KR100210837B1 - Control device of active suspension system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 횡 가속도, 전/후 가속도, 조향각 및 조향각속도를 이용하여 차량의 급조향시 롤 각을 감소하고 요오 안정성을 개선하며, 젝크업(Jack up)발생을 방지하도록 함은 물론 차량의 급제동 또는 급가속시의 피치(pitch)안정성을 개선시킬 수 있도록 한 능동형 현가시스템의 제어장치에 관한 것으로, 횡 가속도 검출기에서 검출된 차량의 횡 가속도를 신호처리하고, 이 처리된 신호를 이용하여 차량의 젝크업 현상을 보상하기 위한 엑츄에이터 압력이 구현되도록 압력제어밸브를 제어하고, 조향각 센서에서 검출된 조향각과 조향각속도를 신호처리하고, 이 처리된 조향각 및 조향각속도의 상기 횡 가속도 신호를 이용하여 조향시의 롤 각 감소와 요오 안정성의 향상을 위한 액츄에이터 압력이 구현되도록 압력제어밸브를 제어하며, 차량의 전/후 가속도 검출기에서 검출된 차량의 전/후 가속도를 이용하여 제동시 또는 가속시의 피치 각 감소를 위한 액츄에이터 압력이 구현되도록 압력 제어밸브를 각각 제어함으로써 차량 차체의 자세 제어를 수행할 수 있음을 특징으로 한다.The present invention uses the lateral acceleration, front / rear acceleration, steering angle and steering angle speed of the vehicle to reduce the roll angle and improve the io stability during rapid steering of the vehicle, as well as to prevent the occurrence of jack up (jack) The present invention relates to a control system of an active suspension system that can improve the pitch stability during sudden braking or rapid acceleration of a vehicle. The method includes processing a vehicle lateral acceleration detected by a lateral acceleration detector and using the processed signal. The pressure control valve is controlled to implement an actuator pressure for compensating the vehicle's ejection phenomenon, and the steering angle and steering angle speed detected by the steering angle sensor are processed, and the lateral acceleration signals of the processed steering angle and steering angle speed are used. The pressure control valve is controlled to realize the actuator pressure for reducing the roll angle during steering and improving the stability of io Attitude control of the vehicle body can be performed by controlling the pressure control valves so that the actuator pressure for reducing the pitch angle during braking or acceleration is realized using the front / back acceleration of the vehicle detected by the speed detector. do.

Description

능동형 현가시스템의 제어장치Control device of active suspension system

본 발명은 차량의 횡 가속도, 전/후 가속도, 조향각 및 조향각속도를 이용하여 차량의 급조향시 롤 각을 감소하고 요오 안정성을 개선하며, 젝크업(Jack up)발생을 방지하도록 함은 물론 차량의 급제동 또는 급가속시의 피치(pitch)안정성을 개선시킬 수 있도록 한 능동형 현가시스템의 제어장치에 관한 것이다.The present invention uses the lateral acceleration, front / rear acceleration, steering angle and steering angle speed of the vehicle to reduce the roll angle and improve the io stability during rapid steering of the vehicle, as well as to prevent the occurrence of jack up (jack) The present invention relates to a control system of an active suspension system that can improve the pitch stability during sudden braking or rapid acceleration.

종래의 능동형 현가시스템은 제1도에 도시된 바와 같이, 차체(1)에는 피스톤 로드(2A)가 장착되고 있고, 차륜(3)에 실린더 튜브(2B)가 장착되는 유압 실린더(2)가 있으며, 이 유압 실린더(2)에 작동 압력을 공급하는 압력제어밸브(4)가 있고 실린더 튜브(2b)와 차체(1)사이에는 코일 스프링(5)이 장착되어 있다.In the conventional active suspension system, as shown in FIG. 1, a piston rod 2A is mounted on a vehicle body 1, and a hydraulic cylinder 2 is mounted on a wheel 3 with a cylinder tube 2B. And a pressure control valve 4 for supplying an operating pressure to the hydraulic cylinder 2, and a coil spring 5 is mounted between the cylinder tube 2b and the vehicle body 1.

그리고 차량의 횡 가속도를 검출하는 횡 가속도 검출기(6)와 이 횡 가속도 검출기(6)에서 검출된 횡 가속도와 전/후륜의 롤 강성의 곱으로 개선되는 역 롤 모멘트의 게인을 조정하는 게인 조정기(7) 및 차량의 롤 제어를 수행하지 않을 경우의 압력제어밸브(4)의 기준 구동신호(V)와 오프셋 신호(Vo)를 가산하는 가산기(8)가 포함되어 있다.And a gain adjuster for adjusting the gain of the reverse roll moment improved by the product of the lateral acceleration detector 6 detecting the lateral acceleration of the vehicle and the roll stiffness of the front and rear wheels detected by the lateral acceleration detector 6 ( 7) and an adder 8 for adding the reference drive signal V and the offset signal Vo of the pressure control valve 4 when the roll control of the vehicle is not performed.

상기와 같이 구성된 능동형 현가시스템의 제어장치는 제2도에 도시된 바와 같이 구성되며, 이러한 현가시스템의 제어장치는 차량의 선회시 발생하는 롤 모멘트(roll moment)에 의한 롤 각을 감소시키기 위해 횡 가속도와 차량의 롤 강성을 이용하여 역 롤 모멘트를 계산하고, 이 계산된 역 롤 모멘트를 각 액츄에이터의 압력 차이로 구현함으로써 선회시 주행 안정성을 확보하도록 한다.The control device of the active suspension system configured as described above is configured as shown in FIG. 2, and the control device of such a suspension system is transverse to reduce the roll angle due to the roll moment generated when the vehicle turns. The reverse roll moment is calculated using the acceleration and the roll stiffness of the vehicle, and the calculated reverse roll moment is realized by the pressure difference of each actuator to ensure driving stability during turning.

또한, 롤 강성의 조향 상황에 따른 전/후 배분으로 조향 특성의 변경이 가능하도록 한다.In addition, it is possible to change the steering characteristics by the front / rear distribution according to the roll rigid steering situation.

그 동작을 설명하면, 능동형 현가시스템의 제어장치내의 전체(total) 롤 강성 설정기(21)에서 차량의 선회시 발생되는 롤 모멘트를 보상하기 위한 역 롤 모멘트의 전체 롤 강성(Z0)을 결정한다.Explaining the operation, the total roll stiffness setter 21 in the control device of the active suspension system determines the total roll stiffness Z 0 of the reverse roll moment to compensate for the roll moment generated when the vehicle turns. do.

이때, 상기 전체 롤 강성(Z0)은 차량의 특성으로 결정되는 상수이다.In this case, the overall roll stiffness Z 0 is a constant determined by the characteristics of the vehicle.

한편, 롤 강성을 전/후륜에 다른 비율로 배분하기 위해 롤 강성 배분 조정회로(25)에 의해 전/후륜의 롤 강성(Zyf/Zyr)을 각각 아래 식과 같이 계산한다.On the other hand, in order to distribute roll stiffness to the front / rear wheels at different ratios, the roll stiffness distribution adjusting circuit 25 calculates the roll stiffness (Z yf / Z yr ) of the front / rear wheels as follows.

아래식Equation below

Zyf=α·Z0 Z yf = αZ 0

Zyr=(1-α)·Z0 Z yr = (1-α) Z 0

여기서, α는 전/후배분 설정회로(22)에서 결정되는 배분 계수로서, 조향각센서(23)에서 검출된 조향각 신호와 자동/수동 선택기(24)에서 선택된 신호에 따라 자동 결정되거나 운전자의 수동조작에 의해 결정되게 된다.Here, α is a distribution coefficient determined by the front / rear distribution setting circuit 22, and is automatically determined according to the steering angle signal detected by the steering angle sensor 23 and the signal selected by the automatic / manual selector 24 or manually operated by the driver. It is decided by.

자동 결정시에는 조향각 신호를 두번 미분하여 차량이 선회 개시 상태인지 아니면 선회 종료 상태인지 또는 직진 상태인지를 판단하여, 선회 개시 상태라면 0≤α≤0.5로 셋팅하여 차량이 오버스티어(oversteer)조향특성을 갖고, 선회 종료시에는 0.5≤α≤1로 셋팅하여 언더스티어(understeer) 조향특성을 갖어 차량의 조향 응답을 개선시키도록 하고, 반면 직진시에는 0.5≤α≤1의 범위에서 어떤 설정값을 유지하도록 한다.In the automatic determination, the steering angle signal is differentiated twice to determine whether the vehicle is in the turning start state, the turning end state, or the straight state. If the turning start state is set to 0≤α≤0.5, the vehicle is capable of oversteer steering characteristics. At the end of the turn, it is set to 0.5≤α≤1 to have an understeer steering characteristic to improve the steering response of the vehicle, while maintaining a certain setting value in the range of 0.5≤α≤1 when going straight. do.

그리고, 상기와 같이 구한 전/후륜의 롤 강성(Zyf/Zyr)과 횡 가속도 검출기(26)에서 검출된 횡 가속도를 곱하여 차량 선회시의 롤 모멘트를 보상하는 역 롤 모멘트를 구한다.Then, the roll stiffness Z yf / Z yr of the front and rear wheels obtained as described above is multiplied by the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detector 26 to obtain an inverse roll moment that compensates for the roll moment when the vehicle is turned.

이어, 전륜/후륜의 개인 조정기(27a,27b)에서는 상기 역 롤 모멘트에 적절한 게인을 곱하여 각 차륜의 압력제어밸브(4)를 구동하는 구동신호(Vf/Vr)를 생성한다.Then, the front and rear individual regulators 27a and 27b multiply the reverse roll moment by an appropriate gain to generate a drive signal V f / V r for driving the pressure control valve 4 of each wheel.

이에 따라, 상기 구동신호(Vf/Vr)는 차량이 롤 제어를 수행하지 않을시에 기준으로 압력제어밸브(4)를 구동시키는 오프셋 신호(Vo)와 합해져서 압력제어밸브(4)의 개도를 조정하게 된다.Accordingly, the driving signal V f / V r is combined with an offset signal Vo for driving the pressure control valve 4 on the basis of when the vehicle does not perform the roll control, so that the pressure control valve 4 The opening degree is adjusted.

즉, 펌프로부터의 공급압이 압력제어밸브(4)에 의해 조율되어 유압 액츄에이터, 즉 유압 실린더(2)로 공급되게 된다.That is, the supply pressure from the pump is tuned by the pressure control valve 4 to be supplied to the hydraulic actuator, that is, the hydraulic cylinder 2.

이상 설명에서와 같이, 차량의 우회전시 발생되는 롤 각의 감소를 위해 역롤 모멘트를 계산하고, 이 계산된 역 롤 모멘트를 발생할 수 있도록 게인 조정기(27A,27B)가 4륜의 압력제어밸브(28A,28B,28C,28D) 신호를 생성하여, 이 신호에 의해 압력제어밸브(4)가 좌륜의 두 액츄에이터 압력은 증가시켜 주고, 우륜의 두 액츄에이터 압력은 감소시켜 줌으로써 롤 각을 감소시키게 된다.As described above, the reverse roll moment is calculated to reduce the roll angle generated during the right turn of the vehicle, and the gain regulators 27A and 27B are provided with a four-wheel pressure control valve 28A to generate the calculated reverse roll moment. , 28B, 28C, and 28D, which causes the pressure control valve 4 to increase the two actuator pressures of the left wheel and to reduce the roll angle by reducing the two actuator pressures of the right wheel.

그리고, 제3도에 나타낸 현가시스템의 제어장치는 차량의 급제동시나 급가속시에 발생하는 피치 모멘트(pitch moment)를 보상하기 위한 구성도로서, 이는 전/후 가속도 검출기(32)에 의한 가속도와 피치 강성 설정기(31)에 의한 피치 강성으로 역 피치 모멘트를 계산하고 이를 액츄에이터의 압력차이로 구현하여 피치각의 발생을 억제하도록 한다.In addition, the control device of the suspension system shown in FIG. 3 is a configuration diagram for compensating a pitch moment occurring during sudden braking or rapid acceleration of a vehicle, which is based on acceleration by the front and rear acceleration detectors 32. The pitch stiffness by the pitch stiffness setter 31 calculates the inverse pitch moment and implements it as the pressure difference of the actuator to suppress the generation of the pitch angle.

즉, 차량 특성에 의해 결정되는 피치 강성 설정기(31)에서의 피치 강성(Zx)에 전/후 가속도 검출기(32)에서 검출된 전/후 가속도를 곱하여 역 피치 모멘트를 계산하고, 이 계산된 역 피치 모멘트를 게인 조정기(33)에서 각 륜의 압력제어밸브(34A, 34B, 34C, 34D)의 신호로 변경한다.That is, the inverse pitch moment is calculated by multiplying the pitch stiffness Z x of the pitch stiffness setter 31 determined by the vehicle characteristics by the front and rear accelerations detected by the front and rear acceleration detectors 32, and calculating this. The reverse pitch moment is changed by the gain regulator 33 to the signals of the pressure control valves 34A, 34B, 34C, and 34D of each wheel.

이는 차량의 급제동시에 전륜의 좌/우 압력은 증가시켜 주고 후륜의 좌/우 압력은 감소시켜 줌으로써 피치 각을 감소시키게 된다.This reduces the pitch angle by increasing the left / right pressure of the front wheel and reducing the left / right pressure of the rear wheel during sudden braking of the vehicle.

그러나, 상기와 같이 종래의 현가시스템의 제어장치에서 조향각 센서의 조향각 신호를 두번 미분하여 차량의 선회 상태를 파악하고, 이를 기준으로 롤 강성의 전/후륜 배분을 변경하여 조향 특성을 변경하는데, 이때 상기 조향각 센서를 비교적 비싼 가격의 아날로그 타입인 것을 사용해야만이 신호의 미분이 가능하게 되어 원가에 있어서 많은 비용을 소요해야 하는 단점이 있었다.However, in the control apparatus of the conventional suspension system as described above, the steering angle signal of the steering angle sensor is differentiated twice to determine the turning state of the vehicle, and based on this, the steering characteristic is changed by changing the front / rear wheel distribution of the roll stiffness. Only when the steering angle sensor is an analog type of a relatively expensive price, the differential of the signal is possible, which requires a large cost in cost.

또한, 차량의 선회시 정상적인 요오(yaw)현상 이외에 좌/우륜의 타이어와 노면 사이의 마찰계수의 차이 등으로 인하여 운전자의 조향 의도와 다르게 불안정한 요오현상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.In addition, in addition to the normal yaw phenomenon when turning the vehicle, there is a problem that an unstable yaw phenomenon occurs unlike the steering intention of the driver due to a difference in the friction coefficient between the left and right tires and the road surface.

그리고, 차량의 롤 모멘트나 피치 모멘트 계산시 단순히 롤 강성이나 피치 강성에 횡 가속도나 전/후 가속도만을 곱하여 계산함에 따라 차량의 동력학적인 고려가 매우 미흡한 결점이 있었다.In addition, when calculating the roll moment or the pitch moment of the vehicle, the roll stiffness or the pitch stiffness was simply multiplied by the lateral acceleration and the front / rear acceleration, so that the dynamic consideration of the vehicle was very poor.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 그 목적은 횡가속도 검출기를 통해 검출된 차량의 전륜과 후륜의 횡 가속도와 조향각 센서를 통해 검출된 조향각 및 조향각속도를 이용하여 차량의 급조향시 롤 각을 감소하고, 전/후 롤 모멘트를 배분하여 요오 안정화(yaw stsability)를 확보하며, 코너링 포스(cornering force)에 기인하는 젝크업 발생을 방지하여 차량 차체의 자세 제어를 수행할 수 있도록 하고, 전/후 가속도 센서의 신호를 이용하여 차량의 급제동시나 급가속시 발생되는 피치 각을 감소하여 안티-다이브와 안티-스쿼트 제어를 수행할 수 있도록 한 능동형 현가시스템의 제어장치를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to steer the vehicle by using the steering angle and steering angle velocity detected by the lateral acceleration and steering angle sensor of the front and rear wheels of the vehicle detected by the lateral acceleration detector Reduce roll angle, distribute front and rear roll moments to secure yaw stsability, and prevent post-up caused by cornering force to control vehicle body attitude In addition, by using the signals of the front and rear acceleration sensor to reduce the pitch angle generated during braking or rapid acceleration of the vehicle to provide an active suspension control system that can perform anti-dive and anti-squat control Is in.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 능동형 현가시스템의 제어장치는, 횡가속도 검출기에 검출된 차량의 횡 가속도를 신호처리하고, 이 처리된 신호를 이용하여 차량의 젝크업 현상을 보상하기 위한 액츄에이터 압력이 구현되도록 압력제어밸브를 제어하고, 조향각 센서에서 검출된 조항각과 조향각속도를 신호처리하고, 이 처리된 조향각 및 조향각속도와 상기 횡 가속도 신호를 이용하여 조향시의 롤 각 감소와 요오 안정성의 향상을 위한 액츄에이터 압력이 구현되도록 압력제어밸브를 제어하며, 차량의 전/후 가속도 검출기에서 검출된 차량의 전/후 가속도를 이용 감소를 위한 액츄에이터 압력이 구현되도록 압력제어밸브를 각각 제어함으로써 차량 차체의 자세 제어를 수행할 수 있음을 특징으로 한다.The control device of the active suspension system of the present invention for achieving the above object, the signal processing the lateral acceleration of the vehicle detected by the lateral acceleration detector, and using the processed signal to the actuator pressure for compensating the lift-up phenomenon of the vehicle Control the pressure control valve so as to implement the signal processing of the article angle and the steering angle velocity detected by the steering angle sensor, and using the processed steering angle and the steering angle velocity and the lateral acceleration signal to reduce the roll angle during steering and improve the io stability. The pressure control valve is controlled to implement the actuator pressure for the vehicle, and the pressure control valve is controlled to implement the actuator pressure for the reduction using the vehicle's pre / post acceleration detected by the vehicle's pre / post acceleration detector. It is characterized in that the posture control can be performed.

제1도는 종래의 능동형 현가시스템의 구성도.1 is a block diagram of a conventional active suspension system.

제2도는 종래의 롤 제어를 수행하는 능동형 현가시스템의 제어장치의 블록도.2 is a block diagram of a control device of an active suspension system for performing conventional roll control.

제3도는 종래의 피치 제어를 수행하는 능동형 현가시스템의 제어장치의 블록도.3 is a block diagram of a control device of an active suspension system for performing conventional pitch control.

제4도는 본 발명에 의한 능동형 현가시스템의 구성도.4 is a block diagram of an active suspension system according to the present invention.

제5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 현가시스템의 제어장치의 블록도.5 is a block diagram of a control device of an active suspension system according to an embodiment of the present invention.

제6도는 본 발명의 타 실시예에 따른 능동형 현가시스템의 제어장치의 블록도.6 is a block diagram of a control device of an active suspension system according to another embodiment of the present invention.

제7도는 제5도와 제6도의 무빙 에브리지 필터의 주파수 응답 파형도.7 is a frequency response waveform diagram of the moving-age filter of FIGS. 5 and 6;

제8도는 본 발명에 의해 제어되는 안티-롤 제어 모델을 나타낸 도면.8 shows an anti-roll control model controlled by the present invention.

제9도는 본 발명에 의해 제어되는 안티-다이브 제어 모델을 나타낸 도면.9 shows an anti-dive control model controlled by the present invention.

제10도는 본 발명에 의해 제어되는 안티-스쿼트 제어 모델을 나타낸 도면.10 illustrates an anti-squat control model controlled by the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

120F, 120R : 전/후륜 가속도 검출기 140 : 조향각 센서120F, 120R: Front / Rear Acceleration Detector 140: Steering Angle Sensor

160FR∼170RL : 전/우 압력제어밸브∼후/좌 압력제어밸브160FR to 170RL: Front / right pressure control valve to rear / left pressure control valve

70FR∼70RL : 전/우 유압 액츄에이터∼후/좌 유압 액츄에이터70FR ~ 70RL: Front / Right Hydraulic Actuator ~ Rear / Left Hydraulic Actuator

201, 301 : 저역통과 필터 202, 302 : 무빙 에브리지 필터201, 301: Low pass filter 202, 302: Moving bridge filter

203, 303 : 가속도 검출기 오프셋 보정기 204 : 젝크업 보상 제어기203, 303: acceleration detector offset corrector 204: check-up compensation controller

205 : 조향각 및 조향각속도 계산기205: Steering Angle and Steering Angle Velocity Calculator

206 : 안티-롤 및 요오 안정성 제어기206: anti-roll and io stability controller

208, 307 : 4륜 액츄에이터력 계산기 304 : 부호 판단기208, 307: four-wheel actuator force calculator 304: code determiner

305 : 안티-다이브 제어기 306 : 안티-스쿼트 제어기305: anti-dive controller 306: anti-squat controller

제4도는 본 발명에 의한 능동형 현가시스템의 구성도로서, 차륜(50)과 차체(60) 사이에는 유압 액츄에이터(70FL∼70RR)가 장착되어 있어 코일 스프링(80FL∼80RR)과 함께 차체(50)를 지지하는 구조로 되어 있다.4 is a configuration diagram of an active suspension system according to the present invention, wherein between the wheel 50 and the vehicle body 60, hydraulic actuators 70FL to 70RR are mounted to the vehicle body 50 together with the coil springs 80FL to 80RR. It is structured to support.

유압원(40)에서 발생한 압력은 전륜 및 후륜에 위치한 압력제어밸브 유닛(1100F, 110R)으로 공급되며, 각 압력제어밸브 유닛(110F, 110R)내에는 좌측 및 우측의 유압 액츄에이터에 제어압력을 공급하기 위한 압력제어밸브가 2개씩 내장되어 있어 제어장치(200)로부터 입력되는 제어출력신호에 따라 해당 유압 액츄에이터(70FL∼70RR)에 제어압력을 공급한다.The pressure generated from the hydraulic pressure source 40 is supplied to the pressure control valve units 1100F and 110R located at the front wheel and the rear wheel, and the control pressure is supplied to the hydraulic actuators at the left and right sides in the pressure control valve units 110F and 110R. Two pressure control valves are provided to supply the control pressure to the corresponding hydraulic actuators 70FL to 70RR according to the control output signal input from the control device 200.

그리고 압력제어밸브 유닛(110F, 110R)으로부터 복귀되는 유량은 오일쿨러(170)를 통해 냉각된 후 유압원의 오일탱크에 저장된다.The flow rate returned from the pressure control valve units 110F and 110R is stored in the oil tank of the hydraulic source after being cooled by the oil cooler 170.

각 바퀴에는 차고제어를 위하여 차고센서(100FL∼100RR)가 장착되어 있어 차체(60)와 차륜(50)의 상대변위를 측정하여 측정된 센서 출력을 제어장치(200)로 입력시킬 수 있도록 구성되어 있으며, 차체 중심선의 일렬로 차량 전/후륜 횡 가속도를 검출할 수 있는 횡 가속도 검출기(120F, 120R)가 장착되어 있고, 이 두 개의 횡를 검출할 수 있는 횡 가속도 검출기(120F, 120R)가 장착되어 있고, 이 두 개의 횡 가속도(120F, 120R) 사이에 전/후 가속도 검출기(160)가 장착되며, 조향 휠 내부에 조향각 센서(140)가 장착되어 있으며, 상기 검출되는 횡 가속도와 전/후 가속도 및 조향각 신호를 입력하여 차체의 자세 제어를 수행하도록 제어신호를 출력하는 제어장치(200)를 포함하여 구성되어 있다.Each wheel is equipped with a height sensor (100FL ~ 100RR) for the height control to measure the relative displacement of the vehicle body 60 and the wheel 50 is configured to input the measured sensor output to the control device 200 And horizontal lateral acceleration detectors 120F and 120R capable of detecting vehicle front and rear wheel lateral accelerations in a line of the body center line, and horizontal lateral acceleration detectors 120F and 120R capable of detecting these two sides. The front and rear acceleration detectors 160 are mounted between the two lateral accelerations 120F and 120R, and the steering angle sensor 140 is mounted inside the steering wheel. And a control device 200 for inputting a steering angle signal and outputting a control signal to perform posture control of the vehicle body.

또한, 유압 액츄에이터(70FL∼70RR)에는 피스톤이 상대 운동시 감쇠력을 발생할 수 있는 가변 오리피스가 장착되어 있으며, 소형의 어큐뮬레이터(90FL∼90RR)가 유압 액츄에이터 옆에 장착되어 가스 스프링 효과를 발휘할 수 있도록 한 구조로 되어 있다.In addition, the hydraulic actuators 70FL to 70RR are equipped with variable orifices in which the piston can generate a damping force during relative movement, and a small accumulator 90FL to 90RR is mounted next to the hydraulic actuator to exert a gas spring effect. It is structured.

제5도는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 현가시스템의 제어장치(200)의 블록도서, 디지탈 제어장치의 샘플링에 의한 얼라이징을 방지하기 위해 차량의 전/후 륜 횡 가속도 검출기(120F, 120R)에서 검출된 전/후륜 횡 가속도 신호를 필터링하는 저역통과필터(201)와, 이 저역통과필터(201)에 의해 통과된 가속도 신호를 다시한번 필터링하여 가속도 신호에 포함된 고주파 잡음을 제거하는 무빙 에브리지 필터(Moving Average Filter)(202)와, 이 무빙 에브리지 필터(202)를 통과한 가속도 신호의 DC 오프셋(Offset)을 제거하는 가속도 검출기 오프셋 보정기(203)와, 이 가속도 검출기 오프셋 보정기(203)에 의해 보정된 신호를 이용하여 차량의 젝크업 현상을 보상하기 위한 제어신호를 출력하는 젝크업 보상 제어기(204)와, 조향각 센서 및 조향각속도 계산기(205)와, 상기 가속도 검출기 오프셋 보정기(203)를 거쳐 출력되는 횡 가속도와 상기 조향각 및 조향각속도 계산기(205)에서 계산된 조향각 및 조향각속도를 입력하여 안티-롤과 요오 안정성 제어를 위한 제어신호를 출력하는 안티-롤 및 요오 안정성 제어기(206)과, 상기 안티-롤 및 요오 안정성 제어기(206)의 요오 안정성 제어시 롤 모멘트 전/후륜 배분율 조정을 가능하게 하는 롤 모멘트 전/후륜 배분율 조정기(207)과, 상기 젝크업 보상 제어기(204)와 안티-롤 및 요오 안정성 제어기(206)의 제어신호에 따라 젝크업 보상을 위한 액츄에이터 압력과 조향시의 롤 각 감소와 요오 안정성의 향상을 위한 액츄에이터 압력을 계산하여 차량의 전체 자세 제어력을 구하는 4륜 액츄에이터력 계산기(208)로 구성된다.5 is a block diagram of a control device 200 of a suspension system according to an embodiment of the present invention, the front and rear lateral acceleration detectors 120F and 120R of the vehicle to prevent the aging by sampling of the digital control device. Low pass filter 201 for filtering the front / rear lateral acceleration signals detected by the N-axis), and the high-frequency noise included in the acceleration signal by filtering the acceleration signal passed by the low pass filter 201 once again. A moving average filter 202, an acceleration detector offset corrector 203 for removing a DC offset of the acceleration signal passing through the moving average filter 202, and an acceleration detector offset corrector ( A lift-up compensation controller 204 for outputting a control signal for compensating for the vehicle's lift-up phenomenon by using the signal corrected by 203, a steering angle sensor and a steering angle velocity calculator 205, and the acceleration An anti-roll for outputting control signals for anti-roll and io stability control by inputting the lateral acceleration output through the output offset corrector 203 and the steering angle and steering angle velocity calculated in the steering angle and steering angle velocity calculator 205; A yaw stability controller 206, a roll moment front / rear wheel distribution regulator 207 that enables roll moment front / rear wheel distribution ratio adjustment in the anti-roll and yaw stability controller 206 to control the yaw stability; According to the control signals of the compensating controller 204 and the anti-roll and yaw stability controller 206, the actuator pressure for the compensation compensation and the actuator pressure for the reduction of the roll angle during steering and the improvement of the yaw stability are calculated. And a four-wheel actuator force calculator 208 for calculating the attitude control force.

상기 4륜 액츄에이터력 계산기(208)에서 구한 전체 자세 제어력에 따라 각각이 압력제어밸브(170FL∼170RL)가 제어되어 유압 액츄에이터(70FR∼70RL)가 구동되게 된다.The pressure control valves 170FL to 170RL are controlled in accordance with the overall attitude control force obtained by the four-wheel actuator force calculator 208 to drive the hydraulic actuators 70FR to 70RL.

제6도는 본 발명에 의한 타 실시예에 따른 현가시스템의 제어장치(200)의 블록도로서, 디지탈 제어장치의 샘플링에 의한 얼라이징을 방지하기 위해 차량의 전/후 가속도 검출기(160)에서 검출된 전/후 가속도 신호를 필터링하는 저역통과필터(301)와, 이 저역통과필터(301)에 의해 통과된 가속도 신호를 다시한번 필터링하여 가속도 신호에 포함된 고주파 잡음을 제거하는 무빙 에브리지 필터(302)와, 이 무빙 에브리지 필터(302)를 통과한 가속도 신호의 DC 오프셋을 제거하는 가속도 검출기 오프셋 보정기(303)와, 이 가속도 검출기 오프셋 보정기(303)에 의해 보정된 전/후 가속도 신호의 부호를 판단하는 부호 판단기(304)와, 이 부호 판단기(304)에서 상기 전/후 가속도 신호가 플러스(+) 부호인 경우 안티-다이브(Anti-Dive) 제어를 수행하는 안티-다이브 제어기(305)와, 상기 부호 판단기(304)에서 상기 전후 가속도 신호가 마이너스(-) 부호인 경우 안티-스쿼트(Anti-Squat)를 수행하는 안티-스쿼트 제어기(306)와, 상기 안티-다이브 제어기(305)와 안티-스쿼트 제어기(306)의 수행동작에 따라 차량의 제동시 또는 가속시 피치 각 감소를 위한 액츄에이터 압력을 계산하여 차량의 전체 자세 제어력을 구하는 4륜 액츄에이터의 계산기(307)로 구성된다.FIG. 6 is a block diagram of a control device 200 of a suspension system according to another embodiment of the present invention, which is detected by the front and rear acceleration detectors 160 of the vehicle to prevent aging by sampling of the digital control device. Low pass filter 301 for filtering the acceleration signal before and after, and Moving edge filter for removing the high frequency noise included in the acceleration signal by filtering the acceleration signal passed by the low pass filter (301) 302, an acceleration detector offset corrector 303 that removes the DC offset of the acceleration signal passing through the moving bridge filter 302, and a front and rear acceleration signal corrected by the acceleration detector offset corrector 303. A code determiner 304 for determining a code and an anti-dive controller for performing anti-dive control when the pre / post acceleration signal is a positive sign in the code determiner 304. 305, The anti-squat controller 306 performs anti-squat when the front and rear acceleration signal is a negative sign in the code determiner 304, and the anti-dive controller 305 and anti And the calculator 307 of the four-wheel actuator for calculating the overall attitude control force of the vehicle by calculating the actuator pressure for reducing the pitch angle during braking or acceleration of the vehicle according to the performance of the squat controller 306.

이때에도 상기와 마찬가지로 4륜 액츄에이터력 계산기(307)에서 구한 전체 자세 제어력에 따라 각각이 압력제어밸브(170FL∼170RL)가 제어되어 유압 액츄에이터(70FL∼70RL)가 구동되게 된다.At this time as well, the pressure control valves 170FL to 170RL are controlled in accordance with the overall attitude control force obtained by the four-wheel actuator force calculator 307 to drive the hydraulic actuators 70FL to 70RL.

상기와 같이 구성되는 현가시스템의 제어장치(200)의 동작을 제7도 내지 제10도을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the control device 200 of the suspension system configured as described above will be described with reference to FIGS. 7 to 10.

먼저, 제5도의 제어장치(200)의 동작을 설명하면, 차체에 장착된 전륜 횡 가속도 검출기(120F)와 후륜 횡 가속도 검출기(120R)에서 검출되는 횡 가속도 신호는 제어장치(200)로 입력되어, 디지털 제어장치의 샘플링에 의한 얼라이징(Aliasing)다.First, when the operation of the control device 200 of FIG. 5 is described, the lateral acceleration signals detected by the front wheel lateral acceleration detector 120F and the rear wheel lateral acceleration detector 120R mounted on the vehicle body are input to the control device 200. Aliasing by sampling of digital controller.

이때, 상기 필터(201)의 컷 오프(Cutoff) 주파수는 제어장치(200)의 샘플링 주파수를 고려하여 얼라이징을 방지할 수 있는 범위내에서 결정된다.At this time, the cutoff frequency of the filter 201 is determined within the range in which the anti-aliasing can be prevented in consideration of the sampling frequency of the control device 200.

상기 저역통과필터(201)를 통과한 신호는 가속도 검출치에 포함된 잡음성분의 제거용이면서 일반적인 IIR 저주파 통과필터에 비해 위상지연에 의한 제어 성능 악화가 적고, 제7도와 같은 주파수 특성을 갖는 FIR 저주파 통과필터의 일종인 무빙 에브리지(Moving Average) 필터(202)를 통과하게 된다.The signal passing through the low pass filter 201 is for removing noise components included in the acceleration detection value, and has less deterioration in control performance due to phase delay than the general IIR low pass filter, and has a frequency characteristic as shown in FIG. 7. Passing through the Moving Average filter 202, which is a kind of low pass filter.

이때에도, 상기 무빙 에브리지 필터(202)의 컷 오프 주파수는 제어장치의 샘플링 시간과 필터의 에브리지 차수에 의해 결정되게 된다.In this case, the cutoff frequency of the moving bridge filter 202 is determined by the sampling time of the controller and the bridge order of the filter.

상기 무빙 에브리지 필터(202)를 통과한 가속도 신호는 가속도 검출기(120F, 120R) 신호의 DC 오프셋을 제거하기 위하여 가속도 검출기 오프셋 보정기(203)를 통과하게 된다.The acceleration signal passing through the moving bridge filter 202 passes through the acceleration detector offset corrector 203 to remove the DC offset of the acceleration detectors 120F and 120R.

한편, 조향각 센서(140)에서 검출된 펄스신호가 조향각 및 조향각속도 계산기(205)에 입력되어 조향각 및 조향각속도로 계산된다.Meanwhile, the pulse signal detected by the steering angle sensor 140 is input to the steering angle and the steering angle velocity calculator 205 and calculated as the steering angle and the steering angle velocity.

상기와 같이 신호 처리된 횡 가속도 및 조향각 및 조향 각속도 신호를 입력받는 안티-롤 및 요오 안정성 제어기(206)와 젝크업 보상 제어기(204)는 차량 차체의 자세 제어력을 계산한다.As described above, the anti-roll and yaw stability controller 206 and the check-up compensation controller 204 that receive the signal processed lateral acceleration and steering angle and steering angular velocity signals calculate the attitude control force of the vehicle body.

그리고, 상기 안티-롤 및 요오 안정성 제어기(206)의 요오 안정성 제어시 롤 모멘트 전/후륜 배분율 조정기(207)를 통해 롤 모멘트 전/후륜 배분율을 조정하게 된다.In addition, the roll moment front / rear wheel distribution ratio adjuster 207 is used to adjust the roll moment front / rear wheel distribution ratio in the anti-roll and the yaw stability control of the yaw stability controller 206.

상기 자세 제어력 계산에 있어 상세한 설명은 다음과 같다.Detailed description of the posture control force is as follows.

여기서, 차량의 좌표는 차량의 전방방향을 +X, 운전자의 왼쪽 방향을 +Y,지상방향을 +Z, 횡 가속도는 차량이 우회전시 +값, 종 가속도는 제동시 +값을 출력한다고 가정한다.Here, assume that the coordinates of the vehicle output + X for the front direction of the vehicle, + Y for the left direction of the driver, + Z for the ground direction, and the lateral acceleration outputs a + value when the vehicle rotates to the right and the longitudinal acceleration + value when braking. .

차량은 제8도와 같이 우 선회시 횡 가속도(Gy)를 발생하며, 이러한 횡 가속도 발생에 의해 M·Gy에 해당하는 원심력이 작용하게 된다.As shown in FIG. 8, the vehicle generates lateral acceleration G y during the right turn, and the centrifugal force corresponding to M · G y acts by the lateral acceleration.

상기 원심력은 롤 센터(roll center)에서의 관점에서 보면 롤 모멘트(roll moment)와 횡력(side force)으로 표시할 수 있다.The centrifugal force can be expressed in terms of roll moment and side force from a roll center point of view.

즉,In other words,

와 같으며, 롤 센터에 작용하는 횡력은 현가 링키지(linkage)와 넉클(knuckle)에 의해 타이어 접지점으로 전달된다.The lateral force acting on the roll center is transmitted to the tire ground point by suspension linkages and knuckles.

또한, 롤 모멘트는 현가 스프링과 댐퍼와 넉클에 의해 타이어 접지점에 전달된다.The roll moment is also transmitted to the tire ground point by suspension springs, dampers and knuckles.

상기 롤 모멘트 발생에 의해 차량이 평형을 이루기 위해서는 좌륜 타이어의 노말(normal)부하는 증가하고, 우륜 타이어의 노말 부하는 감소함으로써 제8도와 같이 차량의 롤 평형이 가능해진다.The normal load of the left wheel tire increases, and the normal load of the right wheel tire decreases so that the vehicle can be balanced by the roll moment generation. As shown in FIG. 8, the roll balance of the vehicle becomes possible.

또한, 스프링 매스(mass)만을 시스템으로 볼 때, 롤 모멘트를 댐퍼 또는 스프링에서 지지를 해야 평형을 이루게 된다.In addition, when only the spring mass is viewed as a system, the roll moment must be supported by a damper or spring to achieve equilibrium.

이때, 횡 가속도(Gy)가 가해졌을 때, 롤 각 보상을 위해 필요한 액츄에이터 포스는 가상(virtual) 워크 개념(principle)에 의해 아래와 같이 계산된다.At this time, when the lateral acceleration G y is applied, the actuator force necessary for the roll angle compensation is calculated as follows by the virtual walk concept.

또한, 급격한 코너링시 요오 안정성의 확보를 위해 식 (2)의 안티-롤 제어 로직에 전/후 롤 모멘트의 배분을 제어해 주는 알고리즘을 추가한다.In addition, in order to secure io stability during sharp cornering, an algorithm for controlling the distribution of the front and rear roll moments is added to the anti-roll control logic of Equation (2).

즉, 차체의 횡방향으로 전/후에 설치한 가속도계로부터의 2개의 횡 가속도로부터 식 (3)과 같이 요오 앵귤러 액셀레이션(yaw angular acceleration)을 계산한다.That is, the yaw angular acceleration is calculated from the two lateral accelerations from the accelerometers installed before and after in the lateral direction of the vehicle body as shown in equation (3).

그리고, 상기 식(2)에서 롤 모멘트에 해당하는 (H-hr)·M·Gy를 Manuverability와 요오 안정성을 고려하여 다음식으로 변형한다.In addition, (Hh r ) .M.G y corresponding to the roll moment in the above formula (2) is modified in the following equation in consideration of the manuverability and the yaw stability.

여기서,는 조향각와 조향각속도이다.here , Is the steering angle and the steering angle velocity.

그리고, |Gy|에 가감되는 텀(term)은 차량의 급조향시 요오 안정성 제어를 위해 추가한 항목으로,,,(조향각, 조향각속도, 요오 각가속도)의 부호를 판단함으로써 조향시 차량이 외부 환경에 의해 운전자의 조향의도보다 더 작은 변경으로 회전하는 스핀 인(spin in)의 경우에는 전륜 롤 모멘트를 증가시키고 후륜 롤 모멘트를 감소시킴으로써 언더 스티어(understeer)의 조향특성을 발생시킨다.The term added to or subtracted from G y is an item added to control the stability of the io when the vehicle is steered. , , By judging the sign of the steering angle, steering angular velocity, and yaw angular acceleration, in the case of spin in when the vehicle rotates with a change smaller than the driver's steering intention by the external environment during steering, the front wheel roll moment is increased and the rear wheel is increased. Reducing the roll moment results in steering characteristics of the understeer.

반대로 조향의도 반경보다 더 큰 반경으로 회전하는 드리프트 아웃(drift) 모멘트를 감소시킴으로써 언더 스티어(understeer)의 조향특성을 발생시킨다.Conversely, the steering characteristics of the understeer are generated by reducing the drift out moment that rotates to a radius larger than the steering intention radius.

반대로 조향의도 반경보다 더 큰 반경으로 회전하는 드리프트 아웃(drift out)의 경우에는 전륜 롤 모멘트를 감소시키고 후륜 롤 모멘트를 증가시켜 오버 스티어(oversteer)의 조향 특성을 갖게 함으로써 비정상적인 응답시 요오 안정성을 증가시킬 수 있다.Conversely, in the case of drift out which rotates in a radius larger than the steering intention radius, the front wheel roll moment is reduced and the rear wheel roll moment is increased to give the oversteer steering characteristics, thereby improving io stability during abnormal response. Can be increased.

또한, 조향 의도와 요오의 방향이 일치하는 정상적인 경우에는 운전자의 조향 의도에 따라 오버 스티어, 언더 스티어를 조정하여 조향의 응답성을 개선시킬 수 있다.In addition, in a normal case where the steering intention coincides with the direction of the yaw, the steering responsiveness may be improved by adjusting the oversteer and the understeer according to the steering intention of the driver.

그리고, 상기 식(4)에서 롤 모멘트 증감율은 차량 요오의 양에 따라 변하고, 또한 롤 모멘트 전/후륜 배분율 조정기(207)에 의해 파라미터 a, b를 변경시킴으로써 가능하다.In the above formula (4), the roll moment increase and decrease rate is changed depending on the amount of vehicle yaw, and it is possible by changing the parameters a and b by the roll moment front / rear wheel distribution ratio adjuster 207.

만약 요오 현상이 발생하지 않은 직전 주행 상황에서는 언더 스티어의 경향이 나타나도록 튜닝된 q값을 추가하여 놓았으며, 안티-롤, 요오 안정성 제어에 의한 각륜의 액츄에이터 포스는 다음과 같이 쓸 수 있다.If the previous driving situation without the io phenomenon does not occur, the tuned q value is added to show the tendency of the understeer, and the actuator force of each wheel by the anti-roll and io stability control can be written as follows.

여기서, tf, tr은 각각 전/후륜 트래드이다.Where t f and t r are the front and rear wheel treads, respectively.

한편, 롤 센터에 작용하는 횡력은 현가 링키지에 의해 타이어 접지점으로 전달되고, 웨이트 트랜스포(weight transfer) 때문에 좌/우륜 마찰력에 차이가 생기고, 이에 의해 차체의 롤 중심에서는 젝크업 포스가 유발된다.On the other hand, the lateral force acting on the roll center is transmitted to the tire ground point by the suspension linkage, and a difference in the left / right wheel friction forces occurs due to the weight transfer, thereby causing a checkup force at the roll center of the vehicle body.

즉, 이 성분은 아래와 같다.That is, this component is as follows.

여기서, a,b는 타이어의 특성에 의해 결정되는 파라미터이다.Here, a and b are parameters determined by the tire characteristics.

이렇게 계산된 Fjack-up은 코너링 중 원심력에 의해 차체를 들어올리는 결과를 초래하며 차량의 주행 안정성에 악영향을 미치게 된다.The calculated F jack-up results in lifting the body by centrifugal force during cornering and adversely affects the driving stability of the vehicle.

그러므로 젝크업 포스 만큼의 액츄에이터 압력을 감소시켜야 보상 가능하다.Therefore, it is necessary to reduce the actuator pressure by the ejection force to compensate.

따라서, 전륜의 프런트 하프 카(front half car)와 후륜의 리어 하프 카(rear half car)의 경우에 별도로 계산하고, 각각 좌/우륜의 액츄에이터 보상력은 아래식과 같이 구해진다.Therefore, in the case of the front half car (front half car) and the rear half car (rear half car) of the rear wheel, it is calculated separately, and the actuator compensation force of the left / right wheels is calculated as follows.

상기 식(5)와 식(7)의 액츄에이터력은 4륜 액츄에이터 계산기(208)에서 각 차륜끼리 단순합산하여 전체 자세 제어력이 구해진다.The actuator force of the above formulas (5) and (7) is simply summed up each wheel in the four-wheel actuator calculator 208 to obtain the overall attitude control force.

한편, 제어장치에서는 정차시 차체를 지지하기 위하여 항상 일정한 제어출력 신호(Vo)에 대응된 일정한 제어압력(Po)을 유압 액츄에이터로 출력한다.On the other hand, the control device always outputs a constant control pressure Po corresponding to the constant control output signal Vo to the hydraulic actuator in order to support the vehicle body at the stop.

따라서 제어장치의 최종 제어출력신호는 각각의 차륜별로 일정한 출력신호(Vo)에 상기에서 구한 출력신호를 더한 결과를 출력하게 된다.Therefore, the final control output signal of the control device outputs a result of adding the output signal obtained above to the constant output signal Vo for each wheel.

이어서, 제6도의 제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the control device of FIG. 6 will be described.

차체에 장착된 전/후 가속도 검출기(160)로부터 검출된 전/후 가속도 검출신호는 제6도와 같이 제어장치(200)로 입력되어, 디지털 제어장치의 샘플링에 의한 얼라이징을 방지하기 위해 전자회로로 구성된 아날로그 저주파수 통과필터(301)를 통과한다.The front and rear acceleration detection signals detected from the front and rear acceleration detectors 160 mounted on the vehicle body are input to the control device 200 as shown in FIG. 6 to prevent electronics from sampling by the digital control device. Passes through the analog low frequency pass filter 301.

이때, 상기 필터(301)의 컷 오프 주파수는 제어장치의 샘플링 주파수를 고려하여 얼라이징을 방지할 수 있는 범위내에서 결정된다.At this time, the cut-off frequency of the filter 301 is determined in the range that can prevent the aging in consideration of the sampling frequency of the control device.

상기 저역통과필터(301)를 통과한 신호는 가속도 검출치에 포함된 잡음성분의 제거용이면서 일반적인 IIR 저주파 통과 필터에 비해 위상지연에 의한 제어성능 악화가 적고, 제7도와 같은 주파수 특성을 갖는 FIR 저주파 통과 필터의 일종인 무빙 에브리지 필터(302)를 통과한다.The signal passing through the low pass filter 301 is for the removal of noise components included in the acceleration detection value and has less deterioration in control performance due to phase delay than the general IIR low pass filter, and has a frequency characteristic as shown in FIG. Passing through moving bridge filter 302, which is a kind of low pass filter.

이때에도, 상기 무빙 에브리지 필터(302)의 컷-오프 주파수는 제어장치의 샘플링 시간과 필터의 에브리지 차수에 의해 결정되게 된다.In this case, the cut-off frequency of the moving bridge filter 302 is determined by the sampling time of the controller and the bridge order of the filter.

그리고, 상기 무빙 에브리지 필터(302)를 통과한 가속도 신호는 가속도 검출기(160) 신호의 DC 오프셋을 제거하기 위하여 가속도 검출기 오프셋 보정기(303)를 통과한다.The acceleration signal passing through the moving bridge filter 302 passes through the acceleration detector offset corrector 303 to remove the DC offset of the acceleration detector 160 signal.

이어, 부호 판단기(304)를 통해 상기와 같이 신호처리된 전/후 가속도 신호의 부호를 판단하여, +부호이면서 즉 제동시면 안티-다이브 제어기(305)에서 안티-다이브 제어를 수행하도록 하고, -부호이면 즉 가속시면 안티-스쿼트 제어기(306)에서 안티-스쿼트 제어를 수행하도록 한다.Subsequently, the code determiner 304 determines the sign of the pre / post acceleration signal processed as described above, and performs anti-dive control in the anti-dive controller 305 when the signal is positive and braked. If signed, i.e., accelerated, the anti-squat controller 306 performs anti-squat control.

이에 따라, 상기 안티-다이브 제어기(305)와 안티-스쿼트 제어기(306)에 의하여 수행동작에 따라 4륜 액츄에이터력 계산기(307)는 차량의 제동시 또는 가속시 피치 각 감소를 위한 액츄에이터 압력을 계산하여 차량의 전체 자세 제어력을 구하고, 이 구한 제어력을 압력제어밸브를 통해 유압 액츄에이터에서 구현하도록 한다.Accordingly, according to the performance performed by the anti-dive controller 305 and the anti-squat controller 306, the four-wheel actuator force calculator 307 calculates the actuator pressure for reducing the pitch angle during braking or acceleration of the vehicle. The overall attitude control force of the vehicle is obtained, and the obtained control force is implemented in the hydraulic actuator through the pressure control valve.

상기 자세 제어력 계산에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.Detailed description of the posture control force is as follows.

차량의 급감속시 즉, 제9도와 같이 차량에 제동력이 가해질 때에는 타이어에 작용하는 마찰력과 노말 부하의 변화량은 스윙 암 센서(swing arm center)에 가해지는 힘으로 등가시킬 수 있다.When the vehicle is suddenly decelerated, that is, when the braking force is applied to the vehicle as shown in FIG. 9, the amount of change in friction force and normal load acting on the tire may be equivalent to the force applied to the swing arm sensor.

이때, 전륜에 가해진 제동력(Ff)과 후륜에 가해진 제동력(Fr)에 의해 발생하는 전체 피칭 모멘트(total pitching moment)는 아래와 같다.At this time, the total pitching moment generated by the braking force F f applied to the front wheel and the braking force F r applied to the rear wheel is as follows.

그러므로 상기 전체 피칭 모멘트를 보상하기 위한 전/후륜 액츄에이터 보상력은 아래와 같이 계산된다.Therefore, the front / rear actuator compensation force for compensating the entire pitching moment is calculated as follows.

이때, 좌/우륜 보상력은 같게 해준다.At this time, the left / right compensation power is the same.

그리고, 차량의 급가속시 구동력은 제10도에서 제동력과 달리 전륜에만 가해지므로, 전륜에 가해진 구동력(F)에 의한 차체의 무게중심에서의 피칭 모멘트와 구동축의 구동모멘트의 반작용으로 생기는 차체의 무게중심으로서의 피칭 모멘트의 합은 아래와 같이 계산된다.In addition, since the driving force during rapid acceleration of the vehicle is applied to the front wheel differently from the braking force in FIG. The sum of the pitching moments as the center is calculated as follows.

그러므로 피칭 모멘트를 보상하기 위한 전/후륜 액츄에이터 보상력은 아래와 같이 계산된다.Therefore, the front / rear actuator compensation force to compensate the pitching moment is calculated as follows.

이때, 좌/우륜 보상력은 같게 해준다.At this time, the left / right compensation power is the same.

상기 식 (9) 또는 식(11)의 액츄에이터력은 4륜 액츄에이터 계산기(307)를 통하여 전체 자세제어력이 구해진다.As for the actuator force of Formula (9) or Formula (11), the overall attitude control force is obtained through the four-wheel actuator calculator 307.

한편, 제어장치에는 정차시 차체를 지지하기 위하여 항상 일정한 제어출력 신호(Vo)를 출력하고 있고, 이에 따라 압력제어밸브는 제어출력신호(Vo)에 대응된 일정한 제어압력(Po)을 유압 액츄에이터로 출력한다.On the other hand, the control device always outputs a constant control output signal Vo to support the vehicle body when the vehicle is stopped. Accordingly, the pressure control valve outputs a constant control pressure Po corresponding to the control output signal Vo to the hydraulic actuator. Output

따라서, 제어장치의 최종 제어출력신호는 각각의 차륜별로 일정한 출력신호(Vo)에 상기에서 구한 출력신호를 더한 결과를 출력하게 된다.Therefore, the final control output signal of the control device outputs a result of adding the output signal obtained above to the constant output signal Vo for each wheel.

이상, 상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 차량의 좌우회전시 발생하는 원심력에 의한 롤 모멘트를 좌/우륜 액츄에이터의 압력차이에 의한 역 모멘트 발생으로 보상하여 차량의 롤 각을 감소시키는 안티-롤 제어, 급격한 코너링시에 전/후 롤 모멘트의 적절한 배분을 통해 차량의 조향 특성을 변경시켜 줌으로써 요오 안정성의 확보를 꾀하는 요오 안정성 제어, 현가장치의 기구학적 특성에 의해 코너링 포스가 차체의 무게중심으로 들어올리는 현상을 감소시키는 젝크업 보상 제어, 차량의 급가속이나 급감속시 발생하는 피치 모멘트를 전/후륜 압력차이로 보상하는 안티-다이브 또는 안티-스쿼트 제어 등을 수행함으로써 다음과 같은 많은 효과를 갖는다.As described above, the present invention, the anti-roll control to compensate the roll moment caused by the centrifugal force generated when the vehicle rotates left and right by the reverse moment caused by the pressure difference between the left and right actuators to reduce the roll angle of the vehicle In the cornering force, the cornering force enters the center of gravity of the vehicle by changing the steering characteristics of the vehicle by appropriately distributing the front and rear roll moments during sharp cornering. It has many effects as follows by performing the check-up compensation control to reduce the lifting phenomenon and the anti-dive or anti-squat control to compensate for the pitch moment generated during rapid acceleration or deceleration of the vehicle with the front / rear pressure difference. .

첫째, 차량의 좌우회전시 발생하는 원심력에 의한 롤 모멘트를 좌/우륜 액츄에이터의 압력차이에 의한 역 모멘트 발생으로 보상하여 차량의 롤 각을 감소시킴으로써 승차감과 주행 안정성을 향상시킬 수 있고, 둘째 급조항시 차량이 노면 마찰력 차이 등의 차량 외부 환경에 의해 운전자의 조향 의도보다 더 작은 반경으로 회전하는 스핀 인의 경우에 전륜 롤 모멘트를 증가시키고 후륜 롤 모멘트를 감소시킴으로써 언더 스티어의 조향 특성을 발생시키게 할 수 있어 요오 안정성의 향상을 꾀할 수 있다.First, the roll moment due to the centrifugal force generated during the left and right rotation of the vehicle is compensated by the inverse moment caused by the pressure difference between the left and right actuators, thereby reducing the roll angle of the vehicle, thereby improving the riding comfort and driving stability. In the case of spin-in where the vehicle rotates to a smaller radius than the driver's steering intention due to the vehicle's external environment such as the difference in road friction, it is possible to generate the steering characteristics of the understeer by increasing the front wheel moment and reducing the rear wheel moment. It is possible to improve the iodine stability.

셋째, 조향 의도 반경보다 더 큰 반경으로 회전하는 드리프트 아웃의 경우에는 전륜 롤 모멘트를 감소시키고 후륜 롤 모멘트를 증가시킴으로써 오버 스티어의 조향 특성을 갖게 함으로써 비정상적인 응답시 요오 안정성을 증가시킬 수 있다.Third, in the case of the drift out that rotates to a radius larger than the steering intention radius, the steering stability of the oversteer can be increased by reducing the front wheel moment and increasing the rear wheel moment to increase the io stability in abnormal response.

넷째, 조향 의도와 요오의 방향이 일치하는 정상적인 경우에는 운전자가 조향 의도에 따라 오버 스티어, 언더 스티어를 조정하여 조향의 응답성을 개선시킬 수 있다.Fourth, in a normal case in which the steering intention and the direction of the yaw coincide, the driver may improve the steering response by adjusting the oversteer and the understeer according to the steering intention.

다섯째, 조향시 웨이트 트랜스포 때문에 젝크업 포스는 차체를 들어올리는 현상을 발생시키는데, 본 발명에서는 젝크업 포스를 액츄에이터 압력 감소로 보상해 줌으로써 주행안정성을 확보할 수 있다.Fifth, because of the weight transpo during steering, the lift-up force generates a phenomenon of lifting the vehicle body. In the present invention, the driving force can be secured by compensating the lift-up force by reducing the actuator pressure.

여섯째, 종래 사용한 조향각 센서 신호의 두 번 미분으로 선회상태를 판단하려면 아날로그 타입 등 비교적 정밀한 조향센서를 사용해야 하는데 본 발명에서는 조향각과 조향각속도의 부호만으로 선회나 유전자의 조향 의도를 파악하므로 값싼 펄스타입의 조향각 센서를 사용할 수 있다.Sixth, in order to determine the turning state by two derivatives of the conventional steering angle sensor signal, it is necessary to use a relatively precise steering sensor such as an analog type. In the present invention, the steering angle and the steering angle velocity are understood only by the sign of the steering angle and the steering angle speed. A steering angle sensor can be used.

일곱째, 피치 모멘트의 계산시 스윙 암 센터 기준으로 모멘트를 계산하고 제동시에는 전/후륜 제동력 배분율을 고려한 점이나, 가속시 구동축의 구동 모멘트를 고려하여 모멘트 계산에 반영하는 등 세밀한 차량 동력학적 고려를 행함으로 안정성과 승차감을 향상시킬 수 있다.Seventh, when calculating the pitch moment, the moment is calculated based on the swing arm center, and the braking force distribution factor is considered when braking, and the moment is considered in consideration of the driving moment of the drive shaft during acceleration. By doing so, stability and riding comfort can be improved.

Claims (2)

유압원(40)을 보유하고, 제어장치의 제어출력신호에 따라 유압원(40)으로부터 공급된 공급압력을 제어압력으로 조절할 수 있는 압력제어밸브(170FL∼170RL)를 보유하며, 이 압력제어밸브(170FL∼170RL)로부터 제어압력을 공급받아 차체에 힘을 가할 수 있고 차체와 차륜 사이에 유압 액츄에이터(70FL∼70RL)가 장착되고, 차체의 횡 가속도를 검출하는 전/후륜 횡 가속도 검출기(120F, 120R)와, 조향각 센서(140)와, 상기 가속도 신호와 조향신호를 입력받아 연산을 통해 제어신호를 상기 압력제어밸브로 출력하는 제어장치(200)를 구비한 차량용 능동형 현가시스템의 제어장치에 있어서, 상기 제어장치(200)가, 디지탈 제어장치의 샘플링에 의한 얼라이징을 방지하기 위해 차량의 전/후륜 횡 가속도 검출기(120F, 120R)에서 검출된 전/후륜 횡 가속도 신호를 필터링하는 저역통과필터(201)와, 상기 저역통과필터(201)에 의해 통과된 가속도 신호를 다시한번 필터링하여 가속도 신호에 포함된 고주파 잡음을 제거하는 무빙 에브리지 필터(Moving Average Filter)(202)와, 이 무빙 에브리지 필터(202)를 통과한 가속도 신호의 DC 오프셋(Offset)을 제거하는 가속도 검출기 오프셋 보정기(203)와, 이 가속도 검출기 오프셋 보정기(203)에 의해 보정된 신호를 이용하여 차량의 젝크업 현상을 보상하기 위한 제어신호를 출력하는 젝크업 보상 제어기(204)와, 조향각 센서(140)에서 검출된 조향각 신호를 입력하여 조향각과 조향각속도를 계산하는 조향각 및 조향각속도 계산기(205)와, 상기 가속도 검출기 오프셋 보정기(203)를 거쳐 출력되는 횡 가속도와 상기 조향각 및 조향각속도 계산기(205)에서 계산된 조향각 및 조향각속도를 입력하여 안티-롤과 요오 안정성 제어를 위한 제어신호를 출력하는 안티-롤 및 요오 안정성 제어기(206)과, 상기 안티-롤 및 요오 안정성 제어기(206)의 요오 안정성 제어시 롤 모멘트 전/후륜 배분율 조정을 가능하게 하는 롤 모멘트 전/후륜 배분율 조정기(207)과, 상기 젝크업 보상 제어기(204)와 안티-롤 및 요오 안정성 제어기(206)의 제어신호에 따라 젝크업 보상을 위한 액츄에이터 압력과 조향시의 롤 각 감소와 요오 안정성의 향상을 위한 액츄에이터 압력을 계산하여 차량의 전체 자세 제어력을 구하는 4륜 액츄에이터력 계산기(208)로 구성됨을 특징으로 하는 능동형 현가시스템의 제어장치.It holds a hydraulic pressure source 40, and has a pressure control valve (170FL to 170RL) that can adjust the supply pressure supplied from the hydraulic pressure source 40 to the control pressure in accordance with the control output signal of the control device, this pressure control valve The hydraulic pressure actuators 70FL to 70RL are mounted between the vehicle body and the wheels by applying control pressure from 170FL to 170RL, and the front / rear lateral acceleration detectors 120F to detect the lateral acceleration of the vehicle body. 120R), the steering angle sensor 140, and the control device of the active suspension system for a vehicle having a control device 200 for receiving the acceleration signal and the steering signal and outputs a control signal to the pressure control valve through a calculation In addition, the control unit 200, the low-pass to filter the front and rear lateral acceleration signal detected by the front and rear lateral acceleration detectors 120F, 120R of the vehicle to prevent the aging by the sampling of the digital control device And a moving average filter 202 for filtering the acceleration signal passed by the low pass filter 201 to remove high frequency noise included in the acceleration signal. Acceleration detector offset of the vehicle using the acceleration detector offset corrector 203 for removing the DC offset of the acceleration signal passed through the bridge filter 202 and the signal corrected by the acceleration detector offset corrector 203. A steering angle and steering angle velocity calculator 205 for calculating a steering angle and a steering angle velocity by inputting a steering angle signal detected by the steering angle sensor 140 and a lift-up compensation controller 204 for outputting a control signal for compensating the steering angle; Anti-roll and yaw stability by inputting the lateral acceleration output through the detector offset corrector 203 and the steering angle and steering angle velocity calculated by the steering angle and steering angle velocity calculator 205. An anti-roll and yaw stability controller 206 for outputting a control signal for controlling the sex, and a roll moment for enabling roll moment front / rear wheel distribution ratio adjustment during the yaw stability control of the anti-roll and yaw stability controller 206. According to the control signals of the front / rear wheel distribution regulator 207, the check-up compensation controller 204, and the anti-roll and yaw stability controller 206, the actuator pressure and the roll angle reduction during steering are reduced and the yaw Control device for an active suspension system, characterized in that consisting of a four-wheel actuator force calculator (208) for calculating the overall attitude control force of the vehicle by calculating the actuator pressure for improving the stability. 유압원(40)을 보유하고, 제어장치의 제어출력신호에 따라 유압원(40)으로부터 공급된 공급압력을 제어압력으로 조절할 수 있는 압력제어밸브(170FL∼170RL)를 보유하며, 이 압력제어밸브(170FL∼170RL)로부터 제어압력을 공급받아 차체에 힘을 가할 수 있고 차체와 차륜 사이에 유압 액츄에이터(70FL∼70RL)가 장착되고, 차체의 횡 가속도를 검출하는 전/후륜 횡 가속도 검출기(120F, 120R)와, 조향각 센서(140)와, 상기 가속도 신호와 조향신호를 입력받아 연산을 통해 제어신호를 상기 압력제어밸브로 출력하는 제어장치(200)를 구비한 차량용 능동형 현가시스템의 제어장치에 있어서, 상기 제어장치(200)가, 디지탈 제어장치의 샘플링에 의한 얼라이징을 방지하기 위해 차량의 전/후 가속도 검출기(160)에서 검출된 전/후 가속도 신호를 필터링하는 저역통과필터(301)와, 상기 저역통과필터(301)에 의해 통과된 가속도 신호를 다시한번 필터링하여 가속도 신호에 포함된 고주파 잡음을 제거하는 무빙 에브리지 필터(302)와, 상기 무빙 에브리지 필터(302)를 통과한 가속도 신호의 DC 오프셋을 제거하는 가속도 검출기 오프셋 보정기(303)와, 상기 가속도 검출기 오프셋 보정기(303)에 의해 보정된 전후 가속도 신호의 부호를 판단하는 부호 판단기(304)와, 상기 부호 판단기(304)에서 상기 전후 가속도 신호가 플러스(+) 부히인 경우 안티-다이브(Anti-Dive) 제어를 수행하는 안티-다이브 제어기(305)와, 상기 부호 판단기(304)에서 상기 전후 가속도 신호가 마이너스(-) 부호인 경우 안티-스쿼트(Anti-Squat)를 수행하는 안티-스쿼트 제어기(306)와, 상기 안티-다이브 제어기(305)와 안티-스쿼트 제어기(306)의 수행동작에 따라 차량의 제동시 또는 가속시 피치 각 감소를 위한 액츄에이터 압력을 계산하여 차량의 전체 자세 제어력을 구하는 4륜 액츄에이터력 계산기(307)로 구성됨을 특징으로 하는 능동형 현가시스템의 제어장치.It holds a hydraulic pressure source 40, and has a pressure control valve (170FL to 170RL) that can adjust the supply pressure supplied from the hydraulic pressure source 40 to the control pressure in accordance with the control output signal of the control device, this pressure control valve The hydraulic pressure actuators 70FL to 70RL are mounted between the vehicle body and the wheels by applying control pressure from 170FL to 170RL, and the front / rear lateral acceleration detectors 120F to detect the lateral acceleration of the vehicle body. 120R), the steering angle sensor 140, and the control device of the active suspension system for a vehicle having a control device 200 for receiving the acceleration signal and the steering signal and outputs a control signal to the pressure control valve through a calculation In addition, the control device 200, the low-pass filter 301 for filtering the front and rear acceleration signal detected by the front and rear acceleration detector 160 of the vehicle in order to prevent the aging by the sampling of the digital control device and , Prize Moving frequency filter 302 for filtering the acceleration signal passed by the low pass filter 301 to remove the high frequency noise included in the acceleration signal, and the acceleration signal passed through the moving bridge filter 302. An acceleration detector offset corrector 303 that removes a DC offset of the signal, a code determiner 304 that determines the sign of the front-back acceleration signal corrected by the acceleration detector offset corrector 303, and the code determiner 304. The anti-dive controller 305 performs anti-dive control when the forward and backward acceleration signals are positive, and the forward and backward acceleration signals are negative by the code determiner 304. In the case of a reference numeral), when the vehicle is braked according to an anti-squat controller 306 that performs anti-squat, and the anti-dive controller 305 and the anti-squat controller 306 perform operations. Acceleration 4. A control device for an active suspension system, comprising a four-wheel actuator force calculator (307) for calculating actuator pressure for pitch angle reduction to obtain the overall attitude control force of the vehicle.
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