KR102550670B1 - 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102550670B1
KR102550670B1 KR1020160129607A KR20160129607A KR102550670B1 KR 102550670 B1 KR102550670 B1 KR 102550670B1 KR 1020160129607 A KR1020160129607 A KR 1020160129607A KR 20160129607 A KR20160129607 A KR 20160129607A KR 102550670 B1 KR102550670 B1 KR 102550670B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
target torque
damper
active roll
lateral acceleration
motor
Prior art date
Application number
KR1020160129607A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180038678A (ko
Inventor
심경훈
장재훈
Original Assignee
에이치엘만도 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이치엘만도 주식회사 filed Critical 에이치엘만도 주식회사
Priority to KR1020160129607A priority Critical patent/KR102550670B1/ko
Publication of KR20180038678A publication Critical patent/KR20180038678A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102550670B1 publication Critical patent/KR102550670B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B60G21/0551—Mounting means therefor
    • B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
    • B60G21/0555—Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0152—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
    • B60G17/0157—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit non-fluid unit, e.g. electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/40—Constructional features of dampers and/or springs
    • B60G2206/42—Springs
    • B60G2206/427—Stabiliser bars or tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

본 발명은 댐퍼를 미리 압축시켜 액추에이터(actuator)의 응답 시간을 줄이고, 데드밴드를 줄여 타겟 토크의 정확도를 향상시킬 수 있는 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법은, 차속 신호와 조향각 신호에 기초하여 횡가속도 값을 추정하는 단계와, 추정된 횡가속도 값에 기초하여 모터를 구동시켜 액추에이터의 댐퍼를 사전에 압축시키는 단계와, 스테빌라이저의 타겟 토크를 산출하고, 산출된 타겟 토크에 따라 상기 모터를 구동시켜 차량의 롤의 제어하는 단계를 포함한다.

Description

능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법{Active Roll Stabilizer System And Method Of Controlling the same}
본 발명은 능동형 롤 스테빌라이저에 관한 것으로, 보다 상세하게는 댐퍼를 미리 압축시켜 액추에이터(actuator)의 응답 시간을 줄이고, 데드밴드를 줄여 타겟 토크의 정확도를 향상시킬 수 있는 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.
eARS(Electronic Active Roll Stabilizer) 시스템은 차량에 롤(roll) 발생 시, 이를 제어하기 위해 차량의 하부에 장착되고, 좌우측 휠이 스테빌라이저 바(stabilizer bar)를 통해 연결된다. 스테빌라이저 바의 중간에 배치된 액추에이터(Actuator)의 내부에는 토크(torque) 센서(sensor)와 댐퍼(damper) 및 댐핑 커플러(damping coupler)가 배치되어 충격을 흡수하고, 동력을 휠에 전달한다. 스테빌라이저 바는 차체의 롤 모션을 억제하여 차체의 평형을 유지시키며, 차량의 좌우 선회 시 및 거친 노면을 주행할 때 원심력에 의해 발생되는 쏠림 현상을 감소시킨다. 차량에 스테빌라이저 바가 장착됨으로써 비틀림 각을 통해 주행 안정 성을 높여 승차감을 향상시킬 수가 있다.
도 1은 댐퍼의 재질에 따른 데드밴드(deadband)를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 댐퍼가 고무로 형성된 경우의 데드밴드(1), TPR(Thermo Plastic Rubber)로 형성된 경우의 데드밴드(2), 스틸로 형성된 경우에 데드밴드(3)를 도시하고 있다. 모터와 스테빌라이저 바 사이에 댐퍼가 배치되어 있고, eARS가 토크를 전달하기 위해서 댐퍼가 힘을 전달할 수 있도록 충분히 압축되어야 한다.
데드밴드는 댐퍼가 압축되면서 스테빌라이저 바가 토션(torsion)을 시작하기 전까지 액추에이터(actuator)의 움직임을 의미하는 것으로, 데드밴드 구간이 넓을수록 ARS의 원점 제어 및 정밀 제어 성능이 떨어지게 된다. 즉, 댐퍼의 재질이 고무인 경우 데드밴드(1) 구간이 넓어져 노면 소음 및 진동을 줄이는 효과가 있지만, ARS의 원점 제어 및 정밀 제어 성능이 떨어지는 문제점이 있다. 반대로, 댐퍼의 재질이 스틸인 경우 데드밴드(3)의 구간이 좁아져 ARS의 원점 제어 및 정밀 제어 성능은 향상되지만, 노면 소음 및 진동을 액추에이터에 그대로 전달하여 소음 및 진동이 커지는 문제점이 있다. 댐퍼의 재질이 TPR(Thermo Plastic Rubber)인 경우 ARS의 원점 제어 및 정밀 제어 성능을 일정 수준 보장하고, 소음 및 진동을 일정 수준 이하로 줄일 수 있으나 최적의 성능을 얻을 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허번호: 10-2009-0033144(서스??션 제어 장치)
전술한 문제점을 해결하기 위해서, 액추에이터(actuator)의 응답 시간을 줄이고, 데드밴드를 줄여 타겟 토크의 정확도를 향상시킬 수 있는 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, ARS의 원점 제어 및 정밀 제어 성능을 향상시킴과 아울러, 소음 및 진동을 감소시킬 수 있는 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법은, 차속 신호와 조향각 신호에 기초하여 횡가속도 값을 추정하는 단계와, 추정된 횡가속도 값에 기초하여 모터를 구동시켜 액추에이터의 댐퍼를 사전에 압축시키는 단계와, 스테빌라이저의 타겟 토크를 산출하고, 산출된 타겟 토크에 따라 상기 모터를 구동시켜 차량의 롤의 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법은 상기 타겟 토크를 산출하는 과정 동안에 상기 댐퍼를 압축시킨다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법은, 상기 추정된 횡가속도에 기초하여 롤 모멘트를 산출하고, 상기 롤 모멘트에 기초하여 상기 타겟 토크를 산출한다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법은, 상기 타겟 토크에 기초하여 상기 모터의 회전 방향 및 상기 모터를 구동시키기 위한 전류 값을 설정한다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저 시스템은, 차량의 차속 신호와 조향각 신호 중 적어도 하나에 기초하여 횡가속도를 추정하고, 추정된 횡가속도에 기초하여 롤 모멘트(roll moment)를 산출하는 산출부와, 상기 롤 모멘트에 기초하여 ARS(Active Roll Stabilizer)의 타겟 토크가 산출되는 동안에 스테빌라이저의 댐퍼를 압축시키기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저 시스템의 상기 제어부는, 추정된 횡가속도 값에 기초하여 모터를 구동시켜 댐퍼를 압축시키기 위한 제어신호를 생성한다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저 시스템의 상기 산출부는, 상기 추정된 횡가속도에 기초하여 롤 모멘트를 산출하고, 상기 롤 모멘트에 기초하여 타겟 토크를 산출한다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저 시스템의 상기 제어부는, 상기 타겟 토크에 기초하여 상기 모터의 회전 방향 및 상기 모터를 구동시키기 위한 전류 값을 설정한다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법은, 액추에이터(actuator)의 응답 시간을 줄이고, 데드밴드를 줄여 타겟 토크의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법은, ARS의 원점 제어 및 정밀 제어 성능을 향상시킴과 아울러, 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 댐퍼의 재질에 따른 데드밴드(deadband)를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ARS(Active Roll Stabilizer) 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 ARS(Active Roll Stabilizer)의 회전 방향에 따른 댐퍼의 압축(눌림)을 나타내는 도면이다.
도 4는 댐퍼의 압축(누림)양과 토크(torque)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 차속/조향각 신호와 횡가속도 신호의 응답 속도 차이를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ARS(Active Roll Stabilizer) 시스템을 나타내는 도면이고, 도 3은 ARS(Active Roll Stabilizer)의 회전 방향에 따른 댐퍼의 압축(눌림)을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 ARS 시스템(100)은 산출부(110), 제어부(120) 및 모터 구동부(130)를 포함한다.
산출부(110)는 ARS의 타겟 토크(target torque)를 산출하여 제어부(120)에 공급한다. 산출부(110)는 차량의 언더 스티어(under steer) 특성을 이용하여 차량의 차속 신호와 조향각(SWA) 신호 중 적어도 하나에 기초하여 횡가속도(ay)를 추정한다. 그리고, 추정된 횡가속도(ay)를 이용하여 롤의 회전 힘의 크기 즉, 롤 모멘트(roll moment)를 산출하고, 산출된 롤 모멘트에 따른 타겟 토크를 산출한다. 산출부(110)에서 산출된 타겟 토크는 제어부(120)에 공급된다.
제어부(120)는 산출부(110)에서 입력된 타겟 토크에 기초하여 모터를 구동시키기 위한 전류 값을 설정하고, 모터가 구동되도록 모터 구동부(130)에 모터 제어 신호를 출력한다. 예를 들어, 제어부(120)는 모터의 회전 방향 및 전류 값을 설정하고, 모터 구동부(130)가 설정된 목표 전류 값에 의해 구동되도록 모터 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 타겟 토크의 신호가 액추에이터에 전달되기 전에 횡가속도(ay)를 예측하여 액추에이터가 움직일 방향을 인지한다. 차량의 스티어링 휠의 각 속도(Steering Wheel Angle Speed)에 기 설정된 게인(gain)을 곱하여 댐퍼(14)의 사전 압축 값을 설정한다. 제어부(120)는 댐퍼(14)의 사전 압축 값에 따른 압축 신호를 생성하여 모터 구동부(130)에 공급한다.
모터 구동부(130)는 제어부(120)로부터 제공된 압축 신호 및 모터 제어 신호에 응답하여 모터를 구동시킨다. 타겟 토크의 신호가 액추에이터에 전달되었을 때, 즉시 스테빌라이저 바(12)에 토션(torsion)이 가해지도록 압축 신호에 의해서 모터를 구동시켜 댐퍼(14)를 사전에 압축시킨다.
차량 주행 중 노면에서 올라오는 불균일한 토크를 추정하여 제어하는 경우, 빠른 속도로 변하는 토크를 제어하기 위해 수천 rpm 이상으로 제어를 수행한다. 도 3에 도시된 ① 방향으로 회전시켜 타겟 토크의 신호가 액추에이터에 전달되기 전에 댐퍼(14)를 미리 압축시킬 수 있다. 반대로 ② 방향으로 회전시켜 타겟 토크의 신호가 액추에이터에 전달되기 전에 댐퍼(14)를 미리 압축시킬 수 있다.
도 4는 댐퍼의 압축(누림)양과 토크(torque)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 토크 제어를 위해서는 토크 센서 및 모터의 동작 정보를 피드백 받아야 하며, 피드백 된 정보를 이용하여 토크 및 속도 제어를 수행하게 된다. 휠(wheel)의 좌우를 연결하는 액추에이터 내부의 중간에 댐퍼를 배치하여 기어의 파손을 방지하고, 승차감을 향상시킨다. 이때, 댐퍼에서 전달되는 눌림 양과 토크의 그래프를 도 4에 도시하였다.
초기에는 모터의 회전이 크더라도 토크 전달이 진해오디는 속도가 느리다. 따라서, 갑작스럽게 타겟 토크가 인가되는 경우 일정 토크를 발생시키기 위해서 순간적으로 모터를 고속으로 회전시켜야만 한다. 이러한 경우, 모터 속도가 순간적으로 증가함에 따라 회전의 관성(inertia)에 의해서 토크의 응답에 오버슈트(overshoot)가 발생할 수 있다. 또한, 초기 토크를 빌드 업(build up)하는데 시간이 소요되고, 이는 ARS의 초기 응답 특성을 떨어뜨리는 요인이 된다.
도 5는 차속/조향각 신호와 횡가속도 신호의 응답 속도 차이를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, ARS 시스템(100)가 차량의 차속과 조향각속도 신호(a) 및 횡가속도(ay) 센서의 신호(b)를 수신한다(S10). 이때, 차량의 차속과 조향각속도 신호(a)는 횡가속도(ay) 센서의 신호(b)보다 빠르기 때문에, ARS 시스템(100)에 차량의 차속과 조향각속도 신호(a)가 먼저 입력되고, 횡가속도(ay) 센서의 신호(b)는 늦게 입력된다. 예로서, 차량의 차속과 조향각속도 신호(a)가 횡가속도(ay) 센서의 신호(b)보다 20ns 먼저 입력될 수 있다.
ARS의 타겟 토크를 산출하기 위해서 롤 모멘트(roll moment)를 먼저 산출한다(S20).
롤 모멘트의 산출 결과를 타겟 토크를 환산할 때 차량의 언더 스티어(under steer) 특성을 이용하여 차량의 차속 신호와 조향각(SWA) 신호 중 적어도 하나에 기초하여 횡가속도(ay)를 추정한다. 그리고, 추정된 횡가속도(ay)를 이용하여 롤의 회전 힘의 크기 즉, 롤 모멘트(roll moment)를 산출하고, 산출된 롤 모멘트에 따른 타겟 토크를 산출한다(S30). 산출부(110)에서 산출된 타겟 토크는 제어부(120)에 공급된다.
여기서, 횡가속도(ay)는 아래의 수학식 1에 기초하여 산출할 수 있다.
Figure 112016097173794-pat00001
-Vx : Vehicle speed, -SWA : steering angle
-L : Wheel base, -N : steering gear ratio,
-Kh : Estimation gain
그리고, 각각의 스테빌라이저 바에서 요구되는 롤 모멘트는 아래의 수학식 2에 기초하여 산출할 수 있다.
Figure 112016097173794-pat00002
상기 수학식 2에서, 변수는 요레이트(ay)이고, 나머지 항목들은 상수 값을 가진다. K는 차량의 롤 강성(roll stiffness)의 의미하고, h는 C.G점과 롤 센터의 거리를 의미하고, m은 질량을 의미하고, g는 중력가속도를 의미하고, f는 전류을 의미하고, r은 후륜을 의미한다.
횡가속도(ay) 추정으로 액추에이터가 움직일 방향을 최소 20ms 이전에 알 수 있고, 이는 곧 댐퍼로 인해 발생하는 데드밴드(Deadband)의 소요시간을 줄일 수 있다.
댐퍼를 적용함으로 인해서 데드밴드가 넓어지고 응답 특성이 떨어지지만, 본 발명에서는 횡가속도(ay)를 예측하여 타겟 토크가 전달되기 전에 액추에이터가 움직일 방향을 미리 인지(약 20ms 전에 사전 인지)할 수 있다.
또한, 액추에이터의 움직임 정도는 스티어링 휠의 각 속도(angle speed)에 기 설정된 게인(gain)을 곱해서 알 수 있고, 이렇게 산출된 결과 값에 기초하여 모터를 구동시켜 댐퍼를 미리 압축시킨다(S40). 이를 통해, 타겟 토크 값이 액추에이터에 전달되었을 때, 댐퍼가 미리 압축되어 있음으로 즉시 스테빌라이저 바에 토션(torsion)을 줄 수 있다.
즉, 차량의 타겟 토크가 연산되는 20ms 동안 미리 액추에이터를 동작시켜 댐퍼를 사전에 압축시킴으로써, 댐퍼의 데드밴드를 줄이고 액추에이터의 응답 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 댐퍼의 데드영역은 토크의 전달이 거의 없는 노 로드(no load) 영역임으로 모터를 미리 동작시키더라도 추가적인 에너지 손실이 크게 발생하지 않는다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법은, 액추에이터(actuator)의 응답 시간을 줄이고, 데드밴드를 줄여 타겟 토크의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, ARS의 원점 제어 및 정밀 제어 성능을 향상시킴과 아울러, 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: ARS 시스템
110: 산출부
120: 제어부
130: 모터 구동부

Claims (8)

  1. 차속 신호와 조향각 신호에 기초하여 횡가속도 값을 추정하는 단계;
    추정된 횡가속도 값에 기초하여 모터를 구동시켜 액추에이터의 댐퍼를 사전에 압축시키는 단계; 및
    스테빌라이저의 타겟 토크를 산출하고, 산출된 타겟 토크에 따라 상기 모터를 구동시켜 차량의 롤의 제어하는 단계;를 포함하는 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 토크를 산출하는 과정 동안에 상기 댐퍼를 압축시키는 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 추정된 횡가속도에 기초하여 롤 모멘트를 산출하고, 상기 롤 모멘트에 기초하여 상기 타겟 토크를 산출하는 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 토크에 기초하여 상기 모터의 회전 방향 및 상기 모터를 구동시키기 위한 전류 값을 설정하는 능동형 롤 스테빌라이저의 제어 방법.
  5. 차량의 차속 신호와 조향각 신호 중 적어도 하나에 기초하여 횡가속도를 추정하고, 추정된 횡가속도에 기초하여 롤 모멘트(roll moment)를 산출하는 산출부; 및
    상기 롤 모멘트에 기초하여 ARS(Active Roll Stabilizer)의 타겟 토크가 산출되는 동안에 스테빌라이저의 댐퍼를 압축시키기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부;를 포함하는 능동형 롤 스테빌라이저 시스템.
  6. 제5 항에 이어서, 상기 제어부는,
    추정된 횡가속도 값에 기초하여 모터를 구동시켜 댐퍼를 압축시키기 위한 제어신호를 생성하는 능동형 롤 스테빌라이저 시스템.
  7. 제5 항에 이어서, 상기 산출부는,
    상기 추정된 횡가속도에 기초하여 롤 모멘트를 산출하고, 상기 롤 모멘트에 기초하여 타겟 토크를 산출하는 능동형 롤 스테빌라이저 시스템.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 타겟 토크에 기초하여 모터의 회전 방향 및 상기 모터를 구동시키기 위한 전류 값을 설정하는 능동형 롤 스테빌라이저 시스템.
KR1020160129607A 2016-10-07 2016-10-07 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법 KR102550670B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160129607A KR102550670B1 (ko) 2016-10-07 2016-10-07 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160129607A KR102550670B1 (ko) 2016-10-07 2016-10-07 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180038678A KR20180038678A (ko) 2018-04-17
KR102550670B1 true KR102550670B1 (ko) 2023-07-04

Family

ID=62082995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160129607A KR102550670B1 (ko) 2016-10-07 2016-10-07 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102550670B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101937468B1 (ko) * 2017-10-16 2019-04-11 주식회사 만도 액티브 롤 스태빌라이저 및 이의 액추데이터 데드 밴드 구간 판별 방법
KR102021459B1 (ko) * 2018-06-08 2019-09-16 주식회사 만도 차량 제어 장치 및 차량 제어 방법
KR102063353B1 (ko) * 2018-06-08 2020-01-07 주식회사 만도 차량 제어 장치 및 차량 제어 방법
DE102019208387A1 (de) * 2018-06-08 2019-12-12 Mando Corporation Fahrzeugsteuervorrichtung und Fahrzeugsteuerverfahren
KR102662690B1 (ko) * 2019-10-23 2024-05-02 에이치엘만도 주식회사 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005225300A (ja) 2004-02-12 2005-08-25 Aisin Seiki Co Ltd スタビライザ制御装置
JP2006248489A (ja) 2005-03-14 2006-09-21 Toyota Motor Corp 車両用スタビライザシステム
JP2007245960A (ja) 2006-03-16 2007-09-27 Toyota Motor Corp スタビライザ制御装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101007764B1 (ko) * 2002-10-25 2011-01-14 루크 라멜렌 운트 쿠프룽스바우 베타일리궁스 카게 자동차의 섀시용 롤 스태빌라이저
US8322728B2 (en) 2007-09-28 2012-12-04 Hitachi, Ltd. Suspension control apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005225300A (ja) 2004-02-12 2005-08-25 Aisin Seiki Co Ltd スタビライザ制御装置
JP2006248489A (ja) 2005-03-14 2006-09-21 Toyota Motor Corp 車両用スタビライザシステム
JP2007245960A (ja) 2006-03-16 2007-09-27 Toyota Motor Corp スタビライザ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180038678A (ko) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102550670B1 (ko) 능동형 롤 스테빌라이저 시스템 및 제어 방법
US10118636B2 (en) Electric power steering apparatus
CN107848573B (zh) 动力转向装置的控制装置以及动力转向装置
CN104520167B (zh) 控制电动动力转向系统的装置及其方法
US10059368B2 (en) Electric power steering apparatus
JP4349309B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP4203062B2 (ja) 車両用操舵装置
US7530423B2 (en) Vehicular variable steering ratio control device and control method thereof
CN106741133B (zh) 用于控制发动机驱动的动力转向系统的转向回正的装置和方法
US20150191200A1 (en) Electric power steering apparatus
US10889319B2 (en) Use of a phase-lead filter to separate the manual steering setting from the power steering control stability setting
JP6716782B2 (ja) パワーステアリング装置
JP5061768B2 (ja) 車両用操舵装置
US9994251B2 (en) Method for controlling output of power steering system
JP6036407B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
US20200307674A1 (en) Steering control system
CN111746628A (zh) 转向控制装置
JP2012062028A (ja) 操舵装置及びキックバック判定装置
JP4997478B2 (ja) 車両用操舵装置
KR102676729B1 (ko) 차량용 조향시스템의 댐핑 제어방법 및 시스템
JP6279367B2 (ja) パワーステアリング装置
JP2014133523A (ja) 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
JP4375558B2 (ja) 伝達比可変操舵装置
JP5384905B2 (ja) 舵角比可変制御装置
JP7016301B2 (ja) 操舵制御装置及び操舵制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant