KR102561521B1 - 차량의 가변축 제어 장치 - Google Patents

차량의 가변축 제어 장치 Download PDF

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Abstract

외부의 에어탱크로부터 공기압을 제공받아 가변축을 지면으로부터 올리는 상승 에어백 및 가변축을 지면으로 내리는 하강 에어백에 각각 공급함으로써 가변축을 상승 및 하강하도록 제어하는 차량의 가변축 제어장치가 제공된다. 차량의 가변축 제어 장치는, 가변축의 하강 상태에서 하강 에어백으로의 증압 속도 또는 감압 속도를 조절하도록 구성된 복수의 가변축 하강구동모드 중 하나의 가변축 하강구동모드를 설정하고, 설정된 가변축 하강구동모드에 따라 가변축을 제어하는 제어부 및 제어부의 제어에 따라 상승 에어백 및 하강 에어백을 구동하는 가변축 구동부를 포함한다.

Description

차량의 가변축 제어 장치{Apparatus for controlling lift axle of vehicle}
본 발명은 차량의 가변축을 제어하는 기술에 관한 것이다.
한계용량 이상의 화물을 적재한 트럭은 차량의 운행면에서 안정성에 문제가 발생할 수 있으며, 도로 파괴의 원인이 된다. 이러한 화물자동차 및 특수자동차에 상하로 움직일 수 있는 가변축을 설치하고, 축당 허용하중 범위내에서 하중을 분담하도록 하고 있다.
가변축이란 중형화물차에 주로 장착 및 사용되는 차축의 한 종류로서, 일반 고정축과는 다르게 상승 및 하강 조작이 가능한 차축을 의미한다. 현재 도로법에서는 축당 10톤 총중량 40톤으로 적재량을 허용하고 있기 때문에 가변축으로 인해 차량들이 더 많은 화물을 적재할 수 있게 되었다. 그러나, 가변축이 장착된 차량들이 적재된 중량을 가늠키 어려워, 허용 하중 이상의 적재물을 운송하는 과적 운행이 발생, 도로포장면 파손 및 화물자동차의 주행 안정성 저하 및 사고 발생 위험도가 증가되고 있다.
가변축은 상승(Lift) 에어백과 하강(Load) 에어백의 동작에 의해 내려지거나 올려진다. 그리고 상승 에어백과 하강 에어백은 소정의 공기압 회로에 의해 동작하도록 구성되어 되며, 동작의 제어는 운전자가 직접제어하는 방식과 자동으로 제어하는 방식을 이용할 수 있다.
등록특허 제10-1368061호, 2014년 2월 20일 등록, 차량용 가변축 제어방법
본 발명은 차량에 가변축을 설치하여 이용하는 경우, 가변축이 하강된 상태에서 상황에 따라 가변축 하강 에어백의 증압 속도 또는 감압 속도를 조절하도록 구성된 가변축 하강구동모드를 제공하여 안정적인 가변축의 제어가 가능한 차량의 가변축 제어 장치를 제공한다.
일 측면에 따른 외부의 에어탱크로부터 공기압을 제공받아 가변축을 지면으로부터 올리는 상승 에어백 및 가변축을 지면으로 내리는 하강 에어백에 각각 공급함으로써 가변축을 상승 및 하강하도록 제어하는 차량의 가변축 제어장치로서, 가변축의 하강 상태에서 하강 에어백으로의 증압 속도 또는 감압 속도를 조절하도록 구성된 복수의 가변축 하강구동모드 중 하나의 가변축 하강구동모드를 설정하고, 설정된 가변축 하강구동모드에 따라 가변축을 제어하는 제어부 및 제어부의 제어에 따라 상승 에어백 및 하강 에어백을 구동하는 가변축 구동부를 포함한다.
복수의 하강구동모드는 제1 임계값 이하의 제1 공압 속도로 가변축을 구동하는 제1 하강구동모드와, 제1 하강구동모드의 제1 임계값보다 큰 제2 임계값 이상의 제2 공압 속도로 가변축을 구동하는 제2 하강구동모드를 포함하고, 여기에서, 공압 속도는 증압 속도 및 감압 속도를 포함한다.
제어부는 차량이 주행중인 경우 제1 하강구동모드를 이용하여 가변축을 제어하고, 차량이 정차중인 경우 제2 하강구동모드를 이용하여 가변축을 제어할 수 있다.
제1 임계값은 0.2 [bar/sec] 내지 0.5 [bar/sec]의 제1 임계범위 내의 제1 공압속도를 나타내고, 제2 임계값은 2.0 [bar/sec] 내지 2.5 [bar/sec]의 제2 임계범위 내의 제2 공압속도를 나타낼 수 있다.
일 측면에 따른 차량의 가변축 제어장치는, 하강 에어백으로의 공압을 증가시키도록 구성된 증압용 솔레노이드 밸브와, 증압용 솔레노이드 밸브의 증압 속도를 조절하는 증압용 스피드 컨트롤러와, 하강 에어백으로의 공압을 감소시키도록 구성된 감압용 솔레노이드 밸브와, 감압용 솔레노이드 밸브의 감압 속도를 조절하는 감압용 스피드 컨트롤러와, 증압용 솔레노이드 밸브의 구동에 따라 하강 에어백으로의 공압을 증가시키고, 감압용 솔레노이드 밸브의 구동에 따라 하강 에어백의 공압을 감소시키는 릴레이 밸브를 더 포함할 수 있다.
제어부는 차량의 주행 정보를 수신하고, 차량의 운행 상태 및 위치를 포함하는 차량의 주행상황을 결정하고, 차량의 주행상황이 일정 속도 이상으로 주행중인 상황으로 결정되는 경우, 제1 하강구동모드를 설정하고, 제1 하강구동모드에 따라 가변축 구동부를 제어하고, 차량의 주행상황이 차량이 적재물을 상하차하는 상황으로 결정되는 경우, 제2 하강구동모드를 설정하고, 제2 하강구동모드에 따라 가변축 구동부를 제어할 수 있다.
릴레이밸브는 에어탱크와 제1 호스를 통해 연결되고, 하강에어백과 제2 호스를 통해 연결되고, 하강에어백의 공기를 배기하는 배기구를 포함하도록 구성되고, 증압 솔레노이드밸브로부터 증압신호가 수신되면, 릴레이밸브는 에어탱크의 공기를 제1 호스를 통해 공급받고, 공급받은 공기를 제2 호스를 통해 하강 에어백으로 공급하여, 하강 에어백을 증압하고, 감압 솔레노이드밸브로부터 감압신호가 수신되면, 릴레이밸브는 하강 에어에어백의 공기를 제2 호스를 통해 공급받고, 공급받은 공기를 배기구로 배기하여 하강 에어백을 감압할 수 있다.
일 측면에 따른 차량의 가변축 제어장치는, 하강구동모드의 선택 입력을 수신하는 사용자 입력부를 더 포함하고, 제어부는 복수의 하강구동모드 중 사용자 입력부로부터 선택 입력에 따른 하나의 하강구동모드를 설정하고, 설정된 하강구동모드에 따라 가변축을 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량에 가변축을 설치하여 이용하는 경우, 가변축이 하강된 상태에서 상황에 따라 가변축의 구동 속도를 조절할 수 있는 하강구동모드를 제공하여 안정적인 가변축의 제어가 가능한 차량의 가변축 제어 장치를 제공할 수 있다.
따라서, 차량의 화물을 승하차하기 위하여 화물 차체의 높이를 조절하기 위해서는 상대적으로 빠른 속도로 가변축을 구동시킬 수 있으며, 차량이 주행중인 경우에는 상대적으로 느린 속도로 가변축을 구동하는 등 상황에 적합한 하강구동모드로 가변축을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변축 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 차량의 가변축 제어 장치의 가변축 구동부에 포함되는 공압회로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하강에어백의 압력 증가에 따른 차체 높이 변화의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 릴레이밸브의 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 설치된 차량의 가변축 제어 장치의 적재함 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 가변축 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 가변축 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변축 제어 장치를 나타내는 도면이다.
차량의 가변축 제어 장치(10)는 외부에 마련된 에어탱크로부터 공기압을 제공받아 가변축(20)을 상승 및 하강하도록 제어한다. 가변축(20)은 통상적으로 구동축(도시되지 않음)과 나란하게 배치되어 별도의 바퀴를 지지하도록 구성된다.
차량의 가변축 제어 장치(10)는 제어부(110) 및 가변축 구동부(120)를 포함할 수 있다.
제어부(110)는 차량의 가변축(20)을 상승 또는 하강하기 위한 가변축 구동부(120)를 제어한다. 가변축 구동부(120)는 제어부(110)의 제어에 따라 가변축(20)을 구동한다.
차량은 구동축의 허용하중 이상 적재되는 경우 구동축의 하중을 분산시키기 위하여 가변축(20)을 하강하여 운행될 수 있으며, 차량이 공차상태일 때와 같이 차량의 구동축의 허용하중 이하인 경우에는 가변축(20)을 상승한 상태로 운행될 수 있다. 이를 위해, 제어부(110)는 차량의 적재하중이 가변축(20)의 하강이 필요하다고 설정되는 허용하중에 도달하는 경우, 가변축(20)이 하강하도록 가변축 구동부(120)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 가변축이 하강된 경우, 차량의 적재하중이 허용하중에 미치지 않게되는 경우, 가변축(20)이 상승하도록 가변축 구동부(120)를 제어할 수 있다.
제어부(110)는 가변축의 상승을 위한 상승 구동모드과 가변축의 하강을 위한 하강구동모드로 구동된다. 제어부(110)는 가변축의 구동모드를 설정하는 가변축 구동모드 설정부(112)와 설정된 구동모드에 따라 가변축을 구동하기 위한 공압을 제어하는 가변축 조절부(114)를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 차량의 가변축 제어 장치(10)의 가변축 구동부(120)에 포함되는 공압회로를 나타내는 도면이다.
가변축 구동부(120)는 제어부(110)의 제어에 의해서 가변축(20)을 상승 또는 하강시킨다. 가변축 구동부(120)는 에어탱크(202, 204)로부터의 공압을 제공받아서 팽창함으로써 가변축(20)을 지면으로부터 올리는 상승 에어백(210) 및 에어탱크(202, 204)로부터의 공압을 제공받아서 팽창함으로써 가변축(20)을 지면으로 내리는 하강 에어백(220)을 포함하여 구동된다.
가변축 구동부(120)는 메인 공압 레귤레이터(201), 제1 에어탱크(202), 제2 에어탱크(204), 상승 에어백(210), 하강 에어백(220), 복동 솔레노이드 밸브(230), 축 승강 스위치(232), 게이지(234), 증압용 솔레노이드 밸브(240), 증압용 스피드 컨트롤러(242), 감압용 솔레노이드 밸브(250), 감압용 스피드 컨트롤러(252), 릴레이 밸브(260) 및 체크 밸브(270)를 포함할 수 있다.
메인 공압 레귤레이터(201)는 가변축 구동부(120)의 기본 구동 공압을 설정한다.
제1 에어탱크(202) 및 제2 에어탱크(204)는 압축공기를 저장한다. 도 2에는 2개의 에어탱크(202, 204)가 도시되어 있으나, 에어탱크의 크기 및 개수는 다양하게 변형될 수 있다. 제1 에어탱크(202) 및 제2 에어탱크(204)는 가변축 구동부(120) 외부에 별도로 마련될 수도 있다.
박스 A에 포함된 복동 솔레노이드 밸브(230), 축 승강 스위치(232), 게이지(234)와 박스 B에 포함된 증압용 솔레노이드 밸브(240), 증압용 스피드 컨트롤러(242), 감압용 솔레노이드 밸브(250), 감압용 스피드 컨트롤러(252)는 도 5에 도시된 바와 같은 가변축 제어용 컨트롤 박스함에 설치될 수 있다.
가변축 구동부(120)는 제1 에어탱크(202) 및 제2 에어탱크(204)의 공압을 상승 에어백(210) 및 하강 에어백(220)으로 제공하기 위해서 출력압 및 공압의 출력 경로를 설정하기 위해서 복동 솔레노이드 밸브(또는 3-2Way 솔레노이드밸브라고도 함)(230), 증압용 솔레노이드 밸브(240), 감압용 솔레노이드밸브(250), 릴레이 밸브(260) 및 체크 밸브(270)를 구동할 수 있다.
상승 에어백(210)은 에어탱크(202, 204)로부터 공압을 제공받아서 가변축(20)을 지면으로부터 올린다.
하강 에어백(220)은 에어탱크(202, 204)로부터의 공압을 제공받아서 팽창함으로써 가변축(20)을 지면으로 내린다.
복동 솔레노이드 밸브(230)는 제어부(110)의 제어에 따라서 에어탱크(202, 204)의 공압을 증압용 솔레노이드 밸브(240) 또는 상승 에어백(210)에 선택적으로 제공한다.
증압용 솔레노이드밸브(240) 및 감압용 솔레노이드밸브(250)는 복동 솔레노이드밸브(230)에서 제공받는 공압을 제어부(110)에서 설정한 출력압력이 되도록 제어하여 릴레이 밸브(260)로 제공한다.
증압용 솔레노이드밸브(240)는 제어부(110)의 제어에 따라 하강 에어백(220)으로의 공압 유입을 증가하도록 조절한다.
증압용 스피드 컨트롤러(242)는 제어부(110)의 제어에 따라 증압용 솔레노이드밸브(240)의 증압 속도를 조절한다. 증압용 스피드 컨트롤러(242)는 증압용 솔레노이드밸브(240)와의 연결포트와의 개방 정도에 따라 증압용 솔레노이드밸브(240)의 증압 속도를 조절하도록 구성될 수 있다.
감압용 솔레노이드밸브(250)는 제어부(110)의 제어에 따라 하강 에어백(220)으로의 공압 유입을 감소하도록 조절한다.
감압용 스피드 컨트롤러(252)는 제어부(110)의 제어에 따라 감압용 솔레노이트 밸브(250)의 감압 속도를 조절한다. 감압용 스피드 컨트롤러(252)는 감압용솔레노이드밸브(250)와의 연결포트와의 개방 정도에 따라 감압용 솔레노이드밸브(250)의 감압 속도를 조절하도록 구성될 수 있다.
릴레이 밸브(260)는 에어탱크(202, 204)로부터 제공받는 공압을 증압용 솔레노이드밸브(240) 및 감압용 솔레노이드밸브(250)의 설정압력만큼 조절하여 하강 에어백(220)으로 제공한다. 상세하게는, 릴레이 밸브(260)는 증압용 솔레노이드 밸브(240)의 구동에 따라 하강 에어백(220)으로의 공압을 증가시키고, 감압용 솔레노이드 밸브(250)의 구동에 따라 하강 에어백(220)의 공압을 감소시킬 수 있다.
상승 에어백(210) 및 하강 에어백(220)에는 각각 압력센서(도시되지 않음)이 설치되어, 상승 에어백(210)의 압력 및 하강 에어백(220)의 압력이 각각 측정되어 제어부(110)로 전달될 수 있다. 제어부(110)는 상승 에어백(210)의 압력 정보 및 하강 에어백(220)의 압력 정보에 기초하여 가변축 구동부(120)를 제어할 수 있다.
이러한 가변축 구동장치(200)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
가변축(20)을 상승시키기 위해서, 제어부(110)의 가변축 구동 모드 설정부(112)는 가변축 상승 모드로 설정되고, 가변축 조절부(114)는 복동 솔레노이드밸브(230)가 에어탱크(202, 204)의 공압을 상승 에어백(210)으로 제공하도록 제어한다. 이에 따라서 상승 에어백(210)이 팽창함으로써 가변축(20)이 올라간다.
가변축(20)을 하강시키기 위해서, 제어부(110)의 가변축 구동 모드 설정부(112)는 가변축 하강구동 모드로 설정되고, 제어부(110)의 가변축 조절부(114)는 복동 솔레노이드밸브(230)가 에어탱크(202, 204)의 공압을 증압용 솔레노이드밸브(240)로 제공하도록 제어한다. 이와 동시에 제어부(110)의 가변축 조절부(114)는 증압용 솔레노이드밸브(240) 및 감압용 솔레노이드밸브(250)의 출력압력을 설정하고, 따라서 가압 솔레노이드밸브(240) 및 감압 솔레노이드밸브(250)는 출력압력에 해당하는 공압을 릴레이 밸브(260)로 제공한다.
가변축 하강구동 모드는 전술한 바와 같이, 가변축(20)의 하강 상태에서 하강 에어백(220)으로의 증압 속도 또는 감압 속도를 조절하도록 복수의 하강구동모드를 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 복수의 하강구동모드 중 설정된 하강구동모드에 따라 가변축(20)의 구동을 제어하기 위하여 증압용 솔레노이드밸브(240)의 공압 유입을 조절하는 증압용 스피드 컨트롤러(242) 및 감압용 솔레노이드밸브(250)의 공압 유입을 조절하는 감압용 스피드 컨트롤러(252)를 제어할 수 있다. 증압용 스피드 컨트롤러(242)는 증압용 솔레노이드밸브(240)의 출력포트에 설치되고, 감압용 스피드 컨트롤러(252)는 감압용 솔레노이드밸브(250)의 출력포트에 설치될 수 있다.
제어부(110)는 증압용 솔레노이드밸브(240)의 증압 속도를 제어하기 위한 증압제어신호를 증압용 스피드 컨트롤러(242)로 제공하여 증압용 스피드 컨트롤러(242)가 증압용 솔레노이밸브(240)에 포함된 공기 흐름을 조절하는 실린더(도시되지 않음)의 구동 속도를 조절하도록 제어할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(110)는 감압용 솔레노이드밸브(250)의 감압 속도를 제어하기 위한 감압제어신호를 감압용 스피드 컨트롤러(252)에 제공하여, 감압용 스피드 컨트롤러(252)가 감압용 솔레노이드 밸브(250)에 포함된 공기 흐름을 조절하는 실린더(도시되지 않음)의 구동 속도를 제어할 수 있다. 증압용 스피드 컨트롤러(242) 및 감압용 스피드 컨트롤러(252)가 각각 증압용 솔레노이드밸브(240) 및 감압용 솔레노이드밸브(250)를 제어하는 방식은 그 사양에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
릴레이 밸브(260)는 출력측의 압력을 증압용 솔레노이드밸브(240) 및 감압용 솔레노이드밸브(250)에서 제공받는 입력측의 압력과 동일하게 유지하므로, 결국 에어탱크(202, 204)의 공압을 제어부(110)가 설정한 출력압력만큼만 하강 에어백(220)으로 제공한다. 이에 따라서 릴레이 밸브(260)의 출력측에 연결된 하강 에어백(220)이 설정압력을 유지하면서 팽창하여 가변축(20)이 하강한다.
하강 에어백(220)에 설치된 압력센서(도시되지 않음)에서 감지된 공압 정보는 표시부(140)에 포함되는 운전수쪽 게이지(142)를 통해 표시될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하강에어백(220)의 압력 증가에 따른 차체 높이 변화의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하강에어백(220)의 압력 증가에 따라 가변축(20)이 하강 상태에서도 차체 높이를 높일 수 있다. 도 3은 일반적인 물류창고에서 도크 높이를 맞추는데 필요한 높이와 압력의 일 예를 나타낸다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가변축(20)이 하강된 상태에서, 차량의 화물의 상하차시에 이동식 도크의 높이를 조절하기 위하여 또는 차고의 높이를 조절하기 위하여 가변축의 상승 또는 하강을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 차체 높이를 10[cm] 상승 시킬 때 필요한 압력이 6 [bar/sec]일 수 있다.
또한, 증압 스피드 컨트롤러(242) 또는 감압 스피드 컨트롤러(252)의 개방량에 따른 압력 증감의 정도는 개방량이 ±10[%]일 때 ±0.5[bar/sec]로 증감될 수 있고, 개방량이 ±20[%] 일 때 ±1[bar/sec]로 증감될 수 있고, 개방량이 ±30[%]일 때 ±2[bar/sec]로 증감될 수 있고, 개방량이 ±40[%]일 때 ±3[bar/sec]로 증감될 수 있고, 개방량이 ±50[%]일 때 ±4.5[bar/sec] 수준으로 증감될 수 있다. 여기에서, + 기호는 증압을 나타내고, - 기호는 감압을 나타낸다.
따라서, 화물의 상하차지에서 화물이 실려있는 이동식 도크 높이를 맞추기 위해 하강 에어백(220)에 의도적으로 압력을 가하는 경우, 압력에 따라 5~20cm의 높이를 조절하여 상하차를 가능하게 할 수 있다. 화물의 상하차시의 가변축의 조절은 축별 하중 분산을 위해서라기 보다는 이동식 도크 높이를 조절하기 위한 것이다. 주로 윙바디나 탑차는 물류창고, 제조공장에서 지게차가 직접 적재함으로 출입하여 물건을 상하차하기 위해 높이를 맞추는 경우가 많다. 또한, 가축운반차량의 경우 가축 농장의 사육시설에서 가축을 차량으로 바로 탑승 시키기 위해 이동식 도크의 높이를 맞추기 위해 가변축을 구동하기 위한 하강 에어백(220)으로의 압력을 조절할 수 있다.
상하차지에서 차량의 높이 조절(차고 조절)을 위해서는 가변축 구동 속도의 완급 조절이 필요할 수 있다. 예를 들어, 높이를 맞추기 위한 압력으로 가변축을 하강 시 구동축이 지면에서 떨어지는 경우가 있어서 주행이 불가능하기 때문에 차량을 도크에 최대한 밀착시킨 후 압력을 가해 높이를 맞추기 때문에 신속한 가변축의 구동 조절이 필요할 수 있다. 같은 이유로 적재물을 상하차 후 도크에서 떨어지기 위해 차량을 주행할 때 압력이 높을 경우 구동축이 지면에 붙지 않으면 주행이 불가능 하므로, 신속한 가변축의 구동 조절이 필요할 수 있다.
다른 예로, 차량이 운행되는 지면의 요철에 의해 하강 에어백의 압력이 감소했을 때 또는 증가했을 때 감소 또는 증가된 압력을 반대로 작용시켜야 차량과 적재물, 도로의 파손을 방지할 수 있는데 이 때는 느린 작동이 필요하다. 차량 주행 시 노면 상태에 따라 에어백의 압력이 사용자의 의도와 상관없이 변화되는데 예를 들어 2 [bar]의 압력으로 주행 중 요철을 만나 1.5 [bar] 로 감소되었다가 다시 2 [bar]로 증가시킬 때 초당 0.5~0.7 [bar]의 속도로 증가해야 되는데 초당 1.5~2 [bar]의 속도로 증가될 경우 기존 2 [bar] 보다 높아진 3~3.5 [bar]가 되어 구동축보다 가변축에 더 큰 하중이 분산되어 노면 상태에 따라서 구동축 바퀴가 지면에서 떨어져 위험한 상황을 초래할 수 있기 때문에 이 때는 차고 조절의 경우와는 반대로 느린 압력 조절이 필요하다.
예를 들어, 이동식 도크 높이를 맞추기 위해서는 초당 1.5 ~ 2 [bar]의 증감이 필요할 수 있다. 통백 8533(제조사:미국 Firestone 社)의 경우 4 [bar] 의 압력을 가했을 때 차량 후부의 높이가 17 [cm]까지 높아지고, 5 [bar]의 압력에는 21 [cm]까지 높아질 수 있다. 또한, 통상적으로 사용자(화물차 운전자)는 해당 물류창고의 도크 높이에 자신의 차량에 얼마의 압력을 가해야 높이가 적합한지 알고 있으므로 압력 조절 속도와 최대, 최저 압력의 사용 범위는 사용자의 재량에 맡기는 실정이다. 이와 같이 가변축 하강 모드에서 공압 속도를 상황에 따라 변화시키기 위하여 제어부(110)는 가변축의 구동을 위한 공기 유입 속도에 따라 구별되는 복수의 하강구동모드를 제공하고, 상황에 따라 적합하게 설정 또는 설정된 하강구동모드에 따라 가변축 구동부(120)를 제어할 수 있다.
복수의 하강구동모드는 제1 임계값 이하의 제1 공압 속도로 하강 에어백(220)을 구동하는 제1 하강구동모드와, 제1 하강구동모드의 제1 임계값보다 큰 제2 임계값 이상의 제2 공압 속도로 하강 에어백(220)을 구동하는 제2 하강구동모드를 포함한다. 여기에서, 공압속도는 공압을 증가시키는 증압속도 및 공압을 감소시키는 감압속도를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제1 임계값은 0.2 [bar/sec] 내지 0.5 [bar/sec]의 제1 임계범위 내의 제1 공압속도를 나타내고, 제2 임계값은 2.0 [bar/sec] 내지 2.5 [bar/sec]의 제2 임계범위 내의 제2 공압속도를 나타낼 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
여기에서는 설명의 편의를 위하여 복수의 하강구동모드가 가변축 구동 속도가 상대적으로 느린 제1 하강구동모드 및 제1 하강구동모드에 비하여 가변축 구동 속도가 제1 하강구동모드에 비하여 상대적으로 빠른 제2 하강구동모드를 중심으로 설명하지만, 이에 제한되지 않는다.
제어부(110)는 차량이 주행중인 경우 제1 하강구동모드를 이용하여 가변축(20)을 제어하고, 차량이 정차중인 경우 제2 하강구동모드를 이용하여 가변축(20)을 제어할 수 있다. 상세하게는, 제어부(110)는 제1 하강구동모드에 따라 하강에어백(220)를 증압 또는 감압할 수 있으며, 제2 하강구동모드에 따라 하강에어백(220)을 증압 또는 감압할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 릴레이밸브(260)의 동작을 나타내는 도면이다.
릴레이밸브(260)는 제1 호스(410)로 에어탱크(202 또는 204)와 연결되고, 제2 호스(420)로 하강 에어백(220)으로 연결된다. 또한, 릴레이밸브(260)는 하강 에어백(220)의 공기를 배기하는 배기구(430)를 포함한다.
도 4a를 참조하면, 릴레이밸브(260)는 증압용 솔레노이드밸브(240)로부터 증압신호가 수신되면, 에어탱크(202 또는 204)의 공기를 제1 호스(410)를 통해 화살표 A의 방향으로 공급받고, 공급받은 공기를 제2 호스(420)를 통해 화살표 B의 방향으로 하강 에어백(220)으로 공급하여, 하강 에어백(220)을 증압할 수 있다. 여기에서 증압신호는 증압용 스피드컨트롤러(242)의 개폐정도를 이용하여 결정되는 증압속도정보에 따라 설정될 수 있다. 따라서, 릴레이밸브(260)는 증압 솔레노이드밸브(240)의 증압신호에 포함된 증압속도정보에 따라 하강 에어백(220)의 증압속도를 제어할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 릴레이밸브(260)는 감압용 솔레노이드밸브(250)로부터 감압신호가 수신되면, 하강 에어에어백(220)의 공기를 제2 호스(420)를 통해 화살표 C의 방향으로 공급받고, 공급받은 공기를 배기구(430)로 배기하여 하강 에어백(220)의 감압할 수 있다. 여기에서 감압신호는 감압용 스피드컨트롤러(252)의 개폐정도를 이용하여 결정되는 감압속도정보에 따라 설정될 수 있다. 따라서, 릴레이밸브(260)는 감압 솔레노이드밸브(250)의 증압신호에 포함된 감압속도정보에 따라 하강 에어백(220)의 감압속도를 제어할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 차량의 가변축 제어 장치(10)는 사용자 입력부(130), 표시부(140), 내비게이션 시스템(150) 및 감지부(160)를 더 포함할 수 있다.
사용자 입력부(130)는 복수의 하강구동모드 중에서 사용자 입력에 따른 하강구동모드의 선택 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 사용자 입력부(130)는 복수의 하강구동모드 중 하나의 하강구동모드를 선택할 수 있도록 스위치, 버튼, 터치패드 등 다양한 방식의 사용자 입력 수단으로 구성될 수 있다. 제어부(110)는 선택 입력에 따라 설정된 하강구동모드에 복수의 하강구동모드 중 하나의 하강구동모드를 설정하고, 설정된 하강구동모드에 따라 가변축(20)을 제어할 수 있다.
표시부(140)는 현재의 가변축 구동 모드, 예를 들어, 현재 설정된 하강구동모드 또는 사용자의 입력에 따라 설정된 하강구동모드 상태를 나타내는 정보를 표시할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같은 상승 에어백(210) 및 하강 에어백(220)에 각각 설치될 수 있는 압력센서(도시되지 않음)에서 감지된 공압 정보를 표시하는 운전석 전방에 설치되는 게이지(도 2의 142)를 포함할 수 있다.
내비게이션 시스템(150)는 차량의 GPS 정보를 수신하여, 차량의 위치를 확인하고, 차량의 이동속도를 검출하여 차량의 주행 상태를 확인할 수 있다. 제어부(110)는 내비게이션 시스템(150)으로부터 차량의 주행 상태를 나타내는 정보를 수신하여 차량이 주행중인지 여부 및 차량의 이동 속도 정보를 수신할 수 있다. 제어부(110)는 차량이 주행중인 경우 제1 하강구동모드를 이용하여 가변축(20)을 제어하고, 차량이 정차중인 경우 제2 하강구동모드를 이용하여 가변축(20)을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 차량의 주행속도에 따라 가변축(20)을 안정적으로 동작시키기기 위한 복수의 하강구동모드를 설정할 수 있다. 차량이 20 [km/h]의 저속 주행상태인 경우, 차량이 60 [km/h] 이상의 고속 주행상태인 경우 등으로 나누어 차량의 가변축(20)의 구동속도를 조절할 수 있다. 또는 차량의 주행속도가 가속 또는 감속상태인 경우와 같이 차량의 안정적인 운행이 필요한 구간인 경우에는 제어부(110)는 가변축(20)의 구동상태가 변화가 되지 않도록 설정하는 잠금 구동모드를 설정할 수도 있다.
감지부(160)는 차고의 높이를 측정하기 위한 복수의 다양한 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 감지부(160)는 화물의 적재상태 또는 화물이 이송될 도크 상태 등을 촬영하는 카메라, 차고의 높이를 측정하는 거리 센서 등을 포함할 수 있다. 제어부(110)는 사용자 입력에 따라 감지부(160)에 포함된 하나 이상의 감지 센서의 감지 영상 또는 감지 데이터를 표시부(140)를 통해 표시하도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 설치된 차량의 가변축 제어 장치의 적재함 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2의 박스 A에 포함되는 복동 솔레노이드 밸브(230), 축 승강 스위치(232), 게이지(234)와 박스 B에 포함된 증압용 솔레노이드 밸브(240), 증압용 스피드 컨트롤러(242), 감압용 솔레노이드 밸브(250), 감압용 스피드 컨트롤러(252)는 도 5에 도시된 바와 같은 가변축 제어용 컨트롤 박스함에 설치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변축 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 제어부(110)는 가변축(20)의 구동을 위한 하강 에어백(220)으로의 공기의 유출 또는 유입에 대응하는 공압 속도에 따라 구별되는 복수의 하강구동모드 중 하나의 하강구동모드를 설정한다(610).
제어부(110)는 설정된 하강구동모드에 따라 가변축 구동부(120)를 제어하여 가변축을 제어한다(620).
전술한 바와 같이, 복수의 하강구동모드는 제1 임계값 이하의 제1 공압 속도로 가변축을 구동하는 제1 하강구동모드와, 제1 하강구동모드의 제1 임계값보다 큰 제2 임계값 이상의 제2 공압 속도로 가변축을 구동하는 제2 하강구동모드를 포함하고, 여기에서, 공압 속도는 증압 속도 및 감압 속도를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 가변축 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 제어부(110)가 사용자 입력 신호에 따라 또는 적재하중이 허용하중 이상인 경우, 가변축 구동부(120)가 가변축(20)을 하강하도록 제어한다(710).
가변축(20)이 하강된 상태 즉, 가변축 하강 모드에서, 제어부(110)는 차량의 주행 정보를 수신하고(720), 차량의 운행 상태 및 위치를 포함하는 차량의 주행상황을 결정한다(730).
차량의 주행상황이 일정 속도 이상으로 주행중인 상황으로 결정되는 경우(740), 제어부(110)는 제1 하강구동모드를 설정하고(742), 제1 하강구동모드에 따라 가변축 구동부를 제어할 수 있다(744).
차량의 주행상황이 차량이 적재물을 상하차하는 상황으로 결정되는 경우(750), 제어부(110)는 제1 하강구동모드보다 빠른 제2 하강구동모드를 설정하고(752), 제2 하강구동모드에 따라 가변축 구동부를 제어할 수 있다(754).
차량의 주행상황을 결정하지 못하는 경우(742), 제어부(110)는 복수의 하강구동모드 중 사용자 입력부(130)로부터 선택 입력에 따른 하나의 하강구동모드를 설정하고(762), 설정된 하강구동모드에 따라 가변축(20)을 제어할 수 있다(764).
본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
10: 가변축 제어장치 110: 제어부
112: 가변축 구동모드 설정부 114: 가변축 조절부
120: 가변축 구동부 130: 사용자 입력부
140: 표시부 150: 내비게이션 시스템
160: 감지부 20: 가변축

Claims (8)

  1. 외부의 에어탱크로부터 공기압을 제공받아 가변축을 지면으로부터 올리는 상승 에어백 및 가변축을 지면으로 내리는 하강 에어백에 각각 공급함으로써 가변축을 상승 및 하강하도록 제어하는 차량의 가변축 제어장치로서,
    상기 가변축의 하강 상태에서 하강 에어백으로의 증압 속도 또는 감압 속도를 조절하도록 구성된 복수의 하강구동모드 중 하나의 하강구동모드를 설정하고, 설정된 하강구동모드에 따라 가변축을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 상승 에어백 및 하강 에어백을 구동하는 가변축 구동부; 를 포함하고,
    상기 복수의 하강구동모드는 제1 임계값 이하의 제1 공압 속도로 가변축을 구동하는 제1 하강구동모드와, 제1 하강구동모드의 제1 임계값보다 큰 제2 임계값 이상의 제2 공압 속도로 가변축을 구동하는 제2 하강구동모드를 포함하고,
    여기에서, 공압 속도는 증압 속도 및 감압 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 차량이 주행중인 경우 제1 하강구동모드를 이용하여 가변축을 제어하고, 차량이 정차중인 경우 제2 하강구동모드를 이용하여 가변축을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 임계값은 0.2 [bar/sec] 내지 0.5 [bar/sec]의 제1 임계범위 내의 제1 공압속도를 나타내고,
    상기 제2 임계값은 2.0 [bar/sec] 내지 2.5 [bar/sec]의 제2 임계범위 내의 제2 공압속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가변축 구동부는,
    하강 에어백으로의 공압을 증가시키도록 구성된 증압용 솔레노이드 밸브;
    증압용 솔레노이드 밸브의 증압 속도를 조절하는 증압용 스피드 컨트롤러;
    하강 에어백으로의 공압을 감소시키도록 구성된 감압용 솔레노이드 밸브;
    감압용 솔레노이드 밸브의 감압 속도를 조절하는 감압용 스피드 컨트롤러; 및
    증압용 솔레노이드 밸브의 구동에 따라 하강 에어백으로의 공압을 증가시키고, 감압용 솔레노이드 밸브의 구동에 따라 하강 에어백의 공압을 감소시키는 릴레이 밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 주행 정보를 수신하고, 차량의 운행 상태 및 위치를 포함하는 차량의 주행상황을 결정하고,
    차량의 주행상황이 일정 속도 이상으로 주행중인 상황으로 결정되는 경우, 제1 하강구동모드를 설정하고, 제1 하강구동모드에 따라 가변축 구동부를 제어하고,
    차량의 주행상황이 차량이 적재물을 상하차하는 상황으로 결정되는 경우, 제2 하강구동모드를 설정하고, 제2 하강구동모드에 따라 가변축 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 릴레이밸브는 에어탱크와 제1 호스를 통해 연결되고, 하강에어백과 제2 호스를 통해 연결되고, 하강에어백의 공기를 배기하는 배기구를 포함하도록 구성되고,
    상기 증압 솔레노이드밸브로부터 증압신호가 수신되면, 릴레이밸브는 에어탱크의 공기를 제1 호스를 통해 공급받고, 공급받은 공기를 제2 호스를 통해 하강 에어백으로 공급하여, 하강 에어백을 증압하고,
    감압 솔레노이드밸브로부터 감압신호가 수신되면, 릴레이밸브는 하강 에어에어백의 공기를 제2 호스를 통해 공급받고, 공급받은 공기를 배기구로 배기하여 하강 에어백을 감압하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가변축 제어 장치는 하강구동모드의 선택 입력을 수신하는 사용자 입력부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 복수의 하강구동모드 중 사용자 입력부로부터 선택 입력에 따른 하나의 하강구동모드를 설정하고, 설정된 하강구동모드에 따라 가변축을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어 장치.
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