KR101316406B1 - 리어 서스펜션의 토우 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리어 서스펜션의 토우 조절장치에 관한 것으로, 로워암을 상호 예각을 이루는 전방로워암(20)과 후방로워암(21)으로 구성하고, 그들 사이에 스텝모터(31)에 의해 각도가 조절되는 전방링크(32)와 후방링크(33)로 이루어진 토우조절링크(30)가 설치된 것을 특징으로 한다.

따라서, 전자제어유니트(40)가 차량의 주행상태(직진, 저속선회, 고속선회)에 따라서 상기 스텝모터(31)의 작동방향을 조절하여 리어휠(50)에 적절한 토우값을 부여하여 직진 주행 안정성, 선회 주행성능을 향상시킬 수 있게 된다.

리어휠, 토우인, 토우아웃

Description

리어 서스펜션의 토우 조절장치{toe control system of rear suspension}

본 발명은 자동차의 리어 서스펜션에 관한 것으로, 특히 맥퍼슨 스트럿 서스펜션 타입의 리어 서스펜션에서 리어 휠의 토우값을 능동적으로 조절할 수 있도록 된 토우 조절장치에 관한 것이다.

리어 서스펜션에 적용되는 맥퍼슨 스트럿 서스펜션은 도 1의 (a),(b)와 같이 크로스멤버(1)와, 크로스멤버(1)와 리어액슬(2)을 연결하는 로워암(3), 리어액슬(2)과 차체 사이에 설치된 스트럿(4)으로 간단하게 구성되고, 상기 리어액슬(2)에 리어휠(5)이 장착된다.

따라서, 상기 로워암(3)을 매개로 리어휠(5)이 상하 거동할 수 있게 되어 범프 및 리바운드, 그에 따른 차체의 롤링이 가능하다.

그런데, 상기와 같이 로워암(3)이 H형상으로 이루어져 있어서 스티어링 뿐만 아니라 토우값의 변화가 불가능한 구조로 이루어져 있었다.

단지 로워암(3) 전후의 부시(6a,6b) 강성을 조절하여 횡력에 의한 토우인(toe-in)을 실현할 수 있을 뿐이었다. 리어휠(2)에 작용하는 전후방향 힘에 의해서는 토우인이 실현되는 것은 불가능하였다.

이와 같이 종래 리어 서스펜션 특히 리어휠(5)의 토우값에 대한 지오메트리는 고정형이어서 능동적인 가변 조작에 따른 차량의 직진 안정성이나 선회 주행성능 등의 향상을 도모할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 리어 서스펜션의 지오메트리 가변을 통해 차량의 주행 상태에 맞추어 리어휠의 토우값을 적절히 조절할 수 있게 됨에 따라 직진 안정성 및 선회 주행성능을 향상시킬 수 있도록 된 리어 서스펜션의 토우 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

크로스멤버와 리어액슬을 연결하는 로워암, 상기 리어액슬과 차체 사이에 설치된 스트럿을 포함하는 리어 서스펜션에 있어서,

상기 로워암이 상호 예각을 이루는 전방로워암과 후방로워암으로 이루어지고,

상기 전방로워암과 후방로워암은 토우조절링크를 매개로 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 토우조절링크는 상기 전방로워암과 후방로워암에 볼조인트된 전방링크와 후방링크 및 상기 전방링크와 후방링크를 연결하는 스텝모터로 이루어진다.

상기 스텝모터의 바디는 상기 후방링크에 고정되고, 회전축에는 상기 전방링크가 고정된다.

상기 스텝모터는 전자제어유니트에 의해 차량이 직진 주행일때는 상기 전방링크와 후방링크의 각도를 유지하고, 저속선회시에는 각도를 증가시켜 리어휠에 토 우아웃을 발생시키며, 고속회전시에는 각도를 감소시켜 리어휠에 토우인을 발생시키도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 로워암을 전방로워암과 후방로워암으로 구성하고, 이들 사이에 스텝모터에 의해 작동되는 토우조절링크를 설치하여 상기 후방로워암에 대한 전방로워암의 각도를 가변시킴으로써 토우값을 용이하게 가변시킬 수 있게 된다.

따라서, 직진 주행상태, 저속 선회상태 및 고속 선회상태에 따라 리어휠의 토우값을 적절히 조절함으로써 직진 안정성과 선회 주행성능을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 리어 서스펜션의 토우 조절장치의 구성도이다.

맥퍼슨 스트럿 서스펜션으로서 크로스멤버에 연결된 로워암에 리어액슬(10)이 연결되고, 리어액슬(10)에 스트럿의 하단이 장착되는 것은 종래와 동일하다.

그러한 구성에 있어서, 본 발명은 상기 로워암이 상호 소정 각도의 예각을 이루는 전방로워암(20)과 후방로워암(21)으로 이루어지고, 그 전방로워암(20)과 후방로워암(21)의 사이에 이들 사이의 각도를 가변시키는 토우조절링크(30)가 구비된 것에 그 특징이 있다.

상기 전방로워암(20)과 후방로워암(21)의 차량 횡방향 외측단부는 상기 리어액슬(10)에 각각 볼조인트 연결되고, 상기 후방로워암(21)의 차량 내측 단부는 크 로스멤버에 볼조인트연결되며, 상기 전방로워암(20)의 차량 내측 단부는 상기 크로스멤버에서 연결되되, 상기 전방로워암(20)의 회동에 따라 슬라이딩 이동 가능한 구조로 연결된다. 연결상태를 유지하면서 슬라이딩이 가능하도록 하는 구조는 당업자가 용이하게 설계하여 실시할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 예를 들어 볼조인트 구조에서라면 볼이 수용되는 볼시트를 볼의 회동반경을 따라 호형으로 연장 형성하면 연결상태를 유지하면서도 조인트된 단부의 회동을 허용할 수 있게 된다.

한편, 상기 토우조절링크(30)는 중앙의 스텝모터(31)를 매개로 연결된 전방링크(32)와 후방링크(33)로 이루어지는데, 상기 전방링크(32)는 상기 전방로워암(20)에 연결되고 상기 후방링크(33)는 상기 후방로워암(21)에 연결된다.

이때 상기 전방링크(32)와 전방로워암(20) 및 상기 후방링크(33)와 후방로워암(21)은 단면 형상이 중앙은 좁고 양단부로 갈수록 넓어지는 형상의 내경을 가진 부시를 매개로 연결된다.

즉, 전방링크(32)의 경우, 전방링크(32)의 앞쪽 단부에 부시의 외경을 이루는 원형관부(32a)가 형성되고, 그 원형관부(32a)의 내부에 상기와 같이 중앙은 좁고 양단부로 갈수록 넓어지는 형상의 내경을 갖는 고무부시(34)가 삽입되며, 그 고무부시(34)의 내경으로 상기 전방로워암(20)이 삽입된 구조로 이루어진다.

도면에는 전방링크(32)와 전방로워암(20)의 연결부위만을 확대도시하였으나 후방링크(33)와 후방로워암(21)의 연결부위도 같은 구조로 이루어진다.

상기와 같은 고무부시(34)의 형상에 의해 이후 설명할 토우조절링크(30)의 작동에 의해 상기 전방로워암(20)과 후방로워암(21)의 각도 조절이 가능해진다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스텝모터(31)는 바디(31a)가 후방링크(33)에 일체로 고정되고, 회전축(31b)은 전방링크(32)의 단부에 볼트(B)와 너트(N)를 매개로 체결된다.

따라서, 스텝모터(31)의 작동에 의하여 전방링크(32)와 후방링크(33) 사이의 각도가 조절될 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 스텝모터(31)는 전자제어유니트(40)에 의해 작동이 제어되는데, 전자제어유니트(40)에는 조향각센서와 차속센서로부터 조향각과 차속이 입력되고 있으며, 그 값에 의해 차량의 직진주행과 저속선회주행 및 고속선회주행을 판단하고, 그에 따라 상기 스텝모터(31)의 작동을 조절하게 된다.

상기 전자제어유니트(40)는 조향각센서로부터 입력된 조향각이 설정값 이하이면 직진주행상태로 판단하고 이 경우에는 스텝모터(31)를 작동시키지 않는다.

따라서 리어휠(50)의 토우각은 변화되지 않으며 최초 설치된 직진 주행상태를 유지하게 된다.

한편, 조향각센서로부터 입력된 조향각이 설정값 이상이고 차속센서로부터 입력된 차속이 설정값 이하이면 저속 선회주행상태로 판단하고, 상기 스텝모터(31)를 전방링크(32)와 후방링크(33) 사이의 각도가 증가하는 방향으로 작동시킨다.

이와 같이 전방링크(32)와 후방링크(33) 사이의 각도가 증가되면 토우조절링크(30) 전체(양단부 사이의 직선거리)의 길이가 증가하면서 전방로워암(20)과 후방로워암(21) 사이의 각도가 증가하면서 전방로워암(20)이 차량 외측으로 회동함에 따라 리어휠(50)에 토우아웃(toe out)이 발생된다.

상기와 같이 리어휠(50)에 토우아웃이 발생함으로써 저속 선회시 선회가 신속하게 이루어짐은 물론 선회 반경이 감소하게 된다.

또한, 상기 전자제어유니트(40)는 조향각센서로부터 입력된 조향각이 설정값 이상이고 차속센서로부터 입력된 차속도 설정값 이상이면 고속 선회주행상태로 판단하고, 상기 스텝모터(31)를 전방링크(32)와 후방링크(33) 사이의 각도가 감소하는 방향으로 작동시킨다.

이와 같이 저속선회시 전방링크(32)와 후방링크(33) 사이의 각도가 감소되면 토우조절링크(30) 전체(양단부 사이의 직선거리)의 길이가 줄어들면서 전방로워암(20)과 후방로워암(21) 사이의 각도가 감소하게 되고, 이에 전방로워암(20)이 차량 내측으로 회동함에 따라 리어휠(50)에 토우인(toe in)이 발생된다.

따라서, 고속선회시 차량의 거동 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 차량 주행상태에 따라 리어휠의 토우값을 조절할 수 있게 되어 차량의 직진성능, 저속 및 고속 선회선능을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1의 (a),(b)는 종래 리어 서스펜션의 정면도와 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 리어 서스펜션의 평면도,

도 3은 토우조절링크의 연결 상태도,

도 4는 차량 저속 선회주행시 작동상태도,

도 5는 차량 고속 선회주행시 작동상태도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 리어액슬 20 : 전방로워암

21 : 후방로워암 30 : 토우조절링크

31 : 스텝모터 31a : 바디

31b : 회전축 32 : 전방링크

33 : 후방링크 40 : 전자제어유니트

50 : 리어휠

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 크로스멤버와 리어액슬(10)을 연결하는 로워암, 상기 리어액슬(10)과 차체 사이에 설치된 스트럿을 포함하는 리어 서스펜션에 있어서,

   상기 로워암이 상호 예각을 이루는 전방로워암(20)과 후방로워암(21)으로 이루어지고,

   상기 전방로워암(20)과 후방로워암(21)은 토우조절링크(30)를 매개로 연결되며,

   상기 토우조절링크(30)는 상기 전방로워암(20)과 후방로워암(21)에 볼조인트된 전방링크(32)와 후방링크(33) 및 상기 전방링크(32)와 후방링크(33)를 연결하는 스텝모터(31)로 이루어지고,

   상기 스텝모터(31)의 바디(31a)는 상기 후방링크(33)에 고정되고, 회전축(31b)에는 상기 전방링크(32)가 고정된 것을 특징으로 하는 리어 서스펜션의 토우 조절장치.
4. 크로스멤버와 리어액슬(10)을 연결하는 로워암, 상기 리어액슬(10)과 차체 사이에 설치된 스트럿을 포함하는 리어 서스펜션에 있어서,

   상기 로워암이 상호 예각을 이루는 전방로워암(20)과 후방로워암(21)으로 이루어지고,

   상기 전방로워암(20)과 후방로워암(21)은 토우조절링크(30)를 매개로 연결되며,

   상기 토우조절링크(30)는 상기 전방로워암(20)과 후방로워암(21)에 볼조인트된 전방링크(32)와 후방링크(33) 및 상기 전방링크(32)와 후방링크(33)를 연결하는 스텝모터(31)로 이루어지고,

   상기 스텝모터(31)는 전자제어유니트(40)에 의해 차량이 직진 주행일때는 상기 전방링크(32)와 후방링크(33)의 각도를 유지하고, 저속선회시에는 각도를 증가시켜 리어휠(50)에 토우아웃을 발생시키며, 고속회전시에는 각도를 감소시켜 리어휠(50)에 토우인을 발생시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 리어 서스펜션의 토우 조절장치.

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