KR20180064580A

KR20180064580A - 차량의 롤 강성 가변 장치

Info

Publication number: KR20180064580A
Application number: KR1020160164044A
Authority: KR
Inventors: 김보민
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-05
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2018-06-15
Also published as: KR102542943B1

Abstract

본 발명에서는 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바의 롤 강성을 가변시킴으로써 주행 성능이 향상된 차량의 롤강성 가변 장치가 소개된다.

Description

차량의 롤 강성 가변 장치 {VARIABLE ROLL STIFFNESS DEVICE OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바의 롤강성을 가변시키는 차량의 롤 강성 가변 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행중 노면으로부터 받는 충격이나 진동이 차체에 직접 전달되는 것을 차단하여, 차체나 화물의 손상을 방지하고, 승차감을 향상시키기 위해 현가장치가 구비된다.

이러한 현가장치는 차량 주행시 발생되는 상하진동(bounce), 롤링(rolling), 피칭(pitching), 요우잉(yawing)등의 진동을 유연하게 흡수하여야만, 승차감 및 주행 안정성을 확보할 수 있다.

이와 같은 기능을 수행하기 위한 차량의 현가장치로, 노면으로부터 입력되는 충격을 완화시키는 스프링과, 상기 스프링의 자유 진동을 제어하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버와, 선회시 차량이 좌우 방향으로 진동하는 것을 최소화시키기 위한 스테빌라이저바를 포함하여 이루어진다.

여기서, 스테빌라이저바는 일종의 비틀림 스프링으로서, 선회 또는 거친 노면의 주행시 차체의 롤모션을 억제하여 차체의 평형이 유지되도록 한다. 특히, 최근에는 스테빌라이저바의 비틀링 강성을 가변시켜 차체의 롤모션에 유연하게 대응하도록 하는 기술이 개발되고 있다.

일례로, 스테빌라이저바의 중앙에 장착된 액추에이터를 통해 강제적으로 비틀림을 발생시키거나, 스테빌라이저바와 로워암을 연결하는 스텝링크에 장착된 액추에이터를 통해 스텝링크의 길이를 가변시킴으로써 롤강성을 가변하는 등 롤강성을 변화시키기 위한 다양한 기술이 발명되고 있다.

하지만, 스테빌라이저바의 롤강성을 가변시키기 위해서는, 대부분 액추에이터를 구동시키기 위한 유압 또는 모터 등의 동력장치와 그에 따른 부대장치들을 필요 로하고, 이를 제어하기 위한 제어기까지 필요로 한다. 이에 따라, 중량이 증가되며, 부품 비용도 상승되는 문제가 발생된다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국특허공개공보 10-1998-0057770 A (1998.09.25)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바의 롤강성을 가변시킴으로써 주행 성능이 향상되도록 하는 차량의 롤 강성 가변 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 롤 강성 가변 장치는 스테빌라이져바와 서스펜션을 연결하기 위해 마련된 제1연결부재; 제1연결부재와 다른 위치에서 스테빌라이져바와 서스펜션을 연결하기 위해 마련된 제2연결부재; 및 일단부가 제1연결부재에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 스테빌라이져바에서 회전되도록 관통 연결되며 관통된 부분으로 제2연결부재가 회전 가능하게 연결되고, 일방향으로 변형 가능하게 형성됨으로써 차량의 선회 주행시 스테빌라이져바에서 회전되어 변형 강성이 변화됨에 따라 스테빌라이져바의 비틀림 강성을 제어하는 연결바;를 포함한다.

제1연결부재는 스텝링크로서, 일단부가 연결바의 일단부에 회전 가능하게 연결되고 타단부가 서스펜션에 회전 가능하게 연결됨으로써 차량의 선회 주행시 서스펜션의 거동에 따라 스테빌라이져바에 비틀림이 발생되도록 하는 것을 특징으로 한다.

제2연결부재는 푸시로드로서, 일단부가 연결바의 타단부에 상하방향으로 회전 가능하게 연결되고 타단부가 서스펜션에 회전 가능하게 연결됨으로써 차량의 선회 주행시 서스펜션의 거동에 따라 스테빌라이져바에서 연결바가 회전되도록 하는 것을 특징으로 한다.

연결바는 양측면이 평면 단면을 가지도록 형성되어 평면 단면이 형성된 방향으로 변형 가능한 것을 특징으로 한다.

연결바는 일단부에서 타단부로 단면의 폭이 점차 넓어지게 형성된 것을 특징으로 한다.

연결바는 평면 단면이 상하방향을 향하도록 배치되고, 차량의 선회 주행시 스테빌라이져바에서 회전되어 평면 단면이 다른 방향으로 배치되도록 변경되는 것을 특징으로 한다.

스테빌라이져바의 끝단에는 중앙홀이 형성된 회전연결부가 형성되고, 연결바의 타단부는 회전연결부의 중앙홀에 회전 가능하게 삽입 연결된 것을 특징으로 한다.

일단부가 제2연결부재에 회전 가능하게 연결되고 타단부는 연결바의 타단부에서 스테빌라이져바를 관통한 부분에 연결됨으로써 연결바와 함께 회전되는 고정브라켓;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

연결바의 타단부에는 스테빌라이져바를 관통한 부분의 외주면을 따라 다수의 걸림돌기가 돌출되며, 고정브라켓의 타단부는 연결바의 타단부를 감싸도록 형성되고 내주면에 걸림돌기에 치합되는 대응돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 롤강성 가변 장치에 따르면, 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바의 롤 강성을 가변시킴으로써 주행 성능이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 롤 강성 가변 장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 4는 도 1에 도시된 차량의 롤 강성 가변 장치를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 롤 강성 가변 장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 롤 강성 가변 장치를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 4는 도 1에 도시된 차량의 롤 강성 가변 장치를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 차량의 롤 강성 가변 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 스테빌라이져바(100)와 서스펜션(10)을 연결하기 위해 마련된 제1연결부재(200); 제1연결부재(200)와 다른 위치에서 스테빌라이져바(100)와 서스펜션(10)을 연결하기 위해 마련된 제2연결부재(300); 및 일단부(402)가 제1연결부재(200)에 회전 가능하게 연결되고, 타단부(404)가 스테빌라이져바(100)에서 회전되도록 관통 연결되며 관통된 부분으로 제2연결부재(300)가 회전 가능하게 연결되고, 일방향으로 변형 가능하게 형성됨으로써 차량의 선회 주행시 스테빌라이져바(100)에서 회전되어 변형 강성이 변화됨에 따라 스테빌라이져바(100)의 비틀림 강성을 제어하는 연결바(400);를 포함한다.

본 발명은 스테빌라이져바(100)와 서스펜션(10)을 연결하기 위해 마련되는 제1연결부재(200)와 제2연결부재(300)에 연결된 연결바(400)를 통해 차량 거동에 따라 롤 강성을 가변 조절하기 위한 것이다. 여기서, 서스펜션(10)은 차량 주행시 범프 및 리바운드됨에 따라 상하 거동되는 로워암, 쇽업소버, 너클 등이 될 수 있다. 본 발명에 대해서 설명시, 서스펜션(10)은 로워암을 기준으로 설명하였으며, 스테빌라이져바(100)에 연결되는 스텝링크의 연결 구조와 동일하다.

제1연결부재(200)는 스텝링크로서, 일단부(202)가 연결바(400)의 일단부(402)에 볼조인트를 통해 회전 가능하게 연결되고 타단부(204)가 서스펜션(10)의 로워암에 볼조인트를 통해 회전 가능하게 연결됨으로써 차량의 선회 주행시 서스펜션(10)의 거동에 따라 스테빌라이져바(100)에 비틀림이 발생되도록 한다. 즉, 제1연결부재(200)는 서스펜션(10)의 로워암과 스테빌라이져바(100)의 끝단에서 수직에 근접하게 배치되도록 연결될 수 있으며, 차량 선회 주행에 따른 서스펜션(10)의 상하 거동시 서스펜션(10)에 연결된 제1연결부재(200)가 연결바(400)를 이동시킴에 따라 스테빌라이져바(100)의 끝단을 통해 스테빌라이져바(100)에 비틀림이 발생되도록 할 수 있다.

한편, 제2연결부재(300)는 푸시로드로서, 일단부(302)가 연결바(400)의 타단부(404)에 상하방향으로 회전 가능하게 조인트 연결되고 타단부(304)가 서스펜션(10)의 로워암에 볼조인트를 통해 회전 가능하게 연결됨으로써 차량의 선회 주행시 서스펜션(10)의 거동에 따라 스테빌라이져바(100)에서 연결바(400)가 회전되도록 할 수 있다. 즉, 제2연결부재(300)는 서스펜션(10)과 스테빌라이져바(100)에 소정 각도를 가지도록 연결될 수 있으며, 차량 선회 주행에 따른 서스펜션(10)의 상하 거동시 서스펜션(10)에 연결된 연결바(400)를 회전시킴에 따라 스테빌라이져바(100)에서 연결바(400)가 회전되도록 할 수 있다.

특히, 본 발명에서 연결바(400)는 일방향으로 변형 가능하게 이루어지는데, 차량이 둔턱을 넘어감에 따라 양측 휠이 함께 상하방향으로 이동시 연결바(400)가 상하방향으로 변형됨으로써 스테빌라이져바(100)에 비틀림이 작게 발생됨에 따라 롤 강성이 소프트하게 작용된다.

여기서, 차량의 선회 주행시 어느 한쪽 휠이 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동됨에 따라 제2연결부재(300)에 연결된 연결바(400)가 스테빌라이져바(100)에서 회전된다. 이로 인해, 연결바(400)는 변형 강성이 변화되어 휠의 상하 이동방향으로의 변형이 억제됨에 따라 스테빌라이져바(100)의 비틀림이 상대적으로 크게 발생됨으로써 롤 강성이 하드하게 작용되는 것이다.

이와 같이, 본 발명에서는 차량의 주행 조건에 따라 롤 강성을 소프트하게 또는 하드하게 변화시킴으로써 차량 주행이 더욱 안정적으로 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결바(400)는 양측면이 평면 단면을 가지도록 형성되어 평면 단면이 형성된 방향으로 변형되게 이루어진다. 연결바(400)는 유연성 있게 변형 가능한 소재로 이루어질 수 있으며, 양측면이 평면 단면을 가지도록 형성되어 평면 단면이 형성된 일방향으로 변형이 원활히 이루어진다.

이와 더불어, 연결바(400)는 일단부(402)에서 타단부(404)로 단면의 폭이 점차 넓어지게 형성될 수 있다. 즉, 연결바(400)는 일단부(402)가 제1연결부재(200)에 연결되고 타단부(404)가 스테빌라이져바(100)에 관통 연결됨에 따라, 스테빌라이져바(100)에 연결되는 타단부(404) 측에 강성이 더 확보됨이 바람직하다. 또한, 차량 주행시 서스펜션(10)의 상하 거동에 따라 제1연결부재(200)로부터 힘이 전달되는바, 연결바(400)는 제1연결부재(200)가 연결되는 일단부(402) 측의 폭이 상대적으로 더 작게 형성되도록 하여, 서스펜션(10)의 거동에 따른 변형이 원활히 수행되도록 할 수 있다.

특히, 연결바(400)는 평면 단면이 상하방향을 향하도록 배치되고, 차량의 선회 주행시 스테빌라이져바(100)에서 회전되어 평면 단면이 다른 방향으로 배치되도록 변경되도록 할 수 있다. 이로 인해, 연결바(400)는 차량의 일반 주행시 변형 방향이 상하방향으로 변형됨에 따라 서스펜션(10)이 상하 거동되더라도 스테빌라이져바(100)의 비틀림이 작게 발생되도록 하여 롤 강성이 소프트하게 작용되도록 하고, 차량의 선회 주행시 회전되어 변형 방향이 상하방향으로는 억제됨에 따라 서스펜션(10)의 상하 거동에 따른 힘이 상대적으로 크게 전달되어 롤 강성이 하드하게 작용되도록 할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 스테빌라이져바(100)의 끝단에는 중앙홀(122)이 형성된 회전연결부(120)가 형성되고, 연결바(400)의 타단부(404)는 회전연결부(120)의 중앙홀(122)에 회전 가능하게 삽입 연결될 수 있다. 즉, 스테빌라이져바(100)의 끝단에는 원통형으로 형성되고 내부에는 중앙홀(122)이 관통된 회전연결부(120)가 형성되며, 연결바(400)의 타단부(404)는 회전연결부(120)의 중앙홀(122)에 회전 가능하게 삽입되도록 원통형으로 형성됨으로써 연결바(400)가 스테빌라이져바(100)에서 회전될 수 있다. 이에 따라, 회전연결부(120)의 중앙홀(122) 내주면과 연결바(400)의 타단부(404) 내부면 사이에는 별도의 베어링이 마련될 수 있으며 상호 원활히 회전될 수 있도록 윤활 처리될 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명에서는 일단부(502)가 제2연결부재(300)에 회전 가능하게 연결되고 타단부(504)는 연결바(400)의 타단부(404)에서 스테빌라이져바(100)를 관통한 부분에 연결됨으로써 연결바(400)와 함께 회전되는 고정브라켓(500);을 더 포함한다. 이러한 고정브라켓(500)을 통해 제2연결부재(300)와 연결바(400)가 함께 회전되도록 할 수 있으며, 연결바(400)에 연결된 고정브라켓(500)이 서스펜션(10)의 거동에 따른 제2연결부재(300)의 상하방향 이동에 대응하여 회전됨으로써 원활한 작동이 수행되도록 할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결바(400)의 타단부(404)에는 스테빌라이져바(100)를 관통한 부분의 외주면을 따라 다수의 걸림돌기(420)가 돌출되며, 고정브라켓(500)의 타단부(504)는 연결바(400)의 타단부(404)를 감싸도록 형성되고 내주면에 걸림돌기(420)에 치합되는 대응돌기(520)가 형성될 수 있다.

본 발명의 연결바(400)는 고정브라켓(500)과 함께 회전되도록 이루어지는바, 연결바(400)와 고정브라켓(500)은 돌기 구조를 통해 일체로 함께 회전되도록 할 수 있다. 즉, 연결바(400)의 타단부(404) 외주면에는 다수의 걸림돌기(420)가 형성되고, 고정브라켓(500)의 타단부(504)는 연결바(400)를 감싸도록 형성되되 내주면에 대응돌기(520)가 형성됨으로써 걸림돌기(420)와 대응돌기(520)가 상호 치합됨에 따라 고정브라켓(500)과 함께 연결바(400)가 회전되도록 할 수 있다.

본 발명의 따른 차량의 롤 강성 가변 장치의 작동은 하기와 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일반적인 주행 상황에서는 스테빌라이져바(100)의 회전연결부(120)에 관통 연결된 연결바(400)는 평면 단면이 상하방향을 향하도록 배치된 상태가 유지된다. 이에 따라, 일반적인 주행 상황 및 양측 휠이 동시에 상하방향으로 이동되는 상황에서는 연결바(400)가 상하방향으로 플렉시블하게 변형되어 스테빌라이져바(100)에 비틀림이 작게 발생됨에 따라 롤 강성이 소프트하게 작용된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 선회 주행 상황에서는 어느 한쪽 휠이 상측방향 또는 하측 방향으로 이동됨에 따라 서스펜션(10)에 연결된 제1연결부재(200)와 제2연결부재(300)가 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동된다. 이로 인해, 제2연결부재(300)가 연결된 연결바(400)의 타단부(404)가 제2연결부재(300)와 함께 상측 방향 또는 하측 방향으로 회전되어, 연결바(400)의 평면 단면이 측방향을 향함에 따라 상하방향으로의 변형이 억제된다. 이러한 상태에서, 제1연결부재(200)가 연결된 연결바(400)의 일단부(402)가 동일하게 상측방향 또는 하측방향으로 이동되고, 이에 대응하여 스테빌라이져바(100)에 비틀림이 상대적으로 크게 발생됨에 따라 롤 강성이 하드하게 작용된다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 롤강성 가변 장치에 따르면, 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바(100)의 롤 강성을 가변시킴으로써 주행 성능이 향상된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100:스테빌라이져바 120:회전연결부
122:중앙홀 200:제1연결부재
300:제2연결부재 400:연결바
420:걸림돌기 500:고정브라켓
520:대응돌기 10:서스펜션

Claims

스테빌라이져바와 서스펜션을 연결하기 위해 마련된 제1연결부재;
제1연결부재와 다른 위치에서 스테빌라이져바와 서스펜션을 연결하기 위해 마련된 제2연결부재; 및
일단부가 제1연결부재에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 스테빌라이져바에서 회전되도록 관통 연결되며 관통된 부분으로 제2연결부재가 회전 가능하게 연결되고, 일방향으로 변형 가능하게 형성됨으로써 차량의 선회 주행시 스테빌라이져바에서 회전되어 변형 강성이 변화됨에 따라 스테빌라이져바의 비틀림 강성을 제어하는 연결바;를 포함하는 차량의 롤 강성 가변 장치.
청구항 1에 있어서,
제1연결부재는 스텝링크로서, 일단부가 연결바의 일단부에 회전 가능하게 연결되고 타단부가 서스펜션에 회전 가능하게 연결됨으로써 차량의 선회 주행시 서스펜션의 거동에 따라 스테빌라이져바에 비틀림이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 강성 가변 장치.
청구항 1에 있어서,
제2연결부재는 푸시로드로서, 일단부가 연결바의 타단부에 상하방향으로 회전 가능하게 연결되고 타단부가 서스펜션에 회전 가능하게 연결됨으로써 차량의 선회 주행시 서스펜션의 거동에 따라 스테빌라이져바에서 연결바가 회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 강성 가변 장치.
청구항 1에 있어서,
연결바는 양측면이 평면 단면을 가지도록 형성되어 평면 단면이 형성된 방향으로 변형 가능한 것을 특징으로 하는 차량의 롤 강성 가변 장치
청구항 4에 있어서,
연결바는 일단부에서 타단부로 단면의 폭이 점차 넓어지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 롤 강성 가변 장치.
청구항 4에 있어서,
연결바는 평면 단면이 상하방향을 향하도록 배치되고, 차량의 선회 주행시 스테빌라이져바에서 회전되어 평면 단면이 다른 방향으로 배치되도록 변경되는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 강성 가변 장치.
청구항 1에 있어서,
스테빌라이져바의 끝단에는 중앙홀이 형성된 회전연결부가 형성되고,
연결바의 타단부는 회전연결부의 중앙홀에 회전 가능하게 삽입 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 롤 강성 가변 장치.
청구항 1에 있어서,
일단부가 제연결부재에 회전 가능하게 연결되고 타단부는 연결바의 타단부에서 스테빌라이져바를 관통한 부분에 연결됨으로써 연결바와 함께 회전되는 고정브라켓;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 강성 가변 장치.
청구항 8에 있어서,
연결바의 타단부에는 스테빌라이져바를 관통한 부분의 외주면을 따라 다수의 걸림돌기가 돌출되며,
고정브라켓의 타단부는 연결바의 타단부를 감싸도록 형성되고 내주면에 걸림돌기에 치합되는 대응돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 롤 강성 가변 장치.