KR102158082B1 - 차량용 액티브 서스펜션 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치는 차량의 휠에 연결된 코일스프링의 변위를 보상하는 액추에이터; 상기 액추에이터 중 차량의 좌측 또는 우측 전륜 휠의 액추에이터에 유체를 공급하는 제 1펌프; 상기 액추에이터 중 차량의 좌측 또는 우측 후륜 휠의 액추에이터에 유체를 공급하는 제 2펌프;를 포함하고, 상기 제 1펌프 또는 상기 제 2펌프는 모터의 구동에 기초하여 상기 제 1펌프 또는 상기 제 2펌프의 실린더 내부에 수용된 유체를 상기 액추에이터 중 적어도 어느 하나에 공급한다.

Description

차량용 액티브 서스펜션 장치{ACTIVE SUSPENSION APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 액티브 서스펜션 장치에 관한 것으로써, 구체적으로는 모터에 의해 구동되는 펌프를 이용하여 차량의 휠에 배치된 액추에이터에 유체를 공급하는 차량용 액티브 서스펜션 장치에 관한 것이다.
차량에 있어서의 액티브 서스펜션 시스템(Active Suspension System)은 센서를 통하여 노면으로부터 들어오는 각종 입력들을 감지하고, 전자제어어유닛(Electric Control Unit, ECU)이 상기 감지된 입력을 기초로 차량의 롤(Roll) 거동 등을 효과적으로 제어하는 시스템을 말한다.
구체적으로, 차량의 휠에 연결된 코일스프링의 변위를 보상하는 액추에이터를 구비하고 상기 액추에이터에 공급되는 유체량을 적절히 제어하여 차량의 롤(Roll) 및 피치(Pitch) 변화를 감지하여 차고를 일정하게 유지함으로써 승차감 및 차량의 노면 접지력을 향상할 수 있는 기능을 수행한다.
나아가 차고의 레벨 제어(Level Control)을 통하여 노면의 상태에 따라 운전자가 차고의 높이를 설정할 수 있게 하거나, 나아가 고속에서 차고를 낮추어 공기저항을 줄임으로써 운전의 안정성 및 연비를 향상시킬 수 있는 기능을 수행할 수 있다.
이러한 액티브 서스펜션 시스템과 관련하여, 미국등록특허 제6,000,702호에는 Spring 및 이와 직렬로 연결된 Lift-Adjustable Regulating Unit을 포함하고, Lift-Adjustable Regulating Unit으로 공급되는 유체의 유량은 비례제어밸브를 통해서 조절되는 기술적 내용이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 기술적 내용은 고가의 비례제어밸브 및 유압펌프를 사용해야 한다는 문제점이 있으며, 나아가 상기 유압펌프는 엔진에 연결되어 상시 구동되는 구조이므로 이로 인하여 엔진이 작동상태일 경우에는 펌프가 항상 구동하여 고압의 Source를 발생시켜야 하기 때문에 시스템에서 요구하지 않는 과도한 용량을 필요로 하게 되고 엔진 출력을 저하시킴으로써 연비에도 안 좋은 영향을 미치게 되는 문제점이 있다.
미국등록특허공보 제6,000,702호
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치 및 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치의 펌프는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
고가의 비례제어밸브를 채용하지 않음으로써 원가 절감 및 구조의 단순화를 도모할 수 있는 액티브 서스펜션 장치를 제공하고자 한다.
또한, 모터 및 실린더 기반의 펌프를 이용함으로써 에너지 소모를 최소화할 수 있는 액티브 서스펜션 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치는 차량의 휠에 연결된 코일스프링의 변위를 보상하는 액추에이터; 상기 액추에이터 중 차량의 좌측 또는 우측 전륜 휠의 액추에이터에 유체를 공급하는 제 1펌프; 상기 액추에이터 중 차량의 좌측 또는 우측 후륜 휠의 액추에이터에 유체를 공급하는 제 2펌프;를 포함하고, 상기 제 1펌프 또는 상기 제 2펌프는 모터의 구동에 기초하여 상기 제 1펌프 또는 상기 제 2펌프의 실린더 내부에 수용된 유체를 상기 액추에이터 중 적어도 어느 하나에 공급한다.
상기 제 1펌프 및 상기 제 2펌프는 각각 독립적으로 구동되는 것이 바람직하다.
상기 제 1펌프와 상기 차량의 좌측 및 우측 전륜 휠의 액추에이터를 연결하는 제 1유로 및 제 3유로; 상기 제 2펌프와 상기 차량의 좌측 및 우측 후륜 휠의 액추에이터를 연결하는 제 2유로 및 제 4유로;를 더 포함하고, 상기 제 1유로, 제 2유로, 제 3유로 및 제 4유로 중 적어도 하나에는 유로의 개폐를 수행하는 밸브가 배치되는 것이 바람직하다.
상기 차량의 좌측 전륜 휠의 액추에이터와 상기 차량의 우측 후륜 휠의 액추에이터간의 유체의 이동을 위한 제 1교차유로; 및 상기 차량의 우흑 전륜 휠의 액추에이터와 상기 차량의 좌측 후륜 휠의 액추에이터간의 유체의 이동을 위한 제 2교차유로;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1교차유로 및 상기 제 2교차유로 중 적어도 하나에는 유체의 이동을 조절하는 보조밸브가 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제 1펌프 또는 제 2펌프는 상기 실린더의 일측 및 타측에 각각 배치되고, 상기 모터의 구동에 기초하여 회전하는 제 1볼스크류 및 제 2볼스크류; 및 상기 제 1볼스크류 및 상기 제 2볼스크류의 회전에 기초하여 상기 실린더 내부에서 직선 왕복하는 제 1피스톤 및 제 2피스톤;을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1볼스크류 및 제 2볼스크류는 동일 축상에서 회전하고, 상기 모터의 구동에 의해 상기 제 1볼스크류 및 제 2볼스크류가 일방향 또는 타방향으로 회전하면, 상기 제 1피스톤 및 상기 제 2피스톤이 상기 실린더의 일측 또는 타측 방향으로 이동하여 상기 실린더의 일측 또는 타측에 수용된 유체를 상기 좌측 휠의 액추에이터 또는 상기 우측 휠의 액추에이터에 공급하는 것이 바람직하다.
상기 제 1펌프 또는 제 2펌프는, 상기 제 1피스톤 및 상기 제 2피스톤 중 적어도 하나를 지지하는 복원 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치는 모터 및 실린더 기반의 펌프를 이용하여 액티브 서스펜션 장치를 구현하고, 시스템에서 요구시에만 모터를 구동시켜 펌프를 작동시킴으로써 적시에 필요한 압력만 발생시키는 것이 가능하여 엔진출력 향상 및 연비향상의 효과를 기대할 수 있다.
나아가, 유체의 이동을 제어하는 밸브로써 비례제어밸브가 아닌 온/오프 밸브를 채용함으로써 원가경쟁력 확보는 물론 시스템의 전반적인 단순화를 도모할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치의 회로도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서의 펌프의 사시도 및 평면도이다.
도 5는 도 4에서의 A-A의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서 상황에 따른 유체의 흐름을 설명하기 위한 회로도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서 상황에 따른 유체의 흐름을 설명하기 위한 회로도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에 대하여 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치의 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치는 크게 제 1펌프(100), 제 2펌프(200), 액추에이터(310, 320, 330, 340), 유로(410, 420, 430, 440), 유체 저장소(500) 및 밸브(610, 620, 630, 640) 등을 포함할 수 있다.
제 1펌프(100) 및 제 2펌프(200)는 차량용 액티브 서스펜션 장치에 이용되는 유체를 이용하여 유압을 발생시키는 구성으로써, 장치내에서의 유체의 이동을 조정하는 역할을 수행하며, 모터(110)를 이용하여 구동하게 된다. 종래의 경우 차량용 액티브 서스펜션 장치에서의 펌프는 유압펌프로써 엔진에 연결되어 상시 구동됨으로 인하여 불필요한 압력을 발생시키는 문제점이 있었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치와 같이 펌프(100)가 모터(110)에 의해 구동하는 구조를 채용하게 되면, 전자제어유닛(Electric Control Unit)이 필요에 따라 모터(110)에 신호를 전달함으로써 펌프(100)를 선택적으로 구동시키는 것이 가능하기 때문에 엔진 출력 저하 및 연비 향상의 효과를 기대할 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1펌프(100) 및 제 2펌프(200)의 두 개의 펌프가 사용된다. 제 1펌프(100)는 차량의 좌측 전륜의 액추에이터(310) 또는 차량의 우측 전륜의 액추에이터(330)에 유체를 공급하고, 제 2펌프(200)는 차량의 좌측 후륜의 액추에이터(320) 또는 차량의 우측 후륜의 액추에이터(340)에 유체를 공급한다. 즉, 차량의 전륜 측 액추에이터(310, 330) 및 차량의 후륜 측 액추에이터(320, 340)에 유압을 공급하는 펌프가 별개로 구성된다. 일반적으로 복수 개의 액추에이터를 하나의 펌프로 제어하기 위해서는 펌프의 용량을 증대시켜야 하는데, 모터 출력의 한계로 인하여 펌프 용량의 증대에는 한계가 존재하기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치와 같이 액추에이터(310, 320, 330, 340)에 유압을 공급하는 펌프를 복수개로 구비함으로써 시스템의 효율을 증대시키는 것이 바람직하다. 또한, 제 1펌프(100) 및 제 2펌프(200)는 양 방향으로 유체를 공급할 수 있는 실린더 타입의 리니어 펌프로써, 전자제어장치에 의해 각각 독립적으로 구동되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서의 제 1펌프(100) 및 제 2펌프(200)에 대한 세부 구성들의 설명은 후술하도록 하겠다.
액추에이터(310, 320, 330, 340)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 휠에 연결된 코일스프링(311, 321, 331, 341)과 직렬로 연결되어 있으며, 펌프(100, 200)로부터 유체를 공급받아 코일스프링(311, 321, 331, 341)의 변위를 보상하는 역할을 수행한다. 액추에이터는 차량의 좌측 전륜 휠, 좌측 후륜 휠, 우측 전륜 휠 및 우측 후륜 휠 측에 각각 배치되고, 상술한 바와 같이 모터(110)의 구동에 기초하여 제 1펌프(100)는 차량의 좌측 전륜 휠의 액추에이터(310) 또는 우측 전륜 휠의 액추에이터(330)에 유체를 공급하고, 제 2펌프(200)는 차량의 좌측 후륜 휠의 액추에이터(320) 또는 차량의 우측 후륜 휠의 액추에이터(340)에 유체를 공급한다. 또한, 액추에이터(310, 320, 330, 340)는 차량 주행시의 충격을 흡수하기 위한 댐퍼(312, 322, 332, 342)와 연결되는 것이 바람직하다.
한편, 제 1펌프(100) 및 제 2펌프(200)와 액추에이터 사이에는 유체가 이동할 수 있는 유로가 형성된다. 도 1에 도시된 바와 같이 제 1펌프(100)와 차량의 좌측 전륜 휠의 액추에이터(310)를 연결하는 제 1유로(410), 제 1펌프(100)와 차량의 우측 전륜 휠의 액추에이터(330) 연결하는 제 3유로(430), 제 2펌프(200)와 차량의 좌측 후륜 휠의 액추에이터(320)를 연결하는 제 2유로(420) 및 제 2펌프(200)와 차량의 우측 후륜 휠의 액추에이터(340)를 연결하는 제 4유로(440)이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에 형성된다.
또한, 상기 제 1유로(410), 제 2유로(420), 제 3유로(430) 및 제 4유로(440) 중 적어도 하나에는 유로의 개폐를 수행하는 밸브가 배치될 수 있다. 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브는 제 1유로(410) 상에 배치되는 제 1밸브(610), 제 2유로(420) 상에 배치되는 제 2밸브(620), 제 3유로(430) 상에 배치되는 제 3밸브(630) 및 제 4유로(440) 상에 배치되는 제 4밸브(640)로 구분될 수 있다. 전자제어장치는 상황에 따라 제 1펌프(100) 및 제 2펌프(200)의 제어뿐만 아니라 밸브(610, 620, 630, 640)의 개폐 또한 제어함으로써 액추에이터(210, 220, 230, 240)에 유체를 적절히 공급하도록 할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서는 비례제어밸브가 아닌 온/오프(On/Off) 밸브를 채용하고, 이러한 온/오프(On/Off) 밸브의 동작을 전자제어유닛을 통해 제어함으로써, 유체의 이동을 선택적으로 제어할 수 있다. 이를 통해서 시스템 구조의 단순화 및 원가 절감의 효과를 기대할 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티스 서스펜션 장치는 유체 저장소(500, Reservoir)를 더 포함할 수 있다. 유체 저장소는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치 내의 유체의 유량이 과잉될 경우, 이를 수용 및 저장하는 기능을 수행하고, 또한 액추에이터(310, 320, 330, 340)에 더 많은 유량의 공급을 필요로 할 경우 유체를 각 액추에이터(310, 320, 330, 340), 제 1펌프(100) 또는 제 2펌프(200)로 공급하는 기능을 수행한다. 이러한 유체 저장소(500)와 제 1펌프(100) 사이에는 유체의 이동을 위한 별도의 유로가 형성될 수 있으며, 유체 저장소(500)와 제 2펌프(200) 사이 또한 별도의 유로가 형성될 수 있다. 나아가 이러한 유로를 개폐하는 추가 밸브(510, 520, 530, 540)를 더 구비하는 것도 가능하다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치를 도 2를 참조하여 설명하도록 하겠다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치의 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치 대비 제 1교차유로(710) 및 제 2교차유로(720)를 더 포함한다. 구체적으로 제 1교차유로(710)는 차량의 좌측 전륜 휠의 액추에이터(310)와 차량의 우측 후륜 휠의 액추에이터(340) 사이에 유체가 이동할 수 있도록 형성된 유로이고, 제 2교차유로(720)는 차량의 우측 전륜 휠의 액추에이터(330)와 차량의 좌측 후륜 휠의 액추에이터(320) 사이에 유체가 이동할 수 있도록 형성된 유로이다. 이러한 제 1교차유로(710) 및 제 2교차유로(720)에 의해서 차량용 액티브 서스펜션 장치 내의 불필요한 유압원을 필요한 부분에 전달하는 것이 가능해지며, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 하겠다. 또한, 이러한 제 1교차유로(710) 및 제 2교차유로(720) 중 적어도 하나에는 유체의 이동을 조절하는 보조밸브가 배치될 수 있으며, 제 1교차유로(710) 및 제 2교차유로(720)에 제 1보조밸브(730) 및 제 2보조밸브(740)가 각각 배치되는 것이 바람직하다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치의 펌프(100, 200)의 구성 및 동작에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다. 도 3 및 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서의 펌프의 사시도 및 평면도이고, 도 5는 도 4에서의 A-A의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서의 펌프(100, 200)는 모터(110)에 의해서 구동되는 실린더 타입의 리니어(Linear) 펌프로써, 구체적으로는 모터(110), 실린더(120), 제 1볼스크류(131), 제 2볼스크류(132), 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(142) 등의 구성들을 포함하고 있다.
제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)는 실린더(120)의 일측 및 타측에 각각 배치되고, 모터(110)의 구동에 기초하여 실린더(120) 내에서 회전하게 되고, 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(142)은 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)의 회전에 기초하여 실린더(120) 내부에서 직선 왕복하게 된다. 구체적으로 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)와 대응되어 배치되는 제 1볼너트(181) 및 제 2볼너트(182)의 내주면에는 상기 나사산과 대응되는 홈이 형성됨으로써, 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)는 제 1볼너트(181) 및 제 2볼너트(182)와 각각 나사 체결 방식으로 결합된다. 따라서, 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)가 모터(110)에 의해 회전하게 되면, 제 1볼너트(181) 및 제 2볼너트(182)가 실린더(120)의 길이 방향으로 직선 운동을 하게 되고, 결국 제 1볼너트(181) 및 제 2볼너트(182)에 의해 지지되는 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(142)이 실린더(120) 내부에서 왕복 운동을 하게 된다.
한편, 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)는 동일 축상에서 회전하는데, 구체적으로는 모터(110)의 회전력을 전달하는 샤프트를 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)가 공유하게 된다. 이를 통해 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)의 회전은 동일한 속도로 이루어진다. 또한 모터(110)의 구동에 의해 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)가 일방향으로 회전하면 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(142)은 실린더(120)의 일측 방향으로 이동하여 상기 실린더(120)의 일측에 수용된 유체를 제 1유출구(161)를 통해 배출함으로써 좌측 휠의 액추에이터(310, 320) 또는 우측 휠의 액추에이터(330, 340) 중 어느 한 측에 공급한다. 반대로, 모터(110)의 구동에 의해 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)가 타방향으로 회전하면 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(142)은 실린더(120)의 타측 방향으로 이동하여 상기 실린더(120)의 타측에 수용된 유체를 제 2유출구(162)를 통해 배출함으로써 좌측 휠의 액추에이터(310, 320) 또는 우측 휠의 액추에이터(330, 340) 중 다른 한 측에 공급한다. 즉, 모터(110)의 회전에 의해 상기 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)는 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(142)이 같은 방향으로 직선운동을 할 수 있도록 회전해야 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치는 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(142) 중 적어도 하나를 지지하는 복원 수단(150)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 복원 수단(150)은 일종의 Return Spring 역할을 수행하는 구성으로써, 특히 도 5에 도시된 바와 같이 실린더(120)의 일측 내부 단부와 제 1피스톤(141) 사이 및 실린더(120)의 타측 내부 단부와 제 2피스톤(142) 사이에 복원 수단(150)을 배치시킴으로써 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(142)이 실린더(120) 내부에서 적절하게 지지되는 것을 유지시킬 수 있게 된다.
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 유체 저장소(500)를 펌프(100, 200)와 일체로 형성하는 것도 가능하며, 이 경우 추가 밸브(510, 520, 530, 540) 또한 펌프(100, 200)와 일체로 형성되게 될 것이다. 한편, 유체 저장소(500)에는 외부에서 유체를 주입할 수 있도록 주입구를 형성할 수 있으며, 주입구를 폐쇄할 수 있는 캡부재(510)를 구비하는 것도 가능할 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치의 펌프(100, 200)는 상술한 바와 같이 전자제어유닛에 의해 제어되므로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 전자제어유닛으로부터 신호를 전달받기 위한 연결 단자 및 모터 구동을 위한 전원 단자를 포함한 연결부(170)가 구비될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서 펌프(100, 200) 구동에 따른 유체의 이동을 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하도록 하겠다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서 상황에 따른 유체의 흐름을 설명하기 위한 회로도이다.
우선 도 6을 참조하여 차량의 좌측 휠의 액추에이터(310, 320)에 유체를 공급하는 경우의 유체의 흐름을 살펴보도록 하겠다. 차량의 센서로부터 입력받은 노면 정보 또는 사용자의 설정에 기초하여 전자제어장치는 제 1펌프(100)의 동작을 제어한다. 구체적으로 전자제어장치는 제 1펌프(100)의 모터(110)를 구동시켜 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)를 일 방향으로 회전시킴으로써 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(141)을 실린더(120)의 일측 방향으로 이동시킨다. 이때 실린더(120)의 일측 내부에 수용된 유체는 제 1피스톤(141)에 의해 발생한 압력에 의해 제 1유출구(161)를 통해 제 1유로(410)로 배출된다. 이때, 제 1밸브(610)는 전자제어장치에 의해서 제 1유로(410)를 개방시킴으로써 유체는 제 1펌프(100)로부터 차량의 좌측 전륜 휠의 액추에이터(310)로 이동하게 된다. 마찬가지로, 제 2펌프(200) 및 제 2밸브(620) 또한 전자제어장치에 의해 동작이 제어되고, 이에 기초하여 제 2펌프(200)로부터 차량의 좌측 후륜 휠의 액추에이터(320)로 유체가 이동하게 되며, 이에 대한 구체적인 내용은 제 1펌프(100)와 차량의 좌측 전륜 휠의 액추에이터(310) 사이의 유체 이동 내용과 동일하다. 상기 과정을 통해서 차량의 좌측 전/후 휠의 액추에이터(310, 320)에 유압을 발생시키는 것이 가능하다.
반대로, 차량의 우측 휠의 액추에이터(330, 340)에 유체를 공급하는 경우의 유체의 흐름을 도 7을 참조하여 살펴보도록 하겠다. 차량의 센서로부터 입력받은 노면 정보 또는 사용자의 설정에 기초하여 전자제어장치는 제 1펌프(100)의 동작을 제어한다. 구체적으로 전자제어장치는 제 1펌프(100)의 모터(110)를 구동시켜 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)를 타 방향으로 회전시킴으로써 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(141)을 실린더(120)의 타측 방향으로 이동시킨다. 이때 실린더(120)의 타측 내부에 수용된 유체는 제 2피스톤(142)에 의해 발생한 압력에 의해 제 2유출구(162)를 통해 제 3유로(430)로 배출된다. 이때, 제 3밸브(630)는 전자제어장치에 의해서 제 3유로(430)를 개방시킴으로써 유체는 제 1펌프(100)로부터 차량의 우측 전륜 휠의 액추에이터(330)로 이동하게 된다. 마찬가지로, 제 2펌프(200) 및 제 4밸브(640) 또한 전자제어장치에 의해 동작이 제어되고, 이에 기초하여 제 2펌프(200)로부터 차량의 우측 후륜 휠의 액추에이터(340)로 유체가 이동하게 되며, 이에 대한 구체적인 내용은 제 1펌프(100)와 차량의 우측 전륜 휠의 액추에이터(330) 사이의 유체 이동 내용과 동일하다. 상기 과정을 통해서 차량의 우측 전/후 휠의 액추에이터(330, 340)에 유압을 발생시키는 것이 가능하다.
앞서 설명한 바와 같이 차량의 좌측 전륜 휠 및 후륜 휠의 액추에이터(310, 320) 또는 우측 전륜 휠의 액추에이터(330, 340)에 동시에 유체를 공급할 수도 있으나, 제 1펌프(100) 및 제 2펌프(200)는 독립적으로 구동될 수 있으므로 필요에 따라 제 1펌프(100), 제 2펌프(200) 및 밸브(610, 620, 630, 640)을 적절히 제어함으로써 4개의 액추에이터 중 어느 하나의 액추에이터에만 유압을 전달하는 것도 가능할 것이다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서의 유체의 이동을 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하도록 하겠다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치에서 상황에 따른 유체의 흐름을 설명하기 위한 회로도이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 액티브 서스펜션 장치 대비 차량의 좌측 전륜 휠의 액추에이터(310)와 우측 후륜 휠의 액추에이터(340)간의 유체의 이동을 위한 제 1교차유로(710) 및 차량의 우흑 전륜 휠의 액추에이터(330)와 차량의 좌측 후륜 휠의 액추에이터(320)간의 유체의 이동을 위한 제 2교차유로(720)를 더 포함한다.
이러한 기술적 특징에 의해 도 8에 도시된 바와 같이 제 1교차유로(710)에 의해서 차량의 좌측 전륜 휠의 액추에이터(310)의 유압을 우측 후륜 휠의 액추에이터(340)에 전달할 수 있으며, 반대로 차량의 우측 후륜 휠의 액추에이터(340)의 유압을 좌측 전륜 휠의 액추에이터(310)로 전달할 수 있게 된다. 마찬가지로, 도 9에 도시된 바와 같이 제 2교차유로(720)에 의해서 차량의 우측 전륜 휠의 액추에이터(330)의 유압을 좌측 후륜 휠의 액추에이터(320)에 전달할 수 있으며, 반대로 차량의 좌측 후륜 휠의 액추에이터(320)의 유압을 차량의 우측 전륜 휠의 액추에이터(330)에 전달할 수 있게 된다.
결국 이러한 교차 기능을 활용하게 되면 차량용 액티브 서스펜션 장치 내부에 불필요한 유압원을 필요한 부분에 전달하여 사용하는 것이 가능하게 되며, 이를 통해서 불필요한 모터 작동에 따른 에너지 소모를 줄이는 것이 가능하게 되므로 전체적인 시스템 효율을 증대시키는 효과를 기대할 수 있다. 나아가, 전자제어장치가 제 1교차유로(710) 및 제 2교차유로(720)의 개폐를 조절하는 보조밸브(730, 740)을 적절히 제어함으로써 상기와 같은 효과를 극대화 시키는 것이 가능할 것이다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 제 1펌프
200: 제 2펌프
310, 320, 330, 340: 액추에이터
410, 420, 430, 440: 유로
500: 유체 저장소
610, 620, 630, 640: 밸브
710: 제 1교차유로
720: 제 2교차유로
730, 740: 보조밸브

Claims (8)

  1. 차량의 휠에 연결된 코일스프링의 변위를 보상하는 액추에이터(310, 320, 330, 340);
    상기 액추에이터 중 차량의 좌측 또는 우측 전륜 휠의 액추에이터(310, 330)에 유체를 공급하는 제 1펌프(100); 및
    상기 액추에이터 중 차량의 좌측 또는 우측 후륜 휠의 액추에이터(320, 340)에 유체를 공급하는 제 2펌프(200);
    를 포함하고,
    상기 제 1펌프(100) 또는 상기 제 2펌프(200)는 모터(110)의 구동에 기초하여 상기 제 1펌프(100) 또는 상기 제 2펌프(200)의 실린더(120) 내부에 수용된 유체를 상기 액추에이터(310, 320, 330, 340) 중 적어도 어느 하나에 공급하고,
    상기 제 1펌프(100) 또는 제 2펌프(200)는,
    상기 실린더(120)의 일측 및 타측에 각각 배치되고, 상기 모터(110)의 구동에 기초하여 회전하는 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132); 및
    상기 제 1볼스크류(131) 및 상기 제 2볼스크류(132)의 회전에 기초하여 상기 실린더(120) 내부에서 직선 왕복하는 제 1피스톤(141) 및 제 2피스톤(142);
    을 포함하며,
    상기 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)는 동일 축상에서 회전하고,
    상기 모터(110)의 구동에 의해 상기 제 1볼스크류(131) 및 제 2볼스크류(132)가 일방향 또는 타방향으로 회전하면, 상기 제 1피스톤(141) 및 상기 제 2피스톤(142)이 상기 실린더(120)의 일측 또는 타측 방향으로 이동하여 상기 실린더(120)의 일측 또는 타측에 수용된 유체를 상기 좌측 휠의 액추에이터(310, 320) 또는 상기 우측 휠의 액추에이터(330, 340)에 공급하는 차량용 액티브 서스펜션 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1펌프(100) 및 상기 제 2펌프(200)는 각각 독립적으로 구동되는 차량용 액티브 서스펜션 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1펌프(100)와 상기 차량의 좌측 및 우측 전륜 휠의 액추에이터(310, 330)를 연결하는 제 1유로(410) 및 제 3유로(430);
    상기 제 2펌프(200)와 상기 차량의 좌측 및 우측 후륜 휠의 액추에이터(320, 340)를 연결하는 제 2유로(420) 및 제 4유로(440);
    를 더 포함하고,
    상기 제 1유로(410), 제 2유로(420), 제 3유로(430) 및 제 4유로(440) 중 적어도 하나에는 유로의 개폐를 수행하는 밸브가 배치되는 차량용 액티브 서스펜션 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 좌측 전륜 휠의 액추에이터(310)와 상기 차량의 우측 후륜 휠의 액추에이터(340)간의 유체의 이동을 위한 제 1교차유로(710); 및
    상기 차량의 우흑 전륜 휠의 액추에이터(330)와 상기 차량의 좌측 후륜 휠의 액추에이터(320)간의 유체의 이동을 위한 제 2교차유로(720);
    를 더 포함하는 차량용 액티브 서스펜션 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1교차유로(710) 및 상기 제 2교차유로(720) 중 적어도 하나에는 유체의 이동을 조절하는 보조밸브가 배치되는 차량용 액티브 서스펜션 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1펌프(100) 또는 제 2펌프(200)는,
    상기 제 1피스톤(141) 및 상기 제 2피스톤(142) 중 적어도 하나를 지지하는 복원 수단(150)을 더 포함하는 차량용 액티브 서스펜션 장치.
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