KR19990041251A - Safety control of the vehicle - Google Patents

Safety control of the vehicle Download PDF

Info

Publication number
KR19990041251A
KR19990041251A KR1019970061815A KR19970061815A KR19990041251A KR 19990041251 A KR19990041251 A KR 19990041251A KR 1019970061815 A KR1019970061815 A KR 1019970061815A KR 19970061815 A KR19970061815 A KR 19970061815A KR 19990041251 A KR19990041251 A KR 19990041251A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
target
rate
wheel
slip angle
Prior art date
Application number
KR1019970061815A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100272631B1 (en
Inventor
김건
Original Assignee
오상수
만도기계 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 오상수, 만도기계 주식회사 filed Critical 오상수
Priority to KR1019970061815A priority Critical patent/KR100272631B1/en
Publication of KR19990041251A publication Critical patent/KR19990041251A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100272631B1 publication Critical patent/KR100272631B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/10Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
    • B60K28/16Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to, or preventing, skidding of wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/175Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel spin during vehicle acceleration, e.g. for traction control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/13Failsafe arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

본 발명은 차량동력학에 기초하여 차량측방 슬립각도와 4차륜의 목표 차륜슬립률을 정확하게 계산할 수 있도록 한 차량의 안전운행 제어장치에 관한 것으로, 전자제어기(40) 및 유압 모듈레이터(6)를 갖는 차량(60)에 있어서, 상기 전자제어기(40)가, 측정된 신호로부터 운행중인 노면이 타이어에 미치는 마찰계수를 산출하는 노면 마찰계수 산출부(42)와, 산출된 노면 마찰계수를 이용하여 횡방향 타이머 마찰력와 종방향 타이어 마찰력를 계산하는 타이머 마찰력 계산부(44)와, 센서신호로부터 타이어 슬립각도α와 차량측방 슬립각도β를 추정하는 차량동력학 관측부(46)와, 운전자가 지향한 차체의 요율을 참고하여 목표요율m를 구하는 목표요율 계산부(48)와, 목표로 하는 차량의 측방 슬립각도m 를 계산하는 목표차량측방 슬립각도 계산부(50)와, 차체 요율와 목표요율m 를 비교하고, 계산된 차량측방 슬립각도β와 목표 차량측방 슬립각도m를 비교하여, 차체 요율이 목표요율m를 추종하고, 차량측방 슬립각도β가 목표 차량측방 슬립각도m를 추종하는데 요구되는 4 차륜의 브레이크 토오크를 목표 차륜슬립률 1m, 2m, 3m, 4m으로 표시하는 목표 차륜슬립 계산부(52)와, 차륜슬립률 1, 2, 3, 4가 목표 차륜슬립률 1m, 2m, 3m, 4m를 추종하도록 유압 모듈레이터(6)에서 필요로 하는 제어신호를 구하는 차륜슬립 제어부(54)로 이루어진다.The present invention relates to a safe operation control device for a vehicle which can accurately calculate a vehicle side slip angle and a target wheel slip ratio of a fourth wheel based on the vehicle dynamics and is provided with an electronic controller (40) and a vehicle having a hydraulic modulator (60), characterized in that the electronic controller (40) comprises a road surface friction coefficient calculating section (42) for calculating a friction coefficient of the road surface from the measured signal on the tire, and a road surface friction coefficient calculating section Timer Friction And longitudinal tire friction A vehicle dynamics observation unit 46 for estimating a tire slip angle? And a vehicle side slip angle? From a sensor signal, and a vehicle dynamics monitoring unit 46 for calculating a target rate a target yaw rate calculating section 48 for obtaining a target yaw rate m, a target vehicle lateral slip angle calculating unit 50 for calculating a vehicle body yaw rate m, And target rate m and compares the calculated vehicle lateral slip angle [beta] with the target vehicle lateral slip angle [beta] m, and the vehicle body rate This target rate m, and the vehicle side slip angle beta is smaller than the target vehicle side slip angle the brake torque of the fourth wheel required to follow m is set as a target wheel slip ratio 1 m , 2m , 3m , Target wheel shown by 4m slip calculating unit 52, a wheel slip rate One, 2, 3, 4 target wheel slip rate 1 m , 2m , 3m , And a wheel slip control section 54 for obtaining a control signal required by the hydraulic modulator 6 so as to follow 4m .

Description

차량의 안전운행 제어 장치Safety control of the vehicle

본 발명은 차량의 브레이크 제어에 관한 것으로, 특히 차량동력학에 기초하여 차량측방 슬립각도와 4차륜의 목표 차륜슬립률을 정확하게 계산할 수 있도록 한 차량의 안전운행 제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a brake control of a vehicle, and more particularly, to a safe running control system for a vehicle, which can accurately calculate a vehicle side slip angle and a target wheel slip ratio of a fourth wheel based on vehicle dynamics.

통상, 차량의 제동 및 구동에 관련된 안전운행 제어장치는 차륜잠김 방지장치와 구동력 제어장치가 더욱 발전하여 이루어진 기술이다.Generally, the safe running control device related to the braking and driving of the vehicle is a technology in which the wheel lock preventing device and the driving force controlling device are further developed.

차량에 탑재된 전자제어기는 차량이 안전하게 운행되는지 여부를 판단하여 차량이 주행경로에서 이탈하는 경향을 보일 때, 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않더라도 필요에 따라 4 차륜의 브레이크를 독립적으로 구동하여 차량이 운행 경로를 따라 안전하게 주행할 수 있도록 한다.The electronic controller mounted on the vehicle judges whether or not the vehicle is safely operated and when the vehicle shows a tendency to deviate from the traveling route, the driver independently drives the brakes of the 4th wheel independently as needed even if the driver does not step on the brake pedal, So that it can run safely along the route.

도 1은 종래 안전운행 제어장치의 전체적 구성도를 나타낸 것으로, 1-4는 전후좌우의 4차륜, 11-14는 각각의 차륜속도 센서, 21-24는 각 차륜의 드럼 혹은 원판 브레이크이다.1 is a general block diagram of a conventional safety operation control device. Reference numerals 1-4 denote four-wheel wheels on the front, rear, left and right sides, reference numerals 11-14 indicate respective wheel speed sensors, and reference numerals 21-24 denote drums or disc brakes of respective wheels.

6은 브레이크 마스터실린더에 연결된 유압 모듈레이터로, 유압관로 (31-34)를 통하여 드럼 브레이크의 휠실린더 혹은 원판 브레이크의 캘리퍼 내의 유압을 조절함으로써 차륜(1-4)에 미치는 브레이크 토오크를 변화시킨다.Reference numeral 6 denotes a hydraulic modulator connected to the brake master cylinder, which changes the brake torque applied to the wheel 1-4 by regulating the hydraulic pressure in the wheel cylinder of the drum brake or the caliper of the disc brake via the hydraulic pipelines 31-34.

후륜 브레이크(23)(24)는 압력비례밸브 (25)(26)을 경유하여 유압 모듈레이터(6)에 연결된다.The rear wheel brakes 23 and 24 are connected to the hydraulic modulator 6 via pressure proportional valves 25 and 26. [

조향핸들 각도센서(8)는 조향핸들(7)의 회전각도를 측정한다. 차량의 무게중심에 설치된 요율센서(9)와 횡가속도센서(10)는 각각 운행중인 차체의 요율(yaw rate)과 횡가속도를 측정한다.The steering wheel angle sensor 8 measures the rotation angle of the steering wheel 7. [ The yaw rate sensor 9 and the lateral acceleration sensor 10 installed at the center of gravity of the vehicle measure the yaw rate and the lateral acceleration of the vehicle body in operation, respectively.

5는 브레이크 압력센서로서 마스터 실린더의 유압을 측정한다. 전자제어기(40)는 차륜속도 센서(11-14)와 조향핸들 각도센서(8), 요율센서(9), 횡가속도센서(10), 브레이크 압력센서(5)의 전압신호를 입력으로 받아 차량의 동력학에 관련된 계산을 수행하여 제어신호선(16)을 통하여 유압 모듈레이터(6)를 구동한다.5 is the brake pressure sensor and measures the hydraulic pressure of the master cylinder. The electronic controller 40 receives the voltage signals of the wheel speed sensor 11-14 and the steering wheel angle sensor 8, the yaw rate sensor 9, the lateral acceleration sensor 10 and the brake pressure sensor 5, And drives the hydraulic modulator 6 through the control signal line 16. The hydraulic modulator 6 is driven by the control signal line 16,

상기 유압 모듈레이터(6)내에는 다수의 솔레노이드 밸브가 내장되어 휠실린더 혹은 캘리퍼의 유압을 조절하므로, 차량의 운행안전도를 향상시키기 위한 제어신호선(16)은 다수의 전선으로 이루어진다.A plurality of solenoid valves are incorporated in the hydraulic modulator 6 to control the hydraulic pressures of the wheel cylinders or the calipers. Therefore, the control signal line 16 for improving the safety of the vehicle is composed of a plurality of wires.

차량이 운행시에 운전자가 조향핸들(7)을 회전할 때, 전자제어기(40)는 조향핸들 각도센서(8)입력신호로부터 운전자가 지향한 운행 경로를 계산하며 상기와 같은 여러 센서신호로부터 차량의 실제 운행경로를 계산하여, 운전자 지향 운행경로와 실제 운행경로를 비교하여 그 차이가 적어지도록 4 차륜의 브레이크 토오크를 제어한다.When the driver rotates the steering wheel 7 when the vehicle is in operation, the electronic controller 40 calculates the driver's intended travel route from the steering wheel angle sensor 8 input signal, And the actual driving route is compared with the driver-oriented driving route, and the brake torque of the fourth wheel is controlled so that the difference is reduced.

좀더 상세히 설명하면, 전자제어기(40)는 상기 여러 센서신호로부터 운전자가 지향한 차체의 요율과 측방슬립각도를 계산하며, 이것을 참고하여 목표요율과 목표 측방슬립각도로 취하고, 차량의 과대조향(oversteer) 혹은 과소조향(understeer)이 계산될 시에 캘리퍼의 유압을 조절함으로써 차체의 실제 요율과 측방슬립각도를 제어한다.More specifically, the electronic controller 40 calculates the yaw rate and side slip angle of the vehicle body that the driver is aimed at from the various sensor signals, takes the target rate and the target side slip angle with reference thereto, ) Or by adjusting the hydraulic pressure of the caliper when the understeer is calculated, thereby controlling the actual rate of the vehicle body and the side slip angle.

이때, 요율은 요율센서(9) 입력신호로부터 측정될 수 있지만, 차체의 측방슬립각도는 간단하게 측정될 수 없으며 브레이크 토오크 제어에 기준이 되는 목표 차륜슬립을 구하기 위해서는 차량 동력학에 기초한 일련의 복잡한 계산이 필요하다.At this time, the yaw rate can be measured from the input signal of the yaw rate sensor 9, but the side slip angle of the vehicle body can not be simply measured, and to obtain the target wheel slip, which is the basis of the brake torque control, Is required.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 차량동력학에 기초하여 목표차륜슬립률을 정확하게 계산하며 브레이크 토오크를 제어할 수 있는 차량의 안전운행 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a safe operation control device for a vehicle which can accurately calculate a target wheel slip ratio based on vehicle dynamics and control a brake torque.

도 1은 종래 차량의 안전운행 제어장치의 전체적인 구성을 나타낸 블록도1 is a block diagram showing the entire configuration of a safety operation control apparatus of a conventional vehicle

도 2는 본 발명에 따른 전자제어기의 블록도2 is a block diagram of an electronic controller according to the present invention;

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 차량의 평면도3 is a plan view of a vehicle for explaining the present invention.

도 4는 본 발명의 조향각도와 타이어 슬립각도를 나타낸 도면4 is a view showing the steering angle and the tire slip angle of the present invention

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art

6:유압 모듈레이터 40:전자제어기6: Hydraulic modulator 40: Electronic controller

42:노면 마찰 계수 산출부 44:타이어 마칠력 계산부42: road surface friction coefficient calculating unit 44: tire finish force calculating unit

46:차량 동력학 관측부 50:목표차량 측방 슬립 각도 계산부46: vehicle dynamics observation unit 50: target vehicle lateral slip angle calculation unit

52:목표 차륜슬립 계산부 54:차륜 슬립 계산부52: target wheel slip calculation unit 54: wheel slip calculation unit

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 전자제어기의 블록도로, 크게 차량(60)과 전자제어기(40) 및 유압 모듈레이터(6)로 구성된다.2 is a block diagram of an electronic controller according to the present invention, which mainly comprises a vehicle 60, an electronic controller 40, and a hydraulic modulator 6. As shown in Fig.

상기 차량(60)에 설치된 각종 센서에 의해 차륜속도 VW1, VW2, VW3,요율, 횡가속도 Vy, 브레이크 압력 p가 측정되며, 조향각도 w가 구해진다. 또한, 상기 전자제어기(40)는, 측정된 신호로부터 운행중인 노면이 타이어에 미치는 마찰계수를 산출하는 노면 마찰계수 산출부(42), 산출된 노면 마찰계수를 이용하여 횡방향 타이머 마찰력와 종방향 타이어 마찰력를 계산하는 타이머 마찰력 계산부(44),센서신호로부터 타이어 슬립각도α와 차량측방 슬립각도β를 추정하는 차량동력학 관측부(46), 운전자가 지향한 차체의 요율을 참고하여 목표요율m를 구하는 목표요율 계산부(48), 목표로 하는 차량의 측방 슬립각도m 를 계산하는 목표차량측방 슬립각도 계산부(50), 차체 요율와 목표요율m 를 비교하고, 계산된 차량측방 슬립각도β와 목표 차량측방 슬립각도m를 비교하여, 차체 요율이 목표요율m를 추종하고, 차량측방 슬립각도β가 목표 차량측방 슬립각도 를m를 추종하는데 요구되는 4 차륜의 브레이크 토오크를 목표 차륜슬립률 1m, 2m, 3m, 4m으로 표시하는 목표 차륜슬립(52), 차륜슬립률 1, 2, 3, 4가 목표 차륜슬립률 1m, 2m, 3m, 4m를 추종하도록 유압 모듈레이터(6)에서 필요로 하는 제어신호를 구하는 차륜슬립 제어부(54)러 구성되어 전자제어기(40)에서 매 계산시간마다 상기의 계산을 반복하여 수행하도록 구성된다.Wheel speed by the various sensors installed in the vehicle (60) V W1, V W2 , V W3, rate , The lateral acceleration V y , and the brake pressure p are measured, and the steering angle w is obtained. The electronic controller 40 further includes a road surface friction coefficient calculating unit 42 for calculating a friction coefficient of the road surface from the measured signal on the tire, And longitudinal tire friction A vehicle dynamics observing unit 46 for estimating a tire slip angle? And a vehicle side slip angle? From the sensor signal, and a target rate of the vehicle body intended by the driver, a target yaw rate calculating section 48 for obtaining m, a lateral yaw rate a target vehicle lateral slip angle calculating unit 50 for calculating the vehicle body yaw rate m, And target rate m and compares the calculated vehicle lateral slip angle [beta] with the target vehicle lateral slip angle [beta] m, and the vehicle body rate This target rate m, and the vehicle side slip angle [beta] is the target vehicle side slip angle the brake torque of the fourth wheel required to follow m is set as a target wheel slip ratio 1 m , 2m , 3m , A target wheel slip 52 indicated by 4 m , a wheel slip ratio One, 2, 3, 4 target wheel slip rate 1 m , 2m , 3m , And a wheel slip control unit 54 for obtaining a control signal required by the hydraulic modulator 6 so as to follow 4m . The electronic controller 40 is configured to repeatedly perform the above calculation at every calculation time.

이와같이 구성된 본 발명은 먼저,도 3은 서스펜션의 영향을 무시한 차량의 평면모델을 나타낸 것으로,w 는, 전륜조향 차량의 조향각도,는, 각각 노면이 전방좌측 차륜(1)에 미치는 종방향 타이머 마찰력 혹은 제동력(braking force)과 횡방향 타이어 마찰력 혹은 선회력(cornering force)이다.3 is a planar model of a vehicle in which the effect of suspension is ignored, w is a steering angle of the front wheel steering vehicle, and Are the longitudinal timer frictional force or braking force and the lateral tire frictional force or cornering force, respectively, of the road surface on the front left wheel 1. [

제동력은 타이어 평면에 평행하게 작용하며, 선회력은 타이어 평면에 수직으로 작용한다.는 각각 노면이 전방우측 차륜(2)에 미치는 제동력과 선회력이다.The braking force acts parallel to the tire plane, and the turning force acts perpendicular to the tire plane. Wow Are the braking force and the turning force exerted by the road surface on the front right wheel 2, respectively.

는 차량이 선회중에 노면이 후방좌측 차륜(3)에 미치는 제동력과 횡방향력이며,는 각각 노면이 후방우측 차륜(4)에 미치는 제동력과 횡방향력이다. Wow Is a braking force and a lateral force on the rear left wheel (3) when the vehicle is turning, Wow Are the braking force and the lateral force on the rear right wheel 4, respectively.

a와 b는 각각 차량의 무게중심으로부터 전륜차축 및 후륜차축까지의 거리이며, c는 차량의 무게중심으로부터 좌측 혹은 우측 차륜까지의 거리이다. xy축은 차량의 무게중심을 원점으로 하는 차체고정 좌표계를 나타내며,는 xy평면에 있어서 차체의 회전각도를 나타낸다.a and b are distances from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axle and the rear wheel axle, respectively, and c is the distance from the center of gravity of the vehicle to the left or right wheel. The xy axis represents a fixed body coordinate system having the center of gravity of the vehicle as the origin, Represents the rotation angle of the vehicle body in the xy plane.

곡선 주행로에서 운전자는 차량을 선회하기 위하여 조향핸들을 회전시킨다. 이때 타이어와 노면의 접촉변에서 차량의 선회력을 발생하기 위하여 일반적으로 차체의 방향, 타이어 방향 및 차량의 진행속도 방향은 일치하지 않는다.In a curved roadway, the driver turns the steering wheel to turn the vehicle. At this time, in order to generate the turning force of the vehicle at the contact side of the tire with the road surface, the direction of the vehicle body, the direction of the tire, and the traveling speed direction of the vehicle do not coincide.

도 4는 타이어와 노면의 상호작용에 있어서 조향각도, 타이어 슬립각도 α 및 차륜에서의 차량측방 슬립각도를 정의한다. 조향각도는 차체방향 즉 제3도의 x 축과 타이어 평면간의 각도이며, 타이어 슬립각도 α는 타이어 평면과 차륜 진행속도방향간의 각도이고, 차륜에서의 차량측방 슬립각도는 차체방향과 차륜 진행속도방향간의 각도이다. 따라서 다음의 수학식(1)이 성립된다.4 is a graph showing the relationship between the steering angle , The tire slip angle alpha and the vehicle side slip angle . Steering angle Is the angle between the x axis of the vehicle body and the tire plane and the tire slip angle alpha is an angle between the tire plane and the wheel advancing speed direction and the vehicle side slip angle Is an angle between the vehicle body direction and the wheel advancing speed direction. Therefore, the following equation (1) is established.

타이어 마찰력 계산부(44)에서 수행하는 계산은 다음과 같다. 한 타이어의 종 및 횡방향의 타이어 마찰력는 다음 수학식2,3,4와 같이 주어진다.The calculation performed by the tire frictional force calculator 44 is as follows. Tire friction of one tire species and transverse direction Wow Is given by the following equations (2), (3) and (4).

여기서,는 종방향 타이어 강성계수,는 횡방향 타이어 강성계수, μ는 노면 마찰계수 산출부(42)에서 추정된 노면의 마찰계수,은 타이어에 미치는 수직하중이다. 타이어 슬립률 λ는 다음 수학식5와 같이 정의된다.here, Is the longitudinal tire stiffness coefficient, Is the lateral tire stiffness coefficient, 占 is the friction coefficient of the road surface estimated by the road surface friction coefficient calculating unit 42, Is the vertical load on the tire. The tire slip rate [lambda] is defined by the following equation (5).

여기서,는 브레이크 토오크 작용시 차륜속도이며,는 브레이크가 미작동하는 경우에 자유로이 회전하는 차륜속이다. 상기의 수학식2,3으로부터 다음 수학식 6이 성립된다.here, Is the wheel speed at the time of brake torque operation, Is a wheel that rotates freely when the brake is inoperative. The following equation (6) is established from the equations (2) and (3).

타이어 슬립각도 α가 미세하다고 가정하면 수학식6은 수학식1로부터 다음수학식7과 같이 된다.Assuming that the tire slip angle? Is fine, Equation (6) becomes Equation (7) from Equation (1).

차량동력학 관측부(46)에서 수행하는 계산은 다음과 같다. 제3도에서 y방향에 대한 차량의 운동방정식은 수학식8로 주어지며, 수직 아래로 향하는 z방향에 대한 모멘트 운동방정정식은 수학식9로 주어진다.The calculation performed by the vehicle dynamics observation unit 46 is as follows. 3, the equation of motion of the vehicle with respect to the y direction is given by equation (8), and the equation of momentum equation with respect to the vertically downward z direction is given by equation (9).

여기서, m은 차량의 질량,는 x방향과 y방향의 차량속도,는 차량의 z-방향 관성모멘트이다. 수학식7을 수학식8에 대입하면 수학식10이 성립하고, 수학식7을 수학식9에 대입하면 수학식11이 성립된다.Here, m is the mass of the vehicle, Wow The vehicle speed in the x and y directions, Is the z-direction moment of inertia of the vehicle. Substituting Equation (7) into Equation (8), Equation (10) is established, and Equation (7) is substituted into Equation (9).

여기서, βF, βR은 각각 전방차축과 후방차축에서의 차량측방 슬립각도로서, 다음 수학식12,13과 같이 무게중심에서의 차량측방 슬립각도 β의 함수로 주어진다.Here,? F and? R are the lateral slip angles of the vehicle on the front axle and the rear axle, respectively, as a function of the lateral slip angle? Of the vehicle at the center of gravity as shown in the following equations (12) and (13).

상기 수학식12,13을 수학식10,11에 대입하면 다음수학식14,15가 성립한다.Substituting Equations (12) and (13) into Equations (10) and (11), the following Equations (14) and (15) are established.

여기서, here,

한편, 수학식12,13을 수학식10에 대입하면 차량측방 슬립각도 β는 다음과 수학식 17과 같이 표시된다.On the other hand, when Equations (12) and (13) are substituted into Equation (10), the vehicle lateral slip angle? Is expressed as Equation (17).

차륜속도,, , 는 차륜속도 센서(11-14)로 측정되며, 조항각도 δw는 조향핸들 각도센서(8)로부터 구해지며, 차체 요율ψ는 요율센서(9)로 측정되고,횡가속도는 횡가속도 센서(10)로 측정되므로 차량측방 슬립각도는 수학식17을 이용하여 정확하게 계산된다.Wheel speed , , , Is measured by the wheel speed sensor 11-14, the provision angle? W is obtained from the steering wheel angle sensor 8, the vehicle body rate ψ is measured by the yaw rate sensor 9, Is measured by the lateral acceleration sensor (10), the vehicle lateral slip angle Is accurately calculated using Equation (17).

마찬가지로,목표요율 계산부(48)에서 목표요율가 구해지면,목표 차량 측방 슬립각도 계산부(50)에서 목표 차량 측방 슬립각도는 다음 수학식18과 같이 구해진다.Likewise, in the target rate calculation section 48, The target vehicle side slip angle calculating unit 50 calculates the target vehicle side slip angle < RTI ID = 0.0 > Is obtained by the following equation (18).

목표 차륜슬립계산부(52)에서 수행하는 계산은 다음과 같다.수학식14,15는 비선형 방정식이므로 선형화를 위하여 차륜슬립률, 차량 측방 슬립각도,차체요율는 각각 아래와 같이 기준 차륜슬립률 λo, 기준 차량측방 슬립각도βo, 기준 차체요율ψ0와 미세 차륜슬립률λp, 미세 차량측방 슬립각도βp, 미세 차체요율ψ의 합으로 표시된다.Since the equations (14) and (15) are nonlinear equations, the target slip ratio calculation unit (52) , The vehicle side slip angle , Body rate Is expressed by the sum of the reference wheel slip rate λ o, based on the vehicle side slip angle β o, the reference vehicle body rate ψ 0 and fine wheel slip rate λ p, fine vehicle side slip angle β p, fine body rate ψ as follows, respectively.

수학식19a,19b,19c를 수학식14,15에 대입하면 다음과 같이 선형화된 방정식이 성립한다.Substituting equations (19a), (19b), and (19c) into equations (14) and (15), a linearized equation is established as follows.

여기서,here,

수학식20,21은 다음과 같이 상태공간형의 수학식24로 표시될수 있다.Equations (20) and (21) can be expressed by Equation (24) of the state space type as follows.

여기서 a11-a22는 상태 행렬의 요소이고, b11-b24는 입력 행렬의 요소이다. 시변 선형 미분방정식으로 주어지는 행렬방정식24에 최적제어 문제법을 적용하여 대수학적 리카티 방정식을 풀면, 최적 상태에 해당되는 미세 차륜슬립률 λ1p, λ2p, λ3p, λ4p는 다음과 같이 미세 차량측방 슬립각도 βp와 미세 차체요율ψp의 함수로 구해진다.Where a 11 -a 22 is an element of the state matrix and b 11 -b 24 is an element of the input matrix. When the mathematical Riccati equations are solved by applying the optimal control problem method to the matrix equation 24 given by the time-varying linear differential equation, the slip ratios λ 1p , λ 2p , λ 3p , and λ 4p , And is obtained as a function of the vehicle side slip angle [beta] p and the minute vehicle body rate [psi] p .

여기서 최적이득 행렬요소 g11-g42는 수학식24의 행렬요소 a11-a22와 b11-b24의 함수로 주어진다. 행령요소 a11-a22, b11-b24는 차륜속도 센서(11),(12),(13),(14) 조향핸들 각도센서(8), 차체요율센서(9), 횡가속도센서(10)로 측정된 측정값과 수학식17로 계산되는 차량측방 슬립각도 β를 이용하여 직접 계산 가능하므로, 최적이득 행렬요소 g11-g42는 매 계산시간 마다 직접 계산이 가능하다.Where the optimal gain matrix elements g 11 -g 42 are given as a function of matrix elements a 11 -a 22 and b 11 -b 24 in equation ( 24 ). Haengryeong element 11 -a 22 a, b 11 -b 24 are wheel speed sensors 11, 12, 13, 14, the steering wheel angle sensor 8, the vehicle body rate sensor 9, lateral acceleration sensor Can be directly calculated using the measurement value measured by the vehicle 10 and the vehicle side slip angle [beta] calculated by the equation (17), so that the optimum gain matrix element g11-g42 can be directly calculated every calculation time.

기준 차량측방 슬립각도 β0로 목표 차량측방 슬립각도 βm를 취하고, 기준 차체요율ψ0로 목표요율ψm를 취하면 수학식25로부터 목표 차륜슬립률 λ1m, λ2m3m, λ4m은 다음과 같이 구해진다.Based on the vehicle side slip angle β 0 with the target vehicle side slip angle β m to take, based on the vehicle body rate ψ 0 when a take target rate ψ m target wheel from the equation (25) slip rate λ 1m, λ 2m, λ 3m , λ 4m Is obtained as follows.

여기서 λ1, λ2, λ3, λ4는 현재 계산시간에서의 차륜슬립률, β는 현재 계산시간에서의 차량측방 슬립각도, ψ는 현재 계산시간에서의 차체요율이다.Where λ1, λ2, λ3 and λ4 are the wheel slip rates at the present calculation time, β is the vehicle lateral slip angle at the present calculation time, and ψ is the vehicle body rate at the present calculation time.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 센서로 측정된 4 차륜속도, 조향각도, 차체의 요율, 횡가속도를 이용하여 차량동력학에 기초한 식으로부터 차량측방 슬립각도와 목표 차량측방 슬립각도가 정확하게 계산된다. 또한 목표 차륜슬립률도 차량동력학에 기초하여 정확하게 계산되므로 4차륜의 브레이크 토오크를 독립적으로 제어하여 안전운행을 도모할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the lateral slip angle of the vehicle and the lateral slip angle of the target vehicle are accurately calculated from the equation based on the vehicle dynamics, using the four wheel speeds, the steering angle, the vehicle body yaw rate, and the lateral acceleration measured by the sensors. Further, since the target wheel slip ratio is accurately calculated on the basis of the vehicle dynamics, the brake torque of the fourth wheel can be independently controlled to achieve safe driving.

Claims (5)

전자제어기(40) 및 유압 모듈레이터(6)를 갖는 차량(60)에 있어서,In the vehicle 60 having the electronic controller 40 and the hydraulic modulator 6, 상기 전자제어기(40)가, 측정된 신호로부터 운행중인 노면이 타이어에 미치는 마찰계수를 산출하는 노면 마찰계수 산출부(42)와, 산출된 노면 마찰계수를 이용하여 횡방향 타이머 마찰력와 종방향 타이어 마찰력를 계산하는 타이머 마찰력 계산부(44)와, 센서신호로부터 타이어 슬립각도α와 차량측방 슬립각도β를 추정하는 차량동력학 관측부(46)와, 운전자가 지향한 차체의 요율을 참고하여 목표요율m를 구하는 목표요율 계산부(48)와, 목표로 하는 차량의 측방 슬립각도m 를 계산하는 목표차량측방 슬립각도 계산부(50)와, 차체 요율와 목표요율m 를 비교하고, 계산된 차량측방 슬립각도β와 목표 차량측방 슬립각도m를 비교하여, 차체 요율이 목표요율m를 추종하고, 차량측방 슬립각도β가 목표 차량측방 슬립각도m를 추종하는데 요구되는 4 차륜의 브레이크 토오크를 목표 차륜슬립률 1m, 2m, 3m, 4m으로 표시하는 목표 차륜슬립 계산부(52)와, 차륜슬립률 1, 2, 3, 4가 목표 차륜슬립률 1m, 2m, 3m, 4m를 추종하도록 유압 모듈레이터(6)에서 필요로 하는 제어신호를 구하는 차륜슬립 제어부(54)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 안전운행 제어 장치.The electronic controller (40) includes a road surface friction coefficient calculating unit (42) for calculating a friction coefficient of the road surface from the measured signal to the tire, and a lateral friction coefficient calculating unit And longitudinal tire friction A vehicle dynamics observation unit 46 for estimating a tire slip angle? And a vehicle side slip angle? From a sensor signal, and a vehicle dynamics monitoring unit 46 for calculating a target rate a target yaw rate calculating section 48 for obtaining a target yaw rate m, a target vehicle lateral slip angle calculating unit 50 for calculating a vehicle body yaw rate m, And target rate m and compares the calculated vehicle lateral slip angle [beta] with the target vehicle lateral slip angle [beta] m, and the vehicle body rate This target rate m, and the vehicle side slip angle beta is smaller than the target vehicle side slip angle the brake torque of the fourth wheel required to follow m is set as a target wheel slip ratio 1 m , 2m , 3m , Target wheel shown by 4m slip calculating unit 52, a wheel slip rate One, 2, 3, 4 target wheel slip rate 1 m , 2m , 3m , And a wheel slip control unit (54) for obtaining a control signal required by the hydraulic modulator (6) so as to follow the wheel speed ( 4m ). 제 1항에 있어서, 상기 차량(60)에 설치된 각종 센서에 의해 차륜속도,, ,요율, 횡가속도, 브레이크 압력 p가 측정되며, 조향각도 w가 구해지는 것을 특징으로 하는 차량의 안전운행 제어장치.The vehicle (60) according to claim 1, , , , Rate , Lateral acceleration , The brake pressure p is measured, and the steering angle w of the vehicle is obtained. 제 1항에 있어서, 상기 목표 차륜슬립 계산부(52)가, 수학식26과 같이 목표 차륜슬립률을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 안전운행 제어장치.The safe running control apparatus for a vehicle according to claim 1, characterized in that the target wheel slip calculating section (52) calculates a target wheel slip ratio as expressed by Equation (26). 제 3항에 있어서, 최적이득행렬이 식24와 같은 차량 운동의 선형 미분방정식에 대한 최적제어 문제법의 대수학적 리카티 방정식의 해로 구해지는 것을 특징으로 하는 차량의 안전운행 제어장치.4. The safe operation control apparatus for a vehicle according to claim 3, characterized in that the optimal gain matrix is obtained as a solution of a mathematical Riccati equation of an optimal control problem method for a linear differential equation of vehicle motion, 제 4항에 있어서, 상태 행렬요소 a11-a22및 입력 행렬요소 b11-b24가 수학식22a-22f와 같이 주어지는 것을 특징으로 하는 차량의 안전운행 제어장치.The method of claim 4, wherein the state matrix elements a 11 -a 22 and the input matrix elements b 11 -b 24 The safe driving control apparatus of a vehicle, characterized in that given by Equation 22a-22f.
KR1019970061815A 1997-11-21 1997-11-21 Safety operation control apparatus of vehicle KR100272631B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970061815A KR100272631B1 (en) 1997-11-21 1997-11-21 Safety operation control apparatus of vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970061815A KR100272631B1 (en) 1997-11-21 1997-11-21 Safety operation control apparatus of vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990041251A true KR19990041251A (en) 1999-06-15
KR100272631B1 KR100272631B1 (en) 2000-12-01

Family

ID=19525266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970061815A KR100272631B1 (en) 1997-11-21 1997-11-21 Safety operation control apparatus of vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100272631B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030017826A (en) * 2001-08-23 2003-03-04 현대자동차주식회사 System For Dynamic Controlling Of Vehicle And Method Thereof
CN114007911A (en) * 2019-06-14 2022-02-01 沃尔沃卡车集团 Method for validating a model associated with vehicle dynamics

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100721376B1 (en) 2003-02-17 2007-05-23 주식회사 만도 Anti-lock brake system for vehicle
KR102280297B1 (en) * 2020-02-25 2021-07-22 중앙대학교 산학협력단 Method for generating desired slip based on road condition detection for anti-lock braking systems of electric vehicles, recording medium and device for performing the method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030017826A (en) * 2001-08-23 2003-03-04 현대자동차주식회사 System For Dynamic Controlling Of Vehicle And Method Thereof
CN114007911A (en) * 2019-06-14 2022-02-01 沃尔沃卡车集团 Method for validating a model associated with vehicle dynamics

Also Published As

Publication number Publication date
KR100272631B1 (en) 2000-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7331642B2 (en) Method for applying torque overlay during split-mu braking conditions
JP3377999B2 (en) How to increase vehicle controllability
EP0958978B1 (en) Vehicle yaw control method
AU757654B2 (en) Method and device for stabilizing a vehicle
US6223116B1 (en) Wheel slip angle detecting system for vehicle
US6862512B2 (en) Method and system for controlling the performance of a motor vehicle
US6334656B1 (en) Method and system for controlling the yaw moment of a vehicle
US5035295A (en) Steering control system for a vehicle with a steered front axle and a steered rear axle
JP2723640B2 (en) Method for improving handling characteristics of braked vehicle
US9020699B2 (en) Method and braking system for influencing driving dynamics by means of braking and driving operations
KR970706153A (en) DIRECTIONAL STABILITY CONTROL SYSTEM
JP2000513295A (en) Method for controlling running state of vehicle using tire sensor
JP2007530341A (en) Determination method of tire lateral force in electric steering system
Kienhöfer et al. An investigation of ABS strategies for articulated vehicles
US20150314759A1 (en) Vehicle movement dynamics control method
US20050107938A1 (en) Device and method for determining parameters
JP2022509057A (en) Method and control unit for determining the coefficient of friction potential of the road surface
KR100272631B1 (en) Safety operation control apparatus of vehicle
CN108025709A (en) Motor vehicle traction control method
KR20140063168A (en) Electronic stability control apparatus for vehicle and control method therfor
US7702433B2 (en) Method and device for the computer-assisted calculation of the axle loads of a vehicle
US6505894B2 (en) Vehicle braking
JP3479961B2 (en) Vehicle braking control device
KR19980084285A (en) Vehicle safety control device
JP3527748B2 (en) Vehicle motion control device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee