KR100456881B1 - 차량용 후륜 현가장치의 범프 토우 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 후륜 현가장치의 범프 토우 제어장치에 관한 것으로, 범프시 레버와 어시스트링크가 이루는 각(θ)을 없애 레버를 조작하는 액츄에이터의 용량과 크기를 줄여 비용을 저감하면서도 크로스멤버내 장착성도 향상함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 범프시 현가장치의 토우인을 제어하는 범프 토우 제어장치(1)가 ECU에 의해 제어되는 모터가 구비된 액츄에이터(2)와, 이 액츄에이터(2)에 일단이 결합되면서 그 타단에 디귿자(??)형상을 이루도록 형성된 결합단(3')을 매개로 범프시 위로 상승되는 어시스트링크(A)를 감싸는 레버(3)로 이루어지되, 이 결합단(3')은 상기 어시스트링크(A)가 힌지 결합된 제1힌지점(H)이 힌지축(3")을 매개로 크로스멤버(C)에 힌지 결합된 제2힌지점(H')보다 뒤로 위치되어지는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 후륜 현가장치의 범프 토우 제어장치{Bump toe control device of rear suspension in vehicle}

본 발명은 차량용 후륜 현가장치의 범프 토우 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 범프시 토우제어를 위해 요구되는 액츄에이터의 힘을 최소화하면서도 토우인을 증가해 선회안정성을 크게 증가시킬 수 있도록 된 차량용 후륜 현가장치의 범프 토우 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하 방향으로는 스프링과 유압 쇽 업소오버등에 의해 지지되고, 기타 방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대 운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.

이러한 현가장치중 후륜 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 차륜(W)의 허브부위에 결합된 리어액슬어셈블리(RA)의 상부로 어퍼컨트롤아암(UR)이 결합되는 한편, 그 하부로 차체에 고정되는 쇽업소버(S)와 트레일링암(T)이 장착됨과 더불어 차폭방향을 따라 구비되는 크로스멤버(C)에 일단 고정되는 로워컨트롤아암(LR)과 어시스트링크(A)가 결합되어진다.

이에 따라, 상·하 진동 및 충격에 대하여는 쇽업소버(S)에서 완충 감쇠시키면서 횡력 및 전·후력에 대하여는 컨트롤아암(UR,LR)과 이들의 각 연결부에 적용되는 부시에 의하여 흡수되면서 현가장치로서의 제기능을 발휘하게 된다.

그러나, 이와 같은 현가장치는 차량의 선회시 선회 안정성을 충분히 확보하는데 미흡하게 되고 이에 따라, 현가장치에 범프(Bump)시 토우(Toe)를 제어하는 범프 토우 제어장치가 장착되는데, 이 범프 토우 제어장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 어시스트링크(A)의 위치점을 상·하 방향으로 제어하도록 액츄에이터(2)와 이에 연결된 레버(3)로 이루어진다.

즉, 상기 범프 토우 제어장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 크로스멤버(C)에 장착되면서 ECU에 의해 제어되는 모터가 구비된 액츄에이터(2)와, 이 액츄에이터(2)에 일단이 결합되면서 그 타단에 형성된 결합단(3')을 매개로 어시스트링크(A)를 감싸는 레버(3)로 이루어지게 된다.

여기서, 상기 결합단(3')은 어시스트링크(A)를 감싸면서 힌지 결합되도록 대략 디귿자(ㄷ)형상을 이루면서 상기 어시스트링크(A)를 감싸지 않는 부위가 힌지축(3")을 매개로 크로스멤버(C)에 힌지 결합되는데 즉, 상기 레버(3)는 어시스트링크(A)의 제1힌지점(H)이 크로스멤버(C)에 결합된 힌지축(3")의 제2힌지점(H')이 보다 뒤로 위치되어지게 된다.

그러나, 이와 같은 범프 토우 제어장치(1)는 레버(3)에 형성된 힌지점(H,H')의 위치로 인해 차량이 범프(Bump)하게 되면 도 4에 도시된 바와 같이, 어시스트링크(T)가 제1힌지점(H)을 중심으로 시계방향의 모우멘트(M)가 발생되어 일단이 위로 들어올려지면서 하 방향으로 이동되는 반면, 이 어시스트링크(T)에 결합된 레버(3)는 다음과 같은 힘 관계 방정식에 의해 더욱 큰 힘이 걸리게 되는데 즉, 상기 어시스트링크(T)의 축방향을 따라 레버(3)의 제1힌지점(H)으로 작용하는 가압력(F)에 의해 레버(3)에 가해지는 작용력(F')과 제2힌지점(H')을 중심으로 발생되는 반시계방향의 모우멘트(M')가 더욱 증가되어진다.

F' = (a/b) x F x sinθ

여기서, a 는 제1·2힌지점(H,H')사이의 간격이고, b 는 레버(3)의 제2힌지점(H')과 액츄에이터(2)의 연결단까지의 간격이다.

이때, 이와 같이 상기 어시스트링크(T)와 레버(3)에 발생되는 모우멘트(M,M')가 서로 반대 방향으로 작용하게 되면, 상기 레버(3)에 작용하는 작용력(F')과 어시스트링크(T)에 의한 가압력(F)의 작용선상과 이루는 각(θ)이 더욱 커지게 되고 이로 인해, 상기 액츄에이터(2)가 토우인(Toe-in)제어를 위해 레버(3)를 당겨(도 4에서 우측으로)준 후 조작된 상태를 유지하고 또한 복원시 상기 모우멘트(M')와 작용력(F')을 이겨내고 레버(3)를 원위치로 복귀시켜야 만 하므로 결국, 상기 어시스트링크(T)와 레버(3)사이의 각(θ)이 증가되면 될수록 액츄에이터(2)의 용량이 더욱 더 커져야만 되는 문제가 있게 된다.

또한, 이와 같이 액츄에이터(2)의 용량이 커져야만 되면 이를 구동하는 모터의 용량도 함께 증가되어야 만 되어 비용의 상승을 가져올 뿐만 아니라, 크로스멤버(C)의 구조상 크기가 증가된 액츄에이터(2)와 모터등을 장착해야만 하는 공간상에 문제가 발생되는 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 범프시 레버와 어시스트링크가 이루는 각을 없애 레버를 조작하는 액츄에이터의 용량과 크기를 줄여 비용을 저감하면서도 크로스멤버내 장착성도 향상함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 범프시 현가장치의 토우인을 제어하는 범프 토우 제어장치가 ECU에 의해 제어되는 모터가 구비된 액츄에이터와, 이 액츄에이터에 일단이 결합되면서 그 타단에 디귿자(ㄷ)형상을 이루도록 형성된 결합단을 매개로 범프시 위로 상승되는 어시스트링크를 감싸는 레버로 이루어지되, 이 결합단은 상기 어시스트링크가 힌지 결합된 제1힌지점이 힌지축을 매개로 크로스멤버에 힌지 결합된 제2힌지점보다 뒤로 위치되어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 후륜 현가장치의 구성도

도 2는 종래에 따른 범프 토우 제어장치를 갖춘 차량용 후륜 현가장치의 구성도

도 3은 종래에 따른 범프 토우 제어장치의 구성도

도 4는 종래에 따른 차량용 범프 토우 제어장치의 작동 상태도

도 5는 본 발명에 따른 범프 토우 제어장치의 구성도

도 6은 본 발명에 따른 범프 토우 제어장치의 작동 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 범프토우제어장치 2 : 액츄에이터

3 : 레버 3' : 결합단

3" : 힌지축

A : 어시스트링크 C : 크로스멤버

LR : 로워컨트롤아암 UR : 어퍼컨트롤아암

RA : 리어액슬어셈블리 S : 쇽업소버

T : 트레일링암 W : 차륜

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 범프 토우 제어장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 차륜(W)의 허브부위에 결합되어 어퍼·로워컨트롤아암(UR)과 쇽업소버(S) 및 트레일링암(T)이 장착되는 리어액슬어셈블리(RA)의 하부에서 일단이 고정되고 타단이 차폭방향을 따라 구비되는 크로스멤버(C)에 고정되는 어시스트링크(A)의 위치점을 범프시 상·하 방향으로 제어하는 범프 토우 제어장치(1)가 ECU에 의해 제어되는 모터가 구비된 액츄에이터(2)와, 이 액츄에이터(2)에 일단이 결합되면서 그 타단에 디귿자(ㄷ)형상을 이루도록 형성된 결합단(3')을 매개로 어시스트링크(A)를감싸는 레버(3)로 이루어지되, 이 결합단(3')은 상기 어시스트링크(A)가 힌지 결합된 제1힌지점(H)이 힌지축(3")을 매개로 크로스멤버(C)에 힌지 결합된 제2힌지점(H')보다 뒤로 위치되어지게 된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 차량이 범프(Bump)하게 되면 도 6에 도시된 바와 같이, 어시스트링크(T)가 들어 올려지면서 제1힌지점(H)을 중심으로 시계방향의 모우멘트(M)가 발생되어 하 방향으로 이동되면서 이때, 상기 어시스트링크(T)에 결합단(3')을 매개로 결합된 레버(3)에는 제1힌지점(H)을 중심으로 동일한 방향인 시계방향으로 모우멘트(M')가 발생되어지게 된다.

또한, 상기 어시스트링크(T)의 축방향을 따라 레버(3)의 제2힌지점(H')으로 작용하는 가압력(F)에 의해 레버(3)에 발생되는 작용력(F')은 레버(3)의 시계방향 모우멘트(M')에 의해 상기 가압력(F)과 거의 동일선상을 이루는 즉, 상기 어시스트링크(T)와 레버(3)사이의 각(θ)이 거의 영(0)도를 이루게 되어 상기 가압력(F)과 작용력(F')의 크기가 거의 동일하게 되어 결국, 상기 레버(3)에 작용하는 모우멘트(M')의 크기를 증가시키지 않게 된다.

이는, 상기 어시스트링크(T)와 레버(3)의 힌지점(H,H')의 결합관계에 의한 것인데 즉, 상기 레버(3)가 제1힌지점(H)에 간격 a를 두고 앞쪽(전방)으로 크로스멤버(C)와 제2힌지점(H')을 통해 힌지 결합되어 범프시 발생되는 어시스트링크(T)와 함께 시계방향으로 회전되려고 하므로 이에 따라, 상기 레버(3)의 일단에 결합된 액츄에이터(2)는 토우인(Toe-in)제어를 위해 레버(3)를 밀어(도 6에서 좌측으로)준 후 조작된 상태를 유지하고 또한 복원시 상기 모우멘트(M')와 작용력(F')을 이겨내고 레버(3)를 원위치로 복귀시켜주게 된다.

이때, 본원 발명의 범프 토우 제어장치는 어시스트링크(T)와 레버(3)에 작용하는 작용력(F')이 어시스트링크(T)와 레버(3)사이의 각(θ)이 거의 영(0)도에 가깝기 때문에 작용하는 힘 자체가 상대적으로 적어지게 됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 어시스트링크에 그 일단이 힌지 결합되면서 타단이 액츄에이터에 의해 제어되면서 범프시 토우인을 제어하는 레버가 어시스트링크가 힌지 결합된 제1힌지점이 힌지축을 매개로 크로스멤버에 힌지 결합된 제2힌지점보다 뒤로 위치되어져, 차량의 범프시 레버와 어시스트링크가 이루는 각이 거의 영(0)도를 이루게 되고 이로 인해, 상기 레버에 작용하는 힘이 적어져 이를 조작하는 액츄에이터의 용량도 작아짐은 물론 이를 구동하는 모터의 용량도 함께 작아져 비용 저감과 크로스멤버에 장착시 공간상의 문제도 발생하지 않는 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1. 차륜(W)의 허브부위에 결합되어 어퍼·로워컨트롤아암(UR)과 쇽업소버(S) 및 트레일링암(T)이 장착되는 리어액슬어셈블리(RA)의 하부에서 일단이 고정되고 타단이 차폭방향을 따라 구비되는 크로스멤버(C)에 고정되는 어시스트링크(A)의 위치점을 범프시 상·하 방향으로 제어하는 범프 토우 제어장치(1)가 ECU에 의해 제어되는 모터가 구비된 액츄에이터(2)와, 이 액츄에이터(2)에 일단이 결합되면서 그 타단에 디귿자(ㄷ)형상을 이루도록 형성된 결합단(3')을 매개로 어시스트링크(A)를 감싸는 레버(3)로 이루어진 차량용 후륜 현가장치의 범프 토우 제어장치에 있어서,

   상기 결합단(3')은 상기 어시스트링크(A)가 힌지 결합된 제1힌지점(H)이 힌지축(3")을 매개로 크로스멤버(C)에 힌지 결합된 제2힌지점(H')보다 뒤로 위치되어진 것을 특징으로 하는 차량용 후륜 현가장치의 범프 토우 제어장치.