KR19980045430A

KR19980045430A - 스테빌라이저 바아 마운팅 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR19980045430A
Application number: KR1019960063613A
Authority: KR
Inventors: 전용원
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1998-09-15

Abstract

본 발명의 목적은 차량 선회시에는 롤링에 대한 강성을 증대시키고 평상시에는 롤링에 대한 강성을 최소화시켜, 선회시에는 차체를 롤링으로부터 안정시키고 평상시에는 승차감을 향상시키는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 스테빌라이저 바아 마운팅 장치는 차폭 방향으로 설치되는 크로스 맴버의 양측에 차고 방향으로 바퀴를 선회 가능하게 연결시키는 양측 로워 아암, 이 양측 로워 아암에 그 양단이 바퀴가 차고 방향으로 요동하는 롤링에 대한 강성을 갖도록 설치되는 스테빌라이저 바아, 이 스테빌라이저 바아가 롤링에 대하여 갖는 강성을 차량의 운행 상태에 따라 변화시킬 수 있도록 차량의 운행상태를 감지하는 감지수단, 이 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되며 스테빌라이저 바아의 일측이 상하 방향으로 이동하는 것을 제어토록 스테빌라이저 바아의 일측을 로워 아암에 결합시키는 롤링 강성 변환수단을 포함한다.

Description

스테빌라이저 바아 마운팅 장치 및 그 제어방법

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 선회시에는 롤링에 대한 강성을 증대시켜 차체를 롤링으로부터 안정시키고 평상시에는 롤링에 대한 강성을 최소화하여 승차감을 향상시키는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

차량의 현가장치는 노면과 바퀴의 접촉에 따른 충격 및 진동이 차체로 전달되는 것을 감소시키는 역할을 할 수 있게 한다.

그리고 현가장치에는 불규칙한 거칠기를 갖는 도로를 주행할 때 좌우 바퀴의 수직 방향 이동에 따라 차체가 좌우로 흔들리는 롤링을 방지하기 위하여 장착되는 스테빌라이저 바아를 구비하고 있다.

이 스테빌라이저 바아는 비틀림 저항으로 좌우 바퀴의 고저를 조절하는 것으로서, 마운팅 브라켓트에 의하여 그 양측이 차체에 비틀림을 가능하게 장착되고, 그 양단은 너클을 차체에 연결시키는 양측 로워 아암의 일측에 결합되어 있다.

그러나 상기와 같은 스테빌라이저 바아 마운팅 장치는 스테빌라이저 바아 양측을 마운팅 브라켓트로 차체에 고정 장착하므로 차량 선회시에는 롤링에 대한 강성이 부족하여 차체를 롤링으로부터 안정시키기 곤란하고, 평상시에는 롤링에 대한 강성이 과대하여 승차감을 저하시키는 경향이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 점들을 고려하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량 선회시에는 롤링에 대한 강성을 증대시키고 평상시에는 롤링에 대한 강성을 최소화시켜, 선회시에는 차체를 롤링으로부터 안정시키고 평상시에는 승차감을 향상시키는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 스테빌라이저 바아 마운팅 장치는 차폭 방향으로 설치되는 크로스 맴버의 양측에 차고 방향으로 바퀴를 선회 가능하게 연결시키는 양측 로워 아암, 이 양측 로워 아암에 그 양단이 바퀴가 차고 방향으로 요동하는 롤링에 대한 강성을 갖도록 설치되는 스테빌라이저 바아, 이 스테빌라이저 바아가 롤링에 대하여 갖는 강성을 차량의 운행 상태에 따라 변화시킬 수 있도록 차량의 운행상태를 감지하는 감지수단, 이 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되며 스테빌라이저 바아의 일측이 상하 방향으로 이동하는 것을 제어토록 스테빌라이저 바어의 일측을 로워 아암에 결합시키는 롤링 강성 변환수단을 포함한다.

또 본 발명에 따른 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 제어방법은 스티어링 조향각 센서와 차속 센서가 차량의 운행상태를 감지하고, 그 감지신호를 전자제어유닛(ECU)에 인가시켜 전자제어유닛(ECU)이 이를 바탕으로 횡가속도를 산출하며, 이 횡가속도를 바탕으로 전자제어유닛(ECU)이 롤링 강성 변환수단의 제어 듀티율을 산출하여, 이 듀티율로 전자제어유닛(ECU)이 차량의 운행상태에 적절하도록 선회시에는 롤링에 대한 강성이 증대되고 평상시에는 롤링에 대한 강성을 최소화시키도록 롤링 강성 변환수단을 제어한다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 부분 평면도.

도 2는 본 발명에 관련하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 제어 구성도.

도 3은 본 발명에 관련하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 제어 유압 회로도.

도 4는 본 발명에 관련하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 제어 로직을 도시한 순서도이다.

도1은 본 발명에 관련하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 평면도로서, 차량의 운행 상태에 따라 스테빌라이저 바아(1)의 롤링에 대한 강성을 변환시킬 수 있는 구조로 이루어져 있다.

즉, 차폭 방향으로 설치되는 크로스 맴버(미도시)의 양측에는 바퀴(3)를 차고 반향으로 선회 가능하게 연결시키는 로워 아암(5)이 장착되고, 이 로워 아암(3)에는 스테빌라이저 바아(1)가 바퀴(3)를 통하여 양측 로워 아암(5)으로 전달되는 충격에 의하여 차체가 차고 방향으로 요동하는 롤링에 대한 강성을 갖을 수 있는 구조로 설치되어 있다.

상기 스테빌라이저 바아(1)의 일측은 차체의 일측에 마운팅 브라켓트(미도시)를 개재하여 장착되고, 다른 일측은 스테빌라이저 바아(1)가 롤링에 대하여 갖는 강성을 차량의 운행 상태에 따라 차고 방향, 즉 상하 방향으로 변화시킬 수 있도록 롤링 강성 변환수단의 일 구성요소인 액츄에이터(7)를 개재하여 로워 아암(5)의 일측에 장착된다.

이와 같이 스테빌라이저 바아(1)의 롤링 강성을 변환시킬 수 있는 구조는 스테빌라이저 바아(1)가 적용되는 전후륜 각각의 일측에 모두 적용될 수 있다. 본 구성에서는 조향륜인 앞바퀴(3)에 적용되는 것을 기준으로 설명한다.

상기 액츄에이터(7)는 도2에 도시된 바와 같이, 감지수단인 스티어링의 조향각을 감지하는 스티어링 조향각 센서(9)와 차량의 주행속도를 감지하는 차속 센서(11)의 감지신호를 받는 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되는 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17)를 포함하는 유압회로에 의하여 제어될 수 있도록 구성되어 있다.

이러한 액츄에이터(7)를 제어하기 위하여 조향각 센서(9)와 차속 센서(11)는 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 연결되고, 이의 출력단에는 상기 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17)가 연결되어 있다.

상기 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17)는 액츄에이터(7)로 공급 및 배출되는 동력원, 즉 유압을 제어할 수 있는 구조로 이루어지며, 통상적으로 사용되는 것이므로 그 구체적인 구조는 도면의 기호로 대신한다.

한편 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17)를 제어하여 액츄에이터(7)를 작동시킬 수 있도록 액츄에이터(7)는 도3에 도시된 바와 같은 복동식 유압 실린더로 구성되고, 도시된 바와 같은 유압 회로에 의하여 제어되도록 이루어져 있다.

또 상기 액츄에이터(7)를 포함하는 롤링 강성 변환수단은 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17) 그리고 액츄에이터(7)의 작동력을 스테빌라이저 바아(1)에 전달하여 이의 선단을 차고 방향으로 승강시키면서 롤링 강성을 변환시키는 링크 기구(19)를 포함하고 있다.

이 링크 기구(19)는 복동식 유압 실린더의 양측 피스턴 로드(21,23)에 힌지(25,27)로 그 일측이 선회 가능하게 결합되고, 다른 일측은 힌지(29)로 상호 선회 결합되어 스테빌라이저 바아(1)의 선단에 고정부재(31)를 개재하여 선회 가능하게 장착되어 있다.

한편 제1솔레노이드 밸브(13)는 복동식 유압 실린더로 구성되는 액츄에이터(7)의 양측, 즉 제1,2챔버(33,35)로 유압을 공급함과 동시에 제3,4챔버(37,39)로부터 유압을 배출시킬 수 있도록 회로를 구성하고, 제2솔레노이드 밸브(15)는 제1솔레노이드 밸브(13)의 반대작용을 할 수 있도록 유압회로를 구성한다.

즉, 제2솔레노이드 밸브(15)는 액츄에이터(7)의 제3,4챔버(37,39)로 유압을 공급함과 동시에 제1,2챔버(33,35)로부터 유압을 배출시킬 수 있도록 유압회로를 구성하고 있다.

따라서 상기 제1솔레노이드 밸브(13)가 온되고 제2솔레노이드 밸브(15)가 오프됨에 따라 피스턴 로드(21,23)는 벌어져 스테빌라이저(1)의 선단 위치를 낮추고, 제2솔레노이드 밸브(15)가 온되고 제1솔레노이드 밸브(13)가 오프됨에 따라 피스턴 로드(21,23)는 상호 접근하여 스테빌라이저(1)의 선단 위치를 높인다.

더욱이 제3솔레노이드 밸브(17)는 상기 제1,2솔레노이드 밸브(13,15)에 의하여 액츄에이터(7)의 제3,4챔버(37,39)로 공급 및 배출되는 유압을 다시 제어할 수 있도록 회로를 구성하고 있다.

상기와 같이 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17)에 의하여 제어되도록 복동식 유압 실린더로 구성되는 액츄에이터(7)는 양측, 즉 제1,2챔버(33,35)로 유압이 공급되고 다른 양측, 즉 제3,4챔버(37,39)로 유압을 배출하는 작용을 함과 동시에 상기 다른 양측, 즉 제3,4챔버(37,39)로부터 유압이 배출되고 상기 양측, 제1,2챔버(33,35)로 유압을 공급하는 작용을 선택적으로 실현할 수 있는 구조로 이루어져 있다.

따라서 상기 액츄에이터(7)의 피스턴 로드(21,23)에 힌지(25,27)로 결합된 링크(19)는 스테빌라이저 바아(1)의 선단을 기준으로 선회시하면서 스테빌라이저 바아(1)의 선단을 차고 방향으로 승강시켜 롤링 강성을 변환시킨다.

한편 제1,2솔레노이드 밸브(13,15)로 유압 펌프(41)에서 발생된 유압을 공급하는 유압 라인에는 유압 회로의 최대 유압을 제어하는 릴리이프 밸브(43)와 유압 펌프(41)에서 발생된 유압을 제어에 용이한 유압으로 감압시키는 리듀싱 밸브(45) 그리고 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17)로 유압을 공급하는 측에는 이의 유압을 감지하는 유압 센서(47)가 설치되어 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 연결되어 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치는 차량의 운행상태를 감지하여 스테빌라이저가 이에 적절한 롤링 강성을 갖도록 변환시킨다.

즉, 상기 스테빌라이저 바아 마운팅 장치는 감지수단인 스티어링 조향각 센서(19)와 차속 센서(11)의 조향각(Str)과 차속(Vel)의 감지신호를 받아 차량의 운행상태를 감지하는 감지단계, 상기 감지신호가 인가되면 전자제어유닛(ECU)이 이를 바탕으로 횡가속도(ay)를 산출하는 산출단계, 상기 횡가속도(ay)를 바탕으로 전자제어유닛(ECU)이 롤링 강성 변환수단의 제어 듀티율을 산출하는 다른 산출단계, 상기 듀티율로 전자제어유닛(ECU)이 차량의 운행상태에 적절하도록 선회시에는 롤링에 대한 강성이 증대되고 평상시에는 롤링에 대한 강성을 최소화시키도록 롤링 강성 변환수단의 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17)를 제어하는 제어단계를 포함하는 제어방법에 의하여 제어된다.

상기 감지단계는 롤링 강성 변환수단의 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17)를 오프시키는 시동단계(ST1), 이 시동단계(ST1)에 이어 스티어링의 중립을 판정하는 판정단계(ST2), 이 판정단계(ST2)에 이어 제3솔레노이드 밸브(17)를 온시키는 온단계(ST3), 이 온단계(ST3)에 이어 차량 운행시 스티어링의 조향각(Str)을 감지하는 조향각 감지단계(ST4), 이 조향각 감지단계(ST4)에 이어 차량의 주행 속도(Vel)를 감지하는 차속 감지단계(ST5)로 제어가 이루어진다. 이 감지단계는 파워 온과 동시에 시작되고, 파워 오프와 동시에 종료된다.

한편 감지단계에 이어지는 산출단계는 스티어링의 조향각(Str)이 일정 각 미만인지를 판단하여 미만이면 제1,2솔레노이드 밸브(13,15)를 오프시키는 판단단계(ST6), 이 판단단계(ST6)에서 조향각(Str)이 일정 각 미만이 아니면 조향각(Str)과 차속(Vel)으로 도4에 도시된 공식으로 횐가속도(ay)를 계산하는 계산단계(ST7)로 제어가 이루어진다. 횡가속도(ay) 산출식에서 K1,K2는 상수이다.

상기 산출단계에 이어지는 다른 산출단계는 상기 산출단계에서 계산된 횡가속도(ay)가 일정치 미만인지를 판단하여 미만이면 상기 제1,2솔레노이드 밸브(13,15)를 오프시키는 다른 판단단계(ST8), 이 판단단계(ST8)에서 횡가속도(ay)가 일정치 미만이 아니면 액츄에이터로 공급되는 유압을 계산하는 다른 계산단계(ST9), 이 다른 계산단계(ST9)에 이어 제1,2솔레노이드 밸브(13,15)로 공급되는 유압을 감지하는 유압 감지단계(ST10), 이 유압 감지단계(ST10)에 이어 제1,2솔레노이드 밸브(13,15)로 공급되는 유압을 피이드백 제어하게 위하여 이의 듀티율을 계산하는 또 다른 계산단계(1T11)로 제어가 이루어진다.

듀티율 산출식에서 Kpp와 Kpi는 상수이고, Pd는 필요한 액츄에이터(7)의 제어압이며, Pr은 유압 감지단계(ST10)에서 감지한 후, 즉 액츄에이터(11)에 작용하는 유압을 의미하며 상호 차이가 있을 수 있다.

상기 다른 산출단계에 이어 제어단계는 듀티 제어된 유압이 제1,2,3솔레노이드 밸브(13,15,17)에 작용할 때 스티어링 조향각(Str)이 일정치 미만인가를 판단하는 또 다른 판단단계(ST12), 이 판단단계(ST12)의 조건이 만족되면 전자제어유닛(ECU)이 롤링 강성 변환수단의 제1,2솔레노이드 밸브(13,15)를 각각 온,오프시키고, 조건이 만족되지 않으면 제1,2솔레노이드 밸브(13,15)를 각각 오프, 온으로 제어하는 제어단계(ST13)로 제어가 이루어진다.

상기와 같이 차량의 운행상태에 따라 제1,2,3솔노이드 밸브(13,15,17)가 각각 온/오프 제어되면서 액츄에이터(7)의 제1,2챔버(33,35)로 유압을 공급함과 동시에 제3,4챔버(37,39)로부터 유압을 배출시키거나, 그 반대작용, 즉 액츄에이터(7)의 제1,2챔버(33,35)로부터 유압을 배출함과 동시에 제3,4챔버(37,39)로 유압을 공급하는 작용으로 링크(19)를 상호 선회시킨다.

따라서 링크(19)가 상호 접근하면 스테빌라이저 바아(1)의 차고 방향 위치가 높아지고, 링크(19)가 상호 분리되면 스테빌라이저 바아(1)의 차고 방향 위치가 낮아지면서 롤링 강성을 차량의 운행상태에 적절하도록 변화시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스테빌라이저 바아 마운팅 장치 및 그 제어방법은 롤링 강성 변환수단을 제어하여, 차량 선회시에는 롤링에 대한 강성을 증대시키고 평상시에는 롤링에 대한 강성을 최소화시키므로 선회시에는 차체를 롤링으로부터 안정시키고 평상시에는 승차감을 향상시킬 수 있다.

Claims

차폭 방향으로 설치되는 크로스 맴버의 양측에 차고 방향으로 바퀴를 선회 가능하게 연결시키는 양측 로워 아암, 이 양측 로워 아암에 그 양단이 바퀴가 차고 방향으로 요동하는 롤링에 대한 강성을 갖도록 설치되는 스테빌라이저 바아, 이 스테빌라이저 바아가 롤링에 대하여 갖는 강성을 차량의 운행 상태에 따라 변화시킬 수 있도록 차량의 운행상태를 감지하는 감지수단, 이 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되며 스테빌라이저 바아의 일측이 상하 방향으로 이동하는 것을 제어토록 스테빌라이저 바아의 일측을 로워 아암에 결합시키는 롤링 강성 변환수단을 포함하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치.
제1항에 있어서, 감지수단은 스티어링 휠의 조향각을 감지하여 그 감지신호를 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 인가시키는 스티어링 조향각 센서, 차속을 감지하여 그 감지신호를 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 인가시키는 차속 센서를 포함하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치.
제1항에 있어서, 롤링 강성 변환수단은 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)에 의하여 동력원을 제어하는 솔레노이드 밸브, 이 솔레노이드 밸브의 제어에 의하여 공급 차단되는 동력원에 의하여 작동되는 액츄에이터, 이 액츄에이터에 의하여 제어되는 스테빌라이저 바아의 로워 아암에서 차고 방향의 이동을 가능케 하는 힌지 구조로 장착되는 링크 기구를 포함하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치.
제3항에 있어서, 솔레노이드 밸브는 복동식 유압 실린더로 구성되는 액츄에이터의 양측으로 공급되는 유압과 다른 양측에서 배출되는 유압을 제어하는 제1솔레노이드 밸브, 이 제1솔레노이드 밸브의 반대작용, 즉 액츄에이터의 다른 양측으로 공급되는 유압과 상기 양측으로 배출되는 유압을 제어하는 제2솔레노이드 밸브, 상기 제1,2솔레노이드 밸브에 의하여 액츄에이터의 다른 양측으로 배출 공급되는 유압을 제어하는 제3솔레노이드 밸브를 포함하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치.
제3항에 있어서, 액츄에이터는 양측으로 유압이 공급되고 다른 양측으로 유압을 배출하는 작용과 상기 다른 양측으로 유압이 배출되고 상기 양측으로 유압을 공급하는 작용으로 이의 피스턴 로드와 힌지 결합된 링크 기구를 스테빌라이저 바아 선단을 기준으로 선회시키면서 스테빌라이저 바아 선단을 차고 방향으로 승강시키는 구조를 갖는 복동식 유압 실린더로 형성되는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치.
감지수단인 스티어링 조향각 센서와 차속 센서가 차량의 운행상태를 감지하는 감지단계, 상기 감지수단의 감지신호를 전자제어유닛(ECU)에 인가시켜 전자제어유닛(ECU)이 이를 바탕으로 횡가속도를 산출하는 산출단계, 상기 횡가속도를 바탕으로 전자제어유닛(ECU)이 롤링 강성 변환수단의 제어 듀티율을 산출하는 다른 산출단계, 상기 듀티율로 전자제어유닛(ECU)이 차량의 운행상태에 적절하도록 선회시에는 롤링에 대한 강성이 증대되고 평상시에는 롤링에 대한 강성을 최소화시키도록 롤링 강성 변환수단을 제어하는 제어단계를 포함하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 제어방법.
제6항에 있어서, 감지단계는 롤링 강성 변환수단의 제1,2,3솔레노이드 밸브를 오프시키는 시동단계, 이 시동단계에 이어 스티어링의 중립을 판정하는 판정단계, 이 판정단계에 이어 제3솔레노이드 밸브를 온시키는 온단계, 이 온단계에 이어 차량 운행시 스티어링의 조향각을 감지하는 조향각 감지단계, 이 조향각 감지단계에 이어 차량의 주행 속도를 감지하는 차속 감지단계를 포함하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 제어방법.
제6항에 있어서, 산출단계는 스티어링의 조향각이 일정 각 미만인지를 판단하여 미만이면 제1,2솔레노이드 밸브를 오프시키는 판단단계, 이 판단단계에서 조향각이 일정 각 미만이 아니면 조향각과 차속으로 횡가속도를 계산하는 계산단계를 포함하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 제어방법.
제6단계에 있어서, 다른 산출단계는 상기 산출단계에서 계산된 횡가속도가 일정치 미만인지를 판단하여 미만이면 상기 제1,2솔레노이드 밸브를 오프시키는 다른 판단단계, 이 판단단계에서 횡가속도가 일정치 미만이 아니면 액츄에이터 압력을 계산하는 다른 계산단계, 이 다른 계산단계에 이어 제1,2솔레노이드 밸브로 공급되는 유압을 감지하는 유압 감지단계, 이 유압 감지단계에 이어 제1,2솔레노이드 밸브로 공급되는 유압을 피이드백 제어하게 위하여 이의 듀티율을 계산하는 또 다른 계산단계를 포함하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 제어방법.
제6단계에 있어서, 제어단계는 다른 산출단계에 이어 이 때의 스티어링 조향각이 일정치 미만인가를 판단하는 또 다른 판단단계, 이 판단단계의 조건이 만족되면 전자제어유닛(ECU)이 롤링 강성 변환수단의 제1,2솔레노이드 밸브를 각각 온,오프시키고, 조건이 만족되지 않으면 제1,2솔레노이드 밸브를 각각 오프, 온으로 제어하는 제어단계를 포함하는 스테빌라이저 바아 마운팅 장치의 제어방법.