KR20040003827A - Steering control suspension of a car - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차의 서스펜션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 직진 안정성 및 선회 제동시의 안정성을 최적의 상태로 확보하면서, 선회시에는 능동적으로 차량의 토를 변경시켜 선회 안정성도 최적으로 구현할 수 있도록 하는 차량의 서스펜션 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a suspension of a vehicle, and more particularly, it is possible to optimally implement turning stability by actively changing the toe of the vehicle during turning, while ensuring the stability of the vehicle in the straight state and the stability at the time of turning braking. To a suspension structure of a vehicle.
차량의 선회시 선회 안정성을 확보하기 위해서는 언더스티어(UNDERSTEER)를 유도해야 하는 바, 차량의 선회시에 전륜의 경우 범프(BUMP) 상태인 선회 외륜은 토-아웃(TOE-OUT)을 주고 리바운드(REBOUND) 상태인 선회 내륜은 토-인(TOE-IN)을 주며, 후륜의 경우 범프 상태인 선회 외륜은 토-인을 주고 리바운드 상태인 선회 내륜은 토-아웃을 주어 언더스티어 상태를 확보한다.In order to secure turning stability when turning the vehicle, the understeer should be guided.In case of turning the vehicle, the turning outer wheel which is in the bump state will give TOE-OUT and rebound ( The turning inner ring in REBOUND state gives TOE-IN. In the rear wheel, the turning outer ring bumping gives to-in and the rebound turning inner ring gives to-out to secure the understeer state.
그런데, 상기한 바와 같은 상태가 구현되도록 서스펜션의 지오메트리를 설계하는 경우에는, 차량의 직진 주행시에 발생하는 범프/리바운드에 대해 토(TOE)의 변화가 커지게 되어 직진 안정성이 나빠질 뿐만 아니라, 선회 제동시 후륜의 선회 외륜은 리바운드가 되면서 토-아웃쪽으로 움직이기 때문에 갑자가 오버스티어(OVERSTEER)의 경향을 보이게 되므로 매우 위험한 상황을 초래할 수 있다.However, in the case of designing the geometry of the suspension such that the above-described state is realized, the change of the toe (TOE) increases with respect to bumps / rebounds generated when the vehicle travels in a straight line, and the straight stability deteriorates as well as turning braking. The turning outer ring of the city's rear wheels rebounds and moves to the toe-out, which in turn leads to an oversteer, which can lead to a very dangerous situation.
물론, 상기한 바와 같은 위험한 상황을 방지하기 위해서는 범프/리바운드시나 제동시에 토의 변화가 최소화 되도록 서스펜션의 지오메트리를 설계하는 것인데, 이것은 상기한 바와 같은 언더스티어를 유도하기 위한 설계방향과 다르므로, 결국, 상기한 바와 같은 두 가지 특성을 절충한 설계가 이루어질 수밖에 없는 실정이다.Of course, in order to prevent the dangerous situation as described above, the geometry of the suspension is designed to minimize the change of the torque during bump / rebound or braking, which is different from the design direction for inducing the understeer as described above. As described above, a design that compromises the two characteristics is inevitably made.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 직진 안정성이나 제동시의 안정성을 최적으로 확보할 수 있는 서스펜션 지오메트리를 설계하도록 하면서, 동시에 차량의 선회 안정성을 확보할 수 있도록 한 스티어링 컨트롤 서스펜션을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, to ensure the design of the suspension geometry that can optimally ensure the stability of the vehicle going straight or braking, while at the same time ensure the stability of the vehicle's turning stability The purpose is to provide a steering control suspension.
도 1은 본 발명에 따른 스티어링 컨트롤 서스펜션의 구성을 도시한 도면,1 is a view showing the configuration of a steering control suspension according to the present invention,
도 2는 차량의 범프 및 리바운드시에 좌우 롤감지링크 및 차동기어유닛의 작동상태를 도시한 설명도,2 is an explanatory diagram showing the operating states of the left and right roll sensing link and the differential gear unit during bump and rebound of the vehicle;
도 3은 차량의 롤링시에 좌우 롤감지링크 및 차동기어유닛의 작동상태를 도시한 설명도,3 is an explanatory view showing the operating states of the left and right roll sensing link and the differential gear unit when the vehicle is rolling;
도 4는 도 3과 같은 작동시에 본 발명 스티어링 컨트롤 서스펜션의 거동을 도시한 도면이다.4 is a view showing the behavior of the steering control suspension of the present invention in the same operation as in FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1,2; 좌우 차륜의 너클3,4; 좌우 롤감지링크1,2; Knuckles 3 and 4 of the left and right wheels; Left and Right Roll Detection Link
5,6; 좌우 사이드기어7; 차동기어유닛5,6; Left and right side gears 7; Differential gear unit
8; 차동기어케이스9,10; 좌우 토컨트롤링크8; Differential gear case 9,10; Left and Right Toe Control Link
11; 브라켓15; 피니언11; Bracket 15; Pinion
16; 워엄기어17; 래크16; Worm gear 17; Rack
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스티어링 컨트롤 서스펜션은 좌우 차륜의 너클에 각각 연결되어 좌우 차륜이 동일한 위상으로 범프 및 리바운드 하는 경우에는 서로 반대방향으로 회동하며, 좌우 차륜이 서로 다른 위상으로 범프 및 리바운드 하는 경우에는 동일한 방향으로 회동하도록 된 좌우 롤감지링크와;The steering control suspension according to the present invention for achieving the above object is connected to the knuckles of the left and right wheels, respectively, when the left and right wheels bump and rebound in the same phase, and rotate in opposite directions, the left and right wheels are different phases Left and right roll sensing links configured to rotate in the same direction when bumping and rebounding;
상기 좌우 롤감지링크의 선단에 각각 좌우 사이드기어를 장착하여 상기 좌우 롤감지링크를 차동작용이 가능하도록 연결하는 차동기어유닛과;A differential gear unit for attaching left and right side gears to front ends of the left and right roll sensing links to connect the left and right roll sensing links to enable a differential action;
좌우 차륜의 너클에 각각 연결되어 차체의 횡방향으로 이동함에 의해 차륜의 토를 조절할 수 있도록 된 좌우 토컨트롤링크와;Left and right toe control links respectively connected to the knuckles of the left and right wheels to adjust the toe of the wheels by moving in the transverse direction of the vehicle body;
상기 차동기어유닛의 차동기어케이스의 회전상태 변화를 상기 좌우 토컨트롤링크를 차체의 횡방향으로 이동시키는 동력으로 변환하여 전달하는 동력전달수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.Characterized in that the power transmission means for converting the change of the rotational state of the differential gear case of the differential gear unit to the power to move the left and right toe control link in the transverse direction of the vehicle body.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 스티어링 컨트롤 서스펜션의 구성을 도시한 것으로서, 보통의 직진 주행상태를 아울러 표현하고 있다.1 illustrates a configuration of a steering control suspension according to the present invention, and expresses a general straight driving state.
그 구성을 살펴보면, 좌우 차륜의 너클(1,2)에 각각 연결되어 좌우 차륜이 동일한 위상으로 범프 및 리바운드 하는 경우에는 서로 반대방향으로 회동하며, 좌우 차륜이 서로 다른 위상으로 범프 및 리바운드 하는 경우에는 동일한 방향으로 회동하도록 된 좌우 롤감지링크(3,4)와; 상기 좌우 롤감지링크(3,4)의 선단에 각각 좌우 사이드기어(5,6; 도 2 참조)를 장착하여 상기 좌우 롤감지링크(3,4)를 차동작용이 가능하도록 연결하는 차동기어유닛(7)과; 좌우 차륜의 너클(1,2)에 각각 연결되어 차체의 횡방향으로 이동함에 의해 차륜의 토를 조절할 수 있도록 된 좌우 토컨트롤링크(9,10)와; 상기 차동기어유닛의 차동기어케이스(8)의 회전상태 변화를 상기 좌우 토컨트롤링크(9,10)를 차체의 횡방향으로 이동시키는 동력으로 변환하여 전달하는 동력전달수단으로 이루어져 있다.Looking at the configuration, it is connected to the knuckles (1, 2) of the left and right wheels, respectively, and when the left and right wheels bump and rebound in the same phase, they rotate in opposite directions, and when the left and right wheels bump and rebound in different phases, Left and right roll sensing links 3 and 4 which are rotated in the same direction; Differential gear units for mounting the left and right side gears 5 and 6 (see FIG. 2) at the front ends of the left and right roll sensing links 3 and 4 to connect the left and right roll sensing links 3 and 4 to enable differential operation. (7); Left and right toe control links 9 and 10 respectively connected to the knuckles 1 and 2 of the left and right wheels to adjust the toe of the wheels by moving in the lateral direction of the vehicle body; It consists of a power transmission means for converting the rotational state change of the differential gear case (8) of the differential gear unit to the power to move the left and right toe control links (9, 10) in the transverse direction of the vehicle body.
상기 좌우 롤감지링크(3,4)는 좌우 차륜의 범프 및 리바운드에 따라 회동될 수 있도록 좌우 너클(1,2)에 볼조인트(양단이 볼조인트로 된 드롭링크로 대체될 수 있다.)를 통하여 연결되며, 그 형상은 "L"자형의 링크로 이루어져 차체의 전후 방향으로 그 구부러진 방향이 서로 반대가 되도록 설치되어 있다.The left and right roll sensing links 3 and 4 may be replaced by drop joints having ball joints (both ends of ball joints) at the left and right knuckles 1 and 2 so that the left and right roll sensing links 3 and 4 may be rotated according to the bumps and rebounds of the left and right wheels. It is connected through the shape, and the shape consists of a "L" shaped link, and it is provided so that the bending direction may be opposite to each other in the front-back direction of a vehicle body.
물론, 상기 좌우 롤감지링크(3,4)는 도시된 바와 같이 브라켓(11)을 통해 차체에 회동 가능한 상태로 설치된다.Of course, the left and right roll sensing links (3, 4) is installed in a state capable of rotating in the vehicle body through the bracket (11) as shown.
상기 차동기어유닛(7)은 상기 좌우 롤감지링크(3,4)의 선단에 각각 구비된좌우 사이드기어(5,6)와, 상기 좌우 사이드기어(5,6)의 사이에 설치된 피니언(15)과, 상기 피니언(15)의 회전축이 설치된 차동기어케이스(8)로 이루어져, 일반적인 동력전달장치의 차동기어유닛과 유사하게 구성되어 있다.The differential gear unit 7 includes pinions 15 disposed between left and right side gears 5 and 6 provided at the front ends of the left and right roll sensing links 3 and 4 and the left and right side gears 5 and 6, respectively. ), And a differential gear case 8 provided with a rotation shaft of the pinion 15, is configured similarly to the differential gear unit of a general power transmission device.
상기 동력전달수단은 상기 차동기어케이스(8)의 외주면에 형성된 워엄기어(16)와, 상기 워엄기어(16)에 치합됨과 아울러 상기 좌우 토컨트롤링크(9,10)를 연결하는 래크(17)로 구성된 바, 상기 차동기어케이스(8)의 회동상태가 상기 래크(17)를 통해 상기 좌우 토컨트롤링크(9,10)를 조작하도록 되어 있다.The power transmission means is engaged with the worm gear 16 formed on the outer circumferential surface of the differential gear case 8 and the worm gear 16 and the rack 17 for connecting the left and right toe control links 9 and 10. The rotational state of the differential gear case 8 is configured to operate the left and right toe control links 9 and 10 through the rack 17.
여기서, 상기 래크(17)는 본 장치가 조향장치가 구비된 전륜에 적용되는 경우에는 조향기어박스의 외부에 형성된 래크로 대체될 수 있다. 즉, 조향기어박스의 외부에 형성된 래크가 상기 차동기어케이스(8)의 외주면에 형성된 워엄기어(16)에 치합되어 상기 차동기어케이스(8)의 회전에 따라 조향기어박스 자체가 좌우로 움직이도록 할 수 있다.Here, the rack 17 may be replaced with a rack formed on the outside of the steering gear box when the device is applied to a front wheel equipped with a steering device. That is, the rack formed on the outside of the steering gear box is engaged with the worm gear 16 formed on the outer circumferential surface of the differential gear case 8 so that the steering gear box itself moves left and right according to the rotation of the differential gear case 8. can do.
물론, 상기와 같이 래크(17)를 조향기어박스의 외부에 형성된 래크로 대체하게 되는 경우에는, 상기 좌우 토컨트롤링크(9,10)는 상기 조향기어박스와 너클을 연결하는 좌우 타이로드로 대체되어, 조향기어박스의 좌우 움직임 자체가 좌우 타이로드를 통하여 너클에 전달됨으로써, 토의 조절이 이루어지게 된다.Of course, when the rack 17 is replaced with a rack formed outside the steering gear box as described above, the left and right toe control links 9 and 10 are replaced with left and right tie rods connecting the steering gear box and the knuckle. Thus, the left and right movement itself of the steering gear box is transmitted to the knuckle through the left and right tie rods, so that the discussion is made.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
도 2를 보면, 차량이 범프/리바운드하는 경우에 좌우 롤감지링크(3,4)와 차동기어유닛(7)의 작동을 도시하고 있는바, 좌우의 차륜이 동일한 위상으로 범프 및리바운드하면, 상기 좌우 롤감지링크(3,4)는 서로 다른 방향으로 회동되고, 상기 차동기어유닛의 피니언(15)이 회전하게 된다.2 shows the operation of the left and right roll sensing links 3 and 4 and the differential gear unit 7 when the vehicle bumps / rebounds. When the left and right wheels bump and rebound in the same phase, The left and right roll sensing links 3 and 4 rotate in different directions, and the pinion 15 of the differential gear unit rotates.
상기와 같이 차동기어유닛의 피니언(15)이 회전하게 되면, 상기 좌우 롤감지링크(3,4)로부터의 회전력은 상기 차동기어케이스(8)에는 전달되지 않아, 상기 차동기어케이스(8)는 고정된 상태를 유지하게 되어, 상기 차동기어케이스(8)에 연결된 래크(17) 및 좌우 토컨트롤링크(9,10)는 그 연결점(HARD POINT OR JOINT)이 변하지 않으므로, 설계자는 차량의 직진 안정성 및 제동시의 안정성을 확보할 수 있는 토의 상태로 서스펜션의 지오메트리를 최적화하고 선회 안정성의 확보문제는 후술하는 차량이 롤링할 때(차량의 선회시에는 원심력에 의해 차체는 롤 상태가 형성된다) 의 작동에 의해 해결하게 된다.When the pinion 15 of the differential gear unit rotates as described above, the rotational force from the left and right roll sensing links 3 and 4 is not transmitted to the differential gear case 8, so that the differential gear case 8 Since the rack 17 and the left and right toe links 9 and 10 connected to the differential gear case 8 do not change their HARD POINT OR JOINT, the designer can keep the vehicle straight. And optimizing the geometry of the suspension to ensure the stability during braking and ensuring the stability of the swing when the vehicle described below is rolling (when the vehicle is turning, the body is rolled up by centrifugal force). Solved by operation.
차량이 롤링하게 되면, 즉 좌우 차륜이 서로 다른 위상으로 범프 및 리바운드하게 되면, 상기 좌우 롤감지링크(3,4)는 도 3에 도시한 바와 같이 서로 동일한 방향으로 회동하게 된다.When the vehicle rolls, that is, when the left and right wheels bump and rebound in different phases, the left and right roll sensing links 3 and 4 rotate in the same direction as shown in FIG. 3.
따라서, 상기 좌우 롤감지링크(3,4)에 설치된 좌우 사이드기어(5,6)는 상기 피니언(5)을 회동시키지 못하고 차동기어케이스(8) 자체를 회동시키게 된다.Accordingly, the left and right side gears 5 and 6 installed on the left and right roll sensing links 3 and 4 do not rotate the pinion 5 but rotate the differential gear case 8 itself.
결국, 상기 차동기어케이스(8)의 회전은 도 4에 도시된 바와 같이 래크(17)로 동력을 전달하여, 상기 래크(17)가 상기 좌우 토컨트롤링크(9,10)를 차량의 횡방향으로 이동시키도록 하여 좌우 바퀴의 토가 조절되도록 하게 된다.As a result, the rotation of the differential gear case 8 transmits power to the rack 17 as shown in FIG. 4, so that the rack 17 moves the left and right toe control links 9 and 10 in the transverse direction of the vehicle. Toe to adjust the toe of the left and right wheels.
물론, 상기한 바와 같이 차동기어케이스(8)의 회전이 상기 좌우 토컨트롤링크(9,10)를 움직이는 정도는 상기 래크(17) 및 차동기어케이스(8)의 외주면에 형성된 워엄기어(16)의 치형을 조절함에 의해 가능하므로, 설계하는 차량의 사양에 따라 최적화된 토의 변화량을 부여할 수 있고, 상기 좌우 토컨트롤링크(3,4)의 구부러진 방향을 서로 반대로 함으로써 전륜측과 후륜측에 서로 반대로 요구되는 토의 변화를 손쉽게 구현할 수 있다.Of course, the worm gear 16 formed on the outer circumferential surface of the rack 17 and the differential gear case 8 is such that the rotation of the differential gear case 8 moves the left and right toe control links 9 and 10 as described above. By adjusting the tooth shape, it is possible to give an optimized amount of change in the toe according to the specification of the vehicle to be designed, and by inverting the bent directions of the left and right toe control links 3 and 4 to each other on the front wheel side and the rear wheel side. Conversely, the required discussion changes can be easily implemented.
따라서, 차량이 선회시에 선회외륜은 범프하고 선회내륜은 리바운드하는 롤링의 상태에 상기한 바와 같이 좌우 토컨트롤링크(9,10)가 차체의 횡방향으로 움직이면서 좌우 차륜에 토인 및 토아웃을 자동적으로 줄 수 있게 되어 언더스티어의 확보에 의한 차량의 선회안정성의 최적화가 가능하게 된다.Therefore, when the vehicle turns, the turning outer ring bumps and the turning inner ring rebounds, and the left and right toe links 9 and 10 move in the transverse direction of the vehicle body as described above, automatically toin and toe out of the left and right wheels. It is possible to optimize the turning stability of the vehicle by securing the understeer.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 직진 안정성이나 선회 제동시의 안정성을 최적으로 확보할 수 있는 서스펜션 지오메트리를 설계하도록 하면서, 동시에 차량의 선회 안정성을 확보할 수 있도록 한 스티어링 컨트롤 서스펜션을 제공한다.As described above, the present invention provides a steering control suspension designed to secure the vehicle's turning stability while designing a suspension geometry that can optimally secure the vehicle's straight stability and stability during turning braking. .
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |