KR20070069599A

KR20070069599A - 차량 안정성 제어방법

Info

Publication number: KR20070069599A
Application number: KR1020050131913A
Authority: KR
Inventors: 김상묵
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-03

Abstract

본 발명은 차량 안정성 제어방법에 관한 것으로, 차량 안정성 제어시스템에서 횡가속도 오차의 변화량에 따라 엔진토크를 제어하여 선회하는 차량의 횡방향 안정성을 향상시키는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은, 차량의 움직임 정보를 감지하는 조향각, 휠 속도 및 횡가속도센서를 이용하여 차량 안정성을 제어하는 방법에 있어서, 상기 조향각 및 휠 속도센서로부터 검출된 조향각과 차량속도에 따라 운전자가 원하는 횡가속도를 추정하는 단계; 상기 횡가속도센서로부터 검출된 횡가속도에 따라 차량의 횡가속도를 측정하는 단계; 상기 추정된 횡가속도 및 측정된 횡가속도의 차에 따라 횡가속도 오차를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 횡가속도 오차를 미리 정해진 기준값과 비교하여 엔진을 제어하는 단계를 포함하는 것이다.

Description

차량 안정성 제어방법{Method for controlling stability of vehicle}

도 1은 본 발명에 의한 차량 안정성 제어시스템의 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 차량 안정성 제어방법의 동작 흐름도,

* 도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명 *

10 : 조향각센서 20 : 휠 속도센서

30 : 횡가속도센서 40 : 요 레이트센서

50 : ESP 제어기 51 : 횡가속도 추정부

52 : 횡가속도 측정부 53 : 횡가속도 오차산출부

70 : 엔진 제어부

본 발명은 차량 안정성 제어시스템(Electronic Stability Program ;이하 ESP 시스템이라 한다)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ESP 시스템에서 선회하는 차량의 횡방향 안정성을 확보하도록 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 전자제어시스템은 차량의 슬립현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하 는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System;이하, ABS라 한다)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동 휠의 슬립을 방지하는 트랙션 제어시스템(Traction Control System;이하, TCS라 한다)과, ABS와 TCS를 조합하여 브레이크 유압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 ESP 시스템 등이 개시되어 있다.

ESP 시스템은 위험한 운전상황에서 차량 스스로 브레이크를 밟거나 엔진토크를 제어해서 위험으로부터 벗어나게 하는 장치로, ABS가 브레이크를 직접 밟아야 효과를 발휘하고 또 제동하는 과정에서만 효과를 발휘하는 장치라면, ESP 시스템은 운전자가 브레이크를 밟지 않아도 스스로 최적의 차량운전을 찾아주는 장치이다.

일예를 들어 운전자가 통제하기 어려운 속도로 선회를 하고 있을 경우, 차량에 장착된 ESP 시스템은 센서를 통해 얻어진 차량 운동량과 추정을 통해 얻어진 노면상태 등을 이용해 정해진 안정 기준값보다 실제 차량 운동량이 클 경우 적절한 차륜으로 제어함으로 차량의 안정성을 확보해 준다.

즉, 후륜에서 먼저 타이어와 노면사이에 접촉한계에 도달하면 오버스티어 현상이 나타난다. 이때 ESP 시스템은 전륜의 제동장치를 제어함으로서 전륜에 의해 발생하는 과도한 선회 모멘트를 줄여준다. 반대로 전륜에서 먼저 타이어와 노면의 접촉한계에 도달하면 언더스티어 현상이 발생한다. 이때 차량은 미끄러지면서 정상적인 선회반경을 넘어서게 된다. ESP 시스템은 이러한 현상 모두를 제어하여 위급한 상황에서 운전자가 원하는 방향으로 차량을 제어하여 안정성과 조향성을 유지시켜 주는 시스템이다.

이러한 ESP 시스템은 차량의 선회 시 엔진토크의 제어를 통하여 선회 안정성을 확보하기 위해 요 레이트의 오차값을 이용하여 엔진토크의 제어시기 및 제어량을 결정하였다.

그런데, 이러한 ESP 시스템은 선회 모멘트를 보상하는데 중점을 두기 때문에 차량의 횡방향 가속도가 노면 한계를 벗어난 경우에도 운전자의 의지와 선회 모멘트가 일치할 경우 엔진토크의 제어를 수행하지 않기 때문에 차량의 횡방향 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 ESP 시스템에서 횡가속도 오차의 변화량에 따라 엔진토크를 제어하여 선회하는 차량의 횡방향 안정성을 향상시키는 차량 안정성 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 움직임 정보를 감지하는 조향각, 휠 속도 및 횡가속도센서를 이용하여 차량 안정성을 제어하는 방법에 있어서, 상기 조향각 및 휠 속도센서로부터 검출된 조향각과 차량속도에 따라 운전자가 원하는 횡가속도를 추정하는 단계; 상기 횡가속도센서로부터 검출된 횡가속도에 따라 차량의 횡가속도를 측정하는 단계; 상기 추정된 횡가속도 및 측정된 횡가속도의 차에 따라 횡가속도 오차를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 횡가속도 오차를 미리 정해진 기준값과 비교하여 엔진을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으 로 한다. 상기 제어단계는 산출된 횡가속도 오차의 변화량에 따라 엔진토크를 제어하는 것으로, 상기 산출된 횡가속도 오차의 절대값이 기준값보다 크면 엔진토크를 저감하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 차량 안정성 제어시스템의 제어 구성도로서, 본 발명의 ESP 시스템은 조향각센서(10), 휠 속도센서(20), 횡가속도센서(30), 요 레이트센서(40), ESP 제어기(50), 브레이크 제어부(60) 및 엔진 제어부(70)를 포함하여 구성된다.

상기 조향각센서(10)는 조향 시 조향핸들의 조향각을 검출하고, 휠 속도센서(20)는 다수(예를 들어, 4개)의 휠에 각각 설치되어 차량속도를 검출하며, 횡가속도센서(30)는 차량의 횡방향 가속도를 검출하고, 요 레이트센서(40)는 차량의 요 레이트(선회속도)를 검출한다.

상기 ESP 제어기(50)는 조향각센서(10), 휠 속도센서(20), 횡가속도센서(30) 및 요 레이트센서(40)로부터 검출된 신호를 입력받아 각 휠의 제동압력과 엔진토크를 조절하기 위한 브레이크 제어부(60)와 엔진 제어부(70)를 제어하는 것으로, 횡가속도 추정부(51), 횡가속도 측정부(52), 횡가속도 오차산출부(53), 노면 판단부(54)를 포함한다.

상기 횡가속도 추정부(51)는 상기 조향각센서(10)와 휠 속도센서(20)로부터 검출된 조향각과 차량속도를 이용하여 차량모델로부터 운전자가 원하는 횡가속도(Ayd)를 추정하고, 상기 횡가속도 측정부(52)는 차량의 실제 주행 시 상기 횡가속 도센서(30)로부터 검출된 횡가속도(Ay) 신호를 오프셋 보정과 필터링을 거쳐 차량의 횡가속도(Aym)를 측정한다.

상기 횡가속도 오차산출부(53)는 횡가속도 추정부(51)에서 추정된 횡가속도(Ayd)와 횡가속도 측정부(52)에서 측정된 횡가속도(Aym)를 비교하여 횡가속도의 차이값 즉, 횡가속도 오차(△Ay)를 산출한다.

상기 노면 판단부(54)는 횡가속도 오차산출부(53)에서 산출된 횡가속도 오차(△Ay)를 미리 정해진 기준값(Threshold)과 비교하여 차량의 노면마찰계수 즉, 노면의 상태를 판단한다.

상기 브레이크 제어부(60)는 ESP 제어기(50)로부터 출력되는 제동신호에 따라 솔레노이드 밸브(61)를 통해 휠 실린더에 공급되는 브레이크 유압을 제어하여 휠의 제동압력을 조절하고, 엔진 제어부(70)는 ESP 제어기(50)로부터 출력되는 엔진제어신호에 따라 캔(CAN)을 통해 엔진토크를 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 엔진(71)의 구동력을 조절한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 차량 안정성 제어방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 차량 안정성 제어방법의 동작 흐름도이다.

도 2에서, ESP 제어기(50)의 횡가속도 추정부(51)는 조향각센서(10)와 각 휠 속도센서(20)로부터 차량속도와 조향각을 읽어 들이고(S100), 읽어 들인 차량속도와 조향각 데이터를 이용하여 차량모델로부터 운전자가 원하는 횡가속도(Ayd)를 추정한다(S110). 상기 횡가속도 추정부(51)에서 차량속도와 조향각 데이터를 이용하 여 횡가속도(Ayd)를 추정하는 방법은 일반적인 공지 기술로 상세한 설명을 생략한다.

그리고, ESP 제어기(50)의 횡가속도 측정부(52)는 차량의 실제 주행 시 횡가속도센서(30)로부터 횡가속도를 읽어 들이고(S120), 읽어 들인 횡가속도 데이터를 오프셋 보정과 필터링을 거쳐 차량모델에서 구해진 차량의 횡가속도(Aym)를 측정한다(S130).

상기 횡가속도 추정부(51)에서 추정된 횡가속도(Ayd)와 횡가속도 측정부(52)에서 측정된 횡가속도(Aym)의 차이값 즉, 횡가속도 오차(△Ay=Aym-Ayd)를 횡가속도 오차산출부(53)에서 산출한다(S140).

그리고, ESP 제어기(50)의 노면 판단부(54)는 산출된 횡가속도 오차(△Ay)의 절대값을 미리 정해진 기준값(Threshold)과 비교하여(S150), 상기 횡가속도 오차(△Ay)의 절대값이 기준값(Threshold)보다 크면 노면 한계로 판단하여 엔진 제어부(70)를 통해 엔진토크를 저감하기 시작하여 엔진(71)의 구동력을 조절한다(S160).

한편, 상기 횡가속도 오차(△Ay)의 절대값이 기준값(Threshold)보다 크지 않으면 엔진 제어부(70)를 통해 운전자가 요구하는 수준으로 엔진토크를 회복하여 엔진(71)의 구동력을 조절한다(S170).

이와 같이, ESP 시스템의 횡가속도 오차(△Ay)를 이용하여 엔진토크를 제어함으로서 ESP 제어와 같은 위험한 상황에서도 차량의 횡방향 안정성을 최대한으로 확보할 수 있게 된다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 차량 안정성 제어방법에 의하면, ESP 시스템에서 횡가속도 오차의 변화량에 따라 엔진토크를 제어하여 선회하는 차량의 횡방향 안정성을 향상시킴으로서 차량이 드리프트 아웃되는 현상을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 차량 안정성 제어방법을 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.

Claims

차량의 움직임 정보를 감지하는 조향각, 휠 속도 및 횡가속도센서를 이용하여 차량 안정성을 제어하는 방법에 있어서,

상기 조향각 및 휠 속도센서로부터 검출된 조향각과 차량속도에 따라 운전자가 원하는 횡가속도를 추정하는 단계;

상기 횡가속도센서로부터 검출된 횡가속도에 따라 차량의 횡가속도를 측정하는 단계;

상기 추정된 횡가속도 및 측정된 횡가속도의 차에 따라 횡가속도 오차를 산출하는 단계; 및

상기 산출된 횡가속도 오차를 미리 정해진 기준값과 비교하여 엔진을 제어하는 단계를

포함하는 것을 특징으로 하는 차량 안정성 제어방법.
제 1항에 있어서,

상기 제어단계는 산출된 횡가속도 오차의 변화량에 따라 엔진토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 안정성 제어방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제어단계는 산출된 횡가속도 오차의 절대값이 기준값보다 크면 엔진토 크를 저감하는 것을 특징으로 하는 차량 안정성 제어방법.