KR20060061024A - 스테빌라이저의 롤 바 액추에이터 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 휠에 장착되는 스테빌라이저의 롤 바 액추에이터 구동방법에 관한 것으로서, 상기 롤바 회전각을 감지하는 과정과; 상기 롤바 회전각을 일정치와 비교하여 양 휠이 이상상태인지 동상상태인지를 판단하는 과정과; 상기 회전각이 상기 일정치보다 크면 양 휠이 동상인 것으로 판단하고 상기 롤 바 액추에이터를 구동시키고, 상기 회전각이 상기 일정치보다 작으면 양 휠이 이상인 것으로 판단하고 상기 액추에이터의 구동을 정지시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 노면 상태에 따른 스테빌라이저의 롤 바의 회전각을 감지하여 롤 바 액추에이터를 온오프시켜 롤 강성을 정확하게 제어할 수 있다.

스테빌라이저, 롤, 제어

Description

스테빌라이저의 롤 바 액추에이터 구동방법{method for operating roll bar actuator of stabilizer}

도 1은 일반적인 스테빌라이저의 롤 바의 설치도면,

도 2는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 롤 바의 회전상태를 도시한 도면,

도 3은 롤 바의 회전궤적을 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 롤 바의 액추에이터 제어 시스템의 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 롤 바의 액추에이터 구동 방법의 순서도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11 : 차속센서 12 : 롤바 회전각 센서

13 : 마이컴 14 : 회전궤도 정보 저장 메모리

15 : 롤바 액추에이터

본 발명은 차량의 스테빌라이저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 노면 상태에 따라 스테빌라이저의 롤 바의 회전상태를 감지하여 롤 바 액추에이터 를 구동하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 조향중 차체의 기울어짐이나 조향성을 향상시키기 위해 양 너클 사이에 구성되는 로워링크에 스테빌라이저를 설치하여 자동차의 평형성과 조향성을 유지시키고 있다. 이러한 스테빌라이저는 특히 독립 현가 방식에서 두드러지게 나타나는 원심력에 의한 차체의 기울기를 잡아주기 위해 사용된다.

상기와 같이 구성되는 스테빌라이저(1)는 차체의 기울어짐을 억제하기 위해 부착되어 있는 비틀림 봉, 즉 토션바로서 일반적으로 앞뒤 바퀴 모두 적용되는데, 도 1을 참조하면 소정 지름을 가지며, 양 끝단에는 수직되게 콘트롤암(4)이 형성되고, 스테빌라이저(1)은 프레임(3)이 전체적으로 절곡형성되어 이루어지고 그 중앙부는 대략 '┏┓' 자 형상을 가지며, 그 양측을 로워링크(5)에 연결되도록 구성한다.

상기 스테빌라이저(1)의 작용을 보면, 바퀴의 움직임에 차이가 있을 때만 작용하여 코너링을 할 때 바깥쪽 바퀴가 부딪히거나 안쪽 바퀴가 튀어 오르게 되는 형상에 대하여 좌,우 바퀴의 움직임을 같게 하는 작용을 하여 차체의 기울기를 최소로 하고 차체의 롤(Roll)현상을 억제하여 승차감 및 차체를 안정되게 한다. 또한, 좌우 바퀴가 동시에 충격 또는 리바운드 할 때에는 스테빌라이저는 작용하지 않는다. 주행중 노면의 입력 즉, 차량의 선회시 한쪽 바퀴에 입력이 유입되면 스테빌라이저 바아가 비틀어지며 반력을 형성해 원상태로 보낼 수 있게 된다.

한편, 상기 스테빌라이저 바아(이하 '롤 바' 라 칭함)의 능동 제어는 롤 바의 종단에 유압 댐퍼를 장착하고, 차량의 자세에 따라 롤 바의 성능이 필요할 때 유압 댐퍼에 유압을 공급하여 롤 바가 비틀림 강성을 갖도록 하고, 롤 바의 성능이 필요 없을 때 유압을 제거하여 롤 바의 비틀림을 억제하였다. 이를 위해, 차량의 조향 휠 센서, 차속 센서, 횡가속도를 이용하여 차량의 자세를 예측하여 롤 제어력을 갖도록 하였으며, 적절한 롤 제어력을 위해 유압 댐퍼에 공급되는 유압의 제어압력을 피드백하였다.

그런데, 노면 입력을 무시한 상태에서 회전 운행시 발생하는 횡가속에 반력을 제어하는 것은 가능하나, 노면의 불균일한 움직임으로 인한 제어력 이외에도 노면의 예측이 어려운 외란에 대한 롤 제어를 위한 작용력이 오히려 차량의 자세나 승차감을 저해하는 작용을 하게 된다. 이와 같이, 종래의 능동 롤 제어 방법은 스테빌라이저의 정확한 롤 강성을 제어하는 것이 아니라 차량의 자세를 가지고 스테빌라이저 바를 제어하므로 신속하게 롤 강성을 제어할 수 없다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 노면 상태에 따른 스테빌라이저의 롤 바의 회전각을 감지하여 롤 바 액추에이터를 온오프시켜 롤 강성을 정확하게 제어할 수 있는 롤 바 액추에이터 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 휠에 장착되는 스테빌 라이저의 롤 바 액추에이터 구동방법에 있어서, 상기 롤바 회전각을 감지하는 과정과; 상기 롤바 회전각을 일정치와 비교하여 양 휠이 이상상태인지 동상상태인지를 판단하는 과정과; 상기 회전각이 상기 일정치 보다 크면 양 휠이 동상인 것으로 판단하고 상기 롤 바 액추에이터를 구동시키고, 상기 회전각이 상기 일정치 보다 작으면 양 휠이 이상인 것으로 판단하고 상기 액추에이터의 구동을 정지시키는 과정을 포함하는 것에 의해 달성된다.

여기서, 차속을 감지하는 과정과; 상기 롤바의 회전각속도를 감지하는 과정과; 상기 회전각이 일정치 보다 작을 때, 상기 회전각속도가 제1기준치 이하이고 상기 차속이 제2기준치 이상이면 상기 롤 바 액추에이터를 구동시키는 과정과; 상기 회전각 속도가 제1기준치 이상이고 상기 차속이 제2기준치 이하이면 상기 롤 바 액추에이터의 구동을 정지시키는 과정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2는 일반적인 롤 바의 회전상태를 도시한 도면이고, 도 3은 롤 바의 회전궤적을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 롤 바(3)에 동일한 방향(상부방향)으로 노면 입력 R2와 노면 입력 R1이 가해질 때, 노면 입력 R2가 노면 입력 R1보다 크면 양 바퀴의 노면 입력차 (R2-R1) 만큼의 변위가 비틀림으로 작동하게 된다. 여기서, 노면입력 R1=L1 x θ2이고, 노면입력 R2=L1 x θ1이다. 그리고, 'θ2-θ1'은 비틀림 각이 되고, 비틀림 모멘트는 'T=α(θ2-θ1)'이 되어, 비틀림 모멘트에 의해 롤 바(3)가 비틀려진다. 여기서, 상기 'α'는 비틀림 강성을 의미한다.

그리고, 본 발명의 원리를 이해하기 위해 롤바가 운동하는 회전과 비틀림을 별개로 분리하여 생각하면, 롤 바(3)에 동일한 방향으로 노면 입력 R2와 노면 입력 R1이 가해질 때, 노면 입력 R1만큼이 롤 바(3)를 회전시키는 회전운동으로 전환된다. 롤 바(3)가 회전되는 궤적은 도 3에 도시된 바와 같은 궤적을 가지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 롤 바(3)의 회전궤적(회전각)을 이용하여 비틀림 강성을 예측할 수 있게 된다.

일반적으로, 롤 제어는 차량의 양 바퀴의 노면 입력이 다른 이상인 경우에 롤 강성을 가지며, 좌우가 동상인 경우에는 롤 강성이 필요하지 않다. 그러나, 본 발명에서 롤 제어에는 어느 바퀴가 올라가는지 중요하지 않으며, 양쪽의 제어는 동시에 이루어지므로 동/이상만 판단하면 된다. 동상(양 휠이 같은 방향으로 움직임)과 이상은 회전궤적의 대/소로 구분하며, 회전궤적(회전각)이 크다는 것은 비틀림이 아닌 회전이므로 동상임을 의미하고, 회전궤적(회전각)이 작다는 것은 비틀림으로 이상임을 의미한다.

즉, 회전궤적(회전각)에 기초하여 차량의 자세가 동상(양 휠이 같은 방향으로 움직임)인지 이상인지를 판단하고, 롤 바의 회전각속도 및 차속에 기초하여 롤 바 액추에이터(미도시)의 동작을 온오프 제어한다.

도 4는 본 발명에 따른 롤 바의 액추에이터 제어시스템의 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 롤 바의 액추에이터 제어시스템은 차속센서(11)와, 롤 바(3)의 회전각을 감지하는 회전각 센서(12)와, 회전각 센서(12)에서 감지된 회전각에 기초하여 롤 바의 회전각속도를 산출하고 해당 롤 바 액추에이터의 구동여부(롤 강 성)를 제어하는 마이컴(13)으로 구성된다.

본 발명은 동상인 경우에는 일정 강성으로 롤 바 액추에이터를 구동시킨 상태로 하다가, 특정조건(차량속도 빠르고 회전각속도 느린 경우)이 되면 롤 바 액추에이터의 강성을 제거하는 것이다. 따라서, 마이컴(13)은 회전각속도가 제1기준치 이하이고 차속센서(11)에서 감지된 차속이 제2기준치 이상이면 롤 바 액추에이터(15)를 구동시킨다. 이와 반대로, 마이컴(13)은 회전각속도가 제1기준치 이상이고, 차속센서(11)에서 감지된 차속이 제2기준치 이하이면 차량이 갑자기 튀는 경우로서 마이컴(13)은 롤 바(3)의 강성을 제거하기 위해 롤 바 액추에이터(15)를 오프시켜 차량의 진동을 억제한다.

이때, 마이컴(13)은 롤 바 액추에이터(15)의 구동이 필요하면 롤 바 액추에이터(15)의 유압 댐퍼(미도시)에 유압을 공급하여 롤 바(3)가 비틀림 강성을 갖도록 하고, 롤 바 액추에이터(15)의 구동이 필요없으면 유압 댐퍼로부터 유압을 제거하여 롤 바(3)의 비틀림을 억제한다.

이와 같이, 본 실시 예에서는 일반적으로 평탄한 도로 주행상태인 경우가 많으므로 롤 바 액추에이터(15)를 항시 온 동작시키고, 울퉁불퉁한 도로 주행인 경우에 상술한 오프 조건이 되면, 롤 바 액추에이터(15)를 오프 동작시킨다.

도 5는 본 발명에 따른 롤 바의 액추에이터(15)의 구동 방법의 순서도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, S1단계에서 마이컴(13)은 롤바 회전각 센서(12)에서 회전각을 감지한다. S2단계에서 롤바 회전각속도 및 차속을 감지한다. S3단계에서 회전각이 일정값 이상인지 판단한다. S3단계의 판단결과 회전각이 일정값 이상이면, 양 휠이 동상인 것으로 판단하고, S4단계에서 마이컴(13)은 롤 바(3)의 회전 각속도를 제1한계치와 비교하고 차속을 제2한계치와 비교한다. S4단계의 판단결과 마이컴(13)은 롤 바(3)의 회전각속도가 제1한계치 이하이고 차속이 제2한계치 이상이면, S6단계에서 롤 바 액추에이터(15)를 온 동작시킨다. 한편, 이후에, S3단계의 판단결과 회전각이 일정값 이하이면 이상인 것으로 판단하고, S5단계를 수행한다. S5단계의 판단결과 마이컴(13)은 롤 바의 회전 각속도가 제1기준치 이상이고 차속이 제2기준치 이하이면 S7단계에서 롤 바 액추에이터(15)를 오프 동작시킨다.

이러한 구성에 의하여, 차량의 자세가 아니라 롤 바의 회전운동을 감지하여 롤 바의 비틀림 상태를 예상하여, 롤 바의 회전각이 크면(양측 휠이 동상인 경우) 롤 바 액추에이터를 온 동작시키고 롤 바의 회전각이 작으면(양측 휠이 이상인 경우) 롤 바 액추에이터를 오프 동작시킴으로써, 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 노면 상태에 따른 스테빌라이저의 롤 바의 회전각을 감지하여 롤 바 액추에이터를 온오프시켜 롤 강성을 정확하게 제어할 수 있다.

Claims (2)

1. 차량의 휠에 장착되는 스테빌라이저의 롤 바 액추에이터 구동방법에 있어서,

   상기 롤바 회전각을 감지하는 과정과;

   상기 롤바 회전각을 일정치와 비교하여 양 휠이 이상상태인지 동상상태인지를 판단하는 과정과;

   상기 회전각이 상기 일정치 보다 크면 양 휠이 동상인 것으로 판단하고 상기 롤 바 액추에이터를 구동시키고, 상기 회전각이 상기 일정치 보다 작으면 양 휠이 이상인 것으로 판단하고 상기 액추에이터의 구동을 정지시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저의 롤 바 액추에이터 구동방법.
2. 제1항에 있어서,

   차속을 감지하는 과정과;

   상기 롤바의 회전각속도를 감지하는 과정과;

   상기 회전각이 일정치 보다 작을 때, 상기 회전각속도가 제1기준치 이하이고 상기 차속이 제2기준치 이상이면 상기 롤 바 액추에이터를 구동시키는 과정과;

   상기 회전각 속도가 제1기준치 이상이고 상기 차속이 제2기준치 이하이면 상기 롤 바 액추에이터의 구동을 정지시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저의 롤 바 액추에이터 구동방법.

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