KR100957161B1 - Semi-trailing arm type suspension system of vehicle - Google Patents
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Abstract
서브 프레임의 중앙 후방 마운팅 브라켓과 차체 사이에 토우가변수단을 구성하여 선회방향에 따라 중앙 후방 마운팅 브라켓의 선단과 차체의 연결위치를 변환하여 차륜의 토우를 가변 제어함으로써 전후력 및 횡력 또는 제동력에 대한 휠의 자세가 토우 아웃으로 유도되는 것을 방지하여 후륜 현가장치에 요구되는 추종성과 선회 안정성을 향상시키는 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치를 제공한다.A toe variable stage is constructed between the center rear mounting bracket and the body of the subframe, and the toe of the wheel is variably controlled by varying the connection position between the front end of the center rear mounting bracket and the body according to the turning direction. Provided is a semi-trailing arm suspension for a vehicle that prevents the attitude of the wheels from leading to toe-out, thereby improving the followability and turning stability required for the rear wheel suspension.
세미 트레일링 아암, 서브 프레임, 마운팅 브라켓, 토우 Semi trailing arm, subframe, mounting bracket, toe
Description
본 발명은 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 후륜에 적용되어 언더 스티어 성능을 증대시킨 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semi-trailing arm suspension for a vehicle, and more particularly, to a semi-trailing arm suspension for a vehicle that is applied to the rear wheel of the vehicle to increase the understeer performance.
일반적으로 차량의 현가장치는 차체와 차축 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결한 상태로, 상하방향으로는 스프링과 쇽 업소버 등으로 지지하고, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.In general, the suspension of the vehicle exists between the body and the axle, and the two rigid bodies are connected by one or more links, and are supported by springs and shock absorbers in the vertical direction and high in the other directions. By harmonizing stiffness and flexibility properly, the mechanical balance of the relative movement between the body and the wheels is achieved.
이러한 현가장치는 첫째, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자의 안락한 승차감을 제공하고, 둘째, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며, 셋째, 불규칙한 노면의 주행 시, 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동 시, 차량의 안정성을 확보하여야 하 다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.Such a suspension device firstly effectively blocks the irregular input of the road surface generated while driving the vehicle to provide a comfortable riding comfort of the occupant, and secondly, appropriately controls the shaking of the vehicle body caused by the driver's driving behavior and the curvature of the road surface. Convenience should be provided, and third, the basic conditions of ensuring the stability of the vehicle during turning and braking driving should be satisfied by maintaining the vertical load at the tire ground plane at an appropriate level when driving on irregular roads.
상기와 같은 조건을 만족시키기 위하여 여러 종류의 현가장치가 개발되어 실차에 적용되고 있는데, 그 하나의 예로서, 구성이 간단한 저가형 세미 트레일링 아암 타입 현가장치의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 1에 도시한 바와 같이, 서브 프레임(102)은 원통부재로서 그 중간부분이 후측으로 만곡되는 형태를 취하게 되며, 이의 중앙부 후측과 양단 전측 부분 각각에 일정길이를 갖는 중앙 후방 마운팅 브라켓(104)과 양측 전방 마운팅 브라켓(106)(108)이 형성된다.In order to satisfy the above conditions, various types of suspension devices have been developed and applied to actual vehicles. As an example, a general configuration of a low-cost semi-trailing arm type suspension device having a simple configuration is illustrated in FIG. As shown, the
그리고 상기 중앙 후방 및 양측 전방 마운팅 브라켓(104)(106)(108)은 각각에 수직형 인슐레이터(110)(112)(114)를 개재시켜 차체에 장착된다.The center rear and both
또한, 상기 서브 프레임(102)의 양측부 후방에는 세미 트레일링 아암(116)이 연결되는데, 이 세미 트레일링 아암(116)은 A형으로 이루어져 2개의 마운팅 부시(118)(120)가 상기 서브 프레임(102)에 장착되고, 후단부 외측에는 휠(122)을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어(124)가 설치된다.In addition, a semi trailing
이에 따라, 휠(122)은 상기 마운팅 부시(118)(120)를 힌지로 하여 상하방향으로 회전운동을 행하게 된다.Accordingly, the
그리고 상기 세미 트레일링 아암(116)이 노면 상태 및 차체의 기울기에 따라 서로 반대방향으로 승하강이 이루어지는 것을 억제하여 결국은 차량의 롤을 억제하는 스테빌라이저 바(126)는 일정 형상으로 이루어져 그 양측이 상기 서브 프레임(102)에 장착되고, 후측으로 절곡된 양 단부는 상기 세미 트레일링 아암(116)에 연결된다.In addition, the
또한, 상기 세미 트레일링 아암(116)에는 코일 스프링(128)과 쇽 업소버(130)가 배치되어 트레일링 아암(116)의 승하강 운동에 대한 완충 역할을 수행하게 된다.In addition, the semi trailing
그러나 상기와 같은 종래의 현가장치는, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 세미 트레일링 아암(116)이 전방의 서브 프레임(102)에만 연결되어 있는 바, 상기 마운팅 부시(118,120)의 후측에 위치한 휠(122)로부터 어떤 하중 즉, 도 2에서와 같이, 전후력(F1) 및 횡력(Fy)등이 입력되거나, 도 3에서 도시한 바와 같이, 제동력(F2)이 입력될 때, 이를 지지해 줄 수 있는 구조를 구비하고 있지 않다.However, in the conventional suspension as described above, as shown in FIGS. 2 and 3, the semi
이에 따라, 휠(122)에 전후력(F1)과 횡력(Fy) 또는 제동력(F2)이 가해지는 경우, 세미 트레일링 아암(116)은, 도 2와 도 3에서의 화살표와 같이 회전 하중을 받게 되지만, 이 하중은 모두 마운팅 부시(118,120)의 부시고무에서 수용해야 하는 바, 결국 부시고무의 변형에 의하여 세미 트레일링 아암(116)에 장착된 후륜은, 상기 도 2와 도 3의 가상선과 같이, 토우 아웃 경향을 나타내고, 이는 차량의 언더 스티어를 저해하는 단점을 나타낸다.As a result, when the front and back force F1 and the lateral force Fy or the braking force F2 are applied to the
이와 같이, 휠(122)에 전후력(F1) 및 횡력(Fy) 또는 제동력(F2)이 가해짐에 따라 휠(122)의 범프 시, 휠(122)의 자세가 토우 아웃 경향을 갖는다는 것은 자동차의 후륜 현가장치에서 요구되는 추종성과 선회 안정성이 결여됨으로써, 결국은 조종 안정성에 악영향을 미치게 한다는 문제점을 내포하고 있다. As described above, when the front and rear forces F1 and the lateral force Fy or the braking force F2 are applied to the
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 서브 프레임의 중앙 후방 마운팅 브라켓과 차체 사이에 토우가변수단을 구성하여 선회방향에 따라 중앙 후방 마운팅 브라켓의 선단과 차체의 연결위치를 변환함으로써 차륜의 토우를 가변 제어하여 전후력 및 횡력 또는 제동력에 대한 휠의 자세가 토우 아웃으로 유도되는 것을 방지하여 후륜 현가장치에 요구되는 추종성과 선회 안정성을 향상시키는 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, the problem to be solved by the present invention is to configure the tow variable stage between the center rear mounting bracket and the vehicle body of the sub-frame of the center rear mounting bracket according to the turning direction By changing the connection position between the front end and the body, the vehicle's toe is variably controlled to prevent the wheel's attitude against toe, lateral, and braking force from being led to the toe-out, thereby improving the tracking and turning stability required for the rear suspension. It is to provide a semi trailing arm suspension.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치는 차폭 방향으로 배치되어 중앙 후방 마운팅 브라켓과 양측 전방 마운팅 브라켓을 통해 차체 하부에 지지되는 서브 프레임; 후방 외측부에는 스핀들 장착단을 통하여 휠 캐리어가 장착되어 상기 서브 프레임의 양단 후측부에 각 마운팅 부시를 통하여 연결되는 세미 트레일링 아암; 상기 세미 트레일링 아암과 차체 사이에 스프링 및 쇽 업소버가 배치되어 구성되는 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치에 있어서,Semi-trailing arm suspension device for a vehicle of the present invention for realizing the technical problem as described above is disposed in the vehicle width direction sub-frame is supported in the lower body through the central rear mounting bracket and both front mounting bracket; A semi trailing arm mounted at a rear outer side through a spindle mounting end and connected to each rear end of the subframe through respective mounting bushes; In a semi-trailing arm suspension device for a vehicle, which is arranged between the semi-trailing arm and the vehicle body, spring and shock absorbers,
상기 서브 프레임의 중앙 후방 마운팅 브라켓과 차체 사이에 구성되어 제어기의 제어신호에 따라 상기 중앙 후방 마운팅 브라켓의 선단과 차체의 연결위치를 변환하여 차륜의 토우를 가변 제어하는 토우가변수단을 포함한다.The tow variable stage is configured between the central rear mounting bracket of the sub-frame and the vehicle body to variably control the tow of the wheel by converting the connection position of the front end of the central rear mounting bracket and the vehicle body according to a control signal of the controller.
상기 토우가변수단은 상기 중앙 후방 마운팅 브라켓의 선단에 대응하도록 배치되어 차체 하부에 장착되며, 단면상에는 차폭방향으로 슬라이드 레일이 형성되는 레일블록; 상기 레일블록의 슬라이드 레일 상에 슬라이드 가능하게 설치되며, 상면에는 상기 중앙 후방 마운팅 브라켓의 선단이 피봇 체결되는 슬라이더; 상기 슬라이더에 대향하여 차체의 하부 일측에 구성되는 피봇 브라켓에 일단이 피봇 체결되고, 타단은 상기 중앙 후방 마운팅 브라켓의 선단과 함께 상기 슬라이더에 피봇 체결되는 연결링크; 상기 슬라이더의 양측단에 각각 대응하여 상기 레일블록 상에 장착되며, 제어기의 제어신호에 따라 전후진 구동하여 상기 슬라이더를 양측으로 슬라이드 이동시키는 양측 전동 액추에이터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The toe variable stage is disposed so as to correspond to the front end of the central rear mounting bracket is mounted to the lower portion of the body, the rail block on the cross section in the slide rail in the vehicle width direction; A slider slidably installed on a slide rail of the rail block, the upper surface of the slider being pivotally fastened to the front end of the central rear mounting bracket; A connection link having one end pivoted to a pivot bracket configured at a lower side of the vehicle body opposite to the slider, and the other end pivoted to the slider together with the front end of the central rear mounting bracket; It is mounted on the rail block corresponding to both ends of the slider, respectively, characterized in that it consists of two-sided electric actuator for driving forward and backward in accordance with the control signal of the controller to slide the slider to both sides.
상기 제어기는 가속도 센서에 의해 입력되는 횡가속도 신호에 따라 선회방향의 전동 액추에이터에는 전진 구동신호를 출력하고, 선회반대방향의 전동 액추에이터에는 후진 구동신호를 출력하는 제어로직을 포함하는 것을 특징으로 한다.The controller is characterized in that it comprises a control logic for outputting the forward drive signal to the electric actuator in the rotational direction in accordance with the lateral acceleration signal input by the acceleration sensor, and the reverse drive signal to the electric actuator in the reverse direction of rotation.
상기한 바와 같이 본 발명의 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치에 의하면, 서브 프레임의 중앙 후방 마운팅 브라켓과 차체 사이에 토우가변수단을 구성하여 선회방향에 따라 중앙 후방 마운팅 브라켓의 선단과 차체의 연결위치를 변환함으로써 차륜의 토우를 가변 제어하여 전후력 및 횡력 또는 제동력에 대한 휠의 자세가 토우 아웃으로 유도되는 것을 방지하여 후륜 현가장치에 요구되는 추종성과 선회 안정성을 향상시키며, 이로 인한 조종 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the semi-trailing arm suspension device for a vehicle of the present invention, a toe variable stage is formed between the center rear mounting bracket of the subframe and the vehicle body and the connection position between the front end of the central rear mounting bracket and the vehicle body according to the turning direction. By varying the wheel's toe, the wheel's toe is variably controlled to prevent the wheel's attitude toward toe-out and lateral or braking force from being led to toe-out, which improves the tracking and turning stability required for the rear suspension. It can be effective.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described in detail.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 세미 트레일링 아암형 현가장치의 평면 구성도이고, 도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 세미 트레일링 아암형 현가장치가 적용된 차량의 좌,우 선회 시, 작동 개념도이다. 4 is a plan view illustrating a semi trailing arm suspension according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are left and right sides of a vehicle to which a semi trailing arm suspension is applied according to an embodiment of the present invention. This is a conceptual view of the operation when turning.
본 실시예에 따른 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치는, 도 4에 도시한 바와 같이, 차폭방향으로 서브 프레임(2)이 구비된다.In the vehicle semi-trailing arm suspension according to the present embodiment, as illustrated in FIG. 4, the
상기 서브 프레임(2)은 원통부재로서 그 중간부분이 후측으로 만곡되는 형태를 취하게 되며, 이의 중앙부 후측과 양단 전측 부분 각각에 일정길이를 갖는 중앙 후방 및 양측 전방 마운팅 브라켓(4)(6)(8)이 형성된다.The sub-frame (2) is a cylindrical member whose middle portion is curved to the rear side, and the center rear and both front mounting brackets (4) (6) having a predetermined length on each of the rear portion and the front portion of both ends thereof. (8) is formed.
그리고 상기 양측 전방 마운팅 브라켓(6)(8)은 각각에 수직형 인슐레이터(12)(14)를 개재시켜 차체에 장착된다.The two
또한, 상기 서브 프레임(2)의 양측부 후방에는 세미 트레일링 아암(16)이 연결되는데, 이 세미 트레일링 아암(16)은 A형으로 이루어져 2개의 마운팅 부시(18)(20)를 통하여 서브 프레임(2)에 장착되고, 후단부 외측에는 휠(22)을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어(24)가 스핀들 장착단(25)을 통하여 설치된다.In addition, a semi trailing
한편, 차량의 롤을 억제하는 스테빌라이저 바(26)는 그 양측이 상기 서브 프레임(2)에 마운터(27)을 통하여 장착되고, 양 단부는 각각 세미 트레일링 아암(16)에 연결 마운터(28)를 통하여 연결된다.On the other hand, the
또한, 상기 세미 트레일링 아암(16)에는 스프링(30)과 쇽 업소버(32)가 배치 되어 세미 트레일링 아암(16)의 승하강 운동에 대한 완충 역할을 수행하게 된다.In addition, the semi trailing
이러한 구성을 갖는 세미 트레일링 아암형 현가장치에서, 상기 서브 프레임(2) 상의 상기 중앙 후방 마운팅 브라켓(4)은 차체 사이에 토우가변수단(40)을 개재하여 설치되는데, 상기 토우가변수단(40)은, 제어기(41)의 제어신호에 따라 상기 중앙 후방 마운팅 브라켓(4)의 선단과 차체의 연결위치를 변환하여 차륜의 토우를 가변 제어하도록 구성된다.In the semi trailing arm type suspension having this configuration, the central
상기한 토우가변수단(40)의 구체적인 구성은, 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 레일블록(43)이 상기 중앙 후방 마운팅 브라켓(4)의 선단에 대응하도록 배치되어 차체 하부에 장착되며, 이 레일블록(43)의 단면상에는 차폭방향으로 슬라이드 레일(45)이 형성된다.Specific configuration of the tow
상기 레일블록(43)의 슬라이드 레일(45) 상에는 슬라이더(47)가 슬라이드 가능하게 설치된다. On the
상기 슬라이더(47)의 상면에는 상기 중앙 후방 마운팅 브라켓(4)의 선단이 피봇(P) 체결된다.The front end of the central
그리고 상기 슬라이더(47)에 대향하여 차체의 하부 일측에는 피봇 브라켓(49)이 체결되고, 상기 피봇 브라켓(49)에는 연결링크(51)가 그 일단을 통하여 피봇(P) 체결된다. In addition, a
상기한 연결링크(51)의 타단은 상기 중앙 후방 마운팅 브라켓(4)의 선단과 함께 상기 슬라이더(47)에 피봇(P) 체결된다.The other end of the connecting
또한, 상기 슬라이더(47)의 양측단에 각각 대응하여 상기 레일블록(43) 상에 는 전동 액추에이터(53,55)가 각각 장착된다.In addition, the
상기 좌,우측 전동 액추에이터(53,55)는 제어기(41)의 제어신호에 따라 전후진 구동하여 상기 슬라이더(47)를 슬라이드 레일(45)을 따라 양방향으로 슬라이드 이동시키도록 구성된다.The left and right
여기서, 상기 제어기(41)는 가속도 센서(57)에 의해 입력되는 횡가속도 신호에 따라 선회방향의 전동 액추에이터(53 또는 55)에는 전진 구동신호를 출력하고, 선회반대방향의 전동 액추에이터(53 또는 55)에는 후진 구동신호를 출력하는 제어로직을 포함하여 구성된다.Here, the
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치는 차량의 선회 주행시, 가속도 센서(57)에서 감지되는 횡가속도 신호를 제어기(41)가 수신하여 좌,우측 전동 액추에이터(53,55)에 제어신호를 출력하게 된다.Therefore, the semi-trailing arm suspension for a vehicle having the above-described configuration, when the vehicle turns, the
그러면, 상기 좌,우측 전동 액추에이터(53,55)는 서로 반대로 구동하여 슬라이더(47)를 좌측 혹은 우측으로 이동시킴으로써 중앙 후방 마운팅 브라켓(4)의 선단과 차체의 연결위치를 변환하여 서브 프레임(2)이 선회방향으로 다소 회전되도록 함으로써 선회 외륜이 토우 인 방향으로 거동하도록 유도하게 된다. Then, the left and right
이러한 작동을 차량의 좌 선회 시를 기준으로 구체적으로 설명하면, 도 5에서 도시한 바와 같이, 양 차륜이 차체에 대하여 좌우 대칭을 유지하여 직진 주행 중, 좌 선회 주행을 하게 되면, 이때, 가속도 센서(57)는 좌 선회 횡가속도 신호를 제어기(41)로 출력하게 된다.When the operation is described in detail with reference to the left turning of the vehicle, as shown in FIG. 5, when both wheels are left and right symmetrical with respect to the vehicle body and the left turning is performed while driving straight, the acceleration sensor Numeral 57 outputs the left turning lateral acceleration signal to the
그러면, 제어기(41)는 좌측 전동 액추에이터(53)를 전진 구동시키고, 우측 전동 액추에이터(55)는 후진 구동시켜 슬라이더(47)를 우측으로 이동시키게 된다.Then, the
이에 따라, 중앙 후방 마운팅 브라켓(4)의 선단과 차체의 연결 위치는 우측으로 이동하여 전체적으로 서브 프레임(2)이 반시계 방향으로 회전되며, 이때의 선회 외륜인 우측 차륜(W1)은 토우 인으로 유도되어 언더 스티어 경향을 갖게 된다.Accordingly, the connection position between the front end of the center
또한, 차량의 우 선회 시를 기준으로 구체적으로 설명하면, 도 6에서 도시한 바와 같이, 양 차륜이 차체에 대하여 좌우 대칭을 유지하여 직진 주행 중, 우 선회 주행을 하게 되면, 이때, 가속도 센서(57)는 우 선회 횡가속도 신호를 제어기(41)로 출력하게 된다.In addition, when the vehicle is specifically described on the basis of the right turning time, as shown in FIG. 6, when both wheels are left and right symmetrical with respect to the vehicle body and the right driving is performed while driving straight, the acceleration sensor ( 57 outputs the right turning lateral acceleration signal to the
그러면, 제어기(41)는 우측 전동 액추에이터(55)를 전진 구동시키고, 좌측 전동 액추에이터(53)는 후진 구동시켜 슬라이더(47)를 좌측으로 이동시키게 된다.Then, the
이에 따라, 중앙 후방 마운팅 브라켓(4)의 선단과 차체의 연결 위치는 좌측으로 이동하여 전체적으로 서브 프레임(2)이 시계 방향으로 회전되며, 이때의 선회 외륜인 좌측 차륜(W2)은 토우 인으로 유도되어 언더 스티어 경향을 갖게 된다.Accordingly, the connection position between the front end of the center
이와 같이, 본 발명의 차량용 세미 트레일링 아암형 현가장치는 선회 외륜의 전후력(F1)과 횡력(Fy) 및 제동력(F2)에 대한 토우 아웃 경향을 토우 인으로 조정하여 후륜 서스펜션이 언더 스티어를 경향을 갖도록 하는 것이다.As described above, the vehicle semi-trailing arm suspension of the present invention adjusts the toe-out tendency of the front and rear forces F1, the lateral force Fy, and the braking force F2 of the turning outer ring to toe-in, so that the rear suspension is understeer. To have a tendency.
도 1은 일반적인 세미 트레일링 아암형 현가장치의 평면 구성도이다.1 is a plan view of a typical semi-trailing arm suspension.
도 2는 종래 기술에 따른 세미 트레일링 아암형 현가장치의 휠에 전후력 및 횡력이 작용할 경우의 작동 개념도이다.2 is an operation conceptual diagram when the front and rear force and the lateral force act on the wheel of the semi-trailing arm suspension according to the prior art.
도 3은 종래 기술에 따른 세미 트레일링 아암형 현가장치의 휠에 제동력이 작용할 경우의 작동 개념도이다.3 is a conceptual view of the operation when the braking force is applied to the wheel of the semi-trailing arm suspension according to the prior art.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 세미 트레일링 아암형 현가장치의 평면 구성도이다.4 is a plan view illustrating a semi trailing arm suspension according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 세미 트레일링 아암형 현가장치가 적용된 차량의 좌 선회 시, 작동 개념도이다. FIG. 5 is a conceptual view of the vehicle when turning left of a vehicle to which a semi trailing arm suspension according to an exemplary embodiment of the present invention is applied.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 세미 트레일링 아암형 현가장치가 적용된 차량의 우 선회 시, 작동 개념도이다. FIG. 6 is a conceptual view illustrating the operation of the vehicle to which the semi-trailing arm suspension is applied according to an embodiment of the present invention. FIG.
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