KR20030049215A

KR20030049215A - 자동차의 롤링 방지장치

Info

Publication number: KR20030049215A
Application number: KR1020010079374A
Authority: KR
Inventors: 김상락
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-06-25

Abstract

본 발명은 자동차의 롤링 방지장치에 관한 것으로, 주행중 선회시 차체의 원심력에 의해 선회 외측에 위치한 차체가 선회 내측에 위치한 차체 보다 낮아짐에 따라, 차체가 좌우방향으로 기울어지는 롤링의 발생시 이를 보상하여 차량의 거동자세를 안정화시킴으로써, 선회의 안정성을 구현할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 좌/우측 현가장치와 차체 사이에 설치되어 선회시 차고의 변화에 따라 회동운동을 하는 휠 스트로크 연동부와; 이 휠 스트로크 연동부의 회동에 따른 차고의 변화에 상응하는 작동압을 생성하는 휠 스트로크 대비 가변압 생성부; 이 휠 스트로크 대비 가변압 생성부로부터 조압되는 작동압을 매개로 차체의 좌우방향으로 작동력을 생성하는 가변압 대비 작동력 구현부 및; 이 가변압 대비 작동력 구현부로부터 생성되는 작동력을 매개로 차체의 거동자세를 안정시키도록 하는 좌/우측 차체의 거동자세 조절부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 롤링 방지장치{anti-rolling system for automotive vehicles}

본 발명은 자동차의 롤링 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행중 선회시 원심력에 의해 기울어진 선회 외측에 위치한 차체에 대한 자세를 보상할 수 있도록 하여 선회시 차체의 거동자세를 안정시킬 수 있도록 하는 자동차의 롤링 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 주행중 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하도록 차축과 차체를 연결하는 현가장치를 구비하고 있다.

즉, 상기 현가장치는 노면으로부터 충격을 완화시키는 섀시 스프링과, 차체의 상하 진동을 억제하여 승차감을 향상시키는 쇽 업소버 및, 차체의 롤링을 억제하는 스태빌라이저, 그리고 이들을 견고하게 보유지지해서 차륜의 움직임을 제어하는 링크기구 등으로 구성된다.

따라서 상기와 같은 현가장치에서는 자동차의 자세유지를 위해, 적재하중이나 도로면의 상태와 관계없이 차체의 자세변화를 억제시키고, 제동시 하중이동에 따른 차체가 전방으로 기울어지는 다이브를 억제시키며, 출발시 하중이동과 구동력 등으로 차체가 후방으로 기울어지는 스쿼트를 억제시킨다.

또한, 조종성 및 안정성의 확보를 위해, 선회중 원심력과 횡력 등에 의해 발생하는 차체 전후축 주위의 회전 운동인 롤링을 억제시키고, 선회시 내륜의 타이어 접지력을 확보하여 선회중 움직임을 안정시키며, 조향시 언더 스티어 또는 오버 스티어 특성에 영향을 미치는 전/후륜의 롤강성 배분을 최적으로 하고 있다.

그리고, 승차감의 확보를 위해, 주행중 도로면으로부터 입력되는 여러 가지 불쾌한 진동을 흡수하여 차체의 흔들림 및 진동을 감소시킨다.

그러나, 상기와 같은 노력에도 불구하고 주행중 커브길을 선회할 때에는 선회하는 반대쪽 방향인 선회 외측의 차체는 원심력에 의해 이의 차고가 낮아지면서 주행의 안정성을 저하시키게 되고, 또한 차고가 낮아짐으로 인해 탑승자는 차고가 낮아진 방향으로 쏠리게 되어 승차감이 좋지 못하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 주행중 선회시 차체의 원심력에 의해 선회 외측에 위치한 차체가 선회 내측에 위치한 차체 보다 낮아짐에 따라, 차체가 좌우방향으로 기울어지는 롤링의 발생시 이를 보상하여 차량의 거동자세를 안정화시킴으로써, 선회의 안정성을 구현할 수 있도록 하는 자동차의 롤링 방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 좌/우측 현가장치와 차체 사이에 설치되어 선회시 차고의 변화에 따라 회동운동을 하는 휠 스트로크 연동부와; 이 휠 스트로크 연동부의 회동에 따른 차고의 변화에 상응하는 작동압을 생성하는 휠 스트로크 대비 가변압 생성부; 이 휠 스트로크 대비 가변압 생성부로부터 조압되는 작동압을 매개로 차체의 좌우방향으로 작동력을 생성하는 가변압 대비 작동력 구현부 및; 이 가변압 대비 작동력 구현부로부터 생성되는 작동력을 매개로 차체의 거동자세를 안정시키도록 하는 좌/우측 차체의 거동자세 조절부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 롤링 방지장치를 도시한 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 거동자세 조절부를 도시한 구성도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-쇽 업소버12-회동아암

14-푸시로드16-피스톤

18-실린더20-연통관로

22-작동 실린더24-작동 피스톤

26-작동로드28-크로스멤버

30-상측 링크부재32-하측 링크부재

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 롤링 방지장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 거동자세 조절부를 도시한 구성도이다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 좌/우측 현가장치와 차체 사이에 설치되어 선회시 변화되는 차고에 따라 상하방향으로 회동운동을 하는 휠 스트로크 연동부와; 이 휠 스트로크 연동부의 회동에 따른 차고의 변화에 상응하는 작동압을 생성하는 휠 스트로크 대비 가변압 생성부; 이 휠 스트로크 대비 가변압 생성부로부터 조압되는 작동압을 매개로 차체의 좌우방향으로 작동력을 생성하는 가변압 대비 작동력 구현부 및; 이 가변압 대비 작동력 구현부로부터 생성되는 작동력을 매개로 차체의 거동자세를 안정시키도록 하는 좌/우측 차체의 거동자세 조절부를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 휠 스트로크 연동부는 차체와 현가장치의 아암부 사이에 설치되는 쇽 업소버(10)의 외통부재(10a)상에 일측 선단이 고정되면서 중앙부위가 차체에 힌지결합됨과 더불어 타측 선단이 휠 스트로크 대비 가변압 생성부측에 연결되는 회동아암(12)으로 이루어지는 데, 상기 회동아암(12)은 차체의 좌/우측 부위에 각각 설치된다.

그리고, 상기 휠 스트로크 대비 가변압 생성부는 상기 회동아암(12)의 일측 선단에서 하부로 고정된 푸시로드(14)와, 이 푸시로드(14)의 하단에 결합된 피스톤(16) 및, 이 피스톤(16)을 작동유와 함께 기밀있게 수용하는 실린더(18)로 이루어지는 데, 상기 푸시로드(14)와 피스톤(16) 및 실린더(18)는 차체의 좌/우측 부위에 각각 설치된다.

또한, 상기 가변압 대비 작동력 구현부는 좌측 실린더(18)와 우측 실린더(18)로부터 각각 교차되도록 배치되는 연통관로(20)를 매개로 교통되는 우측 압력실(22b)과 좌측 압력실(22a)을 각각 갖춘 작동 실린더(22)와, 이 작동 실린더(22)내에 배치되는 작동 피스톤(24) 및, 이 작동 피스톤(24)의 일측으로 연결되어 상기 작동 실린더(22)를 기밀있게 관통하여 외부로 길게 연장되는 작동로드(26)로 이루어진다.

한편, 상기 좌/우측 차체의 거동자세 조절부는 크로스멤버(28)와 차체측 마운팅부(B) 사이에 각각 일측 선단이 회동가능하게 결합되는 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32)로 이루어지는 바, 상기 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32)의 타측 선단은 각각 힌지점(H)을 매개로 회동가능하게 연결되고, 이 힌지점(H)에는 상기 작동로드(26)의 일측 선단이 결합되어 있다.

이에 따라, 상기 작동로드(26)의 이동에 따라 상기 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32) 사이의 힌지점(H)에서는 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32)가 이루는 각도를 변화시키게 되고, 이 결과 상기 크로스멤버(28)와 차체측 마운팅부(B) 사이의 이격거리는 변화된다.

이하, 본 발명에 따른 롤링 방지장치의 작동을 상세히 설명한다.

먼저, 설명의 편의상 차량의 우회전의 경우를 예로 들어 설명하고 이의 경우에 있어 차체의 거동자세의 변화는 도 1의 도시를 참고로 한다.

즉, 차량의 주행중 선회시 원심력에 의해 선회 외측의 차체(도면상 좌측에해당됨)는 리바운드됨과 더불어 선회 내측의 차체(도면상 우측에 해당됨)는 범프되는 데, 이에 따라 선회 외측의 차체와 선회 내측의 차체의 거동자세는 각각 상이하게 된다.

이때, 상기 휠 스트로크 연동부에서는 쇽 업소버(10)의 외통부재(10a)상에 일측 선단이 고정된 회동아암(12)중 선회 외측에 위치한 좌측 회동아암(12)은 외통부재(10a)의 하강에 따라 일체로 하강하게 되고, 선회 내측에 위치한 우측 회동아암(12)은 외통부재(10a)의 상승에 따라 일체로 상승하게 된다.

이 결과, 상기 휠 스트로크 대비 가변압 생성부에서는 상기 회동아암(12)의 거동자세의 변화에 따라, 선회 내측에 위치한 우측 실린더(18)에서는 상기 회동아암(12)의 거동변화에 따른 피스톤(16)의 하강으로 인해 작동유의 가압이 이루어지는 반면에, 선회 외측에 위치한 좌측 실린더(18)에서는 작동유의 가압이 이루어지지 않게 된다.

이후, 상기 우측 실린더(18)에서 가압된 작동유는 연통관로(20)를 통해 상기 가변압 대비 작동력 구현부의 작동 실린더(22)로 유입되어 작동 피스톤(24)을 가압하게 된다.

이때, 상기 선회 내측에 위치한 우측 실린더(18)와, 선회 외측에 위치한 작동 실린더(22)의 좌측 압력실(22a)이 각각 연통되어 있으므로, 상기 선회 내측에 위치한 우측 실린더(18)에서 가압된 작동유는 상기 작동 실린더(22)의 작동 피스톤(24)을 선회 방향(도면에서 우측방향임)으로 가압하게 된다.

이에 따라, 상기 작동 피스톤(24)과 연결된 작동로드(26)는 상기 좌/우측 차체의 거동자세 조절부의 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32) 사이의 힌지점(H)에 작동력을 가하게 되는 바, 즉 상기 선회 방향으로 가압되는 작동로드(26)는 상기 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32) 사이의 결합각을 작아지게 하므로, 상기 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32)가 각각 설치된 상기 크로스멤버(28)와 차체측 마운팅부(B) 사이의 이격거리는 단축되므로, 선회 내측방향으로 위치한 차체의 거동자세는 낮아지게 되어, 선회 외측방향으로 위치한 차체의 거동자세와의 차이를 줄이게 되므로, 선회시 차량에서 발생하는 롤링이 감소될 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 일련의 선회 과정을 종료하게 되면, 상기 휠 스트로크 연동부에서는 선회 외측에 위치한 좌측 회동아암(12)은 외통부재(10a)의 상승에 따라 일체로 상승하게 되고, 선회 내측에 위치한 우측 회동아암(12)은 외통부재(10a)의 하강에 따라 일체로 하강하게 되는, 즉 선회시와는 반대의 거동자세를 나타내게 된다.

이 결과, 상기 휠 스트로크 대비 가변압 생성부에서는 상기 회동아암(12)의 거동자세의 변화에 따라, 선회 외측에 위치한 좌측 실린더(18)에서는 상기 회동아암(12)의 거동변화에 따른 피스톤(16)의 하강으로 인해 작동유의 가압이 이루어지는 반면에, 선회 내측에 위치한 우측 실린더(18)에서는 작동유의 가압이 이루어지지 않게 된다.

이에 따라, 상기 가변압 대비 작동력 구현부에서는 작동 실린더(22)내 우측 압력실(22b)이 상기 선회 외측에 위치하고 있던 좌측 실린더(18)로부터 가압된 작동유를 공급받게 되어, 상기 작동 피스톤(24)과 연결된 작동로드(26)는 상기 좌/우측 차체의 거동자세 조절부의 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32) 사이의 힌지점(H)에 작동력을 가하게 되어, 상기 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32) 사이의 결합각은 다시 커지게 되므로, 좌/우측 차체의 거동자세를 정상적인 상태로 안정화시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 롤링 방지장치에 의하면, 선회시 원심력의 작용에 따라 지상고의 차이를 나타내는 좌/우측 현가장치에 연동하는 휠 스트로크 연동부를 매개로 하여 선회 외측에 비해 지상고가 상승한 선회 내측의 차고를 낮춰줌으로써, 선회시 발생하는 롤링의 정도를 감소시켜 차체의 거동자세를 안정화시킴과 더불어 선회시 안정감을 부가할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

좌/우측 현가장치와 차체 사이에 설치되어 선회시 차고의 변화에 따라 회동운동을 하는 휠 스트로크 연동부와;

이 휠 스트로크 연동부의 회동에 따른 차고의 변화에 상응하는 작동압을 생성하는 휠 스트로크 대비 가변압 생성부;

이 휠 스트로크 대비 가변압 생성부로부터 조압되는 작동압을 매개로 차체의 좌우방향으로 작동력을 생성하는 가변압 대비 작동력 구현부 및;

이 가변압 대비 작동력 구현부로부터 생성되는 작동력을 매개로 차체의 거동자세를 안정시키도록 하는 좌/우측 차체의 거동자세 조절부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 방지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 휠 스트로크 연동부는 차량의 좌/우측 차체와 현가장치의 아암부 사이에 각각 설치되는 쇽 업소버(10)의 외통부재(10a)상에 일측 선단이 고정되면서 중앙부위가 차체에 힌지결합되어, 차고의 변화에 따라 중앙의 힌지결합부위를 중심으로 상하로 회동운동을 하는 회동아암(12)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 방지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 휠 스트로크 대비 가변압 생성부는 상기 회동아암(12)의 일측 선단에 고정된 푸시로드(14)와, 이 푸시로드(14)의 하단에 결합된 피스톤(16) 및, 이 피스톤(16)을 작동유와 함께 기밀있게 수용하는 실린더(18)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 방지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가변압 대비 작동력 구현부는 좌측 실린더(18)와 우측 실린더(18)로부터 각각 교차되도록 배치되는 연통관로(20)를 매개로 교통되는 우측 압력실(22b)과 좌측 압력실(22a)을 각각 갖춘 작동 실린더(22)와, 이 작동 실린더(22)내에 배치되는 작동 피스톤(24) 및, 이 작동 피스톤(24)의 일측으로 연결되어 상기 작동 실린더(22)를 기밀있게 관통하여 외부로 길게 연장되는 작동로드(26)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 방지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 좌/우측 차체의 거동자세 조절부는 크로스멤버(28)와 차체측 마운팅부(B) 사이에 각각 일측 선단이 회동가능하게 결합됨과 더불어 타측 선단이힌지점(H)을 매개로 회동가능하게 연결되는 상측 링크부재(30)와 하측 링크부재(32)로 이루어지되, 이 힌지점(H)에는 상기 작동로드(26)의 일측 선단이 결합된 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 방지장치.