KR100693550B1 - 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 후륜휠과 차체 언더 바디를 연결하는 링크에 레벨라이저를 설치하여 차량의 내륜과 외륜에 차등적으로 하중이 발생되는 것을 이용하여 차량의 롤을 제어하는 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치에 관한 것으로서, 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치에 있어서, 차량의 스티어링 휠의 조작 정도를 판정하여 해당하는 신호를 출력하는 조향각 검출부(1), 차량의 좌우 구동륜의 회전수를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 휠조향각 검출부(2), 차량의 선회각속도를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 선회각속도 검출부(3), 차량의 후륜과 차체 언더 바디를 연결하는 링크에 설치되어 차량의 수평 정도를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 레벨라이저(4), 상기 조향각 검출부(1), 휠조향각 검출부(2), 선회각속도 검출부(3) 및 레벨라이저(4)에서 출력되는 신호를 입력받아 래터럴값을 연산하고 차량의 전복 여부를 판단하여 제어 신호를 출력하는 제어부(5), 상기 제어부(5)에서 출력되는 제어 신호에 의해 브레이크 유압과 엔진 토크값을 제어하는 액츄에이터(6)로 구성된다.
차량, 레벨라이저, 롤

Description

레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치{A rolling control apparatus by using levelyzer in vehicle}
도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하여 종래의 래터럴 로드와 리어 액슬의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 의한 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치를 나타내는 블록도.
도 3은 차량 선회시 차량의 기울기 변화를 나타내는 도면.
-도면의 주요부분에 대한 부호설명-
1 : 조향각 검출부 2 : 휠조향각 검출부
3 : 선회각속도 검출부 4 : 레벨라이저
5 : 제어부 6 : 액츄에이터
본 발명은 차량의 후륜휠과 차체 언더 바디를 연결하는 링크에 레벨라이저를 설치하여 차량의 내륜과 외륜에 차등적으로 하중이 발생되는 것을 이용하여 차량의 롤을 제어하는 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치에 관한 것이다.
일반적으로 래터럴 로드(lateral load)는 차체가 좌, 우 방향으로 움직이는 것을 규제하기 위하여 리어 액슬(rear axle)과 차체 프레임 사이에 장착된 것으로 도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하여 종래의 래터럴 로드와 리어 액슬을 접속시키는 링크부(link)를 설명하면, 리어 액슬(10)에 브라케트(20)가 장착되고, 상기 브라케트(20)에는 마운팅 볼트(22)를 이용하여 인너 파이프(30)와 아우터 소켓(outer socket)(40)이 체결 장착되었다.
즉, 인너 파이프(30)가 아우터 소켓(40)에 삽입되어 결합되고, 상기 결합된 인너파이프(30)와 아우터 소켓(40)은 마운팅 볼트(22)에 의해서 브라케트(20)에 결합된다. 또한 상기 아우터 소켓(40)의 외측면에 래터럴 로드(50)가 착설 고정되며, 인너파이프(30)와 아우터 소켓(40) 사이에는 완충작용을 하는 러버(rubber)(42)가 삽입 설치되어 있다.
상기와 같이 구성된 래터럴 로드(50)의 링크부(link)(100)는 차량의 선회시 차체프레임(72)에 착설된 래터럴 로드(50)의 다른 일측단을 기점으로 링크부(link)(100)가 원호를 그리면서 상, 하 운동을 하므로 차체(70)와 리어 액슬(10)이 횡방향으로 변위가 발생하여 차량의 조종성능을 감소시키는 문제점이 있었다.
이러한 차량의 조종 성능 감소를 미리 예견하기 위해 래터럴 로드의 변위값을 계산하여 차량의 전복을 예견할 수 있으므로, 횡 가속도 센서와 롤 레이트 센서로부터 얻어지는 값을 이용하여 계산하고 있다.
이때 사용되는 롤 레이트 센서는 고가의 장비이기 때문에 롤 레이트 센서의 설치에 의해 차량의 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 후륜에 인가되는 값을 이용하여 롤 레이트 센서를 사용하지 않는 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치를 나타내는 블록도로서, 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치에 있어서, 차량의 스티어링 휠의 조작 정도를 판정하여 해당하는 신호를 출력하는 조향각 검출부(1), 차량의 좌우 구동륜의 회전수를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 휠조향각 검출부(2), 차량의 선회각속도를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 선회각속도 검출부(3), 차량의 후륜과 차체 언더 바디를 연결하는 링크에 설치되어 차량의 수평 정도를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 레벨라이저(4), 상기 조향각 검출부(1), 휠조향각 검출부(2), 선회각속도 검출부(3) 및 레벨라이저(4)에서 출력되는 신호를 입력받아 래터럴값을 연산하고 차량의 전복 여부를 판단하여 제어 신호를 출력하는 제어부(5), 상기 제어부(5)에서 출력되는 제어 신호에 의해 브레이크 유압과 엔진 토크값을 제어하는 액츄에이터(6)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 차량의 주행 도중에 좌측 또는 우측으로 선회를 하게 되면, 차량의 양측 구동휠에는 서로 다른 하중이 인가되고, 차량 양측의 지상고에 변화가 발생하며 차량의 좌우 기울기가 변화하게 된다.
상기와 같이 차량의 선회시 차량의 조향 정도, 차량의 구동휠의 회전수 및 선회 각속도가 조향각 검출부(1), 휠조향각 검출부(2), 선회각속도 검출부(3)에 의해 각각 검출되어 해당하는 신호가 출력되고 차량의 좌우 기울기는 차량의 후륜과 차체 언더 바디를 연결하는 링크에 설치되어 있는 차량의 레벨라이저(4)에 의해 측정되어 해당하는 신호가 출력되며, 출력되는 신호는 제어부(5)로 입력된다.
제어부(5)는 입력되는 신호를 이용하여 차량의 래터럴 값을 계산하도록 한다.
이때 래터럴 로드의 계산은 다음의 [수학식 1]에 의해 얻을 수 있다.
Figure 112005051757587-pat00001
Fzi : 좌측휠의 수직힘의 총합
Fzo : 우측휠의 수직힘의 총합
WLT : 횡방향 이동 하중
WSW : 타이어 작용 총하중
Ms : sprung mass
hr : 지면으로부터 sprung mass center 까지의 높이
Mu : unsprung mass
ha : 지면으로부터 unsprung mass center 까지의 높이
ay : 횡가속도
KΦΦ: roll stiffness
CΦΦ: roll damping stiffness
MgT : 차량 총중량
이때 계산되어 얻어진 래터럴 값은 -1 에서 1의 값을 갖게 되고, -1의 차량이 우측으로 전복되는 상황을 의미하고 1은 차량이 좌측으로 전복되는 상황을 의미하므로, 제어부(5)에서 얻어진 래터럴 값이 -1 과 1 에 가까워지면 차량의 전복이 발생될 수 있으므로 이의 예방을 위하여 액츄에이터(6) 제어 신호를 출력하도록 한다.
액츄에이터(6)는 차량의 브레이크 유압과 엔진 토크를 제어하여 차량의 전복 사고가 발생되지 않도록 한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 차량의 후륜휠과 차체 언더 바디를 연결하는 링크에 레벨라이저를 설치하여 차량의 내륜과 외륜에 차등적으로 하중이 발생되는 것을 이용하여 차량의 롤링을 제어하므로 롤 레이트 센서를 사용하지 않게 되어 차량의 운가가 절감되는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치에 있어서, 차량의 스티어링 휠의 조작 정도를 판정하여 해당하는 신호를 출력하는 조향각 검출부(1), 차량의 좌우 구동륜의 회전수를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 휠조향각 검출부(2), 차량의 선회각속도를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 선회각속도 검출부(3), 차량의 후륜과 차체 언더 바디를 연결하는 링크에 설치되어 차량의 수평 정도를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 레벨라이저(4), 상기 조향각 검출부(1), 휠조향각 검출부(2), 선회각속도 검출부(3) 및 레벨라이저(4)에서 출력되는 신호를 입력받아 래터럴값을 연산하고 차량의 전복 여부를 판단하여 제어 신호를 출력하는 제어부(5), 상기 제어부(5)에서 출력되는 제어 신호에 의해 브레이크 유압과 엔진 토크값을 제어하는 액츄에이터(6)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레벨라이저를 이용한 롤 콘트롤 장치.
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Citations (5)

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