KR20230088033A - 모빌리티용 사이드 스포일러 장치 - Google Patents

모빌리티용 사이드 스포일러 장치 Download PDF

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KR20230088033A
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이홍희
차동은
윤진영
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명에서는 모빌리티의 측면 하부에 사이드 스포일러가 마련되어 공력 성능이 향상되고, 주행 상황 및 도로 상황에 따라 사이드 스포일러의 전개 각도가 조절되어 공력 성능의 확보 및 사이드 스포일러의 파손이 방지된다. 또한, 사이드 스포일러가 다수로 분할되어 구성됨에 따라 각 사이드 스포일러의 개별 제어를 통해, 주행 상황별로 공력 성능이 최적화되는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치가 소개된다.

Description

모빌리티용 사이드 스포일러 장치 {SIDE SPOILER APPARATUS FOR MOBILITY}
본 발명은 모빌리티의 측면 하부에 사이드 스포일러가 마련되어 공력 성능이 향상되고, 주행 상황 및 도로 상황에 따라 사이드 스포일러의 전개 각도가 조절되는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치에 관한 것이다.
일반적으로 모빌리티는 주행시 공기저항이 작용되고, 공기 저항은 주행 저항의 대부분을 차지하는 중요한 요소이다. 특히, 공기 저항을 저감시킬 경우 연비가 향상됨에 따라 전기자동차에 필수적으로 요구되며, 연비 향상을 위한 다양한 공력 개선 기술들이 개발되고 있다.
이를 위해, 모빌리티의 후방에 에어 스포일러를 설치하여 모빌리티를 통과하는 공기의 흐름을 변화시킴으로써, 에어 스포일러 주변의 공기 유동을 통해 모빌리티가 눌러주는 효과가 발생되도록 한다.
또한, 모빌리티의 전방에 엑티브 에어플랩을 설치하여, 모빌리티의 주행 상태에 따라 엑티브 에어플랩을 선택적으로 개방 또는 폐쇄함으로써, 모빌리티의 쿨링 효과 확보 및 공기 흐름의 제어를 통한 모빌리티의 주행성능이 향상되도록 한다.
이와 더불어, 모빌리티의 측면에는 사이드 스커트가 장착되어 모빌리티의 하부에서 외측으로 빠져나가거나 외측에서 모빌리티의 하부측으로 유입되는 공기의 유동을 차단함으로써 모빌리티 하부의 공기 유동 직진성을 향상시키고 후방 타이어에 걸리는 공기저항이 저감되도록 한다.
이러한 사이드 스커트는 모빌리티의 하부에 설치됨에 따라 지상고가 낮아지는 문제가 있다. 이에 따라, 모빌리티가 경사면을 주행하거나 고속 방지턱에 진입하면 사이드 스커트에 의한 낮은 지상고에 의해 모빌리티의 하부가 파손되는 문제가 있다.
특히, 사이드 스커트는 모빌리티의 하부에 고정됨에 따라 공력 개선 효과가 증대되는 이점에 대비하여 지상고가 낮아져 주행시 제약이 발생되는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2009-0064196 A (2009.06.18)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 모빌리티의 측면 하부에 마련된 사이드 스포일러를 통해 공력 성능이 향상되도록 하고, 주행 상황 및 도로 상황에 따라 사이드 스포일러의 전개 각도가 조절되어 공력 성능의 확보 및 사이드 스포일러의 파손이 방지되는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모빌리티용 사이드 스포일러 장치는 모빌리티의 차체 하부에 회전 가능하게 설치되어 차체 하부에서 전개 또는 수납되고, 모빌리티의 길이방향을 따라 복수개로 분할된 사이드 스포일러; 차체 하부에 설치되고, 각 사이드 스포일러에 연결되도록 복수로 구성되며, 사이드 스포일러의 회전 위치를 조절하는 동력전달유닛; 및 동력전달유닛를 제어하여 각 사이드 스포일러의 위치를 결정하는 제어기;를 포함한다.
사이드 스포일러는 제1플레이트와 제2플레이트로 구성되고, 제1플레이트는 차체 하부에 회전 가능하게 설치되고 동력전달유닛에 연결되며, 제2플레이트는 제1플레이트에 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 한다.
차체 하부에는 사이드 스포일러가 수납되는 수납공간이 형성되고 수납공간의 외측으로 걸림단이 형성되며, 제1플레이트는 수납공간에 수납 가능하도록 형성되고, 제2플레이트는 제1플레이트의 회전 위치에 따라 제1플레이트에서 펼쳐지거나 걸림단에 접촉되어 제1플레이트로부터 틸팅되는 것을 특징으로 한다.
제2플레이트는 제1플레이트에 탄성수단을 매개로 회전 가능하게 연결되어 제1플레이트에서 펼쳐지는 방향으로 탄성력이 인가된 것을 특징으로 한다.
사이드 스포일러의 수납시 제2플레이트가 걸림단에 접촉됨에 따라 제1플레이트에서 꺾어져 접혀지고, 사이드 스포일러의 전개시 제2플레이트가 걸림단에서 이탈되어 제1플레이트로부터 펼쳐진 상태에서 제1플레이트의 각도가 조절되는 것을 특징으로 한다.
제1플레이트는 강성의 재질로 구성되고, 제2플레이트는 연질의 재질로 구성된 것을 특징으로 한다.
동력전달유닛은 차체 하부에 설치되고 회전 동력을 발생시키는 구동기와, 구동기에 연결되어 회전되는 동력축과, 동력축과 사이드 스포일러에 기어 연결되어 구동기의 회전 동력에 의해 사이드 스포일러가 회전되도록 하는 기어유닛으로 구성된 것을 특징으로 한다.
사이드 스포일러는 모빌리티의 길이방향으로 최소 한 개의 프론트 사이드 스포일러와 최소 한 개의 리어 사이드 스포일러로 분할되어 구성되고, 제어기는 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러를 각각 제어하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러를 제어모드 별로 구분하고, 제어 모드는 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 수납되는 수납모드, 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 하방으로 수직하게 전개된 풀 전개모드, 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 일정각도 기울어지도록 전개된 틸팅모드로 설정된 것을 특징으로 한다.
제어기는 모빌리티의 주행속도 정보를 입력받고, 모빌리티의 주행속도가 일정속도 이상일 경우 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 풀 전개모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 모빌리티의 주행속도 정보를 입력받고, 모빌리티의 주행속도가 급감속하는 경우 프론트 사이드 스포일러가 수납모드로 동작되고, 리어 사이드 스포일러가 풀 전개모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 모빌리티 전방의 도로 상태 정보를 입력받고, 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 전개된 상태에서 모빌리티의 진행방향 도로에 둔턱을 포함한 장애물이 존재할 경우 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 틸팅모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 전개된 상태에서 모빌리티가 선회 주행되는 경우 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러가 틸팅모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 한다.
제어기는 모빌리티의 주행속도 및 선회각도가 기설정된 급선회조건을 만족할 경우, 선회 방향의 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 풀 전개모드로 동작되도록 하고, 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 틸팅모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 모빌리티용 사이드 스포일러 장치는 모빌리티의 측면 하부에 사이드 스포일러가 마련되어 공력 성능이 향상되고, 주행 상황 및 도로 상황에 따라 사이드 스포일러의 전개 각도가 조절되어 공력 성능의 확보 및 사이드 스포일러의 파손이 방지된다. 또한, 사이드 스포일러가 다수로 분할되어 구성됨에 따라 각 사이드 스포일러의 개별 제어를 통해, 주행 상황별로 공력 성능이 최적화된다.
도 1은 본 발명에 따른 사이드 스포일러 장치가 구비된 모빌리티를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 모빌리티용 사이드 스포일러 장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 사이드 스포일러를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 풀 전개모드를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 틸팅모드를 나타낸 도면.
도 6는 본 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 수납모드를 나타낸 도면.
도 7은 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 주행속도에 따른 제어를 나타낸 순서도.
도 8은 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 제동 상황에 따른 제어를 나타낸 순서도.
도 9는 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 장애물 확인 상황에 따른 제어를 나타낸 순서도.
도 10은 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 선회주행 상황에 따른 제어를 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모빌리티용 사이드 스포일러 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 사이드 스포일러 장치가 구비된 모빌리티를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 모빌리티용 사이드 스포일러 장치를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 사이드 스포일러를 설명하기 위한 도면이다.
또한, 4는 본 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 풀 전개모드를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 틸팅모드를 나타낸 도면이며, 도 6는 본 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 수납모드를 나타낸 도면이다.
한편, 도 7은 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 주행속도에 따른 제어를 나타낸 순서도이고, 도 8은 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 제동 상황에 따른 제어를 나타낸 순서도이며, 도 9는 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 장애물 확인 상황에 따른 제어를 나타낸 순서도이고, 도 10은 발명에 따른 사이드 스포일러 장치의 선회주행 상황에 따른 제어를 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따른 모빌리티용 사이드 스포일러 장치는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 모빌리티의 차체 하부(10)에 회전 가능하게 설치되어 차체 하부(10)에서 전개 또는 수납되고, 모빌리티의 길이방향을 따라 복수개로 분할된 사이드 스포일러(100); 차체 하부(10)에 설치되고, 각 사이드 스포일러(100)에 연결되도록 복수로 구성되며, 사이드 스포일러(100)의 회전 위치를 조절하는 동력전달유닛(200); 및 동력전달유닛(200)를 제어하여 각 사이드 스포일러(100)의 위치를 결정하는 제어기(300);를 포함한다.
본 발명의 사이드 스포일러(100) 및 동력전달유닛(200)은 모빌리티의 양측 사이드에 구비되며, 모빌리티의 길이방향을 따라 복수개로 분할되어 각각 개별 동작될 수 있다.
이러한 사이드 스포일러(100)는 차체 하부(10)에서 전방 타이어(T1)와 후방 타이어(T2) 사이에 모빌리티의 길이방향을 따라 연장되게 형성되며, 플레이트 형상으로 형성되어 모빌리티의 하부의 공기 유동을 조절한다.
특히, 사이드 스포일러(100)는 동력전달유닛(200)에 연결되어 차체 하부(10)에서 회전 가능하게 설치됨으로써, 사이드 스포일러(100)가 하방으로 회전되어 전개시 차체 하부(10)에 유동되는 공기 흐름을 제어하여 공력 성능이 확보되도록 한다. 또한, 사이드 스포일러(100)는 동력전달유닛(200)에 의해 차체 하부(10)에 수납시 모빌리티의 지상고가 확보되어 사이드 스포일러(100)의 파손이 회피된다.
여기서, 동력전달유닛(200)은 제어기(300)에 의해 제어되며, 제어기(300)가 모빌리티의 주행 상태 및 도로 정보에 따라 사이드 스포일러(100)의 회전 위치를 결정하면 동력전달유닛(200)이 제어기(300)의 명령에 따라 사이드 스포일러(100)의 회전 위치를 조절한다.
특히, 제어기(300)는 모빌리티의 주행 상태 및 도로 정보에 따라, 복수개의 사이드 스포일러(100)를 각각 개별 제어함으로써, 주행 상황별로 공력 성능을 최적화할 수 있다.
상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 사이드 스포일러(100)는 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)로 구성되고, 제1플레이트(110)는 차체 하부(10)에 회전 가능하게 설치되며 동력전달유닛(200)에 연결되고, 제2플레이트(120)는 제1플레이트(110)에 회전 가능하게 연결된다.
즉, 사이드 스포일러(100)는 서로 회전 가능하게 연결된 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)로 구성된다.
여기서, 제1플레이트(110)는 일단이 차체 하부(10)에 회전 가능하게 힌지 구조로 연결되고, 타단이 동력전달유닛(200)에 연결되어 동력전달유닛(200)에 의해 회전 위치가 조절된다.
제2플레이트(120)는 제1플레이트(110)에 회전 가능하게 연결된다. 이에 따라, 제2플레이트(120)는 제1플레이트(110)에서 회전되어 제1플레이트(110)에 대해 접히거나, 제1플레이트(110)에서 펼쳐질 수 있다. 여기서, 제2플레이트(120)는 제1플레이트(110)에서 펼쳐져 제1플레이트(110)와 직선상에 놓이도록 위치된 경우 해당 위치가 고정되어 펼쳐진 상태가 유지되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)의 연결 부위에는 걸림 구조(C)가 적용될 수 있다.
또한, 제2플레이트(120)는 제1플레이트(110)에 탄성수단(S)을 매개로 회전 가능하게 연결되어 제1플레이트(110)에서 펼쳐지는 방향으로 탄성력이 인가될 수 있다. 여기서, 탄성수단(S)은 스프링으로 구성될 수 있으며, 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)에 연결되어 제2플레이트(120)가 제1플레이트(110)에서 펼쳐지는 방향으로 탄성력을 인가함으로써, 제2플레이트(120)는 제1플레이트(110)에서 상시 펼쳐지는 방향으로 동작된다.
이를 통해, 사이드 스포일러(100)는 차체 하부(10)에 수납시, 제2플레이트(120)가 차체 하부(10)에 접촉되면서 제1플레이트(110)에서 접혀지는 방향으로 회전됨에 따라 차체 하부(10)에 원활히 수납될 수 있다.
또한, 사이드 스포일러(100)는 전개시, 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)가 차체 하부(10)에서 노출되며, 제2플레이트(120)가 탄성수단(S)의 탄성력에 의해 펼쳐지는 방향으로 회전됨으로써, 제1플레이트(110)로부터 제2플레이트(120)가 직선상으로 펼쳐져 모빌리티의 하부로 유동되는 공기의 흐름을 조절할 수 있다.
상세하게, 차체 하부(10)에는 사이드 스포일러(100)가 수납되는 수납공간(11)이 형성되고 수납공간(11)의 외측으로 걸림단(12)이 형성되며, 제1플레이트(110)는 수납공간(11)에 수납 가능하도록 형성되고, 제2플레이트(120)는 제1플레이트(110)의 회전 위치에 따라 제1플레이트(110)에서 펼쳐지거나 걸림단(12)에 접촉되어 제1플레이트(110)로부터 틸팅된다.
도 4에서 볼 수 있듯이, 차체 하부(10)에는 사이드 스포일러(100)가 수납되도록 함몰되어 수납공간(11)이 형성된다. 이러한 모빌리티의 차체 하부(10)에는 수납공간(11)의 외측으로 걸림단(12)이 형성됨으로써, 사이드 스포일러(100)의 제2플레이트(120)와 상호 작용되어 사이드 스포일러(100)가 수납 또는 전개될 수 있다.
즉, 제1플레이트(110)는 차체 하부(10)에서 수납공간(11)에 수납 가능하도록 형성되어 동력전달유닛(200)에 의해 회전시 걸림단(12)에 간섭이 회피된다. 이러한 제1플레이트(110)에 연결된 제2플레이트(120)는 제1플레이트(110)로부터 연장되도록 형성되어 제1플레이트(110)의 회전 위치에 따라 걸림단(12)에 접촉됨으로써, 걸림단(12)과 접촉 여부에 따라 제1플레이트(110)에서 접혀지거나 펼쳐지도록 동작될 수 있다.
이로 인해, 사이드 스포일러(100)의 수납시 제2플레이트(120)가 걸림단(12)에 접촉됨에 따라 제1플레이트(110)에서 꺾어져 접혀지고, 사이드 스포일러(100)의 전개시 제2플레이트(120)가 걸림단(12)에서 이탈되어 제1플레이트(110)로부터 펼쳐질 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1플레이트(110)가 하방으로 회전된 경우 제2플레이트(120)가 제1플레이트(110)에서 펼쳐진 상태가 유지된다.
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1플레이트(110)가 일정각도로 회전되는 경우 제1플레이트(110)와 함께 제2플레이트(120)가 펼쳐진 상태에서 회전 위치가 변동됨에 따라, 제1플레이트(110) 및 제2플레이트(120)를 통해 공기 흐름을 제어할 수 있고, 지상고의 변화를 통해 제1플레이트(110) 및 제2플레이트(120)의 파손을 회피할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1플레이트(110)가 차체 하부(10)의 수납공간(11)으로 수납되도록 회전되는 경우 제2플레이트(120)는 걸림단(12)에 접촉된다. 이에 따라, 제2플레이트(120)는 제1플레이트(110)에서 회전되어 제1플레이트(110)에 접힘으로써, 제1플레이트(110)와 함께 제2플레이트(120)가 차체 하부(10)의 수납공간(11)에 수납될 수 있다.
한편, 제1플레이트(110)는 강성의 재질로 구성되고, 제2플레이트(120)는 연질의 재질로 구성될 수 있다. 즉, 제1플레이트(110)는 차체 하부(10)에 설치된 상태에서 제2플레이트(120)를 지지해야함에 따라 강성의 재질로 구성되고, 제2플레이트(120)는 도면 위의 파편 또는 노면에 접촉됨에 따른 충격을 흡수할 수 있도록 연질의 재질로 구성된다.
한편, 도 3에서 볼 수 있듯이, 동력전달유닛(200)은 차체 하부(10)에 설치되고 회전 동력을 발생시키는 구동기(210)와, 구동기(210)에 연결되어 회전되는 동력축(220)과, 동력축(220)과 사이드 스포일러(100)에 기어 연결되어 구동기(210)의 회전 동력에 의해 사이드 스포일러(100)가 회전되도록 하는 기어유닛(230)으로 구성될 수 있다.
이렇게, 동력전달유닛(200)은 구동기(210), 동력축(220), 기어유닛(230)으로 구성되며, 구동기(210)는 전동모터로서 정방향 또는 역방향으로 회전 동력을 발생시킨다. 이러한 구동기(210)에는 회전 동력을 받아 회전되는 동력축(220)이 연장되고, 동력축(220)이 기어유닛(230)을 매개로 사이드 스포일러(100)에 연결됨으로써, 구동기(210)의 동작시 사이드 스포일러(100)의 회전 위치가 조절될 수 있다. 또한, 동력축(220)과 사이드 스포일러(100)를 연결하는 기어유닛(230)은 복수개의 기어가 맞물리도록 구성됨에 따라 사이드 스포일러(100)의 회전 위치를 정밀히 조절할 수 있고, 작동성을 확보할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 사이드 스포일러(100)는 복수개로 구성되며, 각각의 사이드 스포일러(100)가 개별 제어되어 주행 상태 및 노면 상태에 따라 최적화된 제어가 수행될 수 있다.
즉, 본 발명에서 사이드 스포일러(100)는 모빌리티의 길이방향으로 최소 한 개의 프론트 사이드 스포일러(100a)와 최소 한 개의 리어 사이드 스포일러(100b)로 분할되어 구성될 수 있다. 물론, 사이드 스포일러(100)의 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b) 외에 추가적으로 더 구성할 수 있으나, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)로 분할하는 것만으로도 모빌리티의 공력 성능을 충분히 확보할 수 있다. 이러한 사이드 스포일러(100)의 분할 개수는 해당 실시예에 한정되지 않으며, 사이드 스포일러(100)의 개수를 추가적으로 더 구성할 수 있다.
이에 따라, 제어기(300)는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)를 각각 제어함으로써, 모빌리티의 주행 상태 및 모빌리티가 주행되는 방향의 노면 상태에 최적화된 사이드 스포일러(100)의 제어를 수행할 수 있다.
구체적으로, 제어기(300)는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)을 제어모드 별로 구분하고, 제어 모드는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 수납되는 수납모드, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 하방으로 수직하게 전개된 풀 전개모드, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 일정각도 기울어지도록 전개된 틸팅모드로 설정된다.
이처럼, 제어기(300)는 사이드 스포일러(100)의 제어 모드를 세분화화하여 주행 상태 및 노면 상태에 적합한 사이드 스포일러(100)의 제어를 수행할 수 있다.
여기서, 수납모드는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 차체 하부(10)에 수납되는 것으로, 지상고가 최대로 확보되도록 한다.
풀 전개모드는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 차체 하부(10)에서 하방으로 회전되어 전개되는 것으로, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 차체 하부(10)에서 수직하게 위치됨으로써 공기 흐름에 따른 공력 성능이 확보되도록 한다.
틸팅모드는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 일정각도로 기울어지도록 전개되는 것으로, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 전개된 상태를 유지하되 상방으로 위치가 조정됨에 따라 지상고가 확보된다. 이를 통해, 제어기(300)는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)를 주행 상태 및 도면 상태에 맞춰 모빌리티의 주행에 최적화된 상태가 되도록 할 수 있다. 이러한 틸팅모드는 주행 상황별 또는 노면 조건에 따라 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)의 기울어지는 각도가 각 상황에 최적화되어 결정될 수 있다.
이러한 제어기(300)에 대해서 구체적으로 설명하면, 제어기(300)는 모빌리티의 주행속도 정보를 입력받고, 모빌리티의 주행속도가 일정속도 이상일 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되도록 동력전달유닛(200)을 제어한다.
즉, 제어기(300)는 휠센서 또는 속도센서를 통해 모빌리티의 주행속도를 입력받고, 모빌리티의 주행속도가 일정속도 이상이면 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되도록 함으로써, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)를 통해 공기 흐름이 조절되어 고속 주행에 적합한 다운 포스가 형성되도록 한다.
여기서, 제어기(300)에 설정되는 일정속도는 모빌리티의 주행시 사이드 스포일러(100)의 동작을 통해 공력 성능이 확보되는 속도를 미리 실험을 통해 도출한 것으로, 모빌리티에 따라 서로 다양하게 설정될 수 있다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어기(300)는 모빌리티의 속도를 감지하는 단계(S1)를 수행하고, 모빌리티의 주행속도가 일정속도 이상인지 판단하는 단계(S2)를 수행하며, 모빌리티의 주행속도 일정속도 이상을 일정시간 유지하는지 판단하는 단계(S3)를 수행한다.
이를 통해, 모빌리티의 주행속도가 일정속도 이상이 유지될 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되도록 하는 단계(S4)를 수행하고, 모빌리티의 주행속도가 일정속도 이상이 유지되지 않고 주행속도가 감속될 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 현 상태를 유지하도록 하는 단계(S5)를 수행한다.
한편, 제어기(300)는 모빌리티의 주행속도 정보를 입력받고, 모빌리티의 주행속도가 급감속하는 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)가 수납모드로 동작되고, 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되도록 동력전달유닛(200)을 제어한다.
즉, 제어기(300)는 브레이크 센서를 통해 제동 여부를 입력받고, 모빌리티가 급감속하는 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)가 수납모드로 동작되고, 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되도록 함으로써, 공기 흐름을 이용하여 에어 브레이크가 구현되도록 한다.
이렇게, 모빌리티가 주행되는 상태에서 프론트 사이드 스포일러(100a)가 수납모드로 동작되고, 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되면, 공기의 흐름이 모빌리티의 전방에서 분산되면서 공기 유동의 저항이 발생된다. 이를 통해, 제어기(300)는 모빌리티의 급감속시 에어 브레이크가 구현되도록 하여 모빌리티의 제동 성능이 향상되도록 한다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어기(300)는 모빌리티가 급감속 또는 급제동되는지 판단하는 단계(S11)를 수행하고, 모빌리티의 급제동시 모빌리티의 현재 주행속도가 고속 주행되는 상태인지 판단하는 단계(S12)를 수행한다. 여기서, 모빌리티가 고속 주행되는 상태에서 급제동되는 것으로 확인되면, 제어기(300)는 프론트 사이드 스포일러(100a)가 수납모드로 동작되고 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되도록 하는 단계(S13)를 수행하고, 모빌리티가 고속 주행이 아니거나 급제동 상황이 아닐 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 현 상태를 유지하는 단계(S14)를 수행한다.
한편, 제어기(300)는 모빌리티 전방의 도로 상태 정보를 입력받고, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 전개된 상태에서 모빌리티의 진행방향 도로에 둔턱을 포함한 장애물이 존재할 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 틸팅모드로 동작되도록 동력전달유닛(200)을 제어한다.
즉, 제어기(300)는 카메라센서 또는 GPS정보를 수신받아 모빌리티의 주행방향의 도로 상태를 파악할 수 있다. 여기서, 제어기(300)는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 전개된 상태인지 확인하고, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 전개된 상태에서 모빌리티의 진행방향 도로에 둔턱을 포함한 장애물이 존재할 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 틸팅모드로 동작되도록 함으로써, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 노면 또는 장애물에 접촉되는 것이 회피되도록 한다.
이렇게, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 틸팅모드로 전환시, 모빌리티는 지상고가 확보되어 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 노면 또는 장애물에 접촉되는 것이 회피된다. 또한, 틸팅모드의 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 차체 하부(10)에 수납되는 것이 아니고 일정각도만 회전 이동되는 것으로, 이전 전개된 위치로 신속히 복귀될 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 제어기(300)는 모빌리티의 전방에 둔턱과 같은 장애물의 존재 유무를 파악하는 단계(S21)를 수행하고, 모빌리티의 주행속도를 확인하는 단계(S22)를 수행한다.
이를 통해, 모빌리티의 전방에 장애물이 존재하고, 모빌리티의 주행속도가 일정수준 이상일 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 틸팅모드로 전환되도록 하는 단계(S23)를 수행한다.
이후, 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 틸팅모드 전환된 후 일정시간이 경과되는지 확인하는 단계(S24)를 수행한다. 이는, 모빌리티가 둔턱과 같은 장애물을 통과하는지 확인하기 위한 것이다.
이를 통해, 제어기(300)는 일정시간이 경과될 경우 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 이전 상태로 복귀도록 하는 단계(S25)를 수행한다.
한편, 제어기(300)는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 전개된 상태에서 모빌리티가 선회 주행되는 경우 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러(100a)가 틸팅모드로 동작되도록 동력전달유닛(200)을 제어한다.
즉, 제어기(300)는 스티어링휠 센서를 통해 모빌리티의 선회방향에 대한 정보를 입력받으며, 모빌리티가 선회 주행되는 경우 모빌리티의 선회 자세에 따라 모빌리티의 양측에 각기 구비된 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)를 각각 개별 제어한다.
즉, 제어기(300)는 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 전개된 상태에서 모빌리티가 선회 주행되는 경우 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러(100a)가 틸팅모드로 동작되도록 한다.
일례로, 모빌리티가 우측 방향으로 선회 주행되는 경우 관성에 의해 모빌리티의 좌측으로 쏠리게 된다. 특히, 모빌리티가 우측 방향으로 선회 주행중 모빌리티의 좌측 전방으로 하중이 집중된다. 이때, 모빌리티 좌측의 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드일 경우, 모빌리티의 자세가 좌측으로 쏠림에 따라 프론트 사이드 스포일러(100a)가 노면에 접촉될 수 있는바, 제어기(300)는 모빌리티의 우측 선회 주행시 좌측의 프론트 사이드 스포일러(100a)가 틸팅모드로 동작되도록 한다. 이로 인해, 모빌리티는 선회 주행시 한쪽으로 자세가 기울어짐에 따른 지상고 변화에 대응하여, 사이드 스포일러(100)의 손상이 회피되도록 할 수 있다.
또한, 제어기(300)는 모빌리티의 주행속도 및 선회각도가 기설정된 급선회조건을 만족할 경우, 선회 방향의 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되도록 하고, 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 틸팅모드로 동작되도록 동력전달유닛(200)을 제어한다.
여기서, 급선회조건은 모빌리티의 주행시 주행속도와 선회각도가 모빌리티의 자세가 불안정할 수 있는 조건으로서, 모빌리티의 주행속도와 선회각도에 따라 설정될 수 있다. 특히, 모빌리티가 급선회조건을 만족하는 경우, 모빌리티의 자세는 선회방향의 반대편으로 쏠림 현상이 더 증대된다.
따라서, 제어기(300)는 모빌리티가 급선회조건을 만족하는 경우 선회 방향의 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되도록 하여 다운포스가 형성되도록 하고, 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 틸팅모드로 동작되도록 하여 지상고 확보를 통해 노면과 접촉이 회피되도록 한다.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 제어기(300)는 모빌리티의 선회 주행 여부를 파악하는 단계(S31)를 수행하고, 모빌리티의 선회 방향을 파악하는 단계(S32)를 수행한다.
여기서, 모빌리티의 주행속도를 확인하는 단계(S33)를 더 수행하여, 모빌리티가 고속 주행되는 상황에서 하기의 제어가 수행되도록 한다.
이를 통해, 모빌리티가 선회 주행되는 경우 모빌리티의 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러(100a)가 틸팅모드로 동작되도록 하는 단계(S34)를 수행한다.
추가적으로, 모빌리티가 급선회조건을 만족하는지 파악하는 단계(S35)를 더 수행하고, 급선회조건을 만족시 선회 방향의 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 풀 전개모드로 동작되도록 하고, 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러(100a)와 리어 사이드 스포일러(100b)가 틸팅모드로 동작되도록 하는 단계(S36)를 수행함으로써, 모빌리티가 안정적으로 선회 주행되도록 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 모빌리티용 사이드 스포일러(100) 장치는 모빌리티의 측면 하부에 사이드 스포일러(100)가 마련되어 공력 성능이 향상되고, 주행 상황 및 도로 상황에 따라 사이드 스포일러(100)의 전개 각도가 조절되어 공력 성능의 확보 및 사이드 스포일러(100)의 파손이 방지된다. 또한, 사이드 스포일러(100)가 다수로 분할되어 구성됨에 따라 각 사이드 스포일러(100)의 개별 제어를 통해, 주행 상황별로 공력 성능이 최적화된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:사이드 스포일러
100a:프론트 사이드 스포일러
100b:리어 사이드 스포일러
110:제1플레이트
120:제2플레이트
200:동력전달유닛
210:구동기
220:동력축
230:기어유닛
300:제어기
10:차체 하부
11:수납공간
12:걸림단
S:탄성수단
C:걸림 구조

Claims (14)

  1. 모빌리티의 차체 하부에 회전 가능하게 설치되어 차체 하부에서 전개 또는 수납되고, 모빌리티의 길이방향을 따라 복수개로 분할된 사이드 스포일러;
    차체 하부에 설치되고, 각 사이드 스포일러에 연결되도록 복수로 구성되며, 사이드 스포일러의 회전 위치를 조절하는 동력전달유닛; 및
    동력전달유닛를 제어하여 각 사이드 스포일러의 위치를 결정하는 제어기;를 포함하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    사이드 스포일러는 제1플레이트와 제2플레이트로 구성되고, 제1플레이트는 차체 하부에 회전 가능하게 설치되고 동력전달유닛에 연결되며, 제2플레이트는 제1플레이트에 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    차체 하부에는 사이드 스포일러가 수납되는 수납공간이 형성되고 수납공간의 외측으로 걸림단이 형성되며,
    제1플레이트는 수납공간에 수납 가능하도록 형성되고, 제2플레이트는 제1플레이트의 회전 위치에 따라 제1플레이트에서 펼쳐지거나 걸림단에 접촉되어 제1플레이트로부터 틸팅되는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    제2플레이트는 제1플레이트에 탄성수단을 매개로 회전 가능하게 연결되어 제1플레이트에서 펼쳐지는 방향으로 탄성력이 인가된 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    사이드 스포일러의 수납시 제2플레이트가 걸림단에 접촉됨에 따라 제1플레이트에서 꺾어져 접혀지고,
    사이드 스포일러의 전개시 제2플레이트가 걸림단에서 이탈되어 제1플레이트로부터 펼쳐진 상태에서 제1플레이트의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    제1플레이트는 강성의 재질로 구성되고, 제2플레이트는 연질의 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    동력전달유닛은 차체 하부에 설치되고 회전 동력을 발생시키는 구동기와, 구동기에 연결되어 회전되는 동력축과, 동력축과 사이드 스포일러에 기어 연결되어 구동기의 회전 동력에 의해 사이드 스포일러가 회전되도록 하는 기어유닛으로 구성된 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    사이드 스포일러는 모빌리티의 길이방향으로 최소 한 개의 프론트 사이드 스포일러와 최소 한 개의 리어 사이드 스포일러로 분할되어 구성되고,
    제어기는 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    제어기는 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러를 제어모드 별로 구분하고, 제어 모드는 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 수납되는 수납모드, 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 하방으로 수직하게 전개된 풀 전개모드, 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 일정각도 기울어지도록 전개된 틸팅모드로 설정된 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    제어기는 모빌리티의 주행속도 정보를 입력받고, 모빌리티의 주행속도가 일정속도 이상일 경우 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 풀 전개모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    제어기는 모빌리티의 주행속도 정보를 입력받고, 모빌리티의 주행속도가 급감속하는 경우 프론트 사이드 스포일러가 수납모드로 동작되고, 리어 사이드 스포일러가 풀 전개모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  12. 청구항 9에 있어서,
    제어기는 모빌리티 전방의 도로 상태 정보를 입력받고, 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 전개된 상태에서 모빌리티의 진행방향 도로에 둔턱을 포함한 장애물이 존재할 경우 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 각각 최적의 틸팅모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  13. 청구항 9에 있어서,
    제어기는 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 전개된 상태에서 모빌리티가 선회 주행되는 경우 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러가 각각 최적의 틸팅모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    제어기는 모빌리티의 주행속도 및 선회각도가 기설정된 급선회조건을 만족할 경우, 선회 방향의 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 풀 전개모드로 동작되도록 하고, 선회 방향 반대편의 프론트 사이드 스포일러와 리어 사이드 스포일러가 각각 최적의 틸팅모드로 동작되도록 동력전달유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 모빌리티용 사이드 스포일러 장치.
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KR20090064196A (ko) 2007-12-15 2009-06-18 현대자동차주식회사 자동차 하부의 공력 성능 개선장치

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