KR100774141B1 - 요우레이트센서를 이용한 차체속도 보정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 요우레이트 센서를 이용한 차체속도 보정방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 선회제어시, 차량의 속도를 정확하게 반영하기 위해 차량의 선회정도에 따라 차체속도를 보정하는 데 있다.
본 발명은 각 차륜속도센서로부터 검출된 차륜속도를 기초하여 차량의 기준차체속도를 추정한 후, 요우레이트센서로부터 검출된 차량의 선회정도를 이용하여 기준차체속도의 보정계수를 산출하고, 이 보정계수를 이용하여 추정된 기준차체속도를 보정함으로서 차량의 선회제어시, 차량의 선회정도를 반영하여 차량의 속도를 실제 차체속도에 근사한 차체속도를 추정할 수 있어 차량의 제동성 및 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

요우레이트센서를 이용한 차체속도 보정방법{The vehicle speed compensation method which uses the yaw sensor}
도 1은 본 발명에 따른 실시예로 요우레이트 센서를 구비한 4륜 구동의 ABS차량에서의 차체속도를 보정하는 것을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예로 요우레이트 센서를 이용하여 차체속도를 보정하는 방법에 대한 흐름도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
10 : 센서부 11 : 차륜속도센서
12 : 지(G)센서 13 : 요우레이트센서
20 : 제어수단 21 ; 차륜속도연산부
22 : 종감속도연산부 23 : 기준차체속도추정부
24 : 기준차체속도보정부 25 : 슬립율연산부
26 : ABS 제어부 27 : TCS 제어부
30 : 액츄에이터부 40 : 엔진출력부
본 발명은 차체속도 보정방법에 관한 것으로, 선회제어시 요우레이트 센서를 이용하여 2륜 구동차량과 4륜 구동차량에 대해 다르게 차체속도를 보정하여 선회제동시의 차량의 제동성 및 안정성을 향상시키는 요우레이트 센서를 이용한 차체속도 보정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 전자제어시스템인 안티록 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System ; 이하 ABS라 칭함)과 트랙션 컨트롤 시스템(Traction Control System ; 이하 TCS라 칭함)은 차량의 급제동이나 급가속시 차량의 제동성과 가속성을 확보하기 위한 장치이며, 제동성능이나 가속성능을 확보하기 위해서는 정확한 차량의 속도를 구하는 것이 매우 중요하다.
종래에는 이러한 차량의 속도를 정확히 구하기 위해 2륜 구동차량과 4륜 구동차량으로 구분하여 2륜 구동차량인 경우에는 비구동륜의 차륜속도 중 가장 빠른 차륜속도를 기준차체속도로 구한다. 반면에 4륜 구동차량인 경우에는 4바퀴의 차륜속도 중 가장 빠른 차륜속도를 기준차체속도로 추정한 후, 차량의 종방향 가속도를 검출하기 위한 지(G) 센서를 이용하여 이 기준차체속도를 보정한다.
그러나, 차량의 선회시에는 차량에 횡방향의 가속도가 작용하기 때문에 2륜 구동차량에서와 같이 비구동륜을 기준으로 기준차체속도를 구하거나, 4륜 구동차량에서와 같이 지 (G)센서만을 이용하여 기준차체속도를 구하는 경우에는 선회차량의 실제 차체속도를 잘못 판단하여 ABS 및 TCS 제어시에 제동성능과 가속성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 선회제어시, 차량의 속도를 정확하게 반영하기 위해 차량의 선회정도에 따라 차체속도를 보정하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각 바퀴에서의 차륜속도를 검출하는 차륜속도센서와, 차량의 선회정도를 검출하기 위한 요우레이트센서를 구비한 차량에서의 차체속도를 보정하는 방법에 있어서, 상기 각 차륜속도센서로부터 검출된 차륜속도를 기초하여 차량의 기준차체속도를 추정하는 단계; 상기 요우레이트센서로부터 검출된 차량의 선회정도를 이용하여 기준차체속도의 보정계수를 산출하는 단계; 상기 산출된 보정계수를 이용하여 상기 추정된 기준차체속도를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예로 요우레이트 센서를 구비한 4륜 구동의 ABS 차량에서의 차체속도를 보정하는 것을 설명하기 위한 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 센서부(10), 제어수단(20), 액츄에이터부(30) 및 엔진출력부(40)로 이루어져 있다. 이러한 센서부(10)는 각 차륜에 마련되어 차륜의 속도를 검출하기 위한 차륜속도센서(11), 차량의 종방향 감가속도를 검출하기 위한 지(G)센서(12), 차량의 선회정도를 검출하기 위한 요우레이트센서(13)로 이루어져 있다.
제어수단(20)은 각 차륜속도센서(11)로부터 검출된 각 차륜속도를 연산하기 위한 차륜속도연산부(21)와, 지(G)센서(12)로부터 검출된 차량의 종감가속도를 연산하기 위한 종감가속도연산부(22), 차량이 제동중인 경우에는 종감가속도연산부(22)로부터 연산된 종감속도를 적분한 후 차륜속도연산부(21)로부터 연산된 차륜속도 중 가장 빠른 차륜속도와 비교하여 큰 값을 기준차체속도로 추정하며, 차량이 가속중인 경우에는 종감가속도연산부(22)로부터 연산된 종가속도를 적분한 후 차륜속도연산부(21)로부터 연산된 차륜속도 중 가장 느린 차륜속도와 비교하여 낮은 값을 기준차체속도를 추정하는 기준차체속도추정부(23), 요우레이트센서(13)로부터 검출된 차량의 선회정도(요우레이트)와 미리 설정된 차량계수를 이용하여 기준차체속도의 보정값을 산출한 후 차량이 제동상태인 경우에는 기준차체속도에 보정계수를 뺀 값으로 기준차체속도를 보정하며, 차량이 가속상태인 경우에는 기준차체속도에 보정계수를 더한 값으로 기준차체속도를 보정하는 기준차체속도보정부(24)와, 보정된 기준차체속도를 이용하여 각 차륜에서의 슬립율을 연산하는 슬립율연산부(25)와, 연산된 슬립율이 적정 슬립율에 도달하도록 액츄에이터부(30)를 제어하는 ABS 제어부(26)와 엔진출력부(40)를 제어하는 TCS 제어부(27)로 이루어져 있다.
액츄에이터부(30)는 ABS 제어부(26)의 제어신호에 따라 각 차륜의 휠실린더에 공급되는 유압을 조절한다.
엔진출력부(40)는 TCS 제어부(27)의 제어신호에 따라 엔진의 구동력을 제어한다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예로 요우레이트 센서를 이용하여 차체속도를 보 정하는 방법에 대한 흐름도이다. 도 2에 도시된바와 같이, 제어수단(20)은 차량이 가속중인지, 제동중인지와 같은 차량의 주행상태를 판단한다(S100). 이때, 제어수단(20)은 운전자의 제동의지 및 가속의지에 따라 차량의 주행상태를 판단되며, 이 제동의지 및 가속의지는 운전자에 의한 브레이크 페달과 가속페달의 조작여부에 따라 알 수 있다.
만약, 운전자가 브레이크 페달을 밟아 차량이 제동상태이면, 제어수단(20)은 차륜속도연산부(21)과 종감가속도연산부(22)를 통해 각 차륜속도센서(11)와 지(G)센서로부터 각각 차륜의 속도와 차량의 종감속도를 검출한다(S110, S120). 이어, 제어수단(20)은 검출된 종감속도를 적분한 속도값과 검출된 차륜속도값을 비교하여 기준차체속도로 추정한다(S130). 이때, 차량이 4륜 구동차량인 경우, 제어수단(20)은 검출된 차륜속도 중 가장 빠른 차륜속도값과 검출된 종감속도를 적분한 속도값을 비교하여 그 중 높은 값으로 기준차체속도를 추정한다. 반면에, 차량이 2륜 구동차량인 경우, 제어수단(20)은 비구동륜의 차륜속도 중 가장 빠른 차륜속도를 기준차체속도로 추정한다.
기준차체속도가 추정되면, 차량의 선회정도에 따라 기준차체속도를 보정하기 위해 제어수단(20)은 요우레이트센서(13)로부터 차량의 선회정도(요우레이트)(Ψ)를 검출한다(S140). 이어, 제어수단(20)은 검출된 차량의 선회정도(Ψ)와 미리 설정된 차량계수(Kv)를 이용하여 기준차체속도의 보정에 필요한 보정계수(VΨ)를 산출한다(S150). 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
VΨ = Kv * Ψ
Kv = 3.6*(Tr/2)*(π/180)
(VΨ는 기준차체속도의 보정계수[kph], Kv는 차량계수[m/deg], Ψ는 요우레이트, Tr[m]은 트래드, π는 180[1/deg]이다)
기준차체속도를 보정하기 위한 보정계수가 산출되면, 제어수단(20)은 기준차체속도보정부(24)를 통해 이 산출된 기준차체속도의 보정계수를 이용하여 차량의 선회시 기준차체속도를 보정한다(S160). 이때, 차량이 4륜 구동차량인 경우와 2륜 구동차량인 경우 모두, 제어수단(20)은 기준차체속도(Vref) 보정계수(VΨ)를 뺀 값으로 기준차체속도를 보정한다(Vref = Vref - VΨ).
기준차체속도에 대한 보정이 이루어지면, 제어수단(20)은 슬립율연산부(25)를 통해 차륜속도 및 보정된 기준차체속도를 이용하여 슬립율을 산출하고, 슬립율이 ABS 임계치를 넘으면, 제어수단(20)은 슬립율이 적정슬립율에 도달하도록 ABS 제어부(26)를 통해 해당 액츄에이터부(30)를 구동하여 해당 바퀴의 휠 실린더에 공급되는 압력을 조절함으로서 ABS 제어를 수행한다(S170, S180).
한편, 운전자가 가속페달을 밟아 차량이 가속상태이면, 제어수단(20)은 차륜속도연산부(21)과 종감가속도연산부(22)를 통해 각 차륜속도센서(11)와 지(G)센서로부터 각각 차륜의 속도와 차량의 종가속도를 검출한다(S200, S210). 이어, 제어수단(20)은 검출된 종가속도를 적분한 속도값과 검출된 차륜속도값을 비교하여 기준차체속도로 추정한다(S220). 이때, 차량이 4륜 구동차량인 경우, 제어수단(20)은 검출된 차륜속도 중 가장 느린 차륜속도값과 검출된 종감속도를 적분한 속도값을 비교하여 그 중 낮은 값으로 기준차체속도를 추정한다. 반면에, 차량이 2륜 구동차 량인 경우, 제어수단(20)은 비구동륜의 차륜속도는 동일하기 때문에 그 중 어느 하나의 차륜속도를 기준차체속도로 추정한다.
기준차체속도가 추정되면, 차량의 선회정도에 따라 기준차체속도를 보정하기 위해 제어수단(20)은 요우레이트센서(13)로부터 차량의 선회정도(요우레이트)(Ψ)를 검출한다(S230). 이어, 제어수단(20)은 검출된 차량의 선회정도(Ψ)와 미리 설정된 차량계수(Kv)를 이용하여 기준차체속도의 보정에 필요한 보정계수(VΨ)를 산출한다(S240).
기준차체속도를 보정하기 위한 보정계수가 산출되면, 제어수단(20)은 기준차체속도보정부(24)를 통해 이 산출된 기준차체속도의 보정계수를 이용하여 차량의 선회시 기준차체속도를 보정한다(S250). 이때, 차량이 4륜 구동차량인 경우, 제어수단(20)은 기준차체속도(Vref) 보정계수(VΨ)를 더한 값으로 기준차체속도를 보정한다(Vref = Vref + VΨ). 반면에, 2륜 구동차량인 경우, 제어수단(20)은 기준차체속도(Vref) 보정계수(VΨ)를 뺀 값으로 기준차체속도를 보정한다(Vref = Vref - VΨ).
기준차체속도에 대한 보정이 이루어지면, 제어수단(20)은 슬립율연산부(25)를 통해 차륜속도 및 보정된 기준차체속도를 이용하여 슬립율을 산출하고, 슬립율이 TCS 임계치를 넘으면, 제어수단(20)은 슬립율이 적정슬립율에 도달하도록 TCS 제어부(27)를 통해 엔진출력부(40)를 제어하여 엔진의 구동력을 조절하여 제어하여 는 압력을 조절함으로서 ABS 제어를 수행한다(S260, S270).
이상에서 상세히 설명한 본 발명은 차량의 선회제어시, 차량의 선회정도를 반영하여 차량의 속도를 보정함으로서 실제 차체속도에 근사한 차체속도를 추정할 수 있어 차량의 제동성 및 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 각 바퀴에서의 차륜속도를 검출하는 차륜속도센서와, 차량의 선회정도를 검출하기 위한 요우레이트센서를 구비한 차량에서의 차체속도를 보정하는 방법에 있어서,
    상기 각 차륜속도센서로부터 검출된 차륜속도를 기초하여 차량의 기준차체속도를 추정하는 단계,
    상기 요우레이트센서로부터 검출된 차량의 선회정도를 이용하여 기준차체속도의 보정계수를 산출하는 단계,
    상기 산출된 보정계수를 이용하여 상기 추정된 기준차체속도를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 요우레이트센서를 이용한 차체속도 보정방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기준차체속도추정단계에서는 차량의 제동시, 상기 차륜속도센서로부터 검출된 차륜속도 중 가장 빠른 차륜속도값과 차량의 종방향 감가속도를 검출하기 위한 지(G)센서로부터 검출된 차량의 종감속도값을 비교하여 높은 값으로 기준차체속도를 추정하는 것을 특징으로 하는 요우레이트센서를 이용한 차체속도 보정방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기준차체속도추정단계에서는 차량의 가속시, 상기 차륜속도센서로부터 검출된 차륜속도 중 가장 느린 차륜속도값과 차량의 종방향 감가속도를 검출하기 위한 지(G)센서로부터 검출된 차량의 종가속도값을 비교하여 낮은 값으로 기준차체속도를 추정하는 것을 특징으로 하는 요우레이트센서를 이용한 차체속도 보정방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기준차체속도의 보정계수 산출단계에서는 상기 차량의 선회정도 및 차량의 미리 설정된 계수를 이용하여 보정계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 요우레이트센서를 이용한 차체속도 보정방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기준차체속도 보정단계에서는 차량의 주행상태에 따라 상기 추정된 기준차체속도에 상기 산출된 보정계수를 가감하여 보정하는 것을 특징으로 하는 요우레이트센서를 이용한 차체속도 보정방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 차량이 제동상태인 경우에는 기준차체속도에 보정계수를 감한 기준차체속도를 최종 기준차체속도로 하며, 상기 차량이 가속상태인 경우에는 기준차체속도에 보정계수를 더한 기준차체속도를 최종 기준차체속도로 하는 것을 특징으로 하는 요우레이트센서를 이용한 차체속도 보정방법.
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