KR20150064541A - 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법에 관한 것으로, 전륜 서스펜션(3)의 움직임을 측정해서 전륜(1)의 움직임에 따라 노면정보를 검출하고, 검출된 노면정보를 이용해 후륜 서스펜션의 댐퍼(7)를 제어함으로써 승차감을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING DAMPER OF REAR WHEEL SUSPENSION}

본 발명은 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전륜 서스펜션의 움직임을 측정해서 노면정보를 검출하고, 검출된 노면정보를 이용해 후륜 서스펜션의 댐퍼를 제어해서 승차감 향상을 도모할 수 있는 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법에 관한 기술이다.

차량의 전륜 및 후륜의 서스펜션에 장착된 일반적인 댐퍼들(일례로 Agility control system, 진폭감응형 댐퍼, Magnetic Ride Control System 등)은 모두 노면의 상황에 알맞게 댐퍼를 전기적 또는 기계적으로 제어해 승차감 향상을 도모하는 장치들이다.

그런데, 상기의 댐퍼들은 서스펜션에 진동(진폭)이 전달 된 후에 그 진동에 따라 뒤늦게 댐핑 계수를 제어하는 구성인 바, 이로 인해 승차감을 향상시키는 데에 한계가 있다.

이를 개선하기 위해 비접촉식 센서(레이더센서, 레이저센서 등)를 이용해 노면을 스캐닝하고 그에 따라 댐퍼를 제어하는 기술이 개발되었으나, 상기 비접촉식 센서는 센서의 정확도가 낮아서 승차감 개선효과가 미미하고, 특히 비용이 비싼 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국등록특허공보 제10-0947389호

본 발명은, 전륜 서스펜션의 움직임을 측정해서 전륜의 움직임에 따라 노면정보를 검출하고, 검출된 노면정보를 이용해 후륜 서스펜션의 댐퍼를 제어해서 승차감 향상을 도모할 수 있는 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따라 서스펜션을 제어하게 되면, 종래 Agility control system, 진폭감응형 댐퍼, Magnetic Ride Control System을 이용한 제어방식에 비해 능동적인 제어가 가능해짐에 따라 승차감 향상에 크게 기여할 수 있고, 또한 종래 비접촉식 센서를 이용한 제어방식보다 정확한 제어가 가능하고 비용이 저렴한 장점이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법은, 전륜 변위센서를 이용해서 전륜 서스펜션의 변화량을 검출하는 검출단계; 상기 검출된 변화량을 이용해서 제어기가 후륜 댐퍼의 제어방식을 결정하는 결정단계; 및 상기 결정된 제어방식에 따라 상기 후륜 댐퍼의 댐핑 계수를 제어하는 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 검출된 전륜 서스펜션의 변화량이 설정 변화량 이상이면 상기 제어기는 상기 후륜 댐퍼의 제어방식을 정밀제어로 결정하고, 설정 변화량 이하이면 단순제어로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 후륜 댐퍼의 제어방식이 정밀제어로 결정되면 전륜 서스펜션의 변화량을 토대로 차량의 중량과 스프링 댐핑 계수를 이용해 노면정보를 분석하는 노면분석단계를 더 포함하고; 상기 제어기는 분석된 노면정보 및 전륜이 지나간 노면을 몇초 후에 후륜이 통과하는지에 대한 시간정보를 이용해서 상기 후륜 댐퍼의 댐핑 계수를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 후륜 댐퍼의 제어방식이 단순제어로 결정되면 전륜 서스펜션의 진동수를 분석하는 진동수분석단계를 더 포함하고; 상기 제어기는 분석된 진동수의 정보를 이용해서 상기 후륜 댐퍼의 댐핑 계수를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 노면정보는 상기 전륜 변위센서에서 측정된 현재 전륜 서스펜션의 변화량에서 이전번의 전륜의 움직임에 따른 감쇄 진동량을 뺀 나머지의 진동량을 토대로 노면모양을 분석해서 얻은 정보인 것을 특징으로 한다.

상기 시간정보는 현재의 차속과 휠베이스의 길이에 의해 구해지는 정보인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전륜 서스펜션의 움직임을 측정해서 전륜의 움직임에 따라 노면정보를 검출하고, 검출된 노면정보를 이용해 후륜 서스펜션의 댐퍼를 제어함으로써, 승차감을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법을 설명하기 위한 순서도,
도 3은 후륜 댐퍼의 정밀제어 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명의 실시예에 따라 전륜(1)쪽과 후륜(2)쪽에 전륜 서스펜션(3)의 변화량 및 후륜 서스펜션의 변화량을 검출하기 위한 전륜 변위센서(4)와 후륜 변위센서(5)가 설치되고, 또한 후륜쪽에는 제어기(6)의 의해 댐핑 계수가 제어됨으로써 승차감 향상시키는 후륜 댐퍼(7)가 설치된다.

상기 전륜 변위센서(4)와 후륜 변위센서(5)는 일례로 LVDT(Linear Variable Differential Transducer)센서를 사용할 수 있고, 상기 후륜 댐퍼(7)는 연속 가변형 감쇠력(CDC; Continuous Damping Control)댐퍼를 사용할 수 있다.

기계적 변위를 전기적인 신호로 바꿔주는 LVDT는 코어(core or armature)의 이동으로 1차 코일에서 2차코일에 유도되는 자속의 변화, 즉 상호 인덕턴스를 변화시키는 변환기로 기계적 또는 전기적으로 분리되어 움직일 수 있는 코어의 변위에 비례하여 전기적 출력이 발생되는 것이다.

LVDT의 구성은 코일이 감기는 포머(former), 코어(core), 코어를 지지해 주는 지지봉 그리고 케이스(case)로 구성되는 바, 따라서 LVDT케이스를 차체에 고정하고 LVDT코어를 서스펜션의 실린더(바퀴와 함께 상하운동을 하는 부분)에 연결하면 전륜의 상하 움직임을 측정할 수 있다.

상기 LVDT센서는 등록특허 10-0311417호에 그리고 상기 CDC댐퍼는 등록특허 10-0892999호 등을 통해 알려진 기술로, 이에 대한 성세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 따른 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 전륜 변위센서(4)를 이용해서 전륜 서스펜션(3)의 변화량을 검출하는 검출단계; 상기 검출된 변화량을 이용해서 제어기(6)가 후륜 댐퍼(7)의 제어방식을 결정하는 결정단계; 및 상기 결정된 제어방식에 따라 상기 후륜 댐퍼(7)의 댐핑 계수를 제어하는 제어단계;를 포함한다.

여기서, 상기 검출된 전륜 서스펜션(3)의 변화량이 설정 변화량 이상이면 상기 제어기(6)는 상기 후륜 댐퍼(7)의 제어방식을 정밀제어로 결정하게 되고, 반대로 전륜 서스펜션(3)의 변화량이 설정 변화량 이하이면 상기 후륜 댐퍼(7)의 제어방식을 단순제어로 결정하게 된다.

또한, 본 발명은 상기 후륜 댐퍼(7)의 제어방식이 정밀제어로 결정되면 전륜 서스펜션(3)의 변화량을 토대로 차량의 중량과 스프링 댐핑 계수를 이용해 노면정보를 분석하는 노면분석단계를 더 포함하고; 상기 제어기(6)는 분석된 노면정보 및 전륜이 지나간 노면을 몇초 후에 후륜이 통과하는지에 대한 시간정보를 이용해서 상기 후륜 댐퍼(7)의 댐핑 계수를 제어하게 된다.

여기서, 상기 노면정보는 상기 전륜 변위센서(4)에서 측정된 현재 전륜 서스펜션(3)의 변화량에서 이전번의 전륜의 움직임에 따른 감쇄 진동량을 뺀 나머지의 진동량을 토대로 노면모양을 분석해서 얻은 정보가 된다.

그리고, 상기 시간정보는 현재의 차속과 휠베이스의 길이(L1)에 의해 구해지는 정보가 된다.

또한, 본 발명은 상기 후륜 댐퍼(7)의 제어방식이 단순제어로 결정되면 전륜 서스펜션(3)의 진동수를 분석하는 진동수분석단계를 더 포함하고; 상기 제어기(6)는 분석된 진동수의 정보를 이용해서 상기 후륜 댐퍼(7)의 댐핑 계수를 제어하게 된다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

차량 주행 중 노면조건에 따라 전륜 서스펜션(3)에 움직임이 발생하면 전륜 변위센서(4)는 전륜 서스펜션(3)의 변화량을 검출하게 되고(단계 S1), 검출된 신호는 제어기(6)로 전달되며, 상기 제어기(6)는 검출된 전륜 서스펜션(3)의 변화량이 설정 변화량 이상인지 또는 이하인지를 판단해서 후륜 댐퍼(7)의 제어방식을 결정하게 되는 바(단계 S2), 즉 설정 변화량 이상이면 후륜 댐퍼(7)의 제어방식을 정밀제어로 결정하게 되고, 반대로 설정 변화량 이하이면 후륜 댐퍼(7)의 제어방식을 단순제어로 결정하게 된다.

먼저, 후륜 댐퍼(7)의 제어방식이 정밀제어로 결정되면 제어기(6)는 전륜 서스펜션(3)의 변화량을 토대로 차량의 중량과 스프링 댐핑 계수를 이용해 노면정보를 분석하고(단계 S3), 또한 전륜이 지나간 노면을 몇초 후에 후륜이 통과하는지에 대한 시간정보를 판단해서, 상기 노면정보와 상기 시간정보를 이용해 상기 후륜 댐퍼(7)의 댐핑 계수를 제어하게 되는 바(단계 S4), 이를 통해 승차감을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 제어기(6)에 의해 분석된 상기 노면정보는 전륜 변위센서(4)에서 측정된 현재 전륜 서스펜션(3)의 변화량에서 이전번의 전륜의 움직임에 따른 감쇄 진동량을 뺀 나머지의 진동량을 토대로 노면모양을 분석해서 얻은 정보이며, 상기 시간정보는 현재의 차속과 휠베이스의 길이(L1)에 의해 구해지는 정보가 된다.

일례로, 도 3과 같이 노면모양이 과속방지턱 같이 융기되었다가 다시 평평해 지는 돌기(11)인 경우 후륜(2)을 다음과 같이 제어하게 된다.

즉, 전륜 변위센서(4)에 의해 돌기(11)의 높이와 길이를 측정할 수 있게 되고, 또한 차속에 따라 얼마 뒤에 후륜(2)이 돌기(11)를 지나는지도 알 수 있게 되는 바, 이를 통해 (A)상태와 같이 후륜(2)이 돌기(11)와 접촉하는 순간에는 충격을 방지하기 위해 후륜 댐퍼(7)의 댐핑 계수를 낮춰서 후륜 댐퍼(7)가 소프트(soft)한 상태가 되도록 제어하게 되고, 후륜(2)이 돌기(11)의 꼭지점에 위치하는 상황에서는 서스펜션의 스프링 반발력에 의해 차량이 위로 들리는 것을 방지할 수 있도록 후륜 댐퍼(7)의 댐핑 계수는 크게 해서 후륜 댐퍼(7)가 하드(hard)한 상태가 되도록 제어하게 된다.

이후, 후륜(2)이 돌기(11)의 꼭지점을 통과하는 상황이 될 때 후륜(2)은 아랫방향으로 움직이기 시작하고, 이때 후륜(2)이 차량을 위로 밀어내는 힘이 약해지므로 후륜 댐퍼(7)의 댐핑 계수를 낮춰서 소프트한 상태로 제어하며, 이를 통해 후륜 서스펜션의 변위를 키워서 차량이 아랫방향으로 빠르게 이동하는 것을 방지할 수 있게 되는 바, 이 결과 승차감을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 이후 후륜(2)이 돌기(11)를 완전히 통과해서 지면에 닿게 되면 차량이 진동을 하게 되는데, 이때에는 진동을 줄이기 위해 후륜 댐퍼(7)를 하드한 상태가 되도록 제어하게 되는 바, 이렇게 제어하면 과속방지턱과 같은 돌기를 만났을 때에 차량의 움직임을 크게 줄일 수 있게 되고 또한 과속방지턱을 지난 이후에도 진동을 감소시킬 수 있어서 노면에 의한 충격 감소 및 차량의 상하운동도 최대한 막을 수 있게 되고, 이 결과 승차감을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 후륜 댐퍼(7)의 제어방식이 단순제어로 결정되면 제어기(6)는 전륜 서스펜션(3)의 진동수를 분석하게 되고(단계 S5), 최종적으로 분석된 진동수의 정보를 이용해서 후륜 댐퍼(7)의 댐핑 계수를 제어하게 되는 바(단계 S6), 이를 통해 승차감을 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 단순제어는 노면정보가 정밀한 제어가 불가능할 정도로 복잡할 때에 실시하는 제어로, 즉 노면모양이 자갈길 같이 주기가 매우 짧고 진폭이 작은 경우로, 이 경우에는 후륜 댐퍼(7)의 댐핑 계수를 낮춰서 소프트한 상태로 제어함으로써 승차감을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 전륜 서스펜션(3)의 움직임을 측정해서 전륜(1)의 움직임에 따라 노면정보를 검출하고, 검출된 노면정보를 이용해 후륜 서스펜션의 댐퍼(7)를 제어함으로써, 승차감을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 종 Agility control system, 진폭감응형 댐퍼, Magnetic Ride Control System을 이용한 제어방식에 비해 능동적인 제어가 가능해짐에 따라 승차감 향상에 크게 기여할 수 있고, 특히 종래 비접촉식 센서를 이용한 제어방식보다 정확한 제어가 가능하고 비용이 저렴한 장점도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1 - 전륜 2 - 후륜
3 - 전륜 서스펜션 4 - 전륜 변위센서
5 - 후륜 변위센서 6 - 제어기
7 - 후륜 댐퍼

Claims (6)

1. 전륜 변위센서를 이용해서 전륜 서스펜션의 변화량을 검출하는 검출단계;
   상기 검출된 변화량을 이용해서 제어기가 후륜 댐퍼의 제어방식을 결정하는 결정단계; 및
   상기 결정된 제어방식에 따라 상기 후륜 댐퍼의 댐핑 계수를 제어하는 제어단계;를 포함하는 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 검출된 전륜 서스펜션의 변화량이 설정 변화량 이상이면 상기 제어기는 상기 후륜 댐퍼의 제어방식을 정밀제어로 결정하고, 설정 변화량 이하이면 단순제어로 결정하는 것을 특징으로 하는 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 후륜 댐퍼의 제어방식이 정밀제어로 결정되면 전륜 서스펜션의 변화량을 토대로 차량의 중량과 스프링 댐핑 계수를 이용해 노면정보를 분석하는 노면분석단계를 더 포함하고;
   상기 제어기는 분석된 노면정보 및 전륜이 지나간 노면을 몇초 후에 후륜이 통과하는지에 대한 시간정보를 이용해서 상기 후륜 댐퍼의 댐핑 계수를 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 후륜 댐퍼의 제어방식이 단순제어로 결정되면 전륜 서스펜션의 진동수를 분석하는 진동수분석단계를 더 포함하고;
   상기 제어기는 분석된 진동수의 정보를 이용해서 상기 후륜 댐퍼의 댐핑 계수를 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 노면정보는 상기 전륜 변위센서에서 측정된 현재 전륜 서스펜션의 변화량에서 이전번의 전륜의 움직임에 따른 감쇄 진동량을 뺀 나머지의 진동량을 토대로 노면모양을 분석해서 얻은 정보인 것을 특징으로 하는 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 시간정보는 현재의 차속과 휠베이스의 길이에 의해 구해지는 정보인 것을 특징으로 하는 후륜 서스펜션의 댐퍼 제어방법.

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