KR20180067312A - 이중 강성 롤각 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

이중 강성 롤각 제어 장치가 개시된다. 이중 강성 롤각 제어 장치는, 차량의 좌측 차륜측으로 일단이 연결되며 내부에 제1 중공부가 형성된 제1 토션바와, 차량의 우측 차륜측으로 일단이 연결되며 내부에 제2 중공부가 형성된 제2 토션바와, 제1 토션바와 제2 토션바의 사이를 연결하도록 설치되며 제1 토션바에 일방향 회전력을 전달하고 제2 토션바에 역방향 회전력을 전달하며 내부가 중공된 중공 모터와, 중공 모터의 내부에 삽입된 상태에서 일단은 제1 중공부에 삽입되어 고정되고 타단은 제2 중공부에 삽입된 상태로 고정되어, 제1 토션바와 제2 토션바의 회전에 따라 비틀림 모멘트가 전달되는 제3 토션바를 포함한다.

Description

이중 강성 롤각 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING DUAL STIFFNESS ROLL ANGLE}
본 발명은 차량의 주행 중에 롤각을 안정적으로 제어하고 모터의 용량 저감 및 안정성의 향상이 가능한 이중 강성 롤각 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 주행중에 롤각의 제어는 ARS(Active Roll Stabilization) 시스템을 이용하여 제어한다.
이러한 ARS 시스템은, 기존의 스테빌라이저를 좌우 절단한 상태에서, 절단된 두개의 토션바를 모터로 연결하여 차체의 롤 운동을 억제하도록 한다.
그러나 종래 ARS 시스템은, 차체의 롤링 운동에 의한 큰 부하가 직접적으로 모터에 가해지는 바, 고출력의 모터가 필요한 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 고출력의 모터가 필요없고, 롤각을 안정적으로 제어하며 안정성의 향상이 가능한 이중 강성 롤각 제어 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 차량의 좌측 차륜측으로 일단이 연결되며 내부에 제1 중공부가 형성된 제1 토션바와, 차량의 우측 차륜측으로 일단이 연결되며 내부에 제2 중공부가 형성된 제2 토션바와, 제1 토션바와 제2 토션바의 사이를 연결하도록 설치되며 제1 토션바에 일방향 회전력을 전달하고 제2 토션바에 역방향 회전력을 전달하며 내부가 중공된 중공 모터와, 중공 모터의 내부에 삽입된 상태에서 일단은 제1 중공부에 삽입되어 고정되고 타단은 제2 중공부에 삽입된 상태로 고정되어, 제1 토션바와 제2 토션바의 회전에 따라 비틀림 모멘트가 전달되는 제3 토션바를 포함한다.
제3 토션바의 일단에는 제1 중공부의 내부에 고전되는 제1 고정 돌부가 형성될 수 있다.
제3 토션바의 타단에는 제2 중공부의 내부에 고정되는 제2 고정 돌부가 형성될 수 있다.
제3 토션바의 양단은 제1 고정부 및 제2 고정부의 내부에 용접 고정될 수 있다.
중공 모터는, 제1 토션바와 제2 토션바의 사이 위치에 설치되는 모터 본체와, 모터 본체의 일측에서 제1 토션바에 연결되어 회전력을 전달하는 제1 중공축과, 모터 본체의 타측에서 상기 제2 토션바에 연결되어 회전력을 전달하는 제2 중공축을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 주행중에 좌, 우 서스펜션의 스트로크 차이에 의해 롤이 발생되는 상황에서, 롤 운동을 억제하는 제3 토션바에 1차 모멘트가 발생되고, 제1 토션바 및 제2 토션바에는 중공 모터의 작동에 의한 상대 회전에 따라 롤 운동을 억제하는 2차 모멘트가 추가로 발생된다.
따라서, 1차 모멘트와 2차 모멘트의 합이 총 롤 모멘트와 평형을 이루는 점에서 롤각이 발생되도록 제어하는 것이 가능한 바, 롤각의 안정적인 제어 작동이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 토션바의 롤 억제력의 작용으로 인하여, 중공 모터에 작용하는 토크가 종래 기술의 토크에 비하여 저감되는 바, 중공 모터를 소용량으로 하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중공 모터의 고장 발생시에도 제3 토션바에 의한 최소한의 롤 억제력은 확보하는 것이 가능한 바, 안정성의 향상이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 강성 롤각 제어장치를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 2는 도 1의 이중 강성 롤각 제어장치에서 제1 토션바와 제2 토션바의 회전 작동을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 3은 도 1의 제3 토션바의 일측이 용접된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 토크와 종래 모터 토크를 개략적으로 나타낸 그래프 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 강성 롤각 제어장치를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 강성 롤각 제어장치(100)는, 차량의 좌측 차륜측으로 일단이 연결되며 내부에 제1 중공부(11)가 형성된 제1 토션바(10)와, 차량의 우측 차륜측으로 일단이 연결되며 내부에 제2 중공부(21)가 형성된 제2 토션바(20)와, 제1 토션바(10)와 제2 토션바(20)의 사이를 연결하도록 설치되며 내부가 중공된 중공 모터(30)와, 중공 모터(30)의 내부에 삽입된 상태에서 일단은 제1 중공부(11)에 삽입되어 고정되고 타단은 제2 중공부(21)에 삽입된 상태로 고정되어 제1 토션바(10)와 제2 토션바(20)의 회전에 따라 비틀림 모멘트가 전달되는 제3 토션바(40)를 포함한다.
이하에서 설명하는 이중 강성 롤각 제어장치(100)는, ARS(Active Roll Stabilization) 시스템에 사용되는 것으로 차량의 주행 과정에서 롤각을 자동으로 제어하는 장치에 관한 것이다. 이에 대해서 이하에서 구체적으로 설명한다.
제1 토션바(10)는 일단은 차량의 좌측 차륜측으로 연결되고 타단은 중공 모터(30) 방향으로 긴 길이를 갖도록 연장될 수 있다.
이러한 제1 토션바(10)는 길이 방향을 따라 내부에 제1 중공부(11)가 형성된다. 이와 같이, 제1 중공부(11)가 제1 토션바(10)의 내부에 형성되는 것은, 제3 토션바(40)의 일부분이 제1 토션바(10)의 내부로 삽입 고정되도록 하기 위한 것이다.
제1 토션바(10)는 스틸 재질 등의 강성바로 형성되는 것으로, 일단은 차륜측의 본체에 볼트 등의 체결 수단으로 고정되고 타단은 중공 모터(30)의 일측에 돌출된 구동축에 볼트 등의 체결 수단으로 고정될 수 있다.
제2 토션바(20)는 일단은 차량의 우측 차륜측으로 연결되고 타단은 중공 모터(30) 방향으로 긴 길이를 갖도록 연장될 수 있다.
이러한 제2 토션바(20)는 길이 방향을 따라 내부에 제2 중공부(21)가 형성된다. 이와 같이, 제2 중공부(21)가 제2 토션바(20)의 내부에 형성되는 것은, 제3 토션바(40)의 일부분이 제2 토션바(20)의 내부로 삽입 고정되도록 하기 위한 것이다.
제2 토션바(20)는 스틸 재질 등의 강성바로 형성되는 것으로, 일단은 차륜측의 본체에 볼트 등의 체결 수단으로 고정되고 타단은 중공 모터(30)의 타측에 돌출된 구동축에 볼트 등의 체결 수단으로 고정될 수 있다.
중공 모터(30)는 전술한 바와 같이, 제1 토션바(10)와 제2 토션바(20)를 사이에 두고 제1 토션바(10) 및 제2 토션바(20)의 각각에 회전력을 전달하도록 설치될 수 있다.
즉, 중공 모터(30)는, 제1 토션바(10)와 제2 토션바(20)의 사이 위치에 설치되는 모터 본체(31)와, 모터 본체(31)의 일측에서 제1 토션바(10)에 연결되어 회전력을 전달하는 제1 중공축(33)과, 모터 본체(31)의 타측에서 제2 토션바(20)에 연결되어 회전력을 전달하는 제2 중공축(35)을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 이중 강성 롤각 제어장치에서 제1 토션바와 제2 토션바의 회전 작동을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 모터 본체(31)는 차체의 롤 운동을 억제하도록 작동되는 것으로, 차량의 롤링 발생시 제1 토션바(10)에 일방향 회전력을 전달하고 제2 토션바(20)에 역방향 회전력을 전달하여, 차량의 롤링 발생을 억제하도록 설치될 수 있다. 이러한 모터 본체(31)의 내부는 중공되어 제3 토션바(40)가 삽입될 수 있다. 이에 대해서는 제2 토션바(20)를 설명하면서 구체적으로 설명한다.
모터 본체(31)의 양측에는 제1 토션바(10)와 제2 토션바(20)의 각각에 회전력을 전달하도록 제1 중공축(33)과 제2 중공축(35)기 각각 설치될 수 있다.
제1 중공축(33)은 모터 본체(31)의 일측에 회전 가능하게 설치되어 제1 토션바(10)에 볼트 등의 체결 수단으로 고정되며 내부는 중공될 수 있다.
제2 중공축(35)은 모터 본체(31)의 타측에 회전 가능하게 설치되어 제2 토션바(20)에 볼트 등의 체결 수단으로 고정되며 내부는 중공될 수 있다.
전술한 바와 같이 제1 중공축(33)과 제2 중공축(35)은 모터 본체(31)의 양단에서 회전 가능하도록 설치되는 바, 차량의 롤링 발생시에 모터 본체(31)의 구동력에 의해 상대 회전됨으로써, 제1 중공축(33)과 제2 중공축(35)이 상대 회전되도록 할 수 있다.
즉, 제1 토션바(10) 및 제2 토션바(20)는 차량의 롤링 발생시 중공 모터(30)의 작동에 따라 상대 회전되어 차량의 롤 운동을 2차적으로 억제하는 것이 가능하다.
한편, 차량의 롤 운동의 1차적인 억제 작동은 제3 토션바(40)에 의해 이루어질 수 있다.
제3 토션바(40)는 중공 모터(30)의 내부에 삽입된 상태에서, 일단은 제1 중공부(11)에 삽입되어 고정되고 타단은 제2 중공부(21)에 삽입된 상태로 고정될 수 있다.
즉, 제3 토션바(40)는 중공 모터(30)의 모터 본체(31)와 제1 중공축(33) 및 제2 중공축(35)의 내부에 회전 가능하게 삽입된 상태에서, 양단이 중공 모터(30)의 양측으로 돌출되게 설치될 수 있다.
이러한 제3 토션바(40)의 일단은 제1 토션바(10)의 내부에 삽입된 상태로 고정되고, 타단은 제2 토션바(20)의 내부에 삽입된 상태로 고정될 수 있다.
도 3은 도 1의 제3 토션바의 일측이 용접된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제3 토션바(40)의 양단은 각각 제1 토션바(10) 및 제2 토션바(20)의 내부에 용접으로 고정될 수 있다. 제3 토션바(40)의 용접 고정을 위해 제3 토션바(40)의 일단에는 제1 고정 돌부(41)가 돌출되고 타단에는 제2 고정 돌부(43)가 돌출될 수 있다.
제1 고정 돌부(41)는 제3 토션바(40)의 일단의 외측으로 돌출되게 형성되는 것으로, 제1 토션바(10)의 내부에 용접될 수 있다.
제2 고정 돌부(43)는 제3 토션바(40)의 타단의 외측으로 돌출되게 형성되는 것으로, 제2 토션바(20)의 내부에 용접될 수 있다.
이와 같이, 제3 토션바(40)는 중공 모터(30)의 구동력이 전달되지 않는 상태로 제1 토션바(10) 및 제2 토션바(20)의 내부에 고정되는 바, 차량의 롤링 발생시에 차량의 롤 운동을 1차적으로 억제하는 것이 가능하다.
제3 토션바(40)는 차량의 롤 운동 발생시에 중공 모터(30)의 작동에 의해 제1 토션바(10) 및 제2 토션바(20)의 상대 회전 작동에 의해 비틀림이 발생될 수 있다. 즉, 제3 토션바(40)의 양단은 각각 제1 토션바(10) 및 제2 토션바(20)의 내부에 용접 고정되는 바, 제3 토션바(40)는 제1 토션바(10) 및 제2 토션바(20)의 상대 회전에 의한 비틀림이 발생된다.
따라서, 제3 토션바(40)에는 차량의 주행중에 좌, 우 서스펜션의 스트로크 차이에 의해 롤이 발생되는 상황에서, 롤 운동을 억제하는 1차 모멘트가 발생될 수 있다.
그리고, 제1 토션바(10) 및 제2 토션바(20)에는 중공 모터(30)의 작동에 의한 상대 회전에 따라 롤 운동을 억제하는 2차 모멘트가 추가로 발생될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 이중 강성 롤각 제어 장치(100)는, 전술한 1차 모멘트와 2차 모멘트의 합이 총 롤 모멘트와 평형을 이루는 점에서 롤각이 발생되도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 토크와 종래 모터 토크를 개략적으로 나타낸 그래프 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 제3 토션바(40)의 롤 억제력의 작용으로 인하여, 중공 모터(30)에 작용하는 토크(A)가 종래 기술의 토크(a)에 비하여 저감되는 바, 중공 모터(30)를 소용량으로 적용하는 것이 가능하다.
또한, 중공 모터(30)의 고장 발생시에도 제3 토션바(40)에 의한 최소한의 롤 억제력은 확보하는 것이 가능한 바, 안정성의 향상이 가능하다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...제1 토션바 11...제1 중공부
20...제2 토션바 21...제2 중공부
30...중공 모터 31...모터 본체
33...제1 중공축 35...제2 중공축
40...제3 토션바 41...제1 고정 동부
43...제2 고정 돌부

Claims (5)

  1. 차량의 좌측 차륜측으로 일단이 연결되며 내부에 제1 중공부가 형성된 제1 토션바;
    차량의 우측 차륜측으로 일단이 연결되며 내부에 제2 중공부가 형성된 제2 토션바;
    상기 제1 토션바와 상기 제2 토션바의 사이를 연결하도록 설치되며, 상기 제1 토션바에 일방향 회전력을 전달하고 상기 제2 토션바에 역방향 회전력을 전달하며 내부가 중공된 중공 모터; 및
    상기 중공 모터의 내부에 삽입된 상태에서, 일단은 상기 제1 중공부에 삽입되어 고정되고 타단은 상기 제2 중공부에 삽입된 상태로 고정되어, 상기 제1 토션바와 상기 제2 토션바의 회전에 따라 비틀림 모멘트가 전달되는 제3 토션바;
    를 포함하는 이중 강성 롤각 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 토션바의 일단에는 상기 제1 중공부의 내부에 고전되는 제1 고정 돌부가 형성되는 이중 강성 롤각 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 토션바의 타단에는 상기 제2 중공부의 내부에 고정되는 제2 고정 돌부가 형성되는 이중 강성 롤각 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 토션바의 양단은 상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부의 내부에 용접 고정되는 이중 강성 롤각 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중공 모터는,
    상기 제1 토션바와 상기 제2 토션바의 사이 위치에 설치되는 모터 본체;
    상기 모터 본체의 일측에서 상기 제1 토션바에 연결되어 회전력을 전달하는 제1 중공축; 및
    상기 모터 본체의 타측에서 상기 제2 토션바에 연결되어 회전력을 전달하는 제2 중공축;
    을 포함하는 이중 강성 롤각 제어 장치.
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