KR0172637B1 - Active roll control device for a vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 전후륜 각각을 위한 센서부, 유압 제어용 밸브 유닛, 로터리 액츄에이터, 제어부 및 유압원을 구비하는 차량용 능동 롤 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an active roll control apparatus for a vehicle having a sensor unit, a hydraulic control valve unit, a rotary actuator, a control unit, and a hydraulic source for each of the front and rear wheels of the vehicle.
센서부는 차속 센서, 조향각 센서, 그리고 로터리 엑츄에이터 회전각 센서 등의 3개의 센서로 구성되며, 로터리 액츄에이터 회전각센서는 차량의 롤각을 직접적으로 검출하며, 상기 액츄에이터는 비례 방향 제어 밸브로부터 유압 작동유를 공급받아 토오크를 발생시키며 회전운동을 하도록 되고, 액츄에이터의 양단에는 차량의 롤 형상을 제어하기 위해서 로터리 액츄에이터를 중심으로 서로 반대방향으로 상대운동을 하도록 구성된 스테빌라이저 바가 부착되어 최대 회전각이 제한된다.The sensor unit consists of three sensors: a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, and a rotary actuator rotation angle sensor. The rotary actuator rotation angle sensor directly detects the roll angle of the vehicle, and the actuator supplies hydraulic oil from the proportional directional control valve. Receiving torque to generate a rotational movement, both ends of the actuator is attached to the stabilizer bar configured to move relative to each other in the opposite direction around the rotary actuator to control the roll shape of the vehicle is limited the maximum rotation angle.
비례 방향 제어밸브는 텐덤센터형 비례 방향 제어 밸브로서, 로터리 액츄에이터의 회전 방향과 회전각을 결정하며, 차량이 평탄로를 주행할 때와 같이 제어 방치의 작동이 불필요할 때 펌프의 유압토출량을 모두 바이패스 시키도록 구성한 것이다.The proportional directional control valve is a tandem center proportional directional control valve that determines the rotation direction and the rotation angle of the rotary actuator, and the hydraulic discharge amount of the pump when the operation of the control device is unnecessary, such as when the vehicle runs on a flat road. It is configured to bypass.
Description
제1도는 종래의 스테빌라이저 바의 예시도.1 is an illustration of a conventional stabilizer bar.
제2도는 종래의 스테빌라이저 바를 차량에 장착하고 있는 것을 개략적으로 보여주는 도면.2 is a view schematically showing that a conventional stabilizer bar is mounted on a vehicle.
제3도는 본원 발명에 따른 로터리 액츄에이터와 회전 변위센서가 장착된 스테빌라이저 바의 구성을 나타낸 예시도.3 is an exemplary view showing a configuration of a stabilizer bar equipped with a rotary actuator and a rotation displacement sensor according to the present invention.
제4도는 본 발명에 따른 능동롤 제어장치를 개략적으로 나타낸 블록도.Figure 4 is a block diagram schematically showing an active roll control apparatus according to the present invention.
제5도는 본 발명의 전·후방 능동 롤 제어장치에 모터 구동형 유압펌프가 이용되는 것을 나타낸 예시도.5 is an exemplary view showing the use of a motor-driven hydraulic pump in the front and rear active roll control device of the present invention.
제6도는 본 발명의 전·후방 능동 롤 제어장치에 엔진 구동형 유압펌프를 이용되는 것을 나타낸 예시도.6 is an exemplary view showing the use of an engine-driven hydraulic pump in the front and rear active roll control device of the present invention.
제7도는 본 발명에 따른 각도 센서 부착형 유압 로터리 액츄에이터의 횡단면도.7 is a cross-sectional view of an angle sensor-mounted hydraulic rotary actuator according to the present invention.
제8도는 본 발명에 따른 각도 센서 부착형 유압 로터리 액츄에이터의 종단면도.8 is a longitudinal sectional view of an angle sensor-mounted hydraulic rotary actuator according to the present invention.
제9도는 본 발명에 채택된 제어방식을 보여주는 블록도.9 is a block diagram showing a control scheme employed in the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 조향각센서 11 : 진단장치1: steering angle sensor 11: diagnostic device
2 : 차속센서 12 : 베인2: vehicle speed sensor 12: vane
3 : 회전변위 센서 13 : 하우징3: rotation displacement sensor 13: housing
4 : 유압펌프 14 : 릴리프밸브4: hydraulic pump 14: relief valve
6 : 액츄에이터 15 : 방향제어밸브6: actuator 15: directional control valve
7 : 스테빌라이저 바 16 : 온/오프 밸브7: Stabilizer Bar 16: On / Off Valve
8 : 제어부8: control unit
본 발명은 조향 및 선회시 차량의 자세변화를 작게 하여, 차량의 운동특성을 최적화 하는 능동롤제어 장치로서, 간단한 구조에 의해, 승차감과 조종안전성을 동시에 실현할 수 잇는 차량용 능동 롤 제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active roll control device for minimizing the change of attitude of a vehicle during steering and turning, and to optimize the movement characteristics of the vehicle. .
본 발명은 차량용 스테빌라이저장치에 비례 방향 제어밸브를 설치하여 로터리 유압액츄에이터의 회전각을 연속적으로 제어함으로서, 주행 상태에 따라서 발생하는 롤 현상을 억제하여 차량을 최대한 수평으로 하여 승차감을 향상시키고, 차량의 선회시, 제동시, 그리고 조향시 로터리 유압액츄에이터의 회전각을 연속적으로 제어하여 차량의 자세 제어 및 조종성·안전성을 동시에 개선하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to install a proportional directional control valve in the vehicle stabilizer device to continuously control the rotation angle of the rotary hydraulic actuator, thereby suppressing the roll phenomenon caused by the driving state to improve the ride comfort by making the vehicle as horizontal as possible, It aims to improve the attitude control, maneuverability and safety of the vehicle by continuously controlling the rotation angle of the rotary hydraulic actuator during turning, braking and steering.
이러한 제어장치는, 선회시 타이어의 접지력을 제어하고, 스테빌라이저의 강성이 차량의 주행모드에 따라 변화가능하며 제어장치에 고장이 발생하는 경우 부드러운 압력 변동 및 일정강성 유지를 위한 제어압력이 유지되어야 하고, 또한 제어 장치의 압력은 원상태로의 복귀가 가능해야 하고도 용이해야 한다.Such a control device controls the traction of the tire when turning, the stiffness of the stabilizer can be changed according to the driving mode of the vehicle, and in the event of a failure of the control device, the control pressure must be maintained for smooth pressure fluctuation and constant stiffness. In addition, the pressure of the control device must be possible and easy to return to the original state.
또한 동일한 목적의 다른 고성능 능동 현가 장치에 비해 구조가 간단하여 부피 및 무게가 적고 에너지 소비가 적어 적용 차종에 제한을 받지 않아야 한다.In addition, compared with other high performance active suspension devices of the same purpose, the structure is simple, so that the volume and weight, and the energy consumption is low, it should not be limited to the application model.
종래의 스테빌라이저에 의해 차량의 롤 현상을 제어하는 것으로서, 소위 수동 스테빌라이저 바(passive stavilizer bar)가 알려져 있다.As a roll stabilizer of a vehicle by a conventional stabilizer, a so-called passive stabilizer bar is known.
스테빌라이저 바는 일종의 비틀림 스프링의 역할을 하는 것으로서, 종래의 스테빌라이저 바의 일례가 첨부도면 제1도에 도시되어 있다.The stabilizer bar serves as a kind of torsion spring, an example of a conventional stabilizer bar is shown in FIG.
차량의 선회시 원심력에 의해 횡가속도가 발생하고, 이에 의해 차량에는 차량의 무게중심을 중심으로 하여 회전 모우멘트가 발생하며, 횡가속도의 방향으로 차량이 기울게되며, 차량의 무게가 한족으로 과도하게 전가되고 또 타이어에 슬립이 발생하여 조향성을 약화시킨다. 또한, 펌프 통과 시에도 역시 차량이 저주파수를 가지고 출렁이는 현상이 생긴다.Transverse acceleration occurs due to centrifugal force when the vehicle is turning, which causes the vehicle to generate rotational moments around the center of gravity of the vehicle, tilting the vehicle in the direction of the lateral acceleration, and excessively heavy weight of the vehicle. It is transferred and slips occur in the tire, which weakens steering. In addition, when the pump passes through, the vehicle also has a low frequency of swelling.
이러한 현상을 방지하기 위하여, 전륜과 후륜 각각의 좌·우너클을 스테빌라이저로 연결하여 좌우의 높이 차에 의한 토오크를 스테빌라이저 바의 각변위량에 해당하는 토오크로 보상하고 있다.In order to prevent such a phenomenon, the left and right knuckles of the front wheel and the rear wheel are connected to the stabilizer to compensate the torque due to the difference in the left and right heights with the torque corresponding to the angular displacement of the stabilizer bar.
그러나, 기존의 스테빌라이저는 고정된 감성을 가지고 있기 때문에 다양하고 급작스러운 주행조건의 변화에 대처하지 못하며, 외부 롤 모우멘트에 수동적인 반응만 한다.However, the existing stabilizer has a fixed sensitivity and thus cannot cope with various sudden changes in driving conditions, and only passively responds to the external roll moment.
그리하여, 스테빌라이저의 강성을 크게 하면 롤 현상을 감소시키는 경향이 있으나 승차감이 아주 악화되는 결과를 초래하며, 역으로 스테빌라이저의 강성을 작게 하면 롤 현상이 과다해져서 차량의 주행 안전에 심대한 영향을 끼친다.Therefore, increasing the stabilizer tends to reduce the roll phenomenon, but results in a very deteriorating ride. Conversely, reducing the stabilizer excessively increases the roll phenomenon, which greatly affects the driving safety of the vehicle. .
한국특허 출원 제95-1704호에는 이러한 종래의 기술의 문제점을 해소하기 위한 능동 롤 제어장치가 제안되기도 하였다.In Korean Patent Application No. 95-1704, an active roll control apparatus has been proposed to solve the problems of the related art.
그러나, 상기의 능동 롤 제어장치는 미리 프로그램된 응답방식 대로만 작동하게 되어 차량의 조건변화에 능동적으로 대응하지 못하게 되며 또한 유압액츄에이터를 조정하는 밸브유닛이 상대적으로 복잡하게 구성되는 문제점이 있었다.However, the active roll control device operates only according to a pre-programmed response method, and thus does not actively respond to a change in the condition of the vehicle, and also has a problem in that the valve unit for adjusting the hydraulic actuator is relatively complicated.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해, 본 발명의 차량의 능동 롤 제어장치는 센서부, 전륜밸브유닛, 전륜액츄에이터유닛, 후륜밸브유닛, 후륜액츄에이터유닛 및 제어부로서 구분될 수 있다.Accordingly, in order to solve the conventional problems as described above, the active roll control apparatus of the vehicle of the present invention may be divided into a sensor unit, a front wheel valve unit, a front wheel actuator unit, a rear wheel valve unit, a rear wheel actuator unit and a control unit. .
이들 유닛을 구분하여 설명하면 다음과 같다.The description of these units is as follows.
센서부는 차속 센서, 조향각 센서, 그리고 로터리 액츄에이터 회전각 센서 등의 3개의 센서로 구성된다.The sensor unit consists of three sensors: a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, and a rotary actuator rotation angle sensor.
차속센서와 조향각센서는 이미 시판되고 있는 차량에 대부분 장착되어 있으며, 로터리 액츄에이터 회전각센서는 포텐셔미터나 엔코더 형태로 차량의 롤각을 직접적으로 검출하는 기능을 하는바, 이는 다른 제반의 지능형 능동시스템에 쓰이는 차량의 자세 검출장치보다 구조적으로나 기능적으로, 간단 명료하다는 장점이 있다. 전륜밸브유닛은 텐덤센터형 비례 방향제어밸브와 온/오프 밸브로 구성된다.Vehicle speed sensors and steering angle sensors are mostly installed in commercial vehicles, and rotary actuator rotation angle sensors directly detect the roll angle of the vehicle in the form of potentiometers or encoders, which are used in other intelligent active systems. It has the advantage of being simpler and more structurally and functionally than the attitude detection device of the vehicle. Front wheel valve unit is composed of tandem center proportional directional valve and on / off valve.
텐덤센터형 비례 방향제어밸브는 로터리 액츄에이터의 회전방향과 회전각을 결정하는바, 텐덤센터형을 쓰는 이유는 차량이 평탄로를 주행할 때와 같이 제어장치의 작동이 불필요할 때 펌프의 유압 토출량을 모두 바이패스 시키기 위함이다.The tandem center type proportional directional control valve determines the rotation direction and angle of rotation of the rotary actuator. The reason for using the tandem center type is the hydraulic discharge amount of the pump when the operation of the control device is unnecessary, such as when the vehicle is traveling on a flat road. To bypass all of them.
또한, 로터리 액유에이터의 양 포트사이에 온/오프 밸브가 배치되어 평탄로 주행 시에는 그 개도를 열어 스테빌라이저의 강성을 거의 0(영)으로 만들며, 시스템 고장 등의 작동 불량 시에는 그 개도를 닫아 기계적으로 기존의 수동형 스테빌라이저보다 더 큰 강성을 획득할 수 있도록 구성된다.In addition, an on / off valve is arranged between both ports of the rotary actuator to open the opening when driving on a flat road, making the stabilizer almost zero (zero), and in case of malfunction such as system failure. Closely mechanically configured to achieve greater rigidity than conventional passive stabilizers.
전륜 액츄에이터는 비례 방향제어밸브로부터 유압 작동유를 공급받아 토오크를 발생하며 회전운동을 한다. 액츄에이터의 양단에는 스테빌라이저 바가 부착되는데 차량의 롤 현상을 제어하기 위해서 스테빌라이저 바가 로터리 액츄에이터를 중심으로 서로 반대방향으로 상대운동을 하도록 설계된다.The front wheel actuator receives hydraulic oil from the proportional directional control valve to generate torque and rotate. Stabilizer bars are attached to both ends of the actuator, and in order to control the roll phenomenon of the vehicle, stabilizer bars are designed to move relative to each other about the rotary actuator.
로터리 액츄에이터는 일정 최대회전각이 제한되어 기계적으로 차량의 임계 롤각을 설정하도록 한다.Rotary actuators are limited in a certain maximum rotational angle to mechanically set the critical roll angle of the vehicle.
후륜밸브유닛은 그 기능이나 구조가 전륜밸브유닛과 동일하며, 후륜 로터리 액츄에이터는 전륜의 그것과 동일하다.The rear wheel valve unit has the same function or structure as the front wheel valve unit, and the rear rotary actuator is the same as that of the front wheel.
제어부는 센서로부터 차량의 정보를 검출하여 전·후륜 유압밸브유닛에 부과되는 전류를 조절하여 소기의 롤 제어를 위하여 액츄에이터 작동을 제어하는 기능을 한다.The control unit detects the information of the vehicle from the sensor and adjusts the current applied to the front and rear wheel hydraulic valve units to control the actuator operation for the desired roll control.
유압원으로는 탱크와 일체로 된 릴리이프 밸브 부착형의 모터 구동형유압펌프, 또는 엔진 구동형 유압펌프를 사용한다.As the hydraulic source, a motor-driven hydraulic pump with a relief valve attached to the tank or an engine-driven hydraulic pump is used.
모터구동형일 경우 불 필요시에는 모터의 전원을 차단하여 에너지를 절약하며, 엔진 구동형일 경우 텐덤센터형의 비례 방향 제어 밸브의 바이패스기능에 의해 에너지 절약이 가능하다.In the case of the motor-driven type, it saves energy by shutting off the power of the motor when it is not necessary, and in the case of the engine-driven type, it can save energy by the bypass function of the tandem center proportional directional control valve.
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부 도면 제3도와 같이 본 발명에 따른 능동 롤 제어장치는 회전변위센서(회전각 센서 ; 3)가 부착된 로터리 액츄에이터(6) 및 그 양단에 장착된 2개의 스테빌라이저를 구비한다.As shown in FIG. 3, the active roll control apparatus according to the present invention includes a rotary actuator 6 having a rotation displacement sensor (rotation angle sensor) 3 and two stabilizers mounted at both ends thereof.
본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터가 제7도 및 제8도에 각각 횡단면도 및 종단면도로 도시되어 있다.An actuator according to an embodiment of the invention is shown in cross-sectional and longitudinal cross-sectional views, respectively, in FIGS. 7 and 8.
액츄에이터는 하우징(13)과 로터축(11) 및 로터축에 장착된 베인(12)이 구비되며, 로터축의 일단부는 하나의 스테빌라이저 바에 결합되고, 또, 로터축 및 베인을 내장하는 하우징(13)의 상기 로터축의 일단부와 반대측의 단부에는 다른 하나의 스테빌라이저 바가 결합된다. 상기 로터축의 일단부에는 상대 회전각 세서(10)가 장착되어, 로터축 회전시 베인과 함께 회전하도록 구성되어 있다.The actuator is provided with a housing 13, a rotor shaft 11, and a vane 12 mounted to the rotor shaft, one end of the rotor shaft being coupled to one stabilizer bar, and a housing 13 incorporating the rotor shaft and vanes. Another stabilizer bar is coupled to an end of the rotor shaft opposite to one end of the rotor shaft. One end of the rotor shaft is mounted with a relative angle of rotation 10, and is configured to rotate together with the vanes when the rotor shaft rotates.
차량운행시 차량의 롤 등의 불평형 상태가 발생하게 되면, 제7도 및 제8도에 화살표 A, B로 도시된 바와 같이 하우징(13)과 로터축(11)이 상호 반대방향으로 회전하게 되며, 이때 발생하는 하우징 일단부와 로터축 일단부간의 상대적 회전변위를 상기 상대 회전각 센서가 감지하여, 그 데이타를 후술하는 전자제어유닛(8)으로 보내게 된다.When an unbalanced state such as a roll of the vehicle occurs while the vehicle is running, the housing 13 and the rotor shaft 11 rotate in opposite directions as shown by arrows A and B in FIGS. 7 and 8. The relative rotational angle sensor detects the relative rotational displacement between the one end of the housing and the one end of the rotor shaft, and sends the data to the electronic control unit 8 described later.
본 발명의 유압전자제어 계통도가 제4도에 개략적으로 도시 도어 있는 바, 운전자에 의한 차량의 조향 핸들의 각도변화를 감지하는 조향각센서, 차속 센서(2) 및 로터리 액츄에이터(6)에 부착된 회전각 센서(3)에 의해 감지된 데이타가 전자제어유닛(8)에 입력되며, 그 전자 제어유닛는 입력된 데이타를 처리하여, 진단장치(9) 및 표시장치(10)로 관련 신호를 출력함과 아울러, 유압펌프(4)에 연결된 유압밸브유닛(5)에 개·폐 명령신호를 전달한다.4 is a schematic diagram illustrating a hydraulic electronic control system of the present invention as shown in FIG. 4, and is attached to a steering angle sensor, a vehicle speed sensor 2, and a rotary actuator 6 for detecting an angle change of a steering wheel of a vehicle by a driver. The data sensed by each sensor 3 is input to the electronic control unit 8, which processes the input data and outputs a related signal to the diagnostic device 9 and the display device 10. In addition, the open / close command signal is transmitted to the hydraulic valve unit 5 connected to the hydraulic pump 4.
본 발명의 작동관계를 제5도와 제6도에 예 도시된 회로도를 참고로 보다 구체적으로 설명한다.The operation relationship of the present invention will be described in more detail with reference to the circuit diagrams shown in FIGS. 5 and 6.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 유압원은 릴리이프 밸브(14)가 부착된, 탱크 일체형의 유압펌프(4)로서 모터 구동형 (제5도) 혹은 엔진 구동형(제6도)일 수 있다.The hydraulic source preferably used in the present invention may be a motor driven type (figure 5) or an engine driven type (figure 6) as the tank-integrated hydraulic pump 4, to which the relief valve 14 is attached.
그 유압펌프에서 토출된 오일은 각 전·후륜에 대응 배치시킨 유압밸브유닛(5)과 로터리 액츄에이터(6)의 챔버에 공급 및, 배출됨으로써 로터리 액츄에이터와 연결된 스테빌라이저(7)에 힘을 가하도록 작동하여 차량의 운동상태를 제어한다 이때 시스템의 최고 작동입력은 펌프에 부착된 릴리이프 밸브(14)에 의해 설정된다.The oil discharged from the hydraulic pump is supplied to and discharged from the chambers of the hydraulic valve unit 5 and the rotary actuator 6 disposed corresponding to the front and rear wheels so as to apply a force to the stabilizer 7 connected to the rotary actuator. To control the motion of the vehicle. The highest operating input of the system is then set by the relief valve 14 attached to the pump.
차량의 운동 상태는, 로터리 액츄에이터 회전각센서(3), 조향각센서(1) 차속센서(2)의 검출신호에 의해 비례 방향제어밸브(15, 15)의 비례 솔레노이드를 제어하여 차량의 운동상태 즉, 자세 및 안전성을 최적으로 제어한다. 이때, 로터리 액츄에이터 회전각 센서(3)가 차량의 롤 각을 검출한다.The motion state of the vehicle is controlled by the proportional solenoids of the proportional direction control valves 15 and 15 by means of the detection signals of the rotary actuator rotation angle sensor 3 and the steering angle sensor 1 and the vehicle speed sensor 2. Optimally control posture, safety, and posture. At this time, the rotary actuator rotation angle sensor 3 detects the roll angle of the vehicle.
좌·우의 기울어짐, 즉 롤 각이 없을 경우는 좌·우 차고변화가 없으므로 액유에이터의 회전각은 0(영)이 되며, 이 각이 바로 차량제어의 목표 값이 된다.If there is no left or right inclination, that is, there is no roll angle, there is no change in the left and right height, so the rotation angle of the actuator becomes 0 (zero), which is the target value of the vehicle control.
외부, 측 차량의 운행조건으로부터 롤각이 발생하게 되면, 제어부(8)는 이것을 로터리 회전각 센서로부터 검출하여 연산제어작용을 시작하는바, 이때 조향센서와 차속센서로부터 검출되는 정보를 차량 동역학을 기초로 연산하여 피드포워드(feed-forward) 제어를 수행하여 시스템의 빠른 응답을 유도한다. 이때 이용되는 제어 블록 선도가 제9도에 도시되어 있다.When the roll angle is generated from the driving conditions of the outside and the side vehicle, the controller 8 detects this from the rotary rotation angle sensor and starts the operation control operation. At this time, the information detected from the steering sensor and the vehicle speed sensor is based on the vehicle dynamics. By operating the feed forward control to induce a quick response of the system. The control block diagram used at this time is shown in FIG.
제어부에서는 전류 값을 PWM(Pulse Width Modulation ; 펄스 폭 변조)등 여러 가지 방법으로 제어 및 출력하여 각각의 밸브(15, 16)를 제어한다.The control unit controls the respective valves 15 and 16 by controlling and outputting the current value in various ways such as PWM (Pulse Width Modulation).
밸브의 동작에 의해 전·후륜 로터리 액츄에이터에 유입되는 유량을 제어하고 로터리 액츄에이터의 회전각을 제어하여 최종적으로 차량의 롤각을 제어한다. 이때, 로터리 액츄에이터의 회전각은, 제9도에 도시된 제어부의 블록 선도에서처럼 최초의 입력으로 피드백 되어 만족할만한 최소의 롤각이 획득될 때까지 제어를 반복 수행한다.By controlling the operation of the valve, the flow rate flowing into the front and rear rotary actuators is controlled, and the rotation angle of the rotary actuators is controlled to finally control the roll angle of the vehicle. At this time, the rotation angle of the rotary actuator is fed back to the first input as in the block diagram of the control unit shown in FIG. 9 to repeat the control until a satisfactory minimum roll angle is obtained.
본 발명은 차량의 무게의 변동은 실제로 예측이 불가능하며 또 하중 센서를 통한 중량 검출도 번거로운 과정인 것에 착안하여 기준이 되는 중량으로 피드포워드(feed-forward)제어를 하고 기타의 조건변화에 의한 추가 롤 각만을 액츄에이터 회전각을 피드백 하여 제어하도록 한다.The present invention focuses on the fact that the change in the weight of the vehicle is actually unpredictable and the weight detection through the load sensor is a cumbersome process. Only the roll angle is fed back to control the actuator rotation angle.
이는 본 발명의 차량의 중량 변동과 무관한 일반적인 적용을 의도한 것이다.This is intended for general application, which is independent of the weight variation of the vehicle of the invention.
시스템 고장에 의한 일정간격 유지 기능은 이상 상태 검출기의 검출신호 또는 전기적 고장에 의해 온/오프 밸브의(16, 16) 개도를 절환 하여 수행한다.The constant interval maintenance function by the system failure is performed by switching the opening degree of the on / off valve (16, 16) by the detection signal of the abnormal state detector or the electrical failure.
그 온/오프(13, 13)밸브가 열리면, 로터리 액츄에이터의 양쪽 챔버가 폐쇄되어 스테빌라이저의 강성이 커지는 효과를 얻는다.When the on / off valves 13 are opened, both chambers of the rotary actuator are closed to obtain the effect of increasing the rigidity of the stabilizer.
차량이 평탄로를 주행할 때는 스테빌라이저의 강성이 없는 것이 차량의 승차감에 도움이 되는데, 이를 위해서는 로터리 액츄에이터의 양쪽 챔버를 개방하는 회로가 요구된다. 이를 위해서 온/오프 밸브(16, 16)를 개방하여 액츄에이터가 자유롭게 회전 가능하도록 한다.The lack of stiffness of the stabilizer when the vehicle is driving on the flat road helps the ride comfort of the vehicle, which requires a circuit for opening both chambers of the rotary actuator. To this end, the on / off valves 16 and 16 are opened to allow the actuator to rotate freely.
본 발명에서 사용한 방향 제어 밸브(15, 15)는, 적용한 차량에 특성에 따라 복귀측 관로의 압력을 설정압력으로 차량의 요구강성을 유지하는 기능을 수행하게 된다. 즉, 비례 솔레노이드에 의해 제어되는 방향 제어밸브의 개도절혼을 수행하게된다. 이때 방향 제어 밸브의 개도의 절환에 따라 방출 유량의 조절이 가능하며, 개도는 일종의 댐핑 오리피스(damping orifice)의 역할을 한다.The direction control valves 15 and 15 used in the present invention perform the function of maintaining the required rigidity of the vehicle by setting the pressure of the return-side pipeline at the set pressure according to the characteristics of the applied vehicle. That is, the opening of the directional control valve controlled by the proportional solenoid is performed. At this time, the discharge flow rate can be adjusted by changing the opening degree of the directional control valve, and the opening degree serves as a kind of damping orifice.
따라서, 본원 발명의 능동 롤 제어장치는 강성의 소프트모드(soft mode)에서 하드모드(hard mode)로의 연속적인 변환이 필요한 경우나 시스템 고장시, 방향제어밸브(15, 15)의 개도 절환에 따른 방출 유량의 조정에 의해 유압 로터리 액츄에이터의 강성을 제어하는 구조로 되어 있다.Therefore, the active roll control device of the present invention is required to change the opening degree of the directional control valves 15 and 15 in the case where a continuous conversion from the rigid soft mode to the hard mode is required or when a system failure occurs. The rigidity of the hydraulic rotary actuator is controlled by adjusting the discharge flow rate.
이상과 같은 본원 발명의 구성에 따르면, 차량 전후륜에 부착된 유압 액츄에이터의 유압유량을 제어하여 차량의 운동상태를 적극적으로 제어함으로써 종래의 수동형 스테빌라이저에서 얻을 수 없는 승차감 및 조종 안전성을 동시에 실현할 수 있게 된다.According to the configuration of the present invention as described above, by controlling the hydraulic flow rate of the hydraulic actuator attached to the front and rear wheels of the vehicle to actively control the state of movement of the vehicle, it is possible to simultaneously realize the ride comfort and steering safety that can not be obtained in the conventional manual stabilizer Will be.
또한, 유사한 목적을 위해 사용되고 있는 능동현가장치에 비해 월등한 에너지 절감의 효과가 있고, 따라서 본 발명에서 사용한 비례 방향제어밸브(15, 15)와 온/오프 밸브(16, 16)의 간단한 조합구조에 의해 유압 로터리 액츄에이터가 부착된 스테빌라이저의 임의의 작동방향의 회전 변위를 생성하여 차량의 롤 제어를 수행하고, 유량제어가 가능한 방향제어밸브의 개도량에 의해 스테빌라이저의 강성제어를 실행한다.In addition, there is a significant energy saving effect compared to the active suspension used for similar purposes, and thus a simple combination structure of the proportional directional control valves 15 and 15 and the on / off valves 16 and 16 used in the present invention. By this, a rotational displacement in any operating direction of the stabilizer with the hydraulic rotary actuator is generated to perform roll control of the vehicle, and the rigidity control of the stabilizer is executed by the opening amount of the directional control valve capable of flow control.
또, 본 발명은 로터리 액츄에이터에 부착된 회전각센서를 통해 차량의 자세를 직접 검출하여 제어부의 제어목표가 정해지기 때문에 차량조건의 변동에 관계없이 일관된 자세 제어가 가능하다.In addition, the present invention can detect the attitude of the vehicle directly through the rotation angle sensor attached to the rotary actuator to determine the control target of the controller, so that it is possible to control the attitude consistently regardless of the change in the vehicle conditions.
더욱이 차량의 롤 운동보다는 운전자의 조향 조작이 더 신속하다는 점을 이용하여 조향각센서와 차속센서에서 검출되는 정보를 연산하여 요구 전류치에 최소 오차를 갖는 전류제어값을 산출·출력하여 초기제어를 수행하고 목표에 빨리 도달하는 제어구조로 그 롤 제어효과를 향상시킨다.Furthermore, the driver's steering operation is faster than the roll movement of the vehicle, and the information detected by the steering angle sensor and the vehicle speed sensor is calculated to calculate and output the current control value having the minimum error to the required current value. A control structure that quickly reaches the target improves the roll control effect.
또한, 화물차의 적재 중량, 승용차의 탑승 인원 등을 따로 검출하지 아니하고 직접적인 자세 제어가 가능해 장치의 저가화, 간소화가 가능하다.In addition, it is possible to directly control the attitude without detecting the load weight of the truck, the number of passengers of the passenger car, etc. separately, thereby reducing the cost and simplifying the device.
이상, 본원 발명에 대하여 첨부도면에 도시된 본 발명의 바람직한 실시에를 참고하여 상세히 설명했는 바, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 한가지 예에 불과한 것으로, 본원 발명이 이들 바람직한 실시 예로서 한정되는 것은 아니하며, 본원 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 여러 가지 변형 및 수정이 가능하다.As mentioned above, the present invention has been described in detail with reference to a preferred embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings, which is merely one example to help understanding of the present invention, and the present invention is limited to these preferred embodiments. Various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the present invention.
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1995
- 1995-12-22 KR KR1019950054408A patent/KR0172637B1/en not_active IP Right Cessation
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