KR20180068747A - Ars를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템 - Google Patents

Ars를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20180068747A
KR20180068747A KR1020160170719A KR20160170719A KR20180068747A KR 20180068747 A KR20180068747 A KR 20180068747A KR 1020160170719 A KR1020160170719 A KR 1020160170719A KR 20160170719 A KR20160170719 A KR 20160170719A KR 20180068747 A KR20180068747 A KR 20180068747A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
roll
distribution ratio
moment
ars
vehicle
Prior art date
Application number
KR1020160170719A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102417403B1 (ko
Inventor
이민수
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020160170719A priority Critical patent/KR102417403B1/ko
Publication of KR20180068747A publication Critical patent/KR20180068747A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102417403B1 publication Critical patent/KR102417403B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B60G17/0185Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method for failure detection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B60G17/0162Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input mainly during a motion involving steering operation, e.g. cornering, overtaking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055Stabiliser bars
    • B60G21/0551Mounting means therefor
    • B60G21/0553Mounting means therefor adjustable
    • B60G21/0555Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/20Speed
    • B60G2400/204Vehicle speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/40Steering conditions
    • B60G2400/41Steering angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/40Steering conditions
    • B60G2400/47Rear wheel steering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18Automatic control means
    • B60G2600/182Active control means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/01Attitude or posture control
    • B60G2800/016Yawing condition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/85System Prioritisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90System Controller type
    • B60G2800/91Suspension Control
    • B60G2800/912Attitude Control; levelling control
    • B60G2800/9122ARS - Anti-Roll System Control

Abstract

본 발명은 차량의 후륜 조향 장치(RWS) 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계, 상기 후륜 조향 장치 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계에 의해 RWS의 고장이 인지되면, 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 단계를 포함하는 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법으로서, 본 발명에 의하면, 차량의 RWS 고장 발생시 차량을 안정적으로 제어할 수 있게 한다.

Description

ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템{STABILIZATION CONTROL METHOD USING ACTIVE ROLL STABILIZATION AND STABILIZATION CONTROL SYSTEM}
본 발명은 차량을 안정적으로 제어하기 위한 방법으로서, 특히 RWS 고장 상황이 발생하는 경우에 차량을 안정적으로 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하기 위한 장치이다.
이러한 현가장치는 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링, 샤시 스프링의 자유진동을 감쇄 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버 및 차량의 롤링을 억제하는 스태빌라이저 바 등으로 구성된다.
여기서, 스태빌라이저 바는 양측이 차체와 결합되고, 양단이 로워암 또는 스트럿 바에 장착되어, 좌우측 바퀴가 서로 동시에 상하 운동하는 경우에는 작용하지 않고, 좌우측 바퀴가 서로 상대적으로 상하 운동하는 경우에는 비틀림이 발생하여 그 비틀림 복원력으로 차체의 롤을 억제하는 안티 롤 역할을 한다.
즉, 스태빌라이저 바는 차량의 선회 주행시에 차체의 선회 외측이 원심력으로 기울어지거나 혹은 주행 중에 범프 또는 리바운드로 인해 좌우측 바퀴가 상대적으로 위차상차를 가질 때에 비틀어지면서 그 복원력으로 차체의 자세를 안정화시켜 주게 된다.
최근에는, 스태빌라이저 바의 자체 탄성 복원력에 의해 차량의 기울어짐을 억제하거나 기울어진 차체를 복귀시켜 안정시키는 데에는 신속 정확한 롤 제어가 미흡하여, 스태빌라이저 바에 액츄에이터를 장착하여 유압에 의해서 스태빌라이저 바의 강성을 능동적으로 제어하는 액티브 롤 스태빌라이제이션(ARS, Active Roll Stabilization) 시스템이 개발되었다.
즉, 액티브 롤 스태빌라이제이션 시스템은 전륜이나 후륜 또는 전후륜에 적용되어 좌우측의 롤 모멘트의 분배비를 제어하여 일 측의 롤이 과다하지 않도록 강제로 롤을 제어하는 것이다.
한편, 최근 연비 저감, EV/HEV 보급 확대 및 안전성 향상을 위한 전동식 샤시 제품의 개발 요구가 증대됨에 따라 기존 4륜 조향 시스템의 문제점을 개선한 후륜 조향 시스템(RWS, Rear Wheel Steering)이 개발되었다.
후륜 조향 시스템을 포함한 4륜 조향 시스템의 목적은 후륜 조향 시스템의 역상제어(전륜 조향 방향 대비)를 통해 저속 선회 시의 회전 반경을 축소함으로써 대형 차량의 기동성을 향상시키고, 동상제어(전륜 조향 방향 대비)를 통해서는 고속 선회 시의 요 레이트(yaw rate) 및 사이드 슬립(side slip)을 감소시킴으로써 차량의 안정성을 향상시키는 것이다.
그런데, 차량의 후륜 조향 시스템의 고장이 발생한 경우에는 도 1과 같이 과도한 요 거동이 발생하거나 과소한 요 거동이 발생할 수가 있다.
이러한 급격한 차량 거동 변화가 발생되면 차량 및 인적 안전이 위협받는 사태가 발생하게 된다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
한국등록특허공보 제10-0911399호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 차량의 RWS 고장 발생시 차량을 안정적으로 제어할 수 있는 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법은, 차량의 후륜 조향 장치(RWS) 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계, 상기 후륜 조향 장치 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계에 의해 RWS의 고장이 인지되면, 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 RWS 고장 여부 및 조향각은 차량의 RWS ECU로부터 수신하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비와 기존 ARS(Active Roll Stabilization) 제어에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비 간의 우선 순위를 판단하는 단계를 더 포함한다.
상기 우선 순위를 판단하는 단계에 의해 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의한 제어가 우선하는 것으로 판단되면, 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의해 ARS를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이 같은 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비는 ARS에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비에 가중치를 부여하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
이러한 상기 롤 모멘트 및 롤 분배비의 가중치는 차속 및 횡가속도에 따른 시험 결과에 의해 맵핑되는 것을 특징으로 한다.
결과적으로, 상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 동상인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 감소되고 후륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 역상인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 롤 모멘트가 증가되고 후륜의 롤 모멘트가 감소되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템은, 차량의 RWS 고장 여부 및 조향각을 인지하는 RWS 고장 인지부, 상기 RWS 고장 인지부가 인지한 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부를 포함한다.
상기 RWS 고장 인지부는 차량의 RWS ECU로부터 RWS 고장 여부 및 조향각을 수신하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보에 의해 ARS(Active Roll Stabilization)에 의한 롤 제어 모멘트를 산출하는 롤 제어 모멘트 산출부, 조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보에 의해 ARS에 의한 롤 제어 분배비를 산출하는 핸들링 분배비 산출부 및 상기 롤 제어 모멘트 산출부 및 상기 핸들링 분배비 산출부에 의해 산출된 제어값과 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부에 의해 산출된 제어값의 우선 순위를 결정하여 ARS를 제어하는 코디네이터를 더 포함한다.
상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 롤 제어 모멘트 산출부 및 상기 핸들링 분배비 산출부에 의해 산출되는 롤 모멘트 및 롤 분배비에 가중치를 부여하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
이러한 상기 롤 모멘트 및 롤 분배비의 가중치는 차속 및 횡가속도에 따라 미리 정해진 값인 것을 특징으로 한다.
결과적으로, 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 동상인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 감소되고 후륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 역상인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 롤 모멘트가 증가되고 후륜의 롤 모멘트가 감소되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템에 의하면, 차량 운행 중에 RWS 고장 상황이 발생하더라도 급격한 요 거동을 최소화시켜 운전 편의성을 향상시키고, 차량의 안정성을 향상시켜 사고의 위험성을 줄일 수 있다.
도 1은 차량의 RWS 고장이 발생하는 경우의 거동을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템의 개념을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법을 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명을 위한 변수의 선정 개념을 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명을 위한 변수의 맵핑 실험예를 도시한 것이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템의 개념을 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법을 도시한 것이다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템을 설명하기로 한다.
본 발명은 ARS(Active Roll Stabilization) 시스템에 의해서 안티 롤 기능을 하는 스태빌라이저 바를 능동적으로 제어하는 차량에서 차량의 후륜 조향장치(RWS, Rear Wheel Steering) 고장 상황이 발생하는 경우에 이를 제어하여 차량을 안정화시키기 위한 방법 및 시스템이다.
차량이 저속 선회시에는 후륜을 역상 제어하고 고속 선회시에는 후륜을 동상으로 제어하는 RWS에 고장이 발생하게 되어 제어가 불가한 경우에 차량에 과도한 요 거동이나 과소한 요 거동이 발생하게 된다.
본 발명은 이러한 상황을 인지하여 전륜 및 후륜의 롤 모멘트 및 전륜과 후륜 간의 롤 분배비를 제어하여 요 거동을 최소화시킨다.
이를 위해 본 발명의 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템(10)은 타이어 RWS 고장 인지부(11), 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부(12), 롤 제어 모멘트 산출부(13), 핸들링 분배비 산출부(14) 및 코디네이터(15)를 포함한다.
RWS 고장 인지부(11)는 RWS ECU(20)로부터 RWS의 고장 여부 및 RWS의 현재 조향 각도를 CAN 통신으로 수신한다.
RWS ECU(20)는 각종 차량의 정보를 이용하여 후륜 조향 모드를 결정하고 후륜 목표 조향각을 연산 및 제어하는 수단이다.
RWS 고장 인지부(11)에 의해 RWS 고장 여부 및 조향각이 인지되면, 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부(12)에서 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 분배비를 산출하게 된다.
즉, 후륜의 동상, 역상 여부에 따라서 전륜과 후륜의 롤 모멘트를 신규로 산출하고, 전륜 및 후륜 간의 롤 분배비를 신규로 산출하게 된다.
롤 제어 모멘트 산출부(13)와 핸들링 분배비 산출부(14)는 차량 정보부(30)로부터 조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보를 CAN 통신에 의해 수신하여 RWS 고장과 무관하게 설정된 롤 제어 모멘트와 핸들링 분배비를 산출하게 된다.
롤 제어 모멘트 산출부(13), 핸들링 분배비 산출부(14)로부터 정상 상태의 롤 제어 모멘트 값과 롤 모멘트 분배비 값을 전달받고, 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부(12)로부터 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비 값을 전달받아 코디네이터(15)에서는 일반적 제어와 RWS 고장시 제어의 우선순위를 판단하여 그에 따른 전륜 및 후륜의 토크값을 결정하여 액츄에이터(41, 42)를 그 값에 따라 제어하게 된다.
즉, 도 3에서 참조되는 바와 같이 본 발명에 의한 차량의 안정화 제어 방법은 RWS 고장이 인지되면, 해당 케이스에 따른 롤 모멘트 및 롤 분배비를 결정하여 전륜과 후륜의 스태빌라이제이션 바 토크를 결정하여 해당 액츄에이터를 제어하게 된다.
여기서, TFrStab는 전륜 스탭 바 토크이고, TRrStab는 후륜 스탭 바 토크이다.
그리고, MT는 차량 전체의 롤 모멘트이고, RF는 전륜 롤 강성 분배비가 되며, MT_new와 RF_new는 신규한 차량 전체의 롤 모멘트 및 전륜 롤 강성 분배비가 된다.
또한, EFr 및 ERr는 전륜과 후륜의 스탭 바 효율에 해당한다.
이와 같은 제어의 구체적인 예를 이하에서 설명하기로 한다.
우선 RWS 고장의 케이스를 다음 표와 같이 분류할 수 있다.
case flag 상세 비고
1 이상 없음 -
2 선회시 후륜 동상 조향각 '+' & 후륜 조향각 '+'
조향각 '-' & 후륜 조향각 '-'
3 선회시 후륜 역상 조향각 '+' & 후륜 조향각 '-'
조향각 '-' & 후륜 조향각 '+'
표에서 '+'는 반시계 방향을 나타내고, '-'는 시계 방향을 나타낸다.
케이스 1은 RWS 고장이 발생되지 않은 경우로서, 이 경우에는 도 3에서 RWS 고장으로 인지되지 않는 경우의 프로세스에 따라서 일반적인 ARS 제어가 수행되고, 그에 따라 코디네이터(15)는 롤 제어 모멘트 산출부(13) 및 핸들링 분배비 산출부(14)로부터 수신한 값에 의해 전륜 및 후륜의 토크값을 결정하여 액츄에이터를 제어하게 된다.
이 경우의 전륜 롤 모멘트(MF)및 후륜 롤 모멘트(MR)는 다음과 같다.
MF=RF×MT
MR=(1-RF)×MT
MT는 차량 전체의 롤 모멘트이며, RF는 전륜의 롤 분배비가 된다.
반면, RWS 고장으로 인지되는 케이스 2 및 케이스 3의 경우에는 코디네이터(15)는 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부(12)로부터 수신한 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의해 전륜 및 후륜의 토크값을 결정하여 액츄에이터를 제어하게 된다.
먼저, 케이스 2는 선회시 후륜 동상인 경우로서, 이와 같은 언더스티어의 경우에는 운전자가 부족 조향을 판단하고 대응 가능한 상황으로 총 롤 모멘트의 변화없이 분배비만으로 차량 선회 특성을 변경하면 된다.
즉, 전체 롤 모멘트는 유지한 상태로 롤 분배비만 변경하여, 전륜의 롤 모멘트를 감소시키고 후륜의 롤 모멘트를 증가시키는 제어를 한다.
이와 같은 제어를 통해 언더스티어(under steer) 경향을 감소시킨다.
즉, 롤 모멘트를 감소시킨 전륜은 하중 이동량이 감소하여 타이어의 횡력이 증가하게 되며, 롤 모멘트를 증가시킨 후륜은 하중 이동량이 증가하여 타이어의 횡력이 감소하게 되는 것이다.
구체적으로는 다음과 같이 롤 모멘트 및 롤 분배비를 결정하게 된다.
MT_new=MT
RF_new=RF×λ11<1)
MF_new=RF_new×MT
MR_new=(1-RF_new)×MT
여기서, MT_new는 보상용 차량 전체의 롤 모멘트로서 해당 케이스의 경우에는 RWS 고장 전 전체 롤 모멘크의 값이 유지된다.
그리고, RF_new는 요 거동 보상용 전륜 롤 강성 분배비에 해당하고, λ1은 분배비 가중치이며, 이는 차속 및 횡가속도에 따라 맵핑된 값에 의한다. λ1이 1보다 작은 값을 가지는 것은 전륜의 분배비를 작게 하는 것이 된다.
다음으로, MF_new는 롤 거동 보상용 전륜의 롤 모멘트에 해당하고, MR_new는 롤 거동 보상용 후륜의 롤 모멘트이다.
케이스 3은 선회시 후륜 역상인 경우로서, 이와 같은 오버스티어의 경우에는 운전자가 차량의 요가 급격하게 변하게 되고 능숙한 드라이버가 아닌 한 카운터 조향을 하기 힘들어 차량 거동면에서는 더욱 위험한 상황으로 볼 수 있다. 따라서, 롤 모멘트 자체를 증가시키고 롤 분배비를 변경하여 오버스티어 경향을 더욱 적극적으로 감소시킬 필요가 있다.
즉, 전륜 및 후륜 전체 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 분배비가 높고 후륜의 분배비가 낮도록 분배비를 변경 제어한다.
이와 같은 제어를 통해 오버스티어(over steer) 경향을 감소시킨다.
구체적으로는 다음과 같이 롤 모멘트 및 롤 분배비를 결정하게 된다.
MR_new=MR×β(β>1)
RF_new=RF×λ22>1)
MF_new=RF_new×MT_new
MR_new=(1-RF_new)×MT_new
여기서, β는 롤 모멘트 가중치이며, 이는 차속 및 횡가속도에 따라 맵핑된 값에 의한다.
도 4 및 도 5는 본 발명을 위한 변수의 선정 개념을 도시한 것이다.
요 거동 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비의 변경은 케이스에 따라 정해진 가중치에 따라 변경되고, 가중치 λ1, λ2와 β는 차속과 횡가속도에 따라 정해진다.
즉, 케이스 2의 λ11<1)은 차속에 따라 결정되는 λ1_1과 횡가속도에 따라 결정되는 λ1_2의 곱으로써 결정되고, 케이스 3의 λ22>1)는 차속에 따라 결정되는 λ2_1과 횡가속도에 따라 결정되는 λ2_2의 곱으로써 결정되며, β(케이스 3, β>1)는 차속에 따라 결정되는 β1과 횡가속도에 따라 결정되는 β2의 곱으로써 결정된다.
이러한 λ와 β는 시험에 의해 결정되고, 그 예로서, 0.8g로 선회시 전륜 및 후륜의 분배비 변경에 따른 영향을 다음의 표 2와 같은 시험 조건으로 검토하고, 표 3과 같은 시험결과를 얻게 된다.
이 같은 시험결과를 나타낸 그래프가 도 6 및 도 7에 해당하고, 차속, 횡가속도, 전체 롤 모멘트 및 분배비에 따라 예시와 같은 시험을 반복하여 λ와 β의 맵핑을 완성한다.
시험 조건 주행 상황 차속 횡가속도 탑승인원 운전자 개입
R 52.5m
정상원 선회
80k/h 0.8g 2 개입 없음
(조향각 고정)
시험 결과 2초 후 횡방향 이탈거리(m) 횡가속도 변화량(m/s2) 요 레이트 변화량(deg/s)
-1.2641(300ms 후 : 0.0815m) -1.7 +5.89
이상에서와 같이, 본 발명의 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템은 후륜 조향 장치(RWS) 고장 정보로부터 요 거동 보상용 롤 모멘트와 롤 분배비를 산출하여 이에 의해 ARS를 강제 제어함으로써 요 거동이 안정적일 수 있게 한다.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
10 : 차량의 안정화 제어 시스템
11 : RWS 고장 인지부
12 : 보상용 롤 모멘트 및 분비비 산출부
13 : 롤제어 모멘트 산출부
14 : 핸들링 분배비 산출부
15 : 코디네이터
20 : RWS ECU
30 : 차량 정보부
41, 42 : 액츄에이터

Claims (15)

  1. 차량의 후륜 조향 장치(RWS) 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계;
    상기 후륜 조향 장치 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계에 의해 RWS의 고장이 인지되면, 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 단계를 포함하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 RWS 고장 여부 및 조향각은 차량의 RWS ECU로부터 수신하는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비와 기존 ARS(Active Roll Stabilization) 제어에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비 간의 우선 순위를 판단하는 단계를 더 포함하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 우선 순위를 판단하는 단계에 의해 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의한 제어가 우선하는 것으로 판단되면, 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의해 ARS를 제어하는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비는 ARS에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비에 가중치를 부여하여 산출되는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 롤 모멘트 및 롤 분배비의 가중치는 차속 및 횡가속도에 따른 시험 결과에 의해 맵핑되는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 동상인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 감소되고 후륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 역상인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 롤 모멘트가 증가되고 후륜의 롤 모멘트가 감소되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.
  9. 차량의 RWS 고장 여부 및 조향각을 인지하는 RWS 고장 인지부;
    상기 RWS 고장 인지부가 인지한 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부를 포함하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 RWS 고장 인지부는 차량의 RWS ECU로부터 RWS 고장 여부 및 조향각을 수신하는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보에 의해 ARS(Active Roll Stabilization)에 의한 롤 제어 모멘트를 산출하는 롤 제어 모멘트 산출부;
    조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보에 의해 ARS에 의한 롤 제어 분배비를 산출하는 핸들링 분배비 산출부; 및
    상기 롤 제어 모멘트 산출부 및 상기 핸들링 분배비 산출부에 의해 산출된 제어값과 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부에 의해 산출된 제어값의 우선 순위를 결정하여 ARS를 제어하는 코디네이터를 더 포함하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 롤 제어 모멘트 산출부 및 상기 핸들링 분배비 산출부에 의해 산출되는 롤 모멘트 및 롤 분배비에 가중치를 부여하여 산출하는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 롤 모멘트 및 롤 분배비의 가중치는 차속 및 횡가속도에 따라 미리 정해진 값인 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 동상인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 감소되고 후륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 역상인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 롤 모멘트가 증가되고 후륜의 롤 모멘트가 감소되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 하는,
    ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.
KR1020160170719A 2016-12-14 2016-12-14 Ars를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템 KR102417403B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160170719A KR102417403B1 (ko) 2016-12-14 2016-12-14 Ars를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160170719A KR102417403B1 (ko) 2016-12-14 2016-12-14 Ars를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180068747A true KR20180068747A (ko) 2018-06-22
KR102417403B1 KR102417403B1 (ko) 2022-07-06

Family

ID=62768683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160170719A KR102417403B1 (ko) 2016-12-14 2016-12-14 Ars를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102417403B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11845498B2 (en) 2019-08-22 2023-12-19 Hyundai Motor Company Control methods for rear wheel steering apparatus of cars

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0751364Y2 (ja) * 1989-10-11 1995-11-22 トヨタ自動車株式会社 流体圧式アクティブサスペンション
JP2007137165A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Toyota Motor Corp 車輌の走行制御装置
KR100911399B1 (ko) 2008-04-28 2009-08-11 현대자동차주식회사 에어 서스펜션 차량용 액티브 롤 컨트롤 장치
JP2010254268A (ja) * 2009-03-30 2010-11-11 Honda Motor Co Ltd 操舵制御車両
KR101558761B1 (ko) * 2014-04-24 2015-10-07 현대자동차주식회사 차량 거동 안정화 시스템 및 그의 요모멘트 분배 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0751364Y2 (ja) * 1989-10-11 1995-11-22 トヨタ自動車株式会社 流体圧式アクティブサスペンション
JP2007137165A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Toyota Motor Corp 車輌の走行制御装置
KR100911399B1 (ko) 2008-04-28 2009-08-11 현대자동차주식회사 에어 서스펜션 차량용 액티브 롤 컨트롤 장치
JP2010254268A (ja) * 2009-03-30 2010-11-11 Honda Motor Co Ltd 操舵制御車両
KR101558761B1 (ko) * 2014-04-24 2015-10-07 현대자동차주식회사 차량 거동 안정화 시스템 및 그의 요모멘트 분배 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11845498B2 (en) 2019-08-22 2023-12-19 Hyundai Motor Company Control methods for rear wheel steering apparatus of cars

Also Published As

Publication number Publication date
KR102417403B1 (ko) 2022-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8718872B2 (en) Vehicle attitude controller
EP3444157B1 (en) Vehicle control device and method
US9636965B2 (en) Suspension system
US7543825B2 (en) In-wheel motor vehicle
US20100211261A1 (en) Vehicle behavior control system
CN107031715B (zh) 主动侧倾控制系统的后备模式
US20060149444A1 (en) Method of compensating for disturbances in the straight-line stability of a motor vehicle
KR101422989B1 (ko) 자동차의 작동 방법 및 자동차
CN102596674A (zh) 车辆运动控制系统
KR20150026934A (ko) 차량 거동 제어 장치
JP4696983B2 (ja) 車輌振動に応じてアクティブスタビライザが制御される車輌
CN110936939B (zh) 车辆的转弯行为控制装置
JP2877084B2 (ja) 制動力制御装置
US11161383B1 (en) Process and system for correcting longitudinal roll from offset load using active roll control
WO2022061607A1 (zh) 悬架控制方法、悬架控制装置和车辆
KR20180068747A (ko) Ars를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템
JPH03231017A (ja) 車輪のキャンバ角制御装置
CN107053992B (zh) 调节方法和机动车辆
KR20180068744A (ko) Ars를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템
JPH03231015A (ja) 車輪のアライメント制御装置
CN113320524B (zh) 汽车的控制方法、汽车、运行控制装置及存储介质
JPS63188512A (ja) 車両用姿勢制御装置
JPH1086622A (ja) 車両スタビリティ制御装置
JP4457842B2 (ja) 車輌のロール運動制御装置
US20070198151A1 (en) Method And Chassis Arrangement For Controlling The Driving Stability Of A Motor Vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right