KR100505045B1 - 차량의 에이지씨에스 및 이에스피 통합 조절방법 - Google Patents

차량의 에이지씨에스 및 이에스피 통합 조절방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 AGCS 및 ESP 통합 조절방법에 관한 것으로, 차량의 횡지 센서와 휠 센서를 이용하여 저/고 마찰력을 판단하는 단계; 판단 단계에서 고 마찰력일 경우, AGCS 토우 제어부가 구동되어 차량의 조향각 속도 센서로부터 제공된 조향각 속도 신호와 차속을 이용하여 횡가속도(Flateral) 값으로 추정하는 단계; 추정된 횡가속도 신호와, 차량의 조향각 센서로부터 제공되는 조향각 신호(δ)를 이용하여 엑츄에이터 조향 방향을 결정한 후, 노면의 거칠기를 판단하여 스토로크 제어량(Sstroke)을 제공하는 단계; 스토로크 제어량에 따라 스토로크를 보다 정밀하게 조절하는 단계; 판단 단계에서 저 마찰력일 경우, ESP 요우 제어부가 구동되어 차량의 차속 센서로부터 제공되는 속도 신호(Vfiltered) 및 조향각 센서로부터 제공되는 조향각 신호(δ)와, 횡가속도 센서로부터 제공되는 횡가속도(Alateral) 신호를 이용하여 차량의 거동을 예측하며, 예측된 차량 거동 예측 값(φdesired)을 제공하는 단계; 차량 거동 예측 값(φdesired)과 차량의 요우 레이트 센서로부터 제공되는 실제 차량 정보(φmeasured)를 이용하여 오버 스티어(oversteer) 및 언더 스티어(understeer)중 어느 하나를 체크하는 단계; 체크 단계에서 오버 스티어일 경우, 앞바퀴 외측 바퀴를 제동하는 단계를 포함한다. 따라서, 노면에 따른 운전 조건을 최적의 상태로 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량의 에이지씨에스 및 이에스피 통합 조절방법{METHOD FOR REGULATING AGCS AND ESP UNIFICATION SYSTEM IN CAR}
본 발명은 차량의 에이지씨에스(Active Geometry Control Suspension, AGCS) 및 이에스피(Electric Stability Program, ESP) 통합 조절방법에 관한 것으로, 특히 고마찰 노면 조건에서 AGCS를 구동시키고, 저마찰 노면 조건에서 ESP를 동작시켜 노면에 따른 운전 조건을 최적의 상태로 조절할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
통상적으로, ESP 시스템은 저마찰 노면 조건에서의 차량의 거동을 자동적으로 조절해 주기 위해 개발된 시스템으로, 눈길이나 얼음길에서 차량이 미끄러져 발생할 수 있는 스핀 아웃(spin out) 현상을 제동 장치를 전자적으로 조절하여 막아주기 위한 것이다.
그러나, 상술한 ESP 기술은 제동 장치를 이용한 시스템으로서 차량의 진행을 저지하는 역할을 하기 때문에 자동차가 거의 불안정한 상태에서 발생되는 상황을 제외하고는 일반 노면이 고마찰 조건에서는 가능한 동작을 하지 않도록 구성하는 특징이 있어 대부분의 운전 상황을 차지하는 곳에서는 활용도가 적다는 문제점이 있다.
또한, AGCS 시스템은 차량 선회 시 토우 아웃(Toe Out) 경향이 나타나 조정성이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 리어 컨트롤 아암의 길이를 신축시켜 선회 시 후륜을 토우 인(Toe In)으로 유도하여 차량의 롤(Roll) 발생시 조종 안정성을 향상시키는 시스템이다.
이러한, AGCS 기술은 고마찰 조건의 노면에서 차량의 하중 이동과 함께 후륜의 링크(link) 구조를 엑츄에이터(actuator)를 이용하여 동작시킴으로, 토우(toe) 조절을 통해 차량의 안정성을 확보해 주며, 서스펜션(suspension) 구조로서 차량의 안정성을 확보할 수 있지만, 이 기술은 저마찰 조건의 노면과 가혹한 운전 조건 하에서는 ESP 시스템과 같은 역할을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 고마찰 노면 조건에서 AGCS를 구동시키고, 저마찰 노면 조건에서 ESP를 동작시켜 노면에 따른 운전 조건을 최적의 상태로 조절할 수 있도록 하는 차량의 AGCS 및 ESP 통합 조절방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 차량의 AGCS 및 ESP 통합 조절방법은 차량의 횡지 센서로부터 제공되는 옆으로 쏠리게 되는 가속도 신호와, 휠 센서로부터 제공되는 차량의 속도 신호(V)를 이용하여 저/고 마찰력을 판단하는 단계; 판단 단계에서 고 마찰력일 경우, AGCS 토우 제어부가 구동되어 차량의 조향각 속도 센서로부터 제공된 조향각 속도 신호와 차속을 이용하여 횡가속도(Flateral) 값으로 추정하는 단계; 추정된 횡가속도(Flateral) 신호와, 차량의 조향각 센서로부터 제공되는 조향각 신호(δ)를 이용하여 엑츄에이터 조향 방향을 결정한 후, 노면의 거칠기를 판단하여 스토로크 제어량(Sstroke)을 제공하는 단계; 스토로크 제어량(Sstroke)에 따라 스토로크(stroke)를 보다 정밀하게 조절하는 단계; 판단 단계에서 저 마찰력일 경우, ESP 요우 제어부가 구동되어 차량의 차속 센서로부터 제공되는 속도 신호(Vfiltered) 및 조향각 센서로부터 제공되는 조향각 신호(δ)와, 횡가속도 센서로부터 제공되는 횡가속도(Alateral) 신호를 이용하여 차량의 거동을 예측하며, 예측된 차량 거동 예측 값(φdesired)을 제공하는 단계; 차량 거동 예측 값(φdesired)과 차량의 요우 레이트 센서로부터 제공되는 실제 차량 정보(φmeasured)를 이용하여 오버 스티어(oversteer) 및 언더 스티어(understeer)중 어느 하나를 체크하는 단계; 체크 단계에서 오버 스티어일 경우, 앞바퀴 외측 바퀴를 제동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 AGCS 및 ESP 통합 조절방법을 수행하기 위한 블록 구성도로서, 저/고 마찰 판단부(50)와, AGCS 토우 제어부(100)와, ESP 요우 제어부(200)를 포함한다.
저/고 마찰 판단부(50)는 차량의 횡지 센서(10)와 휠 센서(20)를 통해 마찰력을 판단하는 블록으로, 차륜 휠에 장착된 횡지 센서(10)로부터 제공되는 옆으로 쏠리게 되는 가속도 신호와, 휠 센서(20)로부터 제공되는 차량의 속도 신호를 이용하여 저/고 마찰력을 판단하는데, 상술한 판단에서 고 마찰력일 경우 AGCS 토우 제어부(100)를 구동시키며, 저 마찰력일 경우 ESP 요우 제어부(200)를 구동시킨다.
AGCS 토우 제어부(100)는 저/고 마찰 판단부(50)의 고 마찰 판단에 의해 구동되어 차량의 롤(Roll) 발생 시 조종 안정성을 향상시킬 수 있도록 제어하는 블록으로, 차속 센서(110)와, 조향각 속도 센서(120)와, 횡가속도 추정부(130)와, 엑츄에이터 구동부(140)와, 조향각 센서(150)와, 엑츄에이터 구동 스토로크(170)를 구비한다.
차속 센서(110)는 차량의 속도를 감지하고, 감지된 속도 신호를 횡가속도 추정부(130)에 제공하며, 조향각 속도 센서(120)는 차량의 조향각 속도를 감지하고, 감지된 조향각 속도 신호를 횡가속도 추정부(130)에 제공한다.
횡가속도 추정부(130)는 차속 센서(110)로부터 제공된 속도 신호와, 조향각 속도 센서(120)로부터 제공된 조향각 속도 신호 중, 상술한 바와 같이 감지된 조향각 속도 신호와 차속을 이용하여 횡가속도 값으로 추정하여 엑츄에이터 구동부(140)에 그 값을 제공한다.
조향각 센서(150)는 차량의 조향각을 감지하고, 감지된 조향각 신호를 엑츄에이터 구동부(140)에 제공한다.
엑츄에이터 구동부(140)는 횡가속도 추정부(130)로부터 제공되는 횡가속도 신호와, 조향각 센서(150)로부터 제공되는 조향각 신호를 이용하여 엑츄에이터 조향 방향을 결정한 후, 노면의 거칠기를 판단하며, 스토로크 제어량에 따라 스토로크를 보다 정밀하게 조절하도록 하는 스토로크 조절 값을 엑츄에이터 구동 스토로크(170)에 제공한다.
엑츄에이터 구동 스토로크(170)는 엑츄에이터 구동부(140)로부터 제공되는 스토로크 조절 값에 따라 스토로크(stroke)를 보다 정밀하게 조절한다.
ESP 요우 제어부(200)는 저/고 마찰 판단부(50)의 저 마찰 판단에 의해 구동되어 눈길이나 얼음길에서 차량이 미끄러져 발생할 수 있는 스핀 아웃(spin out) 현상을 전자적으로 조절하여 막아주도록 제어하는 블록으로, 차속 센서(210)와, 조향각 센서(220)와, 차량 거동 추정부(230)와, 횡가속도 센서(240)와, 요우 레이트 센서(250)와, 실제 차량 거동량 판단부(260)와, 제동 장치 제어부(270)를 구비한다.
차속 센서(210)는 차량의 속도를 감지할 수 있는 휠 스피드 센서(wheel speed sensor)라 칭하며, 차량의 속도를 감지하고, 감지된 속도 신호를 차량 거동 추정부(230)에 제공한다.
조향각 센서(220)는 차량의 조향각을 감지하고, 감지된 조향각 신호를 차량 거동 추정부(230)에 제공한다.
횡가속도 센서(240)는 차량의 횡가속도를 감지하고, 감지된 횡가속도 신호를 차량 거동 추정부(230)에 제공한다.
차량 거동 추정부(230)는 차속 센서(210)로부터 제공되는 속도 신호 및 조향각 센서(220)로부터 제공되는 조향각 신호와, 횡가속도 센서(240)로부터 제공되는 횡가속도 신호를 이용하여 차량 거동을 예측하며, 예측된 차량 거동 예측 값을 실제 차량 거동량 판단부(260)에 제공한다.
요우 레이트 센서(250)는 요우(yaw) 거동이 생겨 미끄러짐이 발생하기 시작된 실제 차량 정보를 실제 차량 거동량 판단부(260)에 제공한다.
실제 차량 거동량 판단부(260)는 차량 거동 추정부(230)로부터 제공되는 차량 거동 예측 값과 요우 레이트 센서(250)로부터 제공되는 실제 차량 정보를 이용하여 오버 스티어(oversteer) 및 언더 스티어(understeer)중 어느 하나를 판단한 스티어 값(Vovernunder)을 결정하여 제동 장치 제어부(270)에 제공한다.
제동 장치 제어부(270)는 실제 차량 거동량 판단부(260)로부터 제공된 스티어 값이 오버 스티어일 경우, 앞바퀴 외측 바퀴를 제동하는 반면에, 언더 스티어일 경우, 뒷바퀴 내측 바퀴를 제동한다.
도 2의 흐름도를 참조하면서, 상술한 구성을 바탕으로, 본 발명에 따른 차량의 AGCS 및 ESP 통합 조절방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 차량 내 저/고 마찰 판단부(50)는 차륜 휠에 장착된 횡지 센서(10)로부터 제공되는 옆으로 쏠리게 되는 가속도 신호와, 휠 센서(20)로부터 제공되는 차량의 속도 신호(V)를 이용하여 저/고 마찰력을 판단한다(단계 201).
상기 판단 단계(201)에서 고 마찰력 현상, 즉 차량 선회 시 토우 아웃(Toe Out) 경향이 나타나 마찰력이 증가하게 되는 현상이 발생될 경우, 도 2a와 같이, AGCS 토우 제어부(100)를 구동시킨다(단계 202).
AGCS 토우 제어부(100)는 저/고 마찰 판단부(50)의 고 마찰 판단에 의해 구동된다.
즉, AGCS 토우 제어부(100)내 차속 센서(110)는 차량의 속도를 감지하고, 감지된 속도 신호(V)를 횡가속도 추정부(130)에 제공하며(단계 203), 조향각 속도 센서(120)는 차량의 조향각 속도를 감지하고, 감지된 조향각 속도 신호를 횡가속도 추정부(130)에 제공한다(단계 204).
횡가속도 추정부(130)는 조향각 속도 센서(120)로부터 제공된 조향각 속도 신호와 차속을 수학식 1에 적용시켜 횡가속도(Flateral) 값으로 추정하여 엑츄에이터 구동부(140)에 그 값을 제공한다(단계 205).
엑츄에이터 구동부(140)는 횡가속도 추정부(130)로부터 제공되는 횡가속도(Flateral) 신호와, 조향각 센서(150)로부터 제공되는 조향각 신호(δ)에 따라 엑츄에이터 조향 방향을 결정한 후, 노면의 거칠기를 판단하며, 스토로크 제어량(Sstroke)을 수학식 2를 통해 계산하여 스토로크를 보다 정밀하게 조절하도록 하는 스토로크 조절 값을 엑츄에이터 구동 스토로크(170)에 제공한다(단계 206).
여기서, a, b는 컨트롤 게인(control gain) 값으로, 차량 튜닝 부분이다.
그리고, 운전자의 조향 방향이 우측 턴(right turn)일 경우, 엑츄에이터 조향 방향은 좌측 엑츄에이팅(left actuating)하며, 운전자의 조향 방향이 좌측 턴(left turn)일 경우, 엑츄에이터 조향 방향은 우측 엑츄에이팅(right actuating)한다.
엑츄에이터 구동 스토로크(170)는 엑츄에이터 구동부(140)로부터 제공되는 스토로크 조절 값에 따라 스토로크를 보다 정밀하게 조절한다(단계 207).
상기 판단 단계(201)에서 저 마찰력 현상, 즉 눈길이나 얼음길에서 차량이 미끄러져 발생할 수 있는 스핀 아웃(spin out) 현상이 되는 현상이 발생될 경우, 도 2b와 같이, ESP 요우 제어부(200)를 구동시킨다(단계 209).
ESP 요우 제어부(200)는 저/고 마찰 판단부(50)의 저 마찰 판단에 의해 구동된다.
즉, ESP 요우 제어부(200)내 차속 센서(210)는 차량의 속도를 감지할 수 있는 휠 스피드 센서(wheel speed sensor)라 칭하며, 차량의 속도를 감지하고, 감지된 속도 신호(Vfiltered)를 차량 거동 추정부(230)에 제공한다(단계 210).
조향각 센서(220)는 차량의 조향각을 감지하고, 감지된 조향각 신호(δ)를 차량 거동 추정부(230)에 제공한다(단계 211).
횡가속도 센서(240)는 차량의 횡가속도(Alateral)를 감지하고, 감지된 횡가속도(Alateral) 신호를 차량 거동 추정부(230)에 제공한다(단계 212).
차량 거동 추정부(230)는 차속 센서(210)로부터 제공되는 속도 신호(Vfiltered) 및 조향각 센서(220)로부터 제공되는 조향각 신호(δ)와, 횡가속도 센서(240)로부터 제공되는 횡가속도(Alateral) 신호를 이용하여 차량 거동을 예측하며, 예측된 차량 거동 예측 값을 실제 차량 거동량 판단부(260)에 제공한다(단계 213).
이때, 요우 레이트 센서(250)는 요우(yaw) 거동이 생겨 미끄러짐이 발생하기 시작된 실제 차량 정보를 실제 차량 거동량 판단부(260)에 제공한다(단계 214).
실제 차량 거동량 판단부(260)는 차량 거동 추정부(230)로부터 제공되는 차량 거동 예측 값(φdesired)과 요우 레이트 센서(250)로부터 제공되는 실제 차량 정보(φmeasured)를 수학식 3에 적용시켜 오버 스티어(oversteer) 및 언더 스티어(understeer)중 어느 하나를 체크(단계 215)하여 스티어 값(Vovernunder)을 결정하여 제동 장치 제어부(270)에 제공한다.
제동 장치 제어부(270)는 상기 체크 단계(215)에서 오버 스티어일 경우, 앞바퀴 외측 바퀴를 제동하며(단계 216), 반면에, 상기 체크(215) 단계에서 언더 스티어일 경우, 뒷바퀴 내측 바퀴를 제동한다(단계 217).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고마찰 노면 조건에서 AGCS를 구동시키고, 저마찰 노면 조건에서 ESP를 동작시킴으로써, 노면에 따른 운전 조건을 최적의 상태로 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 에이지씨에스 및 이에스피 통합 조절방법을 수행하기 위한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 에이지씨에스 및 이에스피 통합 조절방법에 대한 상세 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 횡지 센서 20 : 휠 센서
50 : 저/고 마찰 판단부 100 : AGCS 토우 제어부
110 : 차속 센서 120 : 조향각 속도 센서
130 : 횡가속도 추정부 140 : 엑츄에이터 구동부
150 : 조향각 센서 170 : 엑츄에이터 구동 스토로크
200 : ESP 요우 제어부 210 : 차속 센서
220 : 조향각 센서 230 : 차량 거동 추정부
240 : 횡가속도 센서 250 : 요우 레이트 센서
260 : 실제 차량 거동량 판단부 270 : 제동 장치 제어부

Claims (5)

  1. 차량의 에이지씨에스(Active Geometry Control Suspension, AGCS)와 이에스피(Electric Stability Program, ESP) 통합 조절방법에 있어서,
    상기 차량의 횡지 센서로부터 제공되는 옆으로 쏠리게 되는 가속도 신호와, 휠 센서로부터 제공되는 차량의 속도 신호(V)를 이용하여 저/고 마찰력을 판단하는 단계;
    상기 판단 단계에서 고 마찰력일 경우, AGCS 토우 제어부가 구동되어 상기 차량의 조향각 속도 센서로부터 제공된 조향각 속도 신호와 차속을 이용하여 횡가속도(Flateral) 값으로 추정하는 단계;
    상기 추정된 횡가속도(Flateral) 신호와, 상기 차량의 조향각 센서로부터 제공되는 조향각 신호(δ)를 이용하여 엑츄에이터 조향 방향을 결정한 후, 노면의 거칠기를 판단하여 스토로크 제어량(Sstroke)을 제공하는 단계;
    상기 스토로크 제어량(Sstroke)에 따라 스토로크(stroke)를 보다 정밀하게 조절하는 단계;
    상기 판단 단계에서 저 마찰력일 경우, ESP 요우 제어부가 구동되어 상기 차량의 차속 센서로부터 제공되는 속도 신호(Vfiltered) 및 조향각 센서로부터 제공되는 조향각 신호(δ)와, 횡가속도 센서로부터 제공되는 횡가속도(Alateral) 신호를 이용하여 차량의 거동을 예측하며, 상기 예측된 차량 거동 예측 값(φdesired)을 제공하는 단계;
    상기 차량 거동 예측 값(φdesired)과 상기 차량의 요우 레이트 센서로부터 제공되는 실제 차량 정보(φmeasured)를 이용하여 오버 스티어(oversteer) 및 언더 스티어(understeer)중 어느 하나를 체크하는 단계;
    상기 체크 단계에서 오버 스티어일 경우, 앞바퀴 외측 바퀴를 제동하는 단계;
    를 포함하는 차량의 AGCS 및 ESP 통합 조절방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 체크 단계에서 언더 스티어일 경우, 뒷바퀴 내측 바퀴를 제동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 AGCS 및 ESP 통합 조절방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토로크 제어량은 수학식 2
    에 적용시켜 계산되며, 상기 a, b는 컨트롤 게인(control gain) 값으로, 차량 튜닝 부분인 것을 특징으로 하는 차량의 AGCS 및 ESP 통합 조절방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 실제 차량 정보(φmeasured)는 수학식 3
    에 적용시켜 스티어 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 AGCS 및 ESP 통합 조절방법.
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