KR20050046584A - 자동차용 선회 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

자동차용 선회 제어 장치 및 방법에서, 선회 콘트롤러는, 차량의 선회 상태가 운전자에 의한 가속기 조작에 따라 차량의 선회 성능의 한계에 근접하는 방식으로, 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계치에 대해 여유를 갖는 소정의 감속-개시 임계치를 초과할 때 개시되는 차량의 자동 감속에 제한을 둔다. 운전자가 가속기 페달을 잘못 조작하는 경우에, 자동 감속에 대한 제한은 중지된다.

Description

자동차용 선회 제어 장치 및 방법{TURNING CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR AUTOMOTIVE VEHICLE}
본 발명은 안정적인 선회를 확보하기 위해 자동차의 선회 상태에 따른 자동 감속(또는 차량 속도의 자동 감소)이 이루어지는 자동차용 선회(또는 코너링) 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
하나 이상의 임의의 차륜(road wheels)의 접지력은, 자동차의 선회(또는 코너링) 속도 또는 그 선회 반경이 안정적 선회가 이루어질 수 있는(즉, 차량이 안정적으로 주행할 수 있는) 선회 성능 한계에 도달할 때 이미 포화되어 있다. 이 상태에서의 자동 감속은 자동차의 거동을 악화시킨다. 이러한 사실을 감안하여, 1997년 1월 29일자 일본 특허 제2600876호는, 자동 감속이 차량의 선회 상태에 따라 이루어지는 종래의 선회 제어 장치를 예시하고 있다. 상기 일본 특허는 자동 감속이 시작되는 선회 속도의 임계값(threshold value)을 차량의 선회 성능의 한계치인 경계(marginal) 선회 속도보다 작은 값으로 설정함으로써 차량의 선회 속도가 안정적 선회를 위한 경계(또는 한계) 속도에 도달하기 전에 차량의 속도가 감소되는 것을 교시하고 있다.
또한, 차량 운전자는 종종 자동 감속이 실행되는 동안에도 운전자의 운전 스킬이나 운전 상황에 따라 차량의 가속을 필요로 한다(또는 차량 속도의 증가를 필요로 한다). 2002년 5월 9일자로 공개된 일본 특허 공개공보 제2002-127888호는 다른 종래의 선회 장치를 예시하고 있다. 상기 일본 특허 공개공보는 운전자가 가속기(accelerator) 조작에 의해 차량을 가속하기를 원하는 것을 결정할 때 자동 감속이 정지되고 차량이 가속되는 것을 교시하고 있다.
전술한 일본 특허 제2600876호에 개시된 종래의 선회 제어 장치에서는, 차량의 선회 속도가 안정적인 선회를 위한 경계(또는 한계) 속도에 도달하기 전에 자동 감속이 시작되므로, 운전자가 차량의 (선회) 속도가 선회 성능의 한계에 가까워지도록 차량의 가속기를 조작하더라도(또는 밟더라도) 차량은 더이상 가속될 수 없다.
한편, 전술한 후자의 일본 특허 공개공보 제2002-127888호에서는, 운전자에 의한 가속기 조작에 따라 자동 감속이 정지되므로, 운전자가 차량의 가속기를 잘못 조작할 때에도 자동 감속이 정지된다. 그러므로, 차량의 선회 속도가 차량의 선회 성능의 한계를 벗어날 가능성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 운전자에 의한 가속기 조작에 따라 차량의 선회 상태를 차량의 선회 성능의 한계에 근접시킬 수 있는 자동차용 선회 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 자동차용 선회 제어 장치로서, 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 대해 여유를 갖는 소정의 감속-개시 임계치를 초과할 때 차량의 선회 상태에 따라 차량을 제어가능하게 감속시키는 선회 제어부, 및 가속기 조작 변수를 검출하는 가속기 조작 변수 검출부를 포함하며, 상기 선회 제어부는 차량의 선회 상태가 소정의 감속-개시 임계치를 초과할 때 검출된 가속기 조작 변수의 크기에 따라 차량의 선회 상태를 선회 성능의 한계에 근접시키기 위해 차량의 감속에 제한을 두는, 자동차용 선회 제어 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 자동차용 선회 제어 방법으로서, 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 대해 여유를 갖는 소정의 감속-개시 임계치를 초과할 때 차량의 선회 상태에 따라 차량을 제어가능하게 감속시키는 단계와, 가속기 조작 변수를 검출하는 단계, 및 차량의 선회 상태가 상기 소정의 감속-개시 임계치를 초과할 때 검출된 가속기 조작 변수의 크기에 따라 차량의 선회 상태를 선회 성능의 한계에 근접시키기 위해 차량의 감속에 제한을 두는 단계를 포함하는, 자동차용 선회 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 개시 내용은 모든 필수 특징들을 반드시 기술할 필요는 없으며 따라서 본 발명은 상기 특징들의 준조합(sub-combination)일 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 대한 보다 양호한 이해를 돕기 위해 도면을 참조하게 될 것이다.
도1은 본 발명에 따른 선회 제어 장치의 구성을 나타내는 개략 블록도이다. 각 차륜의 차륜 속도(Vwi)(i= FL, FR, RL, RR(즉, 전방 좌측, 전방 우측, 후방 좌측, 후방 우측))를 검출하기 위해 전자기 유도를 사용하는 차륜 속도 센서(1), 예를 들면 수은 스위치를 사용하여 차체의 종방향 가속도(Xg)와 그 측방향 가속도(Yg)를 검출하기 위한 가속도 센서(2), 및 가속 페달(3)의 가속기 개방 각도(Acc)를 검출하기 위한 가속기 센서(4)가 콘트롤러(5)에 연결된다. 상기 콘트롤러(5)는 예를 들면 마이크로컴퓨터로 구성되며, 각 센서로부터 입력되는 다양한 신호에 기초하여 후술될 선회 제어 과정을 수행한다. 콘트롤러(5)는 자동차의 선회(또는 코너링) 상태에 따라 자동 감속을 수행하도록 제동력 제어 유닛(6)과 엔진 출력 제어 유닛(7)을 제어한다.
제동력 제어 유닛(6)은 예를 들면, 안티로크 브레이크 시스템(ABS), 트랙션 제어 시스템(TCS), 또는 차량 동력학적 콘트롤러(VDC) 용으로 사용되는 제동 액압 제어회로에 의해 구성된다. 도2에 도시되어 있듯이, 제동력 제어 유닛(6)은 마스터 실린더(8)와 각 휠 실린더(9i)(i= FL, FR, RL, RR) 사이에 배치되며, 운전자에 의한 제동 조작에 관계없이 각 휠 실린더(9i)의 제동 액압을 증가, 유지, 및 감소시킬 수 있다.
마스터 실린더(8)는 상시-개방(normally-open) 스위칭 밸브(10A, 10B) 및 각각의 상시-개방 유입 솔레노이드 밸브(11i)(i= FL, FR, RL, RR)를 통해서 각 휠 실린더(9i)에 연결된다. 마스터 실린더(8)는 또한 상시-폐쇄 스위칭 밸브(13A, 13B)를 통해서 펌프(15)의 흡입측에 연결된다. 이 펌프(15)는 전기-모터(14)에 의해 구동된다.
또한, 각각의 휠 실린더(9i)는 상시-폐쇄 출구 솔레노이드 밸브(19i)(i= FL, FR, RL, RR) 및 저장부(reservoir)(20)를 통해 펌프(15)의 흡입측에 연결된다. 따라서, 제동력 제어 유닛(6)에서, 운전자의 제동 조작에 따른 통상의 제동 액압은, 모든 스위칭 밸브(10A, 10B), 스위칭 밸브(13A, 13B), 각각의 입구 솔레노이드 밸브(11i)(i= FL, FR, RL, RR), 및 각각의 출구 솔레노이드 밸브(19i)(i= FL, FR, RL, RR)가 오프되었을 때(즉, 여기되지 않았을 때), 스위칭 밸브(10A, 10B) 및 대응 입구 솔레노이드 밸브(11i)(i= FL, FR, RL, RR)를 통해서 각 휠 실린더(9i)(i= FL, FR, RL, RR)에 공급된다.
작동 액압은 마스터 실린더(8)로부터 스위칭 밸브(13A, 13B)를 통해서 펌프(15)로 흡입되며, 스위칭 밸브(10A, 10B)와 스위칭 밸브(13A, 13B) 전부가 여기되고(즉, 온으로 되고) 펌프(15)가 작동될 때 운전자에 의한 제동 조작에 관계없이 펌프(15)로부터 각각의 입구 솔레노이드 밸브(11i)를 통해서 각각의 휠 실린더(9i)에 공급된다. 그러므로, 각 휠 실린더(9i)의 작동 액압이 증가된다. 한편, 각 입구 솔레노이드 밸브(11FL 내지 11RR)의 파워가 온 되어 있는 동안, 대응 휠 실린더(9FL 내지 9RR)의 작동 액압이 유지된다. 또한, 각 휠 실린더(9FL 내지 9RR)의 제동 액압은 저장부(20)로 배수되며, 대응 입구 솔레노이드 밸브(11FL 내지 11RR) 및 대응 출구 솔레노이드 밸브(19FL 내지 19RR) 전부가 온으로 될 때 감소된다.
따라서, 콘트롤러(5)는 상기 스위칭 밸브(10A, 10B), 스위칭 밸브(13A, 13B), 입구 솔레노이드 밸브(11i), 및 출구 솔레노이드 밸브(19i) 각각의 전원 온 및 오프를 제어함으로써, 그리고 펌프(15)에 대한 구동 제어를 실시함으로써 각 휠-실린더(9i)의 제동 액압을 증가, 유지 및 감소시킬 수 있다. 도1에서, 엔진 출력 제어 유닛(7)은 예를 들면 드로틀 밸브의 개방각을 조정함으로써 엔진 출력을 제어한다.
다음으로, 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예에서의 선회 제어 장치의 콘트롤러(5)에 의해 수행되는 선회 제어 과정은 도3의 플로우차트를 참조하여 기술될 것이다.
도3에 도시된 선회 제어 과정은 소정 기간의 각각 동안, 예를 들면 10 밀리세컨드의 각각 동안, 타이머 차단 루틴으로서 수행된다. 도3에서의 단계 S1에서, 콘트롤러(5)는 네 개의 차륜의 각 차륜 속도(Vwi)(i= FL, FR, RL, RR), 차체의 종방향 가속도(Xg) 및 그 측방향 가속도(Yg), 및 가속기 개방 각도(Acc)를 읽어들인다.
단계 S2에서, 콘트롤러(5)는 각 차륜 속도(Vwi) 및 종방향 가속도(Xg)에 기초하여 차체 속도(V)를 계산한다.
다음 단계 S3에서, 콘트롤러(5)는 차체 속도(이하에서는, 선회 속도로도 지칭됨)(V) 및 측방향 가속도(Yg)에 기초하여 하기 방정식(1)에 따라 차량의 현재 선회 반경(R)을 계산한다. 선회 반경(R)이 이 실시예에서 단지 선회 속도(V) 및 측방향 가속도(Yg)에 기초하여 계산된다고 해도, 선회 반경(R)의 계산 방법은 이것에 제한되지는 않는다. 선회 반경(R)은 예를 들면 측정 정확성을 향상시키기 위해 예를 들면 조향 각도(θ) 또는 요잉각 가속도를 추가함으로써 계산될 수 있다.
R = V2/Yg ‥‥ (1)
다음으로, 단계 S4에서, 콘트롤러(5)는 도4에서의 제어 맵을 참조하여 가속기 개방 각도(Acc)로부터 이하에 기술될 감속-개시 임계 속도(Vs) 및 감속-개시 임계 반경(Rs)을 계산하기 위해 사용되는 보정 계수(Ka)를 계산한다. 도4에 도시되어 있듯이, 제어 맵의 수평축을 가속기 개방 각도(Acc)로 하고 제어 맵의 수직축을 보정 계수(Ka)로 하면, 보정 계수(Ka)는 가속기 개방 각도(Acc)가 0% 에서 100%까지 증가됨에 따라 0 에서 1까지 증가되도록 설정된다.
다음 단계 S5에서, 콘트롤러(5)는 선회 속도(V) 및 보정 계수(Ka)에 기초하여 이하의 방정식(2)에 따라 감속-개시 임계 반경(Rs)을 계산한다. 감속-개시 임계 반경(Rs)은 현재 선회 반경(R)에 따라 자동 감속이 개시되는 임계값이다. 방정식(2)에서, YgL-real은 안정적인 선회가 달성될 수 있는(즉, 차량이 안정적으로 선회할 수 있는) 실제 한계 측방향 가속도를 지칭하며, 차량의 사양에 따라 정해진다. YgL은 실제 한계 측방향 가속도에 1보다 작은 소정의 값(예를 들면, 0.9)을 곱함으로써 정해지는 가상 한계 측방향 가속도를 지칭한다. 그러므로, 실제 한계 측방 가속도에 대해 YgL에는 여유가 주어진다.
Rs = V2/{YgL(1-Ka)+ YgL-real·Ka} ‥‥ (2)
상기 방정식(2)에 따르면, 가속기 개방 각도(Acc)가 0%이고 보정 계수(Ka)가 0일 때 Rs = V2/YgL 이며, 반대로 가속기 개방 각도(Acc)가 100%이고 보정 계수(Ka)가 1일 때 Rs = V2/YgL-real 이다. 따라서, 가속기 개방 각도(Acc)가 커질수록, 감속-개시 임계 반경(Rs)은 보다 작아지고 차량의 선회 성능의 한계에 보다 근접해진다. 그러므로, 가속기 개방 각도(Acc)가 커질수록 차량의 선회 반경(R)에 따른 자동 감속은 어려워진다.
다음 단계 S6에서, 콘트롤러(5)는 선회 반경(R) 및 보정 계수(Ka)에 기초하여 하기 방정식(3)에 따라 감속-개시 임계 속도(Vs)를 계산한다. 감속-개시 임계 속도(Vs)는 현재의 선회 속도(V)에 따라 자동 감속이 개시되는 임계값이다.
(3)
상기 방정식(3)에 따르면, 가속기 개방 각도(Acc)가 0%이고 보정 계수(Ka)가 0일 때 이며, 반대로 가속기 개방 각도(Acc)가 100%이고 보정 계수(Ka)가 1일 때 이다. 따라서, 가속기 개방 각도(Acc)가 커질수록, 감속-개시 임계 속도(Vs)는 커지고 차량의 선회 성능의 한계(즉, 차량의 안정적 선회 특성의 한계)에 가까워진다. 그러므로, 가속기 개방 각도(Acc)가 커질수록, 차량의 선회 속도(V)에 따른 자동 감속은 개시되기 어려워진다.
다음 단계 S7에서, 콘트롤러(5)는 현재의 선회 반경(R)이 감속-개시 임계 반경(Rs)보다 작은 지를 판정하며, 또한 현재의 선회 속도(V)가 감속-개시 임계 속도(Vs)보다 큰 지를 판정한다. R≥Rs 이고 V≤Vs이면, 콘트롤러(5)는 차량의 선회 상태가 아직 차량의 선회 성능의 한계에 가까워지지 않고(근접하지 않고) 자동 감속이 필요하지 않다고 판정한다. 이후, 루틴은 메인 프로그램으로 복귀한다. 한편, R<Rs 이고 V>Vs이면, 콘트롤러(5)는 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계(즉, 차량의 안정적 선회 특성의 한계)에 가까워졌으며 자동 감속이 필요하다고 판정한다. 이후, 루틴은 단계 S8로 진행된다.
단계 S8에서, 콘트롤러(5)는 선회 반경(R)과 감속-개시 임계 반경(R) 사이의 편차와 선회 속도(V)와 감속-개시 임계 속도(Vs) 사이의 편차에 따라 목표 감속도(Xg*)를 계산한다.
다음 단계 S9에서, 콘트롤러(5)는 각 휠 실린더(9i)에 대한 목표 제동 액압(Pi*)(i= FL, FR, RL, RR)을 계산하는 바, 이는 목표 감속도(Xg*)를 달성하는데 필요하다.
다음 단계 S10에서, 콘트롤러(5)는 각 휠 실린더(9i)(i= FL, FR, RL, RR)의 제동 액압이 대응하는 목표 제동 액압(Pi*)(i= FL, FR, RL, RR)을 따르도록 제동력 제어 유닛(6)을 제어한다.
다음 단계 S11에서, 콘트롤러(5)는 제동력 제어 유닛(6)에서 목표 감속도(Xg*)를 얻기 위해 최적의 엔진 출력을 출력하는 출력 제어 유닛(7)을 제어하며, 루틴은 메인 프로그램으로 복귀한다.
전술했듯이, 단계 S2 및 단계 S3의 과정은 선회 상태 검출부(수단)에 상응한다. 단계 S4 내지 단계 S11의 과정, 제동력 제어 유닛(6), 및 엔진 출력 제어 유닛(7)은 선회 제어부(수단)에 상응한다. 또한, 가속기 페달(3)은 가속기 조작부(수단)에 상응하고 가속기 센서(4)는 가속기 조작 변수 검출부(수단)에 상응한다.
다음으로, 본 발명에 따른 상기 제1 실시예의 장점들을 후술한다.
선회가 특정 차량 속도로 이루어지고 있다고 가정한다. 이 가정에서, 콘트롤러(5)는 가속기 조작 변수의 크기를 나타내는 가속기 개방 각도(Acc)가 0%인 경우에 운전자가 아무런 조작 의지를 갖지 않는다고(즉, 차량의 속도 증가를 전혀 원하지 않는다고) 판정할 수 있다. 그러므로, 선회 성능의 한계에 대해 소정의 여유를 갖는(즉, 선회 성능의 한계 보다 소정 양만큼 이하에 있는) 통상의 감속-개시 임계 반경(Rs) 및 통상의 감속-개시 임계 속도(Vs)가 설정된다. 이후, 콘트롤러(5)는 선회 반경(R)이 감속-개시 임계 반경(Rs) 이상이고 선회 속도(V)가 감속-개시 임계 속도(Vs) 이하인(즉, 단계 S7에서의 판정이 "아니오"인) 경우에 안정적인 선회가 유지되고 있고 자동 감속이 전혀 필요하지 않다고 판정할 수 있다. 그러므로, 콘트롤러(5)는 운전자에 의한 제동 조작에 따른 통상의 제동 액압이 각 휠 실린더(9i)(i= FL, FR, RL, RR)에 공급되도록 제동력 제어 유닛(6)을 제어한다.
이 상태로부터, 운전자에 의한 조향 조작 변수 크기의 증가로 인해 선회 반경(R)이 감속-개시 임계 반경(Rs)보다 작아질 때, 또는 운전자에 의한 가속기 조작 변수 크기의 증가로 인해 선회 속도(V)가 감속-개시 임계 속도(Vs)보다 커질 때(빨라질 때)(즉, 단계 S7에서의 판정이 "예"일 때), 콘트롤러(5)는 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계치에 근접하고 있다고 판정한다. 따라서, 콘트롤러(5)는 자동 감속이 필요하다(즉, 차량의 속도를 자동으로 감속시키는 것이 필요하다)고 판정한다. 이후, 선회 반경(R)과 감속-개시 임계 반경(Rs) 사이의 편차와 선회 속도(V)와 감속-개시 임계 속도(Vs) 사이의 편차에 따라 목표 감속도(Xg*)가 계산된다(단계 S8에서). 이 목표 감속도(Xg*)를 얻기 위해, 각 휠 실린더(9i)(i= FL, FR, RL, RR)에 대한 제동 액압이 증가하고 엔진 출력이 억제되는(단계 S9 내지 S11) 식으로 자동 감속이 이루어진다. 따라서, 안정적 선회가 달성된다.
이런 식으로, 상술한 자동 감속에 의해(즉, 차량을 자동으로 감속시킴으로써), 선회 상태가, 안정적 선회가 가능한 상태, 즉 선회 반경(R)이 감속-개시 임계 반경(Rs) 이상이고 선회 속도(V)가 감속-개시 임계 속도(Vs) 이하인 안정 상태로 복귀되면, 자동 감속이 중지된다.
한편, 선회 중에 가속기 개방 각도(Acc)가 대략 100%인 경우에, 콘트롤러(5)는 운전자가 가속 요구(또는 의지)를 갖는 것으로 판정할 수 있다. 따라서, 감속-개시 임계 반경(Rs)과 감속-개시 임계 속도(Vs)는 차량의 선회 성능의 한계치에 근접한(즉, 차량의 선회 성능의 한계에 근접한) 값으로 설정된다. 즉, 감속-개시 임계 반경(Rs)이 보다 작아지고 감속-개시 임계 속도(Vs)가 보다 커진다. 그러므로, 자동 감속이 제한된다.
가속기 개방 각도(Acc)가 커질수록 자동 감속은 점점 더 개시되기 어려워지기 때문에, 차량의 선회 상태는 차량의 선회 성능 한계에 보다 근접할 수 있다. 따라서, 운전자에 의한 가속 요구(또는 의지)에 따른 적절한 감속 제어(차량 속도의 적절한 감소 제어)가 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 제1 실시예에서는, 감속-개시 임계 반경(Rs) 및 감속-개시 임계 속도(Vs)가 도4에서의 제어 맵과 방정식(2) 및 방정식(3)으로부터 계산되지만, 감속-개시 임계 반경(Rs) 및 감속-개시 임계 속도(Vs)에 대한 계산 방법은 이 제어 맵 및 방정식에 제한되지 않는다. 즉, 가속기 개방 각도(Acc)가 커질수록 자동 감속이 개시되기 어려워지도록 감속-개시 임계 반경(Rs)과 감속-개시 임계 속도(Vs)가 설정될 수 있으면, 어떤 종류의 제어 맵 또는 방정식이라도 사용될 수 있다. 따라서, 가속기 개방 각도(Acc)의 증가 중에 가속기 개방 각도(Acc)가 소정 값을 초과할 때 감속-개시 임계 반경(Rs) 및 감속-개시 임계 속도(Vs)는 변화(또는 변경)되기 시작할 수 있다. 예를 들면, 감속-개시 임계 반경(Rs) 및 감속-개시 임계 속도(Vs)는 가속기 개방 각도(Acc)의 증가에 따라 단계적으로 변화될 수 있으며, 또한 감속-개시 임계 반경(Rs)의 변화 속도는 감속-개시 임계 속도(Vs)의 변화 속도와 상이할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 선회 제어 장치의 바람직한 제2 실시예를 도5의 플로우차트를 참조하여 기술할 것이다.
제2 실시예의 구조는 제1 실시예에 기술된 것과 대체로 동일하다. 그러나, 운전자가 가속기 페달(3)을 잘못 조작할 때 자동 감속에 대한 제한이 중지(suspend)된다. 즉, 제2 실시예에서의 선회 제어의 경우에는, 도3에서의 선회 제어 과정과 동일한 과정이 수행된다. 그러나, 도5에 도시되어 있듯이 새로운 단계 S21 및 S22가 추가된다. 도3에 도시된 것과 동일한 단계들은 도5에 도시된 것과 동일한 과정 내용을 가지므로 그 상세한 설명은 본원에서 생략될 것임에 유의하기 바란다.
전술한 단계 S2에서부터 루틴이 진행되는 단계 21에서, 콘트롤러(5)는 운전자에 의한 가속기 조작 속도(dA)가 소정 속도(dA1)보다 작은지를 판정한다. 이 소정 속도(dA1)는 예를 들면 밀리세컨드당 0.5%의 개방 각도(즉, 100% /0.2초)로 설정된다. dA< dA1 이면, 콘트롤러(5)는 가속기 조작이 운전자의 요구에 기초하여 수행되었다고 판정하며 루틴은 단계 S4로 진행된다. 한편, dA≥dA1 이면, 콘트롤러(5)는 가속기 조작이 운전자에 의해 잘못 수행되었을 가능성이 있다고 판정하고, 루틴은 단계 S22로 진행되며, 단계 S22에서 보정 계수(Ka)가 0으로 설정된 후, 루틴은 단계 S5로 진행된다. 단계 S21 및 단계 S22는 선회 제어부(수단)의 일부에 상응한다.
따라서, 상기 제2 실시예에서, 운전자에 의한 가속기 조작 속도(dA)가 소정 값(dA1) 이상이면, 콘트롤러(5)는 운전자가 가속기 페달(3)을 잘못 조작했다고 판정하고 보정 계수(Ka)를 0이 되도록 설정한다. 그러므로, 감속-개시 임계 반경(Rs)과 감속-개시 임계 속도(Vs)는 가속기 개방 각도(Acc)가 0%인 경우에 설정된 것과 동일한 값으로 설정된다. 이런 식으로, 콘트롤러(5)는 자동 감속에 대한 제한을 중지시킨다. 따라서, 선회 도중의 가속기 개방 각도(Acc)가 운전자의 조작 미스로 인해 대략 100% 정도로 높아지더라도, 차량의 선회 상태에 따른 자동 감속이 제한되지 않으며 통상적인 타이밍에 자동 감속이 개시된다. 그러므로, 운전자에게는 불쾌감이 주어지지 않는다.
이 바람직한 제2 실시예의 다른 장점들은 전술한 바람직한 제1 실시예의 것들과 동일하다.
다음으로, 본 발명에 따른 바람직한 제3 실시예를 도6 내지 도8을 참조하여 기술한다.
바람직한 제1 실시예에서는 감속-개시 임계 반경(Rs) 및 감속-개시 임계 속도(Vs)가 가속기 개방 각도(Acc)에 따라 변화되지만, 바람직한 제3 실시예에서는 자동 감속의 감속도가 가속기 개방 각도(Acc)에 따라 변화된다(즉, 자동 감속에 대한 차량 속도의 감소 속도가 변화된다). 즉, 바람직한 제3 실시예의 선회 제어 과정에서는, 도3에서의 과정과 동일한 선회 제어 과정이 수행된다. 그러나, 도6에 도시되어 있듯이, 도3의 단계 S4가 삭제되고, 도3의 단계 S5 및 S6은 신규 단계 S31 및 S32로 교체되며, 단계 S8과 S9 사이에는 신규 단계 S33 내지 S35가 추가된다. 도3에 도시된 것과 같은 단계들은 도6에 도시된 것과 같은 과정 내용을 가지며, 그 상세한 설명은 여기에서 생략될 것이다.
단계 S31에서, 콘트롤러(5)는 현재의 선회 반경(R)에 따라 자동 감속을 개시하기 위한 임계값인 감속-개시 임계 반경(Rs)을 하기의 방정식(4)에 따라 계산한다. YgL은 전술한 가상 한계 측방향 가속도를 지칭한다.
Rs = V2/ YgL ‥‥ (4)
다음으로, 단계 S32에서, 콘트롤러(5)는 현재의 선회 속도(V)에 따라 자동 감속을 개시하기 위한 임계값인 감속-개시 임계 속도(Vs)를 하기의 방정식(5)에 따라서 계산한다.
Vs = √(R·YgL) ‥‥ (5)
단계 S33에서, 콘트롤러(5)는 현재의 선회 반경(R)이 실제 한계 선회 반경(RL = V2/ YgL-real )보다 큰 지와 현재의 선회 속도(V)가 실제 한계 선회 속도(VL = √(R·YgL-real)보다 작은 지를 판정한다. YgL-real은 상기 실제 한계 측방향 가속도를 지칭한다. R>RL 이고 V<VL 이면, 콘트롤러(5)는 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 도달하지 않았다고 판정하고, 루틴은 단계 S34로 진행된다.
단계 S34에서, 콘트롤러(5)는 가속기 개방 각도(Acc) 및 목표 감속도(Xg*)에 기초하여 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*)을 계산한다. 구체적으로, 도7에 도시되어 있듯이, 콘트롤러(5)는, 가속기 개방 각도(Acc)를 참조하여 변화되는 통상의 가속 명령 값(도7에서의 점선)을 감속(또는 네거티브)측으로 목표 감속도(Xg*) 만큼 시프트 시킴으로써 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*RV)을 계산한다. 따라서, 최종 가속도/감속도 명령 값(Xb*RV)은 가속기 개방 각도(Acc)가 0%로부터 증가됨에 따라 음의 값으로부터 양의 값으로 가속(포지티브)측으로 증가하여 변화된다. 그러므로, 가속기 개방 각도(Acc)가 커질수록, 차량의 감속도(또는, 차량 속도의 감소율)는 작아진다.
한편, 단계 S33에서 R≤RL 이고 V≥VL 이면, 콘트롤러(5)는 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 도달했다고 판정하고 루틴은 단계 S35로 진행된다.
단계 S35에서, 콘트롤러(5)는 가속기 개방 각도(Acc)와 목표 가속도(Xg*)에 기초하여 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*RV)을 계산한다. 구체적으로, 도8에 도시되어 있듯이, 통상의 가속도 명령 값(도8의 상부에서의 점선)(가속기 개방 각도(Acc)에 따라 변화됨)은 감속(또는 네거티브)측으로 목표 감속도(Xg*) 만큼 시프트된다. 또한, 이 시프트된 라인(도8의 하부에 있는 점선)은, 가속기 개방 각도(Acc)가 100% 일 때 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*RV)이 0 이하이도록 감속(또는 네거티브) 측으로 축소(또는 감소)된다. 이런 식으로, 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*RV)(도8에서의 실선)이 계산된다. 따라서 가속기 개방 각도(Acc)가 100%에 가깝게 증가되더라도 양의 값이 될 수 없다. 그러므로, 차량의 주행력은 가속기 개방 각도(Acc)에 관계없이 억제된다. 콘트롤러(5)가 단계 S34 및 S35에서 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*RV)을 계산한 후에, 루틴은 단계 S9로 진행되며 콘트롤러(5)는 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*RV)을 얻기 위해 대응 휠 실린더(9i)에 요구되는 각각의 목표 제동 액압(Pi*)을 계산한다. 단계 S31 내지 단계 S35는 선회 제어부(수단)의 부분에 대응된다.
다음으로, 본 발명에 따른 바람직한 제3 실시예의 장점을 후술한다.
현재의 선회 반경(R)이 감속-개시 임계 반경(Rs)보다 작거나 현재의 선회 속도(V)가 감속-개시 임계 속도(Vs)보다 크다고(즉, 단계 S7에서의 판정이 "예"라고) 가정한다. 따라서, 콘트롤러(5)는 자동 감속이 필요하다고 판정한다. 이 때, 선회 반경(R)이 실제 한계 선회 반경(RL)보다 크고 선회 속도(V)가 실제 한계 선회 속도(VL)보다 큰(즉, 단계 S33에서의 판정이 "예"인) 경우, 차량의 선회 상태는 차량의 선회 성능의 한계에 도달하지 않는다. 따라서, 가속기 개방 각도(Acc)가 증가함에 따라 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*RV)을 음의 값에서 양의 값으로 증가시킴으로써 상기 자동 감속에 대한 한계가 주어진다(단계 S34에서). 그러므로, 가속기 개방 각도(Acc)가 증가될수록 자동 감속의 감속 변수는 감소된다. 차량의 선회 상태는 차량의 선회 성능의 한계에 보다 근접해질 수 있다. 따라서, 운전자에 의한 가속 요구에 따라 적절한 감속 제어가 이루어질 수 있다.
또한, 감속-개시 임계 반경(Rs)과 감속-개시 임계 속도(Vs)가 가속기 개방 각도(Acc)에 따라 변화되지 않으므로 자동 감속의 개시 타이밍은 안정적이다. 그러므로, 운전자에게 불쾌감이 주어지지 않는다. 이 상태로부터, 선회 반경(R)이 실제 한계 선회 반경(RL) 이하로 되거나 선회 속도(V)가 실제 한계 선회 속도(VL) 이상으로 되면(즉, 단계 S33에서의 판정이 "아니오"이면), 콘트롤러는 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 도달했다고 판정한다. 이 경우, 가속기 개방 각도(Acc)가 100% 이더라도 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*RV)은 0 이하로 억제된다(단계 S35에서). 따라서, 차량의 주행력 발생이 억제되므로 차량의 선회 상태의 악화가 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 상기 제3 실시예에서, 시프트된 가속도 명령 값(도8에서)은 차량의 선회 상태가 선회 성능의 한계에 도달한 경우에만 감속(또는 네거티브)측으로 축소된다. 그러나, 차량의 선회 상태가 선회 성능의 한계에 도달하지 않은 경우에도(즉, 루틴이 단계 S34에 있을 때에도), 시프트된 가속도 명령 값(도8에서)은 차량의 선회 상태가 선회 성능의 한계에 가까워질수록 점점 감속(또는 네거티브)측으로 축소될 수 있다. 따라서, 단계 S33의 측정 결과가 변화될 때 최종 가속도/감속도 명령 값(Xg*RV)은 스무스하게(또는 연속적으로) 변화될 수 있다. 그러므로, 운전자에게 불쾌감이 주어지지 않는다.
상기 바람직한 제1 실시예 내지 제3 실시예에 기술되어 있듯이, 차량의 자동 감속에 제한을 두는 방법(또는 수단)으로서, 두 가지 방법(수단)이 있다. 첫번째는 감속-개시 임계 반경(Rs) 및 감속-개시 임계 속도(Vs)를 변화시키는 방법이다. 두번째는 자동 감속의 속도를 변화시키는 방법(수단)이다. 그러나, 물론, 이들 두 방법의 어느 것이든 소정 조건에 따라 적절히 선택될 수 있거나, 이들 두 방법은 또한 조합될 수 있다. 더구나, 바람직한 제3 실시예에서, 자동 감속에 대해 제한을 두는 것은 운전자가 가속기 페달(3)을 잘못 조작하는 경우에 바람직한 제2 실시예에서와 같이 억제될 수 있다.
본원은 2003년 11월 13일자로 출원된 일본 특허출원 제2003-384194호에 기초하고 있다. 이 일본 특허출원 제2003-384194호의 전체 내용은 본원에 참조로 원용되고 있다.
본 발명은 그 특정 실시예들을 참조하여 전술되었지만, 이들 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 전술한 내용을 감안할 때 당업자에게는 다양한 수정예 및 변형예들이 있을 수 있다. 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위를 참조하여 정해진다.
본 발명의 자동차용 선회 제어 장치 및 방법에 의하면, 운전자에 의한 가속기 조작에 따라 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 근접됨으로써 안정적인 선회가 확보될 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 바람직한 제1 실시예의 선회 제어 장치의 구성을 나타내는 개략 블록도.
도2는 제동력 제어 유닛의 유압 회로도.
도3은 본 발명에 따른 선회 제어 장치의 바람직한 제1 실시예에서 수행되는 선회 제어 과정을 나타내는 작업 플로우차트.
도4는 보정 계수 Ka를 연산하기 위해 사용되는 제어 맵 도시도.
도5는 본 발명에 따른 선회 제어 장치의 바람직한 제2 실시예에서 수행되는 선회 제어 과정을 나타내는 작업 플로우차트.
도6은 본 발명에 따른 선회 제어 장치의 바람직한 제3 실시예에서 수행되는 선회 제어 과정을 나타내는 작업 플로우차트.
도7은 차량의 선회 상태가 선회 성능의 한계에 대한 여유를 갖는 경우에 최종 가속도/감속도 명령 값 Xg*RV 의 연산 방법을 설명하기 위한 설명도.
도8은 차량의 선회 상태가 선회 성능의 한계에 도달한 경우에 최종 가속도/감속도 명령 값 Xg*RV 의 연산 방법을 설명하기 위한 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 차륜 속도 센서
2: 가속도 센서
3: 가속기 페달
4: 가속기 센서
5: 콘트롤러
6: 제동력 제어 유닛
7: 엔진 출력 제어 유닛
8: 마스터 실린더
9i: 휠 실린더
10A, 10B, 13A, 13B: 스위칭 밸브
11i: 입구 솔레노이드 밸브
15: 펌프
19i: 출구 솔레노이드 밸브
20: 저장부

Claims (19)

  1. 자동차용 선회 제어 장치이며,
    차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 대해 여유를 갖는 감속-개시 임계치를 초과할 때 차량의 선회 상태에 따라 차량을 제어가능하게 감속시키는 선회 제어부, 및
    가속기 조작 변수를 검출하는 가속기 조작 변수 검출부를 포함하며,
    상기 선회 제어부는 차량의 선회 상태가 감속-개시 임계치를 초과할 때 검출된 가속기 조작 변수의 크기에 따라 차량의 선회 상태를 선회 성능의 한계에 근접시키기 위해 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기에 따라 감속-개시 임계치를 변화시킴으로써 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기에 따라 감속-개시 임계치를 차량의 선회 성능의 한계치에 근접시킴으로써 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 감속-개시 임계치는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기가 커질수록 0에서 1까지 증가되는 보정 계수에 기초하여 계산되는 자동차용 선회 제어 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 감속-개시 임계치는 선회 반경에 대한 감속-개시 임계치인 감속-개시 임계 반경과, 차량의 선회 속도에 대한 감속-개시 임계치인 감속-개시 임계 속도 중 적어도 하나인 자동차용 선회 제어 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 감속-개시 임계치는 선회 반경에 대한 감속-개시 임계치인 감속-개시 임계 반경과, 차량의 선회 속도에 대한 감속-개시 임계치인 감속-개시 임계 속도의 조합인 자동차용 선회 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기에 따라 차량의 감속을 변화시킴으로써 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기에 따라 차량의 감속을 감소시킴으로써 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기가 커질수록 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 보다 근접하도록 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기가 커질수록 상기 감속-개시 임계치가 차량의 선회 성능의 한계치에 보다 근사하게 되도록 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기가 커질수록 차량의 감속이 보다 감소되도록 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기가 커질수록 차량의 감속이 보다 감소되어 가속이 되도록 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 차량의 가속기가 잘못 조작될 때 차량의 감속에 대한 제한을 중지시키는 자동차용 선회 제어 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 운전자에 의한 가속기 조작 속도가 소정 속도보다 클 때 차량의 감속에 대한 제한을 중지시키는 자동차용 선회 제어 장치.
  15. 제4항에 있어서, 상기 보정 계수는 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 운전자에 의한 가속기 조작 속도가 소정 속도보다 클 때 0인 자동차용 선회 제어 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 도달한 경우에 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기에 관계없이 차량의 감속에 대한 제한을 중지시키는 자동차용 선회 제어 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어부는 차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 도달한 경우에 가속기 조작 변수 검출부에 의해 검출되는 가속기 조작 변수의 크기에 관계없이 차량의 주행력을 억제하는 자동차용 선회 제어 장치.
  18. 자동차용 선회 제어 방법이며,
    차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 대해 여유를 갖는 감속-개시 임계치를 초과할 때 차량의 선회 상태에 따라 차량을 제어가능하게 감속시키는 단계와,
    가속기 조작 변수를 검출하는 단계, 및
    차량의 선회 상태가 상기 감속-개시 임계치를 초과할 때 검출된 가속기 조작 변수의 크기에 따라 차량의 선회 상태를 선회 성능의 한계에 근접시키기 위해 차량의 감속에 제한을 두는 단계를 포함하는 자동차용 선회 제어 방법.
  19. 자동차용 선회 제어 장치이며,
    차량의 선회 상태가 차량의 선회 성능의 한계에 대해 여유를 갖는 감속-개시 임계치를 초과할 때 차량의 선회 상태에 따라 차량을 제어가능하게 감속시키기 위한 선회 제어 수단, 및
    가속기 조작 변수를 검출하기 위한 가속기 조작 변수 검출 수단을 포함하며,
    상기 선회 제어 수단은 차량의 선회 상태가 감속-개시 임계치를 초과할 때 검출된 가속기 조작 변수의 크기에 따라 차량의 선회 상태를 선회 성능의 한계에 근접시키기 위해 차량의 감속에 제한을 두는 자동차용 선회 제어 장치.
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