KR101427945B1 - 액티브 롤 컨트롤 장치 - Google Patents

액티브 롤 컨트롤 장치

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KR101427945B1
KR101427945B1 KR1020130048682A KR20130048682A KR101427945B1 KR 101427945 B1 KR101427945 B1 KR 101427945B1 KR 1020130048682 A KR1020130048682 A KR 1020130048682A KR 20130048682 A KR20130048682 A KR 20130048682A KR 101427945 B1 KR101427945 B1 KR 101427945B1
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라은우
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현대자동차 주식회사
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Abstract

액티브 롤 컨트롤 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 스태빌라이저 바의 비틀림 강성을 변화시켜 차량의 롤을 능동적으로 제어하는 액티브 롤 컨트롤 장치에 있어서, 양측이 차체에 연결되는 스태빌라이저 바; 상기 스태빌라이저 바의 양 단부 블레이드 상에 일체로 구성되어 액추에이터의 구동력에 의해 레일 상의 슬라이더를 전후진 작동시키는 리니어 액추에이터; 상기 리니어 액추에이터의 슬라이더와 휠측과 연결되는 현가부품 사이에 설치되는 스태빌라이저 링크를 포함한다.

Description

액티브 롤 컨트롤 장치{ACTIVE ROLL CONTROL SYSTEM}
본 발명은 액티브 롤 컨트롤 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스태빌라이저 바의 블레이드 부분의 길이를 가변함으로써 스태빌라이저 바의 롤 강성을 가변하여 능동적인 롤 제어를 가능하게 하는 액티브 롤 컨트롤 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 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 스태빌라이저 바(105) 등을 포함한다.
여기서, 상기 스태빌라이저 바(105)는 양측이 차체(107)와 설치되고, 양단은 스태빌라이저 링크(115)를 통하여 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 비틀림 복원력으로 차체(107)의 롤을 억제하는 안티 롤 역할을 한다.
즉, 상기 스태빌라이저 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 스태빌라이저 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 위하여 도 2에서 도시한 바와 같이, 스태빌라이저 바(105)의 블레이드(105a) 선단에 유압 실린더(113)로 이루어지는 액추에이터를 연결하여 능동적인 롤 제어를 할 수 있도록 하는 리니어방식의 액티브 롤 컨트롤 장치가 개발되었다.
상기한 리니어방식 이외에도 로터리방식이 있으나, 그 자세한 설명은 생략한다.
즉, 상기와 같이 리니어방식의 액티브 롤 컨트롤 장치는 일측 로워암(109)과 스태빌라이저 바(105)의 일단을 연결하는 스태빌라이저 링크(115) 대신에 상기한 유압 실린더(113)를 적용하여 스태빌라이저 바(105)의 일측 블레이드(105a) 선단과 상기 로워암(109) 사이의 연결 길이를 가변되도록 함으로써, 스태빌라이저 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 스태빌라이저 바(105)의 일단과 볼 조인트(119))를 통하여 연결된다.
따라서 상기한 리니어방식의 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 액추에이터의 작동력이 차체의 거동에 직접적으로 작용하여야 함에 따라 액추에이터의 용량이 커야하고, 이에 따라 비용 및 레이아웃에 불리한 단점이 있다. 또한, 액추에이터의 작동력이 차체의 거동에 직접적으로 작용함에 따라 인위적인 차체의 자세 제어가 이루어져 이질감이 발생하는 단점도 있다.
본 발명의 실시 예는 스태빌라이저 바의 블레이드 부분을 액추에이터에 의해 전후진 작동하는 슬라이더에 의해 스태빌라이저 링크와 연결함으로써, 상기 블레이드의 길이를 가변하는 작동을 통하여 스태빌라이저 바의 롤 강성을 가변하여 능동적인 롤 제어를 가능하게 하는 액티브 롤 컨트롤 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 스태빌라이저 바의 비틀림 강성을 변화시켜 차량의 롤을 능동적으로 제어하는 액티브 롤 컨트롤 장치에 있어서, 양측이 차체에 연결되는 스태빌라이저 바; 상기 스태빌라이저 바의 양 단부 블레이드 상에 일체로 구성되어 액추에이터의 구동력에 의해 레일 상의 슬라이더를 전후진 작동시키는 리니어 액추에이터; 상기 리니어 액추에이터의 슬라이더와 휠측과 연결되는 현가부품 사이에 설치되는 스태빌라이저 링크포함하는 액티브 롤 컨트롤 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 리니어 액추에이터는 후단이 상기 블레이드의 각 선단에 일체로 고정되는 실린더; 상기 실린더의 선단에 길이방향을 따라 일체로 고정되는 레일; 및 상기 레일 상에 슬라이드 가능하게 설치되며, 상기 실린더의 작동로드 선단과 연결되는 슬라이더를 포함할 수 있다.
또한, 상기 실린더는 유압 실린더로 구성되어 상기 블레이드의 길이방향을 따라 고정되며, 실린더 하우징의 내부 양측에는 상기 작동로드와 연결되는 피스톤의 양단을 탄성 지지하여 충격력을 흡수하도록 댐퍼가 구성될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 유압 실린더는 제어밸브가 차량의 운행정보에 따른 제어기의 제어신호에 따라 유압펌프로부터 공급되는 유압을 공급 제어하는 유압공급유닛에 의해 작동 제어될 수 있다.
또한, 상기 레일은 상기 실린더 하우징의 선단 상측에 레일부가 하향하도록 고정될 수 있다.
또한, 상기 슬라이더는 상기 스태빌라이저 링크와 볼조인트를 통하여 연결될 수 있다.
또한, 상기 리니어 액추에이터는 차량의 직진 주행 시, 슬라이더를 전진 구동시키고, 차량의 선회 주행 시, 상기 슬라이더를 후진 구동시키도록 전후진 제어될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 스태빌라이저 바의 블레이드 부분을 액추에이터에 의해 전후진 작동하는 슬라이더를 통하여 스태빌라이저 링크와 연결함으로써, 상기 블레이드의 길이를 가변하는 작동을 구현하며, 이로 인해 스태빌라이저 바의 롤 강성을 가변하여 능동적인 롤 제어를 가능하게 한다.
또한, 액추에이터의 작동력이 차체의 거동에 따른 하중방향과 직각을 이루도록 하여 액추에이터의 작동력을 작게 할 수 있으며, 이로 인해 액추에이터의 용량을 작게 할 수 있다.
또한, 상기 액추에이터의 용량을 줄일 수 있어, 장치의 설치비용 및 레이아웃에 이점이 있다.
또한, 직진 주행 시, 스태빌라이저 바의 강성이 낮아져 승차감이 개선되는 효과도 있다.
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 5는 도 4의 A-A 선에 따른 단면도이다,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치의 작동 전후 상태도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치가 적용된 차량용 현가장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 단면도이다,
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치가 적용되는 차량용 현가장치는 차체(1)와 차축(3) 사이에 쇽 업소버(5)가 설치되고, 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링(7)이 상기 쇽 업소버(5)를 통하여 차체(1)와 차축(3) 사이에 설치된다.
또한, 상기 차체(1)와 차축(3) 사이에는 로워암(9)이 연결된다.
상기한 액티브 롤 컨트롤 장치(10)는 상기 차체(1)와 로워암(9) 사이에 설치되는 스태빌라이저 바(11)의 비틀림 강성을 변화시켜 차량의 롤을 능동적으로 제어한다.
도 4를 참조하면, 이러한 액티브 롤 컨트롤 장치(10)는 상기 스태빌라이저 바(11), 리니어 액추에이터(13), 스태빌라이저 링크(15)로 구성된다.
상기 스태빌라이저 바(11)는 양측이 마운터(M)를 통하여 차체에 연결된다.
상기 리니어 액추에이터(13)는 상기 스태빌라이저 바(11)의 양 단부 블레이드(11a) 상에 일체로 구성되어 액추에이터의 구동력에 의해 레일(23) 상의 슬라이더(25)를 전후진 작동시키도록 구성된다.
또한, 상기 스태빌라이저 링크(15)는 상기 리니어 액추에이터(13)의 슬라이더(25)와 상기 로워암(11) 사이에 설치된다.
이하, 도 5를 참조하여 상기 액티브 롤 컨트롤 장치(10)의 보다 구체적인 구성을 설명한다.
즉, 상기 리니어 액추에이터(13)는 실린더(21), 레일(23), 및 슬라이더(25)로 구성된다.
상기 실린더(21)는 후단이 상기 블레이드(11a)의 각 선단에 일체로 고정되며, 유압 실린더로 구성되어 상기 블레이드(11a)의 길이방향을 따라 고정된다.
상기 실린더(21)는 실린더 하우징(21a)의 내부 양측에는 상기 작동로드(21b)와 연결되는 피스톤(21c)의 양단을 탄성 지지하여 충격력을 흡수하도록 댐퍼(21d)가 구성되는데, 상기 댐퍼(21d)는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 실린더(21)는 별도의 제어밸브(V)가 구비되어 차량의 운행정보에 따른 제어기(C)의 제어신호에 따라 유압펌프(P)로부터 공급되는 유압을 공급 제어하거나 리저버(R)로 배출 제어하는 유압공급유닛에 의해 작동 제어된다.
상기 레일(23)은 실린더(21)의 선단에 길이방향을 따라 일체로 고정되는데, 상기 실린더 하우징(21a)의 선단 상측에 레일부(23a)가 하향하도록 용접 등에 의해 고정된다.
상기 슬라이더(25)는 레일(23) 상의 레일부(23a)에 슬라이드 가능하게 설치되며, 상기 실린더(21)의 작동로드(21b) 선단과도 연결된다.
이러한 슬라이더(25)는 상기 스태빌라이저 링크(15)와 볼조인트(BJ)를 통하여 연결된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치(10)의 작동 전후 상태도이다.
도 6을 참조하면, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 액티브 롤 컨트롤 장치(10)는 차량의 직진 주행 시, 상기 리니어 액추에이터(13)의 슬라이더(25)가 전진 구동되고, 차량의 선회 주행 시에는 상기 슬라이더(25)가 후진 구동되어 스태빌라이저 바(11)의 롤 강성을 가변 제어하게 된다.
즉, 도 6의 (S1)에서와 같이, 차량이 선회 주행하는 경우에는 롤각을 최소화하기 위하여 스태빌라이저 바(11)의 롤 강성을 높여주도록 상기 유압공급유닛의 유압공급제어에 의해 상기 리니어 액추에이터(13)의 실린더(21)가 후진 구동한다.
그러면, 상기 슬라이더(25)가 레일(23)를 따라 후진하여 전체적으로 스태빌라이저 바(11)의 블레이드(11a) 부분이 짧아지는 효과를 구현한다.
이에 따라, 상기 스태빌라이저 바(11)는 롤 강성이 최대가 되며, 차체의 롤을 억제하여 롤각을 최소화한다.
반대로, 도 6의 (S2)에서와 같이, 차량이 직진 주행하는 경우에는 승차감 개선을 위해서 스태빌라이저 바(11)의 롤 강성을 낮추어주도록 상기 유압공급유닛의 유압공급제어에 의해 상기 리니어 액추에이터(13)의 실린더(21)가 전진 구동한다.
그러면, 상기 슬라이더(25)가 레일(23)를 따라 전진하여 전체적으로 스태빌라이저 바(11)의 블레이드(11a) 부분이 길어지는 효과를 구현한다.
이에 따라, 상기 스태빌라이저 바(11)는 롤 강성이 최소가 되며, 승차자는 편안한 승차감을 느끼게 된다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 롤 컨트롤 장치(10)는 스태빌라이저 바(11)의 블레이드(11a) 부분을 리니어 액추에이터(13)에 의해 전후진 작동하는 슬라이더(25)를 통하여 스태빌라이저 링크(15)와 연결함으로써, 상기 블레이드(11a)의 길이(L)를 가변하는 효과를 구현하여 스태빌라이저 바(11)의 전체적인 롤 강성을 운전조건에 맞게 가변하며, 이로써, 능동적인 롤 제어를 가능하게 한다.
또한, 리니어 액추에이터(13)의 작동력이 차체의 거동에 따른 하중방향과 직각을 이루도록 하여 리니어 액추에이터(13)의 작동력을 작게 할 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 차체 3: 차축
5: 쇽 업소버 7: 샤시 스프링
9: 로워암 10: 액티브 롤 컨트롤 장치
11: 스태빌라이저 바 11a: 블레이드
13: 리니어 액추에이터 15: 스태빌라이저 링크
21: 실린더 23: 레일
25: 슬라이더 21a: 실린더 하우징
21b: 작동로드 21c: 피스톤
21d; 댐퍼 V: 제어밸브
C: 제어기 P; 유압펌프
R: 리저버 23a: 레일부
BJ: 볼조인트 L: 길이

Claims (8)

  1. 스태빌라이저 바의 비틀림 강성을 변화시켜 차량의 롤을 능동적으로 제어하는 액티브 롤 컨트롤 장치에 있어서,
    양측이 차체에 연결되는 스태빌라이저 바;
    상기 스태빌라이저 바의 양 단부 블레이드 상에 일체로 구성되어 액추에이터의 구동력에 의해 레일 상의 슬라이더를 전후진 작동시키는 리니어 액추에이터;
    상기 리니어 액추에이터의 슬라이더와 휠측과 연결되는 현가부품 사이에 설치되는 스태빌라이저 링크를 포함하며,
    상기 리니어 액추에이터는 후단이 상기 블레이드의 각 선단에 일체로 고정되는 실린더;
    상기 실린더의 선단에 길이방향을 따라 일체로 고정되는 레일; 및
    상기 레일 상에 슬라이드 가능하게 설치되며, 상기 실린더의 작동로드 선단과 연결되는 슬라이더;
    를 포함하는 액티브 롤 컨트롤 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실린더는
    유압 실린더로 구성되어 상기 블레이드의 길이방향을 따라 고정되며, 실린더 하우징의 내부 양측에는 상기 작동로드와 연결되는 피스톤의 양단을 탄성 지지하여 충격력을 흡수하도록 댐퍼가 구성되는 액티브 롤 컨트롤 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 댐퍼는
    코일 스프링으로 이루어지는 액티브 롤 컨트롤 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 유압 실린더는
    제어밸브가 차량의 운행정보에 따른 제어기의 제어신호에 따라 유압펌프로부터 공급되는 유압을 공급 제어하는 유압공급유닛에 의해 작동 제어되는 액티브 롤 컨트롤 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 레일은
    상기 실린더 하우징의 선단 상측에 레일부가 하향하도록 고정되는 액티브 롤 컨트롤 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이더는
    상기 스태빌라이저 링크와 볼조인트를 통하여 연결되는 액티브 롤 컨트롤 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리니어 액추에이터는
    차량의 직진 주행 시, 슬라이더를 전진 구동시키고, 차량의 선회 주행 시, 상기 슬라이더를 후진 구동시키도록 전후진 제어되는 액티브 롤 컨트롤 장치.
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