KR20130012294A - 능동제어 서스펜션 시스템 - Google Patents

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Abstract

능동제어 서스펜션 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템은 로워암의 차체측 단부에 힌지 연결되며, 내면 중앙에는 상하방향으로 안내레일이 형성되고, 내면 상측과 하측에는 각각 고정홈이 형성되며, 일 측면 일측에는 제1힌지핀이 설치되는 슬라이드 브라켓; 차체 일측에 설치되며, 상기 안내레일을 상하방향으로 슬라이드 안내하도록 외면에 레일홈이 형성되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임의 일 측면에 고정 설치되며, 회전축이 상기 고정 프레임을 측방향으로 관통하여 설치되는 구동모터; 상기 고정 프레임의 양 측면에 배치되어 상기 구동모터의 회전축에 설치되며, 각각의 일측에는 회전핀이 설치되는 회전판; 상기 고정 프레임의 타 측면에 제2힌지핀을 통하여 일단부가 힌지 고정되고, 중앙부와 선단부에는 각각 슬롯을 형성하여 상기 회전핀과 제1힌지핀을 통하여 상기 회전판과 슬라이드 브라켓에 각각 연결되는 회전레버; 상기 고정 프레임의 양 측면에 대응하여 양 측판이 배치되고, 상기 양 측판의 외측 상부와 하부에는 상기 슬라이드 브라켓의 상측 및 하측 고정홈에 각각 대응하여 끼워지는 상측 및 하측 고정단을 연결하여 형성되고, 상기 양 측판은 상기 회전핀을 통하여 양측 회전판에 각각 연결되고, 상기 양 측판과 상기 고정 프레임 사이에는 안내수단이 구성되는 고정 브라켓을 포함한다.

Description

능동제어 서스펜션 시스템{ACTIVE GEOMETRY CONTROL SUSPENSION SYSTEM}
본 발명은 능동제어 서스펜션 시스템(AGCS, Active Geometry Control Suspension System)에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 차체측 서브 프레임과 로워암 사이에 구성되어 차량의 선회 주행 시, 선회 외측 후륜의 캠버를 가변 제어하는 능동제어 서스펜션 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 현가장치는 차체와 차륜사이에 구성되어 2개의 강체를 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 스프링과 쇽업소버 및 트레일링 암과 너클, 컨트롤 아암 등으로 구성된다.
이러한 현가장치는 첫째, 차량의 주행 중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자에 안락한 승차감을 제공하고, 둘째, 운전자의 운전 행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며, 셋째, 불규칙한 노면의 주행 시, 타이어 접지면에서의 수직 하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 시, 차량의 안정성을 확보해야 하는 기본 조건을 만족시켜야 한다.
특히, 최근 리어 서스펜션에 적용되는 종래의 능동제어 서스펜션 시스템(Active Geometry control Suspension System, AGCS)은 전기적으로 작동되는 액추에이터를 이용하여 너클의 일측과 연결되는 어시스트 링크의 차체측 절점을 가변하여 차량의 고속 선회 혹은 급 차선 변경 시에 선회 외측 후륜을 토우 인(Toe In)으로 유도함으로써, 차량의 주행 및 조종 안정성을 개선하는 기술이다.
이러한 종래의 능동제어 서스펜션 시스템은 선회 외측 후륜의 토우각을 제어하는 기술이며, 차량의 선회 시, 하중을 크게 받는 선회 외측 후륜과 지면과의 그립력을 확보하여 선회력을 향상시키기에는 부족한 단점이 있다.
이와 같이, 차량의 고속 선회 혹은 급 차선 변경 시, 선회 외측 후륜의 그립력을 확보하기 위해서는 후륜과 지면이 수직을 이루어야 하며, 그러기 위해서는 최초 후륜의 캠버를 네거티브(-)로 유지해야 한다.
그러나 후륜을 네거티브 캠버로 유지하는 경우, 타이어 트래드의 내측과 외측의 유효반경이 달라지고, 이에 지면에 닿은 하중분포가 달라져 타이어에 편 마모가 일어나게 되며, 특히 편평율이 낮은 타이어의 경우, 캠버각이 사이드 월에서 흡수되지 않으면 편 마모의 속도는 더욱 빨라지는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예는 차체측 서브 프레임과 로워암 사이에서 서브 프레임에 대한 로워암의 차체측 절점을 상하방향으로 가변하도록 구성되어 차량의 선회 주행 시, 선회 외측 후륜의 캠버를 네거티브(-)로 유도하여 지면에 대한 차륜의 그립력을 높임으로써 차량의 선회력을 향상시키는 능동제어 서스펜션 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 로워암의 차체측 단부에 힌지 연결되며, 내면 중앙에는 상하방향으로 안내레일이 형성되고, 내면 상측과 하측에는 각각 고정홈이 형성되며, 일 측면 일측에는 제1힌지핀이 설치되는 슬라이드 브라켓; 차체 일측에 설치되며, 상기 안내레일을 상하방향으로 슬라이드 안내하도록 외면에 레일홈이 형성되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임의 일 측면에 고정 설치되며, 회전축이 상기 고정 프레임을 측방향으로 관통하여 설치되는 구동모터; 상기 고정 프레임의 양 측면에 배치되어 상기 구동모터의 회전축에 설치되며, 각각의 일측에는 회전핀이 설치되는 회전판; 상기 고정 프레임의 타 측면에 제2힌지핀을 통하여 일단부가 힌지 고정되고, 중앙부와 선단부에는 각각 슬롯을 형성하여 상기 회전핀과 제1힌지핀을 통하여 상기 회전판과 슬라이드 브라켓에 각각 연결되는 회전레버; 상기 고정 프레임의 양 측면에 대응하여 양 측판이 배치되고, 상기 양 측판의 외측 상부와 하부에는 상기 슬라이드 브라켓의 상측 및 하측 고정홈에 각각 대응하여 끼워지는 상측 및 하측 고정단을 연결하여 형성되고, 상기 양 측판은 상기 회전핀을 통하여 양측 회전판에 각각 연결되고, 상기 양 측판과 상기 고정 프레임 사이에는 안내수단이 구성되는 고정 브라켓을 포함하는 능동제어 서스펜션 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 슬라이드 브라켓은 상기 로워암의 차체측 단부에 형성되는 부시의 양단을 끼워 볼트 조립되는 포크 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 구동모터는 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 양방향 서보모터로 구성될 수 있다.
또한, 상기 구동모터는 측방으로 모터제어유닛을 일체로 구성할 수 있다.
또한, 상기 회전판은 상기 고정 프레임의 양 측면에 각각 형성되는 설치홈 내측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 회전레버는 상기 고정 프레임의 타 측면과 상기 고정 브라켓의 일 측판 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 안내수단은 상기 고정 프레임의 양 측면과 상기 고정 브라켓의 양 측판 내면 사이에 적어도 2개소 이상 구성될 수 있다.
또한, 상기 안내수단은 상기 고정 프레임의 양 측면에 형성되는 다수개의 안내홈; 상기 안내홈에 끼워져 안내되도록 상기 고정 브라켓의 양 측판 내면에 일체로 형성되는 다수개의 안내핀으로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 차량의 선회 주행 시, 차체측 서브 프레임과 로워암 사이에서 서브 프레임에 대한 로워암의 차체측 절점을 하방향으로 이동하여 선회 외측 후륜의 캠버를 네거티브(-)로 유도하여 지면에 대한 선회 외측 후륜의 그립력을 높임으로써 차량의 선회력을 향상시킬 수 있다.
이에 따라 차량의 잦은 선회 주행에도 타이어에 편 마모 발생을 방지하고, 선회 주행 및 조종 안정성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템의 조립 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템의 작동 상태도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템의 조립 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템의 분해 사시도이다.
단, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 설명의 편의상 도 1의 좌측방향을 외측, 우측방향을 내측이라 정의하여 설명한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템은 차량의 후륜 양측에 설치되는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 전륜 양측에도 설치될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 후륜 일측에 적용되는 예로 설명한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 능동제어 서스펜션 시스템은 슬라이드 브라켓(1), 고정 프레임(3), 구동모터(5), 회전판(7), 회전레버(9), 고정 브라켓(11)으로 구성된다.
상기 슬라이드 브라켓(1)은 로워암(13)의 차체측 단부에 힌지 연결된다. 즉, 상기 슬라이드 브라켓(1)은 포크 형상으로 형성되어 로워암(13)의 차체측 단부에 형성되는 부시(15)의 양단을 끼워 볼트(17)로 조립된다.
상기 슬라이드 브라켓(1)은 내면 중앙에 상하방향으로 안내레일(19)이 형성되고, 상기 안내레일(19)의 상측과 하측에 대응하는 내면에 각각 상측 고정홈(G1)과 하측 고정홈(G2)이 가로 방향으로 형성된다.
이러한 슬라이드 브라켓(1)은 일 측면 중앙의 내측부 일측에 제1힌지핀(HP1)이 설치된다.
그리고 상기 고정 프레임(3)은 차체 일측에 설치되는데, 기존의 서브 프레임(미도시)일 수 있으며, 상기 서브 프레임에 고정되는 별도의 프레임으로 구성될 수 있다.
이러한 고정 프레임(3)은 상기 슬라이드 브라켓(1)의 안내레일(19)을 상하방향으로 슬라이드 안내하도록 외면에 레일홈(21)이 형성된다.
그리고 상기 고정 프레임(3)의 일 측면에는 구동모터(5)가 고정 설치된다.
이때, 상기 구동모터(5)는 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 양방향 서보모터로 구성될 수 있으며, 측방으로 모터제어유닛(23)을 일체로 구성하여 설치될 수 있다.
또한, 상기 구동모터(5)는 회전축(5a)이 상기 고정 프레임(3)을 측방향으로 관통하여 설치된다.
그리고 도 3을 참조하면, 상기 회전판(7)은 상기 고정 프레임(3)의 양 측면에 각각 배치되어 상기 구동모터(5)의 회전축(5a)에 설치되며, 각 회전판(7)의 일측에는 회전핀(RP)이 설치된다.
이러한 각 회전판(7)은 구동모터(5)의 회전구동에 따라 일정각 일 방향 또는 타 방향으로 회전 구동하도록 상기 고정 프레임(3)의 양 측면에 각각 형성되는 설치홈(25) 내측에 배치되어 상기 회전축(RP)에 설치된다.
그리고 상기 회전레버(9)는 상기 고정 프레임(3)의 타 측면에 제2힌지핀(HP2)을 통하여 일단부가 힌지 고정된다.
또한, 상기 회전레버(9)는 중앙부와 선단부에 각각 제1슬롯(SL1)과 제2슬롯(SL2)을 형성한다.
즉, 상기 제1슬롯(SL1)에는 상기 회전핀(RP)이 설치되고, 상기 제2슬롯(SL2)에는 상기 제1힌지핀(HP1)이 설치되어 상기 회전레버(9)의 중앙부와 선단부를 상기 회전판(7)과 슬라이드 브라켓(1)에 각각 연결한다.
그리고 상기 고정 브라켓(11)은 상기 고정 프레임(3)의 양 측면에 대응하여 배치되는 양 측판(27,29)이 구성되고, 상기 양 측판(27,29)은 그 외측 상부와 하부에 각각 상측 고정단(E1)과 하측 고정단(E2)을 통하여 연결된다.
이때, 상기한 회전레버(9)는 상기 고정 프레임(3)의 타 측면과 상기 고정 브라켓(11)의 타 측판(29) 사이에만 배치되어 상기 구동모터(5)의 회전축에는 간섭 없이 설치된다.
또한, 상기 고정 브라켓(11)의 상측 고정단(E1)과 하측 고정단(E2)은 상기 슬라이드 브라켓(1)의 상측 고정홈(G1)과 하측 고정홈(G2)에 각각 대응하여 끼워지도록 구성되며, 상기 양 측판(27,29)은 상기 회전핀(RP)을 통하여 상기 양측 회전판(7)에 각각 연결된다.
또한, 상기 고정 브라켓(11)의 양 측판(27,29)은 상기 고정 프레임(3)과의 사이에 적어도 2개소 이상에서 안내수단(30)이 구비되며, 본 발명의 실시 예에서는 상기 회전판(7) 둘레에 3개소, 즉, 상기 회전판(7)을 기준으로 상측과 하측 및 내측에 각각 구성된다.
즉, 상기 안내수단(30)은 상기 회전판(7)을 기준으로 상기 고정 프레임(3)의 양 측면 상측, 하측 및 내측에 각각 안내홈(31)이 형성되고, 상기 각 안내홈(31)에 끼워져 안내되도록 상기 고정 브라켓(11)의 양 측판(27,29) 내면에 안내핀(33)이 일체로 형성되어 구성된다.
이때, 상기 각 안내홈(31)은 상기 회전판(7) 상의 회전핀(RP)에 의해 이동하는 고정 브라켓(11)의 양 측판(27,29)이 갖는 궤적을 따라 라운드 형상의 홈으로 형성된다.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 능동제어 서스펜션 시스템은 차체측 서브 프레임에 고정되는 고정 프레임(3)과 로워암(13) 사이에서 차량의 고속 선회주행 또는 급 차선 변경 시, 서브 프레임에 대한 로워암(13)의 차체측 절점(P)을 상하방향으로 가변함으로써, 선회 외측 후륜(W)의 캠버를 네거티브(-)로 유도하여 차량의 선회력을 향상시키도록 작동한다.
즉, 평상시에는 도 4의 S1에서와 같이, 구동모터(5)가 반 시계방향으로 구동하여 회전판(7) 상의 회전핀(RP)이 상기 고정 프레임(3)의 중심 수평선(SL)의 상측에 위치하여 고정 브라켓(11)의 상측 고정단(E1)이 슬라이드 브라켓(1)의 상측 고정홈(G1)에 끼워진 상태로, 이때의 로워암(13)의 차체측 절점(P)의 위치는 상기 고정 프레임(3)의 중심 수평선(SL) 보다 상측에 위치한다.
이때의 상기 후륜(W)의 캠버는 초기 설정상태로 유지된다.
이러한 상태에서, 도 4의 S2에서와 같이, 차량의 고속 선회 혹은 급 차선 변경 등에 의해 차량의 선회 외측 후륜(W)이 범프할 경우, 조향 각속도, 차속 등의 신호에 따라 모터제어유닛(23)은 구동모터(5)에 제어신호를 출력한다.
그러면, 상기 구동모터(5)는 시계방향으로 일정각 회전 구동하여 상기 회전판(7) 상의 회전핀(RP)이 상기 고정 프레임(3)의 중심 수평선(SL)의 하측에 위치하여 고정 브라켓(11)의 하측 고정단(E2)이 슬라이드 브라켓(1)의 하측 고정홈(G2)에 끼워진다.
이때, 상기 로워암(13)의 차체측 절점(P)의 위치는 상기 고정 프레임(3)의 중심 수평선(SL) 보다 하측에 위치하고, 이때의 상기 후륜(W)의 캠버는 네거티브(-) 상태로 유도되어 지면에 대한 선회 외측 후륜(W)의 그립력을 높임으로써 차량의 선회력을 향상시키게 된다.
한편, 상기한 슬라이드 브라켓(1)의 상측 및 하측 고정홈(G1,G2)과 이에 작용하는 고정 브라켓(11)의 상측 및 하측 고정단(E1,E2)은 상기 고정 프레임(3)에 대하여 슬라이드 브라켓(1)을 상하방향 작동위치 상에 고정해 주게 되며, 구동모터(5)의 회전 구동에 의해서만, 상기 상측 및 하측 고정홈(G1,G2)에서 상측 및 하측 고정단(E1,E2)이 빠져나와 고정 상태가 해제된다.
또한, 상기 안내수단(30)의 각 안내홈(31)과 안내핀(33)은 회전판(7) 상의 회전핀(RP)의 이동에 따라 상기 고정 프레임(3)에 대하여 고정 브라켓(11)의 상하 거동을 안내하여 주게 되며, 상기 회전핀(RP)을 중심으로 유동되는 것을 방지해 주게 된다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 슬라이드 브라켓 3: 고정 프레임
5: 구동모터 7: 회전판
9: 회전레버 11: 고정 브라켓
13: 로워암 15: 부시
19: 안내레일 21: 레일홈
23; 모터제어유닛 25: 설치홈
27,29: 측판 30: 안내수단
31: 안내홈 33: 안내핀
G1,G2: 고정홈 E1,E2: 고정단
HP1,HP2: 힌지핀 RP: 회전핀
SL1,SL2: 슬롯

Claims (8)

  1. 로워암의 차체측 단부에 힌지 연결되며, 내면 중앙에는 상하방향으로 안내레일이 형성되고, 내면 상측과 하측에는 각각 고정홈이 형성되며, 일 측면 일측에는 제1힌지핀이 설치되는 슬라이드 브라켓;
    차체 일측에 설치되며, 상기 안내레일을 상하방향으로 슬라이드 안내하도록 외면에 레일홈이 형성되는 고정 프레임;
    상기 고정 프레임의 일 측면에 고정 설치되며, 회전축이 상기 고정 프레임을 측방향으로 관통하여 설치되는 구동모터;
    상기 고정 프레임의 양 측면에 배치되어 상기 구동모터의 회전축에 설치되며, 각각의 일측에는 회전핀이 설치되는 회전판;
    상기 고정 프레임의 타 측면에 제2힌지핀을 통하여 일단부가 힌지 고정되고, 중앙부와 선단부에는 각각 슬롯을 형성하여 상기 회전핀과 제1힌지핀을 통하여 상기 회전판과 슬라이드 브라켓에 각각 연결되는 회전레버;
    상기 고정 프레임의 양 측면에 대응하여 양 측판이 배치되고, 상기 양 측판의 외측 상부와 하부에는 상기 슬라이드 브라켓의 상측 및 하측 고정홈에 각각 대응하여 끼워지는 상측 및 하측 고정단을 연결하여 형성되고, 상기 양 측판은 상기 회전핀을 통하여 양측 회전판에 각각 연결되고, 상기 양 측판과 상기 고정 프레임 사이에는 안내수단이 구성되는 고정 브라켓;
    을 포함하는 능동제어 서스펜션 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이드 브라켓은
    상기 로워암의 차체측 단부에 형성되는 부시의 양단을 끼워 볼트 조립되는 포크 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 능동제어 서스펜션 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터는 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 양방향 서보모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 능동제어 서스펜션 시스템.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 구동모터는
    측방으로 모터제어유닛을 일체로 구성하는 것을 특징으로 하는 능동제어 서스펜션 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전판은
    상기 고정 프레임의 양 측면에 각각 형성되는 설치홈 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 능동제어 서스펜션 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전레버는
    상기 고정 프레임의 타 측면과 상기 고정 브라켓의 타 측판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 능동제어 서스펜션 시스템.
  7. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 안내수단은 상기 고정 프레임의 양 측면과 상기 고정 브라켓의 양 측판 내면 사이에 적어도 2개소 이상 구성되는 것을 특징으로 하는 능동제어 서스펜션 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안내수단은
    상기 고정 프레임의 양 측면에 형성되는 다수개의 안내홈;
    상기 안내홈에 끼워져 안내되도록 상기 고정 브라켓의 양 측판 내면에 일체로 형성되는 다수개의 안내핀으로 구성되는 것을 특징으로 하는 능동제어 서스펜션 시스템.
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