KR101585268B1 - 에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 요레이트 센서가 장착되지 않은 ABS 차량에서 ABS 제어시 차량의 요레이트를 정확히 산출하는 방법에 관한 것이다.
이 발명에 따른 에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법은, 차량의 속도에 따라 목표 휠 감속도를 설정하는 제1단계와, 상기 차량의 현 휠 감속도가 상기 목표 휠 감속도를 초과하면 상기 현 휠 감속도와 상기 목표 휠 감속도의 차이값에 따른 가변 필터값을 설정하는 제2단계와, 상기 가변 필터값을 이용하여 휠 속도를 필터하는 제3단계와, 상기 필터된 휠 속도를 이용하여 요레이트를 계산하는 제4단계를 포함한다.

Description

에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법{method for calculation yaw-rate in ABS control}

이 발명은 ABS 제어시 요레이트 산출 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 요레이트 센서가 장착되지 않은 ABS 차량에서 ABS 제어시 차량의 요레이트를 정확히 산출하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 주행중에 안정성을 향상시키기 위한 장치로서 제동시 슬립 방지를 위한 ABS(Anti-lock Brake System)와, 급발진시 슬립을 방지하기 위한 TCS(Traction Control System)와, 차량의 주행 중 차량 자세를 안정적으로 유지하여 주행 안정성을 향상시키는 차량 안정성 제어 시스템(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 유지하게 하는 것이다.

상기한 ESP는 휠 속도 센서, 브레이크 압력 센서, 조향각 센서, 요레이트 센서, 횡가속도 센서 등과 같은 다수의 센서를 통해 차량 상태와 노면 상태를 판단하고, 이에 따라 차량 상태가 언더스티어인지 또는 오버스티어인지를 파악하여 각각 내외측 휠에 브레이킹 동작을 수행하여 차량 자세가 안정적이 되도록 한다.

이때, 요레이트 센서(Yaw-Rate Sensor)는 차량 수직축 방향의 회전각속도를 측정하는 센서로서, 요레이트 센서가 없는 ASB 시스템에서는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 선회시 안쪽 휠과 바깥쪽 휠의 휠 속도 차이를 이용하여 선회시 요레이트 값을 추정한다.

상술한 종래의 휠 속도를 이용한 요레이트 추정값은 일반 주행이나 제동 중에는 비교적 정확하다. 그러나, ABS 제어시에는 휠 속도가 ABS 제어에 의해 사이클을 이루며 크게 변화하기 때문에 종래와 같이 휠 속도를 이용한 요레이트 추정값은 그 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 ABS 제어시 요레이트를 추정할 경우, 필터 계수를 큰 값으로 설정하여 휠 속도의 변화의 영향을 줄이는 방향으로 요레이트 값을 계산하거나, 휠 속도를 고정필터로 필터링하거나 선형 보간하는 방법 등을 사용하나 이 또한 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 이 발명의 목적은, 요레이트 센서(Yaw-Rate Sensor)가 없는 ABS 시스템에서 휠 속도를 이용한 요레이트 추정 시 ABS 제어 중에도 차량의 요레이트를 정확하게 산출하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법은, 차량의 속도에 따라 목표 휠 감속도를 설정하는 제1단계와, 상기 차량의 현 휠 감속도가 상기 목표 휠 감속도를 초과하면 상기 현 휠 감속도와 상기 목표 휠 감속도의 차이값에 따른 가변 필터값을 설정하는 제2단계와, 상기 가변 필터값을 이용하여 휠 속도를 필터하는 제3단계와, 상기 필터된 휠 속도를 이용하여 요레이트를 계산하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 이 발명에 따르면 차량 및 휠 감속도와 휠 상태를 고려한 가변 필터 계수를 이용하여 휠 속도를 필터하고 필터된 휠 속도를 이용하여 차량의 요레이트를 산출하기 때문에 ABS 제어시 휠 속도가 크게 변하더라도 정확한 요레이트 산출이 가능한 효과가 있다.

도 1은 차량의 요레이트 추정을 설명하기 위하여 도시한 도면,
도 2는 이 발명에 따른 에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법을 도시한 동작 흐름도,
도 3은 필터전 휠 속도와 이 발명에 따라 필터된 휠 속도를 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 한 실시예에 따른 에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법을 보다 상세하게 설명한다.

ABS 제어시 휠 속도의 변화가 크기 때문에 좌우 휠 속도 차이를 이용한 정확한 요레이트 산출이 곤란하다.

이 발명은 ABS 제어시 차량 감속도를 이용하여 노면 마찰계수 변화를 반영하여 목표 휠 속도를 생성하고, 차량 휠 속도와 목표 휠 속도와의 차이에 따라 필터 계수를 가변하는 가변 필터를 생성하고, 차량 휠 속도를 가변 필터를 이용하여 필터하고, 필터된 차량 휠 속도를 이용하여 차량 요레이트를 산출함으로써, ABS 제어시에도 정확한 요레이트 산출이 가능하다.

도 2는 이 발명에 따른 에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법을 도시한 동작 흐름도이다.

먼저, 차량의 속도를 이용하여 목표 휠 감속도(axWTg)를 설정한다(S21). 이때 노면 마찰계수 특성을 반영하여 목표 휠 감속도를 설정함으로써, 마찰계수가 변화하는 노면에서도 적절한 필터의 산출이 가능하다.

다음, 휠이 안정적인지를 체크하여(S22), 휠이 안정적인 상태에서는 휠 감속도(axW)를 현 휠 감속도로 설정하고(S23), 휠이 불안정적인 상태에서는 휠 감속도(axW)를 최소 휠 감속도(axWmin)로 설정한다(S24).

단계 S23과 단계 S24에서 설정된 휠 감속도(axW)와 단계 S21에서 설정한 목표 휠 감속도(axWTg)를 비교하여(S25), 휠 감속도(axW)가 목표 휠 감속도(axWTg)보다 작은 경우에는 필터 계수(FilterTime)를 기본 필터 계수(FT_Base)로 설정한다(S26).

그러나, 단계 S25의 비교결과 휠 감속도(axW)가 목표 휠 감속도(axWTg)보다 큰 경우에는 기본 필터 계수(FT_Base)와 가변 필터 계수를 가산하여 새로이 보정 필터 계수(FilterTime = 기본 필터 계수 + 가변 필터 계수)로 설정한다(S27). 이때, 가변 필터 계수는 휠 감속도(axW)와 목표 휠 감속도(axWTg)의 차에 비례한 값으로 설정하는 바, 이를 수식으로 표현하면 아래의 수식 1과 같다.

단계 S27에서 계산되는 필터 계수를 수식으로 표현하면 수식 2와 같다.

즉, 차량의 휠 감속도가 급격하게 가변될 경우, 단계 S27에서 가변 필터 계수도 그에 비례하게 커지도록 설정함으로써, 상기 보정 필터 계수(FilterTime)가 커지도록 설정한다.

다음, 단계 S26과 단계 S27에서 구한 보정 필터 계수를 이용하여 휠 속도(vWhl)를 필터링한다(S28). 이때, 이 휠 속도 필터는 주기적으로 이루어지는데, 현 주기에서의 휠 속도 필터식(vWhlF(n))은 아래의 수식 3과 같다.

즉, 필터된 휠 속도(vWhlF(n))는 이전 주기에서 구한 필터된 휠 속도(vWhlF(n-1))와 휠 속도 변동분(

)을 가산하여 구하는데, 이 휠 속도 변동분은 휠 속도(vWhl(n))와 이전 주기에서 구한 필터된 휠 속도(vWhlF(n-1))의 차를 상기 보정 필터 계수(FilterTime)로 나눈 값으로서, 보정 필터 계수(FilterTime)에 반비례한다. 즉, 휠 속도가 급격하게 변동될 경우, 보정 필터 계수(FilterTime)가 커지기 때문에, 휠 속도 변동분은 작아지며, 이로써 필터된 휠 속도(vWhlF(n))는 이전 주기에서 구한 필터된 휠 속도(vWhlF(n-1))에서 거의 유사한 값으로 설정된다. 반면, 휠 속도가 서서히 변동될 경우에는 변동되는 휠 속도가 반영되어 필터된 휠 속도가 구해질 수 있다.

마지막으로 이렇게 필터된 휠 속도를 이용하여 요레이트를 계산한다(S29).

도 3은 필터전 휠 속도와 필터된 휠 속도를 도시한 그래프이다.

필터전 휠 속도는 크게 변동하여 휠 감속도가 급변하는 구간이 존재하나, 필터된 휠 속도는 휠 감속도가 급변하는 구간에서 휠 속도가 평활되어 휠 상태에 따른 적절한 필터가 가능함을 알 수 있다.

Claims (3)

1. 차량의 속도에 따라 목표 휠 감속도를 설정하는 제1단계와,
   상기 차량의 휠이 안정상태이면서, 상기 차량의 현 휠 감속도가 상기 목표 휠 감속도를 초과하면, 상기 현 휠 감속도와 상기 목표 휠 감속도의 차이에 비례하는 가변 필터 계수와 기본 필터 계수를 가산하여 보정 필터 계수를 설정하는 제2단계와,
   상기 보정 필터 계수를 이용하여 휠 속도를 필터하되, 이전 주기에서 구한 필터된 휠 속도와 휠 속도 변동분을 가산하여 휠 속도를 필터하는 제3단계와,
   상기 필터된 휠 속도를 이용하여 요레이트를 계산하는 제4단계를 포함하고,
   상기 휠 속도 변동분은 휠 속도와 이전 주기에서 구한 필터된 휠 속도의 차를 상기 보정 필터 계수로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법.
   
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2단계는 상기 차량의 현 휠 감속도가 상기 목표 휠 감속도를 초과하지 않으면, 기본 고정 필터값을 설정하고,
   상기 제3단계는 기본 고정 필터값을 이용하여 휠 속도를 필터하는 것을 특징으로 하는 에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법.
   
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 차량의 휠이 불안정상태이면 최소 휠 감속도를 상기 현 휠 감속도로 설정하는 것을 특징으로 하는 에이비에스 제어시 요레이트 산출 방법.
   
   

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