KR20140021744A - 노면마찰계수 추정장치 및 이를 사용하는 차량의 구동력 제어방법 - Google Patents

노면마찰계수 추정장치 및 이를 사용하는 차량의 구동력 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종방향 가속도, 횡방향 가속도, 요레이트(yaw rate) 및 조향각을 측정하는 센서를 포함하는 차량의 노면마찰계수 추정장치로서, 측정된 상기 종방향 가속도 및 측정된 상기 횡방향 가속도를 이용하여 전륜 및 후륜에 각각 작용하는 수직항력을 추정하는 수직항력 추정부; 측정된 상기 횡방향 가속도, 측정된 상기 요레이트 및 측정된 상기 조향각을 이용하여 상기 전륜 및 후륜에 각각 작용하는 횡방향력을 추정하는 횡방향력 추정부; 측정된 상기 종방향 가속도를 이용하여 상기 전륜 및 후륜에 각각 작용하는 종방향력을 추정하는 종방향력 추정부;및 추정된 상기 수직항력, 추정된 상기 횡방향력 및 추정된 상기 종방향력을 이용하여 노면마찰계수를 추정하는 노면마찰계수 추정부를 포함하는 노면마찰계수 추정장치를 제공하여, 노면마찰계수를 추정하는데 있어서 전륜 및 후륜의 횡방향력을 고려하여 차량의 선회시에도 정확한 노면마찰계수를 추정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

노면마찰계수 추정장치 및 이를 사용하는 차량의 구동력 제어방법{Apparatus for estimating road friction coefficient}
본 발명은 노면마찰계수 추정장치 및 이를 사용하는 차량의 구동력 제어방법에 관한 것으로, 차량 휠의 횡방향력을 반영하여 노면마찰계수를 추정하고 추정된 노면마찰계수를 통해 차량의 구동력을 제어하는 노면마찰계수 추정장치 및 이를 사용하는 차량의 구동력 제어방법에 관한 것이다.
전자 및 제어분야의 발전에 힘입어 안티록 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System:ABS)이나, 트랙션 제어 시스템(Traction Control System:TCS), 자세 제어 시스템(Electronic Stability Control:ESC) 등의 능동 안전제어 시스템 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 시스템에서 노면마찰계수를 추정하는 것은 매우 중요한 부분이다.
노면마찰계수를 추정하는 방법은 여러가지가 제안되고 있다. 예를 들어, 노면마찰계수의 각 슬립률에 따른 종방향력의 선형 기울기를 이용하는 방안, 비선형 타이어 모델을 이용하는 방안, 차량의 종가속도 센서를 이용하는 방안 등이 있다.
그러나 타이어 모델을 이용하는 방안의 경우, 타이어 특성 변화에 대응하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 종방향에 국한되어 노면마찰계수를 추정하는 방안은 차량의 선회시 노면마찰계수를 추정하는데 있어서, 오류가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 타이어 특성 변화와 무관하게 차량의 선회시에도 정확한 노면마찰계수를 추정할 수 있는 노면마찰계수 추정장치 및 이를 사용하는 차량의 구동력 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 종방향 가속도, 횡방향 가속도, 요레이트(yaw rate) 및 조향각을 측정하는 센서를 포함하는 차량의 노면마찰계수 추정장치로서, 측정된 상기 종방향 가속도 및 측정된 상기 횡방향 가속도를 이용하여 전륜 및 후륜에 각각 작용하는 수직항력을 추정하는 수직항력 추정부와, 측정된 상기 횡방향 가속도, 측정된 상기 요레이트 및 측정된 상기 조향각을 이용하여 상기 전륜 및 후륜에 각각 작용하는 횡방향력을 추정하는 횡방향력 추정부와, 측정된 상기 종방향 가속도를 이용하여 상기 전륜 및 후륜에 각각 작용하는 종방향력을 추정하는 종방향력 추정부 및 추정된 상기 수직항력, 추정된 상기 횡방향력 및 추정된 상기 종방향력을 이용하여 노면마찰계수를 추정하는 노면마찰계수 추정부를 포함하는 노면마찰계수 추정장치를 제공한다.
바람직하게는. 상기 수직항력 추정부는, 상대적으로 좌측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 좌측전륜 수직항력을 아래의 [수학식2]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치하는 상기 전륜에 작용하는 우측전륜 수직항력을 아래의 [수학식3]를 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식2]
Figure pat00001
여기에서, Fzfl은 좌측전륜 수직항력이고, h는 차량의 무게중심 높이이고. Cd는 공기저항계수이고, A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
[수학식3]
Figure pat00002
여기에서, Fzfr은 우측전륜 수직항력이고, h는 차량의 무게중심 높이이고. Cd는 공기저항계수이고, A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 수직항력 추정부는, 상대적으로 좌측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 좌측후륜 수직항력을 아래의 [수학식4]를 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치하는 상기 후륜에 작용하는 우측후륜 수직항력을 아래의 [수학식5]를 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식4]
Figure pat00003
여기에서, Fzrl은 좌측후륜 수직항력이고, h는 차량의 무게중심 높이이고. Cd는 공기저항계수이고, A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
[수학식5]
Figure pat00004
여기에서, Fzrr은 우측후륜 수직항력이고, h는 차량의 무게중심 높이이고. Cd는 공기저항계수이고, A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 횡방향력 추정부는, 상대적으로 좌측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 좌측전륜 횡방향력을 아래의 [수학식6]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치하는 상기 전륜에 작용하는 우측전륜 횡방향력을 아래의 [수학식7]을 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식6]
Figure pat00005
여기서, Fyfl 은 좌측전륜 횡방향력이고, Fyf는 전륜 횡방향력이고, Afl은 좌측전륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyf에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
Figure pat00006
는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Afl에서 Fzfl 는 상기 좌측전륜 수직항력이고, Fzfr은 상기 우측전륜 수직항력을 나타낸다.
[수학식7]
Figure pat00007
여기서, Fyfr 은 우측전륜 횡방향력이고, Fyf는 전륜 횡방향력이고, Afr은 우측전륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyf에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
Figure pat00008
는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Afr에서 Fzfl은 상기 좌측전륜 수직항력이고, Fzfr은 상기 우측전륜 수직항력을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 횡방향력 추정부는, 상대적으로 좌측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 좌측후륜 횡방향력을 아래의 [수학식8]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치하는 상기 후륜에 작용하는 횡방향력은 아래의 [수학식9]를 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식8]
Figure pat00009
여기서, Fyrl은 좌측후륜 횡방향력이고, Fyr은 후륜 횡방향력이고, Arl은 좌측후륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyr에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
Figure pat00010
는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Arl에서 Fzrl 는 상기 좌측후륜 수직항력이고, Fzrr은 상기 우측후륜 수직항력을 나타낸다.
[수학식9]
Figure pat00011
여기서, Fyrr은 우측후륜 횡방향력이고, Fyr은 후륜 횡방향력이고, Arr은 우측후륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyr에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
Figure pat00012
는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Arr에서 Fzrl 는 상기 좌측후륜 수직항력이고, Fzrr은 상기 우측후륜 수직항력을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 종방향력 추정부는, 상대적으로 좌측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 좌측전륜 종방향력을 아래의 [수학식10]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 우측전륜 종방향력을 아래의 [수학식11]을 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식10]
Figure pat00013
여기서, Fxfl은 좌측전륜 종방향력이고, Rfl은 좌측전륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 주행중 저항을 나타낸다.
[수학식11]
Figure pat00014
여기서, Fxfr은 우측전륜 종방향력이고, Rfr은 우측전륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 주행중 저항을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 종방향력 추정부는, 상대적으로 좌측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 좌측후륜 종방향력을 아래의 [수학식12]를 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 우측후륜 종방향력을 아래의 [수학식13]을 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식12]
Figure pat00015
여기서, Fxrl은 좌측후륜 종방향력이고, Rrl은 좌측후륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 주행중 저항을 나타낸다.
[수학식13]
Figure pat00016
여기서, Fxrr은 우측후륜 종방향력이고, Rfr은 우측후륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 주행중 저항을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 노면마찰계수 추정부는, 상대적으로 좌측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 좌측전륜 노면마찰계수를 아래의 [수학식14]를 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 우측전륜 노면마찰계수를 아래의 [수학식15]를 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식14]
Figure pat00017
여기서,
Figure pat00018
fl은 좌측전륜 노면마찰계수이고, Fxfl은 좌측전륜 종방향력이고, Fyfl 은 좌측전륜 횡방향력이고, Fzfl은 좌측전륜 수직항력을 나타낸다.
[수학식15]
Figure pat00019
여기서,
Figure pat00020
fr은 우측전륜 노면마찰계수이고, Fxfr은 우측전륜 종방향력이고, Fyfr 은 우측전륜 횡방향력이고, Fzfr은 좌측후륜 수직항력을 나타낸다.
바람직하게는, 상기 노면마찰계수 추정부는, 상대적으로 좌측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 좌측후륜 노면마찰계수를 아래의 [수학식16]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 우측후륜 노면마찰계수를 아래의 [수학식17]을 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식16]
Figure pat00021
여기서,
Figure pat00022
rl은 좌측후륜 노면마찰계수이고, Fxrl은 좌측후륜 종방향력이고, Fyrl 은 좌측후륜 횡방향력이고, Fzrl은 좌측후륜 수직항력을 나타낸다.
[수학식17]
Figure pat00023
여기서,
Figure pat00024
rr은 우측후륜 노면마찰계수이고, Fxrr은 우측후륜 종방향력이고, Fyrr 은 우측후륜 횡방향력이고, Fzrr은 우측후륜 수직항력을 나타낸다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 상술한 노면마찰계수 추정장치를 통해 추정된 노면마찰계수를 사용하는 차량의 구동력 제어방법으로서, a)상기 전륜 및 후륜의 각각의 슬립율(slip ratio)이 진입 기준값을 넘는지 판단하는 단계와, b)상기 슬립율이 상기 진입 기준값을 넘는 경우, 해당 전륜 또는 후륜의 노면마찰계수를 추정하는 단계와, c)추정된 노면마찰계수가 목표 노면마찰계수에 도달할 때까지 상기 해당 전륜 또는 후륜의 종방향력을 제한하는 단계와, d)추정된 노면마찰계수가 상기 목표 노면마찰계수에 도달하면 설정 구동력을 유지하는 단계 및, 상기 전륜 및 후륜의 각각의 슬립율(slip ratio)이 홀드 기준값을 일정시간동안 넘는지 판단하는 단계를 포함하고, 상기 슬립율이 홀드 기준값을 넘는 경우, 상기 b)단계, 상기 c)단계, 상기 d)단계 및 상기 e)단계를 순차적으로 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어방법을 제공한다.
바람직하게는, f)상기 슬립율이 일정시간 동안 홀드 기준값을 넘지 않은 경우, 운전자가 요구하는 구동력으로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 c)단계에서 상기 해당 전륜 또는 후륜의 종방향력은 아래의 수학식18을 이용하여 제한될 수 있다.
[수학식18]
Figure pat00025
여기서,
Figure pat00026
은 상기 해당 전륜 또는 후륜의 제한된 종방향력이고,
Figure pat00027
는 상기 b)단계에서 추정된 노면마찰계수이고,
Figure pat00028
는 상기 해당 전륜 또는 후륜의 수직항력이고,
Figure pat00029
는 상기 해당 전륜 또는 후륜의 횡방향력을 나타낸다.
본 발명에 따른 노면마찰계수 추정장치에 따르면, 노면마찰계수를 추정하는데 있어서 전륜 및 후륜의 횡방향력을 고려하여 차량의 선회시에도 정확한 노면마찰계수를 추정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 차량의 구동력 제어방법에 따르면, 차량의 선회시에도 정확하게 추정된 노면마찰계수를 통해 구동력을 제한함으로써 차량의 트랙션(traction)을 확보할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 차량의 구동력 제어방법에 따르면, 슬립율이 일정기간 동안 홀드 기준값 아래이면 운전자 요구 구동력으로 종방향력을 발생시킴으로써, 빈번한 토크제어으로 발생하는 토크리플을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 마찰원을 기준으로 종방향력과 횡방향력의 벡터합을 도시한 도면,
도 2는 차량을 종방향 기준으로 바라본 도면,
도 3은 차량을 횡방향 기준으로 바라본 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노면마찰계수 추정장치를 도시한 도면,
도 5는 4-휠 차량모델을 2-휠 차량모델로 간소화한 도면,
도 6은 종방향 차량모델을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량의 구동력 제어방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 마찰원을 기준으로 종방향력과 횡방향력의 벡터합을 도시한 도면이다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 도1을 참조하여, 노면에 작용하는 종방향력과 횡방향력을 통해 노면마찰계수를 추정하는 원리를 간략히 설명한다.
도 1을 참조하면, 원형태의 마찰원(frction cirlcle)이 나타난다. 마찰원이라함은, 차량의 타이어가 가진 마찰저항을 2차원으로 나타내는 원을 의미한다. 노면에 대한 타이어의 그립력(gripforce)(도 1의 V1,V2,V3)은 노면에 작용하는 종방향력(Fx)과 횡방향력(Fy)의 벡터합으로 나타난다. 도 1의 V1과 같이, 종방향력(Fx)과 횡방향력(Fy)의 벡터합이 마찰원보다 작게되면 바퀴에는 아주 작은 슬립만이 발생한다, 도 1의 V2와 같이, 종방향력(Fx)과 횡방향력(Fy)의 벡터합이 마찰원보다 크게되면, 노면에 작용할 수 있는 힘은 마찰원에 해당하는 힘으로 제한되기 때문에 마찰원을 넘는 힘은 바퀴를 헛돌게 하는데 사용된다. 이에. 해당 바퀴에는 과도한 슬립이 발생한다.
이때, 노면에 실제 작용하는 종방향력(Fx)과 횡방향력(Fy)의 벡터합은 마찰원과 같아지기 때문에 노면에서 실제 작용하는 종방향력(Fx)과 횡방향력(Fy)의 벡터합을 알게되면, 해당 바퀴의 노면마찰계수를 추정할 수 있다.
이는 아래 [수학식1]과 같다.
Figure pat00030
여기서,
Figure pat00031
는 노면마찰계수이고,
Figure pat00032
는 종방향력이고,
Figure pat00033
횡방향력이고,
Figure pat00034
은 수직항력을 나타낸다.
도 2는 차량을 종방향 기준으로 바라본 도면이고, 도 3은 차량을 횡방향 기준으로 바라본 도면이다.
여기서, 종방향이라함은, 도 3을 참조하면, 차체의 길이방향과 평행한 방향으로 의미한다. 그리고 횡방향이라함은, 도 4를 참조하면, 차체의 길이방향에 수직한 방향과 평행한 방향을 의미한다. 또한, 종방향력(도 3의
Figure pat00035
,
Figure pat00036
)이라함은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 종방향을 기준으로 차량(C)의 타이어(T)를 통해 노면에 작용하는 힘을 나타내고, 횡방향력(도 4의
Figure pat00037
,
Figure pat00038
)이라함은 횡방향을 기준으로 차량(C)의 타이어(T)를 통해 노면에 작용하는 힘을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노면마찰계수 추정장치를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노면마찰계수 추정장치(100)는, 수직항력 추정부(110)와 횡방향력 추정부(120)와, 종방향력 추정부(130)와 노면마찰계수 추정부(140)을 포함한다.
도 4의 센서(10)는 차량에 구비되는 센서로서, 종방향 가속도 센서, 횡방향 가속도 센서, 요레이트 센서, 조향각 센서를 통칭하여 나타낸 것이다.
먼저, 수직항력 추정부(110)는 차량의 전륜 및 후륜에 작용하는 수직항력을 추정한다. 일실시예에 있어서, 수직항력 추정부(110)는 센서(10)에서 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 수신하고 이를 이용하여, 좌측전륜, 우측전륜, 좌측후륜 및 우측후륜에 각각 작용하는 좌측전륜 수직항력(
Figure pat00039
), 우측전륜 수직항력(
Figure pat00040
), 좌측후륜 수직항력(
Figure pat00041
) 및 우측후륜 수직항력(
Figure pat00042
)을 추정한다.
수직항력 추정부(110)는 좌측전륜 수직항력(
Figure pat00043
)을 아래의 수학식2를 이용하여 계산한다.
Figure pat00044
도 2를 참조하면, 수학식2서 h는 차량(C)의 무게중심(G) 높이를 나타내고 Cd는 공기저항계수를 나타낸다. 그리고 수학식2에서 A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이다. 한편, 도 4를 참조하면, 수학식2에서 ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
또한, 수직항력 추정부(110)는 우측전륜 수직항력(
Figure pat00045
)을 아래의 수학식3을 이용하여 계산한다.
Figure pat00046
도 2를 참조하면, 수학식3에서 h는 차량(C)의 무게중심(G) 높이를 나타내고 Cd는 공기저항계수를 나타낸다. 그리고 수학식3에서 A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이다. 한편, 도 4를 참조하면, 수학식3에서 ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
또한, 수직항력 추정부(110)는 좌측후륜 수직항력(
Figure pat00047
)을 아래의 수학식4를 이용하여 계산한다.
Figure pat00048
도 2를 참조하면, 수학식4에서 h는 차량(C)의 무게중심(G) 높이를 나타내고 Cd는 공기저항계수를 나타낸다. 그리고 수학식4에서 A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이다. 한편, 도 4를 참조하면, 수학식4에서 ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
또한, 수직항력 추정부(110)는 우측후륜 수직항력(
Figure pat00049
)을 아래의 수학식5를 이용하여 계산한다.
Figure pat00050
도 2를 참조하면, 수학식5에서 h는 차량(C)의 무게중심(G) 높이를 나타내고 Cd는 공기저항계수를 나타낸다. 그리고 수학식5에서 A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이다. 한편, 도 4를 참조하면, 수학식5에서 ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
다음으로, 횡방향력 추정부(120)는 차량의 전륜 및 후륜에 작용하는 횡방향력을 추정한다. 일실시예에 있어서, 횡방향력 추정부(120)는 센서(10)에서 횡방향 가속도, 요레이트, 조향각을 수신하고 이를 이용하여, 좌측전륜, 우측전륜, 좌측후륜 및 우측후륜에 각각 작용하는 좌측전륜 횡방향력(
Figure pat00051
), 우측전륜 횡방향력(
Figure pat00052
), 좌측후륜 횡방향력(
Figure pat00053
) 및 우측후륜 횡방향력(
Figure pat00054
)을 추정한다.
도 5는 4-휠 차량모델을 2-휠 차량모델로 간소화한 도면이다.
횡방향력 추정부(120)는 아래 수학식6 내지 수학식9을 사용한다. 아래 수학식6 내지 수학식9는 도 5에서 도시한 바와 같이, 4-휠 차량모델을 2-휠 차량모델로 간소화하여 유도한 식들이다.
횡방향력 추정부(120)는 좌측전륜 횡방향력(
Figure pat00055
)을 아래의 수학식6을 이용하여 계산한다.
Figure pat00056
여기서, 도 5를 참조하면, 수학식6에서 Fyf는 전륜 횡방향력이고, Afl은 좌측전륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyf에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
Figure pat00057
는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Afl에서 Fzfl 는 상기 좌측전륜 수직항력이고, Fzfr은 상기 우측전륜 수직항력을 나타낸다.
횡방향력 추정부(120)는 우측전륜 횡방향력(
Figure pat00058
)을 아래의 수학식7을 이용하여 계산한다.
Figure pat00059
여기서, 도 5를 참조하면, 수학식7에서 Fyf는 전륜 횡방향력이고, Afr은 우측전륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyf에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
Figure pat00060
는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Afr에서 Fzfl은 좌측전륜 수직항력이고, Fzfr은 우측전륜 수직항력을 나타낸다.
횡방향력 추정부(120)는 좌측후륜 횡방향력(
Figure pat00061
)을 아래의 수학식8을 이용하여 계산한다.
Figure pat00062
여기서, 도 5를 참조하면, 수학식 8에서 Fyr은 후륜 횡방향력이고, Arl은 좌측후륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyr에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
Figure pat00063
는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Arl에서 Fzrl 는 좌측후륜 수직항력이고, Fzrr은 우측후륜 수직항력을 나타낸다.
횡방향력 추정부(120)는 우측후륜 횡방향력(
Figure pat00064
)을 아래의 수학식9를 이용하여 계산한다.
Figure pat00065
여기서, 도 5를 참조하면, 수학식9에서 Fyr은 후륜 횡방향력이고, Arr은 우측후륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyr에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
Figure pat00066
는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Arr에서 Fzrl 는 좌측후륜 수직항력이고, Fzrr은 우측후륜 수직항력을 나타낸다.
다음으로, 종방향력 추정부(130)는 차량의 전륜 및 후륜에 작용하는 종방향력을 추정한다. 일실시예에 있어서, 종방향력 추정부(130)는 센서(10)에서 종방향 가속도을 수신하고 이를 이용하여, 좌측전륜, 우측전륜, 좌측후륜 및 우측후륜에 각각 작용하는 좌측전륜 종방향력(
Figure pat00067
), 우측전륜 횡방향력(
Figure pat00068
), 좌측후륜 횡방향력(
Figure pat00069
) 및 우측후륜 횡방향력(
Figure pat00070
)을 추정한다.
도 6은 종방향 차량모델을 도시한 도면이다.
종방향력을 추정하는데 있어서. 도 6에서 도시한 바와 같이, 공기저항(Fdrag). 구름저항(Froll:rolling resistance), 경사저항(Fgrade, 경사각(
Figure pat00071
))이 고려된다.
종방향력 추정부(130)는 좌측전륜 종방향력(
Figure pat00072
)을 아래의 수학식10을 이용하여 계산한다.
Figure pat00073
여기서, 수학식10에서 Rfl은 좌측전륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 상술한 공기저항(Fdrag). 구름저항(Froll), 경사저항(Fgrade) 등과 같은 주행중 저항을 나타낸다.
또한, 종방향력 추정부(130)는 우측전륜 횡방향력(
Figure pat00074
)을 아래의 수학식11을 이용하여 계산한다.
Figure pat00075
여기서, 수학식11에서 Rfr은 우측전륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 상술한 공기저항(Fdrag). 구름저항(Froll), 경사저항(Fgrade) 등과 같은 주행중 저항을 나타낸다.
또한, 종방향력 추정부(130)는 좌측후륜 횡방향력(
Figure pat00076
)을 아래의 수학식12을 이용하여 계산한다.
Figure pat00077
여기서, 수학식12에서 Rrl은 좌측후륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 상술한 공기저항(Fdrag). 구름저항(Froll), 경사저항(Fgrade) 등과 같은 주행중 저항을 나타낸다.
또한, 종방향력 추정부(130)는 우측후륜 횡방향력(
Figure pat00078
)을 아래의 수학식13을 이용하여 계산한다.
Figure pat00079
여기서, 수학식13에서 Rfr은 우측후륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 상술한 공기저항(Fdrag). 구름저항(Froll), 경사저항(Fgrade) 등과 같은 주행중 저항을 나타낸다.
다음으로, 노면마찰계수 측정부(140)는 차량의 전륜 및 후륜에 작용하는 노면마찰계수을 추정한다. 일실시예에 있어서, 노면마찰계수 측정부(140)는 앞서 추정된 수직항력,횡방향력 및 종방향력을 이용하여 좌측전륜 노면마찰계수(
Figure pat00080
fl), 우측전륜 노면마찰계수(
Figure pat00081
fr), 좌측후륜 노면마찰계수(
Figure pat00082
rl) 및 우측후륜 노면마찰계수(
Figure pat00083
rr)를 추정한다.
노면마찰계수 측정부(140)는 좌측전륜 노면마찰계수(
Figure pat00084
fl)를 아래 수학식14를 이용하여 계산한다.
Figure pat00085
여기서,
Figure pat00086
fl은 좌측전륜 노면마찰계수이고, Fxfl은 좌측전륜 종방향력이고, Fyfl 은 좌측전륜 횡방향력이고, Fzfl은 좌측전륜 수직항력을 나타낸다.
또한, 노면마찰계수 측정부(140)는 우측전륜 노면마찰계수(
Figure pat00087
fr)를 아래 수학식15를 이용하여 계산한다.
Figure pat00088
여기서,
Figure pat00089
fr은 우측전륜 노면마찰계수이고, Fxfr은 우측전륜 종방향력이고, Fyfr 은 우측
전륜 횡방향력이고, Fzfr은 좌측후륜 수직항력을 나타낸다.
또한, 노면마찰계수 측정부(140)는 좌측후륜 노면마찰계수(
Figure pat00090
rl)를 아래 수학식16을 이용하여 계산한다.
Figure pat00091
여기서,
Figure pat00092
rl은 좌측후륜 노면마찰계수이고, Fxrl은 좌측후륜 종방향력이고, Fyrl 은 좌측후륜 횡방향력이고, Fzrl은 좌측후륜 수직항력을 나타낸다.
또한, 노면마찰계수 측정부(140)는 우측후륜 노면마찰계수(
Figure pat00093
rr)를 아래 수학식17을 이용하여 계산한다.
Figure pat00094
여기서,
Figure pat00095
rr은 우측후륜 노면마찰계수이고, Fxrr은 우측후륜 종방향력이고, Fyrr 은 우측후륜 횡방향력이고, Fzrr은 우측후륜 수직항력을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량의 구동력 제어방법을 도시한 순서도이다.
이하, 도 7을 참조하여, 상술한 노면마찰계수 추정장치에서 추정한 전륜 및 후륜의 노면마찰계수를 사용하여 차량의 구동력을 제어하는 방법을 설명한다.
먼저, 슬립율(slip ratio)이 진입 기준값을 넘는지 판단한다(S100). 차량의 구동 또는 제동이 수행될 때, 전륜 및 후륜에서 슬립율이 진입 기준값을 넘는 경우, 구동력 제어를 위한 노면마찰계수의 추정이 수행된다. 일실시예에 있어서, 진입 기준값에 해당하는 슬립율은 7%에 해당한다. 그러나, 진입 기준값은 차량에 따라 달리 설정될 수 있다. 여기서, 차륜의 회전속도가 차체의 속도보다 작아지는 현상을 슬립 현상이라 하며, 슬립율은 (차체속도-차륜속도)/차체속도*100으로 나타낼 수 있다. 통상적으로 슬립율은 0%는 차륜의 노면에 대한여 완전히 회전하는 상태를 나타내고, 100%는 차륜이 잠금된 상태를 보여준다.
다음으로, 슬립율이 진입 기준값을 넘는 경우, 해당 전륜 또는 후륜의 노면마찰계수를 추정한다.(S200) 노면마찰계수는, 상술한 바와 같이, 노면마찰계수 추정장치(100)에 의해 추정된다. 슬립율이 진입 기준값을 넘지 않는 경우, 사용자가 요구하는 구동력을 해당 전륜 및 후륜에 전달하도록 제어한다.
다음으로, 추정된 노면마찰계수를 이용하여 해당 전륜 또는 후륜의 종방향력을 제한한다.(S300) 종방향력은 아래 수학식18을 이용하여 제한될 수 있다.
Figure pat00096
여기서,
Figure pat00097
은 상기 해당 전륜 또는 후륜의 제한된 종방향력이고,
Figure pat00098
는 상기 b)단계에서 추정된 노면마찰계수이고,
Figure pat00099
는 상기 해당 전륜 또는 후륜의 수직항력이고,
Figure pat00100
는 상기 해당 전륜 또는 후륜의 횡방향력을 나타낸다.
한편, 추정된 노면마찰계수가 목표 노면마찰계수에 도달할 때까지 해당 전륜 또는 후륜의 종방향력을 제한한다. 여기서 목표 노면마찰계수란, 슬립이 발생하지 않을 때를 목표 노면마찰계수로 정의할 수 있다. 제한된 종방향력에 의해 노면과 해당 전륜 또는 후륜의 슬립율이 점차 줄어들고 종국적으로 노면마찰계수는 목표 노면마찰계수로 수렴하게 되도록 제어된다.
다음으로, 추정된 노면마찰계수가 목표 노면마찰계수에 도달하면 설정 구동력을 유지한다.(S500) 노면마찰계수가 목표 노면마찰계수에 도달하게 되면 종방향력이 최대 트랙션이 되기 때문에 슬립율이 홀드 기준값 아래로 내려갈 때 까지 일정한 기간 동안 설정 구동력을 유지한다. 이는 효과적인 구동력을 노면에 전달하기 위함이다.
일실시예에 있어서, 홀드 기준값은 5%에 해당한다. 그러나, 홀드 기준값은 차량에 따라 달리 설정될 수 있다.
슬립율이 홀드 기준값 일정기간동안 아래로 내려갈 때까지 상술한 과정을 반복 수행한다.
슬립율이 일정시간 동안 홀드 기준값 아래로 내려가면 운전자가 요구하는 구동력으로 변환한다.(S700) 이는 상술한 종방향력 제한 과정 중에 빈번한 토크 제한으로 인하여 발생하는 토크리플을 방지하기 위함이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 노면마찰계수 추정장치
110 : 수직항력 추정부
120 : 횡방향력 추정부
130 : 종방향력 추정부
140 : 노면마찰계수 추정부

Claims (12)

  1. 종방향 가속도, 횡방향 가속도, 요레이트(yaw rate) 및 조향각을 측정하는 센서를 포함하는 차량의 노면마찰계수 추정장치로서,
    측정된 상기 종방향 가속도 및 측정된 상기 횡방향 가속도를 이용하여 전륜 및 후륜에 각각 작용하는 수직항력을 추정하는 수직항력 추정부;
    측정된 상기 횡방향 가속도, 측정된 상기 요레이트 및 측정된 상기 조향각을 이용하여 상기 전륜 및 후륜에 각각 작용하는 횡방향력을 추정하는 횡방향력 추정부;
    측정된 상기 종방향 가속도를 이용하여 상기 전륜 및 후륜에 각각 작용하는 종방향력을 추정하는 종방향력 추정부;및
    추정된 상기 수직항력, 추정된 상기 횡방향력 및 추정된 상기 종방향력을 이용하여 노면마찰계수를 추정하는 노면마찰계수 추정부
    를 포함하는 노면마찰계수 추정장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 수직항력 추정부는,
    상대적으로 좌측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 좌측전륜 수직항력을 아래의 [수학식2]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치하는 상기 전륜에 작용하는 우측전륜 수직항력을 아래의 [수학식3]를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노면마찰계수 추정장치.
    [수학식2]
    Figure pat00101

    여기에서, Fzfl은 좌측전륜 수직항력이고, h는 차량의 무게중심 높이이고. Cd는 공기저항계수이고, A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
    [수학식3]
    Figure pat00102

    여기에서, Fzfr은 우측전륜 수직항력이고, h는 차량의 무게중심 높이이고. Cd는 공기저항계수이고, A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 수직항력 추정부는,
    상대적으로 좌측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 좌측후륜 수직항력을 아래의 [수학식4]를 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치하는 상기 후륜에 작용하는 우측후륜 수직항력을 아래의 [수학식5]를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노면마찰계수 추정장치.
    [수학식4]
    Figure pat00103

    여기에서, Fzrl은 좌측후륜 수직항력이고, h는 차량의 무게중심 높이이고. Cd는 공기저항계수이고, A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
    [수학식5]
    Figure pat00104

    여기에서, Fzrr은 우측후륜 수직항력이고, h는 차량의 무게중심 높이이고. Cd는 공기저항계수이고, A는 차량의 앞면적이고, m은 차량의 질량이고, Vx는 차량의 속도이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, g는 중력가속도이고, L은 전륜 중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, ay는 횡방향 가속도이고, w는 차량의 전폭을 나타낸다.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 횡방향력 추정부는,
    상대적으로 좌측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 좌측전륜 횡방향력을 아래의 [수학식6]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치하는 상기 전륜에 작용하는 우측전륜 횡방향력을 아래의 [수학식7]을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노면마찰계수 추정장치.
    [수학식6]
    Figure pat00105

    여기서, Fyfl 은 좌측전륜 횡방향력이고, Fyf는 전륜 횡방향력이고, Afl은 좌측전륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyf에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
    Figure pat00106
    는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Afl에서 Fzfl 는 상기 좌측전륜 수직항력이고, Fzfr은 상기 우측전륜 수직항력을 나타낸다.
    [수학식7]
    Figure pat00107

    여기서, Fyfr 은 우측전륜 횡방향력이고, Fyf는 전륜 횡방향력이고, Afr은 우측전륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyf에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
    Figure pat00108
    는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Afr에서 Fzfl은 상기 좌측전륜 수직항력이고, Fzfr은 상기 우측전륜 수직항력을 나타낸다.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 횡방향력 추정부는,
    상대적으로 좌측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 좌측후륜 횡방향력을 아래의 [수학식8]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치하는 상기 후륜에 작용하는 횡방향력은 아래의 [수학식9]를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노면마찰계수 추정장치.
    [수학식8]
    Figure pat00109

    여기서, Fyrl은 좌측후륜 횡방향력이고, Fyr은 후륜 횡방향력이고, Arl은 좌측후륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyr에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
    Figure pat00110
    는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Arl에서 Fzrl 는 상기 좌측후륜 수직항력이고, Fzrr은 상기 우측후륜 수직항력을 나타낸다.
    [수학식9]
    Figure pat00111

    여기서, Fyrr은 우측후륜 횡방향력이고, Fyr은 후륜 횡방향력이고, Arr은 우측후륜에 대한 수직항력비이다. 그리고, Fyr에서 I는 차량의 관성모멘트이고, r은 요레이트이고, Lf는 차량의 무게중심에서 전륜 중심까지 종방향 거리이고, Lr은 차량의 무게중심에서 후륜 중심까지 종방향 거리이고, m은 차량의 질량이고, ay는 횡방향 가속도이고,
    Figure pat00112
    는 전륜조향각도를 나타낸다. 그리고, Arr에서 Fzrl 는 상기 좌측후륜 수직항력이고, Fzrr은 상기 우측후륜 수직항력을 나타낸다.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 종방향력 추정부는,
    상대적으로 좌측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 좌측전륜 종방향력을 아래의 [수학식10]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 우측전륜 종방향력을 아래의 [수학식11]을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노면마찰계수 추정장치.
    [수학식10]
    Figure pat00113

    여기서, Fxfl은 좌측전륜 종방향력이고, Rfl은 좌측전륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 주행중 저항을 나타낸다.
    [수학식11]
    Figure pat00114

    여기서, Fxfr은 우측전륜 종방향력이고, Rfr은 우측전륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 주행중 저항을 나타낸다.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 종방향력 추정부는,
    상대적으로 좌측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 좌측후륜 종방향력을 아래의 [수학식12]를 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 우측후륜 종방향력을 아래의 [수학식13]을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노면마찰계수 추정장치.
    [수학식12]
    Figure pat00115

    여기서, Fxrl은 좌측후륜 종방향력이고, Rrl은 좌측후륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 주행중 저항을 나타낸다.
    [수학식13]
    Figure pat00116

    여기서, Fxrr은 우측후륜 종방향력이고, Rfr은 우측후륜에 대한 동력분배비(구동력/제동력)이고, m은 차량의 질량이고, ax는 종방향 가속도이고, Fload는 주행중 저항을 나타낸다.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 노면마찰계수 추정부는,
    상대적으로 좌측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 좌측전륜 노면마찰계수를 아래의 [수학식14]를 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치한 상기 전륜에 작용하는 우측전륜 노면마찰계수를 아래의 [수학식15]를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노면마찰계수 추정장치.
    [수학식14]
    Figure pat00117

    여기서,
    Figure pat00118
    fl은 좌측전륜 노면마찰계수이고, Fxfl은 좌측전륜 종방향력이고, Fyfl 은 좌측전륜 횡방향력이고, Fzfl은 좌측전륜 수직항력을 나타낸다.

    [수학식15]
    Figure pat00119

    여기서,
    Figure pat00120
    fr은 우측전륜 노면마찰계수이고, Fxfr은 우측전륜 종방향력이고, Fyfr 은 우측전륜 횡방향력이고, Fzfr은 좌측후륜 수직항력을 나타낸다.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 노면마찰계수 추정부는,
    상대적으로 좌측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 좌측후륜 노면마찰계수를 아래의 [수학식16]을 이용하여 계산하고, 상대적으로 우측에 위치한 상기 후륜에 작용하는 우측후륜 노면마찰계수를 아래의 [수학식17]을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노면마찰계수 추정장치.
    [수학식16]
    Figure pat00121

    여기서,
    Figure pat00122
    rl은 좌측후륜 노면마찰계수이고, Fxrl은 좌측후륜 종방향력이고, Fyrl 은 좌측후륜 횡방향력이고, Fzrl은 좌측후륜 수직항력을 나타낸다.
    [수학식17]
    Figure pat00123

    여기서,
    Figure pat00124
    rr은 우측후륜 노면마찰계수이고, Fxrr은 우측후륜 종방향력이고, Fyrr 은 우측후륜 횡방향력이고, Fzrr은 우측후륜 수직항력을 나타낸다.
  10. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항의 노면마찰계수 추정장치를 통해 추정된 노면마찰계수를 사용하는 차량의 구동력 제어방법으로서,
    a)상기 전륜 및 후륜의 각각의 슬립율(slip ratio)이 진입 기준값을 넘는지 판단하는 단계;
    b)상기 슬립율이 상기 진입 기준값을 넘는 경우, 해당 전륜 또는 후륜의 노면마찰계수를 추정하는 단계;
    c)추정된 노면마찰계수가 목표 노면마찰계수에 도달할 때까지 상기 해당 전륜 또는 후륜의 종방향력을 제한하는 단계;
    d)추정된 노면마찰계수가 상기 목표 노면마찰계수에 도달하면 설정 구동력을 유지하는 단계;및
    e)상기 전륜 및 후륜의 각각의 슬립율(slip ratio)이 홀드 기준값을 일정시간동안 넘는지 판단하는 단계;를 포함하고,
    상기 슬립율이 홀드 기준값을 넘는 경우, 상기 b)단계, 상기 c)단계, 상기 d)단계 및 상기 e)단계를 순차적으로 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    f)상기 슬립율이 일정시간 동안 홀드 기준값을 넘지 않은 경우, 운전자가 요구하는 구동력으로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어방법.
  12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 c)단계에서 상기 해당 전륜 또는 후륜의 종방향력은 아래의 수학식18을 이용하여 제한되는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어방법.
    [수학식18]
    Figure pat00125

    여기서,
    Figure pat00126
    은 상기 해당 전륜 또는 후륜의 제한된 종방향력이고,
    Figure pat00127
    는 상기 b)단계에서 추정된 노면마찰계수이고,
    Figure pat00128
    는 상기 해당 전륜 또는 후륜의 수직항력이고,
    Figure pat00129
    는 상기 해당 전륜 또는 후륜의 횡방향력을 나타낸다.
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