KR100947386B1

KR100947386B1 - 차량용 가변 롤 제어 장치

Info

Publication number: KR100947386B1
Application number: KR1020080054805A
Authority: KR
Inventors: 이후광
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2010-03-15
Also published as: KR20090128842A

Abstract

중공의 메인 스테빌라이저 바 내부에 보조 스테빌라이저 바를 구성하여 각각의 양단을 스트럿 바의 일측에 연결링크를 통하여 연결함으로써 듀얼 스테빌라이저 바로 구성하고, 상기 보조 스테빌라이저 바의 일측 연결링크는 링크고정유닛을 통하여 운전자의 조작 또는 차량의 주행상태에 따라 스트럿 바에 선택적으로 고정되도록 함으로써 스테빌라이징 강성을 2단으로 조정하여 능동적인 롤 운동을 구현하는 차량용 가변 롤 제어 장치를 제공한다.

능동형 롤 컨트롤, 스테빌라이저 바, 유압 실린더, 쇽 업소버

Description

차량용 가변 롤 제어 장치{VARIABLE ROLL CONTROL SYSTEM FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 가변 롤 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인 스테빌라이저 바와 보조 스테빌라이저 바로 구성되는 듀얼 스테빌라이저 바로 구성하여 운전자의 조작 또는 차량의 주행상태에 따라 스테빌라이징 강성을 2단으로 조정하여 능동적인 롤 제어를 가능하게 하는 차량용 가변 롤 제어 장치에 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 하는 장치이다.

이러한 현가장치의 일례로, 도 1에서 도시한 바와 같이, 맥퍼슨 타입의 현가장치는 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링(101)과, 샤시 스프링(101)의 자유진동을 감쇄 제어하여 승차감을 좋게 하는 스트럿 바(103) 및 차량의 롤을 제어하는 스테빌라이저 바(105) 등으로 구성된다.

여기서, 상기 스테빌라이저 바(105)는 양측이 서브 프레임(107)에 설치되고, 양단은 스트럿 바(103)에 장착되어, 좌,우측 바퀴(109,111)가 서로 동시에 상하 운 동하는 경우에는 작용하지 않고, 좌우측 바퀴(109,111)가 서로 상대적으로 상하 운동하는 경우에는 비틀려 그때에 발생하는 비틀림 복원력으로 차체의 롤을 억제하는 안티 롤 역할을 한다.

즉, 상기 스테빌라이저 바(105)는 차량의 선회 주행시에 차체의 선회 외측이 원심력으로 기울어지거나 혹은 주행 중에 범프 또는 리바운드로 인해 좌우측 바퀴(109,111)가 상대적으로 위상차를 가질 때에 비틀어지면서 그 복원력으로 차체의 자세를 안정화시켜 주게 된다.

그러나 상기한 종래의 스테빌라이저 바(105)는 자체 비틀림 복원력만으로 선회 주행 시와 같이, 차체의 롤이 큰 경우, 기울어진 차체를 복귀시켜 안정시키는 데에는 그 스테빌라이징 강성이 부족하여 신속하고 정확한 롤 제어에 미흡한 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 중공의 메인 스테빌라이저 바 내부에 보조 스테빌라이저 바를 구성하여 각각의 양단을 스트럿 바의 일측에 연결링크를 통하여 연결함으로써 듀얼 스테빌라이저 바로 구성하고, 상기 보조 스테빌라이저 바의 일측 연결링크는 링크고정유닛을 통하여 운전자의 조작 또는 차량의 주행상태에 따라 스트럿 바에 선택적으로 고정되도록 함으로써 스테빌라이징 강성을 2단으로 조정하여 능동적인 롤 운동을 구현하는 차량용 가변 롤 제어 장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 차량용 가변 롤 제어 장치는 샤시 스프링을 설치한 스트럿 바가 차체와 너클 사이에 구성되고, 상기 너클은 로워암을 통하여 서브 프레임과 연결되는 현가장치에서,

차폭 방향으로 배치되어 상기 서브 프레임에 양측이 설치되는 중공의 메인 스테빌라이저 바; 상기 메인 스테빌라이저 바의 내부에 배치되며, 양단은 메인 스테빌라이저 바의 양측 절곡부를 관통하여 외부에 배치되는 보조 스테빌라이저 바; 상기 메인 스테빌라이저 바와 보조 스테빌라이저 바의 각 양단과 상기 스트럿 바의 일측을 연결하는 연결링크; 상기 보조 스테빌라이저 바의 일측을 상기 스트럿 바에 연결하는 일측 연결링크를 상기 스트럿 바에 선택적으로 고정되도록 하는 링크고정 유닛으로 이루어진다.

여기서, 상기 메인 스테빌라이저 바의 내부에는 상기 메인 스테빌라이저 바와 보조 스테빌라이저 바 사이의 간격을 유지하기 위한 장착부시가 개재되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 링크고정유닛은 상기 일측 연결로드가 중앙을 통하여 관통되며, 일측면에는 상기 스트럿 바에 연결하기 위한 볼 조인트가 일체로 구성되고, 내부에는 클램핑 공간부를 형성하는 하우징; 상기 하우징의 클램핑 공간부에 내부에서, 상기 연결로드의 양측으로 배치되며, 각 외측면은 경사캠면을 형성하는 클램퍼; 상기 하우징의 클램핑 공간부 내부에서, 각 클램퍼의 외측에 배치되어 상기 클램퍼의 경사캠면에 각각 캠 작동하도록 대응하는 대응캠면을 갖는 캠 드라이버; 상기 각 캠 드라이버의 상단에 대응하여 상기 하우징의 상부 내측에 구성되어 제어신호에 따라 전자기력을 발생하여 상기 캠 드라이버를 상하 구동시키는 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 차량용 가변 롤 제어 장치에 의하면, 중공의 메인 스테빌라이저 바 내부에 보조 스테빌라이저 바를 구성하고, 각각의 양단을 스트럿 바의 일측에 연결링크를 통하여 연결하여 듀얼 스테빌라이저 바로 구성하며, 상기 보조 스테빌라이저 바의 일측 연결링크는 링크고정유닛을 통하여 스트럿 바에 선택적으로 고정되도록 함으로써, 운전자의 조작 또는 차량의 직진 주행 혹은 선회 주행 등의 주행 상태에 따라 스테빌라이징 강성을 2단으로 조정 가능하게 하여 능 동적인 롤 운동을 구현하여 조종 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

특히, 차량 선회 주행시와 같이, 차체의 롤이 크게 형성되는 경우에는 메인 스테빌라이저 바와 보조 스테빌라이저 바의 비틀림 복원력이 동시에 작용하도록 하여 차량의 롤 제어를 이룸으로써 선회 안정성을 향상시키게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 롤 제어 장치가 적용된 차량용 현가장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 롤 제어 장치에 적용되는 스테빌라이저 바의 부분 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 롤 제어 장치에 적용되는 링크고정유닛의 단면도이다.

본 실시예에 따른 차량용 가변 롤 제어 장치가 적용되는 차량용 현가장치는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링(1)이 스트럿 바(3)에 설치되고, 상기 샤시 스프링(1)의 자유진동을 감쇄 제어하여 승차감을 좋게 하는 상기 스트럿 바(3)는 그 하단이 상기 너클(5)에 설치되고, 그 상단은 상기 차체(7)에 인슐레이터(9)를 통하여 설치된다.

그리고 상기 너클(5)은 로워암(11)을 통하여 서브 프레임(13)과 연결된다.

이러한 구성의 현가장치에서, 본 실시예에 따른 차량용 가변 롤 제어 장치는, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 메인 스테빌라이저 바(21)가 차폭 방향으로 배치되어 상기 서브 프레임(13)에 그 양측이 마운터(15)를 통하여 회전 가능하 게 설치된다.

이러한 메인 스테빌라이저 바(21)는 중공의 빔으로 형성되며, 그 양단부는 절곡부(B)를 형성하여 절곡된다.

그리고 상기 메인 스테빌라이저 바(21)의 내부에는 보조 스테빌라이저 바(23)가 배치되는데, 보조 스테빌라이저 바(23)의 양단은 상기 메인 스테빌라이저 바(21)의 양측 절곡부(B)를 관통하여 메인 스테빌라이저 바(21)의 외부에 배치된다.

이때, 상기 메인 스테빌라이저 바(21)의 내부에는 상기 메인 스테빌라이저 바(21)와 보조 스테빌라이저 바(23) 사이의 간격을 유지하기 위한 장착부시(25)가 개재되는데, 상기 장착부시(25)는 상기 보조 스테빌라이저 바(23)의 외주면에 접착된다.

그리고 상기 메인 스테빌라이저 바(21)와 보조 스테빌라이저 바(23)는 그 각각의 양단이 연결링크(R1,R2,R3,R4)를 통하여 상기 스트럿 바(3)의 하부 일측에 연결된다.

즉, 상기 연결링크((R1,R2,R3,R4)는 각각의 하단에 볼 조인트(J)를 통하여 메인 스테빌라이저 바(21)와 보조 스테빌라이저 바(23)의 각 단부에 체결되고, 도 2에서와 같이, 보조 스테빌라이저 바(23)의 좌측단을 연결하는 연결링크(R3)를 제외한 모든 연결링크(R1,R2,R4)는 그 상단이 상기 스트럿 바(3)의 하부 일측에 볼 조인트(J)를 통하여 체결된다.

그리고 상기 보조 스테빌라이저 바(23)의 좌측단을 상기 스트럿 바(3)에 연 결하는 좌측단 연결링크(R3)는 상기 스트럿 바(3)에 선택적으로 고정되도록 하는 링크고정유닛(27)을 통하여 스트럿 바(3)에 연결된다.

여기서, 상기 링크고정유닛(27)은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 일측면에 상기 스트럿 바(3)에 연결하기 위한 볼 조인트(J)가 일체로 구성되는 하우징(31)이 구비된다.

상기 하우징(31)에는 상기 좌측단 연결로드(R3)가 중앙을 통하여 관통되며, 그 내부에는 클램핑 공간부(S)를 형성한다.

또한, 상기 하우징(31)의 클램핑 공간부(S)에 내부에는 상기 연결로드(R3)의 양측으로 클램퍼(33)가 배치되는데, 상기 클램퍼(33)는 각 외측면이 경사캠면(CF1)으로 형성된다.

그리고 상기 하우징(31)의 클램핑 공간부(S) 내부에는 각 클램퍼(33)의 외측에 캠 드라이버(35)가 배치되는데, 상기 캠 드라이버(35)는 상기 클램퍼(33)의 경사캠면(CF1)에 각각 캠 작동하도록 대응하는 대응캠면(CF2)을 형성한다.

또한, 상기 각 캠 드라이버(35)의 상단에 대응하여 상기 하우징(31)의 상부 내측에는 전자석(37)이 구성되어 제어기(39)의 제어신호에 따라 전자기력을 발생하여 상기 캠 드라이버(35)를 상하 구동시킴으로써, 상기 캠 드라이버(35)와 클램퍼(33)의 각 대응캠면(CF2)과 경사캠면(CF1) 사이에 캠 작동을 통하여 상기 양측 클램퍼(33)가 상기 좌측단 연결링크(R3)를 클램핑하도록 구동시키게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 가변 롤 제어 장치의 작동을 설명한다.

먼저, 차량이 직진 주행 시와 같이, 차체에 과도한 롤이 발생하지 않은 경우에는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 전자석(37)이 작동하지 않도록 제어신호를 출력하지 않게 된다.

그러면, 상기 좌측단 연결링크(R3)는 스트럿 바(3)에 고정되지 않게 되며, 이에 따라 상기 양측 스트럿 바(3)에 연결되는 메인 스테빌라이저 바(21)만이 자체 비틀림 강성을 통하여 차체의 롤 제어를 이루게 된다.

한편, 차량이 선회 주행 시와 같이, 차체에 과도한 롤이 발생하는 경우에는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 제어기(39)가 제어신호를 출력하여 전자석(37)을 작동시키게 된다.

그러면, 상기 캠 드라이버(35)는 전자석(37)의 전자기력에 의해 상승하게 되고, 이에 따라 상기 캠 드라이버(35)가 클램퍼(33)를 캠 작동시켜 양측 클램퍼(33)가 상기 좌측단 연결링크(R3)의 일측을 클램핑함으로써, 상기 양측 스트럿 바(3)에는 메인 스테빌라이저 바(21)와 함께 보조 스테빌라이저 바(23)도 연결되도록 한다.

따라서, 상기 양측 스트럿 바(3)에는 상기 메인 스테빌라이저 바(21)의 비틀림 강성에 상기 보조 스테빌라이저 바(23)의 비틀림 강성을 더하여 차체의 롤 제어를 이루게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 가변 롤 제어 장치는 운전자의 조작에 의해서나, 차량의 직진 주행 혹은 선회 주행 등의 주행 상태에 따라 스테빌라이징 강성을 2단으로 조정하여 능동적인 롤 운동을 구현하여 조종 안전성 및 선회 안정 성을 향상시키게 된다.

이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 차량용 현가장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 롤 제어 장치가 적용된 차량용 현가장치의 정면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 롤 제어 장치에 적용되는 스테빌라이저 바의 부분 단면도이다.

도 4는, 도 3의 A 부분에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 가변 롤 제어 장치에 적용되는 링크고정유닛의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 링크고정유닛의 작동 상태도이다.

Claims

샤시 스프링을 설치한 스트럿 바가 차체와 너클 사이에 구성되고, 상기 너클은 로워암을 통하여 서브 프레임과 연결되는 현가장치에서,

차폭 방향으로 배치되어 상기 서브 프레임에 양측이 설치되는 중공의 메인 스테빌라이저 바;

상기 메인 스테빌라이저 바의 내부에 배치되며, 양단은 메인 스테빌라이저 바의 양측 절곡부를 관통하여 외부에 배치되는 보조 스테빌라이저 바;

상기 메인 스테빌라이저 바와 보조 스테빌라이저 바의 각 양단과 상기 스트럿 바의 일측을 연결하는 연결링크;

상기 보조 스테빌라이저 바의 일측을 상기 스트럿 바에 연결하는 일측 연결링크를 상기 스트럿 바에 선택적으로 고정되도록 하는 링크고정유닛으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 롤 제어 장치.
제1항에서,

상기 메인 스테빌라이저 바의 내부에는

상기 메인 스테빌라이저 바와 보조 스테빌라이저 바 사이의 간격을 유지하기 위한 장착부시가 개재되는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 롤 제어 장치.
제1항에서,

상기 링크고정유닛은

상기 일측 연결로드가 중앙을 통하여 관통되며, 일측면에는 상기 스트럿 바에 연결하기 위한 볼 조인트가 일체로 구성되고, 내부에는 클램핑 공간부를 형성하는 하우징;

상기 하우징의 클램핑 공간부에 내부에서, 상기 연결로드의 양측으로 배치되며, 각 외측면은 경사캠면을 형성하는 클램퍼;

상기 하우징의 클램핑 공간부 내부에서, 각 클램퍼의 외측에 배치되어 상기 클램퍼의 경사캠면에 각각 캠 작동하도록 대응하는 대응캠면을 갖는 캠 드라이버;

상기 각 캠 드라이버의 상단에 대응하여 상기 하우징의 상부 내측에 구성되어 제어신호에 따라 전자기력을 발생하여 상기 캠 드라이버를 상하 구동시키는 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 가변 롤 제어 장치.