KR102662690B1 - 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치는, 액추에이터 및 상기 액추에이터에 의해 구동되는 스태빌라이저 바를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저를 제어하는 장치로서, 차량의 각종 센싱 정보를 기초로 상기 액추에이터의 제어를 위한 타켓 토크를 생성하는 메인 컨트롤러; 상기 스태빌라이저 바의 실제 토크를 측정하는 토크 센서; 상기 실제 토크와 상기 타켓 토크에서 각각 설정된 고주파수 기준 이상의 고주파수 성분을 검출하고, 검출된 고주파수 성분들을 이용해 외란 여부를 판단하고, 외란이 존재하는 것으로 판단된 경우 상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 피드백 토크를 생성하는 외란 컨트롤러 및 상기 타겟 토크 및 상기 피드백 토크의 편차에 기초하여 상기 액추에이터에 전달할 제어 신호를 생성하는 토크 컨트롤러를 포함한다.

Description

액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치 및 방법{ACTIVE ROLL STABILIZER CONTROL APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액추에이터 및 상기 액추에이터에 의해 구동되는 스태빌라이저 바를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
스태빌라이저 바는 차량이 선회할 때 발생하는 롤(Roll)을 저감하고 차체의 평형을 유지하여 차량의 승차감 및 주행 안정성을 향상시킨다. 스태빌라이저 바는 차량의 횡방향으로 배치되도록 장착되어 좌우측 차륜에 각각 연결되며, 주행 중 좌우측 차륜이 서로 상대적으로 상하운동을 하는 경우 비틀어진다. 스태빌라이저 바는 발생하는 복원력을 매개로 차체의 기울어짐을 감소시켜, 차량의 롤을 제어한다.
액티브 롤 스태빌라이저에서 스태빌라이저 바는 컨트롤러에 의하여 제어되는 액추에이터의 작동에 따라 강성이 변화된다. 종래의 액티브 롤 스태빌라이저는, 차량의 속도, 조향각, 횡 가속도, 요 레이트(yaw rate) 등의 센싱 정보에 근거하여 생성된 타겟 신호를 추종하는 제어를 통해 차량의 승차감 및 조향감에 안정성을 제공한다.
차량이 험로를 주행하거나 과속 방지턱을 넘을 때와 같이 차량에 충격이 가해지는 외란 상황에서는 측정되는 센싱 정보에 외란 요인이 반영되게 된다. 이와 같이 외란 요인이 포함된 센싱 정보에 근거하여 타겟 신호를 생성하고 액티브 롤 스태빌라이저가 타겟 신호를 추종하도록 제어 신호를 발생시킬 경우 액추에이터에서 차량의 전력을 과도하게 소모하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 액추에이터의 응답성에도 한계가 존재하므로 외란 시에도 무리한 추종 제어가 이루어질 경우 액추에이터에 과도한 부하가 가해지며 소음, 내구성 저하 등이 초래될 수 있다.
이와 같은 문제로 인하여 액티브 롤 스태빌라이저를 타겟 신호를 추종하도록 제어할 때, 외란에 의하여 의도하지 않게 소모되는 전력을 줄여주고, 액추에이터에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있게 해주는 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0030854호, "액티브 롤 스테빌라이저 및 이의 토크 측정방법", 2017. 03. 20 공개
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량에 설치되는 액티브 롤 스태빌라이저의 제어 시, 과속 방지턱 통과, 험로 주행 등의 외란 상황에 의하여 과도하게 소모되는 전력을 감소시켜주는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 액추에이터의 응답성을 고려한 제어를 통해 액티브 롤 스태빌라이저의 무리한 작동을 회피할 수 있는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액추에이터 및 상기 액추에이터에 의해 구동되는 스태빌라이저 바를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저를 제어하는 장치로서, 차량의 각종 센싱 정보를 기초로 상기 액추에이터의 제어를 위한 타켓 토크를 생성하는 메인 컨트롤러; 상기 스태빌라이저 바의 실제 토크를 측정하는 토크 센서; 상기 실제 토크와 상기 타켓 토크에서 각각 설정된 고주파수 기준 이상의 고주파수 성분을 검출하고, 검출된 고주파수 성분들을 이용해 외란 여부를 판단하고, 외란이 존재하는 것으로 판단된 경우 상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 피드백 토크를 생성하는 외란 컨트롤러 및 상기 타겟 토크 및 상기 피드백 토크의 편차에 기초하여 상기 액추에이터에 전달할 제어 신호를 생성하는 토크 컨트롤러를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치가 제공된다.
이때. 상기 외란 컨트롤러는 상기 검출된 고주파수 성분들을 이용해 외란 여부를 판단하고, 외란이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우 상기 실제 토크에서 고주파수 성분을 제거하지 않고 상기 피드백 토크를 생성할 수 있다.
또한, 상기 외란 컨트롤러는 상기 타겟 토크에서 검출된 고주파수 성분과 상기 실제 토크에서 검출된 고주파수 성분 간의 차이가 소정의 설정값 이상일 경우 외란이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치에서, 상기 고주파수 기준은 상기 액추에이터의 응답 한계 주파수로부터 일정 범위 이내의 주파수에서 선택된 주파수일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 액추에이터 및 상기 액추에이터에 의해 구동되는 스태빌라이저 바를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저를 제어하는 방법으로서, 차량의 각종 센싱 정보를 기초로 상기 액추에이터의 제어를 위한 타켓 토크를 생성하는 타켓 토크 생성 단계; 상기 스태빌라이저 바의 실제 토크 및 상기 타켓 토크에서 각각 설정된 고주파수 기준 이상의 고주파수 성분을 검출하는 고주파수 성분 검출 단계; 상기 실제 토크 및 상기 타겟 토크에서 각각 검출된 고주파수 성분들을 이용하여 외란 여부를 판단하는 외란 판단 단계 및 상기 외란 판단 단계에서 외란이 존재하는 것으로 판단된 경우 상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 상기 액추에이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 외란 제어 단계를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법이 제공된다.
이때, 상기 외란 판단 단계에서 외란이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우 상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하지 않고 이에 근거해 상기 액추에이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 평상 제어 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 외란 판단 단계에서, 상기 타겟 토크에서 검출된 고주파수 성분과 상기 실제 토크에서 검출된 고주파수 성분 간의 차이가 소정의 설정값 이상일 경우 외란이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 외란 제어 단계는, 상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 피드백 토크를 생성하는 외란 피드백 토크 생성 단계 및 상기 타겟 토크 및 상기 피드백 토크의 편차에 기초하여 상기 액추에이터에 전달할 제어 신호를 생성하는 외란 제어 신호 생성 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 평상 제어 단계는, 상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하지 않고 피드백 토크를 생성하는 평상 피드백 토크 생성 단계 및 상기 타겟 토크 및 상기 피드백 토크의 편차에 기초하여 상기 액추에이터에 전달할 제어 신호를 생성하는 평상 제어 신호 생성 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법에서, 상기 고주파수 기준은 상기 액추에이터의 응답 한계 주파수로부터 일정 범위 이내의 주파수에서 선택된 주파수일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 액티브 롤 스태빌라이저의 액추에이터를 제어함에 있어서, 외란 컨트롤러 또는 외란 제어단계를 통해 과속 방지턱 통과, 험로 주행 등과 같은 외란에 의한 요인을 배제한 제어가 이루어질 수 있어 액티브 롤 스태빌라이저의 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 외란 컨트롤러 또는 외란 제어단계를 통해 액추에이터의 응답성을 고려한 제어가 수행될 수 있어 액티브 롤 스태빌라이저의 무리한 작동을 회피할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치 및 방법이 적용될 수 있는 액티브 롤 스태빌라이저의 일 예의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치의 구성도이다.
도 3은 외란이 제어되지 않는 상태에서의 타켓 토크와 피드백 토크를 나타낸 그래프이다.
도 4는 외란이 제어되는 상태에서의 타켓 토크와 피드백 토크를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법의 외란 제어 단계의 세부 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법의 평상 제어 단계의 세부 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치 및 방법이 적용될 수 있는 액티브 롤 스태빌라이저의 일 예의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 액티브 롤 스태빌라이저(100)는 차량 양측의 차륜(W1, W2)에 연결되어 배치된다. 이때, 차륜(W1, W2)은 차량의 전방 좌우 차륜이 될 수도 있고, 차량의 후방 좌우 차륜이 될 수도 있다.
액티브 롤 스태빌라이저(100)는 액추에이터(110)의 작동에 따라 스태빌라이저 바(120, 130)의 강성이 변화되도록 구성된다. 더욱 상세하게, 액추에이터(110) 일측의 스태빌라이저 바(120)는 액추에이터(110)에 고정되어 개별적으로 회전하지 않고, 액추에이터(110) 타측의 스태빌라이저 바(130)는 액추에이터(110)에 의해 회전하도록 구성될 수 있다. 또한, 스태빌라이저 바(120, 130)는 차체(V)와 차륜(W1, W2)을 연결하는 서스펜션의 로어 암(A1, A2)에 링크(L1, L2)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 액추에이터(110)는 모터, 감속 기어 및 댐퍼를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치는 액추에이터(110)에 의해 구동되는 스태빌라이저 바(120, 130)를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저(100)를 제어하는 장치로서, 메인 컨트롤러(10), 토크 센서(20), 외란 컨트롤러(30) 및 토크 컨트롤러(40)를 포함할 수 있다. 여기서, 메인 컨트롤러(10), 외란 컨트롤러(30) 및 토크 컨트롤러(40)는 하나의 전자제어유닛(ECU)로 이루어질 수도 있고, 각각 별개의 전자제어유닛으로 이루어질 수도 있으며, 이들 가운데 일부는 하나의 전자제어유닛으로 나머지는 별개의 전자제어유닛으로 이루어질 수도 있다..
메인 컨트롤러(10)는 차량의 각종 센싱 정보를 기초로 액추에이터(110)의 제어를 위한 타켓 토크를 생성한다. 메인 컨트롤러(10)는 차량에 설치된 각종 센서들로부터 차량의 속도, 조향각, 횡 가속도, 요 레이트(yaw rate) 등의 센싱 정보를 수신할 수 있으며, 센싱 정보에 근거하여 차량의 롤 제어를 위해 필요한 스태빌라이저 바의 타켓 토크를 생성할 수 있다.
토크 센서(20)는 스태빌라이저 바의 실제 토크를 측정한다. 실제 토크는 액추에이터(110)의 작동에 따라 스태빌라이저 바(120, 130)에 실제 작용하는 토크를 의미한다. 더욱 상세하게, 실제 토크는 액추에이터(110)의 구동에 의해 강성이 변화되는 스태빌라이저 바(120, 130)의 비틀림에 대하여 실제 발생된 토크이다. 토크 센서(20)는 액추에이터(110)의 출력측에 설치되어 실제 스태빌라이저 바로 출력되는 실제 토크를 측정할 수 있다.
외란 컨트롤러(30)는 실제 토크와 타켓 토크에서 각각 설정된 고주파수 기준 이상의 고주파수 성분을 검출하고, 검출된 고주파수 성분들을 이용해 외란 여부를 판단한다. 여기서, 외란이란 차량이 험로를 주행하거나 과속 방지턱을 넘을 때와 같이 차량에 충격이 가해지는 경우로서 차량의 센싱 정보, 실제 토크에 고주파수 성분으로 반영된다.
본 발명의 일 실시예에서, 외란 컨트롤러(30)는 타겟 토크에서 검출된 고주파수 성분과 실제 토크에서 검출된 고주파수 성분 간의 차이가 소정의 설정값 이상일 경우 외란이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 이때, 검출된 고주파수 성분 간의 차이는 절대값으로 계산될 수 있다.
한편, 고주파수 기준은 액추에이터(110)의 응답 한계 주파수로부터 일정 범위 이내의 주파수에서 선택된 주파수일 수 있다. 고주파수 기준은 액추에이터(110)의 작동 한계에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 고주파수 기준은 7㎐가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 외란 컨트롤러(30)는 외란이 존재하는 것으로 판단된 경우 실제 토크의 고주파수 성분을 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 피드백 토크를 생성할 수 있다. 한편, 외란 컨트롤러(30)는 외란이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우 실제 토크에서 고주파수 성분을 제거하지 않고 피드백 토크를 생성할 수 있다.
더욱 상세하게, 외란 컨트롤러(30)는 제 1 하이 패스 필터(31), 제 2 하이 패스 필터(32), 제 1 로우 패스 필터(33) 및 제 2 로우 패스 필터(34)를 포함할 수 있다.
제 1 하이 패스 필터(31)는 메인 컨트롤러(10)로부터 타겟 토크를 수신하여 타켓 토크에서 고주파수 성분을 검출한다. 또한, 제 2 하이 패스 필터(32)는 토크 센서(20)로부터 실제 토크를 수신하여 실제 토크에서 고주파수 성분을 검출한다.
전술한 바와 같이 고주파수 기준은 액추에이터(110)의 응답 한계 주파수로부터 일정 범위 이내의 주파수에서 선택될 수 있다. 외란은 타겟 토크 및 실제 토크에 고주파수 성분으로 반영되므로 이를 기준으로 외란 여부에 대한 판단이 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 외란 컨트롤러(30)는 타겟 토크에서 검출된 고주파수 성분과 실제 토크에서 검출된 고주파수 성분 간의 차이가 소정의 설정값 이상일 경우 외란이 존재하는 것으로 판단한다. 외란이 존재하는 것으로 판단된 경우, 고주파수 성분이 제거된 실제 토크가 제 1 로우 패스 필터(33)에 입력되며, 제 1 로우 패스 필터(33)는 실제 토크에서 고주파수 성분이 제거된 입력을 기초로 피드백 토크를 생성한다.
외란 컨트롤러(30)는 타겟 토크에서 검출된 고주파수 성분과 실제 토크에서 검출된 고주파수 성분 간의 차이가 소정의 설정값 미만일 경우 외란이 존재하지 않는 것으로 판단한다. 외란이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우, 고주파수 성분이 제거되지 않은 실제 토크가 제 2 로우 패스 필터(34)에 입력되며, 제 2 로우 패스 필터(34)는 실제 토크를 입력으로 하여 피드백 토크를 생성한다. 이때, 제 2 로우 패스 필터(34)는 가변 컷 오프(cut off) 주파수를 가질 수 있다.
토크 컨트롤러(40)는 타겟 토크 및 피드백 토크의 편차에 기초하여 액추에이터(110)에 전달할 제어 신호를 생성한다. 토크 컨트롤러(40)가 생성한 제어 신호는 스피드 컨트롤러(미도시) 등을 거쳐 액추에이터(110)의 모터로 전달될 수 있다. 피드백 토크는 타겟 토크와 차이가 있을 수 있으며, 토크 컨트롤러(40)는 피드백 토크와 타겟 토크의 간극을 줄여, 궁극적으로 타겟 토크를 추종하는 제어를 수행한다.
토크 컨트롤러(40)는 실제 토크를 그대로 피드백 토크로 사용하지 않고, 외란 컨트롤러(30)에 의해 실제 토크에서 외란 요인이 제거된 토크를 피드백 토크로 전달받아 타겟 토크의 추종 제어를 수행함으로써 외란 시 과도한 추종 제어를 지양하여 과도한 전력 소모, 액추에이터의 무리한 작동을 방지한다.
본 발명의 일 실시예에서, 토크 컨트롤러(40)는 외란이 존재할 경우 제 1 로우 패스 필터(33)로부터 피드백 토크 제공받게 되며, 외란이 존재하지 않을 경우 제 2 로우 패스 필터(34)로부터 피드백 토크 제공받게 된다.
즉, 토크 컨트롤러(40)는 외란이 존재할 경우 외란으로 인한 요인이 제거된 피드백 토크 및 타켓 토크를 근거로 액추에이터(110)의 제어를 위한 제어 신호를 생성하고, 외란이 존재하지 않을 경우 실제 토크에 따른 피드백 토크 및 타켓 토크를 근거로 액추에이터(110)의 제어를 위한 제어 신호를 생성한다.
도 3에는 외란이 제어되지 않는 상태에서의 타켓 토크와 피드백 토크를 나타낸 그래프가 도시되어 있다. 도 3을 살펴보면, 외란 발생 시 외란으로 인한 요인을 제거하지 않은 피드백 토크는 그 변화가 매우 심하게 나타나고 있음을 확인할 수 있다. 이와 같은 상황에서 타겟 토크 및 피드백 토크의 편차에 근거하여 액추에이터(110)를 추종 제어할 경우 전류가 과도하게 소모되며, 액추에이터(110)의 응답성의 한계로 인해 액티브 롤 스태빌라이저의 작동도 원활하게 이루어지지 못한다.
한편, 도 4에는 외란이 제어되는 상태에서의 타켓 토크와 피드백 토크를 나타낸 그래프가 도시되어 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치에 의한 외란 제어가 이루어지는 상태를 보여준다. 이를 참조하면, 차량의 주행 과정에서 외란 발생하더라도 외란으로 인한 성분이 제거된 피드백 토크는 그 변화가 상대적으로 완만하고 작게 나타나다. 이에 따라 외란에도 불구하고, 타겟 토크 및 피드백 토크의 편차에 근거하여 액추에이터(110)를 추종 제어하여도 전류가 과도하게 소모되지 않고, 액추에이터(110)의 응답성에도 문제가 발생하지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법의 순서도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법은, 액추에이터에 의해 구동되는 스태빌라이저 바를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저를 제어하는 방법으로서, 앞서 살펴본 바와 같은 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법은, 타켓 토크 생성 단계(S10), 고주파수 성분 검출 단계(S20), 외란 판단 단계(S30), 외란 제어 단계(S40) 및 평상 제어 단계(S50)를 포함한다.
타겟 토크 생성 단계(S10)는 차량의 각종 센싱 정보를 기초로 액추에이터의 제어를 위한 타켓 토크를 생성하는 단계이다. 타겟 토크 생성 단계(S10)는 메인 컨트롤러(10)에 의해 수행될 수 있다. 타겟 토크 생성 단계(S10)에서, 메인 컨트롤러(10)는 차량에 설치된 각종 센서들로부터 차량의 속도, 조향각, 횡 가속도, 요 레이트(yaw rate) 등의 센싱 정보를 수신할 수 있으며, 센싱 정보에 근거하여 차량의 롤 제어를 위해 필요한 스태빌라이저 바의 타켓 토크를 생성할 수 있다.
고주파수 성분 검출 단계(S20)는 스태빌라이저 바의 실제 토크 및 타켓 토크에서 각각 설정된 고주파수 기준 이상의 고주파수 성분을 검출하는 단계이다. 스태빌라이저 바의 실제 토크는 액추에이터(110)의 작동에 따라 스태빌라이저 바에 실제 작용하는 토크를 의미하며, 토크 센서(20)에 의해 측정된 것일 수 있다. 고주파수 성분 검출 단계(S20)는 외란 컨트롤러(30)에 의해 수행될 수 있다.
고주파수 성분 검출 단계(S20)에서, 외란 컨트롤러(30)는 실제 토크와 타켓 토크에서 각각 설정된 고주파수 기준 이상의 고주파수 성분을 검출한다. 검출된 고주파수 성분들은 차량의 외란 여부를 판단하는 근거가 된다. 외란이란 전술한 바와 같이, 차량이 험로를 주행하거나 과속 방지턱을 넘을 때와 같이 차량에 충격이 가해지는 경우로서 차량의 센싱 정보, 실제 토크에 고주파수 성분으로 반영된다.
외란 판단 단계(S30)는 실제 토크 및 타겟 토크에서 각각 검출된 고주파수 성분들을 이용하여 외란 여부를 판단하는 단계이다. 외란 판단 단계(S30)는 외란 컨트롤러(30)에 의해 수행될 수 있다.
외란 판단 단계(S30)에서, 외란 컨트롤러(30)는 타겟 토크에서 검출된 고주파수 성분과 실제 토크에서 검출된 고주파수 성분 간의 차이가 소정의 설정값 이상일 경우 외란이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 이때, 검출된 고주파수 성분 간의 차이는 절대값으로 계산될 수 있다.
한편, 고주파수 기준은 액추에이터(110)의 응답 한계 주파수로부터 일정 범위 이내의 주파수에서 선택된 주파수일 수 있다. 따라서 고주파수 기준은 액추에이터(110)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 고주파수 기준은 7㎐가 될 수 있다.
외란 제어 단계(S40)는 외란 판단 단계(S30)에서 외란이 존재하는 것으로 판단된 경우 실제 토크의 고주파수 성분을 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 액추에이터(110)의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 단계이다. 외란 제어 단계(S40)는 외란 건트롤러(30) 및 토크 컨트롤러(40)에 의해 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 외란 제어 단계(S40)는, 실제 토크의 고주파수 성분을 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 피드백 토크를 생성하는 외란 피드백 토크 생성 단계(S41)와, 타겟 토크 및 외란 피드백 토크 생성 단계(S41)에서 생성된 피드백 토크의 편차에 기초하여 액추에이터(S110)에 전달할 제어 신호를 생성하는 외란 제어 신호 생성 단계(S42)를 포함할 수 있다.
이때, 외란 피드백 토크 생성 단계(S41)는 외란 건트롤러(30)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 외란 제어 신호 생성 단계(S42)는 토크 컨트롤러(40)에 의해 수행될 수 있다.
평상 제어 단계(S50)는 외란 판단 단계(S30)에서 외란이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우 실제 토크의 고주파수 성분을 실제 토크에서 제거하지 않고 이에 근거해 액추에이터(110)의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 단계이다. 평상 제어 단계(S50)는 외란 건트롤러(30) 및 토크 컨트롤러(40)에 의해 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 평상 제어 단계(S50)는, 실제 토크의 고주파수 성분을 실제 토크에서 제거하지 않고 피드백 토크를 생성하는 평상 피드백 토크 생성 단계(S51)와, 타겟 토크 및 평상 피드백 토크 생성 단계(S51)에서 생성된 피드백 토크의 편차에 기초하여 액추에이터(110)에 전달할 제어 신호를 생성하는 평상 제어 신호 생성 단계(S52)를 포함할 수 있다.
이때, 평상 피드백 토크 생성 단계(S51)는 외란 건트롤러(30)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 평상 제어 신호 생성 단계(S52)는 토크 컨트롤러(40)에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예들에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 액티브 롤 스태빌라이저
110: 액추에이터 120, 130: 스태빌라이저 바
10: 메인 컨트롤러 20: 토크 센서
30: 외란 컨트롤러 40: 토크 컨트롤러

Claims (10)

  1. 액추에이터 및 상기 액추에이터에 의해 구동되는 스태빌라이저 바를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저를 제어하는 장치로서,
    차량의 각종 센싱 정보를 기초로 상기 액추에이터의 제어를 위한 타켓 토크를 생성하는 메인 컨트롤러;
    상기 스태빌라이저 바의 실제 토크를 측정하는 토크 센서;
    상기 실제 토크와 상기 타켓 토크에서 각각 설정된 고주파수 기준 이상의 고주파수 성분을 검출하고, 검출된 고주파수 성분들을 이용해 외란 여부를 판단하고, 외란이 존재하는 것으로 판단된 경우 상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 피드백 토크를 생성하는 외란 컨트롤러 및
    상기 타겟 토크 및 상기 피드백 토크의 편차에 기초하여 상기 액추에이터에 전달할 제어 신호를 생성하는 토크 컨트롤러를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외란 컨트롤러는 상기 검출된 고주파수 성분들을 이용해 외란 여부를 판단하고, 외란이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우 상기 실제 토크에서 고주파수 성분을 제거하지 않고 상기 피드백 토크를 생성하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 외란 컨트롤러는 상기 타겟 토크에서 검출된 고주파수 성분과 상기 실제 토크에서 검출된 고주파수 성분 간의 차이가 소정의 설정값 이상일 경우 외란이 존재하는 것으로 판단하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파수 기준은 상기 액추에이터의 응답 한계 주파수로부터 일정 범위 이내의 주파수에서 선택된 주파수인 액티브 롤 스태빌라이저 제어 장치.
  5. 액추에이터 및 상기 액추에이터에 의해 구동되는 스태빌라이저 바를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저를 제어하는 방법으로서,
    차량의 각종 센싱 정보를 기초로 상기 액추에이터의 제어를 위한 타켓 토크를 생성하는 타켓 토크 생성 단계;
    상기 스태빌라이저 바의 실제 토크 및 상기 타켓 토크에서 각각 설정된 고주파수 기준 이상의 고주파수 성분을 검출하는 고주파수 성분 검출 단계;
    상기 실제 토크 및 상기 타겟 토크에서 각각 검출된 고주파수 성분들을 이용하여 외란 여부를 판단하는 외란 판단 단계 및
    상기 외란 판단 단계에서 외란이 존재하는 것으로 판단된 경우 상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 상기 액추에이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 외란 제어 단계를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 외란 판단 단계에서 외란이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우 상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하지 않고 이에 근거해 상기 액추에이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 평상 제어 단계를 더 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 외란 판단 단계에서, 상기 타겟 토크에서 검출된 고주파수 성분과 상기 실제 토크에서 검출된 고주파수 성분 간의 차이가 소정의 설정값 이상일 경우 외란이 존재하는 것으로 판단하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 외란 제어 단계는,
    상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하고 이에 근거해 피드백 토크를 생성하는 외란 피드백 토크 생성 단계 및
    상기 타겟 토크 및 상기 피드백 토크의 편차에 기초하여 상기 액추에이터에 전달할 제어 신호를 생성하는 외란 제어 신호 생성 단계를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 평상 제어 단계는,
    상기 실제 토크의 고주파수 성분을 상기 실제 토크에서 제거하지 않고 피드백 토크를 생성하는 평상 피드백 토크 생성 단계 및
    상기 타겟 토크 및 상기 피드백 토크의 편차에 기초하여 상기 액추에이터에 전달할 제어 신호를 생성하는 평상 제어 신호 생성 단계를 포함하는 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 고주파수 기준은 상기 액추에이터의 응답 한계 주파수로부터 일정 범위 이내의 주파수에서 선택된 주파수인 액티브 롤 스태빌라이저 제어 방법.
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