KR20070017687A

KR20070017687A - 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템

Info

Publication number: KR20070017687A
Application number: KR1020050072218A
Authority: KR
Inventors: 김영광
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2007-02-13
Also published as: KR100699485B1

Abstract

본 발명은 차량의 선회시 전기적으로 작동하는 액츄에이터를 이용하여 차량 리어 서스펜션의 지오메트리를 변경하고 롤 스티어 량을 증대시켜 차량핸들링 성능을 대폭적으로 개선시켜 주는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션(AGCS, Active Geometry Control Suspension) 시스템에 있어서, 액츄에이터와 제어레버를 볼조인트와 편심베어링을 사용하여 연결시킴으로써, 상하좌우 방향의 조립공차는 물론 비틀어짐까지 흡수할 수 있도록 하는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템에 관한 것이다.

AGCS, 액츄에이터, 제어레버

Description

액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템{Active Geometry Control Suspension System}

도1은 종래의 AGCS 시스템을 도시하는 사시도이다.

도2는 종래 액츄에이터와 제어레버의 결합구조를 도시하고 있는 사시도이다.

도3은 본 발명에 의한 액츄에이터와 제어레버의 결합구조를 도시하고 있는 사시도이다.

도4는 본 발명에 의한 제어레버, 볼조인트부, 편심베어링 및 베어링을 따로 도시하고 있는 도면이다.

도5는 본 발명에 의한 볼 조인트부의 측면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

10 : 액츄에이터 11 : 액츄에이터 본체

12 : 로드 20 : 요크부

21 : 장홀 22 : 조인트핀

23 : 스냅핀 30 : 제어레버

31 : 힌지홀 32 : 결합부

40 : 어시스트암 50 : 너클

60 : 힌지축 70 : 볼조인트부

71 : 베어링 결합부 72 : 홀

73 : 조인트핀 80 : 편심베어링

81 : 결합홀 90 : 베어링

자동차에 있어서의 현가장치는 차체와 차륜사이에 존재하면서 이 2개의 강체를 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 스프링과 쇽업소버 및 트레일링 암과 너클, 컨트롤 아암 등으로 구성되어 있다.

이러한 현가장치는 첫째, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자의 안락한 승차감을 제공하고, 둘째, 운전자의 운전 행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며, 셋째, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직 하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야 한다.

액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션(Active Geometry control Suspension, AGCS) 시스템은 전기적으로 작동되는 액츄에이터를 이용하여 차량 리어 서스펜션의 지오메트리를 변경하고 결과적으로 선회시 롤 스티어량을 증대시켜 차량 핸들링 성능을 대폭적으로 개선시켜 주는 기능을 하는 시스템을 말하는 것으로, 차량 선회시 토우 아웃(Toe Out)경향이 나타나 조정성이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 선회 시 후륜을 토우 인(Toe In)으로 유도하여 차량의 롤(Roll) 발생시 조종 안정성을 향상시킨다.

종래 AGCS 시스템의 구조는 공개특허공보 제10-2004-0075481, 공개특허공보 제 2003-0017668호 등을 통해 자세히 공개되어 있다.

이러한 AGCS 시스템은 후륜 링크(link)구조에 선형 운동을 시킬 수 있는 액츄에이터(actuator)를 차량의 좌/측에 장착하며, 또한 차속 및 조향각 센서를 각각 4륜에 장착한 후, 이 센서에 의해 감지된 값을 활용하여 차량의 거동과 운전 상황을 판단하도록 구성된다.

이 중, 차량의 회전 방향 외륜 측은 롤(roll) 거동에 따른 차량의 하중 이동에 의해 서스펜션이 범프(bump)하게 되고, 비로서, 액츄에이터가 제어 레버를 회전시켜주게 된다.

즉, 차량의 외륜 측 토우(toe)각이 조향 방향에 의해 변화되는 것이며, 이로서, 후륜의 슬립 앵글(slip angle)이 증가함과 동시에 접지력이 증가하게 되어 회 전시 안정된 코너링(cornering)을 수행하게 되는 것이다.

도1은 일반적인 종래 AGCS 시스템을 도시한 것이다.

도1을 보면 액츄에이터(10)의 직선 왕복운동은 제어 레버의 요크(YOKE)부(20)를 통해 제어 레버(30)의 회전 운동으로 변환되며 이것은 다시 제어 레버(30)의 어시스트암 (ASSIST ARM, 40) 고정 부위의 상하 직선운동으로 전달되고, 따라서 어시스트암(40) 하드 포인트 변경에 의해 선회시 리어 외륜측의 Roll Steer량(Toe In)을 AGCS가 작동하지 않을 때보다 훨씬 많이 발생되도록 하여, 선회시의 리어측 코너링 포스를 증가시키고 따라서 차량 특성이 Under Steer 경향이 되게끔하여 핸들링 성능을 개선시키는 기능을 수행한다. 도면부호50은 너클을 나타낸다.

도2a 및 도2b 는 도1의 액츄에이터(10)와 제어레버(20)의 결합부분만을 따로 도시하고 있다.

도2a 및 도2b와 같이 종래 시스템은, 장홀(21)과 조인트핀(22)에 의해 결합되었기 때문에 액츄에이터(10)와 제어레버(30)를 조립한 후 조립공차가 발생될 시 장홀(21)에 의해 상하 방향의 공차가 흡수 가능하였으며, 스냅핀(SNAP PIN)부(22)의 유격에 의해 좌우 방향의 편차가 흡수 가능하였다.

그러나 비틀어짐이 발생될 시에는 이를 흡수하여 제어 레버(30)의 작동이 원활하게 되도록 하는 구조를 갖고 있지 못하며, 장홀(21) 구조는 액츄에이터 작동시, 홀(21)과 상기 홀에 삽입되는 핀(22)의 선접촉에 의한 마모로 인해 내구적으로 바람직하지 못하다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 제어레버의 회전에 의한 높이 변화 및 액츄에이터와 제어레버의 조립공차를 흡수할 수 있는 AGCS 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 직선운동을 어시스트암에 전달하는 제어레버와, 상기 제어레버와 후륜너클을 연결하는 어시스트암을 포함하는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템에 있어서, 상기 액츄에이터와 상기 제어레버가 볼 조인트부에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 액츄에이터는 편심베어링에 의해 볼조인트부와 결합하는 것을 특징으로 하며, 상기 편심베어링과 볼조인트부 사이에는 베어링이 삽입되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면에 나타난 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도3는 액츄에이터(10)와 제어레버(30)의 결합구조를 도시하고 있으며, 도4는 상기 제어레버 및 이에 결합된 볼조인트부(70), 편심베어링(80)을 도시하고 있다. 도5는 제어레버(30)의 측면을 도시하고 있다.

액츄에이터(10)는 본체(11)와, 직선운동을 하는 로드(12)로 구성되며, 상기 로드(12)의 단부는 편심베어링(80)에 의해 볼조인트부(70)와 결합된다. 로드(13) 단부에 형성된 수용부(13)에 후술하는 편심베어링(80)이 결합된 베어링 결합부(71)가 삽입되도록 한후, 조인트핀(73)이 로드(12)의 단부와 편심베어링(80)의 결합홀(81)을 관통하도록 하여, 로드(12)와 볼조인트부(70)가 연결 되도록 한다.

볼조인트부(70)는 제어레버(30)에 결합된 볼스터드(미도시)와 상기 볼스터드의 볼을 수용할 수 있는 소켓(미도시)으로 구성되는데, 상기 소켓은 하우징 내측에 형성되며, 이러한 볼조인트에 대한 구성은 널리 공지된 기술에 해당하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

단, 볼조인트부(70)를 구성하는 하우징의 측면에는 베어링 결합부(71)가 형성되며, 상기 베어링 결합부(71)의 중앙에는 베어링이 결합할 수 있는 홀(72)이 형성된다.

상기 베어링 결합부(71)의 홀(72)에는 편심베어링(80)이 결합되는데, 이 때, 상기 베어링 결합부(71)와 편심베어링(80) 사이에 또 다른 베어링(90)이 삽입되면, 편심베어링(80)의 회전을 보다 원활히 할 수 있게 된다.

상기 볼조인트부(70)는 하부측으로 제어레버(30)와 연결되는데, 상기 제어레버(30)는 도1의 종래 제어레버에서와 같이 힌지축(60)을 중심으로 회전하도록 차체에 결합되므로, 힌지축(60)이 결합될 수 있는 힌지홀(31)이 형성되어 있으며, 하단 일측면에는 어시스트암(40)과 결합하기 위한 결합부(31)가 돌출되어 있다. 상기 결합부(31)는 도1에 도시된 종래의 결합형태과 동일하게 어시스트암(40)에 결합된다.

즉, 상기 제어레버(30)는 힌지축(60)을 중심으로 하여 상부는 볼조인트부(70)를 통해 엑츄에이터(10)와 결합되며, 하부는 결합부(31)를 통해 어시스트암 (40)과 결합되는 것이다.

이하에서는 위와 같은 구조를 갖는 AGCS 시스템의 작동모습을 살펴보기로 한다.

액츄에이터(10)의 로드(12)가 이동하면, 편심베어링(80) 및 볼조인트부(70)에 의해 연결된 상기 제어레버(30)가 힌지축(60)을 중심으로 회전을 하게 되며, 제어레버(30)의 회전에 의해 로드(12)의 이동 반대 방향으로 어시스트 암(40)이 이동하게 된다. 이 때 제어 레버(30)의 회전으로 엑츄에이터 로드(12)의 끝단부와 볼 조인트부(70)를 연결하고 있는 조인트핀(73)의 위치가 상하로 이동하는 경우에도, 편심베어링(80)의 베어링 홀(81) 위치가 함께 회전하여 상하로 이동하므로, 엑츄에이터 작동시 제어 레버(30) 회전에 의한 높이 변화를 흡수할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 작동 구조에 의하면, 상하방향의 조립편차와 윗쪽에서 보았을 때 엑츄에이터(10)의 작동방향의 조립편차를 볼조인트부(70)가 흡수해 줄 수 있게 되며, 비틀림 또한 흡수할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 효과를 요약하면 다음과 같다.

첫째, 볼 조인트에 의해 액츄에이터와 제어레버가 결합되므로, 상하방향 조립 편차를 볼 조인트가 흡수할 수 있다.

둘째, 볼 조인트에 의해 액츄에이터와 제어레버가 결합되므로 액츄에이터의 작동방향 조립편차를 볼 조인트가 흡수할 수 있다.

셋째, 편심베어링이 사용되므로, 엑츄에이터 작동시 편심 베어링의 홀 위치 도 회전하여 제어레버의 회전에 의한 높이 변화를 흡수할 수 있다.

넷째, 볼 조인트 및 편심베어링에 의해 엑츄에이터의 로드와 제어레버가 결합되므로, 엑츄에이터의 비틀어짐을 흡수할 수 있게 된다.

다섯째, 장홀과 핀의 결합구조를 사용하지 않게 되어 내구성이 좋아진다.

Claims

액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 직선운동을 어시스트암에 전달하는 제어레버와, 상기 제어레버와 후륜너클을 연결하는 어시스트암을 포함하는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템에 있어서,

상기 액츄에이터와 상기 제어레버가 볼 조인트부에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템.
제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는 편심베어링에 의해 볼조인트부와 결합하는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템.
제2항에 있어서, 상기 편심베어링과 볼조인트부 사이에는 베어링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 콘트롤 서스펜션 시스템.