KR20200098327A - 차량용 댐퍼 제어장치 - Google Patents

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Abstract

차량용 댐퍼 제어장치가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치는 솔레노이드 밸브를 포함하는 댐퍼와, 솔레노이드 밸브에 전원을 공급하는 전원부 및 전원부와 솔레노이드 밸브에 사이에 직렬 연결되고 댐퍼의 온도에 따라 솔레노이드 밸브에 공급되는 전류를 조절하는 전류 조절 장치를 포함한다.

Description

차량용 댐퍼 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING DAMPER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 댐퍼 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 댐퍼의 감쇠력을 보상하는 차량용 댐퍼 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 서스펜션에 이용되는 댐퍼 중에는 승차감이나 조종 안정성 향상을 도모하기 위해, 감쇠력을 가변 제어할 수 있는 감쇠력 가변형의 댐퍼가 개발되고 있다.
댐퍼를 제어하는 댐퍼 제어장치는 모터 등을 이용하여 댐퍼의 오리피스의 유로면적을 증감시킨다.
댐퍼 제어장치는 솔레노이드 밸브에 인가되는 전류를 조절함으로써 오리피스의 유로면적을 증감시킨다.
댐퍼에 사용되는 오일 특성상 온도가 낮을수록 점성이 크고 온도가 높을수록 점성이 작아진다. 따라서 추운 겨울 강한 감쇠력(Hard)을, 더운 여름날 약한 감쇠력(Soft)을 경험하게 된다.
또한, 차량이 오프로드(Off Road)와 같이 울퉁불퉁한 노면을 연속적으로 지나갈 때에는 감쇠에 따른 열이 발생하여 감쇠력이 점점 더 약해지는 현상을 경험하기도 한다.
이러한 현상을 막기 위해서는 온도에 따른 오일의 점성 변화를 보상할 필요가 있다.
공개특허공보 제10-2009-0081812호(2009.07.29.공개)
본 발명의 실시예는 댐퍼의 온도에 따라 댐퍼의 감쇠력 변화를 보상하는 차량용 댐퍼 제어장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 솔레노이드 밸브를 포함하는 댐퍼; 상기 솔레노이드 밸브에 전원을 공급하는 전원부; 및 상기 전원부와 상기 솔레노이드 밸브에 사이에 직렬 연결되고 상기 댐퍼의 온도에 따라 상기 솔레노이드 밸브에 공급되는 전류를 조절하는 전류 조절 장치를 포함하는 차량용 댐퍼 제어장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 전류 조절 장치는 상기 댐퍼 내의 오일의 온도에 따라 물질의 저항이 변화하는 서미스터일 수 있다.
또한, 상기 서미스터는 상기 댐퍼 외측에 부착될 수 있다.
또한, 상기 서미스터는 상기 댐퍼 내측에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 솔레노이드 밸브가 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브일 경우, 상기 서미스터는 포지티브 온도 특성을 갖을 수 있다.
또한, 상기 솔레노이드 밸브가 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브일 경우, 상기 서미스터는 네가티브 온도 특성을 갖을 수 있다.
본 발명의 실시예는 댐퍼 내의 오일 온도에 따른 댐퍼의 감쇠력 변화를 보상할 수 있어 추운 겨울이나, 더운 여름날 혹은 댐퍼의 오일 온도가 높아지기 쉬운 오프 로드에서도 댐퍼의 감쇠력을 일정하게 유지할 수 있어 승차감을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치의 전기회로도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치에서 오일 온도와 오일 점성의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치에서 서미스터 종류별 온도와 저항 간의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치에서 PTC 서미스터와 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브가 적용된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치에서 NTC 서미스터와 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브가 적용된 것을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달할 수 있도록 하기 위해 예로서 제공하는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화할 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장하여 표현할 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 차량용 댐퍼 제어장치는 댐퍼(10), 솔레노이드 밸브(40) 및 전류 조절 장치(50)를 포함한다.
댐퍼(10)는 차량의 전륜 및 후륜에 각각 연결되며, 감쇠력 발생을 위한 오일 등의 작동 유체가 채워진다.
댐퍼(10)는 베이스 쉘(12)과, 이 베이스 쉘(12)의 내측에 설치되며 피스톤 로드(24)가 길이방향으로 이동 가능하게 설치되는 인너 튜브(14)를 포함한다.
인너 튜브(14)와 베이스 쉘(12)의 상단과 하단에는 각각 로드 가이드(26)와 바디 밸브(27)가 설치된다.
인너 튜브(14)의 내부에서 피스톤 로드(24)의 일단에는 피스톤 밸브(25)가 결합하며, 피스톤 밸브(25)는 인너 튜브(14)의 내부 공간을 리바운드 챔버(20)와 컴프레션 챔버(22)로 구획한다.
그리고, 베이스 쉘(12)의 상부와 하부에는 각각 상부 캡(28)과 베이스 캡(29)이 설치된다.
인너 튜브(14)와 베이스 쉘(12) 사이에는 피스톤 로드(24)의 왕복 운동에 따른 인너 튜브(14) 내부의 체적 변화를 보상하는 리저버 챔버(30)가 형성된다.
리저버 챔버(30)와 컴프레션 챔버(22) 사이의 작동 유체의 유동은 상기 바디 밸브(27)에 의해 제어된다.
베이스 쉘(12)의 내측에는 세퍼레이터 튜브(16)가 설치된다. 상기 세퍼레이터 튜브(16)에 의해 베이스 쉘(12)의 내부는 리바운드 챔버(20)에 연결되는 고압실(PH), 그리고 리저버 챔버(30)로서의 저압실(PL)로 구획된다.
고압실(PH)은 인너 튜브(14)의 내부 홀(14a)을 통해 리바운드 챔버(20)와 연결된다. 저압실(PL)은 바디 밸브(27)와 베이스 쉘(12)(또는 베이스 캡(29)) 사이에 형성되는 하부 유로(32)와, 바디 밸브(27)에 형성된 유로를 통해 컴프레션 챔버(22)에 연결된다.
솔레노이드 밸브(40)는 공급되는 전류에 따라 댐퍼(10)의 감쇠력을 가변시키는 역할을 한다.
솔레노이드 밸브(40)는 댐퍼(10)의 감쇠력을 가변하기 위해서 베이스 쉘(12)의 일측에 장착된다.
솔레노이드 밸브(40)에는 베이스 쉘(12) 및 세퍼레이터 튜브(16)가 각각 연결되며, 고압실(PH) 및 저압실(PL)과 각각 연통하는 오일 유로가 형성된다.
또한, 솔레노이드 밸브(40)에는 플런저(42)의 구동에 의해 이동하는 스플(44)이 설치되며, 스플(44)의 이동에 의해 고압실(PH) 및 저압실(PL)과 연통하는 내부 유로가 가변 되면서 댐퍼의 감쇠력을 가변한다.
솔레노이드 밸브(40)는, 플런저(42)가 이동하면 스플(44)이 유로를 폐쇄하여 높은 감쇠력(Hard Mode)을 발생시키고, 플런저(42)가 반대로 이동하면 스플(44)이 유로를 개방하여 낮은 감쇠력(Soft Mode)을 발생시키도록 구성된다.
전류 조절 장치(50)는 댐퍼(10)의 온도에 따라 솔레노이드 밸브(40)에 공급되는 전류를 조절한다.
전류 조절 장치(50)는 베이스 쉘(12)의 상단 외측에 장착된다.
전류 조절 장치(50)는 댐퍼(10)의 온도에 따라 저항이 변화하는 서미스터(Thermistor)(51)를 포함한다.
댐퍼(10) 내의 오일 온도는 베이스 쉘(12)에 그대로 전달된다. 댐퍼(10) 내의 오일의 온도가 높거나 낮으면 베이스 쉘(12)의 온도도 오일 온도를 따라 달라진다. 이 베이스 쉘(12)의 온도가 서미스터(51)에 전달됨으로 인해 서미스터(51)의 저항값이 달라진다.
전류 조절 장치(50)는 서미스터(51)가 댐퍼(10)의 온도에 따라 저항이 변화하기 때문에 댐퍼(10)의 온도가 변경되더라도 솔레노이드 밸브(40)에 공급되는 전류를 조절할 수 있어 댐퍼(10)의 온도에 상관없이 댐퍼(10)의 감쇠력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치의 전기회로도이다.
도 2를 참조하면, 서미스터(51)의 일측은 전원부(60)의 일측과 제1 와이어(W1)에 의해 연결되어 있다.
서미스터(51)의 타측은 솔레노이드 밸브(40)의 일측과 제2 와이어(W2)에 의해 연결되어 있다.
솔레노이드 밸브(40)의 타측은 전원부(60)의 타측과 제3 와이어(W3)에 의해 연결되어 있다.
전원부(60)는 솔레노이드 밸브(40)에 전류를 공급한다. 이때, 전원부(60)는 차량에 마련된 배터리일 수 있다. 또한, 전원부(60)는 차량의 내부에서 발생하거나 전자부품 등의 전원으로서 제공되는 전원일 수 있다.
서미스터(51)는 솔레노이드 밸브(40)와 직렬 연결된다.
전원부(60)로부터 솔레노이드 밸브(40)에 공급되는 전류는 서미스터(51)의 저항값에 의해 가변됨으로써 서미스터(51)의 저항값에 의해 댐퍼(10)의 감쇠력을 보상할 수 있다.
서미스터(51)는 일반적인 온도센서와 달리 와이어가 댐퍼의 전반적인 작동을 제어하는 전자제어유닛(ECU)에 연결될 필요가 없고 가격이 상대적으로 저렴하기 때문에 시스템의 단가가 크게 상승하거나 시스템 장착 난이도를 악화시키지 않을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치에서 오일 온도와 오일 점성의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 가로축은 온도를 나타내고, 세로축은 점도를 나타낸다.
댐퍼(10)에 사용되는 오일 특성상 온도가 낮을수록 점도가 높고 온도가 높을수록 점도가 낮다.
이로 인해, 솔레노이드 밸브(40)에 동일한 전류량을 공급하더라도 오일 온도가 낮을 경우 점도가 높기 때문에 댐퍼(10)의 감쇠력이 약해진다. 또한, 오일 온도가 높을 경우 점도가 낮기 때문에 댐퍼(10)의 감쇠력이 강해진다.
이와 같이, 오일 온도에 따라 댐퍼(10)의 감쇠력이 변하기 때문에 일정한 감쇠력을 유지할 수 없다.
서미스터(51)를 솔레노이드 밸브(40)에 직렬 연결할 경우, 댐퍼(10)의 오일 온도가 변하더라도 서미스터(51)의 저항값이 그에 맞게 변화하기 때문에 솔레노이드 밸브(40)에 공급되는 전류를 조절할 수 있어 오일 온도에 따른 댐퍼(10)의 감쇠력 변화를 보상할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치에서 서미스터 종류별 온도와 저항 간의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 서미스터(51)는 저항의 온도 계수에 따라 크게 포지티브 온도 특성(정온도 특성)(Positive Temperature Coefficient ; PTC) 서미스터와 네가티브 온도 특성(부온도 특성)(Negative Temperature Coefficient ; NTC) 서미스터로 구분할 수 있다.
PTC 서미스터는 온도가 증가할수록 저항도 증가하고, 온도가 감소할수록 저항도 감소한다.
NTC 서미스터는 온도가 증가할수록 저항은 감소하고, 온도가 감소하도록 저항은 증가한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치에서 PTC 서미스터와 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브가 적용된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, PTC 서미스터(51)와 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(40)는 직렬 연결된다.
전원부(60)로부터 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(40)에 공급되는 전류는 댐퍼(10)의 온도에 따라 달라지는 PTC 서미스터(51)의 저항값에 의해 가변됨으로써 포지티브 온도 특성을 가진 PTC 서미스터(51)의 저항값에 의해 댐퍼(10)의 감쇠력을 보상할 수 있다. 이에 따라, 댐퍼(10)의 온도에 따른 댐퍼(10)의 감쇠력 변화를 보상할 수 있어 일정한 감쇠력을 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 댐퍼 제어장치에서 NTC 서미스터와 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브가 적용된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, NTC 서미스터(51)와 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(40)는 직렬 연결된다.
전원부(60)로부터 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(40)에 공급되는 전류는 댐퍼(10)의 온도에 따라 달라지는 NTC 서미스터(51)의 저항값에 의해 가변됨으로써 네가티브 온도 특성을 가진 NTC 서미스터(51)의 저항값에 의해 댐퍼(10)의 감쇠력을 보상할 수 있다. 이에 따라, 댐퍼(10)의 온도에 따른 댐퍼(10)의 감쇠력 변화를 보상할 수 있어 일정한 감쇠력을 유지할 수 있다.
10 : 댐퍼 40 : 솔레노이드 밸브
50 : 전류 조절 장치 51 : 서미스터
60 : 전원부

Claims (6)

  1. 솔레노이드 밸브를 포함하는 댐퍼;
    상기 솔레노이드 밸브에 전원을 공급하는 전원부; 및
    상기 전원부와 상기 솔레노이드 밸브에 사이에 직렬 연결되고 상기 댐퍼의 온도에 따라 상기 솔레노이드 밸브에 공급되는 전류를 조절하는 전류 조절 장치를 포함하는 차량용 댐퍼 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 조절 장치는 상기 댐퍼 내의 오일의 온도에 따라 물질의 저항이 변화하는 서미스터인 차량용 댐퍼 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서미스터는 상기 댐퍼 외측에 부착된 차량용 댐퍼 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서미스터는 상기 댐퍼 내측에 삽입된 차량용 댐퍼 제어장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브가 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브일 경우, 상기 서미스터는 포지티브 온도 특성을 갖는 차량용 댐퍼 제어장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브가 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브일 경우, 상기 서미스터는 네가티브 온도 특성을 갖는 차량용 댐퍼 제어장치.
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