KR20000003072A

KR20000003072A - 각속도센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법및 이를 이용한 차량의 전자제어장치

Info

Publication number: KR20000003072A
Application number: KR1019980024172A
Authority: KR
Inventors: 윤성현
Original assignee: 오상수; 만도기계 주식회사
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2000-01-15

Abstract

본 발명은 각속도센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법 및 이를 이용한 차량의 전자제어장치에 관한 것으로, 차량의 엔진출력과 제동력을 제어하기 위한 노면마찰계수의 추정방법에 있어서, 상기 차량이 선회시 상기 차량에 마련된 각속도센서를 통해 측정각속도(Ym)를 검출하는 단계; 상기 차량이 선회시 상기 차량에 마련된 조향각센서 및 차륜속도센서를 통해 상기 차량의 조향각과 차륜속도를 검출하고, 검출된 조향각과 차륜속도를 변수로 하는 각속도연산식에 의거하여 연산각속도(Yc)를 검출하는 단계; 및 상기 측정각속도(Ym)와 상기 연산각속도(Yc)의 편차에 따라 상기 노면마찰계수를 추정하는 단계를 특징적으로 구비한다. 따라서, 본 발명은 전자제어방식을 채택하는 차량에서 전자제어유니가 ABS제어부와 트랙션제어부등의 부제어부들과 연계하에 추정된 노면마찰계수에 따라 차량을 제어하므로써 선회시에도 차량의 주행성능과 조정 안정성을 양호하게 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

각속도센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법 및 이를 이용한 차량의 전자제어장치

본 발명은 각속도센서를 이용한 차량의 노면마찰계수 추정방법 및 이를 이용한 차량의 전자제어장치에 관한 것으로, 특히 차량선회시 각속도센서에 의해 감지된 각속도(Ym)과 조향각과 차륜속도에 의해 연산된 각속도(Yc)의 편차에 따라 차량의 노면마찰계수를 추정하고 추정된 노면마찰계수에 따라 차량을 제어할 수 있도록 한 각속도센서를 이용한 노면마찰계수 검출방법 및 이를 이용한 차량의 전자제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 운전자의 핸들조작과 페달조작에 따른 차량의 자세제어를 안정적이고 정확하게 수행하기 위해 차량에 마련된 각종 센서들의 검출값에 기초하여 엔진출력과 제동력을 전자적으로 제어하는 즉 전자제어유니트(E.C.U)를 채택하는 차량이 주종을 이루고 있다.

이와 같이 전자제어방식에 따른 차량에서는 노면상태를 고려하여 ABS제어 또는 트랙션제어를 병행적으로 수행하도록 하고 있는 바, 이 경우 노면상태에 대한 변수로 노면마찰계수(μ)를 산출하여 왔다. 즉, 노면마찰계수(μ)가 크면 슬립(slip)이 작게 발생하는 상태로 차륜과 노면 사이에 미끄러짐이 적고 이와 반대로 노면마찰계수(μ)가 작으면 슬립이 커서 미끄러짐이 크게 됨을 의미하게 된다. 특히, ABS 작동시 차륜속도는 노면상태 즉 노면마찰계수(μ)에 따라 감속도가 달라지는데, 도 1의 (A)에 도시한 바와 같이 노면마찰계수(μ)가 크면 ABS작동에 의해 시간(t1)을 기점으로 감속율이 완만하게 진행되는 반면에, 도 1의(B)와 같이 노면마찰계수(μ)가 작으면 ABS작동에 의해 시간(t1)을 기점으로 감속율이 급격하게 진행된다.

따라서, 전자제어방식의 차량에서 전자제어유니트(E.C.U)와 ABS제어부는 도 1에서와 같이 노면상태에 따른 차륜속도의 감속율을 고려하여 차량에 가해지는 제동력을 제어하게 된다. 또한, 전자제어유니트(E.C.U)는 트랙션제어부등과 같은 부 제어부와 연계하여 차량의 가감속제어등을 수행하는 경우 노면마찰계수에 의존하여 제어동작을 수행하여 왔다.

그러나, 이러한 종래기술에서는 차량의 각 차륜에 마련된 차륜속도센서를 통해 검출되는 차륜속도를 연산식을 이용하여 노면마찰계수(μ)를 산출하였기 때문에 차량의 주행상태에 따라 정확하게 매칭되지 않는 단점이 있었다. 즉, 직진주행시에는 차륜속도에 따라 산출된 노면마찰계수(μ)가 비교적 정확한 반면, 선회시에는 오차가 커서 실제 노면상태와 다르게 노면마찰계수(μ)가 산출되었다. 이로 인해 선회시 차량의 안정적인 제어동작을 저해하는 문제점이 있었다.

본 발명은 차량에 마련된 각속도센서로부터 검출된 측정각속도(Ym)와 조향각과 차륜속도로부터 연산된 연산각속도(Yc)의 편차에 따라 노면상태를 나타내는 노면마찰계수를 선회시 실제의 노면상태와 동일하게 추정할 수 있도록 한 각속도센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 측정각속도(Ym)와 연산각속도(Yc)의 편차에 따라 추정된 노면마찰계수에 따라 ABS제어부 및 트랙션제어부와 연계하에 차량의 제동력 및 엔진출력을 제어하므로써 선회시 차량의 주행성능과 조정 안정성을 확보할 수 있도록 한 차량의 전자제어장치를 제공함에 있다.

도 1은 노면상태에 따른 차륜의 감속도를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 차량의 전자제어장치를 나타내는 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 노면상태에 따른 측정각속도와 연산각속도의 편차를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 각속도센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법을 나타내는 동작흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 각속도센서(yaw sensor) 12 : 조향각센서

13 : 차륜속도센서 14 : 전자제어유니트

15 : ABS제어부 16 : 트랙션제어부

상기와 같은 본 발명의 목적은 차량의 엔진출력과 제동력을 제어하기 위한 노면마찰계수의 검출방법에 있어서, 상기 차량이 선회시 상기 차량에 마련된 각속도센서를 통해 측정각속도(Ym)를 검출하는 단계; 상기 차량이 선회시 상기 차량에 마련된 조향각센서 및 차륜속도센서를 통해 상기 차량의 조향각과 차륜속도를 검출하고, 검출된 조향각과 차륜속도를 변수로 하는 각속도연산식에 의거하여 연산각속도(Yc)를 검출하는 단계; 및 상기 측정각속도(Ym)와 상기 연산각속도(Yc)의 편차에 따라 상기 노면마찰계수를 추정하는 단계에 의하여 달성된다.

상기와 같은 본 발명의 다른 목적은 조향각센서와 각속도센서 및 차륜속도센서의 검출값에 기초하여 차량의 가감속과 자세제어동작을 전자적으로 제어하는 차량에 있어서, 상기 각속도센서를 통해 검출한 측정각속도(Ym)와 상기 조향각센서와 상기 차륜속도센서에 의해 검출된 조향각과 차륜속도를 변수로 하는 각속도연산식를 통해 연산한 연산각속도(Yc)의 편차에 따라 노면상태에 대응하는 노면마찰계수를 추정하고 추정된 노면마찰계수에 기초하여 ABS제어부와 연계하에 상기 차량에 가해지는 제동력을 제어함과 아울러 트랙션제어부와 연계하에 엔진출력을 제어하는 전자제어유니트에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 전자제어장치를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 3의 (A)에 도시한 바와 같이 노면마찰계수(μ)가 큰 경우에는 상기 측정각속도(Yc)와 상기 연산속도(Ym)의 편차(T)가 작은 반면에, 도 3의 (B)와 같이 노면마찰계수(μ)가 작은 경우에 상기 측정각속도(Ym)와 상기 연산각속도(Yc)의 편차(T)가 상대적으로 크다. 한편, 도 3의 (C)는 노면상태를 고려하지 않은 이상적인 경우로 상기 측정각속도(Ym)와 상기 연산각속도(Yc)가 일치하게 된다. 도 3에서 S는 상기 조향각센서(12)에 의해 검출된 조향각을 나타낸다.

따라서, 상기 전자제어유니트(14)는 상기 ABS제어부(15) 및 상기 트랙션제어부(16)와 약정된 제어신호를 송수신하여 추정된 노면마찰계수(μ)에 따라 차량의 주행동작과 자세제어동작을 수행하게 된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 각속도센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법을 도 4의 동작흐름도에 따라 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 각속도센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법을 나타내는 동작흐름도이다. 먼저, 상기 전자제어유니트(14)는 차량이 선회하는 경우 상기 각속도센서(11)를 통해 측정각속도(Ym)를 검출한다(제 101단계). 이어, 상기 전자제어유니트(14)는 상기 조향각센서(12)를 통해 검출한 조향각과 상기 차륜속도센서(13)를 통해 각 차륜에 대응하는 차륜속도를 변수로 하는 각속도연산식을 이용하여 연산각속도(Yc)를 검출한다(제 102단계). 이어, 상기 전자제어유니트(14)는 상기 제 101단계에서 검출된 상기 측정각속도(Ym)와 상기 제 102단계에서 검출한 상기 연산각속도(Yc)의 편차(T)에 따라 노면마찰계수를 추정하는데, 상기 편차(T)가 크면 상기 노면마찰계수(μ)가 작은 경우로 추정하는 반면에 상기 편차(T)가 작으면 상기 노면마찰계수(μ)가 큰 경우로 추정한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 상기 전자제어유니트(14)는 상기 측정각속도(Ym)와 연산각속도(Yc)의 편차에 따라 노면마찰계수(μ)를 실제 노면상태와 동일하게 추정하며, 편차(T)에 크기에 따라 노면마찰계수(μ)를 대응시켜 레벨화하여 즉, 노면마찰계수의 범위를 일예로 0.1∼0.8 범위에서 일정 단위별로 노면상태를 대응시킨 테이블을 구비하여 추정된 노면마찰계수에 대응하는 노면상태를 인식하므로써 노면상태를 보다 세밀하게 인식할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 각속도센서를 통해 측정각속도(Ym)를 검출하고, 조향각센서와 차륜속도센서에 의해 검출된 조향각과 차륜속도를 각속도연산식에 대입하여 연산각속도(Yc)를 연산한 다음 측정각속도(Ym)와 연산각속도(Yc)의 편차에 따라 노면상태에 대응하는 노면마찰계수를 추정하므로써 전자제어방식을 채택하는 차량에서 전자제어유니가 ABS제어부와 트랙션제어부등의 부제어부들과 연계하에 추정된 노면마찰계수에 따라 차량을 제어하므로써 선회시에도 차량의 주행성능과 조정 안정성을 양호하게 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims

차량의 엔진출력과 제동력을 제어하기 위한 노면마찰계수의 추정방법에 있어서,

상기 차량이 선회시 상기 차량에 마련된 각속도센서를 통해 측정각속도(Ym)를 검출하는 단계;

상기 차량이 선회시 상기 차량에 마련된 조향각센서 및 차륜속도센서를 통해 상기 차량의 조향각과 차륜속도를 검출하고, 검출된 조향각과 차륜속도을 변수로 하는 각속도연산식에 의거하여 연산각속도(Yc)를 검출하는 단계; 및

상기 측정각속도(Ym)와 상기 연산각속도(Yc)의 편차에 따라 상기 노면마찰계수를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 각속도센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법.
제 1항에 있어서, 상기 노면마찰계수를 추정하는 단계는 노면상태에 따라 상기 노면마찰계수를 레벨화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 각속도센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법.
조향각센서와 각속도센서 및 차륜속도센서의 검출값에 기초하여 차량의 가감속과 자세제어동작을 전자적으로 제어하는 차량에 있어서,

상기 각속도센서를 통해 검출한 측정각속도(Ym)와 상기 조향각센서와 상기 차륜속도센서에 의해 검출된 조향각과 차륜속도를 변수로 하는 각속도연산식를 통해 연산한 연산각속도(Yc)의 편차에 따라 노면상태에 대응하는 노면마찰계수를 추정하고 추정된 노면마찰계수에 기초하여 ABS제어부와 연계하에 상기 차량에 가해지는 제동력을 제어함과 아울러 트랙션제어부와 연계하에 엔진출력을 제어하는 전자제어유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 전자제어장치.