KR101105147B1 - 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량이 경사로에서 주행할 때 운전자의 의도에 맞는 속도로 차량 속도를 감속시켜 운전자의 운전편의성을 향상시킬 수 있는 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 운전자가 긴 내리막길에서 브레이크를 자주 작동시키지 않아도 자동적으로 운전자가 원하는 속도로 제동을 하도록 함으로써, 운전 편의성을 대폭 향상시켜 운전자의 피로를 최소화할 수 있는 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량의 현재 속도를 산정하고 차량의 가속도와 비교하여 차량이 현재 경사로를 주행하는지 여부를 추정하는 차량경사도추정부와, 경사도 주행으로 판정되면 운전자가 원하는 주행 속도 및 가속도를 추정하는 차량속도 추정부와, 현재 차속과 운전자가 원하는 차속과의 차이를 연산하는 속도 차이 연산부와, 상기한 속도 차이에 따른 브레이크량을 연산하여 ESP 제어부가 브레이크를 제어하도록 하는 브레이크 제어량 연산부로 구성함을 특징으로 한다.

Description

경사로에서의 차량 속도 제어 시스템{Vehicle speed control system in ramp}

도 1은 본 발명에 따른 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템을 도시한 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 경사로에서의 차량 속도 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량이 경사로에서 주행할 때 운전자의 의도에 맞는 속도로 차량 속도를 감속시켜 운전자의 운전편의성을 향상시킬 수 있는 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 주행중에 안정성을 향상시키기 위한 장치로서는 제동 시 슬립 방지를 위한 ABS(ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM)와, 급발진시 슬립을 방지하기 위한 TCS(TRACTION CONTROL SYSTEM)를 많이 사용하게 된다.

또한, 차량의 주행중 자세를 안정적으로 유지하기 위하여 차량 안정성 시스 템(ESP: ELECTRONIC STABILITY PROGRAM)을 사용하게 된다.

즉, 차량에 장착된 ABS는 제동시의 안정성을 확보하는 것이고, TCS는 출발시의 미끄러짐을 방지하는 것이며, ESP는 ABS와 연계하여 차량 자세의 위험한 상태에서 브레이크 또는 엔진 토크를 제어하면서 차량 자세를 안정적으로 유지하도록 하는 것이다.

여기서, 상기한 ESP 시스템에서는 자동차가 운전하기 어려운 속도로 선회를 할 경우 차량의 횡가속도 즉, 선회정도를 횡가속도 센서로 검출하고, 여기에서 얻어진 차량 운동량 및 추정을 통해 해당 차륜을 제어함으로써, 자세를 안정적으로 유지하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 ESP 시스템을 통해 차량의 자세를 안정적으로 제어를 하여도 차량이 내리막길을 내려갈 때에는, 운전자가 직접 빈번하게 브레이크 페달을 밟아 브레이크를 작동시켜야 하기 때문에 운전자가 운전을 하는 것이 매우 불편하게 되는 문제점이 있다.

즉, 운전도중에 비교적 긴 내리막길을 만나게 되면 내리막길 주행 중 차량의 속도가 계속 증가하기 때문에, 차량 속도를 운전자가 원하는 속도로 맞추기 위하여 빈번하게 브레이크 페달을 밟아야 함으로써 운전이 매우 번거롭고 피로를 느끼게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 운전자가 긴 내리막길에서 브레이크를 자주 작동시키지 않아도 자동적으로 운전자가 원하 는 속도로 제동을 하도록 함으로써, 운전 편의성을 대폭 향상시켜 운전자의 피로를 최소화할 수 있는 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량의 현재 속도를 산정하고 차량의 가속도와 비교하여 차량이 현재 경사로를 주행하는지 여부를 추정하는 차량경사도추정부와, 경사도 주행으로 판정되면 운전자가 원하는 주행 속도 및 가속도를 추정하는 차량속도 추정부와, 현재 차속과 운전자가 원하는 차속과의 차이량을 연산하는 속도 차이량 연산부와, 상기한 속도 차이량에 따른 브레이크량을 연산하여 ESP 제어부가 브레이크를 제어하도록 하는 브레이크 제어량 연산부로 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템을 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템은 차량의 각 휠에 설치되어 속도를 측정하는 휠속도 센서(10)와, 차량의 진행방향의 가속도를 산출하도록 설치된 종가속도 센서(11)와, 운전자가 브레이크를 밟을 때 이에 상응하는 신호를 발생하는 브레이크 압력 센서(12)와, 운전자가 원하는 속도를 직접적으로 설정하는 속도조절 스위치(13)을 포함한다.

또한, 휠속도 센서(10)로부터 수신된 신호를 이용하여 차량 속도를 연산하는 차량 속도 및 가속도 연산부(14)와, 차량의 현재 속도와 종가속도 센서(11)로부터 입력된 신호를 이용하여 차량이 현재 경사로를 주행하는지 여부를 추정하는 경사로 추정부(15)와, 차량이 현재 경사로를 주행하는 것으로 판정되면 운전자가 브레이크 를 밟는 속도를 추정하거나, 속도조절스위치(13)에서 입력된 신호를 이용하여 운전자가 원하는 주행 속도 및 가속도를 연산하는 차량속도 추정부(16)를 포함한다.

또한, 차량속도 및 가속도 연산부(14)로부터 출력된 현재 차속과 차량속도 추정부(16)로부터 출력된 운전자가 원하는 차속과의 차이량을 연산하는 속도 차이량 연산부(17)와, 속도 차이량에 따른 브레이크량을 연산하여 ESP 제어부가 브레이크를 제어하도록 하는 브레이크 제어량 연산부(18)와, 브레이크 제어량 연산부(18)로부터 수신된 신호를 이용하여 브레이크를 제어하는 ESP 제어부(19)를 포함한다.

즉, 차량이 경사로에서 주행중임을 판단하게 되면 상기한 차량의 속도와 운전자가 원하는 속도를 비교하여 운전자가 원하는 속도보다 현재 차량의 속도가 크면 ESP 제어부가 자동적으로 브레이크를 작동시켜 차량 속도를 적절하게 조절하도록 구성하는 것이다.

상기한 경사로 추정부는 현재 차량의 속도와 가속도를 하기한 수학식1에 따라 연산하여 추정하고, 상기한 현재 차량의 속도에 대해 가속도가 (+)의 영역이면 경사로라고 판단하게 되는 것이다.

sinθ=(Gsen-i)/G

θ : 노면 기울기

Gsen: 종가속도 센서에서의 출력값

G : 중력 가속도

i : 휠의 가속도

그리고 도시하지는 않았지만, 차량이 경사로에서 주행시에 조향을 하게 되면 이에 따른 브레이크 제어량을 가감하도록 요레이트 센서, 횡가속도 센서, 조향각 센서에서의 데이터로 조향각 및 선회가속도 연산부가 포함될 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 경사로에서의 차량 속도 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 먼저, 차량이 주행하고 있는 상태에서 차륜의 휠 속도센서에서 현재 차륜의 휠 속도를 측정하여 차량속도 및 가속도 연산부로 데이터를 전송하면 차량속도 및 가속도 연산부에서 현재 차량 속도 및 가속도를 연산하게 된다(단계 S10).

차량 속도 및 가속도가 연산되면 경사로 추정부에서는 종가속도 센서로부터 입력된 값과 현재의 가속도 값으로 차량의 경사로 주행 여부를 판단한다(단계 S20). 즉, 차량의 중심에 설치된 종가속도 센서에서 측정된 G 값에 따라 현재 차량의 가속도가 (+)값을 갖는지를 판단하게 되는 바, 상기한 식1에 따라 차량의 가속도가 (+)값을 가지면 경사로 추정부에서 경사로 주행 여부를 추정하게 된다.

차량의 경사로 주행 여부가 추정되어 현재 차량이 경사로를 주행하고 있는 상태로 판단되면 차량속도연산부에서 현재 차속을 산정함과 아울러 브레이크의 압력 센서에서 현재 운전자가 브레이크를 밟는 것을 체크하게 된다(단계 S30).

브레이크 압력 센서가 작동하는 것을 체크한 후, 상기한 압력 센서가 작동할 때에 차량 속도를 체크하거나, 속도조절 스위치를 통해 운전자가 입력한 운전자 요구 차속을 확인한다(단계 S40).

브레이크 압력 센서가 작동할 때의 차속을 체크하게 되면, 운전자가 원하는 차속을 간접적으로 알 수 있고, 운전자가 속도조절 스위치를 통해 요구 차속을 직 접 입력한 경우에는 이를 우선적으로 이용하여 운전자의 요구 차속과 현재 차속을 비교하고 그 차이량을 추정하게 된다(단계 S50).

현재 차속과 운전자의 요구 차속과의 차이량을 연산하게 되면, 브레이크 제어량 연산부에서 차속의 차이량에 따른 브레이크 제어량을 산출하게 된다(단계 S60).

브레이크 제어량을 산출하게 되면 그 값에 따라 ESP 제어부가 차량의 브레이크을 제어함으로써, 자동적으로 차량의 속도가 감속되도록 하여 운전자가 원하는 차속이 되도록 한다(단계 S70).

여기서, 상기한 경사로 주행 시 차량이 선회운동을 하게 되면 요레이트 센서, 횡가속도 센서, 조향각 센서에서의 데이터에 다라 선회가속도 연산부에서 선회 정도를 산출하고, 이에 따른 값을 브레이트 제어량 연산부로 전송하여 ESP 제어부가 선회량에 따른 브레이크 제어량을 가감하게 된다.

즉, 종래 ESP 제어부에서 차량 선회 시 차량 안정을 위해 브레이크를 제어하는 값과 경사로 주행시의 브레이크 제어량을 적절히 조절하여 차량 안정성이 극대화된 상태로 감속되도록 하는 것이다.

또한, 도시하지는 않았지만 본 발명의 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템은 작동 스위치를 별도로 구비하여 운전자가 원하는 경우 스위치를 온 시킴으로써 도 2에 도시한 본 발명의 실시예와 같은 차량 속도 제어를 수행하고, 운전자가 원하지 않는 경우에는 스위치를 오프 시킴으로써 도 2와 같은 차량 속도 제어를 수행하지 않을 수도 있다.

상기한 바와 같이 차량의 속도가 경사로에서 자동적으로 감속되어 운전자가 원하는 속도로 조절되면 운전자가 운전하는 것이 매우 편하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 자동차에 장착되어 있는 ESP 시스템을 사용하여 종가속도 센서에서의 가속도값 및 차량 속도로 차량의 경사로 주행을 판단하고, 경사로 주행 시 ESP 제어부가 운전자가 원하는 속도로 자동적으로 차량 속도를 감소시킴으로써 운전자의 주행 편의성이 향상된다.

Claims (4)

1. 차량의 현재 속도를 산정하고 차량의 가속도와 비교하여 차량이 현재 경사로를 주행하는지 여부를 추정하는 차량경사로 추정부와,

   경사로 주행으로 판정되면 운전자가 원하는 주행 속도 및 가속도를 추정하는 차량속도 추정부와,

   현재 차속과 운전자가 원하는 차속과의 차이량을 연산하는 속도 차이량 연산부와,

   상기한 속도 차이량에 따른 브레이크량을 연산하여 ESP(Electronic Stability Program) 제어부가 브레이크를 제어하도록 하는 브레이크 제어량 연산부를 포함하고,

   상기한 운전자가 원하는 차량속도 추정부는 경사로에서 운전자가 브레이크를 반복하여 밟을 때 브레이크 압력센서에의 작동에 따른 차속에 의해 추정함을 특징으로 하는 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 차량경사로 추정부에서의 경사로 추정은 하기한 식에 따라 연산함을 특징으로 하는 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템.

   sinθ=(Gsen-i)/G

   θ : 노면 기울기

   Gsen: 종가속도 센서에서의 출력값

   G : 중력 가속도

   i : 휠의 가속도
3. 삭제
4. 차량 속도 연산부에서 각 차륜의 휠속도 센서를 통해 현재 차량의 속도 및 가속도를 연산하는 단계와,

   차량에 설치된 종가속도 센서에서의 G 값과 차량속도 연산부에서 추정된 가속도로 차량 경사로 추정부에서 경사로 주행여부를 판정하는 단계와,

   경사로 주행이라고 판단되면 운전자가 원하는 차속을 추정하는 단계와,

   상기 운전자가 원하는 차속과 현재 차속과의 차이량을 연산하는 단계와,

   상기한 차속의 차이량에 따른 브레이크 작동량을 추정하여 ESP 제어부에서 브레이크를 작동하도록 제어하는 단계를 포함하고,

   상기한 운전자가 원하는 차속을 추정하는 단계는 경사로에서 운전자가 브레이크를 반복하여 밟을 때 브레이크 압력센서에의 작동에 따른 차속에 의해 추정함을 특징으로 하는 경사로에서의 차량 속도 제어 시스템.

Images