KR20090098039A

KR20090098039A - 차량의 액티브 스테빌라이저

Info

Publication number: KR20090098039A
Application number: KR1020080023191A
Authority: KR
Inventors: 최주용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-09-17

Abstract

본 발명은 종래의 스테빌라이저바를 사용하면서도, 간단하고 신뢰성 있는 구성으로 차량의 운전상태 변화에 따라 스테빌라이저바가 제공하는 비틀림 강성을 가변시킬 수 있도록 함으로써, 차량의 운전상태에 적합한 최적의 롤 강성을 확보할 수 있도록 하여 차량의 주행안정성을 극대화할 수 있도록 한다.

스테빌라이저, 롤, 비틀림

Description

차량의 액티브 스테빌라이저{Active Stabilizer of Vehicle}

본 발명은 차량의 현가장치에 사용되는 스테빌라이저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 운전 상태에 따라 발휘하는 탄성력이 가변되어, 차량의 거동을 보다 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

차량의 스테빌라이저는 차량 좌우의 차륜이 서로 반대 위상으로 승강하는 것을 적절히 억제하여, 차량의 롤(roll)을 저감시키도록 함으로써 차량의 주행안정성을 향상시키도록 하는 데에 사용된다.

종래의 스테빌라이저로는 단일 강봉의 형태를 가진 스테빌라이저바가 간단한 구조와 저렴한 비용의 장점으로 많이 사용되었으나, 상기와 같은 스테빌라이저바가 제공하는 비틀림 강성은 항상 일정한 값으로 고정되어 있어서, 차량의 운전상태 변화에 따른 적절한 롤 강성을 제공할 수는 없는 형편이다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 스테빌라이저바(500)의 단부는 스테빌라이저링크(502)를 통해 스트럿어셈블리의 쇽업소버(504)에 연결되어 있고, 상기 쇽업소버(504)의 하단은 너클(506)을 통해 차륜에 연결되므로, 양쪽 차륜의 승강방 향의 위상차가 발생하여 상기 쇽업소버(504)의 하측이 상하로 이동하게 되면, 상기 스테빌라이저바(500)는 자체적으로 가지고 있는 일정한 비틀림 강성을 제공하여 롤을 억제할 수 있도록 하지만, 차량의 운전상태 변화에 따라 비틀림 강성을 변화하여 제공할 수는 없는 구조적 한계를 가지고 있는 것이다.

본 발명은 종래의 스테빌라이저바를 사용하면서도, 간단하고 신뢰성 있는 구성으로 차량의 운전상태 변화에 따라 스테빌라이저바가 제공하는 비틀림 강성을 가변시킬 수 있도록 함으로써, 차량의 운전상태에 적합한 최적의 롤 강성을 확보할 수 있도록 하여 차량의 주행안정성을 극대화할 수 있도록 한 차량의 액티브 스테빌라이저를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명 차량의 액티브 스테빌라이저는

스테빌라이저바와;

상기 스테빌라이저바의 양단에 각각 설치되어 상기 스테빌라이저바를 양쪽 차륜에 각각 연결시키는 스테빌라이저링크와;

상기 스테빌라이저링크와 차륜 사이에 설치되어, 상기 스테빌라이저링크의 차륜 측 연결부분의 위치를 당해 차륜에 대하여 가변시키는 링크이동장치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 링크이동장치는

상기 스테빌라이저링크와 연결되며, 직선 이동되어 당해 차륜에 대한 상대위치가 가변될 수 있도록 설치된 스텝링크브라켓과;

전동모터와;

상기 전동모터로부터의 동력을 상기 스텝링크브라켓으로 전달하는 한 방향의 동력 전달만 가능하도록 상기 전동모터와 상기 스텝링크브라켓 사이에 구비된 일방향동력전달수단;

을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 일방향동력전달수단은

상기 전동모터의 회전축에 설치된 웜기어와;

상기 스텝링크브라켓에 상기 스텝링크브라켓의 직선이동방향을 따라 형성된 래크와;

상기 웜기어에 치합되어 상기 웜기어의 회전력을 상기 래크로 전달하는 웜휠;

을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 웜휠은

상기 웜기어에 치합되는 웜휠기어와;

상기 웜휠기어와 동심축을 이루어 일체로 구성되며, 상기 웜휠기어보다 외경이 작게 형성되어 상기 스텝링크브라켓의 래크에 치합되는 감속기어;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전동모터가 고정되고 상기 스텝링크브라켓이 직선운동 가능하도록 가이드되며, 상기 일방향동력전달수단이 내장된 하우징을 포함하여 구성되고;

상기 스텝링크브라켓의 직선운동 방향의 양측에 상응하는 상기 하우징의 부분에는 상기 스텝링크브라켓의 직선운동을 완충 및 제한하는 완충부재가 구비될 수 있다.

상기 하우징은 스트럿어셈블리의 쇽업소버에 장착된 구조로 할 수 있다.

상기 하우징은 너클에 장착된 구조로 할 수 있다.

상기 하우징은 로어암에 장착된 구조로 할 수 있다.

상기 스텝링크브라켓과 상기 스테빌라이저링크 사이는 상호 회동 가능하게 힌지로 연결되는 구조로 할 수 있다.

상기 스텝링크브라켓과 상기 스테빌라이저링크 사이는 상호 회동 가능하게 볼조인트로 연결되는 구조로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량의 액티브 스테빌라이저는

양단에 스테빌라이저링크가 연결된 스테빌라이저바와;

차륜의 승강에 따라 함께 승강하는 부품에 고정 설치된 하우징과;

상기 차륜의 승강방향을 따라 직선이동 가능하게 상기 하우징에 가이드되며 상기 스테빌라이저링크와 상호 회동 가능하게 연결되는 스텝링크브라켓과;

차량의 운전상태 변화에 따라 구동되어 상기 스텝링크브라켓을 직선 이동시키는 동력을 발생시키도록 상기 하우징에 설치된 전동모터;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 전동모터로부터의 동력을 상기 스텝링크브라켓으로 일방향으로만 전달되도록 하는 웜기어와 상기 웜기어에 치합되는 웜휠을 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 액티브 스테빌라이저의 실시예는 스테빌라이저바(1)와; 상기 스테빌라이저바(1)의 양단에 각각 설치되어 상기 스테빌라이저바(1)를 양쪽 차륜에 각각 연결시키는 스테빌라이저링크(3)와; 상기 스테빌라이저링크(3)와 차륜 사이에 설치되어, 상기 스테빌라이저링크(3)의 차륜 측 연결부분의 위치를 당해 차륜에 대하여 가변시키는 링크이동장치(5)를 포함하여 구성된다.

도 2와 도 3은 상기 링크이동장치(5)의 일 실시예를 도시한 것으로서, 상기 링크이동장치(5)는 상기 스테빌라이저링크(3)와 연결되며, 직선 이동되어 당해 차륜에 대한 상대위치가 가변될 수 있도록 설치된 스텝링크브라켓(7)과; 전동모터(9)와; 상기 전동모터(9)로부터의 동력을 상기 스텝링크브라켓(7)으로 전달하는 한 방향의 동력 전달만 가능하도록 상기 전동모터(9)와 상기 스텝링크브라켓(7) 사이에 구비된 일방향동력전달수단을 포함하여 구성된다.

본 실시예에서, 상기 일방향동력전달수단은 상기 전동모터(9)의 회전축에 설치된 웜기어(11)와; 상기 스텝링크브라켓(7)에 상기 스텝링크브라켓(7)의 직선이동방향을 따라 형성된 래크(13)와; 상기 웜기어(11)에 치합되어 상기 웜기어(11)의 회전력을 상기 래크(13)로 전달하는 웜휠(15)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 웜휠(15)은 상기 웜기어(11)에 치합되는 웜휠기어(17)와; 상기 웜휠기어(17)와 동심축을 이루어 일체로 구성되며, 상기 웜휠기어(17)보다 외경이 작게 형성되어 상기 스텝링크브라켓(7)의 래크(13)에 치합되는 감속기어(19)를 포함하여 구성된 구조이다.

따라서, 상기 전동모터(9)에서 발생된 동력은 상기 웜기어(11)로부터 상기 웜휠기어(17) 및 상기 감속기어(19)를 통해 감속된 상태에서 상기 스텝링크브라켓(7)의 래크(13)로 전달되게 된다.

한편, 본 실시예에서는 도면에 도시된 바와 같이 하우징(21)을 구비하여 상기 전동모터(9)가 고정되고 상기 스텝링크브라켓(7)이 직선운동 가능하도록 가이드되며, 상기 일방향동력전달수단이 내장되도록 하였다.

또한, 상기 스텝링크브라켓(7)의 직선운동 방향의 양측에 상응하는 상기 하우징(21)의 부분에는 상기 스텝링크브라켓(7)의 직선운동을 완충 및 제한하는 완충부재(23)가 구비되도록 하였으며, 상기 하우징(21)은 스트럿어셈블리의 쇽업소버(25)에 고정되게 장착된 구조를 취하였다.

물론, 상기 하우징(21)은 상기 쇽업소버(25) 이외에, 차륜의 승강에 따라 함께 승강하는 부품인 너클 또는 로어암 등에 장착되도록 할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 스텝링크브라켓(7)과 상기 스테빌라이저링크(3) 사이는 상호 회동 가능하게 힌지로 연결되는 구조를 취하도록, 상기 스텝링크브라켓(7) 에 힌지구멍(27)이 구비되도록 하였으나, 이외에 상기 스텝링크브라켓(7)과 상기 스테빌라이저링크(3) 사이의 자유도를 더욱 크게 확보하기 위해 상호 회동 가능하게 볼조인트로 연결되는 구조로 할 수도 있을 것이다.

상기 스텝링크브라켓(7)은 상기 차륜의 승강방향을 따라 직선이동 가능하게 상기 하우징(21)에 가이드되도록 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 상술한 본 발명 실시예는 도 1에 도시된 바와 같은 스테빌라이저바(1)의 양단에 설치된 스테빌라이저링크(3)들 중 하나의 차체 측 연결부위에 도 2와 3에 도시된 바와 같은 상기 스텝링크브라켓(7)을 연결하여, 도 4와 같이 차량의 전후 현가장치에 한군데씩 구비하도록 한 후, 차량의 주행상태를 별도의 전자식 컨트롤러가 각종센서 입력값에 의해 파악하여 상기 전동모터(9)를 구동함으로써, 상기 스테빌라이저바(1)가 발휘하게 되는 실질적인 비틀림 강성을 가변시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 전동모터(9)가 구동되어 상기 웜기어(11)와 웜휠(15)이 회전되어 상기 스텝링크브라켓(7)이 직선이동 하면, 상기 스텝링크브라켓(7)에 연결된 스테빌라이저링크(3)는 상기 스테빌라이저바(1)의 비틀림 상태를 차륜의 실제적인 승강과는 무관하게 조절할 수 있음으로써, 상기 스테빌라이저바(1)가 실제 차륜의 승강에 대해 제공하게 되는 비틀림 강성은 차량의 운행 상태에 적합한 상태로 조절되어, 차량의 롤 강성의 적절한 가변으로 차량의 주행안정성이 크게 향상되는 효과를 얻게 되는 것이다.

그 일 예로 도 5에 도시된 바와 같이 차량의 선회주행에 의해 차체에 롤이 발생할 때, 상기 전동모터(9)를 구동하여 상기 스텝링크브라켓(7)을 화살표와 같이 상측으로 이동시키면, 스테빌라이저바(1)에서는 상대적으로 보다 강한 비틀림 강성을 발휘하게 되어 롤각의 증가를 더욱 효과적으로 억제할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 스테빌라이저의 일예를 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 차량의 액티브 스테빌라이저를 구성하는 주요부품의 설치상태를 도시한 도면,

도 3은 도 2의 A―B선에 따른 종단면과 횡단면을 상하로 표시한 도면,

도 4는 본 발명의 액티브 스테빌라이저를 구비한 차량을 개념적으로 설명한 도면,

도 5는 차량의 선회 주행시 본 발명의 작용을 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 스테빌라이저바 3; 스테빌라이저링크

5; 링크이동장치 7; 스텝링크브라켓

9; 전동모터 11; 웜기어

13; 래크 15; 웜휠

17; 웜휠기어 19; 감속기어

21; 하우징 23; 완충부재

25; 쇽업소버 27; 힌지구멍

Claims

스테빌라이저바와;

상기 스테빌라이저바의 양단에 각각 설치되어 상기 스테빌라이저바를 양쪽 차륜에 각각 연결시키는 스테빌라이저링크와;

상기 스테빌라이저링크와 차륜 사이에 설치되어, 상기 스테빌라이저링크의 차륜 측 연결부분의 위치를 당해 차륜에 대하여 가변시키는 링크이동장치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 액티브 스테빌라이저.
청구항 1에 있어서, 상기 링크이동장치는

상기 스테빌라이저링크와 연결되며, 직선 이동되어 당해 차륜에 대한 상대위치가 가변될 수 있도록 설치된 스텝링크브라켓과;

전동모터와;

상기 전동모터로부터의 동력을 상기 스텝링크브라켓으로 전달하는 한 방향의 동력 전달만 가능하도록 상기 전동모터와 상기 스텝링크브라켓 사이에 구비된 일방향동력전달수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 액티브 스테빌라이저.
청구항 2에 있어서, 상기 일방향동력전달수단은

상기 전동모터의 회전축에 설치된 웜기어와;

상기 스텝링크브라켓에 상기 스텝링크브라켓의 직선이동방향을 따라 형성된 래크와;

상기 웜기어에 치합되어 상기 웜기어의 회전력을 상기 래크로 전달하는 웜휠;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 액티브 스테빌라이저.
청구항 3에 있어서, 상기 웜휠은

상기 웜기어에 치합되는 웜휠기어와;

상기 웜휠기어와 동심축을 이루어 일체로 구성되며, 상기 웜휠기어보다 외경이 작게 형성되어 상기 스텝링크브라켓의 래크에 치합되는 감속기어;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 액티브 스테빌라이저.
청구항 3에 있어서,

상기 전동모터가 고정되고 상기 스텝링크브라켓이 직선운동 가능하도록 가이드되며, 상기 일방향동력전달수단이 내장된 하우징을 포함하여 구성되고;

상기 스텝링크브라켓의 직선운동 방향의 양측에 상응하는 상기 하우징의 부분에는 상기 스텝링크브라켓의 직선운동을 완충 및 제한하는 완충부재가 구비된 것

을 특징으로 하는 차량의 액티브 스테빌라이저.
양단에 스테빌라이저링크가 연결된 스테빌라이저바와;

차륜의 승강에 따라 함께 승강하는 부품에 고정 설치된 하우징과;

상기 차륜의 승강방향을 따라 직선이동 가능하게 상기 하우징에 가이드되며 상기 스테빌라이저링크와 상호 회동 가능하게 연결되는 스텝링크브라켓과;

차량의 운전상태 변화에 따라 구동되어 상기 스텝링크브라켓을 직선 이동시키는 동력을 발생시키도록 상기 하우징에 설치된 전동모터;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 액티브 스테빌라이저.
청구항 6에 있어서,

상기 전동모터로부터의 동력을 상기 스텝링크브라켓으로 일방향으로만 전달되도록 하는 웜기어와 상기 웜기어에 치합되는 웜휠을 더 포함하여 구성된 것

을 특징으로 하는 차량의 액티브 스테빌라이저.