자동차 현가장치 제어 개론

현가시스템 모델

현가시스템을 기계 시스템으로 모델링하면
스프링과 댐퍼로 이루어진 시스템으로 나타낼 수 있다.

먼저 바퀴 하나만을 본다면
차체 - 스프링과 댐퍼 - 차축 - 타이어(스프링) 로 구성되어 있다. 

먼저 충격이 전달되면 타이어를 거쳐 차축에 전달되고,
스프링과 댐퍼를 지나 차체로 힘이 전달된다. 

만약 댐퍼가 없으면? 
흔들림을 감소시키는 댐퍼가 없다면 
충격을 받았을 때 차가 위아래로 계속 흔들릴 것이다.

즉 댐퍼가 Undamped 시스템을 Underdamped 시스템으로 만드는 것이고
최적의 댐퍼 구현이 핵심이 된다고 할 수 있다.

 

댐퍼

현가장치에서 댐퍼의 역할은 Shock Absober(완충기)라는 장치가 한다.
보통 '쇼바', '쇼버'로 잘못 알고 있는 말이다.

Shock Absober는 실린더 안에 유체가 가득찬 형태이다.
그 안의 피스톤에는 "오리피스(orifices)"라고 하는 구멍이 있다.

오리피스

피스톤이 눌리면 아래에 있던 유체가 오리피스를 통해 올라온다.

이때 오리피스 구멍 크기에 따라 피스톤의 움직임이 달라진다.

오리피스 구멍이 작으면 유체 흐름이 어렵고
딱딱한 승차감을 가지게 된다.

오리피스 구멍이 크면 유체가 부드럽게 흐르고
승차감이 부드러워진다.

때문에 전자식 현가시스템은 여러 센서에서 얻은 데이터로
오리피스 구멍의 크기르 ㄹ조절해 승차감을 조절한다. 

스프링

서스펜션은 쇼크업소버뿐만 아니라 스프링으로도 함께 구성되어있다.
스프링은 충격을 흡수하면서 차고를 유지하는 역할을 한다.

스프링이 없다면 피스톤을 눌렀을 때 다시 돌아오지 않을 것이다.

코일 스프링 대신 에어 스프링을 이용하면 단성계수를 공기압을 이용해 조절할 수 있게 된다. 

주로 고급 차량에 장착되며
고속에서는 차체를 낮추는 등 조절이 가능하다.

스프링과 댐퍼 대신 선형 전자기 모터
댐퍼 에너지 흡수해 전기 에너지 생성하는 서스펜션 
등 신기술이 있음

 

현가시스템 제어 기술

안티롤링(Anti-rolling)제어

자동차 급격한 선회 시 차체가 기울어지게 된다.
이를 가속도 센서로 감지해 롤링을 제어할 수 있따.

 

안티스쿼트, 다이브 제어

급가속 시 앞쪽이 올라가고 뒤쪽이 낮아지는 현상을
노즈업(Nose-up)이라고 한다. 

Anti-squat 제어는 노즈업(Nose-up)현상을 방지하기 위해 
뒷바퀴 댐핑을 단단하게 해 제어한다.

Anti-dive 제어에서는 반대로 급제동 시 노즈다운 현상을 제어한다.

안티피칭

Anti-pitching 제어는 고속방지턱이나 요철에서 나타나는 피칭을 방지한다.

 

안티바운싱 제어

Anti bouncing 제어는 중력센서에 의해 z축 방향 위아래 흔들림이 감지되면 완화시켜준다.