KR20090103446A - 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어제어량 결정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법에 관한 것으로, 비대칭 노면에서의 제동시 운전자의 조향 없이 차량의 직진 거동을 일정하게 유지시켜주는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은, 전자제어 제동장치에서 계산된 기준 속도(Vref)를 미분하여 차량의 종감속도를 계산하는 단계(S1)와, 차량의 종감속도에 제어 게인을 곱하여 능동형 전륜 조향장치의 오버라이드 각(override angle)을 계산하는 단계(S2)와, 차량의 제어 방향을 결정하는 단계(S3)와, 상기 단계(S2)에서 계산된 능동형 전륜 조향장치의 오버라이드 각과 상기 단계(S3)에서 계산된 차량의 제어 방향을 곱하여 조향각 제어량을 구하는 단계(S4)를 포함한다.

Description

차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법 {METHOD FOR DETERMINING CONTROLLED VARIABLE OF COORDINATE CONTROL AT DISSYMMETRY ROAD SURFACE USING DECELERATION OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제동의 안정성을 위하여 차량의 감속도 정보를 추가하여 제어를 하도록 하는 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법에 관한 것이다.

좌우 차륜의 한쪽 부분에 대응하는 부분에만 빙판 등이 형성된 비대칭 마찰력을 갖는 노면에서의 제동시, 노면 마찰력에 따른 좌우 차륜의 제동력이 상이하여 차량이 노면 마찰력이 높은 쪽으로 쏠리게 된다. 이러한 차량의 쏠림을 방지하기 위해, 종래의 능동형 전륜 조향장치와 전자제어 제동장치의 협조 제어에서는, 전자제어 제동장치에서 차량의 거동을 센서로 측정된 요 레이트(yaw rate) 값과 전자제어 제동장치 내부에서 계산된 요 레이트 값의 차이인 델타 요 값만을 기준으로 하여 제어를 수행하므로, 차량의 요 모션(yaw motion)이 크게 나타나고, 좌우 요 모션의 차이가 크게 나타난다.

또한, 운전자가 브레이크를 어떻게 밟느냐에 따라서 제어량의 불균형이 생긴다. 급브레이크시 차량의 순간적인 제동력이 크게 작용하여 델타 요 값이 크게 생성되므로 차량의 조향각 제어량이 적절히 생성되어 차량의 직진 거동이 가능하지만, 브레이크를 살살 밟으면 차량의 순간적인 제동력이 상대적으로 작게 작용하여 델타 요 값이 상대적으로 작게 생성되므로 차량의 조향각 제어량이 상대적으로 작게 생성되어 차량이 고마찰 노면 쪽으로 쏠리게 되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비대칭 노면에서의 제동시 운전자의 조향 없이 차량의 직진 거동을 일정하게 유지시켜주는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 전자제어 제동장치에서 계산된 기준 속도(Vref)를 미분하여 차량의 종감속도를 계산하는 단계(S1)와, 차량의 종감속도에 제어 게인을 곱하여 능동형 전륜 조향장치의 오버라이드 각(override angle)을 계산하는 단계(S2)와, 차량의 제어 방향을 결정하는 단계(S3)와, 상기 단계(S2)에서 계산된 능동형 전륜 조향장치의 오버라이드 각과 상기 단계(S3)에서 계산된 차량의 제어 방향을 곱하여 조향각 제어량을 구하는 단계(S4)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법에 의하면, 비대칭 노면에서의 제동시 운전자의 조향 없이 차량의 직진 거동을 일정하게 유지시켜 주는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명은, 전술한 바와 같이 능동형 전륜 조향장치와 전자제어 제동장치의 협조 제어가, 전자제어 제동장치에서 차량의 거동을 센서로 측정된 요 레이트(yaw rate) 값과 전자제어 제동장치 내부에서 계산된 요 레이트 값의 차이인 델타 요 값을 기준으로 제어를 수행함에 있어서, 능동형 전륜 조향장치의 특성상 운전자의 조향각과 실제 조향각의 차이가 있다는 점을 이용하여 차량의 거동을 제어하는 것이다.

실제 능동형 전륜 조향장치와 전자제어 제동장치의 협조 제어시, 비대칭 마찰 노면에서 제동을 하게 되면, 운전자의 조향 없이도 차량의 휘일 각이 조향되어 전자제어 제동장치과 함께 차량의 자세를 제어할 수 있다.

종래에는 비대칭 마찰 노면에서 조향을 하지 않고 제동시 능동형 전륜 조향장치와 전자제어 제동장치의 협조 제어에서 델타 요 값만을 이용하여 제어하였다면, 본 발명은, 제동의 안정성을 위하여 차량의 감속도 정보를 추가하여 제어를 하도록 하는 것이다.

종래에서와 같이 델타 요 값만을 이용하여 제어할 경우, 차량의 제동압에 따른 요 모션(yaw motion)에 따라 조향각 제어량이 결정되기 때문에, 상대적으로 제동압을 작게 생성하여 제동력을 인가하게 되면, 상대적으로 조향각 제어량이 작아져서 비대칭 마찰 노면에서의 직진 제동이 어렵게 되는데, 이를 보강하기 위하여, 본 발명은 차량의 감속도를 추출하여 감속도에 따른 조향각 제어량의 변화를 주어 비대칭 마찰 노면에서의 제동시 운전자의 조향 없이도 차량의 직진을 유지하도록 하는 것이다.

이를 위해서는 차량에 감속도의 정보와 감속도에 따른 차량의 모션의 거동에 대한 정보가 필요하다.

전자제어 제동장치에서 계산된 기준 속도(Vref)를 미분하여 차량의 종감속도를 계산할 수 있다. 이렇게 계산된 종감속도의 양에 비례하여 능동형 전륜 조향장치의 제어 게인의 양을 계산하여 조절하는데, 제어량의 한계치는 운전자의 조향 의지가 있는지의 여부에 따라 변화한다.

이러한 본 발명의 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법을 순서도로서 도 1에 나타내었다.

먼저, 단계(S1)에서는, 전자제어 제동장치에서 계산된 기준 속도(Vref)를 미분하여 차량의 종감속도를 계산한다.

다음, 단계(S2)에서는, 차량의 종감속도에 제어 게인(예를 들어, PID 제어 게인)을 곱하여 능동형 전륜 조향장치의 오버라이드 각(override angle)을 계산한다. 여기에서, 능동형 전륜 조향장치의 오버라이드 각은 능동형 전륜 조향장치에 임의적으로 조향각을 요청하는 신호이다.

다음, 단계(S3)에서는, 차량의 제어 방향을 결정하여 + 방향인 경우 1로 설정하고, - 방향인 경우 -1로 설정한다. 여기에서, 차량의 제어 방향은 좌우 차륜의 각각의 제동 압력을 이용하여 결정한다.

다음, 단계(S4)에서는, 상기 단계(S2)에서 계산된 능동형 전륜 조향장치의 오버라이드 각과 상기 단계(S3)에서 계산된 차량의 제어 방향을 곱하여 조향각 제어량을 구한다.

다음, 단계(S5)에서는, 비대칭 마찰 노면 제동시, 운전자의 조향 의지가 있는지의 여부를 결정한다. 여기에서, 운전자의 조향 의지가 있는지의 여부는 운전자 조향각과 운전자 조향 각속도의 값을 이용하여 결정한다. 즉, 운전자 조향각이 소정값 보다 큰 조건과 운전자 조향 각속도가 소정값 보다 큰 조건을 동시에 만족하면, 운전자의 조향 의지가 있는 것으로 결정하고, 상기 2개의 조건을 하나라도 만족하지 못하면 운전자의 조향 의지가 없는 것으로 결정한다. 운전자 조향각과 운전자 조향 각속도의 값을 비교하기 위한 소정값은 차량의 각각의 설계 조건에 따라 상이할 수 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대하여 예시적으로 설명하지 않기로 한다.

다음, 단계(S6)에서는, 운전자의 조향 의지가 있는지의 여부에 따라 각각 다른 조향각 제어량 한계치를 적용한다. 즉, 상기 단계(S5)의 결과, 운전자의 조향 의지가 있을 때와 없을 때에 각각 다른 조향각 제어량 한계치를 적용한다.

다음, 단계(S7)에서는, 상기 단계(S4)에서 구한 조향각 제어량과 상기 단계(S6)에서 적용한 조향각 제어량 한계치의 크기를 비교한다.

조향각 제어량과 조향각 제어량 한계치의 크기 비교 결과, 단계(S4)에서 구한 조향각 제어량이 단계(S6)에서 적용한 조향각 제어량 한계치 이하이면, 단계(S8)에서 조향각 제어량을 제어값으로서 출력한다.

또한, 조향각 제어량과 조향각 제어량 한계치의 크기 비교 결과, 단계(S4)에서 구한 조향각 제어량이 단계(S6)에서 적용한 조향각 제어량 한계치보다 크면, 단계(S9)에서 조향각 제어량 한계치를 제어값으로서 출력한다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

Claims (4)

1. 전자제어 제동장치에서 계산된 기준 속도(Vref)를 미분하여 차량의 종감속도를 계산하는 단계(S1)와,

   차량의 종감속도에 제어 게인을 곱하여 능동형 전륜 조향장치의 오버라이드 각(override angle)을 계산하는 단계(S2)와,

   차량의 제어 방향을 결정하는 단계(S3)와,

   상기 단계(S2)에서 계산된 능동형 전륜 조향장치의 오버라이드 각과 상기 단계(S3)에서 계산된 차량의 제어 방향을 곱하여 조향각 제어량을 구하는 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   비대칭 마찰 노면 제동시, 운전자의 조향 의지가 있는지의 여부를 결정하는 단계(S5)와,

   운전자의 조향 의지가 있는지의 여부에 따라 각각 다른 조향각 제어량 한계치를 적용하는 단계(S6)와,

   상기 조향각 제어량과 상기 조향각 제어량 한계치의 크기를 비교하는 단계(S7)와,

   상기 조향각 제어량이 상기 조향각 제어량 한계치 이하이면 상기 조향각 제어량을 제어값으로서 출력하는 단계(S8)와,

   상기 조향각 제어량이 상기 조향각 제어량 한계치보다 크면 상기 조향각 제어량 한계치를 제어값으로서 출력하는 단계(S9)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 단계(S3)의 차량의 제어 방향은 좌우 차륜의 각각의 제동 압력을 이용하여 결정하여 + 방향인 경우 1로 설정하고, - 방향인 경우 -1로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 단계(S5)의 운전자의 조향 의지가 있는지의 여부는 운전자 조향각과 운전자 조향 각속도의 값을 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 감속도를 이용한 비대칭 노면에서의 협조제어 제어량 결정 방법.