KR0180367B1 - 조향가능한 후륜 현가장치 - Google Patents

Abstract

후륜측의 컨트롤 링크가 연결되는 서브-프레임의 마운팅 구조를 유압부시로 이용하여 선회 반경을 고려하여 고속 및 저속시의 조향 효과를 다르게 하므로서 차체중심의 불안정을 방지할 수 있으며, 종래의 4륜 조향장치와는 다르게 별도의 다른 복잡한 장치를 이용하지 않고도 후륜을 조향시킬 수 있는 후륜 현가장치를 제공하기 위한 것으로, 전, 후, 좌, 우의 방향을 갖는 차량에 있어서, 휠을 회전가능하게 지지하는 조향너클과; 차체의 저부에 마운팅되어 있는 서브프레임과; 상기 서브프레임과 조향너클을 연결하여 주는 다수의 링크와; 상기 서브프레임의 좌, 우측단 마운팅부에 형성되어 있는 유압부시와; 상기 유압부시와 유압라인으로 연결되어 차량의 속도 및 상황에 따라 적절한 유압을 상기 유압부시에 공급하여 후륜의 조향을 제어하는 유압수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치를 제공한다.

Description

조향가능한 후륜 현가장치

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 후륜측의 서브프레임의 구조를 도시하고 있는 사시도.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 후륜측 서브프레임과 이에 연결된 유압회로 및 그 구조를 도시하고 있는 평면도.

제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 회전속도에 따라 조향하는 후륜을 도시하고 있는 평면도.

제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조향속도 및 방향에 따라 유압에 의해서 변화하는 부시의 상태를 도시하고 있는 차량의 전후방향으로 잘라 좌측에서 본 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 서브프레임 5 : 링크

7 : 유압부시 9 : 유압포트

11 : 솔레노이드 밸브

[산업상 이용분야]

본 발명은 조향 가능한 후륜 현가장치에 관한 것으로서, 보당 상세하게는 후륜측의 컨트롤 링크가 연결되는 서브-프레임의 마운팅 구조를 유압부시로 이용하여 선회반경을 고려하여 고속 및 저속시의 조향 효과를 다르게 하므로서 차체중심의 불안정을 방지할 수 있으며, 종래의 4륜 조향장치와는 다르게 별도의 다른 복잡한 장치를 이용하지 않고도 후륜을 조향시킬 수 있는 후륜 현가장치에 관한 것이다.

[종래 기술의 설명]

차량에 있어서의 조향장치는 스티어링 샤프트 종단에 축 설치된 기어의 회전방향에 따라 타이로드를 좌측 또는 우측으로 연동시켜서 전륜의 방향을 변환시키게 하는 것이 일반적이다.

또한 이러한 조향장치의 기술적 개선은 스티어링 휘일의 조작감각을 부드럽게 하기 위한 파워 스티어링, 또는 조향시의 차체 안정유지를 목표로 하고 있다.

그런데, 상기와 같은 통상의 조향장치는 곡선 주행시 후륜이 차체에 이끌려서 선회하는 경향을 가지고 있으므로, 고속 주행에서의 조향시, 차체 중심이 급격히 편위되어 불안정하게 되는 문제가 있고, 장기적으로는 타이어의 편마모를 일으키는 주요인으로 되고 있다.

또한, 저속시에는 전륜으로만의 조향으로 인하여 선회반경을 충분히 줄일 수 없다는 문제가 있다.

한편, 전륜의 조향상태에 비례하여 후륜을 조향시킴으로써, 제결점의 해결을 도모하는 많은 4륜 조향장치가 제안되었다.

대개의 종래 4륜 조향장치는 운전자가 스티어링 휘일을 조작할 때 가해지는 조향입력이 전,후륜으로 동시에 혹은 일정한 시간 지연을 갖고 전달되게 하여, 후륜이 후륜 조향장치에 의해 전자제어 방식으로서, 차량의 고속 주행시, 차량속도에 상응하는 최적의 전,후륜 조향각비를 데이터화하여 컨트롤 유니트에 메모리 시키고, 또 한편으로 전륜과 후륜에는 유압에 의해 작동되는 조향 액츄에이터를 각각 독립되게 설치하여서, 고속주행시의 조향에 있어서, 차량속도 센서를 통하여 입력되는 신호에 따라, 컨트롤 유니트가 각각의 전,후륜 액츄에이터로 공급되는 유압을 조절케하는 방식으로 되어 있다.

[본 발명이 해결하고자 하는 문제점]

그러나 상기와 같은 종래의 4륜 조향장치는 전륜의 조향에 따라 연계되어 후륜이 조향되어야 하므로 전륜과의 복잡한 연결구조를 갖추고 있어야 하며, 그에따라 유압회로가 복잡하다는 단점 및 장치에 있어서도 구조가 복잡하여 조립생산성 저하 및 제조원가 상승 그리고 고장수리 및 정비의 난해성등의 문제를 안고 있다.

본 발명의 목적은 전술한 종래의 조향시스템이 갖는 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 후륜측의 컨트롤 링크가 연결되는 서브-프레임의 마운팅 구조를 유압부시로 이용하여 선회 반경을 고려하여 고속 및 저속시의 조향 효과를 다르게 하므로서 차체중심의 불안정을 방지할 수 있으며, 종래의 4륜 조향장치와는 다르게 별도의 다른 복잡한 장치를 이용하지 않고도 후륜을 조향시킬 수 있는 후륜 현가장치를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 전,후,좌,우의 방향을 갖는 차량에 있어서, 휠을 회전가능하게 지지하는 조향너클과;

차체의 저부에 마운팅 되어 있는 서브프레임과;

상기 서브프레임과 조향너클을 연결하여 주는 다수의 링크와;

상기 서브프레임의 좌,우측단 마운팅부에 형성되어 있는 유압부시와;

상기 유압부시와 유압라인으로 연결되어 차량의 속도에 따라 유압을 상기 유압부시에 공급하여 후륜의 조향을 제어하는 유압수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치를 제공한다.

상기 후륜 현가장치는 차량의 속도 및 조향각에 따라 이를 감지하여 상기 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하는 전자제어유닛(ECU)을 더욱 포함함을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치를 제공한다.

상기 서브프레임의 좌,우측단에 형성되어 있는 유압부시는 이 좌,우측의 전,후로 각각 2개씩 형성되어 있음을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치를 제공한다.

상기 각각의 유압부시는 내측관과 외측관, 상기 외측관과 내측관 사이에 삽입되어 있는 탄성수단과, 그리고 상기 탄성수단의 전후로 각각 형성되어 있는 유압홀을 포함하여 이루어져 있음을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치를 제공한다.

상기 유압수단은 유압라인과 연결되는 솔레노이드 밸브와, 유압탱크 및 저장조 그리고 유압펌프로 이루어져 있음을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치를 제공한다.

일정속도 이상의 주행시에는 후륜의 조향방향을 전륜과 동상으로 제어하며, 일정속도 이하의 주행시에는 후륜의 조향방향을 전륜과 역상으로 제어하는 것을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치를 제공한다.

[실시예]

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 후륜측의 서브프레임의 구조를 도시하고 있는 사시도이다.

도시하는 바와 같이 본 발명에 따른 서브프레임(1)의 구조는 그 양단이 상부로 돌출되는 돌출부(3)를 갖는 구조로 되어 있으며, 그 하부에는 도면에는 도시되어 있지 않은 휠을 회전 가능하게 지지하는 조향너클과 이 서브프레임(1)을 연결하는 다수의 콘트롤 링크(5)가 연결되어 있다.

이와 같은 서브프레임(1)은 상기 돌출부(3)에 형성되어 있는 부시(7)에 의해서 차체의 저면과 결합되게 되는데, 여기서 상기 부시는 유압포트(9)를 통해 유압을 전달받아 작동하는 유압식 부시로 이루어져 있다.

이러한 본 발명에 따른 서브프레임을 유압회로도와 함께 제2도의 평면도로서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압식 부시(7)는 상기 서브프레임(1)의 좌우 돌출부(3) 전측에(도면상에서 볼 때) 제1 부시(71) 및 제2 부시(72)가 형성되어 있으며, 역시 상기 좌우돌출부 후측에는 제3 부시(73) 및 제4 부시(74)가 형성되어 있다.

상기 각각의 부시(71-74)는 내측관(75)과 외측관(76) 사이에 탄성부재(77)가 삽입되어 있으며, 상기 탄성부재(77)의 전후측에는 유압이 공급되는 유압홀(78, 78')이 형성되어 있다. 여기서 상기 각각의 유압홀(78, 78')은 서브-프레임에 형성되어 있는 포트(9)와 연결된다.

상기한 각각의 포트(9)는 유압라인에 의해서 솔레노이드 밸브(11)와 연결되는데, 상기 솔레노이드 밸브(11)는 유체를 공급하는 유압펌프(13) 및 유체를 저장하는 저장조(15)와 연결되어 있으며, 속도 및 핸들의 조향각을 감지하여 제어하는 전자제어 유닛(ECU)에 의해서 제어된다.

이와 같이 구성되는 후륜측의 서브프레임(1) 구조에 의해서 이루어지는 후륜의 조향 작동을 제3도 및 제4도와 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3a도는 차량의 고속 주행시의 우회전때에 휠의 조향상태를 도시하고 있는 것으로서, 선회안정성을 위해서 전,후륜(35, 36)의 휠이 동위상을 이루는 것이 바람직하며, 제3b도는 차량의 저속 주행시의 우회전때에 휠의 조향상태를 도시하고 있는 것으로서, 조향시에 선회반경을 줄여주기 위해서는 도시하는 바와 같이 전,후륜(35, 36)이 역위상을 이루는 것이 바람직하다.

또한, 후륜의 조향은 서프프레임의 회전각에 의해서 정해짐을 볼 수 있다.

이와 같이, 차량의 주행속도에 따라 후륜의 조향을 각각 다르게 설정하는 것이 바람직함을 전제로, 본 발명의 후륜 현가장치에 따른 조향 작동을 설명하면 다음과 같다.

제4도는 조향속도 및 방향에 따라 유압에 의해서 변화하는 부시의 상태를 도시하고 있는 차량의 전후 방향으로 잘라 좌측에서 본 단면도이다.

제2도에서 도시하는 바와 같이, 차량의 직진 주행시에는 유압라인(21, 22)와 연결되는 솔레노이드 밸브는 폐쇄되어, 어느 부시로도 유압이 가해지지 않게 되어 제4a도와 같은 상태로 부시의 외측관(76)이 변화가 없이 좌우 대칭인 상태로 유지되어 서브프레임의 회전은 없게 되고 그에 따라 휠의 조향도 일어나지 않게 된다.

그러나 차량이 우측으로 조향하게 되면, 우선 ECU에서 이 차량의 속도 및 조향각을 감지하게 되고, 차량의 속도가 일정 속도 이상일 경우 상기 ECU로부터의 신호에 의해서 솔레노이드 밸브는 도면에서 우측으로 이동하게 된다. 이렇게 솔레노이드 밸브가 우측으로 이동하게 되면, 유압펌프로 부터의 유체가 유압라인(21)으로 공급되며, 이 유압라인은 다시 라인(23)과 라인(25)로 분기되, 다시 라인(23)은 라인(27)과 라인(29)로 분기되며 라인(25)은 라인(31)과 라인(33)으로 분기되는데, 유압은 이 라인들(27, 29, 31, 33) 모두에 공급되어, 서브프레임 좌측 전,후부 제1 및 제3 유압부싱의 전측으로 공급되며, 서브프레임 우측 전,후부 제2 및 제3 유압부싱의 후측으로 공급된다.

이와 같이 유압부싱이 공급되면, 좌측의 유압부시(71, 73)들은 제4b도와 같이 전측이 유압홀(78)이 확장되면서 이 유압부싱의 외측관이 전측으로 이동하게 되고, 우측이 유압부시(72, 74)들은 제4c도와 같이 후측의 유압홀(78')이 확장되어 그 외측관이 후측으로 이동하게 된다.

이렇게 되면, 각각의 유압부시들의 작동에 의해서 서브프레임(1)은 시계방향으로 회전하게 되고(제3a도 참조), 이와 연결되어 있는 링크들에 의해 휠도 우향으로 변환하게 되어, 차량의 고속 우향시에 휠의 방향을 전륜과 동상으로 형성한다.

이와는 반대로 차량이 좌측으로 조향하게 되면, 우선 ECU에서 이 차량의 속도 및 조향각을 감지하게 되고, 차량의 속도가 일정 속도 이상일 경우 상기 ECU로 부터의 신호에 의해서 솔레노이드 밸브는 도면에서 좌측으로 이동하게 된다.

이렇게 솔레노이드 밸브가 좌측으로 이동하게 되면, 유압펌프로 부터의 유체가 유압라인(22)로 공급되며, 이 유압라인은 다시 라인(24)과 라인(26)로 분기되고, 다시 라인(24)은 라인(28)과 라인(30)로 분기되고, 라인(26)는 라인(32)와 라인(34)로 분기 되는데, 유압은 이 라인(28, 30, 32, 34)들 모두에 공급되어, 서브프레임 좌측 전,후부 제1 및 제3 유압부싱의 후측으로 공급되며, 서브프레임 우측 전,후부 제2 및 제3 유압부싱의 전측으로 공급된다.

이와 같이 유압부싱이 공급되면, 우측의 유압부시(71, 73)들은 제4c도와 같이 후측의 유압홀(78')이 확장되면서 이 유압부싱의 외측관이 후측으로 이동하게 되고, 우측의 유압부시(72, 74)들은 제4b도와 같이 전측의 유압홀(78)이 확장되어 그 외측관이 전측으로 이동하게 된다.

이렇게 되면, 각각의 유압부시들의 작동에 의해서 서브프레임(1)은 반시계방향으로 회전하게 되고, 이와 연결되어 있는 링크들에 의해 휠도 우향으로 변환하게 되어, 차량의 고속 우향시에 휠의 방향을 전륜과 동상으로 형성한다.

한편, 차량이 일정속도 이하의 저속에서 운행시, ECU에 의해서 이 속도 및 그 조향각이 감지되면, 우향시에는 유압이 상기에서 설명한 일정속도 이상의 좌향시와 동일하게 공급되며, 좌향시에는 유압이 상기에서 설명한 일정속도 이상의 우향시와 동일하게 공급되어 후륜의 조향방향을 전륜과 역상으로 함으로서 차량의 선회반경을 줄여주게 된다(제3b도 참조).

이와 같이 본 발명에 따른 후륜 현가장치는 유압부시를 마운팅구조로 채택한 서브프레임을 제공함으로서, 차량의 속도 및 조향 방향에 따라, 유압을 상기 부시에 적절히 공급하여 후륜을 전륜과 역상 또는 동상으로 제어함으로서 고속 선회시에는 선회안정성을 제공하고, 저속 선회시에는 선회반경을 줄일 수 있는 후륜 현가장치를 제공할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명의 권리범위는 상기에서 언급한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 다음에 언급하는 특허청구범위의 기본적 개념하에 다양하게 변화될 수 있다.

Claims (10)

1. 전, 후, 좌, 우의 방향을 갖는 차량에 있어서, 휠을 회전가능하게 지지하는 조향너클과; 차체의 저부에 마운팅 되어 있는 서브프레임과; 상기 서브프레임과 조향너클을 연결하여 주는 다수의 링크와; 상기 서브프레임의 좌, 우측단 마운팅부에 형성되어 있는 유압부시와; 상기 유압부시와 유압라인으로 연결되어 차량의 속도에 따라 유압을 상기 유압부시에 공급하여 후륜의 조향을 제어하는 유압수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 후륜 현가장치는 차량의 속도 및 조향각에 따라 이를 감지하여 상기 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하는 전자제어유닛(ECU)을 더욱 포함함을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 서브프레임의 좌, 우측단에 형성되어 있는 유압부시는 이 좌, 우측의 전, 후로 각각 2개씩 형성되어 있음을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 각각의 유압부시는 내측관과 외측관, 상기 외측관과 내측관 사이에 삽입되어 있는 탄성수단과, 그리고 상기 탄성수단의 전후로 각각 형성되어 있는 유압홀을 포함하여 이루어져 있음을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 유압수단은 유압라인과 연결되는 솔레노이드 밸브와, 유압탱크 및 저장조 그리고 유압펌프로 이루어져 있음을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치.
6. 제1항에 있어서, 일정속도 이상의 주행시에는 후륜의 조향방향을 전륜과 동상으로 제어하며, 일정속도 이하의 주행시에는 후륜의 조향방향을 전륜과 역상으로 제어하는 것을 특징으로 하는 조향가능한 후륜 현가장치.
7. 차량의 가로 방향으로 배치되어 차체의 저부에 마운팅 되어 있는 서브프레임에 있어서, 상기 서브프레임의 전, 후, 좌, 우측의 각각 마운팅 수단으로 형성되어 있는 유압부시와; 차량의 속도 및 조향각을 감지하는 속도 및 조향각 감지수단과; 상기 상기 속도 및 조향각 감지수단에서 감지된 속도 및 조향각에 따라 각각의 유압부시의 전후측으로 유압을 공급하여 후륜의 조향을 제어하는 유압수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 후륜 조향장치의 서브프레임.
8. 제7항에 있어서, 상기 유압수단은 유압라인과 연결되는 솔레노이드 밸브와, 유압탱크 및 저장조 그리고 유압펌프로 이루어져 있음을 특징으로 하는 후륜 현가장치의 서브프레임.
9. 제7항에 있어서, 일정속도 이상의 주행시에는 후륜의 조향방향을 전륜과 동상으로 제어하며, 일정속도 이하의 주행시에는 후륜의 조향방향을 전륜과 역상으로 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜 현가장치의 서브프레임.
10. 제7항에 있어서, 상기 유압부시는 내측관과 외측관 그리고 상기 내측관과 외측과 사이에 삽입되어 있는 탄성수단과, 상기 탄성수단의 전,후측으로 형성되어 유압라인과 연통하는 유압홀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 조향 가능한 후륜 현가장치.