KR20080109456A - 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치 및 그에 의한감쇠력 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치 및 그에 의한 감쇠력 제어 방법에 관한 것으로서, 상기 차량의 외부 온도를 측정하는 온도 측정부, 상기 차량의 주행 시간을 측정하는 주행시간 측정부 및 상기 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮으며 상기 주행 시간이 설정된 기준 시간보다 길지 않은 경우에 상기 현가장치의 제어 게인을 감소시키기 위한 제어부를 구비함으로써, 외부 온도가 낮으며 단시간 주행하는 경우에 있어서 제어 게인을 변경시켜 쇽업소버의 차량 진동 억제 또는 감쇠 역할을 충실히 수행하도록 할 수 있어, 차량의 승차감을 높일 수 있다.

전자제어, 현가장치, 쇽업소버, 댐퍼, 게인

Description

전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치 및 그에 의한 감쇠력 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING DAMPING FORCE OF ELECTRONIC CONTROL SUSPENSION SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING DAMPING FORCE BY THE SAME}

도 1은 종래의 감쇠력 가변형 쇽업소버에서 감쇠력 제어량을 설정하는 과정을 설명하기 위한 블록도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치의 구성을 보인 블록도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 방법을 보인 흐름도.

본 발명은 차량의 전자제어 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치 및 그에 의한 감쇠력 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 전자제어 현가장치에서의 쇽업소버(shock absorber)는 노면으로부터의 진동을 억제, 감쇠하는 역할을 하며, 차체 혹은 프레임과 휠 사이에 장착된다. 차체의 상하 방향 진동 에너지를 흡수함으로써 진동을 억제하고 승차감을 향상시키며, 적재화물을 보호하고 차체 각부의 동적응력(dynamic stress)을 저감시키며 내구수명을 증가시킨다. 이와 동시에 쇽업소버는 현가장치를 구성하는 스프링 아래 질량(unsprung mass)의 운동을 억제하여 타이어의 접지성을 확보하고 관성력에 의한 자세변화를 억제하여 차량의 운동 성능을 향상시킨다.

쇽업소버에 의한 진동 억제력은 통상적으로 감쇠력이라 불리며, 감쇠력 발생 기구로는 고체 마찰을 이용하는 방법과 유체 압력을 이용하는 방법이 있다. 이 중 자동차의 현가장치로 사용되는 쇽업소버는 소형 경량으로 비교적 큰 흡수 에너지를 얻을 수 있고, 작동 속도에 따라 감쇠력 특성을 임의로 설정할 수 있는 등의 장점을 갖는 유체(오일)의 유동점성(viscosity) 저항을 이용한 기구가 많이 사용되고 있다.

이와 같이 유체의 유동 점성 저항을 이용하여 감쇠력을 얻는 쇽업소버가 사용되는 현가장치는 제어 방법에 따라 수동식과 전자제어식으로 분류되고, 전자제어식 현가장치는 구조 및 작동 원리에 따라 세미형으로 불리는 반능동형(semi-active) 현가장치와, 능동형(full-active) 현가장치로 분류된다. 이 중 특히 기능성이 우수하면서도 비교적 저가인 이유로 일반적으로 보급되고 있는 반능동형 현가장치는 차량에 장착된 감쇠기(댐퍼)의 운동 특성을 실시간으로 가변시키기 위한 감쇠 장치로서 감쇠력 가변형 쇽업소버가 사용된다.

상기 감쇠력 가변형 쇽업소버에 관한 예들은 공개특허공보 10-2004-0100220호(2004.12.02.), 공개특허공보 10-2006-0014170호(2006.02.15.) 및 공개특허공보 10-2006-0022828호(2006.03.13.) 등에 개시되어 있다. 이하에서는 그러한 종래의 감쇠력 가변형 쇽업소버에 있어서 감쇠력 제어량을 설정하는 과정을 도 1을 참조하여 설명한다.

즉, 도 1은 종래의 감쇠력 가변형 쇽업소버에서 감쇠력 제어량을 설정하는 과정을 설명하기 위한 블록도로서, 도 1을 참조하면, G 센서에서 차량의 자세를 감지하여 신호가 출력되며(S10), 속도 센서에서 수직 속도를 측정하며(S20), 이에 따라 제어 게인(K)이 반영되어 감쇠력 제어량이 설정되며(S30), 설정된 감쇠력 제어량에 따라 상기 감쇠력 가변형 쇽업소버에 구비된 솔레노이드 밸브 조립체에서의 솔레노이드 구동 전류를 제어함으로써 쇽업소버의 감쇠력을 조절하게 된다.

여기서, 상기 G 센서는 차량의 전자제어 장치에서 차량의 전/후 휠에 장착되어 차량의 자세를 감지하여 신호를 발생시키는 것으로서, 통상적으로 G 센서의 제로점(zero-point)은 차량이 수평인 상태에 있는 것으로 설정되고, 차량의 주행 상태나 노면의 상태에 따라 제로점이 변하여 G 센서의 측정값이 변화된다. 그리고, 상기 감쇠력 제어량은 제어 게인(K)과 차량의 수직 속도(V)의 곱으로 표현되며, 상기 제어 게인(K)은 최초 설정시 설정치를 유지하거나 튜닝시 이외에는 대체로 변경시키지 않고 있다.

상기한 바와 같이 차량용 쇽업소버는 운동 에너지를 열 에너지로 전환함으로써 차량의 운동을 감쇠시키는 역할을 한다. 이 과정에서 쇽업소버 내부의 유체(작동유)는 온도가 상승하게 되며, 일정 시간의 주행 이후에는 온도에 크게 영향을 받지 않는 감쇠력 특성을 기대할 수 있다.

그러나, 온도가 낮은 겨울에 단시간 주행시 댐퍼 내부 온도는 실외 온도 조건과 유사하게 되며, 영하의 온도에서는 작동유의 유동점성 저항을 나타내는 동점도지수가 상승하게 된다.

즉, 외부 온도가 낮으며 짧은 시간 주행하는 경우에는 동점도지수의 상승으로 인해 작동유의 유동점성 저항이 증가하게 되어 쇽업소버의 차량 진동 억제 또는 감쇠 역할을 저하시키게 되므로, 결국에는 승차감의 악화를 초래하게 된다.

그러므로, 특히 외부 온도가 낮으며 짧은 시간 주행하는 경우에 있어서, 제어 게인(K)을 가변시킴으로써 쇽업소버의 차량 진동 억제 또는 감쇠 역할을 충실히 수행하도록 하기 위한 방법이 절실히 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 제어 게인을 가변시킴으로써 외부 온도가 낮으며 짧은 시간 주행하는 경우에 있어서 쇽업소버의 차량 진동 억제 또는 감쇠 역할이 충실히 수행되지 못하는 문제점을 개선할 수 있는 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치 및 그에 의한 감쇠력 제어 방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 차량의 승차감을 높일 수 있는 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치 및 그에 의한 감쇠력 제어 방법을 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어장치는, 상기 차량의 외부 온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 차량의 주행 시간을 측정하는 주행시간 측정부; 및 상기 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮으며 상기 주행 시간이 설정된 기준 시간보다 길지 않은 경우에 상기 현가장치의 제어 게인을 감소시키기 위한 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 방법은, 상기 차량의 외부 온도를 측정하는 단계; 상기 차량의 주행 시간을 측정하는 단계; 및 상기 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮으며 상기 주행 시간이 설정된 기준 시간보다 길지 않은 경우에는 상기 현가장치의 제어 게인을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 외부 온도가 상기 기준 온도보다 낮으며 상기 주행 시간이 상기 기준 시간보다 긴 경우에는 상기 제어 게인을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.

도 2를 참조하면, 상기 감쇠력 제어 장치는 온도 측정부(110), 주행시간 측정부(120) 및 제어부(100)를 구비한다.

상기 온도 측정부(110)에서는 상기 차량의 외부 온도를 측정하고, 상기 주행시간 측정부(120)에서는 상기 차량의 주행 시간을 측정하며, 상기 제어부(100)에서는 상기 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮으며 상기 주행 시간이 설정된 기준 시간보다 길지 않은 경우에 상기 현가장치의 제어 게인을 감소시킨다.

일반적으로, 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어는 차속 측정부(130)에서 측정된 차량의 수직속도(V)와 현가장치의 제어 게인(K)의 곱으로 표현되는 감쇠력 제어량에 따라서, 쇽업소버(미도시)의 솔레노이드 밸브 조립체(도 4 참조)내부의 솔레노이드 밸브(140)를 제어함으로써 전자제어 현가장치의 감쇠력이 제어된다. 여기서, 현가장치의 제어 게인(K)은 앞서 설명한 바와 같이 튜닝시 이외에는 변경시키지 않고 있으므로, 온도가 낮은 겨울철에 주행 시간이 일정 시간 이상되지 않은 경우에는 쇽업소버 내의 작동유의 동점도지수가 증가하여 승차감을 저하시킬 수 있는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 제어부(100)에서 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮으며 주행 시간이 설정된 기준 시간보다 길지 않은 경우에는 현가장치의 제어 게인을 감소시킴으로써, 차속 측정부(130)에서 측정되는 차량의 수직 속도(V)에 따라서도 감쇠력 제어량을 변경시킬 수 있을 뿐만 아니라 쇽업소버 내의 동점도지수가 높아지는 경우에 현가장치의 제어 게인(K)을 변경시킴으로써 승차감을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 방법을 보인 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 방법은 차량의 외부 온도를 측정하는 단계(S110), 차량의 주행 시간을 측정하는 단계(S130) 및 상기 외부 온도 측정 단계(S110)에서 측정된 외부 온도와 설정된 기준 온도를 비교하고(S120) 상기 주행 시간 측정 단계(S130)에서 측정된 주행 시간과 설정된 기준 시간을 비교한다(S140). 그리하여, 만약 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮으며 주행 시간이 설정된 기준 시간보다 길지 않다면, 상기 현가장치의 제어 게인(K)을 감소시킨다(S160).

만약 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮더라도 주행 시간이 설정된 기준 시간보다 길다면, 상기 제어 게인(K)을 유지한다(S150).

상기 제어 게인(K)은 쇽업소버의 제어량과 관련된 것으로서, 쇽업소버의 제어량 즉 쇽업소버의 감쇠력 제어량은 상기 제어 게인(K)와 차체의 수직 속도(V)의 곱으로 표현된다.

예를 들어, 만약 상기 제어 게인(K)이 설정된 제어 게인보다 증가된다면 감쇠력 제어량도 증가할 것이고, 그에 따라 솔레노이드 밸브 조립체 내의 솔레노이드 코일에 흐르는 전류도 증가되어 쇽업소버의 저항력이 커지게 된다. 만약 상기 제어 게인이 설정된 제어 게인보다 감소된다면 감쇠력 제어량도 감소할 것이고, 그에 따라 솔레노이드 밸브 조립체 내의 솔레노이드 코일에 흐르는 전류도 감소하여 쇽업소버의 저항력이 줄어들게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 방법은, 도 3에 예시된 바와 같이 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮고 주행 시간이 설정된 주행 시간보다 길지 않은 경우에는 앞서 문제점에서 지적된 바와 같은 댐퍼 내부의 작동유의 동점도지수가 크게 증가하게 되어 쇽업소버의 기능 저하가 일어나므로, 그와 같은 문제점을 개선하기 위해 제어 게인을 설정치보다 감소시킴으로써 감쇠력 제어량을 감소시키고 그에 따라 쇽업소버의 저항력을 줄어들게 하여 쇽업소버의 기능인 차량 진동 억제 또는 감쇠 기능 등을 증가시킬 수 있게 된다. 그리하여, 차량의 승차감을 높일 수 있게 된다.

상기 주행 시간 측정 단계(S130)에서 주행 시간의 측정은 차량의 이그니션 스위치(Ignition switch)의 동작 여부를 센싱하여 측정할 수도 있고, 차량의 RPM을 모니터링함으로써 측정할 수도 있다.

그리고, 상기 기준 온도 및 기준 시간은 차종이나 댐퍼의 사양에 따라 그 값을 달리할 수 있으므로, 각종 실험을 통해서 결정된 후 전자제어장치(ECU)에 미리 설정되어진다.

이와 같은 쇽업소버에서, 쇽옵소버 내부의 작동유는 온도가 낮은 겨울철이라 하더라도 소정의 기준 시간보다 긴 시간 동안 주행을 하게 되면 온도에 크게 영향을 받지 않는 감쇠력 특성을 보이게 된다.

그러나, 앞서 설명된 바와 같이 겨울철과 같이 외부 온도가 매우 낮고 소정의 기준 시간 이하로 주행을 하게 되는 경우에는 쇽옵소버 내부의 온도는 실외 온도 조건과 유사하게 되며, 동점도지수가 증가하여 쇽옵소버의 기능을 제대로 수행하지 못해 승차감을 악화시키게 된다.

따라서, 이러한 경우, 도 3에서와 같이 제어 게인(K)을 감소시킴으로써 감쇠력 제어량을 줄여, 솔레노이드 코일(미도시)에 흐르는 전류량을 감소시키게 된다. 따라서, 작동유의 유속 및 유량의 변동에 따라 감쇠력이 가변될 수 있는데, 외부 온도와 주행 시간 등의 조건으로 인해 동점도지수가 증가하여 쇽업소버가 그 기능 을 제대로 수행하지 못할 가능성이 생기는 경우에 이와 같은 감쇠력을 제어하기 위한 감쇠력 제어량을 줄이게 된다.

그리하여, 본 발명은 기온이 낮은 환경에서 주행 시간이 짧은 경우에 감쇠력 제어량을 변경시킴으로써 쇽업소버가 그 기능을 충실히 수행하도록 하여 승차감을 좋게 하는 이점이 있다.

상기 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명에 대한 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니될 것이다. 그리고, 상기한 본 발명에 따른 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치 및 그에 의한 감쇠력 제어 방법은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치 및 그에 의한 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 방법을 제공함으로써, 외부 온도가 낮으며 단시간 주행하는 경우에 있어서 제어 게인을 가변시켜 쇽업소버의 차량 진동 억제 또는 감쇠 역할을 충실히 수행하도록 할 수 있어, 차량의 승차감을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어장치에 있어서:

   상기 차량의 외부 온도를 측정하는 온도 측정부;

   상기 차량의 주행 시간을 측정하는 주행시간 측정부; 및

   상기 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮으며 상기 주행 시간이 설정된 기준 시간보다 길지 않은 경우에 상기 현가장치의 제어 게인을 감소시키기 위한 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 장치.
2. 차량의 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 방법에 있어서:

   상기 차량의 외부 온도를 측정하는 단계;

   상기 차량의 주행 시간을 측정하는 단계; 및

   상기 외부 온도가 설정된 기준 온도보다 낮으며 상기 주행 시간이 설정된 기준 시간보다 길지 않은 경우에는 상기 현가장치의 제어 게인을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 외부 온도가 상기 기준 온도보다 낮으며 상기 주행 시간이 상기 기준 시간보다 긴 경우에는 상기 제어 게인을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어 현가장치의 감쇠력 제어 방법.

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