KR20030049225A - 자동차의 선회특성 변경장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 선회특성 변경장치에 관한 것으로, 선회시 타이어와 접지면 사이에 차량의 원심력에 의한 구심력에 해당하는 방향으로 작용하는 횡력을 이용하여 후륜의 선회특성을 차속에 따라 가변적으로 조절할 수 있도록 하여 저속구간에서는 선회특성을 오버 스티어화되도록 함과 더불어 고속구간에서는 선회특성을 언더 스티어화 되게 하여 조타의 편의성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 후륜(10)의 현가장치의 전방측 마운팅부(14)와 후방측 마운팅부(16)의 거동자세를 각각 좌우방향으로 가변화시키는 전방측 액츄에이터(18)와 후방측 액츄에이터(20)와, 상기 좌/우측의 전방측 액츄에이터(18) 사이와 후방측 액츄에이터(20) 사이의 작동압의 교류를 허용하도록 배설되는 전방측 교통 관로(22)와 후방측 교통 관로(24), 상기 전방측 교통 관로(22)와 후방측 교통 관로(24)상에 설치되어 이들 사이의 작동압의 교류를 조절하는 제어 밸브(26) 및, 이 제어 밸브(26)의 작동을 차속과 조타방향에 따라 제어하는 제어 유니트(28)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 선회특성 변경장치{variation system of steer property for automotive vehicles}

본 발명은 자동차의 선회특성 변경장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 후륜측 현가장치의 판 스프링의 전/후방측 마운팅부에 대한 거동자세를 저속 및 고속구간에서 각각 변경시키도록 하여 선회특성을 안정화시킬 수 있도록 하는 자동차의 선회특성 변경장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 성능은 높이고 안정적인 조향을 하기 위해서는 선회특성을 저속구간과 고속구간에서 각각 상이하게 하는 것이 바람직한 것인 바, 즉 저속의 주행중에서는 선회특성을 오버 스티어화함으로써 최소의 회전 반경이 보다 더 작아지도록 하는 것이 바람직하고, 고속의 주행중에서는 선회특성을 언더 스티어화함으로써 안정적인 조타가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

그러나, 현재의 차량에서는 저속 및 고속의 주행구간에서 각각 조타각 대비 동일한 선회반경을 나타내고 있는 실정이므로, 상기와 같이 저속구간에서 선회특성을 오버 스티어화함과 더불어 고속구간에서 선회특성을 언더 스티어화되게 하는 것은 기대할 수 없는 현실이다.

이에 따라, 저속 및 고속의 구간에서 각각 선회특성을 변경시키고자 안출된 것이 4륜 조향장치인 데, 이는 제어유니트를 통하여 구동 액츄에이터의 작동에 의해 조타시 후륜이 차속에 따라 가변적으로 조타되는 형태로 된 것이다.

그런데, 상기와 같이 목적을 위해 개발된 4륜 조향장치의 경우에는 후륜의 조타각을 차속의 변화에 따라 상이하게 조절하고자 하는 별도의 구동 액츄에이터가 필요하는 등 이의 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 고장시 후륜의 조타 기능이 상실하게 되므로, 차량의 안정된 거동자세의 유지를 해치게 되므로 차량의 전복과 같은 위험 상황이 초래되는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 선회시 타이어와 접지면 사이에 차량의 원심력에 의한 구심력에 해당하는 방향으로 작용하는 횡력을 이용하여 후륜의 선회특성을 차속에 따라 가변적으로 조절할 수 있도록 하여 저속구간에서는 선회특성을 오버 스티어화되도록 함과 더불어 고속구간에서는 선회특성을 언더 스티어화 되게 하여 조타의 편의성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 자동차의 선회특성 변경장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 후륜의 현가장치의 전방측 마운팅부와 후방측 마운팅부의 거동자세를 각각 좌우방향으로 가변화시키는 전방측 액츄에이터와 후방측 액츄에이터와, 상기 좌/우측의 전방측 액츄에이터 사이와 후방측 액츄에이터 사이의 작동압의 교류를 허용하도록 배설되는 전방측 교통 관로와 후방측 교통 관로, 상기 전방측 교통 관로와 후방측 교통 관로상에 설치되어 이들 사이의 작동압의 교류를 조절하는 제어 밸브 및, 이 제어 밸브의 작동을 차속과 조타방향에 따라 제어하는 제어 유니트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 선회특성 변경장치의 구성을 도시한 상태도.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 선회특성 변경장치가 저속구간에서 작동상태를 도시한 상태도.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 선회특성 변경장치가 고속구간에서 작동상태를 도시한 상태도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-후륜12-판 스프링

14-전방측 마운팅부16-후방측 마운팅부

18-전방측 액츄에이터20-후방측 액츄에이터

22-전방측 교통 관로24-후방측 교통 관로

26-제어 밸브28-제어 유니트

30-차속 검출 센서32-선회각 검출 센서

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 선회특성 변경장치의 구성을 도시한 상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 선회특성 변경장치가 저속구간에서 작동상태를 도시한 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동차의 선회특성 변경장치가 고속구간에서 작동상태를 도시한 상태도이다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 자동차의 후륜(10)측 현가장치의 판 스프링(12)에 대한 전방측 마운팅부(14)와 후방측 마운팅부(16)에 대한 거동자세를 좌우방향으로 각각 변화시킬 수 있도록 좌/우측의 후륜(10)에 개별적으로 설치되는 전방측 액츄에이터(18) 및 후방측 액츄에이터(20)와, 상기 좌/우측의 전방측 액츄에이터(18) 사이의 유압의 교류를 위해 배설되는 전방측 교통 관로(22), 상기 좌/우측의 후방측 액츄에이터(20) 사이의 유압의 교류를 위해 배설되는 후방측 교통 관로(24), 상기 전방측 교통 관로(22)와 후방측 교통 관로(24)상에 설치되어 이들 사이의 유압의 교류를 조절하는 제어 밸브(26) 및, 이 제어 밸브(26)의 작동을 제어하는 제어 유니트(28)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제어 유니트(28)에는 주행중 차속을 검출하여 입력하도록 된 차속 검출 센서(30)가 연결되고, 선회시 선회방향을 검출하여 입력하도록 된 선회각 검출 센서(32)가 연결되어 있다.

여기서, 상기 판 스프링(12)의 전방측 마운팅부(14)와 후방측 마운팅부(16)는 각각 차체에 대해 좌우방향으로 다소의 유동성이 있도록 설치되는 것으로, 이는 부시와 같은 탄성매개체를 이용하여 부시의 변형량에 따라 차체에 대해 좌우방향으로 설치위치를 다소 이동시킬 수 있도록 구현되어지는 것이다.

그리고, 상기 전방측 액츄에이터(18)와 후방측 액츄에이터(20)는 각각 전방측 마운팅부(14)와 후방측 마운팅부(16)를 향해 이동가능하게 배치되는 피스톤(P)과, 이 피스톤(P)을 기밀있게 수용함과 더불어 소정량의 작동유를 저장하고 있는 실린더(C) 및, 상기 피스톤(P)의 이동시 복원력의 부여를 위해 피스톤(P)의 외주면에 일단이 고정됨과 더불어 타단이 상기 실린더(C)의 외주면에 고정되는 리턴스프링(S)을 갖춘 구조로 이루어진다.

또한, 상기 제어 밸브(26)는 전방측 교통 관로(22)와 후방측 교통 관로(24)상에 설치되어 이들 관로 사이의 교통을 단절시키거나, 하나의 관로만을 교통가능하게 하는 3웨이 밸브로 이루어진다.

한편, 상기 제어 유니트(28)는 주행중 차속 검출 센서(30)로부터 검출되는 현재의 주행 차속과, 상기 선회각 검출 센서(32)로부터 검출되는 선회방향의 정보에 따라 상기 제어 밸브(26)의 작동을 제어함으로써, 선회시 차속에 따라 각각 상이하게 전방측 액츄에이터(18)와 후방측 액츄에이터(20)의 작동을 제어하여 선회특성을 변화시키게 된다.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 선회특성 변경장치에 대한 상세한 작동을 설명하기로 한다.

먼저, 주행중인 차속이 저속인 구간에서는 상기 제어 유니트(28)는 차속 검출 센서(30)를 매개로 현재의 차속을 검출받게 된다.

이 경우, 차량의 선회가 이루어지게 되면, 상기 제어 유니트(28)는 선회각 검출 센서(32)를 매개로 하여 선회방향을 검출받게 된다.

이어, 상기 제어 유니트(28)는 후방측 교통 관로(24)가 개방되도록 상기 제어 밸브(26)의 작동을 제어하게 되고, 이에 따라 상기 후방측 액츄에이터(20)를 구성하는 실린더(C) 사이에는 작동유의 교통이 허용되어진다.

이와 같이 저속구간에서 예컨대 좌측방향으로 조향이 이루어지게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 선회 외측에 위치한 후륜(10)에는 구심력이 작용하는 방향으로 횡력이 작용하게 되고, 이 횡력은 상기 후륜(10)을 장착하고 있는 차축(X)에 전달되며, 이 차축(X)에 전달된 횡력은 상기 판 스프링(12)의 전방측 마운팅부(14)와 후방측 마운팅부(16)를 각각 가압하게 된다.

이때, 상기 판 스프링(12)의 후방측 마운팅부(16)에 위치한 후방측 액츄에이터(20)의 좌우측 실린더(C)는 상기 제어 밸브(26)를 매개로 하여 서로 교통된 상태가 되어 있으므로, 선회 외측에 위치한 후방측 액츄에이터(20)의 피스톤(P)은 실린더(C)내로 들어가도록 가압되는 반면에, 상기 선회 내측에 위치한 후방측 액츄에이터(20)의 피스톤(P)은 실린더(C)의 외부로 나오도록 가압되어지게 된다.

이는 상기 후방측 액츄에이터(20)의 실린더(C)내에 수용된 작동유가 후방측 교통 관로(24)를 통해 교류가능한 상태이기 때문에 가능한 것이다.

이에 따라, 상기 판 스프링(12)의 후방측 마운팅부(16)는 점선에서 실선으로 도시된 방향인 시계방향으로 선회하게 되고, 이에 따라 상기 차축(X)과 이에 장착된 후륜(10)도 점선에서 실선으로 도시된 시계방향으로 선회하게 되면서 선회특성이 오버 스티어화 되어진다.

이 결과, 저속구간에서 선회시에는 후륜(10)의 선회특성이 오버 스티어화되어짐으로써, 동일한 조타각에서 더 작은 선회반경으로 거동하는 최소 회전반경의 축소가 이루어져, 주차를 위한 조타시 운전자는 편리함을 얻을 수 있게 된다.

이에 반해, 주행중인 차속이 고속인 구간에서는 상기 제어 유니트(28)는 차속 검출 센서(30)를 매개로 현재의 차속을 검출받게 되고, 이 경우 차량의 선회가 이루어지게 되면, 상기 제어 유니트(28)는 선회각 검출 센서(32)를 매개로 하여 선회방향을 검출받게 된다.

이어, 상기 제어 유니트(28)는 전방측 교통 관로(22)가 개방되도록 상기 제어 밸브(26)의 작동을 제어하게 되고, 이에 따라 상기 전방측 액츄에이터(18)를 구성하는 실린더(C) 사이에는 작동유의 교통이 허용되어진다.

이와 같이 고속구간에서 예컨대 좌측방향으로 조향이 이루어지게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 선회 외측에 위치한 후륜(10)에는 구심력이 작용하는 방향으로 횡력이 작용하게 되고, 이 횡력은 상기 후륜(10)을 장착하고 있는 차축(X)에 전달되며, 이 차축(X)에 전달된 횡력은 상기 판 스프링(12)의 전방측 마운팅부(14)와 후방측 마운팅부(16)를 각각 가압하게 된다.

이때, 상기 판 스프링(12)의 전방측 마운팅부(14)에 위치한 전방측 액츄에이터(18)의 좌우측 실린더(C)는 상기 제어 밸브(26)를 매개로 하여 서로 교통된 상태가 되어 있으므로, 선회 외측에 위치한 전방측 액츄에이터(18)의 피스톤(P)은 실린더(C)내로 들어가도록 가압되는 반면에, 상기 선회 내측에 위치한 전방측 액츄에이터(18)의 피스톤(P)은 실린더(C)의 외부로 나오도록 가압되어지게 된다.

이는 상기 전방측 액츄에이터(18)의 실린더(C)내에 수용된 작동유가 전방측 교통 관로(22)를 통해 교류가능한 상태이기 때문에 가능한 것이다.

이에 따라, 상기 판 스프링(12)의 전방측 마운팅부(14)는 점선에서 실선으로 도시된 방향인 반시계방향으로 선회하게 되고, 이에 따라 상기 차축(X)과 이에 장착된 후륜(10)도 점선에서 실선으로 도시된 반시계방향으로 선회하게 되면서 선회특성이 언더 스티어화 되어진다.

이 결과, 고속구간에서 선회시에는 후륜(10)의 선회특성이 언더 스티어화되어짐으로써, 동일한 조타각에서 선회반경이 커지게 되어 조정의 안정성을 확보할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 선회특성 변경장치에 의하면, 선회시 타이어와 접지면 사이에서 차량의 원심력과 반대방향으로 작용하는 횡력을 이용하여 후륜의 선회특성을 저속구간에서는 오버 스티어화되게 함과 더불어 고속구간에서는 언더 스티어화되게 함으로써, 조타의 편의성과 안정성을 도모할 수 있게 된다.

또한, 4륜 조향장치에서 기대할 수 있는 성능을 간편한 구성으로도 기대할 수 있으므로 자동차의 상품성이 향상되는 이점이 있게 된다.

Claims (5)

1. 후륜(10)의 현가장치의 전방측 마운팅부(14)와 후방측 마운팅부(16)의 거동자세를 각각 좌우방향으로 가변화시키는 전방측 액츄에이터(18)와 후방측 액츄에이터(20)와, 상기 좌/우측의 전방측 액츄에이터(18) 사이와 후방측 액츄에이터(20) 사이의 작동압의 교류를 허용하도록 배설되는 전방측 교통 관로(22)와 후방측 교통 관로(24), 상기 전방측 교통 관로(22)와 후방측 교통 관로(24)상에 설치되어 이들 사이의 작동압의 교류를 조절하는 제어 밸브(26) 및, 이 제어 밸브(26)의 작동을 차속과 조타방향에 따라 제어하는 제어 유니트(28)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 선회특성 변경장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어 유니트(28)는 차속 검출 센서(30)와 선회각 검출 센서(32)를 매개로 하여 차속과 조타방향을 검출받도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 선회특성 변경장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 판 스프링(12)의 전방측 마운팅부(14)와 후방측 마운팅부(16)는 각각부시와 같은 탄성매개체를 매개로 하여 차체에 대해 좌우방향으로 다소의 유동성이 있게 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 선회특성 변경장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전방측 액츄에이터(18)와 후방측 액츄에이터(20)는 각각 전방측 마운팅부(14)와 후방측 마운팅부(16)를 향해 이동가능하게 배치되는 피스톤(P)과, 이 피스톤(P)을 기밀있게 수용하는 실린더(C) 및, 상기 피스톤(P)의 이동시 복원력의 부여를 위해 설치된 리턴스프링(S)을 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 선회특성 변경장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어 밸브(26)는 전방측 교통 관로(22)와 후방측 교통 관로(24) 사이의 교통을 단절시키거나, 하나의 관로만을 교통가능하게 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 선회특성 변경장치.