KR20190069024A - 선제적 차고제어방법 및 차량 - Google Patents

선제적 차고제어방법 및 차량 Download PDF

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Abstract

본 발명의 차량(1)에 적용된 선제적 차고제어방법은 차속 및 도로경사의 확인시 오르막도로와 내리막도로를 구분하고, 상기 오르막도로로 구간진입에 대한 오르막 도달거리와 상기 내리막도로로 구간진입에 대한 평지 도달거리 산출이 이루어지며, 차체하부에 대한 노면 마찰 가능성으로 오르막도로와 상기 내리막도로의 각각에 맞춰진 전,후륜 현가(2-1,2-2)의 감쇠력 제어와 전,후륜 브레이크(5-1,5-2)의 제동제어로 노면마찰 방지를 위한 차고제어가 수행됨으로써 차량의 안티 다이브에 대한 능동제어로 구간변경(내리막/오르막/평지)하려는 도로에서 차체하부의 노면 마찰이 방지되는 특징을 구현한다.

Description

선제적 차고제어방법 및 차량{Proactive Vehicle Height Control Method and Vehicle thereof}
본 발명은 차고제어에 관한 것으로, 특히 안티 다이브 제어의 능동적인 활용으로 경사도로 조건에서 차체하부의 노면 마찰을 방지하는 차량에 관한 것이다.
일반적으로 전자제어 현가장치(Electronic Control Suspension)는 선회 및 충돌회피 제어와 함께 안티 다이브(Anti Dive)제어를 수행한다.
이러한 이유는 주행중 급격한 차량 제동시 발생되는 노우즈 다이브(Nose Dive) 현상은 후방 차체 상승에 반한 전방 차체 하강으로 차체의 거동자세에 대한 불안정을 초래하고, 심할 경우 전방 차체쪽 지상고를 크게 낮춰 돌출 노면과 차체 하부의 노면 접촉 상황으로 발전될 수 있기 때문이다.
그러므로 전자제어 현가장치의 안티 다이브 제어는 고속 주행중 급제동에 의한 노우즈 다이브 현상이 심하게 발생한 차량이더라도 과도한 지상고 저하가 방지된 상태에서 거동자세안정성을 유지시켜 줄 수 있다.
국내공개특허 10-2013-0128985(2013.11.27)
하지만 실제적인 차체하부 노면 접촉 현상은 노우즈 다이브 발생 상황이 아닌 도로 조건에 크게 좌우됨으로써 안티 다이브 제어로 인한 차체하부 노면 접촉 방지 효과가 매우 미약 할 수밖에 없다.
일례로 ‘심한 내리막 경사로에서 평지 진입’ 또는 ‘평지에서 심한 오르막 경사로 진입’과 같은 경사로 도로조건에서 고속 운전시 전방차체를 올려주는 선제적인 안티 다이브 제어가 이루어지지 못함으로써 차체 하부의 노면 접촉에 따른 긁힘을 방지할 수 없게 된다.
더구나 전자제어 현가장치가 미 적용된 차량은 안티 다이브 제어를 수행할 수 없어 경사로 도로조건에서 차체 하부의 노면 접촉 상황에 더욱 취약할 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 전자제어 현가장치의 안티 다이브가 능동제어로 확장됨으로써 구간변경(내리막/오르막/평지)하려는 도로에서 차체하부의 노면마찰을 방지할 수 있고, 특히 도로 상황과 차량의 현재 상태에 대한 종합적인 판단이 이루어짐으로써 ‘심한 내리막 경사로에서 평지 진입’과 ‘평지에서 심한 오르막 경사로 진입’의 경사로 도로조건에서 차체하부의 노면 접촉이 방지되는 선제적 차고제어방법 및 차량의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선제적 차고제어방법은 차량의 주행도로에 대한 경사로 차고제어기의 내리막 도로와 오르막 도로 구분이 이루어진 후 상기 내리막 도로 또는 상기 오르막 도로에 맞춰진 상기 차량의 차고 제어로 차체하부의 노면 마찰을 방지시켜주는 능동 안티 다이브 제어; 가 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 내리막 도로와 상기 오르막 도로 구분은 상기 차량에서 이루어지는 검출정보로 판단되고, 상기 검출정보는 차속 및 도로경사이다. 상기 도로경사는 카메라의 영상신호와 레이다 또는 라이다의 거리정보에 기반된다.
바람직한 실시예로서, 상기 능동 안티 다이브 제어는, 상기 차량의 차속과 상기 주행도로의 도로경사에 대한 판단이 이루어지는 단계, 상기 도로경사시 상기 오르막도로와 상기 내리막도로에 대한 판단이 이루어지는 도로판단 제어 단계, 상기 오르막도로시 상기 오르막도로에 맞춰 상기 노면 마찰을 방지하도록 상기 차고 제어가 이루어지고, 상기 내리막도로시 상기 내리막도로에 맞춰 상기 노면 마찰을 방지하도록 상기 차고 제어가 이루어지는 도로별 차고조절 제어 단계로 수행된다.
바람직한 상기 능동 안티 다이브 제어 실시예로서, 상기 차속과 상기 도로경사의 각각은 설정된 차속 임계값(threshold)과 설정된 급경사 도로 임계값(threshold)을 적용하여 판단된다.
바람직한 실시예로서, 상기 도로판단 제어 단계는, 상기 차속에 의한 상기 차량의 현재 차속과 상기 도로경사에 의한 상기 오르막도로와 상기 내리막도로가 확인되는 단계, 상기 오르막도로시 상기 오르막도로 구간진입을 확인하여 상향 도로 경사각으로부터 오르막도로 도달거리가 산출되는 단계, 상기 내리막도로시 상기 내리막도로 구간진입을 확인하여 하향 도로 경사각으로부터 평지 도달거리가 산출되는 단계로 구분된다.
바람직한 상기 도로판단 제어 실시예로서, 상기 상향 도로 경사각과 상기 하향 도로 경사각의 각각은 상기 오로막 도로의 차선이나 도로 경계선에 대한 각도를 비선형 함수로 하여 테이블 매칭으로 추정된다. 상기 오르막도로 도달거리와 상기 평지 도달거리의 각각은 상기 오로막 도로의 차선이나 도로 경계선까지 거리로 추정되거나 또는 카메라로 검출한 상기 오르막도로의 전방 장애물까지 최소 거리와 레이더 또는 라이더로 측정한 상기 오르막도로의 전방 장애물까지 최소 거리로 추정된다.
바람직한 실시예로서, 상기 도로별 차고조절 제어 단계는, 상기 차체하부에 대한 노면 마찰 가능성이 현재 차고에 대해 판단되는 단계, 상기 노면 마찰 가능성에 따른 상기 노면 마찰의 발생 가능시 전,후륜 현가의 감쇠력을 상기 오르막 도로 또는 상기 내리막 도로에 맞춘 상기 차고 제어가 수행되는 단계, 상기 전,후륜 현가의 감쇠력 제어 후 상기 노면 마찰 가능성이 재 판단되는 단계, 상기 노면 마찰 가능성의 재 판단에 따른 상기 노면 마찰의 발생 가능시 전,후륜 브레이크의 제동을 상기 오르막 도로 또는 상기 내리막 도로에 맞춘 상기 차고 제어가 수행되는 단계로 구분된다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량은 전,후륜 현가에 대한 감쇠력 제어를 수행하는 현가제어기; 전,후륜 브레이크에 대한 제동제어를 수행하는 브레이크 제어기; 차속 및 도로경사의 확인시 오르막도로와 내리막도로를 구분하고, 상기 오르막도로로 구간진입에 대한 오르막 도달거리와 상기 내리막도로로 구간진입에 대한 평지 도달거리 산출이 이루어지며, 차체하부에 대한 노면 마찰 가능성으로 오르막 도로와 상기 내리막도로의 각각에 맞춰진 상기 전,후륜 현가의 감쇠력 제어와 상기 전,후륜 브레이크의 제동제어로 노면마찰 방지를 위한 차고제어가 수행되는 경사로 차고 제어기; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 도로경사와 상기 오르막 도달거리 및 상기 평지 도달거리는 카메라의 영상정보와 레이다 및 라이다의 거리정보에 기반된다.
바람직한 실시예로서, 상기 경사로 차고 제어기는 상기 차고제어시 상기 현가 제어기에 대한 현가제어출력으로 상기 감쇠력 제어를 수행하고, 상기 브레이크 제어기에 대한 브레이크제어출력으로 상기 제동 제어를 수행한다.
바람직한 실시예로서, 상기 경사로 차고 제어기는 상기 오로막도로와 상기 내리막도로에 대한 차량 주행을 검출하는 차량상태 판단부, 상기 구간진입에 대한 시점과 함께 상기 오르막 도달거리와 상기 평지 도달거리를 판단하는 구간진입 판단부, 차체하부에 대한 노면 마찰 가능성을 판단하는 노면마찰 판단부로 구성된다.
이러한 본 발명의 차량은 선제적 차고제어가 구현됨으로써 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
첫째, ‘심한 내리막 경사로에서 평지 진입’과 ‘평지에서 심한 오르막 경사로 진입’의 경사로 도로조건에서 차체하부의 노면 접촉 없이 차량 주행이 이루어진다. 둘째 경사로 진출입시 고속 운전하에서도 차체하부의 노면 접촉이 방지된다. 셋째, 구간변경(내리막/오르막/평지)이 이루어지는 운전시에도 차체하부 마찰을 방지함으로써 차체 파손방지 및 승객 불쾌감 방지의 효과를 가져온다. 넷째, 안티 다이브 제어를 경사로 진출입시 차체하부의 노면접촉현상 방지로 능동적으로 활용함으로써 전자제어 현가장치의 기능 및 활용성이 크게 확장된다. 다섯째, 도로 상황과 차량의 현재 상태에 대한 종합적인 판단이 적용됨으로써 능동 안티 다이브 제어에 의한 경사로에서 현가 및 제동 제어 성능이 크게 개선된다. 여섯째, 경사로 도로조건에서 현가 및 제동 제어를 함께 연계해 줌으로써 전자제어 현가장치가 아닌 에어 서스펜션 적용 차량에서도 차체하부의 노면 접촉 없이 차량 주행이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차체하부 경사로 접촉 방지를 위한 선제적 차고제어방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 능동 안티 다이브 제어로 선제적 차고제어가 구현되는 차량의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 선제적 차고제어에 적용되는 차고조절 팩터(factor) 조건의 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 오르막도로와 내리막도로를 위한 도달거리 산출의 예이며, 도 5는 본 발명에 따른 르막도로와 내리막도로에서 차체하부 마찰 조건충족 판단의 예이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 선제적 차고제어방법은 능동 안티 다이브 제어로서 차고조절조건 제어(S10~S20), 도로판단 제어(S30~S80), 도로별 차고조절 제어(S90~S300)로 구분된다. 특히 상기 차고조절조건 제어(S10~S20)에서는 차속 및 도로경사를 차고조절 팩터(factor)로 하고, 상기 도로판단 제어(S30~S80)에서는 능동 안티 다이브 제어전환으로 구간변경(내리막/오르막/평지)하려는 도로에 대한 판단이 이루어지며, 상기 도로별 차고조절 제어(S90~S300)에서는 오르막도로 또는 내리막도로에 대한 차체하부 마찰 조건에 맞춰 현가제어를 단독 수행하거나 또는 현가/제동제어를 함께 수행하여 능동 안티 다이브 제어를 종료한다.
그러므로 상기 선제적 차고제어방법은 도로 상황과 차량의 현재 상태를 종합적으로 판단한 후 차량이 평지오르막 진입 혹은 내리막평지를 빠른 차속으로 진입시 차량의 현가 및 제동을 제어함으로써 기존 안티 다이브 제어에서 하지 못하던 전방차체 올림으로 차체 하부의 노면 접촉에 따른 긁힘이 방지된다.
그 결과 상기 선제적 차고제어방법은 ‘심한 내리막 경사로에서 평지 진입’ 또는 ‘평지에서 심한 오르막 경사로 진입’과 같은 경사로 도로조건에서 구간변경(내리막/오르막/평지)시 차체하부 마찰을 방지함으로써 승객 불쾌감 방지 및 차체 파손방지 효과에 우수하다.
도 2를 참조하면, 차량(1)은 전,후륜 현가(2-1,2-2)에 대한 감쇠력 제어를 수행하는 현가제어기(3), 전,후륜 브레이크(5-1,5-2)에 대한 제동제어를 수행하는 브레이크 제어기(6), 도로상태 인지 센서(8-1)와 차량상태 인지 센서(8-2)로 구성된 차량탑재장비, 도로의 구간변경(내리막/오르막/평지)에 따른 차체하부 마찰 방지를 능동 안티 다이브 제어 로직으로 구현해 주는 경사로 차고 제어기(10)를 포함한다.
구체적으로 상기 현가 제어기(3)는 ECS(Electronic Control Suspension) 제어기일 수 있다. 상기 브레이크 제어기(6)는 필요시 AWD(All Wheel Drive) 제어기를 적용할 수 있다. 상기 도로상태 인지 센서(8-1)는 전방 도로를 차선과 차선폭 및 도로 구간 등의 영상신호로 생성하는 카메라, 카메라를 보조하도록 구간변경에 대한 거리정보를 생성하는 레이다 및 라이다를 적용한다. 상기 차량상태 인지 센서(8-2)는 차량의 종/수직방향 가속도 값(a_x,a_z) 및 차량 기울어짐의 도로경사값을 제공해 주는 가속도센서와 차속을 제공해 주는 휠 스피드 센서를 적용한다.
구체적으로 상기 경사로 차고 제어기(10)는 현가 댐핑량, 유압제동압력, 카메라의 영상신호, 레이다/라이다의 거리정보, 차속, 종/수직방향 가속도 값(a_x,a_z), 도로 경사값 등을 검출하여 입력 정보로 제공해주는 데이터 입력부(10-1), 제공된 입력 정보에서 비선형 함수 테이블 매칭의 예와 같이 차속과 도로경사를 차고조절 팩터(factor)로 적용하여 구간변경(내리막/오르막/평지)과 현가/제동제어의 매칭 값이 테이블로 구축된 도로매칭 맵(20)과 연계된다. 이를 위해 상기 경사로 차고 제어기(10)는 차량상태 판단부(11)와 구간진입 판단부(13) 및 노면마찰 판단부(15)로 구성된다.
일례로 상기 차량상태 판단부(11)는 데이터 입력부(10-1)의 종방향 가속도 값(a_x), 수직방향 가속도 값(a_z), 도로 경사값을 이용하여 현재 주행중인 차량(1)이 내리막 주행 중인지 평지 주행 중인지를 판단한다. 상기 구간진입 판단부(13)는 데이터 입력부(10-1)의 구간변경 거리정보, 종방향 가속도 값(a_x), 수직방향 가속도 값(a_z), 차속을 이용하여 현재 주행중인 차량(1)의 [내리막평지] 또는 [평지오르막] 진입에 대한 시점과 거리를 판단한다. 상기 노면마찰 판단부(15)는 데이터 입력부(10-1)의 도로 경사값, 현가 댐핑제어상태, 차속을 이용하여 현재 주행중인 차량(1)의 구간진입 판단시에 현재주행을 유지하면 차체 하부가 바닥에 부딪힐 것인지 판단한다.
그 결과 상기 경사로 차고 제어기(10)는 차량상태 판단부(11)와 구간진입 판단부(13) 및 노면마찰 판단부(15)에서 처리된 정보 조합을 통해 마찰가능 판단시 현가제어기(3)에 대한 현가제어출력으로 마찰 방지를 위한 전,후륜 현가(2-1,2-2)의 감쇠력 제어를 수행하고, 나아가 현가제어로 마찰방지조건 불충분시 브레이크 제어기(6)에 대한 브레이크제어출력으로 마찰방지를 위한 전,후륜 브레이크(5-1,5-2)의 제동을 수행한다.
이하 상기 선제적 차고제어방법을 도 2 내지 도 5를 참조로 상세히 설명한다. 이 경우 제어주체는 데이터 입력부(10-1)와 도로매칭 맵(20)에 연계된 경사로 차고 제어기(10)이고, 제어대상은 전,후륜 현가(2-1,2-2)의 감쇠력을 제어하는 현가제어기(3)와 전,후륜 브레이크(5-1,5-2)의 제동을 제어하는 브레이크 제어기(6)이다.
상기 경사로 차고 제어기(10)는 차고조절조건 제어(S10~S20)를 수행하고, 상기 차고조절조건 제어(S10~S20)는 S10의 차량 주행정보/도로정보 검출 단계, S20의 차고조절 팩터(factor) 조건 충족 판단 단계로 구분한다.
도 2를 참조하면, 상기 경사로 차고 제어기(10)는 데이터 입력부(10-1)의 현가 댐핑량, 유압제동압력, 카메라의 영상신호, 레이다/라이다의 거리정보, 차속, 종/수직방향 가속도 값(a_x,a_z), 도로 경사값 등을 입력 데이터로 읽어 들인다. 이어 상기 경사로 차고 제어기(10)는 차속과 도로경사를 차고조절 팩터로 하여 차속과 도로경사의 각각에 대한 조건 판단을 수행한다. 이 경우 상기 차속과 상기 도로경사는 동시에 만족되어야 하는 “and 조건”으로 적용된다.
이를 위해 상기 경사로 차고 제어기(10)는 차속 조건 판단식과 도로경사 조건 판단식을 적용한다.
차속 조건 판단 : A > a
도로경사 조건 판단 : B > b
여기서 “A”는 검출 차속이고, “a”는 차속 설정값의 임계값(threshold)으로 특정 수치로 한정되지 않는다. 상기 a가 특정수치로 한정되지 않는 이유는 전,후륜 현가(2-1,2-2)의 댐퍼(예, 쇽업소버)가 도로 경사도 대비 견딜 수 있는 힘은 차속과 관계됨에 따른다. “B”는 추정 도로 경사각이고, “b”는 급경사 도로 설정값의 임계값(threshold)으로 약 30°를 적용한다. 그리고 “>”는 두 값의 크기 관계를 나타내는 부등호이다.
도 3을 참조하면, 상기 추정 도로 경사각(B)은 차량(1)이 평지 도로(100)에서 오로막 도로(100-1)로 진입되기 전인 경우 카메라 정보를 이용한 도로경사차로부터 도로경사값을 획득하여 추정 도로 경사각(B)으로 하고, 반면 차량(1)이 내리막 도로(100-2)에서 평지 도로(100)로 진입되기 전인 경우 가속도 센서를 이용한 수평면 대비 현재 차량 경사도값을 획득하여 추정 도로 경사각(B)로 한다.
그 결과 상기 경사로 차고 제어기(10)는 검출 차속(A)이 차속 설정값(a) 이상인 경우 차속 조건 충족을 판단하고, 추정 도로 경사각(B)이 급경사 도로 설정값(b) 이상인 경우 도로경사 조건 충족을 판단한다. 이후 상기 차속 조건 충족과 상기 도로경사 조건 충족이 동시에 만족된 경우 도로판단 제어(S30~S80)로 진입한다.
상기 경사로 차고 제어기(10)는 도로판단 제어(S30~S80)를 수행하고, 상기 도로판단 제어(S30~S80)는 S30의 능동 안티 다이브 제어 전환 단계, S40의 차량 상태 판단 단계, S60의 오르막도로 단계 또는 S70의 내리막도로 단계, S80의 차고조절제어 진입 단계로 구분한다. 이 경우 상기 능동 안티 다이브 제어 전환 단계(S30)와 상기 차고조절제어 진입단게(S80)는 시작과 완료를 의미한다.
상기 차량 상태 판단 단계(S40)에선 검출 차속(A)과 추정 도로 경사각(B)이 이용됨으로써 S20에서 적용한 차속조건 판단식과 도로경사 조건 판단식을 이용한다. 이 경우 상기 추정 도로 경사각(B)은 가속도센서로 산출한 차량 경사값이 적용되고, 상기 차량 경사값은 약 30°를 동일하게 적용한다. 하지만 카메라 정보를 이용한 도로경사차로부터 도로경사값의 획득이 가능한 경우 차량 경사값 대신 도로경사값을 적용할 수 있다.
상기 오르막도로 단계(S60)는 S61의 오르막도로 상태 판단 단계, S62의 오르막도로 구간진입 확인 단계, S63의 상향 도로 경사각 확인 단계, S64의 오르막도로 도달거리 산출 단계로 구분된다. 반면 상기 내리막도로 단계(S70)는 S71의 내리막도로 상태 판단 단계, S72의 내리막도로 구간진입 확인 단계, S73의 하향 도로 경사각 확인 단계, S74의 평지 도달거리 산출 단계로 구분된다.
그러므로 상기 오르막도로 단계(S60)와 상기 내리막도로 단계(S70)는 동일한 산출 과정에 대해 오로막 도로(100-1)와 내리막 도로(100-2)를 구분만 하는 차이만 있을 뿐 동일하다.
도 4를 참조하면, 카메라를 이용한 차선(또는 도로 경계선)인식 및 레이더/라이더를 통한 구간변경 남은 거리 추정 보조로부터 오르막/내리막 도로 상태 판단(S61,S71), 오르막도로 구간진입 확인(S62,S72), 상/하향 도로 경사각 확인(S63,S73), 오르막도로/평지 도달거리 산출(S64,S74)이 이루어지는 에를 나타낸다.
일례로, 구간진입 판단은 오로막 도로(100-1)[평지오르막]과 내리막 도로(100-2)[내리막평지]를 구간변경 조건으로 한다.
오로막 도로 판단 :
Figure pat00001
내리막 도로 판단 :
Figure pat00002
일례로 구간변경 전 후 도로경사차이 추정은 [도로 경사차
Figure pat00003
]과 같이 비선형 함수이므로 테이블 매칭(예, 도로매칭 맵(20))을 통해 추정한다.
일례로 구간변경 남은 거리 판단은 하기 남은 거리 판단식을 적용한다.
남은 거리 판단 :
Figure pat00004
또는
Figure pat00005
여기서 “θ1”은 오로막 도로의 차선 또는 도로 경계선에 대한 오르막 각도이고, “θ2”는 내리막 도로의 차선 또는 도로 경계선에 대한 내리막 각도이며, “θth1”은 오르막 각도의 설정값의 임계값(threshold)으로 급경사 도로 설정값(b)과 동일하게 약 30°를 적용하고, “θth2”는 내리막 각도의 설정값의 임계값(threshold)으로 급경사 도로 설정값(b)과 동일하게 약 30°를 적용하며, "h1"은 오로막 도로의 차선 또는 도로 경계선까지 거리이고, "h2"은 내리막 도로의 차선 또는 도로 경계선까지 거리이다. 그리고 “k”는 상수로서 카메라 해상도, 차고 등과 연관, 차종 별 측정값이고, ”d"는 카메라를 통해 구한 전방 장애물까지 최소 거리이며, “d1"은 레이더/라이더로 측정한 전방 장애물까지 최소 거리이다. 이러한 이유는 도로의 경사도가 작은 경우 “d1"이 측정되지 않을 수 있음에 기인된다.
그 결과 상기 경사로 차고 제어기(10)는 오로막 도로와 내리막 도로의 각각에 대한 남은 거리를 산출하고, 이를 오로막 도로 도달거리와 내리막 도로 도달거리로 정의한 다음, 이어 도로별 차고조절 제어(S90~S300)로 진입한다.
상기 경사로 차고 제어기(10)는 도로별 차고조절 제어(S90~S300)를 수행하고, 상기 도로별 차고조절 제어(S90~S300)는 S90의 차체하부 마찰 조건충족 판단 단계, S100의 현가제어 단계, S110의 차체하부 마찰 조건해제 단계, S200의 제동제어 단계, S300의 능동 안티 다이브 제어 중지 단계로 구분한다.
상기 차체하부 마찰 조건충족 판단(S90)과 상기 차체하부 마찰 조건해제(S110)에서는 차체하부 마찰 조건충족 식을 동일하게 적용한다.
차체하부 마찰 조건충족 : D > d
여기서 “d"는 차량(1)의 현재 차고이고, ”D"는 도로접촉차고이다.
도 5를 참조하면, 차체 하부 마찰 가능성 판단을 위한 도로접촉차고(D)의 산출 예를 알 수 있다.
도로접촉차고 판단(D) : (노면방향운동량) + (차량하중 변화 X 시간 [=충격량]) > (경사도 반영 현가의 댐퍼-스프링 한계 운동량)
여기서 하중 및 거리/속도(=k/v) 곱은 충격량(Kg·m/s)으로 고려되고, 경사도 반영은 차량과 노면 사이 여유 길이 반영을 적용한다.
이로부터 상기 경사로 차고 제어기(10)는 도로접촉차고 설정값(D)이 현재 차고(d) 이상인 경우 전,후륜 현가(2-1,2-2)의 댐퍼(예, 쇽업소버)가 급경사 도로 설정값(b)인 약 30°의 도로 경사도 대비 견딜 수 있는 힘에 비해 차량(1)의 현재속도가 빠르기에 차체 하부 마찰 가능성이 있다고 판단한다.
그 결과 상기 경사로 차고 제어기(10)는 현가제어(S100)를 수행한다. 도 2를 참조하면, 상기 경사로 차고 제어기(10)는 현가제어기(3)로 현가제어출력을 하고, 상기 현가제어기(3)는 현가제어출력에 기반한 전,후륜 현가(2-1,2-2)의 감쇠력을 제어함으로써 차량(1)의 차고를 높여준다.
이어 상기 경사로 차고 제어기(10)는 현지제어 후 S110에서 도로접촉차고 설정값(D)이 현재 차고(d) 이상임을 다시 확인한 경우 현가제어(S100)만으로 마찰방지조건이 불충분하다고 판단함으로써 제동제어(S200)를 수행한다. 도 2를 참조하면, 상기 경사로 차고 제어기(10)는 브레이크 제어기(6)로 브레이크제어출력을 하고, 상기 브레이크 제어기(6)는 브레이크제어출력에 기반한 전,후륜 브레이크(5-1,5-2)의 제동을 제어함으로써 주행중 차량(1)의 급격한 제동으로 인한 노우즈 다이브(nose dive)로부터 후방 차체 상승에 반한 전방 차체 하강을 방지하여 준다.
이후 상기 경사로 차고 제어기(10)는 능동 안티 다이브 제어 중지 단계(S300)를 통해 선제적 차고제어로직을 종료한다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량(1)에 적용된 선제적 차고제어방법은 차속 및 도로경사의 확인시 오르막도로와 내리막도로를 구분하고, 상기 오르막도로로 구간진입에 대한 오르막 도달거리와 상기 내리막도로로 구간진입에 대한 평지 도달거리 산출이 이루어지며, 차체하부에 대한 노면 마찰 가능성으로 오르막도로와 상기 내리막도로의 각각에 맞춰진 전,후륜 현가(2-1,2-2)의 감쇠력 제어와 전,후륜 브레이크(5-1,5-2)의 제동제어로 노면마찰 방지를 위한 차고제어가 수행됨으로써 차량의 안티 다이브에 대한 능동제어로 구간변경(내리막/오르막/평지)하려는 도로에서 차체하부의 노면 마찰이 방지된다.
1 : 차량 2-1 : 전륜 현가장치
2-2 : 후륜 현가장치 3 : 현가 제어기
5-1 : 전륜 브레이크 5-2 ; 후륜 브레이크
6 : 브레이크 제어기 8-1 : 도로상태 인지 센서
8-2 : 차량상태 인지 센서
10 : 경사로 차고 제어기 10-1 : 데이터 입력부
11 : 차량상태 판단부 13 : 구간진입 판단부
15 : 노면마찰 판단부 20 : 도로매칭 맵
100 : 평지 도로 100-1 : 오로막 도로
100-2 : 내리막 도로

Claims (10)

  1. 차량의 주행도로에 대한 경사로 차고제어기의 내리막 도로와 오르막 도로 구분이 이루어진 후 상기 내리막 도로 또는 상기 오르막 도로에 맞춰진 상기 차량의 차고 제어로 차체하부의 노면 마찰을 방지시켜주는 능동 안티 다이브 제어;
    가 수행되는 것을 특징으로 하는 선제적 차고제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 능동 안티 다이브 제어는, 상기 차량의 차속과 상기 주행도로의 도로경사에 대한 판단이 이루어지는 단계, 상기 도로경사시 상기 오르막도로와 상기 내리막도로에 대한 판단이 이루어지는 도로판단 제어 단계, 상기 오르막도로시 상기 오르막도로에 맞춰 상기 노면 마찰을 방지하도록 상기 차고 제어가 이루어지고, 상기 내리막도로시 상기 내리막도로에 맞춰 상기 노면 마찰을 방지하도록 상기 차고 제어가 이루어지는 도로별 차고조절 제어 단계
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 선제적 차고제어방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 도로판단 제어 단계는, 상기 차속에 의한 상기 차량의 현재 차속과 상기 도로경사에 의한 상기 오르막도로와 상기 내리막도로가 확인되는 단계, 상기 오르막도로시 상기 오르막도로 구간진입을 확인하여 상향 도로 경사각으로부터 오르막도로 도달거리가 산출되는 단계, 상기 내리막도로시 상기 내리막도로 구간진입을 확인하여 하향 도로 경사각으로부터 평지 도달거리가 산출되는 단계
    로 구분되는 것을 특징으로 하는 선제적 차고제어방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 상향 도로 경사각과 상기 하향 도로 경사각의 각각은 상기 오로막 도로의 차선이나 도로 경계선에 대한 각도를 비선형 함수로 하여 테이블 매칭으로 추정되는 것을 특징으로 하는 선제적 차고제어방법.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 오르막도로 도달거리는 상기 오로막 도로의 차선 이나 도로 경계선까지 거리로 추정되거나 또는 카메라로 검출한 상기 오르막도로의 전방 장애물까지 최소 거리와 레이더 또는 라이더로 측정한 상기 오르막도로의 전방 장애물까지 최소 거리로 추정되는 것을 특징으로 하는 선제적 차고제어방법.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 평지 도달거리는 상기 내리막 도로의 차선이나 도로 경계선까지 거리로 추정되거나 또는 카메라로 검출한 상기 내리막도로의 전방 장애물까지 최소 거리와 레이더 또는 라이더로 측정한 상기 내리막도로의 전방 장애물까지 최소 거리로 추정되는 것을 특징으로 하는 선제적 차고제어방법.
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 도로별 차고조절 제어 단계는, 상기 차체하부에 대한 노면 마찰 가능성이 현재 차고에 대해 판단되는 단계, 상기 노면 마찰 가능성에 따른 상기 노면 마찰의 발생 가능시 전,후륜 현가의 감쇠력을 상기 오르막 도로 또는 상기 내리막 도로에 맞춘 상기 차고 제어가 수행되는 단계
    로 구분되는 것을 특징으로 하는 선제적 차고제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 도로별 차고조절 제어 단계는, 상기 전,후륜 현가의 감쇠력 제어 후 상기 노면 마찰 가능성이 재 판단되는 단계, 상기 노면 마찰 가능성의 재 판단에 따른 상기 노면 마찰의 발생 가능시 전,후륜 브레이크의 제동을 상기 오르막 도로 또는 상기 내리막 도로에 맞춘 상기 차고 제어가 수행되는 단계
    로 구분되는 것을 특징으로 하는 선제적 차고제어방법.
  9. 전,후륜 현가에 대한 감쇠력 제어를 수행하는 현가제어기;
    전,후륜 브레이크에 대한 제동제어를 수행하는 브레이크 제어기;
    차속 및 도로경사의 확인시 오르막도로와 내리막도로를 구분하고, 상기 오르막도로로 구간진입에 대한 오르막 도달거리와 상기 내리막도로로 구간진입에 대한 평지 도달거리 산출이 이루어지며, 차체하부에 대한 노면 마찰 가능성으로 상기 오르막 도로와 상기 내리막도로의 각각에 맞춰진 상기 전,후륜 현가의 감쇠력 제어와 상기 전,후륜 브레이크의 제동제어로 노면마찰 방지를 위한 차고제어가 수행되는 경사로 차고 제어기;
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 경사로 차고 제어기는 상기 오로막도로와 상기 내리막도로에 대한 차량 주행을 검출하는 차량상태 판단부, 상기 구간진입에 대한 시점과 함께 상기 오르막 도달거리와 상기 평지 도달거리를 판단하는 구간진입 판단부, 차체하부에 대한 노면 마찰 가능성을 판단하는 노면마찰 판단부
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량.
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