KR0185445B1 - 자동차용 현가시스템 - Google Patents

Abstract

휠의 운동범위, 즉 범프시 캠버 및 트레드를 이상적으로 제어하여 조향 안정성 및 주행 안정성 그리고 승차감을 개선할 수 있는 현가시스템에 관한 것으로서, 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어와, 상기 휠 캐리어의 하단과 차체를 연결하는 로워 컨트롤 링크와, 상기 휠 캐리어의 상단을 차체에 연결하는 스프링과 쇽 업소버의 조립체인 스트러트 어셈블리를 포함하며, 상기 로워 컨트롤 링크의 차체측 연결부에는 고무 부싱이 개재되어 이 부싱을 수직으로 나누었을 때 차체측 고무부싱에는 유체실이 형성되어 있으며, 상기 스트러트 어셈블리의 스토퍼에는 상기 부싱의 유체실과 유체관에 의해서 상호 연통하는 또다른 유체실이 형성되어 있는 자동차용 현가시스템이다.

Description

자동차용 현가시스템

제1도는 이 발명의 바람직한 실시예에 따른 현가 시스템을 도시하고 있는 구성도.

제2도는 제1도의 현가 시스템의 작동상태를 보여주기 위한 개략적인 정면도.

제3a도는 이 발명에 따른 현가 시스템과 종래의 맥퍼슨 타입 현가시스템의 캠버변화 차이를 보여주는 그래프.

제3b도는 이 발명에 따른 현가 시스템과 종래의 맥퍼슨 타입 현가 시스템의 트레드 변화 차이를 보여주는 그래프.

제4도는 통상의 맥퍼슨 타입 현가시스템을 보여주기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 휠 2 : 휠 캐리어

3 : 차체 5 : 로워 컨트롤 아암

10 : 유체관 53 : 부싱

63 : 스토퍼 54,64 : 유체실

B : 바이패스 밸브 S : 횡력센서

[산업상 이용분야]

이 발명은 자동차용 현가 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 주행 상태에 따라 캠버 및 트레드의 변화를 최적으로 제어하여 주행 안전성 및 조향성능 그리고 승차감을 향상시킬 수 있는 현가 시스템에 관한 것이다.

[종래기술의 설명]

일반적으로, 현가시스템의 주요 기능은, (A)자동차의 상하방향의 유연성을 제공하여 노면으로 부터의 압력에 의해 차체가 영향을 받지 않도록 하면서 불규칙한 노면을 주행할 수 있도록 하는 것과, (B)노면에 대하여 최소의 하중변화를 가지도록 적절한 위치 및 상태로 로드(road)휠을 유지시키는 것과, (C)타이어에 의해서 발생하는 상하 및 횡방향의 힘, 그리고 제동 및 구동력에 대응하는 것과, (D)크게는 차체의 롤, 요잉, 피칭등을 억제하는 것에 있다.

이러한 현가 시스템은 구조적으로 차축 일체식 및 독립식으로 특징지워진다. 이 발명의 현가 시스템은 독립식 현가시스템이다. 이러한 독립식 현가시스템에는 맥퍼슨 스트러트 타입과 위시본 타입 그리고 최근에 많이 등장하고 있는 멀티링크 타입등이 있다.

제4도는 맥퍼슨 스트러트 타입 현가 시스템을 보여주고 있는 것으로서, 쇽 업소버(41)와 스프링(42)으로 이루어져 있으며, 휠(40)을 회전가능하게 지지하는 휠캐리어(43)에 고정되어 있는 하단과 차체(44)를 지지하는 상단을 가지는 충격 흡수수단인 스트러트 어셈블리(45)와, 차체(44)의 하부를 휠캐리어(43)의 하단과 연결하여 주는 로워 컨트롤 아암(46)을 포함하고 있다.

휠의 상하 진동중에 휠의 상하운동 범위는 상기 로워 컨트롤 아암(46)에 의해서 결정된다. 이러한 진동은 이 로워 컨트롤 아암의 내측단의 탄성부싱에 의해서 흡수된다. 노면으로 부터의 충격은 스트러트 어셈블리(45)의 쇽 업소버(41)와 스프링(42)에 의해서 흡수된다.

[종래기술의 문제점 및 이 발명의 목적]

그러나, 이러한 현가시스템의 작동단계를 고려해 보면, 선회시 선회 외측휠이 범프하게 되는데, 이때 이 휠은 로워 컨트롤 아암의 길이가 결정된 상태에서 범프하게 된다.

따라서, 로워 컨트롤 아암의 길이에 의해서 형성되는 운동궤적(M)과 스트러트 어셈블리에서의 미끄럼 운동특성을 따라 상하로 이동한다.

결국 캠버각 및 트레드는 이 휠의 상하운동에 따라 변화하며 승차감 및 조향성 그리고 주행 안정성에 큰 영향을 미친다.

즉, 로워 컨트롤 아암의 외측단이 휠센터보다 낮게 배치되도록 되어 있기 때문에, 휠이 상기 운동궤적(M)을 따라 이동할 때, 일반 상승구간에서는 휠의 하측이 운동궤적(M)의 곡률을 따라 외측으로 밀려 캠버가 음(-)으로 변화한다.

그러나, 일반상승 구간 이상의 구간에서는, 상기 로워 컨트롤 아암은 상승하면서 상기 휠의 하측을 당겨 캠버각은 다시 양(+)으로 변화된다.

위에서 설명한 것과 같은 맥퍼슨 타입 현가시스템의 캠버의 변화는 제3a도의 파선으로 도시되고 있다. 또한 트레드는 위에서 설명된 캠버의 변화에 의해서 제3b도의 파선으로 도시되는 바와 같이 변화된다. 이러한 캠버 및 트레드의 변화들은 특히 휠 범프시에 선회 성능에 나쁜 영향을 미친다,

따라서 이 발명은 상기에서 설명된 문제점을 해결하고자 창안된 것이다.

이 발명의 목적은 휠의 운동범위, 즉 범프시 캠버 및 트레드를 이상적으로 제어하여 조향 안정성 및 주행 안정성 그리고 승차감을 개선할 수 있는 현가시스템을 제공함에 있다.

[목적을 실현하기 위한 수단]

이를 실현하기 위하여 이 발명은 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어와, 상기 휠 캐리어의 하단과 차체를 연결하는 로워 컨트롤 링크와, 상기 휠 캐리어의 상단을 차체에 연결하는 스프링과 쇽 업소버의 조립체인 스트러트 어셈블리를 포함하며, 상기 로워 컨트롤 링크의 차체측 연결부에는 고무 부싱이 개재되어 이 고무 부싱을 수직으로 나누었을 때 차체측 고무부싱에는 유체실이 형성되어 있으며, 상기 스트러트 어셈블리의 스토퍼에는 상기 부싱의 유체실과 유체관에 의해서 상호 연통하는 또다른 유체실이 형성되어 있는 자동차용 현가시스템을 제공한다.

상기 유체관에는 횡력센서에 의해서 제어되는 바이패스 밸브가 제공되어 휠이 지면으로 부터의 충격으로 인한 상승시에는 유체를 리저버 탱크로 바이패스 시킬 수 있도록 되어 있는 자동차용 현가시스템을 제공한다.

또한 상기 고무부싱의 유체실과 수직 대칭으로 이 고무부싱의 압축이 보다 용이하게 이루어지도록 단순홀이 형성되어 있는 현가시스템을 제공한다.

[실시예]

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

제1도는 이 발명의 바람직한 실시예에 따른 현가시스템의 구성도로서, 기본적인 구성은 통상의 맥퍼슨타입 현가시스템의 그것과 동일하다. 즉, 휠(1)을 회전 가능하게 지지하고 있는 휠 캐리어(2)와, 상기 휠 캐리어(2)의 하단을 차체(3)의 서브 프레임(4)에 연결하여 주는 로워 컨트롤 링크(5)와, 상기 휠 캐리어(2)의 상단을 차체(3)에 연결하여 주는 스프링(6)과 스트러트 어셈블리(7)의 조립체인 스트러트 어셈블리(8)로 이루어져 있다.

상기 로워 컨트롤 아암(5)과 휠 캐리어(2)의 연결은 볼 조인트(51)에 의해서 이루어지며, 차체(3)의 서브프레임(4)과의 연결은 그 차체측 연결부(52)에 고무부싱(53)을 개재하여 이루어진다.

또한 상기 스트러트 어셈블리(8)는 역시 고무부싱(90)을 개재한 인슐레이터 지지체(9)에 의해서 차체에 연결된다. 그리고 상기 스트러트 어셈블리의 스프링(6)이 안착되는 상,하 스프링 시트(61,62)가 형성되어 있으며 상기 스프링 시트(61)의 저면에서 푸시로드(71)의 외주로 스토퍼(63)가 배치되어 쇽 업소버(7)의 압축시 충격이 차체로 전달되는 것을 방지하고 있다.

그리고 상기 로워 컨트롤 아암(5)의 차체측 연결부(52)에 개재된 고무부싱(53)에는 그의 중간부를 수직으로 나누었을 때, 차체측 고무부싱 즉, 도면에서 우측 고무부싱에는 유체실(54)이 형성되어 있다.

또한, 상기 스토퍼(63)의 내부에도 유체실(64)이 형성되어 이 유체실은 상기 고무부싱(53)에 형성된 유체실과 유체관(10,10')을 통하여 연통하도록 되어 있다.

한편 상기 유체실(54)의 수직 대칭으로 즉, 상기 고무부싱의 좌측에는 단순홀(55)이 형성되어 고무부싱의 압축이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하였다.

또한 상기 유체관(10,10') 사이에는 리저버 탱크(R)와 연결되는 바이패스 밸브(B)가 제공되어 스토퍼(63)에 형성된 유체실(64)의 유체가 선택적으로 상기 고무부싱(53)의 유체실(54)로 공급되거나 리저버탱크(R)로 바이패스되도록 하였다. 그리고 상기 바이패스 밸브(B)는 횡력센서에 연결되어 이 횡력센서(S)의 신호에 따라 작동하도록 되어 있다.

이와 같이 이루어지는 이 발명의 자동차용 현가시스템의 작용을 제2도와 함께 설명하면 다음과 같다.

도면에서 바이패스 밸브 및 그 센서는 생략하였으므로 이에 대해서는 제1도를 참조하면 이해될 수 있을 것이다.

자동차가 주행중에 선회를 하게 되면, 그 선회 외측의 휠은 범프하게 되어 쇽 업소버의 슬리브가 상승하여 스토퍼(63)를 압축하게 된다. 그러면 스토퍼(63)에 형성된 유체실 내의 유체는 유체관(10,10')을 따라 이동하게 되는데, 이것은 횡력센서(S)가 조향으로 인한 횡력을 감지하여 그 신호를 바이패스 밸브로 전달하여 이 유체관(10)을 유체관(10')과 연통시키도록 하고 있기 때문이다. 그러면 상기 유체실(64)로 부터의 유체는 로워 컨트롤 링크(5)의 차체측 연결부(52)의 고무부싱(53)에 형성된 유체실(54)로 공급된다.

그 결과 유체실(54)은 단순홀(55)을 압축시키면서 팽창하게 되는데 그결과 차체측 연결부(52)는 일점쇄선으로 나타낸 위치에서 실선의 위치로 이동하게 된다.

따라서, 휠(1)이 범프를 하면, 로워컨트롤 링크(5)는 휠 외측으로 밀리면서 범프하게 되므로 운동궤적(M')를 따라 상승하게 된다. 그 결과 휠의 범프시에도 캠버는 제3도에서 도시하는 실선에서와 같이 음(-)으로 변화하여 조향안정성을 향상시키게 된다.

반면에, 휠이 노면으로 부터의 단순 충격에 의해 상용구간에서 상승할 경우에는 횡력센서(S)에 의해서 신호를 받은 바이패스 밸브(B)가 유체관(10')을 차단하고 유체관(10)을 리저버탱크와 연결시켜 단순히 유체실(64)로 부터의 유체를 리저버 탱크(R)로 저장시키게 되므로 급격한 캠버변화를 방지할 수 있게 된다.

이와 같이, 이 발명은 자동차의 주행상태에 따라서 캠버 및 트레드 변화를 적절히 조절할 수 있으므로 조향안정성 및 주행 안정성 그리고 승차감을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어와, 상기 휠 캐리어의 하단과 차체를 연결하는 로워 컨트롤 링크와, 상기 휠 캐리어의 상단을 차체에 연결하는 스프링과 쇽 업소버의 조립체인 스트러트 어셈블리를 포함하며, 상기 로워 컨트롤 링크의 차체측 연결부에는 고무 부싱이 개재되어 이 고무 부싱을 수직으로 나누었을 때 차체측 고무부싱에는 유체실이 형성되어 있으며, 상기 스트러트 어셈블리의 스토퍼에는 상기 부싱의 유체실과 유체관에 의해서 상호 연통하는 또다른 유체실이 형성되어 있는 자동차용 현가시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 유체관에는 횡력센서에 의해서 제어되는 바이패스 밸브가 제공되어 휠이 지면으로 부터의 단순충격으로 인한 상승시에는 유체를 리저버 탱크로 바이 패스 시킬 수 있도록 되어 있는 자동차용 현가시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 고무부싱의 유체실과 수직 대칭으로 이 고무부싱의 압축이 보다 용이하게 이루어지도록 단순홀이 형성되어 있는 현가시스템.