KR20170041081A - 차량의 댐퍼속도 산출 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 댐퍼속도 산출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량이 선회하는 경우 또는 차량이 횡방향 경사가 있는 도로를 주행하는 경우에 발생하는 횡가속도를 고려하여 차량의 댐퍼속도를 산출함으로써, 횡가속도로 인한 댐퍼속도의 왜곡을 방지할 수 있는 차량의 댐퍼속도 산출 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 차량의 댐퍼속도 산출 장치에 있어서, 차체가속도, 휠가속도, 횡가속도를 각각 필터링하는 신호 처리부; 댐퍼속도를 연산하는 연산부; 및 횡가속도의 크기에 따라 차체가속도를 이용하여 댐퍼속도를 산출하도록 연산부를 제어하거나, 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 산출하도록 연산부를 제어하는 제어부; 및 연산부에 의해 연산된 댐퍼속도를 출력하는 출력부를 포함한다.

Description

차량의 댐퍼속도 산출 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CALCULATING DAMPER SPEED OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 댐퍼속도 산출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이 선회하는 경우 또는 차량이 횡방향 경사가 있는 도로를 주행하는 경우에 발생하는 횡가속도에 영향을 받지 않고 정확도 높은 댐퍼속도를 산출할 수 있는 기술에 관한 것이다.
고속 주행하는 차량이 급격하게 커브길을 회전할 경우, 차량의 회전 방향의 반대 방향으로 원심력이 작용하고 차량은 원심력에 의하여 회전 방향의 반대 방향으로 쏠린다.
이때, 차량의 원심력이 일정 한도 이상이 넘으면 차량이 도로를 벗어나 전복되는데, 전복되는 이유로는 도로 노면의 상태와 차량의 운행 속도, 차량이 진행하는 커브길의 회전각도, 차량 타이어 마모율과 도로의 좌우 경사도, 및 차량의 측면을 강타하는 횡풍의 세기 등이 복합적으로 작용한다.
차량에 장착되는 현가 시스템은 승차감과 주행성능을 향상시키기 위해 댐퍼(damper)를 구비한다. 이러한 댐퍼는 차량 본체와 구동 차륜 사이에 스프링과 평행하게 장착되어, 스프링에 가해지는 충격으로 인해 발생하는 차량의 진동을 흡수하는 것은 물론 차량의 전복을 방지하는 역할을 수행한다. 즉 댐퍼는 수직 방향의 운동에너지를 감소시키는 역할을 수행한다.
최근에는 승차감을 더욱더 향상시키기 위해 댐퍼의 감쇠력을 제어할 수 있는 가변 댐퍼를 사용하는 차량이 증가하고 있다. 이 경우 감쇠력은 제어 논리(logic)에 의해 제어된다.
종래의 차량의 댐퍼속도 산출 장치는, 차량이 선회하는 경우 또는 차량이 횡방향 경사가 있는 도로를 주행하는 경우에 발생하는 횡가속도를 고려하지 않아 정확한 댐퍼속도를 산출하지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국등록특허 제10-0656084호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량이 선회하는 경우 또는 차량이 횡방향 경사가 있는 도로를 주행하는 경우에 발생하는 횡가속도를 고려하여 차량의 댐퍼속도를 산출함으로써, 횡가속도로 인한 댐퍼속도의 왜곡을 방지할 수 있는 차량의 댐퍼속도 산출 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 차량의 댐퍼속도 산출 장치에 있어서, 차체가속도, 휠가속도, 횡가속도를 각각 필터링하는 신호 처리부; 댐퍼속도를 연산하는 연산부; 및 횡가속도의 크기에 따라 차체가속도를 이용하여 댐퍼속도를 산출하도록 연산부를 제어하거나, 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 산출하도록 연산부를 제어하는 제어부; 및 연산부에 의해 연산된 댐퍼속도를 출력하는 출력부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 횡가속도의 크기가 임계치를 초과하면, 0을 출력하여 연산부가 차체가속도만으로 댐퍼속도를 연산하도록 제어하고, 임계치를 초과하지 않으면 횡가속도값을 출력하여 연산부가 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 연산하도록 제어한다.
이때, 상기 연산부는 상기 제어부로부터의 출력 값과 상기 신호 처리부로부터의 휠가속도 값을 곱하는 제 1 연산기; 상기 신호 처리부로부터의 차체가속도 값에서 상기 제 1 연산기의 연산결과를 빼는 제 2 연산기; 및 상기 제 2 연산기의 연산결과를 적분하여 댐퍼속도를 산출하는 제 3 연산기를 포함한다.
따라서, 상기 신호 처리부는 상기 차체가속도를 제 2 연산기로 입력하고, 상기 휠가속도를 제 1 연산기로 입력하며, 상기 횡가속도를 제어부로 입력하되, 상기 제어부의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 휠가속도를 제 1 연산기로 입력하고, 판단부 및 제 1 연산기의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 차체가속도를 제 2 연산기로 입력한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차량의 댐퍼속도 산출 방법에 있어서, 신호 처리부가 차체가속도, 휠가속도, 횡가속도를 각각 필터링하는 단계; 제어부가 횡가속도의 크기에 따라 연산부를 제어하는 단계; 연산부가 차체가속도를 이용하여 댐퍼속도를 산출하거나, 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 산출하는 단계; 및 출력부가 상기 댐퍼속도를 출력하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제어 단계는 상기 횡가속도의 크기가 임계치를 초과하면 0을 출력하여 연산부가 차체가속도만으로 댐퍼속도를 연산하도록 제어하는 단계; 및 상기 횡가속도의 크기가 임계치를 초과하지 않으면, 횡가속도값을 출력하여 연산부가 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 연산하도록 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 댐퍼속도 산출 단계는 제 1 연산기가 상기 제어부로부터의 출력 값과 상기 신호 처리부로부터의 휠가속도 값을 곱하는 단계; 제 2 연산기가 상기 신호 처리부로부터의 차체가속도 값에서 상기 제 1 연산기의 연산결과를 빼는 단계; 및 제 3 연산기가 상기 제 2 연산기의 연산결과를 적분하여 댐퍼속도를 산출하는 단계를 포함한다.
한편, 상기 필터링 단계는 상기 필터링된 차체가속도를 제 2 연산기로 입력하는 단계; 상기 필터링된 휠가속도를 제 1 연산기로 입력하는 단계; 및 상기 횡가속도를 제어부로 입력하는 단계를 포함하되, 상기 제어부의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 휠가속도를 제 1 연산기로 입력하고, 판단부 및 제 1 연산기의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 차체가속도를 제 2 연산기로 입력하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은, 차량이 선회하는 경우 또는 차량이 횡방향 경사가 있는 도로를 주행하는 경우에 발생하는 횡가속도를 고려하여 차량의 댐퍼속도를 산출함으로써, 횡가속도로 인한 댐퍼속도의 왜곡을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 차량의 댐퍼속도 산출 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 이용되는 차체가속도 센서 및 휠가속도 센서의 장착 위치를 나타내는 일예시도,
도 3 은 본 발명에 이용되는 횡가속도에 대한 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 따른 차량의 댐퍼속도 산출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 차량의 댐퍼속도 산출 장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 댐퍼속도 산출 장치는, 차체가속도 센서(10), 휠가속도 센서(20), 횡가속도 센서(30), 신호 처리부(40), 제어부(50), 연산부(60), 및 출력부(70)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 차체가속도 센서(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 차체에 탑재되어 차체가속도를 측정한다.
다음으로, 휠가속도 센서(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, FR(Front Right) 휠 및 FL(Front Left) 휠에 각각 탑재되어 휠가속도를 측정한다.
다음으로, 횡가속도 센서(30)는 차량의 횡방향 가속도를 측정한다. 이때, 횡가속도 센서(30)는 차량의 ACU(Air bag Control Unit)에 포함되어 있는 횡가속도 센서로 대체할 수도 있다.
이하, 도 3을 참조하여 횡가속도 센서(30)에 의해 측정된 횡가속도(Ay)에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 3 은 본 발명에 이용되는 횡가속도에 대한 일실시예 설명도로서, (a)는 차량이 좌 선회시 FR 휠의 상태를 나타내며, (b)는 차량이 우 선회시 FR 휠의 상태를 나타낸다. 이때, 횡가속도 센서(30)는 스프링축상에 장착된다.
도 3의 (a)에서, 차량의 거동은 압축(Compression) 상태로서, 이때 횡가속도는 휠가속도 센서(20)에 의해 측정된 휠가속도 값을 실제 휠가속도 값보다 낮추는 역할을 한다.
도 3의 (b)에서, 차량의 거동은 리바운드(Rebound) 상태로서, 이때 횡가속도는 휠가속도 센서(20)에 의해 측정된 휠가속도 값을 실제 휠가속도 값보다 높이는 역할을 한다.
한편, 센서의 경사 허용한계(Sensor Tilt Tolseance)는 일례로 4°로서, sin(4°)≒0.07를 만족한다. 이때, 횡가속도가 0.2G인 경우 댐퍼속도의 감소량은 140mm/s, 횡가속도가 0.4G인 경우 댐퍼속도의 감소량은 280mm/s, 횡가속도가 0.6G인 경우 댐퍼속도의 감소량은 420mm/s, 횡가속도가 0.8G인 경우 댐퍼속도의 감소량은 560mm/s, 횡가속도가 1.0G인 경우 댐퍼속도의 감소량은 700mm/s이 된다.
다음으로, 신호 처리부(40)는 일종의 필터로서 불필요한 신호를 필터링한다. 즉, 신호 처리부(40)는 필터링한 차체가속도를 연산부(60)의 제 2 연산기(62)로 입력하고, 필터링한 휠가속도를 연산부(60)의 제 1 연산기(61)로 입력하며, 필터링한 횡가속도를 제어부(50)로 입력한다. 이때, 신호 처리부(40)는 제어부(50)의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 필터링한 휠가속도를 제 1 연산기(61)로 입력하고, 아울러 제어부(50) 및 제 1 연산기(61)의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 필터링한 차체가속도를 제 2 연산기(62)로 입력한다.
다음으로, 제어부(50)는 횡가속도 센서(30)로부터의 차량의 횡방향 가속도의 크기에 따라 차체가속도를 이용하여 댐퍼속도를 산출하도록 연산부(60)를 제어하거나, 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 산출하도록 연산부(60)를 제어한다.
즉, 제어부(50)는 횡가속도 센서(30)로부터의 차량의 횡방향 가속도의 크기가 임계치를 초과하면, 0을 출력하여 연산부(60)가 차체가속도만으로 댐퍼속도를 연산하도록 제어하고, 임계치를 초과하지 않으면 횡가속도 값을 출력하여 연산부(60)가 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 연산하도록 제어한다.
다음으로, 연산부(60)는 제어부(50)로부터의 출력결과에 기초하여 댐퍼속도를 연산한다.
즉, 연산부(60)는 제어부(50)로부터의 출력이 0이면 차체가속도만을 이용하여 댐퍼속도를 연산하고, 제어부(50)로부터의 출력이 0이 아닌 횡가속도 값이면 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 연산한다.
이러한 연산부(60)는 제 1 연산기(61), 제 2 연산기(62), 및 제 3 연산기(63)를 포함한다.
제 1 연산기(61)는 일종의 곱셈기로서, 제어부(50)로부터의 출력 값과 신호 처리부(40)로부터의 휠가속도 값을 곱하는 연산을 수행한다.
제 2 연산기(62)는 일종의 뺄셈기로서, 신호 처리부(40)로부터의 차체가속도 값에서 제 1 연산기(61)의 연산 결과를 빼는 연산을 수행한다.
제 3 연산기(63)는 일종의 나눗셈기로서, 제 2 연산기(62)의 연산결과(상대가속도)를 적분하여 댐퍼속도를 산출한다.
다음으로, 출력부(70)는 연산부(60)에 의해 연산된 댐퍼속도를 출력한다.
도 4 는 본 발명에 따른 차량의 댐퍼속도 산출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 신호 처리부(40)가 차체가속도, 휠가속도, 횡가속도를 각각 필터링한다(401).
이후, 제어부(50)가 횡가속도의 크기에 따라 연산부(60)를 제어한다(402). 즉, 횡가속도의 크기가 임계치를 초과하면 0을 출력하여 연산부(60)가 차체가속도만으로 댐퍼속도를 연산하도록 제어하고, 횡가속도의 크기가 임계치를 초과하지 않으면 횡가속도값을 출력하여 연산부(60)가 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 연산하도록 제어한다.
이후, 연산부(60)가 차체가속도를 이용하여 댐퍼속도를 산출하거나, 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 산출한다(403).
이후, 출력부(70)가 연산부(60)에 의해 산출된 댐퍼속도를 출력한다(404).
이러한 과정을 통해 횡가속도로 인한 댐퍼속도의 왜곡을 방지할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 : 차체가속도 센서
20 : 휠가속도 센서
30 : 횡가속도 센서
40 : 신호 처리부
50 : 제어부
60 : 연산부
70 : 출력부

Claims (12)

  1. 차체가속도, 휠가속도, 횡가속도를 각각 필터링하는 신호 처리부;
    댐퍼속도를 연산하는 연산부; 및
    횡가속도의 크기에 따라 차체가속도를 이용하여 댐퍼속도를 산출하도록 연산부를 제어하거나, 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 산출하도록 연산부를 제어하는 제어부; 및
    연산부에 의해 연산된 댐퍼속도를 출력하는 출력부
    를 포함하는 차량의 댐퍼속도 산출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 횡가속도의 크기가 임계치를 초과하면, 0을 출력하여 연산부가 차체가속도만으로 댐퍼속도를 연산하도록 제어하고, 임계치를 초과하지 않으면 횡가속도값을 출력하여 연산부가 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 연산하도록 제어하는 차량의 댐퍼속도 산출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 제어부로부터의 출력 값과 상기 신호 처리부로부터의 휠가속도 값을 곱하는 제 1 연산기;
    상기 신호 처리부로부터의 차체가속도 값에서 상기 제 1 연산기의 연산결과를 빼는 제 2 연산기; 및
    상기 제 2 연산기의 연산결과를 적분하여 댐퍼속도를 산출하는 제 3 연산기
    를 포함하는 차량의 댐퍼속도 산출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 차체가속도를 제 2 연산기로 입력하고, 상기 휠가속도를 제 1 연산기로 입력하며, 상기 횡가속도를 제어부로 입력하는 것을 특징으로 하는 차량의 댐퍼속도 산출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 제어부의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 휠가속도를 제 1 연산기로 입력하고, 판단부 및 제 1 연산기의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 차체가속도를 제 2 연산기로 입력하는 것을 특징으로 하는 차량의 댐퍼속도 산출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 횡가속도는,
    ACU(Air bag Control Unit)에 포함된 횡가속도 센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 차량의 댐퍼속도 산출 장치.
  7. 신호 처리부가 차체가속도, 휠가속도, 횡가속도를 각각 필터링하는 단계;
    제어부가 횡가속도의 크기에 따라 연산부를 제어하는 단계;
    연산부가 차체가속도를 이용하여 댐퍼속도를 산출하거나, 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 산출하는 단계; 및
    출력부가 상기 댐퍼속도를 출력하는 단계
    를 포함하는 차량의 댐퍼속도 산출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    상기 횡가속도의 크기가 임계치를 초과하면 0을 출력하여 연산부가 차체가속도만으로 댐퍼속도를 연산하도록 제어하는 단계; 및
    상기 횡가속도의 크기가 임계치를 초과하지 않으면, 횡가속도값을 출력하여 연산부가 차체가속도는 물론 휠가속도와 횡가속도를 모두 이용하여 댐퍼속도를 연산하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 차량의 댐퍼속도 산출 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 댐퍼속도 산출 단계는,
    제 1 연산기가 상기 제어부로부터의 출력 값과 상기 신호 처리부로부터의 휠가속도 값을 곱하는 단계;
    제 2 연산기가 상기 신호 처리부로부터의 차체가속도 값에서 상기 제 1 연산기의 연산결과를 빼는 단계; 및
    제 3 연산기가 상기 제 2 연산기의 연산결과를 적분하여 댐퍼속도를 산출하는 단계
    를 포함하는 차량의 댐퍼속도 산출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 필터링 단계는,
    상기 필터링된 차체가속도를 제 2 연산기로 입력하는 단계;
    상기 필터링된 휠가속도를 제 1 연산기로 입력하는 단계; 및
    상기 횡가속도를 제어부로 입력하는 단계
    를 포함하는 차량의 댐퍼속도 산출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 필터링 단계는,
    상기 제어부의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 휠가속도를 제 1 연산기로 입력하고, 판단부 및 제 1 연산기의 처리시간에 따른 지연시간을 고려하여 차체가속도를 제 2 연산기로 입력하는 것을 특징으로 하는 차량의 댐퍼속도 산출 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 횡가속도는,
    ACU(Air bag Control Unit)에 포함된 횡가속도 센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 차량의 댐퍼속도 산출 방법.
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