KR101003712B1

KR101003712B1 - 차량의 드리프트 제어방법

Info

Publication number: KR101003712B1
Application number: KR1020050104454A
Authority: KR
Inventors: 김주곤
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2010-12-24
Also published as: KR20070047574A

Abstract

본 발명은 차량 안정성 제어시스템을 이용하여 차량의 드리프트를 제어하는 방법에 관한 것으로, 차량의 선회주행 시 발생하는 횡가속도와 요 레이트를 이용하여 차량의 안정성을 확보하기 위한 드리프트를 제어함으로서 차량을 안정되게 선회시키는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은, 차량 안정성 제어시스템의 횡가속도, 요 레이트, 속도 및 조향각센서를 이용하여 차량의 드리프트를 제어하는 방법에 있어서, 상기 속도 및 조향각센서로부터 검출된 차량속도와 조향각에 기초하여 실제 횡가속도 및 요 레이트를 추정하기 위한 함수값을 산출하고, 차량의 실제 주행 시 상기 횡가속도 및 요 레이트센서로부터 검출된 횡가속도와 요 레이트에 기초하여 1차 횡가속도와 1차 요 레이트를 측정하고, 상기 측정된 1차 횡가속도와 1차 요 레이트를 상기 산출된 차량속도와 조향각의 함수값으로 보정하여 실제 횡가속도와 실제 요 레이트를 추정하고, 상기 추정된 실제 횡가속도와 실제 요 레이트를 가지고 차량의 드리프트를 제어하는 것이다.

Description

차량의 드리프트 제어방법{Method to control drift of vehicle}

도 1은 본 발명에 의한 차량 안정성 제어시스템의 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 차량의 드리프트 제어방법의 동작 흐름도,

도 3은 본 발명의 횡가속도와 요 레이트를 이용한 드리프트 제어 그래프.

* 도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명 *

10 : 횡가속도센서 20 : 속도센서

30 : 조향각센서 40 : 요 레이트센서

50 : ESP 제어기 51 : 횡가속도 측정부

52 : 요 레이트 측정부 53 : 보정값 산출부

54 : 실제 횡가속도 추정부 55 : 실제 요 레이트 추정부

55 : 드리프트 제어부 60 : 제동력조절부

70 : 구동력조절부

본 발명은 차량 안정성 제어시스템(Electronic Stability Program ;이하 ESP 시스템이라 한다)에 있어서, 특히 ESP 시스템의 횡가속도, 요 레이트를 이용하여 차량의 드리프트를 제어하는 차량의 드리프트 제어방법에 관한 것이다.

차량의 전자제어시스템인 ESP 시스템은 기본적으로 차량의 요 거동을 제어하기 위한 것으로, 운전자의 운전 중 타이어의 접촉한계에 이르는 위험한 상황에서 휠을 적절히 제어함으로써 차량을 운전자가 원하는 방향으로 운동시키는 시스템이다.

보통, 차량이 선회 주행하는 경우 차량이 원하는 주행코스보다 바깥쪽으로 밀려 나가는 드리프트 아웃 (Drift out)인 언더스티어가 발생하여 차량이 원하는 선회궤적에서 바깥쪽으로 밀려나게 되어 차량의 안정성을 해치게 된다.

이를 방지하기 위해 ESP 시스템에서는 언더스티어시 후륜 내측 휠에 제동력을 가하여 차량의 안쪽으로 작용하는 보상 모멘트를 생성시킴으로써 차량이 원하는 궤적에서 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지시켜 차량을 안정적으로 주행시킨다.

그러나, 종래의 ESP 시스템에서는 추정된 요 레이트 및 차량 중심에서 본 사이드 슬립각을 이용하여 후륜 내측 휠에 제동력을 가하여 드리프트를 제어하였으나, 사이드 슬립각의 추정이 어려워 드리프트 제어의 변수로 사용하기가 어렵고, 적절하지 않은 제동력으로 인하여 차량의 안정성과 승차감이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 선회주행 시 발생하는 횡가속도와 요 레이트를 이용하여 차량의 안정성을 확보하기 위한 드리프트를 제어함으로서 차량을 안정되게 선 회시키는 차량의 드리프트 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량 안정성 제어시스템의 횡가속도, 속도 및 조향각센서를 이용하여 차량의 드리프트를 제어하는 방법에 있어서, 상기 속도 및 조향각센서로부터 검출된 차량속도와 조향각에 기초하여 실제 횡가속도를 추정하기 위한 함수값을 산출하고, 차량의 실제 주행 시 상기 횡가속도센서로부터 검출된 횡가속도에 기초하여 1차 횡가속도를 측정하고, 상기 측정된 1차 횡가속도를 상기 산출된 차량속도와 조향각의 함수값으로 보정하여 실제 횡가속도를 추정하고, 상기 추정된 실제 횡가속도를 가지고 차량의 드리프트를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 차량 안정성 제어시스템의 요 레이트, 속도 및 조향각센서를 이용하여 차량의 드리프트를 제어하는 방법에 있어서, 상기 속도 및 조향각센서로부터 검출된 차량속도와 조향각에 기초하여 실제 횡가속도를 추정하기 위한 함수값을 산출하고, 차량의 실제 주행 시 상기 요 레이트센서로부터 검출된 요 레이트에 기초하여 1차 요 레이트를 측정하고, 상기 측정된 1차 요 레이트를 상기 산출된 차량속도와 조향각의 함수값으로 보정하여 실제 요 레이트를 추정하고, 상기 추정된 실제 요 레이트를 가지고 차량의 드리프트를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 추정된 실제 횡가속도와 실제 요 레이트를 가지고 차량의 드리프트를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 차량 안정성 제어시스템의 제어 구성도로서, 본 발명의 ESP 시스템은 횡가속도센서(10), 속도센서(20), 조향각센서(30), 요 레이트센서(40), ESP 제어기(50), 제동력조절부(60) 및 구동력조절부(70)를 포함하여 구성된다.

상기 횡가속도센서(10)는 차량의 횡방향 가속도를 검출하고, 속도센서(20)는 다수(예를 들어, 4개)의 휠에 각각 설치되어 차량의 속도를 검출하며, 조향각센서(30)는 조향 시 조향핸들의 조향각을 검출하고, 요 레이트센서(40)는 차량의 요 레이트(선회속도)를 검출한다.

상기 ESP 제어기(20)는 횡가속도센서(10), 속도센서(20), 조향각센서(30), 요 레이트센서(40)로부터 검출된 데이터를 입력받아 각 휠의 제동압력과 엔진토크를 조절하기 위한 제동력조절부(60)와 구동력조절부(70)를 제어하는 것으로, 횡가속도 측정부(51), 요 레이트 측정부(52), 보정값 산출부(53), 실제 횡가속도 추정부(54), 실제 요 레이트 추정부(55) 및 드리프트 제어부(56)를 포함한다.

상기 횡가속도 측정부(51)는 차량의 실제 주행 시 횡가속도센서(10)로부터 검출된 횡가속도(Ay) 데이터에 기초하여 차량모델에서 구해진 1차 횡가속도를 측정하고, 요 레이트 측정부(52)는 차량의 실제 주행 시 요 레이트센서(40)로부터 검출된 요 레이트(r) 데이터에 기초하여 차량모델에서 구해진 1차 요 레이트를 측정한다.

상기 보정값 산출부(53)는 각 휠 속도센서(20)와 조향각센서(30)로부터 검출된 차량속도(Vx)와 조향각(δ)의 함수[f(δ,Vx)]로 차량모델로부터 운전자가 원하 는 횡가속도와 요 레이트의 보정을 위한 값을 산출한다.

상기 실제 횡가속도 추정부(54)는 보정값 산출부(53)에서 산출된 차량속도(Vx)와 조향각(δ)의 함수로 상기 횡가속도 측정부(51)에서 측정된 1차 횡가속도를 보정하여 실제 횡가속도를 추정한다. 또한 극한 영역에서는 실제 횡가속도와는 다른 가상의 횡가속도 값을 갖도록 한다.

상기 실제 요 레이트 추정부(55)는 보정값 산출부(53)에서 산출된 차량속도(Vx)와 조향각(δ)의 함수로 상기 요 레이트 측정부(52)에서 측정된 1차 요 레이트를 보정하여 실제 요 레이트를 추정한다. 또한 극한 영역에서는 실제 요 레이트와는 다른 가상의 요 레이트 값을 갖도록 한다.

상기 드리프트 제어부(56)는 상기 실제 횡가속도 추정부(54)에서 추정된 실제 횡가속도와 실제 요 레이트 추정부(55)에서 추정된 실제 요 레이트를 이용하여 차량의 안정성을 확보하기 위한 드리프트를 제어한다.

상기 제동력조절부(60)는 ESP 제어기(50)로부터 출력되는 제동신호에 따라 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 제동압력을 발생하고, 구동력조절부(70)는 ESP 제어기(50)로부터 출력되는 엔진제어신호에 따라 엔진토크를 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 엔진의 구동력을 조절한다.

도 2는 본 발명에 의한 차량의 드리프트 제어방법의 동작 흐름도이다.

도 2에서, ESP 제어기(50)는 각 휠 속도센서(20)와 조향각센서(30)로부터 차량속도(Vx)와 조향각(δ)을 측정한다(S100). 측정된 차량속도(Vx)와 조향각(δ)의 함수[f(δ, Vx)]로 차량모델로부터 운전자가 원하는 횡가속도와 요 레이트의 보정값을 산출한다(S110).

그리고, ESP 제어기(50)는 차량의 실제 주행 시 횡가속도센서(10)로부터 검출된 횡가속도(Ay) 데이터에 기초하여 차량모델에서 구해진 1차 횡가속도(Ay¹)를 측정하고(S120), 상기 산출된 차량속도(Vx)와 조향각(δ)의 함수[f(δ, Vx)]로 측정된 1차 횡가속도(Ay¹)를 [식 1]과 같이 보정하여 실제 횡가속도(Ay²)를 추정한다(S130).

Ay² = f(δ,Vx) x Ay¹(δ,Vx) .... [식 1]

또한, ESP 제어기(50)는 차량의 실제 주행 시 요 레이트센서(40)로부터 검출된 요 레이트(r) 데이터에 기초하여 차량모델에서 구해진 1차 요 레이트(r¹)를 측정하고(S140), 상기 산출된 차량속도(Vx)와 조향각(δ)의 함수[f(δ, Vx)]로 측정된 1차 요 레이트(r¹)를 [식 2]와 같이 보정하여 실제 요 레이트(r²)를 추정한다(S150).

r² = f(δ,Vx) x r¹(δ,Vx) .... [식 2]

이와 같이, 추정된 실제 횡가속도(Ay²)와 실제 요 레이트(r²)를 이용하여 [식 3]과 같이 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 목표 드리프트(D_target)로 제어함으로서 도 3에 도시한 바와 같이, 차량을 안정되게 선회시킬 수 있게 된다(S160).

D_target = δ x r²(δ,Vx) + (1-δ) x Ay²(δ,Vx) .... [식 3]

즉, 상기 ESP 제어기(50)로부터 출력되는 제동신호에 따라 제동력조절부(60)에서 후륜 내측 휠에 제동력을 가하고, ESP 제어기(50)로부터 출력되는 엔진제어신호에 따라 구동력조절부(70)에서 엔진토크를 제어하여 엔진의 구동력을 조절함으로서 차량의 안정성을 최대한으로 확보할 수 있게 되는 것이다(S170).

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 차량의 드리프트 제어방법에 의하면, 차량의 선회주행 시 발생하는 횡가속도와 요 레이트를 이용하여 차량의 안정성을 확보하기 위한 드리프트를 제어함으로서 차량의 선회 거동을 악화시키지 않고 차량을 안정되게 선회시킬 수 있다는 효과가 있다.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 차량의 드리프트 제어방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

차량 안정성 제어시스템의 횡가속도, 속도 및 조향각센서를 이용하여 차량의 드리프트를 제어하는 방법에 있어서,

상기 속도 및 조향각센서로부터 검출된 차량속도와 조향각에 기초하여 실제 횡가속도를 추정하기 위한 함수값을 산출하고,

차량의 실제 주행 시 상기 횡가속도센서로부터 검출된 횡가속도에 기초하여 1차 횡가속도를 측정하고,

상기 측정된 1차 횡가속도를 상기 산출된 차량속도와 조향각의 함수값으로 보정하여 실제 횡가속도를 추정하고,

상기 추정된 실제 횡가속도를 가지고 차량의 드리프트를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 드리프트 제어방법.
차량 안정성 제어시스템의 요 레이트, 속도 및 조향각센서를 이용하여 차량의 드리프트를 제어하는 방법에 있어서,

상기 속도 및 조향각센서로부터 검출된 차량속도와 조향각에 기초하여 실제 횡가속도를 추정하기 위한 함수값을 산출하고,

차량의 실제 주행 시 상기 요 레이트센서로부터 검출된 요 레이트에 기초하여 1차 요 레이트를 측정하고,

상기 측정된 1차 요 레이트를 상기 산출된 차량속도와 조향각의 함수값으로 보정하여 실제 요 레이트를 추정하고,

상기 추정된 실제 요 레이트를 가지고 차량의 드리프트를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 드리프트 제어방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 추정된 실제 횡가속도와 실제 요 레이트를 가지고 차량의 드리프트를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 드리프트 제어방법.