KR20040097690A - The control method of safety for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 안정성 제어방법에 관한 것으로써, 상세하게는 차량의 선회주행시 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 제동압력을 다르게 제어하여 차량의 조향성 및 안정성을 도모하도록 하는 차량의 안정성 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stability control method of a vehicle, and more particularly, to a stability control method of a vehicle for controlling steering and stability of the vehicle by controlling the braking pressure of the inner and outer wheels differently during turning of the vehicle. .
일반적으로 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 슬립현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS : Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS:Brake Traction Control System)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(ESP : Electronic stability program) 등이 개시되어 있다.In general, an electronically controlled brake system is used to effectively prevent slippage of a vehicle and to obtain a strong and stable braking force. Brake Traction Control System (BTCS) which prevents slippage of driving wheel during sudden start or acceleration, and anti-lock brake system and traction control are combined to control brake hydraulic pressure to keep the vehicle stable An electronic stability program (ESP) and the like are disclosed.
ESP는 위험한 운전상황에서 자동차 스스로 브레이크를 밟거나 엔진토크를 제어해서 위험으로부터 벗어나게 하는 장치로써, ABS가 브레이크를 직접 밟아야 효과를 발휘하고 또 제동하는 과정에서만 효과를 발휘하는 장치라면, ESP는 운전자가 브레이크를 밟지 않아도 스스로 최적의 차량운전을 찾아주는 장치이다.ESP is a device that brakes itself or controls engine torque in dangerous driving situations to release the danger. If the ABS is effective only when the brakes are applied directly and only during braking, ESP is effective. It is a device that finds the best vehicle driving by itself without applying the brakes.
일예를 들어 운전자가 통제하기 어려운 속도로 선회를 하고 있을 경우, 자동차에 장착된 ESP는 센서를 통해 얻어진 차량운동량과 추정을 통해 얻어진 노면상태 등을 이용해 정해진 안정 기준값보다 실제 차량 운동량이 클 경우 적절한 차륜으로 제어함으로 차량의 안정성을 확보해 준다.For example, if the driver is turning at a speed that is difficult for the driver to control, the ESP mounted on the vehicle may use appropriate wheels if the actual vehicle movement is greater than the stabilization threshold determined by using the vehicle movement amount obtained through the sensor and the road surface state obtained through the estimation. Control to ensure the stability of the vehicle.
즉, 후륜에서 먼저 타이어와 노면사이에 접착한계에 도달하면 오버스티어 현상이 나타난다. 이때 ESP는 전륜의 제동장치를 제어함으로서 전륜에 의해 발생하는 과도한 선회 모멘트를 줄여준다. 반대로 전륜에서 먼저 타이어와 노면의 접착한계에 도달하면 언더스티어 현상이 발생한다. 이때 차량은 미끄러지면서 정상적인 선회반경을 넘어서게 된다. ESP는 이러한 현상 모두를 제어하여 위급한 상황에서 운전자가 원하는 방향으로 차량을 제어하여 안정성과 조향성을 유지시켜 주는 시스템이다.In other words, when the rear wheel first reaches the adhesion limit between the tire and the road surface, an oversteer phenomenon appears. At this time, the ESP controls the front brake system to reduce the excessive turning moment generated by the front wheels. On the contrary, when the front wheel reaches the limit of adhesion between the tire and the road surface, understeer phenomenon occurs. At this time, the vehicle slides and goes beyond the normal turning radius. ESP is a system that controls all of these phenomena and maintains stability and steering by controlling the vehicle in the direction desired by the driver in emergency situations.
그러나, 종래의 ESP 시스템은 차량의 선회 주행시 전륜 또는 후륜의 안쪽바퀴의 제동압력과 바깥쪽 바퀴의 제동압력을 동일하게 제어하였으므로, 이때 발생하는 안쪽으로의 기울어짐(Yaw)에 의해 운전자의 조향감이 좋지 않았으며, 안쪽 바퀴에 슬립이 발생하여 차량의 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, the conventional ESP system controls the braking pressure of the inner wheels of the front wheels or the rear wheels and the braking pressure of the outer wheels during turning of the vehicle in the same manner, so that the steering feeling of the driver is caused by the inward yaw generated at this time. This was not good, the slip occurred in the inner wheels there was a problem that the stability of the vehicle falls.
또한, ESP 시스템이 작동되면 차량의 안정성은 확보하였지만, ESP 시스템의 동작으로 인한 의도하지 않은 제동압력의 작용으로 운전자의 승차감이 좋지 못한 단점이 발생하였던 것이다.In addition, when the ESP system is operated, the stability of the vehicle is secured, but the driver's riding comfort is poor due to the unintentional braking pressure caused by the operation of the ESP system.
이에 본 발명에서는 차량의 선회주행시 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 제동압력을 다르게 제어하여 차량의 조향성 및 안정성을 도모하도록 하고, 또한 상기의 제어과정을 ESP 시스템이 동작하기 전에 미리 수행되도록 하는 차량 안정성 제어방법을 제공하도록 한다.Accordingly, in the present invention, the vehicle stability control to control the braking pressure of the inner wheel and the outer wheel differently during turning of the vehicle to promote the steering and stability of the vehicle, and also to perform the above control process before the ESP system operates. Provide a method.
도 1은 본 발명의 차량 안정성 제어방법을 설명하기 위한 블록도.1 is a block diagram illustrating a vehicle stability control method of the present invention.
도 2는 본 발명의 차량 안정성 제어방법을 보이고 있는 플로우 챠트.2 is a flow chart showing a vehicle stability control method of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 감지부 20 : 마이컴10: detector 20: microcomputer
21 : 차속연산부 22 : 요레이트 연산부21: vehicle speed calculation unit 22: yaw rate operation unit
23 : 선회주행 판단부 24 : 요레이트 비교부23: turning driving judgment unit 24: yaw rate comparison unit
25 : 제동 제어부 30 : 제동 액튜에이터25: braking control unit 30: braking actuator
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 ESP 모드인가 판단하는 단계, ESP 모드가 아니면 선회주행 제어 모드인가 판단하는 단계, 선회주행 제어모드이면 선회주행 제어를 수행하는 단계로 수행됨을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is characterized in that it is performed in the step of determining whether the ESP mode, the turning driving control mode is not the ESP mode, the turning driving control mode is characterized in that it performs the turning driving control.
상기 선회주행 제어모드인가를 판단하는 단계는 전륜 및 후륜의 제동제어중 어느 한 륜의 제어인가를 판단하는 단계, 어느 한 륜의 제어이면 선회주행인가를 판단하는 단계, 선회주행이면 감지되는 횡 가속도값과 요레이트 오차값이 미리 설정된 기준값 이상이면 선회주행 제어로 판단하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.The determining of the turning driving control mode may include determining which one of the front and rear wheel braking controls, controlling whether one of the wheels is turning, and detecting the turning acceleration. When the value and the yaw rate error value is more than the predetermined reference value it is characterized in that it comprises the step of judging by the turning driving control.
상기 선회주행 제어를 수행하는 단계는 횡 가속도 값과 요레이트 오차값이 각각 설정된 제 1기준값 이상이면, 각각의 전륜 및 후륜의 안쪽 바퀴의 제동압력을 바깥쪽 바퀴의 제동압력에 비해 70%~80%로 인가하여 제어하는 제 1단계와,In the step of performing the turning control, when the lateral acceleration value and the yaw rate error value are each greater than or equal to the set first reference value, the braking pressure of the inner wheels of the front and rear wheels is 70% to 80% of the braking pressure of the outer wheels. A first step of controlling by applying%;
횡 가속도 값과 요레이트 오차값이 각각 설정된 제 2기준값 이상이면, 후륜의 안쪽 휠 실린더의 제동압력을 바깥쪽 휠 실린더의 압력에 비해 80%로 인가하여 제어함을 특징으로 하는 제 2단계로 수행됨을 특징으로 한다.If the lateral acceleration value and the yaw rate error value are each greater than or equal to the set second reference value, the braking pressure of the inner wheel cylinder of the rear wheel is controlled by applying 80% of the pressure of the outer wheel cylinder to perform the second step. It is characterized by.
상기 요레이트 오차값은 요레이트 센서에 의해 측정된 측정 요레이트 값에서 요레이트 연산부에서 연산된 연산 요레이트 값과의 차이 값임을 특징으로 한다.The yaw rate error value may be a difference value from the measured yaw rate value calculated by the yaw rate calculator from the measured yaw rate value measured by the yaw rate sensor.
상기 각각 설정된 제 1기준값은 제 2기준값보다 큰 것을 특징으로 한다.Each of the first reference values set is greater than the second reference value.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 차량 안정성 제어방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a vehicle stability control method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 차량 안정성 제어방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 차량 안정성 제어방법을 보이고 있는 플로우 챠트이다.1 is a block diagram illustrating a vehicle stability control method of the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a vehicle stability control method of the present invention.
먼저, 도 1을 참조하여 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.First, the configuration will be described with reference to FIG. 1.
각 바퀴에서의 차륜속도를 검출하는 휠 속도센서(11)와, 차량의 선회정도를 검출하기 위한 요우레이트 센서(12)와, 사용자에 의한 조향각을 검출하기 위한 조향각 센서(13)와, 차량의 선회 주행시 옆 미끌림을 감지하기 위한 횡 가속도센서(14)와, 상기 각각의 센서(11,12,13,14)에서 출력하는 신호를 입력하여 차량의 선회 주행 및 슬립발생을 감지, 연산하여 차량의 전체적인 주행제어를 수행하는 마이컴(20)과, 상기 마이컴(20)에서 출력하는 제동제어신호를 입력하여 제동제어를 수행하는 제동 액츄에이터(30)로 구성된다.A wheel speed sensor 11 for detecting wheel speed at each wheel, a yaw rate sensor 12 for detecting the degree of turning of the vehicle, a steering angle sensor 13 for detecting a steering angle by the user, and Transverse accelerometer 14 for detecting side slip when turning and input signals output from the sensors 11, 12, 13 and 14 to detect and calculate turning driving and slip of the vehicle The microcomputer 20 performs overall driving control, and the braking actuator 30 performs braking control by inputting a braking control signal output from the microcomputer 20.
상기 마이컴(20)은 상기 휠 속도센서(11)에서 출력된 속도신호를 입력하여 차량의 주행속도를 연산하기 위한 차속 연산부(21)와, 상기 차속 연산부(21)에서 연산된 주행속도와 조향각 센서(13)에서 출력하는 조향신호를 입력하여 현재 차량의 선회주행중인지 판단하는 선회 주행 판단부(23)와, 시뮬레이션을 통해 최적의 요레이트를 연산하여 출력하는 요레이트 연산부(22)와, 상기 요레이트 센서(12)에서 감지한 요레이트 값과 상기 요레이트 연산부(22)에서 연산된 요레이트 값을 비교하여 오차값을 산출하는 요레이트 비교부(24)와, 상기 요레이트 비교부(24)에서 산출된 요레이트 오차값과 횡 가속도센서(14)에서 감지된 횡 가속도값을 입력하여 미리 설정된 기준값과 비교하여 제동제어신호를 출력하는 제동제어부(25)를 포함하여 구성된다.The microcomputer 20 may input a speed signal output from the wheel speed sensor 11 to calculate a traveling speed of the vehicle, and a driving speed and steering angle sensor calculated by the vehicle speed calculating unit 21. A turning drive judging unit 23 for inputting a steering signal output from 13 to determine whether the vehicle is currently turning or not; a yaw rate calculating unit 22 for calculating and outputting an optimum yaw rate through simulation; The yaw rate comparator 24 calculates an error value by comparing the yaw rate value detected by the rate sensor 12 with the yaw rate value calculated by the yaw rate calculator 22, and the yaw rate comparator 24. And a braking control unit 25 for inputting the yaw rate error value and the lateral acceleration value detected by the lateral acceleration sensor 14 and comparing the preset reference value with a preset reference value.
그 제어방법은 도 2에 도시된 플로우 챠트를 이용하여 설명하기로 한다.The control method will be described using the flowchart shown in FIG.
차량이 주행중에 슬립이 발생되면 ESP 모드인가를 판단하는 단계와, ESP 모드가 아니면 전륜 및 후륜중 어느 한 륜의 제동제어인가를 판단하는 단계와, 어느 한 륜의 제어이면 선회 주행중인가를 판단하는 단계와,Determining whether the vehicle is in the ESP mode if slip occurs while driving; determining whether the wheel is braking control of the front wheel and the rear wheel if the vehicle is not in the ESP mode; and determining whether the vehicle is turning when the wheel is controlled. Steps,
선회주행중이면 현재 감지되는 횡 가속도값(ay)과 요레이트 오차값(ΔYaw)이 설정된 각각의 제 1기준 횡가속도값(ay1)과 제 1기준 요레이트 오차값(ΔYaw1)이상인가를 판단하는 단계와, 설정값 이상이면 각각의 전륜 및 후륜측 안쪽 바퀴 제동압을 바깥쪽 바퀴 제동압에 비해 70~80%의 비율로 제어하고, 설정값 미만이면 제 2기준 횡가속도값(ay2)과 제 2기준 요레이트 오차값(ΔYaw2) 이상인가를 판단하는 단계와, 상기 단계에서 설정값 이상이면 후륜측 안쪽바퀴 제동압을 후륜측 바깥쪽 바퀴 제동압에 비해 80%의 비율로 제어하는 단계로 구성된다.When turning, it is determined whether the currently detected lateral acceleration value a y and yaw rate error value ΔYaw are equal to or greater than each of the first reference lateral acceleration value a y 1 and the first reference yaw rate error value ΔYaw1. In the judging step, if the set value is greater than or equal to the set value, the respective front and rear wheel braking pressures are controlled at a ratio of 70 to 80% of the outer wheel braking pressure, and if less than the set value, the second reference lateral acceleration value (a y 2) and determining whether or not the second reference yaw rate error value (ΔYaw2) or more, and if the set value or more in the above step, the rear wheel brake pressure is controlled at a rate of 80% of the rear wheel brake pressure It consists of steps.
이하 그 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation will be described in detail.
차량이 주행중에 슬립이 발생하면 마이컴(20)의 제동제어부(25)에서는 발생하는 슬립의 정도를 파악하여 ESP모드를 적용할 것인지 판단하게 된다. 즉, 미리 설정된 ESP모드 개시 슬립값보다 작은 슬립값이면 제동제어부(25)는 ESP 제어모드가 아니라고 판단하여, 차량의 전륜 및 후륜중 어느 한 륜의 부분 제동제어인지 판단하게 된다. 통상 차량이 언더 스티어(Understeer)경향이나 오버 스티어(Oversteer)경향을 보이면 차량 마이컴(20)의 제동제어부(25)는 이를 판단하여 차량의 전륜 또는 후륜에 적절한 제동압력을 가하여 상기 언더 스티어나 오버 스티어 현상을 방지하도록 하는 것이다.When the slip occurs while the vehicle is driving, the braking control unit 25 of the microcomputer 20 determines whether the slip occurs and determines whether to apply the ESP mode. That is, if the slip value is smaller than the preset ESP mode start slip value, the braking control unit 25 determines that the vehicle is not in the ESP control mode, and determines whether the partial braking control of one of the front wheel and the rear wheel of the vehicle is performed. In general, when the vehicle exhibits an understeer or oversteer tendency, the braking control unit 25 of the vehicle microcomputer 20 determines this and applies an appropriate braking pressure to the front or rear wheels of the vehicle to determine the understeer or oversteer. It is to prevent the phenomenon.
전륜 및 후륜중 어느 한 륜의 부분 제동제어라고 판단되면 마이컴(20)의 선회주행 판단부(23)는 조향각 센서(13)에서 출력되는 조향정도와 휠 속도센서(11)에서 출력하는 차속으로 현재 차량이 선회주행, 즉 코너링 주행인지 판단하게 된다.If it is determined that the partial braking control of one of the front wheel and the rear wheel, the turning driving determination unit 23 of the microcomputer 20 is present to the steering degree output from the steering angle sensor 13 and the vehicle speed output from the wheel speed sensor 11 It is determined whether the vehicle is turning, that is, cornering driving.
선회 주행이라고 판단되면, 마이컴(20)의 제동제어부(25)는 상기 횡 가속도센서(14)와 요레이트 비교부(24)에서 출력하는 횡 가속도값(ay)과 요레이트 오차값(ΔYaw)을 이용하여 선회주행 제어를 수행하게 된다.When it is determined that the vehicle is turning, the braking control unit 25 of the microcomputer 20 outputs the lateral acceleration value a y and the yaw rate error value ΔYaw output from the lateral acceleration sensor 14 and the yaw rate comparator 24. Turning is performed to control the turning drive.
상기 횡 가속도값(ay)은 횡 가속도센서(14)에서 감지한 값이고, 요레이트 오차값(ΔYaw)은 요레이트 센서(12)에서 직접 측정한 측정 요레이트 값과 요레이트 연산부(22)에서 연산한 연산 요레이트 값과의 차이값이다.The lateral acceleration value a y is a value detected by the lateral acceleration sensor 14, and the yaw rate error value ΔYaw is a measured yaw rate value measured directly by the yaw rate sensor 12 and the yaw rate calculator 22. The difference from the operation yaw rate value computed by.
즉, 횡 가속도값(ay)과 요레이트 오차값(ΔYaw)을 미리 설정된 제 1기준 횡가속도값(ay1)과 제 1기준 요레이트 오차값(ΔYaw1)을 비교하여 횡 가속도값(ay)과 요레이트 오차값(ΔYaw)이 각각의 제 1기준값(ay1, ΔYaw1)이상인지 판단하게 된다.That is, the lateral acceleration value a y and the yaw rate error value ΔYaw are compared with the first reference lateral acceleration value a y 1 and the first reference yaw rate error value ΔYaw1. It is determined whether y ) and the yaw rate error value ΔYaw are equal to or greater than each of the first reference values a y 1 and ΔYaw1.
제 1기준값(ay1, ΔYaw1)이상이면 각각의 전륜 및 후륜의 안쪽 바퀴 제동압을 각각 대응되는 바깥쪽 바퀴 제동압에 비해 70~80% 비율로 제동제어를 수행하게 되고,If the first reference value (a y 1, ΔYaw1) or more, the braking control is performed at a rate of 70 to 80% of the inner wheel braking pressure of each of the front and rear wheels compared to the corresponding outer wheel braking pressure, respectively.
제 1기준값(ay1, ΔYaw1)미만이면 마이컴(20)의 제동제어부(25)는 미리 설정된 제 2기준값(ay2, ΔYaw2)과 다시 비교하게 된다.If the first reference value (a y 1, ΔYaw1) is less than, the braking control unit 25 of the microcomputer 20 compares the second reference value (a y 2, ΔYaw2) previously set.
상기 횡 가속도값(ay)과 요레이트 오차값(ΔYaw)이 각각의 제 2기준 횡가속도값(ay2)과 제 2기준 요레이트 오차값(ΔYaw2)과 비교하여 각각의 제 2기준값(ay2, ΔYaw2)보다 크면 후륜측 안쪽 바퀴 제동압을 대응되는 바깥쪽 바퀴 제동압에 비해 80% 제어하게 되는 것이다.The lateral acceleration value a y and the yaw rate error value ΔYaw are compared with the second reference lateral acceleration value a y 2 and the second reference yaw rate error value ΔYaw2, respectively. If a y2 , ΔYaw2) is greater, the rear wheel brake pressure is controlled by 80% of the corresponding outer wheel brake pressure.
즉, 상기 제 1기준값(ay1, ΔYaw1)과 제 2기준값(ay2, ΔYaw2)은 미리 설정되어 있는 값으로 제 1기준값(ay1, ΔYaw1)이 제 2기준값(ay2, ΔYaw2)보다 더 크게 설정되어 있다. 다시 말해, 제 1기준값(ay1, ΔYaw1)은 제 2기준값(ay2, ΔYaw2)보다더 위급한 상황을 고려하여 설정된 값이다.That is, the first reference value (a y 1, ΔYaw1) and the second reference value (a y2, ΔYaw2) is the second reference value, the first reference value (a y 1, ΔYaw1) to a value that is set beforehand (a y2, ΔYaw2) It is set larger than. In other words, the first reference value (a y 1, ΔYaw1) is a value set in view of the more critical situations than the second reference value (a y2, ΔYaw2).
상기에서와 같이 본 발명에서는 차량의 선회주행시 안쪽바퀴와 바깥쪽바퀴의 제동압력을 다르게 제어하여 차량의 조향성 및 안정성을 도모하도록 하고, 또한 상기의 제어과정을 ESP 시스템이 동작하기 전에 미리 수행되도록 하여 선회주행시 조향성 향상 및 주행 안정성을 향상시키고 사용자에게 쾌적한 주행환경을 제공한다.As described above, in the present invention, the steering pressure and stability of the vehicle are controlled by controlling the braking pressures of the inner and outer wheels differently during the turning of the vehicle, and the control process is performed in advance before the ESP system operates. It improves steering and driving stability when turning and provides a comfortable driving environment.
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