KR20070069590A - Method to sense fish-hook test mode of esp - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 의한 차량 안정성 제어시스템의 구성도,1 is a block diagram of a vehicle stability control system according to the present invention,
도 2는 본 발명에서 조향각속도를 계산하기 위해 조향각센서의 미분값을 산출하는 설명도,2 is an explanatory diagram for calculating a derivative value of a steering angle sensor in order to calculate a steering angle velocity in the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 차량 안정성 제어시스템의 피시후크 테스트모드 감지방법의 동작 흐름도,3 is an operation flowchart of a method for detecting a fishhook test mode of a vehicle stability control system according to the present invention;
* 도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main functions of the drawings
10 : 조향각센서 20 : 휠속도센서10: steering angle sensor 20: wheel speed sensor
30 : 요 레이트센서 40 : 횡가속도센서30: yaw rate sensor 40: lateral acceleration sensor
50 : ESP 제어기 51 : 조향각속도 연산부50: ESP controller 51: steering angle velocity calculation unit
52 : 조향각속도 카운터부 53 : 오버스티어 판단부52: steering angle velocity counter 53: oversteer determination unit
54 : 오버스티어 제어부 60 : 브레이크 제어부54: oversteer control unit 60: brake control unit
70 : 엔진 제어부70: engine control unit
본 발명은 차량 안정성 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 안정성 제어시스템의 피시후크(Fish-hook) 테스트모드를 감지하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle stability control system, and more particularly, to a method for detecting a fish-hook test mode of the vehicle stability control system.
차량의 능동안전(Active Safety)에 대한 중요성은 1990년대부터 부각되기 시작되어, 사고발생 후에 피해를 최소화하려는 Passive Safety 기술과 미리 사고를 감지하고 발생가능성을 줄이는 Active Safety 기술의 효과적인 조합을 통해 차량의 안정성을 확보해 나가고 있다.The importance of the vehicle's active safety began to emerge in the 1990s, and the effective combination of passive safety technology to minimize damage after an accident and active safety technology to detect and reduce the possibility of an accident in advance It is securing stability.
또한, 점차 SUV나 Van과 같은 차량이 확대되어짐에 따라 차량의 전복상황(Rollover)에 대한 관심이 늘어나고 있으며, 이런 상황에서 미국의 NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration)의 2002년 발표자료에 따르면, 전체 사고 중 3%만이 롤오버가 발생되었으나, 전체 사고 사망자 중 33%가 롤오버에 대한 사망자로 평가되어 향후 차량설계에 있어서 롤오버를 줄이도록 유도되어지고 있다.In addition, as vehicles such as SUVs and Vans have expanded, interest in vehicle rollover has increased, and in this situation, according to a 2002 report by the US National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), Only 3% of accidents have rollovers, but 33% of all accident fatalities have been evaluated as deaths to rollovers, leading to reduced rollovers in future vehicle designs.
차량의 롤오버 가능성에 대한 성능평가로서, NHTSA는 NCAP이라는 차량평가프로그램을 통해 몇 가지 운전상황에 대해 각 제조사들의 차량을 평가하고 운전자들에게 평가결과를 공개하고 있다. 평가 테스트 중 가장 악의적인(Severe) 운전모드로 피시후크 테스트가 있으며, 이는 차량에 급격한 오버스티어 현상(차량에 급격한 선회속도 증가로 인하여 선회반경이 급격히 줄어들면서 차량 안정성을 잃어버리는 현상)을 발생시켜 차량의 롤오버 발생정도를 판단하는 기준이 되고 있다.As a performance assessment of the vehicle's rollover potential, NHTSA uses NCAP's vehicle evaluation program to evaluate each manufacturer's vehicle for several driving conditions and disclose the results to drivers. The most malicious driving mode of the evaluation test is the fish hook test, which causes a sudden oversteer phenomenon (a phenomenon in which the turning radius is sharply decreased due to the rapid increase in the turning speed of the vehicle and the vehicle stability is lost). It has become a criterion for judging the degree of rollover of a vehicle.
이에, 각 차량 제조사들은 피시후크 테스트 시 오버스티어 현상에 대한 대응 방법으로 차량 안전성 제어시스템(Electronic Stability Program ;이하 ESP 시스템이라 한다)을 선택하고 있다.Accordingly, each vehicle manufacturer selects an electronic safety program (hereinafter referred to as an ESP system) as a countermeasure against oversteering in fish hook testing.
차량의 전자제어시스템인 ESP 시스템은 기본적으로 차량의 요 거동을 제어하기 위한 것으로, 운전자의 운전 중 타이어의 접촉한계에 이르는 위험한 상황에서 휠을 적절히 제어함으로써 차량을 운전자가 원하는 방향으로 운동시키는 시스템이다.The ESP system, which is an electronic control system of a vehicle, is basically used to control the yaw behavior of the vehicle. The ESP system is a system that moves the vehicle in the desired direction by controlling the wheel appropriately in a dangerous situation that reaches the tire contact limit while the driver is driving. .
보통, 차량이 선회 주행하는 경우 차량이 원하는 주행코스보다 바깥쪽으로 밀려 나가는 드리프트 아웃(Drift out)인 언더스티어나, 이와 반대로 안쪽으로 과도하게 기울어지는 스핀 아웃(Spin out)인 오버스티어(Over steer)가 발생하여 차량의 안정성을 해치게 된다.In general, when the vehicle is turning, an oversteer is a drift out understeer, which is pushed outwards from the desired course, or a spin out which is excessively inwardly inclined. Is generated, which impairs the stability of the vehicle.
이를 방지하기 위해 ESP 시스템에서는 언더스티어 시 후륜 내측 휠에 제동력을 가하여 차량의 안쪽으로 작용하는 요 모멘트를 생성시킴으로써 차량이 원하는 궤적에서 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지하며, 이와 반대로 오버스티어 시 전륜 외측 휠에 제동력을 가하여 차량의 바깥쪽으로 작용하는 요 모멘트를 생성시킴으로서 차량이 주행궤적에서 안쪽으로 치우치는 것을 방지하여 차량을 안정적으로 주행시킨다.To prevent this, the ESP system applies a braking force to the inner wheel of the rear wheel during understeer to create a yaw moment acting inwardly of the vehicle, which prevents the vehicle from being pushed outward from the desired trajectory. By applying the braking force to generate the yaw moment acting outward of the vehicle, the vehicle is stably driven by preventing the vehicle from biasing inward from the driving trajectory.
이와 같이, ESP 시스템은 선회하는 차량의 안정성을 확보하기 위하여 운전자가 원하는 차량의 선회속도를 정확히 예측하고, 예측된 선회속도를 추종하여 차량이 주행하도록 전륜과 후륜에 적절한 제동력을 가할 수 있도록 하였다.As such, the ESP system accurately predicts the turning speed of the vehicle desired by the driver in order to secure the stability of the turning vehicle, and applies the braking force to the front wheel and the rear wheel so that the vehicle travels by following the predicted turning speed.
그런데, 이러한 ESP 시스템은 차량의 언더스티어나 오버스티어 상태에 따라 각각의 휠에 적절한 제동력을 형성시켜 차량의 요 모멘트를 조절할 뿐, 피시후크 테스트와 같은 악의적인 상황에 대한 제어를 포함하고 있지 않아 피시후크 테스트 모드에서의 차량 상황을 감지할 수 없을 뿐만 아니라, 피시후크 테스트와 같은 악의적인 상황에서는 휠에서 발생되는 제동력이 부족하여 차량의 거동을 변화시키는데 한계가 있었다.However, the ESP system adjusts the yaw moment of the vehicle by forming an appropriate braking force on each wheel according to the understeer or oversteer condition of the vehicle, and does not include control for malicious situations such as fish hook test. In addition to being unable to detect the vehicle situation in the hook test mode, there was a limit in changing the behavior of the vehicle due to the lack of braking force generated from the wheel in malicious situations such as the fish hook test.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 ESP 시스템에서 사용되는 기본적인 센서만을 이용하여 피시후크 테스트모드에서의 차량 상황을 판단할 수 있는 ESP 시스템의 테스트모드 감지방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an ESP system capable of determining a vehicle situation in a fishhook test mode using only a basic sensor used in an ESP system. It is to provide a test mode detection method.
본 발명의 다른 목적은, ESP 시스템에서 피시후크 테스트 시 발생하는 조향각, 차량속도, 횡가속도 및 요 레이트를 이용하여 차량의 피시후크 테스트모드를 보다 정확하게 감지할 수 있는 ESP 시스템의 테스트모드 감지방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a test mode detection method of an ESP system that can more accurately detect a fishhook test mode of a vehicle by using a steering angle, vehicle speed, lateral acceleration, and yaw rate generated during a fishhook test in an ESP system. To provide.
본 발명의 또 다른 목적은, ESP 시스템에서 피시후크 테스트모드를 감지하여 이를 근거로 바퀴의 제동력과 엔진토크를 제어하여 차량의 급격한 오버스티어 현상을 보상할 수 있는 ESP 시스템의 테스트모드 감지방법을 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a test mode detection method of an ESP system capable of compensating for a sudden oversteer phenomenon of a vehicle by detecting a fish hook test mode in an ESP system and controlling braking force and engine torque of a wheel based on the same. It is.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, ESP 시스템의 조향각, 휠속도, 요 레이트 및 횡가속도센서를 이용하여 차량의 피시후크 테스트를 감지하는 방법에 있 어서, 상기 조향각센서로부터 검출된 신호를 미분하여 조향각속도를 계산하는 단계; 상기 계산된 조향각속도를 미리 정해진 일정값과 비교하여 상기 조향각속도의 카운터변수를 누적하는 단계; 및 상기 누적된 조향각속도의 카운터변수와 상기 조향각, 휠속도, 요 레이트 및 횡가속도센서로부터 검출된 신호를 이용하여 차량의 피시후크 테스트모드를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the method for detecting the fish hook test of the vehicle using the steering angle, wheel speed, yaw rate and lateral acceleration sensor of the ESP system, by differentially detecting the signal detected from the steering angle sensor Calculating a steering angular velocity; Accumulating a counter variable of the steering angular velocity by comparing the calculated steering angular velocity with a predetermined constant value; And detecting the fish hook test mode of the vehicle by using the counter variable of the accumulated steering angle speed and the signals detected from the steering angle, the wheel speed, the yaw rate, and the lateral acceleration sensor.
상기 누적단계는 상기 조향각속도가 일정값 이상이면 카운터를 증가시키고, 조향각속도가 일정값 이하이면 카운터를 감소시켜 ESP 제어량을 결정하기 위한 카운터변수를 변화시키는 것을 특징으로 한다.In the accumulating step, the counter is increased when the steering angle speed is equal to or greater than a predetermined value, and the counter variable is changed when the steering angle speed is smaller than or equal to the predetermined value to determine the ESP control amount.
상기 감지단계는 상기 조향각, 휠속도, 요 레이트 및 횡가속도센서로부터 검출된 각각의 값을 미리 정해진 기준값과 비교하여 각각의 검출값이 기준값 이상일 때 피시후크 테스트모드라고 감지하는 것을 특징으로 한다.The detecting step may be configured to detect a fishhook test mode when each detected value is greater than or equal to a reference value by comparing each value detected from the steering angle, wheel speed, yaw rate, and lateral acceleration sensor with a predetermined reference value.
또한, 본 발명은 상기 피시후크 테스트모드가 감지되면 각 휠의 ESP 제어시점 및 제어량을 결정하여 차량을 안정되게 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention further comprises the step of stably controlling the vehicle by determining the ESP control time and control amount of each wheel when the fishhook test mode is detected.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 차량 안정성 제어시스템의 제어 구성도로서, 본 발명의 ESP 시스템은 조향각센서(10), 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30), 횡가속도센서(40), ESP 제어기(50), 브레이크 제어부(60) 및 엔진 제어부(70)를 포함하여 구성된다. 1 is a control configuration diagram of a vehicle stability control system according to the present invention, the ESP system of the present invention is a
상기 조향각센서(10)는 조향 시 조향핸들의 조향각을 검출하고, 휠속도센서 (20)는 다수(예를 들어, 4개)의 휠에 각각 설치되어 차량의 속도를 검출하며, 요 레이트센서(30)는 차량의 요 레이트(선회속도)를 검출하고, 횡가속도센서(40)는 차량의 횡방향 가속도를 검출한다.The
상기 ESP 제어기(50)는 조향각센서(10), 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30) 및 횡가속도센서(40)로부터 검출된 신호를 입력받아 피시후크 테스트모드에서의 차량 상황을 판단하고, 각 휠의 제동압력과 엔진토크를 제어하는 것으로, 조향각속도 연산부(51), 조향각속도 카운터부(52), 오버스티어 판단부(53) 및 오버스티어 제어부(54)를 포함한다.The
상기 조향각속도 연산부(51)는 상기 조향각센서(10)로부터 검출된 조향각을 이용하여 차량모델로부터 운전자가 원하는 조향각속도를 계산하는 것으로, 조향각센서(10)로부터 얻어진 신호를 오프셋 보정과 필터링을 거쳐 차량의 조향각을 구하고, 이렇게 구해진 조향각을 미분하여 조향각속도(δm)를 계산한다.The steering
상기 조향각속도 카운터부(52)는 상기 조향각속도 연산부(51)에서 계산된 조향각속도(δm)를 모니터링하여 조향각속도(δm)가 일정값(V1) 이상이면 카운터를 증가시키고, 조향각속도(δm)가 일정값(V1) 이하이면 카운터를 감소시켜 카운터변수를 누적시킨다.The steering
상기 오버스티어 판단부(53)는 상기 조향각속도 카운터부(52)에서 누적된 카운터변수와 상기 조향각센서(10), 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30), 횡가속도센서(40)로부터 검출된 신호를 이용하여 차량의 상태가 피시후크 테스트모드에서의 오버스티어인지를 판단한다.The
상기 오버스티어 제어부(54)는 상기 피시후크 테스트모드의 감지에 의한 오버스티어 현상 시 브레이크 제어부(60), 엔진토크 제어부(70) 단독 또는 ABS 제어블록(61) 및 TCS 제어블록(71)과 협조 제어하여 각 휠의 슬립율 제어, 제어시점 결정, 감압 설정과 각 휠의 변화시 제어형태 등을 결정하여 제동력 또는 엔진의 구동력을 제어한다.The
상기 브레이크 제어부(60)는 ESP 제어기(50)로부터 출력되는 제동신호에 따라 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 ABS 제어블록(61)과 협조 제어하여 제동압력을 발생하고, 엔진 제어부(70)는 ESP 제어기(50)로부터 출력되는 엔진제어신호에 따라 엔진토크를 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 TCS 제어블록(71)과 협조 제어하여 엔진의 구동력을 제어한다.The
도 3는 본 발명에 의한 ESP 시스템의 피시후크 테스트모드 감지방법의 동작 흐름도이다.3 is an operation flowchart of a method for detecting a fishhook test mode of an ESP system according to the present invention.
도 3에서, ESP 제어기(50)의 조향각속도 연산부(51)는 조향각센서(10)로부터 조향각을 읽어 들이고(S100), 읽어 들인 조향각 데이터를 이용하여 차량모델로부터 운전자가 원하는 조향각속도(δm)를 계산한다(S110).In FIG. 3, the steering angle
상기 조향각속도 연산부(51)에서 조향각속도(δm)를 계산하는 방법은 도 2에 도시한 바와 같이, 조향각센서(10)로부터 얻어진 신호를 오프셋 보정과 필터링을 거쳐 차량의 조향각을 구하고, 이렇게 구해진 조향각을 미분하여 조향각속도(δm)를 계산하는 것이다.As shown in FIG. 2, the steering angle
상기 조향각속도 연산부(51)에서 계산된 조향각속도(δm)를 조향각속도 카운터부(52)에서 모니터링하여 조향각속도(δm)가 미리 정해진 일정값(V1) 이상인지를 비교하여(S120), 상기 조향각속도(δm)가 일정값(V1) 이상이면 카운터를 증가시키고(S130), 상기 조향각속도(δm)가 일정값(V1) 이하이면 카운터를 감소시켜 카운터변수를 누적시킨다(S140).The steering angle velocity δm calculated by the steering
그리고, ESP 제어기(50)의 오버스티어 판단부(53)는 조향각센서(10), 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30), 횡가속도센서(40)로부터 조향각, 차량속도, 요 레이트, 횡가속도를 각각 읽어 들이고(S150), 읽어 들인 조향각, 차량속도, 요 레이트, 횡가속도 데이터와 상기 조향각속도 카운터부(52)에서 누적된 카운터변수를 이용하여 차량의 상태가 피시후크 테스트모드에서의 오버스티어인지를 판단한다(S160).In addition, the
상기 오버스티어 판단부(53)에서 오버스티어를 판단하는 방법은 조향각센서(10), 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30), 횡가속도센서(40)로부터 검출된 각각의 값(조향각, 차량속도, 요 레이트, 횡가속도)을 미리 정해진 각각의 기준값과 비교하여 각각의 검출값이 기준값 이상일 때 차량의 상태가 피시후크 테스트모드에서의 오버스티어라고 판단하고, 상기 카운터변수에 따라 ESP 제어량을 결정한다.The method of determining the oversteer by the
상기 오버스티어 판단부(53)에서 판단된 오버스티어에 따라 오버스티어 제어부(54)는 ESP 시스템의 오버스티어 현상에 대한 제어시점 및 제어량을 결정하여 각 휠에 제동력을 가하거나 엔진토크를 줄여 줌으로서 차량의 피시후크 테스트모드에 따른 오버스티어 현상을 보상할 수 있도록 한다(S170).According to the oversteer determined by the
이와 같이, 피시후크 테스트모드 시 ESP 제어를 적절히 행함으로서 오버스티어 현상에 따른 차량의 롤오버와 같은 위험한 상황에서도 차량의 안정성을 최대한으로 확보할 수 있게 된다.In this way, by properly performing ESP control in the fish hook test mode, it is possible to secure the maximum stability of the vehicle even in a dangerous situation such as rollover of the vehicle due to the oversteering phenomenon.
상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 ESP 시스템의 테스트모드 감지방법에 의하면, ESP 시스템에서 부가적인 센서를 추가하지 않고 기본적인 센서만을 이용하여 피시후크 테스트모드에서의 차량 상황을 판단할 수 있으며, 피시후크 테스트 시 발생하는 조향각속도, 차량속도, 횡가속도 및 요 레이트를 이용하여 차량의 피시후크 테스트모드를 보다 정확하게 감지할 수 있다는 효과가 있다.As described above, according to the test mode detection method of the ESP system according to the present invention, it is possible to determine the vehicle situation in the fish hook test mode using only the basic sensor without adding an additional sensor in the ESP system, By using the steering angle speed, vehicle speed, lateral acceleration and yaw rate generated during the fish hook test, the fish hook test mode of the vehicle can be detected more accurately.
또한, 본 발명은 ESP 시스템에서 피시후크 테스트모드를 감지하여 이를 근거로 바퀴의 제동력과 엔진토크를 제어하여 차량의 급격한 오버스티어 현상을 보상할 수 있다는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that can be compensated for the sudden oversteering phenomenon of the vehicle by controlling the braking force and engine torque of the wheel based on the detection of the fish hook test mode in the ESP system.
상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 ESP 시스템의 테스트모드 감지방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the test mode detection method of the ESP system according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, it is usually within the technical spirit of the present invention Of course, various modifications are possible by those who have the knowledge of.
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