KR20200012121A - 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량 서스펜션 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 차량 서스펜션 제어 장치는, 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 전자 유동성 유체를 포함하는 전자 유동성 유체 댐퍼를 제어하여 차량 서스펜션 제어를 수행하는 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 생성된 정보를 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 유동성 유체 댐퍼를 미세 제어하여 노면 상태에 따른 서스펜션 제어를 수행하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 서스펜션(suspension)은 노면으로부터의 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키면서 주행 안정성과 선회 특성이 향상되도록 구비된다. 기존의 서스펜션 제어방식은 사용자의 매뉴얼 조작에 따라 전륜 및 후륜 서스펜션의 높이 제어(에어서스펜션), 차속감응 댐퍼를 적용한 전자식 댐핑제어(ECS) 방식과 자기 유동성 유체(magneto rheological contro) 댐퍼 제어를 통한 방식이 있다.
전자식 댐핑 제어 방식은 ECS, 유체의 유량 제어를 위해 솔레노이즈 밸브의 개폐량을 제어하는데 구동용 밸브의 빠른 제어가 가능하나 유체의 흐름을 기동할때는 딜레이(delay)가 발생하여 반응속도가 느린 문제점이 있다.
또한, 자기 유동성 유체 댐퍼 제어 방식은 그 오일 구성체의 성분(Fe)이 자기장에 반응하는 철 입자를 함유하고 있어 시간이 지남에 따라 오일 구성체가 고착되고, 미 제어 시 밀도차에 따른 철 입자 가라앉음 문제를 가지며, 자기 유동성 유체의 제어를 위한 주변 회로 증가, 미세 제어 불가, 전자기장의 세기에 따라 주변 전장품에 EMC 문제를 가짐에 따라 전자 신뢰성을 하락하고 선형적인 댐퍼 제어가 불가능한 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 전자 유동성 유체 댐퍼를 제어할 수 있는 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 전자 유동성 유체 댐퍼의 실린더 상하 양단에 인가되는 전압을 제어하여 전자 유동성 유체 폴리머의 배열의 위상 변화를 시켜 댐핑 장력을 선형 가변할 수 있는 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 실시예는 부스트업을 통해 반응 속도를 개선할 수 있는 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 서스펜션 제어 장치는, 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 전자 유동성 유체를 포함하는 전자 유동성 유체 댐퍼를 제어하여 차량 서스펜션 제어를 수행하는 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 생성된 정보를 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 차량이 주행중인 도로의 지도 정보, 전방을 촬영한 영상 데이터, 및 차량 주행 정보를 이용하여 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하고, 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 노면 지형 고도 그래프를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 노면 지형 고도 그래프와 위상이 반전되어 노면의 고도를 상쇄하는 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프를 생성하여, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프에 맞게 댐핑 장력이 출력되도록 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압의 레벨을 제어하여, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼 내의 전자 유동성 유체의 폴리머의 위상을 변화시켜 상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력을 선형 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압이 오프인 경우, 상기 댐핑 장력이 소프트하게 출력되고, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압이 고전압인 경우, 상기 댐핑 장력이 단단하게 출력되고, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압이 저전압인 경우, 상기 댐핑 장력이 소프트함과 단단함의 사이 중간값으로 출력되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 댐핑 장력의 선형 제어 시, 딜레이가 발생하는 경우, 댐핑 장력 별 출력전압이 매핑된 룩업 테이블을 이용하여 부스트업(boost-up)을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 제 1 레벨의 전압을 인가하여 제 1 댐핑 장력을 출력하도록 제어할 때, 딜레이가 발생하는 경우 상기 제 1 레벨의 전압보다 큰 전압을 인가하도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 저장부는, 부스트업을 위해 댐핑 장력 별 출력전압이 매핑된 룩업 테이블을 저장하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 서스펜션 제어 시스템은 전자 유동성 유체를 포함하는 전자 유동성 유체 댐퍼; 및 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하여 차량 서스펜션 제어를 수행하는 차량 서스펜션 제어 장치;를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼는, 상기 전자 유동성 유체로 채워진 실린더; 실린더 내의 공간을 상하 이동하는 피스톤; 상기 피스톤을 고정시키는 피스톤 헤드; 및 상기 실린더의 일측과 타측 사이에 연결되는 전원;을 포함하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량 서스펜션 제어 장치는, 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 상기 실린더의 일측과 타측에 인가되는 전압을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량 서스펜션 제어 장치는, 차량이 주행중인 도로의 지도 정보, 전방을 촬영한 영상 데이터, 및 차량 주행 정보를 이용하여 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하고, 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 노면 지형 고도 그래프를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량 서스펜션 제어 장치는, 상기 노면 지형 고도 그래프와 위상이 반전되어 노면의 고도를 상쇄하는 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프를 생성하여, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프에 맞게 댐핑 장력이 출력되도록 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 지도 정보를 제공하는 네비게이션 장치; 상기 전방을 촬영한 영상 데이터를 제공하는 영상 획득부; 및 상기 차량 주행 정보를 제공하는 센서부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 서스펜션 제어 방법은, 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하는 단계; 및 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 전자 유동성 유체를 포함하는 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하여 차량 서스펜스를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하는 단계는, 차량이 주행중인 도로의 지도 정보, 전방을 촬영한 영상 데이터, 및 차량 주행 정보를 이용하여 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량 서스펜스를 제어하는 단계는, 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 이용하여 노면 지형 고도 그래프를 생성하는 단계; 및 상기 노면 지형 고도 그래프와 상기 노면 지형 고도 그래프와 위상이 반전되어 노면의 고도를 상쇄하는 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차량 서스펜스를 제어하는 단계는, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프에 맞게 댐핑 장력이 출력되도록 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 단계는, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압의 레벨을 제어하여, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼 내의 전자 유동성 유체의 폴리머의 위상을 변화시켜 상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력을 선형 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 단계는, 상기 댐핑 장력의 선형 제어 시, 딜레이가 발생하는 경우, 댐핑 장력별 출력전압이 매핑된 룩업 테이블을 이용하여 부스트업(boost-up)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 기술은 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 전자 유동성 유체 댐퍼를 제어할 수 있는 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 선형적인 차량 서스펜션 제어를 수행할 수 있다.
또한, 본 기술은 전자 유동성 유체 댐퍼의 실린더 상하 양단에 인가되는 전압을 제어하여 전자 유동성 유체 폴리머의 배열의 위상 변화를 시켜 댐핑 장력을 선형 가변할 수 있다.
또한 본 기술은 부스트업을 통해 반응 속도를 개선할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 서스펜션 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼의 사시 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 내의 전자 유동성 유체 고분자 폴리머의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 전자 유동성 댐퍼 제어 보상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압에 따른 전자 유동성 유체 고분자 폴리머의 방향 및 댐핑 장력을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압에 따른 댐핑 장력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 노면 상태 정보를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 댐핑 장력 보상 로직 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지형 고도에 따라 유체 댐핑 장력 보상 로직 제어 방법을 설명하기 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어 시 딜레이를 해결하기 위한 부스트업 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부스트업을 위한 룩업 테이블의 예시를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼의 사시 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 내의 전자 유동성 유체 고분자 폴리머의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 전자 유동성 댐퍼 제어 보상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압에 따른 전자 유동성 유체 고분자 폴리머의 방향 및 댐핑 장력을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압에 따른 댐핑 장력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 노면 상태 정보를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 댐핑 장력 보상 로직 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지형 고도에 따라 유체 댐핑 장력 보상 로직 제어 방법을 설명하기 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어 시 딜레이를 해결하기 위한 부스트업 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부스트업을 위한 룩업 테이블의 예시를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 서스펜션 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 서스펜션 제어 시스템은 차량 서스펜션 제어 장치(100), 영상 획득부(210), 센서부(220), 네비게이션 장치(230), ER(electronic-rheological) 유체 댐퍼(240)를 포함하며 차량 서스펜션 제어 시스템은 차량에 장착될 수 있다.
영상 획득부(210)는 차량 주변을 촬영하는 카메라를 포함할 수 있고, 본 발명에서는 차량 서스펜션 제어 장치(100)가 전방에 위치한 카메라로부터 획득한 전방의 영상 데이터를 이용하여 차량 주행 방향의 도로의 노면 상태(울퉁불퉁한 정도, 등)를 판단 할 수 있다.
센서부(220)는 차량 및 주변 차량에 대한 정보를 감지하도록 구성될 수 있다. 센서부(220)는 차량 및 주변 차량의 위치, 속도 및 가속도 등과 같은 다양한 정보를 감지할 수 있다. 센서부(220)는, 예를 들어, 가속 센서, 조향각 센서, 차량 속도 센서, 레이더, 라이다, 가속도 센서, 요레이트 센서, 토크 측정 센서 및/또는 휠스피드 센서 등을 포함할 수 있다.
네비게이션 장치(230)는 주변의 지도 데이터를 차량 서스펜션 제어 장치(100)로 제공할 수 있으며 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 지도 데이터를 기반으로 차량 주행 방향 도로의 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단할 수 있다.
ER 유체 댐퍼(240)는 전자 유동성 유체(ER 유체)를 매질로 사용하는 댐퍼로 유체 구성 실린더에 전압(전하)을 인가하여 유체물성 위상 변화로 유체의 정렬 방향을 선형적으로 가변하여 댐핑을 제어할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼의 사시 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 내의 전자 유동성 유체 고분자 폴리머의 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 전자 유동성 유체(242)로 채워진 실린더(244), 실린더(244) 내의 공간을 이동하는 피스톤(241), 피스톤(243)을 고정시키는 피스톤 헤드(243), 실린더(244)의 일측과 타측 사이에 연결되는 전원(245) 및 스위치 SW를 포함하고, 피스톤(241)은 상하 방향으로 움직인다. 도 3을 참조하면 전자 유동성 유체(242)는 고분자 폴리머 구조를 가진다.
기존의 실린더 내부에 철 입자를 혼합하여 전기장을 형성하는 MR (magneto rheological) 댐퍼는 실린더 내의 자성 입자(Fe)를 통해 오일의 점층막 점도를 변화시켜 MR 오일 유체 밀도를 제어 함으로 댐핑력을 제어 하는 것으로, 오일 구성체의 성분(Fe)이 고착될 수 있고 미 제어 시 밀도차에 따른 철 입자 가라앉음 문제를 내포하고 있으며, 이를 해결하기 위해 주기전인 쉐이핑 (흔들어서 일정 간격으로 철 입자를 산포시키는 방식)을 해주어야 하고, 자전자기장 제어를 위한 주변 회로가 증가하고 미세한 제어가 어려우며 전장품에 전자파(EMC)를 유발시켜 전자 신뢰성를 하락시킬 수 있는데, 본 발명의 ER 유체 댐퍼(240)는 철 입자 대신에 ER 유체 폴리머를 이용함으로써 이러한 문제점들을 해결할 수 있다. 또한, 기존의 전자식 댐핑 제어 방식에 비해 본 발명의 ER 유체 댐퍼(240)는 노면 상태에 따른 서스펜션의 선형 제어가 가능할 수 있다.
이때, ER 유체 댐퍼(240) 내의 ER 유체는 위상 변화를 위해 물성이 (점성 : ε) : ε|| ≥ 2.0, ε┴ ≤ 5.5로 정의될 수 있다. 다만 물성이 기재한 수치로 한정되는 것이 아니라, 필요에 따라 변경이 가능하다.
차량 서스펜션 제어 장치(100)는 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 전자 유동성 유체를 포함하는 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압 레벨을 제어하여 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력을 선형 제어함으로써 운전자가 평지를 가는 것처럼 느낄 수 있는 차량 서스펜션 제어를 수행할 수 있다.
차량 서스펜션 제어 장치(100)는 통신부(110), 저장부(120), 및 프로세서(130)를 포함한다.
통신부(110)는 캔(CAN) 통신을 통해 영상획득부(210), 센서부(220), 네비게이션 장치(230) 등과 데이터를 송수신한다.
저장부(120)는 통신부(110)로부터 수신한 정보 및 프로세서(130)에 의해 산출된 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(120)는 부스트업을 위해 댐핑 장력 별 출력전압이 매핑된 룩업 테이블을 저장할 수 있다.
프로세서(130)는 영상획득부(210), 센서부(220), 네비게이션 장치(230), ER 유체 댐퍼(240)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(130)는 영상획득부(210), 센서부(220), 네비게이션 장치(230), ER 유체 댐퍼(240)를 제어할 수 있고, 소프트웨어의 명령을 실행하는 전기 회로가 될 수 있으며, 이에 의해 후술하는 다양한 데이터 처리 및 계산을 수행한다.
프로세서(130)는 네비게이션 장치(230)로부터 수신한 도로의 지도 정보, 영상 획득부(210)로부터 수신한 차량 전방 영상 데이터, 및 센서부(220)로부터 수신한 차량 주행 정보를 매핑하여, 차량 주행 방향의 노면 상태 정보를 획득한다.
프로세서(130)는 차량이 주행중인 도로의 지도 정보, 전방을 촬영한 영상
데이터, 및 차량 주행 정보를 이용하여 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단할 수 있다. 이에, 프로세서(130)는 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 전자 유동성 유체를 포함하는 전자 유동성 유체 댐퍼(240)를 제어하여 차량 서스펜션 제어를 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 도로 노면 상태에 전자 유동성 유체 댐퍼(240)를 제어하기 위해 먼저 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 노면 지형 고도 그래프를 생성한다. 이때, 노면 지형 고도 그래프는 실제 도로의 노면 상태 정보를 반영한 것으로, 노면의 울퉁불퉁함, 노면의 고도 등의 정보를 포함할 수 있다.
이에, 프로세서(130)는 노면 지형 고도 그래프와 위상이 반전되어 노면의 고도를 상쇄하는 전자 유동성 유체 댐퍼(240) 의 댐핑 장력 보상 그래프를 생성하고, 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프에 맞게 댐핑 장력이 출력되도록 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어할 수 있다.
프로세서(130)는 전자 유동성 유체 댐퍼(240)에 인가되는 전압의 레벨을 선형적으로 제어하여, 전자 유동성 유체 댐퍼(240) 내의 전자 유동성 유체의 폴리머의 위상을 변화시켜 전자 유동성 유체 댐퍼(240)의 댐핑 장력을 선형 제어할 수 있다.
프로세서(130)는 전자 유동성 유체 댐퍼(240)에 인가되는 전압을 오프시켜 댐핑 장력이 소프트하게 출력되도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 전자 유동성 유체 댐퍼(240)에 고전압을 인가하여 댐핑 장력이 단단하게 출력되도록 제어할 수 있고, 전자 유동성 유체 댐퍼(240)에 저전압을 인가하여 댐핑 장력이 소프트함과 단단함의 사이 중간값으로 출력되도록 제어할 수 있다.
프로세서(130)는 댐핑 장력의 선형 제어 시, 딜레이가 발생하는 경우, 댐핑 장력 별 출력전압이 매핑된 룩업 테이블을 이용하여 부스트업(boost-up)을 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 전자 유동성 유체 댐퍼에 제 1 레벨의 전압을 인가하여 제 1 댐핑 장력을 출력하도록 제어할 때, 딜레이가 발생하는 경우 제 1 레벨의 전압보다 큰 전압을 인가하도록 제어하여, 즉시 댐핑 장력이 증가하도록 제어할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 미세한 전압제어로 전자 유동성 유체 댐퍼(240)의 댐핑 장력(댐핑력)을 조절할 수 있으며, 이 댐핑 장력은 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 가변적으로 제어될 수 있다. 이에 본 발명은 이러한 댐핑 장력의 가변 제어를 통해 차체의 고도, 종가속도, 횡가속도를 보상하여, 주행 차량의 차체에 스카이 훅 및 그라운드 훅(Sky-hook and Ground-hook)을 구현할 수 있어, 탑승자는 마치 완벽한 평지를 주행하는 안전 주행을 유지 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 전자 유동성 댐퍼 제어 보상을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 그래프들의 Y축은 댐핑 장력(X)이고 X축은 시간(Time)이다.
도 4(a)에서는 일반적인 서스펜션 댐퍼의 완충 그래프를 도시하고 도 4(b)는 전자식(ECS) 서스펜션 댐퍼의 완충 그래프이며, 도 4(c)는 본 발명의 노면 지형 고도 그래프(A)와 ER 유체 댐퍼의 장력 보상 그래프(B)를 도시한다. 도 4(d)는 본 발명의 노면 지형 고도 그래프(A)와 ER 유체 댐퍼의 장력 보상 그래프(B)가 상쇄되어 실제 운전자가 느끼는 자세감을 나타내는 그래프(C)를 도시한다. 즉, 노면 지형 고도 그래프(A)와 ER 유체 댐퍼의 장력 보상 그래프(B)가 상쇄되어 운전자는 평지를 주행하는 것 같은 자세감을 가지게 됨을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압에 따른 전자 유동성 유체 고분자 폴리머의 방향 및 댐핑 장력을 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 실린더 양단에 인가되는 전압이 오프되면, 실린더(244) 내의 ER 유체의 폴리머의 위상이 90도 방향으로 배열되어 댐핑 장력의 소프트해진다. 예를 들어, 과속방지턱과 같이 충격이 가해질 수 있는 노면을 주행하게 되면 댐핑 장력을 소프트하게 제어할 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 실린더 양단에 인가되는 전압이 저전압인 경우, 실린더(244) 내의 ER 유체의 폴리머의 위상이 45도 방향으로 배열되어 댐핑 장력이 중간 레벨이 될 수 있다. 이때 댐핑 장력의 중간 레벨은 댐핑 장력이 소프트한 경우와 댐핑 장력이 단단한 경우의 중간 범위인 경우를 포함할 수 있다.
도 5의 (c)를 참조하면, 실린더 양단에 인가되는 전압이 오프되면, 실린더(244) 내의 ER 유체의 폴리머의 위상이 180도 방향으로 배열되어 댐핑 장력이 단단해진다.
여기서, 전압의 인가에 따른 ER 유체의 폴리머의 위상 변화는 하나의 실시예이며 이에 한정되는 것이 아니다. 즉 도 5는 ER유체의 물성을 (점성 : ε) : ε|| ≥ 2.0, ε┴ ≤ 5.5로 하여, 전압을 인가한 경우에 해당하며, 필요에 따라 전압을 오프하는 경우 ER 유체의 폴리머의 위상이 180도 방향으로 배열되고 고전압을 인가한 경우 ER 유체의 폴리머의 위상이 90도 방향으로 배열되도록 ER 유체의 물성을 결정할 수 있다.
이때 도 5에서는 댐핑 장력이 소프트한 경우, 중간 레벨인 경우, 단단한 경우, 즉 3가지 경우만 예를 들어서 설명하고 있으나, 이는 하나의 예일 뿐 도 6과 같이, 인가되는 전압에 따라 댐핑 장력이 선형적으로 제어될 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압에 따른 댐핑 장력의 변화를 나타내는 그래프이다.
즉 도 4(c)와 같이, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 ER 유체 댐퍼의 장력 보상 그래프(B)와 같이 댐핑 장력을 제어하기 위해 ER 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 미세하게 제어할 수 있다. 예를 들어 ER 유체 댐퍼의 장력 보상 그래프(B) 중 댐핑 장력이 큰 부분은 ER 유체 댐퍼에 고전압을 인가하고 댐핑 장력이 작은 부분은 ER 유체 댐퍼에 저전압을 인가하여 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 노면 상태 정보를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 댐핑 장력 보상 로직 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지형 고도에 따라 유체 댐핑 장력 보상 로직 제어 방법을 설명하기 도면이다.
도 7을 참조하면, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 영상 획득부(210), 센서부(220), 및 네비게이션 장치(230)로부터 수집한 정보로부터 차량 주행 방향의 노면의 지형 고도 정보(22)를 획득하고, 도 8와 같은 노면의 지형 고도 정보를 이용하여 노면 지형 고도 그래프(D)를 생성한다.
이어, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 노면의 지형 고도에 따른 ER 유체 댐핑 장력 보상을 위한 ER 유체 댐핑 장력 보상 그래프(E)를 생성한다. 이때, ER 유체 댐핑 장력 보상 그래프(E)는 노면 지형 고도 그래프(D)와 위상이 반전되어 서로 상쇄될 수 있다. 이때, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 노면 지형 고도 그래프(D)의 기울기 또는 곡률 반경(r)에 따라 ER 유체 댐핑 장력 보상 그래프(E)를 생성할 수 있다. 즉 F, G 지점의 고도가 둘다 10m인 경우라도, F 지점은 완만하게 올라갈 수 있고 G 지점은 급경사인 경우 보상 그래프는 달라져야 한다. 이에 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 이러한 경우를 보상하기 위해 노면 지형 고도 그래프(D)의 고도뿐만 아니라 기울기를 고려하여 ER 유체 댐핑 장력 보상 그래프(E)를 생성할 수 있다.
또한, 일반 주행 모드에서의 곡률반경 변화에 따른 종방향 쏠림은 운전자가 인지하여, 자세 변화에 대응이 가능하나, 자율주행 모드에서는 운전자의 전방 상황 인지력이 상당부분 결여되며, 선회 또는 곡률반경이 급격히 변화하는 도로 구간에서 운전자의 신체 상해, 오조작을 통한 사고에 영향을 기인할 수 있다. 이에 본 발명에서는 즉각적인 ER 유체 댐퍼의 선형 제어를 통해 독립 서스펜션의 댐핑력을 미세 제어하여, 이러한 상황에서의 무른 서스펜션으로 인한 쏠림을 보상 제어할 수 있으며, 그 결과로 스카이훅 및 그라운드 훅(Sky-hook and Ground-hook) 차체 유지가 가능하다. 예를 들어, 일반 주행모드 및 자율주행 모드에서 급격한 곡률반경 변화 시(EX. 교차로 합류지점 등) 자차 쏠림을 예방하기 위한 기술로 영상 획득부(210)를 이용하여 진행 방향 차선 및 차량을 모니터링 하여 자차의 교차로 진입 및 현재 도로의 곡률 반경을 수집하고 이를 ER 유체 댐퍼 제어를 통해 주행 안전기술을 구현할 수 있다.
또한, LDWS(차선 감지 장치: 곡률 반경 추출), LKAS(차선 유지 보조 주행 장치: 차선 중앙 추종)등 동작 시 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 곡선도로 진입에 따른 센서 감지값(곡률)에 따라 내륜측 서스펜션 댐핑 장력 하드커브 및 외륜측 서스펜션 댐핑 장력 소프트 커블르 구현할 수 있다. 또한, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 노면 상태에 따른 차고 제어(너울성 출렁임 제어) 시 차량 주행 방향 중 방지턱 및 지상고 변화에 따른 서스펜션 바운스를 제어할 수 있다. 또한, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 방지턱 주행 후 너울성 출렁임을 연속적으로 보상 제어할 수 있다.
예를 들어, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 과속방지턱 직전에서는 댐핑 장력을 소프트하게 제어하고, 과속방지턱을 넘은 순간 차량의 너울성 바운스를 방지하기 위해 댐핑 장력을 하드(hard)하게 제어할 수 있다.
도 9에서는 과속방지턱과 같은 고도가 있는 노면(H)을 차량이 주행하는 경우, 노면 지형 고도 그래프(D)와 위상이 반전된 ER 유체 댐핑 장력 보상 그래프(E)가 표시되고 완충력이 상쇄되어 운전자가 느끼는 승차감 그래프(I)을 나타낸다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어 시 딜레이를 해결하기 위한 부스트업 방식을 설명하기 위한 그래프이고, 도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부스트업을 위한 룩업 테이블의 예시를 나타내는 도면이다.
차량 서스펜션 제어 장치(100)는 선형적 전압제어 시 ER 유체 폴리머의 위상 변화의 딜레이(Delay)가 발생될 수 있다.
도 10a를 참고하면, 댐핑 장력이 0%인 상태에서 90%로 올리고자 하는 경우, 댐핑 장력이 수직으로 상승하지 못하고 곡선을 그리며 상승하게 된다(T1 구간). 이후 댐핑 장력이 90%를 유지하다가(T2 구간), 댐핑 장력을 0%로 낮춰야 하는 경우에도 마찬가지로 90%에서 0%로 수직 하강하지 못하고 곡선을 그리며 하강하게 된다(T3 구간). 이러한 딜레이는 자율주행 및 주행 환경에서 즉각적인(실시간) 댐핑 제어에 장애 요인으로 작용될 수 있다.
이에 본 발명의 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 딜레이가 발생할 수 있는 조건(댐핑 장력의 변화폭이 큰 경우)에서 딜레이를 방지하기 위해 ER 유체 제어 부스트업(Boost-Up, over-driving) 방법을 이용할 수 있다.
차량 서스펜션 제어 장치(100)는 T1 구간과 같이 댐핑 장력을 0%에서 100%으로 올리는 경우, ER 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 증가시켜 인가한다. 예를 들어 댐핑 장력을 100%로 하기 위해 10V의 전압을 인가해야하는 경우 20V의 전압을 인가하여 T1 구간에서 댐핑 장력이 즉시 100%가 되도록 할 수 있다. 이때, 부스트업을 위한 전압의 크기는 미리 실험치를 통해 룩업테이블을 생성하여 저장할 수 있다. 이때, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 전압별 댐핑 장력, 부스트업 되는 시간, 댐핑 장력의 변화값의 크기 등을 고려하여 부스트업 전압값을 산출하여 룩업 테이블을 생성할 수 있다. 도 11a 및 도 11b를 참조하면 댐핑 장력별 출력 전압이 매핑된 룩업테이블을 그래프로 도식화하고 있다.
도 10b를 참조하면, T1 구간에서 딜레이없이 댐핑 장력이 0%에서 100% 이상으로 상승하고 T2 구간에서 100%를 유지하다가 다시 0%로 하강하는 경우 부스트업에 의해 딜레이없이 즉시 0%로 하강함을 알 수 있다.
즉, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 ER 유체 댐퍼 기동 시 목표(TARGET) 댐핑 제어를 시간분할(time division) 방식으로 가변적인 입력전압 제어를 통해 목표(TARGET)까지 외부 노이즈에 독립적으로 룩업 테이블을 통해 제어할 수 있다. 또한, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 ER 유체 댐퍼 제어 시 피크 전류(Peak Current) 제거와 차량 부하 로드에 따른 가변 노이즈(Variable Noise)를 보상 제어할 수 있다.
차량 서스펜션 제어 장치(100)는 이처럼 ER 유체 제어 부스트업을 통해 즉각적인 응답성능이 가능하다. 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 도 11b와 같이 소프트웨어 처리를 통해 시간영역 신호값으로부터 변이량을 추종할 수 있다. 이때, Target=(A+B)/2 : Load에 따른 노이즈 A 출현 시 목푤(Target)을 추종하여 B를 출력할 수 있다. 특히, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 룩업테이블에 적용된 노이즈 분포의 인버스(Inverse) CDF(Cumulative Distribution Function)에 따라 목표(TARGET)에 도달하기 위한 출력 전압 제어를 수행할 수 있다. 여기서, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 노이즈 신호로부터 얻어진 시간 영역 신호 값으로부터 노이즈 성분의 표준편차 값을 구하고, 미리 정해진 샘플링 레벨에서 각각의 인버스(Inverse) 보상값, 동시간 영역 신호 값, 표준편차 값을 기반으로 정해진 역치와 비교하고 정합 시 동일시간 영역 신호 값의 역치를 출력하여 보상할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 ER 유체 댐퍼 제어 시, 룩업테이블 기반으로 목표 댐핑 장력까지 부스트업을 통해 즉각적으로 목표 댐핑 장력에 도달할 수 있도록 함으로써, 딜레이를 해소할 수 있다. 즉, 본 발명의 기술을 통해 기존 서스펜션 제어기의 제어에 따른 응답 손실을 개선하여 빠른 응답속도에 따른 자율주행 모드 구현 및 더 나아가 서스펜션 응답 저하에 따른 차량출력 손실을 감소시켜 출력 전압 및 연비이득을 얻을 수 있다.
이하, 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 방법을 설명하기로 한다. 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 1의 장치(100)가 도 12의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 12의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 장치(100)의 프로세서(130)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 12를 참조하면, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 네비게이션 장치(230)로부터 지도 정보를 수신하고 영상 획득부(210)로부터 전방 영상 데이터, 센서부(220)로부터 차량 주행 정보를 수신한다(S110).
차량 서스펜션 제어 장치(100)는 수신한 지도 정보, 전방 영상 데이터, 차량 주행정보를 매핑한다(S120). 즉 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 차량이 주행중인 도로 전방의 지도 정보에는 차량 주변의 어라운드(around) 정보로서, 도로의 훼손이나 과속방지턱 등의 정보가 자세히 포함되어 있지 않으므로 카메라를 통해 촬영한 전방 영상 데이터를 함께 조합하여 차량이 주행중인 전방 도로의 노면 상태 및 차량 주행 상황을 인식할 수 있다. 또한, 차량 주행 정보는 조향각 정보, 차량 속도, 브레이크 압력, 카메라의 촬영 거리 등의 정보를 포함할 수 있으며, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 수신한 지도 정보, 전방 영상 데이터, 차량 주행정보를 매핑하여 카메라가 촬영한 지점의 도로의 노면 상태 및 차량 주행 상황을 인식할 수 있다. 이에, 차량 서스펜션 제어 장치는 이러한 노면 상태에 따른 노면 지형 고도 그래프를 생성할 수 있다.
이 후, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 도로의 노면 상태 및 차량 주행 상황을 기반으로 ER 유체 댐퍼 노면 고도 그래프에 대한 감쇄력 보상 제어를 수행한다(S130).
즉 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 도 8과 같이, 노면 지형 고도 그래프를 상쇄하기 위한 ER 유체 댐핑 장력 보상 그래프를 생성할 수 있다. 댐핑 장력을 보상할 수 있도록 ER 유체 댐퍼에 전압을 인가할 수 있다.
차량 서스펜션 제어 장치(100)는 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 이용하여 노면 지형 고도 그래프를 생성하고 노면 지형 고도 그래프와 위상이 반전되어 노면의 고도를 상쇄하는 전자 유동성 유체 댐퍼(240)의 댐핑 장력 보상 그래프를 생성할 수 있다.
차량 서스펜션 제어 장치(100)는 전자 유동성 유체 댐퍼(240)의 댐핑 장력 보상 그래프에 맞게 댐핑 장력이 출력되도록 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압의 레벨을 제어하여, 전자 유동성 유체 댐퍼(240) 내의 전자 유동성 유체의 폴리머의 위상을 변화시켜 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력을 선형 제어할 수 있다.
또한, 차량 서스펜션 제어 장치(100)는 댐핑 장력의 선형 제어 시, 딜레이가 발생하는 경우, 댐핑 장력별 출력전압이 매핑된 룩업 테이블을 이용하여 부스트업(boost-up)을 수행할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 철입자를 포함하는 오일을 채운 MR 유체 댐퍼 대신에 전자 유동성 유체를 포함하는 ER 유체 댐퍼를 사용함으로써, 철입자로 인한 쉐이킹 문제, 주변 회로 증가 문제, 미세 제어 불가 문제, 차량 전장품의 EMC 문제로 신뢰성 하락, 및 선형적 댐퍼 제어 불가능의 문제를 해소할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자식 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 기술은 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 선형 보상 제어를 수행함으로써, 평지를 주행하는 것과 같이 안정적인 서스펜션 제어가 가능하다.
이와 같이, 본 발명은 교차로 합류 지점의 자차 쏠림 현상 및 노면 상태에 따른 운전자의 움직임을 최소화할 수 있도록 ER 유체 댐퍼를 미세 제어함으로써 노면 상태 및 차량 주행상황을 고려한 차량 서스펜션 제어로 안전운전 및 승차감을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 차량 선회 시 자동차 좌우 방향에 작용하는 횡가속도를 보상하여 차체가 바깥쪽으로 쏠리지 않고 평평한 자세가 되도록 안티롤링 제어가 가능하다. 또한 본 발명은 급출발, 급제동에 의해 운전자의 몸의 움직임이 급격이 변경될 시 ER 유체 댐퍼 제어를 이용하여 댐퍼 감쇠력을 보상함으로써 운전자 몸의 움직임을 최소화하도록 제어할 수 있다(안티스커트 제어). 또한 본 발명은 요철노면 주행 통과 시 차고변화와 주행속도를 고려하여 감쇠력을 선형적으로 보상하여 너울성 출렁임을 보상해 줄 수 있다(안티피칭 제어). 또한 본 발명은 고속주행 시 차속에 따른 선형적인 댐핑 장력력 제어로 차체 안전성이 극대화 제어될 수 있다(차속 감응 제어). 또한 본 발명은 서스펜션 응답성능 저하에 따른 차량출력 손실을 줄여 출력 및 연비를 개선할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 13을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (20)
- 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 전자 유동성 유체를 포함하는 전자 유동성 유체 댐퍼를 제어하여 차량 서스펜션 제어를 수행하는 프로세서; 및
상기 프로세서에 의해 생성된 정보를 저장하는 저장부;
를 포함하는 차량 서스펜션 제어 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는,
차량이 주행중인 도로의 지도 정보, 전방을 촬영한 영상 데이터, 및 차량 주행 정보를 이용하여 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하고,
상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 노면 지형 고도 그래프를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 노면 지형 고도 그래프와 위상이 반전되어 노면의 고도를 상쇄하는 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프를 생성하여, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프에 맞게 댐핑 장력이 출력되도록 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압의 레벨을 제어하여, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼 내의 전자 유동성 유체의 폴리머의 위상을 변화시켜 상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력을 선형 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압이 오프인 경우, 상기 댐핑 장력이 소프트하게 출력되고,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압이 고전압인 경우, 상기 댐핑 장력이 단단하게 출력되고,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압이 저전압인 경우, 상기 댐핑 장력이 소프트함과 단단함의 사이 중간값으로 출력되는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 댐핑 장력의 선형 제어 시, 딜레이가 발생하는 경우, 댐핑 장력 별 출력전압이 매핑된 룩업 테이블을 이용하여 부스트업(boost-up)을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 제 1 레벨의 전압을 인가하여 제 1 댐핑 장력을 출력하도록 제어할 때, 딜레이가 발생하는 경우 상기 제 1 레벨의 전압보다 큰 전압을 인가하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 저장부는,
부스트업을 위해 댐핑 장력 별 출력전압이 매핑된 룩업 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 장치. - 전자 유동성 유체를 포함하는 전자 유동성 유체 댐퍼; 및
차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하여 차량 서스펜션 제어를 수행하는 차량 서스펜션 제어 장치;
를 포함하는 차량 서스펜션 제어 시스템. - 청구항 9에 있어서,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼는,
상기 전자 유동성 유체로 채워진 실린더;
실린더 내의 공간을 상하 이동하는 피스톤;
상기 피스톤을 고정시키는 피스톤 헤드; 및
상기 실린더의 일측과 타측 사이에 연결되는 전원;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 시스템. - 청구항 10에 있어서,
상기 차량 서스펜션 제어 장치는,
상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 상기 실린더의 일측과 타측에 인가되는 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 시스템. - 청구항 11에 있어서,
상기 차량 서스펜션 제어 장치는,
차량이 주행중인 도로의 지도 정보, 전방을 촬영한 영상 데이터, 및 차량 주행 정보를 이용하여 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하고,
상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황에 따라 노면 지형 고도 그래프를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 시스템. - 청구항 12에 있어서,
상기 차량 서스펜션 제어 장치는,
상기 노면 지형 고도 그래프와 위상이 반전되어 노면의 고도를 상쇄하는 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프를 생성하여, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프에 맞게 댐핑 장력이 출력되도록 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 시스템. - 청구항 12에 있어서,
상기 지도 정보를 제공하는 네비게이션 장치;
상기 전방을 촬영한 영상 데이터를 제공하는 영상 획득부; 및
상기 차량 주행 정보를 제공하는 센서부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 시스템. - 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하는 단계; 및
상기 도로 노면 상태 및 상기 차량 주행 상황에 따라 전자 유동성 유체를 포함하는 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하여 차량 서스펜스를 제어하는 단계;
를 포함하는 차량 서스펜션 제어 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 차량의 주행 방향의 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하는 단계는,
차량이 주행중인 도로의 지도 정보, 전방을 촬영한 영상 데이터, 및 차량 주행 정보를 이용하여 상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 차량 서스펜스를 제어하는 단계는,
상기 도로 노면 상태 및 차량 주행 상황을 이용하여 노면 지형 고도 그래프를 생성하는 단계; 및
상기 노면 지형 고도 그래프와 상기 노면 지형 고도 그래프와 위상이 반전되어 노면의 고도를 상쇄하는 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프를 생성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 방법. - 청구항 17에 있어서
상기 차량 서스펜스를 제어하는 단계는,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력 보상 그래프에 맞게 댐핑 장력이 출력되도록 상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 방법. - 청구항 18에 있어서,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 단계는,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압의 레벨을 제어하여, 상기 전자 유동성 유체 댐퍼 내의 전자 유동성 유체의 폴리머의 위상을 변화시켜 상기 전자 유동성 유체 댐퍼의 댐핑 장력을 선형 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 방법. - 청구항 19에 있어서,
상기 전자 유동성 유체 댐퍼에 인가되는 전압을 제어하는 단계는,
상기 댐핑 장력의 선형 제어 시, 딜레이가 발생하는 경우, 댐핑 장력별 출력전압이 매핑된 룩업 테이블을 이용하여 부스트업(boost-up)을 수행하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 서스펜션 제어 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020180087006A KR102552495B1 (ko) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180087006A KR102552495B1 (ko) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200012121A true KR20200012121A (ko) | 2020-02-05 |
| KR102552495B1 KR102552495B1 (ko) | 2023-07-06 |
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ID=69514902
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| KR1020180087006A KR102552495B1 (ko) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 전자 유동성 유체 댐퍼 제어를 통한 차량 서스펜션 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 |
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| KR (1) | KR102552495B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5172178A (ja) * | 1974-12-18 | 1976-06-22 | Hitachi Ltd | Itsusoshikidatsusuisentakuki |
| KR19980078673A (ko) * | 1997-04-29 | 1998-11-25 | 김영귀 | 자동차의 노면 형상 감응형 쇽업저버 장치 및 그 제어 방법 |
| JPH11115441A (ja) * | 1997-10-14 | 1999-04-27 | Toyota Motor Corp | 車両用懸架装置 |
| KR20180022717A (ko) * | 2015-06-30 | 2018-03-06 | 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 | 서스펜션 제어 장치 |
-
2018
- 2018-07-26 KR KR1020180087006A patent/KR102552495B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5172178A (ja) * | 1974-12-18 | 1976-06-22 | Hitachi Ltd | Itsusoshikidatsusuisentakuki |
| KR19980078673A (ko) * | 1997-04-29 | 1998-11-25 | 김영귀 | 자동차의 노면 형상 감응형 쇽업저버 장치 및 그 제어 방법 |
| JPH11115441A (ja) * | 1997-10-14 | 1999-04-27 | Toyota Motor Corp | 車両用懸架装置 |
| KR20180022717A (ko) * | 2015-06-30 | 2018-03-06 | 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 | 서스펜션 제어 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102552495B1 (ko) | 2023-07-06 |
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