KR19980015655A - 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션(AAS : Auto Adjusting Suspension)에 관한 것으로, 특히 노면의 굴곡을 판단하기 위한 센서를 휠 앞에 설치하며 노면의 굴곡에 따라 쇽 업소버의 상태를 조절함으로써 차량의 주행성 및 승차감을 높일 수 있는 도로 예측이 가능한 자동 서스펜션에 관한 것이다.

상기 자동 서스펜션은 노면의 굴곡을 검출하며 검출신호를 발생하는 노면 감지수단과, 상기 노면 감지수단의 검출신호를 받아 노면의 높낮이에 따라 구동신호를 발생하기 위한 제어수단과, 상기 제어수단의 구동신호에 따라 회전되는 액튜에이터와, 상기 액튜에이터의 구동에 의해 감쇠력을 증감시키는 쇽 업소버로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명은 휠 바로 앞 부분의 도로 상태를 순간적으로 예측하여 서스펜션의 쇽 업소버를 제어함으로써 차량의 주행성을 높이며 승차감 및 안전성을 증대시켜 상품의 신뢰감을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션

본 발명은 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션(AAS : Auto Adjusting Suspension)에 관한 것으로, 특히 노면의 굴곡을 판단하기 위한 센서를 휠 앞에 설치하며 노면의 굴곡에 따라 쇽 업소버의 상태를 조절함으로써 차량의 주행성 및 승차감을 높일 수 있는 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션에 관한 것이다.

일반적으로 프레임과 차축 사이을 연결하여 차의 중량을 지지하여, 바퀴의 진동을 흡수하여 차량 탑승객의 승차감, 주행 안전성, 선회 특성을 좋게 하기 위하여 상하 진동을 흡수하는 스프링 및 상하 운동에너지를 열로 바꾸는 작용을 하는 쇽업소버를 조합한 현가장치를 사용하고 있다.

이와같은 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행할 때 차축이 노면서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달하지 않도록 하여 차체나 하물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다.

이와같이 현가장치는 노면에서 받는 충격을 완화하는 새시 스프링과, 새시 스프링의 자유 진동을 억제하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버 및 자동차가 옆으로 흔들리는 것을 방지하는 스테이빌라이저 등으로 구성되어 있다.

상기 현가장치는 구동 바퀴에 발생하는 구동력이나 제동할 때에 각 바퀴의 제동력을 차체에 전달함과 동시에 선회할 때 원심력도 견디고, 각 바퀴를 차체에 대해 바른 위치로 지지하는 역할을 한다.

이와 같은 역할을 하기 위하여 노면에서 받는 충격을 완화하기 위해 상하 방향으로 움직일 수 있는 상태의 결합이 필요하며 바퀴에서 발생되는 구동력, 제동력 및 선회할 때의 원심력 등에 견딜 수 있도록 수평 방향으로 강한 결합이 필요하다.

이와 같이 보통 주행시에는 승차감을 향상시키기 위하여 부드러워야 하고(soft), 고속 주행시에는 주행 안전성을 확보하기 위하여 딱딱해야(hard) 한다.

그러나, 현재 사용되고 있는 기계식 현가장치는 스프링 상수, 쇽 업소버의 감쇠력 등이 일정값으로 고정되어 있다. 그러므로 기계식 현가장치는 상반된 요구를 동시에 만족시킬 수 없다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 전자제어 현가장치는 주행속도와 도로 조건에 따라 스프링 상수, 쇽 업소버의 감쇠력 그리고 공기 스프링의 회로 압력 등을 가변시켜 차고를 제어하거나 차체의 자세를 제어하여, 주행 안전성과 승차감을 동시에 향상시키는 것을 목적으로 하는 전자제어 시스템이다.

이와 같은 전자제어 현가장치의 전형적인 일예가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에서 1은 ECU, 2는 차속센서, 3은 차고센서, 4는 가속센서, 5는 브레이크 센서, 6은 조향 휠 각도센서, 7은 중력센서, 8은 모드 스위치, 9는 액튜에이터, 10은 쇽 업소버를 각각 가리킨다.

이에 도시된 바와 같이 전자제어 현가장치, 다른 용어로 자동 서스펜션은 제어부에 사용되는 ECU(Electronic Control Unit)(1)의 입력측에 차속센서(2), 차고센서(3), 가속센서(4), 브레이크 센서(5), 조향 휠 각도센서(6), 중력센서(7), 모드 스위치(8)가 접속되어 있어 ECU(1)가 각각의 센서 및 스위치의 입력 신호를 받아 ECU(1)로부터 출력되는 출력신호에 의해 스텝모터로 이루어진 액튜에이터(9)가 쇽업소버(10)를 제어한다.

그러나 상기와 같은 자동 서스펜션은 여러 가지 센서로 인하여 쇽 업소버를 제어하기는 하나 노면의 굴곡을 직접적으로 측정하여 쇽 업소버를 제어하는 장치가 없어 제어가 정밀하지 못하였다.

따라서 도로 상태에 따른 반응 시간이 지연되어 도로 조건에 적절히 대응하지 못함으로써 차량이 주행성 및 안전성이 저하되며 승차감이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 이러한 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로 휠 앞에 노면의 굴곡을 직접 측정하여 쇽 업소버를 제어함으로써 차량의 주행성 및 승차감을 높일 수 있는 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션에 관한 것이다.

도1은 종래 자동 서스펜션을 나타낸 블록도,

도2는 본 발명의 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션을 나타낸 블록도,

도3은 본 발명에 따른 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션의 노면 측정 수단을 나타낸 설명도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 노면 감지수단11 : 검출로드

12 : 로울러13 : 앵글센서

14 : 쇽업소버20 : 제어수단

30 : 액튜에이터40 : 쇽 업소버

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 노면의 굴곡을 검출하여 노면상태 검출신호를 발생하는 노면 감지수단과, 상기 노면 감지수단의 검출신호를 받아 노면의 높낮이에 따라 구동신호를 발생하기 위한 제어수단과, 상기 제어수단의 구동신호에 따라 회전되는 액튜에이터와, 상기 액튜에이터의 구동에 의해 감쇠력을 증감시키는 쇽 업소버로 구성된 것을 특징으로 하는 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션을 제공한다.

또한 노면 감지수단은 노면과 접촉하도록 하단에 로울러를 형성하며 중앙부에 차체와 연결되는 쇽 업소버를 설치한 검출 로드와, 상기 검출로드 상단에 축설되어 검출로드의 각도에 따라 지면의 높낮이를 검출하도록 차체에 설치된 앵글센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서 상기한 바와 같은 본 발명은 휠 바로 앞 부분의 도로 상태를 순간적으로 예측하여 서스펜션의 쇽 업소버를 제어함으로써 차량의 주행성을 높이며 승차감 및 안전성을 증대시켜 상품의 신뢰감을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이하 상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부된 도 2는 본 발명의 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동 서스펜션의 노면 측정수단을 나타낸 설명도이다.

이에 도시된 바와같이 본 발명의 자동 서스펜션은 마이크로 프로세서 등으로 구성될 수 있는 제어수단(ECU)(20)의 입력측에 노면과 직접 면접촉하여 노면의 높낮이를 검출한 후 검출신호를 발생하는 노면 감지수단(10)이 접속되어 있고 제어수단(ECU)(20)의 출력측에는 제어수단의(20) 구동신호에 따라 스텝모터로 구성될 수 있는 액튜에이있도록(30)를 접속하여 상기 액튜에이터(30)의 회전에 따라 쇽 업소버(40)의 감쇠력을 제어하도록 되어 있다.

이러한 자동 서스펜션의 노면 감지수단(10)은 노면과 직접 면접촉할 수 있도록 검출로드(11)의 하단에 로울러(12)를 형성하고, 중앙부는 차체와 연결되어 탄성을 유지하는 쇽 업소버를 설치한 검출 로드(11)와, 상기 검출로드(11) 상단이 차체(50)에 고정 설치된 앵글센서(14)로 구성된다.

이와 같은 노면 감지수단(10)은 휠 보다 먼저 노면의 상태를 파악하기 위하여 각 휠의 전방부에 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 자동 서스펜션은 스프링 상수 및 쇽 업소버의 감쇠력과 공기 스프링의 회로 압력의 설정값에 의해 차체의 일정 높이를 유지하며 충격을 완화할 수 있도록 되어 있다. 이러한 자동 서스펜션은 노면의 높낮이에 따라 차량이 받는 진동이나 충격을 줄이기 위하여 차량 운행 중 각각의 휠 전방에 설치된 노면 감지수단(10)의 로울러(12)가 노면과 면접촉되면서 노면이 높아지면 차체(50)와 검출로드(11)의 각도가 적어지며 낮아지면 차체와 검출로드(11)의 각도가 넓어지면서 앵글센서(13)에 의해 도로의 굴곡상태가 측정된다.

이와 같이 측정값의 검출신호에 따라 제어수단(20)은 애튜에이터 구동신호를 발생한다. 이에 따라 액튜에이터(30)는 정역 회전으로 쇽 업소버(40)의 감쇠력을 증감시켜 진동이나 충격이 차체에 전달된 후 충격을 흡수하는 것이 아니라 노면의 조건을 예측하여 쇽 업소버(40)를 제어하여 승차감을 높일 수 있다.

즉, 검출신호에 의한 검출각도가 적어지면 전방에 돌출부가 있는 것으로 판단하여 쇽 업소버(40)의 길이가 길어지도록 액튜에이터(30)에 대한 구동신호를 발생하고, 검출각도가 커질 경우는 상기와 반대로 애튜에이터를 제어한다.

상기한 바와같은 본 발명은 휠 바로 앞 부분의 도로 상태를 순간적으로 예측하여 서스펜션의 쇽 업소버를 제어하여 차량의 주행성을 높이며 승차감 및 안전성을 증대시켜 상품의 신뢰감을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않은 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. (1) 노면의 굴곡을 검출하여 노면상태 검출신호를 발생하는 노면 감지수단과, (2) 상기 노면 감지수단의 검출신호를 받아 노면의 높낮이에 따라 구동신호를 발생하기 위한 제어수단과, (3) 상기 제어수단의 구동신호에 따라 회전되는 액튜에이터와, (4) 상기 액튜에이터의 구동에 의해 감쇠력을 증감시키는 쇽 업소버로 구성된 것을 특징으로 하는 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션
2. 제1항에 있어서, 상기 노면 감지수단은 노면과 접촉하도록 하단에 로울러를 형성하며 중앙부에 차체와 연결되는 쇽 업소버를 설치한 검출 로드와, 상기 검출로드 상단에 축설되어 검출로드의 각도에 따라 지면의 높낮이를 검출하도록 차체에 설치하는 앵글센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 노면 감지수단은 각 서스펜션의 전방에 설치되는 것을 특징으로 하는 도로 조건 예측이 가능한 자동 서스펜션.