KR20030092280A

KR20030092280A - 능동 서스펜션을 이용한 차량의 저면 긁힘 방지 장치

Info

Publication number: KR20030092280A
Application number: KR1020020029894A
Authority: KR
Inventors: 조성환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-12-06

Abstract

본 발명은 능동 서스펜션을 이용한 차량의 저면 긁힘 방지 장치에 관한 것으로, 도로의 요철부위 주행에 따른 차륜의 변화에 따라 내부 압력을 조절해 전달되는 진동을 저감·흡수함은 물론 주행중인 도로의 요철 높이를 파악해 차륜의 변화에 상관없이 압력을 일정하게 유지해 차고를 높여 차량 저면부의 긁힘을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜(W)에 의해 변화되는 뉴메틱실린더(2)의 압력변화를 전달받는 리니어압력제어밸브(1)와, 이 리니어압력제어밸브(1)로 오일을 공급하거나 복귀되는 오일을 수용하는 오일탱크(4), 상기 리니어압력제어밸브(1)로 공급되는 오일 라인상에 구비된 어큐뮬레이터(5) 및 차량의 주행중 도로의 돌출형 장애물의 감지시 뉴메틱실린더(2)의 압력변화에 대한 리니어압력제어밸브(1)의 대응 반응을 하지 못하도록 하는 제어수단으로 이루어지되, 이 제어수단은 도로의 돌출형 장애물을 감지하는 감지센서(10)와, 리니어압력제어밸브(1)의 오일라인상에 구비된 어큐뮬레이터(5)의 유량을 측정하는 유량센서(20) 및 이 센서(10,20)의 신호를 받아 리니어압력제어밸브(1)의 오일흐름을 차단하도록 액츄에이터(40)를 제어하는 콘트롤러(30)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

능동 서스펜션을 이용한 차량의 저면 긁힘 방지 장치{Under body scratching protection device using active suspension system in vehicle }

본 발명은 능동 서스펜션을 이용한 차량의 저면 긁힘 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유압제어 능동 서스펜션시스템의 유압을 이용하여 돌출된 장애물이 있는 도로의 통과시 차고를 돌출된 장애물 높이 이상으로 상승시켜 유지할 수 있도록 된 능동 서스펜션을 이용한 차량의 저면 긁힘 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 서스펜션(현가장치)은 차축과 차체를 연결하여, 주행할 때 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지않도록 하여 차체나 하물의 손상을 방지하고 승차감을 향상시키는 장치이다.

이러한 서스펜션은 노면의 상태나 자동차의 주행 여건에 따라서 각 서스펜션의 구성 부품의 기계적인 특성을 이용하여 차체의 상태를 적절하게 대응하도록 하여 차체에 전달되는 진동 및 충격을 흡수하는 수동 서스펜션(패시브 서스펜션)과, 자동차의 주행 여건의 변동에 따른 차체의 상태를 센서를 이용하여 측정하고, 이러한 측정 데이터를 기초로 제어 장치에 의하여 차체의 상태를 적절하게 대응하도록 하는 능동 서스펜션(액티브 서스펜션)으로 분류될 수 있다.

이중 유압 제어식 능동 서스펜션은 도 1에 도시된 바와 같이 도로의 요철에 의해 상·하 운동되는 차륜(W)에 의해 압력이 변화되는 뉴메틱실린더(2)와, 이 뉴메틱실린더(2)의 압력 변화에 따라 이동되는 스폴(1'")을 매개로 내부 오일이 이동되는 파일럿유압챔버(1')와 피드백유압챔버(1")를 형성한 리니어압력제어밸브(1),이 리니어압력제어밸브(1)에 오일을 공급하는 오일펌프(3), 이 오일펌프(3)의 오일 공급라인상에 구비되어 유량을 저장하는 어큐뮬레이터(5) 및 상기 리니어압력제어밸브(1)로 오일을 공급하고 복귀되는 오일을 수용하는 오일탱크(4)로 이루어진다.

이와 같이 유압 제어식 능동 서스펜션은 도로의 요철에 의해 차륜(W)이 위로 상승되면, 이와 같은 차륜(W)의 변화에 따라 뉴메틱실린더(2)내의 압력이 상승되고 이에 따라, 상기 뉴메틱실린더(2)에 유압라인으로 연결된 리니어압력제어밸브(1)의 피드백유압챔버(1")쪽으로 상기 뉴메틱실린더(2)의 압력이 전달되면서 함께 압력이 상승되어진다.

이와 같이 상기 리니어압력제어밸브(1)의 피드백유압챔버(1")의 압력이 상승하면 스폴(1'")이 파일럿유압챔버(1')쪽으로 이동되고 이때, 상기 파일럿유압챔버(1')쪽에 연결되어 오일탱크(4)쪽으로 이어진 리턴라인을 통해 파일럿유압챔버(1')쪽의 오일이 복귀되고 이에 따라, 상기 리니어압력제어밸브(1)내의 압력이 일정하게 유지되면서 차륜(W)으로부터 입력되는 진동을 흡수하게 된다.

또한, 차륜(W)이 하강되면 뉴메틱실린더(2)내의 압력이 저하되어 리니어압력제어밸브(1)의 피드백유압챔버(1")쪽이 함께 저하되고 이에 따라, 리니어압력제어밸브(1)의 스폴(1'")이 피드백유압챔버(1")쪽으로 이동되어 오일 펌프(3)로부터 새로운 오일을 공급받아 리니어압력제어밸브(1)내의 압력을 일정하게 유지하게 된다.

그러나, 이와 같은 능동 서스펜션은 도로의 요철 부위를 지나는 차륜(W)의 변동이 있을 때 이에 상응하는 변화를 발생해 진동을 흡수하도록 작용하는 특성으로 인해 만약, 요철 구간이 차량의 저면부에 상응하는 높이로 돌출되는 도로를 주행하는 경우에 요철에 따른 차륜(W)의 승·하강에 따라 변화되는 뉴메틱실린더(2)에 의해 리니어압력제어밸브(1)의 압력을 변화시켜 차고를 승·하강시키게 되고 이에 따라, 차량의 저면 부위가 요철부위에 의해 긁혀 손상을 받는 즉, 도로의 요철 여건에 대한 인식이 없이 단순히 차륜(W)의 변화에 따른 뉴메틱실린더(2)의 압력 변화만을 갖고 제어하는 한계가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 도로의 요철부위 주행에 따른 차륜의 변화에 따라 내부 압력을 조절해 전달되는 진동을 저감·흡수함은 물론 주행중인 도로의 요철 높이를 파악해 오일의 유·출입을 차단시켜 능동 서스펜션의 압력 값을 일정 높이의 차고가 유지 될 수 있도록 유지해 차륜의 변화시에도 차고를 일정하게 유지해 도로의 높은 돌출부에 의한 차량 저면부의 긁힘을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜에 의해 변화되는 뉴메틱실린더의 압력변화를 전달받는 리니어압력제어밸브와, 이 리니어압력제어밸브로 오일을 공급하거나 복귀되는 오일을 수용하는 오일탱크, 상기 리니어압력제어밸브로 공급되는 오일 라인상에 구비된 어큐뮬레이터 및 차량의 주행중 도로의 돌출형 장애물의 감지시 뉴메틱실린더의 압력변화에 대한 리니어압력제어밸브의 대응 반응을 하지 못하도록 하는 제어수단으로 이루어지되, 이 제어수단은 도로의 돌출형 장애물을 감지하는 감지센서와, 리니어압력제어밸브의 오일라인상에 구비된 어큐뮬레이터의 유량을 측정하는 유량센서, 이 센서의 신호를 받아 리니어압력제어밸브의 오일흐름을 차단하는 개폐밸브를 조작하는 액츄에이터에 제어신호를 송출하는 콘트롤러로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 유압제어 능동 서스펜션시스템의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 차량의 저면 긁힘 방지 장치를 갖춘 유압제어 능동 서스펜션시스템의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 리니어압력제어밸브1' : 파일럿유압챔버

1" : 피드백유압챔버1'" : 스폴

2 : 뉴메틱실린더3 : 오일펌프

4 ; 오일탱크5 : 어큐뮬레이터

10 : 감지센서10a,10b : 제1·2센서

20 : 유량센서30 : 콘트롤러

40 : 액츄에이터50 : 개폐밸브

W : 차륜

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 저면 긁힘 방지 장치를 갖춘 유압제어 능동 서스펜션시스템의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 도로의 요철에 의해 상·하 운동되는 차륜(W)에 의해 변화되는 뉴메틱실린더(2)의 압력변화를 전달받는 리니어압력제어밸브(1)와, 이 리니어압력제어밸브(1)의 스폴(1'")에 의해 구획된 파일럿유압챔버(1')로 오일펌프(3)의 펌핑에 의해 오일을 공급하고 피드백유압챔버(1")내의 오일이 복귀되는 오일을 수용하는 오일탱크(4), 상기 파일럿유압챔버(1')로 공급되는 라인상에 구비되어 일부 유량을 저장하는 어큐뮬레이터(5) 및 차량의 주행중 도로의 돌출형 장애물의 감지시 뉴메틱실린더(2)의 압력변화에 대한 리니어압력제어밸브(1)의 대응 반응을 하지 못하도록 하는 제어수단으로 이루어진다.

여기서, 상기 제어수단은 차량의 전방부위와 후방부위에서 각각 도로의 돌출형 장애물의 시작위치와 끝위치를 감지하는 제1·2센서(10a,10b)로 이루어진 감지센서(10)와, 리니어압력제어밸브(1)의 파일럿유압챔버(1')쪽으로 공급되는 오일라인상에 구비된 어큐뮬레이터(5)의 유량을 측정하는 유량센서(20), 이 센서(10,20)의 감지 신호를 받아 내장된 로직(Logic)에 따라 처리·판단하는 콘트롤러(30) 및이 콘트롤러(30)의 제어신호를 받아 상기 리니어압력제어밸브(1)의 오일흐름을 차단하도록 오일 라인상에 구비된 개폐밸브(50)를 조작하는 액츄에이터(40)로 이루어진다.

이때, 상기 제1센서(10a)는 차량의 전방 차륜보다 앞쪽에 위치되고 또한 제2센서(10b)는 차량의 후륜보다 뒤쪽에 위치되어진다.

그리고, 상기 어큐뮬레이터(5)는 도로의 돌출된 돌출물로부터 차량의 저부부위가 긁혀지지 않는 차량의 최저 높이 유지에 필요한 유량을 보유하게 되는데 이는, 여러 조건에 따라 실험된 상태에서 최적의 값을 선택하거나 또는 높이와 유량의 선형적 관계를 바탕으로 실시간으로 제어할 수 도 있음은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 차량의 주행 중 도로에서 돌출형 장애물이 감지되지 않는 경우에는 전술한 종래의 경우와 같이 뉴메틱실린더(2)의 압력변화에 따라 리니어압력제어밸브(1)가 작동되는데 즉, 주행중 변화되는 차륜(W)에 의해 뉴메틱실린더(2)내의 압력이 상승되거나 저하되면 리니어압력제어밸브(1)의 피드백유압챔버(1")쪽의 압력이 함께 상승되거나 저하되고, 이에 따라 리니어압력제어밸브(1)내의 스폴(1'")이 이동되어 상기 파일럿유압챔버(1')의 오일을 오일탱크(4)쪽으로 복귀시키거나 또는 피드백유압챔버(1")쪽으로 오일을 유입시키게 되고 이로 인해, 상기 리니어압력제어밸브(1)내의 압력이 항상 일정하게 유지되면서 차륜(W)으로부터 입력되는 진동을 흡수하게 된다.

한편, 차량의 주행 중 도로에서 돌출형 장애물이 감지되는 경우에는 제어수단의 제1센서(10a)가 돌출된 장애물의 높이를 측정해 콘트롤러(30)에 전송하게 되면, 이 제1센서(10a)의 신호를 입력받은 콘트롤러(30)는 내장된 로직에 따라 장애물의 높이에 따라 유지되어야 하는 최소 차고인 임계높이를 산출하기 위한 유량을 계산하게 된다.

이어, 상기 콘트롤러(30)에서 최소 차고인 임계높이를 유지하기 위한 유량을 산출해 어큐물레이터(6)를 충진시킨 후, 주행중인 차량의 전방 차륜이 장애물의 최고점을 통과하면서 차체가 낮아지는 시점에서의 차고 값이 상기 임계높이보다 낮아지지 않는 상태를 결정하게 된다.

이후, 상기 콘트롤러(30)에서 산출된 차고를 유지하기 위해 액튜에이터(40)로 제어신호를 보내 개폐밸브(50)를 통해 오일라인상의 유로를 차단시켜 차륜(W)의 하강시 저하된 뉴메틱실린더(2)에 의해 리니어압력제어밸브(1)의 피드백유압챔버(1")쪽으로 유입되려는 오일의 흐름을 차단시켜주게 된다.

이와 같이, 상기 콘트롤러(30)가 액튜에이터(40)를 통해 개폐밸브(50)를 차단시키게 되면, 차륜(W)의 이동에 따라 내부 압력이 변화되는 뉴메틱실린더(2)와 연동되어 오일을 공급받거나 배출시켜 내부 압력을 조절하는 리니어압력제어밸브(1)의 작동이 정지되고 이에 따라, 상기 리니어압력제어밸브(1)를 작동시키는 뉴메틱실린더(2)의 변화가 없게 되어 차륜(W)의 상·하 이동시에도 현가장치가 작동되지 않아 차고의 변동이 없는 즉, 콘트롤러(30)에 의해 산출된 최소 차고 값을 후방에 위치한 제2센서(10b)의 신호에 의해 장애물이 없음이 감지 될때까지 지속시키게 된다.

이어, 상기 차량의 후륜의 뒤쪽으로 위치한 제2센서(10b)가 돌출물을 더 이상 감지하지 않게 되면, 상기 콘트롤러(30)는 제2센서(10b)의 신호 입력이 일정 시간 경과 후에도 없음을 확인한 후 상기 액츄에이터(40)에 제어신호를 보내 개페밸브(50)를 열어 오일의 공급과 리턴유로를 형성하여 뉴메틱실린더(2)의 압력변화에 따라 리니어압력제어밸브(1)의 압력을 변동시키면서 오일 유량을 제어하게 된다.

즉, 차량의 전방부위에 위치된 제1센서(10a)가 주행 중인 도로에서 돌출형 장애물을 다시 감지할 때까지, 상기 뉴메틱실린더(2)의 압력변화에 따라 리니어압력제어밸브(1)내의 압력이 항상 일정하게 유지되면서 차륜(W)으로부터 입력되는 진동을 흡수하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차륜에 의해 변화되는 뉴메틱실린더의 압력변화를 전달받아 오일을 공급하거나 리턴시키면서 일정한 압력을 유지하는 리니어압력제어밸브가 도로의 돌출물여부에 따라 차고를 일정한 높이로 유지시키도록 그 내부의 압력 변화를 차단시키게 되고 이에 따라, 차륜의 변화에 따른 진동을 저감·흡수하는 기본적인 능동 서스펜션 기능을 하면서도 높은 도로의 돌출물이 있을 경우 리니어압력제어밸브의 압력변화를 차단해 차륜의 변화시에도 돌출물의 높이 이상으로 차고를 일정하게 유지해 돌출물에 의한 차량 저면부의 긁힘을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

차륜(W)에 의해 변화되는 뉴메틱실린더(2)의 압력변화를 전달받는 리니어압력제어밸브(1)와, 이 리니어압력제어밸브(1)로 오일을 공급하거나 복귀되는 오일을 수용하는 오일탱크(4), 상기 리니어압력제어밸브(1)로 공급되는 오일 라인상에 구비된 어큐뮬레이터(5) 및 차량의 주행중 도로의 돌출형 장애물의 감지시 뉴메틱실린더(2)의 압력변화에 대한 리니어압력제어밸브(1)의 대응 반응을 하지 못하도록 하는 제어수단으로 이루어지되, 이 제어수단은 도로의 돌출형 장애물을 감지하는 감지센서(10)와, 리니어압력제어밸브(1)의 오일라인상에 구비된 어큐뮬레이터(5)의 유량을 측정하는 유량센서(20) 및 이 센서(10,20)의 신호를 받아 리니어압력제어밸브(1)의 오일흐름을 차단하도록 개폐밸브(50)를 개·폐시키는 액츄에이터(40)를 제어하는 콘트롤러(30)로 이루어진 능동 서스펜션을 이용한 차량의 저면 긁힘 방지 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제1센서(10a)는 차량의 전방 차륜보다 앞쪽에 위치되고 또한 제2센서(10b)는 차량의 후륜보다 뒤쪽에 위치되어진 것을 특징으로 하는 능동 서스펜션을 이용한 차량의 저면 긁힘 방지 장치.