KR19990015694A - 차량용 전자제어 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 전륜에만 감쇠력 가변 댐퍼를 장착하고, 차속 센서 및 브레이크 센서와 전자 제어 장치에 내장되는 수직 가속도 센서 및 수평 가속도 센서로부터 차량의 주행 상태를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 상기 가변 댐퍼의 감쇠력을 적절하게 조절하여 줌으로써 차량의 승차감과 조종 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 전자제어 현가장치에 관한 것으로, 전자 제어 장치(10)에 내장되어 차량의 상/하 방향의 가속도를 검출하는 수직 가속도 센서(11)와, 상기 전자 제어 장치(10)에 내장되어 차량의 좌/우 방향의 가속도를 검출하는 수평 가속도 센서(12)와, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(13)와, 차량의 제동을 검출하는 브레이크 센서(14)와, 상기 수직 가속도 센서(11), 수평 가속도 센서(12), 차속 센서(13) 및 브레이크 센서(14)로부터 출력되는 검출신호를 입력하여 차량의 주행 상태를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 가변 댐퍼의 감쇠력을 적절하게 조절하기 위한 액츄에이터 구동신호를 출력하는 전자 제어 장치(10) 내의 전자 제어기(15)와, 상기 전자 제어기(15)에서 출력되는 구동신호에 따라 액츄에이터가 구동되어 가변 댐퍼의 감쇠력이 조절되는 전륜 우측 감쇠력 가변 댐퍼(16) 및 전륜 좌측 감쇠력 가변 댐퍼(17)로 구성된다.

Description

차량용 전자제어 현가장치

본 발명은 차량의 전륜에만 감쇠력 가변 댐퍼를 장착하고, 차속 센서 및 브레이크 센서와 전자 제어 장치에 내장되는 수직 가속도 센서 및 수평 가속도 센서로부터 차량의 주행 상태를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 상기 가변 댐퍼의 감쇠력을 적절하게 조절하여 줌으로써 차량의 승차감과 조종 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 전자제어 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 차축과 차체를 연결하는 현가장치를 구비하여 차량이 주행할 경우에 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격이 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써 차체와 화물의 손상을 방지하고, 승차감 및 안정성을 향상시키고 있다.

또한 현가장치는 바퀴에서 발생되는 구동력이나 제동할 경우에 각각의 구동바퀴의 제동력을 차체에 전달함과 동시에 선회할 경우에 원심력에 견디고, 구동 바퀴를 차체에 대하여 올바른 위치에 유지시키는 것으로서, 노면에서 받는 충격을 완화시키기 이하여 상하 방향으로 유연한 결합을 필요로 함은 물론 구동 바퀴가 발생하는 구동력, 제동력 및 선회시의 원심력 등에 견딜 수 있도록 수평 방향으로 강한 결합을 필요로 한다.

이러한 현가장치는 차량의 주행 속도, 제동 및 가속에 따라 가변식 댐퍼의 감쇠력을 가변시킴은 물론 일정한 주행 속도에서도 노면에 따라 가변식 댐퍼의 감쇠력을 조절하고 있으며, 가변식 댐퍼의 감쇠력은 액츄에이터인 스테핑 모터를 구동시켜 조절하고 있다.

즉, 가변식 댐퍼는 제어 로드를 구비하고 있고 액츄에이터를 구동시켜 제어로드를 회전시킴에 따라 유로가 변환되어 감쇠력이 가변되게 되어 있다.

종래 차량용 전자제어 현가장치(Electronic Control Suspension System ; ECS)는 도 1에 도시된 바와 같이 구성되며, 종래 전자제어 현가장치의 전자 제어기(Electronic Control Unit ; ECU))(7)는 차량의 상/하 방향의 가속도를 검출하는 수직 가속도 센서(1), 차속을 검출하는 차속 센서(2), 차량의 제동을 검출하는 브레이크 센서(3), 엔진의 트로틀 개도각을 검출하는 TPS(Throttle Postition Sensor)(4), 제어모드를 변환시키는 모드선택 스위치(5) 및 차량의 조향 각속도를 검출하는 조향각 센서(6) 등, 상기 센서 및 스위치(1~6)의 검출신호를 입력하여 차량의 주행 상태를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 댐퍼 상단에 위치한 전자식 액츄에이터(8)를 구동시켜 제어 로드의 회전으로 유로의 크기를 변화시킴으로써 네개의 바퀴 댐퍼의 감쇠력을 동시에 하드 모드(Hard Mode), 미디움 모드(Medium Mode), 소프트 모드(Soft Mode)로 적절하게 조정한다.

이러한 종래 전자제어 현가장치는 차량의 주행 상황에 따라 6개의 개별 로직으로 액츄에이터를 구동하게 되는데, 첫째 안티-바운스(ANTI-BOUNCE) 제어는 범프나 험로 주행과 같은 상황을 감지하여 차속이 V₁Kph이상이고 차량의 무게 중심, 즉 콘솔 박스에 위치한 차량의 수직 가속도의 크기가 G₁g이상인 경우에는 액츄에이터를 미디움으로 절환하고, 조건이 해제된 후 t₁초가 경과되면 원래의 상태로 복귀한다.

둘째, 안티-쉐이크(ANTI-SHAKE) 제어는 차가 정지시에 승객이 타고 내리는 경우와 짐의 적재 및 하차시의 차량의 움직임이 작도록 하기 위한 것으로, 차속이 V₂Kph이하인 경우에는 하드로 절환하고, 차속이 V₂₁Kph 이상으로 t₂초 이상 유지되면 원래의 상태로 절환한다.

셋째, 차량이 고속으로 주행하는 경우 차량의 조종 안전성을 확보하기 위한 고속 감응 제어는 차속이 V₃Kph 이상으로 t₃초 이상 유지되면 미디움으로 절환하고, 차속이 V₃₁Kph이하인 경우에는 원래의 상태로 복귀한다.

넷째, 저속 출발시 차량의 앞부분이 상하 방향으로 움직이는 것을 최소로 하기 위한 안티-스쿼트(ANTI-SQUAT) 제어는 차속이 V₄Kph미만이고 엔진의 트로틀 개도각이 θ₄Deg 보다 큰 경우에는 액츄에이터를 미디움으로 절환하고, t₄초가 경과하거나 또는 차속이 V₄₁Kph 이상이면 원래의 상태인 미디움 또는 하드로 절환한다.

다섯째, 중, 고속에서 제동시 차량의 앞부분이 아래 방향으로 움직이는 것을 최소로 하기 위한 안티 다이브(ANTI-DIVE) 제어는 차속 V₅Kph 이상에서 제동에 의해 브레이크 스위치가 온(ON)되면 액츄에이터를 하드 모드로 절환하고, 이 조건이 성립하지 않는 시점으로부터 t₅초가 경과되면 상기 액츄에이터를 미디움 또는 하드로 절환한다.

마지막으로, 조향시의 차량의 안정성을 확보하기 위한 안티-롤(ANTI-ROLL) 제어는 차속이 V₆Kph보다 큰 경우에 차속이 V₆₁Kph, V₆₂Kph, V₆₃KpH, V₆₄Kph에서 조향각속도가 각각보다 큰 경우에는 하드로 절환하고, 이 조건이 해제된 때로부터 t₆초 경과시에는 원래의 상태로 복귀한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전자제어 현가장치는 차량이 주행하는 노면의 특성을 고려하지 않고 임의적인 제어 테이블에 의해 댐퍼의 감쇠력을 조절함에 따라 승차감을 저감시키고, 조종 안정성면에서도 제어의 임의성이 많기 때문에 불필요한 감쇠력 제어를 자주 수행하는 등, 제한적인 성능만을 만족시킬 수 밖에 없게 되는 문제점이 있었다.

또한, 각 바퀴마다 감쇠력 가변 댐퍼를 장착하고 필요 이상의 다수의 센서를 이용함에 따라 전자제어 현가장치의 성능에 비해 과다한 설치비가 소요되고, 설치상의 여러 문제로 인하여 상기 가변 댐퍼 및 센서의 장착이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 차량의 전륜에는 감쇠력 가변 댐퍼를 장착하고 후륜에는 일반 댐퍼를 각각 장착한 후, 차속 센서 및 브레이크 센서와 전자 제어 장치에 내장되는 수직 가속도 센서 및 수평 가속도 센서로부터 차량의 주행 상태를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 상기 가변 댐퍼의 감솨력을 적절하게 조절하여 줌으로써 차량의 승차감과 조종 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 전자제어 현가장치를 제공하는데에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 전자제어 현가장치는, 차량의 전륜에만 감쇠력 가변 댐퍼를 장착하고, 수직 가속도 센서와 수평 가속도 센서를 차량의 전자 제어 장치에 내장하며, 상기 수직 가속도 센서와 수평 가속도 센서 및 차량에 장착된 차속 센서와 브레이크 센서에서 검출되는 각 검출신호를 통해 차량의 주행 상태를 판단하고, 이 판단 결과에 따른 적정 감쇠력을 졀정하여 이에 따른 액츄에이터 구동신호에 의해 전륜 우측 감쇠력 가변 댐퍼와 전륜 좌측 감쇠력 가변 댐퍼의 전자식 액츄에이터를 구동시키도록 함을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 차량용 전자제어 현가장치의 블록 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 차량용 전자제어 현가장치의 블록 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전자 제어 장치11 : 수직 가속도 센서

12 : 수평 가속도 센서13 : 차속 센서

14 : 브레이크 센서15 : 전륜 우측 감쇠력 가변 댐퍼

16 : 전륜 좌측 감쇠력 가변 댐퍼

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 차량용 전자제어 현가장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 차량용 전자제어 현가장치의 블록 구성도로서, 전자 제어 장치(10)에 내장되어 차량의 상/하 방향의 가속도를 검출하는 수직 가속도 센서(11)와, 상기 전자 제어 장치(10)에 내장되어 차량의 좌/우 방향의 가속도를 검출하는 수평 가속도 센서(12)와, 차량에 장착되어 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(13)와, 차량에 장착되어 차량의 제동을 검출하는 브레이크 센서(14)와, 상기 수직 가속도 센서(11), 수평 가속도 센서(12), 차속 센서(13) 및 브레이크 센서(14)로부터 출력되는 검출신호를 입력하여 차량의 주행 상태를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 가변 댐퍼의 감쇠력을 적절하게 조절하기 위한 액츄에이터 구동신호를 출력하는 전자 제어 장치(10) 내의 전자 제어기(15)와, 상기 전자 제어기(15)에서 출력되는 구동신호에 따라 액츄에이터(도시하지 않음)가 구동되어 가변 댐퍼의 감쇠력이 조절되는 전륜 우측 감쇠력 가변 댐퍼(16) 및 전륜 좌측 감쇠력 가변 댐퍼(17)로 구성된다.

이때, 상기 감쇠력 가변 댐퍼(16, 17)는 차량의 전륜에만 장착되어 있어, 댐퍼 상단에 위치한 전자식 액츄에이터를 구동시켜 댐퍼의 제어 로드를 회전시킴으로써 유로의 크기를 변화시켜 전륜 댐퍼의 감쇠력을 각각 조정하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 차량용 전자제어 현가장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

전자 제어 장치(10)에 내장된 수직 가속도 센서(11)와 수평 가속도 센서(12)는 각각 차량의 상/하 방향의 가속도와 좌/우 방향의 가속도를 검출한다.

또한, 차속 센서(13)는 차량의 현재 속도를 검출하고, 브레이크 센서(14)는 차량이 제동 상태인지 아닌지를 각각 검출한다.

이어, 전자 제어 장치(10)내의 전자 제어기(15)는 상기와 같이 각 센서(11~14)로부터 출력되는 검출신호를 입력하여 현재 차량의 주행 상태를 판단한다.

그리고 나서, 전자 제어기(15)는 상기 차량의 주행 상태 판단 결과에 따른 적정 감쇠력을 결정하여 이에 따른 액츄에이터 구동신호를 전륜 우측 감쇠력 가변 댐퍼(16)와 전륜 좌측 감쇠력 가변 댐퍼(17)에 출력한다.

그러면, 상기 전륜 우측 감쇠력 가변 댐퍼(16)와 전륜 좌측 감쇠력 가변 댐퍼(17)의 각 전자식 액츄에이터는 상기 전자 제어기(15)에서 출력되는 액츄에이터 구동신호에 따라 구동되어 각 댐퍼(16, 17)의 제어 로드를 회전시킴으로써 적절하게 감쇠력을 조정하게 된다.

이상, 상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전륜에만 장착된 감쇠력 가변댐퍼와 전자 제어 장치에 내장된 센서 및 차량에 설치된 센서를 통해 과다한 설치비를 줄여 경제성을 살리는 동시에 차량의 주행 상태에 따라 감쇠력 가변 댐퍼의 감쇠력을 적절하게 조절하여 줌으로써 운전자의 승차감과 조종 안정성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 전자 제어 장치(10)에 내장되어 차량의 상/하 방향의 가속도를 검출하는 수직 가속도 센서(11)와, 상기 전자 제어 장치(10)에 내장되어 차량의 좌/우 방향의 가속도를 검출하는 수평 가속도 센서(12)와, 차량에 장착되어 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(13)와, 차량에 장착되어 차량의 제동을 검출하는 브레이크 센서(14)와, 상기 수직 가속도 센서(11), 수평 가속도 센서(12), 차속 센서(13) 및 브레이크 센서(14)로부터 출력되는 검출신호를 입력하여 차량의 주행 상태를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 가변 댐퍼의 감쇠력을 적절하게 조절하기 위한 액츄에이터 구동신호를 출력하는 전자 제어 장치(10)내의 전자 제어기(15)와, 상기 전자제어기(15)에서 출력되는 구동신호에 따라 액츄에이터가 구동되어 가변 댐퍼의 감쇠력이 조절되는 전륜 우측 감쇠력 가변 댐퍼(16) 및 전륜 좌측 감쇠력 가변 댐퍼(17)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어 현가장치.