KR102023057B1 - Method and Apparatus for Controlling of Lift Axle of Vechile - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 판 스크링을 구동축 서스펜션으로 사용하는 차량의 가변축 제어방법 및 그 제어장치에 관한 것으로, 특히 화물자동차의 과적 운행을 미연에 방지하고 주행 안정성을 높일 수 있도록, 구동축과 가변축에 하중을 분해하기 위한 가변축 제어방법 및 그 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a variable shaft control method and a control device for a vehicle using a plate screw as a drive shaft suspension, and in particular, the load on the drive shaft and the variable shaft in order to prevent over-driving of the lorry and increase driving stability It relates to a variable shaft control method and a control apparatus for decomposing the same.
'가변 축'이란 중형 화물차에 주로 사용되는 차축의 한 종류로서, 차대(Chassis)에 고정된 축이 아니라 필요에 따라 들어올릴 수 있는 차축이다. 현재 도로법에서는 축 당 10톤, 총중량 40톤으로 적재량을 제한하기 때문에, 더 많은 화물을 적재하기 위해 가변 축을 장착한다. 그러나 적재된 적재물의 적재하중을 가늠하기 어렵기 때문에, 가변축이 장착된 차들이 축당 허용된 하중 이상을 과적하여 운송하는 일이 빈번하게 발생하고, 도로포장의 파손뿐만 아니라 화물자동차의 주행 안정성도 나빠진다.The variable shaft is a kind of axle that is mainly used for mid-sized vans. It is not an axle fixed to a chassis, but can be lifted as needed. The current road law limits the load to 10 tonnes per axle and 40 tonnes gross weight, so variable shafts are fitted to accommodate more cargo. However, since it is difficult to measure the load of the loaded loads, cars with variable axles frequently carry overloads beyond the allowable loads per axle. Worse
가변축은 리프트 에어 벨로우즈(Lift Air Bellows)와 로드(Load) 에어 벨로우즈의 동작에 의해 내려지거나 올려진다. 에어 벨로우즈는 '에어 스프링' 또는 '에어백'이라고도 한다. 리프트 에어 벨로우즈가 소정의 공기압으로 팽창하면 가변축이 올라가고, 반대로 로드 에어 벨로우즈가 팽창하면 가변축이 내려와 적재된 하중을 지지한다. 리프트 에어벨로우즈와 로드 에어벨로우즈는 공기압 회로에 의해 동작하며, 운전자가 직접 제어할 수도 있고 자동으로 제어할 수도 있다.The variable shaft is lowered or raised by the operation of the lift air bellows and the load air bellows. Air bellows is also known as 'air spring' or 'air bag'. When the lift air bellows expands to a predetermined air pressure, the variable shaft rises. On the contrary, when the load air bellows expands, the variable shaft descends to support the loaded load. Lift air bellows and road air bellows are operated by pneumatic circuits and can be controlled by the operator or automatically.
수동 제어는, 사용자가 공압용 레귤레이터의 한쪽에 마련된 노브(Knob)를 직접 조작하여 에어 탱크에 연결된 밸브를 개방함으로써 리프트 에어 벨로우즈 또는 로드 에어 벨로우즈 중 하나로 공압을 제공함으로써 가변축을 제어한다. 전자식은 가변축으로 공급되는 압력을 설정된 압력과 비교하면서 레귤레이터를 자동으로 제어하는 방식이다. Manual control controls the variable shaft by providing pneumatic pressure to either the lift air bellows or the rod air bellows by the user directly operating a knob (Knob) provided on one side of the pneumatic regulator to open the valve connected to the air tank. The electronic type controls the regulator automatically by comparing the pressure supplied to the variable shaft with the set pressure.
축하중 산출이 불가능하고 불필요한 수동 제어방식은 운전자가 적재물의 하중을 어림짐작하여 조작하기 때문에, 운행의 안정성에 영향을 주고 당연히 과적이 발생할 수 있다. Unavailable and unneeded manual control during celebrations affects the stability of the operation and, of course, overloading, as the driver estimates and manipulates the load.
자동 제어는 축당 부가된 하중(축하중)을 자동 계산한다. 축하중을 계산하는 방법으로 현재 알려진 방법은 판 스프링에 스트레인 게이지를 장착하는 것인데, 설치와 교체가 어렵고 비용이 많이 소요되기 때문에, 널리 사용되지 않는다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 출원인은 차량의 가변축 제어방법에 관한 발명을 하고 특허등록(제1440239호)을 받은 바 있다. Automatic control automatically calculates the added load (axial load) per axis. The presently known method of calculating the congratulations is to mount strain gages on the leaf springs, which are not widely used because they are difficult and expensive to install and replace. In order to solve this problem, the applicant has invented a method for controlling a variable shaft of a vehicle and received a patent registration (No. 1440239).
이 발명에 의한 가변축 제어방법은, 구동축이 적재화물을 지지하는 상태에서 레벨센서를 이용하여 차대(11)의 초기 처짐량을 산출한 다음, 가변축의 로드 에어벨로우즈 압력을 조정하여 차대(11)의 처짐량을 "0"이 되도록 제어하여 구동축의 적재하중(Wd)을 가변축 적재하중(Wv)으로 모두 전가한다. 이 과정에서 로드 에어벨로우즈 압력과 스트로크 양을 기초로 가변축 적재하중(Wv)을 산출하고, 적재화물이 구동축과 가변축에 부가하는 후방축 적재하중(Wr)을 산출한다. 후방축 적재하중(Wr)의 크기에 따라 가변축을 최종 제어한다. 이 방법에 의하면, 하중 감지를 위해 축 중을 감지할 수 있는 센서를 설치하는 대신에, 차량의 처짐량 감쇄를 통해 하중을 산출하였고, 산출된 하중을 기초로 가변축을 제어한다. In the variable shaft control method according to the present invention, the initial deflection of the
다만, 이 특허의 제어장치에 적용된 레벨 센서의 크기 때문에, 차량에 장착하는데 설치상의 제약이 많이 발생한다. 또한, 이 특허는 차량이 정지한 상태에서의 가변축 제어만이 가능하다. 그러나 운행 중에 가변축의 하중을 바꾸어야 할 상황이 계속 발생한다. 예를 들어, 오르막이나 내리막에서 조향축, 구동축 및 가변축 사이에 분배된 하중이 바뀔 수 있고, 운행 중에 비가 오거나 기온이 바뀌어도 하중의 재분배가 필요할 수 있다. 새로 제안하는 가변축 제어시스템은 이러한 부분을 반영한다. However, due to the size of the level sensor applied to the control device of this patent, there are many installation restrictions in mounting on a vehicle. In addition, this patent is only capable of variable shaft control while the vehicle is stopped. However, a situation arises in which the load on the variable shaft must be changed during operation. For example, the load distributed between the steering shaft, the drive shaft and the variable shaft in an uphill or downhill may be changed, and redistribution of the load may be necessary even if it rains or the temperature changes during operation. The newly proposed variable axis control system reflects this.
[관련 기술 문헌][Related Technical Documents]
1. 차량의 가변축 제어방법 및 그 제어장치 (대한민국 등록특허 제1440239호)1. Variable shaft control method of vehicle and its control device (Korea Patent No.1440239)
본 발명의 목적은 하중센서를 이용하여 차량에 설치된 가변축을 제어하는 방법 및 그 제어장치를 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide a method and a control apparatus for controlling a variable shaft installed in a vehicle using a load sensor.
또한, 본 발명은 차량이 운행 중에도 적재 하중의 분배를 다시 고려하여 가변축에 적재 하중을 다시 분배할 수 있는 가변축을 제어하는 방법 및 그 제어장치를 제공함에 있다. In addition, the present invention is to provide a method and a control apparatus for controlling a variable shaft that can redistribute the load load to the variable shaft in consideration of the distribution of the load load even while the vehicle is running.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변축 제어방법은 상기 차량의 길이방향에 평행한 가상의 축(x) 상에 상호 이격하여 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서를 배치하는 단계와, 상기 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서를 이용하여 차대의 처짐량을 산출하는 단계와, 상기 처짐량이 기준처짐량 이상이고 구동축 지지하중이 임계치 이상인 경우에 가변축을 내려 가변축에 가변축 지지하중을 분배하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a variable axis control method including disposing a first gyro sensor and a second gyro sensor on a virtual axis (x) parallel to a longitudinal direction of the vehicle. Calculating a deflection amount of the chassis using the first gyro sensor and the second gyro sensor; and distributing the variable shaft support load to the variable axis by lowering the variable axis when the deflection amount is equal to or greater than the reference deflection amount and the drive shaft support load is greater than or equal to the threshold value. It includes.
여기서, 상기 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서는 동일한 자세로 상기 가상 축상에 설치됨으로써, 상기 가상 축 방향의 기울기의 변화를 측정하여 상기 차대의 처짐량을 측정할 수 있다. Here, the first gyro sensor and the second gyro sensor are installed on the virtual axis in the same posture, thereby measuring the change in the slope of the virtual axis direction to measure the amount of deflection of the chassis.
다른 실시 예에 따라, 본 발명의 가변축 제어방법은 상기 구동축(50)이 판스프링(51)과 결합되는 부분에 설치된 하중센서를 이용하여 상기 구동축 지지하중을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to another embodiment, the variable shaft control method of the present invention may further include the step of calculating the drive shaft support load by using a load sensor installed in the
또 다른 실시 예에 따라, 본 발명의 가변축 제어방법은, 상기 가변축 지지하중을 분배하는 단계 후에 차량이 운행 중인 것으로 확인된 경우에, 상기 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서를 이용하여 상기 가상 축 방향의 기울기의 변화를 측정하는 단계와; 상기 기울기의 변화가 기준값 이상이고, 상기 기울기의 변화를 통해 상기 차량이 오르막 경사를 주행 중인 것으로 판단된 경우에, 상기 가변축 지지하중 대비 상기 구동축 지지하중을 더 크게 재분배하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to another embodiment, the variable shaft control method of the present invention, when it is determined that the vehicle is running after the step of distributing the variable shaft support load, by using the first gyro sensor and the second gyro sensor Measuring a change in tilt in the virtual axial direction; Redistributing the drive shaft support load to a greater magnitude than the variable shaft support load when the change in the slope is equal to or greater than a reference value and the vehicle is determined to be traveling uphill by the change in the slope. have.
또한, 본 발명의 가변축 제어방법은, 상기 기울기의 변화가 기준값 이상이고, 상기 기울기의 변화를 통해 상기 차량이 내리막 경사를 주행 중인 것으로 판단된 경우에, 상기 구동축 지지하중 대비 상기 가변축 지지하중을 더 크게 재분배하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the variable shaft control method of the present invention, when the change in the slope is greater than the reference value, and it is determined that the vehicle is driving downhill slope through the change in the slope, the variable shaft support load compared to the drive shaft support load Redistribution may be further included.
본 발명은 가변축 제어시스템에도 그 권리가 미친다. 본 발명의 가변축 제어시스템은 상기 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서와; 상기 차량의 가변축을 제어하는 가변축구동부와; 상기 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서를 이용하여 차대의 처짐량을 산출하는 처짐량산출부와; 상기 처짐량이 기준처짐량 이상이고 구동축 지지하중이 임계치 이상인 경우에 상기 가변축구동부를 제어하여 상기 가변축에 가변축 지지하중을 분배하는 가변축제어부를 포함한다. The present invention also extends to the variable axis control system. The variable axis control system of the present invention includes: the first gyro sensor and the second gyro sensor; A variable shaft driver for controlling a variable shaft of the vehicle; A deflection amount calculation unit configured to calculate a deflection amount of a vehicle chassis using the first gyro sensor and the second gyro sensor; And a variable shaft controller for controlling the variable shaft driver to distribute the variable shaft support load to the variable shaft when the deflection amount is equal to or greater than the reference deflection amount and the drive shaft support load is equal to or greater than the threshold value.
본 발명에 따른 가변축 제어시스템은 차량의 처짐을 검출하는데 자이로센서를 사용하기 때문에 종래에 레벨 센서를 사용할 때에 비하여 설치상의 제약이 거의 없고, 자이로센서의 크기가 일정하기 때문에 차량이 커지더라도 문제없이 설치할 수 있다. Since the variable shaft control system according to the present invention uses a gyro sensor to detect the deflection of the vehicle, there are almost no installation restrictions compared with the conventional level sensor, and the size of the gyro sensor is constant so that the vehicle grows without problems. Can be installed.
또한, 본 발명의 가변축 제어시스템은 차량의 운행 중에도 가변축에 부가된 하중을 바꿀 수 있다. 특히 오르막 또는 내리막 경사도로에서는 고정축과 가변축 사이의 적재하중의 분배를 다르게 함으로써, 가변축의 설치에 불구하고 오르막 경사나 내리막 경사에서 차량의 안정적인 운행을 돕고 운행 연비를 개선할 수 있다. 이러한 특징은 가변축을 설치한 차량의 연비 소모나 제동 능력 등을 포함하는 전반적인 운행 특성을 개선하는데도 기여한다. In addition, the variable shaft control system of the present invention can change the load added to the variable shaft even while the vehicle is running. In particular, by varying the distribution of the load between the fixed shaft and the variable shaft on an uphill or downhill slope, it is possible to help the vehicle stably run on an uphill slope or a downhill slope despite the installation of the variable shaft and to improve the fuel economy. This feature also contributes to improving the overall driving characteristics, including fuel consumption and braking capabilities of vehicles with variable shafts.
도 1은 본 발명에 의한 가변축 제어시스템이 장착된 차량을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 가변축 제어시스템을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 가변축 제어시스템의 자이로 센서의 설치방법을 설명하는 도면,
도 4는 본 발명에 의한 가변축 제어방법의 설명에 제공되는 순서도,
도 5는 적재하중에 따른 차대의 처짐 상태를 도시한 도면, 그리고
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 가변축 제어를 수행하는 방법의 설명에 제공되는 순서도이다. 1 is a view showing a vehicle equipped with a variable shaft control system according to the present invention,
2 is a view showing a variable axis control system of the present invention;
3 is a view for explaining the installation method of the gyro sensor of the variable axis control system of the present invention,
4 is a flowchart provided to explain a variable axis control method according to the present invention;
5 is a view showing a deflection state of the chassis according to the loading load, and
6 is a flowchart provided to explain a method of performing variable axis control according to another exemplary embodiment of the present invention.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 차량의 가변축 제어시스템(200)은 자이로센서(201, 203, 205), 하중센서(207), 가변축구동부(210), 조작패널(270) 및 제어부(290)를 포함하며, 차량(10)에 설치된다. 1 and 2, the variable
차량(10)은 차대(Chassis, 11)에 적재된 적재물(a)을 지지하기 위하여 조향축(30), 구동축(50)과 가변축(100)을 구비한다. 이때, 차대(11)의 전방에 배치된 조향축(30)을 '전방축'이라 하고, 구동축(50)과 가변축(100)을 '후방축'이라 하고, 차대(11)에 축의 위치가 고정된 조향축(30)과 구동축(50)을 고정축이라 한다. 적재물(a)이 차량(10)에 적재되면, 적재 하중이 차대(11)에 작용한다. 가변축(100)이 작동하지 않으면 적재 하중은 조향축(30)과 구동축(50)이 분담하고, 가변축(100)이 작동하면 적재 하중은 조향축(30), 구동축(50) 및 가변축(100)이 함께 분담한다. 도 1에 도시된 것처럼, 적재물(a)은 차량(10)의 후방에 적재되기 때문에, 적재 하중은 조향축(30)보다 구동축(50)에 집중된다. 이하에서는 가변축(100)이 지지하는 하중을 '가변축 지지하중'이라 하고, 마찬가지로 조향축이 지지하는 하중을 '조향축 지지하중'이라 하며, 구동축이 지지하는 하중을 '구동축 지지하중'이라 한다. The
제1 및 제2 자이로센서(201, 203)는 각속도를 측정하는 센서로서, 차량 차대(11)에 이격 설치하여 차대(11)의 기울어짐 정도를 측정하기 위해 사용된다. 제1 및 제2 자이로센서(201, 203)는 차량(10)에 나란하게 상호 이격하여 설치하되, 차량의 길이방향에 평행한 가상 축(x) 방향의 기울어짐을 측정할 수 있도록 가상의 축(x) 상에 설치한다. 도 1 내지 도 3의 예에서, 제1 및 제2 자이로센서(201, 203)는 동일한 높이(통상 차대 높이)에서 상호 떨어진 상태로 설치되었으며, 제1 자이로 센서(201)는 차량(10)의 전방인 조향축(30) 부근에 설치하고 제2 자이로 센서(203)는 구동축(50) 부근에 설치하였다. The first and
제어부(290)는 제1 및 제2 자이로센서(201, 203) 출력의 상대적 차이를 이용하여 차대(11)의 처짐을 감지한다. 또한, 제어부(290)는 제1 및 제2 자이로센서(201, 203) 출력의 상대적 차이를 이용하여 차량이 오르막 경사를 운행 중인지 내리막 경사를 운행 중인지를 인식할 수 있다. 따라서 제1 및 제2 자이로센서(201, 203)를 설치할 때는 제1 및 제2 자이로센서(201, 203)의 x축, y축 및 z축에서 선택된 하나의 방향이 가상 축(x) 방향과 일치하도록 설치해야 한다. The
제3 자이로센서(205)는 차대(11)에 설치하되, 가변축(100)의 후방에 설치한다. 제어부(290)는 제3 자이로센서(205)의 측정값을 이용하여 각 에어벨로우즈(110, 130)의 압력과 스트로크를 감지한다. The
차량(10)에는 자이로센서(201, 203, 205)를 교정(Calibration)하기 위한 버튼을 설치할 수 있으며, 제어부(290)는 자이로센서(201, 203, 205)의 측정값을 예를 들어 CAN-RS232 형태로 수신할 수 있다. The
하중센서(207)는 하중에 의한 물리적 변형량을 전기적 신호로 변환하는 센서로서 조향축 지지하중과 구동축 지지하중을 측정하기 위해 사용한다. 따라서 하중센서(207)는 조향축(30) 부근과 구동축(50) 부근에 설치한다. 하중센서(207)의 설치 위치에 따라 조향축 지지하중과 구동축 지지하중의 계산의 정확도가 달라질 뿐만 아니라 차량(10)마다 설치환경이 모두 다르기 때문에, 실험을 통해 최적의 장소를 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2는 하중센서(207)가 조향축(30)이 판스프링(31)과 결합되는 부분과 구동축(50)이 판스프링(51)과 결합되는 부분에 각각 부착한 예이다. 하중센서(207)는 차량(10)의 크기나 차대(11)의 상태에 따라 추가적으로 여러 개를 부착할 수 있다. 제어부(290)는 하중센서(207)를 읽어서 조향축 지지하중과 구동축 지지하중 및 그 변화량을 계산할 수 있다. The
가변축구동부(210)는 제어부(290)의 제어신호에 따라 가변축(100)을 내리거나 들어올리는 공압 시스템이다. 가변축구동부(210)는 특허등록(제1440239호)처럼 종래의 통상적인 가변축 제어기를 그대로 사용해도 무방하고, 도 2의 가변축구동부(210)는 그 일 예다.The
도 2를 참조하면, 가변축구동부(210)는 에어탱크(211), 3/2웨이 솔레노이드 밸브(3/2 Way Solenoid Valve)(213), 파일럿(Pilot) 가압 솔레노이드 밸브(215), 파일럿 감압 솔레노이드 밸브(217) 및 릴레이(Relay) 밸브(219)를 포함한다. 3/2웨이 솔레노이드 밸브(213)는 에어탱크(211)의 공기압을 리프트 에어벨로우즈(110)와 로드 에어벨로우즈(130)로 공급한다. 파일럿 가압 솔레노이드 밸브(215)와 감압 솔레노이드 밸브(217)는 릴레이 밸브(219)의 파일럿 압력을 제어한다. 릴레이 밸브(219)는 파일럿 압력에 비례하여 에어탱크(211)로부터 로드 에어벨로우즈(130)로 제공되는 공기압을 제어한다. 한편, 가변축구동부(210)는 리프트 에어벨로우즈(110)와 로드 에어벨로우즈(130)의 공기압을 측정하는 제1 및 제2 압력센서(111, 131)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the variable
가변축구동부(210)의 가변축(100) 제어 동작을 살펴보면 다음과 같다. 가변축(100)을 들어올리기 위해서, 제어부(290)에 의해 3/2웨이 솔레노이드 밸브(213)가 에어탱크(211)의 공기압을 리프트 에어벨로우즈(110)로 제공한다. 이때 로드 에어벨로우즈(130)의 공기는 3/2웨이 솔레노이드 밸브(213)에 의해 외부로 배출되기 때문에, 리프트 에어벨로우즈(110)가 팽창하면서 가변축(100)을 들어올린다. Looking at the control operation of the
가변축(100)을 내리기 위해서, 3/2웨이 솔레노이드 밸브(213)는 에어탱크(211)의 공기압을 파일럿 가압 솔레노이드 밸브(215)로 공급함으로써, 파일럿 가압 솔레노이드 밸브(215)가 릴레이 밸브(219)의 파일럿 압력을 높이도록 제어한다. 릴레이 밸브(219)는 높아진 파일럿 압력에 비례하여 에어탱크(211)의 공기압을 로드 에어벨로우즈(130)에 공급하여 로드 에어벨로우즈(130)를 팽창시킨다. 이때 리프트 에어벨로우즈(110)의 공기는 3/2웨이 솔레노이드 밸브(213)에 의해 외부로 배출된다. 로드 에어벨로우즈(130)의 팽창에 의해 가변축(100)이 내려오면서 적재하중의 일부를 지지한다.In order to lower the
리프트 에어벨로우즈(110)와 로드 에어벨로우즈(130)는 차대(11)와 가변축(100) 사이에 설치되기 때문에, 리프트 에어벨로우즈(110)와 로드 에어벨로우즈(130)의 압력에 의한 팽창이 곧 가변축(100)이 부담할 수 있는 하중의 크기가 된다. 만약 적재물이 가변축(100)에 작용하는 압력이 로드 에어벨로우즈(130)의 공기압보다 크면, 로드 에어벨로우즈(130)는 응축하게 되어 하중을 지지할 수 없는 상태가 된다. 따라서, 가변축(100)이 지지할 수 있는 하중의 최대 크기는 로드 에어벨로우즈(130)가 버틸 수 있는 공기압의 크기와 같다. 로드 에어벨로우즈(130)의 압력은 조절할 수 있기 때문에, 곧 가변축(100)이 지지할 수 있는 하중의 크기도 조절할 수 있다. Since the lift air bellows 110 and the rod air bellows 130 are installed between the
조작패널(270)은 운행자가 가변축 제어시스템(200)을 조작하는 버튼들을 포함하며, 가변축 제어시스템(200)의 각종 제어상태를 운행자에게 표시하기 위한 표시부(271)를 포함한다. 표시부(271)는 차량의 공차 하중, 조향축 지지하중, 구동축 지지하중, 가변축 지지하중, 적재 하중을 표시할 수 있다. 또한, 축당 하중이 도로교통법에서 정한 허용 하중을 초과하면, 경고 메시지를 출력할 수 있다.The
정차중인 차량(10)에 적재물(a)이 실리면 차대(11)의 처짐이 발생하고, 제어부(290)는 자이로 센서(201, 203)를 이용하여 그 차대(11)의 처짐을 감시하면서, 처짐량이 기설정된 '기준처짐량' 이상이 되고 하중센서(207)가 측정하는 고정축의 하중이 임계치에 도달하면 가변축(100)을 하강시킨다. 적재 하중이 계속 증가하면, 제어부(290)는 가변축 지지하중을 키우면서 구동축 지지하중이 임계치를 넘지 않도록 제어한다. When the load a is loaded on the stopped
차량(10)이 가변축(100)을 내려 가변축 지지하중을 분배한 상태에서 운행하는 중에도, 제어부(290)는 자이로 센서(201, 203)를 이용하여 그 차대(11)의 기울어짐(또는 처짐)을 계속 감시한다. 만약, 차량(10)이 경사면을 운행하면서 차대(11)가 기준처짐량이상 기울어지면, 제어부(290)는 가변축 지지하중을 재분배하여 차량의 구동력을 높이거나 차량의 연비를 개선하는 운행을 지원한다. Even when the
가변축 제어시스템(200)의 이러한 동작을 위해, 제어부(290)는 처짐량산출부(291), 고정축하중산출부(293), 가변축하중산출부(295), 운행정보확인부(297) 및 가변축제어부(299)를 포함한다. For this operation of the variable
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 제어부(290)의 동작을 중심으로 본 발명의 제어시스템(200)의 가변축 제어방법을 설명한다. Hereinafter, the variable axis control method of the
<자이로센서를 이용한 차대(11) 처짐량 산출; S401><Calculation of deflection amount of
처짐량산출부(291)는 주기적 또는 비주기적으로 제1 및 제2 자이로센서(201, 203)가 제공하는 측정값을 이용하여 차대(11)의 처짐량을 계산한다. The
차대(11)는 도 5에서처럼 적재물(a)이 올려지면서 처짐(△x)이 발생하는데, 조향축(30)에 비해 구동축(50)이 더 처지면서 차대(11)의 길이방향에 평행한 가상의 축(x) 방향의 기울기가 바뀐다. 처짐량산출부(291)는 제1 및 제2 자이로센서(201, 203)가 제공하는 측정값의 차이를 이용하여 차대(11)의 처짐량(△x)을 산출할 수 있다. 다시 말해, 처짐량(△x)은 가상 축(x) 방향의 기울기 변화량과 같다.
<차대(11)의 처짐 이상 감지: S403><Detected abnormality of the undercarriage 11: S403>
처짐량산출부(291)는 주기적 또는 비주기적으로 처짐량(△x)을 계산한다. 만약, 계산한 처짐량(△x)이 기설정된 '기준처짐량' 이상이면, 처짐량산출부(291)는 고정축하중산출부(293)에게 '처짐 신호'를 제공한다. 기준처짐량은 차량마다 다르게 설정할 수 있으며, 예를 들어 20 mm 정도로 설정할 수 있다. The deflection
한편, 운행정보확인부(297)는 차량(10) 내의 장치로부터 차량의 속도를 제공받아 차량의 운행 상태를 파악할 수도 있고, 차량(10)에 장착된 GPS 수신기(미도시)를 이용하여 차량의 속도를 계산함으로써 차량의 운행여부를 확인할 수 있다. 차량의 속도가 'O'이면, 차량이 정차 중인 것이다. On the other hand, the driving
<하중센서를 이용한 고정축의 지지하중 계산: S405>. <Calculation of the supporting load of the fixed shaft using the load sensor: S405>.
고정축하중산출부(293)는 처짐량산출부(291)에서 '처짐 신호'를 받으면 조향축 지지하중과 구동축 지지하중 중 적어도 하나를 계산하여 가변축제어부(299)에게 제공한다. 고정축 지지하중을 계산하기 위해, 고정축하중산출부(293)는 조향축(30)과 구동축(50) 쪽에 설치된 하중센서(207)의 측정값을 읽어와 조향축 지지하중과 구동축 지지하중을 각각 계산한다. 한편, 고정축하중산출부(293)는 하중센서(207)와 주기 또는 비주기적인 통신을 통해 하중센서(207)의 동작 상태 또는 고장 여부 등을 실시간으로 모니터링하는 것이 바람직하다. When the fixed shaft
<고정축의 지지하중이 임계치 이상인가? : S407><Is the support load of the fixed shaft above the threshold? S407
가변축제어부(299)는 고정축하중산출부(293)가 계산한 구동축 지지하중이 기설정된 임계치 이상인지 판단한다. 여기서, 임계값은 공차 시에 구동축(50)이 받는 구동축 공차 하중보다는 큰 값이면서 도로교통법에서 허용하는 축당 허용 하중 보다는 작은 값으로 설정한다. 예를 들어, 도로교통법에서 허용하는 축당 허용 하중의 대략 90 %로 설정할 수 있다. The
한편, 실시 예에 따라, 가변축제어부(299)는 구동축 지지하중을 대신하여 조향축 지지하중이 임계치 이상이 되는지를 판단할 수도 있다. 통상 적재하중은 구동축(50)에 가장 많이 분배되며, 특히 정차 중에 적재물을 적재할 때는 더욱 그렇다. 따라서 적어도 구동축 지지하중이 임계치 이상인지를 판단하는 것이 더 좋다. In some embodiments, the
<가변축 제어: S409><Variable axis control: S409>
가변축제어부(299)는 구동축 지지하중이 기설정된 임계치 이상이 되면, 로드 에어벨로우즈(130)로 제공하는 공압을 조정하여 고정축의 지지하중, 가변축 지지하중 중에서 어느 것도 임계치를 넘지 않도록 적재하중을 분배한다. 이때, 가변축제어부(299)는 고정축하중산출부(293)가 주기적 또는 비주기적으로 계산하는 조향축 지지하중과 구동축 지지하중 중 적어도 하나를 확인하면서, 적재하중을 분배한다. The
가변축 제어를 위해, 가변축하중산출부(295)는 제3 자이로센서(205)를 이용하여 로드 에어벨로우즈(130)의 압력/스트로크를 계산하고 에어벨로우즈의 압력 대비 스트로크 관계 테이블에 대입하여 가변축 지지하중을 계산한다.For variable shaft control, the variable shaft
가변축 제어를 통한 적재하중의 구체적인 분배 방법은 종래에 알려진 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 가변축제어부(299)는 구동축 지지하중과 가변축 지지하중의 분배를 위한 고정된 분배비율(M;N, 예컨대 6:4)을 설정해 두고, 그 고정 분배비율에 따라 가변축(100)을 1차로 제어할 수 있다. 이 경우, 구동축 지지하중이 가변축 지지하중보다 큰 값이 되도록 분배비율을 설정함으로써, 가변축 지지하중이 너무 커져서 구동력을 약화시키지 않는 것이 좋다. As a specific distribution method of the loading load through the variable shaft control, a conventionally known method can be used. For example, the
1차 제어결과, 구동축 지지하중이 도로교통법에서 허용하는 축당 하중을 넘게 되면, 적재하중을 다시 분배하는 2차 제어를 할 수 있다. As a result of the primary control, when the driving shaft support load exceeds the load per axis allowed by the road traffic law, secondary control for redistributing the load can be performed.
차량(10)이 정지한 상태에서 적재물을 적재중이면, 가변축제어부(299)는 가변축(100)을 내려 적재하중의 일부를 가변축 지지하중으로 분산하는 과정이 된다. (2) 만약, 차량(10)이 운행 중이면 가변축(100)이 이미 내려진 상태이므로, 로드 에어벨로우즈(130)로 제공하는 공압을 더 크게 하거나 적게 함으로써 고정축 지지하중과 가변축 지지하중을 재분배하는 과정이 된다. 이러한 동작은 궁극적으로 로드 에어벨로우즈(130)로 유입되는 공압을 제어하는 것이며, 적재하중의 분배 중 또는 분배 이후에 고정축하중산출부(293)이 계산한 구동축 지지하중과 가변축하중산출부(295)가 계산한 가변축 지지하중을 다시 확인하는 과정이 병행한다.When the load is being loaded while the
이상의 방법으로 본 발명의 가변축 제어가 수행된다. In the above manner, the variable axis control of the present invention is performed.
실시 예 1: 경사로에서의 가변축 제어Example 1 Variable Axis Control in a Ramp
앞서 설명한 것처럼, 본 발명의 가변축 제어시스템(200)은 가변축(100)을 내린 상태에서 운행 중에도 운행 상태에 따라 필요하면 가변축(100)을 제어한다. 특히 본 발명에서는 오르막 경사와 내리막 경사에서 차량 운행을 최적의 상태를 유지하도록 적재하중을 다시 분배한다. As described above, the variable
<운행 중이면서 가변축 동작 중인가: S601><Operation and variable axis in operation: S601>
정차 중인 차량(10)에 적재물(a)을 적재하면서 S401 내지 S409 단계의 적재하중 분배가 수행된 다음, 그 적재하중 분배의 결과인 최종 처짐량, 조향축 지지하중, 구동축 지지하중, 가변축 지지하중을 메모리(미도시)에 저장한다. 차량 운행 여부는 운행정보확인부(297)가 확인한다.Load loading distribution in steps S401 to S409 is carried out while loading the load a on the
<자이로 센서를 이용한 기울기 확인: S603, S605><Slope check using gyro sensor: S603, S605>
처짐량산출부(291)는 자이로 센서(201, 203)를 이용하여 차대(11)의 기울기를 검출하고(S603), 가변축제어부(299)는 처짐량산출부(291)가 계산한 차량의 기울기를 이용하여 차량(10)이 오르막 경사를 주행 중인지, 내리막 경사를 주행 중인지 판단한다. 동시에, 가변축제어부(299)는 그 기울기의 변화량이 기준값 이상인지 여부를 판단함으로써, 기울기의 작은 변화는 무시한다. The
<오르막 또는 내리막에서의 가변축 제어: S607> <Control of variable axis at uphill or downhill: S607>
가변축제어부(299)는 그 기울기의 변화량이 기준값 이상으로 판단되면, 가변축(100)에 분배된 지지하중인 가변축 지지하중을 다시 분배한다. If it is determined that the amount of change in the slope is equal to or greater than the reference value, the
오르막 경사를 주행하는 경우, 가변축제어부(299)는 앞서 1차 제어에서의 분배비율에서 가변축 지지하중 대비 구동축 지지하중을 더 크게 함으로써, 오르막 경사에서 차량의 주행 성능을 높일 수 있다. 이 경우에도, 구동축 지지하중이 도로교통법에서 허용하는 축당 하중을 넘어서는 안된다. 예를 들어, 앞서 설명한 1차 제어에서의 구동축 지지하중과 가변축 지지하중의 분배비율을 예컨대 6:4로 설정한 경우에도, 오르막 경사에서의 구동축 지지하중과 가변축 지지하중의 분배비율을 7:3으로 설정하여 구동축 지지하중을 상대적으로 더 크게 설정할 수 있다. When driving uphill, the
반대로 차량이 내리막 경사를 주행하는 경우, 가변축제어부(299)는 1차 제어에서의 분배비율과 비교할 때 가변축 지지하중로 더 분배하는 분배비율을 적용하여 내리막 경사에서 주행 연비를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 1차 제어에서의 구동축 지지하중과 가변축 지지하중의 분배비율을 예컨대 6:4로 설정한 경우에도, 내리막 경사에서의 구동축 지지하중과 가변축 지지하중의 분배비율을 5:5로 설정하여 구동축 지지하중을 상대적으로 더 작게 설정하고 가변축 지지하중을 더 크게 설정할 수 있다. On the contrary, when the vehicle travels downhill, the variable
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.Although the above has been illustrated and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
Claims (10)
상기 차량의 길이방향에 평행한 가상의 축(x) 상에 상호 이격하여 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서를 배치하되, 동일한 자세로 상기 가상 축상에 설치하는 단계;
상기 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서를 이용하여, 상기 가상 축 방향의 기울기의 변화를 측정하여 차대의 처짐량을 측정하는 단계;
상기 처짐량이 기준처짐량 이상이고 구동축 지지하중이 임계치 이상인 경우에 가변축을 내려 가변축에 가변축 지지하중을 분배하는 단계;
상기 가변축 지지하중을 분배하는 단계 후에 차량이 운행 중인 것으로 확인된 경우에, 상기 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서를 이용하여 상기 가상 축 방향의 기울기의 변화를 측정하는 단계; 및
상기 기울기의 변화가 기준값 이상이고, 상기 기울기의 변화를 통해 상기 차량이 오르막 경사를 주행 중인 것으로 판단된 경우에, 상기 가변축 지지하중 대비 상기 구동축 지지하중을 더 크게 재분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어방법.
In the variable axis control method of the vehicle,
Arranging a first gyro sensor and a second gyro sensor spaced apart from each other on a virtual axis (x) parallel to the longitudinal direction of the vehicle, and installing them on the virtual axis in the same posture;
Using the first gyro sensor and the second gyro sensor, measuring a deflection amount of a chassis by measuring a change in inclination in the virtual axial direction;
Distributing the variable shaft support load to the variable shaft by lowering the variable shaft when the deflection amount is equal to or greater than the reference deflection amount and the drive shaft support load is greater than or equal to the threshold value;
Measuring the change in the tilt in the virtual axial direction using the first gyro sensor and the second gyro sensor when it is determined that the vehicle is in operation after the step of distributing the variable shaft support load; And
Redistributing the drive shaft support load larger than the variable shaft support load when the change in the slope is greater than or equal to a reference value and it is determined that the vehicle is traveling uphill by the change in the slope. A variable shaft control method of a vehicle.
상기 구동축(50)이 판스프링(51)과 결합되는 부분에 설치된 하중센서를 이용하여 상기 구동축 지지하중을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변축 제어방법.
The method of claim 1,
And calculating the drive shaft support load by using a load sensor installed at a portion at which the drive shaft (50) is coupled to the leaf spring (51).
상기 기울기의 변화가 기준값 이상이고, 상기 기울기의 변화를 통해 상기 차량이 내리막 경사를 주행 중인 것으로 판단된 경우에, 상기 구동축 지지하중 대비 상기 가변축 지지하중을 더 크게 재분배하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어방법.
The method of claim 1,
Redistributing the variable shaft support load larger than the drive shaft support load when the change in the slope is greater than or equal to a reference value and it is determined that the vehicle is driving downhill slope through the change in the slope. A variable shaft control method of a vehicle, characterized in that.
상기 차량의 길이방향에 평행한 가상의 축(x) 상에 상호 이격하여 배치되며, 동일한 자세로 상기 가상 축상에 설치되는 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서;
상기 차량의 가변축을 제어하는 가변축구동부;
상기 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서를 이용하여 상기 가상 축 방향의 기울기의 변화를 측정하여 차대의 처짐량을 산출하는 처짐량산출부; 및
상기 처짐량이 기준처짐량 이상이고 구동축 지지하중이 임계치 이상인 경우에 상기 가변축구동부를 제어하여 상기 가변축에 가변축 지지하중을 분배하는 가변축제어부를 포함하고,
상기 처짐량산출부는 상기 가변축 지지하중이 분배되고, 차량이 운행 중인 것으로 확인된 경우에, 상기 제1 자이로 센서와 제2 자이로 센서를 이용하여 상기 가상 축 방향의 기울기의 변화를 측정하며,
상기 가변축제어부는 상기 기울기의 변화가 기준값 이상이고, 상기 기울기의 변화를 통해 상기 차량이 오르막 경사를 주행 중인 것으로 판단된 경우에, 상기 가변축 지지하중 대비 상기 구동축 지지하중을 더 크게 재분배하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어시스템.
In a variable shaft control system of a vehicle,
A first gyro sensor and a second gyro sensor disposed on the virtual axis (x) parallel to the longitudinal direction of the vehicle and installed on the virtual axis in the same posture;
A variable shaft driver for controlling a variable shaft of the vehicle;
A deflection calculation unit configured to calculate a deflection amount of a vehicle chassis by measuring a change in inclination in the virtual axial direction using the first gyro sensor and the second gyro sensor; And
And a variable shaft controller configured to distribute the variable shaft support load to the variable shaft by controlling the variable shaft driver when the amount of deflection is equal to or greater than the reference deflection and the drive shaft support load is equal to or greater than a threshold value.
The deflection amount calculation unit measures the change in the slope of the virtual axis direction by using the first gyro sensor and the second gyro sensor when it is determined that the variable shaft support load is distributed and the vehicle is running.
The variable shaft controller redistributes the drive shaft support load to a greater extent than the variable shaft support load when it is determined that the change of the slope is equal to or greater than a reference value and the vehicle is traveling on an uphill slope through the change of the slope. A variable shaft control system for a vehicle.
상기 구동축 지지하중을 계산하기 위해, 상기 구동축(50)이 판스프링(51)과 결합되는 부분에 설치된 하중센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변축 제어시스템.
The method of claim 6,
In order to calculate the drive shaft support load, the variable shaft control system, characterized in that it further comprises a load sensor installed in the portion coupled with the leaf spring (51).
상기 가변축제어부는 상기 기울기의 변화가 기준값 이상이고, 상기 기울기의 변화를 통해 상기 차량이 내리막 경사를 주행 중인 것으로 판단된 경우에, 상기 구동축 지지하중 대비 상기 가변축 지지하중을 더 크게 재분배하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변축 제어시스템.The method of claim 6,
The variable shaft controller redistributes the variable shaft support load more than the drive shaft support load when it is determined that the change of the inclination is equal to or greater than a reference value and the vehicle is traveling downhill inclination through the change of the inclination. A variable shaft control system for a vehicle.
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