KR100398184B1 - 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치에 관한 것으로, 노면의 조건에 따라 차체를 승·하강시키면서 충격을 흡수완화하면서 어퍼아암부위로 위치된 쇽업소버의 위치를 기구적인 작용을 통해 이동시켜 차륜중심과 어퍼아암부위로 위치된 쇽업소버의 중심이 갖는 고정된 레버비를 가변시켜 유압을 이용하지 않고서도 액티브 현가장치와 동일한 기능을 발휘함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜(W)의 너클 부위와 차체(F)부위로 매개로 각각 그 양단이 결합된 로워아암(Ab)에 그 하부부위가 고정되고 어퍼아암(Au)부위로 그 상단부위가 위치된 쇽업소버(1')와, 상기 어퍼아암(Au)부위로 위치된 쇽업소버(1')의 피스톤로드부위를 차량 상태에 따라 이동시켜 차륜중심과 쇽업소버의 중심이 갖는 레버비를 가변하는 가변수단으로 이루어지되, 상기 가변수단은 어퍼아암(Au)부위로 위치된 쇽업소버(1')가 이동되도록 하면서 어퍼아암(Au)부위로 결합된 슬라이더(20)와, 이 슬라이더(20)에 볼베어링(11)을 매개로 결합된 결합로드(1a)부위에 연결된 조작로드(10a')를 전후이동시키는 액츄에이터(10')및 타이어의 높낮이 변화를 검출하도록 차륜(W)에 장착된 너클부위로 위치된 감지센서(10")의 신호를 받아 액츄에이터(10')를 제어하는 전자제어장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치{An automotive suspension having variable lever ratio}

본 발명은 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치에 관한 것으로, 특히 노면으로부터 차량에 전해지는 외란에 상응하여 쇽업소버의 위치를 변화시킬 수 있도록 된 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 스프링과 쇽업소버를 포함하는 현가장치를 구비하여 타이어가 도로면의 요철부위를 지나가거나 차체에 관성력이 작용하게 되어 발생하는 진동을 흡수하여 승차감과 조정의 안정성을 확보하고 있다.

최근에는 이러한 현가장치를 수동적인 것이 아니라 적극적인 감쇄력 제어를 행할 수 있도록 구성하고 있는바, 도 1에 도시된 바와 같은 구성의 액티브 현가장치로 구성하는 사례가 늘고 있다.

이러한 액티브 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같이 그 양단이 각각 차륜(W)의 너클 부위와 차체(F)부위로 장착된 로워·어퍼아암(Ab,Au)과, 상기 어퍼아암(Au)부위로 결합되어 차량 상태에 따라 가변되는 하이드로 뉴메틱실린더(1)와, 이 실린더(1)의 피스톤로드(1a)로 제어 압력을 공급하는 리니어 압력제어밸브(2)로 이루어진 압력제어장치(10)및 차량의 상태를 도시되지 않은 차고 센서등의 가진력 검출기구를 통해 전송받아 압력제어장치(10)와 유압펌프(3)의 동력을 제어하는 전자제어장치를 채용하여 적극적인 제어를 행하도록 한다.

이러한 액티브 현가장치는 현재 널리 사용되는것으로 이는 차고 센서등의 가진력 검출기구를 이용하여 현재 차량의 상태를 파악하고, 그 결과에 따라 전자제어장치가 압력제어장치(10)인 리니어 압력제어밸브의 니들(4)을 전자력에 의해 움직이도록 제어하여, 피드백유압(5)과 파일럿유압(6)의 압력차이에 의해 하이드로 뉴메틱실린더내의 압력을 일정하게 유지하도록 하는 기재로 작동하게 됨은 물론이다.

또한, 이러한 현가장치는 외란에 의해 출력값이 변화하면 이 값을 검출하여 피드백(Feedback)함으로서 출력값이 고르게 안정상태를 유지하여 차량의 자세제어, 승차감제어, 기타 조정성 및 안정성의 제어를 행하도록 한다.

그러나, 이러한 현가장치는 뉴메틱실린더를 유압의 힘으로 신장하거나 압축시켜 차량운동을 제어하므로 타이어로부터 발생되는 고주파영역의 소음과 진동은 물론 차체에서 발생되는 저주파영역의 소음과 진동까지 광범위한 주파수 영역을 제어할 수 있지만, 전자제어장치와 압력제어를 위한 밸브등의 구성과 이들에 의해 작동하는 서브부품들이 많아 전체적인 구성이 복잡할 뿐만 아니라 에너지의 과다한 소모는 물론 제조비용도 비싼 단점이 있게된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 노면의 조건에 따라 차체를 승·하강시키면서 충격을 흡수완화하면서 어퍼아암부위로 위치된 쇽업소버의 위치를 기구적인 작용을 통해 이동시켜 차륜중심과 어퍼아암부위로 위치된 쇽업소버의 중심이 갖는 고정된 레버비를 가변시켜 유압을 이용하지 않고서도 액티브 현가장치와 동일한 기능을 발휘함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜의 너클 부위와 차체부위로 매개로 각각 그 양단이 결합된 로워·어퍼아암과, 상기 로워아암에 그 하부부위가 고정되고 어퍼아암부위로 그 상단부위가 위치된 쇽업소버와, 상기 어퍼아암부위로 위치된 쇽업소버의 피스톤로드부위를 차량 상태에 따라 이동시켜 차륜중심과 쇽업소버의 중심이 갖는 레버비를 가변하는 가변수단으로 이루어지되, 상기 가변수단은 상기 어퍼아암부위로 위치된 쇽업소버의 피스톤로드 끝단에 연결된 U자형상의 결합로드를 가로지르는 볼베어링이 관통하여 이동되도록 경사진 채널인 이동면을 형성해 어퍼아암부위로 결합된 슬라이더와, 이 슬라이더에 볼베어링을 매개로 결합된 결합로드부위에 연결된 조작로드를 전후이동시키는 액츄에이터및 타이어의 높낮이 변화를 검출하도록 차륜에 장착된 너클부위로 위치된 감지센서의 신호를 받아 액츄에이터를 제어하는 전자제어장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 자동차에서 적용되는 액티브 현가장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치의 구성도도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버와 슬라이더의 구성도도 4는 본 발명에 따른 가변 레버비를 갖기 위한 슬라이더의 다양한 실시예

도 5는 본 발명에 따른 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치의 하방 이동시 작용도

도 6은 본 발명에 따른 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치의 상방 이동시 작용도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 뉴메틱실린더

1' : 쇽업소버 1a : 결합로드

2 : 리니어 밸브 3 : 유압펌프

4 : 니들

5 : 피드백유압 6 : 파일럿유압

10 : 압력제어장치 10' : 액츄에이터

10a' : 조작로드 10" : 감지센서

11 : 볼베어링 20 : 슬라이더

20a,20b,20c : 이동면

A : 초기레버비간격 B : 고정레버비간격

Ab : 로워아암 Au : 어퍼아암

Ow : 휠센터 Os : 쇽업소버센터

Hd : 하강높이 Hu : 상승높이

F : 차체 W : 차륜

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 차륜(W)의 너클 부위와 차체(F)부위로 매개로 각각 그 얀단이 결합된 로워·어퍼아암(Ab,Au)과, 상기 로워아암(Ab)에 그 하부부위가 고정되고 어퍼아암(Au)부위로 그 상단부위가 위치된 쇽업소버(1')와, 상기 어퍼아암(Au)부위로 위치된 쇽업소버(1')의 피스톤로드부위를 차량 상태에 따라 이동시켜 차륜중심과 쇽업소버의 중심이 갖는 레버비를 가변하는 가변수단으로 이루어지되, 상기 가변수단은 어퍼아암(Au)부위로 위치된 쇽업소버(1')가 이동되도록 하면서 어퍼아암(Au)부위로 결합된 슬라이더(20)와, 이 슬라이더(20)에 볼베어링(11)을 매개로 결합된 결합로드(1a)부위에 연결된 조작로드(10a')를 전후이동시키는 액츄에이터(10')및 타이어의 높낮이 변화를 검출하도록 차륜(W)에 장착된 너클부위로 위치된 감지센서(10")의 신호를 받아 액츄에이터(10')를 제어하는 전자제어장치로 이루어진다.

여기서, 상기 액츄에이터(10')는 감지센서(10")의 신호를 처리하는 전자제어장치에 따라 작동되는 모터와 같은 구동수단을 통해 작동되어 조작로드(10a')를 신장시키거나 수축시키게 됨은 물론이다.

또한, 상기 쇽업소버(1')는 도 3에 도시된 바와 같이 어퍼아암(Au)부위로 결합된 슬라이더(20)의 경사진 채널인 이동면(20a)을 통해 그 상단부위가 이동해 로워아암(Ab)과의 결합점을 중심으로 경사정도를 가변시킬 수 있도록 어퍼아암(Au)부위로 위치된 쇽업소버(1')의 피스톤로드 끝단에 연결된 U자형상의 결합로드(1a)를 가로지르는 볼베어링(11)이 관통된 구조로 이루어진다.한편, 상기 슬라이더(20)는 볼베어링(11)의 이동 궤적이 경사진 선형이나 비선형으로 형성되도록 도 4의 가와 같이 직선타입의 선형 이동면(20a)이나, 또는 도 4의 나와 같이 오목한 타입의 비선형 이동면(20b), 또는 도 4의 다와 같이 볼록한 타입의 비선형 이동면(20c)으로 이루어지는데 이와 같은, 상기 슬라이더(20)의 이동면(20a,20b,20c)형상은 현가장치에 사용되는 부시의 변형량에 따라 기 설정된 현가장치의 동작 패턴(Pattern)에 기인한 것임은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 노면의 함몰부위를 지나면서 차륜(W)이 하 방향 이동되는 경우를 설명하면, 차륜(W)이 하강높이(Hd) 만큼 밑으로 이동되면 타이어의 처짐을 감지한 감지센서(10")가 전자제어장치로 신호를 보내게 되고, 이에 따라 전자제어장치의 기 설정된 로직에 의해 액츄에이터(10')의 구동수단을 작동시켜 조작로드(10a')를 인출시키게 된다.

즉, 상기 액츄에이터(10')의 조작로드(10a')가 쇽업소버센터(Os)에 위치된 볼베어링(11)을 슬라이더(20)의 이동면(20a)을 따라 좌측변위위치(Os')로 이동시켜 쇽업소버(1')를 좌측으로 경사 시키게 되면, 본 발명의 현가장치는 상기 차륜(D)의 휠센터(Ow)에서 쇽업소버센터(Os)까지의 거리인 초기레버비간격(A)이 볼베어링(11)의 이동에 따라 그 간격이 좁아진 이동레버비(A')를 갖게 된다.

이에 따라, 상기 차륜(D)의 휠센터(Ow)에서 차체(F)까지의 거리인 고정레버비간격(B)에 대해 좁아진 이동레버비(A')가 현가장치의 레버비를 가변시켜 쇽업소버를 인장할 때와 같은 작용을 하게 되는데 이는, 액티브 현가장치에서 유압을 통해 뉴메틱실린더를 가변시키는 경우와 동일한 효과를 갖게됨은 물론이다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 노면의 돌출부위를 지나면서 차륜(W)이 상 방향 이동되는 경우에는, 차륜(W)이 상승높이(Hu) 만큼 위로 이동되면 타이어의 상승을 감지한 감지센서(10")가 전자제어장치로 신호를 보내게 되고, 이에 따라 전자제어장치의 기 설정된 로직에 의해 액츄에이터(10')의 구동수단을 작동시켜 조작로드(10a')를 수축시키게 된다.

즉, 상기 액츄에이터(10')의 조작로드(10a')가 쇽업소버센터(Os)에 위치된 볼베어링(11)을 슬라이더(20)의 이동면(20a)을 따라 우측변위위치(Os')로 이동시켜 쇽업소버(1')를 우측으로 경사 시키게 되고, 이에 따라 전술한 바의 역으로 상기 차륜(D)의 휠센터(Ow)에서 차체(F)까지의 거리인 고정레버비간격(B)에 대해 커진 이동레버비(A')가 현가장치의 레버비를 가변시켜 쇽업소버를 압축할 때와 같은 작용을 하게 되는데 이는, 액티브 현가장치에서 유압을 통해 뉴메틱실린더를 가변시키는 경우와 동일한 효과를 갖게됨은 물론이다.한편, 상기 슬라이더(20)의 비 선형 이동면(20b,20c)의 경우 전술한 선형 이동면(20a)과 동일한 작용을 하며 단지, 볼베어링(11)의 이동궤적 차이에 따른 레버비의 변화정도가 다르게 되면서 현가장치가 제어되므로 그 상세한 설명을 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 노면에 따라 상·하이동되는 타이어의 변화량을 매개로 쇽업소버의 위치를 변화시켜 차륜중심과 어퍼아암부위로 위치된 쇽업소버의 중심이 갖는 고정된 레버비를 가변해 유압을 이용하지 않고서도 액티브 현가장치와 동일한 기능을 발휘할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 유압을 발생하고 제어하는 유압장치가 없이 쇽업소버의 레버비를 변화시킴에 따라 현가장치가 갖는 초기의 고정된 레버비를 가변시켜 그 구조가 간단하면서도 제조비용이 낮은 효과가 있음은 물론이다.

이상으로 상술한 내용에 본 발명의 사상이 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 바와 같이 공개된 내용으로 다양한 실시예를 구상할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 차륜(W)의 너클 부위와 차체(F)부위로 매개로 각각 그 양단이 결합된 로워·어퍼아암(Ab,Au)과, 상기 로워아암(Ab)에 그 하부부위가 고정되고 어퍼아암(Au)부위로 그 상단부위가 위치된 쇽업소버(1')와, 상기 어퍼아암(Au)부위로 위치된 쇽업소버(1')의 피스톤로드부위를 차량 상태에 따라 이동시켜 차륜중심과 쇽업소버의 중심이 갖는 레버비를 가변하는 가변수단으로 이루어지되,

   상기 가변수단은 상기 어퍼아암(Au)부위로 위치된 쇽업소버(1')의 피스톤로드 끝단에 연결된 U자형상의 결합로드(1a)를 가로지르는 볼베어링(11)이 관통하여 이동되도록 경사진 채널인 이동면(20a)을 형성해 어퍼아암(Au)부위로 결합된 슬라이더(20)와, 이 슬라이더(20)에 볼베어링(11)을 매개로 결합된 결합로드(1a)부위에 연결된 조작로드(10a')를 전후이동시키는 액츄에이터(10')및 타이어의 높낮이 변화를 검출하도록 차륜(W)에 장착된 너클부위로 위치된 감지센서(10")의 신호를 받아 액츄에이터(10')를 제어하는 전자제어장치로 이루어진 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 슬라이더(20)의 이동면(20a)이 경사진 선형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 슬라이더(20)의 이동면(20b)이 경사진 오목한 비 선형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 슬라이더(20)의 이동면(20c)이 경사진 볼록한 비 선형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 레버비를 갖는 차량용 현가장치.