KR20000021578U

KR20000021578U - 자동차의 공기현가장치

Info

Publication number: KR20000021578U
Application number: KR2019990009462U
Authority: KR
Inventors: 송영석
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-26

Abstract

본 고안은 자동차의 공기현가장치에 관한 것으로, 차체프레임과 차축을 지지하고 있는 차축지지체 사이에 설치된 공기스프링의 내압을 감지하여 내압이 과도할 경우에 이를 배출시키도록 함으로써 공기스프링의 손상을 방지함과 더불어, 차량의 거동자세에 따라 공기스프링으로의 압축공기의 공급 또는 배출을 신속하게 하여 차량을 안정된 상태로 지속시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 차량의 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이에 설치된 공기스프링(1)에 연통되도록 장착된 전자제어식 레벨링밸브(30)와, 이 전자제어식 레벨링밸브(30)에 연통되도록 설치되어 압축공기를 공급하는 서어지탱크(2), 상기 공기스프링(1)과 전자제어식 레벨링밸브(30) 사이에 설치되어 공기스프링(1)내 압력을 감지하는 압력센서(32), 상기 차체프레임(12)의 저면에 차축지지체(20)를 향해 설치된 접촉센서(34), 상기 압력센서(32)와 접촉센서(34)에 각각 연결된 제어유니트(36)를 포함하여 이루어진다.

Description

자동차의 공기현가장치{air suspension system for vehicle}

본 고안은 자동차의 공기현가장치에 관한 것으로, 특히 차체에 가해지는 하중의 크기에 따라 레벨링밸브(leveling valve)로의 공기압을 보상함에 있어 응답성을 촉진시켜 승차감의 향상함과 더불어 완전범핑(full bumping)시 공기스프링내 급격한 압력상승을 방지하여 부품의 내구수명을 증진시킬 수 있도록 된 자동차의 공기현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 현가장치는 주행중 노면으로부터 차체로 전달되는 충격을 완화시켜 승차감을 향상시키기 위한 목적으로 장착되는 것인 바, 이와 같은 목적을 수행하기 위한 현가장치중에서 압축된 공기의 공급 및 배출을 조절하여 차체에 적재되는 하중에 따라 차량의 지상고를 적절하게 제어함으로써 자세를 안정되게 할 수 있도록 하는 공기현가장치가 있는 바, 이의 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.

즉, 상기 공기현가장치는 차량의 전/후방 각 차륜측에 공기스프링(1)이 서어지탱크(2)를 구비하고서 각각 독립적으로 설치되고, 이 공기스프링(1)은 다시 공기유동관로(3)를 매개로 압력조절밸브(4)와 연결되며, 이 압력조절밸브(4)는 공기압축기(5)와 연결되는 한편, 상기 공기유동관로(3)상에는 보조탱크(6)와 배수기(7)가 각각 설치되어 있다.

이에 따라, 상기 공기압축기(5)에 의해 압축된 공기는 압력조절밸브(4)를 거쳐 일정압력으로 조절받은 다음 공기유동관로(3)를 통해 각 차륜에 설치된 서어지탱크(2)내로 유입되고, 이 서어지탱크(2)내로 유입된 압축공기는 레벨링밸브(도시안됨)의 제어를 받아 공기스프링(1)내로 적절하게 유입되거나 공기스프링(1)으로부터 배출되어 차체의 높이를 안정되게 유지시킴은 물론, 노면에서 전달되는 충격을 완화시키게 된다.

그리고, 상기 각 차륜측에 설치되어 서어지탱크(2)내에 압축된 공기를 공기스프링(1)의 내부로 적절하게 제어하여 공급하도록 된 레벨링밸브(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차체의 길이방향을 따라 좌/우로 배치된 차체프레임(12)측에 장착되고, 이 레벨링밸브(10)의 로커(도시안됨)측에 레버(14)의 일단부가 연결되며, 이 레버(14)의 타단부는 차축(18)을 장착하고 있는 차축지지체(20)에 일단부가 고정된 로드(16)의 타단부와 연결되는 한편, 상기 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이에는 레벨링밸브(10)에 의해 압축공기를 공급받아 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 이격거리를 조절하도록 된 공기스프링(1)이 설치되어 있다.

여기서, 상기 레벨링밸브(10)는 서어지탱크(2)로부터 공기유동관로(3)를 매개로 연결되어 이로부터 압축된 공기를 공급받는 유입포트(10a)와, 이 유입포트(10a)를 매개로 유입된 압축공기를 공기스프링(1)내로 공급시키는 유출포트(10b) 및, 상기 공기스프링(1)내의 압축공기를 외부로 배출시키는 배출포트(10c)를 구비하고 있으며, 상기 레벨링밸브(10)의 내부에는 레버(14)의 회동에 따라 좌우방향으로 회동되는 로커(도시안됨)와 함께, 이 로커의 회동에 의해 상기 유입포트(10a)와 유출포트(10b) 및 배출포트(10c)를 적절하게 개폐시키는 아암과 피스톤(이상 도시안됨)이 구비되어 있다.

또한, 상기 레벨링밸브(10)의 유출포트(10b)와 공기스프링(1) 사이에는 압축공기를 유동시키기 위한 공기유동관로(3)가 연결되어 있다.

이에 따라, 차량의 탑재중량이 증가하여 차체프레임(12)에 작용하는 하중이 커짐에 따라 차체프레임(12)이 차축지지체(20)를 향해 하강하게 되면, 상기 레벨링밸브(10)의 로커와 연결된 레버(14)가 상방향으로 회동되고, 이 레버(14)의 회동에 의해 상기 레벨링밸브(10)의 내부에서 로커에 의해 동작되는 아암과 피스톤은 서어지탱크(2)내에 저장된 압축공기가 유입포트(10a)를 통해 레벨링밸브(10)의 내부로 유입되도록 작동하게 되며, 이렇게 상기 레벨링밸브(10)의 내부로 유입된 압축공기는 다시 유출포트(10b)를 통해 공기스프링(1)내로 유입되어 공기스프링(1)을 팽창함에 따라, 상기 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 좁아졌던 간격이 다시 멀어지게 되어 차체의 높이조절이 가능해 지게 되는 것이다.

또한, 차량의 탑재중량이 감소하여 차체프레임(12)에 작용하는 하중이 작아지게 되어 차체프레임(12)이 차축(18)으로부터 상승하게 되면, 상기 레벨링밸브(10)의 로커와 연결된 레버(14)가 하방향으로 회동되고, 이 레버(14)의 회동에 의해 상기 레벨링밸브(10)의 내부에서 로커에 의해 동작되는 아암과 피스톤은 공기스프링(1)내에 저장되어 있는 압축공기가 배출포트(10c)를 통해 공기스프링(1)의 외부로 배출되도록 작동하게 되며, 이렇게 상기 레벨링밸브(10)의 내부로 유입된 압축공기는 다시 배출포트(10c)를 통해 공기스프링(1)의 외부로 배출되어 공기스프링(1)을 압축함에 따라, 상기 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 벌어졌던 간격이 다시 좁아지게 되어 차체의 높이조절이 가능해 지게 되는 것이다.

도면중 미설명부호 22는 차축(18)에 장착되어 노면과 직접 접촉되는 타이어이고, 24는 차체프레임(12)의 저면에 설치되어 주행중 차체가 완전범핑(full bumping)될 경우에 차축지지체(20)에 직접 접촉되어 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 이격거리를 최소한으로 보장할 수 있는 고무와 같은 유연한 재질의 범핑스토퍼(bumping stopper)이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 공기현가장치에서는 차량에 적재된 하중에 따른 차체의 자세를 레벨링밸브(10)에 의해 공기스프링(1)내로 압축공기를 선택적으로 공급 내지 방출시킴에 따라 조절되었는데, 이와 같은 상기 레벨링밸브(10)에 의한 공기스프링(1)내 압력의 조절은 압축공기를 공기유동관로(3)를 통해 유동시키는 특성상 차량의 거동에 따라 실시간으로 이루어지기가 곤란하였다.

따라서, 공기현가장치를 탑재한 차량에서 차량의 거동제어는 응답성이 뒤떨어지는 단점이 있었다.

또한, 주행중인 차량이 완전범핑될 경우에는 상기 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 이격거리가 급격하게 줄어들게 되면서 상기 공기스프링(1)내의 압력은 급격하게 상승하게 되는 바, 이때 상기 차체프레임(12)의 저면에 장착된 범핑스토퍼(24)는 이의 저부가 차축지지체(20)에 닿게 되면서 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 이격거리를 최소한으로 보장함에도 불구하고, 상기 공기스프링(1)내 급격한 압력의 상승이 빈번하게 이루어지면 공기스프링(1)은 파손되는 단점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 제반 단점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차체프레임과 차축을 지지하고 있는 차축지지체 사이에 설치된 공기스프링의 내압을 감지하여 내압이 과도할 경우에 이를 배출시키도록 함으로써 공기스프링의 손상을 방지함과 더불어, 차량의 거동자세에 따라 공기스프링으로의 압축공기의 공급 또는 배출을 신속하게 하여 차량을 안정된 상태로 지속시킬 수 있도록 된 자동차의 공기현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 차량의 차체프레임과 차축지지체 사이에 설치된 공기스프링에 서어지탱크로부터 공급되는 압축공기를 선택적으로 공급 및 차단시키도록 전자제어식 레벨링밸브를 구비하는데, 이 전자제어식 레벨링밸브는 상기 공기스프링내 압력을 감지하는 압력센서와 상기 차체프레임의 저면에 차축지지체를 향해 설치된 접촉센서로부터 입력신호를 받는 제어유니트에 의해 제어받도록 구성된다.

도 1은 종래 자동차의 공기현가장치의 구성을 도시한 개략도,

도 2는 도 1에 도시된 공기스프링의 장착상태를 도시한 상태도,

도 3은 본 고안에 따른 공기현가장치에서 요부의 개략적인 구성을 도시한 상태도이다.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

1-공기스프링 2-서어지탱크

12-차체프레임 20-차축지지체

30-전자제어식 레벨링밸브 31-솔레노이드

32-압력센서 33-배출포트

34-접촉센서 36-제어유니트

38-공기제어유니트

이하 본 고안의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 공기현가장치에서 요부의 개략적인 구성을 도시한 상태도인 바, 본 고안의 상세한 설명을 위해 종래 공기현가장치에서의 참조부위는 도 1을 참조하여 설명하기로 하며, 이에 해당되는 참조부호는 도 1에서와 동일하게 병기하기로 한다.

본 고안은 도면에 도시된 바와 같이, 차량의 차체프레임(12)과 차축(18)을 장착하는 차축지지체(20) 사이에 설치되는 공기스프링(1)에 공기유동관로(3)를 매개로 전자제어식 레벨링밸브(30)가 연결되고, 이 전자제어식 레벨링밸브(30)에는 역시 공기유동관로(3)를 매개로 서어지탱크(2)가 연결되며, 상기 공기스프링(1)과 전자제어식 레벨링밸브(30) 사이를 연통시키는 공기유동관로(3)상에는 관로내 압력을 감지하는 압력센서(32)가 설치되는 한편, 상기 차체프레임(12)의 저면에는 차축지지체(20)를 향해 접촉센서(34)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 압력센서(32)와 접촉센서(34)는 각각 제어유니트(36)에 연결되어서, 상기 압력센서(32)는 공기스프링(1)내의 압력을 제어유니트(36)에 입력하게 되고, 상기 접촉센서(34)는 주행중 차체가 급격하게 완전범핑되어 차축지지체(20)에 접촉센서(34)가 닿을 경우에 이를 제어유니트(36)에 입력하도록 되어 있다.

또한, 상기 전자제어식 레벨링밸브(30)에는 내부의 교통통로를 가변적으로 제어하기 위한 솔레노이드(31)가 구비되고, 이 솔레노이드(31)는 제어유니트(36)와 연결되어 이의 제어를 받는 공기제어유니트(38)에 연결되어 이로부터 제어받도록 되어 있다.

한편, 상기 전자제어식 레벨링밸브(30)에는 서어지탱크(2)로부터 공급받아 공기유동관로(3)내에 잔류된 압축공기를 외부로 방출시킬 수 있는 배출포트(33)가 구비되어 있어, 상기 공기유동관로(3)내에 잔류된 압축공기를 대기중으로 강제로 방출시킬 수 있도록 되어 있다.

따라서, 차량에 탑재된 하중이 증가하거나 주행중 노면으로부터 전달받는 충격으로 인해 차축(18)를 장착하고 있는 차축지지체(20)가 범핑되어 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 이격거리가 줄어들게 되면, 상기 공기스프링(1)이 수축되면서 내부의 압력이 상승하게 되는데, 이때 상기 공기스프링(1)과 연통된 공기유동관로(3)상에 장착된 압력센서(32)가 이를 감지하여 제어유니트(36)로 신호보내게 되면, 이 제어유니트(36)는 공기제어유니트(38)로 하금 솔레노이드(31)를 제어하여 전자제어식 레벨링밸브(30)를 개방시킴으로써, 상기 서어지탱크(2)내 저장된 압축공기를 공기스프링(1)내로 공급시켜 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 이격거리를 정상적인 상태로 복원시키게 된다.

또한, 상기 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 이격거리를 정상적인 상태로 복원되면, 이 상태에서의 상기 공기스프링(1)내의 적정압력을 제어유니트(36)가 기억하고 있다가 상기 압력센서(32)에 의해 검출된 공기스프링(1)내의 압력이 기억된 압력값 보다 크면, 상기 제어유니트(36)는 다시 공기제어유니트(38)로 하여금 솔레노이드(31)를 제어하여 전자제어식 레벨링밸브(30)를 폐쇄시켜 공기스프링(1)으로 공급되는 고압의 압축공기를 차단시켜 공기스프링(1)내 압력의 상승을 방지하게 된다.

즉, 상기 제어유니트(36)는 압력센서(32)를 매개로 공기스프링(1)내의 압력을 감지받아 이를 근거로 공기제어유니트(38)로 하여금 전자제어식 레벨링밸브(30)를 제어하도록 하여 공기스프링(1)내 압축공기의 압력을 적절하게 조절할 수 있게 된다.

이 결과, 상기 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 이격거리는 차량의 하중변화나 노면으로부터의 충격 등에 의한 차량의 지상고에 변화가 발생될 때, 빠른 응답성을 갖고 차량의 거동자세를 안정되게 복원시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 주행중 노면으로부터 전달되는 급격한 충격에 의해 상기 차축지지체(20)가 급상승하게 되면, 상기 공기스프링(1)내의 압력이 급상승하게 되어 공기스프링(1)의 손상이 우려되는 바, 이때 상기 접촉센서(34)가 차축지지체(20)와의 접촉을 제어유니트(36)로 신호보내게 되고, 그로 인해 상기 제어유니트(36)는 공기제어유니트(38)로 하여 전자제어식 레벨링밸브(30)를 제어하여 배출포트(33)를 개방시키게 되는데, 그 결과 상기 공기스프링(1)내에서 가압으로 상승된 공기가 대기중으로 방출되어 공기스프링(1)은 안정된 내압을 유지할 수 있어 손상이 방지될 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 자동차의 공기현가장치에 의하면, 차량의 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이의 이격거리에 따른 차량의 거동자세를 실시간으로 제어되는 전자제어식 레벨링밸브(30)를 매개로 하여 공기스프링(1)내 압력을 조절할 수 있음에 따라 승차감이 향상될 뿐만 아니라, 노면으로부터의 급격한 충격의 전달로 상기 공기스프링(1)이 완전범핑될 경우에는 공기스프링(1)내 압력을 저하시킬 수 있도록 하여 공기스프링(1)의 손상을 방지할 수 있어 부품의 내구성이 증진되는 효과가 있게 된다.

Claims

차량의 차체프레임(12)과 차축지지체(20) 사이에 설치된 공기스프링(1)에 연통되도록 장착된 전자제어식 레벨링밸브(30)와, 이 전자제어식 레벨링밸브(30)에 연통되도록 설치되어 압축공기를 공급하는 서어지탱크(2), 상기 공기스프링(1)과 전자제어식 레벨링밸브(30) 사이에 설치되어 공기스프링(1)내 압력을 감지하는 압력센서(32), 상기 차체프레임(12)의 저면에 차축지지체(20)를 향해 설치된 접촉센서(34), 상기 압력센서(32)와 접촉센서(34)에 각각 연결된 제어유니트(36)를 포함하여 이루어지는 자동차의 공기현가장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전자제어식 레벨링밸브(30)가 내부의 교통통로를 가변적으로 제어하는 솔레노이드(31)를 구비하고, 이 솔레노이드(31)는 상기 제어유니트(36)에 의해 제어받는 공기제어유니트(38)에 의해 제어받도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 공기현가장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전자제어식 레벨링밸브(30)에는 내부에 잔류된 압축공기를 대기중으로 방출시킬 수 있는 배출포트(33)를 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 공기현가장치.