KR20090058896A - 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차 - Google Patents

에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차에 관한 것으로, 공압에 의해 높낮이가 조절되는 에어스프링; 에어스프링에 일단이 연결되고 외부로 타단이 연장되어 외부공기를 흡입하는 메인유로; 메인유로 상에 구비되어 공기를 압축 및 건조시키는 압축건조부; 압축건조부와 에어스프링 사이에 해당하는 메인유로 상에 구비되어 공기 흐름을 조절하는 개폐밸브; 개폐밸브에 일단이 연결되는 서지유로; 및 서지유로의 타단에 연통되는 서지탱크를 포함한다.
본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차는 공차 또는 적차에 따라 스프링상수를 변경하여 승차감을 최적화시킨다.
에어스프링, 자동차, 서지탱크, 스프링상수

Description

에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차{CAR HAVING AIR SUSPENSION SYSTEM}
본 발명은 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적차나 공차에 따라 스프링상수를 변경하여 승차감을 최적화시키는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차에 관한 것이다.
일반적으로 서스펜션은 승차감과 조종안정성을 동시에 만족시키는데 한계가 있다. 승차감을 좋게 하면 조종안정성이 떨어지고 조종안정성을 좋게 하면 승차감이 떨어진다.
그 이유는 다음과 같다. 서스펜션의 스프링을 부드럽게 하면 울퉁불퉁한 노면으로 인한 충격을 쉽게 흡수해서 승차감이 좋게 된다. 그러나 차체가 불안정해 조종안정성이 떨어진다.
반면에 스프링이 딱딱하면 조종안정성은 좋아지지만 노면의 요철에서 전해지는 충격을 제대로 흡수하지 못해 승차감은 떨어진다.
한편, 종래의 강철로 만들어진 코일 스프링은 강도를 마음대로 바꿀 수 없다. 그래서 만들어진 것이 공기를 이용한 에어 스프링이다.
에어 스프링은 공기압을 손쉽게 컨트롤함으로써 필요에 따라 딱딱하거나 부드러워 질 수 있다. 이러한 에어 스프링을 사용하는 서스펜션이 에어 서스펜션 시스템(air suspension system)이다.
한편, 에어 스프링은 전륜과 후륜 동시에 장착되는 것이 일반적이나, 설계 문제로 인해 후륜에만 장착되기도 한다.
종래 에어 서스펜션 시스템에서는 자동차에 승객이 타거나 내릴 때 에어 스프링 상수가 일정하여, 승차감이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 자동차에 승객이 타거나 내림에 따라 에어스프링의 상수가 변경되어 승차감을 개선하는 서지탱크를 구비하는 자동차를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공압에 의해 높낮이가 조절되는 에어스프링; 상기 에어스프링에 일단이 연결되고 외부로 타단이 연장되어 외부공기를 흡입하는 메인유로; 상기 메인유로 상에 구비되어 공기를 압축 및 건조시키는 압축건조부; 상기 압축건조부와 상기 에어스프링 사이에 해당하는 상기 메인유로 상에 구비되어 공기 흐름을 조절하는 개폐밸브; 상기 개폐밸브에 일단이 연결되는 서지유로; 및 상기 서지유로의 타단에 연통되는 서지탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차를 제공한다.
상기 압축건조부는 상기 메인유로의 타단에서부터 공기를 압축하는 압축기와, 공기를 건조시키는 건조기 및 공기의 역류를 방지하는 체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 메인유로에는 상기 체크밸브를 우회하는 보조유로가 구비되고, 상기 보 조유로에는 공기를 가속시키는 스로틀밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 압축기와 상기 건조기 사이에 해당하는 상기 메인유로에 연통되는 배출유로가 구비되고, 상기 배출유로에는 유로를 개폐하는 배출밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 메인유로에는 상기 에어스프링의 공압을 측정하기 위한 압력센서가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차는 자동차의 공차 또는 적차에 따라 스프링상수를 변경하여, 승차감을 최적화시키는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차는 서지탱크를 사용하여 에어스프링의 체적을 증대시켜, 신속하게 스프링상수를 변경하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차의 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 외기가 에어스프링으로 유입되는 경로를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 에어스프링의 공기가 배출되는 경로를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 에어스프링과 서지탱크가 연통된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 에어 서스펜션 시스템(100)은 에어스프링(10), 압축건조부(20) 및 서지탱크(30)를 구비한다. 그리고, 이러한 구성요소들은 메인유로(40) 및 서지유로(31)와 결합되어 공기를 이동시킨다. 여기서, 에어스프링(10)은 자동차의 후륜에 장착되고, 공압에 의해 차고의 높낮이를 조절한다. 그리고, 서지탱크(30)는 서지유로(31) 및 개폐밸브(41)에 의해 에어스프링(10)과 연결된다.
상기 메인유로(40)는 에어스프링(10)에 일단이 연결되고 외부로 타단이 연장된다. 이러한 메인유로(40)의 타단에는 공기가 외부로부터 유입되기 위한 흡입구(42)가 구비된다. 그리고, 메인유로(40)에는 압축건조부(20) 및 개폐밸브(41)가 구비된다.
상기 압축건조부(20)는 공기를 압축 및 건조시키고, 개폐밸브(41)는 메인유로(40)의 공기 흐름을 조절한다. 한편, 서지유로(31)는 일단이 개폐밸브(41)와 연 결되고 타단이 서지탱크(30)와 연결되어, 서지탱크(30)와 에어스프링(10) 간에 공기가 이동한다.
상기 압축건조부(20)는 메인유로(40)의 타단에서부터 공기를 압축하는 압축기(21), 공기를 건조시키는 건조기(22) 및 공기의 역류를 방지하는 체크밸브(23)가 순차적으로 구비된다. 상기 압축기(21)는 공기를 건조기(22) 방향으로 강제 이동시키고, 건조기(22)는 공기 중의 수분을 제거하며, 체크밸브(23)는 공기가 건조기(22) 방향으로 역류되는 것을 방지한다.
그리고, 상기 메인유로(40)에는 체크밸브(23)를 우회하는 보조유로(24)가 설치된다. 이러한 보조유로(24)에는 공기를 가속시키기 위한 스로틀밸브(25)가 구비된다.
한편, 상기 압축기(21)와 건조기(22) 사이에 해당하는 메인유로(40)에는 배출유로(51)가 연통되고, 배출유로(51)에는 유로를 개폐하는 배출밸브(52)가 구비된다. 또한, 상기 메인유로(40)에는 에어스프링(10)의 공압을 측정하기 위한 압력센서(53)가 구비된다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차의 작동을 설명하면 다음과 같다. 이때, 자동차가 공차일 때와 적차일 때로 구분한다. 여기서, 공차는 자동차에 승객이나 화물이 없는 경우를 말하며, 적차는 자동차에 승객이나 화물이 있는 경우를 말한다. 그리고, 에어스프링의 스프링상수는 작용체적에 반비례하며, 에어스프링과 서브탱크가 연결되면 작용체적이 증대되어 스프링상수는 낮아진다.
도 1을 참조하여, 자동차의 적차시 높이를 상승시키기 위한 공기의 이동 과정을 설명하면, 개폐밸브(41)가 메인유로(40)를 개방하고, 서지유로(31)를 폐쇄한다. 상기한 상태에서, 압축기(21)가 구동되면, 흡입구(42)로부터 외부 공기가 유입되어 압축기(21)를 통과하고, 건조기(22)를 통과하면서 건조되어 에어스프링(10)에 유입된다. 이로 인해 자동차의 높이가 상승한다. 이때, 에어스프링(10)에는 설정된 공압이 주입되고, 압력센서(53)는 이를 측정한다. 이와 같이 설정된 공압이 주입되면, 에어스프링(10)의 스프링상수는 공차일 때보다 상대적으로 높다.
한편, 외부로 배출되는 공기는 스로틀밸브(25)를 통과하면서 가속된 상태로 건조기(22)를 통과하므로, 건조기(22)의 수분을 효과적으로 제거한다.
상기한 상태에서 자동차의 공차가 발생하면, 도 3과 같이 개폐밸브(41)는 서지유로(31)와 메인유로(40)를 연통시켜, 서지탱크(30)와 에어스프링(10)은 서로 공기의 이동이 가능해진다. 이로 인해, 에어스프링(10)의 스프링상수는 적차일 때보다 낮아져 승차감이 향상된다.
도 2을 참조하여, 자동차의 적차시 높이를 하강시키기 위한 공기의 이동 과정을 설명하면, 개폐밸브(41)가 메인유로(40)를 개방하고, 서지유로(31)를 폐쇄한다. 그리고, 배출밸브(52)는 배출유로(51)를 개방한다. 그리하면, 에어스프링(10)에 저장된 공기 중 일부가 메인유로(40) 및 배출유로(51)를 통해 외부로 배출된다. 이로 인해 자동차의 높이가 하강한다. 이때, 에어스프링(10)은 설정된 공압만큼 배출되고, 압력센서(53)는 이를 측정한다. 이와 같이 설정된 공압만큼 공기가 배출되면, 에어스프링(10)의 스프링상수는 공차일 때보다 상대적으로 높다. 한편, 외부로 배출되는 공기는 스로틀밸브(25)를 통과하면서 가속된 상태로 건조기(22)를 통과하므로, 건조기(22)의 수분을 효과적으로 제거한다.
상기한 상태에서, 자동차의 공차가 발생하면, 도 3과 같이 개폐밸브(41)는 서지유로(31)와 메인유로(40)를 연통시켜, 서지탱크(30)와 에어스프링(10)은 서로 공기의 이동이 가능해진다. 이로 인해, 에어스프링(10)의 스프링상수는 적차일 때보다 낮아져 승차감이 향상된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 외기가 에어스프링으로 유입되는 경로를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 에어스프링의 공기가 배출되는 경로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 에어스프링과 서지탱크가 연통된 상태를 나타내는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 에어스프링 20 : 압축건조부
30 : 서지탱크 40 : 메인유로

Claims (5)

  1. 공압에 의해 높낮이가 조절되는 에어스프링;
    상기 에어스프링에 일단이 연결되고 외부로 타단이 연장되어 외부공기를 흡입하는 메인유로;
    상기 메인유로 상에 구비되어 공기를 압축 및 건조시키는 압축건조부;
    상기 압축건조부와 상기 에어스프링 사이에 해당하는 상기 메인유로 상에 구비되어 공기 흐름을 조절하는 개폐밸브;
    상기 개폐밸브에 일단이 연결되는 서지유로; 및
    상기 서지유로의 타단에 연통되는 서지탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압축건조부는 상기 메인유로의 타단에서부터 공기를 압축하는 압축기와, 공기를 건조시키는 건조기 및 공기의 역류를 방지하는 체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 메인유로에는 상기 체크밸브를 우회하는 보조유로가 구비되고,
    상기 보조유로에는 공기를 가속시키는 스로틀밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 압축기와 상기 건조기 사이에 해당하는 상기 메인유로에 연통되는 배출유로가 구비되고,
    상기 배출유로에는 유로를 개폐하는 배출밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인유로에는 상기 에어스프링의 공압을 측정하기 위한 압력센서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
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