KR20060072662A

KR20060072662A - 차량의 롤 댐핑 시스템

Info

Publication number: KR20060072662A
Application number: KR1020040111360A
Authority: KR
Inventors: 우승훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-06-28

Abstract

본 발명은 차량의 롤 댐핑 개선을 통해 승차감을 향상시킬 수 있으며, 차량의 선회 시 조향각에 따른 롤 댐핑 증대로 조종 안정성을 향상시킬 수 있는 차량의 롤 댐핑 시스템에 관한 것으로, 차량의 좌우측에 각각 장착되는 언스프렁 질량과 차체 사이에 각각 장착되며, 내부에 오일이 격리된 상태로 충진되고, 충진된 오일의 움직임에 따라 차체에 전달되는 충격을 완화하는 제1, 제2 완충부와; 제1, 제2 완충부로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 해당되는 롤 댐핑량을 조절하여 차량의 롤을 감지하는 롤 감지부와; 제1, 제2 완충부와 롤 감지부를 서로 연결하여 유압의 차이에 따라 제1, 제2 완충부와 롤 감지부로 상호 이동할 수 있도록 오일의 흐름을 안내하는 오일 호스를 포함하여 구성한다.

차량, 롤, 댐핑

Description

차량의 롤 댐핑 시스템{ROLL DAMPING SYSTEM OF VEHICLE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 롤 댐핑 시스템의 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 범프 운동시 롤 댐핑 시스템의 작동상태를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 롤 운동시 롤 댐핑 시스템의 작동상태를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 직진 시 롤 댐핑 시스템의 상세 작동상태를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 조향 시 롤 댐핑 시스템의 상세 작동상태를 도시한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 ; 제1 완충부 120 ; 제2 완충부

130 ; 롤 감지부 140 ; 오일 호스

본 발명은 차량의 롤 댐핑 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 차량의 서스펜션 시스템은 전/후/좌/우 서스펜션에 장착되어 있는 댐퍼를 이용해서 선회시 롤 속도를 제어하기 위한 롤 댐핑을 발생한다.

또는 좌/우 차륜의 역상 운동에 대해서 무조건 댐핑을 발생시키는 시스템이 있다.

롤 댐핑을 향상시키기 위해서 기존의 댐퍼들의 댐핑 값을 크게 해주게 되면 롤 운동뿐만 아니라 항상 댐핑이 크게 작용하므로 승차감 악화의 우려 때문에 롤 댐핑을 키우는 데에 한계가 있다.

그리고 좌/우 역상에 대해서 무조건 댐핑을 발생시키는 시스템의 경우에도 선회시가 아닌 직진 주행 시 좌/우가 불규칙한 노면에 따른 롤 방향의 차체 가진이 커지기 때문에 댐핑을 크게 하는데 곤란한 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 차량의 롤 댐핑 개선을 통해 승차감을 향상시킬 수 있으며, 차량의 선회 시 조향각에 따른 롤 댐핑 증대로 조종 안정성을 향상시킬 수 있는 차량의 롤 댐핑 시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 롤 댐핑 시스템에 있어서, 상기 차량의 좌우측에 각각 장착되는 언스프렁 질량과 차체 사이에 각각 장착되며, 내부에 오일이 격리된 상태로 충진되고, 충진된 오일의 움직임에 따라 차체에 전달되는 충격을 완화하는 제1, 제2 완충부와; 상기 제1, 제2 완충부로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 해당되는 롤 댐핑량을 조절하여 상기 차량의 롤을 감지하는 롤 감지부와; 상기 제1, 제2 완충부와 상기 롤 감지부를 서로 연결하여 유압의 차이에 따라 상기 제1, 제2 완충부와 롤 감지부로 상호 이동할 수 있도록 오일의 흐름을 안내하는 오일 호스를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 롤 댐핑 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 롤 댐핑 시스템의 구성을 설명한다.

본 발명의 실시예는 차량의 롤 댐핑 시스템에 있어서, 제1 완충부(110), 제2 완충부(120), 롤 감지부(130), 오일 호스(140)를 포함하여 구성한다.

제1 완충부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 좌측에 장착되는 언스프렁(Unsprung ; 너클이나 암류) 질량과 차체 사이에 각각 장착되며, 내부에 오일이 격리된 상태로 충진되고, 충진된 오일의 움직임에 따라 차체에 전달되는 충격을 완 화한다.

제1 완충부(110)는 제1 롤 댐핑 실린더, 제1 피스톤(116), 로드(118)를 포함하여 구성한다.

제1 롤 댐핑 실린더는 차량의 차고 방향으로 장착되며, 롤 감지부(130)로부터 유압 호스를 통해 공급되는 오일을 충진한다.

제1 피스톤(116)은 제1 롤 댐핑 실린더 내부의 중심부에 장착되어 제1 롤 댐핑 실린더 내부 공간을 제1 챔버(112)와 제2 챔버(114)로 양분하며, 제1 롤 댐핑 실린더 내부로 유입되는 오일의 압력에 따라 해당되는 방향으로 이동한다.

로드(118)는 제1 피스톤(116)의 양측면에 각각 일단이 결합되며, 차량의 차고측 방향으로 연장 형성되어 해당 부품과 타단이 각각 결합되어 제1 피스톤(116)의 움직임에 따라 해당되는 방향으로 연동된다.

제2 완충부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 우측에 장착되는 언스프렁(Unsprung ; 너클이나 암류) 질량과 차체 사이에 각각 장착되며, 내부에 오일이 격리된 상태로 충진되고, 충진된 오일의 움직임에 따라 차체에 전달되는 충격을 완화한다.

제2 완충부(120)는 제2 롤 댐핑 실린더, 제2 피스톤, 로드를 포함하여 구성한다.

제2 롤 댐핑 실린더는 차량의 차고 방향으로 장착되며, 롤 감지부(130)로부터 유압 호스를 통해 공급되는 오일을 충진한다.

제2 피스톤은 제2 롤 댐핑 실린더 내부의 중심부에 장착되어 제2 롤 댐핑 실 린더 내부 공간을 제3 챔버(122)와 제4 챔버(124)로 양분하며, 제2 롤 댐핑 실린더 내부로 유입되는 오일의 압력에 따라 해당되는 방향으로 이동된다.

로드는 제2 피스톤의 양측면에 각각 일단이 결합되며, 차량의 차고측 방향으로 연장 형성되어 해당 부품과 타단이 각각 결합되어 제2 피스톤의 움직임에 따라 해당되는 방향으로 연동된다.

롤 감지부(130)는 제1, 제2 완충부(110, 120)로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 해당되는 롤 댐핑량을 조절하여 차량의 롤을 감지한다.

롤 감지부(130)는 롤 감지 실린더, 오리피스부(150), 가변 회전 밸브(160)를 포함하여 구성한다.

롤 감지 실린더는 차량의 좌우측 차륜 사이에서 차폭 방향으로 차체에 장착되며, 제1, 제2 완충부(110, 120)로부터 유압 호스를 통해 공급되는 오일을 충진한다.

오리피스부(150)는 롤 감지 실린더 내부의 중심부에 장착되어 롤 감지 실린더 내부 공간을 제5 챔버(132)와 제6 챔버(134)로 양분하며, 롤 감지 실린더 내부로 유입되는 오일의 압력을 완충시킨다.

가변 회전 밸브(160)는 롤 감지 실린더 내에 장착되는 오리피스부(150)에 결합되는 회전축을 차량의 조향축과 기어(구동 기어, 종속 기어)로 연결한다.

가변 회전 밸브(160)의 회전축과 차량의 조향축 기어비는 조향축의 일측 방향 최대 회전시 가변 회전 밸브(160)의 회전축이 90도 회전하며, 차량의 조향각이 0도 일 때 가변 회전 밸브(160)가 최대로 열리도록 설정한다.

오일 호스(140)는 제1, 제2 완충부(110, 120)와 롤 감지부(130)를 서로 연결하여 유압의 차이에 따라 제1, 제2 완충부(110, 120)와 롤 감지부(130)로 상호 이동할 수 있도록 오일의 흐름을 안내하는 기능을 한다.

참고적으로, 제1 롤 댐핑 실린더의 제1 챔버(112)와 롤 감지 실린더의 제5 챔버(132)가 오일 호스(140)로 연결되며, 롤 감지 실린더의 제5 챔버(132)와 제2 롤 댐핑 실린더의 제4 챔버(124)가 오일 호스(140)로 연결된다.

또한, 제1 롤 댐핑 실린더의 제2 챔버(114)와 롤 감지 실린더의 제6 챔버(134)가 오일 호스(140)로 연결되며, 롤 감지 실린더의 제6 챔버(134)와 제2 롤 댐핑 실린더의 제3 챔버(122)가 오일 호스(140)로 연결된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 차량의 좌우 서스펜션에 제1, 제2 완충부(110, 120)를 장착하여 그 안에 오일을 넣었으며 제1, 제2 완충부(110, 120)는 오일 호스(140)를 통하여 롤 감지부(130)로 연결되어 오일이 이동할 수 있도록 되어 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 롤 댐핑 시스템의 동작을 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면 제1 롤 댐핑 실린더의 제1 챔버(112)와 롤 감지 실린더의 제5 챔버(132)가 오일 호스(140)로 연결되어 오일이 이동할 수 있으며, 롤 감지 실린더의 제5 챔버(132)와 제2 롤 댐핑 실린더의 제4 챔버(124)가 오일 호스(140)로 연결되어 오일이 이동할 수 있다.

그리고, 제1 롤 댐핑 실린더의 제2 챔버(114)와 롤 감지 실린더의 제6 챔버 (134)가 오일 호스(140)로 연결되어 오일이 이동할 수 있으며, 롤 감지 실린더의 제6 챔버(134)와 제2 롤 댐핑 실린더의 제3 챔버(122)가 오일 호스(140)로 연결되어 오일이 이동할 수 있다.

이와 같은 상태에서 차량의 범프(Bump) 시에는 제2 롤 댐핑 실린더의 제3 챔버(122)가 수축되는 만큼 제1 롤 댐핑 실린더의 제2 챔버(114)가 팽창되므로 제2 롤 댐핑 실린더의 제3 챔버(122)에서 공급된 양의 오일이 제1 롤 댐핑 실린더의 제2 챔버(114)로 이동하게 된다.

그러면, 롤 감지 실린더에서 오일양은 변화가 없다.

마찬가지로 제1 롤 댐핑 실린더의 제1 챔버(112)가 수축되는 만큼 제2 롤 댐핑 실린더의 제4 챔버(124)가 팽창되므로 제1 롤 댐핑 실린더의 제1 챔버(112)에서 공급된 양의 오일이 제2 롤 댐핑 실린더의 제4 챔버(124)로 이동하게 된다.

그러면, 롤 감지 실린더에서 오일양은 변화가 없다.

이와는 반대로 차량의 리바운드(Rebound) 시에는 오일의 흐름만 반대로 흐를 뿐이므로 차량의 범프(Bump) 시와 같이 롤 감지 실린더에서 오일양은 변화가 없다.

그러면 롤 감지 실린더 내의 오일이 오리피스부(150)를 통과할 필요가 없기 때문에 범프/리바운드(Bump/Rebound) 시에는 반력을 발생시키지 않는 것이다.

하지만 차량의 롤(Roll) 시에는 도 3에 도시된 바와 같이 제1, 제2 롤 댐핑 실린더의 제2, 제3 챔버(114, 122)는 모두 수축하므로 그 양 만큼의 오일이 롤 감지 실린더로 들어가게 되고 제1, 제4 챔버(112, 124)는 모두 팽창하므로 그 양 만큼의 오일이 롤 감지 실린더에서 빠져나와야 한다.

그러므로 롤 감지 실린더 중에 제2, 제3 챔버(114, 122) 내의 오일은 오리피스부(150)를 통과하여 제1, 제4 챔버(112, 124) 쪽으로 이동하게 되며 이때 오리피스부(150)에 걸리는 유체 저항에 의해서 댐핑이 발생하게 된다.

즉, 안티 롤 바와 비슷하게 롤 시에만 반력이 발생하지만, 롤 각에 대한 반력이 아니라 롤 속도에 대한 반력을 발생하므로 롤 시에만 롤 댐핑을 증대시킬 수 있다.

롤 댐핑의 경우도 롤 강성과 마찬가지로 선회 중이 아닐 때 노면의 불규칙에 의해서 좌/우 바퀴가 각각 따로 따로 범프/리바운드를 할 경우에는 롤 댐핑이 작을수록 차량이 노면에 의해서 롤 방향으로 적게 가진된다.

하지만, 차량의 선회 시 원심력에 의해서 좌/우 바퀴가 각각 따로 따로 범프/리바운드를 할 경우에는 롤 댐핑이 클수록 차량이 롤 방향으로 기울어지는 속도가 빨라진다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 롤 감지 실린더 내에 있는 오리피스부(150)에 가변 회전 밸브(160)를 장착하고 그 회전축을 조향축과 기어로 연결한다.

이때 기어비는 조향축이 최대로 돌아갔을 때 가변 회전 밸브(160)의 회전축이 90도 돌아가도록 하였으며 조향각이 0도 일 때 가변 회전 밸브(160)가 최대로 열리도록 설정한다.

그러므로 차량이 직진 시에는 도 4에 도시된 바와 같이 가변 회전 밸브(160)가 최대로 열리므로 롤 댐핑이 최소가 되어 좌/우가 불규칙한 노면에 따른 롤 가진 을 최소화한다.

그리고 차량이 선회를 하기 위해서 조향축을 회전시킬수록 도 5에 도시된 바와 같이 가변 회전 밸브(160)가 닫히면서 롤 댐핑이 점점 커져서 롤 속도를 줄인다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 롤 댐핑 시스템은 차량의 선회 시 조향각에 따른 롤 댐핑 증대로 조종 안정 성능을 증가시킬 수 있다.

또한, 일반 주행시에는 댐핑이 크지 않으므로 좌/우가 불규칙한 노면에서도 승차감이 향상된다.

또한, 액티브 컨트롤(Active Control)에 비해 부품/공정이 축소되어 경량화 및 원가를 절감할 수 있다.

또한, 액티브 컨트롤과는 달리 에너지 소모가 없으며, 고장이나 오작동의 확률이 적은 효과가 있다.

Claims

차량의 롤 댐핑 시스템에 있어서,

상기 차량의 좌우측에 각각 장착되는 언스프렁 질량과 차체 사이에 각각 장착되며, 내부에 오일이 격리된 상태로 충진되고, 충진된 오일의 움직임에 따라 차체에 전달되는 충격을 완화하는 제1, 제2 완충부와;

상기 제1, 제2 완충부로부터 공급되는 유압의 차이에 따라 구동되어 해당되는 롤 댐핑량을 조절하여 상기 차량의 롤을 감지하는 롤 감지부와;

상기 제1, 제2 완충부와 상기 롤 감지부를 서로 연결하여 유압의 차이에 따라 상기 제1, 제2 완충부와 롤 감지부로 상호 이동할 수 있도록 오일의 흐름을 안내하는 오일 호스를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 댐핑 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 완충부는

상기 롤 감지부로부터 유압 호스를 통해 공급되는 오일을 충진하는 제1 롤 댐핑 실린더와;

상기 제1 롤 댐핑 실린더 내부의 중심부에 장착되어 상기 제1 롤 댐핑 실린더 내부 공간을 제1 챔버와 제2 챔버로 양분하며, 상기 제1 롤 댐핑 실린더 내부로 유입되는 오일의 압력에 따라 해당되는 방향으로 이동되는 제1 피스톤과;

상기 제1 피스톤의 양측면에 각각 일단이 결합되며, 차륜 부 해당 부품과 타단이 각각 결합되어 차륜의 수직 운동이 상기 제1 피스톤의 움직임에 따라 해당되는 방향으로 연동되는 각각의 로드를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 댐핑 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제2 완충부는

상기 롤 감지부로부터 유압 호스를 통해 공급되는 오일을 충진하는 제2 롤 댐핑 실린더와;

상기 제2 롤 댐핑 실린더 내부의 중심부에 장착되어 상기 제2 롤 댐핑 실린더 내부 공간을 제3 챔버와 제4 챔버로 양분하며, 상기 제2 롤 댐핑 실린더 내부로 유입되는 오일의 압력에 따라 해당되는 방향으로 이동되는 제2 피스톤과;

상기 제2 피스톤의 양측면에 각각 일단이 결합되며, 차륜 부 해당 부품과 타단이 각각 결합되어 차륜의 수직 운동이 상기 제2 피스톤의 움직임에 따라 해당되는 방향으로 연동되는 각각의 로드를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 댐핑 시스템.
제3항에 있어서,

상기 롤 감지부는

상기 제1, 제2 완충부로부터 유압 호스를 통해 공급되는 오일을 충진하는 롤 감지 실린더와;

상기 롤 감지 실린더 내부의 중심부에 장착되어 상기 롤 감지 실린더 내부 공간을 제5 챔버와 제6 챔버로 양분하며, 상기 롤 감지 실린더 내부로 유입되는 오일의 압력을 완충시키는 오리피스부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 댐핑 시스템.
제4항에 있어서,

상기 제1 롤 댐핑 실린더의 제1 챔버와 상기 롤 감지 실린더의 제5 챔버가 오일 호스로 연결되며, 상기 롤 감지 실린더의 제5 챔버와 상기 제2 롤 댐핑 실린더의 제4 챔버가 오일 호스로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 댐핑 시스템.
제5항에 있어서,

상기 제1 롤 댐핑 실린더의 제2 챔버와 상기 롤 감지 실린더의 제6 챔버가 오일 호스로 연결되며, 상기 롤 감지 실린더의 제6 챔버와 상기 제2 롤 댐핑 실린더의 제3 챔버가 오일 호스로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 댐핑 시스템.
제6항에 있어서,

상기 롤 감지 실린더 내에 장착되는 오리피스부에 결합되는 회전축을 상기 차량의 조향축과 기어로 연결하는 가변 회전 밸브를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 댐핑 시스템.
제7항에 있어서,

상기 가변 회전 밸브의 회전축과 상기 차량의 조향축 기어비는 상기 조향축의 일측 방향 최대 회전시 상기 가변 회전 밸브의 회전축이 90도 회전하며, 상기 차량의 조향각이 0도 일 때 상기 가변 회전 밸브가 최대로 열리도록 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 댐핑 시스템.