KR20080100881A - Side load decreasing typed mcphason strut suspension - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 측 하중 저감 타입 맥퍼슨 스트러트 현가장치의 구성도1 is a block diagram of a side load reduction type McPherson strut suspension according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 로어 시트 패드의 댐퍼 실린더 결합도Figure 2 is a damper cylinder coupling of the lower seat pad in accordance with the present invention
도 3(가),(나)는 본 발명에 따른 측 하중 저감을 위한 측 하중 조절 장치의 작동도 Figure 3 (a), (b) is an operation of the side load adjustment device for reducing the side load according to the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 캐리어 2 : 컨트롤 암1
3 : 스트러트 4 : 댐퍼3: strut 4: damper
5 : 실린더 로드 6 : 인슐레이터5: cylinder rod 6: insulator
7 : 스프링 8 : 피스톤7: spring 8: piston
9 : ECU 10 : 측 하중 조절 장치9: ECU 10: side load control device
11 : 실린더 로드 마찰 센서11: cylinder rod friction sensor
12 : 피스톤 마찰 센서12: piston friction sensor
13 : 모터 14 : 연결 로드13: motor 14: connection rod
15 : 로워 시트 패드 16 : 마운팅 브라켓15: Lower seat pad 16: Mounting bracket
17 : 고정 부재17: fixed member
T : 타이어T: Tire
본 발명은 맥퍼슨 스트러트 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측 하중 저감 타입 맥퍼슨 스트러트 현가장치에 관한 것이다.The present invention relates to a McPherson strut suspension, and more particularly, to a side load reduction type McPherson strut suspension.
일반적으로 주행 중 차량이 노면의 불균일로부터 소음을 수반하는 진동을 받게 되면서 차체가 흔들리는 현상을 방지하는 현가장치는 스프링과 쇽업소버(Shock Absober) 및 스테빌라이져 등으로 구성되어, 대체로 스프링상수와 댐핑력 및 차고조종의 3가지 기능을 주로 하면서 차량의 승차감과 안정성을 개선하는 역할을 한다.In general, the suspension system that prevents the vehicle body from shaking while the vehicle receives vibrations from the unevenness of the road surface is composed of a spring, shock absorber and stabilizer, and the spring constant, damping force and It mainly plays three functions of garage control, and plays a role of improving the ride comfort and stability of the vehicle.
또한, 이러한 현가장치는 도로 노면의 상태와 차량의 현재속력 등의 주행조건에 따라 차고의 조정 또는 감쇠력의 조정이 가능하도록 구성되고, 이에 따라 차량의 승차감과 조정안정성을 최적의 상태로 유지시킬 수 있도록 하고 있다.In addition, the suspension system is configured to adjust the height of the garage or to adjust the damping force according to the driving conditions such as the road surface and the current speed of the vehicle, thereby maintaining the comfort and adjustment stability of the vehicle in an optimal state. To make it work.
이러한 서스펜션 중 맥퍼슨 스트러트 현가장치는 코일 스프링과 쇽업소버를 하나로 결합한 것으로서 스트러트 아래쪽 끝은 빔 형태의 하부 컨트롤 암의 바깥쪽 끝에 연결되며, 상부 컨트롤 암은 사용되지 않고 스트러트의 상단은 댐퍼(또는 쇽업소버)의 상단부로 진동이 차체 쪽으로 전달되는 것을 방지하면서 외력에 의한 부 품 자체의 탄성 변형과, 차륜에 장착된 너클에 연동되어 함께 회전 작용을 하는 베어링을 통한 회전을 이용해 조종 안정성을 향상시켜주는 인슐레이터 어셈블리를 통해 차체에 장착되도록 구성되어진다.Among these suspensions, the McPherson strut suspension combines the coil spring and the shock absorber into one, the lower end of the strut is connected to the outer end of the beam-shaped lower control arm, the upper control arm is not used, and the top of the strut is damper (or shock absorber) Insulator that improves steering stability by using elastic deformation of parts itself by external force and rotation through bearing acting in conjunction with knuckles mounted on wheels, while preventing vibration from being transmitted to the upper part of the body. It is configured to be mounted on the body via the assembly.
그러나, 이러한 맥퍼슨 스트러트 타입의 현가장치는 그 구조적인 특성으로 인해 타이어에서 발생하는 축하중과 댐퍼(Damper)의 작동방향이 떨어져(Offset)있게 됨에 따라, 댐퍼의 두 지점 접촉 부위 즉, 피스톤과 실린더와 더불어 실린더 로드(Cylinder Rod)와 실린더에 반력인 측 하중(Side Load)이 작용할 수밖에 없는 한계가 있게 된다.However, this McPherson strut type suspension has its structural characteristics, causing the tires to be offset during the celebration of the tire and the damper's direction of operation, ie the piston and the cylinder. In addition, there is a limit that the cylinder rod and the side load, which is reaction force to the cylinder, are forced to act.
이러한 측 하중은 댐퍼의 피스톤과 더불어 실린더 로드와 실린더 사이의 마찰(Friction)을 유발하게 되고, 이는 댐퍼의 원활한 작동을 방해하여 차량의 승차감 특성에 악영향을 미치게 된다.This side load, together with the piston of the damper, causes friction between the cylinder rod and the cylinder, which hinders the smooth operation of the damper and adversely affects the riding comfort characteristics of the vehicle.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 차량 주행중 노면상태에 따라 실시간으로 변화하는 다양한 형태의 측 하중(Side Load)을 최대한 저감시키도록 스트러트를 이루는 스프링의 레이아웃(Lay Out)을 가변시켜, 측 하중으로 인한 승차감 저하를 방지함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and the layout of the spring (Lay Out) forming the strut to reduce the side load (Side Load) of various forms that change in real time according to the road surface condition while driving the vehicle The purpose is to make it variable, and to prevent the ride comfort deterioration due to the side load.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 맥퍼슨 스트러트 현가장치가 일단이 차체 측면 쪽으로 장착되고 타단은 캐리어를 통해 고정되어 타이어쪽으로 결합되는 컨트롤 암과;The present invention for achieving the above object, the control arm that is coupled to the tire end is mounted to the side of the McPherson strut suspension is fixed to the side of the vehicle body and the carrier;
타이어에 장착된 캐리어를 통해 일단이 결합되고 타단은 차체 쪽으로 결합되어 외력을 흡수·완충하는 댐퍼와, 상기 댐퍼를 감싸면서 외력을 흡수·완충하는 스프링 및 상기 댐퍼의 상부부위를 감싸면서 댐퍼의 거동에 대해 비틀림과 회전을 발생시키는 인슐레이터로 이루어진 스트러트 및; One end is coupled through the carrier mounted on the tire, and the other end is coupled to the vehicle body to absorb and buffer external force, the spring absorbing and buffering the external force while surrounding the damper, and the damper's behavior while covering the upper portion of the damper. A strut comprising an insulator for generating torsion and rotation relative to the;
상기 스트러트를 이루는 댐퍼의 거동을 통해 변화하는 댐퍼부위의 마찰력 변화를 측정해, 댐퍼와 함께 외력을 흡수·완충하는 스프링의 지지 위치에 변화를 가해 스프링의 레이 아웃을 변경시켜 주어 측 하중을 감소하는 측 하중 조절 장치;Measures the frictional force change of the damper part that changes through the damper constituting the strut, and changes the layout of the spring by changing the support position of the spring that absorbs and buffers the external force together with the damper to reduce the side load. Side load control device;
로 구성되어진 것을 특징으로 한다.Characterized in that consisting of.
그리고, 상기 측 하중 조절 장치는 댐퍼의 거동에 따른 마찰력 크기를 통해 측 하중을 측정하는 마찰 센서 유니트와, 상기 마찰 센서 유니트의 측정 정보를 통해 측 하중 크기를 판단하는 ECU, 상기 ECU에서 발생된 제어 신호에 따라 구동력을 발생하는 모터, 일단이 모터에 결합되어져 동력을 전달받는 연결 로드, 스프링의 저부를 받치면서 댐퍼에 대해 움직일 수 있도록 결합되어져, 모터로부터 동력을 전달받은 상기 연결 로드를 통해 스프링의 지지 각도가 변경되는 로워 시트 패드 및, 댐퍼의 실린더에 대해 로워 시트 패드가 움직일 수 있도록, 댐퍼의 실린더 외주면으로 고정된 마운팅 브라켓을 매개로 로워 시트 패드를 고정하는 고정 부재로 이루어진다.In addition, the side load control device is a friction sensor unit for measuring the side load through the friction force magnitude according to the behavior of the damper, ECU for determining the side load size through the measurement information of the friction sensor unit, the control generated in the ECU A motor generating a driving force according to a signal, one end of which is coupled to the motor to receive power, and is coupled to move against the damper while supporting the bottom of the spring, so that the spring of the spring through the connection rod received power from the motor A lower seat pad having a changed support angle and a fixing member for fixing the lower seat pad through a mounting bracket fixed to the cylinder outer circumferential surface of the damper so that the lower seat pad can move relative to the cylinder of the damper.
또한, 상기 마찰 센서 유니트는 댐퍼를 이루는 실린더에 대해 실린더 로드의 인입·인출 거동 시, 실린더와 실린더 로드간 발생되는 마찰력을 측정하는 실린더 로드 마찰 센서와, 댐퍼를 이루는 실린더 안에서 왕복 이동하는 피스톤 거동 시, 실린더와 피스톤간 발생하는 마찰력을 측정하는 피스톤 마찰 센서로 이루어진다.In addition, the friction sensor unit is a cylinder rod friction sensor for measuring the friction force generated between the cylinder and the cylinder rod during the inlet and outflow behavior of the cylinder rod with respect to the cylinder forming the damper, and during the piston movement reciprocating in the cylinder forming the damper It consists of a piston friction sensor that measures the frictional force generated between the cylinder and the piston.
그리고, 상기 로워 시트 패드는 댐퍼에 결합된 상태에서 한쪽으로 올라가는 경사진 구조를 갖으며, 상기 마운팅 브라켓은 댐퍼의 실린더에 대해 서로 대향되는 부위로 2곳에 구비되어진다.The lower seat pad has an inclined structure that rises to one side in a state in which it is coupled to a damper, and the mounting brackets are provided at two positions facing each other with respect to the cylinder of the damper.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 측 하중 저감 타입 맥퍼슨 스트러트 현가장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 맥퍼슨 스트러트 현가장치는 차체 측면 쪽으로 장착된 컨트롤 암(2)을 고정하는 캐리어(1)를 통해 일단이 타이어(T)쪽으로 결합되고 타단은 차체쪽으로 결합된 스트러트(3)와, 상기 스트러트(3)를 이루는 댐퍼(4)의 거동을 통해 변화하는 측 하중 크기를 측정해, 댐퍼(4)와 함께 외력을 흡수·완충하는 스프링(7)의지지 위치 변화를 통해 레이 아웃(Lay Out)을 변경시켜 측 하중을 감소하는 측 하중 조절 장치(10)로 구성되어진다.Figure 1 shows the configuration of the side load reduction type McPherson strut suspension according to the present invention, the McPherson strut suspension according to the present invention is a carrier (1) for fixing the control arm (2) mounted toward the side of the vehicle body Through the one end is coupled to the tire (T) side and the other end is coupled to the vehicle body side by measuring the magnitude of the side load changes through the behavior of the damper (4) constituting the strut (3), damper (4) It is composed of a side
그리고, 상기 스트러트(3)는 타이어(T)에 장착된 캐리어(1)를 통해 일단이 결합되고 타단은 차체 쪽으로 결합되어 외력을 흡수·완충하는 댐퍼(4)와, 상기 댐퍼(4)를 감싸면서 외력을 흡수·완충하는 스프링(7) 및 상기 댐퍼(4)의 상부부위를 감싸면서 댐퍼(4)의 거동에 대해 비틀림과 회전을 발생시키는 인슐레이터(6)로 구성되어진다.In addition, the
또한, 상기 측 하중 조절 장치(10)는 댐퍼(4)의 거동에 따른 마찰력 크기를 통해 측 하중을 측정하는 마찰 센서 유니트와, 상기 마찰 센서 유니트의 측정 정보를 통해 측 하중 크기를 판단하는 ECU(9), 상기 ECU(9)에서 발생된 제어 신호에 따라 구동력을 발생하는 스텝 모터(13) 및 상기 모터(13)의 구동력을 통해 댐퍼(4)에 움직일 수 있도록 결합되면서 스프링(7)의 저부를 받치고 있는 로워 시트 패드(15)부위를 변화시켜, 스프링(7)의 레이 아웃을 변경시키는 거동수단으로 구성되어진다. In addition, the side
그리고, 상기 마찰 센서 유니트는 댐퍼(4)를 이루는 실린더에 대해 실린더 로드(5)의 인입·인출 거동 시, 실린더와 실린더 로드(5)간 발생되는 마찰력을 측정하는 실린더 로드 마찰 센서(11)와, 댐퍼(4)를 이루는 실린더 안에서 왕복 이동하는 피스톤(8) 거동 시, 실린더와 피스톤(8)간 발생하는 마찰력을 측정하는 피스톤 마찰 센서(12)로 이루어진다.The friction sensor unit may further include a cylinder
또한, 상기 거동수단은 일단이 모터(13)에 결합되어져 동력을 전달받는 연결 로드(14)와, 스프링(7)의 저부를 받치면서 댐퍼(4)에 대해 움직일 수 있도록 결합되어져, 모터(13)로부터 동력을 전달받은 상기 연결 로드(14)를 통해 스프링(7)의 지지 각도를 변경하는 로워 시트 패드(15) 및 댐퍼(4)에 대해 로워 시트 패드(15)가 움직일 수 있도록 결합하는 결합 수단으로 구성된다.In addition, the movement means is coupled to the
이때, 상기 모터(13)와 연결 로드(14)의 결합부위는 모터(13)를 통해 거동되는 연결 로드(14)가, 결합 수단을 매개로 댐퍼(4)의 실린더에 대해 로워 시트 패드(15)를 내리거나 올려주는데, 이는 상기 로워 시트 패드(15)의 구조가 한쪽으로 경사진 방향을 갖도록 기울어진 상태에서 스프링(7)의 저부를 받쳐주기 때문이다.At this time, the coupling portion of the
즉, 상기 로워 시트 패드(15)의 높게 올라간 부위를 댐퍼(4)의 실린더에 대해 내리거나 올려줌에 따라, 스프링(7)의 지지 위치가 변하게 되면서 스프링(7)의 전체 레이 아웃이 변하게 된다.That is, as the lowered or raised portion of the
그리고, 상기 결합 수단은 도 2에 도시된 바와 같이 댐퍼(4)의 실린더 외주면으로 고정된 마운팅 브라켓(16)과, 일단이 구 형상 볼을 이용해 상기 마운팅 브라켓(16)에 형성된 홀로 끼워져 고정되고 타단이 로워 시트 패드(15)쪽으로 고정되는 고정 부재(17)로 이루어진다.And, as shown in Figure 2, the coupling means is mounted to the
이때, 상기 마운팅 브라켓(16)은 양 끝단에 대해 볼록한 구조를 이루어 댐퍼(4)의 실린더 외주면 고정 시 양 끝단부위만 용접등으로 고정되어지며, 고정 부재(17)는 양 끝단에 대해 볼록한 부위에 형성된 홀로 끼워지게 된다.At this time, the
또한, 상기 마운팅 브라켓(16)은 댐퍼(4)의 실린더에 대해 서로 대향되는 부위로 2곳에 구비되어진다.In addition, the
그리고, 상기 연결 로드(14)와 로워 시트 패드(15)간 결합은 연결 로드(14)가 로워 시트 패드(15)를 잡아당기도록 고정되거나, 또는 도 1에 도시된 바와 같이 로워 시트 패드(15)쪽에 마운팅 브라켓(16)을 고정하고, 상기 마운팅 브라켓(16)의 홀쪽으로 끼워지도록 끝단에 구 형상 볼을 갖는 고정 부재(17)를 이용할 수 도 있게 된다.The coupling between the connecting
이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 맥퍼슨 스트러트 현가장치는 차량 주행 시 매순간 노면조건에 대 해 다르게 발생하는 측 하중(Side Load) 즉, 타이어에서 발생하는 축하중과 댐퍼(4)의 작동방향이 떨어진(Offset)구조로 인하여, 실린더에 대한 피스톤(8)과 더불어 실린더에 대한 실린더 로드(5)의 반력인 측 하중(Side Load)을 최소화하도록, 스트러트(3)에 발생하는 측 하중 크기에 따라 스트러트(3)를 구성하는 스프링(7)의 레이 아웃을 변화시켜 측 하중을 감소시킬 수 있는 특징이 있게 된다.McPherson strut suspension device of the present invention is due to the side load (Side Load) that occurs differently for each road surface condition when driving the vehicle, that is, due to the structure of the offset and the operation direction of the damper (4) generated from the tire To configure the
이는 스트러트(3)를 구성하는 댐퍼(4)의 거동에 따른 측 하중을 측정하는 측 하중 조절 장치(10)를 통해 ECU(9)가, 스프링(7)의 레이 아웃을 변경해 이루어지는데 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 주행 중 스트러트(3)부위에 발생하는 변화에 대해 마찰 센서 유니트를 이용해 측정 한 후, 이 측정값을 ECU(9)에서 분석 및 판단하여 거동수단을 이루는 모터(13)를 구동하게 되면, 상기 모터(13)의 동력을 통해 거동수단을 이루는 연결 로드(14)가 로워 시트 패드(15)를 움직여 스프링(7)의 지지 각도가 변경됨에 따라 구현되어진다.This is achieved by the
이를 보다 상세히 설명하면, 도 3(가)에 도시된 바와 같이 스프링(7)의 초기 세팅에 따른 레이 아웃을 갖는 상황에서 외력이 가해질 때, 타이어(T)에서 발생하는 축하중과 댐퍼(4)의 작동방향이 떨어져(Offset)있게 됨에 따라 발생하는 반력인 측 하중(Side Load)을 2곳의 위치에서 측정, 즉 실린더 로드 마찰 센서(11)가 댐퍼(4)의 실린더와 실린더 로드(5)간 발생되는 마찰력을 측정하고, 피스톤 마찰 센서(12)가 댐퍼(4)를 이루는 실린더 안에서 피스톤(8)거동에 따른 마찰력을 측정하게 되면, 이와 같은 측정 정보는 ECU(9)쪽으로 전송되어진다.In more detail, when the external force is applied in the situation with the layout according to the initial setting of the spring (7) as shown in Fig. 3 (a), during the celebration and damper (4) generated in the tire (T) The side load, which is the reaction force generated as the direction of operation of the vehicle becomes offset, is measured at two positions, that is, the cylinder
이어, 상기 ECU(9)는 실린더 로드 마찰 센서(11)와 피스톤 마찰 센서(12)의 측정값을 통해, 외력이 가해지는 댐퍼(4)의 거동에 따른 측정 부위 마찰력 크기를 산출한 후, 이와 같이 산출된 마찰력 크기에 따른 발생된 측 하중 값을 산출하게 된다.Subsequently, the
이와 같이 스트러트(3)부위에 대해 산출된 측 하중 값에 따라 ECU(9)는 이를 저감하기 위한 모터(13) 제어 값을 결정하고, 결정된 모터(13)제어 값에 따라 모터(13)를 구동시켜 동력을 발생하게 된다.In this way, the ECU 9 determines the
이어, 상기 ECU(9)를 통해 모터(13)가 구동됨에 따라 이에 결합된 연결 로드(14)가 로워 시트 패드(15)를 거동시키는데, 이는 모터(13)의 회전력으로 연결 로드(14)가 로워 시트 패드(15)를 잡아당기게 되면, 상기 로워 시트 패드(15)는 댐퍼(4)의 실린더에 대해 초기 위치에서 내려가면서 스프링(7)의 지지 위치가 변화되어진다.Subsequently, as the
즉, 상기 연결 로드(14)가 로워 시트 패드(15)를 잡아당기면 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 댐퍼(4)에 용접 고정된 마운팅 브라켓(16)에 고정 부재(17)를 매개로 끼워져 결합된 로워 시트 패드(15)가 아래로 내려오게 된다.That is, when the connecting
이에 따라, 도 3(나)에 도시된 바와 같이 댐퍼(4)의 실린더를 중심으로 해, 상기 로워 시트 패드(15)의 양쪽부위가 초기 세팅 상태에 비해 더 수평한 상태로 전환됨에 따라, 상기 로워 시트 패드(15)를 통해 지지되던 스프링(7)의 저부 형상도 변하게 되면서 스프링(7)의 전체적인 레이 아웃이 바뀌게 된다.Accordingly, as shown in (b) of FIG. 3, the both seats of the
이와 같이, 로워 시트 패드(15)가 보다 수평하게 변화되면서 스프링(7)의 전체적인 레이 아웃을 변화시키게 되면, 타이어에서 발생하는 축하중과 댐퍼(Damper) 의 작동방향이 떨어진(Offset) 거리 즉, 스트러트(3)부위로 측 하중을 발생시키는 모우멘트 작용 길이가 줄어들게 되고, 이는 다시 댐퍼(4)의 두 지점 접촉 부위인 피스톤(8)과 실린더의 반력과 더불어 실린더 로드(5)와 실린더의 반력인 측 하중이 줄어들도록 작용하게 되며, 이러한 상승 작용으로 인해 스트러트(3)부위에 대한 측 하중이 감소하면서 원활한 댐퍼(4) 작동을 가져와 승차감 저하를 방지해주게 된다.As such, when the
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 맥퍼슨 스트러트 현가장치의 구조에서 스프링의 저부를 지지하면서 댐퍼 실린더에 거동 가능하게 결합된 로워 시트 패드가, 모터의 동력을 이용해 강제로 초기 세팅 위치를 바꾸어 스프링의 레이 아웃(Lay Out)을 변화시켜 줌에 따라, 타이어에서 발생하는 축 방향 하중과 댐퍼의 작동 방향간 이격(Offset)에 따라 발생되는 측 하중을 실시간으로 저감시켜 다양한 노면조건에서도 승차감을 높여줄 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, the lower seat pad operatively coupled to the damper cylinder while supporting the bottom of the spring in the structure of the McPherson strut suspension is forcibly changed to the initial setting position by using the power of the motor to lay the spring. By changing the Lay Out, the side load generated by the axial load generated from the tire and the offset between the damper's operating direction can be reduced in real time to improve ride comfort in various road conditions. It will work.
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