KR20010059096A - 자동차의 액티브 롤 제어장치 - Google Patents

자동차의 액티브 롤 제어장치 Download PDF

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Abstract

차량 선회시 발생하는 롤링을 제어하기 위하여 G센서와 스티어링 각속도 센서의 신호를 감지하여 토오션 바아의 비틀림 회전을 액츄에이터를 이용 능동적으로 롤링을 제어하므로서 조정 안정성과 접지력을 향상시키기 위하여 전,후 좌,우 서스펜션에 연결 설치되어 차량의 선회시 롤링을 억제하는 토오션 바아와,
상기 토오션 바아에 일단이 설치되면서 차체에 고정 설치되는 액츄에이터와,
상기 액츄에이터에 대한 오일의 공급과 배출을 제어하게 오일펌프와 리저버 탱크에 연결되는 관로에 설치되는 솔레노이드 전환밸브와,
상기 솔레노이드 전환밸브를 지(G)센서와 스티어링 각속도 센서를 통해 인지한 차량의 상태를 감지하여 제어하는 전자제어장치를 포함하여 이루어지는 차량의 액티브 롤링 제어장치를 제공하는데 있다.

Description

자동차의 액티브 롤 제어장치{ACTIVE ROLL CONTROL SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 액티브 록 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 선회시 발생하는 롤링을 제어하기 위하여 G센서와 스티어링 각속도센서의 신호를 감지하여 토오션 바아의 비틀림 회전을 액츄에이터를 이용 능동적으로 롤링을 제어하므로서 조정 안정성과 접지력을 향상시킨 차량의 액티브 록 제어장치에 관한 것이다.
자동차는 선회시에 타이어와 노면 사이에 발생하는 마찰력과 차체의 원심력으로 인하여 차체가 기울게 된다.
그래서 차체의 평형을 유지하기 위하여 토션 바아를 이용한 스테빌라이저를 장치하며, 통상 스테빌라이저의 양단은 좌우의 아래 현가암에 설치되고 중앙은 프레임에 장착된다.
그러면 상기한 스테빌라이저는 차량이 선회의 정도에 따라 기울게 되면 더 기울게 되는데, 기울면 기울수록 복원하려는 비틀림 반력이 작용하므로 차체의 기울기를 최소로 하게 된다.
도1은 종래기술에 따른 스테빌라이저 바아의 장착을 도시한 도면으로, 타부품의 간섭을 피해 형성한 스테빌라이저 바아(2)와, 이 스테빌라이저 바아(2)의 비틀림 발생 억제를 위해 일정 간격으로 설치한 복수개의 부쉬 마운팅(4)으로 구성되어 이루어지고 있다.
이러한 스테빌라이저 바아(2)는 프론트 로어암(6)등에 설치되고 있으며, 지름이 클수록 롤 억제가 좋은데, 주행중 노면의 입력 즉, 차량의 선회시 한쪽 바퀴에 입력이 유입되면 스테빌라이저 바아(2)가 비틀어지며 반력을 형성해 원상태로 보낼 수 있게 된다.
그러나 종래의 장치는 현가장치에 있어서 이중으로 탄성력을 부여하는 결과를 초래하여 차량의 롤링에 용이하게 대처하지 못하기 때문에 선회를 용이하게 하지 못하고 운전자의 승차감을 향상하지 못한다는 문제점이 있다.
차량 선회시 차량의 하중 이동에 따라 차량이 선회 방향의 바깥쪽은 기울어 낮아지고 안쪽은 들려 높아져 원심력이 코너링 력보다 커지면 전복(roll over)이 된다.
또 차량에서 이 현상을 방지키 위하여 스테빌라이저 바아가 장착하나 어느한계가 있고 차량의 중심과 롤 센터 하이간의 관계로 횡풍 안정성에도 문제가 된다.
레인지 변속시 영향도 무시 못하여 응답이 늦은 경우 차량의 조정 안정성, 접지력등과 조종성과 승차감에 악 영향을 미치는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량 선회시 발생하는 롤링을 제어하기 위하여 G센서와 스티어링 각속도센서의 신호를 감지하여 토오션 바아의 비틀림 회전을 액츄에이터를 이용 능동적으로 롤링을 제어하므로서 조정 안정성과 접지력을 향상시킨 차량의 액티브 롤링 제어장치를 제공하는데 있다.
도1은 종래기술에 따른 스테빌라이저 바아의 장착을 도시한 도면.
도2는 본 발명에 따른 액티브 롤 제어장치를 도시한 도면.
도3은 본 발명에 따른 액티브 롤 제어장치의 작용을 도시한 도면.
도4는 도3의 A-A를 도시한 도면.
이를 실현하기 위한 본 발명은
차량의 액티브 롤링 제어장치에 있어서,
전,후 좌,우 서스펜션에 연결 설치되어 차량의 선회시 롤링을 억제하는 토오션 바아와,
상기 토오션 바아에 일단이 설치되면서 차체에 고정 설치되는 액츄에이터와,
상기 액츄에이터에 대한 오일의 공급과 배출을 제어하게 오일펌프와 리저버 탱크에 연결되는 관로에 설치되는 솔레노이드 전환밸브와,
상기 솔레노이드 전환밸브를 지(G)센서와 스티어링 각속도 센서를 통해 인지한 차량의 상태를 감지하여 제어하는 전자제어장치를 포함하여 이루어지는 차량의 액티브 롤링 제어장치를 제공하는데 있다.
액츄에이터는 토오션 바아에 일단이 회전 가능하게 지지홀부로 삽입 설치되면서 차체에 장착되는 베이스 프레임과, 이 베이스 프레임이 설치된 토오션 바아 일측에 톱니 결합 형식으로 고정된 베이스 브라켓트와, 이 베이스 브라켓트에 연결되면서 베이스 프레임의 일단에 돌출된 체결부간에 걸쳐 설치되어 유압으로 작동하는 복동 실린더부를 포함하여 이루어지는 차량의 액티브 롤링 제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 차량이 주행중이거나 선회시 노면 상태가 일측 차륜을 통해 입력되면, 여기에 연결된 토오션 바아가 비틀리면서 회전하게 된다.
토오션 바아가 비틀려 회전하여 차량이 롤링 상태이면 전자제어장치는 G센서와 스티어링 각속도 센서를 통해 차량이 선회중에 롤링이 발생하고 있음을 판단하게 된다.
이에 따라 전자제어장치는 솔레노이드 전환밸브를 제어하여 오일펌프에 의해 펌핑되고 있는 오일을 액츄에이터의 복동 실린더부에 공급하여 피스톤 로드를 당겨 베이스 브라켓트를 회전시킨다.
따라서 베이스 브라켓트는 토오션 바아를 더욱 비틀게 하므로서 반발력(반작용)을 더욱 증가시켜 일측 차륜의 롤링을 억제하여 차량의 선회 안정성과 주행성을 좋게 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명에 따른 액티브 롤 제어장치를 도시한 도면이고, 도3은 본 발명에 따른 액티브 롤 제어장치의 작용을 도시한 도면이다.
그리고 도4는 도3의 A-A를 도시한 도면이다.
차량의 액티브 롤링 제어장치(10)는 토오션 바아(12), 액츄에이터(14), G센서(16)와 스티어링 각속도 센서(18)로부터 전기적인 신호를 감지하여 솔레노이드 전환밸브(20)제어하는 전자제어장치(22)로 구성되어 이루어지고 있다.
참고로 G센서(16)는 평면을 감지하기 위해서는 최소 3점이 필요하므로서 차량의 앞쪽에 1개씩 2개가 설치되고, 뒤쪽에 1개가 설치되어 총3개가 되고 있다.
이에 따라 전자제어장치(22)는 G센서(16)의 신호를 감지하여 차량의 상,하 움직임을 판단하여 안티 바운스, 안티 피치, 안티 롤 제어시 주신호로 이용하고 있다.
토오션 바아(12)는 전,후 좌,우 프론트 로워암(24)에 연결 설치되어 차량의 선회시 롤링을 억제하게 설치되고 있다.
액츄에이터(14)는 한 쪽을 토오션 바아(12)의 일측단에 설치하고 다른쪽은 차체에 고정 설치하고 있다.
액츄에이터(14)는 토오션 바아(12)에 일단이 회전 가능하게 지지홀부(26)로 삽입 설치되면서 차체에 장착되는 베이스 프레임(28)과, 이 베이스 프레임(28)이 설치된 토오션 바아(12) 일측에 톱니 결합 형식으로 고정된 베이스 브라켓트(30)와, 이 베이스 브라켓트(30)에 연결되면서 베이스 프레임(28)의 일단에 돌출된 체결부(32)간에 걸쳐 설치되어 유압으로 작동하는 복동 실린더부(34)로 이루어지고 있다.
상기한 솔레노이드 전환밸브(20)는 액츄에이터(14)에 대한 오일의 공급과 배출을 제어하게 오일펌프(36)와 리저버 탱크(38)에 관로(40)로 연결 설치되어 이루어지고 있다.
상기 전자제어장치(22)는 G센서(16)와 스티어링 각속도 센서(18)를 통해 인지한 차량의 상태를 감지하여 솔레노이드 전환밸브(20)를 제어하고 있다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면, 차량의 선회 주행중 일측 차륜의 리바운드에 의한 노면 상태가 입력되면, 여기에 연결된 토오션 바아(12)는 리바운드에 의해 상승하는 차륜과 이를 설치한 프론트 로워암(24)의 변위가 발생하면서 상승하게 된다.
이에 따라 리바운드 측 프론트 로워암(24)에 설치된 토오션 바아(12)는 반대측 프론트 로워암(24)에 연결된 부분의 토오션 바아(12)와는 반대 경우의 상태 즉, 양단을 기준 포인트로 했을 때 서로 비틀리면서 회전하게 된다.
이처럼 토오션 바아(12)가 비틀리면서 회전하는 경우가 됨에 따라 차체가 롤링을 하게 된다.
이때 전자제어장치(22)는 차량의 전,후에 설치된 G센서(20)를 통해 롤링하고 있음을 판단하고, 스티어링 각속도 센서(18)를 통해 차량이 선회중임을 감지하게 된다.
상기한 전자제어장치(22)는 상기 차량의 상태 정보를 통해 솔레노이드 전환밸브(20)를 제어하여 오일펌프(36)로 펌핑된 오일을 관로(40)를 통해 액츄에이터(14)의 복동 실린더(34)의 제1쳄버(42)에 오일을 공급하게 된다.(반대의경우 제2쳄버(46)에 공급)
따라서 복동 실린더(34)는 베이스 브라켓트(30)를 피스톤 로드(44)가 잡아 당겨 토오션 바아(12)를 더욱 비틀게 된다.
이에 따라 토오션 바아(12)는 반작용이 발생하여 리바운드 하는 차륜의 롤링을 억제하는 결과를 가져오게 되어 차량의 선회 안정성을 도모하게 되며 주행성을 증대하게 된다.
차량의 선회 주행시 롤링을 억제하므로서 안정성을 확보하게 되어 조정성을 증대하게 된다.
또, 비포장 도로의 주행시 접지력을 향상할 수 있게 되므로서 승차감을 향상하게 된다.

Claims (2)

  1. 차량의 액티브 롤링 제어장치에 있어서,
    전,후 좌,우 서스펜션에 연결 설치되어 차량의 선회시 롤링을 억제하는 토오션 바아와,
    상기 토오션 바아에 일단이 설치되면서 차체에 고정 설치되는 액츄에이터와,
    상기 액츄에이터에 대한 오일의 공급과 배출을 제어하게 오일펌프와 리저버 탱크에 연결되는 관로에 설치되는 솔레노이드 전환밸브와,
    상기 솔레노이드 전환밸브를 지(G)센서와 스티어링 각속도 센서를 통해 인지한 차량의 상태를 감지하여 제어하는 전자제어장치를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 액티브 롤링 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 액츄에이터는 토오션 바아에 일단이 회전 가능하게 지지홀부로 삽입 설치되면서 차체에 장착되는 베이스 프레임과, 이 베이스 프레임이 설치된 토오션 바아 일측에 톱니 결합 형식으로 고정된 베이스 브라켓트와, 이 베이스 브라켓트에 연결되면서 베이스 프레임의 일단에 돌출된 체결부간에 걸쳐 설치되어 유압으로 작동하는 복동 실린더부를 포함하여 이루어지는 차량의 액티브 롤링 제어장치.
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