KR20100063356A - 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템 및 그에따른 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 문서는 조향각 및 종속도의 센서값을 입력받아 기준 요레이트 모델에 따라 기준 요레이트 값을 산출하는 기준 요레이트 생성부와, 조향각, 종속도, 횡가속도 및 요레이트의 센서값을 입력받아 요레이트 외란 값을 추정하는 가상 외란 센서부, 상기 기준 요레이트 값과 상기 요레이트 센서값의 차이인 요레이트 오류값과 상기 요레이트 외란값을 입력받아 다수의 제어이득값 중에서 선택되는 하나를 적용하여 제어 모멘트 값을 출력하는 요레이트 제어부 및 상기 제어 모멘트 값에 따라 차량의 제동력을 분배하는 제동력 분배 로직부를 포함하는 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템을 설명한다.

요레이트 외란, 실조향각, 요레이트 제어

Description

가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템 및 그에 따른 제어 방법{A VEHICLE STABILITY CONTROL SYSTEM USING A VIRTUAL DISTURBANCE SENSOR AND A CONTROL METHOD USING THE SAME}

본 문서는 차량 안정성 제어 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템 및 그에 따른 제어 방법에 관한 것이다.

차량 안정성 제어시스템(Electronic Stability Program; 이하 ESP 시스템이라 한다)에 있어서, 이 ESP 시스템은 기본적으로 차량의 요 거동을 제어하기 위한 것으로, 운전자의 운전 중 타이어의 접촉 한계에 이르는 위험한 상황에서 휠을 적절히 제어함으로써 차량을 운전자가 원하는 방향으로 운동시키는 시스템이다. 보통, 차량이 선회 주행하는 경우 차량이 원하는 주행코스보다 바깥쪽으로 밀려 나가는 궤도이탈 아웃 (Drift out)인 언더스티어가 발생하여 차량이 원하는 선회 궤적에서 바깥쪽으로 밀려나게 되어 차량의 안정성을 해치게 된다. 이를 방지하기 위해 ESP 시스템에서는 언더스티어시 후륜 내측 휠에 제동력을 가하여 차량의 안쪽으로 작용하는 보상 모멘트를 생성시킴으로써 차량이 원하는 궤적에서 바깥쪽으로 밀려 나는 것을 방지시켜 차량을 안정적으로 주행시킨다.그러나, 종래의 ESP 시스템에서는 추정된 요 레이트 및 차량 중심에서 본 사이드 슬립각을 이용하여 후륜 내측 휠에 제동력을 가하여 궤도이탈를 제어하였으나, 사이드 슬립각의 추정이 어려워 궤도이탈 제어의 변수로 사용하기가 어렵고, 적절하지 않은 제동력으로 인하여 차량의 안정성과 승차감이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 문서는 가상 외란 센서를 통해 생성되는 요레이트 외란값을 이용하는 차량 안정성 제어 시스템 제공을 해결 과제로 한다.

또한, 전/후 코너링 강성값과 종속도 값에 따라 제어이득값을 선택하여 전/후 코너링 강성값과 종속도를 실시간으로 반영하여 제어하는 차량 안정성 제어 시스템 제공을 해결 과제로 한다.

또한, 실조향각값을 추정하여 이용하는 차량 안정성 제어 시스템 제공을 해결 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 일 수단으로서의 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템은, 조향각 및 종속도의 센서값을 입력받아 기준 요레이트 모델에 따라 기준 요레이트 값을 산출하는 기준 요레이트 생성부, 조향각, 종속도, 횡가속도 및 요레이트의 센서값을 입력받아 요레이트 외란 값을 추정하는 가상 외란 센서부, 상기 기준 요레이트 값과 상기 요레이트 센서값의 차이인 요레이트 오류값과 상기 요레이트 외란값을 입력받아 다수의 제어이득값 중에서 선택되는 하나를 적용하여 제어 모멘트 값을 출력하는 요레이트 제어부 및 상기 제어 모멘트 값에 따라 차량의 제동력을 분배하는 제동력 분배 로직부를 포함한다.

그리고, 상술한 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서의 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 방법은, 조향각 및 종속도의 센서값을 입력받아 기준 요 레이트 모델에 따라 기준 요레이트 값을 산출하는 단계, 조향각, 종속도, 횡가속도 및 요레이트의 센서값을 입력받아 요레이트 외란 값을 추정하는 단계, 상기 기준 요레이트 값과 상기 요레이트 센서값의 차이인 요레이트 오류값과 상기 요레이트 외란값을 입력받아 다수의 제어이득값 중에서 선택되는 하나를 적용하여 제어 모멘트 값을 출력하는 단계 및 상기 제어 모멘트 값에 따라 차량의 제동력을 분배하는 단계를 포함한다.

상기 요레이트 제어부는, 수학적 모델에 따라 제어하는 게인 스케쥴드 견실 요레이트 제어기(gain-scheduled robust yaw rate controller)가 사용될 수 있다.

상기 요레이트 제어부는, 전/후 코너링 강성의 변화 추정값과 상기 종속도 값에 기초하여 상기 다수의 제어이득값 중에서 하나를 선택할 수 있다.

상기 전/후 코너링 강성의 변화 추정값은, 횡가속도 센서값과 롤 모델에 기초하여 추정된 롤 모션값과 도로의 횡경사값 중 하나 이상이 보상되는 횡가속도 센서값을 이용하여 추정될 수 있다.

상기 요레이트 제어부는, 조향각 센서값과 조향 기어비에 따른 기구학적 조향값에 횡가속도 센서값를 더 고려하여 실조향각 센서값을 추정하는 실조향각 추정기를 포함할 수 있다.

상기 제동력 분배 로직부는 수직항력, 타이어-노면 마찰계수, 횡력 등의 함수인 여유 제동력과 수학적 모델을 이용한 각 휠의 수직 항력, 횡력 추정하여 각 휠에서의 여유 제동력 계산하고, 이 각 휠의 여유 제동력 고려하고, 요모멘트 민감도 고려하여 종방향 속도로의 영향 최소화하도록 브레이크 제어 개입 우선 순위 결 정할 수 있다.

상기 기준 요레이트 값과 실제 차량의 요레이트 센서값을 비교하여 언더/오버스티어를 판단하는 언더/오버스티어 판단부를 더 포함할 수 있다.

상기 차량은, 브레이크 바이 와이어 시스템(Brake-by-wire system)이 장착된 차량일 수 있다.

본 발명에 따르면 기존 발명에서 고려하지 않던 요레이트 외란을 가상 센서로 추정하여 보다 정확한 차량안정성 개입량을 결정하는 효과가 있다.

그리고, 차량 횡동력학에 영향을 끼치는 전/후 코너링 강성(Cf,Cr), 종속도(Vx)에 따라 이득제어값이 스케쥴링되는 견실 요레이트 제어기를 이용할 수 있다.

또한, 견실 요레이트 제어기에서는 조향각 센서값과 차량 횡가속도를 이용하여 정확한 실조향각(실타각)를 추정하여 보다 정확한 제어의 수행이 가능한 효과가 있다.

추가적으로 요레이트 에러를 줄이는 방향으로 전/후 코너링 강성을 업데이트 하여 실시간으로 추정할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 차량 횡가속도 센서값과 차량의 롤 모델을 사용하는 롤각 추정기법을 설계하여, 이를 보상한 차량 횡가속도 성분을 추출하는 효과가 있다.

이하 도면을 참조하여 가상 외란 센서를 통해 생성되는 요레이트 외란값을 이용하여 차량의 제어 모멘트값을 산출하는 차량 안정성 제어 시스템에 관한 본 발명의 실시예들을 설명하도록 한다.

본 발명은 브레이크 바이 와이어 시스템(Brake-by-wire system)이 장착된 차량에서와 같이 조향각(δ), 횡가속도(a_y) 및 요레이트(r)의 센서값이 생성되는 차량에서 적용될 수 있는 차량 안정성 제어 시스템에 관한 것으로, 요레이트 외란을 추정하는 가상 센서와 모델 기반의 게인 스케쥴드 견실 요레이트 제어기(gain-scheduled robust yaw rate controller)를 구비하여 차량 안정화 성능을 극대화하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템은, 기준 요레이트 생성부(100), 가상 외란 센서부(110)와 기준 요레이트 생성부(100)에서 생성되는 기준 요레이트 값(r_ref)과 실제 차량의 요레이트 센서값(r)을 비교하여 언더/오버스티어를 판단하는 언더/오버스티어 판단부(120)를 포함한다. 그리고, 요레이트 제어부(130), 및 요레이트 제어부(130)에서 생성되는 제어 모멘트 값(M_DB)에 따라 차량의 제동력을 분배하는 제동력 분배 로직부(140)를 포함한다.

본 실시예에 따른 기준 요레이트 생성부(100)에서는 조향각(δ) 및 종속도(V_x)의 센서값을 입력받아 기준 요레이트 모델에 따라 기준 요레이트 값(r_ref)을 산출한다. 본 실시예에 따른 기준 요레이트 생성부(100)에서 사용될 수 있는 기준 요레이트 모델의 일례를 아래 수학식 1에 나타낸다.

수학식 1은 이륜 차량 모델을 기반으로 한 것으로 수학식 1에서 β는 차량의 바디 횡슬립, r은 차량의 요레이트, δ는 조향각, V_x는 종속도를 나타내고, C_f, C_r은 각각 전/후 코너링 강성, I_z는 요 관성 모멘트, m은 차량의 질량, l_f, l_r은 각각 전/후 바퀴축과 차량무게중심 사이의 거리를 나타낸다. 본 실시예에 따른 기준 요레이트 생성부(100)에서는 수학식 1에 따라 요레이트 값을 산출하고 이를 기준 요레이트 값(r_ref)으로 설정한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 수학적 모델에 따른 요레이트 변화와 실측 요레이트 변화를 비교한 그래프이다. 도 2에 도시된 바와 같이 수학적 모델에 따른 요레이트 변화와 실측 요레이트 변화가 거의 일치하는 것으로 확인되는 바 수학적 모델 사용의 타당성을 입증할 수 있다.

본 실시예에 따른 가상 외란 센서부(110)는 조향각(δ), 종속도(V_x), 횡가속도(a_y) 및 요레이트(r)의 센서값을 입력받아 요레이트 외란 값(w)을 추정한다. 본 실시예에 따른 가상 외란 센서부(110)는 브레이크 바이 와이어 시스템에서와 같이 제동력을 센서로 계측하는 시스템에서 유효하며 제동력 제어 시 실시간으로 요레이 트 외란의 추정이 가능하므로 이를 반영하여 적절히 복원 요모멘트 제어값을 결정할 수 있게 한다.

본 실시예에 따른 가상 외란 센서부(110)는 요레이트 동역학를 이용하여 이론상의 요레이트과 실제 차량의 요레이트값의 차이로부터 실제 차량에 가해지고 있는 요레이트 외란(w)을 추정한다. 본 실시예에 따른 가상 외란 센서부(110)에서 요레이트 외란 값(w)을 추정하는 방법의 일례를 아래 수학식 2a 내지 수학식 2i를 통해 설명한다.

수학식 2a는 요레이트 동역학식을 나타낸다. 수학식 2a에서는 요레이트(r), 횡가속도(a_y) 및 조향각(δ)의 계수를 각각 a, b₁, b₂로 설정함을 나타낸다.

수학식 2b와 수학식 2c에서 K 제어이득값, ΔP는 브레이크 압력을 나타낸다. 수학식 2b는 수학식 2a의 요레이트 동역학식에서 추가 성분을 표시한 것으로 수학식 2c에 나타낸 바와 같이 수학식 2b에서 노미날 성분을 제외한 나머지를 모두 요레이트 외란 값(w)으로 추정할 수 있다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

수학식 2d에 나타낸 바와 같이 z값을 정의한다면, z에 대한 차량 모델의 역학식은 수학식 2e와 같이 나타낼 수 있다. 그리고, z에 대한 오류 역학을 포함하는 승객 모델의 역학식은 아래 수학식 2f와 같이 나타낼 수 있다.

수학식 2f에서 y는 수학식 2g와 같이 나타낼 수 있으며, 이를 수학식 2f에 대입한 후 위 수학식 2e에서 구한 차량 모델의 역학식과의 차를 구하면 아래 수학 식 2h와 같이 나타낼 수 있다.

수학식 2h에서 z 값을 다시 수학식 2d에서 나타냈던 값으로 변환하고 A_d, C_d, L_d 값을 대입하면 아래 수학식 2i와 같이 나타낼 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상술한 방법에 따라 조향각(δ), 종속도(V_x), 횡가속도(a_y) 및 요레이트(r)의 센서값을 입력받아 요레이트 외란 값(w)을 추정할 수 있다.

본 실시예에 따른 요레이트 제어부(130)는, 수학적 모델에 따라 제어하는 게인 스케쥴드 견실 요레이트 제어기가 사용되며, 기준 요레이트 생성부(100)에서 생성되는 기준 요레이트 값(r_ref)과 요레이트 센서값(r)의 차이인 요레이트 오류값(e)과 가상 외란 센서부(110)에서 생성되는 요레이트 외란값(w)을 입력받아 다수의 제어이득값(K(s)) 중에서 선택되는 하나를 적용하여 제어 모멘트 값(M_DB)을 출력한다.먼저, 임의의 제어이득값(K(s))을 이용하여 제어 모멘트 값(M_DB)을 생성하는 방법을 이하 수학식 3a 내지 수학식 3c를 통해 설명한다.

수학식 3a는 제동력에 의한 복원 요모멘트에 대한 이론적 제어값을 나타낸다. 수학식 3b은 상술한 수학식 2a의 요레이트 동역학식에 본 실시예에 따른 제어 모멘트 값(M_DB)을 적용한 것을 나타낸다. 즉, 수학식 3a의 이론적 제어값을 수학식 3b에 적용하면

가 되어 이상적인 값에 접근함을 알 수 있다.

그리고, 수학식 3c는 본 실시예에 따라 요레이트 오류값(e=r_ref-r)과 가상 외란 센서부(110)에서 생성되는 요레이트 외란값(w)이 적용된 제동력에 의한 복원 요모멘트에 대한 실제 제어값을 나타낸다. 즉, 수학식 3c를 통해 임의의 제어이득값(K(s))을 이용하여 제어 모멘트 값(M_DB)을 생성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 요레이트 제어부(130)의 구성의 일부를 구체화한 도면이다.

본 실시예에 따른 요레이트 제어부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 제어기를 포함하는 제어기 열(210)과 다수의 제어기 중 하나를 선택하는 스위치(230) 및 스위치의 동작을 제어하는 제어 스케쥴러(220)를 포함하는 게인 스케쥴드 제어부(200)를 포함하여 이루어진다.

본 실시예에 따른 제어 스케쥴러(220)는 전/후 코너링 강성(C_f, C_r)의 변화 추정값과 종속도 값(V_x)에 기초하여 다수의 제어이득값(K(s)) 중에서 하나를 선택하는 제어 신호를 생성하고 이를 스위치(230)로 전달한다. 본 실시예에서 제어기 열(210)에 포함되는 각 제어기는 수학적 모델에 따라 미리 설정된 제어이득값을 나타내는 것으로 상기 상술한 바와 같이 전/후 코너링 강성(C_f, C_r)의 변화 추정값과 종속도 값(V_x)에 기초하여 제어이득값(K(s))을 설정하고 이를 이용하여 제어 모멘트 값(M_DB)을 생성할 수 있다.

수학식 4는 본 실시예에 따라 다수의 제어이득값(K(s)) 중 전/후 코너링 강성(C_f, C_r)의 변화 추정값과 종속도 값(V_x)에 기초하여 선택되는 하나의 예를 나타 낸다.

본 실시예에 따라 제어이득값(K(s))을 선택하기 위해 사용되는 전/후 코너링 강성(C_f, C_r)의 변화 추정값은, 횡가속도 센서값(a_y)과 롤 모델에 기초하여 추정된 롤 모션값(Φ)과 도로의 횡경사값 중 하나 이상이 보상되는 횡가속도 센서값(a_y)을 이용하여 추정될 수 있다. 이때 롤 모델에 기초하여 추정된 롤 모션값(Φ)에 대한 수학적 모델을 아래 수학식 5에 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 수학적 모델에 따른 롤 각 변화와 실측 롤 각 변화를 비교한 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이 수학적 모델에 따른 롤 각 변화와 실측 롤 각 변화가 거의 일치하는 것으로 확인되는 바 수학적 모델 사용의 타당성을 입증할 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면 차량의 횡방향 하중변화, 노면마찰계수 및 타이어 횡경사에 의해 끊임없이 변화하는 전/후 코너링 강성(Cf, Cr) 변화를 추정하고, 차량 횡가속도를 계측하는 횡가속도 센서에 오프셋으로 영향을 미치는 차량 롤모션과 도로 횡경사각을 적절히 보상해 줄 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 전/후 코너링 강성(C_f, C_r)의 변화 추정값을 생성하는 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.

본 실시예에 따르면 도 5에 도시된 바와 같이 먼저, 요레이트(r), 횡가속도(a_y) 및 조향각(δ)를 입력값으로 받아 단계 S50에서 롤 효과를 제거한다. 이때 수학식 5를 통해 설명한 롤 모션값(Φ)에 대한 수학적 모델을 이용할 수 있을 것이다. 그리고, 단계 S51 및 단계 S52에 전/후 타이어 횡력(F_yf, F_yr)을 추정한다. 타이어 횡력은 이론적으로 코너링 강성과 타이어 횡 경사각과의 곱이므로 이를 이용하여 다음수학식 6a와 같이 나타낼 수 있다.

이때 본 실시예에 따라 수학식 6b에 나타낸 바와 같이 도로의 횡경사각 효과를 제거해 줄 수 있다.

그리고, 단계 S53 및 단계 S54에서 각각 선형 타이어 모델을 적용한다. 이를 적응규칙(adaptive law)을 이용하여 전/후 코너링 강성(C_f, C_r)을 추정하기 위한 선형 파라미터 모델로 정리하면 다음 수학식 6c와 같다.

,

,

단계 S55에서 바디 횡슬립(β) 효과를 소거한다. 그리고, 단계 S56에서 적응 추정 기법을 적용하여 전/후 코너링 강성(C_f, C_r)의 변화 추정값을 생성하면 아래 수학식 6d 및 수학식 6e와 같이 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 아래 수학식 7에 나타낸 바와 같이 요레이트 제어부(130)를 포함하는 각 구성에서, 조향각 센서값(δ_SW)과 조향 기어비(1:n)에 따른 기구학적 조향값에 횡가속도 센서값(a_y)를 더 고려하여 실조향각 센서값을 추정하는 실조향각 추정기를 포함할 수 있다.

그리고, 본 실시예에 따른 제동력 분배 로직부(140)는 요레이트 제어부(130)에서 생성되는 제어 모멘트 값(M_DB)에 따라 차량의 제동력을 분배한다. 견실 요레이트 제어기에서 결정된 목표 복원 요모멘트는 제동력 분배로직에 따라 적절히 각 차륜의 제동압으로 환산된다.

본 실시예에 따른 제동력 분배 로직부(140)의 제동력 분배 로직은 수직항력, 타이어-노면 마찰계수, 횡력 등의 함수인 여유 제동력과 수학적 모델을 이용한 각 휠의 수직 항력, 횡력 추정하여 각 휠에서의 여유 제동력 계산하고, 이 각 휠의 여유 제동력 고려하고, 요모멘트 민감도 고려하여 종방향 속도로의 영향 최소화하도록 브레이크 제어 개입 우선 순위 결정한다. 이 개입 우선 순위의 일례를 아래 표 1에 나타낸다.

개입 우선 순위	브레이크 개입 순서	작용
1	최적 제동륜/최적 제동해제륜	승압/감압
2	동일방향 제동륜/최적 제동해제륜	승압/감압
제한 조건: 차량 종방향 속도에 영향 최소화

그리고, 설정된 엔진 개입 기준에 따라 개임 시점을 제어하는데 이 엔진 개입 기준은 언더스티어 제어 시 개입하고, 개입 시점은 브레이크 개입 시점보다 빠르도록 설정될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 제동력 분배 로직에 따라 결정된 좌/우 타이어 제어 압력을 나타내는 그래프이고, 도 7은 차량 안정성 제어 시스템에서 제동력 분배 로직에 따라 결정된 제어 압력에 따른 요레이트 제어 효과를 나타내는 그래프이다.

마찰 계수는 0.9인 남양 범용로에서 초기 차속 100kph에서 더블 레인 체인지 즉, 연속하여 차선을 이동했다가 다시 돌아오는 경우에 를 실시 하였을 때 도 6의 (a) 및 (b)는 각각 좌/우 타이어 제어 압력의 변화를 나타내고 도 7의 (a) 및 (b)는 ESC On/Off 각각의 차량 요레이트 거동을 나타낸다. 도 6 및 도 7을 통해, ESC 제어 없을 때와 비교하여 ESC 제어시 적절한 제어 압력에 따라 실제 차량 거동이 목표 요레이트에 근접하여 차량의 거동이 안정화 되는 것을 확인할 수 있다.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 수학적 모델에 따른 요레이트 변화와 실측 요레이트 변화를 비교한 그래프이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 요레이트 제어부(130)의 구성의 일부를 구체화한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 수학적 모델에 따른 롤 각 변화와 실측 롤 각 변화를 비교한 그래프이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 전/후 코너링 강성의 변화 추정값을 생성하는 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안정성 제어 시스템에서 제동력 분배 로직에 따라 결정된 좌/우 타이어 제어 압력을 나타내는 그래프이다.

도 7은 차량 안정성 제어 시스템에서 제동력 분배 로직에 따라 결정된 제어 압력에 따른 요레이트 제어 효과를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요구성에 대한 부호의 설명>

100: 기준 요레이트 모델부 110: 가상 센서부

120: 언더/오버 스티어 판단부 130: 요레이트 제어부

140: 제동력 분배 로직부

Claims (10)

1. 차량의 조향각 및 종속도의 센서값을 입력받아 기준 요레이트 모델에 따라 기준 요레이트 값을 산출하는 기준 요레이트 생성부;

   조향각, 종속도, 횡가속도 및 요레이트의 센서값을 입력받아 요레이트 외란 값을 추정하는 가상 외란 센서부;

   상기 기준 요레이트 값과 상기 요레이트 센서값의 차이인 요레이트 오류값과 상기 요레이트 외란값을 입력받아 다수의 제어이득값 중에서 선택되는 하나를 적용하여 제어 모멘트 값을 출력하는 요레이트 제어부; 및

   상기 제어 모멘트 값에 따라 차량의 제동력을 분배하는 제동력 분배 로직부

   를 포함하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가상 외란 센서부는, 요레이트 동역학를 이용하여 이론상의 요레이트과 실제 차량의 요레이트값의 차이로부터 실제 차량에 가해지고 있는 요레이트 외란(w)을 추정하는 것을 특징으로 하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 요레이트 제어부는, 수학적 모델에 따라 제어하는 게인 스케쥴드 견실 요레이트 제어기(gain-scheduled robust yaw rate controller)가 사용되는 것을 특징으로 하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 요레이트 제어부는, 전/후 코너링 강성의 변화 추정값과 상기 종속도 값에 기초하여 상기 다수의 제어이득값 중에서 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 전/후 코너링 강성의 변화 추정값은, 횡가속도 센서값과 롤 모델에 기초하여 추정된 롤 모션값과 도로의 횡경사값 중 하나 이상이 보상되는 횡가속도 센서값을 이용하여 추정되는 것을 특징으로 하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 요레이트 제어부는, 조향각 센서값과 조향 기어비에 따른 기구학적 조향값에 횡가속도 센서값를 더 고려하여 실조향각 센서값을 추정하는 실조향각 추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 제동력 분배 로직부는 수직항력, 타이어-노면 마찰계수, 횡력 등의 함수인 여유 제동력과 수학적 모델을 이용한 각 휠의 수직 항력, 횡력 추정하여 각 휠에서의 여유 제동력 계산하고, 이 각 휠의 여유 제동력 고려하고, 요모멘트 민감도 고려하여 종방향 속도로의 영향 최소화하도록 브레이크 제어 개입 우선 순위 결정하는 것을 특징으로 하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 기준 요레이트 값과 실제 차량의 요레이트 센서값을 비교하여 언더/오버스티어를 판단하는 언더/오버스티어 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 차량은, 브레이크 바이 와이어 시스템(Brake-by-wire system)이 장착된 차량인 것을 특징으로 하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 시스템.
10. 조향각 및 종속도의 센서값을 입력받아 기준 요레이트 모델에 따라 기준 요레이트 값을 산출하는 단계;

    조향각, 종속도, 횡가속도 및 요레이트의 센서값을 입력받아 요레이트 외란 값을 추정하는 단계;

    상기 기준 요레이트 값과 상기 요레이트 센서값의 차이인 요레이트 오류값과 상기 요레이트 외란값을 입력받아 다수의 제어이득값 중에서 선택되는 하나를 적용하여 제어 모멘트 값을 출력하는 단계; 및

    상기 제어 모멘트 값에 따라 차량의 제동력을 분배하는 단계

    를 포함하는, 가상 외란 센서를 이용한 차량 안정성 제어 방법.

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