KR20070045842A - 차량 전복 방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 전복 방지 시스템에 관한 것으로서, 차량의 타이어 공기압 정보를 차량 전복을 예측하기 위한 정보로 사용하고, 횡가속도 센서 및 롤레이트 센서의 고장 검출을 할 수 있도록 하여 차량의 전복 예측 신뢰성을 향상시킬 수 있는 차량 전복 방지 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 요레이트 센서, 횡가속도 센서, 롤레이트 센서 등을 통한 차량 전복 예측과 함께 타이어 공기압 변화를 측정함으로써 이를 차량 전복 예측에 적용하여 예측 신뢰성을 향상시키고, 횡가속도 센서에 의한 출력값과 비교하여 횡가속도 센서의 고장여부를 체크할 수 있는 차량 전복 방지시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 전복 방지 시스템은, 차량에 장착된 요레이트 센서와 횡가속도 센서로부터 횡가속도를 연산하는 횡가속도 연산부와, 롤레이트 센서로부터 차량의 롤링을 예측하는 롤링 추정부와, 상기한 롤링 추정부 및 횡가속도값등에 따라 안정적인 선회를 하도록 브레이크를 제어하는 ESP 제어부를 포함하는 차량 전복 방지 시스템에 있어서, 타이어의 공기압을 측정하기 위해 4개의 타이어에 장착된 압력 센서와, 상기한 압력센서로부터 전송된 출력값으로부터 좌측 및 우측 타이어 공기압을 비교하고 차속에 따른 선회각의 안정적인 범위이내인지를 판단하는 압력 비교부와, 상기한 타이어 공기압 비교부로부터의 출력값과 횡가속도값 및 요모멘트와 함께 차량 전복 여부를 판단하는 전복 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

차량전복방지방법, 롤레이트센서, 타이어공기압정보

Description

차량 전복 방지 시스템{Vehicle Rollover Prevention System}

도 1은 본 발명에 따른 차량 전복 방지 시스템을 도시한 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량 전복 방지 시스템의 흐름도이다.

본 발명은 차량 전복 방지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 타이어 공기압 정보를 차량 전복을 예측하기 위한 정보로 사용함과 아울러 횡가속도 센서 및 롤레이트 센서의 고장 검출을 할 수 있도록 하여, 차량의 전복 예측 신뢰성을 향상시킬 수 있는 차량 전복 방지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 주행중에 안정성을 향상시키기 위한 장치로서는 제동 시 슬립 방지를 위한 ABS(ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM)와, 급발진 시 슬립을 방지하기 위한 TCS(TRACTION CONTROL SYSTEM)를 많이 사용하게 된다.

또한, 차량의 주행중 차량 자세를 안정적으로 유지하여 주행 안정성을 향상시키는 안정성 시스템 ESP(ELECTRONIC STABILITY PROGRAM)을 사용하게 된다.

즉, 차량에 장착된 ABS는 제동시의 안정성을 확보하는 것이고, TCS는 출발시의 미끄러짐을 방지하는 것이며, ESP는 ABS와 연계하여 차량 자세의 위험한 상태에서 브 레이크 또는 엔진 토크를 제어하면서 차량 자세를 안정적으로 유지하게 되는 것이다.

상기한 ESP 시스템은 휠 속도 센서, 브레이크 압력 센서, 조향각 센서, 요레이트 센서, 횡가속도 센서등과 같은 다수의 센서를 통해 차량 상태와 노면 상태를 판단하고, 이에 따라 차량 상태가 언더스티어인지 또는 오버스티어인지를 파악하여 각각 내외측 휠에 브레이킹 동작을 수행하여 차량 자세가 안정적이 되도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 ESP 시스템이 장착된 차량의 주행 중에 과도한 선회동작이나 노면 상태등에 의해 과도한 횡가속도 모멘트가 발생하게 되면, 차량 전복의 위험이 있는 바, 상기한 횡가속도 센서의 출력값 및 롤레이트 센서의 출력값을 갖고 전복 방지 동작을 수행하게 된다.

즉, 상기한 횡가속도 센서에서의 출력값이 일정 범위 즉, 횡가속도 출력값의 안정적인 범위 이내로 미리 작성된 테이블의 값을 초과한 상태가 되거나 롤레이트 센서에서의 출력값이 일정 범위를 초과하게 되면, 차량 전복상태로 예측하여 ESP 제어부에서 좌우차륜의 브레이크 및 엔진 토르크를 제어하여 차량의 속도를 감속시키면서 차량의 안정성을 확보하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 시스템은 횡가속도 센서, 롤레이트 센서, 휠속도센서등에 의해 차량 전복을 예측하여 ESP 시스템에 의해 브레이킹 동작을 수행함과 아울러 차륜이 스핀을 일으키지 않도록 제어하여 차량의 전복을 방지하여도 센서의 예측된 출력값에 의해서만 전복 예상을 하기 때문에, 노면의 굴곡이 심한 경우등에는 차량 전복 예측의 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 요레이트 센서, 횡가속도 센서, 롤레이트 센서등을 통한 차량 전복 예측과 함께 타이어 공기압 변화를 측정함으로써 이를 차량 전복 예측에 적용하여 예측 신뢰성을 향상시킬 수 있는 차량 전복 방지 시스템을 제공함에 있다.

또한, 횡가속도 센서에 의한 출력값과 비교하여 횡가속도 센서의 고장여부를 체크할 수 있는 차량 전복 방지시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 전복 방지 시스템은, 차량에 장착된 요레이트 센서와 횡가속도 센서로부터 횡가속도를 연산하는 횡가속도 연산부와, 롤레이트 센서로부터 차량의 롤링을 예측하는 롤링 추정부와, 상기한 롤링 추정부 및 횡가속도값등에 따라 안정적인 선회를 하도록 브레이크를 제어하는 ESP 제어부를 포함하는 차량 전복 방지 시스템에 있어서,

타이어의 공기압을 측정하기 위해 4개의 타이어에 장착된 압력 센서와, 상기한 압력센서로부터 전송된 출력값으로부터 좌측 및 우측 타이어 공기압을 비교하고 차속에 따른 선회각의 안정적인 범위이내인지를 판단하는 압력 비교부와, 상기한 타이어 공기압 비교부로부터의 출력값과 횡가속도값 및 요모멘트와 함께 차량 전복 여부를 판단하는 전복 추정부를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 전복 방지 방법은, 차량의 중심에 설치된 횡가속도 센서 및 요레이트 센서를 통해 현재 차량의 횡가속도값 및 요모멘트를 연산하는 단계와,

롤레이트 센서에서의 출력값을 통해 롤링값을 연산하는 단계와,

상기한 횡가속도값 및 롤링값을 통해 전복 추정부에서 현재 차량의 전복 여부를 판단하는 단계를 포함하는 차량 전복 방지 방법에 있어서,

상기한 전복 추정부에 타이어 압력 센서로부터 좌측 및 우측 타이어 공기압력 변화를 검출하는 단계와, 상기한 타이어 압력값의 변화를 타이어 압력 비교부로 전송하여 차량의 좌측 타이어와 우측 타이어의 압력값의 차이를 비교하고 여기에서 검출된 차이값이 미리설정된 테이블값상에서 차량의 선회 동작이 안정적인 범위 이내인지를 판단하는 단계와,

상기한 타이어 압력값에 따라 선회 동작이 안정적인지를 판단하여 이를 전복 추정부로 전송하여 상기한 횡가속도값, 요모멘트값등과 함께 차량 전복 상황을 예측하는 것을 포함함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 전복 방지 시스템을 도시한 블록도로서, 차륜에 장착된 휠 속도센서로(10)부터 차량의 현재 속도 및 가속도를 연산하는 차량 속도 연산부(20)와, 브레이크의 마스터실린더에 장착된 브레이크 압력 센서(30)와, 상기한 차량속도 연산부(20)와 브레이크 압력센서(30)로부터 노면 마찰 계수를 추정하는 노면마찰계수연산부(40)와, 요레이트 센서(50)와 횡가속도 센서(60)로부터 횡가속도를 연산하는 횡가속도 연산부(80)와, 롤레이트 센서(70)로부터 차량의 롤링을 예측하는 롤링 추정부(90)와, 상기한 횡가속도 연산부(80)와 롤링 추정부(90) 및 조향각 센서(100)로부터 선회여부를 판정하는 선회판단부(110)와, 타이어의 공기압을 측정하기 위해 4개의 타이어에 장착된 타이어 압력 센서(120)와, 상기한 타이어 압력센서(120)로부터 전송된 출력값으로부터 내외륜의 타이어 공기압을 비교하는 압력 비교부(130)와, 상기한 타이어 압력 비교부(130)로부터의 출력값 및 노면마찰계수 연산부(40)와 선회 판단부(110)에서의 출력값으로부터 차량 전복 여부를 판단하는 차량 전복 추정부(140)와, 상기한 차량 전복 추정부(140)에서 차량 전복으로 추정하면 차량 전복을 방지할 수 있는 브레이크 제어량을 연산하여 ESP 제어부(160)에서 전후륜 브레이크를 제어하도록 하는 브레이크 제어량 연산부(150)로 이루어져 있다.

그리고 타이어 입력 비교부(130)의 출력과 선회 판단부(110)의 출력은 횡가속도센서 고장판단부(170)로 입력되어 횡가속도센서 고장판단부(170)에서 타이어압력 변화량과 횡가속도 센서 출력을 비교하여 횡가속도센서의 고장 유무를 판별하고 결과를 ESP 제어부(160)로 전달하여 고장 유무에 따른 제어가 가능하도록 한다.

즉, 차량이 급선회 시 또는 굴곡이 심한 노면 주행 시 횡가속도 센서(60)와 롤레이트 센서(70)로부터 차량의 전복 예측을 함과 아울러 타이어에 설치된 타이어 압력 센서(120)로부터의 출력값을 추가적으로 전복 예측에 활용함으로써, 보다 정확한 전복 예측이 가능하게 되는 것이다.

물론, 상기한 타이어 압력에 따른 정보는 기존에 차량에 장착되어 있는 TPMS(TIRE PRESSURE MONITORING SYSTEM)에서 정보를 받거나 또는 타이어에 별도의 압력 센서를 장착하여 여기에서 출력되는 값을 ESP로 전송하여 차량 전복 예측에 활용하게 되는 것이다.

상기한 타이어 압력 비교부(130)는 차속에 따른 조향각 변화에 의한 타이어 압력 변화를 테이블값으로 미리 설정해놓은 상태에서, 상기한 압력 변화값에 따른 조향각 대비 안정된 차속 범위등을 미리 설정한 것으로서, 상기한 범위이내인지 여부를 판단하여 이를 전복 추정부에 전송하게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 도 2에 따라 설명하면 차량이 주행하고 있는 상태에서 각 차륜의 휠 속도센서에서 현재 차륜의 휠 속도를 측정하여 차량속도연산부에서 현재 차량 속도 및 가속도를 연산하게 된다(단계 S10).

또한, 차량의 중심에 설치된 횡가속도 센서 및 요레이트 센서를 통해 현재 차량의 횡가속도값 및 요모멘트를 연산하게 되는 바(단계 S20), 차량이 급속한 선회 또는 굴곡진 노면을 주행할 때에는 횡가속도값 및 요모멘트가 크게 증가하게 된다.

요모멘트가 증가하게 되면 차량의 횡가속도가 급격하게 증가하게 되면서 차량의 롤링(ROLLING)이 심해지게 되는 바, 상기한 차량의 롤링이 발생되면 롤레이트 센서로부터 롤링 발생에 관련된 출력값이 차량 전복 추정부에 전송된다.

즉, 롤레이트 센서로부터의 출력값 및 요레이트 센서와 횡가속도 센서로부터의 요모멘트 및 횡가속도값이 전복 추정부에 전송되면, 전복 추정부에서 상기한 값으로부터 차량의 전복 상황을 추정하게 된다.

또한, 차량이 선회를 하게 되면 좌측 및 우측의 타이어 공기압력값이 변화하게 되는 바, 예를 들어, 차량이 좌회전을 하게 되면 상기한 타이어에서 좌측 타이어의 압력은 증가하고, 우측 타이어의 압력은 감소하게 된다.

좌측 타이어의 압력값이 증가하고 우측 타이어의 압력값이 감소하게 되면, 이에 따른 출력값을 검출하여 타이어 압력 비교부로 전송되어(단계 S30) 현재 차량의 좌측 타이어와 우측 타이어의 압력값의 차이를 비교하게 된다(단계 S40).

물론, 차량이 정지시에 현재 차량의 타이어 압력값을 미리 압력 비교부에 저장하 여 이를 기준으로 압력값의 변화를 측정하게 된다.

만약, 타이어의 좌측과 우측의 압력이 동일하다고 판단되면, 선회가 아닌 것으로 판단하여 전복 추정부로 전송하게 된다(단계 S50).

좌측과 우측의 타이어 압력값이 변화되면 이에 따른 변화값을 차량 전복 추정부로 전송하게 되는 바, 상기한 차량 전복 추정부에서는 상기한 횡가속도값, 요모멘트값등을 통해 차량 전복 상황을 예측함과 아울러 타이어의 압력 변화를 추가적으로 전복 상황 예측에 활용하게 된다.

즉, 현재 타이어 압력 변화값이 타이어 압력값에 따라 미리 설정된 안정적인 선회각에 의해 작성된 테이블에 포함되는가를 판단한다(단계 S60).

단계 S60의 판단결과, 타이어 압력 변화값이 테이블에 포함되면, 전복 추정부에 안전으로 전송하고(단계 S70), 테이블에 포함되지 않으면 전복 추정부에 전복예상으로 전송하게 된다(단계 S80).

전복 추정부에서는 전송받은 타이어 압력 변화값이 횡가속도 센서값에 대응되는지를 판단하여(단계 S90), 대응되지 않는다면 횡가속도 센서의 고장으로 판단한다(단계 S100).

여기서, 타이어의 압력 변화값과 같이 물리적인 변화값을 차량 전복에 활용하고, 차량 전복에 관한 하나의 변수값을 추가함으로써, 단지 센서의 출력값만을 통해 차량 전복을 추정하는 것에 비해 보다 신뢰성을 향상시킨다.

특히, 상기한 타이어의 압력 비교부에서 현재 타이어의 압력값 변화에 따른 값이 출력되는데, 이에 비해 횡가속도 센서 및 요레이트 센서에서 선회에 따른 출력값이 출력 되지 않거나 또는 비정상적으로 작거나 큰 출력값이 출력되면 횡가속도센서 고장 판별부에서 이를 고장으로 판정하게 되어, 상기한 타이어 압력 변화값을 횡가속도 센서의 고장 판별에 사용할 수 있게 된다.

본 발명은 차량의 선회 시 또는 굴곡이 큰 노면 주행 시 차량의 좌측과 우측 타이어 압력값을 비교하여 그 변화값을 판단함과 아울러 횡가속도 센서 및 롤레이트 센서에서의 출력값과 함께 차량 전복 예측에 활용하여 전복 예측에 따른 신뢰성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.

또한, 횡가속도 센서의 고장을 타이어 압력 변화값으로 추정할 수 있게 되는 잇점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 차량에 장착된 요레이트 센서와 횡가속도 센서로부터 횡가속도를 연산하는 횡가속도 연산부와, 롤레이트 센서로부터 차량의 롤링을 예측하는 롤링 추정부와, 상기한 롤링 추정부 및 횡가속도값등에 따라 안정적인 선회를 하도록 브레이크를 제어하는 ESP 제어부를 포함하는 차량 전복 방지 시스템에 있어서,

   타이어의 공기압을 측정하기 위해 4개의 타이어에 장착된 압력 센서와, 상기한 압력센서로부터 전송된 출력값으로부터 좌측 및 우측 타이어 공기압을 비교하고 차속에 따른 선회각의 안정적인 범위이내인지를 판단하는 압력 비교부와, 상기한 타이어 공기압 비교부로부터의 출력값과 횡가속도값 및 요모멘트와 함께 차량 전복 여부를 판단하는 전복 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전복 방지 시스템.
2. 차량의 중심에 설치된 횡가속도 센서 및 요레이트 센서를 통해 현재 차량의 횡가속도값 및 요모멘트를 연산하는 단계와,

   롤레이트 센서에서의 출력값을 통해 롤링값을 연산하는 단계와,

   상기한 횡가속도값 및 롤링값을 통해 전복 추정부에서 현재 차량의 전복 여부를 판단하는 단계를 포함하는 차량 전복 방지 방법에 있어서,

   상기한 전복 추정부에 타이어 압력 센서로부터 좌측 및 우측 타이어 공기압력 변화를 검출하는 단계와,

   상기한 타이어 압력값의 변화를 타이어 압력 비교부로 전송하여 차량의 좌측 타 이어와 우측 타이어의 압력값의 차이를 비교하고 여기에서 검출된 차이값이 미리설정된 테이블값상에서 차량의 선회 동작이 안정적인 범위 이내인지를 판단하는 단계와,

   상기한 타이어 압력값에 따라 선회 동작이 안정적인지를 판단하여 이를 전복 추정부로 전송하여 상기한 횡가속도값, 요모멘트값등과 함께 차량 전복 상황을 예측하는 것을 포함함을 특징으로 하는 차량 전복 방지 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기한 타이어의 압력 변화값에 따라 횡가속도값 및 요모멘트값을 대비하여 횡가속도 센서의 고장 여부를 체크하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 차량 전복 방지 방법.

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