KR100243908B1 - 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 차륜에 설치된 가속도센서(1a,1b,1c,1d)로부터 가속도신호를 입력받는 전자제어유니트(2)가 노면상태를 감지하고, 상기 전자제어유니트(2)가 감지된 노면상태에 따라 쇽업쇼버의 감쇠력을 설정한 후 설정된 쇽업쇼버의 감쇠력이 작용할 수 있도록 각 차륜에 장착된 스텝모터(4a,4b,4c,4d)의 회전각을 결정한 다음 상기 전자제어유니트(2)가 액츄에이터(3)로 1루프마다 최대 4스텝의 명령을 출력하여 상기 스텝모터(4a,4b,4c,4d)를 구동시키는 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법에 있어서, 상기 전자제어유니트(2)에서 상기 액츄에이터(3)로 출력하는 선행 루프에 의한 악영향 없이 후행 루프에 따라 상기 스텝모터(4a,4b,4c,4d)가 원활하게 작동하도록, 상기 전자제어유니트(2)는 1루프의 소요시간에서 각 스텝의 총소요시간이 절반을 초과하지 않게 각 스텝의 소요시간을 설정함과 동시에 1루프의 소요시간중 각 스텝의 총소요시간을 제외한 비작동구간(D)이 1루프의 절반인 0.5루프 이상으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 매 루프마다 작동단계와 비작동단계로 구분하여 스텝모터를 구동하므로 모터의 작동여진에 의한 오차를 방지하여 쇽업쇼버의 감쇠력을 정확하게 조절할 수 있고, 모터의 연속작동으로 인한 토오크의 변화를 방지하며 작동소음을 경감시킬 수 있다.

Description

차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법

본 발명은 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법에 관한 것으로, 특히 매 루프마다 작동단계와 비작동단계로 구분하여 스텝모터를 구동함으로써 선행 루프의 악영향없이 후행 루프에 따라 스텝모터를 원활하게 구동하여 쇽업쇼버의 감쇠력을 조절할 수 있도록 한 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 차체와 차륜사이에는 서스펜션이 개재되며, 이러한 서스펜션은 차량이 주행중에 도로면으로부터 받는 충격을 완화시키는 스프링과, 차체의 상하진동을 억제하여 승차감을 좋게 하는 쇽업쇼버와, 차체의 롤링을 억제하는 스태빌라이저, 및 이들을 유지해서 차륜의 움직임을 제어하는 링크로 이루어진다.

이와 같이 구성된 서스펜션의 목적은 크게 세가지로 분류되는데, 첫째는 차량의 균형을 유지하는 것이고, 둘째는 차량의 조정성 및 안정성의 확보이며, 세째는 승차감의 확보이다. 이러한 세가지의 목적을 충실하게 실현하기 위하여 전자제어유니트(ECU)의 제어하에 쇽업쇼버의 감쇠력을 전자적으로 가변하는 방식이 제안되었다.

쇽업쇼버는 차륜에 결합설치된 실린더와 그 실린더 내부에 피스톤로드를 설치하되 그 피스톤로드의 일측은 차체에 결합되게 된다. 그리고, 피스톤로드에는 상하로 구획된 실린더의 내부를 연통하는 홀이 형성되어 있다. 피스톤로드의 상측에는 피스톤로드를 회전시켜 홀의 개폐정도를 조정하여 감쇠력을 가변시키는 모터가 설치되는데, 쇽업쇼버의 감쇠력을 낮출 경우 실린더 내부의 오일 통과량을 많게 하여 홀의 개도를 넓히는 반면 쇽업쇼버의 감쇠력을 높일 경우 실린더 내부의 오일 통과량을 억제하여 홀의 개도를 좁히게 된다. 이때, 홀의 개도를 조절하기 위해 사용하는 모터는 통상 스텝모터를 사용한다.

이와 같은 스텝모터는 전자제어유니트(ECU)의 제어에 의하여 구동된다. 이 스텝모터는 0°~90°범위에서 스텝단위로 구동하게 되는데, 90°를 50스텝으로 구획하여 각 스텝단위당 1,8°이동하게 된다. 전자제어유니트(ECU)는 루프(loop)단위로 스텝모터를 구동하기 위한 명령을 입력하게 되는데, 한 루프(loop)는 0에서 4스텝에 해당하는 명령을 입력하게 된다.

제1도는 일반적인 차량의 감쇠력 가변장치의 블록구성도이다. 센서부(1)는 차량의 전륜과 후륜에 장착되는 4개의 가속도센서(1a,1b,1c,1d)로서 감지한 가속도 신호를 전자 제어유니트(ECU;2)로 출력하게 된다. 전자제어유니트(2)는 센서부(1)의 가속도센서(1a,1b,1c,1d)롭터 입력된 가속도신호에 다라 노면상태를 검출하며 노면상태에 따라 쇽업쇼버의 감쇠력을 조절하기 위한 구동신호를 액츄에이터(3)로 출력하고, 액츄에이터(3)는 각 차륜에 설치된 스텝모터(4a,4b,4c,4d)에 구동신호를 출력하여 쇽업쇼버의 감쇠력을 제어하게 된다.

그러나, 종래기술에서는 전자제어유니트(2)가 스텝모터를 구동하는 1루프시간을 10msec로 설정하는 한편 스텝모터가 1스텝에 대해 작동하는 시간을 2.5msec로 설정하여서 쇽업쇼버의 감쇠력을 가변하게 되는데, 4스텝의 작동시간은 10msec가 되고 이는 1루프시간에 해당하게 된다. 이와 같이 스텝모터(4a,4b,4c,4d)를 촉박하게 제어할 경우 모터의 작동여진에 의하여 위치 이동이 부정확하게 되고 이에 따라 피스톤로드에 형성된 홀의 개도 역시 부정확하게 조절되게 된다.

즉, 제2도에 도시한 바와 같이, 4스텝의 명령을 갖는 루프(L1)에 이어 다른 루프(L2)가 연속으로 이어질 경우 앞 루프의 네번째 스텝의 작동을 위한 펄스파의 여진(A)이 소멸될 시간이 없기 때문에 이 여진(A)에 의하여 다음 스텝이 변형된다. 이와 같이 스텝모터의 오프 트래킹(off tracking) 즉, 이동 위치에 오차가 발생되기 때문에 쇽업쇼버의 감쇠력을 정확하게 조정할 수 없는 문제가 있었다.

또한, 스텝모터의 작동시간이 촉박하게 되면 점성을 갖는 쇽업쇼버의 유체로부터 큰 부하를 받는 상태에서 고출력을 발휘하는 모터가 연속 작동할 때 유체의 점성이 고열로 인해 변화되기 때문에 토오크가 변화되어 오프 트래킹(off tracking)이 심화되는 문제점이 있었다. 그리고 동작시 발생하는 소음 중 먼저 발생한 소음과 후에 발생한 소음간에 보강간섭이 일어나 작동소음이 커지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 매 루프마다 작동단계와 비작동단계로 구분하여 스텝모터를 구동함르써 선행 루프의 악영향없이 후행 루프에 따라 스텝모터를 원활하게 구동할 수 있도록 한 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법을 제공함에 있다.

제1도는 일반적인 차량의 감쇠력 가변장치를 나타내는 블록구성도이다.

제2도는 종래 감쇠력 가변용 모터의 동작특성을 보인 도면이다.

제3도는 본 발명에 따른 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법을 보인 순서도이다.

제4도는 본 발명에 다른 차량의 감쇠력 가변용 모터의 타이밍도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 센서부 1a, 1b, 1c, 1d : 가속도센서

2 : 전자제어유니트(ECU) 3 : 액츄에이터

4 : 구동부 4a, 4b, 4c, 4d : 스텝모터

상기와 같은 본 발명의 목적은 각 차륜에 설치된 가속도센서로부터 가속도신호를 입력받는 전자제어유니트가 노면상태를 감지하고, 상기 전자제어유니트가 감지된 노면상태에 따라 쇽업쇼버의 감쇠력을 설정한 후 설정된 쇽업쇼버의 감쇠력이 작용할 수 있도록 각 차륜에 장착된 스텝모터의 회전각을 결정한 다음 상기 전자제어유니트가 액츄에이터로 1루프마다 최대 4스텝의 명령을 출력하여 상기 스텝모터를 구동시키는 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법에 있어서, 상기 전자제어유니트에서 상기 액츄에이터로 출력하는 선행 루프에 의한 악영향없이 후행 루프에 따라 상기 스텝모터가 원활하게 작동하도록, 상기 전자제어유니트는 1루프의 소요시간에서 각 스텝에서 총소요시간이 절반을 초과하지 않게 각 스텝의 소요시간을 설정함과 동시에 1루프의 소요시간중 각 스텝의 총소요시간을 제외한 비작동구간이 1루프의 절반인 0.5루프 이상으로 설정하는 단계에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 적용되는 차량의 감쇠력 가변장치에 대한 블록구성은 제1도에 도시된 종래의 블록구성을 참조하여 설명하고, 그 구성요소에 대해서 동일한 부호를 붙이기로 한다. 본 발명에서는 센서부(1)를 통해 차량의 각 차륜의 가속돌르 감지하게 되는데 각 차륜에 4개의 가속도센서(1a,1b,1c,1d)가 장착되어 있다. 이 가속도 센서(1a,1b,1c,1d)에서 감지한 가속도신호는 전자제어유니트(2)에 입력되며, 전자제어유니트(2)는 입력받은 가속도신호에 따라 노면상태를 감지하여 각 차륜의 쇽업쇼버의 감쇠력을 조절하기 위한 구동신호를 액츄에이터(3)로 출력하고, 액츄에이터(3)는 각 차륜에 설치된 구동부(4)의 스텝모터(4a,4b,4c,4d)를 구동시켜 쇽업쇼버의 감쇠력을 조절하게 된다.

본 발명은 제3도와 같이 노면상태를 감지하는 단계(S110)와, 감지단계(S110)에서 감지한 노면상태에 상응하게 쇽업쇼버의 감쇠력을 설정하는 단계(S120)와, 설정단계(S120)에서 설정된 값에 상응하게 모터의 회전각을 결정하는 단계(S130)와, 회전각 결정단계(S130)에서 결정된 값에 상응하게 모터를 구동하는 단계(S140)를 포함한다.

이를 위해, 본 발명의 전자제어유니트(2)는 노면상태에 따라 스텝모터(4a,4b,4c,4d)를 구동하여 쇽업쇼버의 감쇠력을 조절하는 경우 스텝모터의 작동시간보다 비작동시간을 더 길게 설정하게 되는데, 이는 기존에 스텝모터의 작동시간모다 비작동시간이 상대적으로 짧게 설정되어 모터의 작동여진에 의한 오프 트래킹(off tracking)을 일으키게 등의 결점을 해소하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법을 제3도에 따라 상세하게 설명한다.

먼저, 전자제어유니트(2)는 각 차륜에 장착된 가속도센서(1a,1b,1c,1d)의 가속도신호를 입력받아 주행중인 도로의 노면상태를 감지하게 된다(S110).

이어, 상기 전자제어유니트(2)는 가속도신호에 따라 노면상태 일예로 평탄한 도로, 굴곡 도로 등을 감지한 다음 그에 상응하여 차량의 균형과 조정안정성 및 승차감을 확보하기 위한 쇽업쇼버의 감쇠력을 설정하게 된다(S120).

이어, 상기 전자제어유니트(2)는 가속도센서(1a,1b,1c,1d)의 가속도신호에 따라 감지한 노면상태에 상응하게 설정된 쇽업쇼버의 감쇠력이 작용할 수 있도록 각 차륜에 장착된 스텝모터(4a,4b,4c,4d)의 회전각을 결정하게 된다(S130)〉

이와 같이 상기 전자제어유니트(2)는 노면상태에 따라 쇽업쇼버의 감쇠력을 조절하기 위한 스텝모터(4a,4b,4c,4d)의 회전각을 결정한 다음, 결정된 회전각도만큼 스텝모터(4a,4b,4c,4d)를 구동하기 위한 명령을 액츄에이터(3)에 인가하게 된다(S140). 이를 제4도에 따라 구체적으로 설명한다.

단계(S101-S103)을 수행한 다음 상기 전자제어유니트(2)는 매 루프(loop)마다 스텝모터(4a,4b,4c,4d)를 구동하기 위한 명령 즉, 0에서 4스텝까지의 명령을 입력하게 되며, 여기서 스텝모터(4a,4b,4c,4d)는 0°~90°범위에서 스텝단위로 구동하되 90°를 50스텝으로 구획한 경우 각 스텝단위당 1.8°이동하게 된다.

그리고, 상기 전자제어유니트(2)는 1스텝의 소요시간을 1.5msec로 설정하고 1루프의 소요시간을 12msec로 설정하는데, 작동구간인 1스텝의 총소요시간은 2msec가 된다. 이에 따라 상기 전자제어유니트(2)는 선행 루프의 작동구간인 6msec에 이어서 비작동구간인 6msec이 경과 후 후행 루프를 출력하게 된다.

예를 들어, 제4도에 도시한 바와 같이 첫번재 루프(loop)에서 4스텝의 명령을 액츄에이터(3)에 인가한 후 비작동구간(D)이 지난 다음 두번째 루프(loop)에서 2스텝의 명령을 액츄에이터(3)에 인가하게 된다.

이러한 비작동구간(D)은 하나의 루프(loop)에 대한 소요시간이 12msec에서 최대 4스텝의 명령이 인가될 경우 하나의 스텝당 1.5msec가 소요되므로 최소 6msec 즉, 하나의 루프의 절반인 0.5루프 이상으로 설정되게 된다.

다시 말해, 상기 전자제어유니트(2)는 액츄에이터(3)에 매 루프마다 0~4스텝의 명령을 인가하는 동작단계와 그 루프들 사이에 루프 소요시간의 절반이상으로 설정되는 비동작단계로 구분하여 스텝모터(4a,4b,4c,4d)에 대한 동작을 제어하여 쇽업쇼버의 감쇠력을 조절하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 전자제어유니트의 제어하에 쇽업쇼버의 감쇠력을 조절하는 경우 1루프의 소요시간을 12msec로 설정하고 1스텝의 소요시간을 1.5msec로 설정하여 1루프의 절반인 0.5루프 이상의 비작동구간을 설정한다. 이에 따라 본 명은 선행 루프에 의한 스텝모터의 동작이 완료된 후에 후행 루프에 의한 스텝모터의 동작이 이루어질 수 있으므로 기존과 같이 모터의 작동여진에 의해 오차를 방지하므로서 쇽업쇼버의 감쇠력을 정확하게 조정할 수 있으며, 비작동구간에는 모터의 작동이 중지되므로 모터의 연속작동으로 발생되는 열에 의한 토오크의 변화를 방지하며 작동소음을 경감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 각 차륜에 설치된 가속도센서(1a,1b,1c,1d)로부터 가속도신호를 입력받는 전자제어유니트(2)가 노면상태를 감지하고, 상기 전자제어유니트(2)가 감지된 노면상태에 따라 쇽업쇼버의 감쇠력을 설정한 후 설정된 쇽업쇼버의 감쇠력이 작용할 수 있도록 각 차륜에 장착된 스텝모터(4a,4b,4c,4d)의 회전각을 결정한 다음 상기 전자제어유니트(2)가 액츄에이터(3)로 1루프마다 최대 4스텝의 명령을 출력하여 상기 스텝모터(4a,4b,4c,4d)를 구동시키는 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법에 있어서, 상기 전자제어유니트(2)에서 상기 액츄에이터(3)로 출력하는 선행 루프에 의한 악영향 없이 후행 루프에 따라 상기 스텝모터(4a,4b,4c,4d)가 원활하게 작동하도록, 상기 전자제어유니트(2)는 1루프의 소요시간에서 각 스텝의 총소요시간이 절반을 초과하지 않게 각 스텝의 소요시간을 설정함과 동시에 1루프의 소요시간중 각 스텝의 총소요시간을 제외한 비작동구간(D)이 1루프의 절반인 0.5루프 이상으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자제어유니트(2)는 1루프의 소요시간을 12msec로 설정하고 각 스텝의 소요시간을 1.5msec로 설정함과 동시에 비작동구간(D)을 6msec로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 감쇠력 가변용 모터의 제어방법.