KR100911396B1 - 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동모터에 의해 회전하는 소직경 풀리와 이에 벨트로 연결되는 대직경 풀리를 하우징 내부에 구성하고, 상기 대직경 풀리의 일측에는 어시스트 링크를 연결하여 상기 구동모터의 회전 구동력으로 상기 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 가변 제어하도록 구성함으로써, 각 풀리간 감속비를 이용하여 구동모터의 용량 및 부피를 축소하며, 동시에 상기 구동모터의 회전 각도에 따라 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 가변 제어함으로써 제어량의 한계를 극복하여 최적의 차체 제어 상태를 구현하는 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치를 제공한다.

능동제어 서스펜션, AGCS, 엑티브 지오메트리, 구동장치, 풀리, 벨트

Description

능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치{ACTUATING DEVICE FOR ACTIVE GEOMETRY CONTROL SUSPENSION SYSTEM}

본 발명은 능동제어 서스펜션 시스템(AGCS, Active Geometry Control Suspension System)용 구동장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 구동모터에 의해 회전하는 소직경 풀리와 대직경 풀리를 이용하여 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 가변 제어하는 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 현가장치는 차체와 차륜사이에 구성되어 2개의 강체를 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 스프링과 쇽업소버 및 트레일링 암과 너클, 컨트롤 아암 등으로 구성된다.

이러한 현가장치는 첫째, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자에 안락한 승차감을 제공하고, 둘째, 운전자의 운전 행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며, 셋째, 불규칙한 노면의 주행 시, 타이어 접지면에서의 수직 하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 시, 차량의 안정성을 확보해야 하는 기본 조건을 만족시켜야 한다.

특히, 최근 리어 서스펜션에 적용하기 위해 개발된 능동제어 서스펜션 시스템(Active Geometry control Suspension System, AGCS)은 전기적으로 작동되는 액추에이터를 이용하여 차량용 리어 서스펜션의 지오메트리를 변경하고, 결과적으로 선회 시, 롤 스티어량을 증대시켜 후륜의 접지력을 향상시킴으로써 차량 핸들링 성능을 대폭적으로 개선시켜 주었다.

즉, 상기한 능동제어 서스펜션 시스템은 차량의 급선회 시에 오버 스티어 경향이 나타나 조종성이 떨어지는데, 이를 해결하기 위해 급선회 시, 후륜의 토우 인(Toe In)을 증대시켜 차량의 롤(Roll) 발생 시, 조종 안정성을 향상시키게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 능동제어 서스펜션 시스템의 구성 사시도로써, 종래 능동제어 서스펜션 시스템은 서브 프레임(101)의 좌우 양측 내부에 각각 직선 왕복 운동하는 액추에이터(103)가 구성되고, 상기 액추에이터(103)의 작동로드(105)는 상기 서브 프레임(101)에 레버 회전축(107)을 통하여 회전 가능하게 설치되는 제어레버(109)의 일단에 연결된다.

그리고 상기 제어레버(109)의 타단은 너클(111)에 일단이 설치된 어시스트 링크(113)의 선단과 연결되어 어시스트 링크(113)의 차체측 절점(P)을 형성하게 된다.

따라서 상기한 능동제어 서스펜션 시스템은 상기 액추에이터(103)의 구동에 의해 제어레버(109)가 회전 운동을 함에 따라 어시스트 링크(113)의 차체측 절점(P)의 위치가 변경됨으로써 차량의 후륜(115) 범프 시, 토우-인 값이 증대되고, 고속 선회 시, 횡풍 시, 급차선 변경 시 등의 상황에서 차량의 선회 안정성을 향상 시켜 안정된 차량 성능을 구현하게 된다.

그러나 종래의 능동제어 서스펜션 시스템은 그 구동장치인 액추에이터의 스트로크 양에 따라 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 제어함으로써 액추에이터의 최대 스트로크 양에 의해 제어량이 제한을 받는 단점이 있으며, 상기한 제어레버의 회전작동을 상기 액추에이터의 작동력에만 의존해야 함으로 대용량의 액추에이터를 적용해야 하며, 이에 따른 설계상의 제약을 받는 단점도 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 구동모터에 의해 회전하는 소직경 풀리와 이에 벨트로 연결되는 대직경 풀리를 하우징 내부에 구성하고, 상기 대직경 풀리의 일측에는 어시스트 링크를 연결하여 상기 구동모터의 회전 구동력으로 상기 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 가변 제어하도록 구성함으로써, 각 풀리간 감속비를 이용하여 구동모터의 용량 및 부피를 축소할 수 있도록 하는 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 구동모터의 회전 각도에 따라 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 가변 제어함으로써 제어량의 한계를 극복하여 최적의 차체 제어 상태를 구현할 수 있도록 하는 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치는 차체 서브 프레임의 좌우 양측에 각각 구비되어 너클에 일단이 설치된 어시스트 링크 선단과 연결된 상태로 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 가변하는 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치에 있어서,

상기 서브 프레임의 좌우 양측에 각각 고정되며, 하측면에는 상기 어시스트 링크가 삽입되는 슬롯을 형성하는 하우징; 상기 하우징의 배면 일측에 장착되며, 그 회전축은 상기 하우징을 관통하여 그 내부에 위치되는 구동모터; 상기 하우징의 내부 일측에서 상기 구동모터의 회전축에 장착되는 소직경 풀리; 상기 하우징의 내부 타측에 회전 가능하게 설치되며, 단면 가장자리 일측에는 상기 어시스트 링크의 선단이 회전 가능하게 체결되어 상기 어시스트 링크의 차체측 절점을 형성하는 대직경 풀리; 상기 소직경 풀리와 대직경 풀리를 연결하는 벨트를 포함한다.

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이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장 치에 의하면, 구동모터에 의해 회전하는 소직경 풀리와 이에 벨트로 연결되는 대직경 풀리를 하우징 내부에 구성하고, 상기 대직경 풀리의 일측에는 어시스트 링크를 연결하여 상기 구동모터의 회전 구동력으로 상기 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 가변 제어하도록 구성함으로써, 각 풀리간 감속비를 이용하여 구동모터의 용량 및 부피를 축소할 수 있어 설계상의 이점이 있다. 또한, 상기 구동모터의 회전 각도에 따라 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 가변 제어함으로써 제어량의 한계를 극복하여 최적의 차체 제어 상태를 구현할 수 있어 차량의 주행 안정성을 확보할 수 있다.

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

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치의 부분 절개 사시도이다.

본 실시예에 따른 구동장치(10)는 차체 서브 프레임(5; 도 3참조)의 좌우 양측에 각각 구비되어 각 너클(1)에 일단이 설치된 어시스트 링크(3)의 선단과 연결된 상태로 어시스트 링크(3)의 차체측 절점(P)의 위치를 가변하는 능동제어 서스펜션 시스템을 구성하게 된다.

이러한 구동장치(10)는 상기 서브 프레임(5)의 좌우 양측에 각각 고정되는 하우징(11)이 구비된다.

상기 하우징(11)의 배면 일측에는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 구동모 터(13)가 장착되는데, 상기 구동모터(13)의 회전축(15)은 상기 하우징(11)을 관통하여 하우징(11)의 내부에 위치되어 소직경 풀리(17)가 장착된다.

이때, 상기 구동모터(13)는 그 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스텝모터를 적용하는 것이 바람직하다.

상기 하우징(11)의 내부 타측에는 상기 소직경 풀리(17)에 이웃하여 대직경 풀리(19)가 회전 가능하게 설치된다.

상기 대직경 풀리(19)의 단면 일측에는 상기 어시스트 링크(3)의 선단이 회전 가능하게 체결되어 상기 어시스트 링크(3)의 차체측 절점(P)을 형성하게 된다.

여기서, 상기 어시스트 링크(3)의 차체측 절점(P)은 상기 대직경 풀리(19)의 가장자리부 일측에 형성되는데, 이때, 상기 어시스트 링크(3)는 그 선단에 부시(21)를 일체로 형성하여 회전핀(23)을 통하여 상기 대직경 풀리(19)에 체결되는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 소직경 풀리(17)와 대직경 풀리(19)는 상기 하우징(11)의 내부에서 벨트(25)를 통하여 상호 동력전달 가능하게 연결된다.

그리고 상기한 하우징(11)은 상기 대직경 풀리(19)와 소직경 풀리(17) 및 벨트(25)를 감싸며, 상기 대직경 풀리(19)에 대응하는 하측면에는 상기 어시스트 링크(3)가 삽입되도록 슬롯(S)을 형성한다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치는 종래의 액추에이터에 의해 구동하는 제어레버를 삭제하고, 회전 구동하는 구동모터(13)의 회전력에 의해 어시스트 링크(3)의 차체측 절점(P)을 가변하는 벨 트(25)와 풀리들(17,19)로 구동되는 것이다.

이러한 본 실시예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치의 작동은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 구동모터(13)가 회전 작동하여 소직경 풀리(17)를 회전시키면, 소직경 풀리(17)에 벨트(25)로 연결된 대직경 풀리(19)가 회전하여 어시스트 링크(3)의 차체측 절점(P)의 위치를 회전시키면서 하향시켜 차량의 후륜 토우-인 값을 증대시키도록 구동하게 된다.

즉, 차량의 고속 선회 시, 횡풍 발생 시, 급차선 변경 시, 등에 의해 차량의후륜이 범프할 경우, 상기 구동모터(13)는 제어신호에 따라 회전 구동하게 된다.

이에 따라, 벨트 구동하는 상기 대직경 풀리(19)가 회전하면서 상기 어시스트 링크(3)의 차체측 절점(P)의 위치가 하강 이동하게 되고, 이에 상기 차량의 후륜에는 토우-인이 증대된다.

이에 따라, 차량은 언더 스티어로 유도되어 차량의 거동 안정성을 확보하게 되는 것이다.

한편, 본 실시예에 따른 구동장치는 구동모터(13)에 의해 회전 구동하는 2개의 직경이 다른 풀리(17,19)와 벨트(25) 타입의 동력전달구조를 갖는 바, 양 풀리(17,19)간의 감속비에 따라 회전력이 증대되므로 작은 힘으로도 제어가 가능하여 상기 구동모터(13)의 용량 및 부피(사이즈)를 축소하여 설계 자유도를 향상시키고, 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 능동제어 서스펜션 시스템의 구성 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치의 부분 절개 사시도이다.

도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치의 작동 개념도이다.

Claims (3)

1. 차체 서브 프레임의 좌우 양측에 각각 구비되어 너클에 일단이 설치된 어시스트 링크 선단과 연결된 상태로 어시스트 링크의 차체측 절점의 위치를 가변하는 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치에 있어서,

   상기 서브 프레임의 좌우 양측에 각각 고정되며, 하측면에는 상기 어시스트 링크가 삽입되는 슬롯을 형성하는 하우징;

   상기 하우징의 배면 일측에 장착되며, 그 회전축은 상기 하우징을 관통하여 그 내부에 위치되는 구동모터;

   상기 하우징의 내부 일측에서 상기 구동모터의 회전축에 장착되는 소직경 풀리;

   상기 하우징의 내부 타측에 회전 가능하게 설치되며, 단면 가장자리 일측에는 상기 어시스트 링크의 선단이 회전 가능하게 체결되어 상기 어시스트 링크의 차체측 절점을 형성하는 대직경 풀리;

   상기 소직경 풀리와 대직경 풀리를 연결하는 벨트를 포함하는 능동제어 서스펜션 시스템용 구동장치.
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