KR100747213B1 - 자동차의 롤링 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 롤링 제어장치에 관한 것으로, 좌측 차륜과 우측 차륜의 축하중을 각각 감지하여 어느 한쪽 축하중이 다른 한쪽 축하중에 비해 과도하게 클 경우에 운전자에게 주의를 환기시킴과 더불어 축하중이 쏠리는 쪽의 스태빌라이저 바아의 롤 강성을 증대시켜 차체의 롤링을 억제함으로써, 자동차의 주행 중에 주행 안정성과 선회 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있도록 하기 위해, 차체의 폭 방향을 따라 연장되어 양단이 차축에 고정되게 장착된 스태빌라이저 바아와, 상기 스태빌라이저 바아의 길이방향을 따른 소정 부위에 설치되어 스태빌라이저 바아를 강제적으로 비틀어주는 강제비틀림수단, 좌측 차륜의 축하중과 우측 차륜의 축하중을 각각 감지하는 축하중 감지센서, 이 센서를 매개로 각 차륜의 축하중을 감지해서 기준치를 연산함과 더불어 상기 기준치가 소정 값 이상인 경우에 축하중이 큰 쪽의 스태빌라이저 바아의 소정 부위에 롤 강성이 부가되도록 상기 강제비틀림수단을 제어하는 제어유니트를 구비하고 있다.

Description

자동차의 롤링 제어장치{Rolling control device in automobile}

도 1은 종래 기술에 따라 스태빌라이저 바아가 차체에 장착된 상태의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 롤링 제어장치의 구성도,

도 3은 종래 기술에 따른 스태빌라이저 바아를 사용한 경우와 본 발명에 따른 롤링 제어장치를 사용한 경우의 횡가속도에 대한 횡방향 하중이동량의 비교 그래프,

도 4는 종래 기술에 따른 스태빌라이저 바아를 사용한 경우와 본 발명에 따른 롤링 제어장치를 사용한 경우의 횡가속도에 대한 롤링 강성의 비교 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11-스태빌라이저 바아 12-차축

13a,13b-유압실린더 14-유압라인

15-제어밸브 16-오일펌프

17-리저버탱크 18a,18b-축하중 감지센서

19-경고등

본 발명은 자동차의 롤링 제어장치에 관한 것으로, 특히 자동차의 주행 중에 좌측 차륜과 우측 차륜에 각각 걸리는 하중을 감지하여 어느 한쪽 차륜에 걸리는 하중이 다른 쪽 차륜에 비해 과도한 경우에 운전자에게 주의를 환기시켜주면서 하중이 쏠리는 방향의 스태빌라이저바아의 비틀림 강성을 증대시켜 자동차의 롤링을 제어하도록 된 자동차의 롤링 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 만드는 장치로서 노면으로부터 충격을 완화시키는 섀시 스프링과, 이 섀시 스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버 및, 차량의 롤링을 방지하는 스태빌라이저 바아 등으로 구성된다.

상기 스태빌라이저 바아는 대체로 ㄷ자 형상을 하고서 차체의 폭 방향을 따라 연장된 바아 형태로서 차체에 지지되게 되어 있다.

도 1에는 종래 기술에 따라 스태빌라이저 바아가 차체에 장착된 상태가 도시되어 있는 바, 즉 스태빌라이저 바아(1)는 대체로 ㄷ자 형상으로 절곡되어 차체 프레임(2)의 폭 방향을 따라 연장되면서 차체 프레임에 대해 2군데에서 지지바아(3)와 부시(4)를 매개로 지지되고, 상기 스태빌라이저 바아(1)의 양단부는 차축(5)에 마운팅브라켓(6)을 매개로 볼트로 체결되어 연결되게 되어 있다.

이에 따라, 자동차의 주행 중에 상기 차축의 양단부가 차체에 대해 범프되거나 리바운드 되면 상기 스태빌라이저 바아가 비틀려지면서 그 비틀림 탄성력으로 차체를 지지하여 차체의 롤링을 억제하게 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 스태빌라이저 바아를 이용한 자동차의 롤링 억 제장치에서는 상기 스태빌라이저 바아의 롤 강성이 일정한 값을 유지하고 있기 때문에 차체의 롤링을 억제하는 데에도 한계가 있었다.

즉, 상용 차량의 경우에는 선회시에 적재된 화물도 원심력을 받아서 선회 외측 방향으로 쏠리게 되고, 이로 인해 차륜의 범프량을 증대시켜 과도한 롤링이 발생하게 될 뿐만 아니라 심한 경우에는 롤 오버 현상이 일어나서 차량이 전복될 수도 있지만, 일정한 비틀림 강성을 가진 스태빌라이저 바아만으로는 차체의 과도한 롤링을 억제하기가 미흡한 경우가 있었다.

그리고, 상기 스태빌라이저 바아의 롤 강성이 낮으면 차량의 승차감은 향상되지만 롤링 안정성은 저하되고, 차체의 전방부에 장착되는 스태빌라이저 바아의 롤 강성이 높으면 고속 선회시에 차량의 전방부의 사이드 슬립이 증가하여 언더 스티어링 현상이 일어나서 차량의 조종 안정성이 저하되며, 차량의 후방부에 설치되는 스태빌라이저 바아의 롤 강성이 높으면 고속 선회시에 차량의 후방부의 사이드 슬립이 증가하여 오버 스티어링 현상이 일어남에 따라 차량의 조종 안정성이 저하되게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 좌측 차륜과 우측 차륜의 축하중을 각각 감지하여 어느 한쪽 축하중이 다른 한쪽 축하중에 비해 과도하게 클 경우에 운전자에게 주의를 환기시킴과 더불어 축하중이 쏠리는 쪽의 스태빌라이저 바아의 롤 강성을 증대시켜 차체의 롤링을 억제함으로써, 자동차의 주행 중에 주행 안정성과 선회 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있도록 한 자동차 의 롤링 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체의 폭 방향을 따라 연장되어 양단이 차축에 장착된 스태빌라이저 바아와, 상기 스태빌라이저 바아의 길이방향을 따른 좌/우측 양단 부위에 설치되어 스태빌라이저 바아를 강제적으로 비틀어주는 강제비틀림수단, 좌측 차륜의 축하중과 우측 차륜의 축하중을 각각 감지하도록 상기 차축의 좌/우측 양단 부위에 설치된 좌/우측 축하중 감지센서 및, 상기 좌/우측 축하중 감지센서를 매개로 검출된 좌/우측 축하중 사이의 차이값에 대한 좌/우측 축하중의 전체 하중값의 비를 연산하여 연산된 값의 절대치가 0.6 이상인 경우에 축하중이 큰 쪽의 스태빌라이저 바아에 롤 강성이 증가되도록 상기 강제비틀림수단의 구동을 제어하는 제어유니트를 포함하고;
상기 강제비틀림수단이 일단은 차체에 고정되는 반면에 타단은 상기 스태빌라이저 바아의 외주면에 끼워져 연결되면서 상기 스태빌라이저 바아의 길이방향을 따른 좌/우측 양단 부위에 배치된 2개의 유압실린더, 상기 유압실린더에 압유를 공급하는 오일펌프 및, 상기 제어유니트로부터 제어신호를 인가받아 작동되면서 상기 2개의 유압실린더에 압유를 공급하거나 공급된 압유를 드레인시키도록 동작되는 제어밸브를 구비한 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 제어유니트는 상기 강제비틀림수단의 구동을 제어할 때 운전자에게 주의를 환기시켜 주도록 상기 제어유니트로부터 제어신호를 인가받아 점멸하는 경고등을 추가로 구비한 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 자동차의 롤링 제어장치의 구성이 도시되어 있는 바, 즉 차체 프레임에 차체의 폭 방향을 따라 연장되면서 양단부는 절곡되어 대체로 ㄷ자 형상을 이루는 스태빌라이저 바아(11)의 양단부는 차축(12)에 체결되어 지지되고, 상기 스태빌라이저 바아(11)의 길이방향을 따른 소정 부위에는 2군데에서 유압실린더(13a,13b)의 일단이 끼워져 연결되며, 상기 유압실린더(13a,13b)의 타단은 차체 프레임(도시안됨)에 체결되어 지지되게 되어 있다.

상기 유압실린더(13a,13b)의 상부와 하부에는 각각 오일을 주입하거나 주입된 오일이 드레인되게 유압라인(14)이 연결되고, 상기 유압라인(14)은 제어밸브(15)와 접속되어 있으며, 상기 제어밸브(15)는 제어유니트(CU)의 출력단에 연결되어, 상기 제어유니트(CU)의 제어신호에 따라 상기 각 유압실린더(13a,13b)에 공급되는 유압공급방향과 유압실린더(13a,13b)로부터 오일이 드레인되는 드레인 방향이 조절되게 되어 있다.

또한, 상기 각 유압실린더(13a,13b)에 압유를 공급하기 위한 오일펌프(16)가 상기 제어밸브(15)와 연결되어 있고, 상기 각 유압실린더(13a,13b)를 통해 드레인되는 오일을 저장하는 리저버탱크(17)도 상기 제어밸브(15)와 연결되어 있다.

상기 차축(12)에 좌측 차륜과 우측 차륜이 각각 연결되는 소정 부위에는 축하중을 감지하기 위한 좌측 축하중 감지센서(18a)와 우측 축하중 감지센서(18b)가 장착되면서 이들 좌/우측 축하중 감지센서(18a,18b)는 상기 제어유니트(CU)의 입력단에 접속되어, 상기 제어유니트(CU)가 상기 좌/우측 축하중 감지센서(18a,18b)를 매개로 좌측 축하중과 우측 축하중을 각각 감지하게 되어 있으며, 상기 제어유니트(CU)의 출력단에는 운전자에게 주의를 환기시켜주는 경고등(19)이 접속되어 있다.

이에 따라, 자동차의 주행 중에 상기 제어유니트(CU)는 상기 좌/우측 축하중 감지센서(18a,18b)를 매개로 좌측 축하중과 우측 축하중을 각각 감지하게 되고, 상기 좌/우측 축하중 감지센서(18a,18b)를 매개로 검출된 좌/우측 축하중 사이의 차이값에 대한 좌/우측 축하중의 전체 하중값의 비를 연산하여 연산된 값의 절대치가 0.6 이상이 되면 상기 경고등(19)에 제어신호를 인가하여 운전자에게 주의를 환기시켜 주게 된다.

삭제

예컨대, 화물을 적재한 상용 자동차가 좌측으로 선회할 경우에는 적재된 화물이 원심력을 받아서 우측으로 쏠리게 되고, 이로 인해 우측 차륜의 축하중이 상대적으로 좌측 차륜의 축하중보다 과도하게 걸리게 되는 경우가 발생하게 된다.

상기와 같이 자동차가 좌측으로 선회하는 경우에 우측 차륜 쪽에 과도한 축하중이 걸리게 되면, 상기 제어유니트(CU)는 상기 제어밸브(15)에 제어신호를 인가하여 유로를 형성시키되, 상기 우측 유압실린더(13b)의 상부로 오일펌프(16)에서 펌핑된 오일이 공급되게 하면서 상기 우측 유압실린더(13b)의 하부로는 오일이 드레인되게 하여 우측 유압실린더(13b)를 신장시키게 되고, 상기 좌측 유압실린더(13a)에서 상부로는 오일이 공급되지 않게 하면서 하부로는 오일이 드레인되게 하여 좌측 유압실린더(13a)는 수축되게 유로를 형성시킨다.
아울러, 상기 제어유니트(CU)는 상기 경고등(19)을 점멸시켜 자동차가 롤 오버될 위험이 있음을 운전자에게 가시적으로 경고하게 된다.

상기와 같이 우측 유압실린더(13b)가 신장되면 우측 유압실린더(13b)에 연결된 스태빌라이저 바아(11)의 우측 부위가 비틀려지면서 롤 강성이 증대되어 차체가 우측으로 롤링되는 것을 억제함과 더불어 화물이 우측으로 쏠리는 것을 방지해서 선회 안정성을 향상시키게 되는 것이다.

한편, 자동차가 우측으로 선회하는 경우에는 상기와는 반대로 좌측 유압실린더(13a)가 신장되면서 차체가 좌측으로 롤링되는 것을 억제하게 된다.

상기와 같은 유압실린더(13a,13b)가 신장 및 수축되도록 하는 제어 동작이 발생하는 시점이 좌/우측 축하중 사이의 차이값에 대한 좌/우측 축하중의 전체 하중값의 비를 연산하여 연산된 값의 절대치가 0.6 이상인 경우를 기준으로 하여 일어나게 되는 데, 0.6 이만에서는 유압실린더(13a,13b)가 작동하지 않고 0.6 이상인 경우에만 유압실린더(13a,13b)가 작동하도록 하여 자동차의 롤 오버를 방지하게 되는 것이다. 즉, 상기 값이 1이 되면 차량이 완전히 롤 오버되므로 차량이 롤 오버되기 이전에 미리 상기 유압실린더(13a,13b)의 신축 및 수축을 적절하게 제어하여 롤 오버를 예방하게 된다.

도 3에는 종래 기술에 따라 단순히 스태빌라이저 바아만 사용한 경우와 본 발명에 따라 유압실린더를 매개로 스태빌라이저 바아의 롤 강성을 제어하는 경우에 자동차의 횡가속도에 대한 횡방향 하중이동량의 비교 그래프가 도시되어 있는 데, 본 발명에 따르면 종래 기술에 비해 횡가속도에 대한 횡방향 하중이동량이 적어질 뿐만 아니라 롤 발생도 줄어들게 되고, 또한 횡방향 하중이동량의 크기에 의해 결정되는 롤 오버도 크게 줄일 수 있게 되는 것이다.

도 4에는 종래 기술에 따라 단순히 스태빌라이저 바아만 사용한 경우와 본 발명에 따라 유압실린더를 매개로 스태빌라이저 바아의 롤 강성을 제어하는 경우에 자동차의 횡가속도에 대한 롤 강성의 비교 그래프가 도시되어 있는 데, 종래 기술 에서는 횡가속도에 대한 롤 강성이 선형적으로 증가하게 되어 있는 반면에 본 발명에서는 횡가속도의 발생에 따라 스태빌라이저 바아의 비틀림 강성을 2개의 유압실린더를 사용해서 동적으로 연속해서 제어하여 자동차의 횡방향 하중이동량을 줄여주게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 롤링 제어장치에 의하면, 자동차의 주행 중에 좌측 차륜의 축하중과 우측 차륜의 축하중을 감지해서 어느 한쪽 축하중이 다른 한쪽 축하중에 비해 과도하여 롤 오버의 가능성이 있는 경우에 축하중이 과도하게 걸리는 쪽의 스태빌라이저 바아의 비틀림 강성을 증대시켜 차체의 롤링을 억제하여 주므로, 자동차의 롤 오버를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 자동차의 주행 안정성과 선회 안정성도 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있게 된다.

Claims (4)

1. 차체의 폭 방향을 따라 연장되어 양단이 차축에 장착된 스태빌라이저 바아와, 상기 스태빌라이저 바아의 길이방향을 따른 좌/우측 양단 부위에 설치되어 스태빌라이저 바아를 강제적으로 비틀어주는 강제비틀림수단, 좌측 차륜의 축하중과 우측 차륜의 축하중을 각각 감지하도록 상기 차축의 좌/우측 양단 부위에 설치된 좌/우측 축하중 감지센서 및, 상기 좌/우측 축하중 감지센서를 매개로 검출된 좌/우측 축하중 사이의 차이값에 대한 좌/우측 축하중의 전체 하중값의 비를 연산하여 연산된 값의 절대치가 0.6 이상인 경우에 축하중이 큰 쪽의 스태빌라이저 바아에 롤 강성이 증가되도록 상기 강제비틀림수단의 구동을 제어하는 제어유니트를 포함하고;

   상기 강제비틀림수단이 일단은 차체에 고정되는 반면에 타단은 상기 스태빌라이저 바아의 외주면에 끼워져 연결되면서 상기 스태빌라이저 바아의 길이방향을 따른 좌/우측 양단 부위에 배치된 2개의 유압실린더, 상기 유압실린더에 압유를 공급하는 오일펌프 및, 상기 제어유니트로부터 제어신호를 인가받아 작동되면서 상기 2개의 유압실린더에 압유를 공급하거나 공급된 압유를 드레인시키도록 동작되는 제어밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 제어장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제어유니트는 상기 강제비틀림수단의 구동을 제어할 때 운전자에게 주의를 환기시켜 주도록 상기 제어유니트로부터 제어신호를 인가받아 점멸하는 경고등을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 제어장치.

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