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KR101090804B1 - 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션 - Google Patents

액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션 Download PDF

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KR101090804B1
KR101090804B1 KR1020090077853A KR20090077853A KR101090804B1 KR 101090804 B1 KR101090804 B1 KR 101090804B1 KR 1020090077853 A KR1020090077853 A KR 1020090077853A KR 20090077853 A KR20090077853 A KR 20090077853A KR 101090804 B1 KR101090804 B1 KR 101090804B1
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KR
South Korea
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guide
slot
wheel
active geometry
drive shaft
Prior art date
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KR1020090077853A
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KR20110020121A (ko
Inventor
장성배
최해용
강병구
이언구
이상호
Original Assignee
현대자동차주식회사
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Publication date
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Priority to DE102010036722.2A priority patent/DE102010036722B4/de
Priority to CN201010242502.7A priority patent/CN101992667B/zh
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Abstract

본 발명에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은, 한쪽에 휠(wheel)이 장착되어, 상기 휠의 움직임을 가이드하는 어시스트링크, 상기 어시스트링크의 다른 쪽에 고정된 이동부재, 상기 이동부재가 장착되고 그 움직임을 가이드하도록 슬롯이 형성된 가이드, 상기 가이드가 고정되도록 차체에 고정된 바디, 및 상기 슬롯을 따라서 상기 이동부재를 움직여서 상기 어시스트링크의 위치를 가변시킴으로써 상기 휠의 설정각을 가변시키는 구동부를 포함한다.
따라서, 슬롯이 형성된 가이드가 수평하중이나 수직하중을 흡수하여 구동모터(엑추에이터 또는 기어박스)에 직접적으로 전달되는 충격을 감소시킨다. 아울러, 제어암(manupulator)은 구동모터의 회전운동을 이동부재의 가변운동으로 변환시킴으로써 작동효율을 향상시킨다. 또한, 구동모터나 상기 기어박스를 구성하는 베어링이나 기어의 내구성 및 안정성이 향상되어 전체적인 내구성과 안정성이 향상되고, 증가된 내구성만큼 제작 비용이 감소하며, 설계의 자유도가 증가하게 된다.
AGCS, 서스펜션, 액추에이터,

Description

액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션{ACTIVE GEOMETRY CONTROLL SUSPENSION}
본 발명은 서스펜션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행 상태에 따라 휠의 설정각을 가변시켜 주행 안정성을 향상시키는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션에 관한 것이다.
일반적으로 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션(이하 AGCS, ACTIVE GEOMETRY CONTROLLED SUSPENSION)은 차량의 고속 선회시에 선회 안정성을 극대화 시키도록 한다.
AGCS는 차량의 고속 선회시 전기적인 신호에 따라 작동되는 액추에이터와, 액추에이터의 구동으로 제어되는 제어 레버와, 제어 레버의 작동에 따라 하향 작동되어 후륜의 토우각을 제어하는 어시스트 링크를 구성한다.
이러한 AGCS는 차량의 선회됨의 센싱 신호를 전기적으로 수신하여, 액추에이터의 구동에 의해 후륜의 토우각을 제어하여 안정적인 선회 주행이 이루어지도록 한다.
도 3은 일반적인 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 개략적인 작동도이다.
도 3을 참조하면, 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은 어시스트링크(35), 제어레버(34), 및 액추에이터(31)를 포함하고, 상기 액추에이터(31)의 단부에 작동바(32)가 구비된다.
상기 어시스트링크(35)의 일단은 휠(미도시)의 링크구조와 연결되고, 상기 어시스트링크(35)의 타단은 상기 제어레버(34)와 연결된다. 상기 제어레버(34)는 상기 고정힌지(33)를 중심으로 일단은 상기 어시스트링크(35)와 연결되고, 타단은 상기 작동바(32)와 연결된다.
상기 액추에이터(31)가 상기 작동바(32)를 잡아당기면 상기 제어레버(34)가 상기 고정힌지(33)를 중심으로 시계방향으로 회전하여, 상기 어시스트링크(35)를 밀어내고, 상기 액추에이터(31)가 상기 작동바(32)를 밀어내면 상기 제어레버(34)가 상기 고정힌지(33)를 중심으로 시계 반대방향으로 회전하여, 상기 어시스트링크(35)를 당긴다.
상기 어시스트링크(35)의 움직임에 따라서 휠의 토우인 각이 변동하며, 특히 직진시에는 토우인 각을 작아지고, 고속 회전시에는 토우인 각이 늘어난다.
제어부(30, ECU)는 차량의 속도와 조향각을 감지하여, 차량의 속도가 설정된 수치 이상이고 조향각이 설정된 수치 이상이면 상기 휠의 토우인 각을 늘림으로써 차량의 안정성을 향상시킨다.
한편, 차량의 휠에 전달된 충격으로, 수직하중이나 수평하중이 상기 엑추에이터(31)로 전달되어 그 내구성이 저감되는 문제점이 있다. 아울러, 내구성을 높이기 위해서 조립구조를 견고하게 하기 위해서 상기 액추에이터(31)를 경고하게 제작 하기 위해서 그 원가가 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구조를 갖고 있고, 수직하중이나 수평하중이 엑추에이터로 직접적으로 전달되지 않아서 내구성과 안정성이 향상된 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은, 한쪽에 휠(wheel)이 장착되어, 상기 휠의 움직임을 가이드하는 어시스트링크, 상기 어시스트링크의 다른 쪽에 고정된 이동부재, 상기 이동부재가 장착되고 그 움직임을 가이드하도록 슬롯이 형성된 가이드, 상기 가이드가 고정되도록 차체에 고정된 바디, 및 상기 슬롯을 따라서 상기 이동부재를 움직여서 상기 어시스트링크의 위치를 가변시킴으로써 상기 휠의 설정각을 가변시키는 구동부를 포함한다.
상기 구동부는, 상기 가이드에 회전가능하도록 고정된 구동축, 상기 구동축의 외측면에서 연장되어 그 단부가 상기 이동부재에 연결핀으로 연결된 제어암(manupulator), 및 상기 슬롯을 따라서 상기 이동부재를 움직이기 위해서, 상기 구동축을 회전시키도록 상기 바디에 장착된 구동모터를 포함한다.
상기 가이드에 형성된 상기 슬롯은 상기 구동축을 기준으로 설정된 곡률반경을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 구동모터와 상기 구동축 사이에는 감속기어가 배치되어 상기 구동모터의 회전토크를 높이는 것을 특징으로 한다.
상기 구동축은, 앞뒤방향으로 배치되어 상기 바디에 고정 장착되고, 상기 슬롯은 상하 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
차체와 연결되는 고정브라켓이 상기 가이드의 상단부에 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 설정각은 토우인 각인 것을 특징으로 하고, 직진시에는 상기 토우인 각을 줄이고, 선회시에는 상기 토우인 각을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션에 의하면, 슬롯이 형성된 가이드가 수평하중이나 수직하중을 흡수하여 구동모터(엑추에이터 또는 기어박스)에 직접적으로 전달되는 충격을 감소시킨다.
아울러, 제어암(manupulator)은 구동모터의 회전운동을 이동부재의 가변운동으로 변환시킴으로써 작동효율을 향상시킨다.
또한, 구동모터나 상기 기어박스를 구성하는 베어링이나 기어의 내구성 및 안정성이 향상되어 전체적인 내구성과 안정성이 향상되고, 증가된 내구성만큼 제작 비용이 감소하며, 설계의 자유도가 증가하게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은 구동모터(100), 기어박스(110), 바디(120), 고정브라켓(130), 어시스트링크(140), 조인트(150), 및 휠(160)을 포함한다.
상기 어시스트링크(140)의 한쪽 단부에는 상기 휠(160)과 연결되는 상기 조인트(150)가 구비되고, 다른 쪽 단부는 상기 바디(120)에 연결된다.
상기 바디(120)의 측면에는 상기 기어박스(110)가 장착되고, 상기 기어박스(110)에는 상기 구동모터(100)가 장착된다. 상기 바디(120)는 그 상부에 구비된 상기 고정브라켓(130)에 의해서 차량의 차체(미도시)에 고정된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 구동모터(100)는 제어부와 연결되고, 상기 제어부는 차량의 운행 상태에 따라서 상기 구동모터(100)를 작동시켜, 상기 기어박스(110)를 통해서 상기 어시스트링크(140)의 설정위치를 가변시킨다.
도 2를 참조하여, 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 상세한 구조에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 일부 분해 측면도이다.
도 2를 참조하면, 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션은 상기 바디(120)의 측면에 고정된 가이드(250)를 포함하고, 상기 가이드(250)에는 상하방향으로 슬롯(260)이 형성된다.
상기 슬롯(260)에는 이동부재(230)가 장착되고, 상기 이동부재(230)는 상기 슬롯(260)을 따라서 그것이 형성된 방향으로 움직이는 구조를 갖는다. 아울러, 상기 이동부재(230)에는 고정볼트에 의해서 상기 어시스트링크(140)의 단부가 고정된다.
상기 이동부재(230)와는 설정된 거리를 두고, 상기 가이드(250)의 측면에는 구동축(200)이 회전가능하도록 고정 배치되고, 상기 구동축(200)은 상기 기어박스(110)와 연결된다.
아울러, 상기 구동축(200)의 외주면에서 수직한 방향으로 상기 제어암(210) (manipulator)이 연장되어 형성되고, 상기 제어암(210)의 단부는 상기 이동부재(230)에 연결핀으로 연결된다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 작동을 설명하면, 상기 제어부가 상기 구동모터(100)를 설정된 회전수만큼 회전시킨다.
다음, 상기 기어박스(110)를 통해서, 그 회전토크가 증가되어 상기 구동축(200)으로 회전력이 전달된다. 다음, 상기 구동축(200)의 회전에 의해서 상기 제어암(210)이 상기 이동부재(230)를 상기 슬롯(260)을 따라서 움직인다.
상기 이동부재(230)가 상기 슬롯(260)을 따라서 움직이면서, 상기 이동부재(230)에 단부가 고정된 상기 어시스트링크(140)의 설정위치가 가변된다. 따라서, 상기 어시스트링크(140)와 연결된 상기 휠(160)의 설정각이 가변되는 것이다.
도시한 바와 같이, 상기 어시스트링크(140)는 좌우방향으로 배치되고, 상기 슬롯은 상하방향으로 형성되며, 상기 구동축(200)은 상기 좌우방향과 수직한 앞뒤 방향으로 배치되는 구조를 갖는다.
아울러, 상기 슬롯(260)은 상기 구동축(200)을 기준으로 설정된 곡률반경을 갖도록 곡선형으로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 이동부재(230)는 상기 곡률반경을 갖는 곡선을 따라서 움직이도록, 상기 슬롯(260)의 형상을 따라서 곡선형으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 도면에서 우측 방향으로 수평충격(Fa)이 가해지면, 상기 가이드(250)에 형성된 상기 슬롯(260)의 내측 측면에 충격이 가해지고, 상기 구동축(200)이나 상기 구동모터(100) 측으로는 수평충격(Fa)이 거의 전달되지 않는다.
아울러, 도면에서 상부방향으로 수직충격(Fb)이 가해지면, 상기 슬롯(260)의 측면에 설치된 상기 구동축(200)으로는 비교적 적은 양이 전달된다.
상기 이동부재(230)가 상기 슬롯(260)의 최 상단으로 올라간 상태에서는 상기 수직충격(Fb)의 대부분은 상기 슬롯(260)의 내측 상부면에서 흡수되고, 상기 구동축(200)으로는 거의 전달되지 않는다.
다만, 상기 이동부재(230)가 상기 슬롯(260)의 하단으로 내려간 상태에서는 상기 수직충격(Fb)이 상기 제어암(210)을 통해서 상기 구동축(200)으로 전달된다. 그러나, 실질적으로 상기 구동축(200)이 상기 가이드(250)에 고정된 상태이므로 상기 구동축(200)에 전달된 상기 수직충격(Fb)은 상기 가이드(250)가 흡수하고, 상기 구동모터(100)나 상기 기어박스(110)로는 수직충격이 거의 직접적으로 전달되지 않는다.
따라서, 상기 구동모터(100)나 상기 기어박스(110)를 구성하는 베어링이나 기어의 내구성 및 안정성이 향상되어 전체적인 내구성과 안정성이 향상되는 것이다. 아울러, 증가된 내구성만큼 제작 비용 및 설계의 자유도가 증가하게 된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 일부 분해 측면도이다.
도 3은 일반적인 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 개략적인 작동도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 구동모터
110: 기어박스
120: 바디
130: 고정브라켓
140: 어시스트링크
150: 조인트
160: 휠
200: 구동축
210: 제어암(manipulator)
220: 연결핀
230: 이동부재
250: 가이드
260: 슬롯

Claims (7)

  1. 한쪽에 휠(wheel)이 장착되어, 상기 휠의 움직임을 가이드하는 어시스트링크;
    상기 어시스트링크의 다른 쪽에 고정된 이동부재;
    상기 이동부재가 장착되고 그 움직임을 가이드하도록 슬롯이 형성된 가이드;
    상기 가이드가 고정되도록 차체에 고정된 바디; 및
    상기 슬롯을 따라서 상기 이동부재를 움직여서 상기 어시스트링크의 위치를 가변시킴으로써 상기 휠의 설정각을 가변시키는 구동부; 를 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 가이드에 회전가능하도록 고정된 구동축;
    상기 구동축의 외측면에서 연장되어 그 단부가 상기 이동부재에 연결핀으로 연결된 제어암(manupulator); 및
    상기 슬롯을 따라서 상기 이동부재를 움직이기 위해서, 상기 구동축을 회전시키도록 상기 바디에 장착된 구동모터; 를 포함하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드에 형성된 상기 슬롯은 상기 구동축을 기준으로 설정된 곡률반경을 갖는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 구동모터와 상기 구동축 사이에는 감속기어가 배치되어 상기 구동모터의 회전토크를 높이는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 구동축은,
    앞뒤방향으로 배치되어 상기 바디에 고정 장착되고, 상기 슬롯은 상하 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  6. 제1 항에 있어서,
    차체와 연결되는 고정브라켓이 상기 가이드의 상단부에 구비되는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 설정각은 토우인 각인 것을 특징으로 하고, 직진시에는 상기 토우인 각을 줄이고,
    선회시에는 상기 토우인 각을 증가시키는 것을 특징으로 하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션.
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