KR20170119965A

KR20170119965A - 에어서스펜션 분할제어 방법

Info

Publication number: KR20170119965A
Application number: KR1020160048331A
Authority: KR
Inventors: 허정호; 황정훈; 조대현
Original assignee: 주식회사 디에어
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2017-10-30

Abstract

본 발명은 에어서스펜션 분할제어 방법에 관한 것으로서, 에어서스펜션의 공기압 제어 밸브인 솔레노이드밸브를 제어부를 통해 산출된 반복속도에 맞추어 반복 개폐함으로써, 에어서스펜션을 제어부에서 설정한 목표 높이까지 정밀하게 조절하는 것이 특징이다.

Description

에어서스펜션 분할제어 방법{Method for control using division of air suspention device}

본 발명은 에어서스펜션 분할제어 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 에어서스펜션의 공기압 제어 밸브인 솔레노이드밸브를 제어부를 통해 산출된 반복속도에 맞추어 반복 개폐함으로써, 에어서스펜션을 제어부에서 설정한 목표 높이까지 정밀하게 조절할 수 있는 에어서스펜션 분할제어 방법에 관한 것이다.

최근에는 차량의 주행에 있어, 에어서스펜션을 이용하여 차량의 지상고를 능동적으로 조정함으로써, 도로의 돌출물이나 과속 방지턱과 같은 도로의 요철에 의한 차체의 손상을 방지하고 주행 시 높은 승차감을 느낄 수 있도록 에어서스펜션을 설치하는 차량이 증가하고 있다.

상기 에어서스펜션(Air suspension)이란 코일스프링 대신 공기압을 이용하는 서스펜션으로, 차량에 설치되어 공기압을 통해 차량에 가해지는 충격을 완화하고 차량의 지상고를 조정하여 차체 하단 부의 손상을 방지하는 서스펜션이다.

이러한 에어서스펜션은 공기를 주입하는 에어컴프레서, 엔진을 이용하여 에어컴프레서에서부터 주입되는 공기를 압축하는 에어탱크, 에어탱크에서 압축된 공기가 에어서스펜션으로 공급되는 유체통로, 유체통로를 개폐 가능한 솔레노이드밸브를 포함하여 구성된다.

한편, 에어서스펜션의 보급이 증가 됨에 따라 에어서스펜션의 높이를 효율적으로 제어하는 장치가 계속하여 개발되고 있으며, 그 일실시예중 별도의 스위치를 이용하여 에어서스펜션의 높이를 제어하는 에어서스펜션 높이제어장치가 하기 특허문헌 1의 “차량용 에어서스펜션 높이제어장치(대한민국 등록특허공보 제10-0857539호)”에 개시되어 있다.

상기 특허문헌 1은 일측은 에어를 공급하는 에어탱크의 에어공급라인에 연결되고, 타측은 제2공급통로와 두 갈래의 통로로 분리되는 제1공급통로에 연결되는 방향제어밸브와; 상기 제2공급통로가 연결되는 제1포트와, 에어스프링에 에어를 직접 공급하는 통로가 연결되는 제2포트 및 레벨링밸브와 통로로 연결되는 제3포트로 구비되는 콘트롤밸브와; 에어서스펜션의 높이 조절을 위한 조절레버가 일측에 구비되며, 상기 방향제어밸브의 통로가 연결되는 공급구와, 상기 에어스프링과 통로로 연결되는 공급구 및 상기 제 3포트의 통로가 연결되는 배기구로 구비되는 레벨링밸브와; 전원의 온(On) 또는 오프(Off)를 제어하는 온오프스위치에 연결되며, 일측에 레버를 구비하는 토글스위치로 구성되는 것이 특징이다.

그러나, 상기 특허문헌 1은 토글스위치만을 이용하여 에어서스펜션으로 공급되는 공기압을 제어하기 때문에, 공기압의 특성상 공기의 주입을 멈추어도 소량의 잔여 공기가 더 주입되어 정확한 에어서스펜션의 높이 도달이 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 에어서스펜션을 목표 높이에 정확하게 맞추기 위하여 공기압의 특성상 소량으로 더 주입된 잔여 공기를 다시 배출시켜야 하는 연료 낭비의 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-0857539호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 에어서스펜션의 공기압 제어 밸브인 솔레노이드밸브를 제어부를 통해 산출된 반복속도에 맞추어 반복 개폐함으로써, 에어서스펜션을 제어부에서 설정한 목표 높이까지 정밀하게 조절하는 것이 가능한 에어서스펜션 분할제어 방법을 제공하는 것이다.

또한, 제어부를 통해 산출된 반복속도에 맞추어 솔레노이드밸브를 반복 개폐함으로써, 에어서스펜션의 공기압을 정밀하게 주입 또는 배출시켜 연료효율성이 증가되는 것이 가능한 에어서스펜션 분할제어 방법을 제공하는 것이다.

제어부(100)에서 에어서스펜션(300)의 현재 높이 값을 확인하고 저장하는 에어서스펜션 현재높이 저장단계와, 단말기(20)를 통해 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값을 설정하는 에어서스펜션 목표높이 설정단계와, 상기 에어서스펜션 목표높이 설정단계에서 설정된 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값을 상기 제어부(100)로 송신하는 에어서스펜션 목표높이 송신단계와, 상기 에어서스펜션 현재높이 저장단계에서 저장된 상기 에어서스펜션(300)의 현재 높이 값과 상기 에어서스펜션 목표높이 송신단계를 통해 수신받은 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값을 비교하여 차이 값을 산출하는 제1 에어서스펜션 높이비교 단계와, 상기 제1 에어서스펜션 높이비교 단계에서 산출된 차이 값에 따라 상기 에어서스펜션(300)이 상승 또는 하강되도록 상기 에어서스펜션(300)의 공기압을 주입 또는 배출시키는 에어서스펜션 공기압 제어단계와, 상기 에어서스펜션 공기압 제어단계에서 상기 에어서스펜션(300)으로 공기압을 주입 또는 배출시키는 것에 따라 상기 솔레노이드밸브(200)를 개방 또는 폐쇄하는 솔레노이드밸브 개폐단계와, 상기 솔레노이드밸브 개폐단계를 통해 변화되는 상기 에어서스펜션(300)의 실시간 높이 값을 측정하는 에어서스펜션 높이 측정단계와, 상기 에어서스펜션 높이 측정단계에서 측정된 상기 에어서스펜션(300)의 실시간 높이 값과 상기 에어서스펜션 목표높이 송신단계를 통해 수신받은 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값을 비교하여 차이 값을 산출하는 제2 에어서스펜션 높이 비교단계와, 상기 제2 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값이 상기 제1 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값을 기준으로 30% 이상 감소 되는 경우, 상기 솔레노이드밸브(200)가 연속적으로 반복하여 개폐되는 솔레노이드밸브 분할 개폐단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 솔레노이드밸브 개폐단계는 PID 제어를 이용한 상기 제어부(100)의 연산을 통해 상기 솔레노이드밸브(200)의 개방 또는 폐쇄시간을 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 솔레노이드밸브 분할 개폐단계는 상기 솔레노이드밸브(200)의 반복 개폐의 반복 속도에 따라 변화되는 상기 에어서스펜션(300)의 높이 변화 값을 측정하여 저장하는 에어서스펜션 높이변화 저장단계와, 상기 제2 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값을 상기 에어서스펜션 높이변화 저장단계에서 저장된 상기 에어서스펜션(300)의 높이 변화 값으로 나누어 분할하는 에어서스펜션 높이 분할단계와, 상기 에어서스펜션 높이 분할단계에서 분할된 차이 값에 따라 상기 솔레노이드밸브(200) 개폐의 반복속도를 조절하는 솔레노이드밸브 분할개폐 조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 솔레노이드밸브 분할 개폐단계는 상기 제2 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값이 상기 제1 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값을 기준으로 90% 이상 감소 되는 경우, 상기 솔레노이드밸브(200)가 최대 0.01초의 속도로 반복 개폐되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어서스펜션 목표높이 송신단계는 상기 단말기(20)를 통해 설정된 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값이 3G, 4G, 5G, Wifi, Bluetooth, Zigbee의 통신 방식 중 어느 하나의 통신 방식 또는 케이블을 이용하여 상기 제어부(100)로 송신되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 솔레노이드밸브(200) 유체통로의 직경은 11.5㎟의 유효 단면적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 에어서스펜션의 공기압 제어 밸브인 솔레노이드밸브를 제어부를 통해 산출된 반복속도에 맞추어 반복 개폐함으로써, 에어서스펜션을 제어부에서 설정한 목표 높이까지 정밀하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제어부를 통해 산출된 반복속도에 맞추어 솔레노이드밸브를 반복 개폐함으로써, 에어서스펜션의 공기압을 정밀하게 주입 또는 배출시켜 연료효율성이 증가되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법의 기계적인 구성요소를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법을 설명한 순서도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법 중 솔레노이드밸브의 분할 개폐를 설명한 순서도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법의 솔레노이드밸브의 사시도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법의 구성을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법을 설명한 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법의 솔레노이드밸브의 분할 개폐를 상세히 설명한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법의 솔레노이드밸브의 사시도이다.

이하에서는 도 1 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법의 구성을 설명하기로 한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법의 구성은 제어부(100)와, 솔레노이드밸브(200)와, 에어컴프레서(210)와, 에어탱크(220)와, 에어서스펜션(300)을 포함하여 구성된다.

상기 제어부(100)는 PID 제어(proportional integral derivative control)를 기반으로 한 제어 시스템으로서, 단말기(20)를 통해 운전자로부터 설정된 목표 높이 값을 수신받아 상기 에어서스펜션(300)이 수신받은 목표 높이 값에 맞추어 상승 또는 하강되도록 비례(Proportional)제어와 비례적분(Proportional-Integral)제어, 비례미분(Proportional-Derivative)제어를 통해 상기 솔레노이드밸브(200)의 개방 또는 폐쇄의 시간을 결정하며, 결정된 개폐시간만큼 상기 솔레노이드밸브(200)가 개방 또는 폐쇄하는 것이 특징이다.

또한, 상기 에어서스펜션(300)의 높이 변화 값에 따라 상기 솔레노이드밸브(200)의 개방 또는 폐쇄를 반복 개폐하여 상기 에어서스펜션(300)이 상기 단말기(20)를 통해 설정된 목표 높이에 맞추어 정밀하게 상승 또는 하강되는 것을 가능하게 한다.

상기 솔레노이드밸브(200)는 상기 에어컴프레서(210)으로부터 상기 에어탱크(220)를 통해 상기 에어서스펜션(300)으로 주입 또는 배출되는 공기압을 제어하는 전자 밸브로써, 상기 제어부(100)에 의해 개폐되어 상기 에어서스펜션(300)으로 주입 또는 배출되는 공기압을 제어하는 것이 특징이다.

또한, 통상적으로 상기 솔레노이드밸브(200)는 상기 에어서스펜션(300)으로 주입 또는 배출되는 공기압의 통로인 유체통로를 포함하여 구성되며, 상기 에어탱크(220)에서 압축된 공기를 유체통로를 통해 상기 에어서스펜션(300)으로 주입시키는 것을 가능하게 한다.

도 4를 참조하여 자세히 설명하면, 상기와 같이 상기 에어서스펜션(300)으로 주입 또는 배출되는 공기압의 통로인 유체통로의 직경이 11.5㎟의 유효단면적으로 형성됨으로써, 상기 에어서스펜션(300)으로 주입 또는 배출되는 공기압의 양이 증가 되어 상기 에어서스펜션(300)의 상승 또는 하강 속도를 증가시키는 것을 가능하게 한다.

상기 에어서스펜션(300)은 공기압의 탄력을 이용하여 차체를 떠받치는 현가장치로써, 공기압의 탄력을 이용하여 작은 진동도 흡수하는 것이 가능하므로, 차량의 부착되어 차량의 승차감을 증가시키며, 차체를 상승시켜 도로의 노면으로 인한 차체 하단의 손상을 방지 가능한 것이 특징이다.

본 발명에 따르면, 상기 에어서스펜션(300)은 상기 솔레노이드밸브(200)의 11.5㎟의 유효단면적으로 형성된 유체통로를 통해 상기 공기압을 주입받거나 배출하므로 상승 또는 하강의 속도가 증가되고, 상기 솔레노이드밸브(200)의 반복 개폐를 통해 공기압의 양이 미세하게 제어됨으로써 상승 또는 하강이 정밀하게 제어되는 것이 특징이다.

이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법을 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 먼저, 상기 제어부(100)에서 상기 에어서스펜션(300)의 현재 높이 값을 저장하고(S100), 상기 단말기(20)에서 설정된(S200) 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값을 송신하면(S300), 상기 제어부(100)는 저장된 상기 에어서스펜션(300)의 현재 높이 값과 수신받은 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값 차이를 비교하여 제1 차이 값을 산출하며(S400), 상기 에어서스펜션(300)이 수신받은 목표 높이 값에 맞추어 상승 또는 하강되도록 상기 에어서스펜션(300)의 공기압을 주입 또는 배출시킨다(S500).

이때, 상기 제어부(100)는 PID제어를 이용하여 상기 에어서스펜션(300)의 공기압 주입 또는 배출에 따라 상기 솔레노이드밸브(200)의 개방 또는 폐쇄시간을 결정하고 상기 솔레노이드밸브(200)를 개폐하며(S600), 상기 솔레노이드밸브(200)의 개방 또는 폐쇄로 인하여 실시간으로 변화되는 상기 에어서스펜션(300)의 실시간 높이 값을 측정하여 저장한다(S700).

이어서, 상기 제어부(100)는 저장된 상기 에어서스펜션(300)의 실시간 높이 값과 상기 단말기(20)를 통해 수신받은 목표 높이 값을 비교하여 제2 차이 값을 산출(S800)하고 산출된 제2 차이 값이 상기 제1 차이 값을 기준으로 30% 이상 감소되는 경우, 상기 솔레노이드밸브(200)를 제1 차이 값을 기준으로 1%의 값 당 0.01초의 속도로 반복하여 개폐(S900)되도록 함으로써, 상기 에어서스펜션(300)의 정밀한 공기압 주입 또는 배출을 가능하게 한다.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어서스펜션 분할제어 방법의 솔레노이드밸브의 반복개폐를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 상기 제어부(100)에서 상기 솔레노이드밸브(200) 반복 개폐의 반복 속도에 따라 변화되는 상기 에어서스펜션(300)의 높이 변화 값을 측정하여 저장하며(S910), 앞서 상기 에어서스펜션(300)의 실시간 높이 값과 상기 단말기(20)를 통해 수신받은 목표 높이 값을 비교하여 산출된 제2 차이 값을 저장된 상기 에어서스펜션(300)의 높이 변화 값으로 나누어 분할한다(S920).

이로 인하여, 분할된 값에 따라 상기 솔레노이드밸브(200) 개폐의 반복 속도를 조절하는 것(S930)을 가능하게 한다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

20: 단말기 100: 제어부
200: 솔레노이드밸브 210: 에어컴프레서
220: 에어탱크 300: 에어서스펜션

Claims

제어부(100)에서 에어서스펜션(300)의 현재 높이 값을 확인하고 저장하는 에어서스펜션 현재높이 저장단계;
단말기(20)를 통해 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값을 설정하는 에어서스펜션 목표높이 설정단계;
상기 에어서스펜션 목표높이 설정단계에서 설정된 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값을 상기 제어부(100)로 송신하는 에어서스펜션 목표높이 송신단계;
상기 에어서스펜션 현재높이 저장단계에서 저장된 상기 에어서스펜션(300)의 현재 높이 값과 상기 에어서스펜션 목표높이 송신단계를 통해 수신받은 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값을 비교하여 차이 값을 산출하는 제1 에어서스펜션 높이비교 단계;
상기 제1 에어서스펜션 높이비교 단계에서 산출된 차이 값에 따라 상기 에어서스펜션(300)이 상승 또는 하강되도록 상기 에어서스펜션(300)의 공기압을 주입 또는 배출시키는 에어서스펜션 공기압 제어단계;
상기 에어서스펜션 공기압 제어단계에서 상기 에어서스펜션(300)으로 공기압을 주입 또는 배출시키는 것에 따라 상기 솔레노이드밸브(200)를 개방 또는 폐쇄하는 솔레노이드밸브 개폐단계;
상기 솔레노이드밸브 개폐단계를 통해 변화되는 상기 에어서스펜션(300)의 실시간 높이 값을 측정하는 에어서스펜션 높이 측정단계;
상기 에어서스펜션 높이 측정단계에서 측정된 상기 에어서스펜션(300)의 실시간 높이 값과 상기 에어서스펜션 목표높이 송신단계를 통해 수신받은 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값을 비교하여 차이 값을 산출하는 제2 에어서스펜션 높이 비교단계;
상기 제2 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값이 상기 제1 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값을 기준으로 30% 이상 감소 되는 경우, 상기 솔레노이드밸브(200)가 연속적으로 반복하여 개폐되는 솔레노이드밸브 분할 개폐단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어서스펜션 분할제어 방법.
청구항 1항에 있어서,
상기 솔레노이드밸브 개폐단계는 PID 제어를 이용한 상기 제어부(100)의 연산을 통해 상기 솔레노이드밸브(200)의 개방 또는 폐쇄시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 에어서스펜션 분할제어 방법.
청구항 1항에 있어서,
상기 솔레노이드밸브 분할 개폐단계는
상기 솔레노이드밸브(200)의 반복 개폐의 반복 속도에 따라 변화되는 상기 에어서스펜션(300)의 높이 변화 값을 측정하여 저장하는 에어서스펜션 높이변화 저장단계;
상기 제2 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값을 상기 에어서스펜션 높이변화 저장단계에서 저장된 상기 에어서스펜션(300)의 높이 변화 값으로 나누어 분할하는 에어서스펜션 높이 분할단계;
상기 에어서스펜션 높이 분할단계에서 분할된 차이 값에 따라 상기 솔레노이드밸브(200) 개폐의 반복속도를 조절하는 솔레노이드밸브 분할개폐 조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어서스펜션 분할제어 방법.
청구항 1항에 있어서,
상기 솔레노이드밸브 분할 개폐단계는 상기 제2 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값이 상기 제1 에어서스펜션 높이 비교단계에서 산출된 차이 값을 기준으로 90% 이상 감소 되는 경우, 상기 솔레노이드밸브(200)가 최대 0.01초의 속도로 반복 개폐되는 것을 특징으로 하는 에어서스펜션 분할제어 방법.
청구항 1항에 있어서,
상기 에어서스펜션 목표높이 송신단계는 상기 단말기(20)를 통해 설정된 상기 에어서스펜션(300)의 목표 높이 값이 3G, 4G, 5G, Wifi, Bluetooth, Zigbee의 통신 방식 중 어느 하나의 통신 방식 또는 케이블을 이용하여 상기 제어부(100)로 송신되는 것을 특징으로 하는 에어서스펜션 분할제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 솔레노이드밸브(200) 유체통로의 직경은 11.5㎟의 유효 단면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어서스펜션 분할제어 방법.