KR20020074862A

KR20020074862A - 자동차의 에어 스프링 전자 제어장치 및 그방법

Info

Publication number: KR20020074862A
Application number: KR1020010014919A
Authority: KR
Inventors: 김한철
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-10-04
Also published as: KR100418616B1

Abstract

본 발명은 자동차의 에어 스프링 전자 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로 특히, 에어탱크내에 충진된 공기를 적재화물 또는 승객의 증감에 대응하여 전,후,좌,우 바퀴측에 설치되어 있는 각 에어 스프링의 에어백내에 공급시켜 차의 높이가 일정하게 유지되도록 하는 차량의 현가 시스템에 있어서, 상기 에어탱크와 전,후,좌,우 에어 스프링의 에어백 사이를 연결시켜 주는 관체상에 각각 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브를 설치하고, 상기 에어백내에는 미세 변위량을 전압으로 검출하는 변위계를 각각 설치하며, 상기 변위계와 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브 사이에는 상기 변위계의 출력신호를 에어 스프링의 표준값과 비교하여 그 결과에 따라 해당 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브에 온 또는 오프신호를 발생시키는 제어부를 설치하여, 승차감과 조안성을 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 차량의 현가 시스템 자체에 대한 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차의 에어 스프링 전자 제어장치 및 그 방법{System and method for electronically controlling an air spring}

본 발명은 자동차의 에어 스프링 전자 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세히는, 에어 탱크와 에어 스프링 사이에 설치되던 기계식 레벨링 밸브 대신 전자식 공급 및 배기용 솔레노이드를 설치하고, 에어 스프링의 에어백내에는 미세변위량을 전압으로 검출하는 변위계(Linear Variable Differential Transducer : LVDT)를 설치하여 승차인원의 증감 또는 주행중 차량의 상태 변화에 따라 에어 스프링의 높이를 정밀하게 변화시켜 승차감과 조안성을 대폭 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 고속 버스와 같은 대형 자동차에는 하중에 따라 압축공기를 에어 스프링측으로 보내거나 배출하여 자동차의 높이가 자동으로 변환되도록 하는 기능을 갖는 기계식 레벨링 밸브에 의해 제어되는 현가시스템이 구비되어 있어, 차고의 높이가 상기 레벨링 밸브에 업/다운 개폐량에 의해 승차인원의 증감에 관계없이 일정하게 유지되도록 구성되어 있다.

따라서, 종래의 기계식 레벨링 밸브에 의해 제어되는 현가 시스템이 구비된 차량은, 적재화물 또는 승객의 증감에 따라 차량의 높이가 변화하면 레벨링 밸브에 의해 차량의 높이가 일정하게 유지되므로 정차시 또는 서행시에는 큰 문제가 없다.

그러나, 상기 기계식 베벨링 밸브는 급속한 차량의 높이 변화에 민감하게 반응하지 못한 특성을 갖고 있어, 주행중 돌기물 또는 급속조타로 인해 차량의 높이 변화(Down)가 급작스럽게 이루어질 경우 레벨링 밸브에 의해 충분한 량의 공기가빠른시간내에 에어 스프링측으로 공급되거나 그로 부터 빠져나가지 못하여 승차감 및 조안성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 에어 스프링의 에어백내에 미세 변위량을 전압으로 검출하여 기준값과 비교하여 에어 탱크와 에어 스프링 사이에 설치된 전자식 공급 및 배기용 솔레노이드의 구동을 적절히 제어하는 방식을 통해 승차인원의 증감 또는 주행중 차량의 상태 변화에 따라 에어 스프링의 높이를 정밀하게 변화시켜 승차감과 조안성을 대폭 향상시킬 수 있는 자동차의 에어 스프링 전자 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 에어탱크내에 충진된 공기를 적재화물 또는 승객의 증감에 대응하여 전,후,좌,우 바퀴측에 설치되어 있는 각 에어 스프링의 에어백내에 공급시켜 차의 높이가 일정하게 유지되도록 하는 차량의 현가 시스템에 있어서, 상기 에어탱크와 전,후,좌,우 에어 스프링의 에어백 사이를 연결시켜 주는 관체상에 각각 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브를 설치하고, 상기 에어백내에는 미세 변위량을 전압으로 검출하는 변위계를 각각 설치하며, 상기 변위계와 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브 사이에는 상기 변위계의 출력신호를 에어 스프링의 표준값과 비교하여 그 결과에 따라 해당 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브에 온 또는 오프신호를 발생시키는 제어부를 설치하여 주므로써 달성할 수 있다.

따라서, 에어 스프링의 높이를 승차인원의 증감 또는 주행중 차량의 상태 변화에 따라 정밀하게 제어할 수 있어 주행중 돌기물을 만나더라도 승차감 자체를 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 급속조타시에도 차체가 기울어진 쪽의 에어 스프링의 높이를 빠른시간내에 정밀하게 제어할 수 있어 차량의 조안성도 향상시킬 수 있어 차량의 현가 시스템에 대한 신뢰성을 자체를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 장치의 일부 확대 블럭 구성도.

도 2는 본 발명 장치 중 변위계의 설치상태를 보인 분해 사시도.

도 3은 본 발명 장치를 자동차의 전체에 적용시켰을시의 개략 구성도.

도 4는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 에어탱크2 : 에어 스프링

3 : 관체4,5 : 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브

6 : 변위계7 : 제어부

21 : 에어백22 : 브라켓트

23 : 힌지봉61 : 볼 베어링

62 : 힌지부

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 장치의 일부 확대 블럭 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치 중 변위계의 설치상태를 보인 분해 사시도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 장치를 자동차의 전체에 적용시켰을시의 개략 구성도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 에어탱크(1)내에 충진된 공기를 적재화물 또는 승객의 증감에 대응하여 전,후,좌,우 바퀴측에 설치되어 있는 각 에어 스프링(2)의 에어백(21)내에 공급시켜 차의 높이가 일정하게 유지되도록 하는 차량의 현가 시스템에 있어서,

상기 에어탱크(1)와 전,후,좌,우 에어 스프링(2)의 에어백(21) 사이를 연결시켜 주는 관체(3)상에 각각 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브(4)(5)를 설치하고,

상기 에어백(21)내에는 미세 변위량을 전압으로 검출하는 변위계(6)를 각각설치하며,

상기 변위계(6)와 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브(4)(5) 사이에는 상기 변위계(6)의 출력신호를 입력받아 에어 스프링(2)의 표준값과 상호 비교하여 그 결과에 따라 해당 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브(4)(5)에 온 또는 오프신호를 발생시켜 주는 제어부(7)를 설치하여서 된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 변위계(6)는 양단부에 볼 베어링(61)이 구비된 힌지부(62)를 구비하고 있어, 상기 에어백(21)내의 천정부와 바닥부에 각각 고정 설치한 브라켓트(22)의 힌지봉(23)에 각각 볼트 체결방식으로 축지시켜 에어 스프링(2)의 에어백(21) 변화 형태나 방향등에 무관하게 그 변위를 전기적인 신호로 검출할 수 있도록 한 것이다.

도 4는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 차량 엔진에 시동이 걸려지면 제어부(7)에서 승차인원 또는 주행중 차량의 상태변화를 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값과 변위계(6)를 통해 검출되는 에어 스프링의 실제 변위값 데이타를 상호 비교하는 단계와;

상기에서 검출 비교한 결과 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값 = 에어 스프링의 실제 변위 데이타 값이면 이전의 단계를 계속하는 단계와;

상기에서 검출 비교한 결과 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값 > 에어 스프링의 실제 변위값 데이타이면 배기용 솔레노이드 밸브(5)는 개방시키고 공급용 솔레노이드 밸브(4)는 차단시키는 단계와;

상기에서 검출 비교한 결과 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값 < 에어스프링의 실제 변위 데이타 값이면 배기용 솔레노이드 밸브(5)는 차단시키고 공급용 솔레노이드 밸브(4)는 개방시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와같은 구성 및 단계로 이루어진 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 장치는 에어탱크(1)와 전,후,좌,우 바퀴측에 설치되어 있는 각각의 에어 스프링(2) 사이를 연결시켜 주는 관체(3)상에 각각 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브(4)(5)를 설치하고, 상기 에어백(21)내에는 변위계(6)를 부가 설치하여, 제어부(7)로 하여금 승차인원의 증감시 또는 주행중 차량의 상태 변화시 마다 상기 변위계(6)의 출력신호와 에어 스프링(2)의 표준값과 상호 비교하여 그 결과에 따라 해당 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브(4)(5)를 온 또는 오프시키도록 한 기구적 구성을 갖는다.

또한, 본 발명 방법은 상기한 구성을 갖는 장치에 대한 제어부분에 관한 것으로써, 상기 제어부(7)에서는 차량의 엔진에 시동이 걸려지기만 하면 승차인원의 증감 또는 주행중 차량의 상태변화를 에어 스프링(2)의 에어백(21)내에 설치되어 있는 변위계(6)를 통해 계속해서 전압으로 검출하여 자체내에 이미 기억되어 있는 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값(즉, 기준전압)과 상호 비교하게 된다.

그 결과, 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값 = 에어 스프링의 실제 변위 데이타 값이면 현재의 에어 스프링(2) 및 차량의 높이가 표준 높이를 유지하는 것으로 인지하고 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브(4)(5)를 각각 차단시킨 상태를 유지시켜 준다.

그런데, 상기 제어부(7)에서 검출 비교한 결과, 전,후,좌,후 에어 스프링 중 어느 한측의 에어 스프링의 실제 변위값이 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값 보다 크면 승차인원이나 적재화물의 감소되었거나, 주행중 돌기물과 접촉되는 반대측 또는 급속조타시 타측에 위치한 상태이므로 인해 에어 스프링(2)의 높이가 표준높이 보다 높은 것으로 인지하고, 배기용 솔레노이드 밸브(5)는 개방시키고 공급용 솔레노이드 밸브(4)는 차단시켜 해당 에어 스프링(2)의 높이를 낮추게 된다.

물론, 상기와 같은 형태는 해당 에어 스프링(2)의 높이가 표준 높이가 될 때 까지 유지되며, 이와같이 에어백(21)내의 공기를 외부로 배출시키는 방식을 통해 해당 바퀴의 에어 스프링(2) 높이가 표준높이와 동일해지면 상기 제어부(7)에서는 배기용 솔레노이드 밸브(5)의 구동도 차단시키게 된다.

한편, 상기 제어부(7)에서 검출 비교한 결과, 에어 스프링의 실제 변위값이 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값 보다 크면 승차인원이나 적재화물의 증가 또는 주행중 돌기물과 접촉된 상태이거나, 급속조타로 인해 해당 에어 스프링(2)의 높이가 표준높이 보다 낮은 인지하고, 해당 바퀴의 에어 스프링(2) 높이가 표준높이와 동일해질 때 까지 배기용 솔레노이드 밸브(5)는 차단시키고 공급용 솔레노이드 밸브(4)는 개방시켜 주게 된다.

따라서, 노면에서 차체로 전달되는 충격력이나 급속 조타로 인해 차체가 일측으로 기울어질시 해당 에어 스프링(2)의 높이가 빠른시간내에 표준높로 높아지게 되므로 승차감 및 조안성이 자동으로 향상되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 현가 시스템에서 사용되는 에어 스프링의 높이 변화를 변위계를 통해 검출하여 기준값과 비교한 후 그 결과값에 따라 에어 탱크와 에어 스프링 사이에 설치된 전자식 공급 및 배기용 솔레노이드의 구동을 적절히 제어하여 빠른시간애에 표준높이와 동일하게 전자 제어시켜 주므로써, 승차인원의 증감 또는 주행중 차량의 상태 변화에 따라 에어 스프링의 높이를 정밀하게 변화시킬 수 있어 승차감과 조안성을 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 차량의 현가 시스템 자체에 대한 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

에어탱크(1)내에 충진된 공기를 적재화물 또는 승객의 증감에 대응하여 전,후,좌,우 바퀴측에 설치되어 있는 각 에어 스프링(2)의 에어백(21)내에 공급시켜 차의 높이가 일정하게 유지되도록 하는 차량의 현가 시스템에 있어서,

상기 에어탱크(1)와 전,후,좌,우 에어 스프링(2)의 에어백(21) 사이를 연결시켜 주는 관체(3)상에 각각 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브(4)(5)를 설치하고,

상기 에어백(21)내에는 미세 변위량을 전압으로 검출하는 변위계(6)를 각각 설치하며,

상기 변위계(6)와 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브(4)(5) 사이에는 상기 변위계(6)의 출력신호를 입력받아 에어 스프링(2)의 표준값과 상호 비교하여 그 결과에 따라 해당 공기 공급 및 배기용 솔레노이드 밸브(4)(5)에 온 또는 오프신호를 발생시켜 주는 제어부(7)를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차의 에어 스프링 전자 제어장치.
청구항 1에 있어서,

상기 변위계(6)는 양단부에 볼 베어링(61)이 구비된 힌지부(62)를 구비하고 있어, 상기 에어백(21)내의 천정부와 바닥부에 각각 고정 설치한 브라켓트(22)의힌지봉(23)에 각각 볼트 체결방식으로 축지시켜 에어 스프링(2)의 에어백(21) 변화 형태나 방향등에 무관하게 그 변위를 전기적인 신호로 검출할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 에어 스프링 전자 제어장치.
차량 엔진에 시동이 걸려지면 제어부(7)에서 승차인원 또는 주행중 차량의 상태변화를 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값과 변위계(6)를 통해 검출되는 에어 스프링의 실제 변위값을 상호 비교하는 단계와;

상기에서 검출 비교한 결과 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값 = 에어 스프링의 실제 변위 데이타 값이면 이전의 단계를 계속하는 단계와;

상기에서 검출 비교한 결과 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값 > 에어 스프링의 실제 변위 데이타 값이면 배기용 솔레노이드 밸브(5)는 개방시키고 공급용 솔레노이드 밸브(4)는 차단시키는 단계와;

상기에서 검출 비교한 결과 에어 스프링 ± 허용 공차에 대한 기준값 < 에어 스프링의 실제 변위 데이타 값이면 배기용 솔레노이드 밸브(5)는 차단시키고 공급용 솔레노이드 밸브(4)는 개방시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 에어 스프링 전자 제어방법.