KR100471820B1 - 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템에 관한 것으로, 자석(76)을 구비한 마운팅브라켓(71)에 제 1,2자력감지센서(77,78)을 구비한 회동원판(73)이 설치되고, 이 회동원판(73)에 걸려지는 스트링(74)의 양 단부는 로워브라켓(13)에 직접 및 인장스프링(75)를 매개로 고정되며, 상기 제 1,2자력감지센서(77,78)들은 상기 로워브라켓(13)에 내장된 제어유니트(90)에 전선으로 연결되고, 이 제어유니트(90)에 의해 작동제어되는 솔레노이드 타입의 레벨링밸브(80)가 로워브라켓(13)의 내부에 같이 설치되는 구조로 이루어져 있다. 따라서, 프레임(20)의 승강에 따라 스트링(74)이 회동원판(73)을 회동시킴으로써 프레임 하강때는 제 1자력감지센서(77)에서 전압신호가 발생되고, 프레임 상승때는 제 2자력감지센서(78)에서 전압신호가 발생되며, 이 전압신호들에 따라 제어유니트(90)가 레벨링밸브(80)의 솔레노이드를 작동시켜 공급관(82)을 통해 공기를 공급하거나 배출관(83)을 통해 공기를 배출함으로써 차고가 조절될 수 있게 된다.

상기와 같이 레벨링을 위한 여러 장치들이 에어스프링에 내장되어 패키지화됨으로써 설치공간의 확보가 용이하고, 주변 부품과의 간섭감소로 인해 장착작업이 용이하며, 차종에 따른 구별없이 장치의 공용화가 가능하고, 작동제어기구의 초기위치 조정작업이 필요없게 된다.

Description

에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템{leveling system for air suspension vehicles}

본 발명은 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템에 관한 것으로, 특히 에어스프링과 레벨링밸브 및 차고에 따라 상기 레벨링밸브의 작동을 제어하는 기구가 일체화된 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 에어 서스펜션은 에어 스프링을 사용하여 차체의 하중을 지지하고 노면으로부터의 충격 및 진동의 전달을 흡수하는 것으로서, 하중의 증감에 관계없이 차고를 항상 일정하게 유지하고, 차량 전후좌우의 기울어짐을 방지하며, 하중의 증감에 따라 스프링 정수를 자동으로 변화시켜 항상 최적의 승차감이 얻어질 수 있도록 레벨링시스템을 구비한다.

레벨링시스템은 에어탱크로부터 에어스프링으로 연결된 공압관로 중에 쓰리웨이밸브인 레벨링밸브를 설치하고, 이 레벨링밸브를 차고에 따라 작동시킴으로써 상기 에어스프링으로 압축공기를 공급하거나 또는 배출시킬 수 있도록 되어 있는데, 레벨링밸브를 차고에 따라 작동시키기 위해서는 주로 수 개의 수평레버와 수직레버로 이루어진 레버기구를 레벨링밸브와 액슬에 연결설치하여 액슬의 승하강을 기구적으로 감지하고, 이에 따른 레버기구의 작동에 의하여 상기 레벨링밸브의 작동을 제어하는 기계적 방식을 사용하였다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 에어스프링(10)의 내부에 거리감지센서(40)를 설치하여, 이 거리감지센서(40)에서 측정되는 정보에 의해 프레임(20)과 액슬(30)간의 거리변화를 인지한 제어유니트(50)로 하여금 솔레노이드 형식의 쓰리웨이밸브인 레벨링밸브(60)를 작동제어케 함으로써 에어스프링(10)으로 에어탱크의 압축공기를 공급하거나 에어스프링(10) 내부의 공기를 외부로 배출하여 레벨링작용이 이루어지도록 하는 전자제어방식을 사용하기도 하였다.

그런데, 상기 레벨링 시스템이 설치되는 공간은 상기 에어스프링 뿐만 아니라, 현가를 구성하는 여러 부품 즉, 쇽업소버, 스태빌라이저바, 레디어스로드, 레터럴로드 등이 복잡하게 설치되는 공간으로서 기계적 방식을 적용할 경우 부품간에 간섭을 피하여 레버기구와 레벨링밸브의 설치공간을 확보하기가 용이하지 않고, 전자제어방식의 경우에도 제어유니트(50)와 레벨링밸브(60)의 설치공간을 확보하기가 용이하지 않으므로 설계 자유도가 제한되며, 장착시에도 조립이 용이하지 않은 단점이 있었다.

그리고, 기계적 방식에서 상기 레버기구들을 이루는 레버들이 일정한 길이를 가지고 있기 때문에 차종에 따라 프레임과 액슬의 거리가 변화할때는 장치를 공용할 수 없으며, 최초 설치시 상기 에어스프링이 상기 레벨링밸브가 에어스프링으로 공기를 공급하지도 에어스프링으로부터 공기를 배출하지도 않는 상태에 있도록 상기 레버기구의 최초위치를 조정해 주어야 하는 단점도 있었다.

또한, 상기 전자제어방식에서는 거리감지센서(40)의 가격이 고가이고, 그 내구성이 기계적 방식에 비해서 떨어진다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 에어스프링과 레벨링밸브 및 차고를 감지하고 이에 따라 상기 레벨링밸브의 작동을 제어하기 위한 부품들 즉, 기계적 방식에서 레버기구와 전자제어방식에서 거리감지센서 및 제어유니트의 역할을 담당하는 부분 및 레벨링밸브를 모두 패키지화하여 주변 부품들과의 간섭을 최소화함으로써 현가장치의 설계자유도를 향상시키고, 설치작업이 용이해지며, 차종에 상관없이 공용할 수 있음은 물론, 설치시 최초위치의 조정작업이 필요없도록 된 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임과 액슬 사이에 장착된 에어스프링의 에어백 내부에 차고의 변화를 감지하는 차고감지기구가 설치되고, 상기 에어스프링의 로워브라켓 내부에 에어백으로 에어탱크의 압축공기를 공급하거나 에어백 내부의 공기를 외부로 배출하는 레벨링밸브 및 이 레벨링밸브를 상기 차고감지기구로부터 전달되는 신호에 따라 작동시키는 제어유니트가 내장되는 구조로 이루어진다.

이와 같이 레벨링을 위한 부품들이 모두 에어스프링의 내부에 설치되어 패키지화됨으로써 설치공간의 확보가 용이하고, 주변부품과의 간섭이 적어 설치작업이 용이하며, 에어스프링 제작시 차고감지기구의 초기위치가 모두 조정되어 있으므로 현가 조립라인에서 종래의 레버기구와 같이 초기위치를 조정할 필요가 없게 된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템을 도시한 도면으로서, 본 발명은 차고감지기구(70)와, 레벨링밸브(80) 및 상기 차고감지기구(70)로부터 입력된 차고정보에 따라 레벨링밸브(80)의 작동을 제어하는 제어유니트(90)가 에어스프링(10)의 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

에어스프링(10)은 일반적으로 공기가 주입되는 중앙의 에어백(11)과, 에어스프링(10)을 프레임(20)과 액슬(30) 사이에 장착하기 위해 상기 에어백(11)의 상하에 각각 설치된 어퍼브라켓(12)과 로워브라켓(13)을 포함하여 이루어지는데, 상기 차고감지기구(70)는 에어백(11)의 내부에 설치되고, 상기 레벨링밸브(80)와 제어유니트(90)는 로워브라켓(13)의 내부에 설치된다.

상기 차고감지기구(70)는 에어스프링(10)의 어퍼브라켓(12) 하면에 마운팅브라켓(71)이 장착되고, 이 마운팅브라켓(71)에 핀(72)을 매개로 회동원판(73)이 회동가능하게 고정되며, 이 회동원판(73)의 외주면에는 홈이 형성되어 있어 이 홈에 삽입되는 상태로 회동원판(73)의 상면에 스트링(string ; 74)이 감겨지고, 이 스트링의 한쪽 단부는 상기 에어스프링(10)의 로워브라켓(13)에 직접 고정되며, 다른 한쪽 단부는 인장스프링(75)을 매개로 로워브라켓(13)에 고정되는 구조로 이루어진다.

또한, 상기 마운팅브라켓(71)의 내측면에는 자석(76)이 부착되어 있으며, 마운팅브라켓(71)을 기준으로 하여 상기 회동원판(73)의 좌우측부에는 각각 제 1자력감지센서(77)와 제 2자력감지센서(78)가 설치되고, 이 자력감지센서(77,78)들은 전선으로 상기 로워브라켓(13)의 내부에 설치된 제어유니트(90)에 연결된다.

상기 레벨링밸브(80)는 상기 제어유니트(90)로부터 전달되는 전압신호에 의해 작동되는 솔레노이드 타입의 쓰리웨이밸브로서, 상기 로워브라켓(13)의 내부에 설치되며, 에어탱크에 연결된 유입관(81)과 상기 로워브라켓(13)의 상면을 관통하여 에어백(11) 내부로 연통되는 공급관(82)과 로워브라켓(13)의 측면을 관통하여 외부로 연통되는 배출관(83)을 갖춘다.

상기 레벨링밸브(80)는 전술한 바와 같이 전압신호에 의해 작동되는 쓰리웨이밸브로서, 내부의 유로는 상기 제어유니트(90)로부터 전달되는 두 가지 전압신호에 의해 전환되며, 각각의 전압신호를 전달받는 2개의 솔레노이드(공급측 솔레노이드, 배출측 솔레노이드)에 의해 내부의 유로가 전환되는 쓰리웨이밸브는 관용되는 것이므로 상세구조에 대한 설명은 생략하며, 본 발명에서 레벨링밸브(80)를 작동시키는 두 가지 전압신호는 상기 제 1자력감지센서(77) 및 제 2자력감지센서(78)로부터 발생된 전압신호에 의해 제어유니트(90)가 레벨링밸브(80)의 두 솔레노이드에 각각 인가하는 배터리 전압이다.

한편, 상기 에어스프링(10) 제작시에는 에어스프링(10)이 차량에 초기 장착될 때 레벨링밸브(80)가 닫힌 상태를 유지하여 에어스프링(10)이 기본 스프링압을 유지할 수 있도록 레벨링밸브(80)에 작동전압이 인가되지 않게 하기 위하여 초기 장착후 자력감지센서(77,78)들의 사이 중앙에 자석(76)이 위치되는 상태로 회동원판(73)의 위치가 조정된다.

이제 본 발명에 의한 레벨링 작용에 대해 설명한다.

하중이 증가하여 프레임(20)과 액슬(30)의 거리가 가까워질 경우, 인장스프링(75)에 의하여 스트링(74)은 항상 잡아당겨지고 있기 때문에 스트링(74)과의 마찰력에 의해 상기 회동원판(73)은 시계방향으로 회전한다.

회동원판(73)이 시계방향으로 회전하면 제 1자력감지센서(77)가 마운팅브라켓(71)의 자석(76)과 겹쳐짐으로써 제 1자력감지센서(77)는 자력을 감지하여 전압신호를 발생시키며, 이 전압신호는 제어유니트(90)로 전달된다.

제어유니트(90)는 제 1자력감지센서(77)로부터 전압신호가 입력되는 것에 의해 에어스프링(10)이 압축되었음을 인지하고 배터리의 전원을 상기 레벨링밸브(80)의 공기공급측 솔레노이드에 인가하여 이를 작동시킴으로써 에어탱크에 연결된 유입관(81)과 에어백(11) 내부로 개방된 공급관(82)을 연결하는 유로가 형성되어, 에어백(11) 내부로 압축공기가 공급되어 에어백(11)의 내부 압력이 증가된다.

따라서, 수축되었던 에어스프링(10)이 다시 팽창되어 액슬(30)에 대해 프레임(20)의 거리가 멀어짐으로써 차고 및 자세가 원상회복된다.

한편, 하중이 감소하여 프레임(20)과 액슬(30)의 거리가 멀어질 경우에는 스트링(74)의 한쪽단부가 로워브라켓(13)에 고정되어 있기 때문에 인장스프링(75)을 신장시키면서 스트링(74)이 당겨짐으로써 이 스트링(74)과의 마찰에 의해 상기 회동원판(73)은 반시계방향으로 회전한다.

이와 같이 회동원판(73)이 반시계방향으로 회전하면 제 2자력감지센서(78)가 상기 자석(76)과 겹쳐짐으로써 자력을 감지하여 전압신호를 발생시키고, 이 전압신호는 제어유니트(90)로 전달된다.

상기 제 2자력감지센서(78)로부터 전압신호를 전달받은 제어유니트(90)는 에어스프링(10)이 신장되었음을 인지하고 배터리의 전원을 상기 레벨링밸브(80)의 공기배출측 솔레노이드에 인가하여 이를 작동시킴으로써 상기 공급관(82)과 대기중으로 개방된 배출관(83)을 연결하는 유로가 형성되고, 이로써 에어백(11) 내부의 공기가 대기중으로 배출됨으로써 에어백(11) 내부의 압력은 다시 감소된다.

따라서, 신장되었던 에어스프링(11)이 하중에 의해 다시 압축되어 액슬(30)에 대한 프레임(20)의 거리가 가까워짐으로써 차고 및 자세가 원상회복된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 레벨링 시스템은 레벨링 시스템 본연의 역할을 충실히 수행하면서도 종래 레벨링 시스템의 문제점을 해소하였다.

즉, 본 발명에 따른 레벨링 시스템에서는 레벨링밸브와, 차고의 변화를 감지하는 차고감지지구와, 이 차고감지기구에서 전달되는 신호에 따라 상기 레벨링밸브의 작동을 제어하는 제어유니트가 모두 에어스프링의 내부에 설치되어 패키지화됨으로써 설치공간의 확보(현가장치 설치공간내에서)가 매우 용이하여 에어 서스펜션의 설계 전체적인 측면에 있어서 그 자유도가 크게 향상된다.

또한, 패키지화에 의해 취급이 용이하고, 장착시 종래 레버기구와 같이 주변의 현가부품과의 간섭을 크게 일으키지 않음으로써 장착작업이 용이해지는 장점이 있다.

또한, 종래 차고를 감지하기 위한 거리감지센서에 비하여 본 발명에 적용된 자력감지센서 및 이 자력감지센서가 설치되는 차고감지기구는 그 구성비용이 저렴한 장점이 있으며, 내구성능도 거리감지센서에 비하여 뛰어나다.

또한, 에어스프링 제작시 차고감지기구의 초기위치가 모두 조정되어 있으므로 현가 조립라인에서 종래의 레버기구와 같이 초기 장착위치를 조정해야 하는 불편함이 해소되며, 동일한 용량의 에어스프링을 채용하는 차량에 있어서는 차종에 따른 구별 없이 장치를 공용할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템을 도시한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 에어스프링, 11 : 에어백,

12 : 어퍼브라켓, 13 : 로워브라켓,

20 : 프레임, 30 : 액슬,

70 : 차고감지기구, 71 : 마운팅브라켓,

72 : 핀, 73 : 회동원판,

74 : 스트링, 75 : 인장스프링,

76 : 자석, 77 : 제 1자력감지센서,

78 : 제 2자력감지센서, 80 : 레벨링밸브,

81 : 유입관, 82 : 공급관,

83 : 배출관, 90 : 제어유니트.

Claims (3)

1. 에어스프링(10)의 에어백(11) 내부에 차고감지기구(70)가 설치된 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템에 있어서,

   상기 차고감지기구(70)는 내측면에 자석(76)이 부착되고 에어스프링(10)의 어퍼브라켓(12)에 고정되는 마운팅브라켓(71)과; 이 마운팅브라켓(71)에 핀(72)으로 회동가능하게 고정되고, 고정상태에서 마운팅브라켓(71)을 중심으로 좌우측 부분에 제어유니트(90)에 전선으로 연결된 제 1자력감지센서(77)와 제 2자력감지센서(78)가 부착되며, 외주면에 홈이 형성된 회동원판(73)과; 상기 홈에 삽입되는 상태로 회동원판(73)에 걸쳐지고, 한쪽 단부는 에어스프링(10)의 로워브라켓(13)에 직접 고정되며, 다른 한쪽 단부는 인장스프링(75)을 매개로 상기 로워브라켓(13)에 고정되는 스트링(74)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 로워브라켓(13)의 내부에 에어탱크와 연결된 유입관(81)과, 상기 로워브라켓(13)의 상면을 관통하여 에어백(11) 내부로 연통되는 공급관(82)과, 로워브라켓(13)의 측면을 관통하여 외부로 연통되는 배출관(83) 및 상기 유입관(81)과 공급관(82)을 연결하고 배출관(83)을 닫거나 상기 공급관(82)과 배출관(83)을 연결하고 유입관(81)을 닫는 상태로 유로를 형성하는 공급측 솔레노이드와 배출측 솔레노이드를 갖추어 이루어진 레벨링밸브(80)와;

   상기 제 1자력감지센서(77)로부터 전압신호가 전달되면 프레임(20) 하강신호로 인지하여 상기 레벨링밸브(80)의 공급측 솔레노이드를 작동시키고, 제 2자력감지센서(78)로부터 전압신호가 전달되면 프레임(20) 상승신호로 인지하여 상기 레벨링밸브(80)의 배출측 솔레노이드를 작동시키는 제어유니트(90)가 설치된 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템.
3. 삭제