KR20070041818A - 전자력 댐핑 제어장치를 구비한 차량용 현가장치의쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자력 댐핑 제어장치를 구비한 차량용 현가장치의 쇽업소버에 관한 것으로, 쇽업소버의 진동 크기에 따라 비례하여 발생되는 전자력을 매개로 쇽업소버의 압축과 인장 정도를 조정하여 쇽업소버의 댐핑 감쇠력이 항상 최상으로 작동할 수 있도록 해, 전자제어 현가장치에 사용되는 가변형 쇽업소버와 같은 기능을 제공하면서도 비용적으로 크게 저렴하게 구성할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전자력 댐핑제어장치가 현가장치를 구성하는 쇽업소버(S)의 실린더로드(Sr)에 외경을 감싸도록 입혀진 영구자석(1)과, 상기 쇽업소버(S)의 실린더로드(Sr)를 감싸는 도체인 섀시스프링(4), 상기 섀시스프링(4)의 상단과 하단부위를 안착 고정시키는 제1·2전자석플레이트(2,3), 상기 섀시스프링(4)으로 소정의 전류를 공급하면서 상기 제1·2전자석플레이트(2,3)쪽으로도 전류를 공급하는 충전기(5) 및 쇽업소버(S)의 상하 진동시 영구자석(1)과 섀시스프링(4)에 발생된 유도전류를 측정하는 유도전류센서(6)의 신호를 받아 제1·2전자석플레이트(2,3)의 극성을 변화하는 전류를 공급하도록 제어하는 ECU(7)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

전자력 댐핑 제어장치를 구비한 차량용 현가장치의 쇽업소버{Shock absorber having Electric magnetic damping control device for suspension in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 전자력 댐핑 제어장치를 구비한 차량용 현가장치의 쇽업소버의 구성도

도 2 (가),(나)는 쇽업소버에 큰 압축력과 큰 인장력이 각각 작용할 때의 작동 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 영구자석 2,3 : 제1·2전자석플레이트

4 : 섀시스프링 5 : 충전기

6 : 유도전류센서 7 : ECU

S : 쇽업소버 Sr : 실린더로드

본 발명은 차량용 현가장치의 쇽업소버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자력 댐핑 제어장치를 구비한 차량용 현가장치의 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달하지 않도록 하여, 차체와 적재된 화물의 손상을 방지하고 승객의 승차감을 좋게 하는 장치이다.

이러한, 현가장치 중 쇽업소버(Shock absorber)는 통상적으로 내부에 충진된 유체를 이용하여 상하이동하면서 감쇠력을 제공하면서 또한 노면으로부터 충격을 완화시켜 주는 섀시 스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게 할 수 있는 작용을 하게 된다.

이와 같은 쇽업소버의 작용에 따라 주행중인 차량의 승차감은 쇽업소버의 성능에 크게 좌우되므로, 통상 전자제어 현가장치인 경우에는 쇽 업소버의 감쇠력을 자동적으로 또는 임의로 변환할 수 있는 기능을 사용하게 된다.

즉, 상기 감쇠력 가변형 쇽 업소버의 감쇠력을 콘트롤러(통상, ECU를 사용)가 자동 또는 임의적으로 감지한 후, 감지된 감쇠력 값을 액츄에이터로 전달시켜 쇽업소버의 실린더 내 밸브의 유로를 변환함에 따라 발생되는 감쇠력 크기의 차이를 이용해 주행시 차체의 안정성과 승차감 등을 더욱 향상할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 가변형 쇽업소버를 이용하는 경우에는 장치를 구성하는데 비용이 많이 들고, 이로 인해 범용적으로 사용되지 못하는 한계가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 쇽업소버의 진동 크기에 따라 비례하여 발생되는 전자력을 매개로 쇽업소버의 압축과 인장 정도를 조정하여 쇽업소버의 댐핑 감쇠력이 항상 최상으로 작동할 수 있도록 해, 전자제어 현가장치에 사용되는 가변형 쇽업소버와 같은 기능을 제공하면서도 비용적으로 크게 저렴하게 구성할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전자력 댐핑제어장치가 현가장치를 구성하는 쇽업소버의 실린더로드에 외경을 감싸도록 입혀진 영구자석과, 상기 쇽업소버의 실린더로드를 감싸는 도체인 섀시스프링, 상기 섀시스프링의 상단과 하단부위를 안착 고정시키는 제1·2전자석플레이트, 상기 섀시스프링으로 소정의 전류를 공급하면서 상기 제1·2전자석플레이트쪽으로도 전류를 공급하는 충전기 및 쇽업소버의 상하 진동시 영구자석과 섀시스프링에 발생된 유도전류를 측정하는 유도전류센서의 신호를 받아 제1·2전자석플레이트의 극성을 변화하는 전류를 공급하도록 제어하는 ECU로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자력 댐핑 제어장치를 구비한 차량용 현가장치의 쇽업소버의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 전자력 댐핑제어장치는

현가장치를 구성하는 쇽업소버(S)의 실린더로드(Sr)에 외경을 감싸도록 입혀진 영구자석(1)과, 상기 쇽업소버(S)의 실린더로드(Sr)를 감싸는 도체인 섀시스프링(4), 상기 섀시스프링(4)의 상단과 하단부위를 안착 고정시키는 제1·2전자석플레이트(2,3), 상기 섀시스프링(4)으로 소정의 전류를 공급하면서 상기 제1·2전자 석플레이트(2,3)쪽으로도 전류를 공급하는 충전기(5) 및 쇽업소버(S)의 상하 진동시 영구자석(1)과 섀시스프링(4)에 발생된 유도전류를 측정하는 유도전류센서(6)의 신호를 받아 제1·2전자석플레이트(2,3)의 극성을 변화하는 전류를 공급하도록 제어하는 ECU(7)로 이루어진다.

여기서, 상기 충전기(5)는 초기에 차량용 배터리로부터 충전되며, 차량 주행 시에만 소량의 전류가 도체인 섀시스프링(4)으로 흘려줌과 더불어, 쇽업소버(S)의 진동 시 실린더로드(Sr)에 감싸인 영구자석(1)과 섀시스프링(4)사이에 형성되는 유도전류가 유입되어 충전되어진다.

또한, 상기 충전기(5)는 충전된 전류를 ECU(7)의 제어에 의해 제1·2전자석플레이트(2,3)로 공급하게 됨은 물론이다.

그리고, 상기 ECU(7)가 충전기(5)를 통해 전류 공급을 제어할 수 있도록 충전기(5)에는 전류 공급 방향 스위칭 장치를 구비함은 물론이고, 상기 충전기(5)로부터 전류를 공급받는 제1·2전자석플레이트(2,3)에는 공급되는 전류를 통해 극성을 변화시키게 되는데, 이는 통상적으로 사용되는 구조와 방식임은 물론이다.

또한, 상기 유도전류를 측정하는 유도전류센서(6)는 통상적으로 사용하는 센서이며, 그 설치 위치는 실린더로드(Sr)에 감싸인 영구자석과 섀시스프링(4)에서 발생되는 유도 전류를 측정하기 용이한 장소이며, 현가장치의 사양에 따라 적합한 위치로 장착됨은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 차량이 주행하게 되면 차량용 배터리를 이용해 충전된 충전기(5)에서 쇽업소버(S)에 구비된 섀시스프링(4)쪽으로 소량의 전류를 흘려주게 되고, 이로 인해 쇽업소버(S)의 상하 진동 시 실린더로드(Sr)에 감싸인 영구자석(1)과 섀시스프링(4)사이에 유도전류를 발생할 수 있는 준비 상태를 유지하게 된다.

즉, 노면의 굴곡이 심해 쇽업소버(S)의 상하 진동이 크게 작용하는 경우 상기 영구자석(1)과 섀시스프링(4)사이에 발생된 유도전류의 크기에 따라, 상기 쇽업소버(S)와 섀시스프링(4)의 압축과 인장에 따른 댐핑 감쇠력을 변화시켜 승차감을 노면 조건에 관계없이 항상 최적으로 유지할 수 있게 된다.

예를 들면, 큰 범프(Bump)에 의해 쇽업소버(S)와 섀시스프링(4)의 압축이 크게 작용하는 과정인 경우는 도 2(가)에 도시된 바와 같이, 큰 폭의 진동이 얼마간 작용함에 따라 쇽업소버(S)의 실린더로드(Sr)에 감싸인 영구자석(1)이 전류가 흐르는 섀시스프링(4)사이에서 크게 상하 이동되고, 이와 같은 상기 영구자석(1)의 상하 이동은 섀시스프링(4)에 유도 전류를 크게 발생시켜 주게 된다.

이어, 상기 섀시스프링(4)에서 발생되는 유도 전류는 충전기(5)쪽으로 유입됨과 더불어 유도전류센서(6)를 통해 측정되어 ECU(7)쪽으로 보내지게 되며, 상기 ECU(7)는 유도 전류의 세기 정도에 따라 섀시스프링(4)의 압축 변위가 조정되도록 쇽업소버(S)의 압축 작용에 대한 저항력을 발생시켜 승차감 저하를 방지하게 된다.

즉, 상기 ECU(7)는 쇽업소버(S)의 상하 진동에 따라 발생되는 유도 전류 세기 값과 주행 상태에 대한 각 센서들의 값에 도로 조건과 운전 상태등을 고려하여 전자력 댐핑제어장치의 작동을 결정하게 되며, 이때 상기 ECU(7)가 쇽업소버(S)와 섀시스프링(4)의 댐핑감쇠력을 가변시켜 야 할 필요성이 있는 경우는 충전기(5)를 통해 섀시스프링(4)의 양단이 고정된 제1·2전자석플레이트(2,3)로 전류를 보내게 된다.

이어, 상기 제1·2전자석플레이트(2,3)에 전류가 공급됨에 따라 제1·2전자석플레이트(2,3)에 극성이 생기게 되는데, 예를 들어 도 2(가)에 도시된 바와 같이 영구자석(1)의 극성이 N극인 경우에는 상기 제1·2전자석플레이트(2,3)에도 N극이 형성되도록 한다.

이와 같이, 상기 영구자석(1)과 제1·2전자석플레이트(2,3)에 동일한 극성의 N극이 형성됨에 따라 서로간에 반발력(Fa)이 발생하게 되고, 이로 인해 압축되는 쇽업소버(S)의 실린더로드(Sr)의 압축 거동을 약화시켜줌에 따라 큰 폭의 압축도 약화되어진다.

또한, 이와 같은 큰 범프(Bump)에 따라 이어지는 큰 리바운드(Rebound)에 의해 쇽업소버(S)와 섀시스프링(4)의 인장이 크게 발생하는 경우도, 큰 인장이 발생되지 않도록 하게 되는데 즉, 도 2(나)에 도시된 바와 같이, 압축작용 후 이어지는 인장 작용 시에는 ECU(7)가 제1·2전자석플레이트(2,3)로 공급되는 전류 방향을 변환시켜 N극인 영구자석(1)과 반대로 제1·2전자석플레이트(2,3)에 S극이 형성되도록 한다.

이때, 상기 ECU(7)에 의한 제1·2전자석플레이트(2,3)의 N극과 S극의 극성 변화는 쇽업소버(S)나 차륜의 거동을 측정하는 센서의 신호에 따라, 상승상태인지 하강상태인지를 판단하여 수행되며, 이와 같은 방식은 통상적인 제어 방식임은 물 론이다.

이어, 상기 영구자석(1)과 제1·2전자석플레이트(2,3)가 서로 반대 극성인 N극과 S극이 형성되면, 서로간에 친화력(Fb)이 발생해 끌어 당겨주는 힘을 형성하므로 인장되는 쇽업소버(S)의 실린더로드(Sr)의 인장 거동을 약화시켜줌에 따라 큰 폭의 인장이 발생되지 않게 된다.

이와 같이, 큰 거동을 갖는 범프와 리바운드 시 쇽업소버(S)의 거동에 저항하는 전자력을 발생시켜 즉, 쇽업소버(S)의 압축 시 압축을 저지하는 반발력(Fa)과 쇽업소버(S)의 인장 시 인장을 저지하는 친화력(Fb)을 영구자석(1)과 전자석인 제1·2전자석플레이트(2,3)를 통해 교대로 발생시켜 줌에 따라, 쇽업소버(S)의 압축과 인장 거동은 물론 제1·2전자석플레이트(2,3)사이에 구비된 섀시스프링(4)의 압축과 인장 거동을 자력을 매개로 크게 약화시키고, 이와 같은 전자력 발생을 이용하여 현가장치의 댐핑 감쇠력을 제어해 승차감을 항상 최적으로 유지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 범프와 리바운드 시 상하 진동하는 쇽업소버의 거동 상태에 반하는 전자력을 발생시켜 주어, 쇽업소버와 섀시스프링이 갖는 댐핑 감쇠력을 차륜 거동 상태에 따라 가변적으로 제어하여 승차감 저하를 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 댐핑 감쇠력 가변제어를 위해 쇽업소버의 내부 설계 변경이 나 복잡한 구성요소의 추가등이 없이 단순히, 영구자석과 전자석을 이용하게 되므로 전자제어 현가장치에 비해 상대적으로 저렴한 비용으로 구현할 수 있는 효과가 있음은 물론이다.

Claims (1)

1. 현가장치를 구성하는 쇽업소버(S)의 실린더로드(Sr)에 외경을 감싸도록 입혀진 영구자석(1)과,

   상기 쇽업소버(S)의 실린더로드(Sr)를 감싸는 도체인 섀시스프링(4),

   상기 섀시스프링(4)의 상단과 하단부위를 안착 고정시키는 제1·2전자석플레이트(2,3),

   상기 섀시스프링(4)으로 소정의 전류를 공급하면서 상기 제1·2전자석플레이트(2,3)쪽으로도 전류를 공급하는 충전기(5) 및

   쇽업소버(S)의 상하 진동시 영구자석(1)과 섀시스프링(4)에 발생된 유도전류를 측정하는 유도전류센서(6)의 신호를 받아 제1·2전자석플레이트(2,3)의 극성을 변화하는 전류를 공급하도록 제어하는 ECU(7)

   로 이루어진 전자력 댐핑 제어장치를 구비한 차량용 현가장치의 쇽업소버.

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