KR950003214B1 - 서스펜션(suspension) 제어장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

서스펜션(suspension) 제어장치
제1도는 이 발명의 한 실시예에 의한 서스펜션 제어장치의 블록도이다.
제2도는 이 발명의 한 실시예의 제어장치의 각 부분을 차량에 탑재하였을때의 배치관계를 표시하는 사시도이다.
제3도는 이 발명의 한 실시예에 의한 제2도의 제어장치의 블록도이다.
제4도는 이 발명의 한 실시예의 동작의 흐름을 표시하는 플로차트이다.
제5도는 이 발명의 한 실시예에 각각 동작을 설명하기 위한 시간에 대한 차체의 상하진동을 표시하는 파형도이다.
제6도는 이 발명의 한 실시예에 의한 미분치(微分値)에 대한 스프링정수(定數) 또는 감쇄력(減衰力)의 관계를 표시하는 파형도이다.
제7도는 이 발명의 한 실시예에 의한 미분치의 파형도이다.
제8도는 종래의 서스펜션 제어장치의 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 차체 2 : 상하센서
3 : 상하가속도미분치 계측수단 4 : 주기(周期)계측수단
5 : 제1의 감쇄력 내지 스프링정수유지 설정수단
6 : 제2의 감쇄력 내지 스프링정수유지 설정수단
7 : 감쇄력 또는 스프링정수결정수단
8 : 전륜스프링정수 내지 감쇄력 변경수단
9 : 후륜스프링정수 내지 감쇄력변경수단
101 : 전류완충장치 102 : 전륜
103 : 후륜완충장치 104 : 후륜
이 발명은 차량용 서스펜션(suspension) 제어장치에 관해, 특히 자동차의 주행시 노면의 요철(凹凸)을 원인으로해서 단발적인 쇼크 및 그후의 차체전동의 억제에 유효한 서스펜션 제어장치에 관한 것이다.
종래 차량용 서스펜션 제어장치로는 예를들면 특개소61-166715호 공보에 기재된 것이 있다. 이를 제8도를 참조하면서 설명하면 전륜(前輪)(M1)에 가해지는 노면과는 수지방향성분의 가속도를 검출하는 전륜가속도 검출수단(M2)과 이 전륜가속도 검출수단(M2)에 의해 검출된 가속도가 소정범위 밖인지 아닌지를 판정하는 판정수단(M3)에 의해 가속도가 소정범위 밖이라고 판정되면 후륜(后輪)(M4)의 서스펜션 특성을 변경하는 후륜 서스펜션 특성변경수단(M5)를 구비하여서된 것이다.
상기한 구성에 의해, 전륜가속도 검출수단(M2)에 의해 노면에 대해 수직방향성분의 가속도가 검출되어 이 가속도에 따라 노면의 요(凹) 또는 철(凸)의 정도가 판정수단(M3)에 의해 판정된다. 이 판정결과는 후륜서스펜션 특성 변경수단(M5)에 전달된다. 이때 요(凹) 또는 철(凸)이 소정범위를 초월할만큼 컸을때는, 후륜서스펜션 특성변경수단(M5)에 의해 후륜(M4)에서의 진동기 저하 또는 조종성, 안정성의 확보가 된다는 것이다.
이상과 같은 종래의 서스펜션 제어장치는, 장애물을 검지해서 후륜을 제어하고 후륜통과를 차속에 의해 판단해서 감쇄력을 되돌리는 방식이기 때문에 장애물의 검지가 어렵고 불확실하게 되는 결점이 있었다. 또 장애물이 예를들어 고속도로의 노면의 연결부분과 같이 주기적으로 반복되는 경우, 차체의 전동에도 불구하고 노면에 동기해서 빈번하게 서스펜션을 변경해야하며 이 때문에 확실히 노면의 연결부분을 검지할 수 없으며 차체의 공진(共振)을 유효하게 억제해서 노면으로부터의 쇼크를 완화시키는 점에서 불충분한 점이 있었다.
또 장애물이 빈번하게 반복되는 경우 차체의 공진(共振)이 발생해도 감쇄력이나 서스펜션을 견조하게 하는 시간이 없어지는 결점이 있었다.
더욱이 장애물의 신호만으로는 차체가 진실로 유해한 진동을 발생한다는 보증이 없었다.
이 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 된 것으로, 차체의 공진을 유효하게 억제하고 또 노면으로부터의 충격을 감소시킬 수가 있는 서스펜션 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
이 발명에 관한 서스펜션 제어장치는 차체의 상하방향의 가속도를 검출하는 상하 가속도 검출수단과 상기 차체의 서스펜션의 스프링정수 내지는 감쇄력의 적어도 한쪽을 전후륜 동시에 적어도 3단계 다단으로 변경하는 스프링정수, 감쇄력변경수단과 상기 상하 가속도 검출수단의 출력신호의 소정레벨 이상에서의 미분치를 계측하는 상하가속도 미분치 계측수단과, 상기 상하가속도 검출수단의 출력신호의 진동의 크기와 주기를 계측하는 상하가속도주기계측수단을 상기 상하가속도미분치 계측수단의 출력신호로부터 차체의 진동주파수를 추정해 이 추정된 진동주파수에 의존한 제1의 감쇄력 내지는 스프링정수유지 설정수단과 상기 상하가속도주기계측수단의 출력신호로부터 차체의 진동주파수에 의존한 제2의 감쇄력 내지 스프링정수유지 설정수단을 구비하고, 상기 제1, 제2의 감쇄력 내지 스프링정수유지 설정수단에 따라 스프링정수, 감쇄력변경수단을 전후륜 동시에 소망의 레벨로 변경시켜 소정의 시간을 간직하도록 제어하는 스프링정수, 감쇄력변경 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 있어서는 차체가 큰 돌기를 넘어갈때 발생하는 초기의 큰 차체충격이나 큰 차체의 자세의 변화를 적절히 제어하는 경우에 차체억제제어의 응답성을 높이기 위해 차체의 상하방향의 가속도 검출수단의 출력신호의 소정레벨이상에서의 미분치의 크기에 따라, 제1의 소정시간 전후륜 동시에 스프링정수 내지는 감쇄력을 소망의 레벨로 높여서 소정의 시간을 간직하는 것으로 차체의 조정성, 안정성을 좋게할뿐 아니라 차륜착지시의 서스펜션의 바닥이 닿는 것을 억제한다.
또 병행해서 차체의 상하방향의 진동의 주기를 계측해서 불필요한 차체진동을 검지한후 전후륜 동시에 스프링정수 내지는 감쇄력을 소망의 레벨로 변경해서 소정의 시간을 간직함으로써 차체의 상하방향의 진동을 억제한다.
이하 이 발명의 한 실시예에 대해서 제1도~제5도에 따라 설명한다.
제1도에 있어서 차체의 상하방향의 가속도를 검출하는 가속도 검출수단(2)과 전륜(102), 후륜(104)와 차체 사이에 배설된 전륜완충장치(101), 후륜완충장치(103) 및 상하방향의 가속도의 소정레벨 이상에서의 미분치를 계측하는 상하가속도 미분치 계측수단(3)과, 이로인해 감쇄력 내지 스프링정수의 유지를 설정하는 제1의 감쇄력 내지 스프링정수설정수단(5)과 상하방향의 가속도의 신호로부터 차체의 진동주기를 판정하는 주기계측수단(4)과, 이로인해 감쇄력 내지 스프링정수의 유지를 설정하는 제2의 감쇄력 내지 스프링정수유지 설정수단(6)과 감쇄력 내지 스프링정수결정수단(7)을 포함한 제어장치(10)를 구비하고 있다.
또 전륜스프링정수 내지 감쇄력변경수단(8), 후륜스프링정수 내지 감쇄력변경수단(9)으로 구성되어 있다.
다음에 제2도, 제3도에 있어서 차체 1에는 핸들의 조작상황을 검출하는 스티어링 센서(11), 차속검출수단으로서의 차속센서(12), 차체(1)의 가감속의 조작을 검출하는 액셀개도센서(13), 브레이크스위치(14), 셀렉트스위치(15), 인디캐이터(16)을 구비하고 있다.
상기한 스티어링센서(11), 차속센서(12), 액셀개도센서(13), 브레이크스위치(14) 및 셀렉트스위치(15)의 출력은, 제어장치(10)에 입력되도록 되어 있고 이 제어장치(10)에 의해 인디케이터(16)와 감쇄력변경수단(8)(9)가 제어되도록 되어 있다.
가속도 검출수단(2)은 차체(1)의 상하방향의 가속도를 검출하는 상하가속도센서(이하, 상하 G센서라 한다)로, 예를들면 압전소자를 이용한 가속도픽업, 또는 차동(差動) 트랜스식인 것 또는 반도체 왜곡게이지(Strain gauge)식의 자동차용 가속도센서 등이 사용된다.
이 실시예에서는 상하 G센서(2)의 장착장소는 차체(1)의 중심위치에 장착했으나 선단위치라도 또는 전후 2개가 있어도 각 차륜의 서스펜션마다에 있어도 좋다.
또 상하 G센서(2)는 O가속도시의 출력레벨을 중심으로 상하방향의 가속도를 아날로그전압으로 리니어로 출력하는 것으로, 상하 G센서(2)의 출력은, A/D(아날로그/디지탈) 변환되어 마이크로컴퓨터로 구성된 제어장치(10)에 입력되고 상하 G센서(2)의 신호레벨변화, 가속도미분치, 진동주기가 각각 연산된다.
여기서 설정스프링정수 또는 감쇄력과 미분치와의 관계를 제6도에 표시한다.
여기서 말하는 상하가속도의 소정레벨 이상에서의 미분치의 크기라는 것은 추정되는 상하가속도의 크기를 말하는 것으로, 제7도와 같이 미분치가 클수록 검출상하 가속도도 크다는 것이 예측된다.
따라서 미분치가 클수록 설정스프링정수 또는 감쇄력은 크게된다.
다음에 제어장치(10)의 처리순서를 제4도의 플로차트와 제5도의 상하 G센서(2)의 출력파형에 따라 설명한다.
제5(a)도는 차체(1)가 큰 돌기물을 타고넘은 후에 주기적 진동이 있을때의 전륜의 상하 G센서(2)의 출력파형이고, 제5(b)도는 이때의 감쇄력제어의 한예이다.
우선 시점 to에서는 전륜이 돌기를 타고 넘기전의 경우인데 제4도의 스텝 S1에서 상하 G센서(2)의 출력을 판독한후 스텝 S2에서 상하 G센서(2)의 출력레벨의 소정치(LH, LM) 이상에서의 미분치를 계측한다.
다음으로 스텝 S3에서 상하 G센서(2)의 출력으로부터 차체(1)의 진동주기를 계측한다. 시점 to에서는 소정치(LH, LM) 이상에서의 소망의 크기 이상의 미분치는 검출되어 있지 않기 때문에 스텝 S4로부터 스텝 S6, 스텝 S8로 진행한다. 또 시점 to에서는 소정의 크기 이상의 진폭은 검출되어 있지 않기 때문에 스텝 S8로부터 S10 다시 S12로 진행한다. 스텝 S12~S16에서는 전후륜 동시에 HARD, MEDIUM, SOFT의 조건을 판정해서 감쇄력을 설정한다.
다음에 시점 t1에서의 제어장치(10)의 처리순서를 설명한다. 스텝 S1에서 상하 G센서(2)의 신호를 판독한 후 스텝 S2에서 상하 G센서(2)의 출력레벨의 소정치(LH, LM) 이상에서의 미분치를 계측하고, 스텝(3)에서는 상하 G센서(2)의 출력으로부터 차체(1)의 진동주기를 계측한다.
다음에 스텝 S4로 진행하나 시점 t1에서는 소정치(LH) 이상에서 소망의 크기 이상의 미분치는 검출되어 있지 않으므로 스텝 S6으로 진행한다. 스텝 S6에서 소정치(LM) 이상에서의 상하방향의 가속도미분치가 소망의 크기를 초과했다고 판정해 스텝 S7로 진행한다. 스텝 S7에서는 전후륜의 감쇄력을 MEDIUM로 유지하는 타이머를 셋트한후 스텝 S8로 진행한다. 시점 t1에서는 소망의 크기 이상의 진동주기는 검출되어 있지 않기 때문에 스텝 S8로부터 스텝 S10, 스텝 S12로 진행한다. 스텝 S12~S16에서는 스텝 S7에서 설정한대로 전후륜의 감쇄력을 MEDIUM으로 변경한다.
다음에 시점 t2에서의 제어장치(10)의 처리순서를 설명한다. 시점 t1인 경우와 같이 스텝 S1에서 상하 G센서(2)의 신호를 판독한 후 스텝 S2에서 상하 G센서(2)의 출력레벨의 소정치(LH, LM) 이상에서의 미분치를 계측하고, 스텝 S3에서는 상하 G센서(2)의 출력으로부터 차체(1)의 진동주기를 계측한다.
다음의 스텝 S4에서 시점 t2에서는 소정치(LH) 이상에서의 상하방향의 가속도의 미분치가 소망의 크기를 넘고있다고 판정하고 스텝 S5로 진행한다.
스텝 S5에서는 전후륜의 감쇄력을 HARD로 유지하는 타이머를 셋트한 후 스텝 S8로 진행한다. 시점 t2에서는 소망의 크기의 진동주기는 검출되어 있지 않기 때문에 스텝 S8로부터 스텝 S10 스텝 S12~S16에서는 스텝 S5에서 설정한대로 전후륜의 감쇄력을 HARD로 변경한다.
다음에 시점 t3에서 차체(1)가 돌기를 넘은 다음에 차체가 주기적 진동을 개시하였을때의 제어장치(10)의 처리순서를 설명한다.
스텝 S1에서 상하방향의 가속도센서(2)의 신호를 판독한후 스텝 S2에서 소정치(LH, LM) 이상에서의 미분치를 계측한다.
스텝 S3에서는 진동의 주기계측을 하고, 시점 t3에서는 소망의 크기 이상의 진동으로 해서 주기를 계측한다. 다음에 스텝 S4로 진행하나 시점 t3에서는 소정치(LH, LM) 이상에서 소망의 크기 이상의 미분치는 검출되어 있지 않으므로 스텝 S4, 스텝 S6, 스텝 S8로 진행한다.
시점 t3에서는 차체(1)의 진동의 크기 및 주기가 차체자세의 억제를 필요로 한다고 판단하면 스텝 S9로 진행해 전후륜 감쇄력을 HARD로 유지하는 타이머를 셋트하고 스텝 S12로 진행한다. 스텝 S12~S16에서는 스텝 S9에서 설정한대로 전후륜 소정시간, 시점 t3로부터 시점 t5까지의 감쇄력을 HARD로 해서 차체(1)의 진동을 억제한다.
이상과 같은 순서로 서스펜션 제어의 처리를 끝낸다. 또 상기 실시예에서는 감쇄력을 3단으로 변환하였으나 다단이라도 또는 스프링정수와 함께 변환시켜도 같은 효과를 얻을 수 있는 것은 물론인 것이다.
이상과 같이 이 발명에 의하면 차체가 큰 돌기를 넘었을때 상하가속도 검출수단에 의해 확실히 이 진동을 검출하고 상하가속도 검출수단의 소정레벨이상에서의 미분치가 클때는 미분치이기 때문에 조기에 검지할 수 있고, 다시 검지레벨(소정레벨)에 따라 서스펜션의 굳기를 선택함으로써 차체의 조종성, 안정성을 향상시킴과 동시에 필요이상으로 서스펜션을 굳게하지 않으므로해서 승차감의 악화를 방지하고 소정레벨에서 큰 돌기를 예측함으로써 차체의 손상을 미연에 방지할 수가 있다.
또 돌기를 넘은 다음, 차체가 주기적 진동을 개시했을때 상하가속도 검출수단에 의해 차체의 상하진동을 검출해서 전후륜 모두 서스펜션 특성을 굳게해서 차의 진동을 억제하고 조종성, 안정성을 향상시킬 수가 있다.

Claims (1)

  1. 차체의 상하방향의 가속도를 검출하는 상하가속도 검출수단과, 상기 차체의 서스펜션의 스프링정수 내지 감쇄력중 적어도 하나를 전후륜 동시에 적어도 3단계 다단으로 변경하는 스프링정수, 감쇄력변경수단과 상기 상하가속도 검출수단의 출력신호의 소정레벨 이상에서의 미분치를 계측하는 상하가속도미분치 계측수단과, 상기 상하가속도 검출수단의 출력신호의 진동의 크기와 주기를 계측하는 상하가속도주기계측수단과, 상기 상하가속도미분치 계측수단의 출력신호로부터 차체의 진동주파수를 추정해서 이 추정된 진동주파수에 의존한 제1의 감쇄력 내지 스프링정수유지 설정수단과, 상기 상하가속도주기 계측수단의 출력신호로부터 차체의 진동주파수에 의존한 제2의 감쇄력 내지 스프링정수유지 설정수단을 구비하고 상기 제1, 제2의 감쇄력 내지 스프링정수유지 설정수단에 따라 스프링정수, 감쇄력변경수단을 전후륜 동시에 소망의 레벨로 바꾸어서 소정의 시간유지를 하도록 제어하는 스프링정수, 감쇄력변경 제어장치를 구비해서 되는 서스펜션 제어장치.
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