KR101823894B1 - 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조 - Google Patents

기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조에 관한 것으로서, 차체의 기울어짐을 인식할 수 있는 저비용으로 인식할 수 있는 센서를 제공하고, 또한, 상기 센서를 이용하여 차량의 기울어짐을 인식하고, 상기 센서에서 인식된 차량의 기울어짐 상태 및 차량 주행 상황에 따라 차량의 서스펜션을 제어하도록 이루어진 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조에 관한 것이다.

Description

기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조 {An automatic controlling structure of suspension using tilt angle sensor}
본 발명은 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 서스펜션 자동제어 구조에 있어서, 차체의 상하좌우의 기울어짐을 인식할 수 있는 센서를 구비하고, 상기 센서에 의하여 인식된 차체의 기울어짐에 대응하여 차량의 서스펜션을 제어하는 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 서스펜션 시스템은 차체와 휠 사이에 존재하고, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하방향으로는 스프링과 유압 쇽 업소오버등에 의해 지지되고, 기타 방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.
이러한 서스펜션 시스템은,
첫째, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자의 안락한 승차감을 제공하고, 둘째, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하며, 셋째, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 안정성을 확보하도록 이루어진다.
따라서, 상기 서스펜션 시스템은 주행시 차축이 노면에서 받는 충격이나 진동을 차체에 직접적으로 전달하지 않도록 함으로써, 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 향상시키는 기능을 한다.
종래의 세스펜션 시스템은 차량 추돌과 같은 위험 상황에서 상기 서스펜션 시스템의 움직임이 관성에 의하여 전면의 범퍼 위치가 낮아지고, 후면 범퍼의 위치가 상대적으로 높아지는 상황이 발생하며, 이러한 구조는 추돌 발생시 상대적으로 위치가 낮아진 전면범퍼에서 충격 흡수가 어려워지도록 하는 단점을 가지고 있었다.
한편, 상기와 같은 종래의 서스펜션 시스템의 문제를 해결하기 위한 방법으로, 능동형 서스펜션 제어 시스템이 사용되고 있었다. 상기 능동형 서스펜스 시스템은 차량에 구비된 차체 상태(상, 하, 좌, 우)인식센서를 통하여 차량의 기울어짐을 인식하여, 기울어짐에 대응해 서스펜션 시스템의 동작을 제어하는 방식의 기술이 사용되고 있었다.
그러나, 상기와 같은 종래의 능동형 서스펜션 제어 시스템은 차량의 차체 상태 인식센서들을 포함한 차체의 기울어짐 발생 인식 구조를 구비하는데 상당한 비용이 발생한다는 단점을 가지고 있었다. 특히, 현재 차량에 구비된 각종 단위 시스템별 차체 상태 인식센서들은 개별적으로 각 단위 시스템에 구비되어 있으나, 단위 시스템에서 요구되는 차체 기울어짐 인식센서의 감도 이상의 센서가 구비되어 필요 이상의 비용이 발생하는 단점이 있으므로, 시스템 성능에 적함한 센서가 구비되어야 할 필요가 있었다. 따라서, 상기와 같은 종래의 능동형 서스펜션 제어 시스템은 차량의 상태를 인식하기 위하여 구비되는 각종 센서의 구축에 많은 비용을 발생시키는 단점을 가지고 있었다.
또한, 상기와 같은 종래의 서스펜션 시스템은 차량 주행 조건 및 상태에 따라 차량을 운전하는 운전자가 모드 설정(예를 들어, 스포츠 모드와 같은)을 통하여 차량의 서스펜션 튜닝 상태를 선택하여 변경할 수 있도록 이루어지나, 그 선택의 폭이 상당히 제한된다는 단점을 가지고 있었다. 예를 들어, 차량의 운전자가 주행중인 차량의 상하진동에 대하여 Soft한 서스펜션 튜닝 상태를 원하고, 코너링시 발생하는 좌우 쏠림은 Hard한 서스펜션 튜닝 상태를 원하는 경우에, 종래의 서스펜션 시스템의 운전자 모드 설정에서는 차량의 주행 상태와 관계 없이 고정된 서스펜션 튜닝 상태로 설정되어 있으며, 이러한 구성은 운전자별 운전 취향을 반영하지 못한다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서,
차체의 기울어짐을 인식할 수 있는 저비용으로 인식할 수 있는 센서를 제공하고, 또한, 상기 센서를 이용하여 차량의 기울어짐을 인식하고, 상기 센서에서 인식된 차량의 기울어짐 상태 및 차량 주행 상황에 따라 차량의 서스펜션을 제어하도록 이루어진 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,
서스펜션 자동제어 구조에 있어서, 차량의 횡방향으로 배치된 X축 기울어짐 인식센서; 및 상기 X축 기울어짐 인식센서와 수직으로 배치되어 차량의 상하방향으로 배치된 Y축 기울어짐 인식센서;를 포함하고, 상기 X축 기울어짐 인식센서 및 상기 Y축 기울어짐 인식센서는, 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111); 동일한 탄성계수를 가지고 각각 그 일단은 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)와 연결된 한쌍의 스프링(120, 121); 상기 한쌍의 스프링(120, 121)과 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)의 사이에 각각 배치되는 한쌍의 플레이트(130, 131); 양단에 상기 한쌍의 스프링(120, 121)의 타단이 연결되고, 발광부(141)와 수광부(142)가 서로 이격된 상태로 마주보도록 배치된 광센서부(140); 및 양단에 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)를 고정시키고, 중심부의 상단에 상단홈을 형성하며, 상기 상단홈의 양측에 복수의 거리홀(152)이 천공되어 형성되고, 상기 광센서부(140)의 발광부(141)와 수광부(142) 사이에 배치되는 거리판(150)을 포함하고, 차량의 서스펜션 제어부는 상기 X축 기울어짐 인식센서 및 상기 Y축 기울어짐 인식센서의 출력을 수신하여 차량의 기울어짐 및 상하진동을 인식하고 이에 따라 서스펜션을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량의 서스펜션 제어부는, 쏠림 기준값이 사전 설정되고, 상기 X축 기울어짐 인식센서의 광센서부(140)의 출력이 상기 쏠림 기준값을 초과하면, 서스펜션에 포함된 쇽 업소버의 내부 압력을 증가시키고, 차량 좌우측의 서스펜션의 쇽 업소버의 상하 위치를 서로 동일한 높이로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량의 서스펜션 제어부는, 상하진동 기준값을 사전 설정하고, 상기 Y축 기울어짐 인식센서의 광센서부(140)의 출력이 상기 상하진동 기준값을 초과하면, 서스펜션에 포함된 쇽 업소버의 내부 압력을 감소시키고, 차량 전륜 및 후륜의 서스펜션의 쇽 업소버의 상하 위치를 서로 동일한 높이로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량의 서스펜션 제어부는, 오류시간 기준값을 사전 설정하고, 차속 신호를 입력받아 차속이 0인 상태의 지속시간을 카운트하고, 카운트된 지속시간이 상기 오류시간 기준값보다 큰 경우에 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111) 및 상기 광센서부(140)의 출력에 변화가 발생하면 고장이 발생한 것으로 인식하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량의 서스펜션 제어부는, 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)값이 고정된 후, 상기 광센서부(140)의 출력이 발생하지 않으면 고장이 발생한 것으로 인식하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서스펜션 제어부는, 상기 광센서부(140)의 이동시 상기 복수의 거리홀(152)들을 통과하며 ON/OFF 횟수를 카운트하여 차량의 기울어짐을 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은
서로 동일한 구조로 이루어지는 두개의 기울어짐 인식센서를 각각 차량의 횡방향 및 상하방향으로 배치함으로써, 차량의 횡방향 기울어짐 및 차량의 상하방향 기울어짐을 인식하여 서스펜션 자동제어에 반영하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기울어짐 인식센서는 인덕턴스 센서, 스프링, 광센서를 포함하여 구성되며, 이는 종래의 2축 자이로 센서에 비하여 저비용으로 제조 가능한 효과가 있다.
또한, 차량의 횡방향 기울어짐 및 차량의 상하방향 기울어짐을 각각 인식하는 센서를 개별적으로 형성하고, 이를 통하여 차량의 주행상태에 따라 서스펜션 제어를 개별적으로 하도록 함으로써, 차량의 횡방향 및 상하방향 주행상태를 반영하여 서스펜션 튜닝이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조의 바람직한 실시예에 사용되는 X축 기울어짐 인식센서를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시에에 사용되는 Y축 기울어짐 인식센서를 나타낸다.
도 3은 상기 X축 및 Y축 기울어짐 인식센서의 배치상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 광센서부(140)의 바람직한 실시예를 나타낸다.
도 5는 광센서부(140)의 기울어짐 발생시 출력신호를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예의 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조에서 센서값을 통하여 고장을 진단하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 차량 주행중 회전에 의한 좌우측 쏠림 발생시 이를 인식하여 서스펜션 시스템을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 차량 주행중 요철에 의한 상하 진동 발생시 이를 인식하여 서스펜션 시스템을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 차량 주행중 곡선 도로상에 요철이 있어 좌우측 쏠림과 상하 진동이 동시에 발생하는 경우, 이를 인식하여 서스펜션 시스템을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조의 바람직한 실시예에 사용되는 X축 기울어짐 인식센서를 나타내고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시에에 사용되는 Y축 기울어짐 인식센서를 나타내며, 도 3은 상기 X축 및 Y축 기울어짐 인식센서의 배치상태를 나타낸다.
본 발명의 X축 및 Y축 기울어짐 인식센서로부터 출력되는 센서신호는 차량에 구비된 서스펜션 제어부로 입력되어, 상기 서스펜션 제어부는 이를 이용하여 차량의 쏠림 및 상하진동을 인식하고, 이에 따라 차량의 서스펜션을 제어하도록 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 X축 기울어짐 인식센서와 상기 Y축 기울어짐 인식센서의 구성요소 및 구조는 동일하며, 필요에 따라 각각의 길이의 차이는 발생할 수 있다. 이하, 서로 동일한 구조로 이루어지는 X축 기울어짐 인식센서와 상기 Y축 기울어짐 인식센서의 구성을 상기 X축 기울어짐 인식센서를 중심으로 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 X축 기울어짐 인식센서는 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111), 서로 동일한 탄성계수를 갖는 한쌍의 스프링(120, 121), 상기 한쌍의 스프링(120, 121)의 일측단에 연결된 한쌍의 플레이트(130, 131), 양단이 상기 한쌍의 스프링(120, 121)과 연결된 광센서부(140) 및 거리판(150)을 포함한다.
상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)(inductance sensor)는 고주파로 여자한 코일의 인덕턴스가 측정량에 따라 변화하는 것을 이용한 공지의 센서로, 주로 변위 검출용으로 널리 사용되고 있다. 본 발명0의 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조는 상기 인덕턴스 센서를 이용하여 상기 플레이트의 변화를 인식하여 차량의 기울어짐(쏠림, 진동 등)의 속도를 판단하도록 이루어진다.
상기 한쌍의 스프링(120, 121)은 서로 동일한 탄성계수를 갖도록 이루어지며, 각각 그 일단은 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)와 연결되고, 그 타단은 상기 광센서부(140)와 연결된다. 이때, 상기 한쌍의 스프링(120, 121)과 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)의 사이에는 상기 한쌍의 플레이트(130, 131)가 각각 배치되고, 상기 한쌍의 플레이트(130, 131)는 상기 한쌍의 스프링(120, 121)과 연결된다. 따라서, 외력에 의하여 상기 한쌍의 스프링(120, 121)이 인장되면 상기 한쌍의 플레이트(130, 131)는 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)와 근접하게 되고, 상기 한쌍의 스프링(120, 121)이 수축되면 상기 한쌍의 플레이트(130, 131)는 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)와 이격되도록 이루어진다.
이러한 구조를 통하여 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)는 상기 한쌍의 플레이트(130, 131)의 변화를 인식하여 차량의 기울어짐을 인식하도록 이루어진다.
상기 광센서부(140)는 도시된 바와 같이, 그 양단이 상기 한쌍의 스프링(120, 121)의 타단에 연결된다. 따라서, 상기 광센서부(140)는 평형상태(idle) 시, 상기 X축 기울어짐 인식센서의 중심에 위치된다. 상기 광센서부(140)는 발광부(141)와 수광부(142)를 포함하여 이루어지는 센서로서, 바람직하게는 공지의 광투과형 포토인터럽트 센서가 될 수 있다. 따라서, 상기 발광부(141)로부터 방출되는 빛이 수광부(142)에 도달하는 경우 ON 되고, 상기 발광부(141)로부터 방출되는 빛이 상기 수광부(142)에 도달하지 못하는 경우 OFF되도록 이루어진다.
상기 광센서부(140)의 바람직한 실시예는 도 4에 도시된다.
도시된 바와 같이, 상기 광센서부(140)는 발광부(141)와 수광부(142)가 서로 이격된 상태로 마주보도록 이루어지고고, 상기 발광부(141)와 수광부(142)의 위치는 상기 광센서부(140)의 하부에 배치된다. 상기 발광부(141)와 수광부(142)의 위치는 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111) 및 상기 한쌍의 스프링(120, 121)의 위치로부터 아래쪽으로 소정거리 이격된 위치에 위치되는 것이 바람직하다.
상기 거리판(150)은 복수의 거리홀(152)이 천공된 판 형상으로 이루어진다. 또한 상기 거리판(150)은 도시된 바와 같이, 그 양단에 지지대(151)를 형성함으로써, 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)를 각각 고정시킬 수 있도록 이루어진다.
상기 거리판(150)은 서로 마주보고 있는 상기 광센서부(140)의 발광부(141)와 수광부(142)의 사이에 위치되도록 배치된다. 따라서, 상기 광센서부(140)의 발광부(141)와 수광부(142)는 상기 거리판(150)에 의하여 차단된다.
한편, 상기 거리판(150)은 그 중심부에 상단으로 형성된 상단홈이 형성된다. 상기 상단홈의 위치는 상기 광센서부(140)의 발광부(141)와 수광부(142)의 위치에 대응되도록 이루어짐으로써, 상기 광센서부(140)가 상기 상단홈의 위치에 위치할 경우, 상기 발광부(141)로부터 방출되는 빛이 상기 수광부(142)에 도달할 수 있도록 이루어진다. 이때, 상기 상단홈은 차량 진동에 의한 상기 광센서부(140)의 움직임을 어느정도 무시할 수 있는 소정 너비를 가지도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 상단홈의 양측으로 동일한 간격으로 배치된 복수의 거리홀(152)들이 천공되어 형성된다. 상기 거리홀(152)들은 상기 광센서부(140)의 이동을 인식하기 위하여 구비된 것으로, 상기 광센서부(140)가 이동하여 상기 거리홀(152)들의 위치에 상기 발광부(141) 및 수광부(142)가 위치할 경우, 상기 발광부(141)로부터 방출되는 빛을 통과시키기 위하여 형성된다.
이때, 상기 복수의 거리홀(152)들이 배치된 동일한 간격에 의하여 상기 광센서부(140)의 이동시 상기 발광부(141)와 수광부(142)가 주기적으로 ON/OFF되도록 함으로써, 상기 광센서부(140)의 이동을 단위거리(예를 들어, 상기 복수의 거리홀(152)들의 간격)로 인식하기 위하여 형성된다.
상기와 같이 이루어지는 상기 X축 기울어짐 인식센서 및 상기 X축 기울어짐 인식센서와 동일하게 구성되는 Y축 기울어짐 인식센서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 X축 기울어짐 인식센서는 차량의 횡방향으로 배치되고, 상기 Y축 기울어짐 인식센서는 차량의 상하방향으로 배치되어, 서로 수직으로 배치됨으로써, 차량의 횡방향 및 상하방향 기울어짐을 각각 인식할 수 있도록 구성된다.
차체의 기울어짐(횡방향 또는 상하방향)이 없는 경우에는 상기 X축 기울어짐 인식센서와 상기 Y축 기울어짐 인식센서의 광센서부(140, 240)는 그 양단에 연결된 한쌍의 스프링(120, 121, 220, 221)에 의하여(동일한 탄성계수를 가지므로) 평형상태를 유지한다.
그러나, 차체의 기울어짐의 발생시, 상기 광센서부(140, 240)는 기울어진 측으로 이동하며, 이때, 상기 거리판(150, 250)의 거리홀(152, 252)들을 통과한다. 따라서, 상기 광센서부(140, 240)는 상기 거리홀(152, 252)들을 통과하며 반복적으로 ON/OFF되어 신호를 출력하고 이에 따라 차량의 기울어짐을 판단할 수 있다.
도 5는 상기와 같이 이루어진 광센서부(140)의 기울어짐 발생시 출력신호를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 광센서부(140)는 기울어짐에 의하여 차체의 기울어진 방향으로 이동하고, 이동에 의하여 상기 거리홀(152)들 중 일부를 통과함으로써, ON/OFF 신호를 출력하게 된다. 따라서, 상기와 같이 출력되는 신호에 의하여 차체의 기울어짐을 인식할 수 있다.
또한, 상기와 같은 광센서부(140)의 출력신호를 일정시간 대비로 판단하면, 차량의 기울어짐(쏠림, 진동)의 속도를 판단할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 구조의 X축 기울어짐 인식센서와 상기 Y축 기울어짐 인식센서에 의하여 본 발명의 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조는 차량의 횡측, 상하측 기울어짐 속도를 인식할 수 있다.
한편, 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)는 상기 한쌍의 스프링(120, 121)에 연결된 한쌍의 플레이트(130, 131)의 위치변화를 인식하고 이에 의하여 출력신호의 크기를 변화시킨다.
따라서, 차체의 기울어짐이 발생하지 않은 경우에는 상기 한쌍의 스프링(120, 121)에 의하여 상기 한쌍의 플레이트(130, 131)의 변화가 발생하지 않으며, 상기 인덕턴스 센서의 출력에는 변화가 발생하지 않는다.
그러나, 차체의 기울어짐 발생시 상기 한쌍의 스프링(120, 121)에 연결된 한쌍의 플레이트(130, 131)는 기울어진 방향(좌측 또는 우측)으로 이동하고, 상기 한쌍의 플레이트(130, 131)의 위치변화에 의하여 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)의 출력이 변화된다. 이때, 바람직하게는, 상기 한쌍의 플레이트(130, 131)가 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)에 근접할 수록 출력신호가 증가된다.
본 발명에서 차량의 서스펜션 제어부는 상기 인덕턴스로부터 출력되는 신호의 출력 세기 변화를 인식하여 차량의 기울어짐을 판단할 수도 있다.
한편, 상기와 같이 이루어지는 본 발명의 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조에서, 차체의 기울어짐 발생에 의하여 상기 광센서부(140)가 좌측 또는 우측으로 이동된 후, 상기 광센서부(140)는 상기 한쌍의 스프링(120, 121)의 탄성에 의하여 반대방향으로 이동할 수 있고, 또는, 차체의 반대방향 조향에 의하여 상기 광센서부(140)는 반대방향으로 이동될 수 있으며, 이러한 상기 광센서부(140)의 반대방향 이동을 차량의 기울어짐으로 오인식하는 것을 방지하기 위하여 다음과 같이 구분하여 판단하도록 하는 것이 바람직하다.
1. 상기 광센서부(140)의 차체 기울어짐 발생에 의한 위치변화와, 상기 한쌍의 스프링(120, 121)의 탄성에 의한 위치변화 및 차체 반대 방향으로의 조향에 의한 위치변화는 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)의 출력신호의 변곡점 발생으로 구분할 수 있다.
2. 상기 한쌍의 스프링(120, 121)의 탄성 및 차체의 반대방향 조향에 의한 기울어짐에 의하여 발생하는 상기 광센서부(140)의 위치변화는 각각의 경우에 상기 광센서부(140)의 이동속도 변화에 의하여 두가지의 경우를 구분 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 판단 기준은 상기 인덕턴스 센서의 출력신호가 가지는 변곡점 발생시점을 기준으로 판단하는 것이 바람직하다.
상술한 상기 광센서 및 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)의 출력은 차량에 구비된 별도의 서스펜션 제어부(도시되지 않음), 예를 들어, 전자제어유닛(ECU) 등으로 입력되어 상기 서스펜션 제어부에서 제어 및 고장여부를 판단하도록 이루어지며, 이러한 구성은 공지의 구성이므로 상세한 설명을 생략한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예의 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조에서 센서값을 통하여 고장을 진단하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
본 발명의 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조가 구비된 차량은 차량의 차속이 발생하지 않는 경우, 즉 차량이 주행하지 않는 경우에 일정시간이 경과하면 상기 광센서부(140)는 고정되고, 또한, 상기 한쌍의 스프링(120, 121) 플레이트 역시 안정되기 때문에 이동 변화(ΔDistance=0)가 발생하지 않는다. 따라서, 차량의 차속이 발생하지 않는 상태, 즉 차속이 0인 상태로 일정시간이 경과한 후, 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111) 또는 광센서부(140)의 출력에 변화가 발생하면 이를 고장으로 판단할 수 있다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 차량의 서스펜션 제어부는 먼저 차속이 0kph인 상태 시간이 사전 설정된 오류시간 기준값(여기서 오류시간 기준값은 상기 한쌍의 스프링(120, 121)의 탄성계수에 대응하여 설정되는 것이 바람직하다)이 지났는지 판단하고(S001), 상기 A시간이 지난 것으로 판단되면 상기 광센서 및 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)에 출력 변화가 있는지 판단한다(S002).
상기 단계 S002에서 상기 광센서 및 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)에 출력 변화가 있는 것으로 판단되면, 차량이 주행중인 상태가 아님에도 불구하고 센서 출력에 변화가 발생했으므로, 센서 고장으로 판단할 수 있다(S003).
만일 상기 단계 S002에서 상기 광센서 및 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)에 출력 변화가 없는 것으로 판단되면, 상기 광센서부(140)가 평형위치에 있는지 판단한다(S004). 상기 광센서부(140)의 좌우 평형위치에서 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)의 출력값은 동일하게 고정되고, 이때 상기 광센서부(140)의 위치는 상기 거리판(150)의 중심부에 위치되기 때문에 ON되어 출력신호가 발생하게 된다. 따라서, 우선적으로 상기 광센서부(140)가 평형위치에 있는지 상기 인덕턴스 센서의 출력값을 이용하여 판단한다.
상기 단계 S004에서 광센서부(140)가 OFF되어 출력신호가 발생하지 않는 것으로 판단되면, 상기 광센서부(140)가 상기 거리판(150)의 중심부에 위치해 있음에도 불구하고 출력값이 발생하지 않으므로, 센서 고장으로 판단할 수 있다(S003).
도 7은 차량 주행중 회전에 의한 좌우측 쏠림 발생시 이를 인식하여 서스펜션 시스템을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
차량 주행중에 좌측/우측으로 회전하여 좌우측 쏠림이 발생하면, 상기 X축 기울어짐 인식센서에 포함된 광센서부(140)는 좌측/우측으로 이동한다. 따라서, 상기 광센서부(140)의 출력은 상기 거리판(150)에 형성된 거리홀(152)들을 통과하며 차량의 좌우측 쏠림을 나타내는 신호를 출력한다. 이때, 상기 서스펜션 제어부에서는 차량의 좌우측 쏠림을 판단하기 위하여 상기 X축 기울어짐 인식센서에 포함된 광센서부(140)의 출력을 카운트하여 사전 설정된 쏠림 기준값을 초과하는지 판단한다(S101).
상기 단계 S101에서 상기 광센서부(140)의 출력이 사전 설정된 쏠림 기준값을 초과하는 것으로 판단되면, 상기 서스펜션 제어부는 좌/우측의 서스펜션(쇽 업소버)의 내부 압력을 증가시키도록 제어(즉, Hard 타입으로 제어)하고(S102), 우/좌측의 서스펜션(쇽 업소버)의 상하 위치를 상기 좌/우측의 서스펜션과 같은 높이로 제어함으로써, 쏠림 발생시 타이어의 그립력을 높이도록 제어할 수 있다(S103).
도 8은 차량 주행중 요철에 의한 상하 진동 발생시 이를 인식하여 서스펜션 시스템을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
차량 주행중에 요철을 통과함으로 인하여 상하 진동이 발생하면, 상기 Y축 기울어짐 인식센서에 포함된 광센서부(240)는 상/하로 이동한다. 따라서, 상기 광센서부(240)의 출력은 상기 거리판(250)에 형성된 거리홀(252)들을 통과하며 차량의 상하 진동을 나타내는 신호를 출력한다. 이때, 상기 서스펜션 제어부에서는 차량의 상하 진동을 판단하기 위하여 상기 Y축 기울어짐 인식센서에 포함된 광센서부(240)의 출력을 카운트하고, 사전 설정된 상하진동 기준값을 초과하는지 판단한다(S201).
상기 단계 S201에서 상기 광센서부(240)의 출력이 사전 설정된 상하진동 기준값을 초과하는 것으로 판단되면, 상기 서스펜션 제어부는 차량의 전륜과 후륜의 서스펜션(쇽 업소버)의 내부 압력을 감소시키도록 제어(즉, Soft 타입으로 제어)하고(S202), 차량의 전륜과 후륜의 서스펜션(쇽 업소버)의 상하 위치를 서로 동일한 높이로 제어함으로써, 상하 진동 발생시의 승차감을 향상시키도록 제어한다(S203).
도 9는 차량 주행중 곡선 도로상에 요철이 있어 좌우측 쏠림과 상하 진동이 동시에 발생하는 경우, 이를 인식하여 서스펜션 시스템을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
차량 주행중에 곡선 도로상의 요철을 통과함으로 인하여 좌/우측 쏠림과 상하 진동이 동시에 발생하면, 상기 X축 기울어짐 인식센서 및 Y축 기울어짐 인식센서에 포함된 광센서부(140, 240)는 각각 좌/우 및 상/하로 이동한다. 따라서, 상기 각각의 광센서부(140, 240)의 출력은 상기 거리판(150, 250)에 형성된 거리홀(152, 252)들을 통과하며 각각 차량의 좌/우 쏠림 및 상/하 진동을 나타내는 신호를 출력한다.
이를 위하여, 상기 서스펜션 제어부에서는 먼저, X축 기울어짐 인식센서에 포함된 광센서부(140, 240)의 출력을 카운트하고, 사전 설정된 쏠림 기준값을 초과하는지 판단한다(S301).
상기 단계S301에서 X축 기울어짐 인식센서에 포함된 광센서부(140)의 출력이 사전 설정된 쏠림 기준값을 초과하는 것으로 판단되면, 차량의 상하 진동을 판단하기 위하여 상기 Y축 기울어짐 인식센서에 포함된 광센서부(240)의 출력을 카운트하여 사전 설정된 상하진동 기준값을 초과하는지 판단한다(S302).
상기 단계 S302에서 상기 X축 기울어짐 인식센서의 광센서부(140)의 출력이 사전 설정된 쏠림 기준값을 초과하고, 또한, 상기 Y축 기울어짐 인식센서의 광센서부(240)의 출력이 사전 설정된 상하진동 기준값을 초과하는 것으로 판단되면, 차량이 좌/우측으로 쏠림이 발생함과 동시에 진동이 발생한것으로 판단하고,
상기 서스펜션 제어부는 차량의 전륜과 후륜의 서스펜션(쇽 업소버)의 내부 압력을 증가시키도록 제어(즉, Hard 타입으로 제어)하고(S303), 차량의 전륜과 후륜의 서스펜션(쇽 업소버)의 상하 위치를 서로 동일한 높이로 제어(S304)함으로써, 회전에 의한 쏠림 현상을 개선함과 동시에 상하 진동 발생에 따른 승차감을 향상시키도록 제어한다.
이상으로 본 발명의 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: X축 기울어짐 인식센서 110, 111: 인덕턴스 센서
120, 121: 스프링 130, 131: 플레이트
140: 광센서부 141: 발광부
142: 수광부 150: 거리판
151: 지지대 152: 거리홀
200: Y축 기울어짐 인식센서 210, 211: 인덕턴스 센서
220, 221: 스프링 230, 231: 플레이트
240: 광센서부 241: 발광부
242: 수광부 250: 거리판
251: 지지대 252: 거리홀

Claims (6)

  1. 서스펜션 자동제어 구조에 있어서,
    차량의 횡방향으로 배치된 X축 기울어짐 인식센서; 및
    상기 X축 기울어짐 인식센서와 수직으로 배치되어 차량의 상하방향으로 배치된 Y축 기울어짐 인식센서;를 포함하고,
    상기 X축 기울어짐 인식센서 및 상기 Y축 기울어짐 인식센서는,
    한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111);
    동일한 탄성계수를 가지고 각각 그 일단은 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)와 연결된 한쌍의 스프링(120, 121);
    상기 한쌍의 스프링(120, 121)과 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)의 사이에 각각 배치되는 한쌍의 플레이트(130, 131);
    양단에 상기 한쌍의 스프링(120, 121)의 타단이 연결되고, 발광부(141)와 수광부(142)가 서로 이격된 상태로 마주보도록 배치된 광센서부(140) 및
    양단에 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)를 고정시키고, 중심부의 상단에 상단홈을 형성하며, 상기 상단홈의 양측에 복수의 거리홀(152)이 천공되어 형성되고, 상기 광센서부(140)의 발광부(141)와 수광부(142) 사이에 배치되는 거리판(150)을 포함하고,
    차량의 서스펜션 제어부는 상기 X축 기울어짐 인식센서 및 상기 Y축 기울어짐 인식센서의 출력을 수신하여 차량의 기울어짐 및 상하진동을 인식하고 이에 따라 서스펜션을 제어하는 것을 특징으로 하는 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 서스펜션 제어부는,
    쏠림 기준값이 사전 설정되고,
    상기 X축 기울어짐 인식센서의 광센서부(140)의 출력이 상기 쏠림 기준값을 초과하면,
    서스펜션에 포함된 쇽 업소버의 내부 압력을 증가시키고,
    차량 좌우측의 서스펜션의 쇽 업소버의 상하 위치를 서로 동일한 높이로 제어하는 것을 특징으로 하는 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 서스펜션 제어부는,
    상하진동 기준값을 사전 설정하고,
    상기 Y축 기울어짐 인식센서의 광센서부(140)의 출력이 상기 상하진동 기준값을 초과하면,
    서스펜션에 포함된 쇽 업소버의 내부 압력을 감소시키고,
    차량 전륜 및 후륜의 서스펜션의 쇽 업소버의 상하 위치를 서로 동일한 높이로 제어하는 것을 특징으로 하는 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 서스펜션 제어부는,
    오류시간 기준값을 사전 설정하고,
    차속 신호를 입력받아 차속이 0인 상태의 지속시간을 카운트하고,
    카운트된 지속시간이 상기 오류시간 기준값보다 큰 경우에 상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111) 및 상기 광센서부(140)의 출력에 변화가 발생하면 고장이 발생한 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 서스펜션 제어부는,
    상기 한쌍의 인덕턴스 센서(110, 111)값이 고정된 후, 상기 광센서부(140)의 출력이 발생하지 않으면 고장이 발생한 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 서스펜션 제어부는,
    상기 광센서부(140)의 이동시 상기 복수의 거리홀(152)들을 통과하며 ON/OFF 횟수를 카운트하여 차량의 기울어짐을 판단하는 것을 특징으로 하는 기울어짐 인식센서를 이용한 서스펜션 자동제어 구조.
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