KR0120209Y1 - 차량용 능동 현가장치 - Google Patents

차량용 능동 현가장치

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KR0120209Y1 KR2019940037860U KR19940037860U KR0120209Y1 KR 0120209 Y1 KR0120209 Y1 KR 0120209Y1 KR 2019940037860 U KR2019940037860 U KR 2019940037860U KR 19940037860 U KR19940037860 U KR 19940037860U KR 0120209 Y1 KR0120209 Y1 KR 0120209Y1
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Abstract

본 고안은 차량용 능동 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노면의 요철이 심한 도로의 차량주행시 노면으로부터 전달되는 진동주파수의 크기에 따라서 서브 어큐물레이터와 유압실린더사이에 설치된 감쇠밸브의 작동영역을 제한하는 ON/OFF밸브의 개폐조절을 차량의 각종 센서에서 입력된 노면상태정보(센서시그널)과 제어장치로부터 출력된 지령신호(제어시그널)에 따라 제어하여 압력제어밸브의 응답성을 향상시키고 유압시스템의 소비유량을 줄일 수 있도록 진동주파수에 비례한 전압을 발생시켜 주파수크기를 전압으로 조절하는 주파수 변환기와 비교점이하에서는 0V 전압, 비교점이상에서는 5V 전압을 출력시키는 전압비교기를 이용하여 ON/OFF밸브의 개폐동작을 제어하도록 된 것이다.

Description

차량용 능동 현가장치
제1도는 종래의 차량용 능동 현가장치로서,
(a)는 능동 현가장치의 구성도,
(b)는 압력제어밸브 단면도,
(c)는 유압작동을 도시한 유압회로도,
(d)는 유압작동에 따른 특성 선도.
제2도는 본 고안에 따른 차량용 능동 현가장치의 유압회로도.
제3도 (a), (b)는 본 고안에 따른 능동 현가장치의 작동특성선도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100:주파수 변환기200:전압비교기
본 고안은 차량용 능동 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노면의 요철이 시만 도로의 차량주행시 노면으로부터 전달되는 진동주파수의 크기에 따라서 서브 어큐물레이터와 유압실린더사이에 설치된 감쇠밸브의 작동영역을 제한하는 ON/OFF밸브의 개폐조절을 진동주파수에 비례한 전압을 발생시켜 주파수크기를 전압으로 조절하는 주파수 변환기(requency Voltage Converter)와 비교점이하에서는 0V 전압, 비교점이상에서는 5V 전압을 출력시키는 전압비교기(Comparator)를 이용하여 ON/OFF밸브의 개폐동작을 제어하도록 된 것이다.
일반적으로 현가장치(Suspension System)는 차량주행시 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 하여 차체나 하물(荷物)의 손상을 방지하도록 된 것이다.
상기 현가장치는 차량의 주행시 가속과 감속 및 선회에 따른 차량의 자세를 제어하고 노면의 요철에 따른 진동을 억제하여 승차감과 조향성 및 안전성을 향상시키기 위해 근자에는 도로의 노면상태를 감지한 각종 센서의 입력정보에 따라 유압에 의해 능동적으로 제어되도록 능동화되는 추세이다.
상기 능동화된 종래의 능동 현가장치는 제1도 (a)와 같이 각 차륜(1)과 차체(2)사이에 각각 설치된 유압실린더(3), 상기 유압실린더에 유압을 공급하고 엔진에 의해 구동되는 유압공급장치(4), 상기 유압공급장치와 연설되어 압력을 유지시키는 압력유지부(5), 상기 각 유압실린더의 작동유압을 소정의 지령치에 의해서 제어하는 압력제어밸브(6), 상기 차체에 설치된 가속도센서(7)의 검출치를 기본으로 자세변화를 제어하는 제어장치(8), 상기 압력제어밸브와 유압공급장치 사이를 직접 접속하는 공급배관(9) 및 리턴배관(10), 상기 공급배관에 접속된 맥동유압흡수용 메인 어큐물레이터(11) 및 서브 어큐물레이터(12), 상기 유압실린더와 서브 어큐물레이터를 연결하여 노면상태에 따른 진동을 감쇠시키는 감쇠밸브(13), 상기 서브 어큐물레이터의 유압을 차단하는 ON/OFF밸브(14)가 구성되었다.
또한, 상기 각 유압실린더의 작동유압을 소정의 지령치에 의해서 제어하는 압력제어밸브(6)는 제1도 (b)와 같이 밸브하우징(15)내에 제어출력 I에 따라 적정자력을 발생시키는 코일(16), 상기 코일에 의해 작동되어 압력을 제어하는 솔레노이드 밸브(17), 상기 솔레노이드 밸브에 연설된 플런저(18), 상기 솔레노이드 밸브의 작동에 따라 승하강되어 유량을 결정하도록 유로를 개폐하는 포펫(19), 상기 유압공급장치의 유압펌프와 연결되어 오일이 유입되는 유입포트(20), 상기 유입포트를 통해 유입된 오일이 유압실린더로 토출되는 제어포트(21), 상기 유압실린더내의 오일이 복귀되는 리턴포트(22), 상기 유입포트를 통해 오일이 유입되는 유입유로(23), 상기 포펫에 의해 개폐되는 밸브시트(24), 상기 유입유로와 제어포트사이에 형성되는 압력실(25), 상기 압력실에 내설되어 양단에 랜드(26a)(26b)를 갖으며 솔레노이드 밸브의 작동에 따라 유로를 개폐하는 스풀(26), 상기 스풀의 개폐동작시 이를 승하강시키도록 스풀의 상하 양측에 내재된 스프링(27), 상기 압력실과 연통되고 유압실린더로부터 오일탱크로 오일이 리턴되는 리턴유로(28)가 구성되었다.
한편, 상기 유압실린더에 유압을 공급하고 엔진에 의해 구동되는 유압공급장치(4)는 제1도 (c)와 같이 공급배관(9)에 연설되는 모터(M)와 연설된 유압펌프(29), 상기 유압펌프와 연설된 어큐물레이터(30), 상기 리턴배관(10)에 연설되는 오일탱크(31), 상기 공급배관과 리턴배관에 각기 설치되어 유체의 역지방향을 차단하고 일방향으로만 개폐되는 체크밸브(32)와 오일의 불순물을 제거하는 필터부재(33)로 구성되었다.
상기 유압공급장치와 연설되어 압력을 유지시키는 압력유지부(5)는 설정압력을 유지시키는 릴리프 밸브(34), 유체의 역지방향을 차단하고 일방향으로만 개폐되는 체크밸브(35) 및 파일럿조작형 체크밸브(36), 상기 체크밸브를 통한 입력포트(37), 상기 릴리프 밸브를 통한 출력포트(38)로 구성되었다.
상기와 같은 종래 능동 현가장치의 작동을 제1도(c)에서 설명하면 상기 유압공급장치(4)에서, 모터(M)구동에 의해 유압펌프(29)에서 토출된 오일이 에어큐물레이터(30)를 통해 압력유지부(5)에 전달되어 압력유지부의 릴리프 밸브(34)에서 적정압력 PL을 유지한다.
이때, 파일럿조작형 체크밸브(36)는 파일럿압력 Pp가 압력제어밸브(6)의 중립압력 Pn보다 클 경우 개방되어 입력포트(37)와 출력포트(38)을 연결하고 중립압력 Pn보다 작을 경우 폐쇄되어 입력포트(37)와 출력포트(38)을 차단하여 압력유지부(5)의 출력압력이 압력제어밸브의 중립압력 Pn을 유지한다.
또한, 상기 유압펌프(29)에서 토출된 유압에 의해 공급배관(9)내의 압력이 상승하여 파일럿조작형 체크밸브(36)가 개방되어 압력제어밸브(6)의 리턴포트(22)를 오일탱크(31)와 연통되게 한다.
이후, 유압펌프(29)에서 토출되는 유압이 높아져서 체크밸브(33)의 상류측 압력이 릴리프 밸브(34)의 설정압력 초월시 초월된 유압은 리턴배관(10)을 통해 오일탱크(31)로 리턴되어 설정압력 PLh가 유지된다.
상기 압력유지부(5)에서 설정유지된 적정압력의 유압이 메인 어큐물레이터(11)를 통해 비례전자밸브인 압력제어밸브(6)에 유입되면 제어장치(8)에서 각종 센서에서 감지된 차량의 차고, 횡가속도, 상하가속도, 전후가속도등의 검출신호를 차량의 자세제어 지령신호인 제어출력 I가 제어장치로부터 입력시 대응하는 제어압력 Pc를 출력하여 제1도 (b)에서와 같이 압력제어밸브(6)의 유입포트(20)를 통해 유입유로(23)로 오일이 유입되고 코일(16)의 적정자력발생에 의해 솔레노이드 밸브(17)의 플런저(18)가 포펫(19)을 하강시켜 포펫의 끝단이 밸브시트(24)를 차단하게 된다.
이때, 상기 스풀(26)은 중립위치로 되어 있어 상기 유입포트(20), 제어포트(21), 리턴포트(22)는 차단되어 있다.
이어 계속 공급되는 오일의 고압발생에 따라 압력실(25)내의 스프링(27)을 압축시키며 스풀(26)을 하강시켜 유입포트(20)와 제어포트(21)를 연통하여 유압실린더(3)로 오일을 공급시켜 ON/OFF밸브(14)와 감쇠밸브(13)를 통해 서브 어큐물레이터(12)로 공급된다.
이때, 압력제어밸브(6)에서 유압실린더(3)로 오일을 공급하되, 상기 제어장치(8)가 가속도센서(7)의 검출출력을 기초로 연산된 지령신호인 제어출력 I가 '0'일 때는 Pmin 출력하고 제어출력 I가 증가하면 소정의 비례계수 K를 갖고 제어압력 Pc가 증가 출력되어 압력제어밸브(6)에서 제어하여 유압실린더(3)내로 유압을 공급하므로 차량의 진동에 따른 대응력을 발생시켜 차량자세를 제어하도록 한다.
그러나, 노면으로부터 전달되는 저주파수성분의 진동은 압력제어 밸브의 작동으로 제어가 가능하나, 고주파수성분의 진동은 유압실린더내의 오일이 리턴되어 압력제어밸브의 유압형성에 따른 동작응답성 저하로 압력제어밸브의 작동불가를 초래하므로 압력제어밸브의 제어영역 한계이상으로 노면에서 전달되는 고주파수성분의 진동은 제어하기가 어려웠다.
이와 같이 주파수성분에 따라 압력제어밸브를 작동시켜 유압실린더의 압력을 제어하기에는 한계가 있으므로 고주파수성분의 진동전달시 서브 어큐물레이터와 유압실린더내사이에 감쇠밸브와 솔레노이드 구동되는 ON/OFF밸브를 설치하여 서브 어큐물레이터로부터 유압실린더내의 오일유입에 따른 감쇠밸브의 감쇠작동에 의해 고주파수성분의 진동을 흡수하도록 하였으나 이때, ON/OFF밸브는 ON상태이기 때문에 저주파수성분의 진동전달시에는 ON/OFF밸브를 OFF시켜 유압실린더와 서브 어큐물레이터의 유로를 차단하여야 한다.
따라서, 주파수성분에 따라 ON/OFF밸브의 개폐동작을 제어하기 위해서는 각종 센서에서 입력된 노면상태정보(센서시그널)과 압력제어 밸브를 제어하는 지령신호(제어시그널)과는 별도의 제어시그널을 필요로 하여 제어의 어려움과 유량소비증가를 초해하였다.
본 고안은 전술한 바와 같은 종래 기술의 결점을 해소한 것으로, 노면의 요철이 심한 도로의 차량주행시 노면으로부터 전달되는 진동의 주파수크기에 따라서 감쇠밸브의 작동영역을 제한하는 ON/OFF밸브의 개폐조절을 차량의 각종 센서에서 입력된 노면상태정보(센서시그널)과 제어장치로부터 출력된 지령신호(제어시그널)에 따라 진동주파수에 비례한 전압을 발생시켜 주파수크기를 전압으로 조절하여 비교점이하에서는 0V전압, 비교점이상에서는 5V 전압을 출력시켜 제어 하도록 된 차량용 능동 현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 고안에 따른 차량용 능동 현가장치는 제3도와 같이 노면으로부터 전달되는 진동의 주파수크기에 따라서 감쇠밸브의 작동영역을 제한하는 ON/OFF밸브의 개폐동작을 조절하기 위해 차량의 각종 센서에서 입력된 노면상태정보(센서시그널)와 제어장치로부터 출력된 지령신호(제어시그널)에 따라 주파수에 비례한 전압을 발생시켜 주파수크기를 전압으로 조절하도록 된 주파수 변환기(100)와, 비교점이하에서는 0V 전압, 비교점이상에서는 5V 전압을 출력시켜 ON/OFF밸브의 개폐동작을 제어하도록 된 전압비교기(200)가 구비된다.
본 고안에 따른 능동 현가장치의 작동은 종래의 능동 현가장치와 같이 차량의 각종 센서에서 입력된 노면상태정보(센서시그널)과 제어장치로부터 출력된 지령신호(제어시그널)에 따라 상기 유압공급장치(4)에서 압력유지부(5)를 통해 유압실린더(3)에 전달되는 유압을 공급하되, 상기 제어장치(8)가 가속도센서(7)의 검출출력을 기초로 연산된 지령신호인 제어출력 I가 '0'일 때는 Pmin출력하고 제어출력 I가 증가하면 소정의 비례계수 K를 갖고 제어압력 Pc가 증가 출력되어 압력제어밸브(6)에서 제어하여 유압실린더(3)로 공급되고 ON/OFF밸브(14)와 감쇠밸브(13)를 통해 서브 어큐물레이터(12)로 공급된다.
이와 같은 상태에서, 노면의 요철이 심한 도로주행시 노면으로 부터 전달되는 진동주파수의 크기에 따라 ON/OFF밸브(14)를 제어하되, 상기 제어장치(8)로부터 출력된 지령신호(제어시그널)와 차량의 각종 센서에서 입력된 노면상태정보(센서시그널)에 따라 주파수 변환기(100)가 제3도 (a)와 같이 노면에서 전달되는 진동주파수에 비례한 전압을 발생시켜 주파수크기를 전압발생으로 조절한다.
또한, 전압비교기(200)는 제3도 (b)와 같이 진동주파수에 비례한 전압을 발생시켜 조절된 주파수크기가 비교점이하에서는 0V 전압, 비교점이상에서는 5V 전압으로 출력시켜 ON/OFF밸브(14)의 개폐동작을 제어한다.
따라서, 노면으로부터 전달되는 진동주파수를 하나의 제어시그널에 의해 제어할 수 있고 각종 센서에서 입력된 노면상태정보(센서시그널)과 압력제어밸브를 제어하는 지령신호(제어시그널)에 따라 감쇠 밸브의 작동영역을 제한하는 ON/OFF밸브의 개폐조절에 의해 유량소비를 감소할 수 있으며 제어응답성이 향상되는 것이다.

Claims (1)

  1. 차량용 능동 현가장치에 있어서, 차륜(1)과 차체(2) 사이에 각각 설치된 유압실린더(3)에 유압을 공급하고 엔진에 의해 구동되는 유압공급장치(4); 상기 유압공급장치(4)와 연설되어 압력을 유지시키는 압력유지부(5); 상기 유압실린더(3)의 작동유압을 소정의 치령치에 의해서 제어하는 압력제어밸브(6); 노면으로부터 전달되는 진동주파수의 크기에 따라 서브 어큐물레이터(12)와 상기 유압실린더(3) 사이에 설치된 감쇠밸브(13)의 작동영역을 제한하는 ON/OFF밸브(14)의 개폐조절을 차량의 각종 센서에서 입력된 노면상태정보(센서시그널)와 제어장치(8)로부터 출력된 지령신호(제어시그널)에 따라 진동주파수에 비례한 전압을 발생하는 주파수변환기(100); 및 상기 주파수변환기(100)로부터 발생된 전압값이 비교점이하이면 0V전압을 발생하고, 상기 주파수변환기(100)로부터 발생된 전압값이 비교점이상이면 5V전압을 발생하여 상기 ON/OFF밸브(14)의 개폐동작을 제어하는 전압비교기(200)를 구비함을 특징으로 한 차량용 능동 현가장치.
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