KR100747994B1 - 현가 장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현가 장치의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 노면 판정 주기에 따라 차량이 주행중인 노면 상태 변화를 감지하여 제어량을 변화시켜 댐퍼의 삼쇠력을 결정하는 중앙 연산부는 노면 상태의 변화에 따라 로그 또는 지수 함수를 기 설정된 시간 동안 적용하여 상기 제어량을 연속적으로 증가 또는 감소시켜 댐퍼의 감쇠력을 변경시킴으로써, 노면 상태가 변화하는 천이 구간에서의 급격하게 변화되는 제어량에 따라 발생되는 승차감의 변화를 막을 수 있고, 제어량의 급격한 변화에 따라 발생되는 노이즈를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 불균일한 노면에서와 같이 짧은 시간 동안 노면 상태가 자주 변화하는 구간에서 제어량 변화 완충지대를 형성할 수 있어 승차감의 연속성을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

현가 장치의 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING SUSPENSION APPARATUS}

도 1은 차량의 현가 시스템을 나타내는 예시 도이고,

도 2 내지 도 3은 종래 기술에 따른 노면 상태 변화에 따라 제어량 및 댐퍼의 감쇠력 변화를 나타내는 그래프이고,

도 4는 본 발명에 따른 전자식 현자 장치의 제어 과정을 나타내는 흐름 도이고,

도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 노면 상태 변화에 따른 댐퍼의 감쇠력 변화 과정을 도시한 그래프이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 수직 가속도 센서 2 : 차속 센서

3 : 브레이크 센서 4 : 액튜에이터

5 : 중앙 연산부 6 : 댐퍼

7 : ECU

본 발명은 현가 제어 장치에 관한 것으로, 특히 노면이 변화에 따라 댐퍼를 제어할 때 천이 구간에서 감쇠력이 급격하게 변화하는 것을 방지하는 현가 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

현가 제어 장치는 차량이 주행하는 노면의 상태에 따라 차륜과 차체 사이에 부착된 쇽어브소버의 감쇠력과 스프링 정수나 스테이빌라이저의 특성 변경하는 장치이다.

또, 좋은 도로 주행 시에는, 쇽어브소버의 감쇠력을 큰 값으로 변경시켜 조종성, 안정성의 향상을 도모하고, 한편, 나쁜 도로 주행시에는 쇽어브소버의 감쇠력을 중 정도의 값으로 변경시켜 승차감을 좋게 유지함과 동시에 진동을 억제하는 제어를 행하는 장치이다.

이하 종래의 차량용 현가 장치에 대한 설명은 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 차량의 전자 제어 현가 장치의 전체 구성 도이고, 도 2 내지 도 3은 종래 기술에 따른 전자 제어 현가 장치의 노면 상태 변화에 따른 중앙 제어부의 제어량을 나타내는 그래프이다.

현가 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 거동을 측정하는 센서부, 측정된 신호를 가지고 계산하는 중앙연산부(5), 차량거동을 제어하는 감쇠력을 발생하는 댐퍼(6), 그리고 이 댐퍼(6)의 컨트롤로드를 회전시키는 전자식 액튜에이터(4)로 구성되고 있다.

상기 센서부는 차속을 계산하는 차속센서(2), 차량 상하방향의 가속도를 감지하는 수직 가속도센서(1), 차축 상하방향의 가속도를 감지하는 휠 가속도센서(7) 및 브레이크 센서(3)로 구성되고, 중앙연산부(5)는 센서의 신호를 이용하여 적절한 댐퍼(6)의 감쇠력을 결정하고, 이를 근거로 댐퍼(6) 상단의 전자식 액튜에이터(4)의 위치를 순차적으로 절환시키도록 되고, 댐퍼(6)는 다단가변댐퍼와 전자식 액튜에이터로 구성되어 있다.

상기 댐퍼(6)에 있어 다단 가변댐퍼의 감쇠력은 댐퍼(6) 상부에 위치한 전자식 액튜에이터(4)를 이용하여 댐퍼의 컨트롤로드(6)를 회전시킴에 따라 유로의 크기를 변화시키면서 4-바퀴 댐퍼의 감쇠력을 Soft, Medium, Hard로 절환하게 된다

상기와 같은 구성을 갖는 차량용 현가 장치는 수직 가속도 센서(1)로부터 발생되는 수직 가속도 신호로부터 노면의 상태 정보를 입력받아 현재 차량이 주행 중인 노면을 크게 3가지 Normal, Rough, Wave로 구분하여 판정하고, 중앙 연산부(5)는 판정된 노면의 상태에 따라 제어량을 달리하여 댐퍼(6)의 감쇠력을 변화시키는데, 노면이 Normal 상태일 때 댐퍼(6)의 감쇠력을 Medium으로 변화시키고, 노면이 Rough 상태일 때 댐퍼(6)의 감쇠력을 Soft로 변화시키고, 노면이 Wave 상태일 때 댐퍼(6)의 감쇠력을 Hard로 변화시킨다.

도면중 미설명 부호 7은 각부를 전자적으로 제어하기 위한 ECU이다.

이와 같이 구성된 전자 제어 현가 장치는 각각의 제어 상화에 따라 6개의 로직으로 구성되는데, 특히 중앙 연산부(5)는 수직 가속도 센서(1)에서의 수직 속도가 리바운드(Rebound) 방향일 때 리바운드 제어를 수행하고, 컴플레션(Compression) 방향일 때 컴플레션 제어를 수행한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전자 제어 현가 장치에 있어서, 차량의 중앙 연 산부는 차량이 주행하는 노면의 상태가 Normal에서 Wave로 바뀔 경우와 Rough에서 Wave로 바뀔 경우에 판정된 노면의 상태 변화에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 댐퍼의 감쇠력을 급격하게 변화시키려고 함으로써, 순간적인 승차감 저하와 노이즈를 유발시키는 문제점이 있다.

또한, 차량이 비포장 도로, 깨진 노면 등의 불균일한 노면(도 3의 A 구간)을 주행할 때에, 도 3에 도시된 바와 같이, 댐퍼 감쇠력이 자주 변화됨에 따라 승차감을 해치au, 이에 따른 노이즈가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노면 상태의 변화에 따라 로그 또는 지수 함수를 기 설정된 시간 동안 적용하여 제어량을 연속적으로 증가 또는 감소시켜 댐퍼의 감쇠력을 변경시키는 현가 장치의 제어 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 노면 판정 주기에 따라 차량이 주행중인 노면 상태 변화를 감지하여 제어량을 변화시키는 중앙 연산부에서 댐퍼의 감쇠력을 제어하는 방법에 있어서, 상기 노면 상태의 변화에 따라 로그 또는 지수 함수를 기 설정된 시간 동안 적용하여 상기 제어량을 연속적으로 증가 또는 감소시켜 상기 댐퍼의 감쇠력을 변경시킨다.

본 발명의 실시 예는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 기술 분야의 숙 련자라면 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해할 수 있을 것이다.

종래에는 도 1에 나타낸 바와 같이 차량의 거동을 측정하는 센서부, 측정된 신호를 가지고 계산하는 중앙 연산부(5), 차량거동을 제어하는 감쇠력을 발생하는 댐퍼(6), 그리고 이 댐퍼의 컨트롤로드를 회전시키는 전자식 액튜에이터(4)로 구성되고 있다.

상기 센서부는 차속을 계산하는 차속센서(2), 차량 상하방향의 가속도를 감지하는 수직 가속도센서(1), 차축 상하방향의 가속도를 감지하는 휠 가속도센서(7)로 구성되고, 중앙 연산부(5)는 수직 가속도 센서(1)의 신호를 이용하여 적절한 댐퍼의 감쇠력을 결정하고, 이를 근거로 댐퍼(6) 상단의 전자식 액튜에이터(4)의 위치를 순차적으로 절환시키도록 되고, 댐퍼(6)는 다단가변댐퍼와 전자식 액튜에이터로 구성된다.

상기 댐퍼(6)에 있어 다단 가변댐퍼의 감쇠력은 댐퍼 상부에 위치한 전자식 액튜에이터(4)를 이용하여 댐퍼(6)의 컨트롤로드를 회전시킴에 따라 유로의 크기를 변화시키면서 댐퍼의 감쇠력을 Soft, Medium, Hard로 절환하게 된다.

중앙 연산부(5)는 수직 가속도 센서(1)에서 전송된 수직 가속도 신호를 이용하여 기 설정된 노면 판정 시간 간격으로 차량이 주행하고 있는 노면의 상태를 판단하며, 판단된 노면 상태가 Rough -> Normal, Rough -> Wave 및 Normal -> Wave인 경우에 댐퍼(6)의 감쇠력을 결정할 때 히스테리시스 구간을 두어 급격하게 댐퍼(6)의 감쇠력이 변화되는 것을 방지한다.

다시 말해서, 중앙 연산부(5)는 노면의 상태가 변화할 때 시간 함수(로그함수, 지수함수)를 적용하여 댐퍼(6)의 감쇠력을 조절하는 제어량을 연속적으로 증가 또는 감소시키는데, 노면 상태를 판단한 결과 제어량이 연속적으로 증가시켜야 할 경우에 시간 함수인 로그 함수(

)를 이용하여 제어량 연속적으로 증가시켜 댐퍼(6)의 감쇠력을 변화시키는데, 이때 로그 함수에 적용되는 시간은 노면 판정 주기를 나타내는 노면 판정 시간보다 적다. 여기서, 로그함수를 적용해야 하는 경우로는 노면의 상태가 Rough에서 Normal로 변하던가, Rough에서 Wave로 변하거나 또는 Normal에서 Wave로 변하는 것과 같은 천이 구간이다.

중앙 연산부(5)는 노면 판정 주기로 노면 상태를 판단한 결과 제어량이 연속적으로 감소시켜야 할 경우에 시간 함수인 지수 함수(

)를 이용하여 제어량 연속적으로 감소시켜 댐퍼(6)의 감쇠력을 변화시키는데, 이때 지수 함수에 적용되는 시간은 노면 판정 주기를 나타내는 노면 판정 시간보다 적다. 여기서, 지수 함수를 적용해야 하는 경우로는 노면의 상태가 Wave에서 Normal로 변하던가, Wave에서 Rough로 변하거나 또는 Normal에서 Rough로 변하는 것과 같은 천이 구간이다.

중앙 연산부(5)는 판정된 노면의 상태에 따라 제어량을 달리하여 댐퍼(6)의 감쇠력을 변화시키는데, 노면이 Normal 상태일 때 댐퍼(6)의 감쇠력을 Medium으로 변화시키고, 노면이 Rough 상태일 때 댐퍼(6)의 감쇠력을 Soft로 변화시키고, 노면이 Wave 상태일 때 댐퍼(6)의 감쇠력을 Hard로 변화시킨다.

댐퍼(6)의 액츄에이터는 중앙 연산부(5)에 의해서 결정된 댐퍼(6)의 감쇠력 에 따라 구동된다.

상기와 같은 전자식 현가 장치의 제어 방법은 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 전자식 현자 장치의 제어 과정을 나타내는 흐름 도이고, 도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 노면 상태 변화에 따른 댐퍼의 감쇠력 변화 과정을 도시한 그래프이다.

먼저, 중앙 연산부(5)는 기 설정된 노면 판정 시간 간격으로 수직 가속도 센서(1)에서 전송된 수직 가속도 신호를 이용하여 차량이 주행 중인 노면의 상태 변화가 천이 구간인지의 여부를 판단한다(S301, S302).

단계 302의 판단 결과, 중앙 연산부(5)는 노면의 상태 변화가 천이 구간이 아닐 때 기 설정된 노면 판정 시간이 경과한 후에 단계 301로 돌아가 수직 가속도 센서(1)에서 수직 가속도 신호를 수신한다(S303).

단계 302의 판단 결과, 노면 상태 변화가 천이 구간일 때, 중앙 연산부(5)는 노면의 천이 구간에 대응하여 댐퍼(6)의 감쇠력을 증가 또는 감소시킬지의 여부를 판단한다(S304).

댐퍼(6)의 감쇠력을 증가시켜야 하는 경우는 노면의 상태가 Rough->Normal, Rough->Wave 또는 Normal->Wave로 변화할 때이고, 댐퍼(6)의 감쇠력을 감소시켜야하는 경우는 노면의 상태가 Wave->Normal, Wave->Rough 또는 Normal->Rough로 변화할 때이다.

단계 304의 판단 결과, 댐퍼(6)의 감쇠력을 증가시켜야 할 때 중앙 연산부(5)는 시간 변수를 갖는 로그 함수를 이용하여 댐퍼(6)의 감쇠력을 기 설정된 값만큼 연속적으로 감소시켜 댐퍼(6)의 감쇠력을 변화시키는데, 예를 들어 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 노면의 상태가 Normal에서 Wave로 변할 때 중앙 연산부(5)는 댐퍼(6)의 감쇠력을 Medium에서 Hard로 변경시키기 위해서 시간이 t1에서 t2 구간 동안 로그 함수를 적용하여 댐퍼(6)의 감쇠력을 연속적으로 증가시켜 Hard로 변경시킨다(S305, S306). 여기서 시간 t1에서 t2 구간은 중앙 연산부(5)에 설정된 노면 판정 시간보다 작은 값을 갖는다.

단계 304의 판단 결과, 댐퍼(6)의 감쇠력을 감소시켜야 할 때 중앙 연산부(5)는 시간 변수를 갖는 지수 함수를 이용하여 댐퍼(6)의 감쇠력을 기 설정된 값만큼 연속적으로 감소시켜 댐퍼(6)의 감쇠력을 변화시키는데(S307), 예를 들어 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 노면의 상태가 Wave에서 Normal로 변경될 때 중앙 연산부(5)는 댐퍼(6)의 김쇠력을 Hard에서 Medium으로 변경시키기 위해서 시간 t3에서 t4 구간 동안 지수 함수를 적용하여 댐퍼(6)의 감쇠력을 연속적으로 감소시켜 Soft로 변경시킨다. 여기서, 시간 t3에서 t4 구간은 중앙 연산부(5)에 설정된 노면 판정 시간보다 작은 값을 갖는다.

상기와 같은 과정을 통해 전자식 현자 장치를 제어함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 차량이 노면 상태가 불균일한 곳(시간 t5에서 t6)과 같이 노면의 상태가 자주 변화하는 구간에서 댐퍼(6)의 감쇠력을 제어하는 제어량 변화 완충 지대를 형성한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 노면 판정 주기에 따라 차량이 주행중인 노면 상태 변화를 감지하여 제어량을 변화시키는 중앙 연산부는 노면 상태의 변화에 따라 로그 또는 지수 함수를 기 설정된 시간 동안 적용하여 제어량을 연속적으로 증가 또는 감소시켜 댐퍼의 감쇠력을 변경시킴으로써, 노면 상태가 변화하는 천이 구간에서의 급격하게 변화되는 제어량에 따라 발생되는 승차감의 변화를 막을 수 있고, 제어량의 급격한 변화에 따라 발생되는 노이즈를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 불균일한 노면에서와 같이 짧은 시간 동안 노면 상태가 자주 변화하는 구간에서 제어량 변화 완충지대를 형성할 수 있어 승차감의 연속성을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 노면 판정 주기에 따라 차량이 주행중인 노면 상태 변화를 감지하여 제어량을 변화시키는 중앙 연산부에서 댐퍼의 감쇠력을 제어하는 방법에 있어서,

   상기 노면 상태의 변화에 따라 로그 또는 지수 함수를 기 설정된 시간 동안 적용하여 상기 제어량을 연속적으로 증가 또는 감소시켜 상기 댐퍼의 감쇠력을 변경시키는 현가 장치의 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 현가 장치의 제어 방법은,

   상기 노면의 상태 변화에 따라 상기 제어량을 증가 또는 감소시킬지의 여부를 판단하는 단계와,

   상기 판단 결과, 상기 제어량을 증가시킬 경우에 상기 제어량을 상기 로그 함수에 따라 기 설정된 시간 동안 증가시켜 상기 댐퍼의 감쇠력을 변경시키고, 상기 제어량을 감소시킬 경우에 상기 제어량을 상기 지수 함수에 따라 기 설정된 시간 동안 감소시켜 상기 댐퍼의 감쇠력을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현가 장치의 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어량을 증가 또는 감소를 위해서 적용되는 로그 또는 지수 함수의 시 간은, 상기 노면 판정 주기보다 작은 것을 특징으로 하는 현가 장치의 제어 방법.

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