KR20070070312A - 차량 안정성 제어시스템의 거친 노면 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 안정성 제어시스템의 거친 노면 검출방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 차량이 거친 노면을 주행하는 경우, 각 휠 속도의 변화에 기초하여 이를 효과적으로 검출할 수 있도록 각 바퀴별 휠 속도차로부터 거친노면주행추정바퀴의 수에 따라 노면의 거친 정도를 판단한 후 이를 이용하여 주행노면이 거친 노면인지를 정확히 검출하고, 거친 노면을 주행하는 경우, ESP 센서의 고장검출을 금지시킴으로서 EPS 센서의 고장오판을 방지할 수 있어 차량 안정성 제어시스템의 제어 신뢰성을 향상시킨다.

이를 위해 본 발명은 주행노면이 거친 노면인 경우, ESP 장착센서의 고장검출을 금지시키는 차량 안정성 제어시스템(ESP)에 있어서, 각 바퀴의 휠 속도를 각각 검출하고, 상기 검출된 각 휠 속도의 이전주기와 현재주기사이의 속도차가 미리 설정된 값 이상인 바퀴의 수를 결정하고, 상기 결정된 바퀴의 수에 따라 노면의 거친 정도를 판단하고, 상기 판단된 노면의 거친 정도가 미리 설정된 거친 정도이상이면, 상기 주행노면을 거친 노면으로 판단한다.

Description

차량 안정성 제어시스템의 거친 노면 검출방법{ROUGH ROAD DETECTION METHOD FOR ELECTRONIC STABILITY PROGRAM}

도 1은 본 발명이 적용되는 차량 안정성 시스템의 전체 제어블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 거친 노면 검출장치의 제어블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 거친 노면 검출장치에서 거친 노면을 검출하는 과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10a 내지 10d : 휠 속도센서 11 : 조향각센서

12 : 요우레이트센서 13 : 횡가속도센서

20 : ESP 센서 신호 처리부 30 : 거친노면주행추정바퀴수결정부

40 : 노면거친정도판단부 50 : 거친노면판단부

본 발명은 차량 안정성 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 안정성 제어 시스템에서 차량 장착 센서를 이용하여 차량이 주행하는 노면 거칠기 정도를 검출할 수 있는 차량 안정성 제어시스템의 거친 노면 검출방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 안정성 시스템(ELECTRONIC STABILITY PROGRAM ; 이하 ESP 시스템이라 칭함)은 차량의 주행안정성을 확보하기위한 시스템으로서 차량의 지나친 Plow (차량이 원하는 주행코스보다 바깥쪽으로 밀려나가는 현상)나 Spin-out (차량의 원하지 않는 선회속도 증가로 인하여 선회반경이 급격히 줄어들면서 차량안정성을 잃어버리는 현상)을 방지한다. 이를 위하여 제동력 및 구동력을 제어함으로서 원하지 않는 차량 선회 모멘트를 보상하는 방법을 이용한다.

차량 선회 모멘트는 차량에 장착된 EPS 센서를 기준으로 계산되게 되며, 노면의 거칠은 상태에 의해서 발생하는 센서 노이즈에 의해서 쉽게 왜곡되게 된다. 또한, 제동력을 발생하기 위한 제동력 제어기는 각 바퀴의 속도 상태를 관측하여 이를 기준으로 압력을 생성하게 되는데, 이 신호 또한 노면의 거칠기에 따라 쉽게 왜곡되게 된다. 이러한 신호 왜곡시 ESP 센서가 고장인 것으로 잘못 판단하여 ESP 시스템을 정지시키게 된다.

따라서, ESP 시스템이 거친 노면에서의 성능을 유지하기 위해서는 노면의 거친 정도에 따라 발생하는 차량 장착 센서의 왜곡을 판단하기 위한 거친 노면 판단 로직이 필수적이다.

본 발명은 이러한 요구에 부응하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량이 거친 노면을 주행하는 경우, 각 휠 속도의 변화에 기초하여 이를 효과적으로 검출할 수 있는 차량 안정성 제어시스템의 거친 노면 검출방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 차량이 거친 노면을 주행하는 경우, 보다 빠르게 ESP 장착센서의 고장검출 금지를 수행하게 할 수 있는 차량 안정성 제어시스템의 거친 노면 검출방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 안정성 제어시스템의 거친 노면검출방법은 주행노면이 거친 노면인 경우, ESP 장착센서의 고장검출을 금지시키는 차량 안정성 제어시스템(ESP)에 있어서, 각 바퀴의 휠 속도를 각각 검출하고, 상기 검출된 각 휠 속도의 이전주기와 현재주기사이의 속도차가 미리 설정된 값 이상인 바퀴의 수를 결정하고, 상기 결정된 바퀴의 수에 따라 노면의 거친 정도를 판단하고, 상기 판단된 노면의 거친 정도가 미리 설정된 거친 정도이상이면, 상기 주행노면을 거친 노면으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단된 노면의 거친 정도가 미리 설정된 거친 정도보다 클수록 상기 ESP 장착센서의 고장검출 금지의 작동시기를 기준시기보다 앞당겨 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 ESP 장착센서의 고장검출 금지의 작동시기를 기준시기보다 앞당겨 수행하기 위하여 거친 노면 판단이 보다 조기에 이루어지도록 상기 결정된 바퀴의 수가 많을수록 가중치를 높게 부여하여 노면의 거친 정도를 더 높게 판단하게 하는 것을 특징으로 한다.

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

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 차량 안정성 제어시스템은 측정부(101), 추정부(102), 차량운동량연산부(103), 안정기준값설정부(104), 비교부(105), 결정부(106), 엔진제어부(107), 제동압제어부(108)를 구비하며, 기존의 트랙션 콘트롤 제어를 수행하기 위한 TCS 제어블록(109)과 안티록 브레이크 제어를 수행하기 위한 ABS제어블록(110)과 협조 제어를 수행한다.

측정부(101)는 차량의 안정성 제어를 위한 차속센서, 요우레이트센서, 조향각센서, 횡가속도센서, 마스터 실린더에 마련된 압력센서 등을 구비하고, 각 센서들로부터 측정된 신호를 처리한다.

추정부(102)는 측정부(101)의 센서를 통하여 측정된 신호를 이용하여 타이어와 노면사이의 마찰계수와 차체 미끄럼각(slide slip angle)을 추정한다.

차량운동량연산부(103)는 측정부(101)와 추정부(102)의 출력측에 연결되어 센서의 측정값과 추정된 값을 입력받아 차량의 실제 운동량을 연산한다.

안정기준값설정부(104)는 운전자가 원하는 차량의 선회속도로서의 안정기준값(stability criterion)을 설정한다.

비교부(105)는 차량운동량연산부(103)에서 연산된 차량운동량과 안정기준값설정부(104)에서 설정된 안정 기준값을 비교하여 그 차에 상응하는 신호를 출력한다. 결정부(106)는 비교부(105)로부터의 신호에 기초하여 차량의 언더스티어(Plow)(Excessive Understeer)와 오버스티어(Spin-out)(Excessive Oversteer)를 결정한다. 그 결정에 따른 신호를 엔진제어부/제동압제어부(107, 108)로 출력한다.

엔진제어부/제동압제어부(107, 108)는 ABS 제어블록(110)의 제동력의 조절만으로 불충분할 때 엔진의 구동력을 함께 조절하도록 TCS제어블록(109)과 협조 제어를 수행한다. 즉, 결정부(106)의 결정에 따라 오버스티어시에는 후륜에서 먼저 타이어와 노면 사 이의 접착한계에 도달하여 스핀 아웃(Spin-out)되는 현상이 나타나므로 전륜의 제동장치를 제어함으로써 전륜에 의해 발생하는 선회모멘트를 줄여준다. 반대로 언더스티어시에는 전륜에서 먼저 타이어와 노면의 접착 한계에 도달하여 플로우(Plow) 현상이 나타나므로 후륜을 제어하여 차량이 원하는 궤적으로 운동하게 한다. 아울러, 노면마찰계수 변화시에는 더욱 더 심한 오버스티어 현상이 나타날 수 있는데 여기서는 차량운동량과 안정기준값의 차이가 규정된 값 이상의 변화율로 증가할 때 전륜 바깥쪽 바퀴 이외에 후륜 바깥쪽 바퀴도 제어함으로써 차량 안정성을 확보한다. 본 발명의 차량 안정성 시스템은 최적의 안정성과 승차감을 위해 제동력만으로 불충분한 경우에는 엔진에 의한 구동력을 감소시킴으로서 지나친 제동력에 의한 차량의 흔들림 (Rocking) 현상을 최소화한다.

ESP 시스템에서의 거친 노면 판단 로직은 자갈길 등과 같은 거친 노면에서 발생하는 차량 장착센서 신호의 왜곡과 차량 상태에 대한 판단부의 오판을 방지하기 위한 것이다.

ESP 시스템의 거친 노면 감지 로직은 거친 노면을 주행할 때 변화하는 각 바퀴별로 휠 속도변화에 기초하여 판단하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 거친 노면검출장치는 ESP 센서 신호 처리부(20)와, 거친노면주행추정바퀴수결정부(30)와, 노면거친정도판단부(40)와, 거친노면판단부(50)를 구비한다.

ESP 센서 신호 처리부(110)는 ESP 장착 센서인 휠 속도센서, 조향각센서, 횡가 속도 그리고 요 레이트 센서 등의 정상 상태 여부 및 Offset 을 설정하는 부분이며, 거친노면주행추정바퀴수결정부(30)는 각 바퀴의 이전주기와 현재주기사이의 휠 속도차가 미리 설정된 값 이상인 바퀴의 수를 결정하는 부분이다.

또한, 노면거친정도판단부(40)는 노면주행추정바퀴수결정부(30)를 통해 결정된 바퀴의 수에 따라 노면의 거친 정도를 판단한다. 이때, 바퀴의 수가 많을수록 노면의 거친 정도가 높은 것으로 판단하게 되며, 거친 노면 판단이 보다 조기에 이루어지도록 상기 결정된 바퀴의 수가 많을수록 가중치를 높게 부여하여 노면의 거친 정도를 더 높게 판단할 수 있도록 제어한다.

또한, 거친노면판단부(50)는 노면거친정도판단부를 통해 판단된 노면의 거친 정도가 거친 노면 판단을 위해 미리 설정된 거친 정도이상이면, 주행노면을 거친 노면으로 판단한다. 이때, 판단된 노면의 거친 정도가 미리 설정된 거친 정도보다 클수록 ESP 장착센서의 고장검출 금지의 작동시기를 기준시기보다 앞당겨 수행할 수 있도록 제어한다.

도 3은 본 발명에 따른 거친 노면 검출장치에서 거친 노면을 검출하는 과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다. 도 3을 살펴보면, 단계 S100에서 각 바퀴의 휠 속도를 검출한다.

그리고, 검출된 각 바퀴의 휠 속도를 이용하여 각 바퀴별로 휠 속도차이를 산출한다. 이때, 각 바퀴의 이전주기와 현재주기사이의 휠 속도차를 산출한다.

각 바퀴별 휠 속도차이를 산출한 후 단계 S102에서 각 바퀴별 휠 속도차가 미리 설정된 값(일예로, 1.5kph)보다 큰지를 판단하여 거친 노면을 주행하는 것으로 추정되 는 바퀴의 수를 결정한다. 이는 주행노면이 거친 노면을 주행하는 경우, 차체 진동이 심하게 발생하므로, 바퀴가 허공에 뜨게 되는데 이를 감지하기 위함이다.

그런 후 단계 S103에서 결정된 바퀴의 개수별로 가중치를 차별되게 부여한다. 이때, 결정된 바퀴의 수가 많을수록 노면의 거친 정도가 높은 것으로 판단할 수 있도록 바퀴 수가 많을수록 가중치를 높게 부여한다.

단계 S104에서 결정된 바퀴의 개수와 그에 따라 부여된 가중치를 고려하여 노면의 거친 정도를 판단한다. 바퀴의 개수가 많아 가중치가 높게 부여된 것은 그만큼 노면의 거친 정도가 높은 것이고, 반대로, 바퀴의 개수가 적어 가중치가 낮게 부여된 것은 그만큼 노면의 거친 정도가 낮은 것이다.

단계S104에서 노면의 거친 정도를 판단한 후 단계 S105에서 판단된 노면의 거친 정도가 거친 노면 판단을 위해 미리 설정된 기준 거친 정도보다 높은지를 판단한다. 만약, 단계 S105의 판단결과 판단된 노면의 거친 정도가 거친 노면 판단을 위해 미리 설정된 기준 거친 정도보다 낮으면, 단계 S108에서 주행노면을 정상노면으로 판단하고, 단계 S109에서 ESP 센서의 고장검출을 허용한다.

한편, 단계 S105의 판단결과 판단된 노면의 거친 정도가 거친 노면 판단을 위해 미리 설정된 기준 거친 정도보다 높으면, 단계 S106에서 주행노면을 거친 노면으로 판단하고, 단계 S107에서 ESP 센서의 고장오판을 방지할 수 있도록 ESP 센서의 고장검출을 금지시킨다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량이 거친 노면을 주행하는 경우, 각 휠 속도의 변화에 기초하여 이를 효과적으로 검출할 수 있도록 각 바퀴별 휠 속도차로부터 거친노면주행추정바퀴의 수에 따라 노면의 거친 정도를 판단한 후 이를 이용하여 주행노면이 거친 노면인지를 정확히 검출하고, 거친 노면을 주행하는 경우, ESP 센서의 고장검출을 금지시킴으로서 EPS 센서의 고장오판을 방지할 수 있어 차량 안정성 제어시스템의 제어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 차량이 거친 노면을 주행하는 경우, 노면의 거친정도에 따라 보다 빠르게 ESP 장착센서의 고장검출 금지를 수행하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 주행노면이 거친 노면인 경우, ESP 장착센서의 고장검출을 금지시키는 차량 안정성 제어시스템(ESP)에 있어서,

   각 바퀴의 휠 속도를 각각 검출하고,

   상기 검출된 각 휠 속도의 이전주기와 현재주기사이의 속도차가 미리 설정된 값 이상인 바퀴의 수를 결정하고,

   상기 결정된 바퀴의 수에 따라 노면의 거친 정도를 판단하고,

   상기 판단된 노면의 거친 정도가 미리 설정된 거친 정도이상이면, 상기 주행노면을 거친 노면으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 안정성 제어시스템의 거친 노면검출방법.
2. 제1항에 있어서, 판단된 노면의 거친 정도가 미리 설정된 거친 정도보다 클수록 상기 ESP 장착센서의 고장검출 금지의 작동시기를 기준시기보다 앞당겨 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 안정성 제어시스템의 거친 노면검출방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 ESP 장착센서의 고장검출 금지의 작동시기를 기준시기보다 앞당겨 수행하기 위하여 거친 노면 판단이 보다 조기에 이루어지도록 상기 결정된 바퀴의 수가 많을수록 가중치를 높게 부여하여 노면의 거친 정도를 더 높게 판단하게 하는 것을 특징으로 하는 차량 안정성 제어시스템의 노면 검출방법.

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