KR100197871B1

KR100197871B1 - 자동차의 속도 감응형 차고 제어장치와 그 방법

Info

Publication number: KR100197871B1
Application number: KR1019960041673A
Authority: KR
Inventors: 김성하; 송철기
Original assignee: 류정열; 기아자동차주식회사
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1996-09-23
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980022495A

Abstract

본 발명은 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치와 그 방법에 관한 것으로, 속도 감지 센서로 자동차의 속도를 감지하여 그 자동차의 속도에 상응하는 공압을 각 공압 댐퍼에 적절하게 공급하거나 배출시킴으로서, 자동차의 속도에 따라 자동차의 높이를 자동적으로 조절하여 승차감, 조종성 및 주행성을 향상 시킬수 있는 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치와 그 방법.

Description

자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치와 그 방법

본 발명은 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치와 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 자동차의 주행 조건에 따라 그 자동차의 높이를 자동적으로 조절하여 승차감, 조종성 및 주행성을 향상 시킬수 있는 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치와 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 요구되는 성능을 분류하면 동력 성능, 조종 안정성 및 브레이크 성능의 3개가 있다. 이러한 자동차는 안전하고 조종하기 쉬운 것이 중요하며 차선 변경이나 선회 등 능동적으로 핸들을 조작할 경우 조작의 편리성과 응답성(조종성) 및 직진 주행과 정상 선회 등의 능동적인 핸들 조작을 하지 않을 경우 주행하는 코스의 유지성과 외부의 충격에 대한 수습(안정성)이 양립되지 않으면 안된다. 한편, 도로를 주행할 때 발생하는 여러가지 불쾌한 진동을 차단하고 보다 좋은 승차감이 확보되지 않으면 쾌적하다고는 말할 수 없으며, 도로면의 요철에 대해서는 물론 황폐한 포장 도로면에서의 승차감, 콘크리트 도로면이나 다리의 이음매를 지나칠 때의 충격 등으로부터의 완화가 필요하다. 이러한 승차감, 조종성, 주행성 등을 향상하기 위해 근래에는 각종 고성능 센서와 엑츄에이터를 조합한 전자 제어 장치를 자동차의 분야에 응용하고 있으며 일례로 자동차의 주행 조건에 따라 차고를 자동으로 조절하기 위한 차고 조정 장치가 있다.

일반적으로 자동차의 주행 조건은 여러가지 상태로 가능하지만 보통 불규칙한 노면이나 황폐한 포장 도로면에서는 저속으로, 보통의 시내 도로에서는 중속으로, 고속도로에서는 고속으로 주행을 하게 된다. 이때 각 상황에 알맞게 자동차의 승차감, 조종성 및 주행성을 향상시키기 위해 운전자가 차고 조정을 하게 된다.

이러한, 종래의 차고 제어 장치는 도 1A 에 도시된 바와 같이 운전자가 차고를 하이(High)또는 로우(Low)로 입력하면 그 상응하는 신호를 출력하는 제어 스위치(100')와, 상기 제어 스위치(100')로부터 입력되는 신호를 처리하여 차고를 하이 또는 로우로 하기 위해 다음단으로 그 제어 신호를 출력하는 전자 제어 장치(200')와, 상기 전자 제어 장치(200')로부터 출력되는 신호에 따라 작동되는 공압 펌프(310')와, 상기 전자 제어 장치(200')로부터 출력되는 신호에 따라 공압 펌프(310')로부터의 공압을 다음단으로 공급하거나 배출하는 유로 조절 밸브(320')와, 상기 유로 조절 밸브(320')의 공압 공급 여부에 따라 차고를 조절하는 공압 댐퍼(330')로 구성되어 있다. 여기서 상기 공압 댐퍼(330')는 도 1B 에 도시된 바와 같이 고무 벨로우즈(370')를 포함하여 차체 쪽에 설치되어 있다.

이러한 구조를 하는 종래 차고 제어 장치의 작동은, 운전자가 자동차의 주행 상태에 따라 제어 스위치(100')를 하이 또는 로우로 조작하게 되면 전자 제어 장치(200')는 상기 신호를 처리하여 그 상응하는 제어 신호를 공압 펌프(310')와 유로 조절 밸브(320')로 출력하게 된다. 그러면 상기 공압 펌프(310')와 유로 조절 밸브(320')가 작동되며, 운전자가 하이를 선택했을 경우에는 유로 조절 밸브(320')가 열리면서 공압 댐퍼(330')의 고무 벨로우즈(370') 쪽으로 공압을 제공하여 차고를 높이고, 운전자가 로우를 선택했을 경우 상기 공압 댐퍼(330')의 고무 벨로우즈(370') 내의 공압을 감소시켜 차고를 낮추도록 되어 있다.

그러나 이러한 구조의 차고 제어 장치는 각 주행 상태에 따라 수시로 운전자가 제어 스위치를 조작하여 차고를 2개의 상태 즉, 하이 또는 로우의 단순한 상태로만 제어하는 반 수동적인 구조이며 다양한 자동차의 주행 상태를 반영하여 차고 조절을 수행할 수 없음으로 해서 자동차의 승차감, 조종성 및 주행성을 향상시키는데 한계점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 주행 조건에 따라 그 자동차의 높이를 자동적으로 조절하여 승차감, 조종성 및 주행성을 향상 시킬수 있는 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치와 그 방법을 제공하는데 있다.

도 1A 및 도 1B는 종래 차고 제어 장치의 블록도 및 공압 댐퍼의 단면을 나타낸 것이다.

도 2 는 본 발명에 의한 속도 감응형 차고 제어 장치를 나타낸 블록도이다.

도 3 은 본 발명에 의한 속도 감응형 차고 제어 장치를 나타낸 유압 회로도이다.

도 4 는 본 발명에 의한 속도 감응형 차고 제어 장치의 엑츄에이터를 나타낸 단면도이다.

도 5 는 본 발명에 의한 속도 감응형 차고 제어 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

도 6 은 본 발명에 의한 속도 감응형 차고 제어 장치에 있어서, 그 엑츄에이터에 공급되는 속도에 따른 공압력을 도시한 그래프이다.

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 ; 속도 감지 센서 200 ; 전자 제어 장치

310 ; 공압 펌프 320 ; 기본 입출력 조절 밸브

323 ; 스프링 325 ; 전자 제어 밸브

330 ; 유로 조절 밸브 340 ; 압력 조절 밸브

350 ; 공압 댐퍼 351 ; 스토퍼

400 ; 엔진 450 ; 마그네틱 클러치

500 ; 릴리프 밸브

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 구성은, 자동차의 속도를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 속도 감지 센서와, 상기 속도 감지 센서로부터의 입력 신호를 처리하여 자동차의 속도를 감지한 뒤에 상기 속도에 대응하는 차고로 자동차를 제어할 수 있도록 제어 신호를 출력하는 전자 제어 장치와, 상기 제어 신호에 따라 공압을 발생시키기 위해 자동차의 엔진 출력축에 착탈 수단으로 설치된 공압 펌프와, 상기 제어 신호에 따라 상기 공압 펌프의 압력을 다음단으로 공급하거나 배출한 후 일정한 압력 상태로 유지시키는 기본 입출력 조절 밸브와, 상기 제어 신호에 따라 상기 기본 입출력 조절 밸브로부터 공급되는 공압의 제공 방향을 결정하기 위한 유로 조절 밸브와, 상기 제어 신호에 따라 상기 유로 조절 밸브로부터 공급되는 공압력을 조절하는 압력 조절 밸브와, 상기 압력 조절 밸브로부터 공압을 제공받거나 또는 공압을 배출하여 자동차의 차고를 조절하는 공압 댐퍼를 포함하여 이루어진 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제어 방법은, 전원이 인가되면 동작이 시작되어, 모든 램 메모리 변수를 초기화시키는 단계와, 속도 감지 센서를 이용하여 자동차의 속도를 감지하는 단계와, 상기 감지된 속도에 대응하는 차고로 자동차의 높이를 조절하기 위해 엔진의 출력축에 공압 펌프를 연결하여 공압을 발생시키는 단계와, 상기 발생된 공압을 다음단으로 공급한 후 유지시키거나 외부로 배출한 후 유지시키기 위해 기본 입출력 조절 밸브를 작동시키는 단계와, 상기 기본 입출력 조절 밸브로부터의 공압 제공 방향을 조절하기 위해 유로 조절 밸브를 작동시키는 단계와, 상기 유로 조절 밸브로부터의 공압력을 조절하도록 압력 조절 밸브를 작동시키는 단계를 포함하여 이루어 진 것을 그 방법상의 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 자동차의 속도 감응형 차고 제어용 컴퓨터용 메모리는, 전원이 인가되면 동작이 시작되어, 모든 램 메모리 변수를 초기화시키는 명령어 수단과, 속도 감지 센서를 이용하여 자동차의 속도를 감지하는 명령어 수단과, 상기 감지된 속도에 대응하는 차고로 자동차의 높이를 조절하기 위해 엔진의 출력축에 공압 펌프를 연결하여 공압을 발생시키는 명령어 수단과, 상기 발생된 공압을 다음단으로 공급한 후 유지시키거나 외부로 배출한 후 그 압력을 유지시키기 위해 기본 입출력 조절 밸브를 작동시키는 명령어 수단과, 상기 기본 입출력 조절 밸브로부터의 공압 제공 방향을 조절하기 위해 유로 조절 밸브를 작동시키는 명령어 수단과, 상기 유로 조절 밸브로부터의 공압력을 조절하도록 압력 조절 밸브를 작동시키는 명령어 수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 의한 자동차의 차고 제어 장치와 그 방법을 명확하고 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 차고 제어 장치를 도시한 블록도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치 구성은, 전자 픽업 센서 또는 MRE(Magnetic Resistance Element) 회전 센서를 이용해 자동차의 속도를 감지하고 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 속도 감지 센서(100)와, 상기 속도 감지 센서(100)로부터의 신호를 공급받아 자동차의 속도를 확인하고 상기 속도에 대응하는 차고로 자동차를 제어하기 위해 제어 신호를 출력하는 전자 제어 장치(200)와, 상기 제어 신호에 따라 적당한 공압을 발생시키기 위해 자동차 엔진(400) 출력축에 착탈 수단으로서 설치된 공압 펌프(310)와, 상기 제어 신호에 따라 공압 펌프(310)의 압력을 다음단으로 공급시키거나 배출시킨 후 일정한 압력 상태로 유지시키는 기본 입출력 조절 밸브(320)와, 상기 제어 신호에 따라 상기 기본 입출력 조절 밸브(320)로부터 공급되는 공압의 제공 방향을 결정하기 위한 유로 조절 밸브(330)와, 상기 제어 신호에 따라 상기 유로 조절 밸브(330)로부터 공급되는 공압력을 조절하는 압력 조절 밸브(340)와, 상기 압력 조절 밸브(340)로 부터 공압을 제공받거나 또는 공압을 배출하여 자동차의 차고를 조절하는 공압 댐퍼(350)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 전자 제어 장치(200)에는 속도 감지 센서(100)의 아날로그 신호를 디지털로 변환하기 위한 아날로그/디지털 컨버터와, 각 제어 신호 또는 데이터 신호의 통로인 입,출력 인터페이스 그리고 각종 데이터의 연산, 비교 및 제어를 수행하기 위한 중앙처리장치와, 램 및 각종 기준데이터와 소정의 제어 프로그램이 기억된 롬 메모리가 포함된 것을 이용하였다.

또한 도 3 의 유압 회로도에 도시한 바와 같이, 상기 엔진(400)에 공압 펌프(310)를 착탈 하는 수단으로서는 마그네틱 클러치(450)를 사용하였고, 상기 공압 펌프(310)와 기본 입출력 조절 밸브(320) 사이에는 그 공압 펌프(310)의 최대 압력을 제한하기 위해 릴리프 밸브(500)를 설치하였다. 여기서 상기 기본 입출력 밸브는 전자 제어 장치(200)의 제어 신호에 의해 공압 펌프(310)의 압력이 가해지지 않을 때는 스프링(323)에 의해 항상 가운데 상태에 있다가, 공압 펌프(310)의 압력이 공급될 때는 왼쪽 상태가 되고 공압 댐퍼(350)에서 압력이 배출될 때는 오른쪽 상태가 된다. 도면중 각 제어 밸브에 연결된 부호 325는 솔레노이드를 이용한 전자 제어 밸브이며 도면중 부호 FL, FR, RL, RR 은 Front Left, Front Right, Rear Left, Rear Right를 나타낸 것으로 자동차의 네 휠(Wheel)과 차체에 설치된 공압 댐퍼(350)의 위치를 표시한 것이다.

도 4 는 본 발명에 의한 상기 공압 댐퍼(350)를 도시한 것으로, 압력 조절 밸브(340)에서 조절된 공압이 상기 차체와 휠 사이에 설치된 공압 댐퍼(350)에 공급되거가 배출됨으로서 자동차의 차고가 조정되는 것이다. 여기서 상기 공압 댐퍼(350)에는 자동차의 최대 차고 높이를 제한하기 위해 스토퍼(351)가 설치되어 있다.

도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 속도 감응형 차고 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5 에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 속도 감응형 차고 제어 방법의 구성은, 전원이 인가되면 동작이 시작되는 단계(S1)와, 모든 램 메모리 변수를 초기화시키는 단계(S2)와, 속도 감지 센서(100)를 이용하여 자동차의 속도를 감지하는 단계(S3)와, 상기 감지된 속도에 대응하는 차고로 자동차의 높이를 조절하기 위해 엔진(400)의 출력축에 공압 펌프(310)를 연결하여 공압을 발생시키는 단계(S4)와, 상기 발생된 공압을 다음단으로 공급한 후 유지시키거나 외부로 배출한 후 유지시키기 위해 기본 입출력 조절 밸브(320)를 작동시키는 단계(S5)와, 상기 기본 입출력 조절 밸브(320)로부터의 공압 제공 방향을 조절하기 위해 유로 조절 밸브(330)를 작동시키는 단계(S6)와, 상기 유로 조절 밸브(330)로부터의 공압력을 조절하도록 압력 조절 밸브(340)를 작동시키는 단계(S9)로 구성되어 있다.

여기서 상기 압력 조절 밸브(340)에 의해 공압 댐퍼(350)에 제공되는 압력은 도 6 의 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, 자동차의 속도가 증가할수록 그 압력을 감소시키는 것을 알 수 있다. 즉 자동차의 속도가 증가할 수록 자동차의 높이를 지면에 가깝게 낮추고, 속도가 작을 수록 자동차의 높이를 지면에서 멀어지도록 높이는 것이다.

상기한 구성에 의한 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치 및 그 방법의 작용은 다음과 같다.

전원이 인가되면 도 5 의 동작 수순이 전자 제어 장치(200)에 의해 실행됨으로서 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치가 시작된다.

동작이 시작되면 전자 제어 장치(200)는 내부의 램 메모리를 초기화시키고(S2), 속도 감지 센서(100)를 이용하여 자동차의 속도를 감지한다.(S3)

다음에, 전자 제어 장치(200)는 감지된 자동차의 속도에 대응하는 공압으로 차고를 제어하기 위해 롬 메모리에 미리 기억되어 있는 공압을 산출하고 그에 상응하는 제어 신호를 공압 펌프(310), 기본 입출력 조절 밸브(320), 유로 조절 밸브(330), 압력 조절 밸브(340)등으로 출력한다.(S4)

상기한 출력된 제어 신호로 먼저 엔진(400)의 출력축에 마그네틱 클러치(450)를 이용하여 공압 펌프(310)를 연결하여 공압을 발생시키고(S5), 상기 발생된 공압을 다음단으로 공급한 후 유지시키거나 외부로 배출한 후 유지시키기 위해 기본 입출력 조절 밸브(320)를 작동시킨다.(S6) 여기서 상기 공압 펌프(310)에 의해 발생된 공압이 오버플로우(Over Flow)될 경우에는 릴리프 밸브(500)를 이용해 상기 공압을 외부로 배출시키며 이는 그 다음 단의 유압회로를 보호하기 위한 목적도 있다.

다음에는 상기 기본 입출력 조절 밸브(320)로부터의 공압을 자동차의 4곳에 설치된 공압 댐퍼(350)로의 제공 방향을 조절하기 위해 유로 조절 밸브(330)를 작동시키고(S7), 이어서 상기 유로 조절 밸브(330)로부터의 공압력을 조절하도록 압력 조절 밸브(340)를 작동시킴(S8)으로서 상기 압력 조절 밸브(340)에 연결된 공압 댐퍼(350)를 작동시켜(S9) 자동차의 차고를 자동차의 속도에 적당하게 조절하는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은, 전자 제어 장치에 의해 속도 감지 센서로 자동차의 속도를 감지하고 상기 속도에 상응하는 공압을 각 공압 댐퍼에 적절하게 공급하거나 배출시킴으로서, 자동차의 속도에 따라 그 자동차의 높이를 자동적으로 조절하여 승차감, 조종성 및 주행성을 향상 시킬수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

자동차의 속도를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 속도 감지 센서와, 상기 속도 감지 센서로부터의 입력 신호를 처리하여 자동차의 속도를 감지한 뒤에 상기 속도에 대응하는 차고로 자동차를 제어할 수 있도록 제어 신호를 출력하는 전자 제어 장치와, 상기 제어 신호에 따라 공압을 발생시키기 위해 자동차의 엔진 출력축에 착탈 수단으로 설치된 공압 펌프와, 상기 제어 신호에 따라 상기 공압 펌프의 압력을 다음단으로 공급하거나 배출한 후 일정한 압력 상태로 유지시키는 기본 입출력 조절 밸브와, 상기 제어 신호에 따라 상기 기본 입출력 조절 밸브로부터 공급되는 공압의 제공 방향을 결정하기 위한 유로 조절 밸브와, 상기 제어 신호에 따라 상기 유로 조절 밸브로부터 공급되는 공압력을 조절하는 압력 조절 밸브와, 상기 압력 조절 밸브로부터 공압을 제공받거나 또는 공압을 배출하여 자동차의 차고를 조절하는 공압 댐퍼를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치.
제 1항에 있어서, 상기 전자 제어 장치에는 아날로그/디지털 컨버터와 램 및 롬 메모리가 포함된 것을 특징으로 하는 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치.
제 1항에 있어서, 상기 착탈 수단은 마그네틱 클러치인 것을 특징으로 하는 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치.
제 1항에 있어서, 상기 공압 펌프와 기본 입출력 조절 밸브 사이에는 그 공압 펌프의 최대 압력을 제한하기 위해 릴리프 밸브를 더 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치.
제 1항에 있어서, 상기 공압 댐퍼에는 자동차의 최대 차고 높이를 제한하기 위해 스토퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 속도 감응형 차고 제어 장치.
전원이 인가되면 동작이 시작되어, 모든 램 메모리 변수를 초기화시키는 단계와, 속도 감지 센서를 이용하여 자동차의 속도를 감지하는 단계와, 상기 감지된 속도에 대응하는 차고로 자동차의 높이를 조절하기 위해 엔진의 출력축에 공압 펌프를 연결하여 공압을 발생시키는 단계와, 상기 발생된 공압을 다음단으로 공급한 후 유지시키거나 외부로 배출한 후 유지시키기 위해 기본 입출력 조절 밸브를 작동시키는 단계와, 상기 기본 입출력 조절 밸브로부터의 공압 제공 방향을 조절하기 위해 유로 조절 밸브를 작동시키는 단계와, 상기 유로 조절 밸브로부터의 공압력을 조절하도록 압력 조절 밸브를 작동시키는 단계를 포함하여 이루어 진 것을 특징으로 하는 자동차의 차고 제어 방법.
제 6항에 있어서, 상기 압력 조절 밸브는 자동차의 속도가 증가할수록 그 압력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 차고 제어 방법.
전원이 인가되면 동작이 시작되어, 모든 램 메모리 변수를 초기화시키는 명령어 수단과, 속도 감지 센서를 이용하여 자동차의 속도를 감지하는 명령어 수단과, 상기 감지된 속도에 대응하는 차고로 자동차의 높이를 조절하기 위해 엔진의 출력축에 공압 펌프를 연결하여 공압을 발생시키는 명령어 수단과, 상기 발생된 공압을 다음단으로 공급한 후 유지시키거나 외부로 배출한 후 그 압력을 유지시키기 위해 기본 입출력 조절 밸브를 작동시키는 명령어 수단과, 상기 기본 입출력 조절 밸브로부터의 공압 제공 방향을 조절하기 위해 유로 조절 밸브를 작동시키는 명령어 수단과, 상기 유로 조절 밸브로부터의 공압력을 조절하도록 압력 조절 밸브를 작동시키는 명령어 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 차고 제어용 컴퓨터 메모리.