KR101122865B1 - 공기 부양식 차량의 높이를 조절하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 높이 목표값 만큼 공기 부양식 차량의 높이를 조절하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에 따라, 높이 조절 장치는 목표값에 도달하기 전에 스위치-오프 된다. 스위치-오프 시점은 작용하는 댐핑에 따라서 결정된다.

Description

공기 부양식 차량의 높이를 조절하기 위한 방법 {HEIGHT CONTROL METHOD FOR AIR-SUSPENDED VEHICLES}
[기술분야]
본 발명은 높이 목표값에 도달하기 전에 높이 조절 장치가 스위치 오프 되는, 공기 부양식 차량의 높이를 상기 높이 목표값 만큼 조절하기 위한 방법에 관한 것이다.
[배경기술]
독일 공개 특허 출원서 제 43 33 823 A1호에는 공기 부양 장치로 차량의 높이를 조절하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 이 방법에서 밸브는 조절 중에 측정된 조절 속도에 따라, 설정 높이에 도달하기 전에 미리 스위치 오프되고, 설정 높이에는 진동 소멸 과정 후에 도달하게 된다.
공지된 선행 기술에서의 단점은, 오로지 조절 속도만을 기초로 하는 경우에는 높이 조절 장치가 언제 스위치 오프 되어야 하는지를 정확하게 예견할 수 없다는 사실이다.
[발명의 상세한 설명]
이와 같은 문제점으로부터 출발하는 본 발명의 목적은, 차량 구조를 설정 높이까지 신속하고 정확하게 이동시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명의 청구항 1에 따른 특징들을 갖는 방법에 의해서 달성되는데, 스위치 오프 시점이 유효하게 작용하는 댐핑에 따라서도 결정된다. 다름 아닌 액티브 런닝 기어 또는 세미 액티브 런닝 기어에서는 댐핑이 차량 작동 중에 변동될 가능성이 있기 때문에, 결과적으로 댐핑이 변동되는 경우에는 다양한 진동 소멸 특성이 설정된다. 따라서, 높이 조절시 높이 목표값에 정확하게 도달되지 않을 위험이 존재한다. 작용하는 댐핑을 고려함으로써, 높이 조절을 정확하게 할 수 있고, 보다 신속하게 원하는 높이 목표값에 도달할 수 있다.
본 발명의 한 개선예에서는, 현재 유효하게 작용하는 댐핑에 의존하는 보조 변수가 높이 목표값, 높이 실제값 또는 상기 높이 목표값과 상기 높이 실제값의 차인 조절차에 의해 논리적으로 연산되도록 제공된다. 어떤 값이 스위치 오프 시점을 결정하기 위한 높이 조절의 기초가 되는지에 따라, 상기 값에는 스위치 오프 시점을 보정하는 상응하는 보조 변수가 제공된다. 이 경우 상기 보조 변수는, 조절 알고리즘이 어떻게 형성되었는지에 따라서, 기준값으로부터 감산되거나 또는 상기 기준값에 가산될 수 있다.
본 발명의 한 개선예에서는, 이동된 차량 구조의 관성으로 인하여 높이 목표값을 초과하여 발생하는 과도 진동을 가급적 회피하기 위하여, 스위칭 오프 시점은 높이 조절을 위한 조절 속도에 따라서 결정된다. 조절 속도가 높으면 높을수록, 스위치 오프는 그만큼 더 이른 시간에 이루어져야만 한다. 조절 속도 - 차량 상승의 경우에는 증가 조절 속도, 차량 하강의 경우에는 감소 조절 속도 - 는 높이 목표값을 가급적 정확하게 설정하기 위하여, 보조 변수를 산출할 때에 고려된다.
액티브 또는 세미 액티브 런닝 기어에서의 높이 조절을 댐퍼 파워 조절과 상충시키지 않기 위하여, 액티브한 높이 조절의 경우에는 신호가 발생되어 댐퍼 파워 조절 장치로 전달된다. 그 경우에는 댐퍼의 파워가 액티브한 높이 조절 중에, 특히 차량 높이 조절시에 감소되기 때문에, 높이 조절 시스템은 댐퍼 파워 조절 시스 템과 상충하게 동작하지 않는다. 또한, 높이 조절이 진행되는 동안에는 제일 먼저 댐퍼의 파워가 감소된다. 과도 진동을 방지하기 위하여, 높이 목표값에 도달하기 바로 직전에 댐퍼의 파워가 증가하게 되며, 이와 같은 현상은 빠르게 동작하는 밸브 때문에 매우 짧은 기간 동안에만 가능하다.
댐퍼 파워 조절 장치로 전달된 신호가 한 개선예에서는 조절 속도에 대한 정보를 보유함으로써, 상기 댐퍼 파워는 조절 속도에 따라서도 변동되는데, 특히 감소되고 증가될 수 있다. 댐퍼 파워의 감소 및 증가는 실제로 공기 부양식 또는 물과 공기의 작용에 의해 부양되는 차량의 정상적인 댐퍼 파워 조절과 무관하게 스카이 훅(skyhook)-알고리즘에 따라서 이루어진다.
주행 다이내믹적으로 임계적인 상황 중에 댐퍼 파워가 의도치 않게 감소하는 것을 방지하기 위하여, 댐퍼 파워는 액티브한 높이 조절시에는, 증가 조절 속도가 한계값에 의해 결정된 범위 내에 있는 경우에만 감소된다. 상기 한계값을 초과한 경우에는, 댐퍼 파워가 상승되거나 또는 댐퍼 파워의 정상적인 조절 과정이 실행된다.
보조 변수 그리고 댐퍼 파워를 가급적 정확하게 산출할 수 있기 위하여, 예를 들어 주행을 시작할 때에 테스트 조절이 실행됨으로써, 조절 속도가 사전에 검출된다. 상기 조절 속도는 예를 들어 차량 부하에 의해서 변동되는데, 이와 같은 사실은 재차 과도 진동을 회피하거나 또는 높이 목표값까지 가급적 신속하게 조절하기 위하여, 댐핑에 영향을 미치고 댐퍼 파워 조절을 위한 척도를 제공한다. 그 다음에 상기 결정된 파라미터가 댐퍼 파워 조절 장치에 전달되고, 댐퍼 파워의 적 응을 위하여 사용된다.
한 개선예에서, 댐퍼 파워 조절은 예컨대 방향 전환 동작, 방향 전환 각, 브레이킹 압력 또는 검출된 가속값과 같은 주행 다이내믹 인자에 따라서 이루어질 수 있는데, 특별히 주행 다이내믹적으로 임계적인 상황이 존재하는 경우에는 댐퍼 파워의 감소가 중단될 수 있다.
본 발명의 한 개선예에서는, 스위치 오프 시점이 높이 목표값의 변동에 따라서, 높이 조절 이전의 높이 목표값과 새로이 결정된 높이 목표값 간의 차로부터 산출되는 목표값 변동에 의해서 결정된다.
본 발명의 실시예들은 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
[도면의 간단한 설명]
도 1은 높이 조절의 회로도이고,
도 2는 유도 변수를 결정하기 위한 특성 필드이며,
도 3은 조절 변수에 대한 댐핑 계수의 파형도이고,
도 4는 접지-스프링-댐퍼-시스템의 개략도이며,
도 5는 보조 변수의 스위치 오프의 다양한 가능성들을 도시한 회로도이고,
도 6은 목표값 변동에 의한 보조 변수의 스위치 오프에 대한 회로도이며,
도 7은 댐퍼 변수의 스위치 오프의 회로도이고,
도 8은 목표 높이의 변동을 도시한 개략도이며,
도 9는 댐퍼 조절이 적응되는 영역을 도시한 개략도이다.
[실시예]
도 1은 높이 목표값(hSoll)이 유도값(hV)과 논리결합되는 높이 조절의 회로도를 보여준다. 이 경우 상기 유도값(hV)은 목표값(hSoll)으로부터 감해진다. 상기 유도값(HV)은 현재에 측정된 조절 속도(h
Figure 112011039208424-pct00001
ist) 및 댐핑 계수(KD)로부터 검출되며, 상기 댐핑 계수는 댐퍼의 밸브를 전기적으로 조절할 때에 댐퍼 전류(IDaempf)로서도 나타날 수 있다.
목표값(hSoll)과 유도값(hV)의 조합은 현재의 높이(hIst)와 비교된다. 상기 두 개의 값이 일치하면, 높이 조절이 중단된다. 현재의 높이(hIst)의 순간적인 값을 결정하기 위하여, 실제 높이 또는 차량 축과 차량 구조 사이의 간격 변동을 검출하기 위한 수단이 존재한다.
유도값(hV)을 결정하기 위하여, 도 2에 도시된 특성 곡선이 작성된다. 도 2에는 조절 속도(h
Figure 112011039208424-pct00013
)에 따른 상기 유도값(hV)이 도시되어 있는데, 직선의 기울기는 댐핑 계수(KD)에 의해서 결정된다.
또한, 특성 곡선 대신에 댐핑 계수(KD)를 변경하기 위한 특성 필드 또는 고정된 파라미터를 사용하는 것도 가능하다. 상기 댐핑 계수(KD)의 가능한 등급별 배치는 도 3에 도시되어 있고, 댐핑 계수(KD)의 단계별 변경 대신에 연속적인 변경도 가능하다.
도 4에는 공기 스프링(1)의 접지(M) 및 댐퍼(2)로 이루어진 한 시스템의 간단한 모델이 도시되어 있다. 상기 접지(M)가 공기 스프링(1) 상에 지지됨으로써, 상기 공기 스프링(1)의 공기로 채워진 공간에는 압력(PL)이 존재하게 된다. 상기 접지(M)에는 댐퍼(2)가 연결되어 있으며, 상기 댐퍼는 조절 속도에 따라서 시스템 내부로 전달되는 댐퍼 파워(FD)를 야기하며, 이 경우 상기 댐퍼 파워(FD)는 조절 속도(h
Figure 112006071672340-pct00003
)와 댐핑 계수(KD)의 곱이다. 댐퍼(2)에 의해서는, 접지(M)의 상승시에 추가의 조절력이 필요하게 되고, 상기 조절력은 댐퍼 파워(FD)에 상응하며, 이와 같은 사실은 특히 높이를 신속하게 조절하는 경우에 높은 댐퍼 파워(FD) 및 그와 더불어 상승된 에너지 소지를 야기한다. 접지(M)를 상승시키기 위해서는, 댐퍼 파워의 보상을 위하여, 원래 높이 목표값에 도달할 목적으로 반드시 필요한 것보다 높은 압력이 공기 스프링(1) 내부에 제공되어야만 한다. 작용하는 댐핑을 높이 조절시에 고려하지 않으면, 과도 진동 및 상태적으로 느린 조절이 야기된다. 높이 조절 장치, 예컨대 압축기 또는 밸브의 스위치 오프 시점이 작용하는 댐핑 또는 작용하는 댐퍼 파워(FD)에 따라 결정됨으로써, 상기와 같은 상황에 직면하게 된다.
도 5에 따른 회로도에는, 높이 조절 장치를 스위치 오프 하기 위한 시점을 선택할 때에 댐핑을 스위치 온 (논리적용)하기 위한 다양한 가능성들이 도시되어 있다. 그에 따라, 조절기(R)에 상응하는 정보를 제공하기 위하여, 유도값(hV)의 보조 변수는 높이 목표값(hSoll), 높이 실제값(hIst) 또는 조절차(△h)에 스위치 온 (논리 결합)될 수 있다.
도 6에는, 높이 조절 속도 대신에 조절 이전의 높이 목표값(hSoll)과 새로 산출된 높이 목표값(hSoll, neu) 간의 차이가 입력값으로서 사용되는 경우에, 높이 목표값(hSoll)에 보조 변수(hV)가 어떻게 스위치 온 되는지가 도시되어 있다. 목표값 변동(△hsoll)으로부터는 유도값(hV)이 얻어지고, 상기 유도값을 통해서 스위치 오프 시점이 유효하게 작용하는 댐핑에 따라서 결정된다. 보조 변수(hV)를 스위치 온 할 수 있는 추가의 가능성은 도 7에 도시되어 있으며, 이 경우 소자(D) 내에서는 댐퍼 부재의 시간적인 형상이 형성되고, 댐핑 인자(K)가 스위치 온 됨으로써, 그로부터 유도값(hV)이 얻어진다. 높이 목표값(hSoll), 유도값(hV) 및 높이 실제값(hIst)으로부터 조절차(△h)가 결정된다. 목표값 높이(hSoll)의 변동은 목표값 높이가 시간에 걸쳐 도시되어 있는 도 8에 도시되어 있다.
도 9에서는 조절 속도(VR)의 범위가 제한되었다. 차량 구조 운동(VR)의 속도가 한계값 아래에 있으면, 정상적인 댐퍼 조절은 영역(H)에서 이루어지고, 이와 같은 내용은 한계값이 최대로 초과되는 경우에도 동일하게 적용된다. 하부 한계값(min)과 상부 한계값(max) 사이에서는, 영역(W)에서 감소된 댐퍼 파워 및 그와 더불어 유연한 댐퍼가 설정된다.

Claims (11)

  1. 높이 목표값(setpoint ride level value)에 도달하기 전에 높이 조절 장치가 스위치 오프 되는, 공기 부양식 차량의 높이를 상기 높이 목표값 만큼(about) 조절하기 위한 방법으로서,
    상기 스위치 오프(deactivation) 시점을 유효하게 작용하는 댐핑에 따라서 그리고 조절 속도에 따라서 결정하고,
    현재 유효하게 작용하는 댐핑에 의존하는 보조 변수가 상기 높이 목표값, 높이 실제값 또는 상기 높이 목표값과 상기 높이 실제값의 차이인 조절차(control difference)에 적용되는 것을 특징으로 하는,
    공기 부양식 차량의 높이 조절 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 변수를 산출할 때에 상기 조절 속도를 고려하는 것을 특징으로 하는,
    공기 부양식 차량의 높이 조절 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 높이 조절 장치가 활성화되면 신호가 발생되어 댐퍼 파워 조절 장치로 전달되고,
    활성화된 높이 조절 프로세스 동안 댐퍼 파워가 상기 신호에 의하여 변동되는 것을 특징으로 하는,
    공기 부양식 차량의 높이 조절 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 신호는 상기 조절 속도에 관한 정보를 포함하고, 상기 댐퍼 파워는 상기 조절 속도에 따라 변동되는 것을 특징으로 하는,
    공기 부양식 차량의 높이 조절 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 댐퍼 파워는 상기 조절 속도가 한계값에 의해 결정된 범위 안에 있는 경우에만 변동되며, 상기 한계값을 초과하는 경우에는 상기 댐퍼 파워가 증가하는 것을 특징으로 하는,
    공기 부양식 차량의 높이 조절 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 조절 속도를 사전에 검출하고,
    검출된 상기 조절 속도를 참조하여 상기 댐퍼 파워의 적응을 위한 파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는,
    공기 부양식 차량의 높이 조절 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    주행 다이내믹 파라미터에 따라서 상기 댐퍼 파워가 적응되는 것을 특징으로 하는,
    공기 부양식 차량의 높이 조절 방법.
  10. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치 오프 시점을 상기 높이 목표값의 변동에 따라서 결정하는 것을 특징으로 하는,
    공기 부양식 차량의 높이 조절 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 주행 다이내믹 파라미터는 방향 전환 동작(stteering movement), 방향 전환 각, 브레이킹 압력 및 검출된 가속력으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    공기 부양식 차량의 높이 조절 방법.
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