KR20020051773A - 차량용 현가장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 노면의 요철에 의한 갑작스러운 충격이 발생시 차체와 현가장치를 분리함으로써 진동의 전달을 억제하도록 된 것이다.
이를 위해 본 발명은, 차체 하부면에 설치되는 제 1전자석과, 차체와 차축을 연결하는 쇽업소버의 상단부에 고정되게 부착되고 전기력에 의해 자력을 가지며 상기 제 1전자석과 탈착가능하게 결합하는 제 2전자석과, 상기 쇽업소버의 하단부에 설치되어 노면의 요철을 감지하는 요철감지수단과, 상기 요철감지수단에 의한 노면의 요철의 감지 여부에 따라 상기 제 2전자석으로 흐르는 전류 방향을 제어가능하게 변환시켜 상기 제 1전자석과 제 2전자석을 분리시키기 위한 제어수단을 포함하여 구성된 차량용 현가장치를 제공한다.

Description

차량용 현가장치{Suspension system for automobile}
본 발명은 차량의 현가장치에 관한 것으로, 특히 차량이 주행중 노면으로부터 급작스런 충격을 받았을 때 차체와 현가장치를 순간적으로 분리시킬 수 있도록 된 차량용 현가장치에 관한 것이다.
일반적으로, 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 차체와 차축을 연결하는 쇽옵서버(10)와, 상기 쇽옵서버에 결합된 코일스프링(20)을 포함하여 구성되어, 차축과 차체를 연결하고, 주행중 노면에서 받는 충격을 흡수하여 승차감과 자동차의 주행 안정성을 향상시키는 중요한 장치이다.
그런데, 상기와 같은 종래의 현가장치에서는 차량이 주행중 노면의 요철에 의해 갑작스러운 쇽업소버의 팽창 및 수축 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 차체가 상하로 크게 진동하여 승차 불쾌감이 유발됨과 더불어, 현가장치 구성요소 뿐만 아니라 차체와 여타 부품들이 피로로 인해 손상되고 수명이 줄어드는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 차량이 주행중 노면의 요철에 의해 갑작스런 충격이 가해질 때 차체와 현가장치가 순간적으로 분리되도록 함으로써 노면으로부터 전달되는 가진을 완전히 차단할 수 있도록 한 차량용 현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 차량용 현가장치의 구조를 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 현가장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도
도 3은 도 2의 현가장치의 분리 작동을 나타낸 구성도로서,
도 3a는 노면의 요철에 의해 충격이 가해져 현가장치의 현가아암이 수축된 상태를 나타내고,
도 3b는 현가장치의 현가아암이 팽창된 상태를 나타낸다.
*도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명*
1- 현가아암 2 - 스프링
3 - 제 2전자석 4 - 차체
5 - 제 1전자석 6 - 마그네틱센서
7 - 릴레이 8 - 마이크로프로세서
9 - 스위치 41 - 이탈방지관
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차체 하부면에 설치되는 제 1전자석과, 차체와 차축을 연결하는 쇽업소버의 상단부에 고정되게 부착되고 전기력에 의해 자력을 가지며 상기 제 1전자석과 탈착가능하게 결합하는 제 2전자석과,상기 쇽업소버의 하단부에 설치되어 노면의 요철을 감지하는 요철감지수단과, 상기 요철감지수단에 의한 노면의 요철의 감지 여부에 따라 상기 제 2전자석으로 흐르는 전류 방향을 제어가능하게 변환시켜 상기 제 1전자석과 제 2전자석을 분리시키기 위한 제어수단을 포함하여 구성된 차량용 현가장치를 제공한다.
이에 따르면, 노면의 요철에 의해 갑작스런 충격이 발생시 차체와 현가장치가 분리되어 차체에 큰 진동이 전달되지 않게 된다.
그리고, 본 발명의 한 형태에 의하면, 상기 제어수단은 상기 제 2전자석에 연결된 전선에 설치되어 전류의 방향을 전환하는 릴레이와, 상기 릴레이에 연결됨과 더불어 상기 요철감지수단과 연결되어 요철감지에 따라 상기 릴레이를 제어하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서에 연결되고 사용자에 의해 외부에서 제어가능하도록 된 스위치를 포함하여 구성된다.
또한, 상기요철감지수단은 요철에 의해 상기 쇽업소버에 발생하는 변위에 의해 요철을 감지하도록 상기 쇽업소버 하단과 차륜의 인근에 설치된 마그네틱센서로 이루어진다.
또한, 본 발명의 현가장치는 상기 제 1전자석과 제 2전자석이 분리시 서로 미끌려 쇽업소버가 차체로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 제 1전자석과 제 2전자석을 둘러싸도록 된 이탈방지관을 추가로 구비한다.
그리고, 상기 제 1전자석과 제 2전자석 사이에는 제 1전자석과 제 2전자석이 분리 후 재결합될 때 충격을 완화시키기 위한 부드러운 완충용 절연재가 구비된다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 현가장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 현가장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 것으로, 본 발명의 현가장치는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 현가장치의 현가아암(1)이가 부착되는 차체(4)의 하부면에는 코일이 감겨져 전기력에 의해 자력을 발생시키는 제 1전자석(5)이 설치되고, 쇽업소버 등의 현가아암(1)의 상단부에는 상기 제 1전자석(5)과 동일방향으로 코일이 감겨져 전기력에 의해 자력을 발생시키는 제 2전자석(3)이 설치되어 있다.
그리고, 상기 제 2전자석(3)에 전원을 공급하는 전선에는 상기 제 2전자석(3)으로 통하는 전류의 방향을 전환시킴으로써 제 1전자석(5)과 제 2전자석(3)을 분리 및 부착시키는 릴레이(7)가 설치되고, 상기 릴레이(7)는 노면의 요철 발생에 따라 릴레이(7)의 작동을 제어하도록 된 마이크로프로세서(8)에 연결된다.
그리고, 상기 마이크로프로세서(8)는 노면의 요철을 감지하는 요철감지수단과 연결되어 노면의 요철 감지 여부를 전달받게 되는 바, 상기 요철감지수단은 상기 현가아암(1)의 하단부와, 차륜(;도 1참조)과 결합되는 부위에 설치되어 요철에 의한 현가아암(1)의 변위를 감지하게 되는 마그네틱센서(6)로 구성된다.
한편, 상기 마이크로프로세서(8)는 외부에서 사용자가 현가장치의 분리조작을 할 수 있도록 외부의 스위치(9)와 연결되어 있다.
또한, 상기 차체에는 상기 제 1전자석(5)과 제 2전자석(3)이 분리시 서로 미끄러져 차체와 현가장치가 분리되어 버리는 것을 방지하기 위하여 상기 제1전자석(5)과 제 2전자석(3) 외측을 둘러싸도록 이탈방지관(41)이 고정되게 설치된다.
그리고, 상기 제 1전자석(5)의 하면과 제 2전자석(3)의 상면에는 상기 제 1전자석(5)과 제 2전자석(3)이 분리되었다가 다시 재결합될 때 충격을 완화시키기 위하여 부드러운 완충용 절연재(미도시)가 부착되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 현가장치는 다음과 같이 동작하며 현가장치와 차체와의 결합 및 분리가 이루어진다.
먼저, 사용자가 운전석에서 시동을 키고 스위치(9)를 누르면 상기 마그네틱센서(6)는 이 때의 위치를 초기위치로 결정하여 마이크로프로세서(8)에 세팅하게 된다.
단, 본 발명의 상기 마그네틱센서(6)는 현가아암(1)의 변위를 감지하여 노면의 요철상태를 파악하도록 된 것이므로, 초기위치 세팅을 위하여 상기 스위치(9)를 누를 때는 반드시 이동할 모든 인원이 승차하고 화물이 적재된 후여야 한다. 즉, 초기위치 세팅 후에 차체로부터 현가장치에 가해지는 차량 중량이 변화하면 세팅된 초기위치와 실제 초기위치간에 차이가 발생하여 요철구간 통과시 마그네틱센서(6)로부터 마이크로프로세서(8)에 정확한 변위값이 전해지지 않으므로 오작동이 발생될 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 전술한 바와 같이 승차 및 적재가 완료된 상태에서 스위치(9)를 눌러줌으로써 초기위치를 세팅하여야 한다.
한편, 자동차의 아이들상태(idle)와 정상주행중에는 상기 제 1전자석(5)과 제 2전자석(3)에 일방향으로 전류가 흐르게 되는데, 이 때에는 상기 제1전자석(5)은 위쪽이 S극이되고 반대편인 아래쪽은 N극으로 된다.
마찬가지로 제 2전자석(3)은 위쪽이 S극으로 되고, 아래쪽은 N극으로 되어, 상기 제 1전자석(5)과 제 2전자석(3)은 결합되고, 이로써 차체와 현가장치가 결합된다.
이어서, 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 차량이 주행도중 노면의 요철에 의해 마그네틱센서(6)의 위치가 변하게 되면, 센서에 전류가 흐르지 못하고 이를 마이크로프로세서(8)가 인식하게 된다.
이에 따라 마이크로프로세서(8)는 릴레이(7)에 신호를 보내게 되고, 릴레이(7)에서는 전류의 방향을 반대로 전환시키게 되고, 제 2전자석(3)의 극성이 반대로 변환되어 제 1전자석(5)과 제 2전자석(3)이 분리되면서 차체와 현가장치가 분리된다.
따라서, 노면의 요철에 의한 가진이 발생할 때 차체와 현가장치가 분리되므로 갑작스런 충격이 차체로 전달되지 않게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 현가장치는 요철이 심한 면을 주행중 상기한 차체와 현가장치 분리장치의 불필요한 작동을 방지할 수 있도록 되어 있는 바, 이를 위해 상기 마이크로프로세서(8)는 운전자가 스위치를 누를 때 세팅된 초기의 센서상태가 2초 이상 변동되지 않을 경우 제 2전자석(3)에 보내지는 전류의 방향이 바뀌지 않도록 프로그램되어 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 노면의 요철에 의한 갑작스런 충격이 발생시 이를 미리 감지하여 차체와 현가장치가 분리되므로 충격이 차체로 전달되지 않게 되어 승차감이 향상되고 소음 및 진동이 저감된다.
또한, 주행중 발생하는 이상하중에 의한 현가장치와 차에의 구조물의 피로 피해, 부재의 파손 및 변형 등이 줄어들게 되어 차량 구조물의 수명을 연장시킬 수 있다.
이와 함께, 차체와 현가장치가 분리시 킹핀각(king pin angle)이 작아져 킹핀오프셋이 발생하거나 커지게 되어 조향링크의 내력과 균형이 이뤄져 제동시 복원력을 일으키게 되는 효과도 있다.

Claims (5)

  1. 차체 하부면에 설치되는 제 1전자석과, 차체와 차축을 연결하는 현가아암의 상단부에 고정되게 부착되고 전기력에 의해 자력을 가지며 상기 제 1전자석과 탈착가능하게 결합하는 제 2전자석과, 상기 쇽업소버의 하단부에 설치되어 노면의 요철을 감지하는 요철감지수단과, 상기 요철감지수단에 의한 노면의 요철의 감지 여부에 따라 상기 제 2전자석으로 흐르는 전류 방향을 제어가능하게 변환시켜 상기 제 1전자석과 제 2전자석을 분리시키기 위한 제어수단을 포함하여 구성된 차량용 현가장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 제 2전자석에 연결된 전선에 설치되어 전류의 방향을 전환하는 릴레이와, 상기 릴레이에 연결됨과 더불어 상기 요철감지수단과 연결되어 요철감지에 따라 상기 릴레이를 제어하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서에 연결되고 사용자에 의해 외부에서 제어가능하도록 된 스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 요철감지수단은 요철에 의해 상기 쇽업소버에 발생하는 변위에 의해 요철을 감지하도록 상기 쇽업소버 하단과 차륜의 인근에 설치된 마그네틱센서인 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1전자석과 제 2전자석이 분리시 서로 미끌려 쇽업소버가 차체로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 제 1전자석과 제 2전자석을 둘러싸도록 된 이탈방지관을 추가로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1전자석과 제 2전자석 사이에는 제 1전자석과 제 2전자석이 분리 후 재결합될 때 충격을 완화시키기 위한 부드러운 완충용 절연재가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
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