KR20210156895A

KR20210156895A - 자동차 및 그를 위한 선회 제어 방법

Info

Publication number: KR20210156895A
Application number: KR1020200074102A
Authority: KR
Inventors: 김상준; 김영은; 손희운; 이재문; 유성훈
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2021-12-28
Also published as: US20210394823A1; US11787466B2

Abstract

본 발명은 선회시 보다 우수한 조향성 및 안정성을 제공하는 자동차 및 그 선회 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 선회 제어 방법은, 선회시 횡가속도 변화량에 기반한 제1 보상 토크를 구하는 단계; 상기 제1 보상 토크를 요구 토크에 적용하여 제1 보상된 요구토크를 구하는 단계; 상기 제1 보상된 요구토크 및 실제 차량 거동을 기반으로 구동륜의 휠슬립 방지를 위한 제2 보상 토크를 구하는 단계; 및 상기 제1 보상된 요구토크에 상기 제2 보상 토크를 적용하여 구동원 제어기에 입력되는 제2 보상된 요구토크를 구하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

자동차 및 그를 위한 선회 제어 방법{VEHICLE AND METHOD OF STABILITY CONTROL WHILE DRIVING IN A CURVE FOR THE SAMW}

본 발명은 선회시 보다 우수한 조향성 및 안정성을 제공하는 자동차 및 그 선회 제어 방법에 관한 것이다.

자동차는 구동륜의 위치에 따라 선회시 상이한 거동 특성을 보인다. 예를 들어, 전륜 구동 차량의 경우 조향각보다 선회각이 작아 차체가 코너 바깥쪽으로 밀리는 언더스티어 성향이 나타나며, 후륜 구동 차량의 경우 조향각보다 선회각이 커 차체가 코너 내측으로 파고드는 오버스티어 성향을 보이는 것이 일반적이다.

도 1은 일반적인 전륜 구동 차량의 언더스티어 현상을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 전륜 구동 차량(10)에서 언더스티어가 발생할 경우 조향각에 따라 운전자가 기대하게 되는 경로 대신 선회 방향의 반대 방향으로 밀리게 된다. 이로 인해 운전자는 조향제어를 보다 세밀하게 하기 위한 노력이 필요한데, 이를 제어적으로 개선하려는 노력이 있어왔다. 이러한 조향/자세 제어 방식으로 대표적으로 토크 벡터링(Torque Vectoring) 방식과 가속도 벡터링(G-Vectoring) 방식을 들 수 있다.

먼저, 토크 벡터링 방식은 가속 선회시 선회 방향의 내측에 위치하는 내측 구동륜(11)의 휠 슬립을 확인하여 제동력을 인가하고 외측 구동륜(12)이 상대적으로 더 큰 토크를 내도록 함으로써 언더스티어 현상을 저감하는 방식이다. 이러한 토크 벡터링 방식은 급 가속 선회 상황 등 한계 상황에 적용되는 경우가 많은데, 내측 구동륜(11)의 제동량이 증대되면 감속에 의한 이질감을 야기할 수 있다. 물론, 내측 구동륜(11)의 감속감은 외측 구동륜(12)의 토크 증대 보상을 통해 완화할 수 있으나, 본 제어가 적용되는 한계 상황에서는 구동원이 이미 큰 토크를 발생시키고 있을 것이므로 외측 구동륜(12)에 보상해 줄 여유 토크도 넉넉하지 못해 감속감을 저감하기도 어려운 문제가 있다.

한편, 가속도 벡터링 방식은 차량의 가/감속 시 무게 중심 변동에 따른 하중이동을 활용하여 선회 응답성 및 안정성을 향상할 수 있는 기술이다. 구체적으로, 본 방식은 횡가속도 변화를 기반으로 통상 선회 시작 시 구동원 토크를 저감하여 타이어 접지력을 향상시키고 코너링 포스(force)를 증대시키며, 선회 종료시 저감된 토크를 복귀시키는 방법으로 선회 응답성을 향상시킨다.

이러한 가속도 벡터링 방식은 언더스티어 현상의 저감 목적에 있어서는 토크 벡터링 방식과 유사하나, 토크 벡터링 방식 대비 고속도로 진출입로 등의 실용 영역에서 적용 가능성이 높으며 감속감 문제도 적다. 다만, 본 방식의 경우 횡가속도의 변화량를 기반으로 토크 조절량을 결정하므로 노면 편차 등 상황에 따라서 효과가 상이하여 제어 결과의 일관성이 결여될 수 있는 문제가 있다.

본 발명은 선회시 조향성 및 안정성이 향상된 자동차 및 그 선회 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

특히, 본 발명은 주행 환경 변화에 유연하게 대응할 수 있는 자동차 및 그 선회 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 선회 제어 방법은, 선회시 횡가속도 변화량에 기반한 제1 보상 토크를 구하는 단계; 상기 제1 보상 토크를 요구 토크에 적용하여 제1 보상된 요구토크를 구하는 단계; 상기 제1 보상된 요구토크 및 실제 차량 거동을 기반으로 구동륜의 휠슬립 방지를 위한 제2 보상 토크를 구하는 단계; 및 상기 제1 보상된 요구토크에 상기 제2 보상 토크를 적용하여 구동원 제어기에 입력되는 제2 보상된 요구토크를 구하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량은, 구동륜에 구동력을 공급하는 구동원; 상기 구동원을 제어하는 구동원 제어기; 및 선회시 선회 제어를 수행하는 선회 제어 장치를 포함하되, 상기 선회 제어 장치는 선회시 횡가속도 변화량에 기반한 제1 보상 토크를 구하는 제1 보상부; 및 상기 제1 보상 토크를 요구 토크에 적용하여 구해진 제1 보상된 요구토크와 실제 차량 거동을 기반으로 구동륜의 휠슬립 방지를 위한 제2 보상 토크를 구하는 제2 보상부를 포함하고, 상기 구동원 제어기는 상기 제1 보상된 요구토크에 상기 제2 보상 토크가 적용된 제2 보상된 요구토크를 기반으로 상기 구동원을 제어하는, 차량.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 자동차는 선회시에 보다 우수한 조향성 및 안정성을 제공할 수 있다.

특히, 본 발명은 상황에 따라 서로 다른 보상 토크를 조합함으로써 주행 환경 변화에 유연한 대응이 가능하며, 실용 영역에서 사용성도 증대된다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 전륜 구동 차량의 언더스티어 현상을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 선회 제어 장치 구성의 일례를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 보상 토크의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 보상부 구성의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 보상부 구성의 다른 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 공칭 모델 선정을 위한 슬립율에 따른 구동력 관계의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보상여부 결정부 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에서는, 선회시 횡가속도 변화량에 기반한 제1 보상 토크, 및 제1 보상 토크가 적용된 요구토크와 실제 차량 거동에 기반한 제2 보상 토크를 이용하여 선회시 자세 제어를 수행할 것을 제안한다.

실시예에 따른 선회 제어 방법이 적용되는 자동차는, 내연 기관 대비 토크 제어에 대한 응답성이 신속한 전기 모터를 구동원으로 구비하는 것이 바람직하나, 일반적인 내연기관만 구비한 자동차에도 적용될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 선회 제어 장치 구성의 일례를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 실시예들에 적용될 수 있는 선회 제어 장치(100)는 요구 토크, 횡가속도 및 실제 차량 거동에 대한 정보를 입력 정보로 하며, 동력원이 낼 목표 토크, 즉, 보상된 요구토크 2를 출력 정보로 가질 수 있다.

또한, 선회 제어 장치(100)는 횡가속도의 변화량을 기반으로 제1 보상 토크를 연산하는 제1 보상부(110)와, 제1 보상 토크가 적용된 요구토크(즉, 보상된 요구토크 1)와 실제 차량 거동(예컨대, 구동륜 속도)을 기반으로 제2 보상 토크를 연산하는 제2 보상부(120)를 포함할 수 있다.

구현에 있어서, 선회 제어 장치(100)는 선회 제어 기능을 담당하는 별도의 제어기 형태로 구현되거나, 일반적인 다른 제어기의 일 기능으로 구현될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 일 기능으로 구현될 경우 선회 제어 장치(100)는 하이브리드 자동차(HEV)의 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit), 전기차(EV)의 차량 제어기(VCU: Vehicle Control Unit), ADAS(Advanced Driver Assistance System) 제어기, 전자 자세 제어(ESC: Electric Stability Control/VDC: Vehicle Dynamic Control) 제어기 등 구동원에 대한 제어가 가능한 제어기 중 어느 하나의 형태로 구현될 수 있다.

이하, 선회 제어 장치(100)의 구성 요소별 구체적인 동작을 설명한다.

먼저, 제1 보상부(110)는 횡가속도의 변화량을 기반으로 제1 보상 토크를 연산한다. 이를 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 보상 토크의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서, 가로축은 공통적으로 시간을 나타내며, 세로축은 위에서부터 조향각(steering angle positon), 차량 횡방향 저크(jerk) 및 제1 보상토크를 각각 나타낸다.

도 3을 참조하면, 선회를 위해 운전자가 스티어링 휠을 조작하는 등 조향 입력 인가에 따른 조향각에 변화가 있을 경우, 차량에 횡방향 가속도 변화가 발생하여 횡방향 저크가 발생한다. 횡방향 저크는 횡가속도 센서 값을 기반으로 미분 및 필터링 중 적어도 하나의 방법을 적용하여 획득될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 보상부(110)는 횡방향 저크를 상쇄하도록 하는 제1 보상토크를 연산하게 된다. 예컨대, 코너 진입시 조향 입력 인가가 개시됨에 따른 저크는 브레이킹에 해당하는 제1 보상토크로 상쇄시킬 수 있으며, 코너 탈출시 조향 입력이 해제됨에 따른 저크는 가속에 해당하는 제1 보상토크로 상쇄시킬 수 있다. 구체적인 제1 보상토크의 연산 방식은 "제1 보상 토크 = - 횡가속도 변화율 * gain"의 형태가 될 수 있으며, 이는 가속도(G) 벡터링 방식과 유사하게 구해질 수 있는 바, 보다 자세한 기재는 생략하기로 한다.

제1 보상부(110)가 출력하는 제1 보상토크는 요구토크에 적용되어 보상된 요구토크 1이 될 수 있다. 여기서 요구토크는 가속 페달 또는 브레이크 페달 조작량에 기반하여 구해질 수 있으며, 자율 주행 또는 크루즈 컨트롤 상황에서는 해당 기능을 담당하는 제어기가 출력하는 가상 페달 값에 기반하여 구해질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 제2 보상부(120)는 보상 토크 인가시 차량의 구동륜에 발생하는 휠슬립을 감지하여 이를 방지/저감하기 위한 제2 보상토크를 연산하여 출력할 수 있다. 제2 보상부(120)의 구성 및 기능은 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 보상부 구성의 일례를, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 보상부 구성의 다른 일례를 각각 나타낸다.

도 4에 도시된 제2 보상부(120A)와 도 5에 도시된 제2 보상부(120B)는 동종의 입력값과 출력값을 갖되, 보상 토크 인가시 구동륜에 발생하는 휠 슬립에 해당하는 1차 외란을 구하는 방식을 제외하면 동일한 구성을 갖는다.

구체적으로, 도 4에 도시된 제2 보상부(120A)는 구동원을 제어하는 제어기로의 입력값(즉, 보상된 요구토크 2)에 따른 실제 차량 거동을 노면 상태에 따른 공칭(nominal) 모델(G_n)의 역에 해당하는 역공칭 모델(G_n ^- ¹)에 적용하여 실제 차량 거동에 해당하는 요구 토크를 역산하고, 이를 보상된 요구토크 1과 비교하여 1차 외란을 구한다.

이와 달리, 도 5에 도시된 제2 보상부(120B)는 보상된 요구토크 1에 따라 기대되는 차량 거동을 공칭 모델(G_n)을 통해 구하고, 이를 보상된 요구토크 2에 따른 실제 차량 거동과 비교하여 1차 외란을 구하게 된다.

여기서, 실제 차량 거동은 각 구동륜의 속도를 측정하는 휠속 센서에서 감지된 구동륜 속도를 이용할 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 다른 실시예에 의하면 구동륜 속도 대신 엔진/모터 속도나 변속기 출력축 속도 등 구동축에 연결된 다른 구성 요소의 속도가 이용될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 공칭 모델은 차량 거동의 목표가 되는 모델이 되며, 제2 보상부(120)는 공칭 모델 또는 그 역모델을 이용하여 모델 오차를 보상하게 된다. 이러한 공칭 모델은 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 공칭 모델 선정을 위한 슬립율에 따른 구동력 관계의 일례를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 도로 상태에 따른 슬립률과 마찰계수의 관계가 도시된다. 노면 상태(Road condition)마다 절대적인 구동력의 피크(peak) 값은 차이가 있으나, 기본적으로 특정 슬립율(즉, 0.1) 이내에서 안정적인 영역(stable region)에 머물면서 최대 구동력이 유지될 수 있으나, 슬립율이 커질 경우 불안정 영역(unstable region)으로 이동하며 슬립이 더 커질 수 있다. 휠의 관성과 차량의 관성을 슬립율과 관련지어 정리하면 다음과 같다.

먼저, 슬립율(λ)은 아래 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.

수학식 1에서 R_eff는 타이어 동반경을, ω는 휠속을, v는 차속을 각각 나타낸다.

또한, 휠의 관성(J_whl)과 차량의 관성을 합산한 등가 관성(J_eq)은 아래 수학식 2와 같다.

수학식 2에서 m은 차량 질량이다.

공칭 모델은 휠슬립이 없는 이상적인 상태를 가정하므로, 슬립율(λ)을 0으로 하면, 공칭 모델의 관성(J_n)은 아래 수학식 3과 같이 된다.

최종적으로, 공칭 모델은 아래 수학식 4와 같이 선정될 수 있다.

다만, 전술한 수학식 1 내지 4를 통해 설명한 공칭 모델의 선정은 예시적인 것으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 의하면, 공칭 모델의 관성은 고마찰계수(하이뮤) 상황에서의 가속 데이터를 기반으로 선정될 수도 있다.

한편, 필터(121)는 모델과 실제 거동 간의 오차에 해당하는 1차 외란에서 특정 주파수 범위의 외란을 추출하기 위한 신호 처리를 수행하여 2차 외란을 출력할 수 있다. 예컨대, 필터(121)는 추출 대상 주파수에 따라 고주파 노이즈 제거가 목적일 경우 특정 시정수를 갖는 저역 통과 필터(LPF)를 적용할 수 있으며, 고주파 외란만 검출할 목적일 경우 고역 통과 필터(HPF)를 적용할 수 있다. 특정 주파수 범위 내의 외란만 검출할 목적일 경우 밴드 패스 필터(BPF) 또는 밴드 패스 필터와 저역 통과 필터(LPF)가 조합될 수도 있다.

다음으로, 보상기(122)는 필터(121)가 출력한 2차 외란을 입력값으로 하며, 2차 외란이 0이 되도록 하는 보상 토크, 즉 잠정 보상 토크를 출력값으로 한다. 이때, 보상기(122)는 노면 경사도를 추가 입력값으로 하여 보상에 적용될 게인(gain) 값을 차별화(예컨대, 오르막일수록 게인을 증대하여 신속한 보상)할 수도 있다. 구현에 있어서 보상기(122)는 PID(Proportinal/Integral/Differential) 타입으로 구현될 수 있으나, 2차 외란을 0으로 보상할 수 있다면 어떠한 타입도 적용이 가능하다.

다음으로, 보상여부 결정부(123)는 보상기(122)가 출력한 잠정 보상토크에 히스테리시스를 적용하여 검출된 외란에 대한 보상 여부를 결정할 수 있다. 이를 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보상여부 결정부 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 보상여부 결정부(123)는 소정의 히스테리시스 값(Thres1)을 보상기 출력에 적용하여, 해당 값 미만은 미슬립으로 처리하고, 해당 값 이상은 슬립이 발생하는 것으로 처리하여 휠슬립 보상 여부를 결정할 수 있다. 여기서 히스테리시스 값(Thres1)은 통상 휠 슬립이 일어나지 않는 주행 상황에서 보상기 출력값을 확인하고, 이러한 실험을 통해 확인된 값보다 큰 값으로 결정될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 보상여부 결정부(123)는 다른 히스테리시스 값(Thres2)을 설정하여 해당 값(Thres2) 이하의 보상기 출력이 입력될 경우 보상 해제를 결정할 수도 있다. 이때, 보상 해제 기준이 되는 히스테리시스 값(Thres2)은 보상기 출력이 최소가 되어 외란이 없는 상태에 해당하는 값(예컨대, 통상 0 이하의 보상기 출력 값)으로 설정될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 변화율 제한부(124)는 보상여부 결정부(123)가 휠슬립 보상을 결정한 경우(즉, 보상기 출력 >= Thres1), 보상기(122)가 결정한 잠정 보상토크에 변화율 제한을 적용하여 제2 보상부(120)의 최종 출력에 해당하는 제2 보상 토크를 출력할 수 있다.

여기서, 제2 보상 토크는 휠슬립 방지를 위해 보상된 요구토크 1에서 최종적으로 차감하는 양이므로, 하기 설명에서 상승은 차감하는 양의 변화율이고, 하강 은 차감한 양을 복귀시키는 변화율을 의미할 수 있다.

- 잠정 보상 토크 상승시 제한: 휠 슬립을 빠르게 제어해야 하므로 구동원의 응답 특성을 고려하여 단일 값으로 설정 가능

- 잠정 보상 토크 하강시 제한: 차감한 양을 급하게 복귀시킬 경우, 이에 따른 충격(shock) 유발이 가능하다. 따라서, 통상 평지에서는 전/후륜의 무게 배분 균형이 맞으나, 오르막 경사의 경우 그렇지 아니하므로, 오르막이 심할수록 변화율을 작게 설정할 수 있다. 변속단에 있어서도 하강 변화율을 달리 설정할 수 있음은 물론이다.

지금까지 설명한 선회 제어 장치(100)의 구성에 따른 선회 제어 과정을 순서도로 정리하면 도 8과 같다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.

도 8을 참조하면, 선회가 시작됨에 따라, 선회 제어 장치는 실시예에 따른 선회 제어 진입을 위한 진입 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다(S810).

진입 조건은 조향각, 횡가속도, 차속, 한계 상황, 선회 제어와 간섭을 일으키는 기능의 활성화 여부 중 적어도 하나의 동시 만족 여부에 의해 결정될 수 있다.

예컨대, 조향각 조건은 "C1 ≤ 조향각 ≤ C2"와 같이 설정되되, C1은 선회 미진입으로 볼 수 있는 낮은 조향 입력에 해당하는 값이고, C2는 운전자의 의지에 의한 조향으로 볼 수 있는 비교적 급격한 조향 입력에 해당하는 값일 수 있다.

또한, 횡가속도 조건은 "D1 ≤ 횡가속도 ≤ D2"와 같이 설정되되, D1은 C1에 대응되는 횡가속도이고, D2는 C2에 대응되는 횡가속도일 수 있으나, 이와 달리 조향각과 무관하게 설정될 수도 있다.

또한, 차속 조건은 언더스티어 현상이 잘 나타나지 않는 차속에서는 본 제어가 무의미하므로 불필요한 제어 진입을 방지할 수 있는 차속을 설정하여, 설정된 차속 이상에서만 차속 조건이 만족되도록 할 수 있다.

또한, 한계 상황 조건은 한계 상황에서 본 제어에 진입하지 않도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 급가속과 같은 한계 상황에 해당하는 가속 페달 조작량이나 급감속과 같은 한계 상황에 해당하는 브레이크 페달 조작량 입력 상황, ABS(Anti-Locking Brake System)나 TCS(Traction Control System) 기능이 개입한 경우 본 제어의 진입이 제한될 수 있다.

아울러, 변속 중에는 일시적으로 구동원과 휠의 연결이 단절되므로 본 제어의 진입이 제한될 수 있다.

선회 제어 진입을 위한 진입 조건이 만족되면(S810의 Yes), 제1 보상부(110)는 횡가속도 변화량에 따른 피드 포워드 토크인 제1 보상 토크를 연산할 수 있다(S820).

선회 제어 장치(100)는 요구 토크에 제1 보상 토크를 적용하여 보상된 요구 토크 1을 결정할 수 있다(S830).

한편, 제2 보상부(120)는 차량의 실제 거동과 보상된 요구 토크 1을 기반으로 잠정 보상 토크를 연산할 수 있다(S840). 제2 보상부(120)에서 1차 외란, 2차 외란 등을 거쳐 잠정 보상 토크를 연산하는 구체적인 과정은 도 4 내지 도 6을 참조하여 전술한 바와 같으므로 중복되는 기재는 생략하기로 한다.

제2 보상부(120)의 보상여부 결정부(123)는 잠정 보상 토크에 히스테리시스를 적용하여 휠 슬립 발생 여부에 따른 보상 여부를 결정할 수 있다(S850). 휠 슬립에 따른 보상을 결정한 경우(즉, 잠정 보상 토크 ≥ Thres1, S850의 Yes), 선회 제어 장치(100)는 변속기를 제어하는 변속기 제어기(예컨대, TCU: Transmission Control Unit)에 변속 금지를 요청하고(S860), 잠정 보상 토크에 변화율 제한을 적용하여 제2 보상 토크를 결정할 수 있다(S870).

그에 따라, 선회 제어 장치(100)는 보상된 요구 토크 1에 제2 보상 토크를 적용하여 보상된 요구 토크 2를 결정할 수 있다(S880). 전술된 바와 같이, 보상된 요구 토크 2는 구동원을 제어하는 제어기(예컨대, 하이브리드 제어기, 엔진 제어기, 모터 제어기 등)에 입력값으로 전달될 수 있다.

만일, 잠정 보상 토크가 히스테리시스 조건을 만족하지 못할 경우(S850의 No), 제2 보상 토크 없이 제1 보상 토크만 요구 토크에 적용될 수 있다.

상술한 제어 과정은 선회가 종료될 때까지 지속/반복적으로 수행될 수 있다(S890).

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

차량의 선회 제어 방법에 있어서,
선회시 횡가속도 변화량에 기반한 제1 보상 토크를 구하는 단계;
상기 제1 보상 토크를 요구 토크에 적용하여 제1 보상된 요구토크를 구하는 단계;
상기 제1 보상된 요구토크 및 실제 차량 거동을 기반으로 구동륜의 휠슬립 방지를 위한 제2 보상 토크를 구하는 단계; 및
상기 제1 보상된 요구토크에 상기 제2 보상 토크를 적용하여 구동원 제어기에 입력되는 제2 보상된 요구토크를 구하는 단계를 포함하는, 차량의 선회 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제2 보상 토크를 구하는 단계는,
상기 제1 보상된 요구토크에서 기대되는 기대 차량 거동과 상기 실제 차량 거동의 차이에 해당하는 1차 외란을 구하는 단계를 포함하는, 차량의 선회 제어 방법.
제2 항에 있어서,
상기 1차 외란을 구하는 단계는,
휠 관성과 차량 관성에 대한 등가 관성에 기반한 공칭 모델 또는 상기 공칭 모델의 역모델인 역공칭 모델을 이용하여 수행되는, 차량의 선회 제어 방법.
제3 항에 있어서,
상기 1차 외란을 구하는 단계는,
구동륜 속도를 상기 역공칭 모델에 입력한 값과 상기 제1 보상된 요구토크를 비교하는 단계를 포함하는, 차량의 선회 제어 방법.
제3 항에 있어서,
상기 1차 외란을 구하는 단계는,
상기 제1 보상된 요구토크를 상기 공칭 모델에 입력한 값과 구동륜 속도를 비교하는 단계를 포함하는, 차량의 선회 제어 방법.
제2 항에 있어서,
상기 제2 보상 토크를 구하는 단계는,
상기 1차 외란을 필터링하여 2차 외란을 구하는 단계;
상기 2차 외란을 보상하는 잠정 보상 토크를 구하는 단계; 및
상기 잠정 보상 토크에 소정의 히스테리시스를 적용하여 상기 구동륜의 휠슬립에 따른 보상 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는, 차량의 선회 제어 방법.
제6 항에 있어서,
상기 잠정 보상 토크를 구하는 단계는,
경사도 증가에 따라 상승하는 게인(gain)을 적용하는 단계를 포함하는, 차량의 선회 제어 방법.
제6 항에 있어서,
상기 제2 보상 토크를 구하는 단계는,
상기 구동륜의 휠슬립에 따른 보상을 결정한 경우, 상기 잠정 보상 토크에 변화율 제한을 적용하여 상기 제2 보상 토크를 구하는 단계를 더 포함하는, 차량의 선회 제어 방법.
제8 항에 있어서,
상기 변화율 제한은,
상기 잠정 보상 토크의 상승과 하강 여부에 따라 서로 다른 변화율 제한이 적용되며,
하강시 상기 변화율 제한은 경사도 및 변속단 중 적어도 하나에 대응하여 차등 적용되는, 차량의 선회 제어 방법.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 차량의 선회 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
구동륜에 구동력을 공급하는 구동원;
상기 구동원을 제어하는 구동원 제어기; 및
선회시 선회 제어를 수행하는 선회 제어 장치를 포함하되,
상기 선회 제어 장치는,
선회시 횡가속도 변화량에 기반한 제1 보상 토크를 구하는 제1 보상부; 및
상기 제1 보상 토크를 요구 토크에 적용하여 구해진 제1 보상된 요구토크와 실제 차량 거동을 기반으로 구동륜의 휠슬립 방지를 위한 제2 보상 토크를 구하는 제2 보상부를 포함하고,
상기 구동원 제어기는,
상기 제1 보상된 요구토크에 상기 제2 보상 토크가 적용된 제2 보상된 요구토크를 기반으로 상기 구동원을 제어하는, 차량.
제11 항에 있어서,
상기 제2 보상부는,
상기 제1 보상된 요구토크에서 기대되는 기대 차량 거동과 상기 실제 차량 거동의 차이에 해당하는 1차 외란을 구하는, 차량.
제12 항에 있어서,
상기 제2 보상부는,
휠 관성과 차량 관성에 대한 등가 관성에 기반한 공칭 모델 또는 상기 공칭 모델의 역모델인 역공칭 모델을 이용하여 상기 1차 외란을 구하는, 차량.
제13 항에 있어서,
상기 제2 보상부는,
구동륜 속도를 상기 역공칭 모델에 입력한 값과 상기 제1 보상된 요구토크를 비교하여 상기 1차 외란을 구하는, 차량.
제13 항에 있어서,
상기 제2 보상부는,
상기 제1 보상된 요구토크를 상기 공칭 모델에 입력한 값과 구동륜 속도를 비교하여 상기 1차 외란을 구하는, 차량.
제12 항에 있어서,
상기 제2 보상부는,
상기 1차 외란을 필터링하여 2차 외란을 출력하는 필터;
상기 2차 외란을 보상하는 잠정 보상 토크를 구하는 보상기; 및
상기 잠정 보상 토크에 소정의 히스테리시스를 적용하여 상기 구동륜의 휠슬립에 따른 보상 여부를 결정하는 보상여부 결정부를 포함하는, 차량.
제16 항에 있어서,
상기 보상기는,
경사도 증가에 따라 상승하는 게인(gain)을 적용하여 상기 잠정 보상 토크를 구하는, 차량.
제16 항에 있어서,
상기 제2 보상부는,
상기 구동륜의 휠슬립에 따른 보상을 결정한 경우, 상기 잠정 보상 토크에 변화율 제한을 적용하여 상기 제2 보상 토크를 출력하는 변화율 제한부를 더 포함하는, 차량.
제18 항에 있어서,
상기 변화율 제한은,
상기 잠정 보상 토크의 상승과 하강 여부에 따라 서로 다른 변화율 제한이 적용되며,
하강시 상기 변화율 제한은 경사도 및 변속단 중 적어도 하나에 대응하여 차등 적용되는, 차량.