(57)【要約】【課題】  車両の走行状態に応じてトー角が可変する後輪の両輪を、一つの減速部により作動させ、両輪のトー角が同期され、常時一定に可変され、製品の大きさおよび重量を減らすことができる車両の後輪トー角制御装置を提供すること。【解決手段】  自動車のクロスメンバーにより支持される左右後輪と、左右後輪にそれぞれ一端が連結された左右のリンク部材と、左右のリンク部材に両端がそれぞれ連結されたラックバー、およびラックバーを収容し、クロスメンバーに設けられたケースと、ラックバーと連動可能に設けられ、左右のリンク部材が左右後輪のトー角を同時に可変するように、ラックバーを移動させるアクチュエータと、を含み、アクチュエータは、ハウジングの内部に設けられた駆動モータと、駆動モータにより回転するリングギアと、リングギアと噛み合わされる第１のピニオンギアと、第１のピニオンギアの回転軸に設けられ、ラックバーと噛み合わされる第２のピニオンギアと、を備える。【選択図】  図３
2008068853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のクロスメンバーにより支持される左右後輪と、
前記左右後輪にそれぞれ一端が連結された左右のリンク部材と、
前記左右のリンク部材に両端がそれぞれ連結されたラックバー、および前記ラックバーを収容し、前記クロスメンバーに設けられたケースと、
前記ラックバーと連動可能に設けられ、前記左右のリンク部材が前記左右後輪のトー角を同時に可変するように、前記ラックバーを移動させるアクチュエータと、
を含み、
前記アクチュエータは、ハウジングの内部に設けられた駆動モータと、
前記駆動モータにより回転するリングギアと、
前記リングギアと噛み合わされる第１のピニオンギアと、
前記第１のピニオンギアの回転軸に設けられ、前記ラックバーと噛み合わされる第２のピニオンギアと、を備えることを特徴とする自動車の後輪トー角制御装置。
【請求項２】
前記ケースの内部に設けられ、前記ラックバーの移動線上を感知し、感知されたラックバーの端部が初期位置または過移動位置に位置すると、前記アクチュエータの作動を制御するリミットスイッチを備えることを特徴とする請求項１に記載の自動車の後輪トー角制御装置。
【請求項３】
前記第１、２のピニオンギアの回転軸に設けられたマグネットリングと、前記リングギアを取り囲むハウジングに設けられ、前記マグネットリングの磁力を感知する磁気センサと、を備え、
前記マグネットリングの回転量を、前記第１のピニオンギアと前記リングギアのギア比、および前記第２のピニオンギアと前記ラックバーのラックピッチの比率による減速比に変換し、前記ラックバーの直線変位を測定することを特徴とする請求項１または２に記載の自動車の後輪トー角制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の姿勢を制御して、走行安定性を向上させる車両の姿勢制御装置に関し、より詳しくは、車両の走行状態に応じてトー角が可変する後輪の両輪を、一つの減速部により作動させ、両輪のトー角が同期され、常時一定に可変され、製品の大きさおよび重量を減らすことができる車両の後輪トー角制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両に設けられる懸架装置は、車体とホイールとの間に設けられ、この両鋼体を一つまたは複数のリンクを用いて連結する装置であって、トレーリングアーム、ナックル、コントロールアーム等で構成されている。
【０００３】
前記懸架装置は、車両の走行中に発生する路面の不規則な入力を効果的に遮断し、搭乗者の安楽な乗り心地を提供し、運転者の走行操作または路面の屈曲等により生じた車体の揺れを適宜制御し、運転の便宜性を提供する。また、前記懸架装置は、不規則の路面の走行の際に、タイヤの接地面での垂直荷重を適切な水準に維持して、旋回、制動駆動時に車両の安定性を確保する。
【０００４】
一方、車両の旋回するようになると、車両の速度および路面との摩擦等により、車両にオーバーステアまたはアンダーステアが発生し、これにより、車両の走行安定性が低下する。これを解決するために、車両の旋回時、リアコントロールアームの長さを伸縮させ、後輪のトー角を調整することにより、車両の姿勢制御および走行安定性を向上させる車両の後輪トー角制御装置（ＡＧＣＳ：Ａｃｔｉｖｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
図１は、従来の技術による自動車の後輪トー角制御装置を示す構成図であって、後輪トー角制御装置２０は、リアクロスメンバー１２の左右一端にそれぞれ設置された一対のアクチュエータ２２、２３と、左右後輪１４、１５と前記アクチュエータ２２、２３を連結し、前記アクチュエータ２２、２３に設けられて直線運動するロッド２４、２５により、前記左右後輪１４、１５のトー角を可変させるリンク機構２６、２７とを備える。
【０００６】
前記アクチュエータ２２、２３は、油圧式であり、前記アクチュエータ２２、２３のロッド２４、２５が直線運動することにより、前記リンク機構２６、２７が、前記左右後輪１４、１５のトー角を調整する。
【０００７】
このように構成された従来の技術による自動車の後輪トー角制御装置２０は、特に、自動車の旋回走行時、前記アクチュエータ２２、２３の作動により、自動車のオーバーステアまたはアンダーステアが防止される。
【０００８】
一方、最近、油圧式アクチュエータの遅い応答性を改善し、後輪１４、１５のトー角を迅速に制御可能に、電動式アクチュエータを適用した自動車の後輪トー角制御装置が、本出願人により開発された。
【０００９】
前記電動式アクチュエータは、ハウジングの上部に、前記ロッドの位置制御を安定的に具現可能に、ホール素子と永久磁石からなるホールセンサタイプのリミットセンサが装着され、前記永久磁石の磁束密度を集中させ、前記ホール素子の感知能力を向上させるように、永久磁石の周りに非磁性材質のガイドが設けられ、前記ガイドが前記ロッドの直線運動を誘導可能に、ハウジングの内面と摺動結合される構造を有している。
【００１０】
上述した自動車のトー角制御装置は、自動車が旋回中にオーバーステアされる現象を制御するために、後輪クロスメンバーの左右にそれぞれのアクチュエータを装着し、旋回する自動車の外輪のトー角を制御し、タイヤと路面の摩擦力を増大させ、車両のヨーレートを制御する。
【００１１】
しかしながら、従来の技術による自動車の後輪トー角制御装置２０は、左右後輪１４、１５の制御のためには、二つのアクチュエータ２２、２３が設けられるが、装着空間が狭くて、設置に制限があり、二つのアクチュエータ２２、２３により、車両の重量および製造費用が増加する要因となっている。また、二つのアクチュエータ２２、２３が用いられることにより、左右後輪１４、１５のトー角が相違して制御されることがあり、自動車の姿勢を安定的に制御できない要因の一つとなっている。
【特許文献１】韓国特許第５１１７４２号公報（例えば、特許請求の範囲の記載参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、自動車の後輪を制御するためのアクチュエータを電動式で使用して、迅速に作動可能にし、走行安定性を確保することができ、左右後輪を一つのアクチュエータにより作動させ、車両の重量および製造費用を節減するのみならず、左右後輪のトー角が同一に制御されるので、走行安定性が向上した自動車の後輪トー角制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明に係る自動車の後輪トー角制御装置は、自動車のクロスメンバーにより支持される左右後輪と、前記左右後輪にそれぞれ一端が連結された左右のリンク部材と、前記左右のリンク部材に両端がそれぞれ連結されたラックバー、および前記ラックバーを収容し、前記クロスメンバーに設けられたケースと、前記ラックバーと連動可能に設けられ、前記左右のリンク部材が前記左右後輪のトー角を同時に可変するように、前記ラックバーを移動させるアクチュエータと、を含み、前記アクチュエータは、ハウジングの内部に設けられた駆動モータと、前記駆動モータにより回転するリングギアと、前記リングギアと噛み合わされる第１のピニオンギアと、前記第１のピニオンギアの回転軸に設けられ、前記ラックバーと噛み合わされる第２のピニオンギアと、を備える。
【００１４】
また、前記ケースの内部に設けられ、前記ラックバーの移動線上を感知し、感知されたラックバーの端部が初期位置または過移動位置に位置すると、前記アクチュエータの作動を制御するリミットスイッチを備えてもよい。また、前記第１、２のピニオンギアの回転軸に設けられたマグネットリングと、前記リングギアを取り囲むハウジングに設けられ、前記マグネットリングの磁力を感知する磁気センサと、を備え、前記マグネットリングの回転量を、前記第１のピニオンギアと前記リングギアのギア比、および前記第２のピニオンギアと前記ラックバーのラックピッチの比率による減速比に変換し、前記ラックバーの直線変位を測定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、後輪のトー角が、応答性がよく、迅速に作動することができる電動式アクチュエータにより作動されるので、走行安定性が向上し、一つのアクチュエータにより、左右後輪を同時に作動させ、左右後輪のトー角制御による走行安定性がさらに向上し、それが占める体積が小さく、車両の重量および製造費用を節減することができる。また、前記アクチュエータが、リングギアとピニオンギアの組合せにより駆動力を伝達するので、駆動力の損失なしに正確に伝達することができ、前記リングギアとピニオンギアの減速比を調節することにより、出力を調節することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
【００１７】
図２は、本発明に係る自動車の後輪トー角制御装置を示す構成図であり、図３は、本発明に係る自動車の後輪トー角制御装置を簡略に示す斜視図であり、図４は、本発明に係る自動車の後輪トー角制御装置の要部を示す断面図である。
【００１８】
図２乃至図４を参考すると、自動車の左右後輪５４、５５は、リアクロスメンバー５２により懸架支持される。この際、前記後輪５４、５５は、ナックル５６に結合され、前記ナックル５６は、車幅方向にはコントロールアーム５７に支持され、車体の長さ方向にはトレーリングアーム（図示せず）により支持される。また、上下方向には、ばね５８とショックアブソーバ５９により支持される。
【００１９】
一方、前記左右後輪５４、５５には、自動車の旋回走行時、後輪５４、５５のトー角を可変するための後輪トー角制御装置６０が設けられる。
【００２０】
前記後輪トー角制御装置６０は、前記クロスメンバー５２と並設されるケース６６の内部にラックバー６７が収容される。前記ラックバー６７は、前記ケース６６の内部に移動可能に支持され、表面に複数のラック歯６７ａが形成される。
【００２１】
また、前記ラックバー６７の両端には、左右後輪５４、５５とそれぞれ連結される一対のリンク部材６４、６５が連結される。前記リンク部材６４、６５は、移動可能に設けられ、一つの部材または複数の部材からなり、その回転中心が、前記クロスメンバー５２の一側に固定されることも可能である。
【００２２】
一方、前記リンク部材６４、６５は、前記ラックバー６７の直線運動により、前記後輪５４、５５のトー角を調整し、このため、前記ラックバー６７を直線運動するためのアクチュエータ６２が設けられる。
【００２３】
これにより、前記アクチュエータ６２が作動することにより、前記ラックバー６７が移動し、前記リンク部材６４、６５を移動させ、前記左右後輪５４、５５のトー角が同時に可変される。すなわち、自動車の旋回走行時、回転方向に応じて前記左右後輪５４、５５は、いずれか一方はトーインされ、他方はトーアウトされ、自動車の回転時の姿勢を制御する。
【００２４】
前記アクチュエータ６２は、ハウジング６２１を有し、前記ハウジング６２１の内部には、駆動モータ６２２が設けられる。また、前記駆動モータ６２２の回転軸６２３ａには、所定の長さのギア部６２３ｂが形成され、前記ギア部６２３ｂには、リングギア６２４が結合される。また、前記リングギア６２４のギア歯には、第１のピニオンギア６２５が結合される。この際、前記リングギア６２４と第１のピニオンギア６２５のギア歯は、所定の形態のヘリカルギアで構成され、その形態は標準規格に準じる。また、前記第１のピニオンギア６２５の回転軸６２６の一端には、第２のピニオンギア６２７が結合される。前記第２のピニオンギア６２７は、前記ラックバー６７のラック歯６７ａと噛み合わされる。ここで、前記第１、２のピニオンギア６２５、６２７の回転軸６２６は、前記ハウジング６２１に設けられたベアリング６２８により回転可能に支持される。
【００２５】
また、前記駆動モータ６２２は、電動式に作動され、好ましくは、ＤＣモータからなる。本発明の実施の形態において、前記駆動モータ６２２は、ＤＣ１０〜１６Ｖの入力電圧で駆動され、１３．５Ｖの定格入力電圧で作動される。
【００２６】
一方、前記ケース６６の内部には、前記ラックバー６７の行程範囲を制御するためのリミットスイッチが設けられる。前記リミットスイッチは、前記ケース６６の内部に設けられ、前記ラックバー６７の移動線上を感知する。
【００２７】
また、前記リミットスイッチは、前記ラックバー６７の端部を感知し、初期位置に位置されると、前記ラックバー６７の基準位置を設定し、前記ラックバー６７の端部が過移動位置に位置すると、前記アクチュエータ６２の作動を停止するように制御する。
【００２８】
上述のように構成された自動車の後輪トー角制御装置６０は、一つのアクチュエータ６２により左右後輪５４、５５が同時に可変されるので、姿勢制御の信頼性が向上する。また、前記リミットスイッチにより、初期の基準位置および過移動位置が分かり、操縦安定性および姿勢制御の信頼性がさらに向上する。
【００２９】
また、前記第１、２のピニオンギア６２５、６２７の回転軸６２６に設けられたマグネットリング６２６ａと、前記リングギア６２４を取り囲むハウジング６２１に設けられ、前記マグネットリング６２６ａの磁力を感知する磁気センサ６２９とを備え、前記マグネットリング６２６ａの回転量と、前記第１のピニオンギア６２５と前記リングギア６２４のギア比、および前記第２のピニオンギア６２７と前記ラックバー６７のラック歯の６７ａピッチの比率により、前記ラックバー６７の直線変位を測定することができる。
【００３０】
また、前記駆動モータ６２２の回転時の回転量を測定するために、前記第１、２のピニオンギア６２５、６２７の回転軸６２６には、マグネットリング６２６ａが設けられる。また、前記リングギア６２４を取り囲むハウジング６２１には、前記マグネットリング６２６ａと近接した位置に、前記マグネットリング６２６ａの磁力を感知するための磁気センサ６２９が設けられる。また、前記磁気センサ６２９で検出された磁気信号は、自動車の中央処理装置に送信され、前記中央処理装置において、前記駆動モータ６２２による前記回転軸６２３ａの回転量を測定することができる。
【００３１】
一方、前記ラックバー６７の直線変位は、前記マグネットリング６２６ａの回転量を測定し、これを、前記第１のピニオンギア６２５と前記リングギア６２４のギア比、および前記第２のピニオンギア６２７と前記ラックバー６７のラック歯６７ａのピッチの比率による減速比に変換し、前記ラックバー６７の直線変位を測定することができる。また、前記ラックバー６７の測定された直線変位により、前記左右後輪５４、５５のトー角が調節される。
【００３２】
以下、このように構成された自動車の後輪トー角制御装置の作用について説明する。
【００３３】
自動車の走行の際に、特に、旋回走行時、自動車の車体が重力または路面との摩擦等の要因により、アンダーステアまたはオーバーステアが生じ得る。この際、後輪トー角制御装置６０のアクチュエータ６２が作動し、自動車のアンダーステアまたはオーバーステアを防止する。より詳しくは、前記アクチュエータ６２の駆動モータ６２２に電源が供給されると、前記駆動モータ６２２が回転し、その回転力をリングギア６２４に伝達する。また、前記リングギア６２４が回転し、これと噛み合わされた第１のピニオンギア６２５を回転させ、前記第１のピニオンギア６２５と回転軸６２６で連結された第２のピニオンギア６２７が回転する。前記第２のピニオンギア６２７は、ラックバー６７のラックと噛み合わされて回転し、前記ラックバー６７を移動するようになる。この際、前記アクチュエータ６２は、前記リングギア６２４と第１、２のピニオンギア６２５、６２７の減速比により、出力が調節されてもよい。
【００３４】
このように、前記アクチュエータ６２の駆動により、前記ラックバー６７は、左右のいずれか一方に移動し、左右後輪５４、５５と連結されたリンク部材６４、６５を移動させる。これにより、前記リンク部材６４、６５は、左右後輪５４、５５のトー角を同時に調節し、一方はトーイン、また他方はトーアウトさせ、自動車のアンダーステアまたはオーバーステアを防止する。
【００３５】
すなわち、前記後輪トー角制御装置６０は、自動車の旋回時に発生するサスペンションのトーアウトによる不安定な姿勢を、アクチュエータ６２の駆動により、旋回外輪はトーインで制御し、旋回内輪はトーアウトで制御し、タイヤと路面の摩擦力を通じた自動車の安定した姿勢制御、および走行安定性が得られる。
【００３６】
この際、前記後輪５４、５５のトー角は、前記ラックバー６７の直線変位に応じて調節することができる。このため、前記第１、２のピニオンギア６２５、６２７の回転軸６２６に設けられたマグネットリングの磁力を磁気センサ６２９で測定し、前記マグネットリング６２６ａの回転量を通じて、前記駆動モータ６２２の回転量を判断し、前記第１のピニオンギア６２５と前記リングギア６２４のギア比、および第２のピニオンギア６２７と前記ラックバーのラック歯６７ａのピッチの比率による減速比に変換し、前記ラックバー６７の直線変位を測定することができる。
【００３７】
一方、前記ラックバー６７は、リミットスイッチにより初期開始位置が設定され、これにより、前記ラックバー６７の行程範囲を正確に調節する。また、前記リミットスイッチは、前記ラックバー６７の端部を感知し、前記ラックバー６７が過移動しないように、アクチュエータ６２の作動を制御する。
【００３８】
以上、本発明に係る自動車の後輪トー角制御装置を例示された図面を参照して説明したが、本発明は、上述された実施の形態と図面により限定されず、特許請求の範囲内において、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者により、様々な修正および変形され得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の技術による自動車の後輪トー角制御装置を示す構成図である。
【図２】本発明に係る自動車の後輪トー角制御装置を示す構成図である。
【図３】本発明に係る自動車の後輪トー角制御装置を簡略に示す斜視図である。
【図４】本発明に係る自動車の後輪トー角制御装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
５２    リアクロスメンバー
５４    左後輪
５５    右後輪
５６    ナックル
５７    コントロールアーム
５８    ばね
５９    ショックアブソーバ
６０    後輪トー角制御装置
６２    アクチュエータ
６２１  ハウジング
６２２  駆動モータ
６２３ａ  回転軸
６２３ｂ  ギア部
６２４  リングギア
６２５  第１のピニオンギア
６２６  回転軸
６２６ａ  マグネットリング
６２７  第２のピニオンギア
６２８  ベアリング
６２９  磁気センサ
６４、６５  リンク部材
６６    ケース
６７    ラックバー
６７ａ  ラック歯
【図１】
2008068853.tif 000003
【図２】
2008068853.tif 000004
【図３】
2008068853.tif 000005
【図４】
2008068853.tif 000006