KR101315780B1 - Apparatus and method for electronic stability program in a vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 자세제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 차량 자세 제어시 각 타이어 공기압 정보를 이용하여 해당 바퀴의 타이어 압력이 적정압력이 아닌 경우에는 같은 쪽 바퀴에 타이어 압력차이로 인한 제동력을 보상할 수 있는 만큼의 제동력을 증가시킴으로써 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a vehicle attitude control apparatus and a control method thereof. In particular, when the tire pressure of a corresponding wheel is not an appropriate pressure using each tire air pressure information during vehicle attitude control, a braking force due to a tire pressure difference is applied to the same wheel. By increasing the braking force as compensable, the stability of the vehicle can be improved.

Description

차량 자세제어장치 및 그 제어방법{APPARATUS AND METHOD FOR ELECTRONIC STABILITY PROGRAM IN A VEHICLE}Vehicle attitude control device and its control method {APPARATUS AND METHOD FOR ELECTRONIC STABILITY PROGRAM IN A VEHICLE}

본 발명은 차량 자세제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 타이어의 공기압 정보를 고려하여 차량의 자세를 제어하는 차량 자세제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle attitude control device and a control method thereof, and more particularly, to a vehicle attitude control device and a control method for controlling the vehicle attitude in consideration of the air pressure information of each tire.

일반적으로, 차량 자세 제어장치(Electronic Stability Control ; 이하 ESC 장치)는 차량의 주행자세를 최적으로 제어하기 위한 장치로, 제동시에 차바퀴의 잠김을 막는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System ; ABS)의 차세대장치이다. ESC 장치는 차량이 미끄러지려고 할 때 안정성을 유지하기 위해 순간적으로 네 바퀴를 각각 독립적으로 제어하여 건조한 노면, 빗길, 자갈길, 눈길 등에서 주행안정성을 강화해 준다.In general, an electronic stability control (ESC) device is an apparatus for optimally controlling a vehicle's driving position, and is an anti-lock brake system (ABS) that prevents the wheel from being locked during braking. Next generation device. The ESC system instantly controls each of the four wheels independently in order to maintain stability when the vehicle is about to slide, enhancing driving stability on dry roads, rain, gravel roads and snow roads.

이러한 ESC 장치는 휠 속도센서, 압력센서, 조향각센서, 횡가속도센서 등과 같은 차량의 센서로부터 추정된 운전자가 원하는 선회속도값(요레이트값)과, 선회속도센서를 통해 검출된 차량의 실제 선회속도값을 비교하여 차량의 상태가 차량이 선회하는 방향의 내측으로 쏠리게 되는 오버스티어인지, 차량이 선회되는 방향의 바깥쪽으로 벗어나게 되는 언더스티어인지를 판단하여 오버스티어시에는 차량이 선회되는 방향의 외측 바퀴에 제동력을 가하고, 언더스티어시에는 선회 내측 바퀴에 제동력을 가하여 브레이크 액압을 가압하여 차량의 자세제어를 수행함으로서 차량의 안정성을 확보한다. 즉, 오버스티어시에는 전륜 선회 외측 바퀴에 제동력을 가하여 차랑의 바깥쪽으로 작용하는 보상 모멘트를 생성시킴으로써 차량의 조정성 상실을 방지하고, 언더스티어시에는 후륜 선회 내측 바퀴에 제동력을 가하여 차량의 안쪽으로 작용하는 보상 모멘트를 생성시킴으로써 차량이 원하는 궤적에서 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지한다.Such an ESC device has a driver's desired turning speed value (yaw rate value) estimated from a sensor of a vehicle such as a wheel speed sensor, a pressure sensor, a steering angle sensor, a lateral acceleration sensor, and an actual turning speed detected by the turning speed sensor. By comparing the values, it is determined whether the state of the vehicle is the oversteer that is inward in the direction of the vehicle's turning or the understeer which is out of the direction of the vehicle's turning. Applying a braking force to the understeer, while applying a braking force to the turning inner wheel to pressurize the brake hydraulic pressure to secure the stability of the vehicle by performing the attitude control of the vehicle. That is, during oversteering, the braking force is applied to the outer wheel turning outer wheel to generate a compensating moment acting outward of the vehicle, and in case of understeering, the steering wheel is prevented from being lost. By creating an acting compensation moment, the vehicle is prevented from being pushed outwards on the desired trajectory.

또한, 차량에는 타이어압력감지장치(Tire Pressure Monitoring System : 이하 TPMS 장치라 칭함)가 장착된다. 이 TPMS 장치는 타이어의 공기압이 너무 높거나 낮으면 타이어가 터지거나 차량이 쉽게 미끄러져 사고로 이어질 가능성이 있기 때문에 타이어의 공기압을 모니터링하며 규정 공기압 이하로 떨어질 경우 운전자에게 이를 경고하여 사고를 미연에 방지하도록 한다.In addition, the vehicle is equipped with a tire pressure monitoring system (hereinafter referred to as a TPMS device). This TPMS system monitors the tire pressure and warns the driver when it falls below the specified pressure because the tire pressure is too high or too low, which can cause the tire to burst or the vehicle can slip easily and lead to an accident. Prevent it.

종래에는 상기한 ESC 장치는 TPMS 장치로부터 타이어 공기압 정보를 제공받지 못하기 때문에 타이어 공기압 정보를 고려한 차량 안정성 제어를 수행하지 못하는 문제점이 있다.In the related art, since the ESC device does not receive tire air pressure information from the TPMS device, there is a problem that vehicle stability control cannot be performed in consideration of tire air pressure information.

본 발명의 일측면은 차량 자세제어시 타이어 공기압 정보를 이용하여 차량의 제동력을 제어하여 차량의 안정성 제어를 향상시키는 차량 자세제어장치 및 그 제 어방법을 제공한다.One aspect of the present invention provides a vehicle attitude control apparatus and a method of controlling the vehicle's stability by controlling the braking force of the vehicle using tire pressure information during vehicle attitude control.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 자세제어장치는 각 바퀴의 타이어 압력을 감지하는 타이어 압력감지시스템과, 각 바퀴별로 감지된 타이어 압력과 차량 모델로부터 추정된 각 타이어의 옆 미끄럼각을 이용하여 각 바퀴에 작용하는 횡력을 각각 추정하고, 각 횡력에 해당하는 제1 제동력을 각각 추정하고, 각 제1 제동력과 해당 바퀴의 적정 타이어 압력에 해당하는 제2 제동력을 비교하여 상기 제1 제동력이 상기 제2 제동력보다 높거나 낮은 경우, 차량 자세 제어시 해당 바퀴와 같은 쪽의 바퀴의 제동력을 증가시키는 ESC 제어기를 포함한다.The vehicle attitude control apparatus of the present invention for achieving the above object uses a tire pressure sensing system for detecting tire pressure of each wheel, and the tire pressure detected for each wheel and the side sliding angle of each tire estimated from the vehicle model. Estimating the lateral force acting on each wheel, respectively, estimating the first braking force corresponding to each lateral force, and comparing the first braking force with the second braking force corresponding to the appropriate tire pressure of the corresponding wheel. When higher or lower than the second braking force, ESC controller for increasing the braking force of the wheel on the same side as the wheel when the vehicle attitude control.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 제어방법은 각 바퀴의 타이어 압력을 감지하고, 차량 모델로부터 각 바퀴의 옆 미끄러짐 각도를 추정하고, 상기 감지된 타이어 압력 및 상기 추정된 옆 미끄러짐 각도를 이용하여 해당 바퀴에 작용하는 횡력을 추정하고, 해당 바퀴의 추정된 횡력에 해당하는 제1 제동력과 그 바퀴의 적정 타이어 압력에서 요구되는 제2 제동력을 비교하고, 상기 비교결과 상기 제1 제동력이 상기 제2 제동력보다 높거나 낮은 경우, 차량 자세제어시 해당 바퀴와 같은 쪽의 바퀴를 제동시키는 것을 포함한다.In addition, the control method of the vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention detects the tire pressure of each wheel, estimates the side slip angle of each wheel from the vehicle model, the detected tire pressure and the estimated side Estimating the lateral force acting on the wheel using the slip angle, comparing the first braking force corresponding to the estimated lateral force of the wheel with the second braking force required at the appropriate tire pressure of the wheel, and comparing the first When the braking force is higher or lower than the second braking force, it may include braking the wheel on the same side as the corresponding wheel during vehicle attitude control.

본 발명의 일실시예에 따르면, 차량 자세 제어시 각 타이어 공기압 정보를 이용하여 해당 바퀴의 타이어 압력이 적정압력이 아닌 경우에는 같은 쪽 바퀴에 타이어 압력차이로 인한 제동력을 보상할 수 있는 만큼의 제동력을 증가시킴으로써 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the tire pressure of the corresponding wheel is not appropriate pressure by using each tire air pressure information when controlling the vehicle attitude, the braking force as much as the braking force due to the tire pressure difference on the same wheel can be compensated. By increasing the stability of the vehicle can be improved.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 오버스티어시 전륜 선회 외측 바퀴의 타이어 압력이 적정 압력이 아닌 경우에는 같은 쪽 바퀴인 후륜 선회 외측 바퀴에 타이어 압력차이로 인한 제동력을 보상할 수 있을 만큼의 제동력을 증가시키고, 언더스티어시 후륜 선회 내측 바퀴의 타이어 압력이 적정 압력이 아닌 경우에는 같은 쪽 바퀴인 전륜 선회 내측 바퀴에 타이어 압력차이로 인한 제동력을 보상할 수 있을 만큼의 제동력을 증가시킴으로써 오버스티어시에는 차량의 조정성 상실을 방지하고, 언더스티어시에는 차량이 원하는 궤적에서 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the tire pressure of the outer wheel turning outer wheel during oversteering is not an appropriate pressure, the braking force due to the tire pressure difference may be compensated to the rear wheel turning outer wheel which is the same wheel. Oversteer by increasing the braking force and increasing the braking force to compensate for the braking force caused by the tire pressure difference on the front wheel turning inner wheel, which is the same wheel, if the tire pressure of the rear wheel turning inner wheel is not the proper pressure during understeering. It is possible to prevent loss of coordination of the vehicle at the time of, and to prevent the vehicle from being pushed outward from the desired trajectory at the time of understeer.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 개략적인 구성을 나타내고 있다.1 shows a schematic configuration of a vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치는조향각센서(10), 차속센서(선회속도센서(30)), 선회속도센서(30), 횡가속도센서(40), 브레이크압력센서(50), ESC 제어기(60), 브레이크 제어부(70) 및 엔진 제어부(80)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the vehicle attitude control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a steering angle sensor 10, a vehicle speed sensor (orbital speed sensor 30), an orbital speed sensor 30, and an lateral acceleration sensor 40. ), The brake pressure sensor 50, the ESC controller 60, the brake control unit 70 and the engine control unit 80 is configured.

상기 조향각센서(10)는 조향 시 조향핸들의 조향각 크기를 검출하고, 차속센서(20)는 다수(예를 들어, 4개)의 휠에 각각 설치되어 차량속도를 검출한다.The steering angle sensor 10 detects the steering angle of the steering wheel during steering, and the vehicle speed sensor 20 is installed on a plurality of wheels (for example, four) to detect the vehicle speed.

상기 선회속도센서(30)는 차량의 선회속도(Yaw rate)를 검출하고, 횡가속도 센서(40)는 차량의 횡가속도(Ax)를 검출하며, 브레이크압력센서(50)는 마스터 압력을 검출한다.The revolution speed sensor 30 detects the yaw rate of the vehicle, the lateral acceleration sensor 40 detects the lateral acceleration Ax of the vehicle, and the brake pressure sensor 50 detects the master pressure. .

상기 ESC 제어기(60)는 조향각센서(10), 차속센서(20), 선회속도센서(30), 횡가속도센서(40) 및 브레이크압력센서(50)로부터 검출된 신호를 입력받아 차량의 상황이 오버스티어인지 언더스티어인지를 판단하고, 각 휠의 제동압력과 엔진토크를 제어하기 위한 브레이크 제어부(70)와 엔진 제어부(80)를 제어하는 것으로, 기준운동량 설정부(61), 차량운동량 측정부(62), 운동량오차 산출부(63), 노면판단부(64), 언더스티어/오버스티어 결정부(65) 및 언더스티어/오버스티어 제어부(66)를 포함한다.The ESC controller 60 receives signals detected from the steering angle sensor 10, the vehicle speed sensor 20, the turning speed sensor 30, the lateral acceleration sensor 40, and the brake pressure sensor 50 to determine the situation of the vehicle. The reference momentum setting unit 61 and the vehicle momentum measuring unit determine whether the oversteer or the understeer, and control the brake control unit 70 and the engine control unit 80 for controlling the braking pressure and engine torque of each wheel. (62), an exercise amount error calculation unit 63, a road surface determination unit 64, an understeer / oversteer determination unit 65, and an understeer / oversteer control unit 66.

상기 기준운동량 설정부(61)는 상기 조향각센서(10)와 차속센서(20)로부터 검출된 조향각과 차량속도를 이용하여 차량모델로부터 운전자가 원하는 차량의 궤적을 나타내는 안정 기준값을 설정하는 것으로, 운전자가 원하는 차량의 궤적을 나타내는 안정 기준값은 선회속도로 나타낼 수 있으며 이는 기본 차량동역학에 기초하여 조향각과 차량속도로부터 결정된다.The reference momentum setting unit 61 sets a stable reference value representing the trajectory of the vehicle desired by the driver from the vehicle model by using the steering angle and the vehicle speed detected by the steering angle sensor 10 and the vehicle speed sensor 20. The stability reference, which indicates the trajectory of the desired vehicle, can be represented by the turning speed, which is determined from the steering angle and the vehicle speed based on the basic vehicle dynamics.

상기 차량운동량 측정부(62)는 조향각센서(10), 차속센서(20), 선회속도센서(30), 횡가속도센서(40) 및 브레이크압력센서(50)로부터 검출된 값을 통해 실제 차량운동량을 측정하고, 운동량오차 산출부(63)는 기준운동량 설정부(61)에서 설정된 안정 기준값과 차량운동량 측정부(62)에서 측정된 실제 차량운동량을 비교하여 차량운동량과 안정 기준값의 차이 즉, 운동량오차를 산출한다.The vehicle momentum measuring unit 62 measures the actual vehicle momentum through values detected from the steering angle sensor 10, the vehicle speed sensor 20, the turning speed sensor 30, the lateral acceleration sensor 40, and the brake pressure sensor 50. And the momentum error calculation unit 63 compares the actual reference value measured by the vehicle momentum measurement unit 62 with the stable reference value set by the reference momentum setting unit 61, that is, the difference between the vehicle momentum and the stability reference value, that is, the amount of momentum. Calculate the error.

상기 노면판단부(64)는 횡가속도센서(40)로부터 검출된 횡가속도의 크기를 이용하여 차량이 주행하는 노면의 상태 즉, 타이어와 노면 사이의 마찰계수와 차체 미끄럼각(Side slip angle)을 판단한다.The road surface determination unit 64 uses the magnitude of the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor 40 to determine the state of the road surface on which the vehicle travels, that is, the coefficient of friction between the tire and the road surface and the side slip angle. To judge.

상기 언더스티어/오버스티어 결정부(65)는 상기 운동량오차 산출부(63)에서 산출된 운동량 차이값과 상기 노면판단부(64)에서 판단된 노면마찰계수를 이용하여 차량의 상태가 언더스티어인지 또는 오버스티어인지를 결정한다.The understeer / oversteer determination unit 65 determines whether the state of the vehicle is understeer using the difference in the amount of exercise calculated by the momentum error calculation unit 63 and the road friction coefficient determined by the road surface determination unit 64. Or oversteer.

상기 언더스티어/오버스티어 제어부(66)는 상기 결정된 언더스티어 또는 오버스티어에 따라 브레이크 제어부(70), 엔진토크 제어부(80) 단독 또는 ABS 제어블록(71) 및 TCS 제어블록(81)과 협조 제어하여 차량의 안정성을 확보하기 위한 제동력 또는 엔진의 구동력을 제어하는 것으로, 차량 안정성 제어시스템에서 차량 안정성 판단 기준인 선회속도를 제한하기 위해 차량의 센서(10,20)로부터 추정된 선회속도와 횡가속도의 크기에 따라 노면을 판단하여 선회속도량 제한시기와 제한크기를 결정한다.The understeer / oversteer control unit 66 controls cooperative control with the brake control unit 70, the engine torque control unit 80 alone or the ABS control block 71 and the TCS control block 81 according to the determined understeer or oversteer. By controlling the braking force or the engine driving force to secure the stability of the vehicle, and the rotational speed and the lateral acceleration estimated from the sensors 10 and 20 of the vehicle to limit the turning speed, which is the criteria for determining vehicle stability in the vehicle stability control system. Determine the turning speed limit time and limit size by judging the road surface according to the size of.

또한, 상기 언더스티어/오버스티어 제어부(66)는 언더스티어/오버스티어 결정부(65)의 결정에 따라 후륜에서 먼저 타이어와 노면의 접착한계에 도달하여 오버스티어 현상이 나타날 경우 전륜의 제동장치를 제어하여 전륜에 의해 발생하는 선회모멘트를 줄여준다. 반대로 전륜에서 먼저 타이어와 노면의 접착한계에 도달하여 언더스티어 현상이 나타날 경우 후륜을 제어하여 차량이 원하는 궤적으로 운동하도록 제어한다. 노면마찰계수 변화 시에는 더욱 더 심한 오버스티어 현상이 나타날 수 있는데 여기서는 차량운동량과 안정 기준값의 차이가 규정된 값 이상의 변화율로 증가할 때 전륜 외측 휠 이외에 후륜 외측 휠도 제어함으로서 차량 안정성을 확 보한다.In addition, the understeer / oversteer control unit 66 may apply the braking device of the front wheel when an oversteer phenomenon occurs because the rear wheel first reaches the adhesion limit between the tire and the road surface according to the determination of the understeer / oversteer determining unit 65. Control to reduce the turning moment generated by the front wheels. On the contrary, when the front wheel first reaches the adhesion limit between the tire and the road surface and the understeer phenomenon occurs, the rear wheel is controlled to move the vehicle in the desired trajectory. When the road friction coefficient is changed, more severe oversteering phenomenon may occur.In this case, when the difference between the vehicle movement amount and the stabilization reference value increases by more than the prescribed value, the vehicle's stability is secured by controlling the outer wheel outside the front wheel as well. .

또한, 상기 언더스티어/오버스티어 제어부(66)는 최적의 안정성과 승차감을 위해 제동력만으로 불충분한 경우에는 엔진에 의한 구동력을 감소시킴으로서 지나친 제동력에 의한 차량의 흔들임(Rocking) 현상을 최소화한다. 요구되는 구동력 감소량은 엔진 ECU와의 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해서 이루어진다.In addition, the understeer / oversteer control unit 66 minimizes rocking of the vehicle due to excessive braking force by reducing the driving force caused by the engine when the braking force is insufficient for optimum stability and riding comfort. The required driving force reduction is achieved through controller area network (CAN) communication with the engine ECU.

상기 브레이크 제어부(70)는 ESC 제어기(60)로부터 출력되는 제동신호에 따라 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 ABS 제어블록(71)과 협조 제어하여 제동압력을 발생하고, 엔진 제어부(80)는 ESC 제어기(60)로부터 출력되는 엔진제어신호에 따라 엔진토크를 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 TCS 제어블록(81)과 협조 제어하여 엔진의 구동력을 제어한다.The brake control unit 70 controls the brake hydraulic pressure supplied to the wheel cylinder according to the braking signal output from the ESC controller 60 to cooperatively control the ABS control block 71 to generate a braking pressure to ensure the stability of the vehicle. In addition, the engine controller 80 controls engine driving according to the engine control signal output from the ESC controller 60 to cooperatively control the driving force of the engine by cooperatively controlling the TCS control block 81 to secure the maximum stability of the vehicle.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에 통신 연결된 TPMS 장치의 구성을 나타내고 있다.Figure 2 shows the configuration of the TPMS device connected to the vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, TPMS 장치(90)는 타이어의 압력을 검출하여 무선 송신하는 4개의 TPMS 센서모듈(92a,92b,92c,92d)과, 이 TPMS 센서모듈(92a,92b,92c,92d)로부터 타이어의 압력정보를 무선 수신하여 타이어 압력의 변화를 감지하기 위한 TPMS 제어모듈(91)을 구비한다.As shown in FIG. 2, the TPMS device 90 includes four TPMS sensor modules 92a, 92b, 92c, and 92d for detecting and wirelessly transmitting tire pressure, and the TPMS sensor modules 92a, 92b, 92c, 92d) is provided with the TPMS control module 91 for wirelessly receiving the tire pressure information from the tire pressure change.

TPMS 센서모듈(92a,92b,92c,92d)은 타이어의 압력을 검출하기 위한 압력센서와 전반적인 제어를 수행하는 마이컴 등을 구비한다.The TPMS sensor modules 92a, 92b, 92c, and 92d include a pressure sensor for detecting tire pressure and a microcomputer for performing overall control.

TPMS 제어모듈(91)은 ESC 제어기(60)와 캔 통신 연결되어 있다. TPMS 센서모 듈(92a,92b,92c,92d)에 제어명령을 전송하고, TPMS 센서모듈(92a,92b,92c,92d)로부터 각 타이어 압력정보를 수신하여 인식하고 이상이 있는 경우 이를 사용자에게 경고한다. 또한, TPMS 제어모듈(91)은 수신한 각 타이어의 압력정보를 ESC 제어기(60)에 제공하여 ESC 제어(차량 자세 제어)시 각 타이어의 압력을 고려하여 차량 자세 제어가 이루어질 수 있도록 한다.The TPMS control module 91 is can-communicated with the ESC controller 60. Sends a control command to the TPMS sensor module 92a, 92b, 92c, 92d, receives and recognizes tire pressure information from the TPMS sensor module 92a, 92b, 92c, 92d, and alerts the user if there is an error. do. In addition, the TPMS control module 91 provides the received pressure information of each tire to the ESC controller 60 so that the vehicle attitude control can be performed in consideration of the pressure of each tire during the ESC control (vehicle attitude control).

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에서 횡력에 의해 발생하는 타이어의 옆 미끄럼각을 설명하기 위한 것이고, 도 4는 횡력, 타이어 압력, 옆 미끄럼각의 관계를 설명하기 위한 것이다.3 is for explaining the lateral sliding angle of the tire caused by the lateral force in the vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is for explaining the relationship between the lateral force, tire pressure, side sliding angle .

도 3에 도시된 바와 같이, 차량 선회 시 횡력이 작용되어 타이어가 노면과 접촉되는 부분에 변형이 발생된다. 이 변형으로 인해 바퀴의 중심면의 방향과 바퀴의 진행방향의 각도가 틀어진다. 이 틀어진 각도가 바퀴의 옆 미끄럼 각도(side slip angle)이다. 만약 한쪽 타이어 공기압이 적다면 이러한 변형은 더욱 심해져 결국 해당 타이어로의 무게 이동이 증가하고, 옆 미끄럼 각도는 증가하게 된다.As shown in FIG. 3, the lateral force is applied when the vehicle is turned to generate deformation at a portion where the tire contacts the road surface. This deformation causes the angle between the direction of the center plane of the wheel and the direction of travel of the wheel to be distorted. This twisted angle is the side slip angle of the wheel. If one tire pressure is low, this deformation is even worse, resulting in increased weight transfer to the tire and increased lateral slip angle.

도 4에 도시된 바와 같이, 타이어에 작용되는 횡력은 적정한 타이어의 공기압에서 최대치가 되고, 이 값보다 적거나 커지면 감소함을 볼 수 있다. 그리고 옆 미끄럼 각도가 커지면 더 큰 횡력이 요구된다는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, the lateral force applied to the tire is the maximum at an appropriate tire pressure, and can be seen to decrease when less than or greater than this value. And the larger the side sliding angle, the greater the lateral force.

횡력은 차량 자세의 안정에 큰 영향을 미치는데, 여러 노면에 따라 타이어와 노면사이에서 발생되는 최대 횡력은 정해져 있다. ESC 장치에서는 차량의 불안정한 자세를 제어하기 위해 요구되는 횡력을 각 바퀴의 제동력을 이용하여 얻는데 타이어의 공기압이 적정 압력보다 낮거나 높다면 정상적인 제어보다 큰 횡력이 필요하 게 된다.Lateral force has a great influence on the stability of the vehicle attitude. The maximum lateral force generated between the tire and the road surface is determined according to various road surfaces. In the ESC system, the lateral force required to control the vehicle's unstable posture is obtained by using the braking force of each wheel. If the tire air pressure is lower or higher than the proper pressure, the lateral force greater than the normal control is required.

ESC 장치에서 타이어 공기압 정보를 제어량에 반영하면 급박한 상황에서 차량의 안정성 제어를 향상시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 타이어에 작용하는 횡력은 타이어 공기압에 영향을 받는다. ESC 제어기(60)는 여러 센서로부터 받은 정보를 이용하여 차량의 안정에 필요한 횡력을 계산하고 이를 제동력으로 변환하여 차량의 안정성을 제어한다. 이때 제동력은 노면과 타이어 사이의 마찰을 이용하여 환산한다. 타이어 공기압이 낮아지면 같은 횡력으로도 바퀴의 옆 미끄럼 각도가 커지고, 타이어의 횡력도 작아진다. 측정된 타이어 압력과 추정된 옆 미끄럼 각도을 이용하여 해당하는 횡력을 구하고, 이 횡력을 환산한 제동력과 적정 타이어 압력에서 요구되는 제동력을 비교하여 그 차이만큼을 같은 측에 있는 바퀴를 이용하여 제어한다.When the tire inflation pressure information is reflected in the control amount in the ESC device, it is possible to improve the stability control of the vehicle in an emergency situation. As mentioned above, the lateral force acting on the tire is affected by the tire air pressure. The ESC controller 60 calculates the lateral force necessary for the stability of the vehicle using information received from various sensors and converts it into a braking force to control the stability of the vehicle. At this time, the braking force is converted using the friction between the road surface and the tire. The lower the tire pressure, the greater the lateral sliding angle of the wheels with the same lateral force, and the smaller the lateral force of the tire. The corresponding lateral force is obtained using the measured tire pressure and the estimated lateral slip angle, and the braking force converted from the lateral force is compared with the braking force required at the proper tire pressure, and the difference is controlled using the wheel on the same side.

예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 전륜 선회 외측 바퀴의 타이어 압력이 적정압력보다 적거나 큰 상태에서 오버스티어 제어가 필요한 경우 같은 측에 있는 바퀴 즉 후륜 선회 외측 바퀴에 상기한 제동력차이만큼의 제동력을 증가시켜 차량 자세 제어를 수행한다.For example, as illustrated in FIG. 5, when oversteer control is required when the tire pressure of the front wheel turning outer wheel is less than or equal to the proper pressure, the braking force difference described above is applied to the wheel on the same side, that is, the rear wheel turning outer wheel. Increases the braking power of the vehicle to perform ��� amount attitude control.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 후륜 선회 내측 바퀴의 타이어 압력이 적정 압력보다 적거나 큰 상태에서 언더스티어 제어가 필요한 경우 같은 측에 있는 바퀴 즉 전륜 선회 내측 바퀴에 상기한 제동력차이만큼의 제동력을 증가시켜 차량 자세 제어를 수행한다.In addition, as shown in FIG. 6, when understeer control is required when the tire pressure of the rear wheel inner wheel is less than or equal to the proper pressure, the braking force equal to the braking force difference described above on the wheel on the same side, that is, the front wheel inner wheel. To increase vehicle posture control.

도 7을 살펴보면, ESC 제어기(60)는 선회제동중인지를 판단하고(100), 선회 제동중인 경우 선회속도센서(30)를 통해 선회속도값인 실제 요레이트를 감지한다(101). 실제 요레이트를 감지 후 ESC 제어기(60)는 차량모델로부터 운전자가 원하는 요레이트를 추정하고(102), 차량모델로부터 추정된 운전자가 원하는 요레이트와 선회속도센서(30)를 통해 센싱된 실제 요레이트사이의 요레이트 오차를 산출한다(103).Referring to FIG. 7, the ESC controller 60 determines whether the turning braking is in operation 100, and detects the actual yaw rate, which is the turning speed value, in the turning braking speed sensor 30 when turning the braking. After detecting the actual yaw rate, the ESC controller 60 estimates the yaw rate desired by the driver from the vehicle model (102), and the actual yaw rate estimated by the driver's desired yaw rate and the turning speed sensor 30 estimated from the vehicle model. The difference between the rates is calculated (103).

그리고, ESC 제어기(60)는 요레이트 오차로부터 차량거동이 오버스티어인지 언더스티어인지를 판단한다(104). 만약, 차량거동이 오버스티어인 경우(104), 통상의 경우에는 전륜 선회외측 바퀴(FR)의 제동력을 증가시키지만 전륜 선회외측 바퀴의 타이어 압력이 정상 압력보다 낮거나 높은 경우에는 상술한 문제가 생길 수 있으므로, 차량거동이 오버스티어인 경우, ESC 제어기(60)는 먼저. 전륜 선회 외측 바퀴의 타이어 압력을 감지하고(105), 차량모델로부터 전륜 선회 외측 바퀴의 옆 미끄럼각을 추정한다(106). 그리고, 전륜 선회 외측 바퀴의 타이어 압력 및 옆 미끄럼각으로부터 전륜 선회 외측 바퀴의 횡력을 추정한다(107). 그런 후 이 횡력을 제동력으로 환산하고(108), 전륜 선회 외측 바퀴가 정상 타이어 압력일 경우의 전륜 선회 외측 바퀴의 정상 제동력과 이 환산된 제동력의 차이를 산출하고(109), 이 차이만큼의 제동력을 전륜 선회 외측 바퀴와 같은 쪽 바퀴인 후륜 선회 외측 바퀴에 가하여 후륜 선회 외측 바퀴의 제동력이 증가되게 한다(110).Then, the ESC controller 60 determines whether the vehicle behavior is oversteer or understeer from the yaw rate error (104). If the vehicle behavior is oversteer (104), in general, the braking force of the front wheel turning outer wheel (FR) is increased, but if the tire pressure of the front wheel turning outer wheel is lower or higher than the normal pressure, the above-described problem may occur. If the vehicle behavior is oversteer, the ESC controller 60 first. The tire pressure of the front wheel turning outer wheel is sensed (105), and the side slip angle of the front wheel turning outer wheel is estimated from the vehicle model (106). Then, the lateral force of the front wheel turning outer wheel is estimated from the tire pressure and the side sliding angle of the front wheel turning outer wheel (107). This lateral force is then converted into braking force (108), and the difference between the normal braking force of the front wheel turning outer wheel and this converted braking force when the front wheel turning outer wheel is the normal tire pressure is calculated (109), and the braking force by this difference Is applied to the rear wheel turning outer wheel which is the same side wheel as the front wheel turning outer wheel to increase the braking force of the rear wheel turning outer wheel (110).

한편, 만약, 차량거동이 언더스티어인 경우(111), 통상의 경우에는 후륜 선회 내측 바퀴(RL)의 제동력을 증가시키지만 후륜 선회 내측 바퀴의 타이어 압력이 정상 압력보다 낮거나 높은 경우에는 상술한 문제가 생길 수 있으므로, 차량거동이 언더스티어인 경우, ESC 제어기(60)는 먼저. 후륜 선회 내측 바퀴의 타이어 압력을 감지하고(112), 차량모델로부터 후륜 선회 내측 바퀴의 옆 미끄럼각을 추정한다(113). 그리고, 후륜 선회 내측 바퀴의 타이어 압력 및 옆 미끄럼각으로부터 전륜 선회 외측 바퀴의 횡력을 추정한다(114). 그런 후 이 횡력을 제동력으로 환산하고(115), 후륜 선회 내측 바퀴가 정상 타이어 압력일 경우의 후륜 선회 내측 바퀴의 정상 제동력과 이 환산된 제동력의 차이를 산출하고(116), 이 차이만큼의 제동력을 후륜 선회 내측 바퀴와 같은 쪽 바퀴인 전륜 선회 내측 바퀴(FL)에 가하여 전륜 선회 내측 바퀴의 제동력이 증가되게 한다(117).On the other hand, if the vehicle behavior is understeer (111), in general, the braking force of the rear wheel turning inner wheels (RL) increases but the tire pressure of the rear wheel turning inner wheels is lower or higher than the normal pressure described above problems If the vehicle behavior is understeer, ESC controller 60 first. The tire pressure of the rear wheel turning inner wheel is sensed (112), and the side slip angle of the rear wheel turning inner wheel is estimated from the vehicle model (113). Then, the lateral force of the front wheel turning outer wheel is estimated (114) from the tire pressure? Side sliding angle of the rear wheel turning inner wheel. Then, the lateral force is converted into braking force (115), and the difference between the normal braking force of the rear wheel turning inner wheel and this converted braking force when the rear wheel turning inner wheel is normal tire pressure is calculated (116), and the braking force by this difference is calculated. Is applied to the front wheel turning inner wheel FL, which is the same wheel as the rear wheel turning inner wheel, to increase the braking force of the front wheel turning inner wheel (117).

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 제어블록도이다.1 is a control block diagram of a vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치와 통신 연결된 TPMS 장치의 구성을 보인 도면이다.2 is a view showing the configuration of a TPMS device connected to the vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에서 횡력에 의해 발생하는 타이어의 옆 미끄럼각을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the side sliding angle of the tire caused by the lateral force in the vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에서 횡력, 타이어 압력, 옆 미끄럼각의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.Figure 4 is a graph for explaining the relationship between the lateral force, tire pressure, side sliding angle in the vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에서 오버스티어시 전륜 선회 외측 바퀴(FF)의 타이어 압력이 낮을 때 후륜 선회 외측 바퀴(RR)에 제동력을 증가시키는 것을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the increase in braking force to the rear wheel turning outer wheel (RR) when the tire pressure of the front wheel turning outer wheel (FF) is low during oversteering in the vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention. .

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에서 언더스티어시 후륜 선회 내측 바퀴(RL)의 타이어 압력이 낮을 때 전륜 선회 외측 바퀴(FL)에 제동력을 증가시키는 것을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining the increase in braking force to the front wheel turning outer wheel FL when the tire pressure of the rear wheel turning inner wheel RL is low during the understeering in the vehicle attitude control apparatus according to the embodiment of the present invention. .

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다.7 is a control flowchart illustrating a control method of the vehicle attitude control apparatus according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*[Description of the Reference Numerals]

10 : 조향각센서 20 : 차속센서10: steering angle sensor 20: vehicle speed sensor

30 : 선회속도센서 40 : 횡가속도센서30: revolution speed sensor 40: lateral acceleration sensor

60 : ESC 제어기 61 : 기준운동량 설정부60: ESC controller 61: reference momentum setting unit

62 : 차량운동량 측정부 63 : 운동량오차 산출부62: vehicle momentum measurement unit 63: momentum error calculation unit

64 : 노면판단부 65 : 언더스티어/오버스티어 결정부64: road decision unit 65: understeer / oversteer determination unit

66 : 언더스티어/오버스티어 제어부 70 : 브레이크 제어부66: understeer / oversteer control unit 70: brake control unit

80 : 엔진제어부 90 : TPMS 장치80: engine control unit 90: TPMS device

Claims (7)

각 바퀴의 타이어 압력을 감지하는 타이어 압력감지시스템과,Tire pressure detection system that detects the tire pressure of each wheel, 각 바퀴별로 감지된 타이어 압력과 차량 모델로부터 추정된 각 타이어의 옆 미끄럼각을 이용하여 각 바퀴에 작용하는 횡력을 각각 추정하고, 각 횡력에 해당하는 제1 제동력을 각각 추정하고, 각 제1 제동력과 해당 바퀴의 적정 타이어 압력에 해당하는 제2 제동력을 비교하여 상기 제1 제동력이 상기 제2 제동력보다 높거나 낮은 경우, 차량 자세 제어시 해당 바퀴와 같은 쪽의 바퀴의 제동력을 증가시키는 ESC 제어기를 포함하는 차량 자세제어장치.Using the tire pressure sensed by each wheel and the side sliding angle of each tire estimated from the vehicle model, the lateral force applied to each wheel is estimated, the first braking force corresponding to each lateral force is estimated, and each first braking force is estimated. ESC controller for increasing the braking force of the wheel on the same side when the vehicle attitude control when the first braking force is higher or lower than the second braking force by comparing the second braking force corresponding to the proper tire pressure of the wheel. Vehicle attitude control device comprising. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 ESC 제어기는 차량의 오버스티어시에는 전륜 선회 외측 바퀴에 대한 제1 제동력 및 제2 제동력의 차이만큼의 제동력을 후륜 선회 외측 바퀴에 가하는 차량 자세제어장치.The ESC controller is a vehicle attitude control device for applying a braking force to the rear wheel turning outer wheel as the difference between the first braking force and the second braking force for the front wheel turning outer wheel when the vehicle oversteer. 제1항 혹은 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 ESC 제어기는 차량의 언더스티어시에는 후륜 선회 내측 바퀴에 대한 제1 제동력 및 제2 제동력의 차이만큼의 제동력을 전륜 선회 외측 바퀴에 가하는 차량 자세제어장치.The ESC controller is a vehicle attitude control device for applying the braking force to the front wheel turning outer wheels by the difference between the first braking force and the second braking force for the rear wheel turning inner wheels when the vehicle understeer. 각 바퀴의 타이어 압력을 감지하고,Detect the tire pressure on each wheel, 차량 모델로부터 각 바퀴의 옆 미끄러짐 각도를 추정하고,Estimate the lateral slip angle of each wheel from the vehicle model, 상기 감지된 타이어 압력 및 상기 추정된 옆 미끄러짐 각도를 이용하여 해당 바퀴에 작용하는 횡력을 추정하고,Using the detected tire pressure and the estimated lateral slip angle to estimate a lateral force acting on the wheel, 해당 바퀴의 추정된 횡력에 해당하는 제1 제동력과 그 바퀴의 적정 타이어 압력에서 요구되는 제2 제동력을 비교하고,Comparing the first braking force corresponding to the estimated lateral force of the wheel with the second braking force required at the appropriate tire pressure of the wheel, 상기 비교결과 상기 제1 제동력이 상기 제2 제동력보다 높거나 낮은 경우, 차량 자세제어시 해당 바퀴와 같은 쪽의 바퀴를 제동시키는 것을 포함하는 차량 자세제어장치의 제어방법.And comparing the first braking force with the first braking force higher or lower than the second braking force, by braking the wheel on the same side as the corresponding wheel during vehicle attitude control. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 제1 제동력과 상기 제2 제동력사이의 차이값을 산출하고, 산출된 차이만큼의 제동력으로 해당 바퀴와 같은 쪽의 바퀴를 제동시키는 차량 자세제어장치의 제어방법.Calculating a difference value between the first braking force and the second braking force and braking the wheel on the same side as the corresponding wheel by the braking force equal to the calculated difference. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 제동력이 상기 제2 제동력보다 높거나 낮은 경우, 해당 바퀴가 전륜이고 차량의 오버스티어 제어가 필요한지를 판단하고, 해당 바퀴가 전륜이고 차량의 오버스티어 제어가 필요하면, 같은 쪽 후륜을 제동하는 차량 자세제어장치의 제어방법.When the first braking force is higher or lower than the second braking force, it is determined whether the corresponding wheel is the front wheel and the oversteer control of the vehicle is required, and if the wheel is the front wheel and the oversteer control of the vehicle is necessary, the same rear wheel is braked. Control method of the vehicle attitude control device. 제5항 혹은 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 제1 제동력이 상기 제2 제동력보다 높거나 낮은 경우, 해당 바퀴가 후륜이고 차량의 언더스티어 제어가 필요한지를 판단하고, 해당 바퀴가 후륜이고 차량의 언더스티어 제어가 필요하면, 같은 쪽 전륜을 제동하는 차량 자세제어장치의 제어방법.When the first braking force is higher or lower than the second braking force, it is determined whether the corresponding wheel is the rear wheel and the understeer control of the vehicle is required, and if the wheel is the rear wheel and the understeer control of the vehicle is required, the same front wheel is braked. Control method of the vehicle attitude control device.
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