KR102238048B1 - 전자제어 현가장치의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자제어 현가장치에서 감쇠력을 제어하는 방법으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어 현가장치의 제어방법은 휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도를 측정하는 수직 가속도 검출단계; 상기 휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도를 사전에 설정된 기준 휠 가속범위 및 기준 차체 가속범위와 비교하여 차량의 외란 여부를 판단하는 외란 판단단계; 및 상기 외란 판단단계에서 차량의 외란이 발생되었다고 판단되면, 전자제어 현가장치의 감쇠력을 증가시키도록 제어하여 전자제어 현가장치가 하드(Hard)하게 되도록 제어하는 외란 제어단계;를 포함한다.

Description

전자제어 현가장치의 제어방법{METHOD FOR ELECTRONIC CONTROLLING SUSPENSION DEVICE}
전자제어 현가장치(Electronic controlled suspension; ECS)의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행 중 외란 및 노면 상태에 따라 댐퍼의 감쇠력을 조절하여 차량의 승차감을 제어하는 전자제어 현가장치의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치(또는 서스펜션(Suspension))는 차대(chassis)를 제외한 프레임, 원동기, 동력 전달장치 등과 바퀴가 연결된 차축을 연결해주는 장치로서, 댐퍼 및 액츄에이터 등을 구비하여 노면에서 발생되는 충격이 차체나 탑승자에게 직접적으로 전달되지 않도록 충격을 흡수하는 기능과 타이어와 노면의 접지력을 향상시키는 기능을 수행하는 장치이다.
이에 따라 차량의 승차감과 조종성 및 안정성을 향상시키기 위하여 차량 주행 중 외부로부터 지속적으로 발생되는 외력에 대하여 차량 내부 승차감을 향상시키기 위해 간단하면서도 효과적으로 현가장치를 제어하는 기술이 끊임없이 개발되고 있다.
이러한 제어 기술 중 승차감 제어(sky-hook)는 모든 상태 변수를 다 고려하지 않고 단지, 현가장치의 상대속도와 차에의 절대속도만으로 구현 가능한 방식으로 가상의 기준면에 감쇠기를 설치하여 노면의 거칠기 정도 등 노면 상태에 따라 차체의 수직 가속도를 감소시키는 제어방법이다.
종래 전자제어 현가장치의 제어방법은 휠 수직 가속도에 따라 노면 상태를 추정하여 승차감 제어를 실시하였다. 그러나, 휠 가속도 센서 이상 여부를 판단하는 것이 어려우며, 횡풍(橫風) 등으로 인한 외란 발생시 승차감이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
한국공개특허 제10-2015-0062267 (2015. 06. 08.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 노면 상태 뿐만 아니라, 횡풍 등 외란 발생시 차량 외란제어를 실시하여 승차감을 향상시킬 수 있는 전자제어 현가장치의 제어방법을 제공한다.
또한, 휠 가속도 센서의 이상여부를 판단할 수 있는 전자제어 현가장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 전자제어 현가장치의 제어방법은 전자제어 현가장치에서 감쇠력을 제어하는 방법으로서, 휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도를 측정하는 수직 가속도 검출단계; 상기 휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도를 사전에 설정된 기준 휠 가속범위 및 기준 차체 가속범위와 비교하여 차량의 외란 여부를 판단하는 외란 판단단계; 및 상기 외란 판단단계에서 차량의 외란이 발생되었다고 판단되면, 전자제어 현가장치의 감쇠력을 증가시키도록 제어하여 전자제어 현가장치가 하드(Hard)하게 되도록 제어하는 외란 제어단계;를 포함한다.
상기 외란 판단단계는, 상기 휠 수직 가속도가 상기 기준 휠 가속범위에 포함되고, 상기 차체 수직 가속도가 상기 기준 차체 가속 범위를 초과하는 경우, 차량에 외란이 발생되었다고 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어 현가장치의 제어방법은 상기 외란 판단단계 이후에, 상기 외란 판단단계에서 외란이 없다고 판단되면, 상기 휠 수직 가속도를 이용하여 노면의 거칠기를 판단하고 그에 따라 승차감 제어(sky-hook)을 실시하는 승차감 제어단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 외란 제어단계에서 전자제어 현가장치의 감쇠력은 상기 승차감 제어단계에서 전자제어 현가장치의 감쇠력보다 크게 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 외란 판단단계는, 상기 차체 수직 가속도가 상기 기준 차체 가속 범위에 포함되고, 상기 휠 수직 가속도가 상기 기준 휠 가속범위 미만인 경우, 휠 수직 가속도를 측정하는 휠 가속도 센서에 이상이 발생되었다고 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어 현가장치의 제어방법은 상기 외란 판단단계에서 상기 휠 가속도 센서에 이상이 발생되었다고 판단되면, 전자제어 현가장치의 감쇠력을 증가시켜 전자제어 현가장치를 하드(Hard)하게 설정하고, 별도로 구비된 알람 등을 이용하여 운전자에게 알리는 이상 제어단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 주행 중 노면 상태뿐만 아니라 횡풍 등 외란 발생여부에 따라 전자제어 현가장치의 감쇠력을 제어함으로써, 주행 안정성 및 승차감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 휠 가속도 센서의 이상 발생 여부 판단이 용이하여, 이로 인한 사고 및 차량의 2차 손상 발생을 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자제어 현가장치의 제어방법을 나타낸 순서도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 승차감 제어단계 및 외란 제어단계에서 전자제어 현가장치의 감쇠력을 나타낸 그래프이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어 현가장치의 제어방법은 종래 차량 주행 중 노면 상태만을 이용하여 승차감을 제어할 뿐만 아니라, 횡풍 등으로 인하여 차량의 외란 발생 여부를 판단하여 외란 제어를 실시함으로써 승차감 및 안정성을 향상시킨 것을 주요사상으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전자제어 현가장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어 현가장치의 제어방법은 전자제어 현가장치(ECS)에서 감쇠력을 제어하는 방법으로서, 휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도를 측정하는 수직 가속도 검출단계(S10)와 측정된 휠 및 차체 수직 가속도를 사전에 설정된 기준 휠 가속범위 및 기준 차체 가속범위와 비교하여 외란 발생 여부를 판단하는 외란 판단단계(S20) 및 외란 발생시 전자제어 현가장치의 감쇠력을 제어하는 외란 제어단계(S30)를 포함한다.
수직 가속도 검출단계(S10)는 차량에 구비된 휠 가속도 센서 및 바디 가속도 센서를 이용하여 휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도를 실시간으로 측정한다.
휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도가 검출되면, 외란 판단단계(S20)에서 측정된 휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도를 사전에 설정된 기준 휠 가속도 범위 및 기준 차체 가속범위와 비교하여 차량에 외란 발생 여부를 판단한다.
보다 상세하게, 휠 수직 가속도가 기준 휠 가속도 범위에 포함되면서, 차체 수직 가속도가 사전에 설정된 기준 차체 가속범위를 초과하는 경우 차량에 외란이 발생되었다고 판단하게 된다.
이와 같이, 차량에 외란은 노면의 거칠기 등으로 인하여 발생된 것이 아닌 횡풍 즉, 차량의 측면으로 부는 바람 등 외력으로 인하여 발생되는 것으로, 차량에 외란이 발생되었다고 판단되면, 외란 제어단계(S30)에서 전자제어 현가장치의 감쇠력을 증가시키도록 제어하여 전자제어 현가장치가 하드(Hard)하게 되도록 제어한다.
여기에서 감쇠력은 스프링의 압축 또는 인장에 대한 저항력을 의미하는 것으로, 노면 또는 외력 등으로 인하여 차체에 충격이 발생된 경우, 댐퍼의 감쇠력이 크다면 스프링은 댐퍼에 의하여 하드해져 저항력이 증가됨으로 많이 압축되지 못하여 그 충격이 차체 또는 운전자에게 전달된다.
이때, 인장의 경우에 있어서도 다시 복귀되는 것에 대한 저항이 발생되므로 복귀 속도가 느리게 됨은 마찬가지이다.
반면, 댐퍼의 감쇠력이 작다면 스프링은 동일 시간 내에 압축되고 다시 인장되는 양이 감쇠력이 큰 경우에 비하여 증가된다.
따라서, 현가장치의 감쇠력이 크다면 운전자는 단단하게 지지되는 힘을 받게되지만 충격이 상당부분 전달되며, 반면 감쇠력이 작아지는 경우 충격이 상당부분 스프링 등에 흡수되어 운전자가 부드러움을 느낄 수 있으나 롤링 또는 바운싱 등이 크게 발생될 수 있다.
외란 판단단계(S20)에서 외란이 없다고 판단되면, 휠 가속도 센서로부터 측정된 휠 수직 가속도의 주파수 성분을 필터링하고 그 크기가 클수록 노면이 거칠다고 판단하고, 그에 따라 승차감 제어(sky-hook)을 실시하게된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 승차감 제어단계(S40) 및 외란 제어단계(S30)에서 전자제어 현가장치의 감쇠력을 나타낸 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 외란 제어단계(S30)에서 전자제어 현가장치의 감쇠력은 승차감 제어단계(S40)에서 전자제어 현가장치의 감쇠력에 비하여 크게 설정되어 외란에 의하여 차량의 모션이 안좋아 질 경우 그에 따라 적절한 제어를 실시함으로써 승차감 및 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 외란 판단단계(S20)는 바디 가속도 센서로 부터 수신된 차체 수직 가속도가 기준 차체 가속 범위에 포함되면서 휠 수직 가속도가 기준 휠 가속 범위 미만인 경우, 휠 가속도 센서가 충격 등으로 인하여 이상이 발생되었거나 마운팅 위치가 틀어져 신호가 정상적으로 전송되지 않는 것으로 판단하고, 전자제어 현가장치의 감쇠력을 증가시켜 전자제어 현가장치를 하드(Hard)하게 설정하고 별도로 구비된 알람 등을 이용하여 운전자에게 알리는 이상 제어단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
이에, 휠 가속도 센서의 이상 발생 즉시 운전자가 인식하도록 함으로써, 휠 가속도 센서의 이상으로 인한 사고 및 차량의 2차 손상 발생을 예방할 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
S10: 수직 가속도 검출단계 S20: 외란 판단단계
S30: 외란 제어단계 S40: 승차감 제어단계
S50: 이상 제어단계

Claims (6)

  1. 전자제어 현가장치에서 감쇠력을 제어하는 방법으로서,
    휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도를 측정하는 수직 가속도 검출단계;
    상기 휠 수직 가속도 및 차체 수직 가속도를 사전에 설정된 기준 휠 가속범위 및 기준 차체 가속범위와 비교하여 노면 거칠기와는 구별되는 차량의 외란 여부를 판단하는 외란 판단단계; 및
    상기 외란 판단단계에서 차량의 외란이 발생되었다고 판단되면, 전자제어 현가장치의 감쇠력을 증가시키도록 제어하여 전자제어 현가장치가 하드(Hard)하게 되도록 제어하는 외란 제어단계;를 포함하는, 전자제어 현가장치의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외란 판단단계는,
    상기 휠 수직 가속도가 상기 기준 휠 가속범위에 포함되고, 상기 차체 수직 가속도가 상기 기준 차체 가속 범위를 초과하는 경우, 차량에 외란이 발생되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는, 전자제어 현가장치의 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 외란 판단단계 이후에,
    상기 외란 판단단계에서 외란이 없다고 판단되면, 상기 휠 수직 가속도를 이용하여 노면의 거칠기를 판단하고 그에 따라 승차감 제어(sky-hook)을 실시하는 승차감 제어단계;를 더 포함하는, 전자제어 현가장치의 제어방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 외란 제어단계에서 전자제어 현가장치의 감쇠력은 상기 승차감 제어단계에서 전자제어 현가장치의 감쇠력보다 크게 제어하는 것을 특징으로 하는, 전자제어 현가장치의 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 외란 판단단계는,
    상기 차체 수직 가속도가 상기 기준 차체 가속 범위에 포함되고, 상기 휠 수직 가속도가 상기 기준 휠 가속범위 미만인 경우, 휠 수직 가속도를 측정하는 휠 가속도 센서에 이상이 발생되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는, 전자제어 현가장치의 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 외란 판단단계에서 상기 휠 가속도 센서에 이상이 발생되었다고 판단되면, 전자제어 현가장치의 감쇠력을 증가시켜 전자제어 현가장치를 하드(Hard)하게 설정하고, 별도로 구비된 알람 등을 이용하여 운전자에게 알리는 이상 제어단계;를 더 포함하는, 전자제어 현가장치의 제어방법.
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