KR100388384B1 - 자동차의서스펜션용부시제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서스펜션에 관한 것으로, 로어암의 차체연결부에 장착되는 유압부시의 구조 개선을 통해 로어암의 차체연결부 위치를 상하방향으로 변화시키면서 선회시나 고속주행시 차량의 롤센터 위치를 상하방향으로 가변시킬 수 있게하고, 차량의 통상 주행시 및 고장시에도 부시의 본래 기능인 진동절연 기능을 충분히 수행할 수 있도록 된 서스펜션 부시 제어장치를 제공함에 있는 것이다.

로어암(20)과 차체의 장착부위의 유압부시(40)에 유압을 공급하는 유압원(60)과, 공급되는 유압을 제어하는 제어밸브(80)와, 차량의 주행상황에 따라 전기적인 제어신호를 유압 제어밸브(80)에 인가하는 전자 제어장치(90)가 구비되는 것에 있어서, 상기 너클(12)에 일측이 고정되는 로어암(20)의 타측에 부시가 형성되며, 상기 부시는 링크(41)의 종축 중앙으로 상하회동 가능토록 볼트로서 체결되며, 상기 링크(41)의 양단부는 유압부시(40)의 상하부로 형성된 유압용 피딩(47,48)의 주연부에 양단이 고정결합된 링크(42)의 중앙 요부에 상하 직선운동이 가능토록 체결되고, 상기 유압부시(40)는 양측단이 링크(42)와 차체에 고정되며, 상기 유압부시(40)는 내측이 칸막이부재(44)에 의해 2개의 유체실(45,46)로 구획되어 상기 유압부시(40)에 연결되는 로어암(20)은 상·하운동은 물론 좌·우, 및 앞·뒤쪽 방향으로 움직일 수 있도록 구성된 것임.

Description

자동차의 서스펜션용 부시 제어장치{Bush control mechanism for suspension of vehicle}

본 발명은 서스펜션에 관한 것으로, 로어암의 차체연결부에 장착되는 유압부시의 구조 개선을 통해 로어암의 차체연결부 위치를 상하방향으로 변화시키면서 선회시나 고속주행시 차량의 롤센터 위치를 상하방향으로 가변시킬 수 있게하고, 차량의 통상 주행시 및 고장시에도 부시의 본래 기능인 진동절연 기능을 충분히 수행할 수 있도록 된 서스펜션 부시 제어장치를 제공함에 있는 것이다.

잘 알려진 바와 같이 맥퍼슨식 서스펜션 제어장치는 로어암의 차체연결부에 장착되는 유압부시에 의해 로어암의 차체연결부 위치를 상 하방향으로 변화시켜 선회시나 고속주행시 차량의 롤센터 위치를 상 하방향으로 가변시키도록 되어 있다.

또한, 차량의 주행상태를 센서로부터 입력받아 제어장치가 방향제어밸브를 작동시키면 유압부시내의 한쪽 유체실에는 압력이 걸리게 되며, 그 반대쪽 유체실에는 대기압 상태로 되어 양 유체실 사이에는 압력차가 발생한다. 이때 압력이 인가된 유체실은 팽창하게 되고 압력이 걸리지 않은 유체실은 수축하게 되어 유압부시의 외통 즉, 로어암의 차체 연결부는 부압부시의 내통 즉, 차체에 대해 상대적인 위치변화를 발생시키게 된다.

이로 인하여 로어암의 차체 연결부의 위치가 상하방향으로 변하게 된다. 그리고 로어암의 차체측 장착위치가 이렇게 변하면, 서스펜션장치의 기구학적인 특성변화로 인하여 차량의 롤센터의 위치가 상하방향으로 변하게 되며, 차량의 직진 주행 안정성이나, 선회시 롤 발생을 억제할 수 있다.

종래의 서스펜션 제어장치는 차량의 주행상태를 센서로부터 입력받아 제어장치가 방향제어밸브를 작동시키면, 유압부시 내의 한쪽 유체실에는 압력이 걸리게 되고, 반대쪽 유체실에는 대기압 상태로 되어 양 유체실 사이에는 압력 차이가 발생하게 된다.

이때, 압력이 인가된 유체실은 팽창하게 되고 압력이 걸리지 않은 유체실은수축하게 되어 유압부시의 외통 즉, 로어암의 차체연결부는 유압부시의 내통측, 차체에 대하여 상대적인 위치변화를 발생시키게 되고, 이로 인하여 로어암의 차체연결부 위치가 상 하방향으로 변하게 된다.

로어암의 차체측 장착위치가 변하면, 서스펜션용 유압부시의 기구학적인 특성변화로 인해 차량의 롤센터(Roll center)의 위치가 상 하방향으로 변하게 되어 차량의 직진 주행안정성이나 선회시 롤(Roll)발생을 억제할 수 있게 된다.

그러나, 종래의 유압부시는 진동절연(Vibration Isolation) 및 비틀림강성, 상하좌우 강성 변화 등은 가능한데 반해 구조상 로어암측의 차체 장착부위의 상하 이동은 이루어지지 않는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안 해소하기 위하여 안출한 것으로, 서스펜션용 부시 로어암의 차체측 연결부위에 장착되는 유압부시의 구조를 변경하여 유압부시의 본래 기능과 역할을 충분히 수행할 수 있게함과 아울러 로어암측 차체 장착부위의 위치를 상하로 이동시키면서 롤센터를 가변시킬 수 있게하여 차량 선회시 선회 안정성부여, 고속 직진주행시 직진주행 안정성을 확보함을 그 목적으로 하고 있다.

이하, 첨부된 예시 도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 작용 효과를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 유압부시가 장착되고 있는 것을 나타낸 평면도,

도2는 도1의 유압부시가 장착되는 것을 타나낸 조립 단면도,

도3은 본 발명이 적용된 유압부시의 단면도,

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10:바퀴 12:너클

13: 감쇠력 가변댐퍼 20:로어암

40: 유압부시 41,42: 링크

44: 칸막이부재 45,46: 유체실

47,48: 유압용 피딩

본 발명은 로어암과 차체의 장착부위에 유압부시를 설치하고, 상기 유압부시에 유압을 공급하는 유압원과, 공급되는 유압을 제어하는 제어밸브와, 차량의 주행상황에 따라 전기적인 제어신호를 유압 제어밸브에 인가하는 전자 제어장치가 구비되는 것에 있어서, 노면입력진동크기 및 주파수에 따라 방향제어밸브를 제어하여 유압부시내의 양 유체실의 압력을 제어하여 유압부시의 탄성계수를 조정하고, 주행조건에 따라 유압부시의 유체실의 압력을 제어하여 차량의 롤센터 위치를 제어하고, 시스템 고장시에도 선회안정성 및 직진주행안정성을 확보하도록 구성됨은 종래와 동일하게 구성되고 있다.

도1은 본 발명에서와 같은 유압부시가 장착되고 있는 것을 나타낸 평면도이고, 도2는 정면도를 각각 도시하고 있다.

부호 10은 바퀴, 12는 너클, 13은 감쇠력 가변댐퍼, 20은 로어암을 의미하고 있다.

상기 너클(12)에 일측이 고정되는 로어암(20)의 타측에 부시가 형성되며, 상기 부시는 링크(41)의 종축 중앙으로 상하회동 가능토록 볼트로서 체결되며, 상기 링크(41)의 양단부는 유압부시(40)의 상하부로 형성된 유압용 피딩(47,48)의 주연부에 양단이 고정결합된 링크(42)의 중앙 요부에 상하 직선운동이 가능토록 체결되고, 상기 유압부시(40)는 양측단이 링크(42)와 차체에 각각 용접을 통해 고정되고 있다.

또한, 상기 유압부시(40)는 내측이 칸막이부재(44)에 의해 2개의 유체실(45,46)로 구획되어 상기 유압부시(40)에 연결되는 로어암(20)은 상·하운동은 물론 좌·우, 및 앞·뒤쪽 방향으로 자유로이 움직일 수 있도록 구성되고 있다.

또한, 상기 유압부시(40)에는 이상 변형을 방지하는 스토퍼 및 상기 유체실(45,46)에 외부로부터 유압유를 공급 배기시키기 위하여 외통부에 유압용 피팅(47,48)을 창착되고 있다.

그리고 유압부시(40) 제어를 위해 차속센서(91),조향각센서(92)로부터 차량의 주행상태를 감지한 후, 방향제어밸브(80), 유압모터(70)에 전기적 명령신호를 내어보내는 전자제어장치(90)를 구비하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예는 서스펜션 로어암(20)의 차체측 연결부위에 유압부시(40)를 장착하여 통상의 차량 주행시에는 부시의 본래 기능인 진동절연 기능을 충분히 확보하면서 고속주행 및 선회시에는 주행상황에 따라 유압부시(40)를 차체의 상하방향으로 일정한 거리만큼 이동시켜 직진주행과 고속주행의 안정성 및 선회시의 차량안정성을 확보할 수 있게 된다.

즉, 차량의 통상 주행시 방향제어밸브(80) 및 전기모터(70)는 전자제어장치(90)로부터 전기적인 제어신호가 전달되지 않으며, 방향제어밸브(80)는 중립을 유지하게 된다.

차량이 거친노면(Rough Road) 주행시에는 저주파 대진폭영역의 노면입력 진동이 차륜에서 발생하여 로어암(20)을 통하여 차체로 전달될 때 유압부시(40)의 탄성특성은 부드러워지는 것인바, 이는 센서(91,92)가 차량의 주행상태를 감지하여 감지된 수치를 전자제어장치(90)로 전달하며, 전자제어장치(90)는 전달된 신호를 인가받아 유압부시(40) 제어에 적당한 전기적인 제어신호를 방향제어벨브(80)에 인가하게 된다.

따라서, 제어신호를 인가받은 방향제어벨브(80)는 유압부시(40)의 피팅(47,48)을 통해 유체실(45,46)내에 유압을 공급 또는 배유시켜 차량의 주행안정성 및 본래의 진동절연 기능을 수행할 수 있게 되는 것으로서, 상술한 바와같이 유압부시의 탄성특성이 부드러워 지는 것은 유체실(45,46)내의 유압을 모두 외부로 배유시켜 유압부시(40)가 중립상태의 평형을 유지한 상태로서 유체의 댐핑특성으로 인하여 저주파 대진폭의 진동을 로어암으로부터 차체로 전달되는 것을 현저하게 줄일 수 있게 되는 것이다.

차량의 고속직진 주행시, 직진주행 안정성 향상을 위한 유압부시는 차량이 포장도로와 같이 양호한 노면(Paved Road)을 주행할 때에는 비교적 고주파 미소진폭의 노면입력 진동(변위가 작은 진동)이 차륜에서 발생하여 로어암을 통하여 차체로 전달되는데, 이때는 유압부시의 탄성특성은 단단해져서 고주파 미소 진폭진동이 로어암으로부터 차체로 전달되는 것을 줄임과 동시에 고주파 진동으로 인하여 발생되는 소음은 최소한으로 줄게 되고, 고주파 대진폭입력이 돌발적으로 입력될 때에는 유압부시내의 유체실에서 발생하는 압력변화를 흡수하여 효과적인 진동절연 효과를 얻을 수 있다.

또한, 차량이 포장도로와 같이 양호한 노면(Paved Road)을 고속직진 주행시에 직진 주행안정성 향상을 위해 로어암(20) 차체측 연결부의 위치를 아랫방향으로 이동시키는 동작을 수행한다.

일반적으로 고속 직진주행시에는 롤센터의 위치를 낮추는 것이 차량의 직진주행안정성 및 노면으로부터의 외란 등에 의한 2차외란 등이 작아져 승차감 측면에서 유리하다.

이처럼 본 발명은 유압부시에 대하여 차량의 아랫방향으로 상대운동을 하게되어 로어암의 차체측 장착위치가 차량 아랫방향으로 내려가게 되어 로어암과 스트러트의 기하학적인 형상에 의해 결정되는 롤센터의 위치를 낮춤으로써 차량의 직진주행안정성 및 노면으로부터의 외란 등에 의한 2차 외란 등이 작아져 승차감을 향상시키게 된다.

차량선회시, 선회안정성 향상을 위해 로어암의 차체측 연결부의 위치를 윗방향으로 이동시켜 높임에 따라 롤강성이 커져 롤 억제가 가능하여 차량선회시 선회안정성을 확보할 수 있게 된다.

주행중 시스템 고장이 발생하면, 유압부시의 탄성특성은 소프트해지며, 유체의 댐핑특성으로 인하여 진동을 로어암으로부터 차체로 전달되는 것을 줄일 수 있어 안정성을 확보할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 유압부시의 구조를 개선하므로써 기존 유압부시가 가지는 진동절연 및 비틀림강성, 상하, 좌우강성을 충분히 수행함과 아울러 상하위치를 가변 가능하다는 이점이 있게 된다.

또한, 유압압원 압력제어밸브를 이용하여 유압부시의 유체실의 압력을 제어하여 로어암측의 차체 장착부의 위치를 상하로 이동시켜 롤센터가 가변되는 구조를 가짐으로써 차량 선회시 선회안정성을 부여할 수 있게되고, 고속 직진주행시 직진주행 안정성을 확보할 수 있게 되는 이점이 있다.

그기고, 주행중 시스템 고장이 발생해도 선회안정성 및 직진 주행안정성을 확보할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 로어암과 차체의 장착부위에 유압부시(40)를 설치하고, 상기 유압부시(40)에 유압을 공급하는 유압원(60)과, 공급되는 유압을 제어하는 제어밸브(80)와, 차량의 주행상황에 따라 전기적인 제어신호를 유압 제어밸브(80)에 인가하는 전자 제어장치(90)가 구비되는 것에 있어서,

   상기 너클(12)에 일측이 고정되는 로어암(20)의 타측에 부시가 형성되며, 상기 부시는 링크(41)의 종축 중앙으로 상하회동 가능토록 볼트로서 체결되며, 상기 링크(41)의 양단부는 유압부시(40)의 상하부로 형성된 유압용 피딩(47,48)의 주연부에 양단이 고정결합된 링크(42)의 중앙 요부에 상하 직선운동이 가능토록 체결되고, 상기 유압부시(40)는 양측단이 링크(42)와 차체에 고정되며, 상기 유압부시(40)는 내측이 칸막이부재(44)에 의해 2개의 유체실(45,46)로 구획되어 상기 유압부시(40)에 연결되는 로어암(20)은 상·하운동은 물론 좌·우, 및 앞·뒤쪽 방향으로 움직일 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 서스펜션용 부시 제어장치.