KR19980037705A - 자동차의 롤링 제어장치 - Google Patents

Abstract

자동차의 롤링 제어장치에서 운행되는 자동차에서 노면의 조건이나 커브길의 선회로 발생되는 롤링 정보와 롤링 각 속도의 정보를 분석한 후 설정된 퍼지 데이터를 통하여 안정된 롤링 제어를 실행하도록 한 것으로, 운행조건에 따라 발생되는 롤각을 검출하는 롤각 검출수단과, 단위 시간당 변화되는 롤 각속도의 변위를 검출하는 롤 각속도 검출수단과, 검출되는 각각의 신호를 소정의 상태로 처리하여 롤링제어를 위한 제어신호를 출력하는 제어수단과, 제어수단의 신호를 설정된 퍼지 데이터와 비교하여 롤링 제어를 위한 구동 신호를 출력하는 퍼지 연산수단과, 퍼지 연산수단의 구동 신호에 따라 밸브를 개폐시켜 제어대상에 인가되는 압력을 조정하는 구동수단을 구비한다.

Description

자동차의 롤링 제어장치

본 발명은 자동차의 롤링 제어장치에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 운행되는 자동차에서 노면의 조건이나 커브길의 선회로 발생되는 롤링 정보와 롤링 각 속도의 정보를 분석한 후 설정된 퍼지 데이터를 통하여 안정된 롤링 제어를 실행하도록 한 자동차의 롤링 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 토오션 바의 일종인 스테이빌라이져 바를 구비하는데, 이는 양측의 종단부가 좌우의 아래 콘트롤 암에 연결되어 있고 중앙부는 프레임에 연결되어 독립 현가방식에서 커브를 선회할 때 원심력 때문에 차체의 기울기가 증대되는 것을 방지하여 차량의 평형을 유지하며, 노면의 조건이 불량한 도로의 주행시 발생되는 좌우 롤링을 방지하기 위하여 설치된다.

이는 좌우의 바퀴가 동시에 상하로 운동할 때에는 작용하지 않으나 좌우의 바퀴가 서로 다르게 상하 운동할 때에는 차체의 기울기를 최소로 하여주는 작용을 실행한다.

또한, 자동차의 각부에 설치되는 센서에서 감지한 자동차의 주행조건과 노면의 상태, 운전자의 선택 스위칭 모드 등을 종합하여 ECU가 작동부를 제어하여 차량의 높이와 현가장치의 스프링 상수 및 댐핑력을 자동 조정하여 주행중 승차감과 조향성 및 안정성을 제공하여 주는 전자제어 현가장치가 구비된다.

전술한 바와 같이 자동차에 주행중 승차감과 조향성 및 안정성을 제공하여 주는 각각의 롤링 제어장치는 각각의 센서에서 검출되는 정보를 ECU에 설정되어 있는 프로그램 로직에 따라 수식적인 연산을 통하여 그에 해당하는 롤링 제어신호를 출력하므로 롤링 제어를 위한 제어신호의 연산 과정이 복잡하여 실질적인 제어신호의 출력에 응당성이 지연되는 문제점이 있으며, 복잡한 연산 프로그램의 수록으로 인하여 한정된 ECU의 메모리 영역을 효율적으로 사용 할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 검출되는 각각의 조건에 따라 산출된 제어신호의 영역이 한정되게 설정되어 있어 다양하게 분포되는 각각의 운행조건에 대하여 능적인 제어를 실행치 못하여 쾌적한 운행성을 유지하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 운행중 도로의 노면 조건이나 차량의 선회등으로 검출되는 롤링 값과 롤링 각 속도의 변화에 따라 설정된 퍼지 테이블의 데이터에 의거하여 롤링을 능동 제어하도록 하여 안정된 승차감과 조향성을 제공하도록 한 것이다.

또한, 퍼지 데이터에 의한 롤링의 제어로 신속한 응답성을 제공하며, 다양하게 분포되는 각각의 운행조건에 능동적인 제어를 실행 할 수 있도록 한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 운행조건에 따라 발생되는 롤각을 검출하는 롤각 검출수단과; 단위 시간당 변화되는 롤 각속도의 변위를 검출하는 롤 각속도 검출수단과; 상기 검출되는 각각의 신호를 소정의 상태로 처리하여 롤링 제어를 위한 제어신호를 출력하는 제어수단과; 상기 제어수단의 신호를 설정된 퍼지 데이터와 비교하여 롤링 제어를 위한 구동 신호를 출력하는 퍼지 연산수단과; 상기 퍼지 연산수단의 구동 신호에 따라 밸브를 개폐시켜 제어대상에 인가되는 압력을 조정하는 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 롤링 제어장치 구성도이고,

도 2는 도 1에서 롤링 제어를 위하여 각각의 조건에서 검출되는 퍼지 신호 및 롤링 제어 퍼지신호로, A는 운행중에 검출되는 롤링 각에 대한 정보 그래프이고, B는 운행중에 노면의 조건이나 선회로 검출되는 롤링 각속도의 변위 정보 그래프이며, C는 A 및 B 의 조건에 따른 제어 신호의 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 롤링 제어장치의 롤각 검출부(10)는 운행되는 자동차에서 도면의 조건이나 커부길의 선회로 발생되는 첨부된 도 2의 A와 같은 각각의 조건에서의 롤링 정도를 검출하여 그에 해당하는 소정의 신호를 출력한다.

롤 각속도 검출부(20)는 노면의 조건이나 선회로 인한 롤링시 단위 시간당 변화되는 첨부된 도 2의 B와 같은 롤링의 변위를 검출하여 그에 해당하는 소정의 신호를 출력한다.

제어부(30)는 검출되는 롤링 조건을 분석하여 안정된 주행성 및 조향성을 확보하기 위한 롤링 제어신호를 출력한다.

퍼지 연산부(40)는 메모리부에 소정의 테이블로 구성되는 퍼지 데이터가 수록되며 인가되는 제어신호에 따라 설정된 퍼지 데이터를 비교하여 각각의 조건에 대하여 능동적인 롤링 제어를 위한 구동신호를 출력한다.

이 때, 메모리부에 저장되는 퍼지 데이터의 제어규칙은 다음과 같다.

제1규칙 : 검출되는 롤각이 ZO 이고, 롤 각속도의 변위가 PS인 경우 롤링 제어신호는 NS 이다.

제2규칙 : 검출되는 롤각이 ZO 이고, 롤 각속도의 변위가 NS인 경우 롤링 제어신호는 PS 이다.

제3규칙 : 검출되는 롤각이 ZO 이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NS 이다.

제4규칙 : 검출되는 롤각이 PS 이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NS 이다.

제5규칙 : 검출되는 롤각이 PSM 이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NSM 이다.

제6규칙 : 검출되는 롤각이 PM 이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NM 이다.

제7규칙 : 검출되는 롤각이 PMB 이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NMB 이다.

제8규칙 : 검출되는 롤각이 NS 이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 PS 이다.

제9규칙 : 검출되는 롤각이 NSM 이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 PSM 이다.

제10규칙 : 검출되는 롤각이 NM 이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 PM 이다.

제11규칙 : 검출되는 롤각이 NMB 이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 PMB 이다.

이를 표로 나타내면 다음과 같다.

표.

액츄에이터(50)는 퍼지 연산부(40)에서 인가되는 신호에 따라 유로를 개폐시켜 차체에 미치는 롤링을 억제하여 ARS 제어 시스템 또는 차고 조정 시스템측에 공급되는 유압을 조정하여 롤링을 안정화하여 준다.

전술한 바와 같은 기능을 구비하여 이루어지는 본 발명에서 퍼지, 연산을 통한 롤링 제어 동작을 설명하면 다음과 같다.

소정의 목적지를 향하여 소정이 속도로 운행되는 자동차에서 롤각 검출부(10)는 운행되는 도로의 노면 조건이나 커브길의 선회에 따라 발생되어 차체에 미치는 롤각을 검출하여 그에 해당하는 신호를 제어부(30)측에 인가한다.

이 때, 롤 각속도 검출부(20)는 검출되는 롤각의 단위 시간당 변화되는 변위정보를 검출하여 제어부(30)측에 인가하면 제어부(30)는 인가되는 롤각 정보와 롤각속도의 변위 정보로부터 제어 대상에 출력하는 롤링 제어신호의 피드백에 의한 편차(E)와 하나의 단위 샘플링 시간내에서 피드백에 의한 편차(E)의 변화분(E)과 관계로부터 제어대상의 제어 입력 값(U) 변화분 연산은(U)을 구한 다음 차체에 미치는 롤링의 정도를 파악하여 롤링 제어를 위한 소정의 신호를 퍼지 연산부(40)측에 인가한다.

이때, 제어신호의 피드백에 의한 변화분(E)의 연산은,E = En°- En -1이고, 제어대상의 제어 입력 값(U) 변화분 연산은,U = Un -Un° -1로 연산되면E가 0보다 작은 경우에는 출력되는 제어신호가 상승되는 경우이며,E 가 0보다 큰 경우에는 출력되는 제어신호가 하강되는 경우이다.

퍼지 연산부(40)는 인가되는 제어부(30)에서 인가되는 신호를 설정된 퍼지테이블의 데이터와 비교한 다음 0°에 대한 현재 롤각 값의 편차 값(E)으로 부터 출력될 유압 구동신호를 결정하여 편차 값(E)의 적은 범위에서 변화분(E)에 따라 롤링을 억제하기 위한 제어신호를 액츄에이터(50)측에 인가한다.

일예를 들어, 롤각 검출부(10)에서 검출되는 롤 각이 첨부된 도2의 A에서 알 수 있는 바와 같이 ZO 이고, 롤 각속도 검출부(20)에서 검출되는 롤 각속도의 변위가 첨부된 도2의 B에서 알 수 있는 바와 같이 PS 인 경우 제어부(30)와 퍼지 연산부(40)를 통한 퍼지 데이터의 비교를 통하여 엑츄에이터(50)측에 출력되는 제어신호는 첨부된 도2의 C에서 알 수 있는 바와 같은 압력을 같은 NS의 신호가 출력된다.

따라서, 액츄에이터(50)는 인가되는 편차(E) 보상 값에 따라 밸브를 개폐시켜 제어 대상인 ARS 시스템 또는 차고조정 시스템측에 공급되는 유압을 조정하여 차체에 미치는 롤링 현상을 배제시켜 안정된 승차감과 조향성을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 소정의 목적지로 운행하는 자동차에서 노면의 조건이나 커브길의 선회로 인해 발생되는 롤각의 변화를 검출하여 퍼지 데이터를 통하여 롤링을 제어하므로 복잡한 수식적 연산이 배제되어 롤링 제어에 신속한 응답성이 제공되고, 복잡한 수식의 데이터가 배제되어 한정된 제어수단의 메모리 영역을 효율적으로 사용하며, 다양하게 분포되는 각각의 조건에 능동적인 롤링 제어가 실행되어 운행에 신뢰성이 제공된다.

Claims (3)

1. 자동차의 롤링 제어장치에 있어서, 운행조건에 따라 발생되는 롤각을 검출하는 롤각 검출수단과; 단위 시간당 변화되는 롤 각속도의 변위를 검출하는 롤 각속도 검출수단과; 상기 검출되는 각각의 신호의 소정의 상태로 처리하여 롤링 제어를 위한 제어신호를 출력하는 제어수단과; 상기 제어수단의 신호를 설정된 퍼지 데이터와 비교하여 롤링 제어를 위한 구동 신호를 출력하는 퍼지 연산수단과; 상기 퍼지 연산수단의 구동 신호에 따라 밸브를 개폐시켜 제어대상에 인가되는 압력을 조정하는 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 제어장치.
2. 청구항1에 있어서, 상기 제어수단은 제어 대상에 출력하는 롤링 제어신호의 피드백에 의한 편차(E)와 하나의 단위 샘플링 시간내에서 피드백에 의한 편차(E)의 변화분(E)과의 관계로부터 제어대상의 제어 입력 값(U)의 변화분(U)을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 제어장치.
3. 청구항1에 있어서, 상기 퍼지 연산수단에는 검출되는 롤각이 ZO이고, 롤각속도의 변위가 PS인 경우 롤링 제어신호는 NS 인 제1규칙과; 검출되는 롤각이 ZO이고, 롤 각속도가 변위가 NS인 경우 롤링 제어신호는 PS 인 제2규칙과; 검출되는 롤각이 ZO이고, 롤 각속도가 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NS 인 제3규칙과; 검출되는 롤각이 PS이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NS 인 제4규칙과; 검출되는 롤각이 PSM이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NSM 인 제5규칙과; 검출되는 롤각이 PM이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NM 인 제6규칙과; 검출되는 롤각이 PMB이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 NMB 인 제7규칙과; 검출되는 롤각이 NS이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 PS 인 제8규칙과; 검출되는 롤각이 NSM이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 PSM 인 제9규칙과; 검출되는 롤각이 NM이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 PM 인 제10규칙과; 검출되는 롤각이 NMB이고, 롤 각속도의 변위가 검출되지 않으면 롤링 제어신호는 PMB 인 제11규칙을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차의 롤링 제어장치.