KR20020044446A - A damper systems for use in controlling vehicle height by using a motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모터를 이용한 차고 조절용 감쇠장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼 스크류 방식의 간단한 구성으로 차고 높이 및 모터의 부하를 이용하여 감쇠력을 조절할 수 있는 모터를 이용한 차고 조절용 감쇠장치에 관한 것이다.The present invention relates to a height control damping device using a motor, and more particularly to a height adjustment damping device using a motor that can adjust the damping force by using the height of the height and the load of the motor in a simple configuration of the ball screw method.
전자제어 현가장치는 ECU, 센서 액츄에이터 등을 자동차에 설치하고 노면이 상태, 주행 조건, 운전자의 선택 등과 같은 요소에 따라서 자동차의 높이와 현가특성(스프링 상수 및 감쇠력)이 ECU에 의해 자동적으로 제어되는 시스템이다.The electronically controlled suspension system installs ECUs, sensor actuators, etc., and the height and suspension characteristics (spring constant and damping force) of the vehicle are automatically controlled by the ECU depending on factors such as road surface conditions, driving conditions, and driver's choice. System.
즉, 비포장 도로를 주행할 때에 차체는 노면에 긁히지 않도록 하기 위하여 차체가 높아져아 하고, 고속도로를 주행할 때에는 차체를 낮게 하여야 한다.That is, when driving on an unpaved road, the body should be high so as not to be scratched by the road surface, and the body should be lowered when driving on a highway.
그리고, 현가장치를 매순간마다 강하게(hard) 또는 부드럽게(soft) 조절해야 하는데 이러한 작동을 ECU가 제어한다.The suspension must be adjusted hard or soft every moment, which is controlled by the ECU.
그런데 이와 같은 종래의 차고 조절 장치는 유압 또는 공압을 이용한 것으로, 유공압을 제어하기 위한 시스템의 구성이 매우 복잡하고, 응답속도가 느린 단점이 있었다. 특히, 유체의 저항력을 이용한 쇽 업소버의 구성에 차고 조절을 위한 구성이 추가되어 쇽 업소버의 구성이 복잡해지는 단점이 있었다.By the way, such a conventional height control device using a hydraulic or pneumatic, the configuration of the system for controlling the oil pressure is very complicated, there was a disadvantage that the response speed is slow. In particular, the configuration of the shock absorber is added to the configuration of the shock absorber using the resistance of the fluid has a disadvantage that the configuration of the shock absorber is complicated.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량의 높이를 조절하는데 있어서 유체를 사용하지 않고 볼 스크류 방식의 간단한 구성으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 스프링의 상하 운동 에너지를 회전운동으로 변환하여 감쇠시킬 수 있는 모터를 이용한 차고 조절용 감쇠장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve such a conventional problem, can be adjusted to a simple configuration of the ball screw method without using a fluid to adjust the height of the vehicle, as well as by converting the up and down kinetic energy of the spring to rotational movement It is an object of the present invention to provide a height control damping device using a motor capable of damping.
이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 차량의 높이 조절 및 노면에서 발생한 스프링의 진동을 흡수하는 감쇠장치에 있어서, 가늘고 긴 원통형의 댐퍼 케이스와, 댐퍼 케이스 내부에 설치되는 모터와, 댐퍼 케이스 길이방향으로 모터의 구동축에 설치되어 회전되는 볼 스크류와, 볼 스크류에 길이방향으로 나사결합되어 왕복운동 가능하게 설치되는 로드와, 모터의 구동을 제어하기 위해 설치되는 제어부로 구성된 모터를 이용한 차고조절용 감쇠장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object is a damping device for absorbing the vibration of the spring generated from the height adjustment of the vehicle and the road surface, the elongated cylindrical damper case, the motor installed inside the damper case, the damper case longitudinal direction A damping device using the motor comprising a ball screw installed on the drive shaft of the motor to be rotated, a rod screwed to the ball screw in a longitudinal direction to be reciprocated, and a controller installed to control the driving of the motor. To provide.
이와 같은 모터를 이용한 차고 조절용 감쇠장치는 노면에서 발생한 스프링의 진동이 댐퍼 케이스 및 로드에 전달될 때 로드의 직선 왕복운동이 볼 스크류의 회전운동으로 변환되어 감쇠되며, 모터를 이용하여 로드를 승하강하여 차량의 높이를 올리거나 내릴 수 있다.The height adjustment damping device using the motor is attenuated by the linear reciprocation of the rod is converted into the rotational movement of the ball screw when the vibration of the spring generated from the road surface is transmitted to the damper case and the rod, and the rod is moved up and down by using the motor The height of the vehicle can be raised or lowered.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
도 1은 본 발명에 따른 모터를 이용한 차고조절용 감쇠장치를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a height control damping device using a motor according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 모터를 이용한 차고 조절용 감쇠장치의 다른 실시예를 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the height adjustment damping device using a motor according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 ; 댐퍼 케이스 11 ; 모터10; Damper case 11; motor
12 ; 구동축 13 ; 볼 스크류12; Drive shaft 13; Ball screw
14 ; 제어부 15 ; 로드14; Control unit 15; road
16 ; 중공부 17 ; 가이드16; Hollow part 17; guide
18 ; 회전속도 센서18; Speed sensor
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 모터를 이용한 차고조절용 감쇠장치를 도시한 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a height control damping device using a motor according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터를 이용한 차고조절용 감쇠장치는 가늘고 긴 원통형의 댐퍼 케이스(10)와, 댐퍼 케이스(10) 내부에 설치되는 모터(11)와, 댐퍼 케이스(10) 길이방향으로 모터(11)의 구동축(12)에 설치되어 회전되는 볼 스크류(13)와, 볼 스크류(13)에 길이방향으로 나사 결합되어 왕복운동 가능하게 설치되는 로드(15)와, 모터(11)의 구동을 제어하기 위해 설치되는 제어부(14)로 구성된다.As shown, the height adjustment damping device using a motor according to the present invention is a thin long cylindrical damper case 10, the motor 11 is installed in the damper case 10, and the damper case 10 longitudinal direction A ball screw 13 which is installed and rotated on the drive shaft 12 of the motor 11, a rod 15 which is screwed in the longitudinal direction to the ball screw 13 and installed reciprocally, and the motor 11. The control unit 14 is installed to control the driving of.
이를 좀 더 자세히 설명하면, 댐퍼 케이스(10)의 하부는 차축에 설치되며, 로드(13)의 상부는 차체의 일단에 설치되어 노면으로부터 발생된 충격이 댐퍼 케이스(10) 및 로드(15)를 거쳐 차체에 전달되게 된다.In more detail, the lower part of the damper case 10 is installed at the axle, and the upper part of the rod 13 is installed at one end of the vehicle body so that the impact generated from the road surface is applied to the damper case 10 and the rod 15. It is delivered to the body.
모터(11)는 댐퍼 케이스(10) 내부의 하부에 설치되어 실린더 내부에서 볼 스크류(13)를 회동시킨다. 로드(15)는 댐퍼 케이스(10)의 상단을 관통하여 내부로 설치되며, 로드(15)의 중심부에는 중공부(16)가 형성되며, 중공부에는 나사산이 형성되어 볼 스크류(13)와 나사결합된다. 따라서, 볼 스크류(13)의 회전운동이 로드(15)의 직선운동으로 전환될 수 있는 기구적 구성을 갖는다. 한편, 로드(15)의 일단에는 직선 이동되는 로드(15)의 좌우 흔들림을 방지하고 로드(15)의 직선운동을 가이드할 수 있는 가이드(17)가 설치된다. 가이드(17)는 마치 유체를 이용한 쇽 업소버의 피스톤 밸브처럼 댐퍼 케이스(10)의 내경과 비슷한 정도의 외경을 갖도록 설치된다.The motor 11 is installed below the damper case 10 to rotate the ball screw 13 inside the cylinder. The rod 15 penetrates the upper end of the damper case 10 and is installed therein. A hollow portion 16 is formed at the center of the rod 15, and a screw thread is formed at the hollow portion to form a ball screw 13 and a screw. Combined. Thus, it has a mechanical configuration in which the rotational movement of the ball screw 13 can be converted into the linear movement of the rod 15. On the other hand, one end of the rod 15 is provided with a guide 17 to prevent the left and right shake of the rod 15 to be linearly moved and guide the linear movement of the rod 15. The guide 17 is installed to have an outer diameter similar to the inner diameter of the damper case 10 like a piston valve of a shock absorber using a fluid.
한편, 모터(11)의 구동축(12) 하부에는 모터(11)의 회전속도를 감지할 수 있는 회전속도 센서(18)가 설치되어 모터(11)의 회전에 의한 로드(15)의 직선운동 속도를 추정한다.Meanwhile, a rotational speed sensor 18 that detects the rotational speed of the motor 11 is installed below the drive shaft 12 of the motor 11 so that the linear movement speed of the rod 15 due to the rotation of the motor 11 is provided. Estimate
제어부(14)는 미도시된 다른 센서 예를 들면 자동차의 주행속도, 조향 휠의 각속도, 가속 페달을 밟는 정도, 차고, 반운싱, 롤링 등의 값을 감지할 수 있는 센서로부터 입력신호를 입력받아 모터(11)의 구동력을 제어하여 감쇠장치의 감쇠력 및 차고 높이를 조절한다.The controller 14 receives an input signal from another sensor not shown, for example, a vehicle speed, an angular speed of a steering wheel, an accelerator pedal, a sensor capable of detecting a garage, a side bathing, a rolling value, and the like. The driving force of the motor 11 is controlled to adjust the damping force and the height of the damping device.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 모터를 이용한 차고 조절용 감쇠장치의 감쇠력 조절은 다음과 같이 이루어진다.The damping force of the height adjustment damping device using the motor according to the present invention configured as described above is made as follows.
앞서 언급한 바와 같이, 제어부(14)에서 자동차의 주행속도, 조향 휠의 각속도, 가속 페달을 밟는 정도, 차고, 반운싱, 롤링 등의 값이 규정 이상이 되어 현가 특성을 단단하게 하고자 한다면 하강하는 로드(15)의 직선운동에 의해 회전하는 볼 스크류(13)의 회전을 강하게 억제시키면 된다. 즉, 로드(15)에 의해 회전하는 볼 스크류(13)의 회전을 강하게 억제하도록 제어부(14)를 통해 모터(11)에 부하를 걸어준다. 따라서, 볼 스크류(13)는 모터(11)의 저항에 의해 회전운동이 억제되어 로드(15)의 하강운동을 억제한다. 반대로 로드(15)가 상승할 경우에도 마찬가지로 로드(15)의 상승을 억제하도록 모터(11)에 인가되는 부하를 통해 볼 스크류(13)의 회전을 억제한다.As mentioned above, the controller 14 lowers the driving speed, the angular speed of the steering wheel, the degree of depressing the accelerator pedal, the height of the garage, the backing, the rolling, and the like, so that the suspension characteristic is firm. What is necessary is to suppress strongly the rotation of the ball screw 13 which rotates by the linear motion of the rod 15. That is, the load is applied to the motor 11 through the control unit 14 so as to strongly suppress the rotation of the ball screw 13 rotated by the rod 15. Therefore, the ball screw 13 is suppressed the rotational movement by the resistance of the motor 11 to suppress the downward movement of the rod 15. On the contrary, even when the rod 15 rises, the rotation of the ball screw 13 is suppressed through the load applied to the motor 11 so as to suppress the rise of the rod 15.
한편, 현가 특성을 부드럽게 하고자 한다면 단지 모터(11)의 부하를 좀더 낮추면 감쇠효율이 떨어지게 된다.On the other hand, if the suspension characteristic is to be softened, simply lowering the load of the motor 11 lowers the damping efficiency.
한편, 차고 조절에 있어서는 앞서 언급한 바와 같이 현재의 차량 거동을 제어부(14)에서 감지하여 차고를 낮추고자 한다면, 감쇠성능과는 무관하게 모터(11)를 구동하여 로드(15)를 상승시킴으로써 차체와 차축 사이의 거리를 좁혀준다.On the other hand, in the height adjustment, as described above, if the controller 14 detects the current vehicle behavior and lowers the height, the vehicle body is driven by raising the rod 15 by driving the motor 11 regardless of the damping performance. The distance between the vehicle and the axle.
이와 같은 감쇠력 조절 및 차고 높이 조절을 위한 모터(11)의 제어는 제어부(14)를 통해서 능동적으로 이루어질 수 있다.The control of the motor 11 for the damping force adjustment and the height adjustment of the height can be made actively through the control unit 14.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 종래의 유체를 이용한 쇽 업소버의 감쇠 기능과 모터를 이용한 차고 높이 조절 기능을 복합한 일예를 도시한 것이다.On the other hand, Figure 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention, showing an example of a combination of the damping function of the shock absorber using a conventional fluid and the height adjustment function using the motor.
즉, 노면에서 발생한 스프링의 자유진동은 유체의 저항력을 이용하여 스프링의 상하운동 에너지를 열에너지로 변환시켜 감쇠시키며, 차고 높이는 모터(11a)를 이용한 것이다.That is, the free vibration of the spring generated on the road surface is attenuated by converting the up and down kinetic energy of the spring into thermal energy using the resistance of the fluid, and using the motor (11a) to increase the height.
이를 좀 더 자세히 설명하면, 안내를 겸한 길고 가는 내통 실린더(21)과 외통 실린더(22)의 조합으로 구성되어 있고, 내통 실린더(21)는 상부에 형성된 감쇠부(23)와 하부에 형성된 차고 조절부(24)로 구분되어 있다. 감쇠부(23)는 내부에 공간이 형성되어 오일이 들어 있으며, 피스톤 로드(15a)에 의해 관통되어 있다. 피스톤 로드(15a)의 말단에는 피스톤(25)이 설치되며, 피스톤 로드(15a)의 상단은 외통 실린더(21)에 고정설치되어 있다.In more detail, it is composed of a combination of the long and thin inner cylinder 21 and the outer cylinder 22 serving as a guide, the inner cylinder 21 is the damping portion 23 formed on the upper and the height adjustment formed on the lower It is divided into 24 parts. The damping portion 23 has a space formed therein to contain oil, and is penetrated by the piston rod 15a. The piston 25 is attached to the end of the piston rod 15a, and the upper end of the piston rod 15a is fixed to the outer cylinder cylinder 21.
특히, 내통 실린더(20)의 하부에 형성된 차고 조절부(24)에는 내통 실린더(20)의 길이방향으로 중심부에 중공부(26)가 형성되어 나사산이 형성되며, 이 중공부(26)에는 볼 스크류(13a)와 모터(11a)가 설치되어 있다.In particular, the garage adjustment portion 24 formed in the lower portion of the inner cylinder 20, the hollow portion 26 is formed in the center in the longitudinal direction of the inner cylinder 20, the thread is formed, the hollow portion 26 is a ball The screw 13a and the motor 11a are provided.
즉, 외통 실린더(21) 및 내통 실린더(20)의 감쇠부(23)는 통상적인 쇽 업소버의 구조를 이루고 있으며, 차고 조절부(24)는 모터(11a)에 의해 구동되는 볼 스크류(13a)의 회전운동으로 내통 실린더(20)의 위치를 상하방향으로 조절할 수 있는 구조를 갖는다.That is, the damping part 23 of the outer cylinder 21 and the inner cylinder 20 forms the structure of a conventional shock absorber, and the height adjustment part 24 is a ball screw 13a driven by the motor 11a. It has a structure that can adjust the position of the inner cylinder 20 in the vertical direction by the rotational movement of.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the above description, it should be understood that those skilled in the art can only make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as it merely illustrates a preferred embodiment of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차량의 높이를 조절하는데 있어서 유체를 사용하지 않고 볼 스크류 방식의 간단한 구성으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 노면에서 발생한 스프링의 진동이 댐퍼 케이스 및 로드에 전달될 때 로드의 직선 왕복운동이 볼 스크류의 회전운동으로 변환시키면서 모터의 부하를 이용하여 감쇠시킴으로써 감쇠장치의 구조를 단순화시킬 수 있으면서도 응답속도를 신속하게 할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to adjust the height of the vehicle by using a simple configuration of the ball screw method without using a fluid, as well as the vibration of the spring generated from the road surface when the vibration of the spring is transmitted to the damper case and the rod. While the linear reciprocating motion is converted into the rotational motion of the ball screw, the damping device is attenuated using the load of the motor, thereby simplifying the structure of the damping device, but also having an advantage of speeding up the response speed.
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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FPAY | Annual fee payment |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |