KR20150034233A

KR20150034233A - 서스펜션 장치

Info

Publication number: KR20150034233A
Application number: KR1020157002734A
Authority: KR
Inventors: 마사아키 다바타
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-04-02
Also published as: CN104508317A; EP2912333A2; WO2014064498A2; KR101635499B1; WO2014064498A3; US20150183288A1; US9592712B2; JP2014084945A; CN104508317B; JP5720653B2

Abstract

본 서스펜션 장치는, 스프렁부재와 언스프렁부재 중 어느 하나에 연결되며, 내부 공간이 피스톤 상부 챔버(39)와 피스톤 하부 챔버(40)로 분할되어 있는 실린더(21); 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재 중 다른 하나에 연결된 피스톤(22); 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시키도록 구성되고, 상기 피스톤 상부 챔버(39)의 압력이 가해짐으로써 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠하기 위한 힘이 증가하는 신장측 마찰부재(44); 및 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시키도록 구성되며, 상기 피스톤 하부 챔버(40)의 압력이 가해짐으로써 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠하기 위한 힘이 증가하는 수축측 마찰부재(45)를 포함한다.

Description

서스펜션 장치{SUSPENSION APPARATUS}

본 발명은 서스펜션 장치에 관한 것이다.

차량에는, 주행 시의 승차감 확보나 노면에 대한 차륜의 추종성(tracking ability)을 확보하기 위하여, 서스펜션 장치가 탑재되어 있다. 상기 서스펜션 장치는, 차체와 차륜 사이에 스프링 등의 탄성체를 구비하고 있다. 상기 탄성체가 탄성 변형을 하는 경우, 차량이 주행하는 노면의 상태에 따라 차체와 차륜 간의 상대적인 위치 관계를 변화시키고, 그 결과 노면으로부터 차체측에 전달되는 충격(shock)이 흡수될 수 있게 된다. 상기 서스펜션 장치에는, 탄성체가 탄성 변형하는 것에 수반하는 주기 진동(periodic vibration)을 감쇠시키는 감쇠 기구(damping mechanism)가 추가로 설치되어 있다. 나아가, 최근에는 차량의 주행 시의 승차감을 더욱 향상시키기 위하여, 탄성체의 주기 진동을 감쇠할 때에 감쇠 기구에서 발생되는 마찰을, 차량의 주행 상태에 따라 변화시키는 기술도 개발되어 있다.

상기 서술한 서스펜션 장치에 있어서, 탄성체의 주기 진동을 감쇠할 때에 감쇠 기구의 마찰을 변화시키기 위해서는, 미세한 액추에이터의 제어 등이 필요하게 되므로, 서스펜션 장치의 구성이 복잡해지는 경향이 있었다. 따라서, 간단한 구성을 갖는 서스펜션 장치를 이용하여, 차량의 주행 시의 승차감을 더욱 향상시킬 것이 요구되고 있다.

본 발명은 간단한 구성을 가지면서도, 차량의 주행 시의 승차감을 더욱 향상시킬 수 있는 서스펜션 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태는 서스펜션 장치로서, 스프렁부재(sprung member)와 언스프렁부재(unsprung member) 중 어느 하나에 연결되고, 내부 공간이 피스톤 상부 챔버와 피스톤 하부 챔버로 분할되어 있는 실린더; 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재 중 다른 하나에 연결된 피스톤; 상기 피스톤의 이동을 감쇠시키도록 구성되고, 상기 피스톤 상부 챔버의 압력이 가해짐으로써 상기 피스톤의 이동을 감쇠하기 위한 힘이 증가하는 신장측 마찰부재(expansion side friction member); 및 상기 피스톤의 이동을 감쇠시키도록 구성되며, 상기 피스톤 하부 챔버의 압력이 가해짐으로써 상기 피스톤의 이동을 감쇠하기 위한 힘이 증가하는 수축측 마찰부재(contraction side friction member)를 포함한다.

상기 피스톤 상부 챔버의 압력을 상기 신장측 마찰부재 상에 가하여 증가되는, 상기 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위한 상기 신장측 마찰부재의 힘은, 상기 피스톤 하부 챔버의 압력을 상기 수축측 마찰부재 상에 가하여 증가되는, 상기 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위한 상기 수축측 마찰부재의 힘보다 클 수도 있다.

상기 신장측 마찰부재는 테이퍼진 외주면을 가질 수도 있고, 상기 수축측 마찰부재는 테이퍼진 외주면을 가지며, 상기 신장측 마찰부재의 외주면과 상기 피스톤의 축심으로 이루어지는 각도는, 상기 수축측 마찰부재의 외주면과 상기 피스톤의 축심으로 이루어지는 각도보다 작을 수도 있다.

상기 피스톤은, 상기 실린더를 통해 왕복운동하는 피스톤부를 구비할 수도 있고, 상기 피스톤부는, 상기 실린더의 내부 공간을, 상기 피스톤부의 상부측에 있는 피스톤 상부 챔버와 상기 피스톤부의 하부측에 있는 피스톤 하부 챔버로 분리시킬 수도 있다.

유체 저항(fluid resistance)을 발생시키는 작동 유체(working fluid)는 상기 실린더에 봉입될 봉입될 수도 있다. 이 경우, 신장측 압력감지챔버 내의 작동 오일의 압력은 상기 신장측 마찰부재 상에 가해질 수도 있고, 상기 신장측 압력감지챔버 안으로 공급되는 작동 오일의 압력은 상기 수축측 마찰부재 상에 가해질 수도 있다.

상기 서스펜션 장치는, 신장측 압력감지챔버; 수축측 압력감지챔버; 상기 피스톤 상부 챔버와 상기 신장측 압력감지챔버를 연결하는 신장측 통로; 및 상기 피스톤 하부 챔버와 상기 수축측 압력감지챔버를 연결하는 수축측 통로를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 서스펜션 장치가 신장할 때, 상기 피스톤 상부 챔버 내의 작동 유체는, 상기 신장측 통로를 통해 상기 신장측 압력감지챔버 안으로 공급될 수도 있고, 상기 신장측 압력감지챔버 안으로 공급되는 작동 오일의 압력은 상기 신장측 마찰부재 상에 가해질 수도 있다. 또한, 상기 서스펜션 장치가 수축할 때, 상기 피스톤 하부 챔버 내의 작동 유체는, 상기 수축측 통로를 통해 상기 수축측 압력감지챔버 안으로 공급될 수도 있고, 상기 신장측 압력감지챔버 안으로 공급되는 작동 오일의 압력은 상기 수축측 마찰부재 상에 가해질 수도 있다.

상기 서스펜션 장치는, 상기 신장측 마찰부재에 인가될 상기 피스톤 상부 챔버 내의 작동 유체의 양을 조절하도록 구성된 신장측 압력조절부; 및 상기 수축측 마찰부재에 인가될 상기 피스톤 하부 챔버 내의 작동 유체의 양을 조절하도록 구성된 수축측 압력조절부를 더 포함할 수도 있다.

상기 서스펜션 장치는, 상기 신장측 압력조절부 및 상기 수축측 압력조절부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수도 있다.

신장측 마찰부재와 수축측 마찰부재를 포함하는 간단한 구성을 가진 본 발명에 따른 서스펜션 장치에 의하면, 차량의 주행 시의 승차감을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예들의 특징, 장점, 그리고 기술적 및 산업상 현저성을, 동일한 부호들이 동일한 요소들을 나타내는 첨부 도면들을 참조하여 후술하기로 한다.
도 1은 제1실시예에 따른 서스펜션 장치의 개략적인 구성을 나타내는 종단면도;
도 2는 제1실시예에 따른 서스펜션 장치의 감쇠 기구의 주요부들을 나타내는 종단면도;
도 3은 제1실시예에 따른 서스펜션 장치의 감쇠 기구에 설치된 수축측 마찰부재에 의해 발생되는 힘을 설명하는 종단면도;
도 4는 제1실시예에 따른 서스펜션 장치의 감쇠 기구에 설치된 신장측 마찰부재에 의해 발생되는 힘을 설명하는 종단면도;
도 5는 제2실시예에 따른 서스펜션 장치의 개략 구성을 나타내는 도;
도 6은 제2실시예에 따른 서스펜션 장치의 전자제어부(ECU)에 의해 실행되는, 신장측 압력감지챔버 및 수축측 압력감지챔버에 공급되는 작동 오일의 압력을 제어하기 위한 플로우차트의 일례;
도 7은 도 6에 도시된 플로우차트에 있어서 신장측 마찰부재 및 수축측 마찰부재가 피스톤에 대해 가압되는 힘들의 절대값들을 산출하기 위한 도;
도 8은 도 6에 도시된 플로우차트에 있어서 신장측 마찰부재 및 수축측 마찰부재가 피스톤에 대해 가압되는 힘들의 감소값들을 산출하기 위한 도; 및
도 9는 도 6에 도시된 플로우차트에 있어서 신장측 마찰부재 및 수축측 마찰부재가 피스톤에 대해 가압되는 힘들의 조향 안정성 요구값(steering stability requirement value)들을 산출하기 위한 도이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 도면들을 기초로 하여 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 발명이 이들 실시예들로 한정되는 것은 아니라는 점에 유의한다. 또한, 하기 실시예들에 있어서의 구성요소들은, 당업자가 용이하게 치환가능하거나 실질적으로 동일한 요소들을 포함한다. 즉, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서, 실시예 등에 기술된 구성요소들을 적절히 조합시키는 등 여러가지 변형예들로 구현될 수도 있다.

[제1실시예]

이제, 본 발명의 제1실시예에 따른 서스펜션 장치를 도 1 내지 도 4에 의거하여 설명하기로 한다. 도 1은 제1실시예에 따른 서스펜션 장치의 개략적인 구성을 나타내는 종단면도이다. 도 2는 제1실시예에 따른 서스펜션 장치의 감쇠 기구의 주요부들을 나타내는 종단면도이다. 도 3은 제1실시예에 따른 서스펜션 장치의 감쇠 기구에 설치된 수축측 마찰부재가 발생시키는 힘을 설명하는 종단면도이다. 도 4는 제1실시예에 따른 서스펜션 장치의 감쇠 기구에 설치된 신장측 마찰부재가 발생시키는 힘을 설명하는 종단면도이다.

도 1에 도시된 제1실시예에 따른 서스펜션 장치(1)는, 차량의 각 차륜과 일대일로 대응해서 설치되고, 각 차륜을 차량의 차체에 지지시킨다. 상기 서스펜션 장치(1)는, 상기 차량의 도면에 나타나 있지 않은 스프렁부재와 도면에 나타나 있지 않은 언스프렁부재 사이에 설치되어, 스프렁부재와 언스프렁부재를 연결시키게 되어 있다. 상기 스프렁부재는, 상기 서스펜션 장치(1)에 의해 지지되는 부재를 나타내고, 차체를 포함한다. 상기 언스프렁부재는, 상기 서스펜션 장치(1)보다도 차륜측에 배치된 부재를 나타내고, 차륜에 연결된 너클(knuckle), 상기 너클에 연결된 하부 아암(arm) 등을 포함한다.

상기 서스펜션 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스프링 기구(10) 및 감쇠 기구(20)를 포함하고 있다. 상기 스프링 기구(10) 및 상기 감쇠 기구(20)는 병렬로 설치되어 있다.

상기 스프링 기구(10)는, 스프렁부재와 언스프렁부재를 연결하고, 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재 간의 상대 변위에 대응하는 스프링력을 발생시키며, 상기 발생된 스프링력을 상기 스프렁부재 및 상기 언스프렁부재에 작용시킨다. 상기 스프링 기구(10)는, 예를 들면 후술하는 감쇠 기구(20)의 피스톤(22) 등에 장착되는 코일 스프링(11)(도 1에 2점쇄선으로 나타냄) 등을 이용하여 상기 스프링력을 발생시킨다. 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재 간의 상대 변위는, 스프렁부재와 언스프렁부재가 서스펜션 장치(1)의 신축 방향으로 서로 접근하거나 멀어지는 방향으로의 상대 변위이다. 또한, 여기에서, 상기 신축 방향은, 연직 방향을 따르는 방향인 것으로서 도시하고 있지만, 상기 연직 방향에 대하여 소정의 경사를 가질 수도 있다는 점에 유의한다. 또한, 상기 스프링 기구(10)는, 스프링 계수, 즉 스프링력을 가변하도록 제어가능한 구성일 수도 있다.

상기 감쇠 기구(20)는, 스프렁부재와 언스프렁부재를 연결하고, 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재 간의 상대 이동을 감쇠시키기 위한 감쇠력을 발생시킨다. 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재 간의 상대 이동은, 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재가 신축 방향으로 서로 접근하거나 멀어지는 방향으로의 상대 이동이다. 상기 감쇠 기구(20)는, 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재가 상대 이동하는 상대 속도에 대응하는 감쇠력을 발생시킴으로써 상대 이동을 감쇠시킨다.

상기 감쇠 기구(20)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스프렁부재와 언스프렁부재 중 일방에 연결되되, 그 점성으로 인해 유체 저항을 발생시키는 작동 오일(작동 유체)이 봉입되는 실린더(21), 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재 중 타방에 연결되어, 상기 실린더(21)를 통해 왕복운동하는 피스톤부(23)를 구비하는 피스톤(22), 및 상기 실린더(21)와 피스톤(22)이 신축 방향으로 상대 이동할 때에 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시키는 힘을 발생시키는 감쇠력 인가부(24)를 포함하고 있다.

상기 실린더(21)는, 양단이 개방되는 원통 형상으로 형성되고, 상기 서술한 작동 오일이 그 안에 봉입되어 있다. 상기 실린더(21)의 하방 개구는, 폐색 부재(25)에 의해 닫혀 있고, 상기 실린더(21)의 상방 개구는, 시일 부재(26)에 의해 닫혀 있다. 상기 실린더(21)의 내측은, 상기 실린더(21)의 내부가 기밀되도록 상기 폐색 부재(25) 및 시일 부재(26)에 의해 외측으로부터 밀폐되어 있다. 또한, 상기 상방 개구로부터 이격된 전체 실린더(21)가 쉘(27)에 덮여 있다. 상기 쉘(27)의 하단부에는, 상기 언스프렁부재에 장착된 브래킷(28)이 설치되어 있다. 상기 제1실시예에 있어서, 상기 실린더(21)는 상기 쉘(27)을 통해 언스프렁부재에 연결되어 있다. 또한, 상기 쉘(27)의 상단부에는 하부 스프링 시트(lower spring seat; 29)가 설치되고, 상기 하부 스프링 시트(29)의 앞면 상에는 코일 스프링(11)이 배치되어 있다.

상기 피스톤(22)은, 상기 실린더(21) 안에 수용되는 피스톤부(23), 및 상기 피스톤부(23)로부터 상방으로 연장되는 피스톤 로드(30)를 포함하고 있다. 상기 피스톤부(23)는, 상기 실린더(21) 내에서의 상대 이동이 가능하도록 설치되어 있다. 상기 피스톤부(23)는, 상기 실린더(21)의 내부 공간을 상기 피스톤부(23)의 상측에 있는 피스톤 상부 챔버(39)와 상기 피스톤부(23)의 하측에 있는 피스톤 하부 챔버(40)로 분리시킨다. 상기 피스톤부(23)에는 또한 작동 오일이 통과하는 포트(도시 생략), 및 상기 포트를 개폐하는 밸브(도시 생략)가 설치되어 있다. 상기 피스톤부(23)는, 상기 포트 및 상기 밸브에 의해 발생되는 작동 오일의 유체 저항을 받으면서 상기 실린더(21)를 통해 이동한다. 상기 피스톤 로드(30)는, 상기 피스톤 상부 챔버(39)를 통과하도록, 상기 피스톤부(23)로부터 상방으로 연장된다. 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 상단부는 상기 실린더(21)의 외부로 돌출되어 있다.

또한, 상기 실린더(21)의 상방 개구를 폐색한 시일 부재(26)에는, 상기 피스톤 로드(30)가 통과하는 구멍(31)이 형성되어 있다. 상기 피스톤 로드(30)는, 상기 시일 부재(26)에서 상기 구멍(31)을 통과하여, 상기 실린더(21)의 외부로 돌출되어 있다. 나아가, 상기 피스톤 로드(30)는, 길이 방향으로 이동할 수 있도록 상기 시일 부재(26)에서 상기 구멍(31)을 통과하게 되어 있다. 따라서, 상기 시일 부재(26)는, 상기 구멍(31)의 내면과 상기 피스톤 로드(30) 사이에서 작동 오일이 새는 것을 억제하도록 상기 실린더(21)의 내부를 밀폐하게 된다.

또한, 상기 쉘(27)의 상단부에는, 상기 피스톤 로드(30)가 통과하는 구멍(32)이 설치된 쉘측 시일 부재(33)가 설치되어 있다. 상기 피스톤 로드(30)는, 상기 쉘측 시일 부재(33)에서 상기 구멍(32)을 통과하여, 상기 쉘(27)의 외부로 돌출하게 된다. 상기 피스톤 로드(30)는, 길이 방향으로 이동할 수 있도록 상기 쉘측 시일 부재(33)에서 상기 구멍(32)을 통과하게 된다. 따라서, 상기 쉘측 시일 부재(33)는, 상기 쉘(27)의 내부를 강하게 밀봉하여, 상기 구멍(32)의 내면과 상기 피스톤 로드(30) 사이에서 작동 오일이 새는 것을 억제한다. 나아가, 제1실시예에 있어서, 상기 쉘(27)의 상방 개구에는, 상기 피스톤 로드(30)가 통과하는 구멍(34)이 설치된 쉘측 폐색 부재(35)가 장착되어 있다.

또한, 제1실시예에 있어서, 상기 피스톤 로드(30)의 상단부에는, 상기 스프렁부재에 장착되도록 상부 스프링 시트(36)(도 1에서 2점쇄선으로 나타냄)가 설치되어, 상기 상부 스프링 시트(36)와 하부 스프링 시트(29) 사이에 코일 스프링(11)이 배치하게 된다. 제1실시예에 있어서, 상기 피스톤(22)은, 상기 상부 스프링 시트(36)를 통해 상기 스프렁부재에 연결되어 있다. 나아가, 상기 상부 스프링 시트(36)와 상기 하부 스프링 시트(29) 사이에 배치된 코일 스프링(11)은, 상기 시트(29, 36)들을 서로 분리시키는 방향으로 상기 상부 스프링 시트(36) 및 상기 하부 스프링 시트(29) 상에 가압력(biasing force)을 가한다. 즉, 상기 코일 스프링(11)은, 상기 피스톤(22)이 상기 실린더(21)로부터 돌출하는 방향으로 가압력을 상기 시트(29, 36)들 상에 가하여, 상기 서스펜션 장치(1)를 신장시키는 방향으로 가압력을 인가한다.

상기 감쇠력 인가부(24)는 상기 쉘(27) 안에 수용되어, 상기 시일 부재(26, 33) 사이에 설치되어 있다. 또한, 상기 감쇠력 인가부(24)는, 상기 시일 부재(26, 33) 쌍방으로부터 간격을 두고 배치되어, 상기 시일 부재(26, 33)들 사이의 공간을 하측에 있는 신장측 압력감지챔버(37)와 상측에 있는 수축측 압력감지챔버(38)로 분리시킨다. 상기 신장측 압력감지챔버(37)는, 신장측 통로(41)에 의해 상기 피스톤 상부 챔버(39)에 연결되어, 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일이 공급된다. 상기 수축측 압력감지챔버(38)는, 수축측 통로(42)에 의해 상기 피스톤 하부 챔버(40)에 연결되어, 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일이 공급되게 된다.

상기 감쇠력 인가부(24)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 지지 부재(43), 신장측 마찰부재(44), 수축측 마찰부재(45), 상기 마찰부재(44, 45)들 사이에 설치된 코일 스프링(46)을 포함하고 있다.

상기 지지 부재(43)는, 그 내경이 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 외경보다 크면서, 그 외경은 상기 쉘(27)의 내경과 같은 원통 형상으로 형성되어 있다. 상기 지지 부재(43)는, 그 내측에 피스톤 로드(30)를 통과시키면서 상기 쉘(27)의 내측에 배치되어 있다. 상기 지지 부재(43)는, 상기 쉘(27)의 내면과 상기 지지 부재(43) 사이에 작동 오일이 흐르는 것을 억제하고 있다. 또한, 신장측 마찰부재(44)의 외주면(44b)과 수축측 마찰부재(45)의 외주면(45b)은 테이퍼 형상을 가지며, 상기 지지 부재(43)의 내주에는, 상기 신장측 마찰부재(44)의 테이퍼진 외주면(44b)이 근접하는 테이퍼진 신장측 접촉면(47), 상기 수축측 마찰부재(45)의 테이퍼진 외주면(45b)이 근접하는 테이퍼진 수축측 접촉면(48), 및 상기 신장측 접촉면(47)을 수축측 접촉면(48)에 연결하는 연결면(49)이 설치되어 있다. 상기 신장측 접촉면(47)에서는, 상기 지지 부재(43)의 내경이 상방을 향해 점진적으로 축소하고, 상기 수축측 접촉면(48)에서는, 상기 지지 부재(43)의 내경이 상방을 향해 점진적으로 확대한다. 상기 연결면(49)에서는, 상기 지지 부재(43)의 내경이 축심 P 방향으로 일정하게 되어 있다.

상기 신장측 마찰부재(44) 및 상기 수축측 마찰부재(45)는 모두 고무 등의 탄성재료로 이루어진 중실재(中實材, solid member)이며, 그 내경이 상기 피스톤 로드(30)의 외경과 실질적으로 같은 원고리 형상으로 형성되어 있다. 상기 신장측 마찰부재(44) 및 수축측 마찰부재(45)는, 상기 신장측 마찰부재(44) 및 수축측 마찰부재(45)의 내측을 상기 피스톤 로드(30)가 관통하도록, 상기 지지 부재(43)에 수용되어 있다. 상기 신장측 마찰부재(44)는, 상기 신장측 압력감지챔버(37)에 면하고 있다. 상기 신장측 마찰부재(44)는 상기 신장측 압력감지챔버(37)에 면하고 있는 대경면(large diameter surface; 44a)을 가지는데, 당해 대경면(44a)에 상기 신장측 통로(41)를 통해 공급되는 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일의 압력 Pg(도 2에 도시됨)가 작용한다. 상기 신장측 마찰부재(44) 상에 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일의 압력 Pg를 가함으로써, 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 이동을 감쇠시키기 위한 상기 신장측 마찰부재(44)의 힘이 증가하게 된다. 또한, 상기 신장측 마찰부재(44)의 외주면(44b)은, 상기 신장측 접촉면(47)에 가깝게 접촉하도록 테이퍼진 형상으로 형성되어 있다.

상기 수축측 마찰부재(45)는, 상기 수축측 압력감지챔버(38)에 면하고 있다. 상기 수축측 마찰부재(45)는 상기 수축측 압력감지챔버(38)에 면하는 대경면(45a)을 가지는데, 당해 대경면(45a)에 상기 수축측 통로(42)를 통해 공급되는 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일의 압력 Pc(도 2에 도시됨)가 작용한다. 상기 수축측 마찰부재(45) 상에 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일의 압력 Pc를 가함으로써, 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 이동을 감쇠시키기 위한 상기 수축측 마찰부재(45)의 힘이 증가하게 된다. 또한, 상기 수축측 마찰부재(45)의 외주면(45b)은, 상기 수축측 접촉면(48)에 가깝게 접촉하도록 테이퍼진 형상으로 형성되어 있다.

나아가, 상기 신장측 마찰부재(44)의 테이퍼진 외주면(44b)과 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 축심 P에 의해 형성되는 각도 θg(도 4에 도시됨)는, 상기 수축측 마찰부재(45)의 테이퍼진 외주면(45b)과 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 축심 P에 의해 형성되는 각도 θc(도 3에 도시됨) 보다 작다.

상기 신장측 마찰부재(44)와 상기 수축측 마찰부재(45) 사이에 배치된 코일 스프링(46)은, 상기 코일 스프링(46)의 내측을 상기 피스톤 로드(30)가 통과하도록, 상기 지지 부재(43)에 수용되어 있다. 상기 코일 스프링(46)은, 상기 신장측 마찰부재(44)와 상기 수축측 마찰부재(45)를 서로 멀어지는 방향으로 가압한다. 또한, 제1실시예에 있어서, 상기 코일 스프링(46)과 상기 마찰 부재(44, 45) 각각 사이에는, 상기 코일 스프링(46)이 상기 마찰 부재(44, 45) 내로 파고들어가는 것을 억제하기 위하여 지지 부재(51)들이 설치되어 있다는 점에 유의한다.

다음으로, 제1실시예에 따른 서스펜션 장치(1)의 작용들에 대해서 설명하기로 한다. 차량의 주행 시, 차량의 주행 상태나 노면의 상태에 따라, 상기 서스펜션 장치(1)가 작동한다. 예를 들면, 차량이 노면의 돌출부를 넘는 경우에는, 차륜에 돌출부로부터 상방력(upward force)이 가해진다. 차륜에 가해진 상방력은, 너클 등을 통해 상기 쉘(27)에 입력된다. 상기 쉘(27)은, 하부 스프링 시트(29)를 통해 상기 코일 스프링(11)로부터 하방으로 가압되므로, 상기 쉘(27) 안으로 입력된 상방력의 일부가 상기 코일 스프링(11)의 가압력에 의해 상쇄되는 한편, 그 나머지 힘은 상기 코일 스프링(11)을 수축시킨다. 상기 코일 스프링(11)의 수축에 따라, 쉘(27)과 상기 쉘(27)이 장착된 실린더(21)가 상방으로 이동하여, 상기 서스펜션 장치(1)의 전체 길이가 짧아지게 된다. 이 때, 상기 피스톤(22)은 상기 실린더(21)를 통해 하방으로 이동한다.

차륜이 노면의 돌출부를 통과하면, 노면으로 차륜에 가해지는 상방력이 제거되므로, 상기 코일 스프링(11)을 수축하는 힘 또한 제거된다. 이에 따라, 수축된 코일 스프링(11)이 신장되어, 상기 실린더(21) 및 상기 쉘(27)이 상기 피스톤(22)에 대하여 하방으로 이동하게 된다. 상기 코일 스프링(11)이 신장하는 만큼 상기 서스펜션 장치(1)의 전체 길이가 길어진다. 이에 따라, 상기 서스펜션 장치(1)에 있어서, 차륜이 노면의 돌출부를 넘어갈 때 등에는, 상기 코일 스프링(11)이 신장 및 수축하여, 진동이 억제된다.

또한, 상기 서스펜션 장치(1)의 코일 스프링(11)이 신장 및 수축하는 경우에는, 상기 피스톤(22)이 상기 실린더(21)를 통해 이동한다. 상기 실린더(21) 내에 작동 오일이 봉입되어 있으므로, 상기 피스톤(22)이 작동 오일로부터의 유체 저항을 받으면서 상기 실린더(21)를 통해 이동한다. 이 때문에, 상기 실린더(21)를 통한 상기 피스톤(22)의 이동 속도가, 상기 실린더(21) 내에 작동 오일이 봉입되지 않은 경우에 비해 느려지게 된다.

나아가, 상기 서스펜션 장치(1)가 수축하는 경우, 상기 피스톤(22)은 상기 실린더(21)를 통해 하방으로 이동하므로, 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일이 상기 수축측 통로(42)를 통해 상기 수축측 압력감지챔버(38) 안으로 공급되게 된다. 상기 수축측 마찰부재(45)의 대경면(45a)에서는, 상기 수축측 압력감지챔버(38) 안으로 공급되는 작동 오일로부터의 압력 Pc가 작용한다. 상기 수축측 마찰부재(45)의 외주면(45b)이 상기 지지 부재(43)의 수축측 접촉면(48)에 근접하게 되므로, 상기 압력 Pc의 전체 힘 Fc(도 3에 화살표로 표시됨)가 상기 수축측 접촉면(48)에 작용하게 된다. 상기 수축측 접촉면(48) 및 상기 수축측 마찰부재(45)의 외주면(45b)이 상기 피스톤 로드(30)의 축심 P에 대하여 각도 θc 만큼 기울어져 있다. 그러므로, 상기 수축측 접촉면(48)에는, 상기 힘 Fｃ에 따라 상기 피스톤 로드(30)의 축심 P에 대하여 직교하는 방향으로, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 지지 부재(43)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc(도 3에 화살표로 표시됨)가 가해지게 된다. 상기 힘 Fpc는, 상기 피스톤 로드(30)의 축심 P에 대하여 직교하는 방향으로, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘이 되므로, 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 이동을 감쇠시키는 힘으로서의 역할을 하게 된다.

이에 따라, 상기 서스펜션 장치(1)가 수축하는 경우, 상기 수축측 마찰부재(45)에 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일의 압력 Pc를 인가함으로써, 상기 수축측 마찰부재(45)에는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc가 작용한다. 상기 힘 Fpc는, 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일의 압력이 증가함에 따라 증가하고, 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일의 압력이 감소함에 따라 감소한다. 그러므로, 상기 실린더(21)를 통한 상기 피스톤(22)의 이동에 응답하여, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc가 상기 수축측 마찰부재(45) 상에 가해지는 경우, 상기 수축측 마찰부재(45)는, 상기 실린더(21)를 통해 상기 피스톤(22)이 이동함에 따라 상기 피스톤(22)에 작용하는 작동 오일의 유체 저항과 함께, 상기 실린더(21)를 통한 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시킨다. 또한, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc가 증가하는 경우에는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시키는 힘이 증가하고, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc가 감소하는 경우에는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 피스톤(22)의 이동을 감쇠시키는 힘이 감소한다는 점에 유의한다.

또한, 상기 서스펜션 장치(1)가 신장하는 경우에는, 상기 피스톤(22)이 상기 실린더(21)를 통해 상방으로 이동하므로, 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일이 상기 신장측 통로(41)를 통해 상기 신장측 압력감지챔버(37) 안으로 공급되게 된다. 상기 신장측 마찰부재(44)의 대경면(44a)에는, 상기 신장측 압력감지챔버(37) 안으로 공급되는 작동 오일로부터의 압력 Pg가 작용한다. 상기 신장측 마찰부재(44)의 외주면(44b)이 상기 지지 부재(43)의 신장측 접촉면(47)에 근접하게 되므로, 상기 압력 Pc의 전체 힘 Fg(도 4에 화살표로 표시됨)가 상기 신장측 접촉면(47)에 작용하게 된다. 상기 신장측 접촉면(47) 및 상기 신장측 마찰부재(44)의 외주면(44b)은, 상기 피스톤 로드(30)의 축심 P에 대하여 각도 θg 만큼 기울어져 있다. 그러므로, 상기 신장측 접촉면(47)에는, 상기 힘 Fg에 따라 상기 피스톤 로드(30)의 축심 P에 대하여 직교하는 방향으로, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 지지 부재(43)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg(도 4에 화살표로 표시됨)가 인가된다. 상기 힘 Fpg는, 상기 피스톤 로드(30)의 축심 P에 대하여 직교하는 방향으로, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘이 되므로, 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 이동을 감쇠시키는 힘으로서의 역할을 하게 된다.

이에 따라, 상기 서스펜션 장치(1)가 신장하는 경우, 상기 신장측 마찰부재(44)에 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일의 압력을 인가함으로써, 상기 신장측 마찰부재(44)에는, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg가 작용한다. 상기 힘 Fpg는, 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일의 압력이 증가함에 따라 증가하고, 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일의 압력이 감소함에 따라 감소한다. 그러므로, 상기 실린더(21)를 통한 상기 피스톤(22)의 이동에 응답하여, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg가 상기 신장측 마찰부재(44) 상에 작용하는 경우에는, 상기 신장측 마찰부재(44)는, 상기 실린더(21)를 통해 상기 피스톤(22)이 이동함에 따라 상기 피스톤(22) 상에 작용하는 작동 오일의 유체 저항과 함께, 상기 실린더(21)를 통한 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시킨다. 또한, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg가 증가하는 경우에는, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시키는 힘이 증가하고, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg가 감소하면, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시키는 힘이 감소한다는 점에 유의한다.

나아가, 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)는 상기 피스톤 상부 챔버(39)를 통과하기 때문에, 상기 피스톤(22)이 상기 실린더(21)를 통해 상방으로 이동하면서 받는 작동 오일의 유체 저항이, 상기 피스톤(22)이 상기 실린더(21)를 통해 하방으로 이동하면서 받는 작동 오일의 유체 저항보다 크게 된다. 그러므로, 상기 피스톤(22)이 상기 실린더(21)를 통해 상방으로 이동하는 거리가, 상기 피스톤(22)이 상기 실린더(21)를 통해 하방으로 이동하는 거리와 같은 경우에는, 상기 피스톤(22)이 상방으로 이동함에 따라 상기 신장측 마찰부재(44)에 작용하는 작동 오일의 압력 Pg는, 상기 피스톤(22)이 하방으로 이동함에 따라 상기 수축측 마찰부재(45)에 작용하는 작동 오일의 압력 Pc 보다 커지게 된다. 이에 따라, 상기 신장측 마찰부재(44)에 작용하는 힘 Fpg가 상기 수축측 마찰부재(45)에 작용하는 힘 Fpc 보다 커지게 된다.

또한, 상기 신장측 마찰부재(44)의 테이퍼진 외주면(44b)과 축심 P로 형성되는 각도 θg는, 상기 수축측 마찰부재(45)의 테이퍼진 외주면(45b)과 축심 P로 형성되는 각도 θc 보다 작다. 그러므로, 상기 피스톤 로드(30)가 상기 실린더(21)를 통해 상방으로 이동함에 따라 상기 신장측 마찰부재(44)에 작용하는 작동 오일의 압력 Pg가, 상기 피스톤 로드(30)가 상기 실린더(21)를 통해 하방으로 이동함에 따라 상기 수축측 마찰부재(45)에 작용하는 작동 오일의 압력 Pc와 같은 경우에는, 상기 신장측 마찰부재(44)에 작용하는 힘 Fpg가 상기 수축측 마찰부재(45)에 작용하는 힘 Fpc 보다 커지게 된다.

제1실시예에 따른 서스펜션 장치(1)에 있어서, 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)는 상기 피스톤 상부 챔버(39)를 통과하므로, 상기 피스톤(22)이 상기 실린더(21)를 통해 상방으로 이동함에 따라 상기 피스톤 상부 챔버(39)에 의해 발생되는 감쇠력이, 상기 피스톤(22)이 상기 실린더(21)를 통해 하방으로 이동함에 따라 상기 피스톤 하부 챔버(40)에 의해 발생되는 감쇠력을 상회하게 된다. 이에 따라, 상기 서스펜션 장치(1)에 있어서는, 상기 피스톤 상부 챔버(39)로부터 상기 신장측 마찰부재(44)에 인가되는 작동 오일의 압력 Pg가, 상기 피스톤 하부 챔버(40)로부터 상기 수축측 마찰부재(45)에 인가되는 작동 오일의 압력 Pc 보다 커지게 된다. 따라서, 상기 서스펜션 장치(1)에 있어서는, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg가, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc 보다 커지게 된다.

따라서, 상기 서스펜션 장치(1)가 상기 신장측 마찰부재(44) 및 상기 수축측 마찰부재(45)를 포함하는 간단한 구성을 가지게 되므로, 상기 서스펜션 장치(1)가 용이하게 수축될 수 있게 된다. 차량의 주행 중에 노면으로부터 차량에 고주파 진동이 인가되는 경우에도, 상기 서스펜션 장치(1)가 용이하게 수축될 수 있게 되고, 그 결과 차량의 주행 중에 노면으로 차량에 작용하는 고주파 진동이 저감될 수 있게 된다.

또한, 상기 서스펜션 장치(1)는 상기 신장측 마찰부재(44) 및 상기 수축측 마찰부재(45)를 포함하는 간단한 구성을 가지므로, 상기 서스펜션 장치(1)가 신장되는 것이 어렵게 된다. 따라서, 주행 중 조향 조작 초기에 차량의 차체가 롤(roll)하려고 시도하는 경우, 상기 서스펜션 장치(1)가 신장되기 쉽지 않고, 그 결과 주행 중 조향 조작 초기에 차량의 차체의 롤링이 저감될 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 서스펜션 장치(1)에 상기 신장측 마찰부재(44) 및 상기 수축측 마찰부재(45)를 포함하는 간단한 구성을 제공함으로써, 차량의 주행 시의 승차감을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

나아가, 상기 서스펜션 장치(1)에 있어서, 상기 신장측 마찰부재(44)의 테이퍼진 외주면(44b)과 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 축심 P에 의해 형성되는 각도 θg는, 상기 수축측 마찰부재(45)의 테이퍼진 외주면(45b)과 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 축심 P에 의해 형성되는 각도 θc 보다 작다. 그러므로, 상기 서스펜션 장치(1)에 있어서, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg가, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤(22)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc 보다 확실하게 커질 수 있게 된다. 따라서, 상기 서스펜션 장치(1)에 따르면, 간단한 구성에 의해서도 차량의 주행 시의 승차감을 더욱 확실하게 향상시킬 수 있게 된다.

더욱이, 제1실시예에 따른 서스펜션 장치(1)에 있어서, 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일을 상기 신장측 압력감지챔버(37)에 공급하고, 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일을 상기 수축측 압력감지챔버(38)에 공급하여, 상기 마찰 부재(44, 45)가 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시키는 힘이 증가된다. 이에 따라, 상기 서스펜션 장치(1)는, 상기 신장측 통로(41)에 의해 상기 피스톤 상부 챔버(39)와 상기 신장측 압력감지챔버(37)가 연결되고, 상기 수축측 통로(42)에 의해 상기 피스톤 하부 챔버(40)와 상기 수축측 압력감지챔버(38)가 연결되는 간단한 구성을 가지게 된다. 이러한 간단한 구성에 의하면, 상기 서스펜션 장치(1)의 마찰 부재(44, 45)가 상기 피스톤(22)의 이동을 감쇠시키는 힘이 보다 확실하게 증가될 수 있게 되고, 그 결과 차량의 주행 시의 승차감을 훨씬 더 확실하게 향상시킬 수 있게 된다.

[제2실시예]

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 서스펜션 장치를 도 5 내지 도 9에 의거하여 설명하기로 한다. 도 5는 제2실시예에 따른 서스펜션 장치의 개략 구성을 나타내는 도이다. 도 6은 제2실시예에 따른 서스펜션 장치의 ECU에 의해 실시되는, 신장측 압력감지챔버 및 수축측 압력감지챔버에 공급되는 작동 오일의 압력을 제어 하기 위한 플로우차트의 일례이다. 도 7은 도 6에 도시된 플로우차트에 있어서의 신장측 마찰부재 및 수축측 마찰부재가 피스톤에 대항하여 가압되는 힘들의 절대값들을 산출하기 위한 도이다. 도 8은 도 6에 도시된 플로우차트에 있어서의 신장측 마찰부재 및 수축측 마찰부재가 피스톤에 대항하여 가압되는 힘들의 감소값들을 산출하기 위한 도이다. 도 9는 도 6에 도시된 플로우차트에 있어서의 신장측 마찰부재 및 수축측 마찰부재가 피스톤에 대항하여 가압되는 힘들의 조향 안정성 요구값들을 산출하기 위한 도이다. 또한, 도 5 내지 도 9에 있어서, 상기 제1실시예와 동일한 부분들은 동일한 참조 부호들을 부여하였으며, 그 설명은 생략하였다는 점에 유의한다.

제2실시예에 있어서, 상기 서스펜션 장치(1)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 신장측 유량제어밸브(61)(신장측 압력조절부), 수축측 유량제어밸브(62)(수축측 압력조절부), 및 제어부로서의 역할을 하는 ECU(63)를 포함하고 있다. 상기 신장측 유량제어밸브(61)는 상기 신장측 통로(41)에 설치되어 있다. 상기 신장측 유량제어밸브(61)는, 상기 ECU(63)로부터의 명령에 응답하여, 상기 신장측 압력감지챔버(37)에 공급될 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일의 양, 즉 상기 신장측 마찰부재(44)에 인가될 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일의 양을 조절할 수 있다. 상기 신장측 유량제어밸브(61)는, 상기 ECU(63)로부터의 명령에 응답하여, 상기 신장측 마찰부재(44)에 인가될 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일의 양을 조절함으로써, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg를 조절할 수 있다.

상기 수축측 유량제어밸브(62)는 상기 수축측 통로(42)에 설치되어 있다. 상기 수축측 유량제어밸브(62)는, 상기 ECU(63)로부터의 명령에 응답하여, 상기 수축측 압력감지챔버(38)에 공급될 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일의 양, 즉 상기 수축측 마찰부재(45)에 인가될 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일의 양을 조절할 수 있다. 상기 수축측 유량제어밸브(62)는, 상기 ECU(63)로부터의 명령에 응답하여, 상기 수축측 마찰부재(45)에 인가될 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일의 양을 조절함으로써, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc를 조절할 수 있다.

상기 ECU(63)는, 복수의 서스펜션 장치(1)에 대응하여 하나로 설치되어 있다. 예를 들면, 차량이 4개의 차륜을 포함하는 경우에는, 4개의 서스펜션 장치(1)에 대응해서 1개의 ECU(63)가 설치된다. 상기 ECU(63)는, 각각의 서스펜션 장치(1)의 신장측 유량제어밸브(61) 및 수축측 유량제어밸브(62)를 제어하여, 각각의 마찰 부재(44, 45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg, Fpc를 조절한다. 여기에서, 상기 ECU(63)는 상기 서스펜션 장치(1)가 설치된 차량의 각 부분들을 제어한다. 상기 ECU(63)는, 중앙처리부(CPU), ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 및 인터페이스를 포함하는 종래의 마이크로컴퓨터를 주체로 하는 전자회로이다.

또한, 상기 ECU(63)에는, 차속 센서(71), 스프렁질량가속도 검출부로서의 역할을 하는 스프렁질량가속도 센서(72), 언스프렁질량가속도 검출부로서의 역할을 하는 언스프렁질량가속도 센서(73), 및 조향 각도 검출부로서의 역할을 하는 조향 각도 센서(74) 등의 각종 센서 및 차량의 각 부분들이 전기적으로 연결된다. 상기 차속 센서(71)는 차량의 속도(이하, "차속"이라고 함)를 검출한다. 상기 스프렁질량가속도 센서(72)는 스프렁부재에 배치되어 있다.

상기 스프렁질량가속도 센서(72)는, 상기 서스펜션 장치(1)의 신축 방향, 전형적으로는 상기 스프렁부재의 연직 방향으로의 가속도(이하, "스프렁질량가속도"라고 함)를 검출한다. 상기 언스프렁질량가속도 센서(73)는 상기 언스프렁부재에 배치되어 있다. 상기 언스프렁질량가속도 센서(73)는, 상기 서스펜션(1)의 신축 방향, 전형적으로는 상기 언스프렁부재의 연직 방향으로의 가속도(이하, "언스프렁질량가속도"라고 함)를 검출한다. 상기 조향 각도 센서(74)는, 상기 서스펜션 장치(1)가 설치된 차량의 조향 각도, 여기에서는 스티어링휠(steering wheel)의 조향 각도, 즉 스티어링휠의 조작량으로 표현된 조향 각도를 검출한다. 상기 ECU(63)에는 각종 센서로부터의 검출 결과들에 대응하는 전기 신호(검출 신호)들이 입력되어, 상기 ECU(63)가 상기 입력된 검출 결과들에 따라 상기 서스펜션 장치(1)가 설치된 차량의 각 부분에 구동 신호를 출력하여 그 구동을 제어하게 된다.

다음으로, 도 6에 도시된 플로우차트에 의거하여, 신장측 압력감지챔버 및 수축측 압력감지챔버에 공급되는 작동 오일의 압력을 제어하기 위해 상기 ECU(63)에 의해 수행되는 루틴의 일례를 설명하기로 한다. 또한, 도 6의 플로우차트에 도시된 제어 루틴은, 수 ms 내지 수십 ms 간격의 제어 주기로 반복해서 실행된다는 점에 유의한다.

우선, 상기 ECU(63)는, 상기 차속 센서(71)에 의해 얻어진 검출 결과에 기초한 차속을 산출한다(단계 ST1). 단계 ST1에 이어, 상기 ECU(63)는, 상기 조향 각도 센서(74)에 의해 얻어진 검출 결과에 의거하여 차량의 조향 각도 및 조향 각속도를 산출한다(단계 ST2). 단계 ST2에 이어, 상기 ECU(63)는, 상기 스프렁질량가속도 센서(72) 및 상기 언스프렁질량가속도 센서(73)에 의해 얻어진 검출 결과들에 의거하여 스프렁질량가속도 및 언스프렁질량가속도를 산출한다(단계 ST3).

상기 ECU(63)는 그 후에 단계 ST1에서 산출한 차속이, 예를 들면 70 km/h 등과 같은 제1소정차속(V1) 이하인 지의 여부를 판정한다(단계 ST4). 상기 차속이 제1소정차속(V1) 이하인 것으로 판정한 경우(단계 ST4: 네), 상기 ECU(63)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 절대값(VF)을 제1소정력(F1)으로 설정한다(단계 ST5). 상기 차속이 제1소정차속(V1)을 상회하는 것으로 판정한 경우(단계 ST4: 아니오), 상기 ECU(63)는, 단계 ST1에서 산출한 차속이, 예를 들면 100 km/h 등과 같은 제2소정차속(V2) 이상인 지의 여부를 판정한다(단계 ST6). 단계 ST1에서 산출한 차속이 제2소정차속(V2) 이상인 것으로 판정한 경우(단계 ST6: 네), 상기 ECU(63)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 절대값(VF)을 제1소정력(F1) 보다 큰 제2소정력(F2)으로 설정한다(단계 ST7).

또한, 단계 ST1에서 산출한 차속이 제2소정차속(V2) 미만인 것으로 판정한 경우(단계 ST6: 아니오), 상기 ECU(63)는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 절대값(VF)을, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1소정력(F1)과 제2소정력(F2) 사이의 상기 차속에 비례하는 힘으로 설정한다(단계 ST8). 그리고, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 ECU(63)는, 차량의 차속에 관계없이 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg의 절대값(VF)을, 제2소정력(F2) 보다 큰 소정의 힘(F)으로 설정한다(단계 ST9). 또한, 도 7에서, 가로축은 차속을 나타내고, 세로축은 힘 Fpc, Fpg의 절대값(VF)을 나타내고 있다는 점에 유의한다. 상기 ECU(63)는, 단계 ST1 내지 단계 ST9의 처리를 통하여, 상기 차속에 따라 힘 Fpc, Fpg의 절대값(VF)을 산출한다.

상기 ECU(63)는, 그 후에, 단계 ST3에서 산출한 스프렁질량가속도 및 언스프렁질량가속도에 의거하여, 차량의 주행 중 노면이 고르지 않은가의 여부를 판정하고, 상기 판정된 노면의 고르지 않음에 따라 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 감소값(ΔGF) 및 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg의 감소값(ΔGF)을 산출한다(단계 ST10). 상기 ECU(63)는, 그 후에, 단계 ST1 내지 단계 ST9에서 산출한 힘 Fpc의 절대값(VF)과 단계 ST10에서 산출한 힘 Fpc의 감소값(ΔGF)의 합을 산출하고, 그 결과값을 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 승차감 요구값(VF + ΔGF)으로 설정한다(단계 ST11). 또한, 상기 ECU(63)는, 단계 ST1 내지 단계 ST9에서 산출한 힘 Fpg의 절대값(VF)과 단계 ST10에서 산출한 힘 Fpg의 감소값(ΔGF)의 합을 산출하고, 그 결과값을 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg의 승차감 요구값(VF + ΔGF)으로 설정한다(단계 ST11). 상기 승차감 요구값은, 승차감을 우선으로 하기 위하여, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc를 최소화하여, 상기 서스펜션 장치(1)를 최대한 수축하기 쉽게 하는 값이다.

단계 ST10에 있어서, 상기 ECU(63)는, 도 8에 의거하여 상기 힘 Fpc의 감소값(ΔGF) 및 상기 힘 Fpg의 감소값(ΔGF)을 산출한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 언스프렁질량가속도가 제1소정가속도(A1) 이하인 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 감소값(ΔGF)을 0으로 설정한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 언스프렁질량가속도가 제1소정가속도(A1) 보다 큰 제2소정가속도(A2) 이하인 경우에는, 상기 ECU(63)는, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg의 감소값(ΔGF)을 0으로 설정한다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 언스프렁질량가속도가 제2소정가속도(A2) 보다 큰 제3소정가속도(A3) 이상인 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 감소값(ΔGF)을 제1소정감소값(ΔF1)으로 설정하고, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg의 감소값(ΔGF)을 제2소정감소값(ΔF2)으로 설정한다. 또한, 상기 제2소정감소값(ΔF2)의 절대값은, 제1소정감소값(ΔF1)의 절대값 보다 작다는 점에 유의한다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 언스프렁질량가속도가 제1소정가속도(A1) 보다는 크지만 제3소정가속도(A3) 보다는 작은 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 감소값(ΔGF)을, 0과 상기 언스프렁질량가속도에 비례하는 제1소정감소값(ΔF1) 사이의 값으로 설정한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 언스프렁질량가속도가 제2소정가속도(A2) 보다는 크지만 제3소정가속도(A3) 보다는 작은 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg의 감소값(ΔGF)을, 0과 상기 언스프렁질량가속도에 비례하는 제2소정감소값(ΔF2) 사이의 값으로 설정한다. 또한, 도 8에서, 가로축은 언스프렁질량가속도를 나타내고, 세로축은 힘 Fpc, Fpg의 감소값(ΔGF)을 나타내고 있다는 점에 유의한다. 본 발명에 따르면, 상기 ECU(63)는, 상기 스프렁질량가속도에 의거하여, 단계 ST10에 있어서 상기 힘 Fpc의 감소값(ΔGF) 및 상기 힘 Fpg의 감소값(ΔGF)을 산출할 수도 있다.

상기 힘 Fpc, Fpg의 승차감 요구값(VF + ΔGF)을 설정한 후, 상기 ECU(63)는, 상기 힘 Fpc 및 상기 힘 Fpg의 조향 안정성 요구값(SF)들을 산출한다(단계 ST12). 상기 힘 Fpc, Fpg의 조향 안정성 요구값(SF)들은 도 9에 의거하여 산출된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 단계 ST2에서 산출한 조향 각도가 제1소정조향각(SA1) 이하인 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 조향 안정성 요구값(SF)을, 제1수축측 조향 안정성 요구값(Fc1)으로 설정한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 단계 ST2에서 산출한 조향 각도가 제2소정조향각(SA2) 이하인 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 조향 안정성 요구값(SF)을, 제2수축측 조향 안정성 요구값(Fc2)으로 설정한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 단계 ST2에서 산출한 조향 각도가 제1소정조향각(SA1) 보다는 크지만, 제2소정조향각(SA2) 보다는 작은 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 조향 안정성 요구값(SF)을, 상기 조향 각도에 비례하는 제1수축측 조향 안정성 요구값(Fc1)과 제2수축측 조향 안정성 요구값(Fc2) 사이의 값으로 설정한다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 단계 ST2에서 산출한 조향 각도가 0인 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg의 조향 안정성 요구값(SF)을, 제1수축측 조향 안정성 요구값(Fc1) 보다 큰 제1신장측 조향 안정성 요구값(Fg1)으로 설정한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 단계 ST2에서 산출한 조향 각도가 제3소정조향각(SA3) 이상인 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg의 조향 안정성 요구값(SF)을, 제1신장측 조향 안정성 요구값(Fg1) 및 제2수축측 조향 안정성 요구값(Fc2) 보다 큰 제2신장측 조향 안정성 요구값(Fg2)으로 설정한다. 또한, 상기 제3소정조향각(SA3)은, 제1소정조향각(SA1) 보다는 크고 제2소정조향각(SA2) 보다는 작다는 점에 유의한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 단계 ST2에서 산출한 조향 각도가 0 보다 크지만, 제3소정조향각(SA3) 미만인 경우, 상기 ECU(63)는, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg의 조향 안정성 요구값(SF)을, 상기 조향 각도에 비례하는 제1신장측 조향 안정성 요구값(Fg1)과 제2신장측 조향 안정성 요구값(Fg2) 사이의 값으로 설정한다. 또한, 도 9에서, 가로축은 조향 각도를 나타내고, 세로축은 힘 Fpc, Fpg의 조향 안정성 요구값(SF)을 나타내고 있다는 점에 유의한다. 본 발명에 따르면, 상기 ECU(63)는, 상기 조향 각속도에 의거하여, 단계 ST12에 있어서 상기 힘 Fpc의 조향 안정성 요구값(SF) 및 상기 힘 Fpg의 조향 안정성 요구값(SF)을 산출할 수도 있다. 상기 조향 안정성 요구값(SF)는, 조향 조작 초기에 롤링의 억제를 우선으로 하기 위하여, 상기 신장측 마찰부재(44)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpg를 최대로 하여, 상기 서스펜션 장치(1)를 최대한 신장하기 어렵게 하는 값이다.

상기 힘 Fpc 및 상기 힘 Fpg의 조향 안정성 요구값(SF)들을 산출한 후, 상기 ECU(63)는, 단계 ST11에서 산출한 힘 Fpc의 승차감 요구값(VF + ΔGF)을, 단계 ST12에서 산출한 힘 Fpc의 조향 안정성 요구값(SF)과 비교한다. 상기 ECU(63)는, 그 후에, 상기 힘 Fpc가 상기 승차감 요구값(VF + ΔGF)과 상기 조향 안정성 요구값(SF) 중 큰 것을 그 상한의 힘으로 하여 최대한 일정하게 되도록, 상기 수축측 유량제어밸브(62)를 제어한다(ST13).

또한, 상기 ECU(63)는, 단계 ST11에서 산출한 힘 Fpg의 승차감 요구값(VF + ΔGF)을, 단계 ST12에서 산출한 힘 Fpg의 조향 안정성 요구값(SF)과 비교한다. 상기 ECU(63)는, 그 후에, 상기 힘 Fpg가 상기 승차감 요구값(VF + ΔGF)과 상기 조향 안정성 요구값(SF) 중 큰 것을 그 상한의 힘으로 하여 최대한 일정하게 되도록, 상기 신장측 유량제어밸브(61)를 제어한다(ST13). 상기 ECU(63)는 그 후에 현재의 제어 주기를 종료하고, 다음 제어 주기로 진행된다.

제2실시예에 따른 서스펜션 장치(1)에 의하면, 제1실시예의 효과 이외에도, 상기 신장측 마찰부재(44)에 인가될 상기 피스톤 상부 챔버(39) 내의 작동 오일의 양과 상기 수축측 마찰부재(45)에 인가될 상기 피스톤 하부 챔버(40) 내의 작동 오일의 양이 조절될 수 있다. 그러므로, 상기 서스펜션 장치(1)에 의하면, 상기 신장측 마찰부재(44) 및 상기 수축측 마찰부재(45)의 힘 Fpg, Fpc, 즉 상기 신장측 마찰부재(44) 및 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤(22)의 피스톤 로드(30)의 이동을 감쇠시키는 힘이 적절하게 변경 및 조절될 수 있다. 따라서, 상기 마찰 부재(44, 45)에 더하여, 상기 유량제어밸브(61, 62)를 포함하는 간단한 구성에 의하면, 상기 마찰 부재(44, 45)에 차량의 주행 상태에 더욱 적절한 힘 Fpg, Fpc를 발생시킬 수 있게 된다. 그 결과, 차량의 주행 시의 승차감을 보다 확실하게 향상시킬 수 있게 된다.

나아가, 제2실시예에 있어서, 상기 힘 Fpg, Fpc의 승차감 요구값(VF + ΔGF) 및 조향 안정성 요구값(SF)이 산출되고, 이들 중 보다 큰 힘 Fpg, Fpc가 상기 마찰 부재(44, 45)들에 의해 발생되도록 상기 유량제어밸브(61, 62)들이 제어된다. 그 결과, 상기 서스펜션 장치(1)에 있어서, 승차감의 확보와 조향 조작 초기의 롤링의 저감을 동시에 달성할 수 있게 된다.

더욱이, 제2실시예에 있어서, 상기 힘 Fpc의 승차감 요구값(VF + ΔGF)을 산출하는 경우, 저속측에서는 상기 수축측 마찰부재(45)가 상기 피스톤 로드(30)에 대항하여 가압되는 힘 Fpc의 절대값(VF)이 저감되므로, 저속 시의 승차감의 확보를 우선할 수 있게 된다.

또한, 제2실시예에 있어서, 상기 힘 Fpg, Fpc의 승차감 요구값(VF + ΔGF)을 산출하는 동안, 상기 언스프렁질량가속도가 커지면, 즉 노면의 거칠기 상태가 커지면, 상기 힘 Fpg, Fpc의 감소값(ΔGF)의 절대값들이 커진다. 따라서, 상기 서스펜션 장치(1)에 있어서, 노면이 거칠어지고 있으면, 상기 힘 Fpg, Fpc를 저감시키고, 그 결과 노면의 거칠기 상태를 용이하게 흡수할 수 있게 된다.

나아가, 제2실시예에 있어서, 상기 힘 Fpg, Fpc의 조향 안정성 요구값(SF)을 산출하는 경우, 상기 조향 각도가 커지면, 즉 차량이 턴하려고 하면, 상기 힘 Fpg, Fpc의 조향 안정성 요구값(SF)이 커지므로, 조향 조작 초기의 차체의 롤링이 확실하게 억제될 수 있게 된다.

또한, 상술한 제1실시예 및 제2실시예에 있어서, 상기 신장측 마찰부재(44)의 테이퍼진 외주면(44b)과 상기 축심 P에 의해 형성되는 각도 θg는, 상기 수축측 마찰부재(45)의 테이퍼진 외주면(45b)과 상기 축심 P에 의해 형성되는 각도 θc 보다 작다는 점에 유의한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 상기 각도 θg가 반드시 각도 θc 보다 작을 필요는 없다. 이 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 압력 Pg, Pc 간의 차이에 따라 각도 θg, θc를 정하는 것이 바람직하다.

상술된 본 발명의 실시예들에 따른 서스펜션 장치(1)가 상기 실시예들로 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위에 기재된 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 이상의 설명에서는, 상기 ECU(63)가 차량 전체를 제어하는 ECU로서의 역할도 하지만, 상기 ECU(63)가 이것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 ECU(63)는, 차량 전체를 제어하는 ECU와 별개로 구성되어도 좋다. 또한, 상기 제어 루틴이 도 6에 도시된 플로우차트로 제한되는 것은 아니다. 나아가, 상기 감쇠력 인가부(24)가 상기 쉘(27)에 설치되어 있는 것으로 한정되지 않고, 다른 적절한 지점에 설치되어도 좋다.

Claims

서스펜션 장치로서,
내부 공간이 피스톤 상부 챔버와 피스톤 하부 챔버로 분할되어 있는 실린더;
피스톤;
상기 피스톤의 이동을 감쇠하도록 구성되고, 상기 피스톤 상부 챔버의 압력이 작용함으로써 상기 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위한 힘이 증가하는, 신장측 마찰부재; 및
상기 피스톤의 이동을 감쇠하도록 구성되고, 상기 피스톤 하부 챔버의 압력이 작용함으로써 상기 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위한 힘이 증가하는, 수축측 마찰부재를 포함하는 서스펜션 장치.
제1항에 있어서,
상기 피스톤 상부 챔버의 압력을 상기 신장측 마찰부재 상에 작용함으로써 증가하는, 상기 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위한 상기 신장측 마찰부재의 힘은, 상기 피스톤 하부 챔버의 압력을 상기 수축측 마찰부재 상에 작용함으로써 증가하는, 상기 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위한 상기 수축측 마찰부재의 힘보다 큰 서스펜션 장치.
제2항에 있어서,
상기 신장측 마찰부재는 테이퍼진 외주면을 가지고, 상기 수축측 마찰부재는 테이퍼진 외주면을 가지며;
상기 신장측 마찰부재의 외주면과 상기 피스톤의 축심으로 이루어지는 각도는, 상기 수축측 마찰부재의 외주면과 상기 피스톤의 축심으로 이루어지는 각도보다 작은 서스펜션 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실린더는, 스프렁부재와 언스프렁부재 중 어느 하나에 연결되고;
상기 피스톤은, 상기 스프렁부재와 상기 언스프렁부재 중 다른 하나에 연결되는 서스펜션 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피스톤은, 상기 실린더를 통해 왕복운동하는 피스톤부를 구비하고;
상기 피스톤부는, 상기 실린더의 내부 공간을, 상기 피스톤부의 상부측에 있는 상기 피스톤 상부 챔버와 상기 피스톤부의 하부측에 있는 상기 피스톤 하부 챔버로 분리시키는 서스펜션 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
유체 저항을 발생시키는 작동 유체가 상기 실린더에 봉입되고;
상기 피스톤 상부 챔버 내의 상기 작동 오일의 압력은 상기 신장측 마찰부재 상에 가해지며;
상기 피스톤 하부 챔버에 공급되는 상기 작동 오일의 압력은 상기 수축측 마찰부재 상에 가해지는 서스펜션 장치.
제6항에 있어서,
신장측 압력감지챔버;
수축측 압력감지챔버;
상기 피스톤 상부 챔버와 상기 신장측 압력감지챔버를 연결하는 신장측 통로; 및
상기 피스톤 하부 챔버와 상기 수축측 압력감지챔버를 연결하는 수축측 통로를 더 포함하여 이루어지고,
상기 서스펜션 장치가 신장할 때, 상기 피스톤 상부 챔버 내의 상기 작동 유체는, 상기 신장측 통로를 통해 상기 신장측 압력감지챔버 안으로 공급되고, 상기 신장측 압력감지챔버 안으로 공급되는 상기 작동 오일의 압력은 상기 신장측 마찰부재 상에 가해지며;
상기 서스펜션 장치가 수축할 때, 상기 피스톤 하부 챔버 내의 상기 작동 유체는, 상기 수축측 통로를 통해 상기 수축측 압력감지챔버 안으로 공급되고, 상기 신장측 압력감지챔버 안으로 공급되는 상기 작동 오일의 압력은 상기 수축측 마찰부재 상에 가해지는 서스펜션 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 신장측 마찰부재에 인가될 상기 피스톤 상부 챔버 내의 상기 작동 유체의 양을 조절하도록 구성된 신장측 압력조절부; 및
상기 수축측 마찰부재에 인가될 상기 피스톤 하부 챔버 내의 작동 유체의 양을 조절하도록 구성된 수축측 압력조절부를 더 포함하여 이루어지는 서스펜션 장치.
제8항에 있어서,
상기 신장측 압력조절부 및 상기 수축측 압력조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어지는 서스펜션 장치.