KR102400817B1 - 에어 서스펜션 시스템, 및 카메라 세정 시스템 - Google Patents

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Abstract

리니어 컴프레서에 걸리는 압력 변동에 대한 스트로크 제어의 추종성을 향상시켜, 압력 저하에 의한 스트로크 증가를 억제하고, 피스톤의 충돌 방지, 및 사용적 저감에 의한 유량 증가에 의해, 신뢰도가 높고 고효율의 차량의 에어 서스펜션 시스템을 제공하는 데 있다. 이것을 실현하기 위해서, 압축 공기를 급배하여 길이를 조정하는 에어 서스펜션과, 피스톤이 실린더 내를 왕복 운동하여 공기를 압축하는 컴프레서 본체와, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 모터와, 상기 에어 서스펜션 또는 상기 컴프레서 본체와 접속되며, 압축 공기를 축적하는 탱크와, 상기 에어 서스펜션 또는 상기 탱크를 개폐하는 전자 밸브와, 해당 전자 밸브의 개폐 상태에 따라서 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤을 위치 제어하는 인버터를 구비하는 에어 서스펜션 시스템으로 하였다.

Description

에어 서스펜션 시스템, 및 카메라 세정 시스템
본 발명은, 공급하는 압축 공기량을 제어함으로써, 차량의 각부의 동작을 제어하는 압축 공기 시스템에 관한 것으로, 특히, 사륜 자동차 등의 차량의 차고(車高)를 조정하는 에어 서스펜션 시스템, 또는 차량 탑재 카메라의 렌즈면을 세정하는 세정액의 토출량을 조정하는 카메라 세정 시스템에 관한 것이다.
차량의 차고를 조정하는 에어 서스펜션 시스템으로서는, 압축 공기를 생성하는 컴프레서의 동력원으로서 왕복 운동식 리니어 모터를 사용하는 구성을 취하고 있는 것이 있다(특허문헌 1). 또한, 압축 공기를 이용하여 차량 탑재 카메라의 렌즈면을 세정하는 카메라 세정 시스템도 알려져 있다(특허문헌 2).
예를 들어, 특허문헌 1의 요약서에는, 「컴프레서에 차압이 존재하는 조건 하에서의 기동을 용이하게 하는」 에어 서스펜션 시스템으로서, 「차체측과 차륜측의 사이에 개재 장착되어 공기의 급배에 따라서 차고 조정을 행하는 복수의 에어 실에, 컴프레서로 압축한 공기를 공급하는 에어 서스펜션 시스템으로서, 컴프레서는, 피스톤에 연결되며, 피스톤의 이동 방향으로 연장되는 가동자와, 가동자를 피스톤의 이동 방향으로 왕복 운동시키는 전기자를 갖는」 것이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2017-61235호 공보 일본 특허 제6090318호 공보
그러나, 리니어 모터를 사용하여 컴프레서의 피스톤을 직동 구동시키는 특허문헌 1은, 피스톤의 상사점, 하사점의 위치가, 리니어 모터의 구동 제어(가동자의 스트로크 제어)에 의해 정해지는, 소위, 프리 피스톤 구조이기 때문에, 컴프레서의 부하가 시시각각 변화하는 에어 서스펜션 시스템에서는, 부하 변동에 추종한 스트로크 제어가 어려워, 부하의 급변 시에는, 피스톤과 실린더가 충돌하거나, 토출 유량이 저하되거나 하는 경우가 있었다.
본 발명은 상술한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는바는, 리니어 컴프레서의 부하가 급변한 경우라도, 그것에 즉시 추종하는 리니어 모터 제어에 의해, 부하 저하 시에는 피스톤과 실린더의 충돌을 방지하고, 부하 증가 시에는 사용적을 저감하여 토출 유량을 증가시킨, 신뢰도가 높고 고효율의 에어 서스펜션 시스템, 또는 카메라 세정 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 에어 서스펜션 시스템은, 압축 공기를 급배하여 길이를 조정하는 에어 서스펜션과, 피스톤이 실린더 내를 왕복 운동하여 공기를 압축하는 컴프레서 본체와, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 모터와, 상기 에어 서스펜션 또는 상기 컴프레서 본체와 접속되며, 압축 공기를 축적하는 탱크와, 상기 에어 서스펜션 또는 상기 탱크를 개폐하는 전자 밸브와, 해당 전자 밸브의 개폐 상태에 따라서 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤을 위치 제어하는 인버터를 구비한다.
또한, 본 발명의 카메라 세정 시스템은, 압축 공기를 급배하여 세정액을 토출하는 카메라 세정기와, 피스톤이 실린더 내를 왕복 운동하여 공기를 압축하는 컴프레서 본체와, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 모터와, 상기 에어 서스펜션을 개폐하는 전자 밸브와, 해당 전자 밸브의 개폐 상태에 따라서 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤을 위치 제어하는 인버터를 구비한다.
본 발명에 따르면, 리니어 컴프레서의 운전 조건에 따른 리니어 모터 제어에 의해, 피스톤과 실린더의 충돌을 방지하고, 에어 서스펜션 시스템을 저소음화, 고신뢰화할 수 있다. 또한, 사용적을 저감하여 토출 유량을 증가시킴으로써, 고효율이고 응답성이 높은 차고 조정이 가능한 에어 서스펜션 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 운전자나 상위 시스템의 요구에 맞춰서 고속 구동, 에너지 절약 운전, 저소음 운전 등의 모드 운전이 가능하게 되는 차량의 에어 서스펜션 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 차량용 에어 서스펜션의 구성도.
도 2는 실시예 1의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도.
도 3a는 실시예 1의 리니어 컴프레서 구성을 나타내는 단면도(측면).
도 3b는 실시예 1의 리니어 컴프레서 구성을 나타내는 단면도(정면).
도 3c는 실시예 1의 컴프레서 본체의 거동의 비교도.
도 4a는 실시예 1의 에어 서스펜션 동작 시에 있어서의 서스펜션, 탱크의 압력 변화를 나타내는 도면.
도 4b는 실시예 1의 에어 서스펜션 동작 시에 있어서의 흡입 압력, 토출 압력의 변화를 나타내는 도면.
도 5는 실시예 1의 제어 블록도.
도 6은 실시예 2의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도.
도 7은 실시예 2의 제어 블록도.
도 8은 실시예 3의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도.
도 9는 실시예 4의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도.
도 10은 실시예 5의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도.
도 11은 실시예 6의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도.
도 12는 실시예 7의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도.
도 13은 실시예 8의 카메라 세정 시스템의 회로 구성도.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 또한, 하기는 어디까지나 실시의 예이지, 발명의 내용을 하기 구체적 양태에 한정하는 것을 의도하는 취지는 아니다. 발명 자체는, 청구범위에 기재된 내용에 입각하여 다양한 형태로 실시하는 것이 가능하다.
실시예 1
도 1 내지 도 5를 이용하여, 본 발명의 실시예 1의 에어 서스펜션 시스템을 설명한다.
도 1은, 전후 좌우륜에 에어 서스펜션(2)을 장비한 사륜 자동차 등의 차량(101)의 구성도이다. 이하에서는, 이와 같은 차량(101)에 적용하는 경우를 예로 들어, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템을 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 차량(101)의 바디로 되는 차체(102)의 하측에는, 좌우 전륜과 좌우 후륜의 합계 4개의 차륜(103)이 마련되어 있다. 이 차량(101)은, 후술하는 ECU(Electronic Control Unit)(1), 리니어 컴프레서(3), 및 공기 압력(공압:空壓) 회로(100)를 구비하고 있으며, 이들을 사용함으로써 운전자의 지시에 따라 차량(101)의 차고를 상하 이동시킬 수 있다.
리니어 컴프레서(3)는, 흡입한 공기를 압축하여 토출하는 것이며, 컴프레서 본체(3A)와 리니어 모터(3B)를 직선형으로 연결한 것이다. 또한, 차량(101)에 대한 탑재 시에는, 컴프레서 본체(3A)의 피스톤이나 리니어 모터(3B)의 가동자의 진동 방향이 수직 방향으로 되도록 리니어 컴프레서(3)를 설치하는 것이 바람직하다.
공기 압력 회로(100)는, 압축 공기를 이용하여 차량(101)을 상하 이동시키는 회로이며, 차체(102)와 차륜(103)의 사이에 마련된 4개의 에어 서스펜션(2)과, 압축 공기를 저장하는 탱크(5)와, 에어 서스펜션(2)의 공기 통로를 개폐하는 서스펜션 제어 밸브(11) 등의 전자 밸브로 구성되어 있다.
ECU(1)는, 운전자의 명령에 기초하여 리니어 컴프레서(3)나 공기 압력 회로(100)를 제어하고, 각각의 에어 서스펜션(2)에 압축 공기를 적절하게 급배함으로써, 원하는 높이가 되도록 차고 조정하는 것이다.
도 2는, 도 1의 차량(101)에 탑재되는, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도이며, 주로, ECU(1), 리니어 컴프레서(3), 공기 압력 회로(100)(에어 서스펜션(2), 탱크(5), 서스펜션 제어 밸브(11) 등의 전자 밸브)로 이루어진다. 여기서, 리니어 컴프레서(3)는, 공기를 압축하는 부위인 컴프레서 본체(3A)와, 동력을 공급하는 부위인 리니어 모터(3B)와, 전력을 공급하는 부위인 인버터(3C)를 갖고 있다. 또한, 컴프레서 본체(3A)에는, 흡입 포트(3D)와 토출 포트(3E)가 접속되어 있으며, 흡기 필터(4)와 흡입 포트(3D)를 통해 흡입된 외기는, 컴프레서 본체(3A) 내에서 압축된 후, 압축 공기가 되어 토출 포트(3E)로부터 토출된다.
탱크(5)는, 리니어 컴프레서(3)로 압축한 공기를 축적하는 것이며, 리니어 컴프레서(3)의 토출 포트(3E)와 탱크(5)는, 2포트 2위치의 전자 밸브인 탱크 개폐 밸브(12)를 통해 접속되어 있다. 탱크(5) 내에 축적된 압축 공기는, 후술하는 서스펜션 제어 밸브(11) 등을 통해 에어 서스펜션(2)에 공급할 수 있다.
에어 드라이어(7)는, 리니어 컴프레서(3)가 토출한 압축 공기에 포함되는 수분을 제거하고, 건조시키는 것이며, 예를 들어 내부에 실리카겔 등의 건조제(도시생략)를 충전한 것이다. 따라서, 탱크(5) 내에는, 에어 드라이어(7)를 통과한, 건조한 압축 공기가 축적되고, 에어 서스펜션(2)에도, 건조한 압축 공기가 공급된다.
급배 전환 밸브(10)는, 에어 서스펜션(2)으로의 압축 공기의 공급과, 에어 서스펜션(2)으로부터의 압축 공기의 배출을 선택적으로 전환하는, 3포트 2위치의 전자 밸브이다. 또한, 이 급배 전환 밸브(10)나 후술하는 각 전자 밸브는, 전자 밸브 개폐 지시나 전자 밸브 개폐 상태를 전달하기 위해서, ECU(1)와 신호선에 접속되어 있지만, 도 2에서는, ECU(1)와 각 전자 밸브를 연결하는 신호선의 도시를 생략하였다.
서스펜션 제어 밸브(11)는, 에어 서스펜션(2)과 급배 전환 밸브(10)의 사이에 마련된, 2포트 2위치의 전자 밸브이며, ECU(1)의 지시에 의해, 에어 서스펜션(2)에 대해서 압축 공기의 공급 배출을 행하는 통로의 개폐를 전환하고, 에어 서스펜션(2)의 신축 가부를 제어하는 것이다.
탱크 개폐 밸브(12)는, 2포트 2위치의 전자 밸브이며, 리니어 컴프레서(3)의 토출 포트(3E)와 탱크(5)를 연결하는 통로를 개폐하는 것이다. 또한, 탱크 복귀 개폐 밸브(13)는, 2포트 2위치의 전자 밸브이며, 리니어 컴프레서(3)의 흡입 포트(3D)와 탱크(5)를 연결하는 통로를 개폐하는 것이다.
압력 센서(15)는, 급배 전환 밸브(10)와 서스펜션 제어 밸브(11)의 사이에 마련되고, 주위의 압력을 센싱하는 것이다. 예를 들어, 서스펜션 제어 밸브(11)가 개방되어 있을 때에는, 개방 상태의 에어 서스펜션(2) 내의 압력을 센싱한다. 한편, 서스펜션 제어 밸브(11)가 닫혀 있고, 급배 전환 밸브(10)가 에어 서스펜션(2) 내의 공기를 배출하는 배출 위치에 있으며, 또한, 탱크 복귀 개폐 밸브(13)가 열려 있을 때에는, 탱크(5) 내의 압력을 센싱한다.
ECU(1)는, 에어 서스펜션 시스템의 제어를 행하는 컨트롤러이며, 운전자가 지시하는 차고가 되도록, 각 전자 밸브나 리니어 컴프레서(3)를 제어한다. 구체적으로는, ECU(1)로부터의 명령에 기초하여, 급배 전환 밸브(10), 서스펜션 제어 밸브(11), 탱크 개폐 밸브(12), 탱크 복귀 개폐 밸브(13)의 각 전자 밸브의 개폐 동작을 제어하고, 또한, 리니어 컴프레서(3)의 구동 ON/OFF를 제어한다. 이때, ECU(1)는, 압력 센서(15)의 센싱 정보나, 각 전자 밸브의 개폐 상태도 근거로 하여, 리니어 컴프레서(3)의 제어를 최적화하고 있다.
다음으로, 리니어 컴프레서(3)의 상세 구조에 대하여, 도 3a, 도 3b의 모식도를 이용하여 설명한다.
도 3a는, 리니어 컴프레서(3)를 yz 평면으로 절단한 단면도이며, 여기에 도시한 바와 같이, 리니어 컴프레서(3)는, 컴프레서 본체(3A)와 리니어 모터(3B)를 직선형으로 배치한 것이다. 컴프레서 본체(3A)는, 실린더(33)와 그 내부를 미끄럼 이동하는 피스톤(34)을 갖고, 실린더(33)의 내면과 피스톤(34)의 단부면에 의해 압축실(42)이 형성된다. 이 압축실(42)은, 흡기 밸브(31)를 통해 흡입 포트(3D)와 연통하고, 배기 밸브(32)를 통해 토출 포트(3E)와 연통하고 있다. 흡기 밸브(31)는, 흡입 포트(3D)로부터 압축실(42)로의 일방향의 흐름만을 허용하고, 배기 밸브(32)는, 압축실(42)로부터 토출 포트(3E)로의 일방향의 흐름만을 허용한다. 이와 같은 구성에 의해, 흡입 포트(3D)로부터 흡입한 공기를, 압축실(42) 내에서 압축하고, 토출 포트(3E)로 토출할 수 있다.
또한, 도 3b는, 리니어 모터(3B)를, 도 3a의 AA의 위치에서 절단한 단면도이다.
여기에 도시한 바와 같이, 리니어 모터(3B)는, 철심(41)과 코일(37)로 이루어지는 고정자(39)와, 영구 자석(38)을 감입한 가동자(36) 등으로 구성된다. 철심(41)은, 단면을 정면에서 보았을 때의 외형이 직사각형이며, 그 내측에, 상변으로부터 하측으로 연장되는 상부 자극 치부(43A)와, 하변으로부터 상측으로 연장되는 하부 자극 치부(43B)와, 그들 사이에 끼워진 공극(44)을 마련하고 있다.
그리고, 상부 자극 치부(43A)와 하부 자극 치부(43B)의 각각에 코일(37)이 감기고, 공극(44)에 판형의 가동자(36)를 배치함으로써, 도 3a의 z 방향으로 가동자(36)가 진동하는 리니어 모터(3B)를 구성하고 있다. 또한, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상부 자극 치부(43A)와 가동자(36)의 간극(44a), 및 하부 자극 치부(43B)와 가동자(36)의 간극(44b)을 마련하고 있기 때문에, 가동자(36)는 고정자(39)와 접촉하지 않고 왕복 운동할 수 있다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 고정자(39)는 z 방향으로 긴 형상이며, 동일한 구성을 z 방향으로 복수 배열한 것이다(도 3a의 예에서는 2개). 또한, 가동자(36)는, 도시하지 않은 리니어 가이드 등에 의해, 고정자(39)에 대해서 z 방향으로 이동 가능하게 배치된 것이며, 가동자(36)의 단부(36a)와 고정자(39)의 단부(39a)는, 스프링(40)으로 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 가동자(36)가 스프링(40)의 자연 길이보다도 우측으로 이동했을 때에는 -z 방향으로 스프링력이 작용하고, 좌측으로 이동했을 때에는 +z 방향으로 스프링력이 작용한다.
여기서, 코일(37)은, 전류가 흘렀을 때, 인접하는 철심(41)에 역방향의 자속이 발생하도록 결선되어 있다. 예를 들어, 도 3a의 좌측의 철심(41)에 상향의 자속(45a)이 발생하고 있는 순간에는, 우측의 철심(41)에는 하향의 자속(45b)이 발생하고 있다. 이와 같은 자속을 발생시키면, 고정자(39)와 가동자(36)의 사이에 반발력(46A)이나 흡인력(46B)이 발생하여, 가동자(36)가 소정의 방향으로 이동한다. 이와 같이, 코일(37)에 흐르는 전류의 방향이나 크기를 적절하게 변화시킴으로써, 가동자(36)에 +z 방향 혹은 -z 방향의 원하는 힘을 발생시켜, 가동자(36)에 원하는 왕복 운동을 실행시킬 수 있다.
가동자(36)의 일단부는, 접속부(35)를 통해 피스톤(34)에 접속되어 있기 때문에, 가동자(36)와 연동하여 피스톤(34)도 왕복 운동하고, 압축실(42)이 확대되는 과정에서는, 흡입 포트(3D)로부터 공기가 흡입되고, 압축실(42)이 축소되는 과정에서는, 공기가 압축된 후, 토출 포트(3E)로부터 압축 공기로서 토출된다. 이와 같이 하여, 리니어 컴프레서(3)에서는, 공기의 흡입, 압축 및 배출 동작이 가능하게 된다.
다음으로, 도 3c를 이용하여, 본 실시예에 의한 리니어 컴프레서(3)의 최적 제어에 대하여 설명한다.
우선, 도 3c의 (a)를 이용하여, 본 실시예의 제어를 적용하지 않은 경우를 설명한다. 여기에서는, 리니어 컴프레서(3)의 부하가 급감한 경우라도 피스톤(34)이 실린더(33)에 충돌하지 않도록, 가동자(36)의 스트로크(진폭)를 억제하고 있다. 따라서, 부하가 클 때에는, 피스톤(34)의 사점이 실린더(33)의 헤드에 충분히 접근하지 않기 때문에, 압축실(42)의 사용적(42a)이 커지게 되어, 압축 공기를 충분히 토출할 수 없다. 이와 같이, 본 실시예의 제어를 적용하지 않은 경우에는, 컴프레서 본체(3A)의 사양에 상응하는 토출 유량, 압축 효율을 확보할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
이에 반하여, 본 실시예의 제어에서는, ECU(1)가 리니어 컴프레서(3)의 부하 상태를 실시간으로 파악하고 있기 때문에, 현재 또는 장래의 부하 상태를 근거로 하여 가동자(36)의 왕복 운동 제어를 최적화하고, 부하의 크기에 무관하게 사용적(42a)을 가능한 한 작게 할 수 있다. 예를 들어, 부하가 작을 때에는, 피스톤(34) 및 가동자(36)의 스트로크가 커지도록 리니어 모터(3B)를 제어하고(도 3c의 (b)), 부하가 클 때에는, 피스톤(34) 및 가동자(36)의 스트로크가 작고, 또한, 그들의 진폭 중심 위치가 실린더(33)의 헤더에 소정 거리 δ만큼 근접하도록 리니어 모터(3B)를 제어한다(도 3c의 (c)). 이와 같은 제어에 의해, 부하 상태에 무관하게, 압축실(42) 내의 거의 모든 압축 공기를 토출할 수 있어, 컴프레서 본체(3A)의 사양에 상응하는 토출 유량, 압축 효율을 확보할 수 있다.
본 실시예의 에어 서스펜션 시스템은, 도 3c의 (b), (c)에 예시한 제어가 적용된 리니어 컴프레서(3)를 이용하는 것이며, 이하, 그 작동의 상세에 대하여 도 2 등을 참조하면서 설명한다.
우선, 탱크(5) 내에 압축 공기가 충분히 축적되지 않은 경우에는, 급배 전환 밸브(10)를 배출 위치에 유지하고, 서스펜션 제어 밸브(11), 탱크 복귀 개폐 밸브(13), 및 배기 통로 개폐 밸브(19)를 각각 폐쇄 위치로 유지하며, 또한, 탱크 개폐 밸브(12)를 개방 위치로 유지한 상태에서, 리니어 컴프레서(3)를 작동시킨다.
이때, 리니어 컴프레서(3)의 작동은, 다음과 같이 행해진다. 리니어 컴프레서(3)의 작동 전에는, 도 3a에 도시한 바와 같이, 피스톤(34) 및 가동자(36)는, 주로, 스프링(40)이나 압축실(42)의 공기압에 의한 힘과, 또한 영구 자석(38)에 의해 발생하는 자력에 의해 정해지는, 힘의 균형을 이루는 중립 위치에 있다. 그 후, ECU(1)의 명령에 의해, 가동자(36)를 +z 방향으로 이동시키는 전류를 코일(37)에 공급하면, 가동자(36)와 연결된 피스톤(34)도 +z 방향으로 이동한다. 피스톤(34)의 +z 방향으로의 이동에 수반하여 압축실(42)이 확장되면, 압축실(42)의 공기 압력이 저하되고, 흡입 포트(3D)의 압력보다도 압축실(42)측의 압력이 저하되었을 때 흡기 밸브(31)가 개방되어, 흡입 포트(3D)로부터 공기가 압축실(42) 내로 들어간다. 이때, 배기 밸브(32)는 닫힌 상태를 유지하고 있다. 가동자(36)가 +z 방향으로 이동함에 따라, 스프링(40)이 압축되어 -z 방향의 스프링력이 커진다. 또한, ECU(1)는, 가동자(36)가 +z 방향으로 진행됨에 따라 공급 전류를 서서히 작게 해 가고, 어떤 시점부터는 역방향으로 전류를 서서히 크게 해 간다. 그리고, 고정자(39)가 가동자(36)에 부여하는 힘의 방향이 -z 방향으로 변화하고, -z 방향의 스프링력도 충분히 증가하면, 어떤 시점부터 가동자(36)의 이동 방향이 -z 방향으로 반전된다. 이 이후에는, 흡기 밸브(31)와 배기 밸브(32)가 모두 폐쇄된 상태에서 압축실(42)이 축소되기 때문에, 압축실(42) 내의 공기가 압축되어 압력이 상승한다. 그리고, 압축실(42)의 압력이 토출 포트(3E)의 압력보다도 높아졌을 때 배기 밸브(32)가 개방되어, 토출 포트(3E)에 압축된 공기가 보내지게 된다. 가동자(36)의 공진 주파수와 맞춰서 사인파형의 전류를 코일(37)에 공급함으로써, 가동자(36)의 진폭은 서서히 커지고, 압축실(42)에서의 공기 압축의 효율도 서서히 높일 수 있다. 가동자(36)의 공진 주파수는, 가동자(36)의 질량과 스프링(40)의 스프링 상수에 의해 대략 정해진다. 이 공진 주파수에서 동작시키면, 적은 에너지로 가동자(36)의 왕복 운동을 시킬 수 있기 때문에, 코일(37)에 보내는 명령 전압은 이 공진 주파수로 되는 명령을 보내면 된다.
이에 의해, 리니어 컴프레서(3)는, 흡기 필터(4)를 통과하여 외기를 흡입하고, 이 외기를 압축해서 토출한다. 이 압축 공기는, 에어 드라이어(7)에 의해 건조된 후, 개방 위치로 유지된 탱크 개폐 밸브(12)를 통해 탱크(5) 내에 축적된다. 그리고, 예를 들어 탱크(5) 내의 압력이 일정한 압력에 도달하면 리니어 컴프레서(3)가 정지하고, 탱크 개폐 밸브(12)를 폐쇄 위치로 전환함으로써, 탱크(5) 내에 충분한 압축 공기를 충전할 수 있다.
차량(101)의 차고를 올리는 경우에는, 리니어 컴프레서(3)가 정지한 상태에서, 탱크 복귀 개폐 밸브(13)를 폐쇄로 유지함과 함께, 배기 통로 개폐 밸브(19)를 폐쇄로 유지한다. 이 상태에서, 급배 전환 밸브(10)를 공급측으로 전환함과 함께, 탱크 개폐 밸브(12) 및 서스펜션 제어 밸브(11)를 개방으로 한다. 이에 의해, 탱크(5) 내의 압축 공기가 에어 서스펜션(2)에 공급되고, 에어 서스펜션(2) 내의 압력이 상승하여, 차고가 상승하기 시작한다. 이 상태에서 소정의 시간(0 내지 수초)이 경과한 후, 리니어 컴프레서(3)를 기동하여, 탱크(5) 내의 공기를 흡입하고, 에어 서스펜션(2)에 압축 공기를 공급한다. 차량(101)의 차고는, 각 차륜에 구비된 차고 센서(도시생략)에 의해 검지되고, 소정의 차고에 도달한 후에는 각 차륜의 서스펜션 제어 밸브(11)를 닫고, 마지막에는 급배 전환 밸브(10)를 배출측으로 전환함과 함께, 탱크 개폐 밸브(12)를 닫는다. 이에 의해, 에어 서스펜션(2)이 밀폐되므로, 에어 서스펜션(2)은 신장 상태를 유지하고, 차고를 원하는 높이로 올린 상태로 유지할 수 있다.
한편, 차고를 내리는 경우에는, 급배 전환 밸브(10)를 배출측으로 유지함과 함께, 배기 통로 개폐 밸브(19)를 폐쇄로, 탱크 개폐 밸브(12)를 폐쇄로 유지한다. 이 상태에서, 탱크 복귀 개폐 밸브(13)를 개방으로 전환함과 함께, 서스펜션 제어 밸브(11)를 개방으로 한다. 이에 의해, 에어 서스펜션(2) 내의 압축 공기가 탱크(5)로 이동하고, 탱크(5) 내의 압력이 상승함과 함께, 차고가 강하하기 시작한다. 이 상태에서 소정의 시간(0 내지 수 초)이 경과한 후, 리니어 컴프레서(3)를 기동하여, 에어 서스펜션(2) 내의 공기를 흡입하고, 탱크(5)에 압축 공기를 공급한다. 이 결과, 에어 서스펜션(2) 내의 공기가 배출되고, 에어 서스펜션(2)이 축소됨으로써, 차고를 내릴 수 있다. 차고의 하강 동작이 완료된 후에는, 서스펜션 제어 밸브(11)를 폐쇄 위치로 전환하고, 리니어 컴프레서(3)를 정지하여, 탱크 복귀 개폐 밸브(13)를 닫는다. 이에 의해, 에어 서스펜션(2)이 밀폐되므로, 에어 서스펜션(2)은 축소 상태를 유지하고, 차고를 원하는 높이로 내린 상태로 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의한 에어 서스펜션 시스템의 차고의 하강 동작은, 에어 서스펜션(2)으로부터 배출된 공기를, 대기 중에 방출하지 않고 리니어 컴프레서(3)를 이용하여 탱크(5)에 축적하고, 이 탱크(5)에 축적된 압축 공기를 차고의 상승 동작 시에 에어 서스펜션(2)에 공급하는 폐쇄 회로를 구성하고 있다.
한편, 차고의 상승 동작 중에 탱크(5) 내의 압력이 대기압보다도 낮은 경우, 혹은 차고의 하강 동작 중에 에어 서스펜션(2) 내의 압력이 대기압보다도 낮은 경우에는, 흡기 필터(4)를 통과하여 리니어 컴프레서(3)에 외기가 흡입되고, 리니어 컴프레서(3)로 압축한 외기를, 에어 드라이어(7)로 건조한 후, 에어 서스펜션(2) 혹은 탱크(5)에 공급한다.
또한, 탱크(5) 내의 압력이 소정의 압력(규정의 최고 압력)보다 높아진 경우에는, 탱크(5) 내의 압축 공기를 배기 통로로부터 방출한다. 이 경우는, 급배 전환 밸브(10)를 공급 위치에, 탱크 개폐 밸브(12)를 폐쇄 위치로 유지함과 함께, 탱크 복귀 개폐 밸브(13) 및 배기 통로 개폐 밸브(19)를 개방으로 한다. 이에 의해, 탱크(5)로부터 배출된 공기가, 탱크 복귀 개폐 밸브(13)로부터 에어 드라이어(7)를 통과해서 배기 통로 개폐 밸브(19)로 흐른다. 이에 의해, 에어 드라이어(7) 내에 충전된 건조제로부터 수분을 제거할 수 있어, 건조제를 재생시킬 수 있다.
다음으로, 도 4a와 도 4b를 이용하여, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템의, 차고의 상하 동작 시의 각 부위의 압력의 변화를 설명한다. 도 4a는, 차고 상하 이동 시에 있어서의 에어 서스펜션(2)과 탱크(5)의 압력 변화를 나타내고, 도 4b는, 그때의 리니어 컴프레서(3)의 흡입 압력과 토출 압력의 변화를 나타낸다. 여기서, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템은, 차량(101)의 차고 상하 이동 시에, 전후의 서스펜션 제어 밸브(11)를 상보적으로 개폐함으로써, 전후 교대로 차고를 상하 이동시키는 구성으로 되어 있다.
예를 들어, 차고를 올릴 때에는, 우선, 후륜측의 서스펜션 제어 밸브(11)를 개방하고, 전륜측의 서스펜션 제어 밸브(11)를 폐쇄로 하여, 탱크(5) 내의 압축 공기를 후륜측의 에어 서스펜션(2)에 공급한다. 후륜측이 소정량 상승하면, 후륜측의 서스펜션 제어 밸브(11)를 폐쇄하고, 그와 동시에 전륜측의 서스펜션 제어 밸브(11)를 개방으로 하여, 압축 공기를 전륜측의 에어 서스펜션(2)에 공급하고, 전륜측을 소정량 상승시킨다. 이것을 교대로 반복함으로써, 전륜측, 후륜측의 양쪽을 서서히 운전자가 지시하는 차고까지 상승시켜 간다.
차고의 상승 동작 시에, 탱크(5)의 접속처가 되는 에어 서스펜션(2)을 교대로 전환하는 경우, 도 4a의 좌측 도면과 같이, 탱크(5)의 압력이 일관적으로 점감되는 데 비하여, 에어 서스펜션(2)의 압력에 관해서는, 후륜측이 상승하여 전륜측이 일정한 기간과, 전륜측이 상승하여 후륜측이 일정한 기간이 교대된다. 그 결과, 도 4b의 좌측 도면에 도시한 바와 같이, 리니어 컴프레서(3)의 흡입 압력이 탱크(5)의 압력과 연동하여 점감되는 데 비하여, 에어 서스펜션(2)과 연통하는 리니어 컴프레서(3)의 토출 압력은, 압축 공기의 공급처의 전환과 연동하여, 순간적인 상승, 하강을 반복하면서, 전체적으로는 상승해 간다.
또한, 차고를 내릴 때에는, 우선, 전륜측의 에어 서스펜션(2) 내의 압축 공기를 탱크(5)에 공급하고, 전륜측이 소정량 하강하면, 후륜측의 에어 서스펜션(2) 내의 압축 공기를 탱크(5)에 공급하여, 후륜측을 소정량 하강시킨다. 이것을 교대로 반복함으로써, 전륜측, 후륜측의 양쪽을 서서히 운전자가 지시하는 차고까지 하강시켜 간다.
차고의 하강 동작 시에, 탱크(5)의 접속원이 되는 에어 서스펜션(2)을 교대로 전환하는 경우, 도 4a의 우측 도면과 같이, 탱크(5)의 압력이 일관적으로 점증되는 데 비하여, 에어 서스펜션(2)의 압력에 관해서는, 전륜측이 하강하여 후륜측이 일정한 기간과, 후륜측이 하강하여 전륜측이 일정한 기간이 교대된다. 그 결과, 도 4b의 우측 도면에 도시한 바와 같이, 리니어 컴프레서(3)의 토출 압력이 탱크(5)의 압력과 연동하여 점증되는 데 비하여, 에어 서스펜션(2)과 연통하는 리니어 컴프레서(3)의 흡입 압력은, 압축 공기의 공급원의 전환과 연동하여, 순간적인 하강, 상승을 반복하면서, 전체적으로는 하강해 간다.
이와 같이, 차량(101)의 차고를 전후 교대로 상하 이동시키는 경우, 공기 압력 회로(100)의 접속 상태의 변화와 연동하여 리니어 컴프레서(3)의 부하가 급변하기 때문에, 그 부하 변동에 수반하여 피스톤(34)의 스트로크도 변화할 수 있다. 이 때문에, 부하 상태를 반영시키지 않는 종래의 제어 방법(도 3c의 (a))에서는, 부하의 급감 시에, 피스톤(34)이 실린더(33)의 헤드에 충돌하거나, 부하의 급증 시에, 피스톤(34)의 스트로크가 급감하여 토출 유량이 감소하거나 할 우려가 있다. 이에 반하여, 부하 상태를 반영시키는 본 실시예의 제어 방법(도 3c의 (b), (c))에 의하면, 부하에 따라서 피스톤(34)의 스트로크나 위치를 조정할 수 있으므로, 부하가 급변해도 적절한 사용적(42a)을 유지할 수 있어, 피스톤(34)과 실린더(33)의 충돌이나, 토출 유량, 압축 효율의 감소를 회피할 수 있다.
다음으로, 도 5를 이용하여, 도 3c의 (b), (c)에 예시한 제어를 실현하기 위한, 본 실시예의 제어 블록도를 설명한다. 여기에 도시한 바와 같이, ECU(1)는, 공기 압력 회로(100) 및 인버터(3C)와 접속되어 있으며, 공기 압력 회로(100)로부터 압력 정보, 차고 정보가 입력됨과 함께, 인버터(3C)에 작동 명령이나 추정 부하압 정보를 출력한다. 또한, 추정 부하압 정보는, 공기 압력 회로(100)로부터의 입력 정보(압력 정보, 차고 정보)와, 전자 밸브의 현재 및 장래의 개폐 상태에 기초하여 ECU(1)가 예측한 부하압 정보(압축실 압력, 토출 압력, 흡입 압력)이다.
인버터(3C)는, 전류 연산부(52)와 전압 변환부(53)를 갖고 있다. 전류 연산부(52)는, ECU(1)로부터 작동 명령을 받음과 함께, 추정 부하압 정보도 수취하고, 그들에 대응한 전류값을 연산하여 출력한다. 전압 변환부(53)에서는, 전류 연산부(52)로부터 입력된 전류값을 기초로 하여 필요한 전압을 생성하고, 리니어 모터(3B)에 공급한다. 이 결과, 리니어 모터(3B)의 코일(37)에는, 추정 부하압 정보에 따른 전류가 흐르기 때문에, 공기 압력 회로(100)의 상태에 무관하게 컴프레서 본체(3A)의 사용적(42a)을 적절하게 유지하도록 리니어 컴프레서(3)의 압축 동작이 행해진다.
여기서, EUC(1)는, 기본적으로는, 코일(37)에 흐르는 전류의 크기로, 가동자(36)의 스트로크를 제어하지만, 스트로크의 크기는 피스톤 주위의 압력차에 의해 변동하기 때문에, 보다 정확한 스트로크량을 추정하기 위해서는, 압축실(42) 내의 압력(혹은, 토출 압력, 흡입 압력) 등을 이용하여 추정할 필요가 있다. 따라서, ECU(1)는 스스로가 발하는 각 전자 밸브의 작동 명령에 추가하여, 모터 전류, 모터 전압, 위치 등의 센서 정보 중 하나, 혹은 복수의 조합으로부터, 압축실(42) 내의 압력을 추정한다. 이것은, 예를 들어 부하가 증가함에 따른 역기전압의 검지 등으로부터 추정을 행할 수 있다. 이 압력 추정값을 기초로 하여, 전류 연산부(52)에서는 코일(37)에 흘리는 전류를 변화시키는 구성으로 한다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 리니어 컴프레서(3)의 추정 부하를 고려하여, 리니어 모터(3B)의 구동 주파수나, 피스톤(34)의 진폭 중심 위치나 스트로크를 제어할 수 있기 때문에, 에어 서스펜션(2)의 전후 전환 시와 같이, 리니어 컴프레서(3)의 부하가 급변하는 경우라도, 부하 변동에 따른 적절한 제어를 행할 수 있으므로, 피스톤(34)과 실린더(33)의 충돌이 없고, 또한, 토출 유량의 감소를 억제할 수 있는, 신뢰도가 높고 고효율의 에어 서스펜션 시스템을 실현할 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 급배 전환 밸브(10)와 서스펜션 제어 밸브(11)의 사이에 압력 센서(15)를 마련하고 있다. 이 압력 센서(15)로부터의 정보를 ECU(1) 내에서 압력 추정할 때 이용할 수도 있다. 이 위치에 압력 센서(15)를 설치한 경우, 리니어 컴프레서(3)를 기동하기 전에는, 급배 전환 밸브(10)의 개폐 상황에 따라 탱크 개폐 밸브(12) 또는 탱크 복귀 개폐 밸브(13) 중 어느 쪽을 개방으로 함으로써, 탱크(5) 내의 압력을 측정할 수 있고, 리니어 컴프레서(3)가 기동한 후에는 서스펜션 제어 밸브(11)의 개폐 상황에 의해, 밸브가 개방되어 있는 에어 서스펜션(2) 내의 압력을 측정할 수 있다. 즉, 차고의 상승 동작에서는 리니어 컴프레서(3)의 작동 전의 흡입 압력과, 작동 후의 축차의 토출 압력을 측정할 수 있다. 또한, 차고의 하강 동작에서는 리니어 컴프레서(3)의 작동 전의 토출 압력과, 작동 후의 축차의 흡입 압력을 측정할 수 있다.
도 4b에서도 도시한 바와 같이, 차고의 상승 동작 시, 하강 동작 시 중 어느 것에서도, 서스펜션 제어 밸브(11)에 개폐에 의해 리니어 컴프레서(3)의 작동 시의 압력 변동이 발생하는 쪽의 압력은 축차 측정하고, 또한, 변동의 발생하지 않는 탱크(5)측의 압력은 초기 압력으로부터 컴프레서 작동 중의 압력을 추산함으로써, 압력 센서 1개만을 사용하여 리니어 컴프레서(3)의 흡입 압력, 토출 압력을 알게 되는 것이 가능해진다. ECU(1)에서는 이 압력 센서(15)로부터의 정보를 이용함으로써, 보다 정확하게 피스톤 주위의 압력을 추정할 수 있어, 보다 적절한 피스톤 스트로크 제어를 행할 수 있다.
또한, 압축실(42) 내의 압력을 센서 등으로 직접 계측하여 도입하는 구성으로 해도 된다. 이 압축실(42) 내의 압력을 기초로 하여, 전류 연산부(52)에서는 코일(37)에 흘리는 전류의 크기를 변화시키거나, 또한, 전류의 주파수를 압축실 내의 압력이 높을수록 높게 하는 등, 주파수를 변화시키는 구성으로 할 수 있다.
또한, 각 에어 서스펜션(2)에 마련한 차고 센서(도시생략)로부터의 정보를 ECU(1) 내에서의 압력 추정에 이용할 수도 있다. 이 경우, 미리 측정한 차고 센서의 출력과 에어 서스펜션(2) 내의 압력 관계를 데이터로서 ECU(1) 내에 유지해 둠으로써, 차고 센서의 출력으로부터 에어 서스펜션(2) 내의 압력을 추정할 수 있다. 이 때에는, 예를 들어 압력 센서(15)는 탱크(5) 내의 압력을 상시 검출할 수 있도록, 탱크(5)와 탱크 개폐 밸브(12) 또는 탱크 복귀 개폐 밸브(13) 중 어느쪽의 사이의 위치에 배치함으로써, 리니어 컴프레서(3) 작동 시의 흡입 압력, 토출 압력을 축차 측정, 추정하여, 보다 적절하게 피스톤 스트로크 제어를 행할 수 있다.
이상에서 설명한 본 실시예의 구성에 의하면, ECU(1)는, 공기 압력 회로(100)의 상태에 기초하여 리니어 컴프레서(3)의 부하를 추정하고, 인버터(3C)는 추정 부하에 기초한 전압을 리니어 모터(3B)에 공급하기 때문에, 공기 압력 회로(100)의 상태에 따라서 리니어 컴프레서(3)의 제어를 최적화할 수 있다. 이 결과, 공기 압력 회로(100)의 상태가 급변하는 경우라도, 피스톤(34)과 실린더(33)가 충돌하거나, 토출 유량이 감소하거나 하는 것을 방지할 수 있어, 리니어 컴프레서(3)의 사양에 상응하는 토출 유량이나 압축 효율을 확보할 수 있다.
실시예 2
다음으로, 도 6, 도 7을 이용하여, 본 발명의 실시예 2의 에어 서스펜션 시스템을 설명한다. 또한, 실시예 1과의 공통점은 중복 설명을 생략한다. 도 6은, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도이며, 도 7은, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템의 제어 블록도이다.
실시예 1에서는, ECU(1)로 각 전자 밸브의 개폐 정보나 압력 센서(15)의 측정 압력 등에 기초하여 추정 부하압을 연산하고, 이것을 인버터(3C)에 송신함으로써, 인버터(3C)는 각 전자 밸브의 개폐 상태 등에 대응한 전압을 리니어 모터(3B)에 공급하고 있었다. 이에 반하여, 도 6에 도시한 본 실시예에서는, 각 전자 밸브와 압력 센서(15)를 인버터(3C)에 접속해 두고, 인버터(3C)가 직접적으로 각 전자 밸브의 개폐 정보와 압력 센서의 압력 정보를 수취함으로써, 인버터(3C) 스스로가 각 전자 밸브의 개폐 상태 등에 대응한 전압을 구하고, 그 전압을 리니어 모터(3B)에 공급할 수 있는 구성으로 되어 있다.
이 때문에, 도 7에 도시한 바와 같이, 인버터(3C)의 전류 연산부(52)는, ECU(1)로부터 리니어 컴프레서(3)의 작동 명령을 받음과 함께, 공기 압력 회로(100)로부터도 전자 밸브 개폐 정보, 압력 정보, 차고 정보 등을 수취하고, 그들에 따른 전류값을 연산하여 출력한다. 전압 변환부(53)에서는, 전류 연산부(52)로부터 입력된 전류값을 기초로 하여 필요한 전압을 생성하고, 리니어 모터(3B)에 공급한다. 이 결과, 고정자(39)의 코일(37)에 가동자(36)를 적절한 스트로크로 왕복시키는 전류가 흘러, 리니어 컴프레서(3)의 압축 동작이 행해진다.
스트로크의 크기를 정하기 위해서, 본 실시예의 인버터(3C)에서는, 각 전자 밸브의 작동 명령에 추가하여, 모터 전류, 모터 전압, 위치 등의 센서 정보 중 하나, 혹은 복수의 조합으로부터 피스톤(34) 주위의 압력을 추정한다. 이것은, 예를 들어 부하가 증가함에 따른 역기전압의 검지 등으로부터 추정을 행할 수 있다. 이 압력 추정값을 기초로 하여, 전류 연산부(52)에서는 코일(37)에 흘리는 전류를 변화시키는 구성으로 한다. 또한, 급배 전환 밸브(10), 서스펜션 제어 밸브(11), 탱크 개폐 밸브(12) 및 탱크 복귀 개폐 밸브(13)의 개폐 정보와, 압력 센서(15)를 조합한 피스톤 주위의 압력 추정은 실시예 1과 마찬가지로 행해도 된다. 또한, 압축실 내의 압력을 센서 등으로 계측하여 직접 도입하는 구성으로 해도 되고, 또한, 각 서스펜션에 마련한 차고 센서(도시생략)로부터의 정보를 인버터(3C) 내에서의 압력 추정에 이용할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템에 의하면, ECU(1)와 공기 압력 회로(100)를 연결하는 신호선을 마련하지 않고도, 인버터(3C)에 의해 공기 압력 회로(100)의 상황에 따른 리니어 컴프레서(3)의 구동 제어를 실현할 수 있으므로, 간소한 구성으로 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
실시예 3
다음으로, 도 8을 이용하여, 본 발명의 실시예 3의 에어 서스펜션 시스템을 설명한다. 또한, 실시예 1, 실시예 2의 공통점은 중복 설명을 생략한다.
도 8은, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도이며, 여기에 도시한 바와 같이, 이방향 밸브를 5개, 삼방향 밸브를 2개로 합계 7개의 전자 밸브를 사용하고 있다. 여기에 나타내는 공기 압력 회로(100)는, 실시예 1의 탱크 복귀 개폐 밸브(13)를 생략하는 대신에, 삼방향 밸브인 탱크 개폐 밸브(12)를 사용하여 탱크(5)와 연결되는 배관을 전환하는 회로이다.
이 공기 압력 회로(100)에서는, 리니어 컴프레서(3)로부터 에어 서스펜션(2)에 압축 공기를 직접 공급할 수 없어, 반드시 탱크(5)를 통해 압축 공기를 공급해야 하는 등, 실시예 1에 비해 제한도 있지만, 탱크 복귀 개폐 밸브(13)를 생략할 수 있기 때문에, 실시예 1과 마찬가지의 효과가 얻어지는 에어 서스펜션 시스템을 보다 저비용으로 제공할 수 있다.
실시예 4
다음으로, 도 9를 이용하여, 본 발명의 실시예 4의 에어 서스펜션 시스템을 설명한다. 또한, 상술한 실시예와의 공통점은 중복 설명을 생략한다.
도 9는, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도이며, 여기에 도시하는 바와 같이, 이방향 밸브를 6개, 삼방향 밸브를 3개로 합계 9개의 전자 밸브를 사용하고 있다.
본 실시예는, 탱크(5) 내의 압축 공기를, 리니어 컴프레서(3)를 통하지 않고 직접 에어 서스펜션(2)에 공급할 수 있는 회로 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 탱크(5)에 충분히 고압의 압축 공기를 축압함으로써, 탱크(5)로부터의 공급 공기만으로 차고의 상승 운전을 행할 수 있다. 또한, 탱크(5)로부터 2개의 에어 서스펜션(2)에 압축 공기를 제공함과 함께, 리니어 컴프레서(3)에도 공급할 수 있는 회로를 갖기 때문에, 2개의 에어 서스펜션(2)에는 리니어 컴프레서(3)로부터의 압축 공기를 공급할 수도 있다. 이 때문에, 예를 들어 전륜의 에어 서스펜션은 탱크(5)로부터, 또한, 후륜의 에어 서스펜션은 리니어 컴프레서(3)로부터 압축 공기를 인입하는 구성이 가능하게 되고, 각각의 에어 서스펜션으로의 공급 공기량이 늘어난다는 점에서, 보다 신속한 차고의 상승 운전이 가능하게 된다.
실시예 5
다음으로, 도 10을 이용하여, 본 발명의 실시예 5의 에어 서스펜션 시스템을 설명한다.
또한, 상술한 실시예와의 공통점은 중복 설명을 생략한다. 도 11은, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도이며, 여기에 도시한 바와 같이, 탱크(5) 및 삼방향 밸브를 사용하지 않고, 이방향 밸브를 5개 사용하고 있다.
본 실시예의 공기 압력 회로(100)는, 탱크(5)를 생략한 단순한 오픈 공기 압력 회로이기 때문에, 차고의 상승 운전 시에는, 리니어 컴프레서(3)를 매회 작동시켜, 외기를 흡입하여 에어 서스펜션(2)에 압축 공기를 공급한다. 또한, 차고의 하강 운전 시에는, 배기 통로 개폐 밸브(19)를 개방으로 하고, 에어 서스펜션(2) 내의 공기를 공기 압력 회로(100) 밖으로 매회 방출한다.
공기 압력 회로(100)가 도 10과 같은 오픈 공기 압력 회로여도, 도 3c의 (b) (c) 등에서 설명한 리니어 컴프레서(3)의 제어 방법을 적용함으로써, 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
실시예 6
다음으로, 도 11을 이용하여, 본 발명의 실시예 6의 에어 서스펜션 시스템을 설명한다.
또한, 상술한 실시예와의 공통점은 중복 설명을 생략한다. 도 11은, 본 실시예의 에어 서스펜션 시스템의 회로 구성도이며, 여기에 도시한 바와 같이, 삼방향 밸브를 사용하지 않고, 이방향 밸브를 6개 사용하고 있다.
본 실시예는 차고의 상승 운전 시에는, 우선 탱크(5) 내의 압축 공기를 에어 서스펜션(2)에 공급하고, 부족한 양을 리니어 컴프레서(3)에 의해 외기를 압축한 압축 공기로 보충하는 운전을 행한다. 또한, 차고의 하강 운전 시는 에어 서스펜션(2)으로부터 탱크(5)에 공기를 공급하고, 균압한 후에는 배기 통로 개폐 밸브(19)를 개방으로 함으로써 에어 서스펜션(2) 내의 공기를 공기 압력 회로(100) 밖으로 방출하는 오픈 회로 구성으로 되어 있다. 후술하는 단순한 오픈 회로 구성에 비해, 차고의 상승 운전 시의 압축 공기의 공급 일부를 탱크(5)로부터 보충할 수 있으므로, 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻으면서, 보다 신속한 차고 상승 운전을 실현할 수 있다.
실시예 7
다음으로, 도 12를 이용하여, 본 발명의 실시예 7의 에어 서스펜션 시스템을 설명한다.
또한, 상술한 실시예와의 공통점은 중복 설명을 생략한다.
본 실시예의 에어 서스펜션 시스템은, 도 2를 이용하여 설명한 실시예 1의 구성에, 컴프레서 본체(3A)의 전후의 압력을 측정하는 2개의 압력 센서(15)를 부가하고, 도 12에 도시한 구성으로 한 것이다. 실시예 1에서는, 각 전자 밸브의 개폐 상태에 따라서 리니어 모터(3B)에 공급하는 전력을 변경하였지만, 본 실시예에서는, 컴프레서 본체(3A)의 근방에 마련한 압력 센서(15)로 검출한 압력 정보에 기초하여 리니어 모터(3B)에 공급하는 전력을 변경하는 구성으로 하였다.
구체적으로는, 컴프레서 본체(3A)의 전후의 압력 센서(15)로 관측된 압력의 압력차가 급변한 경우, 혹은, 컴프레서 본체(3A)의 후방의 압력 센서(15)로 관측된 압력이 급변한 경우에, 리니어 컴프레서(3)의 부하가 급변한 것이라고 판단하여, 리니어 모터(3B)에 공급하는 전력을 변경함으로써, 피스톤(36)의 진폭을 최적화할 수 있도록 하였다.
이상에서 설명한 본 실시예의 구성에 의해서도, 실시예 1과 동등한 효과를 얻을 수 있다.
실시예 8
다음으로, 도 13을 이용하여, 본 발명의 실시예 8의 카메라 세정 시스템을 설명한다. 또한, 상술한 실시예와의 공통점은 중복 설명을 생략한다.
실시예 1 내지 실시예 7에서는, 본 발명의 압축 공기 시스템의 응용으로서, 압축 공기의 공급량을 제어함으로써, 차량의 에어 서스펜션(2)의 길이를 개별로 제어할 수 있는 에어 서스펜션 시스템을 설명하였다. 이에 반하여, 본 실시예에서는, 본 발명의 압축 공기 시스템의 다른 응용으로서, 압축 공기의 공급량을 제어함으로써, 차량의 카메라 세정기(6)가 분사하는 세정액량을 개별로 제어할 수 있는 카메라 세정 시스템을 설명한다.
도 13은, 본 실시예의 카메라 세정 시스템의 개략도이다. 본 실시예의 차량은, 예를 들어 전후 좌우에 차량 탑재 카메라를 탑재하고 있으며, 또한, 그 각각의 근방에 카메라 세정기(6)를 탑재하고 있다. 그리고, 도시하지 않은 ECU(1)의 제어에 의해, 카메라 세정기(6)로의 압축 공기의 공급량을 개별로 조정함으로써, 각각의 차량 탑재 카메라의 렌즈면에 분사하는 세정액량을 적절하게 조정할 수 있다. 이에 의해, 오염되기 쉬운 전방의 차량 탑재 카메라를 짧은 주기 또한 대량의 세정액으로 세정하는 한편, 오염되기 어려운 공보의 차량 탑재 카메라는 긴 주기 또한 적은 세정액으로 세정하는 등의 개별 세정을 실현할 수 있다.
여기서, 카메라 세정기(6)는, 구체적으로는, 일본 특허 제6090318호 공보에 개시된 바와 같은 것으로, 공급되는 압축 공기량에 따라서 세정액을 토출하고, 차량 탑재 카메라의 렌즈면을 세정하는 것이다. 본 실시예에서는, 압축 공기의 공급처가 카메라 세정기(6)인 점에서, 압축 공기의 공급처가 에어 서스펜션(2)인 상술한 실시예와 상이하지만, 하나의 리니어 컴프레서(3)로 생성한 압축 공기를 복수의 부위에 공급하는 점에서는 공통되어 있으며, 그 제어 내용도 마찬가지이므로, 본 실시예에서는, 상술한 실시예와 중복되는 리니어 컴프레서(3)의 구체적인 제어 방법은 생략한다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형예가 포함된다.
예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세히 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또한, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성에 대하여, 다른 구성의 추가, 삭제, 치환을 하는 것이 가능하다.
1: ECU
2: 에어 서스펜션
3: 리니어 컴프레서
3A: 컴프레서 본체
3B: 리니어 모터
3C: 인버터
3D: 흡입 포트
3E: 토출 포트
4: 흡기 필터
5: 탱크
6: 카메라 세정기
7: 에어 드라이어
10: 급배 전환 밸브
11: 서스펜션 제어 밸브
12: 탱크 개폐 밸브
13: 탱크 복귀 개폐 밸브
15: 압력 센서
19: 배기 통로 개폐 밸브
31: 흡기 밸브
32: 배기 밸브
33: 실린더
34: 피스톤
35: 접속부
36: 가동자
36a: 단부
37: 코일
38: 영구 자석
39: 고정자
39a: 단부
40: 스프링
41: 철심
42: 압축실
42a: 사용적
43A: 상부 자극 치부
43B: 하부 자극 치부
44: 공극
44a, 44b: 간극
45a, 45b: 자속
46A: 반발력
46B: 흡인력
52: 전류 연산부
53: 전압 변환부
100: 공기 압력 회로
101: 차량
102: 차체
103: 차륜

Claims (10)

  1. 압축 공기를 급배하여 길이를 조정하는 에어 서스펜션과,
    피스톤이 실린더 내를 왕복 운동하여 공기를 압축하는 컴프레서 본체와,
    상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 모터와,
    상기 에어 서스펜션 또는 상기 컴프레서 본체와 접속되며, 압축 공기를 축적하는 탱크와,
    상기 에어 서스펜션 또는 상기 탱크를 개폐하는 전자 밸브와,
    해당 전자 밸브의 개폐 상태에 따라서 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤의 진폭 중심 위치 및 진폭을 조절하는 인버터
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 에어 서스펜션 시스템.
  2. 압축 공기를 급배하여 길이를 조정하는 에어 서스펜션과,
    피스톤이 실린더 내를 왕복 운동하여 공기를 압축하는 컴프레서 본체와,
    해당 컴프레서 본체의 압력 정보를 검출하는 압력 센서와,
    상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 모터와,
    상기 에어 서스펜션 또는 상기 컴프레서 본체와 접속되며, 압축 공기를 축적하는 탱크와,
    상기 에어 서스펜션 또는 상기 탱크를 개폐하는 전자 밸브와,
    상기 컴프레서 본체의 압력 정보에 기초하여 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤의 진폭 중심 위치 및 진폭을 조절하는 인버터
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 에어 서스펜션 시스템.
  3. 압축 공기를 급배하여 길이를 조정하는 에어 서스펜션과,
    피스톤이 실린더 내를 왕복 운동해서 공기를 압축하는 컴프레서 본체와,
    상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 모터와,
    상기 에어 서스펜션을 개폐하는 전자 밸브와,
    해당 전자 밸브의 개폐 상태에 따라서 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤의 진폭 중심 위치 및 진폭을 조절하는 인버터
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 에어 서스펜션 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 서스펜션으로의 공기 유입 방향을 전환하는 급배 전환 밸브, 또는
    배기 통로를 개폐하는 배기 통로 개폐 밸브를 더 가지며,
    상기 인버터는, 상기 급배 전환 밸브 또는 상기 배기 통로 개폐 밸브의 개폐 상태에 따라서 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤을 위치 제어하는 것을 특징으로 하는, 에어 서스펜션 시스템.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 서스펜션 시스템은,
    컴프레서 본체의 흡입측 또는 토출측의 압력을 측정하는 압력 센서를 더 가지며,
    상기 인버터는, 상기 압력 센서의 측정 결과에 따라서 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤을 위치 제어하는 것을 특징으로 하는, 에어 서스펜션 시스템.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 서스펜션은, 차체와 차륜의 사이에 설치된 차고를 상하 이동시키는 것이며, 상기 인버터는, 차고 센서가 측정한 차고에 따라서 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤을 위치 제어하는 것을 특징으로 하는, 에어 서스펜션 시스템.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 서스펜션은, 차체와 전륜의 사이에 설치된 전륜측 에어 서스펜션과, 상기 차체와 후륜의 사이에 설치된 후륜측 에어 서스펜션이며,
    상기 인버터는, 상기 전륜측 에어 서스펜션으로의 압축 공기 공급 시와, 상기 후륜측 에어 서스펜션으로의 압축 공기 공급 시에서는, 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤을 위치 제어하는 것을 특징으로 하는, 에어 서스펜션 시스템.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 서스펜션은, 차체와 전륜의 사이에 설치된 전륜측 에어 서스펜션과, 상기 차체와 후륜의 사이에 설치된 후륜측 에어 서스펜션이며,
    상기 인버터는, 상기 전륜측 에어 서스펜션으로부터의 압축 공기 배기 시와, 상기 후륜측 에어 서스펜션으로부터의 압축 공기 배기 시에서는, 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤을 위치 제어하는 것을 특징으로 하는, 에어 서스펜션 시스템.
  10. 압축 공기가 급배되었을 때 세정액을 분사하는 카메라 세정기와,
    피스톤이 실린더 내를 왕복 운동해서 공기를 압축하는 컴프레서 본체와,
    상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 모터와,
    상기 카메라 세정기에 공급하는 압축 공기량을 조정하는 전자 밸브와,
    해당 전자 밸브의 개폐 상태에 따라서 상기 리니어 모터에 공급하는 전력을 변경하고, 상기 피스톤의 진폭 중심 위치 및 진폭을 조절하는 인버터
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 카메라 세정 시스템.
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