KR100521211B1 - 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치에 관한 것으로, 스테빌라이져 바의 축 방향으로 확장된 확장 로드에 디스크부재를 결합하고, 동력에 의해 마찰부재를 디스크부재에 밀착시켜 마찰에 의한 비틀림 저항력을 발생하도록 이루어져 있다. 이러한 본 발명에 따르면, 스테빌라이져 바보다 상대적으로 구경이 큰 디스크부재에 의해 마찰력을 발생할 수 있는 면적을 증대하였는 바, 충분히 강한 비틀림 저항력을 발생할 수 있어, 다양한 실제 주행환경에 맞게 스테빌라이져 바의 롤 강성을 효율적으로 제어할 수 있다.

Description

현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치 {Apparatus for controlling roll-hardness of stabilizer bar for suspension system in automobile}

본 발명은 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비틀림 저항을 높게할 수 있도록 이루어져 주행 상황에 따라 효과적으로 스테빌라이져 바의 롤 강성을 제어할 수 있는 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 차축과 차체를 연결하여, 주행할 때 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써 차체나 하물의 손상을 방지하고 승차감을 향상시키도록 현가장치가 장착되어 있다.

이러한 현가장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 노면에서 받는 충격을 완화하도록 된 스프링(1)과, 이 스프링(1)의 자유진동을 억제하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버(2)와, 언더바디의 강도 및 강성을 증진시키도록 된 서브프레임(3), 휠의 움직임을 조절하도록 된 어퍼 암(Upper arm) 및 로워 암(Lower arm)(4)과, 차량이 옆으로 흔들리는 것을 방지하도록 된 스테빌라이져 바(Stabilizer bar)(5)등으로 구성되어 있다.

상기 스테빌라이져 바(5)는, 그 양쪽 종단에 컨트롤 링크(Controll Link)(6)를 매개로 로워 암(4)에 장착되며(다른 예로서는, 스트러트에 연결되는 경우도 있음), 중앙과 양쪽 종단의 사이 복수개소(예컨대, 2개소 정도)에 체결부재(7)(예컨대, 부시, 브라켓 등)을 매개로 서브프레임(3)에 체결되어 있다.

이러한, 스테빌라이져 바(5)는, 도 2를 참조하면 알 수 있듯이, 로워암에 체결되는 양 종단이 절곡 형성되어 있는 바, 조향 중이거나 기타 장애물에 의해 양쪽 바퀴에 위상차가 발생하면 비틀림 에너지에 의해 양쪽 바퀴의 위상차를 복원시켜 차량 안정성을 향상시키게 된다.

이러한 스테빌라이져 바(5)의 거동특성은, 스테빌라이져 바(5)의 롤 강성 값에 의해 결정되는데, 이 롤 강성값은 스테빌라이져 바(5)의 형상과 재질, 컨트롤 링크(6) 및 체결부재(7)의 장착위치에 의해 결정된다.

그런데, 이러한 스테빌라이져 바(5)는, 고정된 롤 강성값을 갖고 있는 바, 각종의 운전상황에 능동적으로 대처할 수 없는 단점이 있다.

예컨대, 거친도로를 운행할 때에는 부드러운 승차감을 위해 스테빌라이져 바(5)의 롤 강성값이 작은 것이 좋은 반면, 평탄한 도로를 운행할 때에는 롤(Roll)이 발생하는 것을 방지하기 위해 스테빌라이져 바(5)의 롤 강성 값이 큰 것이 좋다.

이에, 상기한 스테빌라이져 바의 단점을 해소하고자 각가지 형태의 강성 조절수단을 이용한 가변 스테빌라이져 바 장치가 개발되고 있는 바, 이들 장치는, 스테빌라이져 바의 회전운동이 발생하는 축 부위에 장착되어 물리력으로 스테빌라이져 바의 회전운동에 대해 비틀림 저항력을 발생함으로써, 이를 통해 롤 강성을 조절하도록 되어 있다.

참고적으로, 스테빌라이져 바는, 양쪽 바퀴에 위상차가 발생하면 그 양 종단부는 상하로 거동하게 되나, 중앙의 축 부위는 원주방향으로 회전운동만을 하게 되는 바, 종래의 가변 스테빌라이져 바 장치들은 이 축 부위에 장착되어, 비틀림 저항력을 발생하였다.

그런데, 상기한 바와 같이, 종래의 가변 스테빌라이져 바 장치는, 스테빌라이져 바의 회전운동이 발생하는 축 부위에 장착하여 롤 강성을 조절하도록 이루어져 있으나, 스테빌라이져 바는 전체적으로 작은 구경으로서 이에 직접 작용할 경우 충분한 비틀림 저항력을 발생할 수 없으므로, 실제 적용 시 스테빌라이져 바의 롤 강성을 효과적으로 조절할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 비틀림 저항을 높게할 수 있도록 이루어져 주행 상황에 따라 효과적으로 스테빌라이져 바의 롤 강성을 제어할 수 있는 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치는, 현가장치용 스테빌라이져 바에 있어서, 상기 스테빌라이져 바로부터 그 축방향으로 돌출하여 확장된 확장 로드와, 상기 확장로드의 단부에 결합된 디스크부재와, 동력에 의해 상기 디스크부재를 가압하여 그 회동에 대한 구속력을 발생하는 가압수단과, 입력신호에 따라 상기 가압수단의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은, 상기 가압수단이, 상기 디스크부재의 일측면으로부터 일정간격만큼 이격되어 배치되는 마찰부재와, 유로를 통해 공급되는 유압에 의해 작동하여 상기 마찰부재를 상기 디스크부재의 일측면으로 밀어붙이는 유압식 액츄에이터와, 상기 제어부로부터의 제어신호에 따라 유압을 발생하여 이를 상기 유압식 액츄에이터로 공급하는 유압 발생부를 포함하여 구성된 것을 다른 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치를 도시한 도면으로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤강성 제어장치는, 스테빌라이져 바(10)와 확장 로드(20)와 롤 강성 조절부(30)와 유압 발생부(40)와 조향센서(50)와 차속센서(60)와 차량진동 센서(70)와 제어부(80)를 포함하여 구성된다.

상기 스테빌라이져 바(10)는 컨트롤 링크(도시되지 않음)에 의해 양 종단부가 현가장치(예컨대, 로워암, 스트러트 등)에 장착되고 체결부재(11)에 의해 차체(예컨대, 서브프레임 등)에 체결된다.

상기 확장 로드(20)는, 스테빌라이져 바(10)의 양 측으로 각각 가로 축 방향을 따라 돌출하여 확장되는 데, 일예로, 이러한 확장 로드(20)는 스테빌라이져 바(10)와 일체로 제작되거나, 별도로 제작되어 스테빌라이져 바(10)에 소정의 체결수단 또는 용접 등의 방법으로 결합될 수 있다.

상기 롤 강성 조절부(30)는, 도 4를 참조하면 알 수 있듯이, 확장로드(20)의 단부에 결합된 디스크부재(31)와, 이 디스크부재(31)의 원주면을 사이로 하여 서로 대향되게 배치된 한쌍의 마찰부재(32, 33)와, 유압에 의해 작동하여 각각의 마찰부재(32, 33)를 디스크부재(31)의 원주면으로 밀어붙이는 한쌍의 유압식 액츄에이터(34, 35) 및 하우징(36)으로 구성된다.

여기서, 디스크부재(31)의 원주면에는 마찰계수가 크고 내구성이 좋은 마찰재(31a)가 처리되어 있으며, 마찰부재(32, 33) 역시 마찰계수가 크고 내구성이 좋은 재질로 이루어지되 디스크부재(31)의 원주면과 동일한 곡률을 갖도록 가공함으로써, 유압식 액츄에이터(34, 35)의 작동에 따라 마찰부재(32, 33)가 디스크부재(31)의 원주면에 압착하여 비틀림 저항력을 발생하도록 이루어져 있다.

상기 유압 발생부(40)는 유로(41, 42)를 통해 유압식 액츄에이터(34, 35)와 각각 연결되며, 제어부(80)로부터의 제어신호에 따라 유압을 발생하여 유로(41, 42)를 통해 유압식 액츄에이터(34, 35)로 공급한다.

상기 조향 센서(50)는 차량 조향장치의 조향각(예컨대, 스티어링 휠의 각도)을 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 발생하고, 상기 차속센서(60)는 차량의 주행속도를 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 발생하며, 상기 차량진동 센서(70)는 차량의 진동을 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 발생한다.

상기 제어부(80)는, 조향센서(50)와 차속센서(60)와 차량진동 센서(70)로부터 각각 발생된 감지신호를 입력받아, 차량의 조향각과 차속과 차량진동 값을 감지하며, 감지된 조향각과 차속과 차량진동 값을 연산하여 차량의 주행상황을 판단하고 판단된 차량의 주행상황에 상응하는 롤 강성 제어값을 결정하여 이에 따라 유압을 제어하기 위한 제어신호를 발생하여 유압 발생부(40)로 인가한다.

이제 상기와 같이 구성된 본 발명의 동작예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 제어부(80)는, 조향센서(50)와 차속센서(60)와 차량진동 센서(70)로부터 각각 발생된 감지신호를 입력받아, 차량의 조향각과 차속과 차량진동 값을 감지한다.

제어부(80)는, 상기 감지된 조향각과 차속과 차량진동 값을 연산하여 차량의 주행상황을 판단하고 판단된 차량의 주행상황에 상응하는 롤 강성 제어값을 결정한다.

예컨대, 제어부(80)는, 감지되는 차량진동 값 등에 의해 현재 차량이 거친 험로를 주행하고 있는 것으로 판단될 때는 승차감이 향상되도록 비교적 약한 롤 강성 제어값으로 결정하는데 반해, 감지되는 조향각과 차량 진동 값 등에 의해 현재 차량이 평탄한 도로를 직선 주행하고 있는 것으로 판단될 대는 롤 방지를 위해 다소 강한 롤 강성 제어값으로 졀정한다.

다른 예로서, 제어부(80)는, 감지되는 조향각의 변화가 심한 경우, 즉 차량의 조향변화가 심한 도로를 주행하고 있어 차량에 롤이 강하게 나타날 주행상황으로 판단되는 경우에, 비교적 강한 롤 강성 제어값으로 결정한다.

다음, 제어부(80)는 상기에서 결정된 롤 강성 제어값에 따라 유압을 제어하기 위한 제어신호를 발생하여 유압 발생부(40)로 인가하고, 유압 발생부(40)에서는 상기 제어부(80)로부터 인가된 제어신호에 상응하는 유압을 발생하여 유로(41, 42)를 통해 한쌍의 유압식 액츄에이터(34, 35)로 공급한다.

상기 유압 발생부(40)로부터 공급되는 유압에 의해 유압식 액츄에이터(34, 35)가 동작하여 한쌍의 마찰부재(32, 33)를 디스크부재(31)의 원주면으로 밀어붙임에 따라, 스테빌라이져 바(10)의 축을 중심으로 한 회전운동에 대해 비틀림 저항력이 발생하게 된다.

이때, 스테빌라이져 바(10)의 롤 강성은, 도 5를 참조하면 알 수 있듯이, 유압 발생부(40)로부터 발생하여 각 유압 액츄에이터(34, 35)를 작동시키는 유압의 세기에 정비례하게 되는 바, 제어부(80)에 의해 결정된 롤 강성값에 따른 정밀한 제어가 가능하게 된다.

상기와 같이, 본 발명은, 스테빌라이져 바의 가로 축 방향으로 확장된 확장 로드에 상대적으로 구경이 큰 디스크부재를 결합하여 가압 작용에 의해 마찰력을 발생할 수 있는 면적을 증대하였는 바, 스테빌라이져 바에 직접 가압 작용하여 마찰력을 발생하는 경우보다, 비틀림 저항력을 월등하게 높일 수 있다.

따라서, 주행상황에 맞게 충분한 비틀림 저항력을 발생하여 스테빌라이져 바의 롤 강성을 적절하게 제어할 수 있다.

상기에서 본 발명은 특정 실시예를 예시하여 설명하지만 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 발명의 특징을 이용하는 한 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 스테빌라이져 바의 축 방향으로 확장된 확장 로드에 디스크부재를 결합하고, 동력에 의해 마찰부재를 디스크부재에 밀착시켜 마찰에 의한 비틀림 저항력을 발생하도록 이루어져 있다.

이러한 본 발명에 따르면, 스테빌라이져 바보다 상대적으로 구경이 큰 디스크부재에 의해 마찰력을 발생할 수 있는 면적을 증대하였는 바, 충분히 강한 비틀림 저항력을 발생할 수 있어, 다양한 실제 주행환경에 맞게 스테빌라이져 바의 롤 강성을 효과적으로 제어할 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 현가장치의 개략적인 구조도,

도 2는 도 1에 도시된 현가장치용 스테빌라이져 바의 전체 구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치를 도시한 도면,

도 4는 도 3의 "AA" 방향에 대한 단면도,

도 5는 도 4에 도시된 유압식 액츄에이터에 가해지는 유압의 세기와 스테빌라이져 바의 롤 강성 간 관계를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 스테빌라이져 바 20: 확장 로드

30: 롤 강성 조절부 31: 디스크부재

32, 33: 마찰부재 34, 35: 유압식 액츄에이터

40: 유압 발생부 41, 42: 유로

50: 조향센서 60: 차속센서

70: 차량진동 센서 80: 제어부

Claims (4)

1. 현가장치용 스테빌라이져 바에 있어서,

   상기 스테빌라이져 바로부터 그 축방향으로 돌출하여 확장된 확장 로드와,

   상기 확장로드의 단부에 결합된 디스크부재와,

   동력에 의해 상기 디스크부재를 가압하여 그 회동에 대한 구속력을 발생하는 가압수단과,

   입력신호에 따라 상기 가압수단의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가압수단은, 상기 디스크부재의 일측면으로부터 일정간격만큼 이격되어 배치되는 마찰부재와,

   유로를 통해 공급되는 유압에 의해 작동하여 상기 마찰부재를 상기 디스크부재의 일측면으로 밀어붙이는 유압식 액츄에이터와,

   상기 제어부로부터의 제어신호에 따라 유압을 발생하여 이를 상기 유압식 액츄에이터로 공급하는 유압 발생부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 마찰부재는, 복수개가 구비되어, 상기 디스크부재의 원주면을 사이로 하여 대향되게 배치됨을 특징으로 하는 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부로 입력되는 신호는, 차량의 조향센서로부터 입력되는 조향각 감지신호와 차속센서로부터 입력되는 차속 감지신호와 차량 진동센서로부터 입력되는 차량 진동 감지신호이고,

   상기 제어부는, 상기 조향각 감지신호와 상기 차속 감지신호와 상기 차량 진동 감지신호에 의해 감지되는 각각의 값을 연산하여 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어값을 구하고 이 구해진 롤 강성 제어값에 상응하는 가압력을 발생하도록 상기 가압수단을 제어함을 특징으로 하는 현가장치용 스테빌라이져 바의 롤 강성 제어장치.