KR100847749B1

KR100847749B1 - 트레일러 안정성 제어 방법

Info

Publication number: KR100847749B1
Application number: KR1020070043536A
Authority: KR
Inventors: 김정훈
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2007-05-04
Publication date: 2008-07-22

Abstract

본 발명은 트레일러 안정성 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 트레일러를 연결하여 주행할 때 차량 자체의 주행에 따른 진동은 배제하고 트레일러만의 진동(Oscillation)을 감지하여 제어하고 차속에 따른 적절한 감속도로 제어함으로써, 트레일러 진동 제어 효율을 향상시킬 수 있는 트레일러 안정성 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 트레일러의 선회 시 운전자의 조향에 의한 진동을 배제한 상태에서 트레일러에 의한 진동을 검출하여 TSP 제어를 함과 아울러 차속의 차이와 시간을 이용함으로써 차량 감속도를 설정하여 안정적으로 차량을 제어할 수 있도록 한 트레일러 안정성 제어 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량이 주행중 선회를 할 때 요레이트 센서의 출력값을 통해 일정 크기의 진동이 일정주기 연속적으로 발생되면 요레이트 센서로부터 차량 조향 입력에 따른 연산 요레이트값을 산출하는 단계와,

상기한 연산 요레이트값의 산출 후 조향 입력과 트레일러에 의해 발생되는 측정 요레이트값을 산출하는 단계와,

상기한 측정 요레이트값의 산출 후 상기한 연산 요레이트값과 측정 요레이트값의 차이값인 Δγ를 구하여 트레일러만의 요레이트값을 얻는 단계와,

실제 트레일러의 요레이트값이 검출되면 미리 설정되어 있는 요레이트 시작점을 기준으로 이를 초과하는 진동이 있는 지를 체크하는 단계와,

요레이트 시작점을 초과하는 진동이 시작되는 최초 진동 감지점을 T1으로 설정하고 이 지점으로부터 TSP 제어를 시작하여 차량을 감속도 제어하는 것을 특징으로 한다.

트레일러 진동 제어 방법, 트레일러 안정성 제어 방법,TSP

Description

트레일러 안정성 제어 방법{method to control stability of trailer}

도1은 본 발명에 따른 트레일러 안정성 제어 방법을 도시한 플로우차트,

도2는 차량이 선회 후 직진할 때의 조향입력을 도시한 그래프,

도3은 도2에 따른 연산 요레이트(Calculated Yawrate)를 나타낸 그래프,

도4는 도2에 다른 측정 요레이트(Measured Yawrate)를 나타낸 그래프,

도5는 도3과 도4의 그래프에서 겹쳐지는 부분을 제외한 트레일러만의 요레이트인 Δγ를 나타낸 그래프,

도6은 트레일러만의 요레이트값을 나타낸 그래프에서 최초 진동 감지점 T1과 진동주기 D를 나타낸 그래프,

도7은 도6에서 델타 요레이트Δγ와 감속도 제어 상태를 도시한 그래프,

일반적으로, 차량이 트레일러를 후방에 연결하여 주행을 하게 되면 트레일러에 탑재된 화물의 하중 분포가 정확하게 균형을 유지하지 못하고, 트레일러의 전방 또는 후방으로 하중이 집중되게 된다.

트레일러에서 하중이 한쪽으로 몰리게 되면 주행중 또는 선회 시 트레일러에서 진동(Oscillation)이 발생되고, 상기한 진동이 커지게 되면 차량이 전복하는등의 문제가 있기 때문에, 이를 제어하기 위해 트레일러 진동 제어 방법 즉, TSP(Trailer Stability Program)이 개발되었다.

상기한 트레일러 진동 제어 방법은, 차량에서 진동이 발생하게 되면 이를 감지하여 차량에 설치된 브레이크 유압 및 엔진의 토크를 제어함으로써 차량의 진동이 감소되도록 하는 것이다.

즉, 차량에 장착된 횡가속도 센서 및 요레이트 센서를 통해 차량의 진동을 검출함과 아울러 조향각 센서와 휠스피드 센서를 통해 차량의 속도 및 선회정도를 파악하여 차량의 속도와 선회각에 따른 안정적인 진동이내가 되도록 브레이크와 엔진 토크를 제어하게 되는 것이다.

여기서, 상기한 차량의 진동을 검출하는 것은, 요레이트 센서를 통해 차량 전체의 진동을 측정하고 상기한 진동이 일정값(미리 설정된 요레이트 시작점(Yawrate threshold))이 됨과 아울러 이러한 진동이 일정 주기 지속되면 TSP 제어를 시작함으로써, 브레이크 및 엔진 토크를 적절하게 제어하여 감속하도록 하는 것이다.

상기한 감속 시에는 미리 정해진 감속도에 따라 브레이크 및 엔진 토크를 제어하여 감속을 시키게 되는 바, 상기한 감속도를 작게 설정하게 되면 차량이 임계속도 부근의 불안정한 속도 영역에 있는 경우 적절한 감속량과 차량 안정성 확보가 가능하다.

또한, 감속도를 크게 하면 차량이 임계속도를 크게 상회하여 TSP 제어가 가능한 최고 차속 근방에서 제어를 시작한 경우에는 적절한 감속량과 차량 안정성의 확보가 가능하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이 감속도를 작게 설정하게 되면, 차량의 속도가 임계속도를 많이 상회하여 TSP 제어가 가능한 최고 차속 근방에서 제어를 시작한 경우에는 충분한 감속도를 형성하지 못하게 됨으로써, 오랜 시간동안 불안정한 상태를 유지하게 되는 문제점이 있다.

또한, 감속도를 크게 설정하게 되면 차량 속도가 임계속도 부근의 불안정한 속도 영역에 있는 경우에는 감속량이 커서 운전자가 불편하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기한 바와 같이 차량 전체의 진동을 검출하고 이를 기준으로 요레이트 시작점을 산출하게 되면, 트레일러만의 진동을 검출하는 것이 아니고 차량이 선회할 때의 안정적인 영역내에서의 차체 진동까지 포함된 진동을 검출하는 것이기 때문에, 실질적으로 트레일러의 진동에 따른 적절한 TSP 제어를 하지 못하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 트레일 러의 선회 시 운전자의 조향에 의한 진동을 배제한 상태에서 트레일러에 의한 진동을 검출하여 TSP 제어를 함과 아울러 차속의 차이와 시간을 이용함으로써 차량 감속도를 설정하여 안정적으로 차량을 제어할 수 있도록 한 트레일러 안정성 제어 방법을 제공함에 있다.

도1은 본 발명에 따른 트레일러 안정성 제어 방법을 도시한 플로우차트로서, 차량이 주행중 선회를 하게 되면 ECU 또는 ESP ECU에서 요레이트 센서의 출력값을 통해 일정 크기의 진동이 일정주기 연속적으로 발생되고, 이에 따라 TSP 제어 시작 점을 체크하게 된다.

상기한 요레이트 시작점의 산출은 차량에 장착되어 있는 요레이트 센서로부터 차량 조향 입력에 따른 연산 요레이트값(Calculated Yaw rate)을 산출함과 아울러 조향각센서, 횡가속도센서 및 휠스피드센서로부터 트레일러의 측정 요레이트값(Measured Yawrate)을 산출하고 상기한 측정 및 연산 요레이트값의 차이값을 통해 구해지게 된다.

예를 들어, 운전자가 직진 주행중 조향을 하거나 또는 선회를 한 후 다시 직진 주행을 하게 되면 조향각 센서로부터 조향각이 측정되는 바, 이는 도2에 도시된 바와 같이 하나의 사인 파형만을 나타낸 후 조향입력(Steering Input)이 없기 때문에 제로값을 나타내게 된다.

이 상태에서 조향 입력에 의한 연산 요레이트값(Calculated Yaw rate)은 도3에 도시된 그래프와 같이 조향입력에 따른 파형과 같이 하나의 파형만을 나타내는 사인파형을 그리게 되고, 조향이 완료된 후에는 요레이트값이 제로값을 나타내게 된다.

또한, 상기한 조향입력 후 트레일러에 의해 발생되는 측정 요레이트값(Measured Yawrate)은 도4에 도시된 바와 같이 요레이트값이 감소하지 않고 증폭하여 발산되면서 연속된 사인파형을 나타내고 있는 바, 조향입력에 따른 요레이트의 발생 후 트레일러가 흔들리기 때문에 보다 증폭된 연속적인 파형을 나타내게 되는 것이다.

여기서, 상기한 연산 요레이트값은 조향에 의한 차량의 요레이트값(운전자의 조향에 의한 요레이트값)이고, 측정 요레이트값은 트레일러에 의한 요레이트값이 더해진 것인 바, 상기한 연산 요레이트값과 측정 요레이트값의 차이값(ΔYawrate)을 구하게 되면 순수한 트레일러만의 요레이트값을 얻을 수 있게 된다.

즉, 도5에 도시된 바와 같이 운전자의 조향시에 발생된 파형을 제외한 파형들이 실제 트레일러의 요레이트값(Δγ)이 되는 것이다.

실제 트레일러의 요레이트값(Δγ)이 검출되면 미리 설정되어 있는 요레이트 시작점(ㅁ γthr)을 기준으로 이를 초과하는 진동이 있는 지를 체크하게 되는 바, 상기한 진동이 차량에서 나올 수 있는 0.5-2㎐ 이내인지를 판단하게 된다.

진동이 차량 진동인지를 판단하면, 도6에 도시된 바와 같이 검출된 진동이 최초로 요레이트 시작점(Yawrate threshold)을 초과하는 점이 최초 진동 감지점(T1)이 되는 것이고, 상기한 진동이 1.5-2.5 사이클(D)동안 연속해서 검출되면 TSP 제어를 시작함으로써, 차량의 브레이크 및 엔진 토크를 제어하여 차량 자세를 안정적으로 조절하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 TSP 제어가 시작되면 차량 안정성 확보를 위한 최적의 차량 감속도(Ax)를 계산하게 되는 바, 상기한 감속도는 제어를 시작한 차량 속도 V1에서 차량 속도가 안정적인 V2 까지 도달하는데 필요한 시간 T2를 설정하여 차속의 차이와 시간을 이용하여 차량의 감속도를 계산하게 된다.

이는 하기한 수학식1에 따라 계산되는 바, 상기한 시간 T2는 차량 안정화 시간에 대한 요구에 따라 미리 설정되며 대략 일반적으로 2.5-3.5초 정도의 시간으로 설정하면 된다.

[수학식1]

Ax : 감속도

상기한 바와 같이 안정한 속도인 V2에서 현재 ESP 제어를 시작한 차속V1을 뺀 값을 시간으로 나눈 값으로 차량 감속도를 설정하면, 종래와 같이 미리 임계속도에 따라 차량 감속도를 하는 것에 비해 매우 안정적으로 차량을 제어할 수 있게 되는 것이다.

물론, 감속도가 설정되면 ESP 모듈레이터를 작동시켜서 차량을 감속시키게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 트레일러가 장착된 차량이 선회하거나 주행할 때 트레일러만의 요레이트(진동)를 측정하여 상기한 요레이트에 따른 파형에서 요레이트 시작점을 초과한 요레이트값에 의해 TSP 제어 시작점을 설정하고, 차량 속도와 시간에 의해 감속도값을 설정하여 차량 브레이크 및 엔진 토크를 제어함으로써, TSP 제어의 효율성 및 신뢰성이 향상되는 잇점이 있는 것이다.

Claims

차량이 주행중 선회를 할 때 요레이트 센서의 출력값을 통해 일정 크기의 진동이 일정주기 연속적으로 발생되면 요레이트 센서로부터 차량 조향 입력에 따른 연산 요레이트값을 산출하는 단계와,

상기한 연산 요레이트값의 산출 후 조향 입력과 트레일러에 의해 발생되는 측정 요레이트값을 산출하는 단계와,

상기한 측정 요레이트값의 산출 후 상기한 연산 요레이트값과 측정 요레이트값의 차이값인 Δγ를 구하여 트레일러만의 요레이트값을 얻는 단계와,

실제 트레일러의 요레이트값이 검출되면 미리 설정되어 있는 요레이트 시작점을 기준으로 이를 초과하는 진동이 있는 지를 체크하는 단계와,

요레이트 시작점을 초과하는 진동이 시작되는 최초 진동 감지점을 T1으로 설정하고 이 지점으로부터 TSP 제어를 시작하여 차량을 감속도 제어하는 것을 특징으로 하는 트레일러 안정성 제어 방법.
제1항에 있어서,

상기한 요레이트 시작점을 초과하는 진동이 발생하면 상기한 진동이 차량에서 나올 수 있는 0.5이상 2㎐ 이하의 범위인지를 판단하는 단계와,

상기한 요레이트 시작점을 초과하는 요레이트값이 1.5-2.5 사이클 지속하면 TSP 제어를 하는 것을 특징으로 하는 트레일러 안정성 제어 방법.
제2항에 있어서,

상기한 트레일러의 요레이트값의 주기가 2㎐를 초과하면 TSP 제어를 중지하는 것을 특징으로 하는 트레일러 안정성 제어 방법.
제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서,

상기한 TSP 제어 시 감속도 제어는 차량의 TSP 제어시작 시 속도V1와 차량 안정 속도V2의 차이와 시간을 이용하여 감속도를 연산하는 것을 특징으로 하는 트레일러 안정성 제어 방법.
제4항에 있어서,

상기한 감속도의 연산은 하기한 식에 따라 하는 것을 특징으로 하는 트레일러 안정성 제어 방법.

Ax : 감속도 V1: TSP 제어시 차량 속도 V2: 차량 안정 속도

T2: 미리 설정된 안정화 시간
제5항에 있어서,

상기한 안정화시간 T2는 2.5-3.5초인 것을 특징으로 하는 트레일러 안정성 제어 방법.