KR20030067918A - 차량의 주행 안정성 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 주행 안정성 제어방법에 관한 것으로, 운전자가 원하는 차체횡가속도와 차량의 실제 차체횡가속도를 비교하여 주행 노면의 상태를 판단하고, 저마찰계수의 노면인 경우에는 엔진출력을 감소시켜 차량의 안정성을 향상시킨다.
본 발명은 선회주행시 차량의 차속과 조향각을 이용하여 운전자가 원하는 차체횡가속도를 계산하고, 차량의 실제 차체횡가속도를 검출한 후 실제 차체횡가속도와 운전자가 원하는 차체횡가속도의 차이값에 따라 주행 차량의 노면상태를 판단한다.

Description

차량의 주행 안정성 제어방법{Method for controlling the stability of vehicles}
본 발명은 차량의 주행 안정성 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 차량의 선회주행시, 운전자의 선회의지에 반하여 차량이 과도하게 미끄러지는 것을 방지하여 차량의 주행 안정성을 확보하는 차량의 주행 안정성 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량이 선회주행에 있을 때, 차량에는 그 주행방향에 대해서 직교하는 방향으로 횡가속도가 작용한다. 이에 따라, 차량의 속도가 너무 높으면, 차량이 옆으로 미끄러지는 위험성이 있다. 소위 언더스티어(Understeer)의 선회특성을 가진 차량의 경우, 선회주행중에, 차량에 작용하는 횡가속도가 차량에 특유의 값을 초과하게 되는 상황에 이르면, 실제 차량의 궤적이 운전자가 원하는 선회궤적을 추종하지 못하여 주행차로를 이탈하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 차량에 작용하는 횡가속도가 선회의 한계에 달할 정도로 증가하는 상황에 이르면, 운전자에 의한 가속 페달의 조작량에 관계없이, 엔진의 출력을 강제적으로 감소시켜야 한다.
그러나, 차량에 작용하는 횡가속도는 노면의 마찰계수에 따라 크게 달라지기 때문에 이러한 엔진의 출력을 적절히 제어하기 위해서는 차량이 주행하고 있는 노면의 마찰계수를 정확히 판단하는 것이 매우 중요하다.
본 발명은 전술한 요구에 부응하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 운전자가 원하는 차체횡가속도와 차량의 실제 차체횡가속도를 비교하여 주행 노면의 상태를 판단하고, 저마찰계수 노면인경우에는 엔진출력을 감소시키는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 주행 안정성 제어장치에 대한 제어블록도이다.
도 2는 차속과 조향각의 변화율에 대한 보상값을 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 주행 안정성 제어방법에 대한 제어흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 센서부11 : 차속센서
12 : 조향각센서13 : 횡가속도센서
14 : 가속페달센서15 : 스로틀 개도센서
20 : 제어부30 : 스로틀 제어모터
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 주행 안정성 제어방법에 있어서, 선회주행시 차량의 차속과 조향각을 이용하여 운전자가 원하는 차체횡가속도를 계산하는 단계; 차량의 실제 차체횡가속도를 검출하고, 상기 실제 차체횡가속도와 상기 운전자가 원하는 차체횡가속도의 차이값에 따라 상기 주행 차량의 노면상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.이하, 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 차량의 주행 안정성 제어장치에 대한 제어블록도이다.
본 발명의 구성을 도 1을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 차속, 운전자의 가속의지, 조향정도, 차량의 차체횡가속도와 같은 차량의 각종 상태를 검출하기 위한 센서부(10), 센서부(10)의 각종 센서신호를 종합하여 차량이 운전자가 원하는 차체횡가속도를 유지하며 선회되도록 하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부(20) 및 그 제어부(20)의 제어신호에 따라 스로틀 밸브의 개폐를 조정하여 엔진의 출력을 변화시키는 스로틀 제어 모터(30)로 이루어진다.
이러한, 센서부(10)는 차량의 속도를 검출하기 위한 차속센서(11), 조향핸들의 조향각을 검출하기 위한 조향각센서(12), 차량의 횡방향의 가속도를 검출하기 위한 횡가속도센서(13), 운전자의 가속 페달의 밞음 정도에 따라 상태가 가변되는 가속 페달 센서(14), 가속 페달 및 스로틀 제어 모터에 의해 최종적으로 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개폐 정도를 검출하는 스로틀 개도 센서(15)를 포함하고 있다.
또한, 제어부(20)는 차속센서(11)와 조향각센서(12)로부터 검출된 차속과 조향각을 이용하여 운전자가 원하는 차체횡가속도를 연산하며, 연산된 차체횡가속도와 횡가속도센서(13)로부터 검출된 차량의 실제 차체횡가속도를 비교하여 그 차이가 미리 설정된 값 이상인 경우에는 주행노면이 저마찰계수의 노면이어서 차량의 옆미끄러짐이 과다하다고 판단하여 스로틀 밸브의 개도를 일정수준이상 닫아 엔진의 출력을 감소시키도록 스로틀 제어모터(30)를 제어한다. 이때, 제어부(20)는 운전자가 원하는 차체횡가속도연산시, 차속과 차체횡가속도 뿐만 아니라, 식(1)에서와 같이, 차량모델에 대한 선회속도게인을 더 고려하여 연산하게 된다.
식[1]
운전자가 원하는 차체횡가속도 = 차속*조향각*차량모델에 대한 선회속도게인
이 차량모델에 대한 선회속도게인은 차속과 조향각의 변화율에 대한 보상값으로 차속과 조향각에 따라 서로 다르게 설정되며, 도 2와 같이 조향각 구간을 m단계로 나누고 차속 구간을 n단계로 나누어 차량모델에 대한 선회속도 게인(Gain)(i:1~m, j:1~n)을 시험을 통하여 미리 설정된다.
이하에서는 도 2의 동작을 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 주행 안정성 제어방법에 대한 제어흐름도이다.
먼저, 제어부(20)는 주행중인 차량의 차속센서(11)와 조향각센서(12)로부터 차속과 조향각을 검출한다(S100). 이어, 제어부(20)는 이 차속값, 조향각값 및 미리 설정된 차속과 조향각의 변화율에 대한 보상값을 곱하여 운전자가 원하는 차체횡가속도를 계산한다(S110). 이때, 제어부(20)는 운전자가 원하는 차체횡가속도를 계산하기 위한 다른 방법으로 차속센서(11)와 조향각센서(12)로부터 차속과 조향각을 검출하여 이 차속값과 조향각값을 곱하여 운전자가 원하는 선회속도(요우레이트)를 구하고, 이 선회속도값과 차속값을 다시 곱하여 운전자가 원하는 차체횡가속도를 계산할 수도 있다.
단계(S110)에서 차체횡가속도가 계산되면, 제어부(20)는 차량에 마련된 횡가속도센서(13)로부터 차량의 실제 차체횡가속도를 검출한다(S120). 이 실제 차체횡가속도가 검출되면, 제어부(20)는 단계(S110)에서 계산된 운전자가 원하는 차체횡가속도와 차량의 실제 차체횡가속도의 차이를 계산하여 그 차이가 미리 설정된 기준값이상인지를 확인한다(S130). 이때, 제어부(20)는 운전자가 원하는 차체횡가속도와 차량의 실제 차체횡가속도의 차이에 기초하여 주행노면을 인식하게 된다.
만약, 그 차이가 기준값이상인 경우에는 제어부(20)는 주행 노면이 저마찰계수의 노면이라고 판단하여 스로틀 제어모터(30)를 제어하여 스로틀 밸브의 개도를 일정수준 닫히게 함으로서 엔진의 출력이 감소하게 되어 차량이 안정적으로 선회되게 된다(S140). 이때, 제어부(20)는 스로틀 개도센서(15)로부터 검출된 최종적인 스로틀 밸브의 개폐 정도를 이미 알고 있는 상태이므로 이 스로틀 밸브의 개폐정도에 기초하여 스로틀 제어모터(30)를 구동함으로서 스로틀 밸브의 개도가 일정수준 닫히게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 선회주행시, 운전자가 원하는 차체횡가속도와 차량의 실제 차체횡가속도에 근거하여 주행 차량의 노면을 정확히 알 수 있으므로, 차량의 엔진출력을 적절히 제어할 수 있어 주행 안정성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 차량의 주행 안정성 제어방법에 있어서,
    선회주행시 차량의 차속과 조향각을 이용하여 운전자가 원하는 차체횡가속도를 계산하는 단계,
    차량의 실제 차체횡가속도를 검출하고, 상기 검출된 실제 차체횡가속도와 상기 계산된 운전자가 원하는 차체횡가속도의 차이값에 따라 상기 주행 차량의 노면의 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 안정성 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 노면판단단계에서 상기 계산된 차체횡가속도와 실제 차체횡가속도의 차이가 미리 설정된 기준값이상인 경우에는 저마찰계수의 노면으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 안정성 제어방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 주행 차량의 노면이 저마찰계수의 노면인 경우에는 상기 실제 차체횡가속도가 상기 운전자가 원하는 차체횡가속도를 추정하도록 차량의 엔진출력을 감소시키는 것을 특징으로 차량의 주행 안정성 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 운전자가 원하는 차체횡가속도계산시, 미리 설정된 상기 차속과 조향각의 변화율에 대한 보상값을 더 고려하여 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 안정성 제어방법.
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