KR20170032870A

KR20170032870A - 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20170032870A
Application number: KR1020160118995A
Authority: KR
Inventors: 조영주; 김광희
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2016-09-19
Publication date: 2017-03-23

Abstract

본 발명은 차량 자세 제어 장치 및 차량 자세 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 차량 자세 제어 장치는 감지 장치로부터 감지된 요레이트 값, 조향각 값, 횡가속도 값, 및 휠 속도 값을 적어도 하나 이상 입력받는 입력부와 입력된 요레이트 값과 조향각 값을기초로 차량이 안정 주행 상태인지 판단하고, 상기 안정 주행 상태에서 생성된 요레이트 모델 정보가 미리 설정된 기준 요레이트 모델 정보를 벗어나면 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단하는 전자 제어 유닛을 포함한다.

Description

차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법 {Vehicle Stability control apparatus and control method thereof}

본 발명은 차량의 자세 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이 안정 주행 상태일 때 차량 자세 제어 장치의 각종 센서의 고장 여부를 제어하는 차량의 자세 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래 ESC(Electronic Stability Control) 장치는 차량의 주행 불안정성을 방지하도록 차량의 자세를 제어하였다.

이때, 종래 ESC 장치는 요레이트 값을 감지하기 위한 감지 장치인 요레이트 센서를 이용하여 운전자의 조향 입력을 기준으로 차량의 움직임을 판단함으로써, 제어 진입 여부를 결정하였다.

그런데, 종래 요레이트 센서는 외부 환경 또는 내부 환경에 의해 이상(abnormal) 신호를 출력하면, ESC 장치의 제어 진입 상태가 달라져 운전자가 원하지 않는 방향으로 차량의 움직임이 변화하였다.

따라서, 종래 요레이트 센서를 이용한 ESC 장치는 동작을 유보하는데 한계가 있었으므로, 오작동을 미연에 방지하는데에 한계가 있어 장치의 신뢰성을 향상시키는데에 한계가 있었다.

이에 따라, 최근에는 ESC 장치의 동작을 유보하여 ESC 장치의 오작동을 미연에 방지함으로써, 장치의 신뢰성을 향상시킬 수가 있는 개선된 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법의 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.

또한, 최근에는 이상(abnormal) 신호를 출력하는 현재 요레이트 값을 보상시켜 ESC 장치를 구동시킴으로써, 차량 자세 제어의 효율성을 더욱 향상시킬 수가 있는 개선된 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법의 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.

또한, 최근에는 운전자에게 주의 운전을 유도하면서 현재 주행 상태에 대한 불안감을 억제 시킬 수가 있는 개선된 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법의 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.

본 발명의 실시 예는, ESC 장치의 오작동을 미연에 방지할 수가 있어 장치의 신뢰성을 향상시킬 수가 있는 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시 예는, 차량 자세 제어의 효율성을 더욱 향상시킬 수가 있는 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시 예는, 운전자에게 주의 운전을 유도하면서 현재 주행 상태에 대한 불안감을 억제시킬 수가 있는 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 감지 장치로부터 감지된 요레이트 값과 조향각 값 및 횡가속도 값과 휠 속도 값을 입력받는 입력부; 및 입력된 요레이트 값과 조향각 값 및 횡가속도 값과 휠 속도 값을 기초로 차량이 안정 주행 상태인지 판단하고, 상기 안정 주행 상태에서 생성된 요레이트 모델 정보가 미리 설정된 기준 요레이트 모델 정보를 벗어나면 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단하는 전자 제어 유닛;을 포함하는 차량 자세 제어 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 차량의 안정 주행 상태는 요레이트 가속도가 제 1 임계값 미만이고, 조향 각속도가 제 2 임계값 미만인 경우를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 임계값 및 상기 제 2 임계값은 상기 차량의 속도가 증가함에 따라 감소할 수 있다.

또한, 상기 차량의 안정 주행 상태는 상기 차량의 횡가속도가 제 3 임계값 미만인 경우를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량의 안정 주행 상태는 상기 차량이 TCS(Traction Control Systme) 또는 ABS(Anti-lock Brake System)을 구동하지 않는 경우를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 기준 요레이트 모델 정보는 앞바퀴의 속도 차이 값 및 상기 앞바퀴간의 거리 값을 이용하여 요레이트 값을 계산하는 제 1 기준 요레이트 모델 정보, 뒷바퀴의 속도 차이 값 및 상기 뒷바퀴간의 거리 값을 이용하여 요레이트 값을 계산하는 제 2 기준 요레이트 모델 정보, 횡 가속도 값과 차량 속도 값을 이용하여 요레이트 값을 계산하는 제 3 기준 요레이트 모델 정보, 차량 속도 값과, 앞바퀴 및 뒷바퀴간의 거리 값과, 조향각 값과, 차량 특성 속도 값을 이용하여 요레이트 값을 계산하는 제 4 기준 요레이트 모델 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 전자 제어 유닛은 현재 요레이트 값이 상기 이상(abnormal) 값이면, ESC(Electronic Stability Control) 장치에 구동 명령을 전달하지 않을 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 감지 장치로부터 감지된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 입력받는 입력 단계; 상기 입력된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 기초로 차량이 안정 주행 상태인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 안정 주행 상태에서 생성된 현재 요레이트 모델 정보가 이미 설정된 기준 요레이트 모델 정보가 아니면, 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단 단계를 포함하는 차량 자세 제어 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 차량이 안정 주행 상태인지 여부를 판단하는 단계;는 상기 차량의 안정 주행 상태는 요레이트 가속도가 제 1 임계값 미만이고, 조향 각속도가 제 2 임계값 미만인지 판단하는 단계; 상기 차량의 횡가속도가 제 3 임계값 미만인지 판단하는 단계; 및 상기 차량이 TCS(Traction Control Systme) 또는 ABS(Anti-lock Brake System)을 구동하지 않는지 확인하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법은, ESC 장치의 오작동을 미연에 방지할 수가 있어 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법은, 차량 자세 제어의 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치 및 그 제어 방법은, 운전자에게 주의 운전을 유도하면서 현재 주행 상태에 대한 불안감을 억제시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치가 감지 장치 및 ESC 장치에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 감지 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치를 하드웨어적으로 도시한 블록도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치를 소프트웨어적으로 도시한 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치 내 차량 속도별 조향각 값을 비교하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치 내 차량 속도별 횡가속도 미분값을 비교하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치의 차량 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치의 차량 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치의 차량 안전 주행 상태를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치가 감지 장치 및 ESC 장치에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 감지장치를 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치를 하드웨어적으로 도시한 블록도이고, 도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치를 소프트웨어적으로 도시한 도시한 블록도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 차량 자세 제어 장치(100)는 감지 장치(10) 및 ESC 장치(30)와 통신 하는 것으로, 도시하지는 않았으나, 차량 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다.

구체적으로, 차량 통신 네트워크(NT)는 최대 24.5Mbps(Mega-bits per second)의 통신 속도를 갖는 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 최대 10Mbpas의 통신 속도를 갖는 플렉스레이(FlexRay), 125kbps(kilo-bits per second) 내지 1Mbps의 통신 속도를 갖는 캔(CAN, Controller Area Network), 20kbps의 통신 속도를 갖는 린(LIN, Local Interconnect Network) 등의 통신 규약을 채용할 수 있다. 이와 같은 차량 통신 네트워크(NT)는 모스트, 플레스레이, 캔, 린 등 단일의 통신 규약을 채용할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 통신 규약을 채용할 수도 있다.

이 때, 감지 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다양한 종류의 센서를 포함하여 센서를 통하여 감지한 차량의 상태를 차량 자세 제어 장치(100)에 전송한다.

구체적으로, 감지 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 요레이트 센서(11), 조향각 센서(12), 속도 센서(13) 및 가속도 센서(14)를 포함한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 차량의 상태를 감지하기 위한 이외의 센서를 더 포함할 수도 있다.

먼저, 요레이트 센서(11)는 차량의 각 휠에 설치될 수 있으며, 실시간으로 요레이트값을 검출할 수 있다.

요레이트 센서(11)는 센서 내부에 셀슘 크리스탈 소자가 있으며, 차량이 움직이면서 회전을 하게 되면 셀슘 크리스탈 소자 자체가 회전을 하면서 전압을 발생한다. 이와 같이 발생된 전압을 기초로 차량의 요 레이트를 감지할 수 있다.

조향각 센서(12)는 조향각을 측정한다. 스티어링 휠(미도시)의 하단부에 장착되며, 핸들의 조향 속도, 조향 방향 및 조향각을 검출할 수 있다.

속도 센서(13)는 차량의 각 휠(FL, FR, RL, RR)의 안쪽에 설치되어 차량 바퀴의 회전 속도를 검출하며, 측정한 차속 값을 네트워크(NT)를 통하여 차량 자세 제어 장치(100)으로 전송할 수 있다.

가속도 센서(14)는 차량의 가속도를 측정하는 것으로, 횡 가속도 센서(미도시)와 종가속도 센서(미도시)를 포함할 수 있다.

횡가속도 센서는 차량의 이동방향의 X축 이라고 할 때, 이동 방향의 수직축(Y축)방향을 횡방향이라고 하여 횡방향의 가속도를 측정한다.

종가속도 센서는 차량의 이동방향 X축 방향의 가속도를 측정할 수 있다.

이러한 가속도 센서(14)는 단위시간당 속도의 변화를 검출하는 소자로써 가속도, 진동, 충격 등의 동적인 힘을 감지하며 관성력, 전기변형, 자이로(Gyro)의 원리를 이용하여 측정한다.

다음으로, 도 3 및 도 4는 차량 자세 제어 장치(100)의 내부 블록도를 나타낸 것으로, 도 3은 차량 자세 제어 장치(100)의 구성을 하드웨어적으로 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 차량 자세 제어 장치(100)의 구성을 소프트웨어적으로 설명하기 위한 블록도이다.

먼저 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치(100)는 입력부(102), 전자 제어 유닛(103)를 포함한다.

입력부(102)는 감지 장치(10)로부터 감지된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 입력 받는다.

다음으로, 전자 제어 유닛(103)은 차량 자세 제어 장치(100)를 총괄적으로 제어한다.

구체적으로, 전자 제어 유닛(103)은 입력부(102)에서 획득한 차량에 포함된 각종 센서의 센서값을 기초로 차량의 안정 주행 상태를 판단하고, 요레이트 센서(11)가 정상 동작하는지를 판단하는 메인 프로세서(101)와 각종 데이터를 저장하는 메모리(105)를 포함한다.

이 때, 메인 프로세서(101)는 소프트웨어적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 입력부(102)로부터 획득한 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 기초로 차량이 안정 주행 상태인지 판단하고, 현재 요레이트 모델을 기준 요레이트 모델과 비교하여 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 상태인지 여부를 판단하는 판단부(104)와 판단부의 결과에 따라 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값이면, ESC(Electronic Stability Control)장치(30)에 구동 명령 전달 여부를 결정하는 제어부(106)를 포함한다.

다음으로, 메모리(105)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

비휘발성 메모리는 차량 자세 제어 장치(100) 의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 반 영구적으로 저장할 수 있으며, 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리로부터 제어 프로그램 및 제어 데이터를 불러와 임시로 기억하고, 메인 프로세서에서 출력하는 각종 제어 신호를 임시로 저장할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 차량 자세 제어 장치(100)의 구성에 대하여 설명하였다.

이하에서는 본 발명에 따른 차량 자세 제어 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 3의 전자 제어 유닛(103)은 소프트웨어적으로 판단부(104) 및 제어부(106)를 포함한다.

먼저, 판단부(104)는 안정 주행 상태 여부를 판단한다. 구체적으로, 운전 상태, 노면 상태 및 노면 마찰 정보(AND 조건) 가 모두 차량이 안정한 주행 상태인 것으로 판단된 경우에 요레이트의 동작이 이상(Abnormal)한 것은 아닌지 판단한다.

구체적으로, 운전 상태가 안정한 주행 상태인지를 판단하기 위하여 판단부(104)는 입력부(102)를 통하여 입력받은 현재 조향각 값과 현재 요레이트 값을 기초로 확인한다.

즉, 판단부(104)는 수신한 현재 조향각 값을 기초로 산출한 조향각속도(Steering angle rate)가 미리 설정한 제 1 임계값보다 작은 경우에 조향각이 안정한 상태인 것으로 판단한다.

다만, 미리 설정한 제 1 임계값은 차량의 속도에 따라 가변할 수 있다. 구체적으로, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치 내 차량 속도별 조향각속도 값을 비교하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

즉, 판단부(104)에서 현재 차량 속도별 조향각속도 값이 미리 설정한 제 1 임계값 범위인지를 판단하는 과정을 보여주기 위한 그래프로서, 차량의 속도가 V1인 경우에 조향각속도의 제 1 임계값(S2)이고, 차량의 속도가 V2인 경우에 조향각의 제 1 임계값(S1)으로 차량의 속도가 커질 수록 차량의 운전 상태가 안정한 주행 상태인지를 판단하기 위한 제 1 임계값은 감소하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 그래프 상 색칠된 R1 영역하에 위치한 조향각속도값인 경우에 차량의 운전 상태가 안정한 것으로 판단할 수 있다.

또한, 판단부(104)는 수신한 현재 요레이트 값을 통하여 산출한 요레이트의 가속도(Yaw Acceleration)이 미리 설정한 제 2 임계값보다 작은 경우에 요레이트가 안정한 상태인 것으로 판단한다.

다만, 미리 설정한 제 2 임계값은 차량의 속도에 따라 가변할 수 있다. 구체적으로, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치 내 차량 속도별 횡가속도 미분값을 비교하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

즉, 판단부(104)에서 현재 차량 속도별 횡가속도 미분값이 미리 설정한 제 2 임계값 범위인지를 판단하는 과정을 보여주기 위한 그래프로서, 차량의 속도가 V1인 경우에 횡가속도 미분값의 제 2 임계값(A2)이고, 차량의 속도가 V2인 경우에 횡가속도미분값의 제 2 임계값(A1)으로 차량의 속도가 커질 수록 차량의 운전 상태가 안정한 주행 상태인지를 판단하기 위한 제 2 임계값은 감소하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 그래프 상 색칠된 R2 영역하에 위치한 조향각속도값인 경우에 차량의 운전 상태가 안정한 것으로 판단할 수 있다.

즉, 판단부(104)는 조향각속도가 제 1 임계값 미만이고, 요레이트의 가속도가 제 2 임계값 미만이면 차량의 운전 상태가 안정한 주행 상태로 판단한다.

다음으로, 노면 상태가 안정한 노면을 차량이 주행 하는지를 판단하기 위하여 판단부(104)는 입력부(102)를 통하여 입력받은 가속도 값을 기초로 확인한다.

구체적으로, 입력부(102)를 통하여 획득한 측정된 횡가속도와 제어부(106)에서 산출한 운전자가 느끼는 횡가속도값을 기초로 노면 상태가 안정한 지 여부(Road adhesion level)을 판단한다.

예를 들어, 측정된 횡 가속도가 미리 설정한 제 3 임계값보다 작고, 산출한 횡가속도 역시 미리 설정한 제 3 임계값보다 작은 경우에 노면 상태가 안정한 것으로 판단한다.

다음으로, 노면 마찰 정보가 안정한 노면을 차량이 주행 하는지를 판단하기 위하여 판단부(104)는 차량이 현재 TCS(Traction Control System) 또는 ABS(Anti-lock Brake system)이 작동 중 인지를 판단한다.

즉, 현재 TCS 또는 ABS가 작동되지 않는 것을 확인하면, 판단부(104)는 현재 차량이 노면 마찰이 크지 않은 노면을 주행 중인 것으로 판단한다.

따라서, 판단부(104)는 차량의 현재 조향각속도가 제 1 임계값보다 작고, 차량의 요레이트가속도가 제 2 임계값보다 작고, 차량의 횡가속도가 제 3 임계값보다 작고, TCS 또는 ABS 가 비동작중인 경우에 차량이 안정 주행 상태인 것으로 볼 수 있다.

따라서, 차량이 안정 주행 상태이므로, 이후 판단부(104)는 요레이트의 동작이 정상인지 여부를 판단한다.

구체적으로, 판단부(104)에서 차량이 안정 주행 상태인 것으로 판단하면, 이후 입력부(102)에서 입력된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 기초로 생성된 현재 요레이트 모델 정보가 이미 설정된 기준 요레이트 모델 정보(Model 1 내지 Model 4)가 아닌지를 제어부(106)의 제어에 따라 판단한다.

이때, 판단부(104)는 현재 요레이트 모델 정보가 기준 요레이트 모델 정보(Model 1 내지 Model 4)가 아닌 것으로 판단하면, 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단한다.

여기서, 기준 요레이트 모델 정보(Model 1 내지 Model 4)는 제 1 기준 요레이트 모델 정보(Model 1)와 제 2 기준 요레이트 모델 정보(Model 2) 및 제 3 기준 요레이트 모델 정보(Model 3)와 제 4 기준 요레이트 모델 정보(Model 4)를 포함할 수가 있다.

제 1 기준 요레이트 모델 정보(Model 1)는 앞바퀴의 속도 차이 값(

) 및 앞바퀴간의 거리 값(

)을 이용하여 요레이트 값을 계산할 수가 있다.

일예로, 제 1 기준 요레이트 모델 정보(Model 1)는 다음 <수식 1>과 같이 나타낼 수가 있다.

<수식 1>

이때,

은 계산된 기준 요레이트 값일 수가 있고,

은 앞바퀴의 우측 속도 값일 수가 있으며,

은 앞바퀴의 좌측 속도 값일 수가 있고,

는 앞바퀴간의 거리 값(Wheel tread)일 수가 있다.

다시 말하면, 판단부(104)는 입력부(102)에 입력된 현재 휠 속도 값중 현재 앞바퀴의 우측 속도 값(

)과 현재 앞바퀴의 좌측 속도 값(

) 및 앞바퀴간의 거리 값(

)을 기초로 계산된 현재 요레이트 모델 정보의 현재 요레이트 값이, 앞바퀴의 우측 속도 값(

)과 앞바퀴의 좌측 속도 값(

) 및 앞바퀴간의 거리 값(

)을 기초로 이미 계산된 제 1 기준 요레이트 모델 정보(Model 1)의 기준 요레이트 값(

)이 아닌지를 제어부(106)의 제어에 따라 판단할 수가 있다.

이때, 판단부(104)는 현재 요레이트 모델 정보의 현재 요레이트 값이 제 1 기준 요레이트 모델 정보(Model 1)의 기준 요레이트 값(

)이 아닌 것으로 판단하면, 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단할 수가 있다.

제 2 기준 요레이트 모델 정보(Model 2))는 뒷바퀴의 속도 차이 값(

) 및 뒷바퀴간의 거리 값(

)을 이용하여 요레이트 값을 계산할 수가 있다.

일예로, 제 2 기준 요레이트 모델 정보(Model 2)는 다음 <수식 2>와 같이 나타낼 수가 있다.

<수식 2>

이때,

은 계산된 기준 요레이트 값일 수가 있고,

은 뒷바퀴의 우측 속도 값일 수가 있으며,

은 뒷바퀴의 좌측 속도 값일 수가 있고,

는 뒷바퀴간의 거리 값(Wheel tread)일 수가 있다.

다시 말하면, 판단부(104)는 입력부(102)에 입력된 현재 휠 속도 값중 현재 뒷바퀴의 우측 속도 값(

)과 현재 뒷바퀴의 좌측 속도 값(

) 및 뒷바퀴간의 거리 값(

)을 기초로 계산된 현재 요레이트 모델 정보의 현재 요레이트 값이, 뒷바퀴의 우측 속도 값(

)과 뒷바퀴의 좌측 속도 값(

) 및 뒷바퀴간의 거리 값(

)을 기초로 이미 계산된 제 2 기준 요레이트 모델 정보(Model 2)의 기준 요레이트 값(

)이 아닌지를 제어부(106)의 제어에 따라 판단할 수가 있다.

이때, 판단부(104)는 현재 요레이트 모델 정보의 현재 요레이트 값이 제 2 기준 요레이트 모델 정보(Model 2)의 기준 요레이트 값(

제 3 기준 요레이트 모델 정보(Model 3)는 횡 가속도 값(

)과 차량 속도 값(

)을 이용하여 요레이트 값을 계산할 수가 있다.

일예로, 제 3 기준 요레이트 모델 정보(Model 3)는 다음 <수식 3>과 같이 나타낼 수가 있다.

<수식 3>

이때,

은 계산된 기준 요레이트 값일 수가 있고,

는 횡 가속도 값일 수가 있으며,

는 차량 속도 값일 수가 있다.

다시 말하면, 판단부(104)는 입력부(102)에 입력된 현재 횡 가속도 값(

)과 현재 차량 속도 값(

)을 기초로 계산된 현재 요레이트 모델 정보의 현재 요레이트 값이, 횡 가속도 값(

)과 차량 속도 값(

)을 기초로 이미 계산된 제 3 기준 요레이트 모델 정보(Model 3)의 기준 요레이트 값(

)이 아닌지를 제어부(106)의 제어에 따라 판단할 수가 있다.

이때, 판단부(104)는 현재 요레이트 모델 정보의 현재 요레이트 값이 제 3 기준 요레이트 모델 정보(Model 3)의 기준 요레이트 값(

제 4 기준 요레이트 모델 정보(Model 4)는 차량 속도 값(

)과, 앞바퀴 및 뒷바퀴간의 거리 값(

)과, 조향각 값(

)과, 차량 특성 속도 값(

)을 이용하여 요레이트 값을 계산할 수가 있다.

일예로, 제 4 기준 요레이트 모델 정보(Model 4)는 다음 <수식 4>와 같이 나타낼 수가 있다.

<수식 4>

이때,

은 계산된 기준 요레이트 값일 수가 있고,

는 차량 속도 값일 수가 있으며,

은 앞바퀴 및 뒷바퀴간의 거리 값일 수가 있고,

은 조향각 값일 수가 있으며,

는 차량 특성 속도 값일 수가 있다.

다시 말하면, 판단부(104)는 입력부(102)에 입력된 현재 차량 속도 값(

)과 앞바퀴 및 뒷바퀴간의 거리 값(

)과 현재 조향각 값(

) 및 차량 특성 속도 값(

)을 기초로 계산된 현재 요레이트 모델 정보의 현재 요레이트 값이, 차량 속도 값(

)과 앞바퀴 및 뒷바퀴간의 거리 값(

)과 조향각 값(

) 및 차량 특성 속도 값(

)을 기초로 이미 계산된 제 4 기준 요레이트 모델 정보(Model 4)의 기준 요레이트 값(

)이 아닌지를 제어부(106)의 제어에 따라 판단할 수가 있다.

이때, 판단부(104)는 현재 요레이트 모델 정보의 현재 요레이트 값이 제 4 기준 요레이트 모델 정보(Model 4)의 기준 요레이트 값(

이때, 제어부(106)는 판단부(104)에서 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단하면, ESC(Electronic Stability Control) 장치(30)에 구동 명령을 전달하지 않을 수가 있다.

이러한, 본 발명에 따른 차량 자세 제어 장치(100)를 이용하여 차량을 제어하기 위한 차량 자세 제어 방법을 살펴보면 다음 도 7 내지 도 9와 같다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자세 제어 장치의 차량 자세 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 9는 본 발명에 따른 차량 자세 제어 장치에서 차량의 안정 주행 상태를 판단하는 방법에 대한 구체적인 순서도이다.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 자세 제어 장치의 차량 제어 방법은 차량 자세 제어 장치(100)의 차량 제어 방법(500)은 입력 단계(S502) 및 판단 단계(S504)를 포함한다.

먼저, 입력 단계(S502)는 감지 장치(10)로부터 감지된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 입력부(102)에서 입력받는다.

이 후, 판단 단계(S504)는 입력부(102)에 입력된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 기초로 생성된 현재 요레이트 모델 정보가 이미 설정된 기준 요레이트 모델 정보(Model 1 내지 Model 4)가 아닌지를 제어부(106)의 제어에 따라 판단부(104)에서 판단한다.

이때, 판단 단계(S506)는 판단부(104)에서 현재 요레이트 모델 정보가 기준 요레이트 모델 정보(Model 1 내지 Model 4)가 아닌 것으로 판단하면, 제어부(도2의 106)의 제어에 따라 판단부(도2의 104)에서 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단한다.

여기서, 기준 요레이트 모델 정보(Model 1 내지 Model 4)는 제 1 기준 요레이트 모델 정보(Model 1)와 제 2 기준 요레이트 모델 정보(Model 2) 및 제 3 기준 요레이트 모델 정보(Model 3)와 제 4 기준 요레이트 모델 정보(Model 4)를 의미한다.

이후, 요레이트 값이 이상(abnormal)값을 가지는 것으로 판단하면(S506), 제어부(106)는 ESC 장치(30)에 구동 명령을 전달하지 않는다(S508).

다음으로, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 자세 제어 장치의 차량 제어 방법으로서, 전술한 도 7에 따른 차량 자세 제어 장치의 차량 제어 방법에서 추가적으로, 차량이 안정 주행 상태인지 여부를 추가적으로 판단한다.

먼저, 입력 단계(S801)는 감지 장치(10)로부터 감지된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 입력부(102)에서 입력받는다.

이 후, 차량이 안정 주행 상태인지를 판단한다(S802).

이는, 판단부(104)에서 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도값과 현재 휠 속도값을 입력 받아, 전술한 미리 설정한 제 1 임계값 내지 제 3임계값과 비교하여 차량이 현재 안정한 주행 상태인지, 노면 상태가 안정한 노면을 주행 중인지, 및 노면 마찰 정보가 안정한 노면을 차량이 주행하는지를 판단하는 것을 의미한다.

구체적으로, 도 9는 본 발명에 따른 차량 자세 제어 장치가 차량이 안정 주행 상태인지 여부를 판단하는 방법에 관한 순서도이다.

먼저, 차량 자세 제어 장치(100)는 감지 장치(10)로부터 감지된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 입력부(102)에서 입력받는다(S801).

이후, 획득한 조향각으로부터 산출한 조향각속도가 미리 설정한 제 1 임계값보다 작고(S8020의 예), 획득한 요레이트로부터 산출한 요레이트가속도가 미리 설정한 제 2 임계값보다 작은지 판단한다(S8021의 예). 이 때 제 1 임계값 및 제 2 임계값은 차량의 속도에 따라 가변할 수 있다.

따라서, 조향각속도와 요레이트가속도가 미리 설정한 임계값보다 작으면, 차량이 현재 안정한 주행 상태인 것으로 보아, 노면 상태가 안정한지 확인하기 위하여 횡가속도값을 확인한다.

구체적으로, 판단부(104)는 노면 상태가 안정한지 확인하기 위하여 횡가속도값이 미리 설정한 제 3 임계값보다 작으면(S8023의 예), 노면 상태가 안정한 것으로 판단한다.

다음으로, 노면 마찰 정보가 안정한 노면을 차량이 주행 하는지를 판단하기 위하여 판단부(104)는 차량이 현재 TCS(Traction Control System) 또는 ABS(Anti-lock Brake system)이 작동 중 인지를 판단한다(S8023).

즉, 판단부(104)가 현재 차량이 TCS 또는 ABS가 동작시키지 않은 것으로 확인하면(S8023), 판단부(104)는 현재 차량이 노면 마찰이 크지 않은 노면을 주행 중인 것으로 판단한다.

따라서, 판단부(104)는 차량의 현재 조향각속도가 제 1 임계값보다 작고, 차량의 요레이트가속도가 제 2 임계값보다 작고, 차량의 횡가속도가 제 3 임계값보다 작고, TCS 또는 ABS 가 비동작중인 경우에 차량이 안정 주행 상태인 것으로 최종적으로 판단한다(S8024).

이에, 도 8에 도시된 바에 따라, 기준 요레이트 모델 정보와 현재 요레이트 값을 비교한다(S803).

이 후, 판단 단계(S803)는 입력부(102)에 입력된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 기초로 생성된 현재 요레이트 모델 정보가 이미 설정된 기준 요레이트 모델 정보(Model 1 내지 Model 4)가 아닌지를 제어부(106)의 제어에 따라 판단부(104)에서 판단한다.

이때, 판단 단계(S804)는 판단부(104)에서 현재 요레이트 모델 정보가 기준 요레이트 모델 정보(Model 1 내지 Model 4)가 아닌 것으로 판단하면, 제어부(106)의 제어에 따라 판단부(104)에서 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단한다.

이후, 요레이트 값이 이상(abnormal)값을 가지는 것으로 판단하면(S806), 제어부(106)는 ESC 장치(30)에 구동 명령을 전달하지 않는다(S808).

이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.

100: 차량 자세 제어 장치 10: 감지 장치
30: ESC 장치 11:요레이트 센서
12: 조향각 센서 13: 속도 센서
14: 가속도 센서 102: 입력부
103: 전자제어유닛 101: 메인 프로세서
105: 메모리 30: ESC 장치
106: 제어부 104: 판단부

Claims

감지 장치로부터 감지된 요레이트 값, 조향각 값, 횡가속도 값, 및 휠 속도 값을 적어도 하나 이상 입력받는 입력부;
상기 입력된 요레이트 값과 조향각 값을기초로 차량이 안정 주행 상태인지 판단하고, 상기 안정 주행 상태에서 생성된 요레이트 모델 정보가 미리 설정된 기준 요레이트 모델 정보를 벗어나면 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단하는 전자 제어 유닛;을 포함하는 차량 자세 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 차량의 안정 주행 상태는 요레이트 가속도가 제 1 임계값 미만이고, 조향 각속도가 제 2 임계값 미만인 경우를 포함하는 차량 자세 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 임계값 및 상기 제 2 임계값은 상기 차량의 속도가 증가함에 따라 감소하는 차량 자세 제어 장치.
제 2 항 또는 제 3항에 있어서,
상기 차량의 안정 주행 상태는 상기 차량의 횡가속도가 제 3 임계값 미만인경우를 더 포함하는 차량 자세 제어 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 차량의 안정 주행 상태는 상기 차량이 TCS(Traction Control Systme) 또는 ABS(Anti-lock Brake System)을 구동하지 않는 경우를 더 포함하는 차량 자세 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 기준 요레이트 모델 정보는 좌측 전륜과 우측 전륜 간의 거리 및 속도 차이를 기초로 요레이트 값을 산출하거나 좌측 후륜과 우측 후륜 간의 거리 및 속도 차이를 기초로 요레이트 값을 산출하는 차량 자세 제어 장치.
제 6항에 있어서,
상기 기준 요레이트 모델 정보는 좌측 전륜과 우측 전륜 간의 거리 및 속도 차이를 기초로 요레이트 값을 산출하는 제 1 기준 요레이트 모델 정보를 포함하는 차량 자세 제어 장치.
제 6항에 있어서,
상기 기준 요레이트 모델 정보는 좌측 후륜과 우측 후륜간의 거리 및 속도 차이를 기초로 요레이트 값을 산출하는 제 2 기준 요레이트 모델 정보를 포함하는 차량 자세 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 기준 요레이트 모델 정보는 횡 가속도 값과 차량 속도 값을 이용하여 요레이트 값을 계산하는 제 3 기준 요레이트 모델 정보를 포함하는 차량 자세 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 기준 요레이트 모델 정보는 차량 속도 값과, 앞바퀴 및 뒷바퀴간의 거리 값과, 조향각 값과, 차량 특성 속도 값을 이용하여 요레이트 값을 계산하는 제 4 기준 요레이트 모델 정보를 포함하는 차량 자세 제어 장치.
차량 자세 제어 장치
제 1항에 있어서,
상기 전자 제어 유닛은 현재 요레이트 값이 상기 이상(abnormal) 값이면, ESC(Electronic Stability Control) 장치에 구동 명령을 전달하지 않는 차량 자세 제어 장치.
감지 장치로부터 감지된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 및 현재 횡가속도 값과 현재 휠 속도 값을 적어도 하나 이상 입력받는 입력 단계;
상기 입력된 현재 요레이트 값과 현재 조향각 값 을 기초로 차량이 안정 주행 상태인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 안정 주행 상태에서 생성된 현재 요레이트 모델 정보가 이미 설정된 기준 요레이트 모델 정보가 아니면, 현재 요레이트 값이 이상(abnormal) 값인 것으로 판단 단계를 포함하는 차량 자세 제어 방법.
제 12항에 있어서,
상기 차량이 안정 주행 상태인지 여부를 판단하는 단계;는
상기 차량의 안정 주행 상태는 요레이트 가속도가 제 1 임계값 미만이고, 조향 각속도가 제 2 임계값 미만인지 판단하는 단계;
상기 차량의 횡가속도가 제 3 임계값 미만인지 판단하는 단계; 및
상기 차량이 TCS(Traction Control Systme) 또는 ABS(Anti-lock Brake System)을 구동하지 않는지 확인하는 단계;를 더 포함하는 차량 자세 제어 방법.
제 12항에 있어서,
상기 제 1 임계값 및 상기 제 2 임계값은 상기 차량의 속도가 증가함에 따라 감소하는 차량 자세 제어 방법.