KR20190138493A - 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션 - Google Patents

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Abstract

액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션이 개시된다. 차륜에 체결된 휠 캐리어에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향을 따라 연장된 제1링크; 상기 휠 캐리어에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향으로 연장되는 제2링크; 상기 제1링크의 타측에 일측이 연결되는 제1레버; 상기 제2링크의 타측에 일측이 연결되는 제2레버; 상기 제1레버의 타측과 상기 제2레버의 타측을 연결하는 연결레버; 및 상기 연결레버에 연결된 액츄에이터를 포함하여, 하나의 액츄에이터 만으로 캠버 각 및 토우 인을 효과적으로 조절할 수 있다.

Description

액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션{ACTIVE GEOMETRY CONTROL SUSPENSION}
본 발명은 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 액츄에이터로 2개의 지오메트리를 동시에 제어할 수 있는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션에 관한 것이다.
일반적으로, 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션(AGCS; Active Geometry Control Suspension)은 휠과 서스펜션 사이의 기하학적 연결 관계(지오메트리)를 임의적으로 조절하여, 차량의 주행 안정성을 향상시키는 장치를 일컫는다.
이러한 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은, 차륜에 일측이 연결된 어시스트 링크(assist link)와, 상기 어시스트 링크의 타측에 연결된 제어레버, 상기 제어레버의 작동을 제어하는 액츄에이터, 및 차량의 주행 상태를 판별하여 상기 액츄에이터의 구동을 제어하는 컨트롤러 등을 포함하고 있다.
이에 따라 차량의 주행 중에 컨트롤러는 차량의 주행 상태를 각종 센서를 통해 판별하고, 필요한 경우에 액츄에이터의 작동을 제어해서 제어 레버를 통해 차륜의 토우 값이나 캠버 값을 제어해서, 차량의 주행 상태를 보다 안정화시키게 된다.
그런데, 차륜의 토우나 캠버 각을 제어하기 위해 종래의 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은 지오메트리 당 각각 1개의 액츄에이터를 사용해서 제어하는 구조로 되어 있는 바, 예를 들면 차륜의 토우를 제어하기 위한 액츄에이터와 캠버 각을 제어하기 위한 액츄에이터를 별도로 구비하여, 각각의 액츄에이터를 통해 지오메트리를 제어함에 따라, 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 중량 및 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 단지 하나의 액츄에이터로 2개의 지오메트리를 동시에 제어하여, 중량 및 원가 절감을 도모할 수 있는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은, 차륜에 체결된 휠 캐리어에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향을 따라 연장된 제1링크; 상기 휠 캐리어에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향으로 연장되는 제2링크; 상기 제1링크의 타측에 일측이 연결되는 제1레버; 상기 제2링크의 타측에 일측이 연결되는 제2레버; 상기 제1레버의 타측과 상기 제2레버의 타측을 연결하는 연결레버; 및 상기 연결레버에 연결된 액츄에이터를 포함할 수 있다.
상기 제1링크는 상기 휠 캐리어의 상부에 연결될 수 있다.
상기 제1레버는 상기 차륜의 캠버를 조절할 수 있다.
상기 제2레버는 상기 차륜의 토우를 조절할 수 있다.
상기 휠 캐리어에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향으로 연장되며 서스펜션 스프링이 마운팅되는 제3링크를 더 포함할 수 있다.
상기 액츄에이터는 모터와, 상기 모터에 의해 전후로 이동하는 스크류를 포함하고; 상기 스크류는 상기 연결레버에 연결될 수 있다.
상기 제2레버는 일측이 상기 연결레버에 연결된 제3레버; 및 일측이 상기 제2링크에 연결된 제4레버를 포함할 수 있다.
상기 제1레버의 타측과 제2레버의 타측은 서로 둔각을 형성하도록 연결되어 연결부를 형성하고; 상기 연결부는 상기 제3,4레버의 힌지부를 형성할 수 있다.
상기 제1레버는 일측이 상기 연결레버에 연결된 제5레버; 및 일측이 상기 제1링크에 연결된 제6레버를 포함할 수 있다.
상기 제1레버의 타측과 상기 제6레버의 타측은 서로 둔각을 형성하도록 연결되어 연결부를 형성하고; 상기 연결부는 상기 제5,6레버의 힌지부를 형성할 수 있다.
상기 제1링크의 길이는 상기 제2링크의 길이보다 길게 형성되고; 상기 제6레버의 길이는 상기 제4레버의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
상기 연결 링크의 일측은 상기 액츄에이터 연결되고;
상기 연결 링크의 타측은 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 배치될 수 있다.
상기 제3레버와 상기 제5레버의 길이가 같을 수 있다.
상기 연결레버와 상기 액츄에이터는 조인트로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션에 의하면, 단지 하나의 액츄에이터로 차륜의 토우와 캠버 각을 동시에 제어하여, 차량의 주행 안정성을 향상시킬 수 있고, 중량 및 원가 절감도 도모할 수 있다.
또한, 차륜의 초기 토우 및 캠버 각도 용이하게 조절할 수 있으며, 레버비의 조절을 통해 토우 및 캠버 각의 설정도 용이하게 되는 등의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 평면도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 다른 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 토우 조절부의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션을 이용해서 차륜의 토우를 조절하는 설명도이다.
도 6은 범프??토우 특성 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 캠버 조절부의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션을 이용해서 차륜의 캠버 각을 설명도이다.
도 9은 범프-캠버 특성 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 정면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은, 멀티 링크식 서스펜션에 적용될 수 있다.
멀티 링크식 서스펜션은, 차륜(1)에 체결된 휠 캐리어(2)에 일측이 연결되고 타측은 차량의 길이 방향을 따라 연장된 제4링크로서 트레일링 링크(10)과, 휠 캐리어(2)에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향으로 연장되며 서스펜션 스프링이 마운팅되는 제3링크로서 로워 링크(20), 이 로워 링크(20)보다 상대적으로 높은 위치에 배치되고 타측은 차량의 폭 방향으로 연장되는 제1링크로서 어퍼 링크(30) 및, 휠 캐리어(2)에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향으로 연장되는 제2링크로서 어시스트 링크(40)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은, 멀티 링크식 서스펜션의 어퍼 링크(30)의 타측에 일측이 연결되어 차륜의 캠버를 조절하는 제1레버로서 캠버조절레버(50)와, 어시스트 링크(40)의 타측에 일측이 연결되어 차륜의 토우를 조절하는 제2레버로서 토우조절레버(60)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은 캠버조절레버(50)의 타측과 토우조절레버(60)의 타측을 일체로 연결하는 연결레버(70)와, 연결레버(70)에 작동력을 부여하도록 연결레버(70)에 연결된 액츄에이터(80)를 더 포함할 수 있다.
액츄에이터(80)는 모터와, 이 모터에 의해 전후로 이동하는 스크류(82)를 포함할 수 있고, 스크류(82)는 연결레버(70)에 연결될 수 있다.
액츄에이터(80)의 스크류(82)와 연결레버(70)는 조인트(84)를 통해 연결되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 후술하는 제3레버와 제5레버의 길이를 동일하게 할 수 있다.
또한, 액츄에이터(80)는 도시되지 않은 컨트롤러의 출력단자에 접속되어, 컨트롤러의 제어신호에 의해 그 작동이 제어될 수 있고, 컨트롤러는 차량의 주행 상태를 각종 센서를 통해 감지 및 판별하여 상기 액츄에이터(80)에 적절한 제어신호를 인가할 수 있다.
도 4를 참조하면, 토우조절레버(60)는 일측이 액츄에이터(80)에 연결된 제3레버로서 제1토우조절레버(61)와, 일측이 어시스트 링크(40)에 연결된 제4레버로서 제2토우조절레버(62)를 포함할 수 있고, 제1토우조절레버(61)의 타측과 제2토우조절레버(62)의 타측은 서로 둔각을 형성하도록 연결되어 연결부(63)를 형성하고, 연결부(63)는 화살표로 도시된 바와 같이 제1,2토우조절레버(61,62)의 힌지부를 형성할 수 있다.
이에 따라 액츄에이터(80)가 화살표로 도시된 바와 같이 스트로크(X)로 신장하면, 제1,2토우조절레버(61,62)는 연결부(63)를 중심으로 시계 방향으로 회전하며, 제2토우조절레버(62)의 일측과 어시스트 링크(40)의 연결부(41; 혹은 HP(Hard Point)라 함)는 y1만큼 하향 이동하게 된다.
이와 같이 어시스트 링크(40)의 차체(바디)측 연결부(41)가 하향 이동된 상태에서 차륜(1)이 범프되면, 예를 들면 차량이 선회하게 되면 선회 내측의 차륜은 범프되게 되는 데, 범프되는 차륜의 토우 인 값은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제어 전에 비해 커지게 되어, 선회 주행 안정성이 향상되게 된다.
한편, 도 7을 참조하면, 캠버조절레버(50)는 일측이 액츄에이터(80)에 연결된 제5레버로서 제1캠버조절레버(51)와, 일측이 어퍼 링크(30)에 연결된 제6레버로서 제2캠버조절레버(52)를 포함할 수 있고, 제1캠버조절레버(51)의 타측과 제2캠버조절레버(52)의 타측은 서로 둔각을 형성하도록 연결되어 연결부(53)를 형성하고, 연결부(53)는 화살표로 도시된 바와 같이 제1,2캠버조절레버(51,52)의 힌지부를 형성할 수 있다.
이에 따라 액츄에이터(80)가 화살표로 도시된 바와 같이 스트로크(X)로 신장하면, 제1,2캠버조절레버(51,52)는 연결부(53)를 중심으로 시계 방향으로 회전하며, 제2캠버조절레버(52)의 일측과 어퍼 링크(30)의 연결부(31: 혹은 HP(Hard Point)라 함)는 y2만큼 하향 이동하게 된다.
이와 같이 어퍼 링크(30)의 차체측 연결부(31)가 하향 이동된 상태에서 차륜(1)이 선회 주행하게 되면, 선회 내측의 차륜은 범프되게 되는 데, 범프되는 차륜의 (??) 캠버 각은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 제어 전에 비해 커지게 되어, 선회 주행 안정성이 향상되게 된다.
한편, 하나의 액츄에이터(80)로 토우 인과 캠버 각을 동시에 조절하기 위해서는 하나의 액츄에이터(80)에 연결 링크(70)를 통해 각각 연결된 토우조절레버(60)와 캠버조절레버(50)의 길이 비를 적절히 조절해야 한다.
먼저, 토우조절레버(60)의 경우는, 도 4를 참조하면, 제1토우조절레버(61)와 제2토우조절레버(62)의 길이를 각각 a1, b1이라 할 때에, 액츄에이터(80)가 x만큼의 스트로크로 움직이면, 어시스트 링크(40)의 연결부(41)의 이동량 y1 = x*a/b이다.
따라서, 제1토우조절레버(61)와 제2토우조절레버(62)의 길이(a1, b1)를 적절히 조절하면, 어시스트 링크(40)의 HP의 이동량 및 그에 따라 토우 인의 값을 적절히 조절할 수 있으며, 캠버조절레버(50)의 경우도 제1캠버조절레버(51)와 제2캠버조절레버(51)의 길이(a2, b2)의 비를 적절히 조절하면, (??) 캠버 각을 적절히 조절할 수 있다.
이 때에 제1토우조절레버(61)와 제2토우조절레버(62)의 길이(a1, b1)는 동일하게 형성하는 것이 바람직하다 (도1 참조).
그런데, 멀티링크 서스펜션의 경우, 어퍼 링크(30)의 길이는 어시스트 링크(40)의 길이보다 상대적으로 길게 형성되므로, 어퍼 링크(30)에 의한 충분한 (??) 캠버 조절 각을 얻기 위해서는 어퍼 링크(30)의 HP의 이동량이 어시스트 링크(40)의 HP 이동량보다 커야 한다. 이 때문에 어퍼 링크(30)의 제2캠버조절레버(52)의 길이(b2)는 어시스트 링크(40)의 제2토우조절레버(62)의 길이(b1)보다 짧게 형성해야 한다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 연결 링크(70)의 일측은 액츄에이터(80)에 조인트(84)를 통해 연결되게 함과 더불어 그 타측은 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 배치하고, 연결 링크(70)에 토우조절레버(60)와 캠버조절레버(50)의 각 일측들이 연결되게 하며, 토우조절레버(60)와 캠버조절레버(50)의 각 타측은 어시스트 링크(40)와 어퍼 링크(30)에 각각 연결되게 구성할 수 있다.
이에 따라, 액츄에이터(80)의 작동에 의해 연결 링크(70)가 차량의 폭 방향 외측으로 이동되면, 토우조절레버(60)와 캠버조절레버(50)들은 그 힌지 포인트를 중심으로 시계 방향으로 회전하면서 어시스트 링크(40)와 어퍼 링크(40)의 HP가 차량의 폭 방향 내측으로 이동하여, 초기 차륜의 캠버 각 및 토우 인을 용이하게 조절할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
1: 차륜
2: 휠 캐리어
10: 트레일링 링크
20: 로워 아암
30: 어퍼 링크
40: 어시스트 링크
50: 캠버조절레버
60: 토우조절레버
70: 연결 링크
80: 액츄에이터

Claims (14)

  1. 차륜에 체결된 휠 캐리어에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향을 따라 연장된 제1링크;
    상기 휠 캐리어에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향으로 연장되는 제2링크;
    상기 제1링크의 타측에 일측이 연결되는 제1레버;
    상기 제2링크의 타측에 일측이 연결되는 제2레버;
    상기 제1레버의 타측과 상기 제2레버의 타측을 연결하는 연결레버; 및
    상기 연결레버에 연결된 액츄에이터;
    를 포함하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1링크는 상기 휠 캐리어의 상부에 연결되는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1레버는 상기 차륜의 캠버를 조절하는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2레버는 상기 차륜의 토우를 조절하는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 휠 캐리어에 일측이 연결되고 타측은 차량의 폭 방향으로 연장되며 서스펜션 스프링이 마운팅되는 제3 링크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 모터와, 상기 모터에 의해 전후로 이동하는 스크류를 포함하고;
    상기 스크류는 상기 연결레버에 연결된 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2레버는
    일측이 상기 연결레버에 연결된 제3레버; 및
    일측이 상기 제2링크에 연결된 제4레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1레버의 타측과 제2레버의 타측은 서로 둔각을 형성하도록 연결되어 연결부를 형성하고;
    상기 연결부는 상기 제3,4레버의 힌지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1레버는
    일측이 상기 연결레버에 연결된 제5레버; 및
    일측이 상기 제1링크에 연결된 제6레버;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제5레버의 타측과 상기 제6레버의 타측은 서로 둔각을 형성하도록 연결되어 연결부를 형성하고;
    상기 연결부는 상기 제5,6레버의 힌지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1링크의 길이는 상기 제2링크의 길이보다 길게 형성되고;
    상기 제6레버의 길이는 상기 제4레버의 길이보다 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 연결 링크의 일측은 상기 액츄에이터 연결되고;
    상기 연결 링크의 타측은 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 배치된 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제3레버와 상기 제5레버의 길이가 같은 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 연결레버와 상기 액츄에이터는 조인트로 연결된 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
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