KR101152296B1 - Electronic Stability Program - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 안정성 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ESP(Electronic Stability Program)의 각종 센서를 이용하여 주행노면의 횡방향으로 기울어진각을 계산하여 ESP제어의 기준값을 변경하여 차량의 안정성을 제어하는 차량 안정성 시스템에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명의 차량 안정성 제어시스템은 차량의 횡가속도를 측정하는 횡가속도 센서와; 상기 차량의 선회속도를 측정하는 선회속도센서와; 상기 측정된 횡가속도 및 선회속도를 이용하여 주행 노면의 횡 방향 기울어진각을 계산하고 상기 계산된 횡 방향 기울어진각을 이용하여 이에스피(ESP) 시스템의 제어조건을 변경하는 이에스피(ESP) 제어부를 포함한다.The present invention relates to a vehicle stability control system, and more specifically, to control the stability of the vehicle by changing the reference value of the ESP control by calculating the inclination angle in the transverse direction of the road surface using various sensors of the electronic stability program (ESP) It relates to a vehicle stability system. To this end, the vehicle stability control system of the present invention includes a lateral acceleration sensor for measuring the lateral acceleration of the vehicle; A revolution speed sensor for measuring a revolution speed of the vehicle; An esp control unit for calculating an inclination angle of a road surface using the measured lateral acceleration and a turning speed and changing a control condition of an esp system using the calculated lateral inclination angle Include.

Description

차량 안전성 제어시스템{Electronic Stability Program}Vehicle safety control system {Electronic Stability Program}

도 1은 횡 방향으로 기울어진 주행노면에서 차량의 상태를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a state of a vehicle on a road surface inclined in the lateral direction.

도 2는 횡 방향으로 기울어진 주행노면에서의 차량 안정성의 제어범위를 나타내는 그래프.2 is a graph showing a control range of vehicle stability on a road surface inclined in the lateral direction.

도 3은 횡 방향으로 기울어진각에 따른 제어작동범위를 나타내는 그래프.3 is a graph showing the control operation range according to the inclination angle in the transverse direction.

도 4는 본 발명에 따른 차량 안정성 제어시스템을 나타내는 블록도.4 is a block diagram showing a vehicle stability control system according to the present invention.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*[Description of the Reference Numerals]

10 : 횡가속도 센서 12 : 요레이트 센서10: lateral acceleration sensor 12: yaw rate sensor

14 : 차량속도 센서 16 : 제어부(ECU)14 vehicle speed sensor 16 control unit (ECU)

18 : 제동압 제어부 20 : 구동력 제어부18: braking pressure control unit 20: driving force control unit

본 발명은 차량 안정성 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ESP(Electronic Stability Program)의 각종 센서를 이용하여 주행노면의 횡방향으로 기울어진각을 계산하여 ESP제어의 기준값을 변경하여 차량의 안정성을 제어하는 차량 안정성 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle stability control system, and more specifically, to control the stability of the vehicle by changing the reference value of the ESP control by calculating the inclination angle in the transverse direction of the road surface using various sensors of the electronic stability program (ESP) It relates to a vehicle stability system.

일반적으로, 차량의 안전성을 향상시키기 위해 미끄러운 노면에서의 슬립에 의한 브레이크의 잠김을 방지하고 제동 중 운전자에 의한 조향이 가능하도록 하는 ABS(Anti-lock Brake System)가 마련된다. 또한, 미끄러운 노면에서 차량이 출발하거나 급발진시 차량의 스립을 방지하기 위한 TCS(Traction Control System)가 설치되는 것이 일반적이다. 더 나아가 최근에는 차량의 자세를 안정적으로 제어하기 위한 ESP(Electronic Stability Program : 차량 안정성 시스템)가 차량에 설치되는 것이 보통이다. In general, an anti-lock brake system (ABS) is provided to prevent the lock of the brake due to slip on the slippery road surface and to allow steering by the driver during braking to improve the safety of the vehicle. In addition, it is common to install a TCS (Traction Control System) for preventing the vehicle from slipping when the vehicle starts or suddenly starts on a slippery road. Furthermore, in recent years, an ESP (Electronic Stability Program) is generally installed in a vehicle for stably controlling the attitude of the vehicle.

이러한 차량의 안전성을 향상시키는 장치의 작동을 위해서는 많은 센서들이 차량에 마련된다. 각 차륜의 속도를 감지하는 휠스피드 센서, 조향각을 체크하는 조향각 센서, 차량이 횡 방향의 가속도를 감지하는 횡가속도 센서 등 다양한 센서가 마련된다. Many sensors are provided in a vehicle for operation of a device that improves the safety of such a vehicle. Various sensors are provided, including a wheel speed sensor that detects the speed of each wheel, a steering angle sensor that checks the steering angle, and a lateral acceleration sensor that detects acceleration in the lateral direction.

차량의 안정성제어에는 운전자가 원하는 조향각보다 차량이 덜 회전하는 언더스티어(under-steer)와 더 많이 조향되는 오버스티어(over-steer)가 발생하는 경우에 각 차륜의 제동력 등을 조절하여 차량의 자세를 바로잡는 제어가 포함된다. 이러한 제어에는 운전자의 조향의지를 파악하기 위해 핸들의 조향속도, 조향방향, 조향각을 검출하는 조향각센서와 차량의 요레이트를 측정하는 요레이트 센서 등을 이용하여 차량의 자세를 제어한다. 차량의 자세제어는 운전자가 의도한 차량의 선회량과 차량의 실제선회량을 측정하여 그 차이를 제동력이나 엔진의 출력을 제어하여 보상하게 된다. 그러나, 차량이 횡방향으로 기울어진 노면에서 운전하는 경우 위 센서의 측정값에 따른 기준 선회속도는 작게 측정되더라도 차량의 선회속도량은 크게 발생한다. 따라서 선회속도량에 따라 차량의 안정 상태를 판단하는 차량의 안정성 시스템은 차량의 상태를 오판함으로써 부적절한 제어를 하게되는 문제점이 있다. The stability control of the vehicle is performed by adjusting the vehicle's attitude by adjusting the braking force of each wheel when an under-steer in which the vehicle rotates less than the steering angle desired by the driver and an over-steer in which the steering is more steered occurs. Controls to correct them are included. In this control, the vehicle attitude is controlled by using a steering angle sensor that detects a steering speed, a steering direction, a steering angle of the steering wheel, and a yaw rate sensor that measures the yaw rate of the vehicle, in order to grasp the driver's steering intention. The attitude control of the vehicle measures the turning amount of the vehicle intended by the driver and the actual turning amount of the vehicle, and compensates the difference by controlling the braking force or the engine output. However, when the vehicle is driven on a road surface inclined in the lateral direction, even if the reference turning speed according to the measured value of the sensor is measured small, the amount of turning speed of the vehicle is large. Therefore, the stability system of the vehicle to determine the stable state of the vehicle according to the turning speed amount has a problem that improper control by misjudge the state of the vehicle.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 주행노면의 횡 방향의 기울어진각을 측정하여 이를 이용하여 차량의 안정성 판단기준을 보정함으로써 주행노면의 상태에 맞는 최적의 제어를 할 수 있는 차량 안정성 제어시스템을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above-described problems, the object of the present invention is to measure the inclination angle of the transverse direction of the road surface of the vehicle by using it to correct the criteria for determining the stability of the vehicle by optimal control for the state of the road surface To provide a vehicle stability control system that can be.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 안정성 제어시스템은 차량의 횡가속도를 측정하는 횡가속도 센서와; 상기 차량의 선회속도를 측정하는 선회속도센서와; 상기 측정된 횡가속도 및 선회속도를 이용하여 주행 노면의 횡 방향 기울어진각을 계산하고 상기 계산된 횡 방향 기울어진각을 이용하여 이에스피(ESP) 시스템의 제어조건을 변경하는 이에스피(ESP) 제어부를 포함한다.Vehicle stability control system of the present invention for achieving the above object and the lateral acceleration sensor for measuring the lateral acceleration of the vehicle; A revolution speed sensor for measuring a revolution speed of the vehicle; An esp control unit for calculating an inclination angle of a road surface using the measured lateral acceleration and a turning speed and changing a control condition of an esp system using the calculated lateral inclination angle Include.

또한, 상기 이에스피(ESP) 제어부는 상기 횡 방향 기울어진각이 미리 설정된 일정범위(A)내에 있는 경우 차량의 일정 조향각에서는 의한 제동력제어를 하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 한다. In addition, the ESP control unit is characterized in that the control does not control the braking force by the predetermined steering angle of the vehicle when the lateral inclination angle is within a predetermined predetermined range (A).

또한, 상기 이에스피(ESP) 제어부는 상기 횡방향 기울어진각이 미리 설정된 일정범위(B)에 있는 경우 상기 이에스피 제어에 이용되는 조향각의 기준치를 변경 하여 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the ESP control unit is characterized in that to control by changing the reference value of the steering angle used for the ESPI control when the transverse tilt angle is in a predetermined range (B).

또한, 상기 이에스피(ESP) 제어부는 상기 횡 방향 기울어진각과 차량의 속도와 차량의 요레이트를 이용하여 상기 주행노면의 회전반경을 추정하고 이를 이용하여 이에스피(ESP) 제어를 위한 기준 조향각의 크기를 변화시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the ESP controller estimates the radius of rotation of the road surface using the lateral inclination angle, the speed of the vehicle, and the yaw rate of the vehicle, and uses the same to determine the reference steering angle for controlling the ESP. It is characterized by changing the size.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 횡 방향으로 기울어진 주행노면에서 차량의 상태를 나타내는 단면도이다. 차량에 장착된 ESP센서 중 횡가속도 센서와 선회속도 센서로부터 횡가속도(

Figure 112006000103813-pat00001
)와 선회속도(
Figure 112006000103813-pat00002
)을 측정하게 된다. 이렇게 측정된 횡가속도와 선회속도를 이용하여 동역학적 관계식을 통해 아래와 같이 주행노면의 횡 방향 기울어진 각을 계산할 수 있게 된다.1 is a cross-sectional view showing a state of a vehicle on a traveling road surface inclined in the lateral direction. Among the ESP sensors mounted on the vehicle, the lateral acceleration (
Figure 112006000103813-pat00001
) And turning speed (
Figure 112006000103813-pat00002
) Will be measured. Using the measured lateral acceleration and the turning speed, it is possible to calculate the lateral inclination angle of the road surface through the dynamic relational expression as follows.

Figure 112006000103813-pat00003
Figure 112006000103813-pat00003

위와 같이 계산된 주행노면의 횡 방향 기울어진 각은 실제로 다양한 노면 및 운전조건에 따라 제한적인 조건에서만 성립한다. 따라서 조향각과 조향각 속도의 제한 범위를 설정하고 그에 따라 차량의 자세제어 즉, ESP제어를 수행함으로써 주행노면의 횡 방향 기울어진각의 예측 신뢰도를 향상시킨다. The lateral inclination angle of the road surface calculated as above is actually established only in limited conditions according to various road surfaces and driving conditions. Therefore, by setting the limit range of the steering angle and the steering angle speed and performing the vehicle attitude control, that is, the ESP control, the prediction reliability of the transverse tilt angle of the driving road is improved.

도 2는 횡 방향으로 기울어진 주행노면에서의 차량 안정성의 제어범위를 나타내는 그래프이다. 횡가속도와 차량의 선회속도를 이용하여 주행노면의 횡 방향 기울어진각을 예측하고 이를 차량의 제어에 반영하게 되는데 이는 두가지 방법으로 대별된다. 우선 도 2의 (a)그래프의 빗금부분(A)에 차량의 조향각과 조향각 속도가 있는 경우 즉 조향각이 d1보다 작고 조향각 속도가 d_d1보다 작은 경우 차량의 ESP시스템의 제동력 제어를 하지 않도록 한다. 이는 주행노면이 횡방향으로 기울어져 있어 ESP제어의 기준값을 변경하여 적용하는 것이다. 즉 주행노면이 기울어져 있어 기준 선회 속도량은 작게 계산되는 반면에 차량의 선회속도량이 크게 측정되므로 이를 적절히 보상하여 차량의 자세제어가 적정하게 되도록 하는 것이다. 차량의 조향각과 조향각 속도가 각각 d2와 d_d2보다 작을 경우에는 제어유보범위(B)로서 차량의 제어작동범위를 주행노면의 횡 방향 기울어진각과 차체의 기울어진 각에 따라 도 3과 같이 제어작동의 문턱값을 변경하게 된다. 이를 통해 주행노면의 변화에 맞추어 차량의 자세를 안정적으로 제어할 수 있게 된다. 차량의 자세제어는 차량의 속도와 횡방향의 가속도와 차체의 선회속도를 이용하여 계산된 횡방향의 기울어진각과 차량의 속도의 문턱값을 도 2의 (b)와 같이 정하여 그 이상의 값이 산출될 때 차량의 ESP제어를 수행하도록 제어한다. 앞서 언급한 바와 같이 횡방향의 기울어진각과 조향각과 조향각 속도에 따라 제어금지범위(A)와 제어유보범위(B)로 나누고 제어유보범위(B)에서 차량의 문턱값을 변경하여 ESP제어가 수행된다. 따라서 도 2의 (b)의 문턱값에 따라 ESP제어가 이루어진다.2 is a graph showing a control range of vehicle stability on a road surface inclined in the lateral direction. The lateral acceleration and the turning speed of the vehicle are used to predict the inclination angle of the road surface in the vehicle and reflect this to the control of the vehicle. First, when the steering angle and the steering angle speed of the vehicle are present in the hatched portion A of the graph of FIG. This is because the running road surface is inclined in the lateral direction and is applied by changing the reference value of the ESP control. That is, because the running surface is inclined, the reference turning speed amount is calculated to be small while the turning speed amount of the vehicle is measured largely, so that the attitude control of the vehicle is appropriately compensated. When the steering angle and the steering angle speed of the vehicle are smaller than d2 and d_d2, respectively, the control operation range of the vehicle is the control operation range as shown in FIG. 3 according to the inclination angle of the road surface and the inclination angle of the vehicle body as the control reservation range (B). It will change the threshold. Through this, it is possible to stably control the attitude of the vehicle according to the change of the road surface. The attitude control of the vehicle calculates the threshold value of the lateral inclination and the vehicle speed calculated by using the vehicle speed, the acceleration in the lateral direction and the turning speed of the vehicle as shown in FIG. Control to perform ESP control of the vehicle. As mentioned above, ESP control is performed by dividing the control prohibition range (A) and the control reservation range (B) according to the inclination angle, steering angle and steering angle speed in the lateral direction, and changing the threshold of the vehicle in the control reservation range (B). do. Therefore, ESP control is performed according to the threshold of FIG.

이러한 문턱값의 변경은 조향각 등에 따라 판단되게 되는데 이러한 조향각과 조향각 속도는 요레이트와 속도와 횡 방향 기울어진각을 이용하여 구해진 회전반경에 따라 적절하게 변경하여 차량의 상태를 판단하는 것이 바람직하다. The change of the threshold value is determined according to the steering angle and the like. The steering angle and the steering angle speed may be appropriately changed according to the rotation radius obtained by using the yaw rate, the speed, and the lateral inclination angle to determine the state of the vehicle.

도 4는 본 발명에 따른 차량 안정성 제어시스템을 나타내는 블록도이다. 차량의 횡가속도를 측정하는 횡가속도 센서(10)와 차량의 요레이트를 측정하는 요레이트센서(12)와 차량의 속도와 선회속도를 측정하는 차량속도센서(14)와 선회속도센서(15)를 포함하는 각종 센서가 마련된다. 이러한 센서를 통해 입력된 차량의 상태는 제어부(ECU)에서 판단되어 차량의 제동압과 엔진의 출력을 제동압 제어부(18)과 구동력 제어부(20)을 통해 제어하게 된다. 앞서 언급한 바와 같이 주행노면의 횡 방향의 기울어진각에 따라 ESP제어의 기준값 즉, 문턱값을 변경하여 차량의 상태를 파악하고 그에 따라 제어가 이루어짐에 따라 현재 차량의 상태에 가장 적합한 제어가 수행될 수 있다. 4 is a block diagram showing a vehicle stability control system according to the present invention. Lateral acceleration sensor 10 for measuring the lateral acceleration of the vehicle, yaw rate sensor 12 for measuring the yaw rate of the vehicle, vehicle speed sensor 14 and the turning speed sensor 15 for measuring the speed and the turning speed of the vehicle Various sensors are provided that include. The state of the vehicle input through the sensor is determined by the control unit ECU to control the braking pressure of the vehicle and the output of the engine through the braking pressure controller 18 and the driving force controller 20. As mentioned above, according to the inclination angle of the road surface, the reference value of the ESP control, that is, the threshold value is changed to determine the state of the vehicle, and the control is performed accordingly, so that the most suitable control is performed. Can be.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 주행노면의 횡 방향 기울어진각을 이용하여 ESP제어의 기준값을 달리 적용함으로써 주행노면의 상태가 변하더라도 차량의 자세를 안정적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has an effect of stably controlling the attitude of the vehicle even if the state of the driving surface changes by applying the reference value of the ESP control differently using the lateral inclination angle of the driving surface.

Claims (4)

차량의 횡가속도를 측정하는 횡가속도 센서와Lateral acceleration sensor that measures the lateral acceleration of the vehicle 상기 차량의 선회속도를 측정하는 선회속도센서와A revolution speed sensor for measuring a revolution speed of the vehicle; 상기 측정된 횡가속도 및 선회속도를 이용하여 주행 노면의 횡 방향 기울어진각을 계산하고 상기 계산된 횡 방향 기울어진각을 이용하여 제어범위를 제어금지 범위와 제어 유보범위로 구분하고, 상기 횡방향 기울어진 각이 상기 제어유보범위 내에 있으면 상기 조향각의 기준치를 변경 제어하는 이에스피(ESP) 제어부를 포함하는 차량 안정성 제어시스템The transverse tilt angle of the road surface is calculated using the measured transverse acceleration and the turning speed, and the control range is divided into a control prohibition range and a control reservation range using the calculated transverse tilt angle, and the transverse tilt is obtained. A vehicle stability control system including an ESP control unit for changing and controlling the reference value of the steering angle when the angle is within the control reservation range 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이에스피(ESP) 제어부는 상기 횡 방향 기울어진각이 상기 제어금지 범위 내에 있는 경우 차량의 일정 조향각에서는 의한 제동력제어를 하지 않도록 제어하는 것이 특징인 차량 안정성 제어시스템The ESP control unit controls the braking force control by a certain steering angle of the vehicle when the lateral inclination angle is within the control prohibition range. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이에스피(ESP) 제어부는 상기 횡 방향 기울어진각과 차량의 속도와 차량의 요레이트를 이용하여 상기 주행노면의 회전반경을 추정하고 이를 이용하여 이에스피(ESP) 제어를 위한 기준 조향각의 크기를 변화시키는 것이 특징인 차량 안정성 제어시스템The ESP controller estimates the radius of rotation of the road surface using the lateral inclination angle, the speed of the vehicle, and the yaw rate of the vehicle, and uses the same to determine the size of the reference steering angle for controlling the ESP. Vehicle stability control system characterized by changing
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