KR20060117333A - 차량 안정화를 위해 자동차 서버를 보조하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량 안정화를 위해 차량의 조향가능 휠의 노미널 조향 각도를 조정하는데 있어서 차량의 오퍼레이터를 보조하는 방법에 관한 것으로, 추가적인 조향 토크가 차량의 조향 라인에 적용되며, 이것은 노미널 조향 각도와 순시 조향 각도와의 사이의 차에 의존하여 결정된다.

방법은, 차량의 조향 라인에 따라 작동하는 부하 모멘트의 값이 추정되며, 추가적인 조향 토크가 부하 모멘트에 대한 추정 값에 의존하여 확립되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 방법을 구현하기에 적절한 장치에 관한 것이다.

조향 토크, 부하 모멘트, 노미널 조향 각도

Description

차량 안정화를 위해 자동차 서버를 보조하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR ASSISTING A MOTOR VEHICLE SERVER FOR THE VEHICLE STABILISATION}

설명

본 발명은, 차량 안정화를 위해, 차량의 조향가능 휠에서의 노미널 조향 각도 (nominal steering angle) 를 조정하는데 있어서 차량의 오퍼레이터를 보조하는 방법에 관한 것으로, 추가적인 조향 토크가 차량의 조향 라인에 적용되며, 이것은, 노미널 조향 각도와 순시 (instantaneous) 조향 각도와의 사이의 차에 의존하여 결정된다.

또한, 본 발명은, 차량의 하나 이상의 조향가능 휠에서의 노미널 조향 각도를 조정하는데 있어서 차량의 오퍼레이터를 보조하는 장치에 관한 것으로, 그 장치는, 제어 유닛에 의해, 노미널 조향 각도와 순시 조향 각도와의 사이의 차에 의존하여 결정되는 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단을 포함한다.

차량의 왼쪽 세로측과 오른쪽 세로측에 대한 상이한 마찰 계수로 불균일한 (inhomogeneous) 차도에서 브레이크를 걸 때, 차량의 수직 축에 대해 차량의 회전 운동을 유도하는 요 토크 (yaw torque) 를 야기하는 비대칭 브레이크 포스 (force) 가 전개될 수도 있다. 차량의 미끄러짐 (skidding) 을 방지하기 위하여, 드라이버는 적절한 조향 운동에 의하여 보상 (compensating) 요 토크를 형성하도록 요구되며, 상기 요 토크는, 비대칭 브레이크 포스에 의해 야기된 토크를 상쇄시킨다 (counteract). 이것이 발생하기 때문에, 휠 록 (lock) 에 따라 발생하는 휠의 전달가능한 코너링 포스의 큰 감소가 필요한 보상 토크의 전개 (development) 를 방해할 수 있기 때문에 낮은 마찰 계수를 갖는 차량 측에서의 휠의 로킹 (locking) 을 피해야 한다. 따라서, 토픽의 상황은, 특히, 매우 많은 비경험 드라이버에게 일정하게 요청하는 많은 요구조건을 제시한다.

안티-록 시스템 (ABS) 을 갖는 차량에서, 제어기는 휠의 로킹을 방지한다. 한편으로는, 언급된 유형의 상황에서, 일반적으로 이용되는 제어 방법은, 더 높은 마찰 계수를 나타내는 차량 측의 휠 브레이크에서의 최대의 높은 브레이크 압력에 의해 차량을 효율적으로 감속시키는 것이 목적이다. 다른 한편으로는, 드라이버는, 높은 마찰 계수 및 낮은 마찰 계수를 갖는 측에 대한 상이한 브레이크 포스에 기인하는 요 토크에 의해 과부하 되어서는 안된다. 따라서, 토픽의 상황에서, 차량의 프론트 액슬 (front axle) 에서 높은 마찰 계수와 낮은 마찰 계수를 갖는 측에 대한 브레이크 압력들 사이의 차가 조향 운동의 안정화를 수행하도록 드라이버에게 충분한 시간을 주기 (impart) 위하여 오직 천천히 전개되는 방식으로 제어가 수행된다. 또한, 조향 간섭에 의해 차량을 안정화시킬 목적으로, 코너링 포스의 충분한 레이트를 리어 액슬 (rear axle) 에 형성되게 하기 위해, 리어 액슬의 양자의 휠 브레이크의 브레이크 압력은 낮은 마찰 계수 측 ('선택 low') 에 대해 허용된 값으로 제한된다.

제시된 측정들은, 드라이버로 하여금, 더 쉽게 차량을 마스터 (master) 하게 하지만, 높은 마찰 계수 측의 마찰 계수 포텐셜 (potential) 이 차량을 감속시키기 위해 최적으로 이용되지 않는다. 따라서, 드라이빙 안정성 제어로 차량의 조향가능 휠의 조향 각도를 포함하고, 필요한 보상 요 토크를 발생시키는 조향 각도가 후자 조정에 의해 액츄에이팅되는 적절한 액츄에이터 및 제어기를 갖도록 제안되었다. 따라서, 더 '적극적인 (aggressive)' ABS 제어 방법이 선택될 수 있도록 차량이 더 신속하고 더 신뢰성있게 안정화될 수 있고, 이로 인해, 더 효율적인 브레이크 간섭 및 그에 따라 차량의 더 신속한 감속을 허용한다. 또한, 그것은, 드라이버의 불충분하거나 잘못 안내된 조향 간섭으로 인해 차량이 미끄러지는 것을 방지한다.

국제 특허 출원 WO 02/074638 A1 은, 차량의 조향 라인에 추가적인 조향 토크를 적용하는 단계를 개시하며, 이것은, 드라이버에 의해 조정된 조향 각도와 조향 각도 요구조건과의 사이의 편차로부터 확립되며, 전기식 동력 조향 시스템에 의해 세팅된다. 조향 각도 요구조건은, 차량에 따라 작동하는 추정된 요 토크, 차량의 요 레이트, 및 차량의 횡가속도 (lateral acceleration) 로부터 결정된다.

그 결과는, 제어 유닛에 의해 결정된 조향 각도가 직접적으로 조정되지는 않지만, 조향 각도를 조정할 때, 추가적인 조향 토크가 드라이버를 보조한다는 것이다.

그러나, 이런 유형의 제어에서 당면하게 되는 문제점은, 제어가 높은 마찰 계수로 튜닝될 때, 추가적인 조향 토크가 낮은 마찰 계수를 가지는 차도에서의 브레이킹 동작에서 매우 높은 값을 채택하는 것과 관련된다. 제어가 낮은 마찰 계수로 튜닝되면, 효율적으로 드라이버를 보조하기 위해, 높은 마찰 계수를 가지는 차도에서 브레이크를 걸 때 추가적인 조향 토크가 너무 낮다. 이것은 드라이버의 에러가 있거나 부적절한 조향 간섭을 야기할 수도 있으며, 이것은 종종 불편한 것으로 통지된다.

상술된 것을 고려하여, 본 발명의 목적은, 대다수의 가능한 드라이빙 상황에서 더 신뢰성있고 더 편리하게 차량이 안정화될 수 있는 정도까지 동일한 유형의 방법을 개선하는 것과 관련된다.

본 발명에 의하여, 이런 목적은, 특허 청구범위 제 1 항에 따른 방법에 의해 및 특허 청구범위 제 10 항에 따른 장치에 의해 달성된다.

상기 방법 및 장치의 적절한 개선이 하부 청구범위의 주요 내용이다.

본 발명은, 차량 안정화를 위해 차량의 조향가능 휠의 노미널 조향 각도를 조정하는데 있어서 차량의 오퍼레이터를 보조하는 방법을 제공하는 것으로, 추가적인 조향 토크가 차량의 조향 라인에 적용되며, 이것은 노미널 조향 각도와 순시 조향 각도와의 사이의 차에 의존하여 결정되며, 상기 방법은, 조향 라인에 따라 작동하는 부하 모멘트의 값이 추정되고, 추가적인 조향 토크가 부하 모멘트에 대해 추정된 값에 의존하여 확립되는 것을 특징으로 나타낸다.

부하 모멘트는, 특히, 차량의 조향 라인에 따라 작동하고 차량의 조향가능 휠의 타이어에서의 코너링 포스 또는 횡 포스에 의해 생성된 타이어 리세팅 모멘트 (tire resetting moment) 에 관한 것이다.

또한, 부하 모멘트의 고려 (consideration) 는, 제어 간섭의 순시 도로 (road) 조건을 고려하게 할 수 있다. 더 상세하게는, 추가적인 조향 토크의 값 이 마찰 계수에 적응될 수 있도록 상이한 마찰 계수에 대한 상이한 부하 모멘트를 발생시킨다. 불균일한 차도의 존재시, 본 발명의 방법은, 상이한 마찰 계수 상에서의 타이어에 의한 합계 (sum) 에서 야기된 부하 모멘트를 고려하게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 추가적인 조향 토크가 2 개 이상의 추가적인 컴포넌트로 구성되도록 배열되며, 제 1 컴포넌트는, 노미널 조향 각도와 순시 조향 각도와의 사이의 차에 의존하여 결정되지만, 제 2 컴포넌트는 부하 모멘트의 추정된 값에 의존하여 확립된다.

이런 조건은, 사용된 조향 각도 제어기가 매우 단순하고 신뢰할 수 있는 방식으로 설계될 수 있도록, 서로 독립적으로, 조향 각도 편차로부터 유도된 추가적인 조향 토크의 제어 컴포넌트, 및 외란 (disturbance) 컴포넌트가 고려될 수 있는 부하 모멘트로부터 확립된 컴포넌트를 결정하게 한다. 부하 모멘트는, 특히, 본 발명의 적절한 실시형태에서의 외란 변수 옵서버 (observer) 유닛에 의해 추정된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에서는, 노미널 조향 각도의 컴포넌트가 외란 요 토크에 의존하여 인버스 차량 모델에서 결정되는 것이 제공된다.

따라서, 불균일한 차도에서의 브레이킹 동작에서 상이한 브레이크 포스에 의해 야기된 외란 요 토크를 보상하기 위한 방식으로 노미널 조향 각도를 결정하게 한다.

그러나, 차량이 항상 노미널 조향 각도의 이런 컴포넌트의 조정에 의해 신뢰 성있게 안정될 수 있는 것은 아니라는 것을 알 수 있다. 이것은, 예를 들어, 외란 요 토크를 결정하는데 있어서의 에러로 인한 것일 수도 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 노미널 조향 토크의 또 다른 컴포넌트는, 차량의 요 각도와 그 요 각도의 소정의 값과의 사이의 편차에 의존하여 결정된다.

노미널 조향 각도의 이런 컴포넌트 때문에, 특별히 효율적인 방식으로 차량을 안정화시키려는 목적으로, 조향 각도의 변경에 대한 차량의 반응을 고려하는 것이 가능하다. 특히, 그것은, 요 각도를 이용하여 차량 반응을 특징 지우기에 바람직한 것으로 증명되었다.

특히, 코너링하면서 불균일한 차도에서의 브레이킹 동작에서, 노미널 조향 각도의 컴포넌트가 추정된 트랙 조향 각도임이 바람직하게 제공된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 추가적인 조향 토크의 컴포넌트가 소정의 어마운트를 갖는 것이 제공된다. 이 컴포넌트는 노미널 조향 각도의 어마운트에 상관없이 결정된다.

바람직하게는, 소정의 어마운트를 갖는 추가적인 조향 토크의 컴포넌트가 불균일한 차도에서의 브레이킹 동작의 개시 이후에 소정의 듀레이션 (duration) 동안 세팅되며, 그 후, 중단된다 (withdraw).

추가적인 조향 토크의 이런 컴포넌트는 불균일한 차도에서의 브레이킹 상황의 존재를 나타내는 햅틱 신호 (haptic signal) 를 차량의 드라이버에게 제공할 수 있다. 이 신호는, 드라이버로 하여금, 추가적인 조향 토크의 제어 컴포넌트에 의해 노미널 조향 각도의 단순한 조정 (adjustment) 을 허용하게 하기 위하여 사용중단된다.

또한, 본 발명은 본 발명의 방법을 구현하는 바람직한 장치를 제공한다.

차량 안정화를 위해 차량의 하나 이상의 조향가능 휠에 대한 노미널 조향 각도를 조정하는데 있어서 차량의 오퍼레이터를 보조하며, 차량의 순시 조향 각도와 노미널 조향 각도와의 사이의 편차에 의존하여 제어 유닛에 의해 결정되는 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단을 포함하는 장치는, 조향 라인에 실장된 센서의 신호에 기초하여 조향 라인에 따라 작동하는 부하 모멘트를 추정하는 추정 수단이 제공되며, 그 추정 수단은, 추정 수단에 확립된 추정의 결과로부터 부하 모멘트에 대한 추가적인 조향 토크의 컴포넌트를 확립하는 또 다른 수단에 접속되고, 상기 추가적인 조향 토크는 제어 유닛에 의해 확립된 조향 토크에 가산기에 의해 가산되며, 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단은 가산기의 출력 신호에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적절한 실시형태에서의 센서는, 하나의 조향 각도 센서, 드라이버의 조향 요청을 나타내는 핸드 조향 토크를 측정하는 센서, 및 추가적인 조향 토크를 측정하는 센서를 적어도 지칭한다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 부하 모멘트를 추정하는 추정 수단은 외란 변수 옵서버 유닛으로 설계된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단은 전기식 동력 조향 시스템의 서보 모터와 관계가 있다.

장치가 특히 단순한 방식으로 이들 차량에서 이용가능하게 행해질 수 있도록, 대다수의 차량에 이미 이런 모터가 제공된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단은 유압식 동력 조향 시스템 (hydraulic power steering system) 과 관계가 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단은 스티어-바이-와이어 (steer-by-wire) 조향 시스템과 관계가 있다.

불균일한 차도에서의 브레이킹 상황의 존재에 대한 햅틱 신호를 도입하도록, 또 다른 바람직한 실시형태에서, 그 장치는, 가산기와 관계가 있고 소정의 듀레이션동안 가산기에 소정의 값을 갖는 추가적인 조향 토크를 전달하는 파일럿 제어 수단을 포함한다.

불균일한 차도에서의 브레이킹 동작을 검출하고 그 드라이버 보조 시스템을 활성화시키도록, 또 다른 바람직한 실시형태에서의 장치는 드라이빙 조건을 검출하는 검출 수단을 포함하며, 그것은, 확립된 추가적인 조향 토크와 활성화 신호를 곱하는 곱셈기에 활성화 신호를 제공하는 검출된 드라이빙 조건에 의존한다.

적절하게, 검출 수단이 불균일한 차도에서의 브레이킹 동작을 식별할 때, 활성화 신호는 값 1 을 채택한다.

본 발명의 적절하고 바람직한 실시형태가 불균일한 차도에서의 브레이킹 동작 동안에 드라이버를 보조하도록 배열하지만, 결코, 본 발명이 이들 어프리케이션으로 제한되는 것은 아니다. 마찬가지로, 예를 들어, 과조향 (oversteering) 과 부족 조향 (understeering) 조건 동안에, 추가적인 조향 토크가 임의의 다른 부적절한 드라이빙 상황 동안 적용되는 애플리케이션에 구현되는 것이 바람직할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 이점 및 적절한 전개를, 종속항 및 도면을 참조한 바람직한 실시형태의 후속 설명에서 알 수 있다.

도면의 설명

도 1 은 추가적인 조향 토크를 검출하는 제어 시스템의 개략도이다.

도 2 는 불균일한 차도에서의 브레이킹 동작의 추가적인 조향 토크를 확립하는 제어 시스템의 일반적인 아우트레이 (outlay) 를 갖는 블록도이다.

도 3 은, 노미널 조향 각도를 결정하는 도 2 에 도시된 블록도의 블록의 전개를 도시한 도면이다.

도 4 는, 부하 모멘트를 추정하기 위해 도 2 에 도시된 블록도의 블록의 제 1 전개를 도시한 도면이다.

도 5 는, 부하 모멘트를 추정하기 위해 도 2 에 도시된 블록도의 블록의 제 2 전개를 도시한 도면이다.

도 6 은 조향 각도 제어기의 전개를 도시한 도면이다.

도 7 은 파일럿 토크 제어를 위해 도 2 에 도시된 블록도의 블록의 제 1 전개를 도시한 도면이다.

도 8 은 추가적인 조향 토크의 제한을 설명하는 블록도이다.

본 발명은, 프론트 액슬에 대한 조향가능 휠을 갖는 2개의 액슬, 4 개의 휠 의 자동차에 기초한다. 바람직하게는, 차량의 조향 시스템은, 전기식 동력 조향 시스템을 갖추고 있는 랙-앤드-피니온 (rack-and-pinion) 조향 시스템이다. 동력 조향 시스템의 종래의 동작에 있어서, 드라이버에 의해 적용된 조향 토크를 부스팅하는 조향 라인에 추가적인 토크를 적용하기 위해 EPS 서보 모터 (EPS= 전기식 동력 조향) 가 이용된다. 드라이버의 조향 요청은, 조향 시스템의 조향 로드 (rod) 에 피팅된 (fitted) 토션 로드 (torsion rod) 에 의하여 측정된 핸드 조향 모멘트 (M_H) 에 의해 결정된다.

전기식 동력 조향 시스템은, 드라이버를 보조하는 추가적인 조향 토크 요청 M_DSR (DSR= 드라이버 조향 권고 (recommendation)) 을 조정하기 위해 이용되며, 이 때문에, 제어기에 의해, 예를 들어, 차량의 CAN 버스로의 인터페이스에 의하여 액츄에이팅된다. 그 후, 조향 라인으로 조향 토크 M_DSR (DSR= 드라이버 조향 권고) 를 도입하는 액츄에이터로서 EPS 서보 모터가 이용된다.

그러나, 본 발명은, 유압식 동력 조향 또는 스티어-바이-와이어 조향을 갖는 조향 시스템과 같은 다른 유형의 조향 시스템을 갖는 차량에서도 유사한 방식으로 구현될 수 있다.

도 1 을 참조하면, 추가적인 조향 토크 요청 (M_DSR) 을 확립하는 조향 라인 제어 시스템 (120) 의 주요한 설계가 서베이 (survey) 에 도시된다. 기능들은, 블록 130 및 140 에서의 드라이빙 상황의 검출, 블록 150 및 160 에서의 드라이빙 상황에 적응된 제어, 추가적인 조향 토크 (△M) 를 결정하는 블록 170 에서의 조향 각도 제어 및 블록 180 에서의 추가적인 조향 토크 (△M) 의 상황-응답 제한 (situation-responsive limitation) 을 포함한다. 제어 시스템 (120) 의 조향 토크 요청 (M_DSR) 은 제한된 추가적인 조향 토크 (△M) 로부터 달성된다. 조향 토크 요청 (M_DSR) 에 대응하는 EPS 서보 모터에 의해 조향 라인으로 도입된 조향 토크는, 차량의 조향가능 휠에서의 노미널 조향 각도 (δ_nominal) 를 조정하는데 있어서 드라이버를 보조하며, 이것은, 불안정한 드라이빙 조건에서 차량을 안정화시키기 위해 이용된다.

드라이빙 상황을 검출하기 위하여, 요 레이트 제어 ESP (Electronic Stability Program) 및/또는 안티-록 시스템 (ABS) 과 관계가 있을 수도 있는 드라이빙 다이나믹 제어 (110) 에 의해 이용가능해지는 브레이크 변수 뿐만 아니라, 차량의 센서에 의해 측정된 드라이빙 다이나믹 변수 및 추정된 변수에 대해 액세스가 행해진다.

블록 130 은, μ-스플리트 (split) 브레이킹이라고도 지칭하는 불균일한 차도에서의 브레이킹 동작을 검출하기 위해 제공되지만, 블록 150 은, 여기에, 브레이크 간섭에 의해 야기된 외란 요 토크 (M_Z) 에 의존하여 확립된 추가적인 조향 토크 (△M) 를 결정하는 제어 시스템의 제어 컴포넌트에 대응한다. 이 점에 있어서 가능한 익스텐션 (extension) 은 블록 140 및 160 에서 도시되며, 차량이 부족조향이거나 과조향인 상황과 관계가 있다. 이들 상황은 블록 140 에서 검출될 수 있고, 제어 시스템의 제어 컴포넌트 (160) 는 이 경우에서의 간섭의 적응 제어 를 수행할 수 있다. 그 후, 추가적인 조향 토크는, 예를 들어, 차량의 요 레이트 (

) 와 차량 모델에 의해 확립된 기준 요 레이트와의 사이의 차에 의존하여 결정될 수도 있다.

도 2 의 블록도는, μ-스플리트 브레이킹 동작에서 조향 각도 제어를 위한 조정 및 제어 시스템의 바람직한 실시형태를 도시한 것이다. 이런 시스템은, 특히, μ-스플리트 브레이킹 동작을 검출하는 블록 210, 제어 시스템을 활성화하는 논리 회로를 포함한 블록 220, 노미널 조향 각도 (δ_nominal) 를 결정하는 블록 230, 조향 라인에 따라 작동하는 부하 모멘트 (M_L) 를 추정하는 블록 240, 파일럿 토클 제어를 위한 블록 250, 조향 각도 제어기 (260) 뿐만 아니라, 외란 변수 앞먹임 (feed-forward) 을 위해 블록 270 을 포함한다.

μ-스플리트 브레이킹 동작이 검출될 때 값 1 을 채택하는 μ-스플리트 플래그는, μ-스플리트 브레이킹을 검출하기 위하여, 블록 210 에서 출력 신호로서 생성된다. 그렇지 않다면, μ-스플리트 플래그는 값 0 을 채택한다.

특히, 예를 들어, 요 레이트 센서에 의하여 측정될 수 있는 차량의 요 레이트 (

), 예를 들어, 횡가속도 (lateral acceleration) 센서에 의하여 측정될 수 있는 차량의 횡가속도 (a_y) 뿐만 아니라, 차량의 조향가능 휠에 보급되는 (prevail) 조향 각도 (δ_R) 는 블록 210 의 입력 신호로서 이용될 수 있다. 이런 조향 각도는, 조향 컬럼에서의 측정 조향 각도 (δ_L) 및 EPS 서보 모터의 측정 제어 각도 (δ_M) 로부터 공지된 전송 비 (transmission ratio) 에 의하여 결정될 수 있다.

이들 입력 신호로부터, 차량이 직진 (straight ahead) 이동하는지 또는 코너링하고 있는지에 대해 확립된다. 코너링은, 예를 들어, 이들 입력 신호의 값이 소정의 임계값을 초과할 경우에 검출되고, 커브가 우측 커브인지 또는 좌측 커브인지에 대해 이들 신호의 사인 (sign) 에 의하여 확립될 수 있다. 따라서, 직진 이동의 검출은, 언급된 입력 신호의 값이 소정의 임계값 미만일 때 발생한다.

불균일한 차도에서의 브레이킹 동작은, 블록 210 에서, 차량의 기준 스피드 (V_ref), 뿐만 아니라, 오른쪽 프론트 휠 (i=fr), 왼쪽 프론트 휠 (i=fl), 오른쪽 리어 휠 (i=rr), 및 왼쪽 리어 휠 (i=rl) 에서의 휠 브레이크의 휠 스피드 (W_{wheel , i}) 및 브레이크 압력 (P_{wheel , i}) 에 의하여 검출된다.

특히, 휠 i 의 세로의 슬립 (longitudinal slip) 은, 휠 속도 (V_{wheel , i}) 와 휠의 익스텐트 (extent) 를 로킹시키려고 하는 것을 나타내는 차량 기준 속도 (V_ref) 와의 비교에 의해 확립될 수 있다. 드라이빙 상황, 및, 특히 휠의 세로의 슬립의 아날로그 검출은, 브레이크 압력 (P_{wheel , i}) 을 유지시키거나 감소시킴으로써 휠 록을 방지하는 ABS-제어를 활성화하도록 수행된다.

이하에 기술될 룰들은, μ-스플리트 상황을 검출하고, 특히, μ-스플리트 플래그를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 이들 룰들은, 프론트 액슬, 및 리어 액슬에서의 '선택-low' 에서의 요 토크 제한의 초기 기술된 ABS 제어 방법에 기초한 다.

μ-스플리트 플래그는, 다음의 조건들 중 하나가 충족될 때, 직진 이동 동안에 값 0 에서 값 1 로 세팅된다.

a) 하나의 프론트 휠이 소정의 듀레이션 동안 ABS 제어를 겪지만 (undergo), 다른 프론트 휠이 ABS 제어에 있지 않은 경우.

b) 양자의 프론트 휠이 ABS 제어를 겪고, 프론트 휠에서의 브레이크 압력 (P_{wheel, i}) 의 차가 소정의 임계값을 초과하는 경우.

c) 양자의 프론트 휠이 소정의 듀레이션 동안 ABS 제어에 있고, 하나 이상의 프론트 휠에서의 ABS 로킹 압력이 소정의 임계값을 초과하며, 하나의 프론트 휠에서의 ABS 로킹 압력이 다른 프론트 휠의 로킹 압력의 소정의 배수 (multiple) 에 달하는 경우.

μ-스플리트 플래그는, 다음의 조건들 중 하나가 충족될 때, 직진 이동 동안에 값 1 에서 값 0 으로 세팅된다.

a) 프론트 휠이 ABS 제어를 겪지 않는 경우.

b) 양자의 프론트 휠에서의 ABS 로킹 압력이 소정의 듀레이션 동안에 소정의 임계값 미만인 경우.

c) 프론트 휠의 ABS 로킹 압력이 다른 프론트 휠의 ABS 로킹 압력의 소정의 배수 미만에 달하는 경우.

코너링 메뉴버 (maneuver) 에서, μ-스플리트 플래그는, 다음의 조건들 중 하나가 충족될 때 값 0 으로부터 값 1 로 세팅된다.

a) 커브에서의 아웃사이드 휠이 커브에서의 인사이드 휠 이전에 ABS 제어를 엔터링하는 경우.

b) 양자의 프론트 휠이 소정의 듀레이션 동안 ABS 제어를 겪고, 하나 이상의 프론트 휠이 소정의 임계값을 초과하는 ABS 로킹 압력을 나타내며, 커브-내부 (inward) 의 프론트 휠에서의 ABS 로킹 압력이 커브-외부 (outward) 프론트 휠의 ABS 로킹 압력의 적어도 소정의 배수에 달하는 경우.

μ-스플리트 플래그는, 다음의 조건들 중 하나가 충족될 때, 코너링하는 동안에 값 1 에서 값 0 으로 세팅된다.

a) 프론트 휠 중 어떤 것도 ABS 제어를 겪지 않는 경우.

b) 양자의 프론트 휠에서의 ABS 로킹 압력이 소정의 주기 동안에 소정의 임계값 미만인 경우.

c) 커브-내부의 프론트 휠에서의 ABS 로킹 압력이 커브-외부의 휠에서의 ABS 로킹 압력의 소정의 배수 미만인 경우.

μ-스플리트 플래그는, 제어 시스템을 위해 활성화 논리를 포함하는 블록 220 에 대한 입력 신호로서 이용된다.

이그니션 (ignition) 이 재-시작될 때, 블록 220 의 출력 신호를 나타내는 μ-스플리트 액티브 플래그는 값 0 으로 세팅된다. 값 1 로의 변경은, 특히, μ-스플리트 플래그가 값 1 을 채택하였을 때 발생한다.

그러나, 마찬가지로, μ-스플리트 액티브 플래그가 값 1 을 채택하도록 하나 이상의 추가적인 조건들이 충족되는 것이 요구되는 것이 바람직하다. 이러한 조건들은, ABS 제어 또는 ESP 시스템에 의한 요 토크 보상의 활성화를 위해 μ-스플리트 상황에서도 예를 들어 조사된다.

예를 들어, μ-스플리트 플래그는, 추가적으로, ABS 제어기에서 추정되는 왼쪽 측과 오른쪽 측에서의 휠에 대한 마찰 계수의 차가 소정의 임계값을 초과할 경우, 및/또는 조향 각도 (δ_R) 와 계산된 노미널 조향 각도 (δ_nominal) 와의 사이의 편차가 소정의 임계값을 초과할 경우에, 값 1 로 세팅된다. 게다가, 후자가 ABS 및/또는 ESP 시스템에서 수행되는 드라이빙 상황 검출 동작의 결과는, 활성화 논리에서 고려될 수 있다.

μ-스플리트 액티브 플래그는, μ-스플리트 플래그가 값 0 을 채택하거나, 하나 이상의 고려된 다른 조건들이 더 이상 충족되지 않을 경우에, 값 1 에서 값 0 으로 리셋된다. 임계값과 변수의 비교에 근거한 조건에 관하여는, 바람직하게, 제어가 히스테리시스 (hysteresis) 에 의해 저하되도록 (calmed down) 이전의 활성화에서와는 다른 임계값이 이용된다.

노미널 조향 각도 (δ_nominal) 는, 입력 신호가 차량의 조향가능 휠에서의 조향 각도 (δ_R), 휠 브레이크에서의 브레이크 압력 (P_{wheel , i}) 뿐만 아니라, 차량의 기준 스피드 (V_ref), 요 레이트 (

) 및 횡가속도 (a_y) 를 반영하는 블록 230 에서 결정된다. 이 블록의 바람직한 실시형태는 도 3 의 블록도로서 도시된다.

외란 요 토크 (M_Z) 는, 블록 310 에서 추정되며, 이것은, μ-스플리트 상황에서 차량의 휠에서의 상이한 브레이크 포스 F_{x , i} (i=fr, fl, rr, rl) 에 의해 야기된다.

그것은, 차량의 수직 축에 대한 토크를 위한 평형 조건으로부터 달성된다:

여기서, s_l 은, 차량의 횡축 방향 (transverse direction) 에서의 왼쪽 휠 콘택트 포인트 (contact point) 와 차량의 무게 중심 (center of gravity) 과의 사이의 거리를 나타내고; s_r 은, 차량의 횡축 방향에서의 오른쪽 휠 콘택트와 차량의 무게 중심 사이의 거리를 나타내며; l_v 는, 차량의 종축 방향 (longitudinal direction) 에서의 프론트 액슬과 차량의 무게 중심과의 사이의 거리를 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, ABS 제어는, 차량의 휠의 로킹을 방지한다. 따라서, 휠에서의 브레이크 포스 (F_{x ,i}) 와 휠 브레이크에서의 브레이크 압력 (P_{wheel ,i}) 과의 사이의 선형 관계는 가정되어, 브레이크 포스 (F_{x ,i}) 가 다음의 관계에 의해 결정된다.

그 후, 비례 상수 (K_Pi) 가 예를 들어, 드라이빙 테스트에서 결정되며, 블록 310 에 저장된다.

블록 310 에서 블록 320 으로 전달되는 외란 요 토크 (M_Z) 를 기초로 하여, 노미널 조향 각도 (δ_nominal) 의 제 1 컴포넌트 (δ_{nominal ,1}) 가 인버스 차량 모델에서 결정되고, 바람직하게는, 선형의 단일-트랙 모델은 이 경우에서 기초하여 이루어진다. 이런 배열에서, 외란 요 토크 (M_Z) 와 조향 각도와의 사이의 관계는 고정 드라이빙 조건에 대해 선형화된다.

따라서, 제 1 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,1}) 는 적절한 증폭 계수 (K_M) 와 외란 요 토크 (M_Z) 의 곱에 의해 확립된다.

수학식 (3) 에서의 관계가 차량 스피드 (V_ref) 와 브레이크 압력 (P_{wheel ,i}) 에서의 의존을 포함하는 것을 알 수 있다. 따라서, 증폭 계수 (K_M) 는, 예를 들어, 드라이빙 테스트에서 확립된 특성 곡선에 의하여, 이들 변수에 의존하여 결정된다.

또한, 리어 액슬의 휠 브레이크에서의 브레이크 압력 (P_{wheel , rr} 및 P_{wheel . rl}) 은 극히 조금 영향을 끼친다는 것을 알 수 있다. 또한, 브레이크 압력 (P_{wheel , fr} 및 P_wheel,fl) 은 프론트 액슬의 휠 브레이크에 결합될 수 있다. 따라서, 블록 320 의 바람직한 실시형태에서, 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,1}) 는 다음의 형태의 관계에 기초하여 결정된다.

노미널 조향 각도 (δ_nominal) 의 에러가 있는 계산은, 특히, 브레이크 라이닝의 동작 온도 또는 프로그레시브 웨어 (progressive wear) 의 변경과 같은 차량 브레이크의 동작 조건의 변경으로 인해, 또는, 수학식 4 에 의해 확립된 오직 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,1}) 만이 고려되었다면, 휠 브레이크에서의 브레이크 압력 (P_{wheel ,i}) 의 결정에서의 부정확성으로 인해 발생할 수 있다.

따라서, 드라이버의 조향 운동에 대한 차량의 실제 반응이 고려되는 제 2 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,2}) 를 결정하기 위해 배열된다. 제 2 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,2}) 가 소정의 임계값 (Ψ_th) 과 차량의 요 각도 (Ψ) 의 편차로부터 확립될 때 특히 차량이 효율적인 방식으로 안정화될 수 있음을 알 수 있다.

요 각도 (Ψ) 는, 본 발명의 적절한 실시형태에서, 측정된 요 레이트 (

) 의 적분에 의해 결정되며, 이것은, 차량이 직진 이동하는 조건에 따라 수행된다. 따라서, 요 각도 (Ψ) 에 대한 Ψ₀=0 의 초기 값은 적분에 기초하여 얻어질 수 있다.

블록 320 에서, 시간 t₀ 에서의 브레이킹 동작의 개시 이전의 주기 (△t_{case history}) 동안, 관련 임계값과 입력 신호들 (δ_R, a_y 및

) 의 계속적인 비교에 의해, 차량이 직진 이동중인지 여부에 대한 체크가 행해진다.

계산 사이클의 길이 (△t_LOOP) 가 가정되는 바람직한 구현에 있어서, 조건

이, 시간 t₀ 에서의 브레이킹 동작의 개시 이전에, 계산 사이클의 소정의 넘버 n=△t_{case history}/△t_LOOP 에 대해 충족되고, δ₀, a₀ 및

₀ 이 소정의 임계값이면, 초기 값 Ψ₀=0 과 요 레이트 (

) 의 적분이 수행되도록 배열된다.

블록 320 에서, 관계

에 의하여 브레이킹 동작의 개시를 시작하는 k 번째 계산 사이클에서의 요 각도 (Ψ) 가 계산된다.

그러나, 또한, 당업자에게 이미 알려진 임의의 다른 적분 방법이 사용될 수도 있다.

바람직하게, 수학식 (5) 에 의해 확립된 요 각도 (Ψ) 의 어마운트가 소정의 임계값 (Ψ_th) 을 초과하는 경우에 제 2 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,2}) 가 고려된다. 그것은, 본 발명의 이로운 실시형태에서, 요 각도 (Ψ) 와 임계값 (Ψ_th) 과의 사이의 편차, 및 예를 들어, 드라이빙 테스트에서 확립된, 적절히 선택된 증폭 계수 (K_Ψ) 로부터 달성된다:

노미널 조향 각도 (δ_nominal) 는, 바람직하게는, 2 개의 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,1} 및 δ_{nominal ,2}) 의 합으로서, 직진 이동 동안에 μ-스플리트 브레이킹 동작을 생기게 한다:

코너링 동안의 μ-스플리트 브레이킹 동작에서, 바람직하게는, 직진 이동 동안의 브레이킹의 조건에 따라 결정되는 제 2 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,2}) 의 고려를 생략하도록 의도된다.

게다가, 조향 각도, 즉, 드라이버가 코너링 동안에, μ-스플리트 브레이킹 동작에서 조정해야 하는 노미널 조향 각도 (δ_{nominal , curve}) 는, 외란 요 토크 (M_Z) 의 보상에 대한 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트 (δ_track) 로 세분화될 수 있으며, 후자가 실제의 트랙 조향 각도에 대응한다.

그러나, 트랙 조향 각도를 검토중인 상황에서 측정할 수는 없지만, 차량 모델에서 그것을 알아낼 수 있다. 바람직하게는, 선형의 단일-트랙 모델은, 다음의 관계가 정상 상태 (steady-state) 코너링 메뉴버에서 적용되는 원리를 다시 제공하며, EG 는 셀프-조향 그레디언트 (gradient) 를 나타낸다:

이런 수학식에 따라, 블록 320 에서, 트랙 조향 각도 (δ_track) 가 입력 신호 (V_ref 및 a_y) 로부터 결정된다.

브레이킹 동작 동안에 트랙 조향 각도 (δ_track) 의 연속적인 계산이 부정확할 수 있음을 알 수 있는데, 이것은, 특히, 횡가속도 (a_y) 가 브레이크 간섭에 의해 영향받게 된다는 사실로 인한 것이다.

따라서, 그것은, 시간 t₀ 에서의 브레이킹 동작의 개시로 보급되는 트랙 조향 각도 (δ_track(t₀)) 에 따른 노미널 조향 각도 (δ_{nominal , curve}) 의 결정에 기초하는 것으로 판명되었다.

그러나, 드라이버가 원하는 트랙 조향 각도의 상당한 변경이 예상되어서는 안될 경우에, 제한된 듀레이션 동안에만 커브에서 조향 각도 제어를 수행하는 것이 가능하다.

후자가 브레이킹 동작 동안, 상이한 브레이크 포스에 의해 야기되는 외란 요 토크 (M_Z) 의 보상에 대한 노미널 조향 각도 컴포넌트의 용량 (capacity) 에 있어서, 코너링 동안에, μ-스플리트 브레이킹 동작에 대한 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,1}) 를 이용하는 것도 가능하며, 이것은, 여기에, 상술된 방식으로 블록 320 에서 확립된다.

코너링 동안의 브레이킹 동작에서 결정되는 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_nomnal,curve) 는 시간 t₀ 에서의 트랙 조향 각도 (δ_track) 와 노미널 조향 각도 컴포넌트 (δ_{nominal ,1}) 와의 덧셈으로 구성된다:

상술된 방식으로 블록 230 에서 확립되는 상황-응답 노미널 조향 각도 (δ_nominal 또는 δ_{nominal , curve}) 는, 블록 220 에서의 활성화 논리, 파일럿 토크 제어를 위한 블록 250, 및 조향 각도 제어기 (260) 로 전달된다.

도 2 의 블록 240 은, 오퍼레이터의 조향 운동을 방해 (counteract) 하고 타이어 리세팅 모멘트가 고려되는 부하 모멘트 (M_L) 를 추정하기 위해 이용되며, 이것 은, 타이어에서의 가로방향 포스에 의해 및 코너링 포스에 의해 야기된다. 따라서, 부하 모멘트 (M_L) 의 원리에 따라, 보급된 도로 조건을 고려하는 것이 가능하며, 더 상세하게는, 제어 시스템의 순간의 도로 포장 (pavement) 을 고려하는 것이 가능하다. 따라서, 예를 들어, 아스팔트에서 브레이크을 걸 때보다 얼음으로 덮힌 (icy) 차도에서 브레이크를 걸 때, 더 낮은 조향 토크 (M_DSR) 를 조정하는 것이 가능하다.

블록 240 의 바람직한 전개가 도면에 블록도로 도시된다.

그 후, 부하 모멘트 (M_L) 는, 핸드 모멘트 (M_H), EPS 서보 모터의 모터 모멘트 (M_M) 뿐만 아니라, 조향 컬럼에 관련되고 드라이버에 의해 조정되는 조향 각도 (δ_L), 그리고 그것의 변경 레이트 (

) 로부터 결정된다. 이하에, 상술된 바와 같이, 핸드 조향 모멘트 (M_H) 는 조향 로드에서 측정된다. EPS 서보 모터의 모터 모멘트 (M_M) 는 모터 전류와 같은 모터의 동작가능한 실용량 (operational quantity) 으로부터 측정되거나 결정된다. 또한, 이런 실용량이 충분한 정밀도 및 다이나믹으로 EPS 시스템에 의해 조정되도록 보호될 때, EPS 제어 유닛에 의해 생성된 노미널 모터 토크를 이용하는 것이 가능하다.

조향 라인내의 조인트 기준 포인트 (join reference point) 에 관하여 변수를 변환하기 위하여, 조향 컬럼에 관련된 조향 각도 (δ_L) 와 조향가능 휠에 관련된 조향 각도 (δ_R) 와의 사이의 전송의 비 i_L=δ_L/δ_R, 및 EPS 서보 모터의 샤프트의 제어 각도 (δ_M) 와 조향가능 휠에서의 조향 각도 (δ_R) 와의 사이의 전송의 비 i_M=δ_M/δ_R 가 이용된다. 조향 컬럼을 참조하여 평가가 다음으로 가정된다.

부하 모멘트 (M_L) 의 결정은, 소위, 외란 변수 옵서버 유닛에 의한 검출에 대응한다. 조향 라인의 모델은, 다음의 수학식에 의해 설명된다:

이 점에 있어서,

는, 추정된 조향 각 가속도를 나타내고, J 는 조향 라인의 관성 (inertia) 의 모멘트에 관한 것이다.

EPS 서보 모터의 엔진 토크 (M_M) 및 핸드 모멘트 (M_H) 는 동일한 방향으로, 모델 수학식 (10) 에 대응하여 작동하지만, 내부 조향 토크 (M_I) 및 부하 모멘트 (M_L) 는 거기에 반대방향으로 작동한다.

내부 조향 토크 (M_I) 로 인해, 광택제를 바르거나 건조한 콘택트 표면상에서의 슬라이딩으로 인해 전개되며, 조향 라인내부의 쿨롱 마찰 (coulomb friction) 과 점성 (stoke) 에 의하여 야기된 임의의 모멘트, 뿐만 아니라, 왕복 운동 (excursion) 을 동반하는 리세팅 모멘트 (스프링 효과) 는, 다음의 포스에 대한 식에 기초하도록 고려된다:

상수 K_S, K_C 및 K_F 는 드라이빙 테스트에서 확립된다.

추정된 조향 각속도 (velocity;

) 뿐만 아니라 추정된 조향 각도 (

) 는, 추정된 조향 각 가속도 (

) 로부터의 적분에 의해 결정된다:

외란 변수 옵서버 유닛의 입력으로 피드백되는 부하 모멘트 (M_L) 에 대한 평가 값 (assessed value) 은, 추정된 조향 각속도 (

) 와 측정된 조향 각속도 (

) 와의 사이의 차뿐만 아니라, 추정된 조향 각도 (

) 와 측정된 조향 각도 (δ_L) 와의 사이의 차로부터 달성된다:

증폭 계수 (h₁ 및 h₂) 는 드라이빙 테스트에서 결정되어, 시스템이 특히 안정화될 수 있으며 부하 조향 모멘트 (M_L) 의 충분히 정확한 값이 결정될 수 있다.

도 5 는, 부하 모멘트 추정에 대한 블록 240 의 추가적인 바람직한 전개를 도시한 것이다. 조향 라인의 선형 모델이 여기에 사용되며, 여기서, 상술된 모 델 햇 (hat) 의 비-선형이란, 고려되지 않는 조향 라인내의 쿨롱 마찰에 관한 것이다.

따라서, 이 모델에서의 내부 조향 토크 (M_I) 는 다음의 유형을 갖는다:

비례 상수 (c₁ 및 d₁) 는 다시, 드라이빙 테스트에서 확립될 수 있다.

추정된 조향 각 가속도 (

) 는, 이런 실시형태의 블록 240 에서 또한, 모델 수학식 (10) 에 의해 계산되며, 수학식 (14) 에 표시된 내부 조향 토크 (M_I) 는 이 경우에 기초하여 행해진다.

제 1 적분은, 이것으로부터 조향 각속도 (

) 에 대한 추정 값 () 의 달성을 허용하지만, 또 다른 적분은, 추정된 조향 각속도 (

) 로부터 추정된 조향 각도 (

) 를 제공한다.

도 5 에 도시된 실시형태에서의 외란 변수 옵서버 유닛에서, 추정된 부하 모멘트 (M_L) 의 시간 미분계수 (

) 는, 추정된 조향 각도 (

) 와 측정된 조향 각도 (δ_L) 와의 사이의 차 및 추정된 조향 각속도 (

) 와 조향 각속도 (

) 와의 사이의 차로부터 확립되며, 이것은 조향 각도 센서의 측정 값으로부터 유도되 며, 증폭 매트릭스 (L) 에 의하여 외란 변수 옵서버 유닛의 입력으로 피드백된다. 따라서,

를 적용할 수 있다.

추정된 부하 모멘트 (M_L) 는 적분에 의해 자신의 시간 미분계수 (

) 로부터 달성된다.

또한, 추정된 변수들 (

뿐만 아니라

) 과 테스트 신호로부터 확립된 대응 변수들 (δ_L 및

) 과의 사이의 차에 직접 기초하여, 추정된 조향 각 가속도 (

) 와 추정된 조향 각속도 (

) 를 채택하기 위하여 증폭 매트릭스 (L) 를 이용하는 것이 가능하다.

제어 이론의 표준 방법은, 증폭 매트릭스 (L) 의 증폭 계수 (L_ij) 를 평가하기 위해 이용될 수 있다. 그들은, 예를 들어, 극 배치 (pole placement) 에 의해 확립될 수 있다.

계수 (i_L) 와의 곱은, 조향 로드에 초기 관련되도록 블록 240 에서 결정된 부하 모멘트 (M_L) 를 차량의 조향가능 휠에 관련시키게 한다.

추정된 부하 모멘트 (M_L) 는 파일럿 토크 제어를 위해 블록 250 으로 제공되고 외란 변수 앞먹임을 위해 블록 270 으로 제공된다.

블록 250 에서, 추가적인 조향 토크의 제어 컴포넌트 (M_control) 는, 부하 조향 모멘트 (M_L) 에 의존하여 결정된다. 이 제어 컴포넌트는, 바람직하게, '직접 (direct)' 컴포넌트 (M_{conrol ,0}) 및 차량의 조향가능 휠에서의 드라이버에 의해 조정된 조향 각도 (δ_R) 와 노미널 조향 각도 (δ_nominal) 와의 사이의 차에 비례하는 또 다른 컴포넌트로 구성되며, 코너링 동안에 노미널 조향 각도 (δ_{nominal , curve}) 는 μ-스플리트 브레이킹 동작에 기초한다:

이런 경우에, 노티서블 (noticeable) 펄스에 의하여 기존 해저드 (hazard) 상황을 드라이버에게 경계시키고, 차량을 안정화시키기 위해 조향해야하는 방향을 그에게 동시에 알리기 위하여, 불균일한 차도에서의 브레이킹 동작의 개시로, 파일럿 제어 토크 (M_control) 를 조정하도록 배열된다. 수학식 (16) 의 계수 sgn (δ_nominal-δ_R) 은, 파일럿 제어 토크 (M_control) 의 직접 컴포넌트가 정확한 사인을 가짐을 보호한다.

시간 t₀ 에서의 브레이킹 동작의 시작으로 개시하는 소정의 듀레이션 △ t_control 에 의하면, 추가적인 조향 토크의 제어 컴포넌트 (M_control) 는, 다음의 시간 비헤비어 (behavior),

가, 제어 컴포넌트 (M_control) 에 대해 발생하도록 중단된다.

또한, 계수 (M_{control ,0} 및 m_control) 의 값이 차량 속도 (V_ref) 가 감소함에 따라 감소되고, 부하 모멘트 (M_L) 가 증가함에 따라 증가될 때, 드라이버에게 특히 편리한 방식으로 파일럿 제어 토크 (M_control) 에 기초한 간섭이 수행될 수 있음을 알 수 있다. 이것은, 드라이빙 상황 및 차도에서의 보급된 마찰 계수에 대한 파일럿 제어 토크 (M_control) 의 편리한 적응에 대응한다.

따라서, 계수 (M_{control ,0} 및 m_control) 는 다음의 형태의 본 발명의 바람직한 실시형태에서 선택된다:

스피드 값 (v_{M ,0} 및 v_{m ,0}) 뿐만 아니라, 상수 K_{i ,j} (i=M,m; j=1,2,3) 는 예를 들어, 구동 테스트에서 결정된다.

제어기 (260) 는, 추가적인 조향 토크 (△M) 의 제어 컴포넌트 (M_Reg) 를 결 정한다. 도 6 은, 바람직한 제어기 (260) 의 블록도를 도시한 것이다. 제어 컴포넌트 (M_Reg) 는, 이런 실시형태의 제어기 (260) 에서, 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트의 합으로 구성된다.

제 1 컴포넌트는, 비례 제어기에 의하여 소정의 계수 (K₂) 를 갖는 차량의 조향가능 휠에서의 순간의 보급 조향 각도 (δ_R) 와 노미널 조향 각도 (δ_nominal) 와의 사이의 편차의 증폭에 의해 정의된다.

제 2 컴포넌트는, 조향 각속도 (

) 의 편차로부터 발생하며, 캐스케이드 제어기 (cascade controller) 로서 설계된 제어기 (260) 의 브랜치 (branch) 에서 정의된다. 내부 제어기에 대한 공통 변수는, 소정의 계수 (K₁) 와 조향 각도의 편차 δ_nominal-δ_R 의 곱에 의해 확립되고, 노미널 조향 각도 변수에 대응한다. 편차는, 노미널 조향 각도 변수와 측정된 조향 각속도 (

) 와의 사이의 차

로부터의 결과이다.

캐스케이드 제어기의 내부 제어기는 PD 제어기로서 설계되는 것이 바람직하여, 추가적인 조향 토크의 제어 컴포넌트 (M_reg) 의 제 2 컴포넌트가 다음과 같이 달성된다:

추가적인 조향 토크의 제어 컴포넌트 (M_reg) 의 이러한 제 2 컴포넌트는, 노미널 조향 각도 (δ_nominal) 와 순시 조향 각도 (δ_R) 와의 사이의 차가 드라이버의 조향 운동에 의해 증가될 때, 그것을 제어 시스템이 매우 신속하고 효율적으로 간섭하게 할 수 있다. 증폭 (K_{2 ,F} 및 K_{2 ,D}) 은 드라이빙 테스트에서 확립된다.

추가적인 조향 토크 (△M) 의 또 다른 컴포넌트 (M_disturb) 는, 계수 (K_S) 에 의해 증폭된 추정 부하 조향 모멘트 (M_L) 로부터의 결과이며, 바람직한 실시형태에서의 도 7 의 블록도에서 도시된 블록 270 에서 결정된다.

컴포넌트 (M_disturb) 의 고려는, 이 경우에 도로 조건을 고려하게 하며, 또한, 이 영향에 관계없이 단순한 방식으로 조향 각도 제어를 수행하게 하는 외란 변수 앞먹임에 대응한다.

컴포넌트 (M_control, M_reg 및 M_disturb) 는 추가적인 조향 토크 (△M) 를 결정하도록 더해진다. 또한, 그 합계는, μ-스플리트 액티브 플래그에 의해 곱해지게 되며, 이것은 블록 240 에서의 활성화 논리에 의해 정의되어, μ-스플리트 액티브 플래그가 값 1 을 가정할 때에만 조향 토크 요청 (M_DSR) 이 존재한다.

조향 토크 요청 (M_DSR) 을 결정하기 위해, 추가적인 조향 토크 (△M) 의 제한이 제공되며, 그것은, 순시 드라이빙 조건과 순시 드라이버 비헤비어에 의존하여 수행된다. 도 8 은, 바람직한 제한 컴포넌트의 블록도를 도시한 것이다.

스피드-응답 제한은 블록 810 에서 발생하며, 추가적인 조향 토크 (△M) 의 더 큰 제한은, 중간 스피드 범위에서보다 더 낮은 스피드 범위에서 발생한다. 그것은, 오퍼레이터가 특별히 편안한 것으로, 유사한 스피드-응답 제한을 고려함을 알 수 있다. 차량의 오퍼레이터의 비헤비어의 에러로 인한 간섭이 이들 범위에서 큰 손상을 야기할 수 있기 때문에, 추가적인 조향 토크 (△M) 가 높은-스피드 범위에서 상당히 제한된다.

블록 810 내의 제한은, 특성 곡선에 의해 바람직하게 수행되며, 그것은, 예를 들어, 드라이빙 테스트에서 정의된다.

블록 820 은, 제어 간섭의 증가 듀레이션으로 추가적인 조향 토크 (△M) 를 감소시킨다. 이로써, 브레이크 압력 (P_{wheel ,i}) 과 같은 입력 변수를 정의하는데 있어서 증가하는 에러의 레이트로 인해, 또는, 예를 들어, 코너링하면서 브레이킹 동작에서 트랙 조향 각도 (δ_track) 를 추정하는데 있어서 증가하는 부정확한 레이팅 횟수로 인해, 제어 간섭이 에러가 있게 수행되는 것이 방지된다. 통상, 차량의 오퍼레이터는, 그가 정해진 간섭의 듀레이션 이후의 해저드 상황을 경계시키고 차량을 안정화시키도록 명령될 때, 조향 각도 제어의 업무를 완전히 떠맡게 될 수 있다.

또한, 제한을 파악하며, 그것은 차량 오퍼레이터의 비헤비어를 고려한다. 블록 830 에서, 오프레이터가 제어 시스템의 명령을 따르는지 여부, 또는 그가 그것들을 거스르는지 여부가, 핸드 조향 토크 (M_H) 와 조향 각도의 순시 편차 δ _nominal-δ_R 로부터 확립된다. 이 배열에 있어서, 이들 변수의 일시적인 프로그레시브 고려 및 평가는 드라이버의 반대 지표인 변수를 형성하게 한다. 이 변수가 소정의 임계값을 초과하면, 추가적인 조향 토크 (△M) 는, 블록 830 에서 값 0 이 될 때까지 감소된다.

또한, 다이나믹 제한은 블록 840 에서 수행되며, 이것은, 조향 휠에 대한 추가적인 조향 토크의 신속한 애플리케이션을 방지하기 위하여 추가적인 조향 토크 (△M) 의 상승 또는 하강이 제한된다. 이러한 제한이 없는 경우, 추가적인 조향 토크의 불시의 도입이 조향 휠을 히팅 (hit) 하여 오퍼레이터의 손을 벗어나는, EPS 액츄에이터의 매우 높은 다이나믹이 가능할 수도 있다.

도 8 에 도시된 제한 컴포넌트의 출력 신호는, EPS 서보 모터에 제공된 조향 토크 요구조건 (M_DSR) 인 제한된 추가적인 조향 토크 (△M) 에 의해 표현된다. 후자는 조향 토크 (M_DSR) 를 조향 라인으로 도입하여, μ-스플리트 상황에서 카운터조향할 때 드라이버를 지원한다.

이것은, 드라이버로 하여금 더 신속하게 차량을 안정화시키고, 그것은, 드라이버의 사양에, 더 신속하게 높은 마찰 계수 측에서의 휠 브레이크의 브레이크 압력을 적응시키는 것이 가능하다.

따라서, 차량은, μ-스플리트 브레이킹 동작 동안에 도시된 제어 시스템에 의해 더 신뢰성있고 더 신속하게 안정화될 수 있다. 따라서, 이러한 상황에서, 차량의 정지 거리를 짧게 하는 것이 가능하다.

Claims (17)

1. 노미널 조향 각도와 순시 조향 각도와의 사이의 차에 의존하여 결정되는 추가적인 조향 토크가 차량의 조향 라인에 적용되며, 차량 안정화를 위해 상기 차량의 조향가능 휠에서의 상기 노미널 조향 각도를 조정하는데 있어서 상기 차량의 오퍼레이터를 보조하는 방법으로서,

   상기 차량의 상기 조향 라인에 따라 작동하는 부하 모멘트의 값이 추정되며, 상기 추가적인 조향 토크는 상기 부하 모멘트에 대한 상기 추정 값에 의존하여 확립되는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 추가적인 조향 토크는 2 개 이상의 추가적인 컴포넌트로 구성되며, 제 1 컴포넌트는 상기 노미널 조향 각도와 상기 순시 조향 각도와의 사이의 차에 의존하여 결정되지만, 제 2 컴포넌트는 상기 부하 모멘트의 상기 추정 값에 의존하여 확립되는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 부하 모멘트는 외란 변수 옵서버 유닛에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 노미널 조향 각도의 컴포넌트는 외란 요 토크에 의존하여 인버스 차량 모델에서 결정되는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 노미널 조향 토크의 컴포넌트는, 상기 차량의 요 각도와 상기 요 각도의 소정 값과의 사이의 편차에 의존하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 노미널 조향 각도의 컴포넌트는 추정된 트랙 조향 각도인 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 추가적인 조향 토크의 컴포넌트는 소정의 어마운트를 갖는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 소정의 어마운트를 갖는 상기 추가적인 조향 각도의 상기 컴포넌트는, 브레이킹 동작의 개시 이후에 소정의 듀레이션 동안 세팅되는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 방법.
9. 차량의 순시 조향 각도와 노미널 조향 각도와의 사이의 편차에 의존하여 제어 유닛에 의해 결정되는 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단을 포함하며, 차량 안정화를 위해 상기 차량의 하나 이상의 조향가능 휠에서의 상기 노미널 조향 각도를 조정하는데 있어서 상기 차량의 오퍼레이터를 보조하는 장치로서,

   추정 수단에는, 조향 라인에 실장된 센서의 신호에 기초한 상기 조향 라인에 따라 작동하는 부하 모멘트를 추정하는 단계가 제공되며, 상기 추정 수단은, 상기 추정 수단에서 확립된 추정의 결과로부터 상기 부하 모멘트에 대한 상기 추가적인 조향 토크의 컴포넌트를 확립하는 또 다른 수단에 접속되며, 상기 추가적인 조향 토크는, 가산기에 의해, 상기 제어 유닛에 의해 확립된 상기 조향 토크에 가산되며, 상기 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단은 상기 가산기의 출력 신호에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 센서는, 조향 각도 센서, 상기 드라이버의 조향 요청을 나타내는 핸드 조향 모멘트를 측정하는 센서, 및 상기 추가적인 조향 토크를 측정하는 센서를 적어도 지칭하는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 장치.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 부하 모멘트를 추정하는 상기 추정 수단은, 외란 변수 옵서버 유닛으로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 장치.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단은 전기식 동력 조향 시스템의 서보 모터와 관계가 있는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 장치.
13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단은 유압식 동력 조향 시스템과 관계가 있는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 장치.
14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 추가적인 조향 토크를 조정하는 수단은 스티어-바이-와이어 조향 시스템과 관계가 있는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 장치.
15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    파일럿 제어 수단이 가산기에 접속되고, 소정의 주기 동안에, 소정의 값을 갖는 추가적인 조향 토크를 상기 가산기에 전달하는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 장치.
16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    드라이빙 조건을 검출하는 검출 수단을 포함하며,

    상기 검출 수단은, 검출된 드라이빙 조건에 의존하여, 확립된 상기 추가적인 조향 토크와 활성화 신호를 곱하는 곱셈기에 활성화 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 장치.
17. 제 9 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 활성화 신호는, 상기 검출 수단이 불균일한 차도에서의 브레이킹 동작을 식별할 때 값 1 을 채택하는 것을 특징으로 하는, 차량 오퍼레이터의 보조 장치.

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