KR100374093B1 - 차량운동특성제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 운동을 나타내는 운동변수가 차바퀴에 제동력을 가하는 적어도 하나의 액튜에이터를 동작시킴에 의해 제어되는 차량운동특성 제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고, 제어변수를 조정하는 작용으로 액튜에이터에 영향을 미치는 신호가 컨트롤라 내부변수를 사용하여 형성되는 컨트롤라수단(101)이 제공되고, 컨트롤라 내부변수는, 각종의 선택가능한 센서형태로 부터의 센서신호의 함수로서 검출할 수 있으며, 컨트롤라수단(101)이, 컨트롤라 내부변수가 센서신호에 의거하여 형성되도록, 선택된 센서형태의 가각에 적응하도록 구성되는 제 1 영역(101b)과, 센서 형태의 선택과는 독립적으로 구성되는 컨트롤라 내부변수를 처리하는 제 2 영역(101a)과의 2개의 영역을 가진다. 그리고 결과로서 대단히 광범위한 차량에 대하여 작은 개발 및 적용경비에 의한 간단한 적합이 가능하게 되는 것을 구성(해결수단)으로 한다.

Description

차량운동특성 제어시스템

발명이 속하는 기술분야

본 발명은, 차량의 운동특성 제어시스템에 관한 것이다.

종래의 기술

자동차의 운동특성을 제어하기위한 시스템은, 많은 다른 종류의 수정에 있어서의 종래 기술로 부터 공지되었다. 이러한 수정기술에 있어서는, 소요의 변수는 일반적으로 측정된 변수와 추정된 변수로부터 결정되고, 또한 운전특성을 안정화하는 것에 기여하는 차바퀴의 브레이크에 있어서의 개개로 설정가능한 제동 토크를 사용하는 그 들의 조정으로 부터 결정된다. 이 수정 기술에 있어서는, 일반적으로 차량의 차바퀴속도, 편요동(요)속도 및 조향각도가, 측정변수로서 사용된다.

독일국 특허출원공개명세서 제43 05 155호는, 계층적으로 구성되고, 종속 브레이크 제어모듈에 의해, 또한 더욱 섬세한 방법에서는 후부 차축조향시스템에 의해 차량의 운동특성 컴퓨터로 분할되는 모듈라 차량운동특성 제어시스템을 개시하고 있다. 차바퀴컨트롤러 및 유압작동후 차축조향 액튜에이터 시스템이, 이들 모듈에 종속시켜진다. 특히, 미숙한 드라이브는, 아슬아슬한 운전상황에 있어서 이러한 차량운동특성 제어시스템에 의해서 보좌된다. 차량은, 극한 상황에 있어서도 안정화시켜지고, 아슬아슬한 상황에서 제동을 자동적으로, 즉, 드라이브가 브레이크 페달을 조작하지 않게 실시할 수 있다. 상기 독일국 특허출원공개 제43 05 155호에서는, 편요동 즉 차량의 수직축주위의 차량 운동이 제어된다. 도로가 낮은 마찰계수가 검출되더라도, 편요동 속도에 대한 소정치가 간단히 감소된다. 제어의 차이가 크더라도, 활발한 제동의 개입이 발생한다.

독일국 특허출원공개명세서 제42 22 958호의 주제에 있어서는, 차량 그 자체가 즉시 찾아내는 4개의 차량의 동적상황, 즉 스플리트마찰계수를 따르는 제동, 코너링, 차선의 변경, 직진주행이 검지 된다. 하기의 4개의 측정신호, 즉, 앞바퀴 조향각도, 차량속도, 좌측 및 우측의 앞바퀴 제동압력이, 이들 4개의 주행상황의 검출에 대하여 존재한다. 상기의 상황을 식별하기 위한 기준점을 얻는 여러가지의 변수가, 이들의 4개의 측정신호로부터 얻어진다. 검출된 주행상황에 따라서, 다른 독립적인 제어방침이 여러가지의 컨트롤러에 의해서 선택된다.

마찬가지로, 독일국 특허출원공개명세서 제42 21 030호는, 차량에 있어서 얻어지는 가능한 한 소수의 측정신호를 평가함에 의해 그 때의 주행상황이 온라인으로 검출되는 차량에 있어서의 주행상황을 검출하는 방법을 개시하고 있다. 이것은, 퍼지논리를 사용하는것에 의해 발생한다. 상기의 경우라도, 독립적인 제어방침이, (제동, μ스플리트를 코너링으로) 검출된 상황에 따라서 여러가지의 컨트롤러에 의해 그 상황에 적용된다.

독일과 특허출원공개명세서 제41 21 954호는, 편요동 속도 및(또는) 가로방향속도를 취득하는 방법을 개시하고 있다.

이 목적을 위하여, 차량의 조향각도및 가로방향가속도가 측정된다.

차량의 운동특성제어시스템 내부의 외부활주(skidding)의 검출방법은, 예를 들면, 독일국 특허출원공개명세서 제38 27 883호 및 독일국 특허출원공개명세서 제42 19 750호에서 공지되었다.

승용차 혹은 실용차에 대한 종래의 앤티 로크제동시스템은, 예를들면, 「자동차핸드북(Kraftfahrtechnisches Taschenbch)」의 1991년 제 21 판, 610 내지 619페이지 및 639 내지 643페이지, 및 「자동차핸드북」의 1993년 제 3 판, 610 내지 619 및 639 내지 643페이지에서 공지되었다. 자동차의 구동계통의 제어 및 조정을 위한 다른 시스템도 또한, 이러한 종래 기술(536 내지 559페이지)에서 공지되었다. 이 들은, 예를 들면, 공지의 견인제어시스템 및 기어 박스 제어시스템을 포함하고 있다.

본 발명의 목적은, 여러분야에 걸친 차량에 대하여 유연한 방법으로 적용이 가능한 차량운동특성 제어시스템을 설계하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 의한 차량운동특성 제어시스템에 있어서는, 차량의 운동을 나타내는 운동변수가 제어된다. 이 목적을 위하여, 적어도 차바퀴 대하여 제동력을 가하기 위한 액튜에이터가 작동된다. 제어변수를 제어하는 작용으로 액튜에이터에 영향을 미치기 위한 신호가 컨트롤라 내부변수를 사용하여 형성되는 컨트롤라수단이 제공된다. 이 컨트롤라 내부변수는, 여기에서는 각종의 선택가능한 센서형태로 부터의 센서신호의 함수로서 검출할 수 있다.

본 발명의 특징은, 컨트롤라수단이 2개의 영역을 가진다고 하는 점이고, 제 1 영역은, 컨트롤라 내부변수가 센서신호에 의거하여 형성되는 것 같은 방법으로 각각의 선택된 센서 형태에 적당하도록 구성된다. 컨트롤라 내부변수를 처리하기 위한 센서영역은, 센서형태의 선택과는 독립적으로 구성된다.

센서형태와는 독립적인 성분과 센서형태에 의존하는 성분으로 알 수 있듯이, 매우 광범위한 차량에 대한 낮은 개발경비 및 적응경비로 간단한 적응이 가능하게 된다. 본 발명에 의한 컨트롤라구조가 다른 센서형태를 가진 차량에 대하여 적합하게 되면, 컨트롤라의 센서형태에 의존하는 영역만이 변경되어야 하지만, 컨트롤라의 중추인 센서형태에 의존하지 않는 요소는 변경하지 않고 끝난다.

하나의 바람직한 실시예에 있어서는,

차량의 조향운동을 검출하는 수단과, 제 1 센서형태로서 선택되는 편요동운동을 검출하는 수단, 또는

차량의 조향운동을 검출하는 수단과, 제 2 센서형태로서 선택되는 차량의 1 지점에 있어서의 가로방향운동을 검출하는 수단, 또는

차량의 조향운동을 검출하는 수단과, 편요동운동을 검출하는 수단과, 제 3 센서형태로서 선택되는 차량의 1 지점에 있어서의 가로방향운동을 검출하는 수단,또는

차량의 조향운동을 검출하는 수단과, 제 4 센서형태로서 선택되야 할 차량의 적어도 2개 지점에 있어서의 가로방향운동을 검출하는 수단이 제공된다.

특히, 조향운동센서로서 구성되야 할 조향운동검출수단과, 편요동각도속도센서로서 구성되야 할 편요동운동을 검출하는 수단과, 차량상에 적당하게 탑재되는 가속도센서로서 구성되는 가로방향운동을 검출하는 수단을 제공할 수 있다.

제 1 센서형태에 의존하는 영역은, 차량의 편요동운동 또는 가로방향운동을 나타내는 변수가, 선택된 센서형태와는 독립적으로, 센서신호에 의거하는 제어변수로서 식별되는 방법으로 구성되는 것이 바람직 하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는, 모듈라 설계이고 동시에 적어도 2개의 서브 모듈을 가지는 컨트롤라수단이 제공되고,

기준변수는, 제어변수를 조정하기위하여, 차량의 가로방향운동 또는 편요동운동을 나타내는 최소한 검출된 변수의 함수로서 제 1 서브모듈에서 식별되고,

제어변수는, 제 2 서브모듈로 형성되고, 액튜에이터의 작동신호에 영향을 미치는 신호를 형성하기 위하여 검출된 기준변수와 비교된다.

이 때의 운동상황을 나타내는 변수, 또는 차량의 가로방향운동 또는 편요동운동을 나타내는 변수가 차바퀴의 최소한 검출된 회전운동의 함수로서 식별되고, 동시에 이 변수가 제 1 또는 제 2 서브모듈의 적어도 한쪽에 이송되는, 제 3 서브모듈을 가지는 컨트롤라수단을 제공할 수 도 있다.

그 자체가, 선택되는 각 센서형태에 적응되는 제 1 영역과, 센서형태의 선택에는 의존하지 않고 구성되는 제 2 영역을 포함하는 서브모듈이 제공되는 것이 바람직 하다.

실시예

본 발명에 관하여는, 도면을 사용하여 실시예에 관하여 더욱 상세히 기술하기로 한다.

이 목적을 위하여, 제 1 도는, 제 1 컨트롤러수단(102)과 제 2 컨트롤러수단(101)을 나타내고 있다. 조향각도센서의 신호 δv는 제 2 컨트롤러수단으로 이송된다. 또한, 센서(104)로 부터의 신호는, 제 2 컨트롤러수단(101)으로 이송된다. 센서(104)는, 가로방향 가속도센서로서, 차량의 특정한 장소에서의 차량의 가로방향가속도(ay) 및(또는) 편요동(요) 각속도(ω), 즉 차량의 수직축주위의 각속도를 검출할 수 있다. 또한, 차량의 세로방향속도(Vx) 및 신호(Tij)는, 제 2 컨트롤러수단(101)로 이송된다. 신호(Tij)는, 여기에서는 나중에 서술하는 액튜에이터(106ij)의 동작시간을 나타낸다. 지표(i)는, 각 변수, 각 액튜에이터 혹은 각 센서가 뒤 차축 또는 앞 차축의 어느 쪽에 배치되는가를 나타낸다. 지표(j)는, 차량의 우측 또는 좌측에 대한 할당을 나타낸다.

본 실시예에 있어서 일반적으로 앤티 로크 브레이크 시스템으로서 구성되는 제 1 컨트롤러수단(102)은, 차바퀴속도센서(103ij)의 신호(Nij)를 처리한다. 차바퀴의 미끄러짐 및(또는) 차바퀴의 감속도를 나타내는 변수는, 제 1 컨트롤러수단(102)에 있어서 차바퀴속도의 함수로서 형성된다. 이들 변수를 조정 즉 제어하기위해서는, 차바퀴 브레이크(106ij)는, 동작신호(Aij)에 의해 조작된다.이미 서술한 신호(Tij)는, 개개의 차바퀴브레이크의 동작시간을 나타낸다. 이것들의 동작시간(Tij) 및 차량의 세로방향속도(Vx)는, 제 1 컨트롤러수단(102)에서 형성되어, 이미 설명한 바와 같이, 제 2 컨트롤러수단(101)으로 이송된다. 동작시간 신호(Tij) 대신에, 개개의 차바퀴브레이크예 있어서의 제동압력도 또한, 측정할 수 있다. 그러나, 이것은 확장된 센서 시스템을 필요로 한다.

또한, 제 1 도에 있어서, 센서(104) 및 센서(105)의 입력신호를 감시하여, 적당하면 제 2 컨트롤러수단(101)의 출력신호(Sij)에 대하여 동작할 수 있는 감시장치(110)는, 제 2 컨트롤러 수단(101)내부에 나타난다.

제 1 컨트롤러수단(102), 즉 제 1 모듈의 기능에 관하여는, 이것이 종래 기술로부터 충분히 알려지는 앤티 로크 브레이크 시스템이기 때문이고, 본문에서는 이 이상 상세하게는 기술하지 않는다. 이 때문에, 예를 들면 기술을 진행시키는데에 있어서 서술되는 관련하는 종래 기술을 참조할 수 있다. 차량의 세로방향속도(Vx)도 또한, 이미 알고 있는 방법으로 차바퀴속도(Nij)에서 형성된다. 이 목적을 위하여, 가령, 차바퀴속도(Nij)를 가중법으로 논리적으로 접속할 수 있다. 본 발명에 의하면, 기술이 필요한 모두는, 차바퀴 브레이크(106ij)가, 차바퀴의 미끄러짐 및(또는) 차바퀴의 감속도를 제어하는 작용에 의해 제 1 컨트롤러수단에 의해서 차바퀴속도(Nij)의 함수로서 조작되는 것이다. 제 2 컨트롤러수단(101)은, 필요한시간에 출력신호(Sij)에 의해서 이 들의 조작에 개입한다. 다시, 설명 목적을 위하여, 제 2 도를 참고하기로 한다.

제 2 도는, 제 2 컨트롤러수단, 즉 제 2 모듈(101)을 더욱 상세히 나타낸다.여기에서, 모듈(101)의 제 1 서브모들(201), 제 2 서브모듈(202) 및 제 3 서브모듈(203)으로의 분할을 알수 있다. 차량의 세로방향속도(Vx)는, 센서(105)의 조향속도(δv), 및 센서(104)의 차량의 가로방향가속도(ay) 및(또는) 센서의 편요동 각속도(ω)와 같이, 제 1 컨트롤러수단(102)으로 부터 제 1 서브모듈에 대하여 이송된다. 또한, 나중에 서술하는 제 3 서브모듈(203)의 출력신호(fzstab, wsplit 및 μ)가 제 1 서브모듈(201)로 주어진다. 한도치(fzmin 및 fzmax)에 의해 특징지어지는 기준변수 또는 제어변수에 대한 소요의 범위가, 입력신호의 함수로서 제 1 서브모듈(201)에서 형성된다. 제 1 서브모듈(201)의 더욱 정확한 기능에 관하여는, 제 5 도 및 제 6 도를 참조하지 않으면 안된다. 요약하면 이 시점에서 기준변수 또는 제어변수의 소요의 범위가 본 발명에 의한 제어의 목적을 위하여 제 1 서브모듈(201)에 의하여 형성된다고 말할 수 있다.

차량의 세로방향속도(제 1 컨트롤러수단(102)의 출력신호)와, 차량의 가로방향가속도(ay) 및(또는) 편요동 각속도(ω)(센서(104)의 출력신호)가, 제 2 서브모듈(202)에 주어진다. 또한, 다시 서술하는 제 3 서브모듈(203)의 이미 서술한 출력신호는, 제 2 서브모듈(202)에 존재한다. 이 제 2 서브모듈에 관하여는, 제 3도에 관하여 더욱 정확히 서술하지만, 이시점에서, 제어변수(fzact)가 여기에서는 차량의 검출되는 운동특성의 함수로서 형성된다고 요약하여 말할 수 있다. 제어변수는, 제 1 서브모듈(201)로 형성되는 기준변수, 혹은 제어변수의 소요의 범위(fzmin. fzmax)와 비교되어, 신호(Sij)는, 제어변수를 대응하는 기준변수에 근사화하는 작용, 혹은 제어변수가 기준변수 또는 제어변수의 소요의 범위내에 멈추는 작용에 의해, 차바퀴 브레이크(106ij)에 영향을 미치게 하기위해서 형성된다. 따라서, 제 2 서브모듈(202)은, 컨트롤러의 실제의 중추부를 구성한다. 더욱 정확한 기능은, 제 3도에 관하여 기술한다.

이미 서술한 브레이크 동작시간(Tij)은, 차량의 세로방향속도(Vx), 조향속도(δv), 및 차량의 가로방향가속도(ay)또는 편요동 각속도(ω)와 같이, 제 1 컨트롤러수단(102)으로 부터 제 3 서브모듈(203)로 이송된다. 제 3 서브모듈(203)에 의해, 차량이 받는 그 때의 주행상황 즉 환경의 영향을 기술하는 출력변수(fzstab, wsplit및 μ)가 형성된다. 제 3 서브모듈(203)의 더욱 정확한 기능에 관하여는, 제 4 도가 참조된다.

요약하면, 제 2 도는 제 2 컨트롤러수단(101)의 모듈라 설계를 나타낸다.

제 3 도는, 제 2 서브모듈(202)의 더욱 정확한 기능을 나타낸다. 장치(302)에 있어서는, 제어변수(fzact)가 여기에서는 차량의 세로방향속도(Vx)의 함수로서, 차량의 가로방향가속도(ay)의 함수로서, 그리고(또는) 편요동 각속도(ω)의 함수로서 형성된다. 차량모델(즉, 차량의 형상에 기인하는 간단한 계산법칙)이 장치(302)에 기억되는 상태가 발생한다. 제어변수의 순간 값(fzact)은, 차량의 검출된 세로방향속도, 차량의 가로방향속도 및 차량의 순간운동특성을 나타내는 편요동 속도변수의 함수로서 이미 알고 있는 방법으로 차량모델에 의해서 식별할 수 있다. 이 제어변수는, 제어에러를 식별하기 위해서 장치(301)로 이송된다. 또한, 소요의 제어변수범위의 한도(fzmin 및 fzmax)는, 장치(301)에 존재한다. 또한, 변수(wsplit)(제3의 서브모듈(203)의 출력변수)도 또한, 장치(301)로 이송된다. 장치(301)에 있어서는, 제어변수(fzact)가 한도(fznin 및 fzmax)에 의해 결정되는 소요의 제어변수범위와 비교된다. 제어변수(fzact)가 소요의 제어변수범위내에 없으면, 대응하는 제어에러신호(efz)가 장치(301)의 출력측에 존재한다. 제 3 서브모듈(203)의 신호(wsplit)는, 제어에러신호(efz)의 형성중에 또한 사용할 수 있다. 제 4 도에 관하여 또한 서술하것 같이, 이 신호는, 차량이 이른바 μ 스플리트상태에 있는가 어떤가, 즉 차량의 우측과 좌측에서 도로의 마찰계수가 어느 정도 다른지 어떤지를 나타낸다. 제어에러신호(efz)는, 한쪽에서는 뒤 차축(303)의 컨트롤러와 앞 차축(304)의 컨트롤러로 이송된다. 여기에서, 뒤 차축 또는 앞 차축의 차바퀴브레이크를 동작시키는 신호가, 식별된 마찰계수 μ를 계산에 넣어 제어에러(efz)에서 형성된다. 차량이 과잉조향되는가 과소조향되는가에 따라서, 개개의 차바퀴가 과잉제동 혹은 과소제동된다. 이와 같이, 제어변수(fzact)는 제어변수의 소요의 범위로 되돌아 간다. 차바퀴브레이크에 대한 동작신호는, 별도의 컨트롤러(310)에 의해 수정할 수 있다. 이 별도의 컨트롤러(310)에 의한 이러한 수정은, 특히 이미 서술한 μ 스플리트조건이 제 3 서브모듈(203)에 의해 검출되면, 즉, 차량의 우측과 좌측의 도로의 마찰계수가 매우 다른지 어떤지가 검출되면 사용된다. 이 목적을 위하여, 제 3 서브모듈(203)의 대응하는 신호(wsplit)가 별도의 컨트롤러(310)에서 이송된다. 가로방향가속도 ay 및(또는) 편요동 각속도(ω)를 나타내는 신호는, 이 별도의 컨트롤러(310)로 임의로 보낼수있다. 보다 높은 마찰계수를 가지는 도로상에서 주행하는 뒤 차바퀴는, 이 별도의 컨트롤러(310)에 의해서 선택적으로 과소제동된다. 적당하면, 파선으로 나타낸 것 같이, 앞 차축제동의 또 다른 개입이 행하여진다.

차량의 운전자가 브레이크 페달을 조작하지 않더라도, 별도의 실제동컨트롤러(311)에 의해서도 제동의 개입을 실행할 수 있다. 별도의 실제동컨트롤러(311)가 없더라도, 차바퀴브레이크에 대한 제 1 컨트롤러수단(102)로부터 생기는 동작신호만이, 제 2 서브모듈(202) 혹은 제 2 컨트롤러수단(101)의 출력신호(Sij)에 의해서 수정된다. 이것은, 제 1 컨트롤러수단(102)에 의해 가해지는 제동압력이 출력신호(Sij)에 의해서 차바퀴에 있어서 증가되거나 감소되는 상태로 발생한다. 차량의 운전자가 제동처리를 실시하는 것을 바라지 않는(브레이크 페달의 조작이 없는) 경우라도, 일반적으로 앤티 로크 브레이크 시스템(102)에 의해서 제동압력은 형성되지 않는다. 제 2 컨트롤러수단(101)에 의하거나 혹은 제 2 서브모듈(202)에 있어서의 먼저 서술한 컨트롤러의 에러에 의해서 차바퀴의 과잉제동 혹은 과소제동이 조작안정성율 유지하기 위해서 요구되면, 이 경우, 이것은 앤티 로크 브레이크 시스템(102)의 동작신호(Aij)를 수정함에 의하여 발생할 수 없다. 신호S1에 의해, 앤티 로크 브레이크 시스템(102)은, 별도의 컨트롤러(311)에 대하여 운전자가 제동의 요구를 행하지 않는 것을 통지하여, 이것에 의해 대응하는 압력은 형성되지 않는다. 별도의 컨트롤러(311)가 신호(Sij)를 택함에 의해, 개개의 차바퀴브레이크가 조작되어야할 것 이라고 하는 것이 확립되면, 별도의 컬트롤러(311)로 부터의 신호(S2)에 의해서, 앤티 로크 브레이크 시스템(102)에 대하여 대응하는 제동압력이 얻어지게 된다. 예를들면, 앞 차바퀴는, 운전자가 브레이크 페달을 작동하지 않더라도, 별도의 실제동컨트롤러(311)에 의해서 선택적으로 과잉제동할 수 있다. 물론, 다른 차바퀴를 필요에 따라서 부가적으로 제동할 수 있다.

제 3 서브모듈(203)의 동작모드에 관하여는, 제 4 도에 관하여 기술한다. 이 서브모듈은, 외부활주(skid) 검출장치(401), μ 스플리트검출장치(402) 및 마찰계수검출장치(403)들 포함하고 있다.

조향각도신호(δv)(센서(105)), 가로방향가속도(ay) 및(또는) 편요동 각속도(ω)(센서(104)), 및 차량의 세로방향속도(Vx)는, 외부활주검출장치(401)로 이송된다. 측정된 차량운동특성데이터가, 외부활주검출장치(401)에 있어서 이미 알고 있는 방법으로 차량의 기준모델과 비교된다. 이 기준모델은, 어떤 차량운동특성데이터로 차량이 아직 제어할 수 있는가, 즉 또한 안정한가를 나타낸다. 이 비교의 함수로서, 변수(fzstab)이 외부활주검출장치(401)의 출력변수로서 형성된다. 이 변수는, 2 개이상 이산치를 잡든가, 혹은 차량이 어느 정도 아직 안정한가를 연속적으로 표시한다.

μ 스플리트 검출장치(402)에서는, 변수(wsplit)가, 조향각도센서, 차량의 가로방향가속도센서 및(또는) 편요동 속도센서의 신호, 개개의 차바퀴브레이크의 동작시간(Tij) 및 차량속도(Vx)에 기인하여 획득된다. 이 변수(wsplit)는, 차량의 우측과 좌측의 도로의 마찰계수가 다른지 어떤지를 표시한다. 개개의 차바퀴브레이크간의 압력차는, 앤티 로크 브레이크 시스템(102)으로부터 얻을 수 있는 밸브동작시간(Tii)에서 계산할 수 있다. 이 들의 제동압력기준치가 순간조향각도와 순간 가로방향가속도 (혹은, 임의로 순간 편요동 각속도)와 비교되면, 차량의 우측과 좌측에서의 도로의 마찰계수가 다른 정도로 관하여 측정이 얻어진다. 물론, 밸브동작시간(Tij) 대신에, 개개의 차바퀴브레이크의 제동압력도 또한 직접 검출할 수 있지만, 이것에는 확장된 센서시스템을 필요로 한다. μ 스플리트검출장치(402)의 출력신호(wsplit)는, 디지탈(μ 스플리트조건 yes 또는 no), 다중레벨신호, 혹은 연속적신호의 어느것인가로 구성할 수 있다.

조향각도, 차량의 가로방향가속도, 및(또는) 편요동 각속도, 및 차량의 세로방향속도의 신호가, 마찰계수검출장치(403)로 이송된된다. 차량의 기준모델과의 비교도 또한, 마찰계수검출장치(403)에 있어서 행하여지어, 마찰계수신호(μ)도 또한 이 비교의 결과로서 출력측에 존재한다.

상황을 검출하기 앞서 서술한 장치(203)(제 3 서브모듈)에 의해, 컨트롤러수단(101)전체를, 각 주행상황과, 차량이 받는 그 때의 환경적상황에 매우 정확히 적합시킬 수 있다.

제 5 도는, 제 1 서브모듈(201)의 더욱 정확한 동작모드를 나타낸다. 특히, 조향각도(δv) 및 차량의 세로방향속도(Vx)가, 장치(502)로 이송된다. 기준변수는, 차량모델에 의하여 형성된다. 해당 실시예의 이 부분의 1개의 특징은, 이미 서술한 제어변수의 소요범위가 계산되는 사실에 있다. 이것은, 제 3 서브모듈(203)의 출력신호의 함수로서, 그리고 조향속도(δv) 및 차량의 세로방향속도(Vx)의 함수로서 생길수있다. 이것에 대하여, 제 6 도에 관하여 더욱 정확한 설명을 행한다.

제 6 도의 장치(601)에서는, 제 1 상한(fzlmax)과 하한(Fzlmin)이, 검출된 조향각도(δv), 차량의 세로방향속도(Vx) 및 μ스플리트검출장치(제 3 서브모듈(203))의 출력신호의 함수로서 식별된다. 따라서, 높은 마찰계수를 가지는도로의 소요범위는, 최초에, 차량모델을 사용하여 장치(601)에 의한 운전자의 조향운동에서 얻어진다. 이 최초의 소요범위는, 차량의 평활한 도로 에서의 외부활주를 방지하기 위하여, 마찰계수의 적합(605,602)에 의해서 보정된다. 이 목적을 위하여, 차량의 세로방향속도(Vx), 기준변수(fzdes) 및 제 3 서브모듈에서 식별된 도로의 마찰계수(μ)가, 마찰계수리미터(605)로 이송된다. 리미터(605)에 있어서 식별된 한도치를 보정하는 변수(fzμ)는, 이 들로부터 식별된다. 이 들의 보정된 한도치는, 제 6 도에 있어서(fzμmax 및 fzμmin)에 의해서 나타난다.

이것에도 개의치 않고, 외부활주의 경향이 생기면, 소요범위는 차량을 안정화하기 위해서 또한 별도의 적합(606,603)을 받는다. 이 목적을 위하여, 차량의 세로방향속도(Vx), 계산된 기준변수(fzdes), 식별된 도로의 마찰계수(μ), 및 안정성변수(fzstab)가 안정화장치(606)로 이송된다. 한도치를 보정하기위해서, 변수(fβ)가 안정화장치(606)의 출력측에 형성되어, 한도치의 형성중에 논리접속(603)에 승산적으로 포함된다.

이와 같이 결정되는 안정상태의 소요범위(승산단(603)의 출력)은, 마지막에는 장치(607 또는 604)에 의해서 소요의 운동 특성이 주어진다. 이 목적을 위하여, 차량의 세로방향속도(Vx) 및 안정성변수(fzstab)(제 3 서브모듈(203)의 출력신호)가 동적 적합장치(607)로 이송된다. 안정상태의 소요범위가 장치(604)에 의해 동적으로 되는 운동특성신호 T가, 장치(607)의 출력축으로 찾아진다. 동적으로 된 이 소요범위는, 이미 서술한 한도치(fzmax 및 fzmin)를 가진다.

그 때의 각 주행상황(μ 스플리트, 외부활주, 미제동, 전체 제동상태의 차량)의 개개의 계산단계는, 장치(502)에서 적합하게 된다. 또한, 퍼지논리법을 각 계산스텝에서 사용할 수 있다.

요약하면, 장치(502)에 의해서, 애매하지 않은 소요치 대신에 차량의 운동변수(fz)에 대한 소요범위(fzmin. fzmax)가 미리 규정되어, 이 소요범위(fzmin, fzmax)가 차량의 최대허용 가로방향 운동특성과 최소요구 가로방향 운동특성을 나타낸다. 소요범위의 상한(fzmax)는, 운동특성 및 절대적크기에 비추어 차량의 자연운동보다 약간 큰 차량의 거동을 기술하고, 또한 안정성한도를 나타낸다. 하한(fzmin)은, 바람직하지 않은 조건하(차량의 자연운동보다 하방)에 있어서 요구되는 조향운동에 대한 취소차량응답을 나타낸다. 상기 범위한도의 개개의 특정한 결과로서, 여러가지문제에 적응되는 계산이 가능하고, 예를들면, 상한(안정성) 및 하한(조향성)에 대한 다른 차량모델 및 운동특성의 사용이 가능하다. 제 2 컨트롤러수단은, 차량운동변수(fz)가 소요의 대역에 의해 기술될 수 있는 범위를 벗어날 때까지 개입하여서는 안된다.

그 결과로서 불필요한 개입은 피하게되고, 전체제동의 경우에 종속 앤티 로크 브레이크 시스템(102)가 상대적으로 긴 위상에 걸쳐서 흩어지는 일없이 제어할 수 있다. 특히, 제어변수가 소요범위외로 될때까지 동작이 생기지 않는다. 정확하게 시간 조절된 개입을 보증하기위해서, 제어변수가 소요범위를 벗어나거나 벗어나도록 하는 것이 명료한 때는 항상 동작이 발생한다. 이 목적을 위하여, 예를들면, 시간에 걸치는 제어변수(fz)의 거동을 추정할 수 있다.

제 7 도에 관하여, 먼저 서술한 앤티 로크 브레이크 시스템(102)에 덧붙여,또 다른 서브 시스템으로의 실시예의 확장에 대하여 기술한다. 이미 서술한, 앞서 서술한 방법으로 센서신호의 함수로서 매우 광범위한 액튜에이터에 대한 동작신호를 공급하는 제 2 컨트롤러수단은, 참조번호 101에 의해서 식별된다. 먼저 서술한 실시예에서는, 앤티 로크 브레이크 시스템(102)의 범위내의 제동신호의 수정이 나타났다. 그러나, 본 발명에 의하면, 또 다른 서브 시스템도 또한, 제 2 컨트롤러수단(101)에 의해서 영향을 받는 것이 가능하다. 특히 이 점에서, 공지의 견인 제어장치(111)가 생각되고 있고, 이 견인제어장치(111)에 의해서, 차바퀴구동토크를 감소하기 위해서 액튜에이터를 동작시키기 위해서, 차바퀴의 미끄러짐이 동작신호를 형성함에 의해 제어된다. 더욱 또한, 기어 박스 제어장치(112)가 서브 시스템으로서 제공되어, 이 기어 박스 제어장치(112)에 의해, 차량의 기관과 차바퀴간의 전달비가 액튜에이터의 조작을 위한 동작신호를 형성함에 의하여 조정 즉 제어된다. 그 결과, 현존하는 표준적인 컨트롤러(102,111 및 112)와 「상위호환성이 있는」 모듈라 차량운동 특성 제어장치가 얻어진다. 이와 같이, 차량의 운동을 위한 종속 컨트롤러(101) 및 제동처리를 위한 종속컨트롤러(102), 혹은 구동계통(111,112)을 구비한 계층적으로 구성되는 모듈라 차량운동특성 제어장치가 얻어진다. 이 문맥에 있어서, 종속컨트롤러(102,111,112)는 1개의 인터페이스가 별도로 설치되는 것만으로 좋은 종래의 표준적 컨트롤러라도 된다.

특히, 제 2 컨트롤러수단(101) 및(또는) 센서(104,105), 특히 그 신호가 오로지 컨트롤러수단(101)으로 이송되는 센서의 정확한 기능을 감시하는 감시장치(110)가 제공된다. 컨트롤러수단(101) 및(또는) 센서(104,105)의 부당한기능이 감시장치(110)에 의해 확립되면, 제 2 컨트롤러수단(101)의 출력신호는, 가장 간단한경우에는 억제된다. 따라서, 종속컨트롤러(101,111,112)는 각개의 직렬상태에 대응하는 긴급동작모드로 진행한다.

본 발명의 또한 특수한 특징에 대하대, 제 8 도에 관하여 다음에 언급하기로 한다. 제 2 컨트롤러수단(101)에 있어서 사용되는 컨트롤러내부변수, 즉, 기준변수(fzdes), 제어변수(fzact) 및 주행상황변수(fzstab, wsplit 및 μ)는, 먼저 말한 것처럼, 센서에 의해서 식별되는 데이터로 부터 얻어진다. 그러나, 이것들의 컨트롤러내부변수는, 다른 센서형태에 의해 검출할 수 있다. 이 목적을 위하여, 제 8 도에 있어서, 조향각도센서(105) 및 편요동 속도센서(104a)가, 제 1 센서형태(801)로서 나타난다. 컨트롤러내부변수를 식별하기위한 제 2 센서형태는, 블럭(802)에 의해서 식별되고, 또한 조향각도센서(105)와 가로방향가속도센서(104b)를 포함하고 있다. 제 3 센서형태(803)도 또한, 조향각도센서(105), 편요동 속도센서(104a) 및 가로방향가속도센서(104b)를 포함하고있다. 또한, 제 8 도에 있어서, 조향각도센서(105) 및 복수의 가로방향가속도센서(104b,104b')가 제 4 센서형태로서 나타나고, 가로방향가속도센서(104b,104b')는 차량의 여러 지점에 설치된다. 여기에서 서술한 컨트롤러내부변수는, 4개의 모든 센서형태의 신호로부터 얻을 수 있다. 본 발명에 의하면 제 2 컨트롤러수단(101)은, 2개의 영역, 즉 각각 선택된 센서형태(801,802,803 또는 804)에 적합되는 제 1 영역(101b)과, 각 센서 형태의 선택의 여하에 개의치 않는 센서형태와는 독립적인 컨트롤러내부변수만을 처리하여 동작신호(Sij)를 출력하는 제 2영역(101a)으로 나누어진다. 이 목적을 위하여, 제 1 영역(101b)은, 컨트롤러내부변수가 1개의 센서형태의 센서신호에 기인하여 형성되도록 구성된다.

본 발명에 의한 제어시스템의 유연성은, 센서형태에 의존하지않는 영역(수단)(101a)과 센서형태에 의존하는 영역(수단)(101b)을 이와 같이 나누는것에 따라 또한 증대된다. 본 발명에 의한 제어가 차량에 적응되면, 필요한 것의 모두는, 컨트롤러수단(101a)은 변경하지 않은 채로 각각의 현센서형태에 수단(101b)을 적응하는 것이다. 그 결과, 개발과 적용에 있어서의 작은 경비가 가능하게 된다.

본 발명의 이 부분에 대하여 더욱 상세한 내용을 알기위해서, 제 2 도, 제 3 도, 제 4 도 및 제 5 도를 또 한번 참조한다. 상기 도면에 있어서 이미 서술한 블럭은, 각각 기호 a와 기호 b를 가지는 2개의 영역으로 나누어진다. 이것은, 각각 센서형태에는 의존하지않는 먼저 서술한 수단(문자 a로 나타난다)과, 센서형태에 의존하는 수단(부속어 b로 나타난다)에 대응하고 있다. 예를들면, 소요의 값을 규정하여 차량을 제어하는 상황을 검출하는 차량운동특성모듈은, 센서형태에 의존하지 않는 영역과 센서형태에 의존하는 영역으로 분할된다. 항상(예를들면, 가로방향가속도 또는 편요동 속도에) 즉시 정규화되는 차량의 운동변수(fzact 또는 fzdes)는, 센서형태에 의존하지않는 영역(예를들면, 차량모델, 컨트롤러의 중추부)에 있어서 사용된다. 이들 영역은, 별도의 센서형태가 선택되는 때에는 변화하지 않는다. 가능한 센서형태에 의존하는 영역은, 이하와 같다.

- 각 센서변수로부터의 차량운동변수의 계산(블럭(302 및 501)

- 다른 센서형태에 의해 다르도록 실현되는 기능(예를들면, 외부활주검출장치(401))

- 기본적기능의 센서형태에 의존하는 개선(예를들면, 별도의 컨트롤러(310)의 구성요소)

요약하면, 이하의 것이 본문에 서술한 실시예에 있어서 타당하다. 즉, 실시예에 나타난 차량운동특성 제어시스템은, 여러가지의 독립적인 표준적컨트롤러(앤티 로크 브레이크 시스템, 견인제어장치, 기어 박스제어장치)에 기인하는 것이다. 가령, 앤티 로크 브레이크 시스템 또는 견인제어장치인 경우는, 표준적 센서 시스템은, 주로 차바퀴속도센서를 포함하고 있다, 기어 박스 제어장치인 경우는, 일반적으로, 기관속도 및(또는) 기어 박스의 입력속도, 및 기어 박스의 출력속도 및 기관부하도 또한 측정된다. 이 표준적 센서 시스템에 덧붙여, 차량의 조향각도 및 편요동 속도 및(또는) 차량의 가로방향가속도가 센서를 사용하여 검출된다. 요구되는 다른 변수는, 현재 어느 센서 시스템에 기인하고 추정된다. 본문에 서술한 실시예의 주된 목적은, 심각한 주행상황에 있는 차량을 안정화시키는 것에 있다. 그러나, 심각한 주행상황에 있어서의 안정화의 개선은, 특히 엄밀한 제동조작인 경우에만 충당되는 것은 아니다.

제 1 도는 차량운동적특성 제어시스템의 제 2 컨트롤러 수단(101)과 제 1 컨트롤러수단(102)을 나타내는 도면.

제 2 도는 제 1 도의 제 2 컨트롤러수단, 즉 제 2 모듈(101)을 더욱 상세히 나타내는 도면.

제 3 도는 제 2 서브모듈(202)의 더욱 정확한 기능을 나타내는 도면.

제 4 도는 제 3 서브모듈(203)의 더욱 정확한 기능을 나타내는 도면.

제 5 도는 제 1 서브모듈(201)의 더욱 정확한 동작모드를 나타내는 도면.

제 6 도는 보정된 상한치(fzlmax)와 하한치(fzlmin)을 출력신호의 함수로서 식별하는 장치를 나타내는 도면.

제 7 도는 계층적으로 구성되는 모듈라 차량운동특성 제어장치로의 본 발명의 확장실시예를 나타내는 도면.

제 8 도는 컨트롤러수단을 제 1 영역과 제 2 영역으로 나누어 제어시스템의 유연성을 높이는 본 발명의 확장실시예를 나타내는 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

101: 제 2 컨트롤러수단

102: 제 1 컨트롤러수단(앤티 로크 브레이크 시스템)

103ij: 차바퀴 속도 센서

104a: 편요동 속도 센서

104b: 가로방향 가속도 센서

105: 조향 속도 센서

106ij: 차바퀴브레이크

110: 감시 장치

111: 주행 제어 장치

112: 기어 박스 제어 장치

201: 제 1 서브모듈

202: 제 2 서브모듈

203: 제 3 서브모듈

301: 장치(제어에러)

302: 장치(제어변수)

303: 뒤 차축

304: 앞 차축

310: 별도의 컨트롤러

311: 별도의 실제동 컨트롤러

401: 외부활주 검출장치

402: μ스플리트 검출장치

403: 마찰계수 검출장치

502: 장치(차량모델, 소요범위)

601: 장치(운전자의 요구)

605: 마찰계수 리미터

606: 안정화장치

607: 동적적합장치

Claims (12)

1. 바퀴와 상기 바퀴에서의 브레이크를 구비한 차향의 운동을 제어하기 위한 차량 운동특성 제어 시스템으로서,

   제 1 가로방향 가속도 신호, 제 2 가로방향 가속도 신호, 편요동 속도 신호로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 신호와 조향 각도 신호를 포함한 센서 신호를 생성하는 선택가능한 센서 수단과,

   상기 센서 수단과 연결된 제 1 컨트롤러 영역 및 제 2 컨트롤러 영역을 포함하는 컨트롤러 수단과,

   상기 바퀴에 제동력을 적어도 하나의 제어 신호의 함수로서 적용하는 수단을 포함하며,

   상기 제 1 컨트롤러 영역은 상기 신호 그룹중 어느 것이 센서 수단에 의해 생성되는지에 종속되는 함수로서 다수의 컨트롤러 내부 변수를 형성하고, 상기 제 2 컨트롤러 영역은 상기 다수의 컨트롤러 내부 변수의 함수로서 제어 신호를 형성하며, 이 함수는 상기 신호 그룹중 어느 것이 센서 수단에 의해 생성되는지와 무관한 차량 운동특성 제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 선택가능한 센서 수단은 조향 각도 센서와 편요동 속도 센서를 포함하는 차량 운동특성 제어 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 선택가능한 센서 수단은 조향 각도 센서를 포함하는 차량 운동특성 제어 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 선택가능한 센서 수단은 조향 각도 센서와, 편요동 속도 센서 및, 가로방향 가속도 센서를 포함하는 차량 운동특성 제어 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 선택가능한 센서 수단은 조향 각도 센서와, 바퀴상의 다른 지점에서의 한쌍의 가로방향 가속도 센서를 포함하는 차량 운동특성 제어 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 컨트롤러 영역은 상기 신호 그룹중 어느 것이 센서 수단에 의해 생성되는지와 무관하게 차량의 가로방향 운동과 편요동 운동중 어느 한 운동을 나타내도록 상기 컨트롤러 내부 변수중 하나를 형성하는 차량 운동특성 제어 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 컨트롤러 수단은,

   상기 제어변수중 하나의 소정 범위를 최소 제어 변수와 최대 제어 변수에 의해 상기 제 1 가로방향 가속도와 편요동 가속도중 적어도 하나의 가속도의 함수로서 형성하는 제 1 서브 모듈과,

   상기 컨트롤러 내부 변수중 하나를 형성하며 이를 상기 제어 변수의 소정 범위와 비교하고 이 비교에 기초하여 제어 신호를 형성하는 제 2 서브 모듈은 포함하고는 차량 운동특성 제어 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   바퀴의 회전 운동을 검출하기 위한 수단을 추가로 포함하며,

   상기 컨트롤러 수단은 추가로,

   상기 컨트롤러 변수가 차량의 현재 이동 상황을 상기 가로방향 가속도와 편요동 가속도중 적어도 하나의 가속도와 바퀴의 회전 운동의 함수로서 나타내도록 컨트롤러 내부 변수중 하나를 형성하고 이 변수를 상기 제 1 및 제 2 서브 모듈중 적어도 하나의 모듈로 보내는 제 3 서브 모듈을 포함하는 차량 운동특성 제어 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   각각의 서브모듈은 상기 제 1 컨트롤러 영역내의 부분과 상기 제 2 컨트롤러 영역내의 부분을 구비하는 차량 운동특성 제어 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 각각의 바퀴에 제동력을 적용하는 수단은 각 바퀴에서의 브레이크 액튜에이터를 포함하는 차량 운동특성 제어 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 각각의 바퀴에 제동력을 적용하는 수단은 엔진에 의해 생성되는 바퀴 구동 토크를 감소하기 위한 수단을 포함하는 차량 운동특성 제어 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 각각의 바퀴에 제동력을 적용하는 수단은 엔진과 바퀴 사이의 동력전달비를 조절하기 위한 수단을 포함하는 차량 운동특성 제어 시스템.