KR100214995B1 - 롤각 측정용 장치 및 그 운영방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 롤각의 측정을 위한 방식에 관한 것으로 특히, 차륜의 위치 변화에 따라 변형되며 변형된 형태를 원래의 형태로 복귀하고자 함으로써 차륜의 변화된 위치를 신속하게 정상상태로 복원하는 스테빌라이저와, 상기 스테빌라이저의 양단에 각각 위치하며 정상상태시 소정치의 전압에서 ±미소변화의 값을 갖는 신호를 출력하는 스테빌라이저 변형 센서와, 상기 변형 센서에서 출력되는 신호들과 임의의 수단을 통해 조향각도 및 주행속도를 검출 입력받아 선회시의 롤현상인지 아니면 도로상의 여건으로 인한 차량의 흔들림인지를 판단 인식하여 이에 대한 데이터를 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤각 측정용 장치 및 그에 따른 운영방법을 제공하면 선회시 발생되는 롤각을 정확히 보정할 수 있으며 신뢰할 수 있게된다.

Description

롤각 측정용 장치 및 그 운영방법
본 발명은 차량의 롤각의 측정을 위한 방식에 관한 것으로 특히, 차량의 움직임에 대응한 롤각을 검출하고 이를 차량의 운행에 참조할 수 있도록 하기 위한 롤각 측정용 장치 및 그 운영방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차가 코너를 선회할 때 차체가 기울어지는 데, 이 기운 각도를 롤각이라고 하며, 롤각은 중심이 높을수록 스프링이 연할수록, 스테빌라이저(Stabilizer)가 약할수록, 트래드가 좁을수록 크게된다.
또한, 롤센터도 낮을수록 롤각이 커진다.
그러므로, 롤각이 큰 경우는 차량의 안전성에 많은 영향을 미치게 되므로 차량의 설계시 될 수 있으면 롤각이 작아지도록 설계되어야 한다.
이러한 롤각의 검출을 위한 종래의 장치는 스테빌라이저의 뒤틀림 정도만을 검출하는 단순 측정의 방식을 사용하였데, 이를 통한 롤각의 보정은 단순한 스테빌라이저의 뒤틀림 정도를 보완하는 형식이였다.
이에 따라, 차륜의 수직이동에서도 스테빌라이저의 변형이 발생되에도 이를 롤각의 변화로 판단하게되어 롤각 보정의 정확한 데이터의 산출이 어려웠다는 문제점이 발생되었다.
상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 스테빌라이저의 변형과 함께 조향각과 차량의 주행속도 등을 참조하여 롤각의 발생 유무와 이에 따른 정확한 데이터의 산출 및 판단 근거를 제공하기 위한 롤각 측정용 장치 및 그 운영방법을 제공하는데 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 롤각 측정용 장치중 스테빌라이저의 변형을 감지하기 위한 센서의 부착 부위를 설명하기 위한 예시도.
도 2 는 도 1 에 도시되어 있는 센서의 단면 예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 롤각 측정용의 운영방법을 설명하기 위한 순서도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 차량의 조향각도 및 주행속도를 검출하는 수단들을 구비하고 있는 자동차에 있어서, 차륜의 위치 변화에 따라 변형되며 변형된 형태를 원래의 형태로 복귀하고자 함으로써 차륜의 변화된 위치를 신속하게 정상상태로 복원하는 스테빌라이저와, 상기 스테빌라이저의 양단에 각각 위치하며 정상상태시 소정치의 전압에서 ±미소변화의 값을 갖는 신호를 출력하는 스테빌라이저 변형 센서와, 상기 변형 센서에서 출력되는 신호들과 임의의 수단을 통해 조향각도 및 주행속도를 검출 입력받아 선회시의 롤현상인지 아니면 도로상의 여건으로 인한 차량의 흔들림인지를 판단 인식하여 이에 대한 데이터를 저장하는 제어부를 포함하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 차량의 조향각도 및 주행속도를 검출하는 수단들을 구비하고 스테빌라이저의 양단에 각각 위치하며 해당 부위의 스테빌라이저 변형에 따라 소정치의 전압을 출력하는 스테빌라이저 변형 감지 수단을 구비하고 있는 자동차에서의 선회시 롤각 검출 방법에 있어서, 상기 스테빌라이저 변형 감지 수단에서 출력되는 신호를 기준으로 롤현상이 발생되었는가를 판단하는 제 1 과정과, 상기 과정에서 스테빌라이저 변형이 있다고 판단되면 아래의 수학식1을 기준으로 횡가속도와 횡각을 예상하여 저장하는 제 2 과정과, 상기 스테빌라이저 변형 감지 수단에서 출력되는 신호를 아래의 수학식2에 대입하여 현재 발생된 롤각을 산출하는 제 3 과정과, 상기 제 2 과정과 제 3 과정을 통해 산출된 데이터를 아래의 수학식3에 대입하여 선회시 발생된 롤현상인가를 판단하는 제 4 과정; 및 선회시 발생되는 롤현상이 아닌 경우 도로의 노면의 상태로 인한 흔들림으로 판단하는 제 5 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤각 측정을 위한 운영방법:
데 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 롤각 측정용 장치중 스테빌라이저의 변형을 감지하기 위한 센서의 부착 부위를 설명하기 위한 예시도이며, 도 2 는 도 1 에 도시되어 있는 센서의 단면 예시도이다.
스테빌라이저(S)에 양단 부위에 장착되어 있는 센서(A)는 상기 스테빌라이저(S)의 변형치를 전기적인 신호로 변환하여 도시하지 않은 마이크로 프로세서에 전달한다.
이때, 상기 센서(A)에서의 동작을 첨부한 도 2를 참조하여 살펴보면, 상기 센서(A)는 내부를 관통하는 스테빌라이저(S)의 주위에 배터리 전원(+B)과 접지단에 연결되어 있는 반원형의 저항(R)과, 상기 스테빌라이저(S)가 정상형태일 경우 상기 저항(R)의 중심에 위치하도록 상기 스테빌라이저(S)에 구비되어 있는 전압분기침(C)으로 구성되어 있으며, 상기 전압분기침(C)에서 분압된 전기신호는 상기 마이크로 프로세서에 전달된다.
즉, 상기 스테빌라이저(S)가 변형되면 전압분기침(C)에 의해 저항(R)에 걸리는 배터리 전압(+B)은 상기 전압분기침(C)의 좌측과 우측으로 분압되고 상기 전압분기침(C)에서 검출하여 출력하는 전압은 상기 전압분기침(C)과 접지에 접한 부분의 저항(R)에 걸리는 전압값이 출력되게 된다.
이러한 값은 상기 마이크로 프로세서에 입력되는데, 상기 마이크로 프로세서는 상기 스테빌라이저(S)의 양단에 위치한 센서의 출력을 입력받아 스테빌라이저(S)의 변형정도를 감지한다.
상기 마이크로 프로세서에서의 감지동작을 첨부한 도 3 을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
스텝 S1에서 스테빌라이저(S)의 좌측과 우측에 구비되어 있는 센서에서 검출되는 전압을 입력받아 그 각각의 전압치에서 2.5볼트 전압치를 감산한다.
이는 정상상태에서 각 센서의 출력전압치가 2.5 볼트를 출력하기 때문이다. 그러므로 상기 스텝 S1에서 연산치가 +로 나타나면 상기 도 2에서 스테빌라이저(S)가 우측으로 변형된 것이며, -로 나타나면 좌측으로 변형된 것임을 알 수 있다. 또한, 이하에서 상기 스테빌라이저(S)의 좌측에 위치하는 센서의 출력값을 저장하는 변수를 'L'로 표기하고, 우측에 위치하는 센서의 출력값을 저장하는 변수를 'R'로 표기한다.
이후, 스텝 S2에서는 상기 스텝 S1에서 검출된 센서의 출력전압을 연산한 값의 절대치가 소정의 임계값을 벗어나는 가를 판단한다. 이때, 상기 임계값은 미세 크기를 갖고 있으므로, 절대치가 임계값을 벗어나지 않은 경우 상기 스테빌라이저(S)에 어떠한 변형도 일어나지 않았다고 스텝 S3에서 처리하게 된다. 만약, 스텝 S2에서 임계치를 벗어났다고 판단하면 스텝 S4로 진행하게 된다.
상기 스텝 S4에서는 차량의 조향각과 주행속도를 검출하여 이를 각각 해당 변수에 저장(조향각 검출 데이터는 STR이란 변수에 저장, 차속 검출 데이터는 VEL이란 변수에 저장)한다.
상기 스텝 S4에서 조향각과 차속에 대한 데이터를 검출하여 저장하게 되면, 스텝 S5에서는 선회시 발생될 것으로 예상되는 롤각과 횡가속도를 아래의 식(1)에 따라 연산한다.
[수학식1]
상기 스텝 S5에서 수학식1을 통해 선회시 발생될 것으로 예상되는 롤각과 횡가속도를 산출하면, 스텝 S6으로 진행하여 현재 검출된 센서(A)의 데이터을 아래의 수학식2를 기준으로 발생된 롤각의 정도를 연산한다.
[수학식2]
이후, 스텝 S7에서는 상기 스텝 S5와 스텝 S6에서 연산되어진 예상 롤각과 현재 스테빌라이저(S)에서 발생된 변형에 따른 롤각을 기준으로 아래의 수학식3을 통해 롤현상이 실제로 선회시에 발생되었는가를 판단한다.
[수학식3]
즉, 좌우 센서에서 검출된 데이터의 차에 비례상수를 곱하여 검출된 롤값이 예상치와 크게 차이나는 경우, 이는 선회시 발생되는 스테빌라이저(S)의 변형이 아니라고 판단하기 위한 것이다.
이때, 상기 스텝 S7에서 선회시 발생된 롤현상이라고 판단되면, 스텝 S8로 진행하여 상기 스텝 S6에서 연산되어진 롤각을 저장하게된다.
만약, 상기 스텝 S7에서 선회시 발생된 롤현상이 아니라고 판단되면, 스텝 S9로 진행하여 롤각을 저장하는 변수를 초기화한 후 스텝 S10으로 진행한다.
스텝 S10에서는 상기 스텝 S1에서 검출한 센서의 변화량중 좌측 센서에서 검출된 데이터가 '0'보다 큰가를 판단한다. 이때 '0'보다 작다고 판단되면 스텝 S11에서는 우측 센서에서 검출된 데이터가 '0'보다 큰가를 판단한다.
상기 스텝 S11에서 비교치가 '0'보다 작다고 판단되면, 스텝 S12로 진행하여 차륜의 양쪽으로 요철이 심한 도로를 달리고 있어 흔들리는 상태로 기억한다.
또한, 스텝 S11에서 비교치가 '0'보다 크다고 판단되면, 스텝 S13으로 진행하여 오른쪽 차륜이 들리는 현상이 발생한 것으로 기억한다.
만약, 상기 스텝 S10에서 비교치가 '0'보다 크다고 판단되면, 스텝 S14에서는 우측 센서에서 검출된 데이터가 '0'보다 큰가를 판단한다.
상기 스텝 S14에서 비교치가 '0'보다 작다고 판단되면, 스텝 S15으로 진행하여 왼쪽 차륜이 들리는 현상이 발생한 것으로 기억한다.
또한, 스텝 S14에서 비교치가 '0'보다 크다고 판단되면, 스텝 S16으로 진행하여 양쪽 차륜이 모두 들리는 들리는 현상이 발생한 것으로 기억한다.
상기와 같이 동작하는 본 발명에 따른 롤각 측정용 장치 및 그 운영방법을 제공하면, 선회시 발생되는 롤각을 정확히 보정할 수 있으며 신뢰할 수 있게된다.

Claims (5)

  1. 차량의 조향각도 및 주행속도를 검출하는 수단들을 구비하고 있는 자동차에 있어서, 차륜의 위치 변화에 따라 변형되며 변형된 형태를 원래의 형태로 복귀하고자 함으로써 차륜의 변화된 위치를 신속하게 정상상태로 복원하는 스테빌라이저와; 상기 스테빌라이저의 양단에 각각 위치하며 정상상태시 소정치의 전압에서 ±미소변화의 값을 갖는 신호를 출력하는 스테빌라이저 변형 센서와; 상기 변형 센서에서 출력되는 신호들과 임의의 수단을 통해 조향각도 및 주행속도를 검출 입력받아 선회시의 롤현상인지 아니면 도로상의 여건으로 인한 차량의 흔들림인지를 판단 인식하여 이에 대한 데이터를 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤각 측정용 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스테빌라이저 변형 센서는 내부를 관통하는 스테빌라이저의 주위에 배터리 전원과 접지단에 연결되어 있는 저항과; 상기 스테빌라이저가 정상형태일 경우 상기 저항의 중심에 위치하도록 상기 스테빌라이저에 구비되어 있는 전압분기침으로 구성되는 것을 특징으로 하는 롤각 측정용 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전압분기침은 상기 스테빌라이저의 변형에 따라 상기 저항에 걸리는 전압중 상기 전압분기침과 접지단 사이에 위치하는 저항부에 걸리는 전압을 상기 제어부에 전달하는 것을 특징으로 하는 롤각 측정용 장치.
  4. 차량의 조향각도 및 주행속도를 검출하는 수단들을 구비하고 스테빌라이저의 양단에 각각 위치하며 해당 부위의 스테빌라이저 변형에 따라 소정치의 전압을 출력하는 스테빌라이저 변형 감지 수단을 구비하고 있는 자동차에서의 선회시 롤각 검출 방법에 있어서, 상기 스테빌라이저 변형 감지 수단에서 출력되는 신호를 기준으로 롤현상이 발생되었는가를 판단하는 제 1 과정과; 상기 과정에서 스테빌라이저 변형이 있다고 판단되면 횡가속도와 롤각을 예상하여 저장하는 제 2 과정과; 상기 스테빌라이저 변형 감지 수단에서 출력되는 신호로부터 현재 발생된 롤각을 산출하는 제 3 과정과; 상기 제 2 과정과 제 3 과정을 통해 산출된 데이터로부터 선회시 발생된 롤현상인가를 판단하는 제 4 과정; 및 선회시 발생되는 롤현상이 아닌 경우 도로의 노면의 상태로 인한 흔들림으로 판단하는 제 5 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤각 측정을 위한 운영방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 5 과정은 상기 센서에서 검출한 변화량중 좌측 센서에서 검출된 데이터가 '0'보다 큰가를 판단하는 제 1 판단단계와; 상기 단계에서 '0'보다 작다고 판단되면 우측 센서에서 검출된 데이터가 '0'보다 큰가를 판단하는 제 2 판단단계와; 상기 단계에서 '0'보다 작다고 판단되면 차륜의 양쪽으로 요철이 심한 도로를 달리고 있어 흔들리는 상태로 기억하는 제 1 기억단계; 및 상기 제 2 판단단계에서 '0'보다 크다고 판단되면 오른쪽 차륜이 들리는 현상이 발생한 것으로 기억하는 제 2 기억단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤각 측정을 위한 운영방법.
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