KR101609889B1 - 차량의 피오아이 구현방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ESC와 같은 VDC(Vehicle Dynamic Control)제어에 대해 구현되는 POI(Predictive Oversteer Intervention)제어가 오버스티어 상태를 조기에 방지하도록 조향각과 조향각변화율 및 요레이트변화율을 이용해 오버스티어 상태를 예측해 구현됨으로써, 첫 번째 조향조작후 연이은 조향조작과 같이 방향전환 이후에 발생할 수 있는 오버스티어 방지로 차량안정성을 확보할 수 있는 특징을 갖는다.

Description

차량의 피오아이 구현방법{Predictive Oversteer Intervention Performance Method in Vehicle}

본 발명은 차량의 피오아이제어에 관한 것으로, 특히 조향각, 조향각변화율, 요레이트변화율을 이용하여 오버스티어 발생을 예측 판단함으로써, 주행상황에 따른 오버스티어 조기 제어로 차량안정성을 확보하는 차량의 피오아이 구현방법에 관한 것이다.

일반적으로 ESC(Electronic Stability Control System)와 같은 전자제어식 제동장치는 선회 한계성능 초과시 차량 거동 안정화로 안전성을 크게 향상시킨다.

상기와 같은 전자제어식 제동장치중 ESC는 DSC(Dynamic Stability Control), DSTC(Dynamic Stability and Traction Control), VDC(Vehicle Dynamic Control), VSA(Vehicle Stability Assist), VSC(Vehicle Stability Control), VSC(Vehicle Skid Control), VSE(Vehicle Stability Enhancement)등으로 명칭되며, 이는 시스템 개발업체에 따른 명칭이다.

상기 ESC는 운전자의 조향의도를 파악하여 노면이나 혹은 주행상태에 따라 운전자가 의도하는 차량의 요 레이트(Yaw Rate)가 적절하지 않으면, 즉 운전자의 조향대비 차량이 보다 안쪽으로 선회하는 오버스티어나 또는 운전자의 조향대비 차량이 보다 외측으로 선회하는 언더스티어 발생시, 차량의 요 모멘트(Yaw Moment)를 조정하기 위해 각 휠의 제동토크를 조절함으로써 방향안정성을 확보한다.

특히, 상기 ESC는 낮은 노면계수를 갖는 미끄러운 노면에서 방향전환시 타이어의 낮은 마찰력으로 차량의 요 레이트가 운전자의 의도로 되지 않은 상황일 땐, ESP 제어를 구현해 차량에서 필요로 하는 만큼의 요 모멘트 발생을 위해 휠에 제동토크를 부가하게 된다.

하지만, 상기와 같이 미끄러운 노면에서 방향전환이 이루어질 때 첫 번째 조향(1차선 ->2차선)후 연이어 두 번째 조향(2차선 진입후 차선유지를 위한 조향)이 이루어지면, 두 번째 조향시 이전의 첫 번째 방향전환제어로 인해 오버스티어 상태가 유발되는 것을 방지하지 못하는 한계를 갖을 수밖에 없다.

이러한 상황은 운전자에게 불안함을 주기도 할 뿐만 아니라, 이로 인해 차량의 자세가 바로 잡히지 않을 땐 안전운행에 큰 위험이 될 수도 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 방향전환을 위한 연이은 조향시 조향각과 조향각변화율 및 요레이트변화율을 이용해 예측될 수 있는 오버스티어 상태를 조기에 방지함으로써, ESP 제어시 방향전환 이후에 발생할 수 있는 오버스티어 방지로 차량안정성을 확보할 수 있는 차량의 피오아이(POI; Predictive Oversteer Intervention)구현방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자제어식 제동장치인 ESC(Electronic Stability Control System)에서 선회 한계성능 초과시 차량 거동 안정화를 위한 피오아이(POI; Predictive Oversteer Intervention)구현 방법에 있어서,

상기 피오아이는 조향각과 조향각변화율 및 요레이트변화율을 이용해 오버스티어 상태를 예측하면, 좌측휠과 우측휠중 어느 한쪽에 대한 제동압력의 증강시점을 앞당겨 주는 제어과정을 포함해 구현되는 것을 특징으로 한다.

상기 피오아이는 피오아이(POI) 설정압력을 결정하는 시작조건판단단계;

상기 시작조건판단 후, 일정한 대기시간을 설정해 그 역으로 카운트해서 판단된 오버스티어 상태가 초래되는지 여부를 기다리는 제어시작판단단계;

상기 제어시작판단 후, 상기 피오아이(POI)제어판단 후 오버스티어 상태의 발생여부를 재차 검증해 상기 피오아이(POI) 설정압력을 적용할 것인지 여부를 확인하는 종료조건판단단계;

상기 종료조건판단 후, 오버스티어 상태의 발생여부가 높으면 피오아이(POI) 설정압력을 적용해 휠쪽 제동압력의 증감시기를 앞당기는 제어수행단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 시작조건판단단계는 제어시작 임계값을 조향각대비 발생된 요레이트변화량으로 계산하고, 계산된 제어시작 임계값을 기준으로 상기 조향각대비 발생된 요레이트변화량이 더 큰지 여부를 판단한 후, 큰 값을 가지면 피오아이(POI) 설정압력을 결정한다.

상기 제어시작판단단계는 대기시간이 POI 종료 = POI 설정압력 - CNT * △압력(차량하중에 따른 압력보정값), CNT(Count) = CNT(Count) + 1을 이용해 구현된다.

상기 종료조건판단단계는 상기 설정된 대기시간 CNT(Count)가 0으로 수렴되어 작은 값을 가지는지를 판단한 후, 이를 만족하면 오버스티어 상태가 발생될 가능성이 있는지를 다시 한번 판단하고, 오버스티어 발생을 확인하는 과정으로 구현된다.

상기 제어수행단계는 선회방향과 관련되어 좌측 휠과 우측 휠의 제동압력중 어느 한쪽 휠의 제동압력의 증압시점을 앞당겨준다.

이러한 본 발명에 의하면, ESP 제어시 연이은 조향조작에 따른 방향전환 이후에 발생할 수 있는 오버스티어에 대한 조기 제어를 통해 오버스티어를 방지하고, 차량안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 피오아이 구현방법에 대한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 피오아이 구현에 따른 선도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 피오아이 구현방법에 대한 순서도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 실시예는 VDC(Vehicle Dynamic Control)제어에 대해 POI(Predictive Oversteer Intervention)의 시작조건판단(A)에 대한 절차를 진행한 후, POI제어를 위한 일정한 대기시간을 가진 다음, 다시 POI제어를 구현할 것인지를 재차 판단하는 종료조건판단(B)에 대한 절차를 진행한 후, 이를 통한 판단으로 휠쪽 제동압력을 제어하는 방식으로 구현한다.

상기 VDC(Vehicle Dynamic Control)는 전술한 바와 같이, ESC를 칭하는 명칭의 한 종류이다.

단계S10에서 VDC(Vehicle Dynamic Control)제어여부를 판단해 VDC제어가 구현되면, POI의 시작조건판단(A)을 진행한다.

단계S20은 POI 제어 시작 임계값을 계산하는 과정으로서, 이러한 계산은 조향각대비 발생된 요레이트변화량으로 결정되는데, 이는 조향이 작음에도 요 레이트 변화량이 일정값 이상일 땐 이후에 오버스티어 상태 경향이 큼에 기인한 것으로서, 본 실시예에선 조향각과 요레이트변화율을 이용해 POI 제어 시작 임계값을 계산하게 된다.

이어, 단계S30에서 산출된 POI 제어 시작 임계값에 대해 상기 조향각대비 발생된 요레이트변화량이 더 큰지 여부를 판단한 후, 크지 않으면 종료로 전환하지만 큰 값을 가지면 단계S40과 같이 POI 설정압력(목표압력)을 결정하며, 상기 설정압력(목표압력)은 일정값으로 설정한다.

상기와 같이 POI 설정압력이 결정됨으로써 POI의 시작조건판단(A)이 완료되면, 단계S50과 같이 일정한 대기시간을 설정해 그 역으로 카운트해서 판단된 오버스티어 상태가 초래되는지 여부를 기다리는 제어시작판단을 수행한다.

본 실시예에서 단계S50은 설정된 POI 설정압력(목표압력)을 이용해 다음 오버스티어 상태가 초래될 때까지 이루어지지만, 주행상황이 바뀌어 오버스티어가 발생하지 않는 경우를 대비하여 일정시간만 지속하고, 다음 오버스티어 상태까지 대기시간을 설정하는 방식이다.

일례로, POI 종료 = POI 설정압력 - CNT * △압력, CNT(Count) = CNT(Count) + 1이고, △압력은 차량에 따라 차량하중이 달라 필요한 압력레벨도 달라 다르므로 필요한 압력도 다름에 따른 압력보정값을 의미한다.

본 실시예에선 상기와 같이 오버스티어 발생 방지를 위한 POI 설정압력(목표압력)과, 다음 오버스티어 상태까지 POI 종료를 위한 대기시간 설정이 차종에 따라 각기 달리 설정할 수 있으므로, 상기 두 값은 튜닝인자(Tuning Factor)이다.

이어, 상기와 같이 일정 대기시간이 지나면, 본 실시예에선 POI의 종료조건판단(B)에 대한 절차를 진행한다.

이러한 POI의 종료조건판단(B)은 단계S60과 같이, 설정된 대기시간 CNT(Count)가 0으로 수렴되어 작은 값을 가지는지를 판단한 후, 이를 만족하면 단계S70에서 오버스티어 상태가 발생될 가능성이 있는지를 다시 한번 판단하는 과정을 거친다.

이때, 오버스티어 상태가 발생될 가능성이 존재하면 이를 조기에 방지하도록 단계S80과 같이, 압력제어모듈을 이용해 선회방향과 관련되어 좌측 휠과 우측 휠의 제동압력에 변화를 즉, 어느 한쪽 휠의 제동압력의 증압시점을 앞당겨줌으로써 오버스티어를 조기에 제어하고 동시에 차량안정성도 확보하게 된다.

도 2는 본 실시예에서 구현하는 POI 제어에 제동압력과 요레이트에 관한 선도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 요레이트는 운전자의도 요레이트와, 노면한계 요레이트 및 센서요레이트가 각각 서로 다르게 발현되고, 휠쪽 제동압력도 제동압력(우)와 제동압력(좌)과 같이 증압시기가 서로 다름을 알 수 있다.

상기와 같은 상태에서 POI 설정압력(목표압력)을 이용한 POI제어가 구현되면, 즉 단계S80과 같이 압력제어모듈을 통해 어느 한쪽 제동압력의 증압시점을 앞당겨주게 된다.

본 실시예에 따른 POI제어에선, 우측휠의 제동압력(우)보다 나중에 증압되는 좌측휠의 제동압력(좌)의 증압시점이 도 2와 같이 우측휠의 제동압력(우)쪽으로 당기는 증압시점당김(C)을 구현함으로써, 차량상태에 따라 발생할 수 있는 오버스티어를 조기에 제어하고, 동시에 발생요레이트(D)가 줄어들어 차량안정성을 확보하게 된다.

이와 같이 본 실시예에선 POI제어시 조향각과 조향각변화율 및 요레이트변화율을 이용해 오버스티어 상태를 예측한 후 제동압력의 증강시점을 앞당겨줌으로써, 첫 번째 조향조작후 연이은 조향조작과 같이 방향전환 이후에 발생할 수 있는 오버스티어를 방지하여 차량의 안정성을 크게 높일 수 있다.

Claims (6)

1. 전자제어식 제동장치인 ESC(Electronic Stability Control System)에서 선회 한계성능 초과시 차량 거동 안정화를 위한 피오아이(POI; Predictive Oversteer Intervention)구현 방법에 있어서,
   상기 피오아이는 조향각과 조향각변화율 및 요레이트변화율을 이용해 오버스티어 상태를 예측하면, 좌측휠과 우측휠중 어느 한쪽에 대한 제동압력의 증강시점을 앞당겨 주는 제어과정을 포함해 구현되고;
   상기 피오아이는 피오아이(POI) 설정압력을 결정하는 시작조건판단단계;
   상기 시작조건판단 후, 일정한 대기시간을 설정해 그 역으로 카운트해서 판단된 오버스티어 상태가 초래되는지 여부를 기다리는 제어시작판단단계;
   상기 제어시작판단 후, 피오아이(POI)제어판단 후 오버스티어 상태의 발생여부를 재차 검증해 상기 피오아이(POI) 설정압력을 적용할 것인지 여부를 확인하는 종료조건판단단계;
   상기 종료조건판단 후, 오버스티어 상태의 발생여부가 높으면 피오아이(POI) 설정압력을 적용해 휠쪽 제동압력의 증감시기를 앞당기는 제어수행단계;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 피오아이 구현방법.
   
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3. 청구항 1에 있어서, 상기 시작조건판단단계는 제어시작 임계값을 조향각대비 발생된 요레이트변화량으로 계산하고, 계산된 제어시작 임계값을 기준으로 상기 조향각대비 발생된 요레이트변화량이 더 큰지 여부를 판단한 후, 큰 값을 가지면 피오아이(POI) 설정압력을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 피오아이 구현방법.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 제어시작판단단계는 대기시간이 POI 종료 = POI 설정압력 - CNT * △압력(차량하중에 따른 압력보정값), CNT(Count) = CNT(Count) + 1을 이용해 구현되는 것을 특징으로 하는 차량의 피오아이 구현방법.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 종료조건판단단계는 상기 설정된 대기시간 CNT(Count)가 0으로 수렴되어 작은 값을 가지는지를 판단한 후, 이를 만족하면 오버스티어 상태가 발생될 가능성이 있는지를 다시 한번 판단하고, 오버스티어 발생을 확인하는 과정으로 구현되는 것을 특징으로 하는 차량의 피오아이 구현방법.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 제어수행단계는 선회방향과 관련되어 좌측 휠과 우측 휠의 제동압력중 어느 한쪽 휠의 제동압력의 증압시점을 앞당겨주는 것을 특징으로 하는 차량의 피오아이 구현방법.

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