KR20200060949A - 차량용 능동형 현가장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 능동형 현가장치는 피스톤에 의해 압축챔버 및 인장챔버로 분할되는 실린더; 양단이 각각 상기 압축챔버와 상기 인장챔버에 연결되고, 상기 압축챔버 또는 상기 인장챔버로 이동되는 유체의 감쇠력을 조절하는 조절 밸브가 마련되는 메인 연결라인; 상기 메인 연결라인에 설치되며, 압축 또는 인장 행정시 상기 압축챔버와 상기 인장챔버를 통해 유입 또는 유출되는 유체의 체적 차이를 보상하는 어큐뮬레이터; 상기 메인 연결라인에 병렬로 마련되는 펌프 연결라인에 설치되며, 압축 또는 인장 행정시 상기 압축챔버 또는 상기 인장챔버로 유체를 선택적으로 펌핑하는 모터 펌프;를 포함하고, 상기 모터 펌프는 아우터 로터와 이너 로터의 톱니가 상호 맞물려 회전하면서 유체를 펌핑하는 지로터 펌프로 이루어진다.

Description

차량용 능동형 현가장치{ACTIVE SUSPENSION SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 단순한 제어를 통해 롤(Roll), 피치(Pitch)와 같은 차량의 거동을 감쇠하며 에너지 회생 및 승차감을 향상시킬 수 있는 차량용 능동형 현가장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 서스펜션(suspension, 현가장치 라고도 함) 시스템은 차체 중량을 지지함과 동시에 노면으로부터 차체로 전해지는 진동을 억제 및 감쇠시키는 역할을 한다.
최근의 차량용 서스펜션 시스템으로써, 차량이 주행하는 과정에서 노면으로부터 전달되는 충격 등을 이용하여 전기에너지를 발생시켜 축전지에 충전시키기 위한 회생 시스템과, 양방향 펌프를 이용하여 감쇠력을 능동 제어하기 위해서 어큐뮬레이터가 항상 저압 챔버에 연결될 수 있도록 밸브를 이용해 제어하는 능동 현가시스템이 제안된 바 있다.
회생 시스템은 차량의 서스펜션 링크 암에 설치되어 차량의 차축으로 전달되는 충격을 이용하는 방식으로, 리바운드시 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 회수하는 방식을 사용한다. 또한, 감쇠력을 능동 제어할 수 있는 기술은 양방향 펌프의 펌핑 압력을 이용해 능동 제어가 가능하며, 체크 밸브 등을 이용해 어큐뮬레이터를 저압 챔버로 연결시킬 수 있었다.
한편, 능동 현가시스템을 구성하는 방법에 있어 모터 펌프를 이용해 전 영역(능동영역, 반능동영역)을 제어하는 방법이 있고, 모터 펌프와 솔레노이드 제어 밸브를 함께 이용해 능동영역과 반능동영역을 제어하는 방식이 있다.
모터 펌프를 이용해 반능동영역을 제어하는 방식은 펌프로 감쇠력을 만들어내는 과정에서 회생이 된다는 장점이 있지만, 펌프의 압력 맥동 성분이 감쇠력 떨림에 크게 영향을 미치며 모터의 성능에 의해 감쇠력이 제한된다는 한계가 있다. 반면, 모터 펌프와 솔레노이드 제어 밸브를 함께 이용해 제어하는 방식은 반능동영역에서 모터의 성능에 관계없이 감쇠력이 제한되지 않는다는 장점이 있지만 그 구조가 복잡하여 패키징에 불리하다는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 10-2018-0026247호(2018.03.12, 공개)
본 발명은 단순한 제어를 통해 롤(Roll), 피치(Pitch)와 같은 차량의 거동을 감쇠하며 에너지 회생 및 승차감을 향상시킬 수 있는 차량용 능동형 현가장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 피스톤에 의해 압축챔버 및 인장챔버로 분할되는 실린더; 양단이 각각 상기 압축챔버와 상기 인장챔버에 연결되고, 상기 압축챔버 또는 상기 인장챔버로 이동되는 유체의 감쇠력을 조절하는 조절 밸브가 마련되는 메인 연결라인; 상기 메인 연결라인에 설치되며, 압축 또는 인장 행정시 상기 압축챔버와 상기 인장챔버를 통해 유입 또는 유출되는 유체의 체적 차이를 보상하는 어큐뮬레이터; 상기 메인 연결라인에 병렬로 마련되는 펌프 연결라인에 설치되며, 압축 또는 인장 행정시 상기 압축챔버 또는 상기 인장챔버로 유체를 선택적으로 펌핑하는 모터 펌프;를 포함하고, 상기 모터 펌프는 아우터 로터와 이너 로터의 톱니가 상호 맞물려 회전하면서 유체를 펌핑하는 지로터 펌프로 이루어지는 차량용 능동형 현가장치가 제공될 수 있다.
상기 모터 펌프는 외주면에 복수개의 제1 톱니가 마련되는 이너 로터; 내주면에 상기 제1 톱니와 치합하는 제2 톱니가 마련되고 외주면에 구속홈이 형성되는 아우터 로터; 및 상기 구속홈에 삽입되는 스토퍼를 이용하여 상기 아우터 로터의 움직임을 구속 가능한 구속장치;를 포함할 수 있다.
상기 모터 펌프는 상기 이너 로터와 상기 아우터 로터를 수용하는 펌프 하우징; 상기 펌프 하우징과 결합되고 내부로 유체를 흡입 또는 배출하는 제1 포트와 제2 포트가 마련되는 펌프 플레이트;를 더 포함하고, 상기 구속장치의 일부가 상기 펌프 하우징에 마련된 체결홈에 끼워져 상기 아우터 로터와 접촉 가능한 구조로 마련될 수 있다.
상기 구속홈은 상기 제2 톱니에 대응하여 상기 제2 톱니의 반대편에 상기 아우터 로터의 반경방향 내측으로 파인 형상으로 마련되고, 상기 스토퍼는 상기 이너 로터와 상기 아우터 로터가 서로 맞물려 유체가 채워지는 챔버가 형성되지 않는 지점 반대편에 마련된 구속홈에 끼워져 상기 아우터 로터의 움직임을 구속시킬 수 있다.
상기 조절 밸브는 상기 인장챔버와 상기 어큐뮬레이터의 사이 구간에 위치된 상기 메인 연결라인에 설치되며, 상기 인장챔버 방향으로만 개방되는 제1 체크밸브와, 상기 압축챔버와 상기 어큐뮬레이터의 사이 구간에 위치된 상기 메인 연결라인에 설치되며, 상기 압축챔버 방향으로만 개방되는 제2 체크밸브와, 상기 제1 체크밸브에 병렬로 설치되고, 유체의 이동량을 조절하여 감쇠력을 변화시키는 제1 솔레노이드 밸브; 및 상기 제2 체크 밸브 에 병렬로 설치되고, 유체의 이동량을 조절하여 감쇠력을 변화시키는 제2 솔레노이드 밸브;를 포함할 수 있다.
상기 조절 밸브는 상기 제1 체크밸브에 병렬로 마련되고, 구동부에서 발생되는 최대압력를 제한하는 제1 블로우오프밸브; 및 상기 제2 체크밸브에 병렬로 마련되고, 구동부에서 발생되는 최대압력를 제한하는 제2 블로우오프밸브;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 능동형 현가장치는 모터 펌프와 솔레노이드 밸브를 이용하는 유압 회로에서 모터 펌프로써 지로터 펌프를 사용하되, 반능동영역에서 구속장치를 이용해 모터 펌프의 작동을 멈춤으로써 모터 펌프가 회전하지 않게 하여 유체의 압력 맥동에 의한 떨림현상을 발생시키지 않을 수 있다.
또한, 유압 회로적으로 모터 펌프의 유량을 차단할 경우에는 모터 펌프 양단에 각각 온오프 밸브(On/Off valve)가 추가되어야 하므로 유압 회로 복잡도가 증가하지만, 본 발명에서는 기구적으로 구속장치를 추가하여 모터 펌프의 유량을 차단할 수 있음으로써 단순한 회로 구성이 가능하다.
또한, 차량 운행 중 회생 동작을 통해 에너지 효율을 높일 수 있으며, 급가속과 급감속 또는 선회시 차량의 자세를 안정적으로 유지시켜 주행 안전성 및 승차감을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 능동형 현가장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 펌프의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 펌프의 제1 작동상태에 따른 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 펌프의 제2 작동상태에 따른 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 펌프가 구속된 상태의 측단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 능동형 현가장치의 회로도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 능동형 현가장치는 피스톤 로드(122)와 연결된 피스톤(121)을 포함하는 구동부(100), 구동부(100)와 연결되어 감쇠력을 제어하는 댐핑제어부(200), 댐핑제어부(200)에 마련되어 전기를 이용해 유체 유동에너지를 발생시키는 모터 펌프(300)를 포함한다.
구동부(100)는 유체가 수용된 실린더(110)와, 실린더(110)의 내부에 배치되어 상하 왕복운동하는 피스톤(121) 및 로드(122)를 포함하며, 피스톤 로드(122)는 일측이 피스톤(121)의 상부에 설치되고, 타측이 실린더(110)의 상부를 관통하여 차체에 설치된다.
실린더(110)는 피스톤(121)에 의해 압축챔버(112) 및 인장챔버(111)로 분할되며, 인장챔버(111)와 압축챔버(112)는 피스톤(121)의 왕복운동에 의하여 부피에 변화가 발생하게 된다. 이때, 피스톤(121)은 노면으로부터 차량에 전달되는 불특정 외력에 의한 차량의 진동이나 자세에 따라 실린더(110)의 내부를 따라 상방 또는 하방으로 왕복 이동한다.
댐핑 제어부(200)는 구동부(100)의 외측에 배치되며, 피스톤(121)의 운동에 의해 실린더(110)에 유입 또는 유출되는 유체가 순환되는 유압라인을 포함한다. 이러한 댐핑 제어부(200)는 모터 펌프(300)를 이용하여 구동부(100)에 요구되는 댐핑포스(Damping force) 또는 액티브포스(Active force)를 생성하되, 회생 모드에서는 유체의 유동에 의해 생성된 에너지를 모터 펌프(300)에 연결된 축전기(미도시)에 전기에너지 형태로 저장할 수 있다.
댐핑 제어부(200)는 양단이 각각 압축챔버(112)와 인장챔버(111)에 연결되고, 압축챔버(112) 또는 인장챔버(111)로 이동되는 유체의 감쇠력을 조절하는 조절 밸브(211, 212, 213, 221, 222, 223)가 마련되는 메인 연결라인(210, 220), 메인 연결라인(210, 220)에 설치되며 압축 및 인장 행정시 압축챔버(112)와 인장챔버(111)를 통해 유입 및 유출되는 유체의 체적 차이를 보상하는 어큐뮬레이터(230), 메인 연결라인(210, 220)에 병렬로 연결되고 모터 펌프(300)가 설치되는 펌프 연결라인(240)을 포함한다.
메인 연결라인(210, 220)은 인장챔버(111)와 어큐뮬레이터(230)를 연결하는 제1 메인 연결라인(210), 압축챔버(112)와 어큐뮬레이터(230)를 연결하는 제2 메인 연결라인(220)을 포함한다.
어큐뮬레이터(230)(accumulator)는 내부 공간에 일정 압력을 축적해 두었다가 필요에 따라 압축챔버(112) 또는 인장챔버(111)로 공급하는 역할을 한다. 어큐뮬레이터(230)는 피스톤(121)이 압축 또는 인장 행정을 하는 경우, 압축챔버(112)와 인장챔버(111)를 통해 유출입되는 유체의 체적 차이를 보상한다. 즉, 어큐뮬레이터(230)는 압축챔버(112)와 인장챔버(111) 중 상대적으로 저압인 챔버로 유체를 이동시켜 체적 차이에 따른 압력 차이를 보상한다.
어큐뮬레이터(230)는 그에 형성된 유출입 포트가 각각 제1 메인 연결라인(210)과 제2 메인 연결라인(220) 쪽으로 연장된다. 그리고 어큐뮬레이터(230)는 제1 메인 연결라인(210)과 제2 메인 연결라인(220)을 연결하는 가운데 위치에 설치되는 것이 바람직하나, 그 설치 위치는 필요에 따라 다양하게 적용할 수 있다.
조절 밸브(211, 212, 213, 221, 222, 223)는 제1 메인 연결라인(210)과 어큐뮬레이터(230) 사이에 설치되는 제1 조절 밸브(211, 212, 213)와, 제2 메인 연결라인(220)과 어큐뮬레이터(230) 사이에 설치되는 제2 조절 밸브(221, 222, 223)를 포함한다. 그리고 제1 조절 밸브(211, 212, 213)는 각각 병렬로 설치되는 제1 체크 밸브(211), 제1 블로우오프밸브(212), 및 제1 솔레노이드 밸브(213)를 포함하고, 제2 조절 밸브(221, 222, 223)는 각각 병렬로 설치되는 제2 체크 밸브(221), 제2 블로우오프밸브(222), 및 제2 솔레노이드 밸브(223)를 포함한다.
제1 체크밸브(211)는 인장챔버(111)와 어큐뮬레이터(230)의 사이 구간에 위치된 제1 메인 연결라인(210)에 설치되며, 인장챔버(111) 방향으로만 개방된다. 그리고 제1 솔레노이드 밸브(213)는 제1 체크밸브(211)에 병렬로 설치되고, 유체의 이동량을 조절하여 감쇠력을 변화시킨다.
제2 체크밸브(221)는 압축챔버(112)와 어큐뮬레이터(230)의 사이 구간에 위치된 제2 메인 연결라인(220)에 설치되며, 압축챔버(112) 방향으로만 개방된다. 그리고 제2 솔레노이드 밸브(223)는 제2 체크 밸브(221) 에 병렬로 설치되고, 유체의 이동량을 조절하여 감쇠력을 변화시킨다.
제1 블로우오프밸브(212)는 제1 체크밸브(211)에 병렬로 마련되고, 구동부(100)에서 발생되는 최대압력를 제한하여 구동부(100)를 비롯한 차량의 손상을 방지한다. 그리고 제2 블로우오프밸브(222)는 제2 체크밸브(221)에 병렬로 마련되고, 구동부(100)에서 발생되는 최대압력를 제한하여 구동부(100)를 비롯한 차량의 손상을 방지한다.
조절 밸브(211, 212, 213, 221, 222, 223)의 작동방식을 살펴본다. 본 발명에 따른 차량용 능동형 현가장치는 압축행정시 피스톤(121)에 의해 가압되는 압축챔버(112)에 저장된 유체가 제2 솔레노이드 밸브(223)를 거쳐 제1 체크 밸브(211)를 통해 인장챔버(111) 쪽으로 흐르고, 인장행정시 피스톤(121)에 의해 가압되는 인장챔버(111)에 저장된 유체가 제1 솔레노이드 밸브(213)를 거쳐 제2 체크 밸브(221)를 통해 압축챔버(112) 쪽으로 흐르도록 하는 방식으로 작동할 수 있다.
한편, 반능동영역의 감쇠력은 제1 솔레노이드 밸브(213)와 제2 솔레노이드 밸브(223)를 이용해 각각의 인장 및 압축 행정을 독립적으로 제어하고, 능동력을 생성할 경우에는 모터 펌프(300)를 구동해 인장 또는 압축 챔버를 가압한다. 이처럼 유압 회로에서 모터 펌프(300)와 솔레노이드 밸브(213, 213)를 함께 이용해 제어하는 방식은 반능동영역에서 모터의 성능에 관계없이 감쇠력이 제한되지 않는다는 장점이 있지만 그 구조가 복잡하여 패키징에 불리하다는 단점이 있다.
이러한 단점은 모터 펌프(300)를 소형으로 제작되는 지로터 펌프(Gerotor Pump)로 구성함으로써 극복할 수 있다. 그런데 모터 펌프(300)와 솔레노이드 밸브(213, 213)를 함께 이용하는 유압 회로에서 반능동영역의 기능을 수행하려면 모터 펌프(300)가 회전을 하지 않아야 한다. 그런데 모터 펌프(300)를 구속하는 별도의 장치가 없을 경우에는 인장 챔버와 압축 챔버의 압력 차이에 따라 모터에 부하가 걸려 회전을 하게 된다.
따라서 본 발명에서는 모터 펌프(300)와 솔레노이드 밸브(213, 223)를 이용하는 유압 회로에서 모터 펌프(300)로 지로터 펌프를 사용하되, 모터 펌프(300)를 동작 하지 않을 때는 구속장치(350)를 이용하여 모터 펌프(300)를 통하는 유체의 유량을 차단할 수 있다. 이하에서는 이러한 모터 펌프(300)의 상세 구성 및 그들의 연결관계에 대하여 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 펌프(300)의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 펌프(300)의 제1 작동상태에 따른 측단면도이고, 도 4는 제2 작동상태에 따른 측단면도이며, 도 5는 모터 펌프(300)의 구속된 상태의 측단면도로써, 지로터 펌프(Gerotor Pump)인 모터 펌프(300)의 락킹(Locking) 방식을 보여준다.
여기서, 도 2에 도시되지는 않았으나 구동모터(301)는 펌프 플레이트(320)의 반대편에서 펌프 하우징(310)에 결합되고, 구동모터(301)에서 연장된 구동축(301a)이 이너 로터(330)와 고정 체결될 수 있다.
모터 펌프(300)는 이너 로터(330)와 아우터 로터(340)를 수용하는 펌프 하우징(310), 펌프 하우징(310)과 결합되고 내부로 유체를 흡입 또는 배출하는 제1 포트(320a)와 제2 포트(320b)가 마련되는 펌프 플레이트(320), 외주면에 복수개의 제1 톱니(330a)가 마련되는 이너 로터(330), 내주면에 제1 톱니(330a)와 치합하는 제2 톱니(340a)가 마련되고 외주면에 구속홈(340b)이 형성되는 아우터 로터(340), 구속홈(340b)에 삽입되는 스토퍼(351)를 이용하여 아우터 로터(340)의 움직임을 구속 가능한 구속장치(350)를 포함한다. 이때, 제2 케이스(357)는 펌프 하우징(310)에 외면에 체결부재(360)에 의해 고정 설치된다.
모터 펌프(300)는 압축 또는 인장 행정시 유체를 압축챔버(112) 또는 인장챔버(111) 방향으로 선택적으로 펌핑할 수 있다. 이를 위해 모터 펌프(300)는 아우터 로터(340)와 이너 로터(330)의 톱니가 상호 맞물려 회전하면서 유체를 펌핑하는 지로터 펌프(Gerotor Pump)로 이루어진다.
지로터 펌프는 유량이 모터의 회전속도에 비례하는 용적펌프로써, 구동모터(301)에서 연장되는 구동축(301a)과 결합되어 회전력을 전달하는 이너 로터(330)와 아우터 로터(340)로 구성되고, 이 두 로터가 일정간극을 두고 편심되어 있어 유체를 이동시키는 구조로 되어 있다. 이러한 지로터 펌프는 비교적 구조가 간단하고 높은 신뢰성, 내구성, 고속성, 정속성 등 여러 장점을 내포하고 있어 엔진, 콤프레서, 공구, 트랙터 등의 윤활계통에 폭넓게 적용되고 있다. 최근 들어 소결 제품의 제작 기술 발달로 가공의 정밀도가 높아지고 있어 고속환경에서의 소형화가 가능해지고 있다.
지로터 펌프의 작동원리는 트로코이드 곡선을 응용한 이너 로터(330)와 환상 기어형상의 아우터 로터(340)가 서로 중심을 달리하도록 설계된다. 이너 로터(330)와 아우터 로터(340)는 어떤 경우에도 서로 결속되어 있고 회전하는 동안에는 몇 개의 밀폐된 펌핑챔버(302)를 형성해 유체를 이송한다. 이너 로터(330)는 자신의 축을 따라 회전하며 흡입부에서는 회전 방향을 따라 펌핑챔버(302)는 커지게 되고 토출측에서는 다시 작아지면서 균일한 유량으로 균형을 이룬다. 이때, 이너 로터(330)는 구동모터(301)와 연결된 구동축(301a)에 의해 회전력을 전달받을 수 있다.
다시 말해, 모터 펌프(300)는 구동모터(301)의 구동축(301a)이 이너 로터(330)에 체결되어 함께 회전하면 아우터 로터(340)도 회전을 하고, 이너 로터(330)와 아우터 로터(340)가 서로 맞물리면서 형성하는 챔버에 의해 펌프 기능을 수행하게 된다. 구동모터(301)가 시계 방향으로 회전을 하면 위쪽 제1 포트(320a) 쪽에는 저압, 아래쪽 제2 포트(320b) 쪽에는 고압이 형성되게 된다. 구동모터(301)가 반대 방향으로 회전을 할 경우에는 제1 포트(320a) 쪽에는 고압이, 아래쪽 제2 포트(320b) 쪽에는 저압이 형성된다.
한편, 구속장치(350)는 내부에 마그넷코어(354)가 수용되는 제1 케이스(355), 제1 케이스(355)와 함께 구속장치(350)의 외부 하우징을 이루는 제2 케이스(357), 마그넷코어(354)에 의해 진퇴 동작하는 아마츄어(352), 아마츄어(352)에서 구속홈(340b) 쪽으로 연장되어 아마츄어(352)의 움직임에 따라 아우터 로터(340)를 구속하거나 구속 해제할 수 있는 스토퍼(351), 아마츄어(352)와 스토퍼(351)를 아우터 로터(340) 쪽으로 가압하는 탄성부재(353)를 포함한다. 이때, 구속홈(340b)은 제2 톱니(340a)에 대응하여 아우터 로터(340)의 반경방향 내측으로 파인 형상을 갖고 제2 톱니(340a)와 동일한 개수가 마련될 수 있다.
구속장치(350)는 펌프 하우징(310)에 마련된 체결홈(310a)에 끼워져 아우터 로터(340)와 직접 접촉 가능한 구조로 마련된다. 그리고 구속장치(350)는 코일(356)에 전원이 인가되는지 여부에 따라 아우터 로터(340)의 락킹여부를 결정한다. 코일(356)에 전원이 인가되지 않을 때 탄성부재(353)가 아마츄어(352)와 그에 결합된 스토퍼(351)를 아우터 로터(340)에 형성된 구속홈(340b) 쪽으로 밀어 아우터 로터(340)의 회전을 구속하고, 코일(356)에 전원을 인가하면 아마츄어(352)가 마그넷코어(354) 쪽으로 이동하게 되어 아우터 로터(340)의 구속을 해제하는 방식으로 작동할 수 있다. 이와 반대로, 도시되지는 않았으나 구속장치(350)는 평상시 아우터 로터(340)를 구속하고 있다가 필요시 코일(356)에 전류를 인가하여 아우터 로터(340)를 구속 해제하도록 설계될 수 있다.
스토퍼(351)는 이너 로터(330)와 아우터 로터(340)가 서로 맞물리는 지점(S)에 마련된 구속홈(340b)에 끼워져 아우터 로터(340)의 움직임을 구속시킬 수 있다. 즉, 스토퍼(351)가 끼워지는 구속홈(340b) 쪽은 펌핑챔버(302)의 면적이 형성되지 않는 부분으로 회전 방향의 변화에 관계없이 저압을 유지할 수 있는 부분인데, 이 부분에 스토퍼(351)가 체결되도록 함으로써 구속장치(350)의 스토퍼(351)에 불필요한 유압 축력이 부가되는 것을 방지할 수 있다. 도 3의 제1 작동상태와 도 4의 제2 작동상태를 참조하면, 이너 로터(330)와 아우터 로터(340)가 서로 맞물리는 지점(S)은 이너 로터(330)의 회전량에 관계없이 펌핑챔버(302)의 면적을 형성하지 않음을 보여준다.
씰링부재(361,362,363)는 펌프 하우징(310) 내부로 유입되는 유체가 누출되는 것을 막기 위하여 마련될 수 있다. 이러한 씰링부재(361,362,363)는 아마츄어(352)와 제1 케이스(355) 사이 공간을 기밀하기 위하여 설치되는 제1 씰링부재(361)와, 스토퍼(351)와 제2 케이스(357) 사이 공간을 기밀하기 위하여 설치되는 제2 씰링부재(362)와, 펌프 하우징(310)과 제2 케이스(357) 사이 공간을 기밀하기 위하여 설치되는 제3 씰링부재(363)를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 능동형 현가장치는 반능동영역에서 구속장치(350)를 이용해 모터 펌프(300)의 작동을 멈추고, 이로써 모터 펌프(300)가 회전하지 않게 하여 유체의 압력 맥동에 의한 떨림현상을 발생시키지 않을 수 있다. 즉, 모터 펌프(300)를 구성하는 지로터 펌프의 흡입 압력과 토출압력의 차이로 인한 맥동 특성인 유량 맥동을 발생시키지 않을 수 있다.
또한, 유압 회로적으로 모터 펌프(300)의 유량을 차단할 경우에는 모터 펌프(300) 양단에 각각 온오프 밸브(On/Off valve)가 추가되어야 하므로 유압 회로 복잡도가 증가하지만, 본 발명에서는 기구적으로 구속장치(350)를 추가하여 모터 펌프(300)의 유량을 차단할 수 있음으로써 단순한 회로 구성이 가능하다.
또한, 차량 운행 중 회생 동작을 통해 에너지 효율을 높일 수 있으며, 급가속과 급감속 또는 선회시 차량의 자세를 안정적으로 유지시켜 주행 안전성 및 승차감을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 구동부 110: 실린더
111: 인장챔버 112: 압축챔버
121: 피스톤 122: 피스톤 로드
200: 댐핑제어부 210: 제1 메인 연결라인
211: 제1 체크 밸브 212: 제1 블로우오프밸브
213: 제1 솔레노이드 밸브 220: 제2 메인 연결라인
221: 제2 체크 밸브 222: 제2 블로우오프밸브
223: 제2 솔레노이드 밸브 230: 어큐뮬레이터
240: 펌프 연결라인 300: 모터 펌프
301: 구동모터 301a: 구동축
310: 펌프 하우징 320: 펌프 플레이트
330: 이너 로터 340: 아우터 로터
350: 구속장치 351: 스토퍼
352: 아마츄어 353: 탄성부재
354: 마그넷코어 355: 제1 케이스
356: 코일 357: 제2 케이스
360: 체결부재 361: 제1 씰링부재
362: 제2 씰링부재 363: 제3 씰링부재
310a: 체결홈 320a: 제1 포트
320b: 제2 포트 330a: 제1 톱니
340a: 제2 톱니 340b: 구속홈

Claims (6)

  1. 피스톤에 의해 압축챔버 및 인장챔버로 분할되는 실린더;
    양단이 각각 상기 압축챔버와 상기 인장챔버에 연결되고, 상기 압축챔버 또는 상기 인장챔버로 이동되는 유체의 감쇠력을 조절하는 조절 밸브가 마련되는 메인 연결라인;
    상기 메인 연결라인에 설치되며, 압축 또는 인장 행정시 상기 압축챔버와 상기 인장챔버를 통해 유입 또는 유출되는 유체의 체적 차이를 보상하는 어큐뮬레이터;
    상기 메인 연결라인에 병렬로 마련되는 펌프 연결라인에 설치되며, 압축 또는 인장 행정시 상기 압축챔버 또는 상기 인장챔버로 유체를 선택적으로 펌핑하는 모터 펌프;를 포함하고,
    상기 모터 펌프는 이너 로터의 외주면에 마련된 제1 톱니와 아우터 로터의 내주면에 마련된 제2 톱니가 상호 맞물려 회전하면서 유체를 펌핑하는 지로터 펌프로 이루어지는 차량용 능동형 현가장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 아우터 로터의 외주면에는 구속홈이 형성되고,
    상기 모터 펌프는 상기 구속홈에 삽탈 가능한 스토퍼를 이용하여 상기 아우터 로터의 움직임을 구속 또는 구속해제하는 구속장치를 더 포함하는 차량용 능동형 현가장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 모터 펌프는
    상기 이너 로터와 상기 아우터 로터를 수용하는 펌프 하우징; 및
    상기 펌프 하우징과 결합되고 내부로 유체를 흡입 또는 배출하는 제1 포트와 제2 포트가 마련되는 펌프 플레이트;를 더 포함하고,
    상기 구속장치의 일부가 상기 펌프 하우징에 마련된 체결홈에 끼워져 상기 아우터 로터와 접촉 가능한 구조로 마련되는 차량용 능동형 현가장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 구속홈은 상기 제2 톱니에 대응하여 그 반대편에 상기 아우터 로터의 반경방향 내측으로 파인 형상으로 마련되고,
    상기 스토퍼는 상기 이너 로터와 상기 아우터 로터가 서로 맞물려 챔버가 형성되지 않는 지점 반대편에 마련된 구속홈에 끼워져 상기 아우터 로터의 움직임을 구속시키는 차량용 능동형 현가장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 조절 밸브는
    상기 인장챔버와 상기 어큐뮬레이터의 사이 구간에 위치된 상기 메인 연결라인에 설치되며, 상기 인장챔버 방향으로만 개방되는 제1 체크밸브와,
    상기 압축챔버와 상기 어큐뮬레이터의 사이 구간에 위치된 상기 메인 연결라인에 설치되며, 상기 압축챔버 방향으로만 개방되는 제2 체크밸브와,
    상기 제1 체크밸브에 병렬로 설치되고, 유체의 이동량을 조절하여 감쇠력을 변화시키는 제1 솔레노이드 밸브; 및
    상기 제2 체크 밸브 에 병렬로 설치되고, 유체의 이동량을 조절하여 감쇠력을 변화시키는 제2 솔레노이드 밸브;를 포함하는 차량용 능동형 현가장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 조절 밸브는
    상기 제1 체크밸브에 병렬로 마련되고, 구동부에서 발생되는 최대압력를 제한하는 제1 블로우오프밸브; 및
    상기 제2 체크밸브에 병렬로 마련되고, 구동부에서 발생되는 최대압력를 제한하는 제2 블로우오프밸브;를 더 포함하는 차량용 능동형 현가장치.
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