KR100580485B1 - 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빠른 응답성을 갖는 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치에 관한 것으로서, 서브 프레임과 로어암의 힌지결합부에 설치되고 유압에 의해 작동되는 롤강성 조절수단과; 상기 롤강성 조절수단에 유압을 공급할 수 있도록 유압공급라인 및 유압복귀라인에 의해 연결되어 있는 유압펌프와; 상기 유압복귀라인의 중간위치에, 오일의 흐름을 제어할 수 있도록 설치된 제어밸브와; 차량의 진동상태를 감지할 수 있도록 설치된 센서부와; 상기 센서부에서 감지된 차량의 진동상태에 따라 상기 제어밸브를 조절하기 위해 설치되는 제어부로 구성된다.

본 발명에 의하면, 차량 주행 상태에 따라 로어암의 거동 특성을 변화시켜 쇽 업소버의 감쇠력을 적절하게 바꿈으로써 차량의 승차감과 자세 안정성 및 조정성이 크게 향상되는 효과를 갖는다.

감쇠력, 롤 강성, 마찰 패드, 마찰 디스크

Description

감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치{Suspension having absorbing force variable device in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 마찰패드의 구조를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치의 작동도,

도 4는 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치의 작동에 따른 작용 선도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 쇽업소버 2 : 너클

3 : 서브 프레임 4 : 스테빌라이저

5 : 로어암 6 : 롤강성 조절수단

10 : 센서부 10a : 조향센서

10b : 차속센서 10c : 진동센서

11 : 제어부 12 : 유압펌프

13,13' : 공급라인 14,14' : 복귀라인

15,15' : 제어밸브 16,16' : 마찰패드

17 : 마찰디스크 20 : 챔버

22 : 스프링 24 : 패드

A : 스트러트포션 a : A부시

b : B부시 c : C부시

a1 : 인너파이프 a2 : 러버

a3 : 아우터파이프 a4 : 로어암파이프

W : 차륜

본 발명은 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빠른 응답성을 갖는 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행중 차량은 불균일한 노면으로부터 소음을 수반하는 진동을 받게 되면서 차체가 흔들리게 되는데, 이를 방지하면서 승차감을 좋게 하기 위해 현가장치가 설치된다.

이러한 현가장치는 노면으로부터 발생하게 되는 진동을 흡수하기 위한 1차적 수단인 차륜과 더불어 차륜을 통해 전달되는 큰 진동을 완충시키는 작용을 하게 된다.

즉, 현가장치는 새시스프링을 통해서 차축과 차체를 연결하고 주행중 노면에서 받는 충격을 완화하고, 쇽업소버를 통해서는 새시스프링의 자유진동을 흡수하면서 상·하 방향의 외력을 지지하며, 로어·어퍼암을 통해서 차륜을 차체와 횡방향 으로 연결하여줌과 동시에 차륜의 상·하 운동 시 차체의 횡 방향에 대한 상·하 운동을 가능하게 해 차륜의 움직임을 제어하고, 또한 스테이빌라이저를 통해서는 자동차가 좌·우로 흔들리는 것을 방지하여 자동차의 승차감을 좋게 하는 장치로 구성되어 있다.

이때, 상기 스테이빌라이저는 차량의 승차감을 좋게 하기 위해 사용되는 현가장치로 인해 선회시 차체의 하중이 쏠리게 되면서 기울어지게 되는 현상이 발생하게 되는데, 이를 방지하여 차체의 평형을 유지토록 하는 일종의 토션바의 역할을 하게 된다.

또한, 상기 쇽 업소버는 스프링의 상하 운동 에너지를 열 에너지로 변환시키는 일을 하면서 그 타입으로는, 고체 마찰식과 유압식이 있고 신장행정시에만 감쇠력을 발생하는 단동식과 신장행정시 및 압축행정시 모두 감쇠력을 발생하는 복동식이 있다.

그러나, 차량의 주행시 차량의 자세 변화에 대한 안정성을 유지하기 위해서는 현가장치를 구성하는 요소 특히, 내부에 충진된 작동 매체를 통해 감쇠력을 발생하는 쇽 업소버만으로는 그 한계가 있게 되는데 즉, 차량의 통상적인 주행시에는 쇽 업소버를 통해 승차감 측면에서는 어느 정도 효과가 있지만, 차량 급선회시나 급출발시 및 급제동시 차체가 좌우로 흔들리는 형태의 롤링(Rolling) 현상이나 차체가 앞뒤로 흔들리는 형태의 피칭(Pitching) 현상을 억제하는데 에는 상당한 미흡한 점이 있게 된다.

이에 따라, 통상 주행시에는 쇽 업소버의 감쇠력을 증가시켜 차량의 승차감 을 높이고, 선회시나 급제동시 및 급출발시에는 쇽 업소버의 감쇠력을 낮게 하여 롤링현상과 피칭현상을 억제할 수 있도록 즉, 상기 쇽업소버의 감쇠력을 차량 상태에 따라 가변시켜 차량의 승차감 뿐만 아니라 차량 자세 안정성 및 조정성을 동시에 향상시키는 방법이 적용되고 있는 실정이다.

그러나, 종래의 쇽 업소버를 통한 차량 안정성의 확보는 단지 쇽 업소버내 유체의 특성을 변화시키기 위해 대부분 그 자기적 특성이 변하는 MR 유체를 이용하는데, 이는 상기 MR 유체에 전류를 인가하기 위한 장치가 요구되어 복잡하게 구성되면서 또한, 시시각각으로 변하는 차량 주행 상태에 따라 신속한 변화를 통해 반응하여야 함에도 불구하고 자기장에 의한 특성 변화와 초기 상태 복원등에 대한 응답성이 느려 그 효과가 크지 못하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 차량 주행 상태에 따라 로워암의 거동 특성을 변화시켜 쇽 업소버 부위를 이루는 스트러트 운동 특성을 가변해 전체적인 감쇠력을 신속하고 적절하게 바꾸어 차량의 승차감과 자세 안정성 및 조정성을 동시에 크게 향상함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서브 프레임과 로어암이 힌지결합되고, 상기 로어암은 차륜의 너클에 고정되며, 상기 너클에 쇽 업소버가 장착된 차량용 현가장치에 있어서, 상기 서브 프레임과 로어암의 힌지결합부의 외주면에 부착된 마찰 디스크와, 상기 마찰 디스크의 바깥쪽에 유압에 의해 이동 가능하도록 설치된 마찰 패드로 이루어지는 롤강성 조절수단과; 상기 롤강성 조절수단에 유압을 공급할 수 있도록 유압공급라인 및 유압복귀라인에 의해 연결되어 있는 유압펌프와; 상기 유압복귀라인의 중간위치에, 오일의 흐름을 제어할 수 있도록 설치된 제어밸브와; 차량의 진동상태를 감지할 수 있도록 설치된 센서부와; 상기 센서부에서 감지된 차량의 진동상태에 따라 상기 제어밸브를 조절하기 위해 설치되는 제어부로 구성된다.

삭제

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 마찰패드의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치의 작동도이고, 도 4는 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치의 작동에 따른 작용 선도이다.

본 발명에 따른 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 롤강성을 조절할 수 있도록 상기 서브 프레임(3)과 로어암(5)의 힌지결합부에 설치된 롤강성 조절수단(6)과, 상기 롤강성 조절수단(6)에 유압을 공급하기 위해 설치되는 유압펌프(12)와, 상기 롤강성 조절수단(6)과 상기 유압펌프(12) 사이에 설치되는 제어밸브(15,15')와, 차량의 진동상태를 감지하기 위해 설치된 센서부(10)와, 상기 센서부(10)의 측정값에 따라 상기 제어밸브(15,15')를 조절하기 위해 설치된 제어부(11)로 구성된 것이다.

더욱 상세히 설명하면, 상기 롤강성 조절수단(6)은 상기 서브 프레임(3)과 로어암(5)의 힌지결합부의 외주면에 부착된 마찰 디스크(17)와, 상기 마찰 디스크(17)의 바깥쪽에 유압에 의해 이동 가능하도록 설치된 마찰 패드(16,16')로 이루어지고, 마찰력에 의해 차량의 롤강성을 조절하는 기능을 갖고 있다.

상기 힌지 결합부는 차체에 연결된 인너 파이프(a1)와 아우터 파이프(a3) 사이에 러버(a2)가 삽입되어 있고, 상기 아우터 파이프(a3)의 외주면에는 로어암(5)에 연결되어 있는 로어암 파이프(a4)가 회동 가능하도록 설치되어 있다.

즉, 상기 로어암 파이프(a4)는 로어암(5)의 상측에 결합된 쇽 업소버(1)의 진동에 따라 회동하도록 되어있다.

따라서, 상기 마찰 패드(16,16')가 유압에 의해 상기 마찰 디스크(17)에 압착되어 마찰이 일어나면 상기 로어암 파이프(a4)의 회전이 구속되므로 롤강성이 커지게 되어 감쇠력이 감소하고, 상기 마찰 패드(16,16')가 상기 마찰 디스크(17)로부터 떨어지면 롤강성이 작아져 감쇠력이 증가한다.

여기서, 감쇠력은 진동흡수력을 의미하는 것으로서, 감쇠력이 증가하면 상기 쇽업소버(1)가 소프트(soft)해지므로 상,하방향 진동폭이 커지고, 감쇠력이 감소하면 상기 쇽업소버(1)가 하드(hard)해지므로 상,하방향 진동폭이 작아진다.

상기 마찰 패드(16,16')의 상세구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 일면이 개방된 챔버(20)에 스프링(22)에 의해 후방 탄지된 패드(24)가 개방된 일면에 이동가능하도록 설치된 것으로서, 챔버(20)내에 유압이 공급되면 패드(24)가 전진이동하 고, 상기 챔버(20)에서 유압이 빠지면 패드(24)가 스프링(22)의 탄성력에 의해 후진 이동한다.

상기 유압펌프(12)는 상기 롤강성 조절수단(6)에 유압을 공급하기 위해 설치되는 것으로서, 공급라인(13,13')을 통해 상기 롤강성 조절수단(6)에 유압을 공급하고, 복귀라인(14,14')을 통해 상기 롤강성 조절수단(6)으로부터 유압이 배출된다.

상기 제어밸브(15,15')는 오일의 흐름을 제어하기 위해 상기 복귀라인(14,14')의 중간위치에 설치되는 밸브이다.

즉, 상기 제어밸브(15,15')의 개폐에 따라 상기 마찰 패드(16,16')의 챔버내에 유압이 증가하거나 감소된다.

상기 센서부(10)는 차량의 조향각을 측정할 수 있는 조향센서(10a)와, 차량의 주행속도를 측정할 수 있는 차속센서(10b)와, 노면상태를 측정할 수 있는 진동센서(10c)로 이루어져 있다.

상기 제어부(11)는 상기 센서부(10)에서 감지된 차량의 진동상태에 따라 상기 제어밸브(15,15')를 조절하기 위해 설치되는 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

고속도로와 같은 포장도로에서는 주행안정성을 위해 롤강성을 크게 하고 진동흡수력 즉 감쇠력을 작게 해야 하지만, 비포장 도로와 같이 험로 주행에서는 승차감을 향상시키기 위해 롤강성을 적게 하고 감쇠력을 증가시키는 것이 바람직하 다.

예컨대, 상기 진동센서(10c)에 의해 측정된 노면상태가 고속도로이면 상기 제어부(11)는 제어밸브(15,15')를 폐쇄시켜 마찰 패드(16,16')의 챔버(20)내 유압을 상승시키고, 이에 따라 패드(24)가 전진이동하면서 상기 마찰 디스크(17)와 마찰을 일으키므로 로어암(5) 힌지결합부의 회전이 구속되어 쇽업소버(1)의 감쇠력은 감소된다.

따라서, 고속도록 주행시에는 쇽업소버(1)의 상,하 진동폭이 작아지므로, 차량의 롤강성이 커져 주행안정성이 높아진다.

그러나, 상기 진동센서(10c)에 의해 측정된 노면상태가 험로이면 제어부(11)는 상기 제어밸브(15,15')를 개방시켜 마찰 패드(16,16')의 챔버(20)내 유압을 배출시킨다. 이에 따라 패드(24)가 후진이동하여 로어암(5) 힌지결합부의 회전구속이 해제되므로 쇽업소버(1)의 감쇠력은 증가된다.

따라서, 험로주행시에는 쇽업소버(1)의 상하 진동폭이 커져 진동흡수능력이 커지므로 승차감이 향상된다.

즉, 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치는 노면 상태에 따라 쇽업소버(1)의 감쇠력을 능동적으로 매우 빠르게 조절할 수 있으므로, 운전자에게 최상의 운전상태를 제공할 수 있다.

도 4에는, 마찰 패드(16,16')에 공급되는 유압이 증가함에 따라 차량의 롤강성이 증가되는 실험결과가 도시되어 있다.

즉, 상기 마찰 패드(16,16')가 유압에 의해 상기 마찰 디스크(17)에 압착되어 마찰이 일어나면 상기 로어암 파이프(a4)의 회전이 구속되므로, 마찰 패드(16,16')에 공급되는 유압이 증가하면 차량의 롤강성이 커지고 쇽업소버(1)의 진동흡수능(감쇠력)이 감소되며, 반대로 마찰 패드(16,16')에 공급되는 유압이 감소하면 차량의 롤강성이 작아지고 쇽업소버(1)의 감쇠력은 커진다.

한편, 차량이 선회운동시에는 상기 조향센서(10a)에 의해 조향각이 측정되고, 측정된 조향각이 크면 롤링을 방지하기 위해 제어부(11)는 제어밸브(15,15')를 폐쇄시켜 로어암(5) 힌지결합부의 회전을 구속하여 쇽업소버(1)의 감쇠력을 감소시킨다. 따라서, 차량의 급선회시 롤링이나 피칭 등이 방지될 수 있다.

다른 한편, 차량이 급정거하는 경우에는 상기 차속센서(10b)에 의해 급정거 여부가 감지되고, 이에 따라 제어부(11)는 제어밸브(15,15')를 폐쇄시켜 상기 쇽업소버(1)의 감쇠력을 감소시킨다.

따라서, 차량의 롤강성이 커지므로 급정거시 발생하는 차량의 노즈 다이브(nose dive)현상이 방지될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.

상술한 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치에 의하면, 차량 주행 상태에 따라 로워암의 거동 특성을 변화시켜 쇽 업소버의 감쇠력을 적절 하게 바꿈으로써 차량의 승차감과 자세 안정성 및 조정성이 동시에 크게 향상되는 효과를 갖는다.

즉, 고속도로 주행시에는 쇽업소버의 감쇠력이 감소하여 주행안정성이 높아지고, 선회운동시 롤링 및 피칭을 방지할 수 있을 뿐 아니라 급정거시에 노즈 다이브 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 시각각으로 변하는 차량 주행 상태에 따라 신속하게 감쇠력을 변화시킬 수 있을 정도로 응답성이 크게 향상되었다.

Claims (4)

1. 서브 프레임과 로어암이 힌지결합되고, 상기 로어암은 차륜의 너클에 고정되며, 상기 너클에 쇽 업소버가 장착된 차량용 현가장치에 있어서,

   상기 서브 프레임과 로어암의 힌지결합부의 외주면에 부착된 마찰 디스크와, 상기 마찰 디스크의 바깥쪽에 유압에 의해 이동 가능하도록 설치된 마찰 패드로 이루어지는 롤강성 조절수단과;

   상기 롤강성 조절수단에 유압을 공급할 수 있도록 유압공급라인 및 유압복귀라인에 의해 연결되어 있는 유압펌프와;

   상기 유압복귀라인의 중간위치에, 오일의 흐름을 제어할 수 있도록 설치된 제어밸브와;

   차량의 진동상태를 감지할 수 있도록 설치된 센서부와;

   상기 센서부에서 감지된 차량의 진동상태에 따라 상기 제어밸브를 조절하기 위해 설치되는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 마찰 패드는 일면이 개방된 챔버내에 스프링에 의해 후방 탄지된 패드가 개방된 일면에 이동가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변장치를 갖춘 차량용 현가장치.
4. 삭제

Images