KR101328713B1 - 액티브 롤 컨트롤 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액티브 롤 컨트롤 장치에 적용되는 액추에이터인 유압 실린더를 구성함에 있어, 그 실린더 하우징 일측면을 따라 가이드 레일을 구성하고, 상기 가이드 레일에는 피스톤 로드가 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 선단에 일체로 형성되는 슬라이더를 설치하여 구성함으로써, 상기 슬라이더 또는 피스톤 로드에 스테빌라이저 바의 일단이 볼 조인트를 통하여 장착되도록 하여 상기 유압 실린더의 작동 스트로크를 최대한 확보하면서 유압 실린더의 장착부 설계기준에 맞추며, 상기 유압 실린더와 스테빌라이저 바의 체결부 위치조정이 가능하도록 하여 유압 실린더의 공용화도 가능하도록 하는 것이다.

액티브 롤 컨트롤, ARC, 스테빌라이저 바, 액추에이터, 유압 실린더

Description

액티브 롤 컨트롤 장치{ACTIVE ROLL CONTROL SYSTEM}

본 발명은 액티브 롤 컨트롤 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 하우징 일측면을 따라 가이드 레일을 구성하고, 상기 가이드 레일에는 피스톤 로드가 절곡되어 연결되는 슬라이더를 설치하여 유압 실린더를 구성하여 상기 슬라이더 또는 피스톤 로드에는 스테빌라이저 바의 일단이 볼 조인트를 통하여 장착되는 액티브 롤 컨트롤 장치(ACRS: Active Roll Control System)에 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 현가장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링(101)과, 샤시 스프링(101)의 자유진동을 감쇄 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버(103) 및 차량의 롤링을 억제하는 스테빌라이저 바(105) 등으로 구성된다.

여기서, 상기 스테빌라이저 바(105)는 양측이 차체(107)와 설치되고, 양단은 로워암(109) 또는 스트럿 바(미도시)에 장착되어, 좌우측 바퀴(111)가 서로 동시에 상하 운동하는 경우에는 작용하지 않고, 좌우측 바퀴(111)가 서로 상대적으로 상하 운동하는 경우에는 비틀려 그때에 발생하는 비틀림 복원력으로 차체(107)의 롤을 억제하는 안티 롤 역할을 한다.

즉, 상기 스테빌라이저 바(105)는 차량의 선회 주행시에 차체(107)의 선회 외측이 원심력으로 기울어지거나 혹은 주행 중에 범프 또는 리바운드로 인해 좌우측 바퀴(111)가 상대적으로 위상차를 가질 때에 비틀어지면서 그 복원력으로 차체의 자세를 안정화시켜 주게 된다.

그런데, 상기한 종래의 스테빌라이저 바(105)는 자체 탄성 복원력만으로 차량의 기울어짐을 억제하거나, 기울어진 차체(107)를 복귀시켜 안정시키는 데에는 신속하고 정확한 롤 제어에 미흡한 점이 있으며, 이를 해결하기 위해 스테빌라이저 바(105)의 끝단에 유압 실린더(113)로 이루어지는 액추에이터를 연결하여 능동적인 롤 제어를 할 수 있도록 하는 액티브 롤 컨트롤 장치가 개발되었다.

상기와 같이 유압 실린더(113)를 이용하여 능동적인 롤 제어를 하기 위한 액티브 롤 컨트롤 장치는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 일측 로워암(109)과 스테빌라이저 바(105)의 일단을 연결하는 스테빌라이저 링크(115) 대신에 상기한 유압 실린더(113)를 적용하여 스테빌라이저 바(105)의 일단과 상기 로워암(109) 사이의 연결 길이를 가변되도록 함으로써, 스테빌라이저 바(105)의 강성을 변화시키는 메커니즘을 갖는다.

즉, 상기 액티브 롤 컨트롤 장치는 상기 유압 실린더(113)의 하단이 일측 로워암(109)에 연결되고, 상기 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(117) 선단은 상기 스 테빌라이저 바(105)의 일단과 볼 조인트(119))를 통하여 연결된다.

따라서 상기한 액티브 롤 컨트롤 장치는 차량의 가속도 센서, 차고 센서, 스티어링 센서에서 나오는 신호를 기반으로 ECU가 밸브, 유압펌프 등을 포함하는 유압 시스템을 제어하여 차량의 롤을 개선하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 액티브 롤 컨트롤 장치는 유압 실린더(113)(즉, 액추에이터)의 작동 스트로크를 최대한 확보하기 위하여 그 하단이 별도 브라켓(121)을 통하여 로워암(109)의 아래측에서 조립되어야 하며, 이와 같은 레이아웃은 가능하나 양산성을 고려하였을 경우, 설계기준에 맞지 않는 문제점이 있다.

또한, 종래 액티브 롤 컨트롤 장치는 상기 스테빌라이저 바(105)의 일단이 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(117) 선단에 볼 조인트(119)로 연결되어 체결부 위치조정이 불가하고, 이에 따라, 유압 실린더(113)를 공용화하여 적용할 수 없는 단점도 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 실린더 하우징 일측면을 따라 가이드 레일을 구성하고, 상기 가이드 레일에는 선단에 슬라이더를 형성하는 절곡 형성된 피스톤 로드가 상기 슬라이더를 통하여 슬라이드 가능하게 설치되는 유압 실린더를 구성하며, 상기 슬라이더 또는 피스톤 로드에는 스테빌라이저 바의 일단이 조인트를 통하여 장착되도록 함으로써, 상기 유압 실린더의 작동 스트로크를 최대한 확보하면서 유압 실린더의 장착부 설계기준에 맞추며, 상기 유압 실린더와 스테빌라이저 바의 체결부 위치조정이 가능하도록 하여 유압 실린더의 공용화가 가능하도록 하는 액티브 롤 컨트롤 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 액티브 롤 컨트롤 장치는 액추에이터의 하단이 일측 로워암에 연결되고, 상기 액추에이터의 작동로드 선단은 스테빌라이저 바의 일단과 연결되어 액추에이터의 작동에 따라 스테빌라이저 바의 강성을 변화시켜 차량의 롤을 능동적으로 개선하는 액티브 롤 컨트롤 장치에 있어서,

상기 액추에이터는 실린더 하우징의 일측면 길이방향을 따라 가이드 레일을 구성하고, 상기 가이드 레일을 따라 슬라이드 가능한 슬라이더가 일단에 형성된 절곡 형상의 피스톤 로드를 갖는 유압 실린더로 구성되며, 상기 스테빌라이저 바의 일단은 조인트를 통하여 상기 슬라이더의 전면에 체결되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 피스톤 로드는 "ㄷ"자 형상으로 형성되며 상기 슬라이더를 형성하는 일측면에는 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 조인트 체결홀을 형성하며, 타측은 상기 실린더 하우징 내부로 삽입되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 액티브 롤 컨트롤 장치에 의하면, 액티브 롤 컨트롤 장치의 액추에이터를 구성함에 있어, 실린더 하우징 일측면을 따라 가이드 레일을 구성하고, 상기 가이드 레일에는 선단에 슬라이더를 형성하는 절곡 형성된 피스톤 로드가 상기 슬라이더를 통하여 슬라이드 가능하게 설치되는 유압 실린더를 구성한 후, 상기 슬라이더 또는 피스톤 로드에는 스테빌라이저 바의 일단이 볼 조인트를 통하여 장착되도록 함으로써, 상기 유압 실린더의 작동 스트로크를 최대한 확보하면서 유압 실린더의 장착부 설계기준에 맞출 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 액티브 롤 컨트롤 장치는 상기 유압 실린더와 스테빌라이저 바의 체결부 위치조정이 가능하여 차종별 액티브 롤 컨트롤 장치에 적용될 유압 실린더의 공용화가 가능한 효과가 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치가 적용된 차량용 현가장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치의 사시도이다.

본 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치가 적용되는 차량용 현가장치는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링(1)이 차체(3)와 차축(5) 사이에 구성되고, 상기 샤시 스프링(1)의 자유진동을 감쇄 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버(7) 및 차량의 롤링을 억제하는 스테빌라이저 바(9) 등이 구성된다.

그리고 상기한 액티브 롤 컨트롤 장치는 액추에이터(10)의 하단이 일측 로워암(11)에 연결되고, 상기 액추에이터(10)의 작동로드 선단은 스테빌라이저 바(9)의 일단과 연결되어 액추에이터(10)의 작동에 따라 스테빌라이저 바(9)의 강성을 변화시켜 차량의 롤을 능동적으로 개선한다.

상기 액추에이터(10)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 유압 실린더로 이루어진다.

상기 유압 실린더는 그 실린더 하우징(21)의 외주면 일측에 평면으로 이루어지는 가이드 레일 설치면(F)을 형성하고, 그 하단면에는 상기 로워암(11)에 연결하기 위한 연결부(27)가 일체로 형성된다.

상기 실린더 하우징(21)의 가이드 레일 설치면(F)에는 길이방향을 따라 가이드 레일(23)을 구성한다.

상기 가이드 레일(23)에는 절곡 형상의 피스톤 로드 일선단에 형성되는 슬라이더(29)가 슬라이드 가능하게 설치된다.

즉, 상기 피스톤 로드(31)는 "ㄷ"자 형상으로 절곡 형성되며, 상기 슬라이더(29)가 형성되는 일측면에는 길이방향을 따라 3개의 조인트 체결홀(H)을 형성하 며, 상기 슬라이더(29)에도 그 전면에 상기 스테빌라이저 바(9)의 일단에 구성되는 볼 조인트(13)와 체결하기 위한 조인트 체결홀(H, 도 7 참조)이 형성한다.

또한, 상기 "ㄷ"자 형상의 피스톤 로드(31)는 그 타측이 상기 실린더 하우징(21) 내부로 삽입되며, 타측 부위에는 주름형 커버(33)가 설치되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 가이드 레일(23)은 그 상단과 하단에 상기 슬라이더(29)의 이탈을 방지하기 위한 스톱퍼(S)가 각각 설치되는 것이 바람직하다.

이러한 액추에이터의 구성으로부터 상기 스테빌라이저 바(9)의 일단은 볼 조인트(13)를 통하여 상기 슬라이더(29)의 전면에 형성되는 조인트 체결홀(H)에 체결되거나, 도 7에서 도시한 바와 같이, 액추에이터(10)의 작동 스트로크의 위치를 조정하거나 차종에 따른 공용화의 목적으로 그 체결위치를 조정하고자 할 경우, 상기 피스톤 로드(31)의 일측면에 형성되는 3개의 조인트 체결홀(H) 중 하나에 체결할 수도 있다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 액티브 롤 컨트롤 장치의 작동을, 도 5와 도 6을 통하여 설명한다.

먼저, 핸들을 돌려 선회 주행하는 등에 의해 상기 액추에이터(10)가 장착된 위치가 선회 내측이 되어 차고가 높아질 경우에는 상기 액추에이터(10)가 하강 작동하여 스테빌라이저 바(9)의 선단을 아래로 당겨 스테빌라이저 바(9)의 강성을 크게 함으로써 롤을 억제하도록 작동시키게 된다.

즉, 상기한 액추에이터(10)의 하강 작동은 가속도 센서, 차고 센서, 스티어 링 센서에서 나오는 신호를 기반으로 ECU가 유압 시스템을 제어하여, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 액추에이터(10)인 유압 실린더의 제1유압라인(L1)을 통하여 유압을 공급하고, 제2유압라인(L2)을 통하여 유압을 배출하여 피스톤 로드(31)를 하강 작동시키게 된다.

그러면, 상기 피스톤 로드(31)가 하강하면서, 차고가 높아지는 선회 내측의 스테빌라이저 바(9)의 선단을 하강시켜 차체(3)의 롤을 능동적으로 잡아주게 된다.

반대로, 상기 액추에이터(10)가 장착된 위치가 선회 외측이 되어 차고가 낮아질 경우에는 상기 액추에이터(10)가 상승 작동하여 스테빌라이저 바(9)의 선단을 위로 올려 스테빌라이저 바(9)의 강성을 크게 함으로써 롤을 억제하도록 작동시키게 된다.

즉, 상기한 액추에이터(10)의 상승 작동은 가속도 센서, 차고 센서, 스티어링 센서에서 나오는 신호를 기반으로 ECU가 유압 시스템을 제어하여, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 액추에이터(10)인 유압 실린더의 제1유압라인(L1)을 통하여 유압을 배출하고, 제2유압라인(L2)을 통하여 유압을 공급하여 피스톤 로드(31)를 상승 작동시키게 된다.

그러면, 상기 피스톤 로드(31)가 상승하면서, 차고가 낮아지는 선회 외측의 스테빌라이저 바(9)의 선단을 상승시켜 차체(3)의 롤을 능동적으로 잡아주게 된다.

여기서, 상기한 유압 시스템은 통상의 유압펌프와 유압공급라인 상의 솔레노이드 밸브를 포함하여 구성되며, 유압의 공급제어는 상기 ECU가 각 솔레노이드 밸브를 전기적으로 제어함으로써 이루는 일반적인 구성으로 그 자세한 설명은 생략한 다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치는 그 액추에이터(10)인 유압 실린더를 구성함에 있어 실린더 하우징(21) 일측면을 따라 가이드 레일(23)을 구성하고, 상기 가이드 레일(23)에는 피스톤 로드(31)가 절곡되어 그 선단에 형성되는 슬라이더(29)를 슬라이드 가능하게 설치하여 구성한 후, 상기 슬라이더(29) 또는 피스톤 로드(31)에 스테빌라이저 바(9)의 일단이 볼 조인트(13)를 통하여 장착되도록 함으로써, 종래 별도의 브라켓 없이도 상기 액추에이터(10)의 작동 스트로크를 최대한 확보하면서 액추에이터(10)의 장착부 설계기준을 맞출 수 있게 된다.

또한, 상기 액추에이터(10)와 스테빌라이저 바(9)의 체결부 위치조정이 가능하여 차종별 액추에이터(10)인 유압 실린더의 공용화가 가능하게 된다.

도 1은 일반적인 차량용 현가장치의 구성도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치가 적용된 차량용 현가장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치가 적용된 차량용 현가장치의 구성도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치의 사시도이다.

도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치의 작동 상태도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치와 스테빌라이저 바의 분해 사시도이다.

Claims (2)

1. 액추에이터의 하단이 일측 로워암에 연결되고, 상기 액추에이터의 작동로드 선단은 스테빌라이저 바의 일단과 연결되어 액추에이터의 작동에 따라 스테빌라이저 바의 강성을 변화시켜 차량의 롤을 능동적으로 개선하는 액티브 롤 컨트롤 장치에 있어서,

   상기 액추에이터는

   실린더 하우징의 일측면 길이방향을 따라 가이드 레일을 구성하고, 상기 가이드 레일을 따라 슬라이드 가능한 슬라이더가 일단에 형성된 절곡 형상의 피스톤 로드를 갖는 유압 실린더로 구성되며,

   상기 스테빌라이저 바의 일단은 조인트를 통하여 상기 슬라이더의 전면에 체결되는 것을 특징으로 하는 액티브 롤 컨트롤 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 피스톤 로드는

   "ㄷ"자 형상으로 형성되며 상기 슬라이더를 형성하는 일측면에는 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 조인트 체결홀을 형성하며, 타측은 상기 실린더 하우징 내부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 액티브 롤 컨트롤 장치.

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