KR100599487B1

KR100599487B1 - 폐루프 차고조절시스템

Info

Publication number: KR100599487B1
Application number: KR1020040070703A
Authority: KR
Inventors: 김한수
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-07-12
Also published as: KR20060021972A

Abstract

본 발명은 폐루프 차고조절시스템에 관한 것으로, 특히 에어스프링에서 리저 버로의 경로를 짧게 하여 차고의 신속한 하향조정을 이룰수 있게 한 폐루프 차고조절시스템에 관한 것이다.

리저버, 에어스프링, 솔레노이드밸브

Description

폐루프 차고조절시스템{Closed loop level control system for vehicle}

도1은 종래 폐루프 차고조절시스템의 실시예

도2는 본발명 의한 폐푸프 차고조절시스템의 실시예

*도면의 주요부분에 대한 설명*

R: 리저버 C: 컴프레서

V1:제1 포웨이솔레노이드밸브 V2:쓰리웨이솔레노이드밸브

V3:제2 포웨이솔레노이드밸브 V4: 배기밸브

V5: 흡기밸브 6a내지6d: 에어스프링

26a내지26d:에어스프링밸브 L1: 제1 라인

L2:제2 라인 L3: 제3 라인

D:드라이어 S: 압력센서

본 발명은 에어 스프링과 리저버 사이의 공기의 흐름을 조절하여 차고를 조절하기 위한 차고조절시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유로의 구조를 단순화 하여 빠른 차고 하향 조절이 가능하게 한 폐루프 차고조절시스템에 관한 것이 다.

폐루프 차고조절시스템이란 종래 개루프 차고조절시스템에서 컴프레서가 대기를 에어스프링이나 리저버에보내는 데에만 사용되었던것 과는 달리, 리저버와 에어스프링사이의 공기 교환에서도 작용될 수 있도록 한 시스템으로, 보다 높은 에너지 효율을 얻을 수 있는 차고조절시스템이다.

이러한 폐루프 차고조절시스템의 구조를 간단히 살펴보면, 차고를 상향 조절하는 경우에는 리저버속의 압축공기가 컴프레서에 의해 에어스프링으로 전달되어, 차체가 들어 올려지게 되며, 반대로 차고를 하향 조절하는 경우에는 에어스프링속의 압축공기가 컴프레서에 의해 리저버로 이동되면서 차체가 내려가게 된다.

이러한 차고조절시스템은 가능한 한 유로의 구조가 단순하면서, 리저버와 에어스프링사이의 공기의 흐름이 빨라질 수 있도록 구성되어, 차고의 상향 또는 하향 이동이 신속히 이루어 질 수 있도록 되어야 한다.

차고의 조절은 주행중에 신속하게 이루어 져야 할 뿐만 아니라, 차량 정지상태에서도 신속히 이루어 져야 한다. 특히 대형 버스등과 같이 차체가 비교적 높고, 상향 상태와 하향상태에서 차고의 차이가 비교적 큰 차량에 있어서는 차고 하향조절의 신속성이 더욱 요구된다. 차체가 높은 차량의 경우 운전자나 승객이 편하게 내리기 위해서는 차량 정지 후 차체가 신속하게 낮추어 져야 하는데, 이 과정이 신속히 이루어지지 못할 경우 운전자나 승객들이 안전하고 편안하게 내리기 위해서는 차체가 낮추어 질 때까지 기다려야 하기 때문이다.

도1에 나타난 종래의 차고 조절 시스템(미국 특허 제 2002/0136645 A1)은 압 축공기를 저장하는 리저버와, 차고를 조절하는 에어스프링과, 리저버와 에어스프링사이에서 압축공기를 교환시키는 컴프레서와, 여러개의 밸브로 구성된다. 리저버(12)는 라인1을 통해서 밸브(1a)를 지나 컴프레서 입력(14)에 연결되어 있고, 컴프레서 아웃(16)과는 밸브(4a)와 에어드라이어(10)가 있는 라인4를 통해 연결되어 있다. 체크 밸브(18)는 에어 드라이어(10)와 리저버(12)사이의 라인 4상에 위치한다. 라인 1과 라인 4는 밸브(1a)와 밸브(4a) 사이의 점(24)에서 만나 리저버(12)로 연결된다. 컴프레서 아웃(16)은 라인 2를 지나 밸브(2a)와 밸브(26a내지26d)를 지나 각각의 대응하는 에어스프링으로 연결된다. 컴프레서 입력(14)은 밸브(3a)와 밸브(26a내지26d)를 연결하는 라인3을 통해 각각의 에어스프링으로 연결된다. 라인2와 라인3은 점(28)에서 만난다. 라인2와 라인3은 점 28에서 시작되는 공통라인(34)을 통해 에어스프링으로 연결된다.

이러한 시스템에서 압축공기가 에어 스프링에서 리저버(12)로 이동되는 차고 하향 과정을 살펴보면, 밸브(26a내지26d), 밸브(3a), 밸브(4a)에는 전류가 흘러 연결상태로 되며, 이러한 경우에 에어스프링(6a내지6d)은 라인3을 통해 컴프레서 입력(14)에 연결된다. 또한 컴프레서 출력(16)은 라인4를 통해 리저버(12)로 연결된다. 필요한 밸브가 열리면 에어 스프링(6a 내지 6d)은 밸브(26a), 밸브(3a), 컴프레서(8), 에어드라이어(10), 체크밸브(18),밸브(4a)를 거쳐 리저버(12)로 공기를 내보내게 되며 이 과정에서 컴프레서(8)는 작동을 시작하게 된다. 이 과정이 끝나면 밸브(26a내지26d), 밸브(3a), 밸브(4a)에는 더 이상 전류가 공급되지 않아 원래 상태로 되돌아 오며 컴프레서(8)는 작동을 멈춘다. 이 과정을 보면 공기가 에어 스프링에서 리저버로 공기가 들어가는 경로가 우회적인 것을 알 수 있다. 따라서 이를 보다 간단한 경로를 통해 빨리 전달할 수 있는 구조가 필요하게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 적은 수의 밸브로 에어스프링에서 리저버로의 간단한 유로를 형성함으로써 차고를 빠르게 하향시키는데 그 목적이 있다. 또한, 적은 수의 밸브 사용으로 원재료의 절감을 이루고, 간단한 구조로 인해 시스템개발을 용이하게 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 압축공기를 저장하는 리저버와; 차고를 조절하는 에어스프링과; 리저버와 에어스프링사이에서 압축공기를 전달하는 컴프레서와; 리저버와 컴프레서출력 사이에 위치하는 제1 포웨이솔레노이드밸브와; 에어스프링과 컴프레서출력 사이에 위치하는 제2 포웨이솔레노이드밸브와; 컴프레서입력에서 제2 포웨이솔레노이드밸브를 지나 각각의 에어스프링으로 들어가는 분기점과 각각의 에어스프링사이에 위치하는 에어스프링밸브와; 분기점에서 시작되 제2 포웨이솔레노이드밸브, 컴프레서, 제1 포웨이솔레노이드밸브를 차례로 통과해 리저버로 연결되는 제1라인과; 제1 포웨이솔레노이드밸브와, 제2포웨이밸브를 연결하는 제2라인과; 제2라인과는 다른 경로로 제1 포웨이솔레노이드밸브와, 제2포웨이솔레노이드밸브를 연결하는 제3라인을 포함하는 폐루프 차고조절시스템으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세하 게 설명하도록 하겠다.

도2에 나타난 본 발명의 구조를 보면, 본 발명은 압축공기를 저장하는 리저버(R)와, 차고를 조절하는 에어스프링(6a내지6d)과, 리저버와 에어스프링 사이에서 압축공기를 저장하는 컴프레서(C)와, 두개의 포웨이솔레노이드밸브(V1,V3)와, 각각의 에어스프링(6a내지6d)에 대응하는 에어스프링밸브(26a내지26d)와, 3개의 주요라인(L1,L2,L3)으로 구성되었음을 알 수 있다. 리저버(R)는 제1 포웨이 솔레노이드밸브(V1)를 지나 컴프레서출력(Co)에 연결되고, 컴프레서입력(Ci)은 제2포웨이솔레노이드밸브(V3)와 각각의 에어스프링밸브(26a내지26d)를 지나 에어스프링(6a내지6d)에 연결된다. 제1라인은 리저버(R)에서 시작되 제1 포웨이솔레노이드밸브(V1), 컴프레서출력(Co), 컴프레서입력(Ci), 제2 포웨이솔레노이드밸브(V3)를 차례로 거쳐 분기점(P)으로 연결된다. 제2라인(L2)은 제1 포웨이솔레노이드밸브(V1)를 제2 포웨이솔레노이드밸브(V3)에 직접 연결하며, 제3라인(L3)은 제2라인(L2)과는 다른 경로로 제1 포웨이솔레노이드밸브(V1)를 제2 포웨이솔레노이드(V3)에 연결한다. 따라서 제2라인과 제3라인 모두 제1포웨이솔레노이드밸브(V1)에서 시작되 제2 포웨이솔레노이드밸브(V3)에 연결되지만, 포웨이솔레노이드의 구조상 제1포웨이솔레노이드밸브 또는 제2포웨이솔레노이드밸브에서 제2라인과 제3라인(L3)이 직접 연결되는 경우는 발생할 수 없다.

제1 포웨이솔레노이드밸브(V1)는 제1라인(L1)상에서 리저버(R)와 컴프레서출력(Co)을 연결시켜주고 있다가 전류가 흐르면, 리저버(R)에서 시작하는 제1라인(L1)을 제3라인(L3)으로 연결하고, 제2라인(L2)을 컴프레서출력(Co)쪽의 제1라인 (L)에 연결시킨다.

제2포웨이솔레노이드밸브(V3)는 제1라인(L1)상에서 컴프레서 입력(Co)과 분기점(P)을 연결시켜주고 있다가, 전류가 흐르면 제2라인(L2)을 분기점(P)쪽 제1라인(L1), 제3라인(L3)을 컴프레서입력(Ci)쪽 제1라인(L1)에 연결시킨다.

압력센서(S)가 부가되는 경우, 컴프레서 입력(Ci)과 분기점(P) 사이에 쓰리웨이솔레노이드밸브(V2)가 부가되며, 압력센서(S)는 이 쓰리웨이솔레노이드 밸브(V2)와 분기점(P)사이에 위치하게 된다. 쓰리웨이솔레노이드밸브(V2)는 제1라인(L1)상에서 컴프레서입력(Ci)과 제 2포웨이솔레노이드밸브(V3)를 연결시키고 있다가 전류가 흐르면, 컴프레서입력(Ci)을 흡기밸브(V5)에 연결시킨다. 흡기밸브(V5), 배기밸브(V4), 에어스프링밸브(26a내지26d)등의 투웨이솔레노이드밸브는 닫혀있다가 전류가 흐르면 라인을 연결시킨다.

전류의 흐름에 따른 밸브의 상태변화는 앞서 설명한 것과 반대가 되게 할 수도 있다. 다시 말하면 전류가 흐를때 앞서 말한 기본상태가 유지되고, 전류가 흐르지 않을때 앞서 설명한 전류가 흐르는 상태가 되도록 할 수도 있다.

흡기밸브(V5)가 부가되는 경우에는, 흡기밸브(V5)는 쓰리웨이솔레노이드 밸브(V2)에 연결되는 것이 바람직하다. 다른 지점에서 연결되는 경우 별도의 투웨이솔레노이드밸브가 필요하기 때문에 경제적이지 못하기 때문이다. 배기밸브는 리저버(R)와 컴프레서출력(Co) 사이에 부가되는 것이 바람직하다.

에어드라이어(D)가 부가되는 경우에는, 제1라인(L1)상에서 배기밸브(V5)가 연결되는 점과 리저버(R)사이에 위치하는 것이 바람직하다. 에어드라이어(D)는 컴프 레서의 출력(Co)과 리저버(R)사이에 위치하는 것이 보다 효율적이며, 대기로의 배기과정에서 공기가 에어드라이어를 지나면 에어드라이어의 재생이 가능하기 때문이다.

우선 에어스프링(6a내지6d)에서 압축공기가 리저버(R)로 이동하여 차고가 하향되는 과정을 살펴보면, 하향에 관여하는 에어스프링밸브(26a내지26d)가 열리고 제2 포웨이솔레노이드밸브(V3)와 제1포웨이솔레노이드밸브(V1)는 제1라인(L1)을 분기점에서 리저버까지 연결시킨다. 쓰리웨이솔레노이드밸브(V2)와 흡기밸브(V5), 배기밸브(V4)가 부가된 경우, 쓰리웨이솔레노이드밸브(V2)는 제1라인(L1)상에서 제2포웨이솔레노이드밸브(V3)와 컴프레서입력(Ci)을 연결시키며, 흡기밸브(V5)와 배기밸브(V4)는 닫힌상태를 유지한다. 따라서 에어스프링 (6a내지6d)에서 에어스프링밸브(26a내지26d)와 제2포웨이솔레노이드밸브(V3)를 거쳐 컴프레서입력(Ci)으로 들어간 공기는 컴프레서 아웃(Co)을 통해 제1포웨이솔레노이드밸브(V1)를 지나 리저버(R)로 들어가게 된다. 도2에서 보듯이 이 과정은 간단한 경로를 통해 신속한 압축공기의 이동이 발생할 수 있게 되어 있으므로, 본 발명을 사용할 경우 신속한 차고하향을 이룰수 있게 되는 것이다. 또한 그 시스템이 단순하고 사용된 밸브의 개수도 적어 원가 절감측면 및 시스템개발의 용이성 측면에서 많은 장점을 가질 수 있게 된다.

다음으로 압축공기가 리저버(R)에서 에어스프링(6a내지6d)으로 전달되어 차고의 상향이 이루어지는 과정을 살펴보면, 제1 포웨이솔레노이드밸브(V1)는 리저버(R)에서 시작되는 제1라인(L1)을 제3라인(L3)에 연결시키며, 컴프레서 출력(Co)쪽 의 제1라인을 제2라인에 연결시킨다. 제 2포웨이솔레노이드밸브(V3)는 제3라인(L3)을 컴프레서 입력(L2)쪽의 제1라인에 시키며, 제2라인을 분기점쪽의 제1라인에 연결시킨다. 상향에 관계되는 스프링밸브는 열리게 되며, 쓰리웨이솔레노이드밸브(V2)와 흡기밸브(V5), 배기밸브(V4)가 부가된 경우, 쓰리웨이솔레노이드밸브(V2)는 컴프레서입력(Ci)과 제2 포웨이솔레노이드밸브(V3)를 연결하며, 흡기밸브(V5)와 배기밸브 (V4)는 닫힌상태를 유지하게 된다. 따라서 리저버(R)에서 나온 공기는 제1포웨이솔레노이드밸브(V1)를 통해 제1라인(L1)에서 제3라인(L3)으로 이동하게 되고 제2포웨이솔레노이드밸브(V3)를 거치며 다시 제 3라인(L3)에서 1라인(L2)으로 이동된다. 이동된 공기는 컴프레서(C)를 지나 다시 제1포웨이솔레노이드밸브(V1)로 들어가 제2라인(L2)으로 이동하며, 제2라인(L2)을 통해 이동하던 공기는 다시 제2포웨이솔레노이드밸브(V3)에서 제1라인(L1)으로 이동하고 에어스프링밸브(26a내지 26d)를 통해 에어스프링(6a내지6d)으로 들어가게된다.

흡기밸브(V5)와 배기밸브(V4)가 부가되어 대기와 리저버 사이에 공기의 교환이 있는 경우를 살펴보면, 먼저 대기중의 공기가 리저버(R)로 들어오는 과정에서는 흡기밸브(V5)가 열리고, 배기밸브(V4)는 닫히며, 쓰리웨이솔레노이드밸브(V2)는 흡기밸브(V5)를 통해 들어온 공기가 제1라인(L1)을 통해 컴프레서입력(Ci)으로 들어갈 수 있도록 열린다. 제1포웨이솔레노이드밸브(V1)는 컴프레서출력(Co)을 리저버에 연결시킨다. 따라서 흡기밸브(V5)를 통해 들어온 공기는 쓰리웨이솔레노이드밸브(V)를 통해 제1라인(L1)으로 들어오고 다시 컴프레서 입력(Ci)으로 전달되며, 컴프레서를 통과해 제1포웨이솔레노이드밸브(V1)를 거쳐 리저버로 들어가게 된다.

리저버(R)의 공기가 대기중으로 빠져나가는 과정을 살펴보면, 제1 포웨이솔레노이드밸브(V1)가 리저버(4)를 컴프레서출력(Co)쪽으로 연결시키며, 배기밸브(V4)는 열린다. 따라서 리저버(R)에서 나온공기는 제1포웨이솔레노이드밸브(V1)와 배기밸브(V4)를 통해 대기중으로 방출된다.

이러한 에어스프링은 반드시 모든 바퀴쪽에 구비되어 있어야 하는 것은 아니며 그 일부, 예를 들어 뒤쪽에만 있는 것도 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 매우 간단한 유로를 사용하고 있다.

본 발명에 의하면 압축공기의 이동경로가 매우 간단하며 특히 에어스프링에서 리저버로의 경로가 매우 짧아 차고의 신속한 하향 조정을 이룰 수 있게 된다.

또한 적은수의 밸브 사용으로 원재료 절감을 이루고, 간단한 구조로 인해 시스템개발을 용이하게 할 수 있다.

Claims

압축공기를 저장하는 리저버와;

    차고를 조절하는 에어스프링과;

    리저버와 에어스프링사이에서 압축공기를 전달하는 컴프레서와;

    리저버와 컴프레서출력 사이에 위치하는 제1 포웨이솔레노이드밸브와;

    에어스프링과 컴프레서출력 사이에 위치하는 제2 포웨이솔레노이드밸브와;

    컴프레서입력에서 제2 포웨이솔레노이드밸브를 지나 각각의 에어스프링으로 들어가는 분기점과 각각의 에어스프링사이에 위치하는 에어스프링밸브와;

   분기점에서 시작되어 제2 포웨이솔레노이드밸브, 컴프레서, 제1 포웨이솔레노이드밸브를 차례로 통과해 리저버로 연결되는 제1라인과;

제1 포웨이솔레노이드밸브와, 제2포웨이솔레노이드밸브를 연결하는 제2라인과;

제2라인과 다른 경로로 제1 포웨이솔레노이드밸브와, 제2 포웨이솔레노이드밸브를 연결하는 제3라인을 포함하는 폐루프 차고조절시스템.
제 1항에 있어서, 컴프레서 입력과 제2 포웨이솔레노이드밸브 사이에 쓰리웨이솔레노이드 밸브를 부가하고, 이 쓰리웨이솔레노이드밸브와 분기점사이에 압력센서를 부가하는 것을 특징으로 하는 폐루프 차고조절시스템.
제 2항에 있어서, 쓰리웨이솔레노이드밸브에 흡기밸브를 연결한 것을 특징으로 하는 폐루프 차고조절시스템.
제3항에 있어서, 컴프레서 출력과 리저버사이의 한점에 배기밸브를 연결한 것을 특징으로 하는 폐루프 차고조절시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서, 제1라인상에서 배기밸브가 연결되는 점과 리저버 사이에 드라이어를 부가한 것을 특징으로 하는 폐루프 차고조절시스템.