KR20100029386A - 차량의 능동형 롤 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 능동형 롤 제어 장치에 관한 것으로, 구성이 간단하고 구성 부품 수가 작은 액추에이터를 가짐과 동시에 스테빌라이저 바의 선회를 선택적으로 정지시킬 수 있도록 구성된 차량의 능동형 롤 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 차량의 주행시 발생하는 롤 발생량에 따라 그 일단부가 차량의 섀시에 대하여 선회됨으로써 토크를 발생시켜 롤을 방지하는 스테빌라이저 바와, 차량의 휘일을 회전가능하게 지지하는 휘일 지지용 허브와 섀시 사이에 피봇식으로 설치된 제어 링크와, 상기 스테빌라이저 바의 일단부와 상기 제어 링크 사이에 피봇식으로 연결되는 전동식 액추에이터와, 상기 전동식 액추에이터의 내부에 구비되어 상기 스테빌라이저 바의 선회를 정지시키는 잠금 수단을 포함하는 구성으로 되어 있다.

스테빌라이저 바, 제어 링크, 잠금 수단, 전기 모터

Description

차량의 능동형 롤 제어 장치 {ACTIVE ROLL CONTROL APPARATUS OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 능동형 롤 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 주행중 일어나는 롤을 제어하는 능동형 롤 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 차량의 주행시 차체가 한쪽으로 쏠리는 롤(roll) 현상을 방지하기 위하여 능동형 롤 제어 장치가 장착되어 사용되었다.

종래의 능동형 롤 제어 장치는 스테빌라이저 바와 제어 링크와 유압식 액추에이터를 포함한다.

스테빌라이저 바는 차량의 섀시를 가로질러 설치되는데, 대략 직선인 중간 부분이 섀시에 회전 가능하게 장착되고, 중간 부분에 대하여 구부러진 양단부가 제어 링크를 통해 휘일 지지용 허브에 연결되어 있다.

제어 링크는 휘일을 회전가능하게 지지하는 휘일 지지용 허브와 섀시 사이에 피봇식으로 연결되어 있다.

유압식 액추에이터는 스테빌라이저 바의 일단부와 제어 링크 사이에 피봇식으로 연결되어 있다. 유압식 액추에이터는 실린더 내에서 로드가 가동적으로 설치되어 있는데, 유압식 액추에이터의 로드측이 스테빌라이저 바의 일단부에 피봇식으 로 연결되고, 유압식 액추에이터의 실린더측이 제어 링크의 중간에 피봇식으로 연결되어 있다.

이러한 능동형 롤 제어 장치는 롤 발생량에 따라 유압식 액추에이터의 로드를 변위시켜 스테빌라이저 바의 일단부를 차량의 섀시에 대하여 선회시킴으로써 스테빌라이저 바에 토크를 가하므로 롤을 능동적으로 제어할 수 있다.

그런데, 종래에는 액추에이터가 유압식이어서 복잡한 유압 제어 기구를 사용해야 하므로 그 구성이 복잡하고 구성 부품 수가 많아 차량에 장착하는 경우 공간을 많이 차지하므로 차량 적용에 제한을 받을 뿐만 아니라 응답성이 느린 문제점이 있다.

한편, 차량의 능동형 롤 제어 장치에서 고장이 발생하는 경우에 스테빌라이저 바의 일단부를 차량의 섀시에 대하여 선회시키는 것을 정지시킬 필요가 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구성이 간단하고 구성 부품 수가 작은 액추에이터를 가짐과 동시에 스테빌라이저 바의 선회를 선택적으로 정지시킬 수 있도록 구성된 차량의 능동형 롤 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 차량의 주행시 발생하는 롤 발생량에 따라 그 일단부가 차량의 섀시에 대하여 선회됨으로써 토크를 발생시켜 롤을 방지하는 스테빌라이저 바와, 차량의 휘일을 회전가능하게 지지하는 휘일 지지용 허브와 섀시 사이에 피봇식으로 설치된 제어 링크와, 상기 스테빌라이저 바의 일단부와 상기 제어 링크 사이에 피봇식으로 연결되는 전동식 액추에이터와, 상기 전동식 액추에이터의 내부에 구비되어 상기 스테빌라이저 바의 선회를 정지시키는 잠금 수단을 포함하는 구성으로 되어 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 차량의 능동형 롤 제어 장치에 의하면, 복잡한 유압 제어 기구를 필요로 하는 유압식 액추에이터와 달리 전기 모터에 전압을 가함으로써 작동하는 방식임과 동시에 잠금 수단을 포함하는 구성이므로 그 구성이 간단하고 구성 부품 수가 작아 차량에 장착하여도 공간을 많이 차지하지 않아 차량 적용에 제한을 받지 않게 될 뿐만 아니라 응답성이 빠르고 또한 스테빌라이저 바의 선회를 선택적으로 정지시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 능동형 롤 제어 장치의 개략도이고, 도 2는 도 1의 요부 확대도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량의 능동형 롤 제어 장치는 스테빌라이저 바(10)와 제어 링크(20)와 전동식 액추에이터(30)를 포함한다.

스테빌라이저 바(10)는 차량의 섀시(1)를 가로질러 설치되는데, 대략 직선인 중간 부분이 섀시(1)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 섀시(1)는 도시의 편의를 위해 일부만 나타내었다.

섀시(1)에는 장착 브래킷(2)이 설치되어 있으며, 장착 브래킷(2)의 내부에는 도시하지는 않았지만 베어링이 장착되어 있다. 스테빌라이저 바(10)의 중간 부분은 장착 브래킷(2)의 베어링에 삽입되어 섀시(1)에 대하여 회전 가능하게 설치된다.

스테빌라이저 바(10)의 양단부는 중간 부분에 대하여 구부러져 있으며 제어 링크(20)를 통해 휘일 지지용 허브(3)에 연결되어 있다. 휘일 지지용 허브(3)는 차량의 휘일을 회전가능하게 지지한다.

제어 링크(20)는 휘일 지지용 허브(3)와 섀시(1) 사이에 피봇식으로 연결되어 있다. 제어 링크(20)의 도중에는 고정 브래킷(21)이 수직 하방으로 설치되어 있다.

휘일 지지용 허브(3)에는 제어 링크 연결용 브래킷(4)이 회동 가능하게 설치되어 있다. 제어 링크(20)의 일단은 섀시(1)에 회동 가능하게 연결되고, 제어 링크(20)의 타단은 제어 링크 연결용 브래킷(4)에 회동 가능하게 연결되어 있다.

전동식 액추에이터(30)는 스테빌라이저 바(10)의 일단부와 제어 링크(20) 사이에 피봇식으로 연결되어 있는 것으로서, 도 3에 상세하게 도시된 바와 같이, 전기 모터(M)와, 케이스(33)와, 볼 스크루(35)와, 볼 너트(37)와, 로드(39)를 포함한다.

전기 모터(M)는 그 전방에 출력축(31)을 가지고 있고, 그 후방에 외부 아 암(32)이 설치되어 있다. 전기 모터(M)는 후술하는 바와 같이 스테이터와 로터를 포함하며, 로터에는 후술하는 바와 같이 감속기가 결합되며, 전기 모터(M)의 출력축(31)은 감속기의 후단에 결합된다. 전기 모터(M)의 외부 아암(32)의 말단부는 제어 링크(20)의 고정 브래킷(21)에 회동 가능하게 연결되어 있다.

전기 모터(M)의 일단에는 케이스(33)가 설치되는데, 이 케이스(33)는 전기 모터(M)의 출력축(31)이 그 내부에 삽입되도록 전기 모터(M)의 일단에 설치된다.

볼 스크루(35)는 케이스(33) 내로 삽입된 전기 모터(M)의 출력축(31)에 커플링(36)에 의해 연결되어 있다.

볼 너트(37)는 볼 스크루(35)에 나사 결합되어 있다. 볼 스크루(35)의 숫나사부에 볼 너트(37)의 암나사부가 맞물려서 볼 스크루(35)와 볼 너트(37)는 서로 나사 결합된다.

로드(39)는 케이스(33)의 타단 방향으로 볼 너트(37)에 고정되되 케이스(33) 내에서 직선운동 가능하게 설치되어 있다. 로드(39)와 볼 너트(37)는 도시하지는 않았지만 키이 등의 고정 수단에 의해 서로 고정된다. 케이스(33)의 내부에는, 도 4에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 그 길이 방향으로 직선 가이드 홈(33a)이 형성되어 있고, 로드(39)의 외면에는 케이스(33)의 직선 가이드 홈(33a) 내에 삽입되는 직선 가이드 돌기부(39a)가 형성되어 있다. 전기 모터(M)의 출력축(31)이 회전하면, 볼 스크루(35)가 회전하게 되고, 볼 스크루(35)에 나사 결합된 볼 너트(37) 및 이에 고정된 로드(39)는 직선 가이드 돌기부(39a)와 직선 가이드 홈(33a)에 의해 직선운동하게 된다.

케이스(33)의 내부에는 로드(39)의 초기 위치와 최대 이동 위치를 제한하는 리미터 스위치(도시하지 않음)가 설치된다.

로드(39)의 말단부는 스테빌라이저 바(10)의 일단부에 회동 가능하게 연결되어 있다.

전동식 액추에이터(30)의 로드(39)가 직선운동하여 변위됨에 따라 스테빌라이저 바(10)의 일단부가 장착 브래킷(2)에 대하여 선회함으로써 스테빌라이저 바에 토크를 가하게 되어 롤을 능동적으로 제어할 수 있다.

이러한 전동식 액추에이터는 복잡한 유압 제어 기구를 필요로 하는 유압식 액추에이터와 달리 전기 모터에 전압을 가함으로써 작동하는 방식이므로 그 구성이 간단하고 구성 부품 수가 작아 차량에 장착하여도 공간을 많이 차지하지 않아 차량 적용에 제한을 받지 않게 된다.

특히, 전동식 액추에이터는 DC 10-16 Ｖ의 전압만으로 구동이 가능한데, 예를 들어 13.5 Ｖ의 정격전압 입력시 액추에이터의 로드 방향으로 20 kgf 및 60 kgf의 부하가 가해지는 경우, 각각 105 mm/s 및 65 mm/s 이상의 속도로 구동이 가능하므로 응답성이 빠르다.

도 5는 본 발명에 따른 전동식 액추에이터의 전기 모터의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 전기 모터(M)는 스테이터(41)와 로터(43)를 포함하며, 로터(43)에는 감속기(45)가 결합되며, 전기 모터(M)의 출력축(31)은 감속기(45)의 후단에 결합된다. 전기 모터(M)의 후방에는 외부 아암(32)이 설치되어 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 액추에이터의 전기 모터의 블록도 이다. 도시된 바와 같이, 전기 모터(M)는 내부에 3개의 코일(L1, L2, L3)과 3개의 저항(R1, R2, R3)을 포함하는 3상 모터이다. 또한, 전기 모터(M)는 코일(L1, L2, L3)에 각각 병렬로 설치된 3개의 릴레이(RLY1, RLY2, RLY3)를 포함한다.

각각의 릴레이(RLY1, RLY2, RLY3)에는 릴레이(RLY1, RLY2, RLY3)의 단락을 제어하는 릴레이 구동 회로(RC)가 연결된다.

또한, 릴레이 구동 회로(RC)에는 운전자에 의한 조향각과 차량 운동 상태량에 따라 전동식 액추에이터(30)의 고장을 판정하는 고장 판정 수단(50)이 연결된다.

고장 판정 수단(50)이 전동식 액추에이터(30)의 고장을 판정하면, 릴레이 구동 회로(RC)가 릴레이(RLY1, RLY2, RLY3)를 단락시켜, 전기 모터(M)의 회전을 정지시키게 되고, 이에 의해 스테빌라이저 바(10)의 선회가 정지된다.

도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전동식 액추에이터의 전기 모터의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 전기 모터(M)는 스테이터(41)와 로터(43)를 포함하며, 로터(43)에는 감속기(50)가 결합되며, 전기 모터(M)의 출력축(31)은 감속기(50)의 후단에 결합된다.

로터(43)와 감속기(50) 사이에는 브레이크(60)가 설치된다.

도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전동식 액추에이터의 전기 모터의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 브레이크(60)에는 브레이크(60)의 구동을 제어하는 브레이크 구동 회로(BC)가 연결된다.

또한, 브레이크 구동 회로(BC)에는 운전자에 의한 조향각과 차량 운동 상태 량에 따라 전동식 액추에이터(30)의 고장을 판정하는 고장 판정 수단(50)이 연결된다.

고장 판정 수단(50)이 전동식 액추에이터(30)의 고장을 판정하면, 브레이크 구동 회로(BC)가 브레이크(60)를 작동시켜, 전기 모터(M)의 회전을 정지시키게 되고, 이에 의해 스테빌라이저 바(10)의 선회가 정지된다.

한편, 차량의 능동형 롤 제어 장치에서 요구 토크가 액추에이터 최대 발생 토크 이상인 경우에도 본 발명을 적용될 수 있다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 능동형 롤 제어 장치의 개략도이다.

도 2는 도 1의 요부 확대도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 능동형 롤 제어 장치의 전동식 액추에이터의 단면도이다.

도 4는 도 3의 요부 확대 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 전동식 액추에이터의 전기 모터의 구성도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 액추에이터의 전기 모터의 블록도이다.

도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전동식 액추에이터의 전기 모터의 구성도이다.

도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전동식 액추에이터의 전기 모터의 블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 스테빌라이저 바 20 : 제어 링크

30 : 전동식 액추에이터 31 : 출력축

33 : 케이스 35 : 볼 스크루

37 : 볼 너트 39 : 로드

41 : 스테이터 43 : 로터

45 : 감속기 50 : 고장 판정 수단

60 : 브레이크

Claims (5)

1. 차량의 주행시 발생하는 롤 발생량에 따라 그 일단부가 차량의 섀시에 대하여 선회됨으로써 토크를 발생시켜 롤을 방지하는 스테빌라이저 바와,

   차량의 휘일을 회전가능하게 지지하는 휘일 지지용 허브와 섀시 사이에 피봇식으로 설치된 제어 링크와,

   상기 스테빌라이저 바의 일단부와 상기 제어 링크 사이에 피봇식으로 연결되는 전동식 액추에이터와,

   상기 전동식 액추에이터의 내부에 구비되어 상기 스테빌라이저 바의 선회를 정지시키는 잠금 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 롤 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 전동식 액추에이터는 전기 모터를 포함하고,

   상기 전기 모터는 내부에 스테이터와 로터 및 상기 로터에 결합되는 감속기를 포함하고,

   상기 전기 모터는 내부에 코일을 포함하고,

   상기 잠금 수단은 상기 코일에 병렬로 설치된 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 롤 제어 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 릴레이에 연결되는 것으로서 상기 릴레이의 단락을 제어하는 릴레이 구동 회로와,

   상기 릴레이 구동 회로에 연결되는 것으로서 운전자에 의한 조향각과 차량 운동 상태량에 따라 상기 전동식 액추에이터의 고장을 판정하는 고장 판정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 롤 제어 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 전동식 액추에이터는 전기 모터를 포함하고,

   상기 전기 모터는 내부에 스테이터와 로터 및 상기 로터에 결합되는 감속기를 포함하고,

   상기 잠금 수단은 상기 로터와 감속기 사이에 설치되는 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 롤 제어 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 브레이크에 연결되는 것으로서 상기 브레이크의 구동을 제어하는 브레이크 구동 회로와,

   운전자에 의한 조향각과 차량 운동 상태량에 따라 상기 전동식 액추에이터의 고장을 판정하는 고장 판정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 롤 제어 장치.

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