KR0174009B1 - 세미액티브 및 풀액티브 혼합식 현가장치 - Google Patents

세미액티브 및 풀액티브 혼합식 현가장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 차량의 현가 장치에 관한 것으로, 차축의 상승하는 힘은 댐퍼에 의해 상쇄되게 하고 차축의 하강하는 힘은 단방향 액튜에이터에 의해 상쇄되게 함으로써 풀 액티브 방식에서 요구되는 절반의 에너지로 풀 액티브 방식에 필적하는 성능을 갖도록 하기 위하여, 차체(71) 및 차축(72)의 수직방향 속도를 검출하기 위한 차체부 및 차축부 속도계(11, 12)와; 상기 차체부 및 차축부 속도계(11, 12)에서 입력되는 속도신호로부터 차체(71)와 차축(72)의 상대속도를 계산하여 (+)방향의 힘이 요구되는지 (-)방향의 힘이 요구되는지 결정한 후, (+)방향의 힘이 요구되면 구동신호를 계산하여 출력하고 (-)방향의 힘이 요구되면 댐핑계수를 계산하여 출력하는 전자제어유닛(2)과; 상기 전자제어유닛(2)에서 계산된 댐핑계수를 가변댐퍼(6)에 세팅하기 위한 댐퍼 가변부(3)와; 상기 전자제어유닛(2)에서 계산된 구동신호에 따라 단방향 액튜에이터(5)를 해당 크기 및 시간만큼 구동하기 위한 액튜에이터 구동부(4)로 구성되어 동작하는 세미액티브 및 풀 액티브 혼합식 현가 장치에 관한 것이다.

Description

세미액티브 및 풀 액티브 혼합식 현가 장치
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 세미액티브 및 풀 액티브 혼합식 현가 장치를 도시한 구설 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 차체부 속도계 12 : 차축부 속도계
2 : 전자제어유닛 3 : 댐퍼 가변부
4 : 액튜에이터 구동부 5 : 단방향 액튜에이터
6 : 가변댐퍼 71 : 차체
72 : 차축
이 발명은 현가 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 노면의 상태에 따라 차축이 하강하는 힘은 단방향 액튜에이터에 의해 차체에 (+)방향의 힘이 작용하여 상쇄되게 하고, 차축이 상승하는 힘은 가변 댐퍼에 의해 자체에 (-)방향의 힘이 작용하여 상쇄되게 함으로써 작은 비용 및 에너지로 풀 액티브 방식에 필적하는 성능을 발휘하도록 하는 세미액티브(Semi-active) 및 풀 액티브(Full-active) 혼합식 현가 장치에 관한 것이다.
현가 장치는 차축과 차체를 연결하여, 차량이 주행할 때 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 하여 차체나 하물(荷物)의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다. 상기 장치로는 기존의 수동형 현가 장치와 세미액티브, 그리고 풀 액티브 방식이 있으며, 이를 설명하는 아래와 같다.
상기 방식 중 세미액티브 방식의 현가 장치는 차축이 상승하거나 하강할 때 차체가 차축반대방향으로 움직이는 경우에만, 가변댐퍼에 의해 힘이 작용하여 차체의 수직운동을 상쇄시킨다.
풀 액티브 방식의 현가 장치는 차축이 하강할 때는 차체가 위로 상승하도록 하는 (+)방향의 힘이 작용하도록 하고, 차축이 상승할 때는 차체가 아래로 하강하도록 하는 (-)방향의 힘이 작용하도록 한다. 상기 풀 액티브 방식에서는 쌍방향의 액튜에이터가 사용되며, 상기 액튜에이터를 제어함으로써 차체가 (+)방향의 힘과 (-)방향의 힘이 작용된다.
그런데, 상기 세미액티브 방식의 현가 장치는 장치를 구성하기 위한 비용이 적게 드는 장점은 있으나 차체와 차축이 같은 방향으로 운동하는 경우는 차체운동을 상쇄시키는 힘을 발생시킬 수 없으며, 상기 풀 액티브 방식의 현가 장치는 차체의 수직이동을 상쇄시키는 성능은 우수하지만 장치를 구성하기 위한 비용이 많이 소요되며 현가 장치에 의해 사용되는 에너지도 많이 요구되는 단점이 있다.
그러므로, 이 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로 차축·차체가 다른 방향으로 운동하는 경우에는 댐퍼에 의해서 힘을 발생시켜 차체운동을 상쇄시키고, 차축·차체가 같은 방향으로 움직이는 경우는 단방향 액튜에이터에 의해 차체운동을 상쇄되게 함으로써 풀 액티브 방식에서 요구되는 절반의 에너지로 풀 액티브 방식에 필적하는 성능을 갖도록 하는 세미액티브 및 풀 액티브 혼합식 현가 장치를 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 차체 및 차축의 수직방향 속도를 검출하기 위한 차체부 및 차축부 속도계와; 상기 차체부 및 차축부 속도계에서 입력되는 속도신호로부터 차체와 차축의 상대속도를 계산하여 (+)방향의 힘이 요구되는지 (-)방향의 힘이 요구되는지 결정한 후, (+)방향의 힘이 요구되면 구동신호를 계산하여 출력하고 (-)방향의 힘이 요구되면 댐핑계수를 계산하여 출력하는 전자제어유닛과; 상기 전자제어유닛에서 계산된 댐핑계수를 가변댐퍼에 세팅하기 위한 댐퍼가변부와; 상기 전자제어유닛에서 계산된 구동신호에 따라 단방향 액튜에이터를 해당 크기 및 시간만큼 구동하기 의한 액튜에이터 구동부로 이루어진다.
상기 구성에 의하여, 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 세미액티브 및 풀 액티브 혼합식 현가 장치를 도시한 구성 블록도이다.
제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 세미액티브 및 풀 액티브 혼합식 현가 장치는, 차체(71)와 차축(72) 사이에 가변 댐퍼(6)와 단방향 액튜에이터(5)가 각각 장착되고, 차체(71)와 차축(72)에는 차체부 속도계(11)와 차축부 속도계(12)가 장착되며, 상기 차체부 속도계(11)와 차축부 속도계(12)의 출력단은 전자제어유닛(2)과 연결되며, 상기 전자제어유닛(2)의 출력단은 댐퍼 가변부(3)와 액튜에이터 구동부(4)에 연결되며, 상기 댐퍼 가변부(3)와 액튜에이터 구동부(4)는 가변댐퍼(6)와 단방향 액튜에이터(5)에 각각 결합되는 구조로 이루어진다.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 세미액티브 및 풀 액티브 혼합식 현가 장치의 작용은 다음과 같다.
차량의 운행이 시작되면 노면의 굴곡 및 진동에 의해 차축(72) 및 차체(71)가 수직방향으로 이동하게 되어, 상기 차축(72) 및 차체(71)에 장착된 차축부 속도계(12)와 차축부 속도계(11)에서 차체(71) 및 차축(72)의 수직방향 속도 ()가 전기신호로 검출된다.
상기 검출된 차축(72) 및 차체(71)의 속도()는 전자제어유닛(2)에 입력되며, 전자제어유닛(2)에는 속도신호()의 차로부터 상대속도가 계산된다. 다음으로, 상기 상대속도에 의해서 차체(71)가 상승되게 하는 (+)방향의 힘이 요구되는 차체(71)가 하강하도록 하는 (-)방향의 힘이 요구되는지 결정된다.
만약, 차체(71)가 상승되게 하는 (+)방향의 힘이 요구되면, 단방향 액튜에이터(5)를 구동하기 위한 신호가 전자제어유닛(2)에서 생성된다. 상기 구동신호에는 작용력의 크기 및 작용시간이 포함되어 있다.
상대속도에 의해 차체(71)가 하강하도록 하는 (-)방향의 힘이 요구되면, 가변댐퍼(6)의 댐핑계수가 계산된다. 상기 댐핑계수(6)는 차체(71) 및 차축(72)의 속도차에 비례하는 값을 가진다.
상기와 같이 전자제어유닛(2)에서 계산된 구동신호 또는 댐핑계수는 각각 액튜에이터 구동부(4)와 댐퍼 가변부(3)에 출력된다. 상기 댐퍼 가변부(3)에 의해 상기 전자제어유닛(2)에서 계산된 댐핑계수가 가변댐퍼(6)에 세팅된다. 가변댐퍼(6)는 댐퍼 가변부(3)에 의해 댐핑계수가 세팅됨으로써 차체(71)가 하강하도록 하는 (-)방향의 힘이 차체(71)에 작용하게 되어 차체(71)의 수직운동이 상쇄된다.
액튜에이터 구동부(4)는 상기 전자제어유닛(2)에서 계산된 구동신호에 해당하는 크기와 시간만큼 단방향 액튜에이터(5)를 구동하며, 단방향 액튜에이터(5)가 동작함으로써 차체(71)가 상승되게 하는 (+)방향의 힘이 차체(71)에 가해져서 차체(71)의 수직운동이 상쇄된다.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 차축이 상승하여 차체가 하강하도록 하는 (-)방향의 힘이 요구될 때는 계산된 댐핑계수에 따라 가변댐퍼가 동작하게 하고, 차축이 하강하여 차체가 상승하도록 하는 (+)방향의 힘이 요구될 때는 구동신호에 따라 단방향 액튜에이터가 동작되도록 함으로써 풀 액티브 방식에서 요구되는 절반의 에너지로 풀 액티브 방식에 필적하는 동작성능을 갖도록 하는 효과를 가진 세미액티브 및 풀 액티브 혼합식 현가 장치를 제공할 수 있다.

Claims (1)

  1. 차체(71) 및 차축(72)의 수직방향 속도를 검출하기 위한 차체부 및 차축부 속도계(11, 12)와; 상기 차체부 및 차축부 속도계(11, 12)에서 입력되는 속도신호로부터 차체(71)와 차축(72)의 상대속도를 계산하여 (+)방향의 힘이 요구되는지 (-)방향의 힘이 요구되는지 결정한 후, (+)방향의 힘이 요구되면 구동신호를 계산하여 출력하고 (-)방향의 힘이 요구되면 댐핑계수를 계산하여 출력하는 전자제어유닛(2)과; 상기 전자제어유닛(2)에서 계산된 댐핑계수를 가변댐퍼(6)에 세팅하기 위한 댐퍼 가변부(3)와; 상기 전자제어유닛(2)에서 계산된 구동신호에 따라 단방향 액튜에이터(5)를 해당 크기 및 시간만큼 구동하기 위한 액튜에이터 구동부(4)로 구성되어짐을 특징으로 하는 세미액티브 및 풀 액티브 혼합식 현가 장치.
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