KR20050077319A

KR20050077319A - 차량의 선회 안정성 제어방법

Info

Publication number: KR20050077319A
Application number: KR1020040004924A
Authority: KR
Inventors: 구본경
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2005-08-02
Also published as: KR100845920B1

Abstract

본 발명은 차량의 선회 안정성 제어방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 언더스티어의 정도에 따라 엔진구동력과 제동력을 제어하여 차량의 선회모멘트를 적절히 보상함으로써 차량을 원하는 선회궤적으로 유지시키기 위한 차량의 선회 안정성 제어방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 차량의 실제 선회속도와 차량모델로부터 산출된 운전자가 원하는 선회속도 사이의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값에 기초하여 차량의 언더스티어 정도를 판단하고, 판단된 언더스티어의 정도에 따라 엔진구동력과 제동력을 제어한다.

따라서, 본 발명은 차량선회시 엔진구동력과 제동력을 이용하여 언더스티어 정도에 맞게 선회모멘트를 보상할 수 있어 차량의 선회 안정성을 향상시키는 장점이 있다.

Description

차량의 선회 안정성 제어방법{Control method for stable cornering in a vehicle}

본 발명은 차량의 선회 안정성 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이 원하는 주행코스보다 바깥쪽으로 밀려 나가는 언더스티어시 차량의 선회 안정성을 향상시키는 차량의 선회 안정성 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 안정성 제어시스템(Electronic Stability Program ; 이하 ESP라 칭함)은 운전자의 운전 중 타이어의 접촉한계에 이르는 위험한 상황에서 적절한 바퀴를 제어함으로써 차량을 운전자가 원하는 방향으로 운동시키는 시스템이다.

보통, 차량이 선회 주행하는 경우 차량이 원하는 주행코스보다 바깥쪽으로 밀려 나가는 드리프트 아웃 (Drift out)인 언더스티어가 발생하여 차량이 원하는 선회궤적에서 바깥쪽으로 밀려나게 되어 차량의 안정성을 해치게 된다.

이를 방지하기 위해 ESP 시스템에서는 언더스티어시 후륜 내측 바퀴에 제동력을 가하여 차량의 안쪽으로 작용하는 보상 모멘트를 생성시킴으로써 차량이 원하는 궤적에서 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지시켜 차량을 안정적으로 주행시킨다.

그러나, 종래의 ESP 시스템에서는 언더스티어시 언더스티어 정도에 관계없이 후륜 내측 바퀴에 제동력을 가하므로 언더스티어의 정도가 적은 경우에는 오히려 지나친 제동력에 의해 차량의 안정성과 승차감이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 언더스티어의 정도가 큰 경우에도 제동력만으로 차량의 안쪽으로 작용하는 보상모멘트를 생성시키므로 제동력만으로는 차량의 안정성과 승차감을 확보하기에 어려운 점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 언더스티어의 정도에 따라 엔진구동력과 제동력을 제어하여 차량의 선회모멘트를 적절히 보상함으로써 차량을 원하는 선회궤적으로 유지시키기 위한 차량의 선회 안정성 제어방법을 제공한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 선회 안정성 제어방법은 차량의 실제 선회속도와 차량모델로부터 산출된 운전자가 원하는 선회속도 사이의 차이값을 산출하고, 상기 산출된 차이값에 기초하여 차량의 언더스티어 정도를 판단하고, 상기 판단된 언더스티어의 정도에 따라 엔진구동력과 제동력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 산출된 차이값이 제동력제어를 위해 미리 설정된 제1값보다 크면, 상기 언더스티어의 정도가 큰 것으로 판단하고, 상기 산출된 차이값이 상기 제1값보다는 적고, 엔진구동력제어를 위해 미리 설정된 제2값보다 크면 상기 언더스티어의 정도가 적은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제1값(A)과 제2값(B)은 다음 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.

A = Gain_A * Under_steer_Threshold

B = Gain_B*Under_steer_Threshold

(여기서, Gain_A, Gain_B는 서로 다른 값이고 노면에 따라 결정되는 상수값이고, Under_steer_Threshold는 언더스티어 판단을 위해 미리 설정된 값이다.)

상기 언더스티어의 정도가 적은 것으로 판단되면, 엔진구동력만을 감소시키고, 상기 언더스티어의 정도가 큰 것으로 판단되면, 상기 엔진구동력을 감소시킴과 함께 후륜 내측 바퀴에 제동력을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 안정성 제어시스템의 제어블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 안정성 제어시스템은 각 휠 속도센서(10a 내지 10d), 조향각센서(11), 요우레이트센서(12), 횡가속도센서(Ay)를 포함한다. ESP 제어기(20)는 이 들 센서들로부터 검출된 각 휠 속도, 선회속도, 조향각, 횡가속도를 입력받는다.

이 ESP 제어기(20)는 기준선회속도산출부(21), 실제선회속도산출부(22), 선회속도차이값산출부(23)를 포함한다.

기준선회속도산출부(21)는 각 휠 속도센서(10a 내지 10d)와 조향각센서(11)로부터 검출된 각 휠 속도와 조향각에 기초하여 차량모델로부터 운전자가 원하는 기준 선회속도를 산출한다.

실제선회속도산출부(22)는 요우레이트센서(12)로부터 입력되는 선회속도를 차량의 실제 선회속도로 산출한다.

선회속도차이값산출부(23)는 기준선회속도산출부(21)에서 산출된 기준 선회속도와 실제선회속도산출부(22)에서 산출된 실제 선회속도사이의 차이값을 산출한다.

또한, ESP 제어기(20)는 노면판단부(24)와 언더스티어임계값산출부(25)를 포함한다.

노면판단부(24)는 횡가속도센서(13)로부터 읽어 들인 횡가속도에 기초하여 주행노면의 상태를 판단한다.

언더스티어임계값산출부(25)는 노면판단부(24)에서 판단된 노면에서의 언더스티어의 임계값을 산출한다. 이 언더스티어의 임계값은 엔진구동력 제어를 위한 임계값과 후륜 내측 바퀴의 제동력 제어를 위한 임계값을 포함한다.

또한, ESP 제어기(20)는 선회속도차이값산출부(23)에서 산출된 선회속도 차이값과 언더스티어임계값산출부(25)에서 산출된 언더스티어 임계값에 기초하여 차량의 언더스티어의 정도를 판단하는 언더스티어정도판단부(26)를 포함한다.

한편, ESP 제어기(20)는 언더스티어정도판단부(26)에서 판단된 언더스티어의 정도에 따라 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 ESP 제어기(20)와 캔(CAN)통신으로 연결된 구동력조절부(30)를 통해 엔진토오크를 줄이고, 필요시 제동력조절부(31)를 구동하여 후륜 내측 바퀴에 제동력을 가하는 제어부(27)를 포함한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 선회 안정성 제어방법에 대한 제어흐름도이다. 도 2를 살펴보면, ESP 제어기(20)는 각 휠 속도센서(10a 내지 10d)와 조향각센서(11)로부터 각 휠 속도와 조향각을 읽어 들인다(100). 읽어 들인 각 휠 속도와 조향각에 기초하여 차량모델로부터 운전자가 원하는 기준 선회속도를 산출한다(101).

그리고, 요우레이트센서(12)로부터 선회속도를 읽어 들인다(102). 읽어 들인 선회속도차이값(ΔΨ)을 산출한다(103).

또한, ESP 제어기(20)는 횡가속도센서(13)로부터 횡가속도를 읽어 들인다(104). 읽어 들인 횡가속도를 이용하여 주행노면의 상태를 판단한다(105). 작동모드에서 판단된 노면에 따라 언더스티어의 임계값을 산출한다(106). 이 언더스티어의 임계값은 구동력 제어임계값(A)과 제동력 제어임계값(B)으로 나누어지고, 구동력 제어임계값(A)은 Gain_A*Under_steer_Threshold이며, 제동력 제어임계값(B)은 Gain_B*Under_steer_Threshold이다. 이때, Gain A와 Gain B는 서로 다른 값이고 노면에 따라 결정되는 상수값이고, Under_steer_Threshold는 언더스티어 판단을 위한 기준 임계값이다.

그런 후, 언더스티어의 정도를 판단하기 위해 작동모드 103에서 산출된 선회속도 차이값(ΔΨ)과 작동모드 106에서 산출된 언더스티어의 임계값(A, B)을 비교한다(107). 만약, 작동모드 107에서의 비교결과 선회속도 차이값(ΔΨ)이 구동력 제어임계값(A) 내지 제동력 제어임계값(B) 범위 내에 있으면, ESP 제어기(20)는 언더스티어의 정도가 낮은 상태이므로 선회 안쪽으로의 보상모멘트 생성을 위해 엔진구동력만을 감소시킨다(108).

한편, 작동모드 107에서의 비교결과 선회속도 차이값(ΔΨ)이 제동력 제어임계값(B)보다 크면, ESP 제어기(20)는 언더스티어의 정도가 높다고 판단하여 선회 안쪽으로의 보상모멘트 생성을 위해 엔진구동력을 감소시킬 뿐만 아니라, 후륜 내측 바퀴의 제동력을 함께 증가시켜 차량이 원하는 궤적에서 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지한다(109).

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량선회시 엔진구동력과 제동력을 이용하여 언더스티어 정도에 맞게 선회모멘트를 보상할 수 있어 차량의 선회 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 안정성 제어시스템의 제어블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 선회 안정성 제어방법에 대한 제어흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10a 내지 10d : 휠 속도센서 11 : 조향각센서

12 : 요우레이트센서 13 : 횡가속도센서

20 : ESP 제어기 21 : 기준선회속도산출부

22 : 실제선회속도산출부 23 : 선회속도차이값산출부

24 : 노면판단부 25 : 언더스티어임계값산출부

26 : 언더스티어정도판단부 27 : 제어부

30 : 구동력조절부 31 : 제동력조절부

Claims

차량의 실제 선회속도와 차량모델로부터 산출된 운전자가 원하는 선회속도 사이의 차이값을 산출하고,

상기 산출된 차이값에 기초하여 차량의 언더스티어 정도를 판단하고,

상기 판단된 언더스티어의 정도에 따라 엔진구동력과 제동력을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 안정성 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 산출된 차이값이 제동력제어를 위해 미리 설정된 제1값보다 크면, 상기 언더스티어의 정도가 큰 것으로 판단하고, 상기 산출된 차이값이 상기 제1값보다는 적고, 엔진구동력제어를 위해 미리 설정된 제2값보다 크면 상기 언더스티어의 정도가 적은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 안정성 제어방법.
제2항에 있어서, 상기 제1값(A)과 제2값(B)은 다음 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 안정성 제어방법.

A = Gain_A * Under_steer_Threshold

B = Gain_B*Under_steer_Threshold

(여기서, Gain_A, Gain_B는 서로 다른 값이고 노면에 따라 결정되는 상수값이고, Under_steer_Threshold는 언더스티어 판단을 위해 미리 설정된 값이다.)
제2항에 있어서, 상기 언더스티어의 정도가 적은 것으로 판단되면, 엔진구동력만을 감소시키고, 상기 언더스티어의 정도가 큰 것으로 판단되면, 상기 엔진구동력을 감소시킴과 함께 후륜 내측 바퀴에 제동력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 것을 차량의 선회 안정성 제어방법.