KR20100031325A - 차량용 현가장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차체 프레임과 연결되는 로워 컨트롤 아암의 A부시를 제어하도록 제어유닛을 설치함으로써, 차량의 급 출발 및 급 제동 시, 차체 앞 부분이 들리거나 내려가는 노즈업(Nose-up)/노즈다운(Nose-down) 현상의 발생을 방지하고, 선회 시에는 선회방향에 따라 롤 강성을 증대시켜 차량 승차감 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어의 상, 하부를 차체와 연결하여 주는 로워 및 어퍼 컨트롤 아암과, 스프링과 쇽 업소버로 이루어져 상기 로워 컨트롤 아암과 차체 사이에 배치되는 완충수단이 구비되는 차량용 현가장치에 있어서, 차체 프레임 내부에 장착되어 상기 로워 컨트롤 아암의 A부시와 연결되고, 차량의 주행 상태에 따른 ECU의 제어신호에 따라 상기 A부시를 회동시켜 상기 로워 컨트롤 아암을 상, 하부로 이동시키는 제어유닛을 포함하며, 상기 제어유닛은 작동로드를 포함하며, 상기 차체 프레임의 내부에 장착되는 작동 실린더; 및 상기 A부시의 양측에서 차체 브라켓 사이에 장착되며, 상기 작동로드와 연결되는 연결 브라켓으로 이루어질 수 있는 차량용 현가장치를 제공한다.
현가장치, 로워 컨트롤 아암, A부시, 롤 강성, 제어유닛,

Description

차량용 현가장치{SUSPENSION SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 급 출발 또는 급제동 시, 차체 앞부분이 들리거나 내려가는 노즈업/노즈다운 현상의 발생을 방지하고, 선회 시에는 롤 강성을 증대시켜 승차감 및 조정 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 현가장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하방향으로는 스프링과 쇽 업소오버 등에 의해 지지되고, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.
이러한 현가장치는 차량의 주행 중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자에게 안락한 승차감을 제공하고, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 조종성 및 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.
그리고 이러한 조건을 만족시키기 위해서는 현가장치의 지오메트리에 의한 휠의 자세가 매우 중요한 요소로 작용하게 되는데, 휠의 자세는 차체와의 상대 운동에 따라 크게 변하게 되며, 변하는 휠의 자세에 따라 차량의 전체적인 성능을 크게 좌우하게 된다.
이에 따라 최근의 현가장치는 상기 요구조건을 충족시킬 수 있는 다양하게 개발되어 나름대로 꾸준한 발전이 거듭되고 있으며, 최근에는 차량의 성능 향상과 더불어 노면으로부터 입력되는 충격 및 진동과, 차체의 진동을 이상적인 기구학적 운동으로 이들을 효과적으로 수용할 수 있는 현가장치의 개발이 계속되고 있다.
상기와 같이 현가장치를 개발함에 있어서, 종래에는 캠버, 캐스터, 킹핀, 토우 제어에 대한 연구는 계속되고 있으나, 현가장치에 적용되는 스프링의 선택, 쇽 업소버 튜닝, 및 각종 부시류의 튜닝에 의한 현가장치의 지오메트리 변화에 따른 차체의 거동에 대한 연구는 부족함이 많은 것이 사실이다.
그러나 상기와 같이 종래 기술에 따른 차량용 현가장치는 차량의 급출발 또는 급 제동 시, 차량의 앞 부분이 들리거나 내려가는 노즈업/노즈다운 현상이 발생하여 승차감이 저하되고, 차량의 선회 주행에 따른 범프 또는 리바운드 시에는 현가장치에 롤(Roll)이 발생되어 타이어 접지력을 저하시키며, 이에 따라 차량 선회 안정성이 매우 저하되는 문제점이 있다.
또한, 과도한 롤은 현가장치의 자체 내구성을 저하시키고, 롤 발생을 억제하기 위해서는 스프링 강성, 댐퍼 특성 등의 여러 설계인자를 조정해야만 하는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 차체 프레임과 연결되는 로워 컨트롤 아암의 A부시를 제어하도록 제어유닛을 설치함으로써, 차량의 급 출발 및 급 제동 시, 차체 앞 부분이 들리거나 내려가는 노즈업(Nose-up)/노즈다운(Nose-down) 현상의 발생을 방지하고, 선회 시에는 선회방향에 따라 롤 강성을 증대시켜 차량 승차감 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 현가장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치는, 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어의 상, 하부를 차체와 연결하여 주는 로워 및 어퍼 컨트롤 아암과, 스프링과 쇽 업소버로 이루어져 상기 로워 컨트롤 아암과 차체 사이에 배치되는 완충수단이 구비되는 차량용 현가장치에 있어서, 차체 프레임 내부에 장착되어 상기 로워 컨트롤 아암의 A부시와 연결되고, 차량의 주행 상태에 따른 ECU의 제어신호에 따라 상기 A부시를 회동시켜 상기 로워 컨트롤 아암을 상, 하부로 이동시키는 제어유닛을 포함하며, 상기 제어유닛은 작동로드를 포함하며, 상기 차체 프레임의 내부에 장착되는 작동 실린더; 및 상기 A부시의 양측에서 차체 브라켓 사이에 장착되며, 상기 작동로드와 연결되는 연결 브라켓으로 이루어질 수 있다.
상기 연결 브라켓은 상기 A부시에 장착되는 장착부와 상기 작동로드와 연결되는 연결부로 구성될 수 있다.
상기 연결부는 상기 장착부로부터 상기 차체 프레임의 상부를 향하여 일체로 돌출 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 현가장치에 의하면, 차체 프레임과 연결되는 로워 컨트롤 아암의 A부시를 제어하도록 제어유닛을 설치함으로써, 차량의 급출발 및 급제동 시, 차체의 피칭 센터를 조정함에 따라 노즈업(Nose-up)/노즈다운(Nose-down)의 발생을 방지하여 승차감을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 차량의 선회 시에는 선회방향에 따라 상기 제어유닛을 통해 좌, 우측 휠을 상호 반대 방향으로 조정함으로써, 차량의 롤 강성을 증대시켜 조정 안정성을 향상시키는 효과도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치에 적용되는 제어유닛의 측면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 현가장치는 더블 위시본 타입의 현가장치를 그 예로 들 수 있다.
상기의 현가장치는 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어(1)가 구비되고, 상기 휠 캐리어(2)의 상, 하측 부분을 차체 프레임(3)과 연결해 주는 로워 및 어퍼 컨트롤 아암(5)(7)이 구성된다.
이러한 현가장치는 스프링(9)과 쇽 업소버(11)가 일체로 형성되어 그 상단이 차체에 장착 브라켓(15)을 통해 현가 지지되며, 하단이 상기 로워 컨트롤 아암(5)에 연결되는 완충수단(13)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 로워 컨트롤 아암(5)은 휠 측이 볼 조인트가 연결되어 있는 커넥틱 아암(17)을 개재시켜 휠 캐리어(1)의 하측과 연결되고, 차체 측의 전후 연결부는 수평형 부시인 차체 마운팅부시(19; 이하, A부시라 함.)와 수직형 부시인 지오메트리 부시(미도시; 이하 G부시라 함.)를 개재시켜 상기 차체 프레임(3)과 연결 된다.
이러한 현가장치에 있어서, 본 발명의 실시예에서는 ECU(30)의 제어신호에 의해 상기 로워 컨트롤 아암(5)의 A부시(19)를 회동시키는 제어유닛(20)을 추가 구성한 것에 그 특징이 있다.
즉, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 현가장치는, 상기 제어유닛(20)을 추가로 구성함으로써, 차체 프레임(3)과 연결되는 로워 컨트롤 아암(5)의 A부시(19)를 제어할 수 있어 차량의 급 출발 및 급 제동 시, 차체 앞 부분이 들리거나 내려가는 노즈업(Nose-up)/노즈다운(Nose-down) 현상의 발생을 방지하고, 선회 시에는 선회방향에 따라 롤 강성을 증대시켜 차량 승차감 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 한다.
이를 위해, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어유닛(20)은 차체 프레임(3) 내부에 장착되어 상기 로워 컨트롤 아암(5)의 A부시(19)와 연결되고, 차량의 주행 상태에 따른 상기 ECU(30)의 제어신호에 따라 상기 A부시(19)를 회동시켜 상기 로워 컨트롤 아암(5)을 상, 하부로 이동시키게 된다.
이러한 제어유닛(20)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 작동 실린더(21)와 연결 브라켓(25)으로 구성된다.
먼저, 상기 작동 실린더(21)은 작동로드(23)를 포함하며, 상기 차체 프레임(3)의 내부에서 그 상부에 장착된다.
그리고 상기 연결 브라켓(25)은 상기 A부시(19)의 양측에서 차체 브라켓(18) 사이에 장착되며, 상기 작동로드와 연결된다.
이러한 연결 브라켓(25)은 상기 A부시(19)에 장착되는 장착부(27)와 상기 작동로드(23)와 연결되는 연결부(27)로 구성된다.
여기서, 상기 연결부(27)는 상기 장착부(27)로부터 상기 차체 프레임(3)의 상부를 향하여 일체로 돌출 형성된다.
단, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치는 더블 위시본 타입의 현가장치에 적용된 것을 실시예로 하여 그 구성을 설명하였으나, 이에 한정된 것은 아니며, 다른 타입의 현가장치에 적용될 경우에는 상기 제어유닛(20)이 차체 프레임(3)의 외측에 장착되어 상기 A부시(19)와 연결될 수도 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치에 적용되는 제어유닛의 단계별 작동 상태도이고, 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치의 작용효과를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 상기 제어유닛(20)은 상기 ECU(30)의 제어신호에 따라, 상기 작동 실린더(21)가 작동된다.
그러면, 상기 작동 실린더(21)는 상기 작동로드(23)를 전, 후진 작동시키게 되는데, 상기 작동로드(23)가 전진할 경우, 상기 로워 컨트롤 아암(5)은, 도 3의 (S1)과 같이, 상기 연결 브라켓(25)에 의해 상기 차체 프레임(3)의 하부, 즉, 차체의 하부를 향하여 하향 회동된다.
이 경우, 상기 로워 컨트롤 아암(5)은 상향 회동되나 휠(W)을 통해 도로 상 에 지지된 차량은 하부로 하강된다
반면에, 상기 작동로드(23)가 후진할 경우, 상기 로워 컨트롤 아암(5)는, 도 3의 (S2)와 같이, 상기 연결 브라켓(25)에 의해 상기 차체 프레임(3)의 상부, 즉, 차체의 상부를 향하여 상향 회동된다.
이 경우, 상기 로워 컨트롤 아암(5)은 하향 회동되나 휠(W)을 통해 도로 상에 지지된 차량은 상부로 상승된다.
따라서, 차량의 주행 상태에 따른 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치에 적용된 상기 제어유닛(20)의 작동을 상기한 도 3과 도 4를 통하여 설명하기로 한다.
먼저, 차량의 우 선회 시에는, 도 4의 (S10)과 같이, 휠(W)의 좌측에 적용된 제어유닛(20)의 작동 실린더(21)가 전진 작동을 하여 좌측 로어 컨트롤 아암(5)을 상승시키게 된다.
그러면, 상기 좌측 로워 컨트롤 아암(5)은 상기 제어유닛(20)에 의해 하향 회동되나, 도로 상에 지지된 상기 휠(W)에 의해 상기 차량의 좌측을 하부로 하강시키게 된다.
동시에, 상기 차량의 우측에 적용된 상기 제어유닛(20)의 작동 실린더(21)는 후진 작동을 하여 우측 로어 컨트롤 아암(5)을 하강시키게 되며, 이에 따라, 상기 우측 로워 컨트롤 아암(5)은 상기 제어유닛(20)에 의해 상향 회동되나, 도로 상에 지지된 상기 휠(W)에 의해 상기 차량의 우측을 상부로 상승시키게 된다.
반면에, 차량의 좌 선회 시에는, 도 4의 (S20)과 같이, 상기 휠(W)의 좌측에 적용된 제어유닛(20)의 작동 실린더(21)가 후진 작동을 하여 좌측 로어 컨트롤 아암(5)을 하강시키게 된다.
이에 따라, 상기 좌측 로워 컨트롤 아암(5)은 상기 제어유닛(20)에 의해 상향 회동되나, 도로 상에 지지된 상기 휠(W)에 의해 상기 차량의 좌측을 상부로 상승시키게 된다.
동시에, 상기 차량의 우측에 적용된 상기 제어유닛(20)의 작동 실린더(21)는 전진 작동을 하여 우측 로어 컨트롤 아암(5)을 상승시키게 되며, 이에 따라, 상기 우측 로워 컨트롤 아암(5)는 상기 제어유닛(20)에 의해 하향 회동되나, 도로 상에 지지된 상기 휠(W)에 의해 상기 차량의 우측을 하부로 하강시키게 된다.
즉, 차량의 좌, 우측 선회 시에는 전술한 바와 같이, 상기 좌, 우측에 적용된 상기 제어유닛(20)이 각각 반대로 작용하면서, 차량을 선회 방향과 반대방향으로 기울어지게 만들어 차량의 롤 강성을 증대시키게 되며, 이에 따라, 상기 차량은 조정 안정성이 향상된다.
한편, 차량의 급 출발 시에는, 도 4의 (S30)과 같이, 상기 휠(W)의 좌, 우측에 각각 적용된 제어유닛(20)의 작동 실린더(21)가 각각 후진 작동을 하여 양측 로어 컨트롤 아암(5)을 상향 회동시키게 된다.
그러면, 차량은 상향 회동되는 양측 로워 컨트롤 아암(5)에 의해 차량의 후방이 상승되는 바, 차량의 피칭센터(PS)가 상승되며, 이에 따라, 급 출발 시에 차량의 앞부분이 들리는 노즈 업 현상을 방지하게 된다.
반면에, 차량의 급 제동 시에는, 도 4의 (S40)과 같이, 상기 휠(W)의 좌, 우 측에 각각 적용된 제어유닛(20)의 작동 실린더(21)가 각각 전진 작동을 하여 양측 로워 컨트롤 아암(5)을 하향 회동시키게 된다.
그러면, 차량은 하향 회동되는 양측 로워 컨트롤 아암(5)에 의해 차량의 후방이 하강되는바, 차량의 피칭센터(PS)가 하강되며, 이에 따라, 급 제동 시에 차량의 앞부분이 내려가는 노즈 다운 현상을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치를 적용하면, 차체 프레임(3)과 연결되는 로워 컨트롤 아암(5)의 A부시(19)를 제어하도록 제어유닛(20)을 설치함으로써, 차량의 급출발 및 급제동 시, 차체의 피칭 센터(PS)를 조정함에 따라 노즈업(Nose-up)/노즈다운(Nose-down)의 발생을 방지하여 승차감을 향상시키게 된다.
또한, 차량의 선회 시에는 선회방향에 따라 상기 제어유닛(20)을 통해 좌, 우측 휠(W)을 상호 반대 방향으로 조정함으로써, 차량의 롤 강성을 증대시켜 조정 안정성을 향상시키게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치의 요부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치에 적용되는 제어유닛의 단계별 작동 상태도이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 현가장치의 작용효과를 설명하기 위한 도면이다.

Claims (3)

  1. 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어의 상, 하부를 차체와 연결하여 주는 로워 및 어퍼 컨트롤 아암과, 스프링과 쇽 업소버로 이루어져 상기 로워 컨트롤 아암과 차체 사이에 배치되는 완충수단이 구비되는 차량용 현가장치에 있어서,
    차체 프레임에 장착되어 상기 로워 컨트롤 아암의 A부시와 연결되고, 차량의 주행 상태에 따른 ECU의 제어신호에 따라 상기 A부시를 회동시켜 상기 로워 컨트롤 아암을 상, 하부로 이동시키는 제어유닛을 포함하며,
    상기 제어유닛은
    작동로드를 포함하며, 상기 차체 프레임에 장착되는 작동 실린더; 및
    상기 A부시의 양측에서 차체 브라켓 사이에 장착되며, 상기 작동로드와 연결되는 연결 브라켓으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 브라켓은
    상기 A부시에 장착되는 장착부와 상기 작동로드와 연결되는 연결부로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 장착부로부터 상기 차체 프레임의 상부를 향하여 일체로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107825928A (zh) * 2017-10-27 2018-03-23 合肥正浩机械科技有限公司 一种管片重型运输车用独立摆动式车桥
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