KR19990025860U - 차량의 쇽 업쇼버 제어장치 - Google Patents

Abstract

차량의 쇽 업쇼버 제어장치는 차량이 저속 및 고속 또는 좌우회전시 쇽 업쇼버의 압력을 제어하여 주행안정성을 유지할 수 있도록 한 것으로서, 차량의 앞 뒤축에 각각 장착된 복수개의 쇽 업쇼버를 구비한 차량에 있어서, 상기 복수개의 쇽 업쇼버내부의 압력을 각각 감지하는 압력감지부와; 차량의 주행속도를 감지하는 차속감지부와; 차량의 곡선도로 주행시 조향각을 검출하는 조향각감지부와; 상기 복수개의 쇽 업쇼버의 실린더내로 오일을 공급하기 위한 오일을 저장하고 있는 오일탱크와; 오일탱크에 저장된 오일을 일 제어신호에 따라 상기 쇽 업쇼버로 각각 공급하기 위해 펌핑하는 펌프와; 일 제어신호에 따라 상기 각 펌프에서 펌핑되는 오일을 상기 복수개의 각 쇽 업쇼버에 각각 공급 및 리턴을 차단하는 체크밸브와; 일 제어신호에 따라 상기 복수개의 쇽 업쇼버에서 오일탱크의 오일이 각각 리턴 및 리턴을 차단시키는 드레인밸브와; 상기 각각의 압력감지부와 차속감지부 및 조향각감지부에서 인가되는 각각의 감지신호에 따라 상기 각각의 체크밸브와 드레인밸브에 상기 일 제어신호를 제공하는 제어부로 구성됨에 그 요지가 있다.

Description

차량의 쇽 업쇼버 제어장치

본 고안은 차량의 쇽 업쇼버(Shock absorber)에 관한 것으로서, 특히 차량이 저속 및 고속 또는 좌우회전시 쇽 업쇼바의 압력을 제어하여 주행안정성을 유지할 수 있도록 한 차량의 쇽 업쇼버 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 현가장치는 바퀴를 통해 노면으로부터 전달되는 충격 및 진동을 완충하여 차체와 화물의 보호는 물론 차량의 승차감을 좋게하기 위해 제공되는 것으로서, 노면으로부터의 충격을 완충하는 스프링(미도시) 및 상기 스프링의 내측에 수직방향으로 설치되어 스프링의 자유진동을 제어하여 스아감을 좋게하는 쇽 업쇼버를 구비하고 있으며, 차량의 선회시에 차체에 가해지는 원심력으로 인해 차체에 발생하는 기울기를 최소화하기 위하여 차체의 롤을 감소시켜 차체의 평형을 유지시키는 스태빌라이저(Stabilizer)를 포함하고 있다.

상기 쇽 업쇼버는 상하운동 에너지를 열로 바꾸는 작용을 하는 것으로 그 방법에 따라 고체마찰식과 유압식이 있으며 일반적으로 유압식을 낳이 사용하고 있으며 고체마찰식은 현재 거의 사용하지 않는다.

또한, 작동에 따른 형식은 늘어날 때에만 감쇠력을 발휘하는 단동식과 늘어날 때와 줄어들 때에 다 같이 감쇠력을 발휘하는 복동식이 있다. 이러한 단동식과 복동식의 쇽 업쇼버를 통형 쇽 업쇼버라고 한다. 통형 쇽 업쇼버중 단동식 쇽 업쇼버는 도 1에 도시된 바와 같이 안내(Guide)를 겸한 가늘고 긴 원통을 서로 결합한 구조로 되어 있으며, 내부에는 차축측과 연결되는 실린더(11)와 차체측에 연결된 피스톤(14)을 갖추고 있으며 실린더(11)내에는 오일이 가득채워져 있다. 피스톤(14)에는 오일이 통과하는 작은 구멍(Orifice)(12)이 설치되어 있으며, 오리피스(12)에는 그것을 개폐하는 자동밸브(13)가 장착되어 있다. 단동식의 경우에는 리바운드(신장)시에 즉, 도 1a에 도시된 바와 같이 오일이 오리피스(12)를 통과할 때 그 저항에 의해 제진작용을 하며 바운드(압축)시에는 피스톤(14)에 설치된 밸브(13)가 열려 오일은 저항없이 피스톤(14)을 통과할 수 있기 때문에 제진작용은 하지 않는다. 그러나, 복동식은 신장시나 압축시 저항을 발생하지 않도록 되어 있다.

단동식 쇽 업쇼버는 바운드시(도 1b참조)에 저항이 없으므로 충격을 차체에 주지 않으며 나쁜 도로에서는 유리하며, 복동식은 발진시, 또는 제진시의 노스 업(Nose Up)이나 노스 다운(Nose Down)을 방지하여 주행안정상을 향상시킬 수 있으나 오리피스(12)나 밸브(13)기구가 다소 복잡해 진다.

이와 같은 통형 쇽 업쇼버는 링크나 로드를 사용하지 않고 직접 새시 스프링과 병렬로 장치되므로 링크기구 등에 의한 마찰손실이 없으며, 실린더(11)내에 발생하는 유압도 낮고 구조가 간단하여 대량생산이 용이한 특징을 가지고 있지만 피스톤(14)의 스트로크가 길어 실린더(11)의 공작에 다소 난점이 있다. 또한, 대형자동차에서는 스페이스(Space)의 관계상 장착이 곤란한 경우가 많으며 일반적으로 소형, 중형차에 많이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술에 따른 차량의 쇽 업쇼버는 쇽업쇼버의 양측에 장착된 쇽 스프링의 탄성력이 일정하게 유지되고 있으므로 주행중 노면으로부터 충격 및 진동 등을 적절히 고려하여 예상되는 탄성력을 미리 계산하는 것에 의해 적절한 탄성력을 보유시켜야만 하였다. 따라서, 탄성력의 변위가 큰 경우 예를들면 곡선도로의 주행시 등에 차체가 일측으로 기울어짐으로 인해 선회반경방향 외측의 쇽 업쇼버에는 상대적으로 많은 부하를 받게되나 내측은 상대적으로 적은 부하를 받게 되어 차체가 외측으로 기울어지는 현상이 뚜렷하게 나타나게 되는 경우에는 이를 충분하게 흡수하지 못하게 되어 주행안정성이 떨어짐은 물론 상기와 같은 현상은 선회반경이 좁을수록 기울어짐은 더욱 커지게 되는 문제점이 있다.

믈론, 대부분의 차량에는 곡선도로 주행시의 안정성을 위하여 양측바퀴의 회전수를 가변하는 차동장치 및 스테빌라이저를 구비하고 있으나 현재 자동차의 곡선주행시에는 상기와 같은 문제점을 완벽하게 해소할 수 없는 실정이다.

따라서, 본 고안은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 고안의 목적은 차량이 저속 및 고속 또는 곡선도로를 주행시 이를 감지하여 쇽 업쇼바의 압력을 외부에서 제어하여 주행안정성을 유지할 수 있도록 한 차량의 쇽 업쇼버 제어장치를 제공함에 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 차량의 쇽 업쇼버의 구조 및 작용원리를 나타낸 도면

도 2는 본 고안에 따른 쇽 업쇼버의 제어장치의 블록구성을 나타낸 도면

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

20 : 저장부 21 : 차속감지부

22 : 조향각감지부 23 : 제어부

24 : 오일탱크 25, 26 : 펌프

27, 28, 29, 30 : 밸브 31, 32 : 쇽 업쇼버

33, 34 : 압력감지부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 차량의 쇽 업쇼버 제어장치의 특징은 차량의 앞 뒤축에 각각 장착된 복수개의 쇽 업쇼버를 구비한 차량에 있어서, 상기 복수개의 쇽업쇼버내부의 압력을 각각 감지하는 압력감지부와; 차량의 주행속도를 감지하는 차속감지부와; 차량의 곡선도로 주행시 조향각을 검출하는 조향각감지부와; 상기 복수개의 쇽 업쇼버의 실린더내로 오일을 공급하기 위한 오일을 저장하고 있는 오일탱크와; 오일탱크에 저장된 오일을 일 제어신호에 따라 상기 쇽 업쇼버로 각각 공급하기 위해 펌핑하는 펌프와; 일 제어신호에 따라 상기 각 펌프에서 펌핑되는 오일을 상기 복수개의 각 쇽 업쇼버에 각각 공급 및 리턴을 차단하는 체크밸브와; 일 제어신호에 따라 상기 복수개의 쇽 업쇼버에서 오일탱크의 오일이 각각 리턴 및 리턴을 차단시키는 드레인밸브와; 상기 각각의 압력감지부와 차속감지부 및 조향각감지부에서 인가되는 각각의 감지신호에 따라 상기 각각의 체크밸브와 드레인밸브에 상기 일 제어신호를 제공하는 제어부로 구성됨에 있다.

이하, 본 고안에 따른 차량의 쇽 업쇼버 제어장치의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 차량의 쇽 업쇼버 제어장치의 블록구성을 나타낸 도면으로서, 도 2를 참조하여 그 구성을 살펴보면 앞뒤차축에 장착된 각각의 쇽업쇼버(31, 32)내부의 압력을 감지하는 제 1, 2 압력감지부(33, 34)와, 차량의 주행속도를 감지하는 차속감지부(21)와, 차량의 곡선도로 주행시 조향각을 검출하는 조향각감지부(22)와, 쇽 업쇼버(31, 32)의 실린더내로 오일을 공급하기 위한 오일을 저장하고 있는 오일탱크(24)와, 오일탱크(24)에 저장된 오일을 일 제어신호에 따라 상기 쇽 업쇼버(31, 32)로 공급하기 위해 펌핑하는 제 1, 2 펌프(26, 25)와, 일 제어신호에 따라 상기 제 1, 2 펌프(26, 25)에서 펌핑되는 오일을 상기 쇽 업쇼버(31, 32)에 공급 및 리턴을 차단하는 제 1, 2 체크밸브(27, 28)와, 일 제어신호에 따라 쇽 업쇼버(31, 32)에서 오일탱크(24)의 오일이 리턴 및 리턴을 차단하는 제 1, 2 드레인밸브(29, 28)와, 제 1, 2 압력감지부(33, 34)와 차속감지부(21) 및 조향각감지부(22)에서 인가되는 각각의 감지신호에 따라 제1, 2체크밸브(26, 25)와 제1, 2 드레인밸브(29, 30)에 상기 일 제어신호를 제공하는 제어부(23)로 구성된다. 여기서, 오일탱크(24)에서 공급되는 오일은 쇽업쇼버(31, 32)의 실린더내부로 유입될 수 있도록 유로가 형성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 차량의 쇽 업쇼버 제어장치의 동작을 살펴보기로 한다.

먼저, 차량주행중에 차속감지부(21)와 조향각감지부(22)에서는 차량의 주행속도와 조향각을 각각 검출하여 제어부(23)로 인가한다.

제어부(23)는 상기 차속감지부(21)와 조향각감지부(22)에서 감지되어 인가되는 차량의 현재 주행속도와 조향각정도를 기 설정된 기준값과 각각 비교하게 된다. 비교결과, 현재 고속으로 주행하고 있는 상태에고 조향각이 기준각이하가 되어 차량이 고속으로만 주행을 하게 되는 경우 제어부(23)는 제 1, 2 펌프(26, 25)와 제 1, 2 체크밸브(27, 28)에 구동 제어신호를 제공하여 펌프(26, 25) 및 제 1, 2 체크밸브(27, 28)를 구동하게 된다. 따라서, 오일탱크(24)에 저장된 오일을 좌우측 각각의 쇽 업쇼버(31, 32)에 오일을 공급하여 쇽업쇼버(31, 32)내의 실린더의 압력을 상승시킨다. 실린더의 압력이 상승함에 따라 좌우측 쇽업쇼버(31, 32)의 구동은 하드(Hard)하게 구동이 되는 것이다.

한편, 차속감지부(21)와 조향각감지부(22)에서 차량의 현재속도와 조향각을 검출한 결과 현재 차량이 저속으로 직진도로 또는 완만한 선회도로를 주행하고 있다고 판단되면 상기 하드하게 구동되고 있는 쇽업쇼버(31, 32)의 압력을 소프트(Soft)하게 제어를 하게 된다. 즉, 제어부(23)는 제 1, 2 펌프(26, 25) 및 제 1, 2 체크밸브(27, 28)의 구동을 차단하고, 제 1, 2 드레인밸브(29, 28)을 구동(Open)시켜 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32) 실린더내에 있는 오일을 오일탱크(24)로 리턴되게 한다. 이때, 제 1, 2 압력감지부(33, 34)는 계속하여 압력을 감지하게 되는데 기 설정된 소프트한 기준 압력값이 될 때까지 계속하여 오일을 오일탱크(24)로 리턴시킨다. 그러다가 기 설정된 소프트한 기준압력값에 도달하게 되면 제어부(23)는 제 1, 2 드레인밸브(29, 30)를 클로우즈시켜 오일의 리턴을 차단하게 되는 것이다. 따라서, 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32) 모두를 소프트하게 구동하게 하는 것이다.

그러나, 차속감지부(21)와 조향각감지부(22)에서 감지결과 차량이 현재 고속으로 달리고 있을 경우 좌 또는 우측으로 선회를 하게되는 경우에는 보통의 운전자들은 속도를 저속으로 낮춘다음 좌 또는 우측으로 선회를 하게 된다. 이럴 경우에 제어부(23)는 상술한 바와 같이, 제 1, 2 펌프(26, 25)와 제 1, 2 체크밸브(27, 28)를 모드 구동을 차단시키고 제 1, 2 드레인밸브(29, 30)를 오픈시킨다. 따라서, 쇽업쇼버(31, 32)의 실린더내에 있는 오일을 오일탱크(24)로 제 1, 2 드레인밸브(29, 30)를 통해 오일탱크로 리턴시키게 된다.

이와 같이 오일이 오일탱크(24)로 리턴이 되는 도중에 제 1, 2 압력감지부(33, 34)에서는 쇽 업쇼버(31, 32)내의 실린더압력을 검출하여 기 설정되어 있는 소프트한 오일압력값과 동일하게 되는 압력값이 검출되면 제어부(23)는 제 1, 2 드레인밸브(29, 30)를 클로우즈시켜 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32)를 소프트하게 구성을 하게 되는 것이다.

이어, 좌 또는 우회전을 하기 때문에 회전하는 반대방향의 쇽 업쇼버(31, 32)를 하드하게 구성을 하게 된다. 예를 들면 저속으로 좌회전을 하게 되는 경우 제어부(23)는 제 2 펌프(25)와 제 2 체크밸브(28)를 구동시켜 오일탱크(24)로부터 우측업쇼버(32)의 즉, 우측 앞뒤측 쇽 업쇼버(32a, 32b)에 오일을 공급하여 압력을 좌측 쇽 업쇼버(31)의 압력보다 높게하여 우측 쇽업쇼버(32)의 구동을 하드하게 함으로써, 고속조측선회시 주행안정성을 유지하게 되는 것이다. 이때, 제 2 압력감지부(34)에서 쇽 업쇼버(32)의 압력을 감지하여 감지된 압력값이 기 설정된 압력값에 도달하게 되면 제 2 펌프(25)와 제 2 체크밸브(28)의 동작을 차단하여 그 압력값으로 쇽 업쇼버(32)를 유지시킨다.

이와 같이 좌회전이 완료되고 다시 직진도로를 저속에서 고속으로 주행을 하게 되는 경우에는 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32)의 압력을 동일하게 유지시켜야 하기 때문에 제어부(23)는 좌측펌프와 좌측 체크밸브 즉, 제 1 펌프(26)와 제 1 체크밸브(27)를 구동하여 오일탱크(24)로부터 오일을 좌측 쇽 업쇼버(31)에 공급을 하게 되는데 이때, 제 1 압력감지부(33)는 압력의 변화를 계속하여 검출하여 제어부(23)로 제공한다. 따라서, 제어부(23)는 좌측 쇽 업쇼버(31)의 압력값이 우측 쇽 업쇼버(32)의 압력값과 동일할 때 까지 계속하여 오일을 공급하여 압력을 높혀주게 된다. 이와 같이 압력을 상승시키는 과정에서 제 1 압력감지부(33)와 제 2 압력감지부(34)에서 감지한 압력값이 서로 동일하다고 판단되면 제어부(23)는 제 1 펌프(26)와 제 1 체크밸브(27)의 구동을 차단하여 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32)의 압력이 동일한 상태 즉, 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32)의 압력을 하드한 상태로 유지하면서 고속주행을 하게 되는 것이다.

한편, 차속감지부(21)와 조향각감지부(22)에서 차량의 현재속도와 조향각을 검출한 결과 현재 차량이 저속으로 직진도로 또는 완만한 선회도로를 주행하고 있다고 판단되면 상기 하드하게 구동되고 있는 쇽업쇼버(31, 32)의 압력을 소프트(Soft)하게 제어를 하게 된다. 즉, 제어부(23)는 제 1, 2 펌프(26, 25) 및 제 1, 2 체크밸브(27, 28)의 구동을 차단하고, 제 1, 2 드레인밸브(29, 28)을 구동(Open)시켜 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32) 실린더내에 있는 오일을 오일탱크(24)로 리턴되게 한다. 이때, 제 1, 2 압력감지부(33, 34)는 계속하여 압력을 감지하게 되는데 기 설정된 소프트한 기준 압력값이 될 때까지 계속하여 오일을 오일탱크(24)로 리턴시킨다. 그러다가 기 설정된 소프트한 기준압력값에 도달하게 되면 제어부(23)는 제 1, 2 드레인밸브(29, 30)를 클로우즈시켜 오일의 리턴을 차단하게 되는 것이다. 따라서, 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32) 모두를 소프트하게 구동하게 하는 것이다.

이와 같이 저속으로 차량이 계속하여 주행을 하게 되는 경우에는 상기와 같이 항상 소프트하게 쇽 업쇼버를 제어하고, 또한, 저속으로 완만한 곡선도로를 좌 또는 우측으로 선회를 하게 되는 경우에도 이와 같이 쇽 업쇼버(31, 32)를 소프트하게 제어하는 것이다. 왜냐하면 저속으로 좌 또는 우측으로 선회를 하게 되는 경우에는 차량이 선회하는 방향으로 기울어짐이 적기 때문에 소프트한 쇽 업쇼버(31, 32)를 이용하여도 충분하게 충격을 흡수할 수 있기 때문이다.

결국, 본 고안은 차량이 고속으로 주행하게 되는 경우 제 1, 2 펌프(26, 25)와 제 1, 2 체크밸브(27, 28)만을 구동시켜 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32)의 압력을 상승시켜 쇽 업쇼버(31, 32)를 하드하게 구성을 한다.

그리고, 고속상태에서 좌 또는 우회전을 하게 되는 경우에는 운전자가 일단 차량의 주행속도를 저속으로 감속시킨 후 좌 또는 우측으로 선회를 하게되기 때문에 먼저, 제 1, 2 펌프(26, 25)와 제1, 2 체크밸브(27, 28)의 구동을 차단하고 제 1, 2 드레인밸브(29, 30)를 오픈시켜 쇽 업쇼버(31, 32)내의 오일을 오일탱크(24)로 리턴시켜 좌우측 쇽 업쇼버(31, 32)내의 압력이 소프프하게 서로 동일하게 될 때까지 구동하고 소프트하게 유지되면 구동을 차단한다. 이어 선회하는 방향의 제 1, 2 펌프(26, 25)와 제 1, 2 체크밸브(27, 28)를 구동하여 오일을 공급함으로써,반대방향의 쇽 업쇼버(31, 32)를 하드하게 구성을 하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 차량의 쇽 업쇼버 제어장치는 고속으로 주행하게 되는 경우 좌우측 쇽 업쇼버의 압력을 상승시켜 쇽 업쇼버를 하드하게 구성을 하고, 고속상태에서 좌 또는 우회전을 하게 되는 경우에는 운전자가 일단 차량의 주행속도를 저속으로 감속시킨 후 좌 또는 우측으로 선회를 하게되기 때문에 먼저, 좌우측 쇽 업쇼버내의 압력이 소프트하게 서로 동일하게 될 때까지 구동하고 소프트하게 유지되면 구동을 차단한다. 이어 선회하는 방향의 반대방향의 쇽 업쇼버를 하드하게 구성함으로써, 차량의 고속 또는 저속 및 차량의 좌우측 선회시 차량의 주행안정성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 차량의 앞 뒤축에 각각 장착된 복수개의 쇽 업쇼버를 구비한 차량에 있어서,

   상기 복수개의 쇽업쇼버내부의 압력을 각각 감지하는 압력감지부와;

   차량의 주행속도를 감지하는 차속감지부와;

   차량의 곡선도로 주행시 조향각을 검출하는 조향각감지부와;

   상기 복수개의 쇽 업쇼버의 실린더내로 오일을 공급하기 위한 오일을 저장하고 있는 오일탱크와;

   오일탱크에 저장된 오일을 일 제어신호에 따라 상기 쇽 업쇼버로 각각 공급하기 위해 펌핑하는 펌프와;

   일 제어신호에 따라 상기 각 펌프에서 펌핑되는 오일을 상기 복수개의 각 쇽 업쇼버에 각각 공급 및 리턴을 차단하는 체크밸브와;

   일 제어신호에 따라 상기 복수개의 쇽 업쇼버에서 오일탱크의 오일이 각각 리턴 및 리턴을 차단시키는 드레인밸브와;

   상기 각각의 압력감지부와 차속감지부 및 조향각감지부에서 인가되는 각각의 감지신호에 따라 상기 각각의 체크밸브와 드레인밸브에 상기 일 제어신호를 제공하는 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 차량의 쇽 업쇼버 제어장치.