KR20230152949A - Method and device for lateral control in costregen steering of vehicle - Google Patents
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Abstract
차량의 코스트리젠 조향시 횡방향 제어 방법 및 장치가 개시된다.
상기 횡방향 제어 방법은, 회생 제동 제어와 관련된 요청을 수신하는 단계; 휠 속도에 기초하여 산출된 슬립율(slip ratio)이 제 1 진입 조건을 충족하는지를 판단하는 단계; 요구 요 레이트(yaw rate) 및 실제 요 레이트 간의 요 레이트 오차가 제 2 진입 조건을 충족하는지를 판단하는 단계; 상기 슬립율 및 상기 오차가 각각 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족함에 응답하여, 상기 휠을 구동하는 모터의 모터 토크로 안정화 토크를 인가하는 단계; 및 상기 슬립율 및 상기 오차 중 적어도 하나가 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족하지 못함에 응답하여, 상기 모터 토크로 상기 회생 제동 제어에 따른 요구 토크를 인가하는 단계를 포함한다. Disclosed is a lateral control method and device for cost-regenerating steering of a vehicle.
The lateral control method includes receiving a request related to regenerative braking control; determining whether a slip ratio calculated based on the wheel speed satisfies a first entry condition; determining whether the yaw rate error between the required yaw rate and the actual yaw rate satisfies a second entry condition; In response to the slip rate and the error satisfying first and second entry conditions, respectively, applying stabilization torque as a motor torque of a motor driving the wheel; and applying a required torque according to the regenerative braking control to the motor torque in response to at least one of the slip rate and the error not satisfying first and second entry conditions.
Description
본 개시는 차량의 코스트리젠 조향시 횡방향 제어 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 저마찰로에서 회생 제동 제어에 의한 감속시 차량의 횡방향 안정성을 확보하기 위한 횡방향 제어 방법 및 장치에 대한 것이다.The present disclosure relates to a lateral control method and device for cost-regenerative steering of a vehicle, and more specifically, to a lateral control method and device for securing lateral stability of a vehicle during deceleration by regenerative braking control on a low-friction road. It is about.
전기 에너지 기반의 차량은 보조 제동의 수단으로 회생 제동을 활용할 수 있다. 전기 에너지 기반의 차량은 예컨대 직접 충전되는 전기 배터리 또는 수소 기반의 연료 전지를 에너지원으로 채용하는 이동체일 수 있다. 사용자의 회생 제동 조작으로, 사용자가 브레이크와 같은 적극적인 제동 장치를 조작하지 않아도 차량을 감속할 수 있다. 그러나, 회생 제동 제어에 따른 감속에서 저마찰로에서 차량의 슬립을 방지하기 위한 회생 제동 토크의 제어가 필요하다. Electric energy-based vehicles can utilize regenerative braking as a means of auxiliary braking. An electric energy-based vehicle may, for example, be a mobile vehicle that employs a directly charged electric battery or a hydrogen-based fuel cell as an energy source. With the user's regenerative braking operation, the vehicle can be slowed down without the user having to operate an active braking device such as a brake. However, it is necessary to control the regenerative braking torque to prevent the vehicle from slipping on a low friction road during deceleration according to regenerative braking control.
회생 제동 토크 제어시 최대 제동력을 확보할 수 있는 목표 슬립율(target slip ratio)에 따라 제어가 이루어질 수 있다. 제동력은 적정 슬립율에서 최대가 되나, 횡력(lateral force)는 슬립율이 증가할수록 감소되는 경향이 있으며, 횡력이 감소되면 차량의 요동이 증대되어 주행 안정성이 불안하게 된다. 특히, 슬립율이 높은 상태에서 사용자의 급격한 조향은 낮은 횡력과 결합됨으로써, 차량이 안정성을 상실하여 스핀할 가능성이 있다. 또한, 저마찰로에서의 급격한 조향, 노면의 요철 등은 차량의 좌우 요동을을 유발하며 이러한 요동은 진자 운동과 유사하게 거동하여, 회생 제동이 지속되는 한 소멸되지 않는다. When controlling regenerative braking torque, control can be performed according to a target slip ratio that can secure maximum braking force. Braking force is maximum at an appropriate slip rate, but lateral force tends to decrease as the slip rate increases, and when lateral force is reduced, vehicle shaking increases and driving stability becomes unstable. In particular, when the slip rate is high, the user's rapid steering combined with low lateral force may cause the vehicle to lose stability and spin. In addition, rapid steering on low-friction roads, unevenness of the road surface, etc. cause the vehicle to sway left and right, and these fluctuations behave similarly to pendulum movements and do not disappear as long as regenerative braking continues.
따라서, 회생 제동 제어가 선택된 상황에서는 브레이크의 개입없이 모터 제어만으로, 저마찰로 상황에서의 종방향, 횡방향 안정성을 전부 확보하는 기술이 필요한 실정이다. Therefore, in situations where regenerative braking control is selected, there is a need for technology to ensure both longitudinal and lateral stability in low-friction road situations using only motor control without brake intervention.
본 개시의 기술적 과제는 저마찰로에서 회생 제동 제어에 의한 감속시 차량의 횡방향 안정성을 확보하기 위한 차량의 코스트리젠 조향시 횡방향 제어 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The technical problem of the present disclosure is to provide a lateral control method and device for cost-regenerative steering of a vehicle to ensure lateral stability of the vehicle when decelerating by regenerative braking control on a low-friction road.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by this disclosure are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
본 개시의 일 양상에 따르면, 차량의 코스트리젠 조향시 횡방향 제어 방법 이 제공된다. 상기 횡방향 제어 방법은, 회생 제동 제어와 관련된 요청을 수신하는 단계; 휠 속도에 기초하여 산출된 슬립율(slip ratio)이 제 1 진입 조건을 충족하는지를 판단하는 단계; 요구 요 레이트(yaw rate) 및 실제 요 레이트 간의 요 레이트 오차가 제 2 진입 조건을 충족하는지를 판단하는 단계; 상기 슬립율 및 상기 오차가 각각 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족함에 응답하여, 상기 휠을 구동하는 모터의 모터 토크로 안정화 토크를 인가하는 단계; 및 상기 슬립율 및 상기 오차 중 적어도 하나가 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족하지 못함에 응답하여, 상기 모터 토크로 상기 회생 제동 제어에 따른 요구 토크를 인가하는 단계를 포함한다. According to one aspect of the present disclosure, a method for controlling the lateral direction when cost-regenerating steering of a vehicle is provided. The lateral control method includes receiving a request related to regenerative braking control; determining whether a slip ratio calculated based on the wheel speed satisfies a first entry condition; determining whether the yaw rate error between the required yaw rate and the actual yaw rate satisfies a second entry condition; In response to the slip rate and the error satisfying first and second entry conditions, respectively, applying stabilization torque as a motor torque of a motor driving the wheel; and applying a required torque according to the regenerative braking control to the motor torque in response to at least one of the slip rate and the error not satisfying first and second entry conditions.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 안정화 토크는 기 설정된 토크로서 제로(zero) 토크일 수 있다. According to another embodiment of the present disclosure, the stabilization torque is a preset torque and may be zero torque.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 진입 조건은 상기 슬립율이 임계 슬립율 이상인 조건일 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, The first entry condition may be a condition in which the slip rate is equal to or greater than the critical slip rate.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 임계 슬립율 이상으로 진입된 상기 슬립율이 변동하여 상기 임계 슬립율보다 작은 해제 슬립율 이하로 해제 임계 시간 이상 지속되는 조건이 지속되면, 상기 제 1 진입 조건은 해제되는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, if the slip rate that entered above the threshold slip rate changes and the condition of continuing for more than the release threshold time below the release slip rate that is less than the threshold slip rate continues, the first entry The condition may further include a step of being released.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 휠이 전방 및 후방 휠들을 구비함과 아울러서, 상기 전방 및 후방 휠들 중 어느 하나의 휠은 구동휠이며, 상기 전후방 휠들 중 다른 휠은 종동휠이되, 상기 종동휠의 속도가 상기 구동휠보다 빠른 경우, 상기 슬립율은 상기 종동휠 속도에 대한 상기 종동휠 속도와 상기 구동휠 속도의 차이에 대한 비로 산출될 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the wheel includes front and rear wheels, and one of the front and rear wheels is a driving wheel, and the other wheel of the front and rear wheels is a driven wheel, When the speed of the driven wheel is faster than the driving wheel, the slip rate may be calculated as a ratio of the difference between the driven wheel speed and the driving wheel speed to the driven wheel speed.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 종동휠은 종동 좌측 휠 및 종동 우측 휠을 구비하며, 상기 구동휠은 구동 좌측 휠 및 구동 우측 휠을 구비하되, 상기 슬립율은, 상기 종동 좌측 휠 및 상기 구동 좌측 휠의 속도들에 기초하여 계산된 좌측 슬립율 및 상기 종동 우측 휠 및 상기 구동 우측 휠의 속도들에 기초하여 계산된 우측 슬립율 중 최대값에 근거하여 산출될 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the driven wheel includes a driven left wheel and a driven right wheel, and the driving wheel includes a driven left wheel and a driven right wheel, and the slip rate is determined by the following: It may be calculated based on the maximum value of the left slip rate calculated based on the speeds of the driven left wheel and the right slip rate calculated based on the speeds of the driven right wheel and the driven right wheel.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 요구 요 레이트는 상기 차량의 속도, 휠 조향각, 전방 및 후방 휠들 사이의 휠 베이스 거리에 기초하여 산출될 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, The required yaw rate may be calculated based on the vehicle's speed, wheel steering angle, and wheel base distance between the front and rear wheels.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 2 진입 조건은 상기 요 레이트 오차가 기준 오차 이상으로 지속되는 조건일 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the second entry condition may be a condition in which the yaw rate error continues to exceed the reference error.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 2 진입 조건은 상기 기준 오차 이상의 상기 요 레이트 오차가 오차 임계 시간 이상으로 지속되는 조건일 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the second entry condition may be a condition in which the yaw rate error greater than the reference error continues for more than the error threshold time.
본 개시의 다른 양상에 따르면, 차량의 코스트리젠 조향에서의 횡방향 제어 장치가 제공될 수 있다. 상기 횡방향 제어 장치는, 적어도 하나의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는, 회생 제동 제어와 관련된 요청을 수신하고, 휠 속도에 기초하여 산출된 슬립율이 제 1 진입 조건을 충족하는지를 판단하고, 요구 요 레이트 및 실제 요 레이트 간의 요 레이트 오차가 제 2 진입 조건을 충족하는지를 판단하고, 상기 슬립율 및 상기 오차가 각각 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족함에 응답하여, 상기 휠을 구동하는 모터의 모터 토크로 안정화 토크를 인가하고, 상기 슬립율 및 상기 오차 중 적어도 하나가 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족하지 못함에 응답하여, 상기 모터 토크로 상기 회생 제동 제어에 따른 요구 토크를 인가하도록 구성된다. According to another aspect of the present disclosure, a lateral control device for costrigen steering of a vehicle may be provided. The lateral control device includes a memory storing at least one instruction; and a processor executing the at least one instruction stored in the memory. The processor receives a request related to regenerative braking control, determines whether the slip rate calculated based on the wheel speed satisfies the first entry condition, and determines whether the yaw rate error between the required yaw rate and the actual yaw rate meets the second entry condition. is satisfied, and in response to the slip rate and the error satisfying the first and second entry conditions, respectively, applying stabilization torque as a motor torque of the motor driving the wheel, and among the slip rate and the error In response to the at least one not satisfying the first and second entry conditions, it is configured to apply the required torque according to the regenerative braking control to the motor torque.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.The features briefly summarized above with respect to the present disclosure are merely exemplary aspects of the detailed description of the present disclosure described below, and do not limit the scope of the present disclosure.
본 개시에 따르면, 저마찰로에서 회생 제동 제어에 의한 감속시 차량의 횡방향 안정성을 확보하기 위한 차량의 코스트리젠 조향시 횡방향 제어 방법 및 장치를 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide a lateral control method and device for costrigen steering of a vehicle to ensure lateral stability of the vehicle when decelerating by regenerative braking control on a low friction road.
구체적으로, 차량의 요 레이트, 조향각 및 슬립율을 인자로 하는 차량의 요동 내지 불안정성을 감지하여, 감지된 상황에 적합한 모터 토크를 송출함으로써, 차량 좌우 요동의 가속화 및 차량 스핀(spin) 등을 방지하여, 차량의 횡방향 안정성을 확보할 수 있다. Specifically, it detects the vehicle's shaking or instability using the vehicle's yaw rate, steering angle, and slip rate as factors, and transmits motor torque appropriate for the detected situation to prevent acceleration of vehicle left and right sway and vehicle spin. Thus, the lateral stability of the vehicle can be secured.
본 개시에 따르면, 실제 충돌 상황에서 추정된 탑승자 고유의 상해 위험 정보는 차량의 긴급 통지 시스템을 통해 응급체계에 전달되어, 탑승자의 정확한 상해 상황이 의료기관에 제공될 수 있다. 이에 더하여, 탑승자의 치료 후, 의료 데이터가 충돌 최적화 모델에 피드백되어, 상기 모델 및 개인화된 상해 위험 정보가 탑승자에 더 적합하도록 업데이드될 수 있다. According to the present disclosure, the occupant's unique injury risk information estimated in an actual collision situation is transmitted to the emergency system through the vehicle's emergency notification system, so that the occupant's exact injury situation can be provided to the medical institution. Additionally, following treatment of the occupant, medical data can be fed back to the crash optimization model so that the model and personalized injury risk information can be updated to better suit the occupant.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 횡방향 제어 장치를 구비한 차량의 구성 모듈을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 횡방향 제어 방법에 관한 순서도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 횡방향 제어 장치를 로직 모듈 관점에서 나타내는 도면이다.
도 4는 슬립율에 따른 차량의 저마찰 상황을 판단하는 과정에 관한 순서도이다.
도 5는 제 1 진입 조건의 진입 및 해제를 판단하는 로직 모듈을 나타내는 도면이다.
도 6은 차량의 요 레이트(yaw rate)에 기반하여 차량의 요동을 판단하는 과정에 관한 순서도이다.
도 7은 요구 요 레이트의 연산에 사용되는 인자 및 연산 프로세스를 예시한 도면이다.
도 8은 차량 요동 상황에서 종래 차량의 회생 제동 지속으로 인해 차량의 스핀 현상과 관련된 데이터를 보여주는 도면이다.
도 9는 차량 요동 상황에서 본 개시에 의한 안정화 토크 출력으로 인해 차량의 안정성과 관련된 데이터를 보여주는 도면이다. 1 is a block diagram showing the configuration modules of a vehicle equipped with a lateral control device according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 2 is a flowchart of a lateral control method according to another embodiment of the present disclosure.
Figure 3 is a diagram showing a lateral control device according to an embodiment of the present disclosure from a logic module perspective.
Figure 4 is a flowchart of the process of determining the low friction situation of a vehicle according to the slip rate.
Figure 5 is a diagram showing a logic module that determines entry and release of the first entry condition.
Figure 6 is a flowchart of the process of determining the shaking of the vehicle based on the yaw rate of the vehicle.
Figure 7 is a diagram illustrating the factors and calculation process used to calculate the required yaw rate.
FIG. 8 is a diagram showing data related to a spin phenomenon of a vehicle due to continued regenerative braking of a conventional vehicle in a vehicle shaking situation.
FIG. 9 is a diagram showing data related to vehicle stability in a vehicle shaking situation due to stabilization torque output according to the present disclosure.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice them. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In describing embodiments of the present disclosure, if it is determined that detailed descriptions of known configurations or functions may obscure the gist of the present disclosure, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, in the drawings, parts that are not related to the description of the present disclosure are omitted, and similar parts are given similar reference numerals.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계 뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present disclosure, when a component is said to be “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, this is not only a direct connection relationship, but also an indirect connection relationship where another component exists in between. It may also be included. In addition, when a component is said to "include" or "have" another component, this does not mean excluding the other component, but may further include another component, unless specifically stated to the contrary. .
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다. In the present disclosure, terms such as first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and do not limit the order or importance of components unless specifically mentioned. Therefore, within the scope of the present disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, the second component in one embodiment may be referred to as a first component in another embodiment. It may also be called.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. In the present disclosure, distinct components are intended to clearly explain each feature, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to form one hardware or software unit, or one component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Accordingly, even if not specifically mentioned, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. In the present disclosure, components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, embodiments consisting of a subset of the elements described in one embodiment are also included in the scope of the present disclosure. Additionally, embodiments that include other components in addition to the components described in the various embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 제시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments presented below and can be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art It is provided to fully inform those who have the scope of the invention.
이하, 도 1을 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 차량의 코스트리젠 조향시 횡방향 제어 장치에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to FIG. 1, a lateral control device for costrigen steering of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure will be described.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 횡방향 제어 장치를 구비한 차량의 구성 모듈을 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing the configuration modules of a vehicle equipped with a lateral control device according to an embodiment of the present disclosure.
차량(100)은 전기 에너지 기반으로 구동되는 이동체일 수 있다. 차량(100)은 예컨대 직접 충전되는 전기 배터리 또는 가스 기반의 연료 전지를 에너지원으로 채용하는 이동체일 수 있다. 연료 전지의 경우, 차량(100)은 연료 전지에서 전기 에너지를 생성할 수 있는 다양한 형태의 가스를 이용할 수 있으며, 가스는 일례로 수소일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고 다양한 가스가 적용가능하다. The
차량(100)은 예를 들어, 이동할 수 있는 디바이스를 지칭할 수 있다. 이동 디바이스는 통상적인 승용 또는 상용 차량, 이동 오피스 또는 이동 호텔일 수 있다. 차량은 4륜 자동차, 예컨대 승용차, SUV, 소형 트럭일 수 있으며, 4륜 초과의 자동차, 예컨대 대형 트럭, 컨테이너 운반차량, 중장비 차량 등일 수 있다. 본 개시에서는 설명의 편의를 위해 4륜 차량을 예로 들어 설명하나, 본 개시에 따른 실시예는 이에만 적용되지 않고, 4륜 이외의 복수 개수의 휠을 갖는 모든 차량에 적용가능하다. 차량(100)은 유인 운행 또는 자율주행(반자율 및 완전자율 주행 포함)으로 구현될 수 있다.
한편, 차량(100)은 다른 디바이스 또는 다른 이동체와 통신을 수행할 수 있다. 이때, 일 예로, 이동체는 셀룰라 통신, WAVE 통신, DSRC(Dedicated Short Range Communication) 또는 그 밖에 다른 통신 방식에 기초하여 다른 디바이스와 통신을 수행할 수 있다. 즉, 셀룰러 통신망으로서 LTE, 5G와 같은 통신망, WiFi 통신망, WAVE 통신망 등이 이용될 수 있다. 또한, DSRC와 같이 이동체에서 사용되는 근거리 통신망 등이 사용될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다. Meanwhile, the
구체적으로, 차량(100)은 전방 휠부(102), 후방 휠부(104), 센서부(112), 회생 제동부(114), 송수신부(116), 메모리(118), 디스플레이(120) 및 프로세서(122)를 포함할 수 있다. Specifically, the
전방 휠부(102) 및 후방 휠부(104)는 지면과 접촉하여 사용자의 조작에 따라 원하는 운행 방향으로 차량을 주행시키는 부재일 수 있다. 본 개시에서는 차량 운전자가 응시하는 정면 방향을 기준으로 전후방을 구별하여 전방 및 후방 휠부(102, 104)로 명명하였으나, 이는 편의상 서술된 것에 불과하다. 따라서, 전방 및 후방 휠부(102, 104)는 관점에 따라 반대로 명명될 수 있으며, 무인 셔틀 내지 자율주행과 같이 운전자의 응시 방향과 무관하게 주행 방향이 결정되어 운행 제어가 되는 경우, 전방 및 후방 휠부(102, 104)는 단순히 제 1 및 제 2 휠부로 지칭될 수도 있다. 이에 따라, 본 명세서의 전방 및 후방 휠부(102, 104)에 따른 명칭은 본 개시에 따른 권리범위를 제한하지 않는다. The
차량(100)의 설계에 따라, 전방 휠부(102) 및 후방 휠부(104) 중 어느 하나의 휠부가 구동휠(또는 구동륜)일 수 있으며, 전방 휠부(102) 및 후방 휠부(104) 중 다른 휠부가 종동휠(또는 종동륜, 비구동륜 등)으로 구성될 수 있다. 종동휠과 관련된 휠부는 주로 바퀴 및 모터 외의 다른 동력 전달 계통을 구비하도록 구성될 수 있다.Depending on the design of the
구동휠과 관련된 휠부는 타이어와 같은 바퀴, 바퀴에 구동력을 전달하는 모터, 모터 토크, 모터 회전 방향, 제동 등을 제어하는 모터 제어 모듈 등을 구비할 수 있다. 또한, 구동휠 관련 휠부는 배터리(108)로부터 공급되어 인버터(110)를 경유하는 전력을 공급받아 구동될 수 있다. 연료 전지의 경우, 배터리(108)는 수소 탱크(106)로부터 공급된 수소와 외부로 유입되는 산소와 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 복수의 스택이 구비된 수소 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(108)는 발생된 에너지를 차량(100)의 구동, 조명, 공조 및 다양한 전기 장치에 제공할 수 있다. 배터리(112)는 예컨대 구동휠 및 고전력 전기 장비 등에 에너지를 공급하는 제 1 배터리, 및 저전력 전기 장비에 에너지를 공급함과 아울러서 제 1 배터리를 충전시키는 제 2 배터리를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 배터리가 수소 연료 전지로 구성될 수 있다. 인버터(110)는 배터리(108)의 특정 형태의 전력, 예컨대 교류을 다른 형태, 예를 들어 직류로 변환하고 전압을 감소시킬 수 있다. The wheel part related to the driving wheel may include a wheel such as a tire, a motor that transmits driving force to the wheel, and a motor control module that controls motor torque, motor rotation direction, braking, etc. Additionally, the wheel portion related to the driving wheel may be driven by receiving power supplied from the
구동휠 및 종동휠과 무관하게, 전방 휠부(102) 및 후방 휠부(104) 중 어느 하나의 휠부는 스티어링의 조작에 따른 조향을 전달받는 조향 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 전방 휠부(102) 및 후방 휠부(104) 중 적어도 하나는 사용자의 브레이크 모듈의 조작, 예컨대 브레이크 페달 가압에 의해 직접적으로 휠을 제동시키는 휠 제동 모듈을 구비하도록 구성될 수 있다. Regardless of the driving wheel and the driven wheel, any one of the
또한, 본 개시에서 4륜 구동을 예로 들면, 전방 휠부(102)는 전방 좌측 휠부(102a) 및 전방 우측 휠부(102b)를 포함할 수 있다. 후방 휠부(104)는 후방 좌측 휠부(104a) 및 후방 우측 휠부(104b)를 구비할 수 있다. 좌측 및 우측 휠부는 구동륜 및 조항 전달 기능에 따라 상술한 모듈과 부재를 포함할 수 있다. Additionally, taking four-wheel drive as an example in the present disclosure, the
센서부(112)는 차량 내부 및 외부 환경에서 발생하는 다양한 상태 및 상황을 감지하기 위한 다양한 종류의 센서 모듈을 구비할 수 있다. 센서부(112)는 예컨대, 차량(100)의 속도를 검출하는 차속계, 스티어링 및 휠의 조향각을 계측하는 조향 센서 및 휠 조향각 센서, 차량(100)의 요(yaw)를 비롯한 차량의 자세를 검출하는 자세/방위 센서, 전방 및 후방 휠부(102, 104)의 각 휠의 속도를 계측하는 휠 센서 등을 포함할 수 있다. 자세/방위 센서는 예컨대, 자이로 센서, IMU(Inertial Measurement Unit) 센서 등일 수 있다. 이에 더하여, 센서부(112)는 GPS 센서, 차량 내외부를 시각적 이미지로 제공하는 영상 센서, 거리 센서 등을 포함할 수 있으며, 이에 열거되지 않은 다양한 상황을 감지하는 센서를 추가로 포함할 수 있다. The
회생 제동부(114)는 브레이크 모듈에 의한 휠 제동이 아닌, 사용자의 회생 제동 지령에 따라, 회생 제동 토크를 조절하여 전방 및 후방 휠부(102, 104) 중 적어도 하나를 제동시킴과 아울러서, 배터리(108)를 충전시키도록, 차량(100)을 제어할 수 있다. 회생 제동부(114)는 하드웨어적인 인터페이스, 또는 디스플레이(120)에서 터치 입력 가능하도록 제공되는 소프트웨어적인 인터페이스를 구비하며, 전술의 인터페이스를 통해 사용자의 상기 지령을 수신할 수 있다. 하드웨어적 인터페이스는 예컨대 조작키 내지 버튼일 수 있으며, 소프트웨어적 인터페이스는 예컨대 디스플레이(120)에 마련되는 소프트 키일 수 있다. 사용자는 예를 들어, 상기 인터페이스를 통해, 회생 제동을 온(on)시킬 수 있음과 아울러서, 회생 제동에서의 제동 레벨, 제동 변화율, 감속도 등과 같은 세밀한 제어와 같은 회생 제동 명령을 요청할 수 있다. 회생 제동부(114)는 회생 제동 제어 명령에 따른 회생 제동의 요구 토크를 프로세서(122)로 전달할 수 있다. The
송수신부(116)는 차량 주변의 이동체, 교통 지능 서비스 서버 또는 노변 기지국, 각종 다양한 차량 서비스를 제공하는 서버 또는 에지 디바이스 등과 상호 통신을 지원할 수 있다. The
디스플레이(120)는 유저 인터페이스로 기능할 수 있다. 디스플레이(120)는 프로세서(122)에 의해, 차량(100)의 동작 상태, 제어 상태, 경로/교통 정보, 차량(100)의 요동 상태, 회생 제동 제어 상태, 배터리 상태, 가스 잔량 정보, 사용자가 요청한 컨텐츠 등을 출력하도록 표시할 수 있다. 차량 요동 상태 및 회생 제동 제어 상태를 예로 들면, 디스플레이(120)는 주행 도로의 저마찰로 정보, 노면 상태, 스티어링 조향에 따른 차량 요동 상태, 슬립 상태 및 슬립 예측과 관련된 차량의 안정성 정보, 회생 제동 명령에 따른 프로세서(122)의 처리 상황 및 결과를 사용자에게 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세서(122)의 처리 상황 및 결과는 사용자가 요청한 회생 제동 명령의 이행 현황, 현재 제동 레벨 내지 제동 변화율, 차량 슬립을 해제하기 위한 차량 제어 조건, 예컨대 스트어링 조향 가이드, 차속 안내 등일 수 있다. 디스플레이(120)는 사용자 입력이 검지가능한 터치 스크린으로 구성되어, 프로세서(122)에 지시하는 사용자의 요청을 수신할 수 있다. The
메모리(118)는 차량(100)의 제어를 위한 애플리케이션 및 다양한 데이터를 저장하여, 프로세서(122)의 요청에 의해 애플리케이션을 로딩하거나, 데이터를 판독, 기록할 수 있다. 본 개시에서는, 메모리(118)는 코스트리젠 조향시의 횡방향 안정성을 확보하기 위한 애플리케이션 및 적어도 하나의 인스트럭션을 저장하며, 프로세서(122)는 메모리(118)에 저장된 애플리케이션 및 인스트럭션을 실행하도록 구성될 수 있다. The
프로세서(122)는 차량(100)의 전반적인 제어를 수행하며, 본 개시와 관련하여, 메모리(118)에 저장된 애플리케이션 및 인스트럭션을 실행하여, 코스트리젠 조향시의 횡방향 안정성을 확보하도록 차량(100)의 동작을 제어할 수 있다. The
구체적으로, 프로세서(122)는 상기 인터페이스를 통해, 사용자로부터 회생 제동 제어와 관련된 요청을 수신할 수 있다. 프로세서(122)는 요구 요 레이트 및 실제 요 레이트 간의 요 레이트(yaw rate) 오차가 제 1 진입 조건을 충족하는지를 판단하고, 휠 속도에 기초하여 산출된 슬립율(slip ratio)이 제 2 진입 조건을 충족하는지를 판단할 수 있다. 프로세서(122)는 요 레이트 오차 및 슬립율이 각각 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족한 경우, 휠을 구동하는 모터의 모터 토크로 안정화 토크를 인가하고, 오차 및 슬립율 중 적어도 하나가 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족하지 못하는 경우, 모터 토크로 회생 제동 제어에 따른 요구 토크를 인가하도록, 전방 및 후방 휠부(102, 104)를 제어할 수 있다. Specifically, the
본 개시에 따른 횡방향 제어 장치는 적어도 전방 휠부(102), 후방 휠부(104), 회생 제동부(114), 프로세서(122) 및 메모리(118)를 포함하여, 전방 및 후방 휠부(102, 104)에 대한 상술의 제어가 프로세서(122)에 의해 구현되도록 구성되는 장치일 수 있다. 전술의 프로세서(122)의 제어와 관련하여 도 2 내지 도 7을 통해 상세히 서술하기로 한다. The lateral control device according to the present disclosure includes at least a
도 2 내지 도 7을 참조하여, 차량의 코스트리젠 조향시 횡방향 제어 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 횡방향 제어 방법에 관한 순서도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 횡방향 제어 장치를 로직 모듈 관점에서 나타내는 도면이다. 본 개시의 횡방향 제어 방법은 도 1을 통해 예시된 횡방향 제어 장치로 구현되는 것을 예로 들어 서술하고, 프로세서(122)는 횡방향 제어 방법을 구현하기 위해, 도 3에 예시된 논리적 소프트웨어 모듈 또는 하드웨어적 모듈을 구비할 수 있다. 또한, 본 개시에서는 설명의 편의를 위해, 전방 및 후방 휠부(102, 104)가 각각 2개 휠을 가진 4륜 차량인 것을 예시하기로 한다. With reference to FIGS. 2 to 7 , a lateral control method during costrigen steering of a vehicle will be described. Figure 2 is a flowchart of a lateral control method according to another embodiment of the present disclosure. Figure 3 is a diagram showing a lateral control device according to an embodiment of the present disclosure from a logic module perspective. The lateral control method of the present disclosure is described as an example of being implemented with the lateral control device illustrated in FIG. 1, and the
먼저, 회생 제동부(114)는 사용자가 인터페이스를 통해 요청된 회생 제동 명령을 수신하고, 프로세서(122)로 전달할 수 있다. 회생 제동 명령은 예컨대 회생 제동을 온시킬 수 있음과 아울러서, 회생 제동에서의 제동 레벨, 제동 변화율, 감속도 등과 같은 정밀 제어를 포함할 수 있다. 회생 제동이 온되는 경우, 차량(100)은 기 설정된 제동 변화율로 전방 및 후방 휠부(102, 104)의 감속을 제어할 수 있다. 이에 더하여, 사용자가 설정값이 아닌 별도로, 제동 레벨, 제동 변화율 등과 같은 정밀 제어를 요청하면, 회생 제동부(114)는 정밀 제어와 관련된 명령을 프로세서(122)로 전달할 수 있다. 프로세서(122)는 설정값 또는 정밀 제어 명령과 함께, 차속계로 검출된 차속 통해, 회생 제동 제어에 따른 사용자의 요구 토크를 확인할 수 있다. 이에 대한 사항은 도 3에서, 회생 제동 레버 및 차속에 따른 코스트리젠 요구 토크에 대응될 수 있다. First, the
다음으로, 프로세서(122)는 슬립율 및 요 레이트 오차가 각 파라미터에 상응하는 제 1 및 제 2 진입 조건에 충족하는지를 확인할 수 있다(S105). Next, the
이에 대한 사항은 도 3에서, '진입 Slip Ratio 만족'및 '진입 Yaw Rate 오차 판단'에 해당될 수 있다. In Figure 3, this may correspond to 'entry Slip Ratio satisfaction' and 'entry Yaw Rate error judgment'.
슬립율이 제 1 진입 조건에 충족하는지를 확인하는 점과 관련하여, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. 도 4는 슬립율에 따른 차량의 저마찰 상황을 판단하는 과정에 관한 순서도이다. 도 5는 제 1 진입 조건의 진입 및 해제를 판단하는 로직 모듈을 나타내는 도면이다. 한편, 이에 대한 사항은 도 3에서 '진입Slip Ratio 만족'및 슬립율 연산에 사용되는 인자인 각 휠 속도 입력에 상응할 수 있다. The point of confirming whether the slip rate satisfies the first entry condition will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Figure 4 is a flowchart of the process of determining the low friction situation of a vehicle according to the slip rate. Figure 5 is a diagram showing a logic module that determines entry and release of the first entry condition. Meanwhile, this may correspond to each wheel speed input, which is a factor used in 'entry Slip Ratio satisfaction' and slip rate calculation in FIG. 3.
도 4를 참조하면, 프로세서(122)는 휠 센서로 계측된 각 휠 속도를 수신할 수 있다(S205). 각 휠 속도로는, 전방 좌측 및 우측 휠부(102a, 102b) 각각의 휠 속도와, 후방 좌측 및 우측 휠부(104a, 104b) 각각의 휠 속도일 수 있다. 아울러, 프로세서(122)는 구동휠로 기능하는 휠부 및 종동휠로 작용하는 휠부를 사전에 인지할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
다음으로, 프로세서(122)는 종동휠의 속도가 구동휠보다 빠른 점을 확인하면, 좌측 및 우측 슬립율을 연산함과 아울러서, 이들 슬립율에 기초하여 슬립율을 산출할 수 있다(S210). Next, when the
종동휠의 속도가 구동휠보다 빠른 점은 주행 도로가 저마찰 상황이어서 구동휠이 일시적으로 이상 회전 혹은 멈춤 동작, 즉 구동휠이 잠기는 경우를 유발하는 것을 의미할 수 있다. The fact that the speed of the driven wheel is faster than that of the driving wheel may mean that the driving road is in a low-friction situation, causing the driving wheel to temporarily rotate abnormally or stop, that is, the driving wheel is locked.
좌측 및 우측 슬립율은 수학식 1에 기초하여 구동 상태에 맞게 연산될 수 있다. 구동 상태는 전방 휠부(102)가 구동륜인 전륜 구동 또는 후방 휠부(104)가 구동륜이 후륜 구동일 중 어느 하나일 수 있다. 수학식 1을 살펴보면, 슬립율은 종동휠에 대한 종동휠과 상기 구동휠의 차이에 대한 비로 산출됨을 알 수 있다. The left and right slip rates can be calculated according to the driving state based on
[수학식 1][Equation 1]
후륜 구동인 경우, 수학식 1은 수학식 2로 적용되어, 좌측 및 우측 슬립율은 수학식 2로 연산될 수 있다. 이 경우, 비구동휠 속도는 전방 좌측 및 우측 휠부(102a, 102b)의 속도이고, 구동휠 속도는 후방 좌측 및 우측 휠부(104a, 104b)의 속도일 수 있다. 수학식 2를 살펴보면, 좌측 슬립율은 종동 좌측 휠 및 구동 좌측 휠의 속도들에 기초하여 계산되고, 우측 슬립율은 종동 우측 휠 및 구동 우측 휠의 속도들에 기초하여 계산됨을 알 수 있다. In the case of rear-wheel drive,
여기서, σLH, σRH, VFL, VRL, VFR 및 VRR은 각각 좌측 슬립율, 우측 슬립율, 전방 좌측 휠 속도, 후방 좌측 휠 속도, 전방 우측 휠 속도, 및 후방 우측 휠 속도일 수 있다. Here, σ LH , σ RH , V FL , V RL , V FR , and V RR are the left slip rate, right slip rate, front left wheel speed, rear left wheel speed, front right wheel speed, and rear right wheel speed, respectively. You can.
[수학식 2][Equation 2]
전륜 구동인 경우, 수학식 1은 수학식 3으로 적용되어, 좌측 및 우측 슬립율은 수학식 3으로 연산될 수 있다. 이 경우, 비구동휠 속도는 후방 좌측 및 우측 휠부(104a, 104b)의 속도이고, 구동휠 속도는 전방 좌측 및 우측 휠부(102a, 102b)의 속도일 수 있다. 수학식 3 역시 수학식 2와 마찬가지로, 좌측 슬립율은 종동 좌측 휠 및 구동 좌측 휠의 속도들에 기초하여 계산되고, 우측 슬립율은 종동 우측 휠 및 구동 우측 휠의 속도들에 기초하여 계산됨을 알 수 있다. 여기서, σLH, σRH, VFL, VRL, VFR 및 VRR은 수학식 2의 인자와 동일하다. In the case of front-wheel drive,
[수학식 3][Equation 3]
이어서, 프로세서(122)는 수학식 2 또는 3으로 계산된 좌측 슬립율 및 우측 슬립율에 기초하여 슬립율을 산출할 수 있다. 일례로, 슬립율은 수학식 4와 같이, 좌측 및 우측 슬립율 중 최대값에 근거하여 최종 산출될 수 있다. 여기서, σX는 슬립율이며, σLH, σRH는 수학식 2 또는 3의 파라미터와 동일하다. Subsequently, the
[수학식 4][Equation 4]
다음으로, 프로세서(122)는 상기 산출한 슬립율이 임계 슬립율 이상인지를 판단하고(S215), 판단 결과 이상인 경우, 슬립율이 제 1 진입 조건을 충족하는 것으로 판정할 수 있다(S220). 판단 결과 슬립율이 임계 슬립율 미만으로 확인되면, 프로세서(122)는 슬립율이 제 1 진입 조건을 만족하지 못한 것으로 확인할 수 있다. Next, the
제 1 진입 조건과 관련된 임계 슬립율은 차량(100)이 주행 도로 상에서 저마찰 상황에 진입한 것으로 판단되는 값일 수 있다. 임계 슬립율은 예컨대 2%로 설정될 수 있으며, 임계 슬립율이 2%로 설정한 이유는, 회생 제동 제어된 차량(100)이 노면 상태 및 사용자의 조작, 예컨대 스티어링 조향 정도, 차속 등에 따라, 슬립되거나 요동될 수 있는 가능성, 즉 횡방향 안정성의 상실이 확실시하게 유발될 가능성과 관련된 값이기 때문이다. 도 5에 예시된 바와 같이, 슬립율이 임계 슬립율 σX이 2% 이상이면 제 1 진입 조건을 충족하는 것으로 판정될 수 있다. The critical slip rate related to the first entry condition may be a value at which it is determined that the
상술한 임계 슬립율의 값은 실험적으로 구해졌으나, 차량(100)의 세부 설계 사항 및 도로 상황에 따라 가변될 수 있다. The value of the above-mentioned critical slip rate was obtained experimentally, but may vary depending on detailed design details of the
다음으로, 프로세서(122)는 임계 슬립율 이상으로 진입된 슬립율이 변동하여 해제 조건에 도달한지 여부를 확인할 수 있다(S225). 변동되는 슬립율이 해제 조건에 도달하면, 프로세서(122)는 차량(100)이 저마찰 상황을 벗어난 것으로 추정하고, 해제 조건에 도달하지 않는 경우, 프로세서(122)는 슬립율이 여전히 제 1 진입 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. Next, the
해제 조건의 해제 슬립율은 임계 슬립율보다 작게 설정될 수 있다. 해제 조건은 단순히 해제 슬립율에 도달한 경우에 충족되는 것이 아니라, 히스테리시스 조건을 더 적용하여, 해제 슬립율 이하의 슬립율이 해제 임계 이상으로 지속된 경우에 만족될 수 있다. The release slip rate of the release condition may be set to be smaller than the critical slip rate. The release condition is not simply satisfied when the release slip rate is reached, but can be satisfied when a slip rate below the release slip rate continues above the release threshold by further applying a hysteresis condition.
도 5의 예시에서와 같이, 슬립율이 변동하여 해제 슬립율, 예컨대 0 이하로 해제 임계 시간인 0.2 초 이상 지속되면, 슬립율의 제 1 진입 조건은 해제될 수 있다. 해제 슬립율 및 해제 임계 시간은 차량(100)이 주행 도로 상에서 저마찰 상황을 실질적으로 벗어난 것으로 판단되는 값일 수 있다. 해제 슬립율 및 해제 임계 시간은 실험적으로 구해질 수 있으나, 차량(100)의 세부 설계 사항 및 도로 상황에 따라 가변될 수 있다. As in the example of FIG. 5, if the slip rate changes and the release slip rate, for example, continues below 0 for more than 0.2 seconds, which is the release threshold time, the first entry condition for the slip rate may be released. The release slip rate and release critical time may be values at which it is determined that the
요 레이트 오차가 제 2 진입 조건에 충족하는지를 확인하는 점과 관련하여, 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. 도 6은 차량의 요 레이트(yaw rate)에 기반하여 차량의 요동을 판단하는 과정에 관한 순서도이다. The point of checking whether the yaw rate error satisfies the second entry condition will be described with reference to FIG. 6. Figure 6 is a flowchart of the process of determining the shaking of the vehicle based on the yaw rate of the vehicle.
도 6을 참조하면, 프로세서(122)는 요구 요 레이트를 연산하고, 자세/방위 센서로부터 획득된 차량(100)의 실제 요 레이트를 수신할 수 있다(S305). Referring to FIG. 6, the
이에 대한 사항은 도 3에서 'desired yaw rate 연산'및 'Yaw rate'에 상응할 수 있다. Details regarding this may correspond to 'desired yaw rate calculation' and 'Yaw rate' in FIG. 3.
요구 요 레이트는 이론적으로 코너링 계수(cornering coefficient)에 기반하는 수학식 5에 의해 산출될 수 있다. The required yaw rate can theoretically be calculated by Equation 5 based on the cornering coefficient.
[수학식 5][Equation 5]
코너링 계수를 포함한 요구 요 레이트의 관계식은 이론적으로는 실제 차량 거동과 유사하나, 코너링 계수의 값은 계측하는데 용이하지 않다. 설령, 코너링 계수 값을 획득할지라도, 타이어의 마모 정도, 공기압의 차이에 따라 상이하게 변화될 수 있다. 또한, 차량 제조사가 특정 타이어의 코너링 계수 값으로 차량을 개발, 제작하여도, 실제 현장에서 타이어가 다양한 제조사의 타이어로 교체될 가능성이 존재한다. 이러한 변수들을 제거하기 위해 본 개시에서는 Ackerman geometry를 통한 운전자 조향 요구를 이용하여, 요구 요 레이트를 결정할 수 있다.The relational expression for the required yaw rate including the cornering coefficient is theoretically similar to the actual vehicle behavior, but the value of the cornering coefficient is not easy to measure. Even if the cornering coefficient value is obtained, it may change differently depending on the degree of tire wear and differences in air pressure. Additionally, even if a vehicle manufacturer develops and manufactures a vehicle with the cornering coefficient value of a specific tire, there is a possibility that the tires may be replaced with tires from various manufacturers in the actual field. To eliminate these variables, the present disclosure uses driver steering demand through Ackerman geometry to determine the required yaw rate.
도 7은 요구 요 레이트의 연산에 사용되는 인자 및 연산 프로세스를 예시한 도면이다. Figure 7 is a diagram illustrating the factors and calculation process used to calculate the required yaw rate.
도 7을 참조하면, 선회 반경(R= rRR)이 전방 및 후방 휠들 사이의 휠 베이스 거리 (l) 보다 충분히 크다고 가정한 경우, 즉 조향각(α=δ)이 작은 경우, 요구 요 레이트()는 수학식 6에 의해 산출될 수 있다. 여기서, Vveh는 l, θ 및 k는 각각 차량의 속도, 휠 베이스 거리, 핸들 조향각, streering unit ratio일 수 있다. θ/k는 휠 조향각(δ)에 해당될 수 있다. 도 7에서 VFL, VRL, VFR 및 VRR은 수학식 2의 파라미터와 실질적으로 동일하다. Referring to FIG. 7, assuming that the turning radius (R=r RR ) is sufficiently larger than the wheel base distance (l) between the front and rear wheels, that is, when the steering angle (α=δ) is small, the required yaw rate ( ) can be calculated by Equation 6. Here, V veh is l, θ, and k may be the vehicle speed, wheel base distance, steering angle, and streering unit ratio, respectively. θ/k may correspond to the wheel steering angle (δ). In Figure 7, V FL , V RL , V FR , and V RR are substantially the same as the parameters in Equation 2.
[수학식 6][Equation 6]
수학식 6을 살펴보면, 요구 요 레이트()는 차량의 속도(Vveh), 휠 조향각(δ), 휠 베이스 거리(l)에 기초하여 산출됨을 알 수 있다. Looking at Equation 6, the required yaw rate ( ) can be seen to be calculated based on the vehicle speed (V veh ), wheel steering angle (δ), and wheel base distance (l).
다시 도 6을 참조하면, 프로세서(122)는 요구 요 레이트와 실제 요 레이트 간의 차이에 따른 요 레이트 오차가 기준 오차 이상인지를 확인할 수 있다(S310).Referring again to FIG. 6, the
제 2 진입 조건과 관련된 기준 오차는 차량(100)이 사용자의 조작, 예컨대 스티어링 조향, 차속 등으로 인해 차량(100)이 과도하게 선회될 것으로 예상되는 값 값일 수 있다. 기준 오차는 차량(100)이 횡방향으로 치우치기 시작할 때 운전자가 반대 방향으로 조향을 시도하는 요 레이트 오차와 관련되며, 차량(100)의 설계 사항 및 노면 상태에 따라 설정될 수 있다. The reference error related to the second entry condition may be a value at which the
판단 결과, 요 레이트 오차가 기준 오차 이상인 경우, 프로세서(122)는 기준 오차 이상의 요 레이트 오차가 오차 임계 시간 이상으로 지속되는지를 판정할 수 있다(S315). As a result of the determination, if the yaw rate error is greater than the standard error, the
오차 임계 시간은 기준 오차에 추가하여, 제 2 진입 조건과 관련된 세부 요구 사항일 ㅅ 있다. 오차 임계 사항은 요구 요 레이트와 실제 요 레이트 중 적어도 하나에 오류가 존재할 가능성을 고려하여, 일정 시간 이상 오차가 지속적으로 이격되면, 양쪽 요 레이트에 오차가 없을 수 없다고 추정할 수 있다. 오차 임계 시간은 예를 들어, 200ms로 설정될 수 있으나, 차량(100)의 설계 사항 및 노면 상태에 따라 가변될 수 있다. In addition to the reference error, the error threshold time may be a detailed requirement related to the second entry condition. The error threshold considers the possibility that an error exists in at least one of the required yaw rate and the actual yaw rate, and it can be assumed that if the errors are continuously spaced apart for a certain period of time, there can be no error in both yaw rates. The error threshold time may be set to 200 ms, for example, but may vary depending on the design details of the
판정 결과, 기준 오차 이상의 요 레이트 오차가 오차 임계 시간 이상으로 지속되면, 프로세서(122)는 요 레이트 오차가 제 2 진입 조건을 충족한 것으로 최종 판단할 수 있다(S320). As a result of the determination, if the yaw rate error greater than the standard error continues for more than the error threshold time, the
이와는 달리, S310 및 S315 단계에서 판단 결과, 기준 오차 미만이거나 오차 임계 시간 미만으로 지속되면, 프로세서(122)는 요 레이트 오차가 제 2 진입 조건에 도달하지 못한 것으로 판정할 수 있다. In contrast, if the determination results in steps S310 and S315 are less than the reference error or remain less than the error threshold time, the
다시 도 2의 S105로 회귀하면, 프로세서(122)는 도 2 및 도 4에서 산출된 슬립율 및 요 레이트 오차가 각자에 상응하는 제 1 및 제 2 진입 조건을 충족하는지 확인할 수 있다. 전방 및 후방 휠부(102, 104)를 구동하는 모터의 모터 토크로 안정화 토크를 인가하도록, 안정화 토크를 출력할 수 있다(S115). Returning again to S105 of FIG. 2, the
안정화 토크는 기 설정된 토크로서, 도 3에 예시된 바와 같이, 제로(zero) 토크일 수 있다. 이에 제한되지 않고 저마찰 상황에서 차량(100)의 횡방향 안정성을 유지할 수 있다면, 안정화 토크는 예시된 값에 제한되지 않을 수 있다. The stabilization torque is a preset torque and, as illustrated in FIG. 3, may be zero torque. Without being limited thereto, if lateral stability of the
만약, 슬립율 및 요 레이트 오차 중 적어도 하나가 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족하지 못하면, 프로세서(122)는 모터 토크로 회생 제동부(114)를 통해 요청된 회생 제동 제어에 따른 운전자의 요구 토크를 출력하여, 전방 및 후방 휠부(102, 104)의 모터를 제어할 수 있다(S120). 이는 도 3에서, 회생 제동 제어에 따른 크로스리젠 요구 토크가 모터 토크로 출력되는 것에 상응할 수 있다. If at least one of the slip rate and yaw rate error does not satisfy the first and second entry conditions, the
도 8은 차량 요동 상황에서 종래 차량의 회생 제동 지속으로 인해 차량의 스핀 현상과 관련된 데이터를 보여주는 도면이다. FIG. 8 is a diagram showing data related to a spin phenomenon of a vehicle due to continued regenerative braking of a conventional vehicle in a vehicle shaking situation.
종래 차량은 회생 제동 제어가 시작된 후 저마찰 상황으로 인한 횡방향 안정성이 상실되더라도, 모터 토크 그래프에 나타난 바와 같이, 회생 제동 제어가 계속 유지되었다. 이에 따라, 차량이 요구하는 조향각과 반대로 선회하거나, 심지어 조향각이 0인 경우에도 원치 않는 선회 동작이 유발되었다. 더욱이, 선회 동작이 유발됨에도 회생 제동 제어에 따른 요구 토크가 모터 토크로 유지되어, 차량의 횡방향 안정성이 급격히 상실되는 점이 Yaw Rate 및 Slip Ratio 그래프를 통해 확인할 수 있다. In a conventional vehicle, even if lateral stability is lost due to a low friction situation after regenerative braking control is started, regenerative braking control is maintained, as shown in the motor torque graph. As a result, the vehicle turns opposite to the required steering angle, or an undesired turning motion is caused even when the steering angle is 0. Furthermore, it can be confirmed through the Yaw Rate and Slip Ratio graphs that even when turning motion is induced, the required torque according to regenerative braking control is maintained as motor torque, and the vehicle's lateral stability is rapidly lost.
도 9는 차량 요동 상황에서 본 개시에 의한 안정화 토크 출력으로 인해 차량의 안정성과 관련된 데이터를 보여주는 도면이다. FIG. 9 is a diagram showing data related to vehicle stability in a vehicle shaking situation due to stabilization torque output according to the present disclosure.
본 개시에 따른 모터 토크 그래프와 같이, 차량이 저마찰 상황으로 진입함과 아울러서 횡방향 안정성의 상실을 추정하는 상황을 감지하여, 회생 제동 제어에 따른 운전자 요구 토크 대신에, 안정화 토크로서의 제로 토크를 출력하였다. As shown in the motor torque graph according to the present disclosure, a situation in which loss of lateral stability is estimated as the vehicle enters a low friction situation is detected, and zero torque as stabilization torque is applied instead of the driver's required torque according to regenerative braking control. Printed out.
조향각, Yaw Rate 및 제어 Flag 그래프에서와 같이, 상기 상황의 진입을 감지하여 안정화 토크로 휠부의 모터를 제어함으로서, 차량 요동 및 스핀 등이 현저히 감소됨이 확인되었다. 즉 본 개시의 실시예에 따르면, 저마찰로에서 회생 제동 제어에 의한 감속시 차량의 횡방향 안정성이 확보될 수 있다. As shown in the steering angle, yaw rate, and control flag graphs, it was confirmed that by detecting the entry of the above situation and controlling the wheel motor with stabilizing torque, vehicle shaking and spin were significantly reduced. That is, according to the embodiment of the present disclosure, lateral stability of the vehicle can be secured when decelerating by regenerative braking control on a low friction road.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.Exemplary methods of the present disclosure are expressed as a series of operations for clarity of explanation, but this is not intended to limit the order in which the steps are performed, and each step may be performed simultaneously or in a different order, if necessary. In order to implement the method according to the present disclosure, other steps may be included in addition to the exemplified steps, some steps may be excluded and the remaining steps may be included, or some steps may be excluded and additional other steps may be included.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.The various embodiments of the present disclosure do not list all possible combinations but are intended to explain representative aspects of the present disclosure, and matters described in the various embodiments may be applied independently or in combination of two or more.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다. Additionally, various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. For hardware implementation, one or more ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Signal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), general purpose It can be implemented by a processor (general processor), controller, microcontroller, microprocessor, etc.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.The scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (e.g., operating system, application, firmware, program, etc.) that cause operations according to the methods of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes non-transitory computer-readable medium in which instructions, etc. are stored and can be executed on a device or computer.
Claims (18)
회생 제동 제어와 관련된 요청을 수신하는 단계;
휠 속도에 기초하여 산출된 슬립율(slip ratio)이 제 1 진입 조건을 충족하는지를 판단하는 단계;
요구 요 레이트(yaw rate) 및 실제 요 레이트 간의 요 레이트 오차가 제 2 진입 조건을 충족하는지를 판단하는 단계;
상기 슬립율 및 상기 오차가 각각 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족함에 응답하여, 상기 휠을 구동하는 모터의 모터 토크로 안정화 토크를 인가하는 단계; 및
상기 슬립율 및 상기 오차 중 적어도 하나가 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족하지 못함에 응답하여, 상기 모터 토크로 상기 회생 제동 제어에 따른 요구 토크를 인가하는 단계를 포함하는, 횡방향 제어 방법.
In the lateral control method when steering a vehicle,
Receiving a request related to regenerative braking control;
determining whether a slip ratio calculated based on the wheel speed satisfies a first entry condition;
determining whether the yaw rate error between the required yaw rate and the actual yaw rate satisfies a second entry condition;
In response to the slip rate and the error satisfying first and second entry conditions, respectively, applying stabilization torque as a motor torque of a motor driving the wheel; and
In response to at least one of the slip rate and the error not satisfying first and second entry conditions, applying a required torque according to the regenerative braking control to the motor torque.
상기 안정화 토크는 기 설정된 토크로서 제로(zero) 토크인, 횡방향 제어 방법.
According to claim 1,
The stabilizing torque is a preset torque and is zero torque.
상기 제 1 진입 조건은 상기 슬립율이 임계 슬립율 이상인 조건인, 횡방향 제어 방법.
According to claim 1,
The first entry condition is a condition in which the slip rate is greater than or equal to a critical slip rate.
상기 임계 슬립율 이상으로 진입된 상기 슬립율이 변동하여 상기 임계 슬립율보다 작은 해제 슬립율 이하로 해제 임계 시간 이상 지속되는 조건이 지속되면, 상기 제 1 진입 조건은 해제되는 단계를 더 포함하는, 횡방향 제어 방법.
According to claim 1,
If the slip rate that entered above the threshold slip rate changes and the condition continues for more than the release threshold time below the release slip rate that is less than the threshold slip rate, the first entry condition is released, further comprising: Lateral control method.
상기 휠이 전방 및 후방 휠들을 구비함과 아울러서, 상기 전방 및 후방 휠들 중 어느 하나의 휠은 구동휠이며, 상기 전후방 휠들 중 다른 휠은 종동휠이되,
상기 종동휠의 속도가 상기 구동휠보다 빠른 경우, 상기 슬립율은 상기 종동휠 속도에 대한 상기 종동휠 속도와 상기 구동휠 속도의 차이에 대한 비로 산출되는, 횡방향 제어 방법.
According to claim 1,
In addition to the wheel having front and rear wheels, one of the front and rear wheels is a driving wheel, and the other wheel of the front and rear wheels is a driven wheel,
When the speed of the driven wheel is faster than the driving wheel, the slip rate is calculated as a ratio of the difference between the driven wheel speed and the driving wheel speed to the driven wheel speed.
상기 종동휠은 종동 좌측 휠 및 종동 우측 휠을 구비하며, 상기 구동휠은 구동 좌측 휠 및 구동 우측 휠을 구비하되,
상기 슬립율은, 상기 종동 좌측 휠 및 상기 구동 좌측 휠의 속도들에 기초하여 계산된 좌측 슬립율 및 상기 종동 우측 휠 및 상기 구동 우측 휠의 속도들에 기초하여 계산된 우측 슬립율 중 최대값에 근거하여 산출되는, 횡방향 제어 방법.
According to claim 5,
The driven wheel has a driven left wheel and a driven right wheel, and the driving wheel has a driven left wheel and a driven right wheel,
The slip rate is the maximum value of the left slip rate calculated based on the speeds of the driven left wheel and the driven left wheel and the right slip rate calculated based on the speeds of the driven right wheel and the driven right wheel. Calculated based on the lateral control method.
상기 요구 요 레이트는 상기 차량의 속도, 휠 조향각, 전방 및 후방 휠들 사이의 휠 베이스 거리에 기초하여 산출되는, 횡방향 제어 방법.
According to claim 1,
The required yaw rate is calculated based on the vehicle's speed, wheel steering angle, and wheel base distance between front and rear wheels.
상기 제 2 진입 조건은 상기 요 레이트 오차가 기준 오차 이상으로 지속되는 조건인, 횡방향 제어 방법.
According to claim 1,
The second entry condition is a condition in which the yaw rate error continues above the reference error.
상기 제 2 진입 조건은 상기 기준 오차 이상의 상기 요 레이트 오차가 오차 임계 시간 이상으로 지속되는 조건인, 횡방향 제어 방법.
According to claim 8,
The second entry condition is a condition in which the yaw rate error greater than the reference error continues for more than the error threshold time.
적어도 하나의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및
상기 메모리에 저장된 상기 적어도 하나의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
회생 제동 제어와 관련된 요청을 수신하고,
휠 속도에 기초하여 산출된 슬립율이 제 1 진입 조건을 충족하는지를 판단하고,
요구 요 레이트 및 실제 요 레이트 간의 요 레이트 오차가 제 2 진입 조건을 충족하는지를 판단하고,
상기 슬립율 및 상기 오차가 각각 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족함에 응답하여, 상기 휠을 구동하는 모터의 모터 토크로 안정화 토크를 인가하고,
상기 슬립율 및 상기 오차 중 적어도 하나가 제 1 및 제 2 진입 조건을 만족하지 못함에 응답하여, 상기 모터 토크로 상기 회생 제동 제어에 따른 요구 토크를 인가하도록 구성되는, 횡방향 제어 장치.
In the lateral control device for costrigen steering of a vehicle,
a memory storing at least one instruction; and
A processor that executes the at least one instruction stored in the memory,
The processor,
Receive requests related to regenerative braking control,
Determine whether the slip rate calculated based on the wheel speed satisfies the first entry condition,
Determine whether the yaw rate error between the required yaw rate and the actual yaw rate satisfies the second entry condition,
In response to the slip rate and the error satisfying first and second entry conditions, respectively, applying stabilization torque as a motor torque of a motor driving the wheel,
Transverse control device, configured to apply a required torque according to the regenerative braking control to the motor torque in response to at least one of the slip rate and the error not satisfying the first and second entry conditions.
상기 안정화 토크는 기 설정된 토크로서 제로 토크인, 횡방향 제어 장치.
According to claim 10,
The stabilizing torque is a preset torque and is zero torque.
상기 제 1 진입 조건은 상기 슬립율이 임계 슬립율 이상인 조건인, 횡방향 제어 장치.
According to claim 10,
The first entry condition is a condition in which the slip rate is greater than or equal to a critical slip rate.
상기 프로세서는, 상기 임계 슬립율 이상으로 진입된 상기 슬립율이 상기 변동하여 임계 슬립율보다 작은 해제 슬립율 이하로 해제 임계 시간 이상 지속되는 조건이 지속되면, 상기 제 1 진입 조건을 해제하도록 구성되는, 횡방향 제어 장치.
According to claim 10,
The processor is configured to release the first entry condition when a condition in which the sleep rate entered above the threshold slip rate changes and continues for more than the release threshold time below the release slip rate less than the threshold slip rate. , transverse control device.
상기 휠이 전방 및 후방 휠들을 구비함과 아울러서, 상기 전방 및 후방 휠들 중 어느 하나의 휠은 구동휠이며, 상기 전후방 휠들 중 다른 휠은 종동휠이되,
상기 종동휠의 속도가 상기 구동휠보다 빠른 경우, 상기 슬립율은 상기 종동휠 속도에 대한 상기 종동휠 속도와 상기 구동휠 속도의 차이에 대한 비로 산출되는, 횡방향 제어 장치.
According to claim 10,
In addition to the wheel having front and rear wheels, one of the front and rear wheels is a driving wheel, and the other wheel of the front and rear wheels is a driven wheel,
When the speed of the driven wheel is faster than the driving wheel, the slip rate is calculated as a ratio of the difference between the driven wheel speed and the driving wheel speed to the driven wheel speed.
상기 종동휠은 종동 좌측 휠 및 종동 우측 휠을 구비하며, 상기 구동휠은 구동 좌측 휠 및 구동 우측 휠을 구비하되,
상기 슬립율은, 상기 종동 좌측 휠 및 상기 구동 좌측 휠의 속도들에 기초하여 계산된 좌측 슬립율 및 상기 종동 우측 휠 및 상기 구동 우측 휠의 속도들에 기초하여 계산된 우측 슬립율 중 최대값에 근거하여 산출되는, 횡방향 제어 장치.
According to claim 14,
The driven wheel has a driven left wheel and a driven right wheel, and the driving wheel has a driven left wheel and a driven right wheel,
The slip rate is the maximum value of the left slip rate calculated based on the speeds of the driven left wheel and the driven left wheel and the right slip rate calculated based on the speeds of the driven right wheel and the driven right wheel. Calculated based on the lateral control device.
상기 요구 요 레이트는 상기 차량의 속도, 휠 조향각, 전방 및 후방 휠들 사이의 휠 베이스 거리에 기초하여 산출되는, 횡방향 제어 장치.
According to claim 10,
The required yaw rate is calculated based on the vehicle's speed, wheel steering angle, and wheel base distance between front and rear wheels.
상기 제 2 진입 조건은 상기 요 레이트 오차가 기준 오차 이상으로 지속되는 조건인, 횡방향 제어 장치.
According to claim 10,
The second entry condition is a condition in which the yaw rate error continues above the reference error.
상기 제 2 진입 조건은 상기 기준 오차 이상의 상기 요 레이트 오차가 오차 임계 시간 이상으로 지속되는 조건인, 횡방향 제어 장치. According to claim 17,
The second entry condition is a condition in which the yaw rate error greater than the reference error continues for more than the error threshold time.
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KR1020220052536A KR20230152949A (en) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | Method and device for lateral control in costregen steering of vehicle |
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-
2022
- 2022-04-28 KR KR1020220052536A patent/KR20230152949A/en unknown
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