KR20030015044A - 차량용 서스펜션 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주행 조건에 따라 쇽 업소버의 감쇠력을 제어함과 아울러 스테빌라이저 바의 작동을 제어함으로써, 다양한 노면조건 및 주행조건에 맞게 최적의 승차감과 조종 안정성을 구현할 수 있는 차량용 서스펜션을 제공하기 위한 것으로, 섀시 스프링의 고유 진동을 흡수하는 쇽 업소버와, 차량의 선회시 롤링을 저감시키는 스테빌라이저 바와, 상기 쇽 업소버의 감쇠력을 제어하도록 쇽 업소버에 설치되는 감쇠력 제어부와, 상기 스테빌라이저 바의 일측에 설치되어 스테빌라이저 바의 작동 및 작동 해제 역할을 하는 액추에이터와, 노면 조건 및 주행 조건에 따라 상기 감쇠력 제어부 및 액추에이터를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된다.

Description

차량용 서스펜션 { suspension for vehicle }
본 발명은 차량용 서스펜션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쇽 업소버의 감쇠력과 스테빌라이저 바의 작동 및 작동 해제를 전자식으로 제어하여 롤강성 증대 및 조종 안정성을 극대화할 수 있는 차량용 서스펜션에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 서스펜션은 차축과 차체 사이에 장착되어 차량이 주행할 때 차축이 노면으로부터 받는 충격이나 진동을 차체에 직접 전달되지는 것을 차단하여 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다.
이러한 서스펜션은 노면으로 부터의 진동 및 충격을 흡수하는 섀시스프링과, 이 새시스프링의 고유진동을 흡수하는 쇽 업소버로 구성된다.
그리고, 차량의 선회시 롤링을 저감시키는 등의 기능을 하는 스테빌라이저 바가 설치된다. 스테빌라이저 바는 차량 좌우의 컨트롤 암에 연결되어 좌우바퀴가 동시에 상하 운동할 때는 작용하지 않으나 좌우바퀴가 상하 반대로 움직일 때 중앙부근의 바에 비틀림이 발생하고, 이 비틀림 강성이 저항으로 되어 차체의 기울기를 억제시킨다.
상기에서 쇽 업소버가 일정한 감쇠력으로 제어되기 때문에 주행 조건이나 노면 조건에 따라 적절한 감쇠력 제어가 불가능하여 승차감 및 조종 안정성이 저하되는 문제점이 발생되는데, 이러한 문제점을 극복하기 위해 현재 차속 및 주행 주행 조건에 따라 쇽 업소버의 감쇠력을 제어하여 승차감 및 조안성을 향상시킬 수 있는 ECS(Electroinc Control Suspension) 시스템이 사용된다.
상기 ECS 시스템은 차속 및 주행 주행 조건에 따라 쇽 업소버의 감쇠력을 제어하는 것으로, 일반로 주행시에는 소프트한 감쇠력을 유지하여 부드러운 승차감을 구현하고, 차량이 상하 좌우로 움직이는 조건 즉, 차선변경과 같은 조건에서는 스테빌라이저 바의 역할을 유지하면서 쇽업소버의 감쇠력도 하드하게 유지하여 안정한 조안성을 구현하며 또한, 약간의 험로 주행시에는 부드러운 감쇠력을 유지하여충격 흡수감을 향상시키게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 ECS 시스템이 적용되는 서스펜션은 스태빌라이저 바가 항상 작용하기 때문에 차량의 선회 등으로 인한 롤링이 발생되면 스태빌라이저 바가 작용하여 스태빌라이저 바의 비틀림 강성만큼 진동 및 충격을 증대시켜 승차감을 저하시키는 문제점이 발생된다.
즉, 스태빌라이저 바가 항상 작동되는 상태이기 때문에 오프 로드 등 스태라이 바의 작용이 불필요한 경우에도 작동되어 ECS 시스템의 기능이 원활하게 작용되지 못하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주행 조건에 따라 쇽 업소버의 감쇠력을 제어함과 아울러 스테빌라이저 바의 작동을 제어함으로써, 다양한 노면조건 및 주행조건에 맞게 최적의 승차감과 조종 안정성을 구현할 수 있는 차량용 서스펜션을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 서스펜션의 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 액추에이터의 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 액추에이터의 작동 상태도이고,
도 4는 본 발명에 따른 액추에이터의 제어구조를 나타낸 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
4 : 쇽 업소버 6 : 스테빌라이저 바
8 : 액추에이터 10 : 작동로드
12 : 실린더 18 : 잠금 핀
20 : 걸림홈 22 : 솔레노이드
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 차량용 서스펜션은 섀시 스프링의 고유 진동을 흡수하는 쇽 업소버와, 차량의 선회시 롤링을 저감시키는 스테빌라이저 바와, 상기 쇽 업소버의 감쇠력을 제어하도록 쇽 업소버에 설치되는 감쇠력제어부와, 상기 스테빌라이저 바의 일측에 설치되어 스테빌라이저 바의 작동 및 작동 해제 역할을 하는 액추에이터와, 노면 조건 및 주행 조건에 따라 상기 감쇠력 제어부 및 액추에이터를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 서스펜션의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 액추에어터의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 액추에이터의 작동 상태도이고, 도 4은 본 발명에 따른 서스펜션의 제어 구조를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 서스펜션은 노면으로부터의 진동 및 충격을 흡수하는 섀시 스프링(2)과, 이 섀시 스프링(4)의 고유 진동을 흡수하는 쇽 업소버(4)와, 차량의 선회시 롤링을 저감시키는 스테빌라이저 바(6)와, 상기 쇽 업소버(4)의 감쇠력을 제어하도록 쇽 업소버(4)에 설치되는 감쇠력 제어부와, 상기 스테빌라이저 바(6)의 일측에 설치되어 스테빌라이저 바(6)의 작동 및 작동 해제 역할을 하는 액추에이터(8)와, 노면 조건 및 주행 조건에 따라 상기 감쇠력 제어부 및 액추에이터(8)를 작동시키는 제어수단을 포함하여 구성된다.
상기 감쇠력 제어부는 쇽 업소버(4)에 설치되어 쇽 업소버 내부에 충진된 유체의 흐름을 제어하여 쇽 업소버의 감쇠력을 제어하는 기능을 하는 것으로, 그 제어구조는 일반적으로 널리 사용되는 것으로, 그 구조에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 스테빌라이저 바(6)는 그 양 단이 좌/우측 컨트롤 암에 연결되어 좌우바퀴가 동시에 상하 운동할 때는 작용하지 않으나 좌우바퀴가 상하 반대로 움직일 때 중앙부근의 바에 비틀림이 발생하고, 이 비틀림 강성이 저항으로 되어 차체의 기울기를 억제시킨는 것으로, 그 일측에는 연결을 해제하여 비틀림 저항이 발생되지 않도록 하는 액추에이터(8)가 설치된다.
상기 액추에이터(8)는 좌/우측 컨트롤 암 중 어느 한쪽과 연결되는 작동로드(10)와, 상기 작동로드(10)가 회전 가능하게 삽입되고 타단은 스테빌라이저 바(6)와 연결되는 실린더(12)와, 상기 실린더(12)의 일측에 설치되어 제어수단으로부터의 전기 신호에 따라 작동로드가 실린더에서 회전되도록 하여 스테빌라이저 바(6)의 작동을 해제하거나, 작동로드(10)가 실린더(12)에서 회전되지 않도록 록킹시키는 작동기구로 구성된다.
상기 작동기구는 실린더(12)의 일측에 관통되는 삽입홈(16)에 직선 이동 가능하게 삽입되는 잠금 핀(18)과, 상기 잠금 핀(18)이 걸림되도록 작동로드(10)에 형성되는 걸림홈(20)과, 상기 잠금 핀(18)을 직선 이동시켜 잠금 핀(18)을 걸림홈(20)에 삽입시키는 솔레노이드(22)와, 솔레노이드(22)의 작동이 해제되면 잠금 핀(18)을 원위치로 복귀시켜 잠금을 해제하는 리턴 스프링(24)을 구성된다.
상기 제어수단은 차량의 속도를 감지하는 차속센서(30)와, 스티어링 휠의 각속도를 검출하는 각속도센서(32)와, 노면의 상태를 판단하는 가속도센서(34)와, 상기 각 센서류로부터 인가되는 전기 신호에 따라 감쇠력 제어부 및 액추에이터(8)를 제어하는 제어부(36)로 이루어진다.
여기에서, 제어부(36)는 ESCS(Electronic Suspension Control System)로서,ECS(Electronic Control Suspension)과 ESC(Electronic Stabilizer bar Control System)을 합친 기능이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 서스펜션의 작용을 다음에서 설명한다.
차량 주행 중 제어부(36)는 가속도센서(34)로부터 인가되는 신호에 따라 현재 노면 상태를 판단하고, 차속센서(30)로부터 인가되는 신호에 따라 현재 차속을 판단함과 아울러 각속도센서(32)로부터 인가되는 신호에 따라 스티어링 휠의 위치를 판단하여, 감쇠력 제어부를 작동시켜 쇽 업소버(4)의 감쇠력을 하드 또는 소프트하게 제어하여 승차감을 향상시킨다.
그리고, 이와 더블어 액추에이터(8)를 제어하여 스테빌라이저 바(6)의 기능을 해제 또는 작동시켜 조종 안정성을 확보한다.
즉, 스태빌라이저 바(6)의 기능이 필요할 경우에는 솔레노이드(22)로의 전원을 차단하면 리턴 스프링(24)의 탄성력에 의해 잠금 핀(18)이 직선 이동되면서 걸림홈(20)에 삽입된다. 그러면 스테빌라이저 바(6)가 좌/우측 컨트롤 암과 연결된 상태로 되어 스테빌라이저 바(6)가 작동되면서 비틀림 강성에 의해 상하 움직임을 억제하여 롤링을 저감시켜 조종 안정성을 극대화한다.
그리고, 스태빌라이저 바(6)의 기능이 불필요할 경우 제어부(36)로부터 솔레노이드(22)로 전원이 인가되면 잠금 핀(18)이 리턴 스프링(24)의 탄성력을 극복하고 당겨지면서 걸림홈(20)으로부터 이탈된다. 그러면 실린더(12)와 작동로드(10)가 분리된 상태로 되어 스태빌라이저 바(6)의 기능이 해제된다.
따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 차량용 서스펜션은 노면 상태 및 주행 조건에 따라 쇽 업소버 제어부를 작동시켜 쇽 업소버의 감쇠력을 제어함과 아울러 액추에이터를 작동시켜 필요에 따라 스테빌라이저 바를 작동시키거나 작동을 해제함으로써, 다양한 노면조건 및 주행조건에 맞게 최적의 승차감과 조종 안정성을 구현할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 섀시 스프링의 고유 진동을 흡수하는 쇽 업소버와, 차량의 선회시 롤링을 저감시키는 스테빌라이저 바와, 상기 쇽 업소버의 감쇠력을 제어하도록 쇽 업소버에 설치되는 감쇠력 제어부와, 상기 스테빌라이저 바의 일측에 설치되어 스테빌라이저 바의 작동 및 작동 해제 역할을 하는 액추에이터와, 노면 조건 및 주행 조건에 따라 상기 감쇠력 제어부 및 액추에이터를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 좌/우측 컨트롤 암 중 어느 한쪽과 연결되는 작동로드와, 상기 작동로드가 회전 가능하게 삽입되고 타단은 스테빌라이저 바와 연결되는 실린더와, 상기 실린더의 일측에 설치되어 제어수단으로부터의 전기 신호에 따라 작동로드가 실린더에서 회전되도록 하여 스테빌라이저 바의 작동을 해제하거나, 작동로드가 실린더에서 회전되지 않도록 록킹시키는 작동기구로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 작동기구는 상기 실린더의 일측에 관통되는 삽입홈에 직선 이동 가능하게 삽입되는 잠금 핀과, 상기 잠금 핀이 걸림되도록 작동로드에 형성되는 걸림홈과, 상기 잠금 핀을 직선 이동시켜 잠금 핀을 걸림홈에 삽입시키는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드의 작동이 해제되면 잠금 핀을 원위치로 복귀시켜 잠금을 해제하는 리턴 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은 차량의 속도를 감지하는 차속센서와, 스티어링 휠의 각속도를 검출하는 각속도센서와, 노면의 상태를 판단하는 가속도센서와, 상기 각 센서류로부터 인가되는 전기 신호에 따라 상기 감쇠력 제어부 및 상기 액추에이터를 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션.
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