KR20060117040A - 액티브 롤 컨트롤 시스템 - Google Patents

액티브 롤 컨트롤 시스템 Download PDF

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KR20060117040A
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Abstract

본 발명은 액티브 롤 컨트롤(ACR:Active Roll Control)시스템에 관한 것으로써, 특히 스테빌라이저바를 분리하여 작동부를 이용하여 연결하고, 여분의 제동유압을 이용하여 상기 작동부를 작동시켜 스테빌라이저바를 연결 또는 분리시킬 수 있는 액티브 롤 컨트롤 시스템에 관한 것이다.
액티브 롤 컨트롤 시스템, 스테빌라이저바, 작동부,

Description

액티브 롤 컨트롤 시스템 {ACTIVE ROLL CONTROL SYSTEM }
도1은 차량에 스테빌라이저바가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 구조도,
도2는 종래 유압을 이용한 스테빌라이저링크의 단면을 도시한 구조도,
도3은 본 발명의 실시예에 따른 단면도,
도4는 본 발명의 실시예에 따라 유압피스톤이 작동된 경우의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11 : 좌측스테빌라이저바, 12 : 우측스테빌라이저바,
20 : 유압피스톤, 31 : 커버,
32 : 고정부재, 33 : 다이아프램스프링,
34 : 압력판, 35 : 클러치판,
36 : 회전케이스.
본 발명은 액티브 롤 컨트롤(ACR:Active Roll Control)시스템에 관한 것으로써, 특히 스테빌라이저바를 작동부를 이용하여 연결하고, 여분의 제동유압을 이용하여 상기 작동부를 작동시켜 스테빌라이저바를 연결 또는 분리시킬 수 있는 액티 브 롤 컨트롤 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 만드는 장치로서 노면으로부터 충격을 완화시키는 섀시 스프링과, 섀시 스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버 및 차량의 롤링을 방지하는 스테빌라이저바 등으로 구성된다.
여기서 상기 스테빌라이저바는 좌우의 로어암 또는 스트럿바에 장착되어, 좌우의 바퀴가 서로 동시에 상하운동하는 경우에는 작용하지 않지만, 좌우의 바퀴가 서로 상대적으로 상하운동하는 경우에는 비틀려져 그 때에 발생하는 스프링 복원력으로 차체의 기울기를 감소시키는 역할을 하고 있다.
이에 따라 차량의 선회시에 차체의 한쪽 부위가 원심력으로 기울어지거나 혹은 주행중에 범프 또는 리바운드로 인해 좌우의 바퀴가 상대적으로 높이차를 가질 때에 스테빌라이저바가 비틀려지면서 그 복원력으로 차체를 빨리 안정시켜 주게 되어 있다.
그런데 상기한 종래의 스테빌라이저바의 차체 탄성복원력만으로 차량의 기울어짐을 억제하거나 기울어진 차체를 빨리 복귀시켜 안정시키는 데에는 신속하고 정확한 롤 제어에 미흡한 점이 있었으며, 이를 해결하기 위해 스테빌라이저바의 끝단에 유압실린더를 연결하여 능동적인 롤 제어를 할 수 있도록 하는 시스템이 개발되었다.
상기와 같이 유압시스템을 이용하여 능동적인 롤 제어를 하기 위한 시스템은 공개특허공보 제1997-0069433호 및 제2002-0033863호 등을 통해 자세히 공개되어 있는데, 그 내용을 간단히 살펴보면 다음과 같다.
종래 스테빌라이저바(101)는 도 1에 도시된 바와 같이 양단이 좌우의 로워암에 연결되고 그 중간부분은 차량의프레임(103)에 지지되어 있어서, 좌우의 바퀴가 동시에 상하로 움직일 때에는 작용하지 않으나, 좌우의 바퀴가 상하운동을 서로 반대로 할 때는 스테빌라이저바(101)가 비틀리면서 이때 발생하는 힘에 의해 차체가 기우는 것을 감소시켜 차량의 평형을 유지한다.
상기한 바와 같은 스테빌라이저바(101)는 스테빌라이저링크(106)에 의해 로워암(102)에 연결되는데, 스테빌라이저링크(106)는 양단에 볼조인트가 형성된 단순한 강재봉의 형태를 가지고 있다.
이를 개량하여, 스테빌라이저링크(106)의 길이가 가변됨에 의해 스테빌라이저바의 강성을 변화시키는 메커니즘으로는 도2에 도시된 것과 같은 것이 있다. 도 2에는 일반적인 유압식 스테빌라이저바의 강성 가변기구가 도시된 바, 스테빌라이저바(101)가 설치되는 볼조인트(110)에는 피스톤로드(112)가 연결되어 있고, 상기 피스톤로드(112)의 선단에 마련된 피스톤(114)이 섭동하도록 하는 실린더(116)가 로워암과 연결되는 볼조인트(118)에 연결되어 있으며, 상기 실린더(116)의 내부에는 오일(120)이 채워져 있고 상기 실린더(116)에는 중립포트(122) 및 상하측포트(124,126)가 구비되어 이들이 연통되도록 바이패스 통로(128)를 형성하고, 이 바이패스통로(128)에 오퍼레이션체크밸브(130)를 설치하여 상기 오퍼레이션체크밸브(130)에 의해 오일(120)의 이동상태가 제어될 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 바이패스통로(128)상에는 다이어프렘을 통해 가스가 충진된 어큐뮬레이터(132)가 설치되어 있어, 상기 피스톤로드(112)의 출입시 발생하는 실린더(116) 내부 공간의 부피차이를 극복함과 아울러 일정한 수준의 오일압을 형성하여 캐비테이션(CAVITATION)의 발생을 억제하도록 한다.
이러한 강성 가변기구는 로워암으로부터 가해지는 외란의 주파수가 낮아 피스톤(114)의 속도가 비교적 작은 경우에는 상기 피스톤(114)은 실린더(116)내에서 자유로이 섭동하여 스테빌라이저바(101)로의 입력이 부하되지 않아 스테빌라이저바(101)의 롤 강성은 낮아지며, 피스톤로드(112)의 스트로크를 넘어서는 것과 같은 큰 입력이 부하되거나 상기 오퍼레이트체크밸브(130)가 닫힐 정도 이상의 속도로 피스톤(114)이 이동하면 상기 오일의 유로가 오퍼레이트체크밸브(130)에 의해 차단됨에 따라서 피스톤(114)의 스트로크가 규제되어 스테빌라이저바(101)는 본래의 강성으로 되돌아가 롤링을 억제하게 된다.
그러나 상기 시스템은 별도의 유압 조절에 사용되는 여러 가지 복잡한 장치들을 필요로 하기 때문에 전체 시스템이 복잡해지며, 많은 비용을 요한다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 여분의 제동유압을 이용하여 클러치와 같은 원리로 스테빌라이저바의 비틀림의 전달을 개폐할 수 있도록 하여 비교적 단순한 구조를 가지면서 비용을 절감시킬 수 있는 액티브 롤 컨트롤 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 액티브 롤 컨트롤 시스템은 차량의 롤링을 제어하는 액티브 롤 컨트롤 시스템에 있어서, 좌우로 분리된 스테빌라이저바와; 클러치판이 장착되어 상기 분리된 스테빌라이저바를 상호 연결 또는 분리시키는 작동부와; 상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지되, 상기 제어부는 차량이 코너링시에는 상기 작동부를 연결시키고, 일반주행시에는 상기 작동부를 분리시킨다.
상기 작동부는, 유압피스톤에 의해 작동되어지되 상기 유압피스톤은 제동장치의 여유 유압을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 작동부는, 커버와; 상기 유압피스톤과 접하는 다이아프램스프링과; 상기 다이아프램스프링을 상기 커버에 고정시키는 고정부재와; 상기 다이아프램스프링이 장착된 압력판과; 상기 압력판에 장착되는 클러치판과; 상기 클러치판과 접하거나 이격되는 회전케이스로 이루어지되, 상기 압력판에는 상기 다이아프램스프링을 고정 지지하는 지지편이 형성되어 있고, 상기 고정부재는 상기 다이아프램스프링의 중심과 상기 지지편 사이에 장착된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 단면도이고, 도4는 본 발명의 실시예에 따라 유압피스톤이 작동된 경우의 단면도이다.
도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 스테빌라이저바(11,12)와 작동부와 제어부(미도시)로 이루어진다.
상기 스테빌라이저바(11,12)는 중앙부위가 분리되어 좌측스테빌라이저바(11)와 우측스테빌라이저바(12)로 이루어지고, 그 사이에는 상기 작동부가 장착된다.
상기 작동부는 상기 좌측스테빌라이저바(11)에 장착되는 좌측작동부와, 상기 우측스테빌라이저바(12)에 장착되는 우측작동부로 이루어진다.
상기 좌측작동부는 유압피스톤(20)과, 커버(31)와, 고정부재(32)와, 다이아프램스프링(33)과, 압력판(34)과, 클러치판(35)으로 이루어진다.
상기 유압피스톤(20)은 상기 다이아프램스프링(33)에 힘을 가하는 장치로써, 실린더 타입의 형태를 가지고 있으며 상기 좌측스테빌라이저바(11)를 감싸면 장착된다.
이때, 상기 유압피스톤(20)은 제동장치의 여유 유압을 이용하도록 함이 바람직하다.
상기 고정부재(32)는 상기 다이아프램스프링(33)을 상기 커버(31)에 고정시키고, 상기 다이아프램스프링(33)은 상기 압력판(34)에 장착되어 있으며, 상기 클러치판(35)은 상기 좌측스테빌라이저바(11)를 감싸면서 상기 압력판(34)에 장착되되 상기 다이아프램스프링(33)과 반대편에 장착된다.
상기 압력판(34)에는 상기 다이아프램스프링(33)을 고정지지하기 위한 지지편(34a)이 형성되어 있다.
또한, 상기 고정부재(32)는 상기 다이아프램스프링(33)의 중심과 상기 지지 편 (34a)사이에 장착되도록 함이 바람직하다.
이렇게 함으로써, 상기 다이아프램스프링(33)이 상기 유압피스톤(20)에 의해 밀릴 때 상기 고정부재(32)와 지지편(34a)에 의해 상기 압력판(34)이 유압피스톤(20) 방향으로 당겨오게 된다.
그리고, 상기 우측작동부는 상기 우측스테빌라이저바(12)에 장착되는 회전케이스(36)로 이루어지는데, 상기 회전케이스(36)는 상기 클러치판(35)과 접촉되거나 분리된다.
이때, 상기 클러치판(35)의 전면과 후면에는 각각 상기 압력판(34)과 회전케이스(36)에 완전히 밀착되어 힘을 전달하도록 하기 위해 패드(35a)를 장착함이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 작동부를 연결하거나 분리시키는 것으로써, ECU를 통해 수행될 수 있다.
상기 제어부는 차량이 코너링시에는 상기 작동부를 연결시켜 즉, 상기 클러치판(35)과 상기 회전케이스(36)를 접촉시켜 상기 좌측스테빌라이저바(11)와 우측스테빌라이저바(12)가 서로 연결되도록 하고, 일반주행시에는 상기 작동부를 분리시켜 즉, 상기 클러치판(35)과 상기 회전케이스(36)를 분리시켜 상기 좌측스테빌라이저바(11)와 우측스테빌라이저바(12)가 분리되도록 한다.
이렇게 함으로써, 차량이 코너링시에는 좌측 또는 우측의 비틀림력을 반대편으로 전달해주게 되고, 일반주행시에는 한쪽의 비틀림력을 반대편에 전달시키지 않게 된다.
물론, 차량이 코너링중인지 일반주행중인지는 G센서나 그 밖의 여러 가지 장치를 이용하여 쉽게 판단할 수 있다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 대한 작동에 대하여 알아본다.
차량 코너링시에는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 유압피스톤(20)은 작동되지 않게 되고, 상기 다이아프램스프링(33)의 탄성력에 의해 상기 클러치판(35)과 상기 회전케이스(36)가 서로 접촉하여 연결된다.
이때, 상기 압력판(34)과 상기 커버(31) 사이에 별도의 스프링을 장착하여 상기 클러치판(35)이 상기 회전케이스(36)에 더욱 밀착되도록 할 수 있다.
상기 클러치판(35)과 상기 회전케이스(36)의 상호 연결은 결국 상기 좌측스테빌라이저바(11)와 우측스테빌라이저바(12)가 상호 연결되는 것과 같다.
따라서 이때에는 한쪽의 비틀림력을 반대쪽으로 전달해주게 되어 일반적인 스테빌라이저바와 동일한 효과를 가지게 된다.
일반 주행시 또는 일반주행시 가해지는 순간 충격에 대해서는 도4에 도시된 바와 같이, 상기 유압피스톤(20)에 힘이 가해져 상기 유압피스톤(20)이 상기 다이아프램스프링(33)을 누르게 되고, 상기 다이아프램스프링(33)은 상기 고정부재(32)에 의해 지지되기 때문에 휘어지면서 상기 압력판(34)을 잡아당기게 된다.
상기 압력판(34)에는 클러치판(35)이 장착되어 있는바, 상기 클러치판(35)은 상기 회전케이스(36)로부터 분리되고, 결국 상기 좌측스테빌라이저바(11)와 우측스 테빌라이저바(12)가 상호 분리되는 것과 같게 된다.
따라서, 이때에는 한쪽의 비틀림력이 반대쪽으로 전달되지 않게 되어 주행중 순간 충격에 대하여 차체의 기울어짐을 줄일 수 있다.
상기 스테빌라이저바(11,12)는 일정한 작동각 범위안에서만 회전하므로 상기 유압피스톤(20)에 유압을 전달할 수 있는 파이프를 연결할 수 있다.
본 발명인 액티브 롤 컨트롤 시스템은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 액티브 롤 컨트롤 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 작동부를 이용하여 스테빌라이저바를 연결/분리함으로써, 비교적 구조가 단순할 뿐만 아니라 스테빌라이저바의 연결/분리가 확실하며, 차량의 조향 및 현가 성능을 향상시킬 수 있다.
둘째, 차량 코너링시 스테빌라이저바를 연결하고, 일반주행중에는 스테빌라이저바를 분리함으로써, 코너링시에는 한쪽 비틀림력을 반대쪽으로 전달하게 되어 차체의 롤링 현상을 줄여주고, 일반주행중에는 한쪽 비틀림력을 반대쪽으로 전달하지 않게 되어 일반주행중 발생되는 순간 충격에 의한 차체의 기울어짐을 줄일 수 있는 효과가 있다.
셋째, 유압피스톤에 제동장치의 여유 유압을 이용함으로써, 기존 유압시스템을 이용함으로 적용가능성이 크고, 새로운 유압장치를 장착하기 위한 비용을 절감 시킬 수 있다.
넷째, 지지편을 형성하고 고정부재를 다이아프램스프링의 중심과 상기 지지편 사이에 장착함으로써, 다이아프램스프링에 의해 압력판이 당겨지도록 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 차량의 롤링을 제어하는 액티브 롤 컨트롤 시스템에 있어서,
    좌우로 분리된 스테빌라이저바와;
    클러치판이 장착되어 상기 분리된 스테빌라이저바를 상호 연결 또는 분리시키는 작동부와;
    상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지되,
    상기 제어부는 차량이 코너링시에는 상기 작동부를 연결시키고, 일반주행시에는 상기 작동부를 분리시키는 것을 특징으로 하는 액티브 롤 컨트롤 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 작동부는,
    유압피스톤에 의해 작동되어지되,
    상기 유압피스톤은 제동장치의 여유 유압을 이용하는 것을 특징으로 하는 액티브 롤 컨트롤 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 작동부는,
    커버와;
    상기 유압피스톤과 접하는 다이아프램스프링과;
    상기 다이아프램스프링을 상기 커버에 고정시키는 고정부재와;
    상기 다이아프램스프링이 장착된 압력판과;
    상기 압력판에 장착되는 클러치판과;
    상기 클러치판과 접하거나 이격되는 회전케이스로 이루어지되,
    상기 압력판에는 상기 다이아프램스프링을 고정 지지하는 지지편이 형성되어 있고,
    상기 고정부재는 상기 다이아프램스프링의 중심과 상기 지지편 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 액티브 롤 컨트롤 시스템.
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CN113942357A (zh) * 2020-07-17 2022-01-18 广州汽车集团股份有限公司 横向稳定杆总成及车辆
CN113942357B (zh) * 2020-07-17 2024-04-05 广州汽车集团股份有限公司 横向稳定杆总成及车辆

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