KR101755502B1 - 차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법 - Google Patents

차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101755502B1
KR101755502B1 KR1020150167822A KR20150167822A KR101755502B1 KR 101755502 B1 KR101755502 B1 KR 101755502B1 KR 1020150167822 A KR1020150167822 A KR 1020150167822A KR 20150167822 A KR20150167822 A KR 20150167822A KR 101755502 B1 KR101755502 B1 KR 101755502B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
emergency
ars
eda
rear wheel
Prior art date
Application number
KR1020150167822A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170062245A (ko
Inventor
황성욱
Original Assignee
현대자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR1020150167822A priority Critical patent/KR101755502B1/ko
Publication of KR20170062245A publication Critical patent/KR20170062245A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101755502B1 publication Critical patent/KR101755502B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/085—Taking automatic action to adjust vehicle attitude in preparation for collision, e.g. braking for nose dropping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/056—Regulating distributors or valves for hydropneumatic systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B60G21/0551—Mounting means therefor
    • B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
    • B60G21/0555—Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0134—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to imminent contact with an obstacle, e.g. using radar systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/22—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of suspension systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/101—Side slip angle of tyre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/114—Yaw movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/14—Yaw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18—Steering angle
    • B60W2550/30—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 긴급회피선회 시스템은, 차량의 충돌 경고 센서 및 조향각 센서와 연동하여 긴급회피선회 제어를 위해 필요한 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 전륜과 후륜에 각각 형성되어 차량의 선회 시 롤 발생을 억제하는 능동 롤 조정부(ARS); 전륜과 후륜 댐퍼의 댐핑력 분배를 통해 횡 방향의 하중이동을 유도하는 비상 댐핑 보조부(EDA); 및 운전정보 검출부에서 충돌 경고 센서 신호가 활성화된 상태에서 조향각 조작 신호가 입력되면 긴급회피선회 모드로 진입하여 상기 ARS 및 EDA의 협조제어를 통해 횡 거리 이득을 증가시키는 제어부를 포함하되, 상기 긴급회피선회 모드에 따른 협조제어 시 상기 EDA는 회피 보조를 위해 전륜 댐퍼의 댐핑력을 부드럽게 및 후륜 댐퍼의 댐핑력을 견고하게 제어하며, 동시에 전륜 ARS는 롤 미제어 상태로 제어하고 후륜 ARS는 롤 제어 상태로 제어한다.

Description

차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR EMERGENCY AVOIDANCE ROTATION OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량이 충돌을 회피하기 위하여 긴급 선회하는 경우 회전반경을 최소화하고 거동 안정성을 확보할 수 있는 차량의 긴급회피선회 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량 운전 중에는 급격히 굽은 도로나 전방 차량 등의 장애물로 인하여 긴급히 선회하는 상황이 발생될 수 있다.
차량이 긴급 선회할 경우 스티어링 휠이 급격하게 조작되어 차체가 원심력에 의해 선회하는 방향의 바깥쪽으로 기울어지게 되는데 이러한 현상을 흔히 롤 또는 롤링이라고 한다.
차량에는 승차감을 위하여 스프링 상수가 작은 스프링을 사용하고 있으며 차량의 긴급선회 시에 발생하는 원심력으로 차체의 기울기가 증대하는 경향이 있으므로 선회시의 롤을 감소시켜 차체의 평형을 유지하기 위해 다양한 자세 제어 시스템이 장착되고 있다.
예컨대, 차량에 장착되는 자세 제어 시스템으로는 스태빌라이저 바(Stabilizer Bar)의 강성을 변화시켜 차량의 선회시 차량 롤을 억제하는 ARS(Active Roll Stabilizer), 제동시 휠의 미끄러짐을 방지하는 ABS 시스템(Anti-Lock Brake System), 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 TCS 시스템(Traction Control System), 상기 ABS 시스템과 TCS 시스템을 연동 제어하여 차량의 거동을 안정적으로 유지시키는 ESP(Electronic stability program) 시스템 등이 있다.
하지만, 이러한 자세 제어 시스템들은 운전자의 운전 조작을 기반으로 안전운전을 보조하는 것이지 그 자체가 운전자의 안전을 보장하는 것은 아니다.
가령, 통상 운전자는 주행 중 갑작스런 전방 장애물로 인해 충돌 위험을 감지하는 경우 브레이크를 조작하는 것에 비해 스티어링 휠의 조작이 소극적이므로 충분한 선회를 하지 못하고 충돌이 발생할 수 밖에 없는 문제점이 있다.
또한, 위와 같은 조건에서 운전자가 과도한 스티어링 휠의 조작으로 긴급선회를 시도하는 경우 차체가 바깥쪽으로 쏠리는 현상이 발생하면서 롤 오버(Roll over)의 한계점을 벗어나 전복되는 문제점이 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
특허문헌 1 : 한국등록특허 제0218792호 (1999.09.01. 공고)
본 발명의 실시 예는 차량의 자세 제어를 위한 ARS(Active Roll Stabilizer) 시스템과 EDA(Emergency Damping Assist) 시스템간의 협조제어를 통해 차량의 충돌 상황 시 적극적으로 개입하여 긴급회피선회 성능을 최적화하고, 긴급회피선회 후의 거동 안정성을 향상시킬 수 있는 차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 긴급회피선회 시스템은, 차량의 충돌 경고 센서 및 조향각 센서와 연동하여 긴급회피선회 제어를 위해 필요한 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 전륜과 후륜에 각각 형성되어 차량의 선회 시 롤 발생을 억제하는 능동 롤 조정부(Active Roll Stabilizer, ARS); 전륜과 후륜 댐퍼의 댐핑력 분배를 통해 횡 방향의 하중이동을 유도하는 비상 댐핑 보조부(Emergency Damping Assist, EDA); 및 운전정보 검출부에서 충돌 경고 센서 신호가 활성화된 상태에서 조향각 조작 신호가 입력되면 긴급회피선회 모드로 진입하여 상기 ARS 및 EDA의 협조제어를 통해 횡 거리 이득을 증가시키는 제어부를 포함하되, 상기 긴급회피선회 모드에 따른 협조제어 시 상기 EDA는 회피 보조를 위해 전륜 댐퍼의 댐핑력을 부드럽게 및 후륜 댐퍼의 댐핑력을 견고하게 제어하며, 동시에 전륜 ARS는 롤 미제어 상태로 제어하고 후륜 ARS는 롤 제어 상태로 제어한다.
또한, 상기 EDA는, 상기 긴급회피선회 모드 시 발생되는 전륜과 후륜의 횡력 차이 만큼 요 모멘트를 증가시켜서 긴급선회시의 횡 이동 거리 이득을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 긴급회피선회 모드 진입에 따른 협조제어로 전륜 외측 타이어에 수직하중을 증가시켜 타이어 횡력을 최대화 할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 충돌 경고 센서 신호가 해제되면 긴급회피선회가 완료된 것으로 판단하여 차량 안정화 모드 진입에 따른 상기 ARS 및 EDA의 협조제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 EDA는 상기 차량 안정화 모드에 따라 전륜 댐퍼의 댐핑력을 견고하게 제어하고 후륜 댐퍼의 댐핑력을 부드럽게 제어하며, 이와 동시에 전륜 ARS와 후륜 ARS는 롤 제어 상태로 동작 할 수 있다.
또한, 상기 ARS는, 상기 차량 안정화 모드 시 차량의 하중이동 억제 제어로 횡력 및 수직력을 억제하여 차량의 롤 발생을 억제 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 차량의 긴급회피선회 방법은, a) 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출하는 단계; b) 충돌 경고 센서 신호가 활성화된 상태에서 조향각 조작 신호가 입력되면 장애물 회피를 위한 긴급회피선회 모드로 진입하는 단계; c) 회피 보조를 위해 비상 댐핑 보조부(Emergency Damping Assist, EDA)의 전륜 댐퍼 댐핑력을 부드럽게 제어하고 후륜 댐퍼 댐핑력을 견고하게 제어하는 단계; 및 d) 상기 EDA와의 협조제어로 전륜 ARS를 롤 미제어 상태로 제어하고 후륜 ARS를 롤 제어 상태로 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 b) 단계는, 상기 충돌 경고 센서 신호가 활성화된 상태에서 상기 조향각 조작 신호가 미입력되면, 전륜 댐퍼와 후륜 댐퍼의 댐핑력을 모두 견고하게 제어하여 제동 성능을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계는, 상기 협조제어를 통해 전륜과 후륜의 횡력 차이 만큼 요 모멘트를 증가시켜서 긴급선회시의 횡 이동 거리 이득을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계 이후에, e) 상기 충돌 경고 센서 신호가 해제되면 긴급회피선회가 완료된 것으로 판단하여 차량 안정화 모드 진입에 따른 상기 ARS 및 EDA의 협조제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 e) 단계는, 상기 안정화 모드에 따른 협조제어로 상기 EDA의 전륜 댐퍼 댐핑력을 견고하게 제어하고 후륜 댐퍼 댐핑력을 부드럽게게 제어하며, 이와 동시에 전륜 ARS와 후륜 ARS를 롤 제어 상태로 제어할 수 있다.
또한, 상기 e) 단계는, 차량의 조향각, 차속, 요레이트 및 저크 중 적어도 하나의 센서 신호를 참조하여 상기 ARS 및 EDA의 협조제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 전방 장애물과의 충돌상황이 예측되는 긴급한 상황의 경우 ARS와 EDA의 상충된 기능을 중재하는 협조제어를 통해 횡거리 이득을 최대화 함으로써 긴급회피선회 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 긴급회피선회가 완료된 이후에 ARS와 EDA의 중첩된 자세제어 기능을 최적화하는 협조제어를 통해 롤 및 요 거동을 최소화함으로써 빠른 차량 직진안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 긴급회피선회 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ARS(Active Roll Stabilizer)의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 EDA(Emergency Damping Assist)의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 긴급회피선회 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 긴급회피선회 제어 예시를 도식화하여 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 거동안정화 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 거동안정화 제어 예시를 도식화하여 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 긴급회피선회 협조제어를 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 "차량", "차", "차량의", "자동차" 또는 다른 유사한 용어들은 스포츠 실용차(sports utility vehicles; SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용차를 포함하는 승용차, 다양한 종류의 보트나 선박을 포함하는 배, 항공기 및 이와 유사한 것을 포함하는 자동차를 포함하며, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그 인 하이브리드 전기 차량, 수소연료 차량 및 다른 대체 연료(예를 들어, 석유 외의 자원으로부터 얻어지는 연료) 차량을 포함한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 긴급회피선회 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 긴급회피선회 시스템(100)은 운전정보 검출부(110), 능동 롤 조정부(Active Roll Stabilizer, ARS) (120), 비상 댐핑 보조부(Emergency Damping Assist, EDA)(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
운전정보 검출부(110)는 충돌 경고 센서, 조향각 센서, 요 레이트 센서 및 차속 센서 등의 각종 센서와 연동하여 본 발명의 실시 예에 따른 긴급회피선회 제어를 위해 필요한 운전정보를 검출한다.
운전정보 검출부(110)는 차량의 운행 중 전방 장애물과의 충돌 위험을 경고하는 충돌 경고 센서 신호를 검출하여 제어부(140)에 제공한다.
여기서, 상기 장애물은 운전자가 탑승중인 자차에 선행하는 전방 차량이거나, 전방 차량에서 떨어진 물건, 도로에 방치된 물건, 동물이나 보행자 등 자차의 전방에서 회피해야만 하는 대상을 의미한다.
상기 충돌 경고 센서는 자동 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Braking, AEB)에 적용된 센서를 활용하여 전방의 충돌 상황을 감지할 수 있다.
다만, 상기 충돌 경고 센서는 이에 한정되지 않고 스마트 크루즈 컨트롤(Smart Cruise Control) 시스템에 적용되는 전방 레이더 센서를 활용하여 자차와 전방 장애물과의 상대거리 및 상대속도를 연산함으로써 소정 조건에 따른 전방의 충돌 위험성을 감지할 수 있다.
운전정보 검출부(110)는 조향각 센서를 통해 운전자의 스티어링 휠 조작에 따른 조향각을 검출하여 제어부(140)에 제공한다.
또한, 운전정보 검출부(110)는 요 레이트 센서를 통한 차량의 선회시에 발생하는 요 모멘트(yaw moment) 및 차속 센서를 통한 차량속도를 검출하여 제어부(140)에 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 긴급회피선회 시스템(100)은 차량의 거동을 안정적으로 유지시키는 자세 제어를 위해 ARS(120) 및 EDA(130) 시스템이 적용된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 ARS(Active Roll Stabilizer)의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 ARS(120)는 차량의 전륜과 후륜에 각각 형성되는 액추에이터와 스텝바를 이용하여 토크 발생 시킴으로써 차량의 선회 시 하중이동 억제를 통해 롤 발생을 억제한다.
통상 차량의 선회 시 발생하는 요 모멘트는 차체의 앞뒤가 차량의 중심을 기준으로 선회시 내륜측/외륜측으로 이동하려는 힘으로써 차량에 언더(Under), 오버스티어(Oversteer), 횡력(Lateral forces) 등이 발생하며, 이로 인해 선회 시 주행안정성이 저하된다.
ARS(120)는 하중이동 억제 제어로 횡력 및 수직력을 억제하여 차량의 롤 발생을 억제 한다. 이 때, ARS(120)는 하중이 들어오는 방향으로 액추에이터를 작동하여 범프 반대쪽 스탭바로 하중 전달 차단시킴으로써 하중이동을 억제할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 EDA(Emergency Damping Assist)의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명이 실시 예에 따른 EDA(130)는 전륜과 후륜 ECS(Electronic Controlled Suspension, 이하 댐퍼라 명명함)의 댐핑력 분배를 통해 횡 방향의 하중이동을 유도하는 시스템으로서 긴급회피선회 모드 시 발생되는 전륜과 후륜의 횡력 차이 만큼 요 모멘트를 증가시켜서 긴급선회시의 횡 이동 거리 이득을 취함으로써 차량의 선회회피성능을 향상시킬 수 있다.
EDA(130)는 일반 주행 시 전륜과 후륜 댐퍼의 댐핑력을 부드럽게(Soft) 제어하여 승차감을 향상시키고, 제동 보조 시 전륜과 후륜 댐퍼의 댐핑력을 견고하게(Hard) 제어하여 차량의 제동 성능을 최적화한다.
특히, EDA(130)는 전방 장애물로 인한 긴급회피선회 모드에 진입하면 회피 보조를 위해 전륜 댐핑력을 부드럽게(Soft) 하고 후륜 댐핑력을 견고하게(Hard) 제어한다. 이를 통해, EDA(130)는 전륜(Soft)과 후륜(Hard)의 횡력 차이만큼 요 모멘트를 증가시킴으로써 긴급선회시의 횡 이동 거리 이득을 취하도록 함으로써 선회회피성능을 향상시킬 수 있다.
또한, EDA(130)는 긴급회피선회가 완료된 후 안정화 모드에 진입하면 차량 거동 안정화를 위해 전륜 댐핑력을 견고하게(Hard) 하고 후륜 댐핑력을 부드럽게(Soft) 제어한다. 이를 통해, EDA(130)는 전륜(Hard)과 후륜(Soft)의 횡력 차이만큼 요 거동을 억제시키는 요 모멘트를 발생함으로써 차량의 빠른 거동 안정화를 어시스트 할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 긴급회피선회 제어를 위한 상기 각부의 동작을 제어한다.
앞서 설명한 ARS(120) 및 EDA(130)의 두 시스템은 자세 제어라는 공통된 목적으로 차량에 적용되었지만, 차량의 충돌 이벤트에 대한 긴급회피선회라는 특수한 상황에 있어서 ARS(120)의 차량 횡력 및 수직력 억제로 인해 EDA(130)의 요 모멘트 증가 기능이 반감되는 상충된 기능의 문제가 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, EDA(130)는 운전자의 긴급회피선회 컨트롤 시 핸들링(Handling)의 향상을 위해 적극적으로 개입한다. ARS(120)는 일반 운전에서 선회시의 차량 안정화 효과가 있는 점에서 유용하지만 긴급회피선회라는 특수한 상황에서는 EDA(130)의 핸들링 향상을 저감하는 요인으로 작동할 수 있다.
이에, 제어부(140)는 차량의 긴급회피선회 시 두 시스템 간의 기능 상충되는 기능을 중재하고, 중첩된 기능의 성능을 협조제어를 통해 최적화할 수 있는 알고리즘을 저장한다.
그리고, 제어부(140)는 긴급회피선회 상황 발생시 그 협조제어 알고리즘을 통해 두 시스템을 적절히 제어하여 차량의 긴급회피선회 성능을 최적화 한다.
이러한 제어부(140)의 긴급선회회피 협조제어 알고리즘은 다음의 도 4 및 도 5를 통해 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 긴급회피선회 협조제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 긴급회피선회 협조제어 예시를 도식화하여 나타낸다.
첨부된 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(140)는 운전정보 검출부(110)를 통해 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출한다(S110).
제어부(140)는 상기 운전정보 중 전방 장애물과의 충돌 위험에 따른 충돌 경고 센서 신호가 활성화되면(S120), 차량의 전륜과 후륜의 댐핑력을 모두 견고하게(Hard) 제어하여 제동 성능 최적 모드로 동작 한다(S130).
제어부(140)는 상기 충돌 경고 센서 신호가 활성화된 상태에서 조향각 조작 신호가 입력되면(S140; 예), 운전자가 스티어링 휠 조작으로 장애물의 회피를 위한 선회조작을 실시한 것으로 판단하여 긴급회피선회 협조제어를 개시한다(S150).
이 때, 제어부(140)는 EDA(130)를 긴급회피모드 진입으로 활성화하여(S151), 회피 보조를 위해 전륜 댐퍼 전체의 댐핑력을 부드럽게(Full Soft) 제어하고 후륜 댐퍼 전체의 댐핑력을 견고하게(Full Hard) 제어한다(S152).
이와 동시에, 제어부(140)는 ARS(120)를 긴급회피모드 진입으로 활성화하여(S153), 전륜 ARS를 롤 미제어 상태(OFF)로 제어하고, 후륜 ARS를 롤 제어 상태(ON)로 동작시킨다(S154).
즉, 제어부(140)는 긴급회피모드 진입에 따른 EDA(130) 및 ARS(120)의 협조제어로 전륜 외측 타이어에 수직하중을 증가시켜 타이어 횡력을 최대화하여(S160), 요 모멘트의 증가에 따른 횡 거리 이득을 증가시킴으로써(S170), 차량의 긴급회피선회성능을 최대화 할 수 있다(S180).
이러한 ARS(120) 및 EDA(130)의 협조제어는 도 5에서도 나타나듯이 단일 EDA(130)을 적용한 차량에 비해 증가된 최대 횡력을 발생함으로써 장애물과의 충돌을 효과적으로 회피할 수 있는 이점이 있다.
반면에, 제어부(140)는 상기 S140 단계에서 상기 조향각 조작 신호가 입력되지 않으면(S140; 아니오), 운전자가 선회의지 없이 제동력만을 가하고 있는 것으로 판단하여 상기 제동 성능 최적화 모드를 유지할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 ARS(120) 및 EDA(130)의 두 시스템간의 협조제어를 통해 상기 긴급회피선회 후 차량의 거동 안정화 제어를 수행할 수 있으며, 이러한 차량의 거동안정화 제어 알고리즘은 다음의 도 6 및 도 7을 통해 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 거동안정화 협조제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 거동안정화 협조제어 예시를 도식화하여 나타낸다.
첨부된 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 거동안정화 협조제어 방법은 앞서 도 4를 통해 설명한 긴급회피선회 모드 상태로부터 이어진다.
제어부(140)는 긴급회피선회 모드에서 충돌 경고 센서 신호가 해제되지 않고 계속된 활성화 상태에 있으면(S220; 아니오), 아직 장애물 회피 상태에 있는 것으로 판단하여 긴급회피선회 모드를 유지한다(S210).
반면, 제어부(140)는 전방에 장애물이 미감지되어 충돌 경고 센서 해제가 입력되면(S220; 예), 장애물을 회피한 것으로 판단하여 긴급회피선회 모드를 해제한다(S230).
즉, 제어부(140)는 전방에 장애물이 더 이상 감지되지 않으면 차량이 긴급회피선회를 완료한 것으로 판단하여 긴급회피선회 모드를 해제하는 것이며, 긴급회피선회를 완료한 이후에는 차량이 불안정한 거동 상태에 있으므로 즉시 차량 거동 안정화 모드에 진입한다.
제어부(140)는 운전정보 검출부(110)로부터 입력되는 차량의 조향각, 차속, 요레이트 및 저크 등의 신호를 참조하여 차량의 거동 안정화 협조제어를 개시한다(S240).
구체적으로, 제어부(140)는 EDA(130)를 안정화 모드로 활성화하여(S241), 전륜 댐퍼 전체의 댐핑력을 견고하게(Full Hard) 제어하고, 후륜 댐퍼 전체의 댐핑력을 부드럽게(Full Soft) 제어한다(S242).
이와 동시에, 제어부(140)는 ARS(120)를 안정화 모드로 활성화하여(S243), 전륜과 후륜의 ARS를 모두 롤 제어 상태(ON)로 동작시킨다(S244).
즉, 제어부(140)는 거동 안정화 모드 진입에 따른 EDA(130)의 제어로 전륜(Hard)과 후륜(Soft)의 횡력 차이만큼 요 거동을 억제시키는 요 모멘트를 발생하고, ARS(120)의 제어로 차량의 롤 발생을 억제함으로써 차량의 직진 안전성을 확보한다(S250, S260).
이상설명에서는 차량의 긴급회피선회 및 거동 안정화 협조제어를 긴급회피선회 시스템(100)의 제어부(140)를 주체로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 긴급회피선회 시스템(100)을 주체로 설명될 수 있음은 자명하다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 긴급회피선회 협조제어를 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
첨부된 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 EDA와 ARS 두 시스템의 협조제어를 통해 긴급회피선회를 실시한 결과 EDA 단독 시스템만을 활용한 것에 비해 약3cm의 횡거리 추가 이득이 있는 것으로 확인되었다.
이는 EDA만을 사용했을 때 보다 약30% 긴급회피선회 성능이 향상된 결과이다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 전방 장애물과의 충돌상황이 예측되는 긴급한 상황의 경우 ARS와 EDA의 상충된 기능을 중재하는 협조제어를 통해 횡거리 이득을 최대화 함으로써 긴급회피선회 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 긴급회피선회가 완료된 이후에 ARS와 EDA의 중첩된 자세제어 기능을 최적화하는 협조제어를 통해 롤 및 요 거동을 최소화함으로써 차량의 직진안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 긴급회피선회 시스템 110: 운전정보 검출부
120: 능동 롤 조정부(ARS) 130: 비상 댐핑 보조부(EDA)
140: 제어부

Claims (12)

  1. 차량의 충돌 경고 센서 및 조향각 센서와 연동하여 긴급회피선회 제어를 위해 필요한 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부;
    전륜과 후륜에 각각 형성되어 차량의 선회 시 롤 발생을 억제하는 능동 롤 조정부(Active Roll Stabilizer, ARS);
    전륜과 후륜 댐퍼의 댐핑력 분배를 통해 횡 방향의 하중이동을 유도하는 비상 댐핑 보조부(Emergency Damping Assist, EDA); 및
    운전정보 검출부에서 충돌 경고 센서 신호가 활성화된 상태에서 조향각 조작 신호가 입력되면 긴급회피선회 모드로 진입하여 상기 ARS 및 EDA의 협조제어를 통해 횡 이동 거리 이득을 증가시키는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 긴급회피선회 모드에 따른 협조제어 시 회피 보조를 위해 상기 EDA는 전륜 댐퍼의 댐핑력을 부드럽게 및 후륜 댐퍼의 댐핑력을 견고하게 제어하고, 동시에 전륜 ARS는 롤 미제어 상태로 제어하고 후륜 ARS는 롤 제어 상태로 제어하며,
    상기 충돌 경고 센서 신호가 해제된 차량 안정화 모드에 따른 협조제어 시 상기 EDA는 전륜 댐퍼의 댐핑력을 견고하게 제어하고 후륜 댐퍼의 댐핑력을 부드럽게 제어하며, 이와 동시에 전륜 ARS와 후륜 ARS는 롤 제어 상태로 동작하도록 하여 차량의 하중이동 억제 제어로 횡력 및 수직력을 억제하는 차량의 긴급회피선회 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 EDA는,
    상기 긴급회피선회 모드 시 발생되는 전륜과 후륜의 횡력 차이 만큼 요 모멘트를 증가시켜서 긴급선회시의 횡 이동 거리 이득을 증가시키는 차량의 긴급회피선회 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 긴급회피선회 모드 진입에 따른 협조제어로 전륜 외측 타이어에 수직하중을 증가시켜 타이어 횡력을 최대화 하는 차량의 긴급회피선회 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 충돌 경고 센서 신호가 해제되면 긴급회피선회가 완료된 것으로 판단하여 차량 안정화 모드 진입에 따른 상기 ARS 및 EDA의 협조제어를 수행하는 차량의 긴급회피선회 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. a) 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출하는 단계;
    b) 충돌 경고 센서 신호가 활성화된 상태에서 조향각 조작 신호가 입력되면 장애물 회피를 위한 긴급회피선회 모드로 진입하는 단계;
    c) 회피 보조를 위해 비상 댐핑 보조부(Emergency Damping Assist, EDA)의 전륜 댐퍼 댐핑력을 부드럽게 제어하고 후륜 댐퍼 댐핑력을 견고하게 제어하는 단계;
    d) 상기 EDA와의 협조제어로 전륜 ARS를 롤 미제어 상태로 제어하고 후륜 ARS를 롤 제어 상태로 제어하는 단계; 및
    e) 상기 충돌 경고 센서 신호가 해제되면 긴급회피선회가 완료된 것으로 판단하여 차량 안정화 모드 진입에 따른 협조제어로 상기 EDA의 전륜 댐퍼 댐핑력을 견고하게 제어하고 후륜 댐퍼 댐핑력을 부드럽게 제어하며, 이와 동시에 전륜 ARS와 후륜 ARS를 롤 제어 상태로 제어하여 차량의 하중이동 억제 제어로 횡력 및 수직력을 억제하는 차량의 긴급회피선회 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 충돌 경고 센서 신호가 활성화된 상태에서 상기 조향각 조작 신호가 미입력되면, 전륜 댐퍼와 후륜 댐퍼의 댐핑력을 모두 견고하게 제어하여 제동 성능을 증가시키는 단계를 포함하는 차량의 긴급회피선회 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    상기 협조제어를 통해 전륜과 후륜의 횡력 차이 만큼 요 모멘트를 증가시켜서 긴급선회시의 횡 이동 거리 이득을 증가시키는 단계를 포함하는 차량의 긴급회피선회 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 e) 단계는,
    차량의 조향각, 차속, 요레이트 및 저크 중 적어도 하나의 센서 신호를 참조하여 상기 ARS 및 EDA의 협조제어를 수행하는 차량의 긴급회피선회 방법.


KR1020150167822A 2015-11-27 2015-11-27 차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법 KR101755502B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150167822A KR101755502B1 (ko) 2015-11-27 2015-11-27 차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150167822A KR101755502B1 (ko) 2015-11-27 2015-11-27 차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170062245A KR20170062245A (ko) 2017-06-07
KR101755502B1 true KR101755502B1 (ko) 2017-07-19

Family

ID=59223627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150167822A KR101755502B1 (ko) 2015-11-27 2015-11-27 차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101755502B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007045356A (ja) * 2005-08-11 2007-02-22 Nissan Motor Co Ltd 車両用制御装置
JP2007145175A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Toyota Motor Corp 車輌の走行制御装置
JP2007168698A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Toyota Motor Corp 転舵装置
JP2007210455A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Toyota Motor Corp 車両用スタビライザシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007045356A (ja) * 2005-08-11 2007-02-22 Nissan Motor Co Ltd 車両用制御装置
JP2007145175A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Toyota Motor Corp 車輌の走行制御装置
JP2007168698A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Toyota Motor Corp 転舵装置
JP2007210455A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Toyota Motor Corp 車両用スタビライザシステム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170062245A (ko) 2017-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7854279B2 (en) Driving force control device
US8718872B2 (en) Vehicle attitude controller
US10059344B2 (en) Vehicle behavior control apparatus
EP1893436B1 (en) Method of controlling a vehicle seat
JP4639925B2 (ja) 車両のローリング運動安定化制御装置
CN108216222B (zh) 改善前方碰撞回避性能的集成控制方法以及相关的车辆
JP6733469B2 (ja) 車両制御装置
KR101956685B1 (ko) 차량의 충돌 완화 장치 및 방법
CN105730286A (zh) 汽车动态座椅自适应调节方法及系统
CN108215933B (zh) 采用轮内系统控制车辆行驶的方法
US11427253B2 (en) Method and system for collision avoidance
JP2008302917A (ja) 電動車両
US8600639B2 (en) Yaw rate control with simultaneous maximum deceleration
KR20170067530A (ko) 차량 긴급회피보조 시스템 및 그 방법
KR101755502B1 (ko) 차량의 긴급회피선회 시스템 및 그 방법
WO2021005940A1 (ja) 操舵制御装置、操舵制御方法、及び操舵制御システム
CN112590771B (zh) 车辆稳定控制方法及系统
Wang et al. Post-impact stability control for four-wheel-Independently-actuated electric vehicles
JP2006298315A (ja) 運転支援システム
JP5043785B2 (ja) 車両の姿勢制御装置
US11407414B2 (en) Method and apparatus for controlling vehicle driving depending on baby mode
KR102614161B1 (ko) 차량의 댐퍼속도 도출 시스템
JP2008247066A (ja) 車両の運動制御装置
KR101997323B1 (ko) 차량의 급제동 제어방법
JP2023156134A (ja) 車両制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant