KR20050025445A - 차량용 현가장치 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 현가장치 제어방법에 관한 것으로, 액츄에이터에 의해 높낮이가 조절 가능한 차량용 현가장치를 제어함에 있어서, 차량의 발진상태를 감지하는 제1 감지스텝과, 차량의 발진이 감지되면 차량 후방의 기울기와 차량의 가속정도를 감지하는 제2 감지스텝과, 상기 감지된 차량 후방의 기울기와 차량의 가속정도에 따라 차량 후방의 양측 현가장치에 대한 높이를 개별적으로 제어하는 제어스텝을 포함하여 이루어진다.

이러한 본 발명에 따르면, 차량이 발진할 때 차량의 쏠림을 감지하여 그에 따라 현가장치의 높이를 최적으로 조절함으로써, 차량 출발시의 쏠림과 타이어 슬립의 발생을 방지하고 가속 선형성을 양호하게 할 수 있다.

Description

차량용 현가장치 제어방법 {A method for controlling suspension system in automobile}

본 발명은 차량용 현가장치 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 출발시에 차량 무게 변화로 인한 쏠림과 타이어 슬립을 방지하고 가속 선형성을 양호하게 할 수 있는 차량용 현가장치 제어방법에 관한 것이다.

주지되어 있다 시피, 근래 차량의 각 부분에 전자제어가 확대되면서, 현가장치에도 전자 제어가 적용되고 있다.

이러한 전자제어식 현가장치는, 주행중 노면으로부터 차체로 전달되는 하중을 적절하게 감쇠시켜 승차감의 향상을 도모하는 것으로, 통상 주행시에는 승차감을 향상시키기 위해 현가장치의 특성을 소프트하게 제어하고, 요철진 비포장도로나 고속 주행시에는 주행의 안정성을 확보하기 위해 현가장치의 특성을 하드하게 제어하게 된다.

즉, 상기 전자제어식 현가장치는 주행속도와 도로의 조건에 따라 현가장치에서의 스프링 상수와 쇽 업소버의 감쇠력 및 높이조절 액츄에이터 등을 가변적으로 조절하여 차량의 지상고 내지 차체의 거동자세를 제어하여 주행의 안정성과 승차감을 동시에 향상시키도록 한 것이다.

그런데, 상기한 종래의 전자제어식 현가장치의 제어방식은, 통상적인 주행 조건에서의 도로 노면에 알맞도록 차고의 높이 및 현가장치의 강도 만을 조절할 수 있도록 되어 있는 바, 차량의 출발시 차량 무게 변화로 인한 쏠림과 타이어 슬립의 발생 및 가속 선형성이 나빠지는 점에 대해서는 대처할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 차량 출발 시 쏠림과 타이어 슬립의 발생을 방지하고 가속 선형성을 양호하게 할 수 있는 차량용 현가장치 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 현가장치 제어방법은, 액츄에이터에 의해 높낮이가 조절 가능한 차량용 현가장치를 제어함에 있어서, 차량의 발진상태를 감지하는 제1 감지스텝과, 차량의 발진이 감지되면 차량 후방의 기울기와 차량의 가속정도를 감지하는 제2 감지스텝과, 상기 감지된 차량 후방의 기울기와 차량의 가속정도에 따라 차량 후방의 양측 현가장치에 대한 높이를 개별적으로 제어하는 제어스텝을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 수행하기 위한 하드웨어 중 차량 현가장치의 배치를 나타낸 개략도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 현가장치는, 차량(AM)의 전방 좌· 우측 현가장치(FL, FR)와, 후방 좌·우측 현가장치(RL, RR)을 포함하며, 후방 좌·우측 현가장치(RL, RR)에는 각각 현가장치의 높이를 조절할 수 있는, 도 2에 도시된 바와 같은, 유압 현가 액츄에이터(10, 20)가 장착되어 있다.

상기 유압 현가 액츄에이터(10, 20)는, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 현가장치를 유압에 의해 승강(昇降)시키도록 이루어져 있으며, 각기 승강 높이를 검출할 수 있도록 압전센서(11, 21)를 구비하고 있다.

상기 압전센서(11, 21)는 유압 현가 액츄에이터(10, 20)의 상승(UP) 및 하강(DOWN)에 따라, 도 4의 그래프에 도시한 바와 같은 감지신호를 발생한다.

상기 압전센서(11, 21)로부터 입력되는 감지신호는, 도 5에 도시된 바와 같은 제어부(30)로 입력되며, 이 제어부(30)는 각 압전센서(11, 21)로부터 입력되는 감지신호와, 각각의 센서(도시되지 않음)로부터 직접 입력되거나, 전자제어유닛(도시되지 않음(Engine Control Unit; "ECU")으로부터 제공되는 엔진의 스로틀 개도값(TPS)과 엔진회전수 값(RPM)과 차속 감지값(Vs)과, 아이들 스위치(Idle SW)로부터 입력되는 신호에 의해 높이 제어값을 구해 유압 현가 액츄에이터(10, 20)를 각각 개별 제어한다.

이제 상기와 같이 구성된 하드웨어를 통해 본 발명의 동작과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 제어부(30)는 차량이 정지상태이면서 시동상태인지를 판단한다(S10).

즉, 1) 입력되는 차속 감지값(Vs)가 정지상태인 제로(0)의 값을 나타내는 조건을 만족하고, 2) 아이들 스위치(Idle SW)로부터 아이들 온(on) 신호가 입력되는 조건을 만족하는 경우에는, 현재 시동 걸려 있는 상태에서 정차 중인 상태이므로 제어부(30)는 현가장치의 제어를 위한 준비 모드에 들어간다(S20).

다음, 제어부(30)는 차량이 발진하는 지의 여부와 현가 제어가 불필요한 영역인지의 여부를 판단하는데(S30), 이는 스로틀 개도 변화량(ΔTPS)와 엔진회전수 변화량(ΔRPM)과 차속변화량(ΔVs) 및, 후방 좌측 압전센서(11)의 감지값(V_PRES_RL)과 후방 우측 압전센서(21)의 감지값(V_PRES_RR)을 각각 이용한다.

즉, 3) 스로틀 개도 변화량(ΔTPS)이 설정값(X_TPS_CTRL_SS)보다 큰 조건을 만족하는 지의 여부를 통해 운전자가 차량을 출발시키고자 하는 의도를 알 수 있고, 4) 엔진회전수 변화량(ΔRPM)이 설정값(X_RPM_CTRL_SS)보다 큰 조건을 만족하는 지의 여부를 통해서도 운전자가 차량을 출발시키고자 하는 의도를 알 수 있으며, 차속변화량(ΔVs)이 설정값(X_VS_CTRL_SS)보다 큰 조건을 만족하는 지의 여부를 통해 차량의 발진 상태를 추정할 수 있다.

또, 6) 후방 좌측 압전센서(11)의 감지값(V_PRES_RL)이 설정값(X_V_PRES_DN)보다 큰 조건을 만족하는 지의 여부와, 7) 후방 우측 압전센서(21)의 감지값(V_PRES_RR)이 설정값(X_V_PRES_DN)보다 큰 조건을 만족하는 지의 여부에 의해 현재 현가장치의 높이 제어가 필요한 영역인지를 판단할 수 있다.

따라서, 제어부(30)는 상기한 3) ∼7)의 조건을 모두 만족하면 현가장치 제어 모드로 전환하고(S40), 하기의 수학식 1에 의해 후방 좌측 유압 현가 액츄에이터(10)의 제어값(P_SS_RL)을 구해 후방 좌측 현가장치(RL)의 높이를 조절하고(S50), 하기의 수학식 2에 의해 후방 우측 유압 현가 액츄에이터(20)의 제어값(P_SS_RR)을 구해 후방 우측 현가장치(RR)의 높이를 조절한다(S51).

P_SS_RL = f(V_PRES_RL, ΔTPS)

P_SS_RR = f(V_PRES_RR, ΔTPS)

상기 수학식 1 및 2는, 압전센서(11, 21)의 감지값으로 차량의 쏠림정도를 측정하고, 스로틀 개도값(ΔTPS)으로 차량의 가속정도를 파악하여 가장 최적화된 현가장치의 높이 제어값(P_SS_**)을 구하기 위한 것이다.

즉, 높이 제어값(P_SS_**)에 영향을 주는 압전센서 감지값(V_PRES_**)는 기본적으로 차량의 기울기를 나타내고, 스로틀 개도값(ΔTPS)은 운전자의 가속의지는 나타내는 바, 도 7에 도시한 바와 같이, 압전센서 감지값(V_PRES_**)의 증가에 따라 높이 제어값(P_SS_**)을 증가시키되, 현가장치의 높이 조절에는 한계치(L)가 있으므로, 이 한계치(L) 이상이되면 그 증가를 멈추게 한다.

또, 스로틀 개도값(ΔTPS)이 일정하게 커지면 커질수록 차량의 발진 정도가 커지므로, 높이 제어값(P_SS_**)을 정비례로 증가하게 설정한다.

상기와 같이 설명한 내용을 구체화하면, 하기의 수학식 3 및 4와 같다.

V_PRES_** ＜ L 일 때, P_SS_** = (α×V_PRES) +( β× ΔTPS) + δ

V_PRES_** ≥ L 일 때, P_SS_** = (β×ΔTPS) + ζ

단, 상기 L은 현가장치 높이 조절 한계값이고, 상기 α, β, δ, ζ는 실험에 의해 설정되는 값이다.

상기에서 본 발명은 특정 실시예를 예시하여 설명하지만 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 발명의 특징을 이용하는 한 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 차량이 발진할 때 차량의 쏠림을 감지하여 그에 따라 현가장치의 높이를 최적으로 조절함으로써, 차량 출발시의 쏠림과 타이어 슬립의 발생을 방지하고 가속 선형성을 양호하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명을 수행하기 위한 하드웨어 중 차량 현가장치의 배치를 나타낸 개략도,

도 2는 도 1에 도시된 유압 현가 액츄에이터의 개략적인 구조도,

도 3의 (a) 및 (b)는 도 2에 도시된 유압 현가 액츄에이터의 승강 상태를 나타낸 도면,

도 4는 도 2에 도시된 압전센서의 신호출력 파형에 대한 일예를 보인 그래프,

도 5는 본 발명을 수행하기 위한 하드웨어 중 현가 제어장치의 개략적인 블록구성도,

도 6은 도 5에 도시된 제어부의 제어 연산과정을 설명하기 위한 플로우챠트,

도 7은 도 6의 현가장치 높이 제어스텝(S50, S51)에서의 높이제어값(P_SS_**)의 산출 개념을 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 20: 유압현가 액츄에이터 11, 21: 압전 센서

30: 제어부

Claims (6)

1. 액츄에이터에 의해 높낮이가 조절 가능한 차량용 현가장치를 제어하는 방법에 있어서,

   차량의 발진상태를 감지하는 제1 감지스텝과,

   차량의 발진이 감지되면 차량 후방의 기울기와 차량의 가속정도를 감지하는 제2 감지스텝과,

   상기 감지된 차량 후방의 기울기와 차량의 가속정도에 따라 차량 후방의 양측 현가장치에 대한 높이를 개별적으로 제어하는 제어스텝을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 감지스텝에서는,

   차속이 제로(0)인 정지상태에서 엔진 스로틀 개도의 변화량과 엔진회전수 변화량 및 차속 변화량을 각각의 설정값과 비교하여 차량의 발진 여부를 감지하는 것임을 특징으로 하는 차량용 현가장치 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 감지스텝에서는, 차량 후방의 기울기는 차량 후방 양측에 설치된 센서를 통해 감지되는 각 현가장치의 높이값에 의해 감지하고, 차량의 가속정도는 엔진 스로틀 개도를 통해 감지함을 특징으로 하는 차량용 현가장치 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어스텝은, 차량 후방의 양측 현가장치에 대한 높이 제어는, 각각 해당 현가장치의 현재 높이감지값과 엔진의 스로틀 개도값을 연산하여 해당 현가장치의 높이 제어값을 구해 제어함을 특징으로 하는 차량용 현가장치 제어방법.
5. 제 1 항에 있어서, 각 현가장치의 높이 제어값(P)은,

   『 (a) V_PRES ＜ L 일 때, P = (α×V_PRES) +( β× ΔTPS) + δ,

   (b) V_PRES ≥ L 일 때, P = (β×ΔTPS) + ζ』

   의 수학식에 의해 구함을 특징으로 하는 차량용 현가장치 제어방법.

   단, 상기 V_PRES 는 현가장치의 높이 감지값이고, L은 현가장치 높이 조절 한계값이며, 상기 α, β, δ, ζ는 실험에 의해 설정되는 값이다.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 감지스텝을 수행한 다음, 차량 후방 양측에 설치된 센서를 통해 감지되는 각 현가장치의 높이값에 의해 차량의 쏠림 여부를 판단하는 스텝을 더 포함하고, 일정 정도 이상의 쏠림이 발생한 경우에만 상기 제2 감지스텝 및 제어스텝을 수행함을 특징으로 하는 차량용 현가장치 제어방법.