KR20050041020A - 차량의 롤 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 롤 제어장치에 관한 것으로, 양쪽 차륜쪽으로 연결된 링크를 서로 연결해 차륜부위의 구조에 따른 스테빌라이저의 장착 구조적인 한계와 레이아웃상의 제약을 받지 않으면서도 차량의 선회 안정성을 충분히 달성함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일단이 차체에 고정되고 타단이 좌·우측 차륜(W)부위에 구비된 너클(N)에 체결되어 충격을 완충·흡수하도록 스프링을 구비한 쇽업소버(Sb)와 다수의 콘트롤링크등으로 이루어진 좌·우측 현가장치(S,S')와,

상기 좌·우측 차륜(W)부위를 서로 연결해 좌·우측 차륜(W)의 거동에 따라 발생되는 반발력으로 좌·우측 차륜(W)의 상대 변위를 줄여주는 조작수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 롤 제어장치{Roll control device in vehicle}

본 발명은 차량의 롤 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테빌라이저를 이용하지 않는 차량의 롤 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행중 차량은 노면의 불균일로부터 소음을 수반하는 진동을 받게 되면서 차체가 흔들리게 되는데, 이를 방지하면서 승차감을 좋게 하기 위해 현가장치가 설치되는데 이는, 노면으로부터 발생하게 되는 진동을 흡수하기 위한 수단으로 1차적으로는 차륜을 통해 완화시킴과 더불어 차륜을 통해 전달되는 큰 진동을 완충시키는 작용을 하게 된다.

또한, 차량의 승차감을 좋게 하기 위해 사용되는 현가장치로 인해 선회시 원심력을 차체의 하중이 쏠리게 되면서 기울어지게 되는 현상이 발생하게 되는데, 이를 방지하여 차체의 평형을 유지토록 하는 일종의 토션바의 역할을 하는 스태빌라이저가 설치됨은 물론이다.

이러한 스테빌라이저(STABILIZER)는 중실 바나 중공 타입으로서 재료의 회전강성을 이용하여 좌·우 차륜의 상대 변위를 억제하는데 즉, 양쪽 차륜이 동시에 상승/하강할 경우에는 작동하지 않다가 좌우륜이 반대방향으로 움직일 때(차가 회전할 때) 비틀리면서 좌·우 차륜의 상대 변위를 줄여 차량 자세를 안정시키며 차량 구동력 및 회전력을 향상시켜 주게 된다.

그러나, 이러한 작용을 하는 스테빌라이저는 차량의 좌·우 차륜으로 가로질러 장착되어 차량의 하부 및 차륜 부위에 큰 레이아웃(LAYOUT)제약을 가져오는데 즉, 고정부인 차체나 크로스멤버(X/MBR)에 마운팅하기 위해 브라켓과 부시가 있어야 하고 이는, 스테빌라이저가 단순히 비틀림만을 받는 것이 아니어서 부시내부의 이물질 유입 및 노화 등에 따른 소음 문제가 발생하는 현상이 있게 된다.

또한, 차륜쪽에는 장착되는 상당히 많은 구조물의 거동범위를 피해 그 설치 경로를 설정하여야 하는데 만약, 이러한 공간 제약을 해소하기 위해 차량 중심쪽으로 그 마운팅부를 옮기면 전체적인 레버(LEVER)비가 줄어들어 스테빌라이저의 효율이 그만큼 떨어지므로 설계자유도가 매우 제한되는 한계가 있게 된다.

또한, 차량의 롤(ROLL)거동을 향상하기 위해 스테빌라이저의 선경을 크게 하면 롤 강성 증가는 어느 정도로 한계가 있는데 반해 그만큼 응력이 커지게 되면서 레이아웃(LAYOUT)도 불리해짐은 물론 중량 증가에 따른 동력성능과 연비 저하를 가져오게 됨은 물론이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 양쪽 차륜쪽으로 연결된 링크를 서로 연결해 차륜부위의 구조에 따른 스테빌라이저의 장착 구조적인 한계와 레이아웃상의 제약을 받지 않으면서도 차량의 선회 안정성을 충분히 달성함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일단이 차체에 고정되고 타단이 좌·우측 차륜부위에 구비된 너클에 체결되어 충격을 완충·흡수하도록 스프링을 구비한 쇽업소버와 다수의 콘트롤링크등으로 이루어진 좌·우측 현가장치와,

상기 좌·우측 차륜부위를 서로 연결해 좌·우측 차륜의 거동에 따라 발생되는 반발력으로 좌·우측 차륜의 상대 변위를 줄여주는 조작수단으로 이루어지되,

이 조작수단은 차체부위에 장착되어 좌·우측 차륜의 거동에 따라 수축·인장되는 조작부재와, 이 조작부재의 수축·인장에 따라 함께 압축·인장되면서 좌·우측 차륜의 거동에 반하는 탄성 반발력을 발생하는 스프링, 상기 조작부재를 이루는 제1·2실린더에 각각 연결되어 수축·인장시키는 힘을 전달하는 이동로드, 상기 좌·우측 차륜부위에 구비된 너클에 각각 일단이 체결되어 차륜의 거동에 따라 변화되는 조작링크 및 상기 이동로드와 조작링크에 각각 조인트를 매개로 결합되어 조작링크의 변화를 통해 이동로드를 변화시키는 인터링크로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 스테빌라이저 없는 롤 제어 차량용 현가장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 일단이 차체에 고정되고 타단이 좌·우측 차륜(W)부위에 구비된 너클(N)에 체결되어 충격을 완충·흡수하도록 스프링을 구비한 쇽업소버(Sb)와 다수의 콘트롤링크등으로 이루어진 좌·우측 현가장치(S,S')와,

상기 좌·우측 차륜(W)부위를 서로 연결해 좌·우측 차륜(W)의 거동에 따라 발생되는 반발력으로 좌·우측 차륜(W)의 상대 변위를 줄여주는 조작수단으로 이루어지되,

이 조작수단은 차체(B)부위에 장착되어 좌·우측 차륜(W)의 거동에 따라 수축·인장되는 조작부재(1)와, 이 조작부재(1)의 수축·인장에 따라 함께 압축·인장되면서 좌·우측 차륜(W)의 거동에 반하는 탄성 반발력을 발생하는 스프링(2), 상기 조작부재(1)를 이루는 제1·2실린더(1a,1b)에 각각 연결되어 수축·인장시키는 힘을 전달하는 이동로드(3,3'), 상기 좌·우측 차륜(W)부위에 구비된 너클(N)에 각각 일단이 체결되어 차륜(W)의 거동에 따라 변화되는 조작링크(5,5') 및 상기 이동로드(3,3')와 조작링크(5,5')에 각각 조인트(6)를 매개로 결합되어 조작링크(5,5')의 변화를 통해 이동로드(3,3')를 변화시키는 인터링크(4,4')로 이루어진다.

여기서, 상기 조작부재(1)의 제1·2실린더(1a,1b)는 이동로드(3,3')의 변화에 따라 수축·인장되도록 결합되면서 각 실린더(1a,1b)의 끝부위에는 스프링(2)이 각각 고정되는 플랜지(1a',1b')가 상대적으로 큰 직경으로 형성되어진다.

또한, 상기 인터링크(4,4')는 조작부재(1)를 차체(B)에 대해 경사지게 위치되도록 조인트(6)를 매개로 수직하게 이동로드(3,3')와 조작링크(5,5')에 결합되는데 즉, 상기 좌측차륜(W,(도1을 기준으로 함))부위로 위치되는 인터링크(4)가 위로 올라가게 위치되는 반면, 우측차륜(W,(도1을 기준으로 함))부위로 위치되는 인터링크(4)는 아래로 내려가게 위치되어지게 된다.

한편, 상기 조작부재(1)는 좌·우측 차륜(W)의 거동에 따라 변화되는 링크를 이용하지 않는 대신 차량의 자세와 상태등을 측정해 최적의 제어 상태를 판단하는 콘트롤러(예를 들어, ECU(Engine Control Unit)를 이용하여 제어될 수 도 있음은 물론이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본원은 평상 도로 주행 중 차량은 노면의 불균일로부터 소음을 수반하는 진동을 받게 되면서 차체가 흔들릴 때에는 단지 현가장치(S,S')를 통해 이를 방지하면서 편안한 승차감을 유지 즉, 좌·우측 차륜(W)의 변화가 거의 차이가 없는 경우에는 좌·우측 차륜(W)의 거동에 따라 발생되는 반발력으로 좌·우측 차륜(W)의 상대 변위를 줄여주는 조작수단은 거의 영향을 주지 않게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 차량이 둔턱을 통과하여 좌·우측 차륜(W)이 모두 위로 상승되거나 또는 도 4에 도시된 바와 같이 도랑을 통과하여 좌·우측 차륜(W)이 모두 아래로 하강되는 경우에는, 좌·우측 차륜(W)에 체결된 조작링크(5,5')가 모두 상승되거나 하강되고, 이에 따라 비록 조작부재(1)가 인터링크(4)에 의해 수축·인장되어 스프링(2)도 압축·인장되더라도 결국, 상기 조작수단의 변형이 좌·우측이 모두 동일하므로 작용하지 않는 경우와 같이 전혀 영향을 주지 않게 된다.

그러나, 차량의 주행중 좌·우측 차륜(W)의 변화가 크게 발생되는 경우에는 좌·우측 차륜(W)의 거동에 따라 발생되는 반발력으로 좌·우측 차륜(W)의 상대 변위를 줄여주는 조작수단이 스태빌라이저와 같은 작용을 하게 되고, 이로 인해 상기 좌·우측 차륜(W)의 상대 변위를 줄여 차량 자세를 안정시키며 차량 구동력 및 회전력을 향상시켜 주게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 차량이 둔턱을 통과할 때 좌측 차륜(W)이 위로 상승되고 반대로 우측차륜(W)은 그대로인 경우에는, 좌측 차륜(W)에 체결된 조작링크(5)가 우측 차륜(W)에 구비된 변화가 없는 조작링크(5')에 대해 상대적으로 위로 상승되고, 이에 따라 상기 조작링크(5)에 조인트(6)를 매개로 체결된 인터링크(4)가 이동로드(3)를 가압하게 된다.

이어, 상기 이동로드(3)가 가압되면 조작부재(1)의 제1실린더(1a)가 수축되면서 스프링(2)을 압축하게 되고, 이로 인해 상기 스프링(2)의 압축력이 반발력으로 작용되어져 둔턱을 통과하면서 서로 다르게 변형되는 좌·우측 차륜(W)의 반대 방향 거동을 억제 즉, 상기 좌·우측 차륜(W)의 상대 변위를 줄여 차량 자세를 안정시키며 차량 구동력 및 회전력을 향상시켜 주게 된다.

또한, 차량의 선회시에는 도 5에 도시된 바와 같이 좌측 차륜(W)이 아래로 하강되고 반대로 우측차륜(W)이 위로 상승되는 경우에는, 좌측 차륜(W)에 체결되어 하 방향 이동되는 조작링크(5)에 조인트(6)를 매개로 체결된 인터링크(4)가 꺾이면서 이동로드(3)를 잡아 당겨지고 또한, 우측 차륜(W)에 체결되어 상 방향 이동되는 조작링크(5')에 조인트(6)를 매개로 체결된 인터링크(4')가 꺾이면서 이동로드(3')를 잡아 당겨주게 된다.

이와 같이, 상기 이동로드(3,3')가 조작부재(1)의 제1·2실린더(1a,1b)를 잡아 당겨 인장시키면 이와 함께 스프링(2)을 함께 인장되고, 이로 인해 상기 스프링(2)의 인장력이 반발력으로 작용되어져 선회시 서로 다르게 변형되는 좌·우측 차륜(W)의 반대 방향 거동을 억제 즉, 상기 좌·우측 차륜(W)의 상대 변위를 줄여 차량 자세를 안정시키며 차량 구동력 및 회전력을 향상시켜 주게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 좌·우 현가장치를 이루는 링크를 서로 연결시키면서 차륜에 따른 링크의 변화를 통해 스프링을 압축하거나 인장시켜 좌·우측 차륜의 상대 변위를 줄여 차량 자세를 안정시키며 차량 구동력 및 회전력을 향상시켜 주므로 스테빌라이저의 사용에 따른 제반 문제들을 모두 해소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본원은 좌·우측 차륜의 변화를 통한 반발력을 발생시키는 부위가 차체 중앙부위쪽으로 위치되므로 차륜쪽에는 장착되는 상당히 많은 구조물의 거동범위에 전혀 영향을 받지 않아 현가장치와 차륜부위등에 대한 설계자유도가 향상되는 효과가 있게 됨은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 롤 제어장치의 구성도

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 차량의 롤 제어장치의 작동 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 조작부재 1a,1b : 제1·2실린더

1a',1b' : 플랜지 2 : 스프링

3,3' : 이동로드 4,4' : 인터링크

5??5' : 조작링크 6 : 조인트

B : 차체 N : 너클

W : 차륜 S : 좌·우현가장치

Sb : 쇽업소버

Claims (3)

1. 일단이 차체에 고정되고 타단이 좌·우측 차륜(W)부위에 구비된 너클(N)에 체결되어 충격을 완충·흡수하도록 스프링을 구비한 쇽업소버(Sb)와 다수의 콘트롤링크등으로 이루어진 좌·우측 현가장치(S,S')와,

   상기 좌·우측 차륜(W)부위를 서로 연결해 좌·우측 차륜(W)의 거동에 따라 발생되는 반발력으로 좌·우측 차륜(W)의 상대 변위를 줄여주는 조작수단으로 이루어지되,

   이 조작수단은 차체(B)부위에 장착되어 좌·우측 차륜(W)의 거동에 따라 수축·인장되는 조작부재(1)와, 이 조작부재(1)의 수축·인장에 따라 함께 압축·인장되면서 좌·우측 차륜(W)의 거동에 반하는 탄성 반발력을 발생하는 스프링(2), 상기 조작부재(1)를 이루는 제1·2실린더(1a,1b)에 각각 연결되어 수축·인장시키는 힘을 전달하는 이동로드(3,3'), 상기 좌·우측 차륜(W)부위에 구비된 너클(N)에 각각 일단이 체결되어 차륜(W)의 거동에 따라 변화되는 조작링크(5,5') 및 상기 이동로드(3,3')와 조작링크(5,5')에 각각 조인트(6)를 매개로 결합되어 조작링크(5,5')의 변화를 통해 이동로드(3,3')를 변화시키는 인터링크(4,4')로 이루어진 차량의 롤 제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 조작부재(1)의 제1·2실린더(1a,1b)에는 스프링(2)이 각각 고정되는 플랜지(1a',1b')가 상대적으로 큰 직경으로 형성되어진 것을 특징으로 하는 차량의 롤 제어장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 조작부재(1)는 차체(B)에 대해 경사지게 위치되는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 제어장치.