KR100513518B1 - 차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치 - Google Patents

차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치 Download PDF

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KR100513518B1 KR10-2002-0084197A KR20020084197A KR100513518B1 KR 100513518 B1 KR100513518 B1 KR 100513518B1 KR 20020084197 A KR20020084197 A KR 20020084197A KR 100513518 B1 KR100513518 B1 KR 100513518B1
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Abstract

본 발명은 차량의 직진 안정성과 선회 접지특성을 동시에 향상시킬 수 있는 차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치에 관한 것으로, 차량에 장착되는 언스프렁(Unsprung ; 너클이나 암류) 질량과 차체 사이에 장착되며, 내부에 오일과 에어가 각각 격리된 상태로 충진되고, 충진된 오일 및 에어의 움직임에 따라 범프/리바운드 충격을 완화하는 각각의 완충부와; 상기 각각의 완충부로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 해당되는 마운트 포인트를 조절하여 상기 차량의 캠버/롤 센터를 조절하는 캠버/롤 센터 조절부와; 상기 각각의 완충부와 캠버/롤 센터 조절부를 서로 연결하여 유압의 차이에 따라 상기 각각의 완충부와 캠버/롤 센터 조절부로 상호 이동할 수 있도록 오일의 흐름을 안내하는 유압 호스를 포함하여 구성한다.

Description

차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치{CAMBER AND ROLL CENTER CONTROL SUSPENSION OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 현가장치에 관한 것으로서, 특히 차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치에 관한 것이다.
종래 기술의 경우, 차륜과 차체를 연결하는 현가장치(Suspension)를 구성하는 경우 차량의 선회시 캠버 트러스트(Camber Thrust)에 의한 접지력을 확보하기 위하여 선회 외륜(범프(Bump)쪽)이 캠버(Camber)가 되도록 설계한다.
그러면, 범프/리바운드(Bump/Rebound)시 캠버의 변화가 커지게 되어서 직진 안정성이 나빠진다.
뿐만 아니라, 선회 제동시 전륜의 선회 외륜은 범프(Bump)가 되면서 (-) 캠버쪽으로 움직이기 때문에 횡력이 증가되고 후륜의 선회 외륜은 리바운드(Rebound)가 되면서 (+) 캠버쪽으로 움직이기 때문에 횡력이 감소된다.
이렇게 되면 갑자기 오버 스티어(Over Steer)의 경향을 보이게 되므로 매우 위험하게 된다.
이러한 문제점들을 해결하는 방안은 범프/리바운드(Bump/Rebound)시 또는 제동시 캠버 변화를 최소가 되도록 설계하여야 하는데, 이렇게 되면 일반 선회시 접지력 확보가 어려워지는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 차량의 직진 안정성과 선회 접지특성을 동시에 향상시킬 수 있는 차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 현가장치에 있어서, 상기 차량에 장착되는 언스프렁(Unsprung ; 너클이나 암류) 질량과 차체 사이에 장착되며, 내부에 오일과 에어가 각각 격리된 상태로 충진되고, 충진된 오일 및 에어의 움직임에 따라 범프/리바운드 충격을 완화하는 각각의 완충부와; 상기 각각의 완충부로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 해당되는 마운트 포인트를 조절하여 상기 차량의 캠버/롤 센터를 조절하는 캠버/롤 센터 조절부와; 상기 각각의 완충부와 캠버/롤 센터 조절부를 서로 연결하여 유압의 차이에 따라 상기 각각의 완충부와 캠버/롤 센터 조절부로 상호 이동할 수 있도록 오일의 흐름을 안내하는 유압 호스를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 캠버 & 롤 센터(Camber And Roll Center) 제어 현가장치의 구성 및 동작을 설명한다.
본 발명의 실시예는 차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치에 관한 것으로, 완충부(110, 110-1), 캠버/롤 센터 조절부(120), 유압 호스(130)를 포함하여 구성한다.
완충부(110, 110-1)는 도 1에 도시된 바와 같이 더블 위시본(Double Wishbone) 타입(Type)의 각각의 로워 링크(Lower Link)와 차체 사이에 장착되며, 내부에 오일과 에어가 각각 제1 피스톤(112)과 제2 피스톤(114)의 장착에 따라 격리된 상태로 충진되고, 충진된 오일 및 에어의 움직임에 따라 범프/리바운드 충격을 완화하는 유압 실린더로 구성한다.
제1 피스톤(112)은 일단이 완충부(110)의 외부로 신장되어 차체에 결합되는 로드(116)에 연결된다.
제2 피스톤(114)은 완충부(110)의 내부 상측에 장착되며, 도 1에 도시된 바와 같이 오일과 에어를 격리하는 기능을 한다.
캠버/롤 센터 조절부(120)는 각각의 완충부(110, 110-1)로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 어퍼 링크 마운트 포인트를 조절하여 차량의 캠버/롤 센터를 조절하는 기능을 한다.
유압 호스(130)는 각각의 완충부(110, 110-1)와 캠버/롤 센터 조절부(120)를 서로 연결하여 유압의 차이에 따라 각각의 완충부(110, 110-1)와 캠버/롤 센터 조절부(120)로 상호 이동할 수 있도록 오일의 흐름을 안내한다.
캠버/롤 센터 조절부(120)는 실린더(122), 피스톤(124), 제1 로드(126), 제2 로드(128)를 포함하여 구성한다.
실린더(122)는 차량의 좌우측 차륜 사이에서 차폭 방향으로 차체에 장착되며, 각각의 완충부(110, 110-1)로부터 유압 호스(130)를 통해 공급되는 오일을 충진한다.
피스톤(124)은 실린더(122) 내부의 중심부에 장착되어 실린더(122) 내부로 유입되는 오일의 압력에 따라 해당되는 방향으로 이동된다.
제1 로드(126)는 피스톤(124)의 일측면에 일단이 결합되며, 차량의 양측 가운데 일측(좌측)에 장착되는 어퍼 링크에 타단이 연결되어 피스톤(124)의 움직임에 따라 해당되는 방향으로 연동된다.
제2 로드(128)는 피스톤(124)의 타측면에 일단이 결합되며, 차량의 양측 가운데 다른 일측(우측)에 장착되는 어퍼 링크에 타단이 연결되어 피스톤(124)의 움직임에 따라 해당되는 방향으로 연동된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 차량의 전방향을 기준으로 좌측과 우측에 각각의 완충부(110, 110-1)를 장착하며, 그 내부에 오일(Oil)과 에어(Air)를 각각 충진하고, 각각의 완충부(110, 110-1)는 유압 호스(130)를 통하여 캠버/롤 센터 조절부(120)로 연결되어 오일이 이동할 수 있도록 구성한다.
이러한 구성에서 차량의 범프시에는 도 2에 도시된 바와 같이 완충부(110, 110-1)에서 오일이 공급되어 캠버/롤 센터 조절부(120)의 피스톤(124)을 서로 밀게 되므로 제1 로드(126)와 제2 로드(128)는 캠버/롤 센터 조절부(120)의 중간 부분에서 고정된다.
이때, 상승한 오일 압력은 오일 공급용 완충부(110, 110-1)에 있는 에어 챔버(Air Chamber)에서 보상한다.
마찬가지로 차량의 리바운드시에는 에어 챔버만 팽창하면서 하강한 오일 압력을 보상할 뿐 제1 로드(126)와 제2 로드(128)는 캠버/롤 센터 조절부(120)의 중간 부분에서 고정된다.
그러면, 하드 포인트(Hard Point(Joint의 위치))가 변하지 않는데, 본래의 하드 포인트를 캠버 변화가 '0'에 가깝게 설계하면 범프/리바운드(Bump/Rebound) 시에 캠버가 거의 '0'에 가깝게 유지된다.
즉, 설계자는 직진시나 제동시에만 캠버를 최적화시키면 된다.
그리고 차량의 롤(Roll)시에는 도 4에 도시된 바와 같이 범프측 완충부(110-1)에서는 오일이 공급되고 리바운드측 완충부(110)에서는 오일을 빼앗아서 캠버/롤 센터 조절부(120)의 피스톤(124)을 리바운드쪽으로 밀게 되므로 제1 로드(126)와 제2 로드(128)도 같은 쪽으로 이동된다.
이때 오일의 압력 변화가 거의 없으므로 에어 챔버의 부피는 거의 변하지 않는다.
즉, 캠버/롤 센터 조절부(120)의 제1 로드(126)와 제2 로드(128)가 선회 외륜에서 선회 내륜으로 이동되는데 결국 3각 링크(Link) 작용에 의해서 어퍼 링크 마운트 포인트(Upper Link Mount Point)가 선회 외륜쪽은 내려가게 되고 선회 내륜쪽은 올라가게 된다.
그렇게 되면 결국 도 5에 도시된 바와 같이 선회 외륜쪽이 범프시 캠버가 되는 구조로 바뀌어서 롤(Roll)시 대지 캠버를 '0'에 가깝게 할 수 있다.
또한, 어퍼 링크(Upper Link)와 로워 링크(Lower Link)를 서로 평행하게 설계해 놓으면 선회시 도 5에 도시된 바와 같이 선회 내륜에서는 어퍼 링크(Upper Link)와 로워 링크(Lower Link)의 차체쪽 마운트 포인트(Mount Point)가 벌어져서 연장선의 교점이 선회 내측에 생기고 선회 외륜에서는 어퍼 링크(Upper Link)와 로워 링크(Lower Link)의 차체쪽 마운트 포인트(Mount Point)가 모아져서 연장선의 교점이 역시 선회 내측에 생기게 된다.
그러면 도 5에 도시된 바와 같이 선회시 롤 센터(Roll Center)가 선회 내측으로 이동하므로 도 6에 도시된 바와 같이 롤(Roll)시에 차체의 무게중심이 낮아지는 현상이 발생하는데, 이는 또한 선회 안정성과 선회 성능을 높여주게 된다.
또한, 어퍼 링크 마운트 포인트를 조절하는데 있어서 어퍼 링크의 수직 방향으로 조절하게 되므로 조절하는데 최소한의 힘이 걸리게 된다.
이에 따라 어퍼 링크 마운트 포인트 조절에 필요한 링크 기구의 내구성이 증대되며 경량화가 가능해진다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
상기한 실시예에서는 각각의 완충부를 더블 위시본(Double Wishbone) 타입(Type)의 각각의 로워 링크와 차체 사이에 장착하고, 캠버/롤 센터 조절부를 각각의 완충부로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 어퍼 링크 마운트 포인트를 조절하여 차량의 캠버/롤 센터를 조절하도록 설명하였으나, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 완충부의 구성 및 장착위치를 차량의 현가장치 종류에 따라 다르게 구성하여 캠버 롤 센터 조절부가 해당되는 마운트 포인트를 조절하도록 할 수 있음에 유의하여야 한다.
예를 들면, 각각의 완충부를 더블 위시본(Double Wishbone) 타입(Type)의 각각의 어퍼 링크와 차체 사이에 장착하고, 캠버/롤 센터 조절부를 각각의 완충부로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 로워 링크 마운트 포인트를 조절하여 차량의 캠버/롤 센터를 조절하도록 구현할 수 있다.
또한, 더블 위시본(Double Wishbone) 타입(Type)과 상이한 맥퍼슨 스트럿 타입(Type)에서는 어퍼 스트럿 마운트 포인트를 조절하여 차량의 캠버/롤 센터를 조절하도록 구현할 수 있다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것임에 유의해야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치는 차량의 직진/제동 안정성과 선회 접지특성 및 안정성을 향상시킬 수 있으며, 직진 안정성 향상에 따라 운전 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 액티브 시스템(Active System)에 비해 부품과 공정을 감소할 수 있으며, 경량화 및 원가 절감의 효과가 있다.
또한, 힘이 작용되는 방향의 수직 방향으로 제어하게 되므로 적은 하중이 작용하게 되어 제어가 원활해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 캠버 & 롤 센터(Camber And Roll Center) 제어 현가장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 차량의 범프시 롤(Roll) 감지 액츄에이터의 작동상태를 도시한 도면.
도 3은 범프시 캠버 변화를 도시한 도면.
도 4는 차량의 롤(Roll)시 캠버/롤 센터 조절부의 작동상태를 도시한 도면.
도 5는 차량의 롤(Roll)시 캠버와 롤 센터의 변화를 도시한 도면.
도 6은 차량의 선회시 롤 센터가 선회 내측에 있을 때의 롤(Roll) 운동상태를 도시한 도면.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 차량의 현가장치에 있어서,
    상기 차량에 장착되는 언스프렁(Unsprung ; 너클이나 암류) 질량과 차체 사이에서 더블 위시본(Double Wishbone) 타입(Type)의 각각의 로워 링크와 차체 사이에 장착되며, 내부에 오일과 에어가 각각 격리된 상태로 충진되고, 충진된 오일 및 에어의 움직임에 따라 범프/리바운드 충격을 완화하는 각각의 완충부와;
    상기 각각의 완충부로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 어퍼 링크 마운트 포인트를 조절하여 상기 차량의 캠버/롤 센터를 조절하는 캠버/롤 센터 조절부와;
    상기 각각의 완충부와 캠버/롤 센터 조절부를 서로 연결하여 유압의 차이에 따라 상기 각각의 완충부와 캠버/롤 센터 조절부로 상호 이동할 수 있도록 오일의 흐름을 안내하는 유압 호스를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캠버/롤 센터 조절부는 상기 차량의 좌우측 차륜 사이에서 차폭 방향으로 차체에 장착되며, 상기 각각의 완충부로부터 유압 호스를 통해 공급되는 오일을 충진하는 실린더;
    상기 실린더 내부의 중심부에 장착되어 상기 실린더 내부로 유입되는 오일의 압력에 따라 해당되는 방향으로 이동되는 피스톤;
    상기 피스톤의 양측면에 각각 일단이 결합되며, 상기 차량의 양측에 장착되는 어퍼 링크에 타단이 각각 연결되어 상기 피스톤의 움직임에 따라 해당되는 방향으로 연동되는 제1, 제2 로드를 포함하는 차량의 캠버/롤 센터 제어 현가장치.
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