KR100501371B1 - 전자 제어 현가 장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이 곡선 주행도로에 진입하기 전에 입력되는 이미지 영상정보를 가공 처리하여 도로의 기울기를 파악하고 현재속도와 차량 중량을 고려하여 적정한 현가장치의 감쇠력을 산출한 후, 차량이 곡선 주행로에 진입하기 전에 미리 현가장치의 감쇠력을 변화시킬 목적으로;

주행차량의 도로의 상태를 영상 이미지를 실시간으로 입력받아 소정의 신호로 출력하고, 차량의 주행속도를 검출하는 차량 동작상태 검출수단과; 상기 차량 동작상태 검출수단에서 검출되어 입력되는 주행도로의 이미지 영상을 가공처리하여 주행도로의 기울기를 파악하고, 현재 주행 속도와 차량의 중량을 계산하여 차량의 감쇠력을 산출한 후, 차량이 곡선주행로에 진압하기 전 미리 감쇠력을 변화시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단과; 상기 제어수단에서 출력되는 감쇠력 제어신호에 동기되어 주행차량의 기울기를 조절하는 구동수단으로 구성되어, 차량의 주행성능과 안정성을 높이고 승차감을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자 제어 현가 장치의 제어 방법{A control method of electronic control suspension device for vehicle}

본 발명은 전자 현가 제어 장치의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량이 곡선주로에 진입하기 전 이미지 센서에서 검출된 영상 정보를 가공처리하여 도로의 기울기를 파악하고 현재 속도와 차량 중량을 고려하여 적정한 현가장치의 감쇠력을 산출한 후, 차량이 곡선주로에 진입하기 전에 미리 감쇠력을 변화시킴으로서 주행성능과 안정성을 높이고 승차감을 극대화할 수 있는 전자 현가 제어장치의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 승차자에게 안락한 승차감을 제공하도록 차체를 휠에 장착하는 것으로서, 쇽 업소버와 현가 스프링 등을 주요 구성 요소로 한다. 특히 안락한 승차감을 제공, 즉 차체의 상하 요동에 대한 쇽 업소버의 인장 및 압축시 쇽 업소버의 감쇠력을 제어하기 위하여 전자 제어 현가장치가 사용되고 있다.

특히, 종래에는 차체의 절대속도와 노면에 대한 차체의 상대속도로 스카이 훅(sky-hook) 제어를 실현하여 감쇠력 제어의 응답성을 향상시키고 감쇠력의 튜닝이 용이하도록 가속도 센서를 이용한 가변 제어 현가장치가 대한민국 공개 특허 제 2000 - 0060932 호(명칭 : 전자 제어 현가 장치 및 그 제어 방법, 공개일자 : 2000. 10. 16)에 상세히 기재되어 있다.

즉, 상기한 가속도 센서를 이용한 가변 제어 현가장치는 차량의 전후좌우 각 부위에 가속도 센서를 위치시키고 차량이 회전시에 가속도 센서로부터 얻어지는 입력신호를 받아서 차량의 처리장치인 제어장치(ECU)로 보낸다. 상기 제어장치(ECU)는 입력신호를 받아서 차량의 기울어지는 상태를 연산하여 적절한 값을 독립제어가 가능한 솔레노이드가 장착된 쇽업소버로 보내어 감쇠력 제어를 해줌으로써 주행성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이에, 다른 가변식 현가 장치가 대한민국 공개 특허 제1998 - 047145호 (명칭 : 가변식 현가장치, 공개일자 : 1998. 9 . 15)에 기재되어 있다.

이는 차량의 좌, 우 기울어짐에 따라서 좌, 우 쇽 업소버의 유압배력을 다르게 하여 차량이 한쪽으로 쏠림을 방지하는 장치로서, 차량의 자세감지수단으로 볼을 이용하며 이의 결과를 입력받아 완충배력 작동수단을 좌우 쇽업소버의 유압배력 조절로 바꾸어 감쇠력을 배분해줌으로서, 자동차의 주행 중 노면으로부터 받는 충격이나 기울기에 대한 승차감을 더욱 향상시키고 있다.

그러나, 상기한 종래의 장치 및 방법은 감쇠력 제어의 입력값으로 차량의 곡선 주행을 하면서 이미 차체가 어느정도 기울어진 후 얻어지는 가속도 값이나 좌우바퀴의 상대적 높낮이 차이를 사용하기 때문에 감쇠력제어의 응답성이 떨어지게 된다.

또한, 이미 차량이 한쪽으로 기울어지기 시작한 후에 뒤늦게 감쇠력을 제어하기 때문에 차량이 기울어지는 방향으로의 관성력이 커지기 때문에 제어를 위해서 보다 큰 값으로 유압을 제어해줘야만 하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 차량이 주행하고 있는 곡선도로에 진입하기 전에 차량에 부착된 이미지 센서로 읽어들인 영상 정보를 가공 처리하여 도로의 기울기를 파악하고 현재속도와 차량 중량을 고려하여 적정한 현가장치의 감쇠력을 산출한 후 차량이 곡선도로에 진입하기 전에 미리 감쇠력을 변화시키기 위한 전자 제어 현가장치의 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

주행차량의 도로 상태의 영상 이미지를 실시간으로 입력받아 소정의 신호로 출력하고, 차량의 주행속도를 검출하는 차량 동작상태 검출수단과;

상기 차량 동작상태 검출수단에서 검출되어 입력되는 주행도로의 이미지 영상을 가공 처리하여 주행도로의 기울기를 파악하고, 현재 주행 속도와 차량의 중량을 계산하여 차량의 감쇠력을 산출한 후, 차량이 곡선주행로에 진압하기 전 미리 감쇠력을 변화시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단과;

상기 제어수단에서 출력되는 감쇠력 제어신호에 동기되어 주행차량의 기울기를 조절하는 구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은,

주행중인 차량의 주행도로를 실시간 영상으로 입력받아 차량의 기울기를 검출하는 단계와;

현가 감쇠력 제어 필요여부를 판단하는 단계와;

예상 원심력에 따른 메모리 맵 테이블에서 현가 감쇠력을 설정하여 해당 제어신호를 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니고, 단지 일예로 제시된 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 현가 장치 구성 블록도 이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 현가장치의 제어 방법 동작 순서도 이며, 도 3(a)는 본 발명의 실시예에 따른 주행도로의 이미지 캡쳐 상태도 이고, 도 3(b)는 도 3(a)에서 이미지 캡쳐된 주행도로의 가공된 영상 정보를 도시한 도면이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 현가 장치로서, 차량 동작상태 검출장치(100)는 주행차량의 도로의 상태를 영상 이미지로 입력받아 소정의 신호로 출력하고, 차량의 주행속도를 검출하여 출력한다.

제어장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 입력되는 주행도로의 이미지 영상을 가공 처리하여 주행도로의 기울기를 파악하고, 현재 주행 속도와 차량의 중량을 계산하여 현가장치의 감쇠력을 산출한 후, 차량이 곡선주행로에 진압하기 전 미리 감쇠력을 변화시키기 위한 제어신호를 출력한다.

구동장치(300)는 상기 제어장치(200)에서 출력되는 감쇠력 제어신호에 동기되어 차량의 좌, 우측 바퀴에 설치된 쇽 업소버의 유압배력을 조절하여 현가장치의 기울기를 조절한다.

상기에서 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 전방 소정의 위치에 일정거리를 두고 수평적으로 구비되어 차량의 주행 도로의 영상을 실시간으로 입력받아 소정의 영상 신호로 출력하는 제1 및 제2 영상 신호 검출부(110,120)와;

차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차량의 주행속도를 검출하는 차속 검출부(130)로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 전자 제어 현가장치의 제어 방법을 첨부한 도 2를 중심으로 도 3(a), (b)를 참조하여 예를 들어 설명한다.

차량 전방에 주행도로의 상태를 실시간으로 입력받을 수 있는 카메라(CCD 또는 CMOS)를 구비한 주행중인 차량에서 차량 동작상태 검출장치(100)의 제1 영상 검출부(110)와 제2 영상 검출부(120)는 차량의 주행도로의 변화를 실시간으로 입력받아 이미지 함과 동시에 차속 검출부(130)는 차량의 주행속도를 실시간으로 검출한다.

이에, 제어장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되는 주행도로의 이미지와 주행차속을 입력받기 위해 소정의 제어신호를 출력하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 검출되어 입력되는 주행도로의 이미지와 차속을 제어장치(200)에서 출력되는 소정의 제어신호에 동기되어 출력한다.

제어장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)로부터 실시간으로 출력되는 영상신호를 입력받아 차선의 기울기를 검출한다.

즉, 차량의 주행 상태에서(S100), 제어장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)로부터 실시간으로 입력되는 영상신호를 이미지화 하여 데이터 처리 한 다음, 소정의 시간 간격으로 이미지 데이터를 캡쳐 한다(S110,S120).

이이서, 제어 장치(200)는 상기에서 소정의 시간 간격으로 캡쳐된 이미지 데이터를 압축한 다음, 상기 압축된 이미지 캡쳐 데이터를 메모리에 저장되어 있는 소정의 프로그램에 의해 가공하여 도 3(a)에 도시되어 있는 바와 같이 차선의 엣지를 선별한 후, 차량 주행차선으로부터 기울기를 산출한다(S130,S140).

상기에서 기울기를 산출하는 방법은 도 3(b)에 도시되어 있는 바와 같이 도 3(a)와 같이 주행중인 차량을 중심으로 선별된 차선 엣지의 양측 A, B 선상에서 동일한 위상의 선을 임의의 위치에 소정의 간격으로 3개의 가상적 선을 설정한 다음, 3개의 가상 선들의 중심점을 구한다.

이 후, 가까운 중심선끼리 선을 연결하여 기울기의 역수의 절대 값을 a라 하고, 먼 중심점을 연결한 선의 기울기의 역수의 절대 값을 b라고 지칭할 때, 상기 a와 b 사이의 각을 산출하여 주행도로의 기울기를 산출한다.

이 때, 상기 a와 b 사이의 각이 클수록 도로의 기울기는 커지게 된다.

이어서, 제어장치(200)는 상기에서 산출되는 도로의 기울기를 메모리에 저장되어 있는 현가 감쇠력 제어를 위한 설정 기준 값과 비교하여 현가 기울기 제어 필요여부를 결정한다(S150).

상기에서 산출되는 도로의 기울기가 메모리에 저장되어 있는 현가 감쇠력 제어 판단 설정 기준 값보다 크다고 판단되면, 제어장치(200)는 현가 감쇠력 제어를 위해 차량의 주행차속과 차량 중량에 따라 메모리에 설정된 프로그램에 의해 예상 원심력을 산출하고, 그에 따른 현가 감쇠력을 산출한 후, 그에 따른 해당 제어신호를 출력한다(S160,S170).

상기에서 원심력은 차량의 회전반경의 역수와 차량 중량 및 차량 속도의 제곱에 비례해서 증가한다. 여기서, 주행도로의 이미지 영상정보로는 정확한 회전 반경 산출이 곤란하므로 이미지 신호에서 얻어진 도로의 기울기 값으로부터 대략적인 회전반경 값을 산출할 수 있는 비례계수 값을 미리 설정하여 사용해야 한다.

그러므로, 원심력은 초기 도로 기울기를 나타내는 선 기울기 a에 비례해서 커지고 초기기울기 a와 나중 기울기 b와의 차이가 클수록 커질 수 있으므로 여기에 소정의 비례상수를 곱하여 산출하면 된다.

따라서, 예상 원심력은 하기의 수학식 1과 같이 산출할 수 있다.

상기에서 예상 원심력이 산출되면, 제어장치(200)는 수 차례 반복적인 시험을 통하여 산출하여 메모리에 저장되어 있는 예상 원심력 대비 현가 감쇠력 산출 메모리 맵에서 현가 감쇠력을 설정한 후, 그에 해당하는 제어신호를 구동장치(300)로 출력한다.

상기에서 구동장치(300)는 상기 제어장치(200)에서 출력되는 제어신호에 동기되어 차량의 좌, 우측 바퀴에 설치된 쇽 업소버의 유압배력을 조절하여 차량의 기울기를 조절한다.

이로서, 차량이 곡선 주행도로에 진입하기 전에 입력되는 이미지 영상정보를 가공 처리하여 도로의 기울기를 파악하고 현재속도와 차량 중량을 고려하여 적정한 현가장치의 감쇠력을 산출한 후, 차량이 곡선 주행로에 진입하기 전에 미리 현가장치의 감쇠력을 변화시킴으로서, 차량의 주행성능과 안정성을 높이고 승차감을 극대화할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 차량이 곡선 주행도로에 진입하기 전에 입력되는 이미지 영상정보를 가공 처리하여 도로의 기울기를 파악하고 현재속도와 차량 중량을 고려하여 적정한 현가장치의 감쇠력을 산출한 후, 차량이 곡선 주행로에 진입하기 전에 미리 현가장치의 감쇠력을 변화시킴으로서, 차량의 주행성능과 안정성을 높이고 승차감을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 현가 장치 구성 블록도 이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 현가장치의 제어 방법 동작 순서도 이며,

도 3(a)는 본 발명의 실시예에 따른 주행도로의 이미지 캡쳐 상태도 이고,

도 3(b)는 도 3(a)에서 이미지 캡쳐된 주행도로의 가공된 영상 정보를 도시한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 동작상태 검출수단 110 : 제1 영상 신호 검출부

120 : 제2 영상 신호 검출부 130 : 차속 검출부

200 : 제어수단 300 : 구동수단

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 주행중인 차량의 주행도로를 실시간 영상으로 입력받은 후 입력되는 이미지 영상을 소정의 시간으로 캡쳐하는 단계와;

   상기 단계에서 캡쳐된 이미지를 압축하는 단계와;

   상기 단계에서 압축된 캡쳐 이미지를 가공하는 단계와;

   상기 단계에서 가공된 이미지에서 주행도로의 엣지를 선별하여 기울기를 산출하는 단계와;

   상기 단계에서 기울기를 산출한 후 현가 감쇠력 제어 필요여부를 판단하기 위해 산출되는 차량의 기울기와 메모리에 저장되어 있는 설정 기울기를 비교하여 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 산출된 차량의 기울기가 설정 기울기보다 큰 경우 예상 원심력에 따른 메모리 맵 테이블에서 현가 감쇠력을 설정하여 해당 제어신호를 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 제어 현가장치의 제어 방법.
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서, 선별된 엣지에서 기울기를 산출하는 방법은,

   선별된 엣지의 양측 선상에서 동일한 위상의 선을 임의의 위치에 소정의 간격으로 3개의 가상적 선을 설정하여 각각의 중심점을 설정하는 단계와;

   상기 단계에서 설정된 중심점을 가까운 거리와 먼 거리로 각각 나누어 가상 선을 설정하여 두 선의 각도를 산출하여 기울기로 연산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 현가장치의 제어 방법.
6. 삭제