KR20090117921A - 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치 - Google Patents

자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치(slm). 본 발명의 새로운 장치는, 일반적으로 자동차 서스펜션에 적용하기 위한 것이다. 그것은 서스펜션의 부품들을, 그들의 수명에 관해 모니터링하는 것을 가능하게 하여, 사용자로 하여금 각 부품의 상태를 정확히 검증할 수 있게 하며, 그에 따라 서스펜션의 부품들이 손상되기 전에 체크되고 교체될 수 있게 한다. 이러한 장치는, 예방적인 유지 관리를 실현하여, 차량과 그 탑승자들을 위한 더 큰 안전성을 제공한다.

Description

자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치{DEVICE FOR MONITORING WASTAGE ON AUTOMOTIVE SUSPENSION}
본 출원은, 일반적으로 자동차 서스펜션들에 적용될 새로운 장치(아래에 상세한 실례가 뒤따름)의 상세한 설명에 관한 것이며, 이러한 장치는 서스펜션의 부품들을 그들의 수명에 대해 모니터링하는 것을 가능하게 하여, 사용자로 하여금 각 부품의 상태를 정확히 검증하게 하고, 그에 따라 부품을 손상되기 전에 체크하여 교체할 수 있게 한다. 본 장치는, 예방적인 유지 관리(preventive maintenance)를 가능하게 하여, 차량 및 그 사용자들을 위한 더 큰 안전성을 제공한다.
자동차 서스펜션의 시스템을 구성하는 부품들의 내구성을 측정하는 것은, 차량이 주행한 마일리지(mileage)를 계산함으로써 또는 시각적인 검증을 통한 것일지라도, 항상 간단한 일인 것은 아니다. 비록 그러한 부품들의 수명을 차량이 이전에 주행한 킬로미터라는 양으로 계산한다 할지라도, 그러한 측정법은 포장도로(pavement) 특성들, 차량의 속도, 운전의 불리한 조건들, 날씨 및 도로 등과 같은 서스펜션의 수명에 대한 중요한 변수들이 고려되지 않는다. 반면에, 만약 그러한 부품들에 대한 검증이 시각적인 것이라면, 특정한 부품에 있어서의 문제점을 알아채는 것은, 그것이 이미 손상된 후에만 체크될 수 있어, 유지 관리의 예방 조치 가 아닌 시정 조치(corrective)만을 가능하게 하며, 이것은 나중에 사고들 그리고/또는 심각한 문제들을 일으킬 수 있다.
서스펜션의 부품의 수명을 측정하는 최선의 방법은, 서스펜션 동작 사이클들(cycles of suspension action)의 모니터링을 통해 서스펜션이 이미 수행한 작업(work)을 측정하는 것이며, 이것이 본 발명의 장치의 목적이다.
차량의 서스펜션 시스템의 구성 부품들과 그 모니터링 방법들에 관한 몇몇 관련 특허들이 아래에 기술되어 있다.
브라질 특허 제9905069-2호에는, 점착성 유체(fv)로 채워지고, 제1 및 제2 최극단 축벽(extreme axial wall)(11 ,12)을 가지며, 그 사이에서 상대적으로 이동가능한, 유연성의 그리고 불침투성의 물질(10)로 된 하나의 관형 몸체; 상기 관형 몸체(10)의 제1 최극단 벽(11)에 대해 고정된, 매달리고 그리고 매달리지 않은 차량의 집합물들(suspended and non-suspended masses) 중의 하나에 착설된 제1 지지구 (수단); 단단하고(rigid), 틈 없이 밀폐되고, 고압 가스가 담겨 있으며, 상기 매달리고 그리고 매달리지 않은 집합물들 중의 하나의 반대편의 내벽과 그 다른 하나에 고정되고, 상기 관형 몸체(10)의 제2 최극단 벽(12)이 고정되는 제2 지지 수단(50)을 구성하는 하나의 최극단 외벽(41)을 갖는, 하나의 원통형 저장조(reservoir)(40); 그리고 차량의 서스펜션이 움직이는 동안 상기 관형 몸체(10)와 상기 저장조(40) 사이에 선택적이고 제한적인 유체 연통(fluid communication)을 제공하는, 상기 저장조(40)의 최극단 내벽(internal extreme wall)(42)에 구비된 밸브 수단;으로 구성된, 자동차 차량들의 후방 서스펜션에 특히 적용가능한 차 량용 유압식 충격 흡수 장치(shock absorber)가 기술되어 있으며;
브라질 특허 제0000929-6호에는, 편심 축을 통해 움직이는, 자동차 서스펜션상의 기계적 결함들을 탐지하기 위한 기계적 시스템이 기술되어 있다. 이 시스템의 샤시-플랫폼(chassis-platform)(1)은, 모든 부품들이 하나의 단일 볼륨(single volume)을 형성하거나 현장에서 설치하기 위해 분리된 가동 지지구들(moveable bearers)(2)의 하나를 구비한 하나의 모노블록 시스템(monoblock system)에 위치하거나, 또는 축(3) 사이의 거리 조절에 따라 배치되고 그리고 관절식 아암들(articulate arms)(4)과 레버들(levers)(5)에 의해 움직이는, 스틸 프로파일들(steel profiles)로 만들어지며, 이들은 편심 축(7)에 의해 편심 축(6)의 스티어링 휠들에 부착되고, 그리고 감속 엔진들(reductor engines)(9)과 변속기들(speed variators)(10)을 구비한 감속 장치들(8)도 이것에 부착되며, 이들은 움직임 제어 패널(panel of control and command of movements)(11)에 결합되고, 이들은 베어러들(13)의 코스(course)의 폭을 조절하기 위한 엔진들을 갖는 모바일 베이스들(mobile bases)(12) 위에 있으며; 자동차들의 휠들(wheels)의 서스펜션 축에 결합되고(진동 및 소음의 센서들(14)을 볼 수 있음); 그리고 모바일 베어러들(2)에 결합되어 있다[수직 이동 센서들(15)과 마지막으로 시각화 패널(visualization panel)(16)을 가짐]. 그러한 시스템은 자동차의 서스펜션의 결함들을 탐지하게 한다; 그리고
브라질 특허 제0102109-5호에는, 차량의 서스펜션을 제어하기 위한 유압 회로(hydraulic circuit) 및 장치가 기술되어 있으며, 유압 회로는 차량의 서스펜션 의 복동 실린더(double-action cylinder)를 제어하여 하중(charge)과 충격 흡수 기능의 균형을 유지하게 한다. 솔레노이드 밸브 유닛(solenoid valve unit)은, 유압액(pressurized hydraulic fluid)을 공급 라인(supply line)으로부터 실린더로 그리고 실린더로부터 탱크 복귀 라인(tank return line)으로 보내는 것(application)을 제어하여, 하중 균형 유지(charge balancing)를 위해 차량을 들어올리고 내려놓는다. 실린더 챔버들은 하나의 리텐션 세트(retention set), 하나의 오리피스(orifice) 및 하나의 유출(escape) 밸브의 하나의 병렬 세트(parallel set)를 통해 상호연결되고, 그리고 리텐션 밸브, 하나의 오리피스 및 하나의 유출 밸브의 또 하나의 병렬 세트는 실린더를 하나의 어큐뮬레이터(accumulator)에 연결시킨다. 병렬식으로 셋팅된 이러한 부품들은 복동 실린더(Double-action cylinder)로 하여금 수동 충격 흡수 장치의 역할을 하게 한다. 봉쇄 밸브(blockage valve)는, 충격 흡수 작용을 해제하고 아주 튼튼한 서스펜션을 제공하는 바람직한 방식으로 배치된다.
그러므로, 서스펜션의 부품들을 그들의 수명에 관해 모니터링하는 것을 가능하게 하는, 자동차 서스펜션에 적용될 특수한 장치가 특히 승용차들을 위해 존재하지 않는 것이 일반적임을 알 수 있다.
이런 식으로, 자동차 서스펜션의 부품들의 수명을 효율적으로 측정하는 방법 그 자체만을 다루기 위한 것으로서, 최신 기술과 상관 관계가 있을 수 있는, 본 특허 출원에 제공되어 있는 것들과 유사한 다른 장치 또는 시스템은 전혀 없는 것으로 밝혀졌다.
상업적으로, 자동차 서스펜션용 부품들의 수명은 차량의 주행 거리를 기초로 하여 평가되며, 이러한 레퍼런스(reference)는 서스펜션 작동(suspension work)의 중요한 조건들을 고려하지 않기 때문에 효과적이지 않다. 이러한 전제와 별도로, 그 동작 사이클들의 수를 통해, 서스펜션이 수행한 작동(work)을 기초로 하여 서스펜션 부품들의 수명을 평가할 수 있는 장치가 필요하다.
자동차들의 서스펜션 시스템의 부품들의 수명을 예방 효과가 높은 형태로 그리고 효율적인 방식으로 제어하고 모니터링할 수 있는 장치에 대한 필요성을 마음속에 두고서, 본 특허의 목적물(object)인, 자동차 서스펜션의 손상(wastage)을 모니터링하기 위한 장치(SLM)를 연구하고 이상화하였다(idealize).
다음에서는, 본 발명의 보다 나은 이해와 설명을 위해, 발명의 상세한 설명을 뒤따르는 도면들을 참조하여 설명하기로 하며, 여기서:
도 1은, 자동차의 서스펜션의 교합부(articulation)의 개략도를 나타낸다.
도 2는, 본 특허의 목적물인, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치의, 그 주요 부품들과 배치 형태들(disposition forms)을 강조하여 나타낸, 개략도를 보여준다. 도 3은, 본 출원의 목적물인, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치의 작동 블록의 다이어그램(diagram of working blocs)을 설명한다.
도 4는, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치와 사용될 수 있 는 디스플레이 변형예들(display variations)을 개략적으로 나타낸 몇몇 모델들을 나타내며, 이들은 a) 각 서스펜션을 위한 신호등형 상태 표시장치(traffic light-like status indicator)를 구비한 디스플레이, b) 단일 신호등 방식(single traffic light kind)의 그리고 4 연속 위치 표시장치들(four sequential position indicators)의 상태 표시를 구비한 디스플레이; c) 단일 신호등 방식의 상태 표시를 구비한 디스플레이; 및 d) 단일 디지털 방식(single digital kind)의 상태 표시를 구비한 디스플레이이다.
다음에는, 본 특허의 목적물인, 본 발명의 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치를 이루는, 바람직한, 그러나 비제한적인 형태가 설명되어 있으며, 그 구성(configuration) 및 적용례(application)는, 각각의 바람직한 모델에 적합한 형태로 변화할 수 있어, 여기서는 기술된 장치(object)와 그것이 이루는 형태의 구체화를 가져오는 실현가능한 구성들 중의 하나를 설명한다.
본 특허의 대상인, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치, 또는 간단히 "SLM"은, 차량의 서스펜션 아래에 전략적으로 배치된, 하나의 전기-전자 장치로 구성되며, 이 장치는, 사실상 서스펜션 부품들에 손상을 가져올 수 있는 일반적으로 포장도로의 울퉁불퉁함(irregularities)으로 인한 서스펜션의 동작(action)인, 관련 사이클들(relevant cycles)의 수를 모니터링한다. 여기서, 이러한 정보는, 자동차 드라이버(vehicle conductor)에게 입수되어, 부품의 교체가 필요한 때를 알려준다.
자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치는, 그 전체가 센서들과 하나의 디스플레이로 구성된다. 서스펜션의 동작 사이클들을 측정하기 위해, 센서(1)는, 충격 흡수 장치(2) 위에, 또는 센서가 (총 4 세트의) 차량의 서스펜션에서 각각 그러한 장애를 모니터링할 수 있는 서스펜션의 여하한 다른 곳에 착설될 수 있다. 센서들에 의해 성취된 측정 값들(measurements)은, 차량의 눈에 띄는 곳에 놓인, 디스플레이(3)로 전달되어, 드라이버에 각 서스펜션의 현재 상태를 알려준다. 그러므로, 이러한 사이클들의 수에 따라, 디스플레이는 어떤 부분들(pieces)이 점검되고 그리고/또는 예방적으로 교체되어야 하는지를 나타낼 것이다.
이 장치에 의해 성취된 측정 값은, 각 서스펜션 부품의 현재 상태는 아니나, 다만 서스펜션의 동작 사이클들의 수를 기초로 하는 유용한 특성이며, 사용자에게 서스펜션의 부품들의 상태와 수명에 대한 정확한 척도로서의 역할을 하고, 서스펜션 부품들의 예방적인 유지 관리를 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 제공된, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치는, 두 개의 주요 부품들(main parts)로 구성되는데, 그 부품들은 각 휠 서스펜션(wheel suspension)에 대해 하나씩이 필요한 4개의 센서 부재(1)와 하나의 디스플레이(3)이다. 그러므로, 그 작용을 설명하고 도시하기 위해, 단 하나의 센서만을 설명하는데, 이는 다른 센서들도 이와 동일한 형태로 함께 그리고 동시에 작동하기 때문이다.
자동차 서스펜션의 시스템은 울퉁불퉁한 지면 때문에 나타나는 문제들(imperfections)을 제거하기 위해 작동하여, 차량의 샤시(chassis)와 탑승자 들(occupants) 모두가 느끼는 영향들을 가능한 한 작게 감소시킨다.
이러한 기능을 수행하기 위해, 서스펜션은, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 휠(wheel)이 접하는 울퉁불퉁한 노면 상태에 따라 위아래로 진동하며 작동한다. 이러한 작동은, 휠과 함께 움직이는 부품들 사이에 가능한 교합부(articulation) 때문에, 서스펜션에 의해 행해지는 것이 가능하다. 본 발명에 제공되는, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치(SLM)의 작동 원리(working principle)는, 서스펜션의 작동으로 그렇게 움직이는, 부분들(pieces) 중의 하나에 상술된 센서 부재를 설치하는 것으로 구성되며, 센서들을 차량들의 충격 흡수 장치들(2) 위에 설치하는 것이 바람직할 수 있는데, 이는 센서들이 다른 부품들의 작용을 방해하지 않고서 더 넓은 범위의 움직임 코스(greater course of movement)를 제공할 뿐만 아니라 설치를 위한 더 우수한 조건들을 제공하기 때문이다. 서스펜션이 진동함에 따라, 센서 부재가 "사이클들"로 불리우는, 이러한 움직임들을 탐지하고, 그들을 전자 내부 회로를 통해 펄스들로 계산한다. 펄스들이 접촉됨에 따라, 사이클들의 총수가, 바람직하게는 차량 내측에 위치되어야 하는, 디스플레이로 보내지며, 그리고 사용자에게 서스펜션의 현재 상태를 단계들(stages) 또는 숫자들(digits)로 나타낼 것이다.
수많은 종류의 센서들이 이 장치에 사용될 수 있다. 대체적으로 이러한 장치의 작용에 대해 비제한적인, 시장에서 입수할 수 있는 가장 적합한 것들의 하나의 예로서, 압전성(Piezoelectric) 센서들, 스피어(Sphere) 센서들, 일렉트레츠(Electrets) 센서들, 유연성 스프링 구비 금속 튜브 센서들(Flexible Spring in metallic tube sensors), 및 유연성 스프링 구비 플라스틱 튜브 센서들(Flexible Spring in Plastic Tube sensors)을 들 수 있다. 또한, 키이체인(keychain) 형상 또는 여하한 다른 구성(arrangement)의 것들인, 디스플레이들의 수많은 모델들이 사용될 수 있다. 디스플레이들의 비제한적인 예들로서, 각 서스펜션을 위한 신호등-형 상태 표시장치를 구비한 디스플레이, 단일 신호등 표시장치 및 4 (연속) 위치 표시장치들을 구비한 디스플레이를 들 수 있으며, 여기서, 상기 신호등 방식 표시장치들은 녹색, 노랑색 및 빨강색 색상들의 3 발광 다이오드들 (LEDs) 또는 3-색상 특성들(three-color capabilities)을 갖는 하나의 단일 LED로 구성될 수 있다.
그 형태 및 작용의 특성들로 나타내어지는, 본 출원의 대상인, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 이러한 장치는, 차량의 서스펜션의 실제적인 작동(real work)을 나타내고, 각 서스펜션 부품의 남아있는 수명을 평가하는 것을 가능하게 하는 척도인, 자동차의 서스펜션의 동작과 관련된 사이클의 수를 측정하여, 신뢰할 수 있는 예방적인 유지 관리를 가능하게 한다.
차량의 마일리지를 기초로 하는, 오늘날 상업적으로 사용되는 종래기술(reference)과 비교하여, 본 발명의 장치는, 서스펜션의 동작과 관련된 사이클들의 측정 값을 작동 원리(working principle)로서 가지기 때문에 더욱 더 효율적이다.
그러므로, 본 발명의 형태 및 작용에 대한 전술한 특성들에 있어서, 본 발명의 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치(SLM)는 기술 혁신, 진보성(inventive activity) 및 미공지 산업적 이용가능성(unpublished industrialization)에 해당되는, 첨단 기술을 위한 혁신적이고 놀랄만한 기기이며, 따라서 발명에 대한 특허권을 받을 만한 가치가 있음을 명백히 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 자동차의 서스펜션 내측에 전략적으로 위치되고; 사실상 서스펜션 부품들에 여하한 것이든 손상을 가져올 수 있는 일반적으로 도로(track)의 울퉁불퉁함(irregularities)에 좌우되는(conditioned) 서스펜션의 동작인, 관련 사이클들(relevant cycles)의 수를 모니터링하며; 그러한 정보가 자동차 드라이버에게 입수되어, 부품의 교체가 필요한 때를 알려주는, 전기-전자 장치인 것을 특징으로 하는, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치(SLM).
  2. 제1항에 있어서, 센서들과 하나의 디스플레이로 구성되며, 상기 센서(1)가 충격 흡수 장치(2) 위에 또는 차량의 서스펜션의 각 세트에서의 그러한 장애를 모니터링할 수 있는 서스펜션의 여하한 다른 곳에 착설될 수 있고, 적어도 총 4개인 센서들에서 성취된 모든 측정 값들이, 차량의 눈에 보이는 위치에 놓일 디스플레이(3)로 전달되어, 그 사용자에게 각 서스펜션의 현재 상태를 알려주며, 여기서, 사이클들의 수에 따라, 디스플레이가 어떤 부분들(pieces)이 점검되고 그리고/또는 예방적으로 교체되어야 하는지를 나타내는 것을 특징으로 하는, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치(SLM).
  3. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 장치의 작용에 대해 비제한적인, 수많은 모델들인 사용가능한 센서들이, 예컨대, 압전성(Piezoelectric) 센서들, 스피 어(Sphere) 센서들, 일렉트레츠(Electrets) 센서들, 유연성 스프링 구비 금속 튜브 센서들, 및 유연성 스프링 구비 플라스틱 튜브 센서들인 것을 특징으로 하는, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치(SLM).
  4. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 장치 모델들에 대해 비제한적인 몇몇 사용가능한 디스플레이들이, 키이체인 형(keychain form) 또는 여하한 다른 배열(disposition), 예컨대, 각 서스펜션을 위한 신호등, 3-단계 표시장치(light-traffics, three-stage indicator)를 구비한 디스플레이, 단일 신호등 방식 그리고 4 위치 표시장치들(four position indicators)의 상태 표시를 구비한 디스플레이이며, 여기서 상기 신호등 표시장치들이 빨강색, 노랑색 및 녹색 색상들의 3 발광 다이오드들 (LEDs) 또는 3-색상 특성들(three-color capabilities)을 갖는 하나의 단일 LED로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 서스펜션의 손상을 모니터링하기 위한 장치(SLM).
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