KR102501199B1 - 센서리스 능동 안정 주행 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 주행 안정 장치에서 위치 센서와 토크 센서를 별도로 장착하지 않고 기존에 장착되어 있는 센서만을 가지고 차량 자세를 제어할 수 있도록 하는, 센서리스 능동 주행 안정 장치 및 방법이 개시된다.
개시된 센서리스 능동 안정 주행 장치는, 차량의 조향각(Steering Angle)을 측정하는 조향각 센서; 차량의 휠 속도(Wheel Speed)에 따른 차속을 측정하는 차속 센서; 차량의 횡가속도(Lateral Acceleration)를 검출하는 횡가속도 센서; 상기 측정된 조향각과 상기 측정된 차속 및 상기 검출된 횡가속도를 특정 토크값에 대응시켜 룩업 테이블(Lookup Table)로 저장하고 있는 메모리; 횡가속도 센서를 통해 현재 주행 중인 차량의 횡가속도가 검출되면, 룩업 테이블에 근거해 검출된 횡가속도에 대응된 토크(Target Torque) 값을 획득하고, 획득된 토크 값에 따른 목표 회전각(Target Rotation Angle)을 설정하여 액추에이터에 인가하는 제어부; 및 인가된 목표 회전각에 따라 모터를 회전 동작시키는 액추에이터를 포함한다.
본 발명에 의하면, 별도의 센서를 부착하지 않기 때문에 원가 절감 및 장착의 용이성이 있다.

Description

센서리스 능동 안정 주행 장치 및 방법{Sensorless active roll stabilization method and apparatus}
본 발명은 센서리스 능동 안정 주행 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 차량의 주행 안정 장치에서 위치 제어 시에 이용하는 절대 위치 센서와 토크 제어 시에 이용하는 토크 센서를 별도로 장착하지 않고 기존에 장착되어 있는 센서만을 가지고 룩업 테이블(Lookup table)을 통해 예외적인 상황들을 제외하여 토크(Torque) 및 각도(Angle)를 통해 차량 자세를 제어할 수 있도록 하는, 센서리스 능동 안정 주행 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량 자세 제어를 목적으로 하는 능동 주행 안정(eARS:Active Roll Stabilization) 장치는 토크(Torque) 및 각도(Angle)를 제어하기 위해 자체 각도 센서 혹은 스트레인 게이지(Strain Guage)와 같은 토크 센서를 통해 스테빌라이저 바(Stabilizer Bar)에 걸리는 토크 혹은 모터 위치(Motor Position)를 측정하여 이에 맞게 제어한다.
즉, 토크를 측정하기 위해서 스트레인 게이지와 같은 별도의 토크 센서를 장착하였으며, 스테빌라이저 바(Stabilizer Bar)의 비틀림 각도(Torsion Angle)를 측정하기 위해서 별도의 절대각 센서를 장착해야 한다.
하지만 스트레인 게이지와 같이 장착하는 방식은 환경에 따라서 측정되는 값의 경향이 다르고, 다른 방식의 토크 센서는 스테빌라이저 바의 두께를 고려하였을 때 측정이 용이하지 않은 단점이 있다.
또한 각도 센서에서도 리니어(Linear) 방식이 아닌 로터리(Rotary) 방식을 사용할 경우에 반경(R)에 따라 센서를 신규로 개발해야 하는데, eARS와 같이 고급 차량에 소량으로 장착되는 장치를 신규로 개발할 경우에 비용이 많이 증가하는 경향이 있어서 신규로 각도 센서를 개발하기는 쉽지 않다.
따라서, eARS 장치에 별도의 토크 센서와 각도 센서를 각각 부착할 경우 전술한 바와 같이 장착 및 측정 용이성과 비용적인 측면에서 효율적이지 못하다는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제1427945호(등록일 : 2014년08월01일)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량의 주행 안정 장치에서 위치 제어 시에 이용하는 절대 위치 센서와 토크 제어 시에 이용하는 토크 센서를 별도로 장착하지 않고 ESC(electronic stability control)에 장착되어 있는 횡가속도 센서만을 가지고 룩업 테이블(Lookup table)을 통해 예외적인 상황들을 제외하여 토크(Torque) 및 각도(Angle)를 통해 차량 자세를 제어할 수 있도록 하는, 센서리스 능동 안정 주행 장치 및 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 센서리스 능동 안정 주행 장치는, 차량의 조향각(Steering Angle)을 측정하는 조향각 센서; 차량의 휠 속도(Wheel Speed)에 따른 차속을 측정하는 차속 센서; 차량의 횡가속도(Lateral Acceleration)를 검출하는 횡가속도 센서; 상기 측정된 조향각과 상기 측정된 차속 및 상기 검출된 횡가속도를 특정 토크값에 대응시켜 룩업 테이블(Lookup Table)로 저장하고 있는 메모리; 횡가속도 센서를 통해 현재 주행 중인 차량의 횡가속도가 검출되면, 룩업 테이블에 근거해 검출된 횡가속도에 대응된 토크(Target Torque) 값을 획득하고, 획득된 토크 값에 따른 목표 회전각(Target Rotation Angle)을 설정하여 액추에이터에 인가하는 제어부; 및 인가된 목표 회전각에 따라 모터를 회전 동작시키는 액추에이터를 포함한다.
또한, 제어부는, 측정된 조향각과 측정된 차속을 이용해 1차 횡가속도를 연산하고, 횡가속도 센서를 통해 검출된 2차 횡가속도와 연산된 1차 횡가속도를 이용해 횡가속도를 추정하며, 추정된 횡가속도에 따라 목표 롤 앵글(Target Roll Angle)과 목표 안티 롤 모멘트(Target Anti Roll Moment)를 산출하고, 추정된 횡가속도와 목표 롤 앵글 및 목표 안티 롤 모멘트를 통해 토크 값을 획득하게 된다.
또한, 제어부는, 추정된 횡가속도와 산출된 롤 앵글 및 안티 롤 모멘트를 각각 축(Axis)으로 하는 3차원 롤 앵글 맵(Roll Angle Map)을 생성하여 메모리에 저장하게 된다.
또한, 제어부는, 토크(Target Torque) 값에 대해 차량의 질량(m), 롤 센터(Roll Center; h1), 롤 강성(Roll Stiffness; K), 중력 가속도(g) 및 횡가속도(ay)를 이용하여 획득할 수 있다.
그리고, 제어부는, 토크 값을 룩업 테이블에 따라 모터의 앵글 값으로 변환하여 목표 회전각을 설정하고, 설정된 목표 회전각을 액추에이터에 인가하여 제어하게 된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 센서리스 능동 안정 주행 방법은, (a) 조향각 센서에서 조향각(Steering Angle)을 측정하는 단계; (b) 차속 센서에서 차량의 휠 속도(Wheel Speed)에 따른 차속을 측정하는 단계; (c) 제어부가 조향각과 차속을 이용해 1차 횡가속도(Lateral Acceleration)를 연산하는 단계; (d) 횡가속도 센서가 차량의 2차 횡가속도를 검출하는 단계; (e) 제어부가 2차 횡가속도와 1차 횡가속도를 이용해 횡가속도를 추정하는 단계; (f) 제어부가 추정된 횡가속도에 따라 목표 롤 앵글(Target Roll Angle)과 목표 안티 롤 모멘트(Target Anti Roll Moment)를 산출하고, 추정된 횡가속도와 목표 롤 앵글 및 목표 안티 롤 모멘트를 통해 목표 토크(Target Torque)를 산출하며, 산출된 목표 토크에 따라 목표 회전각(Target Rotation Angle)을 설정하여 룩업 테이블(Lookup Table)을 생성하는 단계; 및 (g) 제어부가 룩업 테이블에 근거해 액추에이터를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 기존의 eARS 시스템에 사용되던 앵글 센서와 토크 센서를 배제하고, 차량에 기본으로 장착된 횡가속도 센서를 이용해 능동 안정 주행을 제어할 수 있다.
따라서, 별도의 센서를 부착하지 않기 때문에 장착 용이성이 있고, 제품의 단가를 낮춤에 따른 원가 절감의 효과가 있으며, 안정적이고 효과적인 eARS 성능을 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서리스 능동 안정 주행 장치의 기본 개념을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서리스 능동 안정 주행 장치의 기능 블록을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서리스 능동 안정 주행 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 앵글과 횡가속도 및 롤 모멘트를 각각 축으로 하는 3차원 롤 앵글 맵을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서리스 능동 안정 주행 장치의 기본 개념을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센서리스 능동 안정 주행 장치는, 차량이 출고 되기 전에, eARS 기능 제어를 위해 토크 센서를 통해 토크 값을 획득했을 때, 조향각 센서와 휠속도 센서, 횡가속도 센서를 통해 획득한 조향각과 차속 및 횡가속도를 토크 값에 대응시켜 룩업 테이블(Lookup Table)을 생성해 놓고, 이렇게 생성된 룩업 테이블에 근거해 토크 센서 없이 횡가속도 센서를 통해 현재 주행하는 차량의 횡가속도만을 측정해 횡가속도에 대응된 토크 값을 출력할 수 있도록 하는 것이다.
따라서, 토크 값에 따른 모터의 회전각을 산출해 액추에이터의 모터 회전을 제어함으로써 토크 센서 없이 eARS 기능을 수행하게 되는 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서리스 능동 안정 주행 장치의 기능 블록을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 센서리스 능동 안정 주행 장치(100)는, 조향각 센서(Steering Angle Sensor)(110), 차속 센서(Wheel Speed Sensor)(120), 횡가속도 센서(Lateral Acceleration Sensor)(130), 메모리(140), 제어부(150) 및 액추에이터(Actuator)(160)를 포함한다.
조향각 센서(110)는 차량의 조향각을 측정한다.
차속 센서(120)는 차량의 휠 속도에 따른 차속을 측정한다.
횡가속도 센서(130)는 차량의 횡가속도를 검출한다.
메모리(140)는 측정된 조향각과 측정된 차속 및 검출된 횡가속도를 특정 토크값에 대응시켜 룩업 테이블(Lookup Table)로 저장하고 있다. 또한, 메모리(140)는 추정된 횡가속도와, 산출된 롤 앵글, 안티 롤 모멘트, 목표 토크 및 목표 회전각을 저장할 수 있다.
제어부(150)는 횡가속도 센서를 통해 현재 주행 중인 차량의 횡가속도가 검출되면, 룩업 테이블에 근거해 검출된 횡가속도에 대응된 토크(Target Torque) 값을 획득하고, 획득된 토크 값에 따른 목표 회전각(Target Rotation Angle)을 설정하여 액추에이터에 인가한다.
즉, 제어부(150)는 측정된 조향각과 측정된 차속을 이용해 1차 횡가속도를 연산하고, 횡가속도 센서를 통해 검출된 2차 횡가속도와 연산된 1차 횡가속도를 이용해 횡가속도를 추정하며, 추정된 횡가속도에 따라 목표 롤 앵글(Target Roll Angle)과 목표 안티 롤 모멘트(Target Anti Roll Moment)를 산출하고, 추정된 횡가속도와 목표 롤 앵글 및 목표 안티 롤 모멘트를 통해 목표 토크(Target Torque)를 산출하며, 산출된 목표 토크에 따라 목표 회전각(Target Rotation Angle)을 설정하여 룩업 테이블(Lookup Table)을 생성하며, 룩업 테이블에 근거해 액추에이터를 제어한다.
액추에이터(160)는 인가된 목표 회전각에 따라 모터를 회전 동작시킨다.
또한, 제어부(150)는, 추정된 횡가속도와 산출된 롤 앵글 및 안티 롤 모멘트를 각각 축(Axis)으로 하는 3차원 롤 앵글 맵(Roll Angle Map)을 생성하여 메모리(140)에 저장한다.
또한, 제어부(150)는, 목표 토크(Target Torque)에 대해 차량의 질량(m), 롤 센터(Roll Center; h1), 롤 강성(Roll Stiffness; K), 중력 가속도(g) 및 횡가속도(ay)를 이용하여 산출하게 된다.
또한, 룩업 테이블(Lookup Table)은, 산출된 토크 값과 설정된 회전각 값이 특정 상관 관계에 따라 매칭되어 있다.
그리고, 제어부(150)는, 목표 토크 값을 룩업 테이블에 따라 모터의 앵글 값으로 변환하여 목표 회전각을 설정하고, 설정된 목표 회전각을 액추에이터(160)에 인가하여 제어하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서리스 능동 안정 주행 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 센서리스 능동 안정 주행 장치(100)는, 조향각 센서(110)에서 차량의 조향각(Steering Angle)을 측정한다(S310).
이어, 차속 센서(120)에서 차량의 휠 속도(Wheel Speed)에 따른 차속을 측정한다(S320).
이어, 제어부(150)가 조향각과 차속을 이용해 1차 횡가속도(Lateral Acceleration)를 연산한다(S330).
이어, 횡가속도 센서(130)가 차량의 2차 횡가속도를 검출한다(S340).
이어, 제어부(150)가 2차 횡가속도와 1차 횡가속도를 이용해 횡가속도를 추정(estimation)한다(S350).
이어, 제어부(150)가 추정된 횡가속도에 따라 목표 롤 앵글(Target Roll Angle)과 목표 안티 롤 모멘트(Target Anti Roll Moment)를 산출하고, 추정된 횡가속도와 목표 롤 앵글 및 목표 안티 롤 모멘트를 통해 목표 토크(Target Torque)를 산출하며, 산출된 목표 토크에 따라 목표 회전각(Target Rotation Angle)을 설정하여 룩업 테이블(Lookup Table)을 생성한다(S360).
이때, 제어부(150)는 목표 토크(Target Torque)(Φ)에 대해, 다음 수학식1에 따라 차량의 질량(m), 롤 센터(Roll Center; h1), 롤 강성도(Roll Stiffness; K), 중력 가속도(g) 및 횡가속도(ay)를 이용하여 산출하게 된다.
Figure 112016050389444-pat00001
즉, 제어부(150)는 목표 토크(Φ)에 대해, 차량의 질량(m)과 롤 센터 값(h1)을 곱한 값을 롤 강성도(K)에서 차량의 질량(m)과 중력 가속도(g) 및 롤 센터 값(h1)을 곱한 값을 빼서 횡가속도(ay)를 곱하여 산출할 수 있다.
또한, 제어부(150)는, 도 4에 도시된 바와 같이 추정된 횡가속도와 산출된 롤 앵글 및 안티 롤 모멘트를 각각 축(Axis)으로 하는 3차원 롤 앵글 맵(Roll Angle Map)을 생성하여 메모리(140)에 저장하게 된다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 앵글과 횡가속도 및 롤 모멘트를 각각 축으로 하는 3차원 롤 앵글 맵을 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 그래프를 통해 목표 토크(Target Torque)와 목표 위치(Target Position)를 만들 수 있고, 모터(Motor) 제어 시 횡가속도를 통한 변환된 모멘트(Moment or Torque) 또는 회전각(Angle)을 받을 수 있다.
또한, 제어부(150)는, 산출된 토크 값과 설정된 회전각 값을 특정 상관 관계에 따라 룩업 테이블(Lookup Table)에 매칭시켜 메모리(140)에 저장할 수 있다.
이어, 제어부(150)가 룩업 테이블에 근거해 액추에이터를 제어한다(S370).
즉, 제어부(150)는, 목표 토크 값을 룩업 테이블에 따라 모터의 앵글 값으로 변환하여 목표 회전각을 설정하고, 설정된 목표 회전각을 액추에이터(160)에 인가하여, 액추에이터에서 모터가 목표 회전각으로 회전하도록 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명은 토크 값과 횡가속도에 따른 회전각이 매칭되어 있는 룩업 테이블(Look up table)을 이용하여 별도의 토크 센서 부착없이 eARS를 제어 할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 주행 안정 장치에서 위치 제어 시에 이용하는 절대 위치 센서와 토크 제어 시에 이용하는 토크 센서를 별도로 장착하지 않고 기존에 장착되어 있는 센서만을 가지고 룩업 테이블(Lookup table)을 통해 예외적인 상황들을 제외하여 토크(Torque) 및 각도(Angle)를 통해 차량 자세를 제어할 수 있도록 하는, 센서리스 능동 안정 주행 장치 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 센서리스 능동 안정 주행 장치
110 : 조향각 센서
120 : 차속 센서
130 : 횡가속도 센서
140 : 메모리
150 : 제어부
160 : 액추에이터

Claims (7)

  1. 차량의 조향각(Steering Angle)을 측정하는 조향각 센서;
    상기 차량의 휠 속도(Wheel Speed)에 따른 차속을 측정하는 차속 센서;
    상기 차량의 횡가속도(Lateral Acceleration)를 검출하는 횡가속도 센서;
    상기 측정된 조향각과 상기 측정된 차속 및 상기 검출된 횡가속도를 특정 토크값에 대응시켜 룩업 테이블(Lookup Table)로 저장하고 있는 메모리;
    상기 횡가속도 센서를 통해 현재 주행 중인 상기 차량의 횡가속도가 검출되면, 상기 룩업 테이블에 근거해 상기 검출된 횡가속도에 대응된 토크(Target Torque) 값을 획득하고, 상기 획득된 토크 값에 따른 목표 회전각(Target Rotation Angle)을 설정하여 액추에이터에 인가하는 제어부; 및
    상기 인가된 목표 회전각에 따라 모터를 회전 동작시키는 액추에이터;
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 측정된 조향각과 상기 측정된 차속을 이용해 1차 횡가속도를 연산하고, 상기 횡가속도 센서를 통해 검출된 2차 횡가속도와 상기 연산된 1차 횡가속도를 이용해 횡가속도를 추정하며, 추정된 횡가속도에 따라 목표 롤 앵글(Target Roll Angle)과 목표 안티 롤 모멘트(Target Anti Roll Moment)를 산출하고, 상기 추정된 횡가속도와 목표 롤 앵글 및 목표 안티 롤 모멘트를 통해 상기 토크 값을 획득하고,
    상기 추정된 횡가속도와 상기 산출된 롤 앵글 및 안티 롤 모멘트를 각각 축(Axis)으로 하는 3차원 롤 앵글 맵(Roll Angle Map)을 생성하여 상기 메모리에 저장하는 센서리스 능동 안정 주행 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 토크(Target Torque) 값에 대해 상기 차량의 질량(m), 롤 센터(Roll Center; h1), 롤 강성(Roll Stiffness; K), 중력 가속도(g) 및 횡가속도(ay)를 이용하여 획득하는, 센서리스 능동 안정 주행 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 토크 값을 상기 룩업 테이블에 따라 모터의 앵글 값으로 변환하여 상기 목표 회전각을 설정하고, 설정된 목표 회전각을 상기 액추에이터에 인가하여 제어하는, 센서리스 능동 안정 주행 장치.
  6. (a) 조향각 센서에서 조향각(Steering Angle)을 측정하는 단계;
    (b) 차속 센서에서 상기 차량의 휠 속도(Wheel Speed)에 따른 차속을 측정하는 단계;
    (c) 제어부가 상기 측정된 조향각과 상기 측정된 차속을 이용해 1차 횡가속도(Lateral Acceleration)를 연산하는 단계;
    (d) 횡가속도 센서가 상기 차량의 2차 횡가속도를 검출하는 단계;
    (e) 제어부가 상기 검출된 2차 횡가속도와 상기 연산된 1차 횡가속도를 이용해 횡가속도를 추정하는 단계;
    (f) 제어부가 상기 추정된 횡가속도에 따라 목표 롤 앵글(Target Roll Angle)과 목표 안티 롤 모멘트(Target Anti Roll Moment)를 산출하고, 상기 추정된 횡가속도와 목표 롤 앵글 및 목표 안티 롤 모멘트를 통해 목표 토크(Target Torque)를 산출하며, 산출된 목표 토크에 따라 목표 회전각(Target Rotation Angle)을 설정하여 룩업 테이블(Lookup Table)을 생성하는 단계;
    (g) 제어부가 상기 룩업 테이블에 근거해 액추에이터를 제어하는 단계; 및,
    (h) 상기 추정된 횡가속도와 상기 산출된 롤 앵글 및 안티 롤 모멘트를 각각 축(Axis)으로 하는 3차원 롤 앵글 맵(Roll Angle Map)을 생성하여 저장하는 단계;
    를 포함하는 센서리스 능동 안정 주행 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (f) 단계에서 상기 제어부는, 상기 산출된 토크 값과 상기 설정된 회전각 값을 특정 상관 관계에 따른 룩업 테이블(Lookup Table)에 매칭시켜 저장하는, 센서리스 능동 안정 주행 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006248489A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Toyota Motor Corp 車両用スタビライザシステム
JP2007110836A (ja) 2005-10-13 2007-04-26 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2008137446A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Toyota Motor Corp 車両のロール剛性制御装置
JP2012116262A (ja) 2010-11-30 2012-06-21 Hitachi Automotive Systems Ltd スタビライザ制御装置
JP5846401B2 (ja) 2012-10-31 2016-01-20 トヨタ自動車株式会社 車両の走行制御装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101427945B1 (ko) 2013-04-30 2014-08-08 현대자동차 주식회사 액티브 롤 컨트롤 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006248489A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Toyota Motor Corp 車両用スタビライザシステム
JP2007110836A (ja) 2005-10-13 2007-04-26 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2008137446A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Toyota Motor Corp 車両のロール剛性制御装置
JP2012116262A (ja) 2010-11-30 2012-06-21 Hitachi Automotive Systems Ltd スタビライザ制御装置
JP5846401B2 (ja) 2012-10-31 2016-01-20 トヨタ自動車株式会社 車両の走行制御装置

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