as the first to N flaps (N is an integer of 2 or more) overlap or unfold.
Active aerodynamic variable device, characterized in that.
The method according to claim 1, wherein when the motor rotates counterclockwise, the link is moved to the right with respect to the front surface of the active cover to form an overlapping state, and when the motor rotates clockwise, the active cover is rotated in a clockwise direction. Active aerodynamic variable device, characterized in that by moving the link to the left relative to the front to form an unfolded state.
The active aerodynamic modifier according to claim 1, wherein the active cover is arranged perpendicular to the length of the link.
The method according to claim 1, wherein in the unfolded state, the first,,,,.N flaps (N is an integer greater than or equal to 2) form an over-length beyond the link, and the overlapping state is determined by reducing the over-length. 1,,,,.N Active aerodynamic variable device, characterized in that each of the flaps (N is an integer of 2 or more) are formed by folding with respect to each other.
The method according to claim 1, wherein each of the first,,,,.N flaps (N is an integer greater than or equal to 2) are connected in a concave-convex structure, and the concave-convex structure has a hinge axis as a rotation center for the first ,,,,.N flaps (N is an integer of 2 or more) active aerodynamically variable device, characterized in that to form the overlapping state.
The active aerodynamic variable device according to claim 5, wherein the hinge shaft protrudes from the concave-convex structure.
The active aerodynamic variable device according to claim 5, wherein the hinge shaft protrudes in both directions of the concave-convex structure.
The method according to claim 1, wherein the link is formed integrally with a flap link having a flap fixing part to which the first flap of the first,,,,.N flaps (N is an integer of 2 or more) is fixed, and the flap link. Active aerodynamic variable device, characterized in that it consists of a motor link that receives a rotational force.
The method according to claim 8, wherein the flap fixing portion connects the flap link and the first flap in a concave-convex structure, wherein the concave-convex structure has a hinge axis as a center of rotation so that the first flap is positioned with respect to the flap link. Active aerodynamic variable device, characterized in that to be folded.
The active aerodynamic variable device according to claim 1, wherein the link and the motor are meshed with a gear, and the gear is a pinion coupled to a motor shaft of the motor to transmit the rotational force to a rack formed in the link.
차량 전방에 장착되고, 상기 액티브 공력가변장치가 구비된 커버 공간을 형성한 범퍼;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량.
An active cover for switching between an unfolded state and a nested state, a link in which a left movement for the unfolded state and a right movement for the overlapped state are formed with respect to the front of the vehicle in a state in which one side of the active cover is fixed, and a counterclockwise movement an active aerodynamic variable device comprising a motor for moving the link to the right and to the left in directional rotation and clockwise rotation; and
a bumper mounted on the front of the vehicle and having a cover space provided with the active aerodynamic variable device;
Vehicle characterized in that it is included.
The vehicle according to claim 11, wherein the bumper divides the cover space into a left cover space and a right cover space, and the active aerodynamic variable device is provided in each of the left cover space and the right cover space.
The method according to claim 11, wherein the active cover covers the cover space in the unfolded state to reduce the air resistance of the cover space due to the running wind, while forming an overlapping step structure in the cover space in the overlapping state to reduce the air resistance of the cover space due to the running wind. Vehicle characterized in that it increases the air resistance of the cover space.
The vehicle according to claim 13, wherein the overlapping step structure has a fan pleat shape or a bellows shape.
The method according to claim 11, wherein the cover space is formed with a guide channel out of the flap blocking wall on one side of the cover space with a hidden end length, the guide channel guides the movement of the link so that the active cover forms the unfolded state. and the hidden end length permits movement of the link such that the active cover contacts the flap blocking wall to convert the unfolded state to the overlapped state.
The vehicle according to claim 11, wherein the active aerodynamic variable device includes a controller, wherein the controller controls the driving of the motor and controls the movement direction of the link in counterclockwise rotation and clockwise rotation.
The vehicle according to claim 16 , wherein the controller controls the active aerodynamic variable device in a fuel economy mode or an A-Brake mode following the fuel economy mode.
The vehicle of claim 17 , wherein the fuel economy mode reduces air resistance of the cover space due to a driving wind passing through the bumper by opening the active cover so that the cover space is covered.
The vehicle according to claim 17, wherein the A-Brake mode increases air resistance of the cover space by a driving wind passing through the bumper with the active cover overlapped to form an overlapping step structure in the cover space. .
The vehicle according to claim 16, wherein the controller is linked to a signal generator, and the signal generator requests the controller to drive the motor with a button or a switch.
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KR1020200070157A KR20210153285A (en) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | Active Aerodynamic Force Variable System and Vehicle Thereof |
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2020
- 2020-06-10 KR KR1020200070157A patent/KR20210153285A/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101655672B1 (en) | 2015-05-12 | 2016-09-07 | 현대자동차주식회사 | Air ducts of the car |
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