KR19990016819A - 차량의 현가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전륜에 대응하는 차륜을 제어신호에 따라 상승 또는 하강시키는 전륜현가장치와 후륜에 대응하는 차륜을 제어신호에 따를 상승 또는 하강시키는 후륜현가장치를 구비하여 노면상태에 따른 차체의 흔들림을 억제하는 현가장치에 관한 것으로 특히, 차량의 주행속도를 감지하는 차속 감지센서와, 임의의 주파수대역에 따른 광신호를 차량의 소정 거리 전방의 노면에 주사시키고 노면에 주사되는 광신호에 대한 반사광을 입력받는 광센서와, 차량 전후방의 수평여부 및 좌우의 수평여부를 검철하는 수평검출수단, 및 상기 차속 감지센서에서 감지되는 차속을 기준으로 차륜위치 제어를 위한 기준 데이터를 산출하여 상기 전륜현가장치와 후륜현가장치를 제어하여 노면의 상태에 따라 대응 차륜을 상하강시키며 상기 수평검출수단을 통해 입력되는 데이터를 기준으로 상기 전/후륜현가장치의 제어동작을 미세조정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현가 장치를 제공하면, 차량의 수평상태를 자이로를 이용하여 검출한 후 이를 기준으로 각 차륜에 구비되어 있는 현가장치를 제어하고 그에 따라 도로 노면의 상태와 무관하게 주행시 차량의 수평상태를 최대한 유지시켜 줄 수 있다.

Description

차량의 현가 장치

본 발명은 자동차의 현가장치에 관한 것으로 특히, 차량의 수평상태를 자이로를 이용하여 검출한 후 이를 기준으로 각 차륜에 구비되어 있는 현가장치를 제어하고 그에 따라 도로 노면의 상태와 무관하게 주행시 차량의 수평상태를 최대한 유지시켜 줄수 있도록 하기 위한 차량의 현가 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현가장치란 차축과 차체를 연결하여 주행중 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 차체나 여러 구성부품의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치인데, 이러한 현가장치를 구성하는 구성 요소는 흔히 새시스프링, 쇽업쇼버, 스테빌라이저(stabilizer)이며, 차축과 프레임을 연결하고 주행 중 노면에서 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감과 자동차의 안전성을 향상시키는 기구이다.

이러한 현가장치는 노면에서의 충격을 완하고 흡수하여 진동이 차체에 직접 전달되는 것을 방지하여 차체구조, 승객, 화물을 보호하며 차륜의 상하운동에 적당한 유연성을 갖도록 해야 한다. 그리고 바퀴에 생기는 구동력, 제동력, 선회시 원심력등을 이겨 차량의 운동성을 양호한 상태로 유지시키는 것이 필연적이다.

그런데, 현재 자동차에 부착되어 있는 수동 현가장치는 노면의 굴곡에 따라 많은 양의 진동을 흡수하지 못하고 차체에 영향을 주고 있다. 특히 선회할 때, 출발할 때, 멈출 때 그리고 과속방지턱을 지날 때 이러한 진동을 흔히 볼 수 있다. 또한, 비포장길이나 고속도로를 주행할때나 갑자기 장애물을 지나칠 때 차체에 상당한 영향을 미치는 것을 볼 수 있다.

물론, 현재 판매되고 있거나 연구중인 능동 현가장치로서 그러한 영향을 줄일 수는 있으나, 크게 변하는 진동에 대해서는 적절하게 감소시키지는 못한다는 한계점이 발생되었다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 수동현가 장치로서 5Hz 이상값을 흡수하도록 댐퍼비를 낮추고 5Hz 이하를 유압실린더로 흔들림을 제거할 수 있도록하기 위한 것으로, 진동을 줄이기 위해 차체에 압전레이트 자이로를 부착하여 피치(Pitch)와 롤모션(Roll motion)를 측정한 다음 차량전체에 관련된 정보를 제어부에 공급하여, 각 차륜에 구비되어 있는 현가장치가 상관된 제어를 수행할 수 있도록 하는 현가 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자이로장치를 이용한 현가 장치의 구성 예시도

도 2는 본 발명에 따른 현가장치가 노면의 상태에 따라 동작하는 예시도

도 3은 도2에서 전륜의 현가장치를 예시한 구성도

도 4는 도2에서 후륜의 현가장치를 예시한 구성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 타이어 2A, 2B : 현가장치

3A, 3B : DC서보모터 및 기어박스 4A, 4B : 위치 조정레일

5 : 압전자이로

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 노면상태에 따른 차륜과 연계된 차축과 차체를 제어하는 현가장치의 제어를 위한 데이터 생성 방법에 있어서, 차량의 주행속도를 감지하는 제 1 과정과, 임의의 주파수 대역에 따른 광신호를 상기 제 1 과정에서 감지되어진 주행속도에 따라 가변적으로 소정 거리 전방의 노면에 주사시키는 제 2 과정과, 상기 제2 과정에서 노면에 주사되는 광신호에 대한 반사광의 상태를 입력받아 노면의 굴곡상태를 감지하는 제 3 과정, 및 상기 제 3 과정에서 감지되어진 전방의 노면상태와 상기 제 1 과정에서 감지되는 차속을 기준으로 차륜위치 제어를 위한 데이터를 산출하는 제 4 과정을 포함하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 전륜에 대응하는 차륜을 제어신호에 따라 상승 또는 하강시키는 전륜현가장치와 후륜에 대응하는 차륜을 제어신호에 따라 상승 또는 하강시키는 후륜현가장치를 구비하여 노면상태에 따른 차체의 흔들림을 억제하는 현가장치를 제어하기 위한 제어장치에 있어서, 차량의 주행속도를 감지하는 차속 감지센서와, 임의의 주파수 대역에 따른 광신호를 차량의 소정 거리 전방의 노면에 주사시키고 노면에 주사되는 광신호에 대한 반사광을 입력받는 광센서와, 차량 전후방의 수평여부 및 좌우의 수평여부를 검출하는 수평검출수단, 및 상기 차속 감지센서에서 감지되는 차속을 기준으로 차륜위치 제어를 위한 기준 데이터를 산출하여 상기 전륜현가장치와 후륜현가장치를 제어하여 노면의 상태에 따라 대응 차륜을 상하강시키며 상기 수평검출수단을 통해 입력되는 데이터를 기준으로 상기 전/후륜현가장치의 제어동작을 미세조정하는 제어부를 포함하는데 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도1은 차량에 본 발명에 따른 현가 장치를 적용한 경우의 예를 도시한 예시도로서, 그 동작 특성을 살펴보면 다음과 같다. 이때, 도1에서는 참조번호를 사용하지 않았다.

우선, 도시하지 않은 속도센서에서 차량의 주행속도를 감지하게 되고, 감지되는 차속에 따라 차량의 전방에 구비되어 있는 빔센서의 빔 조사범위를 제어하게 된다. 이때, 빔센서의 빔 조사거리는 DC서보모터를 통해 제어된다.

상기 빔센서에서는 임의의 주파수 대역에 따른 빔을 발생시켜 노면에 주사시키고 이 주사되는 빔의 반사광의 상태를 입력받아 노면의 굴곡상태를 감지하게 된다.

상기 빔센서에서 감지되는 노면의 정보는 제어기에 제공되며, 제어기에서는 상기 속도센서에서 검출되는 현재 차량의 차속을 감안하여 전방의 노면상태에 따른 현가장치의 제어를 준비한다.

이후, 굴곡상태가 감지된 임의의 노면을 차량이 통과하는 과정에서 상기 제어기는 준비된 데이터를 기준으로 현가장치의 제어를 수행하고 또한, 현가장치의 제어를 수행하는 와중에 차량 전후방의 수평여부를 검출하는 압전자이로y와 차량좌우의 수평여부를 검출하는 압전자이로x에서 현재 차량의 수평여부에 따른 데이터를 입력받아 현가장치를 제어하고 있는 데이터를 정정하게 된다.

따라, 미리 준비되어 있는 데이터에 의하여 수행되는 현가장치의 제어과정을 보다 미세하게 조정가능하다.

상술한 내용은 본 발명에 따른 현가장치의 전체적인 제어과정을 설명한 것으로서, 보다 세부적인 제어과정은 첨부한 도2 내지 도4를 참조하여 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 현가장치가 노면의 상태에 따라 동작하는 예를 도시한 것이며, 도3은 도2에서 전륜의 현가장치를 예시한 것이고, 도4는 도2에서 후륜의 현가장치를 예시한 것이다.

도2에서, 노면에서 임의의 부분이 돌출되어 있어 그 곳을 통과하는 과정에서 임의의 해당 차륜이 전륜인 경우 현가장치(2A)에 의해 차륜이 상승하고 다른 부분의 차륜은 하강한다. 단, 전륜에서의 차륜 상승과 하강은 첨부한 도3에 도시되어 있는 바와 같이 제어기에 의해 제어되는 DC서보모터 및 기어박스(3A)의 동작에 따라 현가장치(2A)의 상승 또는 하강에 따라 이루어진다.

이때, 이러한 동작의 수행에서 차량 좌우의 수평여부를 검출하는 제 1 압전자이로(5)에 의하여 차량의 수평상태가 제어기에 전달되고, 상기 제어기에서는 각 차륜에 구비되어 있는 상기 DC서보모터 및 기어박스(3A)를 조정하여 현가장치의 제어동작을 보정하게 된다.

반면에, 후륜의 경우, 노면의 돌출 상황에 따라 제어기의 제어에 따라 현가장치(2A)에 의해 차륜이 상승 또는 하강하게 되는데, 전륜과 달리 현가장치의 동작 지지점이 변화(첨부한 도4 참조)함에 따라 동작하게 된다.

즉, 위치 조정레일(4B)에 구비되어 있는 DC서보모터 및 기어박스(3B)가 정상상태에서 상기 위치 조정레일(4B)을 따라 차륜의 위치에서 멀어지면 차륜이 상승하고, 반대로 차륜과 가까워 지면 해당 차륜이 하강한다.

이때의 수평의 정도는 전륜과 마찬가지로 제 1 압전자이로(5)에 의하여 검출되어 제어기에 전달되고, 상기 제어기에서는 각 차륜에 구비되어 있는 상기 DC서보모터 및 기어박스(3B)를 조정하여 현가장치의 제어동작을 보정하게 된다.

또한, 전체적으로 각 차륜의 위치 조정에 따른 차량 전후방의 수평여부는 제 2 압전자이로(도시하지 않았음)에 의해 검출되어 전륜과 후륜의 현가장치 제어에 따른 상관관계를 유지시켜준다.

상술한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 차량의 현가 장치를 제공하면, 차량의 수평상태를 자이로를 이용하여 검출한 후 이를 기준으로 각 차륜에 구비되어 있는 현가장치를 제어하고 그에 다라 도로 노면의 상태와 무관하게 주행시 차량의 수평상태를 최대한 유지시켜 줄 수 있다.

Claims (2)

1. 노면상태에 따른 차륜과 연계된 차축과 차체를 제어하는 현가장치의 제어를 위한 데이터 생성 방법에 있어서,

   차량의 주행속도를 감지하는 제 1 과정과;

   임의의 주파수 대역에 따른 광신호를 상기 제 1과정에서 감지되어진 주행속도에 따라 가변적으로 소정 거리 전방의 노면에 주사시키는 제 2 과정과;

   상기 제 2 과정에서 노면에 주사되는 광신호에 대한 반사광의 상태를 입력받아 노면의 굴곡상태를 감지하는 제 3 과정; 및

   상기 제 3 과정에서 감지되어진 전방의 노면상태와 상기 제 1 과정에서 감지되는 차속을 기준으로 차륜위치 제어를 위한 데이터를 산출하는 제 4 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 현가장치 제어 데이터 생성 방법.
2. 전륜에 대응하는 차륜을 제어신호에 따라 상승 또는 하강시키는 전륜현가장치와 후륜에 대응하는 차륜을 제어신호에 따라 상승 또는 하강시키는 후륜현가장치를 구비하여 노면상태에 따른 차체의 흔들림을 억제하는 현가장치를 제어하기 위한 제어장치에 있어서,

   차량의 주행속도를 감지하는 차속 감지센서와;

   임의의 주파수 대역에 따른 광신호를 차량의 소정 거리 전방의 노면에 주사시키고 노면에 주사되는 광신호에 대한 반사광을 입력받는 광센서와;

   차량 전후방의 수평여부 및 좌우의 수평여부를 검출하는 수평검출수단; 및

   상기 차속 감지센서에서 감지되는 차속을 기준으로 차륜위치 제어를 위한 기준 데이터를 산출하여 상기 전륜현가장치와 후륜현가장치를 제어하여 노면의 상태에 따라 대응 차륜을 상하강시키며 상기 수평검출수단을 통해 입력되는 데이터를 기준으로 상기 전/후륜현가장치의 제어동작을 미세조종하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현가 장치.