KR0181627B1 - 현가장치용 가변 공기압스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현가장치용 가변 공기압스프링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 바퀴회전수에 따라 현재 자동차의 상태(정지, 저속, 고속)를 감지하고, 감지된 신호에 따라 현가장치의 공기압을 조절하는 공기유출입기어를 4상 스테핑모터의 사이클주기 동안 회동시켜 공기압을 조절하여 차체의 높이를 자동적으로 조절하도록 한 현가장치용 가변 공기압스프링을 제공하기 위한 것으로 자동차의 바퀴회전수에 따라 펄스파를 출력하는 차속감지수단(10)과, 상기 차속감지수단(10)에서 출력된 펄스파에 의한 차속을 판별하며, 판별된 차속에 따라 4상 스테핑모터의 구동사이클동안 회동시키는 신호를 출력하는 제어부(20)와, 상기 제어부(20)에서 출력된 신호에 따라 4상 스테핑모터의 가동철편 접점을 회동시키는 모터구동부(30)와, 상기 모터구동부(30)에 4상 스테핑모터의 작동에 따라 공기유출입기어(41)를 회동시키는 액추에이터(40)의 작동으로 차체 높이가 조절되는 장치인 것이다.

Description

현가장치용 가변 공기압스프링

본 발명은 현가장치용 가변 공기압스프링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 바퀴회전수에 따라 현재 자동차의 상태(정지, 저속, 고속)를 감지하고, 감지된 신호에 따라 현가장치의 공기압을 조절하는 공기유출입기어를 4상 스테핑모터의 사이클주기 동안 회동시켜 공기압을 조절하여 차체의 높이를 자동적으로 조절하도록 한 현가장치용 가변 공기압스프링에 관한 것이다.

일반적으로 현가장치는 차축과 프레임 또는 차체와 연결하고, 자동차를 운행하는 과정에서 노면으로부터의 진동이나 충격을 흡수하여 승차감과 자동차의 안전성을 향상시키는 기구이다. 이러한, 현가장치는 차체의 중량을 지지하고 동시에 노면에 의하는 바퀴의 상하 진동을 완충하여 가능한 진동이 차체에 전달되지 않게하므로 차체, 사람, 하물 등을 보호하여야 하며, 또 바퀴의 불규칙한 진동을 억제하여 주행이 안정되게 하여야 한다. 한편, 바퀴와 노면 사이에 발생되는 구동력, 제동력 및 옆 방향에서의 힘 등에 대해 차체가 확실하게 지지되도록 바퀴와 차체와의 연결이 전후 좌우 방향으로 균일한 강성을 가져야 한다.

첨부도면, 도 1은 일반적으로 자동차의 차체 높이를 조절하는 현가장치의 레벨링 벨브의 구조를 보인 상태도이다. 도 1을 살펴보면, 공기스프링을 프레임(100)의 가로 멤버와 암차축 사이에 설치하고, 레벨링벨브(110)의 레버(130)의 회동에 따라 즉, 하중의 증가에 따라 공기탱크내의 압축공기가 서어지탱크를 거쳐 공기스프링에 들어가 차의 높이를 규정의 높이로 수정하게 되어 있다. 반대로 하중이 감소되어 차의 높이가 커지면 레벨링밸브(110)의 배출밸브가 열려 공기 스프링(120)내의 일부를 서어지탱크를 거쳐 대기중으로 방출시켜 규정높이를 유지하게 된다.

이와 같은 레벨링밸브(110)는 승차원의 하중에 따라 레벨링밸브(110) 레버(130)의 회동에 따라 승객 하중의 증감에 관계없이 차체의 높이를 언제나 일정하게 유지하며 또, 전후 좌우의 기울기를 방지하게 된다. 따라서, 하중의 변화에 따라 스프링 정수를 자동적으로 조절되어 일정한 높이를 유지하게 된다.

그러나, 이와 같은 현가장치의 레벨링밸브에 의해 일정한 높이로 고정된 상태로 자동차를 운행하게 되는 경우에는 차체의 높이가 일정하게 유지되므로 비포장도로나 굴곡이 심한 도로를 운행하게 되는 과정에서 차체의 하부면과 노면에 닿게되어 손상을 입게 되고, 돌출굴곡이 심한 도로를 자동차로 운행하게 되는 경우 자동차의 승차감을 감소시키게 되는 문제점을 갖게 된다. 또한, 자동차를 고속으로 운행하는 경우엔 공기의 마찰이 가중되는 문제점으로 인하여 자동차의 운행을 방해하는 작용이 증가하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 그 목적은 자동차의 바퀴회전수에 따라 현재 자동차의 상태(정지, 저속, 고속)를 감지하고, 감지된 신호에 따라 현가장치의 공기압을 조절하는 공기유출입기어를 4상 스테핑모터의 사이클주기 동안 회동시켜 공기압을 조절하여 차체의 높이를 자동적으로 조절하도록 한 현가장치용 가변 공기압스프링을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 자동차의 바퀴회전수에 따라 펄스파를 출력하는 차속감지수단과, 상기 차속감지수단에서 출력된 펄스파에 의한 차속을 판별하며, 판별된 차속에 따라 4상 스테핑모터의 구동사이클동안 회동시키는 신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력된 신호에 따라 4상 스테핑모터의 가동철편 접점을 회동시키는 모터구동부와, 상기 모터구동부에 4상 스테핑모터의 작동에 따라 공기유출입기어를 회동시키는 액추에이터의 작동으로 차체 높이가 조절되는 현가장치용 가변 공기압스프링에 의해서 달성될 수 있다.

도 1은 일반적으로 자동차의 차체 높이를 조절하는 현가장치의 레벨링 벨브의 구조를 보인 상태도

도 2는 본 발명에 따른 현가장치의 가변 공기압스프링을 작동하기 위한 구성을 도시한 블럭도

도 3은 본 발명에 따른 공기압스프링의 작동상태를 보인 작동상태도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 차속감지수단20 : 제어부

30 : 모터구동부40 : 액추에이터

41 : 공기유출입기어42 : 배기포트

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 현가장치용 가변 공기압스프링의 구성을 보인 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 공기압스프링의 작동상태를 보인 작동상태도이다. 도 2 및 도 3을 살펴보면, 자동차의 바퀴회전수에 따른 차속을 감지하는 차속감지수단(10)로, 자동차의 시동을 건 상태에서 자동차의 바퀴가 1회전시 마다 펄스파를 발생하도록 수광부와 발광부를 갖는 적외선감지센서를 구비하고, 구비된 적외선센서에 의해 바퀴회전수에 따른 펄스파로 인하여 차속을 감지하게 된다. 즉, 차속감지수단(10)의 적외선센서는 자동차의 바퀴의 적정위치에 통공을 형성하고, 형성된 통공과 수직되는 선상에 발광부와 수광부를 갖는 적외선센서를 설치하여 자동차의 바퀴가 1회전시 마다 펄스파를 출력하며, 출력된 신호는 제어부(20)에 입력된다.

상기 제어부(20)는 입력된 펄스파를 단위시간에 의해 카운터된 펄스파에 따라 자동차의 현재상태(정지, 저속, 고속)를 판별하게 된다. 상기 제어부(20)는 바퀴회전수에 따라 정지한 상태와 저속운행상태와 고속운행상태를 판별하고, 각 판별된 신호에 의해 4상 스테핑모터의 구동사이클을 회동시키는 신호를 출력하게 되고, 출력된 신호는 모터구동부(30)에 입력된다.

상기 모터구동부(30)는 제어부(20)에서 출력된 신호에 따라 가동철편을 회동사이클 동안 레벨링밸브의 공기유출입기어(41)를 회동시키는 액추에이터(40)를 작동시키므로 자동차의 차속에 의해 배기포트(42)로 배기되는 공기량을 제어하게 된다.

따라서, 제어부(20)는 자동차의 속도(차속:V)가 0일 때는 승객이 승하차하기 위해 정지한 상태이므로 차체 높이를 낮추게 되고, 자동차의 속도(V)가 0〈 V〈 70km/h일 때는 저속으로 운행되는 상태이므로 노면에 닿지 않도록 차체의 높이를 높이게 되며, 상기 자동차의 속도(V)가 V≥70km/h일 때는 고속으로 운행되는 상태이므로 안전주행을 위해 차체 높이를 낮추게 된다. 따라서, 자동차를 운행하는 과정에서 차속에 의해 자동적으로 차체의 높이를 조절하게 된다.

한편, 제어부(20)와 차속감지수단(10)의 적외선센서 구동전원은 자동차의 시동이 걸린 상태에서 공급되어 작동되며, 시동이 걸리지 않는 상태에서는 배터리전원의 방전을 방지하기 위해 자동차의 시동이 걸린상태에서 바퀴의 회전수에 따라 차체의 높이를 조절하게 되는 것이다.

이와 같은, 구성을 갖는 본 발명의 작동상태를 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 자동차를 운행하기 위해 시동을 걸게 되면, 자동차의 배터리전원에 의해 작동된다. 이때, 자동차의 바퀴회전수를 감지하는 차속감지수단(10)으로, 자동차의 바퀴의 적정위치에 통공을 형성하고, 형성된 통공과 수직되는 선상에 발광부와 수광부를 갖는 적외선센서를 설치하여 자동차의 바퀴가 1회전시 마다 펄스파를 출력하며, 상기 적외선센서에서 감지되는 펄스파에 의해 차속을 감지하여 감지된 차속은 제어부(20)에 입력된다.

상기 제어부(20)는 단위시간에 비례하여 입력된 펄스파로 자동차의 차속을 산출하고, 산출된 차속에 의해 현재 자동차의 현재상태를 판별하게 된다. 상기 판별된 신호에 의해 차속이 정지한 상태(V=0)인 경우에는 레벨링벨브의 공기량을 로우(LOW)상태를 유지하기 위해 4상 스테핑모터의 구동사이클을 회동시키는 신호를 출력하게 되고, 출력된 신호는 모터구동부(30)에 입력된다. 상기 모터구동부(30)는 제어부(20)에서 출력된 신호에 따라 가동철편 회동사이클동안 레벨링밸브의 공기유출입기어(41)를 회동시켜 공기량을 제어하는 액추에이터(40)를 작동시킴으로 공기량을 감소시킨다. 따라서, 자동차의 차속이 0인 상태는 자동차를 운행하지 않은 상태이거나, 승객이 승하차하기 위한 일시정차한 상태이므로 공기량을 감소시켜 자동차의 차체를 낮추게 된다.

또한, 차속감지수단(10)에서 감지되는 펄스파를 제어부(20)로 입력하게 되고, 입력된 펄스파로 자동차의 차속을 산출하게 되고, 산출된 차속(0〈 V〈 70km/h)이 저속인 경우에는 레벨링벨브의 공기량을 하이(HIGH)상태로 유지하기 위해 4상 스테핑모터의 구동사이클을 회동시키는 신호를 출력하게 되며, 출력된 신호는 모터구동부(30)에 입력된다. 상기 모터구동부(30)는 제어부(20)에서 출력된 신호에 따라 가동철편의 회동사이클동안 레벨링밸브의 공기유출입기어(41)를 액추에이터(40)로 차단시키게 되고, 공기압스프링으로 공기량을 증가시키게 된다.

따라서, 자동차의 차속이 0〈 V〈 70km/h인 상태는 자동차를 저속으로 운행함으로 도로의 굴곡면에 의해 노면과 닿지 않도록 차체의 높이를 높이게 된다.

그리고, 차속감지수단(10)에서 감지되는 펄스파를 제어부(20)로 입력하게 되고, 입력된 펄스차로 자동차의 차속을 산출하게 되고, 산출된 차속(V≥70km/h)이 고속인 경우에는 레벨링벨브의 공기량을 하이(HIGH)상태로 유지하기 위해 4상 스테핑모터의 구동사이클을 회동시키는 신호를 출력하게 되고, 출력된 신호는 모터구동부(30)에 입력된다. 상기 모터구동부(30)는 제어부(20)에서 출력된 신호에 따라 가동철편 회동사이클동안 레벨링밸브의 공기유출기어(41)를 회동시키는 액추에이터(40)로 공기량을 낮추게 된다. 따라서, 자동차의 차속이 V≥70km/h인 상태는 자동차를 고속으로 운행함으로 고속도로등과 같이 자동차가 고속으로 운행하게 되므로 차체의 높이를 낮추게 된다.

따라서, 자동차를 운행하는 과정에서 정지상태와 저속으로 운행되는 상태와 고속으로 운행하는 상태를 각각 감지하여 감지된 신호에 의해 레벨링밸브의 공기유출입기어(41)를 회동시키는 액추에이터(40)로 공기량을 자동적으로 조절하여 운전자에게 승차감을 증가시키게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 현가장치용 가변 공기압스프링으로, 자동차의 바퀴회전수에 따라 감지되는 펄스파로 현재 자동차의 차속을 감지하게 되고, 감지된 신호로 차체의 높이를 자동적으로 조절하게 되므로 차체가 낮아 돌출 굴곡이 심한 도로를 운행시에 차체의 하부구조가 노면에 닿게 되어 손상을 입게 되는 것을 방지하게 되며, 정지상태와 고속운행상태를 감지하여 차체를 낮추게 되므로 자동차의 승차감을 증가시키게 되는 장점을 갖는 장치인 것이다.

Claims (3)

1. 자동차의 바퀴회전수에 따라 펄스파를 출력하는 차속감지수단(10)과,

   상기 차속감지수단(10)에서 출력된 펄스파에 의한 차속을 판별하며, 판별된 차속에 따라 4상 스테핑모터의 구동사이클동안 회동시키는 신호를 출력하는 제어부(20)와,

   상기 제어부(20)에서 출력된 신호에 따라 4상 스테핑모터의 가동철편 접점을 회동시키는 모터구동부(30)와,

   상기 모터구동부(30)에 4상 스테핑모터의 작동에 따라 공기유출입기어(41)를 회동시키는 액추에이터(40)의 작동으로 차체 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 현가장치용 가변 공기압스프링.
2. 제 1항에 있어서, 상기 차속감지수단(10)은

   자동차의 바퀴에 통공을 형성하고, 형성된 통공과 수직되는 선상에 발광부와 수광부를 갖는 적외선센서를 설치하여 자동차의 바퀴가 1회전시 마다 펄스파가 출력되는 것을 특징으로 하는 현가장치용 가변 공기압스프링.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 제어부(20)는

   정지상태, 저속운행상태, 고속운행상태를 단위시간에 의해 카운터된 펄스파로 판별하여 판별된 신호에 따라 4상 스테핑모터의 구동사이클 동안 공기량을 제어하는 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 현가장치용 가변 공기압스프링.