(57)【要約】【課題】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。【解決手段】左右後輪を支持するクロスメンバーと並設されるケースの内部に収容されるラックバーと、左右後輪にぞれぞれ一端が連結され、他端がラックバーの端部にそれぞれ連結される左右リンク部材と、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、を備える。【選択図】図２
2007314164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右後輪を支持するクロスメンバーと並設されるケースの内部に収容されるラックバーと、
前記左右後輪にぞれぞれ一端が連結され、他端が前記ラックバーの端部にそれぞれ連結される左右リンク部材と、
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】
前記アクチュエータは、駆動源として用いられるモータと、前記モータの回転軸上に設けられたウォームギアおよびこれと噛み合って回転するウォームホイールからなる減速部と、前記ウォームホイールの回転軸上に設けられ、前記ラックバーを移動させるために、前記ラックバーのラック歯と噛み合わされるピニアンギアと、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】
前記ピニアンギアは、前記ウォームホイールの中央部に圧入され固定されることを特徴とする請求項２に記載の自動車の後輪トー角制御装置。
【請求項４】
前記ラックバーの移動線上に設けられ、前記ラックバーの端部を感知し、前記ラックバーの初期位置、および過移動時の前記アクチュエータの作動を制御するためのリミットスイッチを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動車の後輪トー角制御装置。
【請求項５】
前記ウォームギアに設けられたマグネットリングと、前記マグネットリングの磁力を感知するために設けられた磁気センサと、を備え、前記マグネットリングの回転量と、前記減速部のギア比、および前記ラックバーのラック歯のピッチサイズの比率によるラックの直線変位を測定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項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、車両の旋回時、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、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、本出願人により、韓国特許第５１１７４２号（２００５年８月２５日）として登録された。
【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】
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、前記アクチュエータ２２、２３が油圧式で作動することにより、応答性が遅く、後輪１４、１５のトー角を迅速に制御できなかった。また、従来、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かったことが実情である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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】
【００１０】
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、左右後輪を支持するクロスメンバーと並設されるケースの内部に収容されるラックバーと、前記左右後輪にぞれぞれ一端が連結され、他端が前記ラックバーの端部にそれぞれ連結される左右リンク部材と、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、を備える。
【００１１】
前記アクチュエータは、駆動源として用いられるモータと、前記モータの回転軸上に設けられたウォームギアおよびこれと噛み合って回転するウォームホイールからなる減速部と、前記ウォームホイールの回転軸上に設けられ、前記ラックバーを移動させるために、前記ラックバーのラック歯と噛み合わされるピニアンギアと、を有してもよい。ここで、前記ピニアンギアは、前記ウォームホイールの中央部に圧入され固定されてもよい。また、前記ラックバーの移動線上に設けられ、前記ラックバーの端部を感知し、前記ラックバーの初期位置、および過移動時の前記アクチュエータの作動を制御するためのリミットスイッチを備えてもよい。また、前記ウォームギアに設けられたマグネットリングと、前記マグネットリングの磁力を感知するために設けられた磁気センサと、を備え、前記マグネットリングの回転量と、前記減速部のギア比、および前記ラックバーのラック歯のピッチサイズの比率によるラックの直線変位を測定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
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、装着が容易であり、重量および製造費用を節減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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る。
【００１５】
図２と図３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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
前記アクチュエータ６２は、ハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられたモータ６３により駆動され、前記モータ６３の回転軸は減速部６８と連結される。前記減速部６８は、前記モータ６３の回転軸６３ａに結合されたウォームギア６８ａと、前記ウォームギア６８ａと噛み合わされるウォームホイール６８ｂとからなり、前記ウォームギア６８ａと前記ウォームホイール６８ｂのギア比により前記ウォームホイール６８ｂの回転速度が低減される。
【００２２】
また、前記減速部６８のウォームホイール６８ｂには、前記ラックバー６７と結合されるピニアンギア６９が設けられる。前記ピニアンギア６９は、前記ウォームホイール６８ｂの回転軸６３ａ上に設けられ、好ましくは、前記ウォームホイール６８ｂの中央孔に圧入されて固定される。また、前記ウォームホイール６８ｂの回転軸の上部にはベアリング（図示せず）が設けられ、前記ベアリングは、前記ハウジングに固設される。
【００２３】
ここで、前記モータ６３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、モータ６３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。
【００２４】
また、前記モータ６３の回転時、回転量の測定のために、前記ウォームギア６８ａにはマグネットリングが設けられ、前記マグネットリングと近接する位置に、前記マグネットリングの磁力を感知するための磁気センサが設けられる。前記磁気センサ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より前記ウォームギア６８ａの回転量を測定する。
【００２５】
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の回転量により測定されたウォームギア６８ａの回転量と、減速部６８のギア比およびラックバー６７のラック歯６７ａピッチの比率により測定され、前記ラックバー６７の直線変位に応じて、前記左右後輪５４、５５のトー角が調整される。
【００２６】
前記ラックバー６７の移動線上には、前記ラックバー６７の行程範囲を制限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、前記ラックバー６７の初期位置を感知し、ラックバー６７の基準位置を設定し、前記ラックバー６７の過移動時の前記ラックバー６７の端部を感知し、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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のモータ６３に電源が供給されると、前記モータ６３が回転し、その回転力を減速部６８に伝達する。
【００３０】
前記減速部は、前記モータ６３の回転軸６３ａに設けられたウォームギア６８ａと、前記ウォームギア６８ａと噛み合わされたウォームホイール６８ｂとからなり、前記ウォームギア６８ａと前記ウォームホイール６８ｂのギア比に応じて前記ウォームホイール６８ｂの回転速度を低減させる。
【００３１】
このように、前記減速部６８により回転速度が調節されたウォームホイール６８ｂは、その中央部に圧入されているピニアンギア６９を回転させ、これにより、前記ピニアンギア６９が回転し、ラックバー６７を移動させるようになる。
【００３２】
前記ラックバー６７は、左右側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整し、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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整することができる。このため、前記ウォームギア６８ａに設けられたマグネットリングの磁力を磁気センサで測定し、前記マグネットリングの回転量を通じて、前記モータ６３の回転量を判断し、前記減速部６８のギア比およびラックバー６７のラック歯６７ａピッチサイズの比率により、ラックバー６７の直線変位を測定することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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、上述し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。一例として、前記減速部は、前記ウォームギアおよびウォームホイールにより、単一の減速比を有するように構成されているが、もちろん、前記ウォームギアおよびウォームホイールを多段に設置し、クラッチ手段を設け、様々な減速比を有するように構成することも可能である。但し、本発明の実施の形態では、その設置場所の大きさ等を考慮して、単一の減速比を有する実施の形態として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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。
【符号の説明】
【００３８】
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
６３    モータ
６３ａ  回転軸
６４、６５  リンク部材
６６    ケース
６７    ラックバー
６７ａ  ラック
６８    減速部
６８ａ  ウォームギア
６８ｂ  ウォームホイール
６９    ピニアンギア
【図１】
2007314164.tif 000003
【図２】
2007314164.tif 000004
【図３】
2007314164.tif 000005