KR20230153842A - 견인차량의 조향 제어방법 및 시스템 - Google Patents

견인차량의 조향 제어방법 및 시스템 Download PDF

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허진혁
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Abstract

본 발명은 외란에 의한 견인차량의 주행 불안정 현상이 발생하기 전에 후륜 제어를 통해 외란을 보상하여 차량을 효율적으로 안정화시키는 견인차량의 조향 제어방법 및 시스템에 관한 것으로, 본 발명에서는, 견인차량의 조향입력에 대해 정상적인 주행이 이루어지는 정상주행조건을 만족시, 피견인차량의 횡방향 거동을 모니터링하고; 피견인차량의 횡방향 거동이 발생하는 횡거동조건 만족시, 피견인차량의 횡방향 거동에 대한 횡력을 계산하며; 상기 횡력에 대응하는 후륜 조향보상량을 계산함으로써, 계산된 조향보상량을 기반으로 견인차량의 후륜을 조향 제어하여 횡력을 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법 및 시스템이 소개된다.

Description

견인차량의 조향 제어방법 및 시스템{Steering control method and system of tow vehicle}
본 발명은 외란에 의한 견인차량의 주행 불안정 현상이 발생하기 전에 후륜 제어를 통해 외란을 보상하여 차량을 효율적으로 안정화시키는 견인차량의 조향 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.
트레일러와 같이 측면적이 넓은 피견인차량은 횡풍 등 횡방향 외란에 매우 취약한 특징을 갖고 있다.
실제, 대형 트레일러의 경우 측면 면적이 넓어 횡풍 등의 외란에 의한 횡거동의 발생 민감도가 매우 높다. 이는 외란에 의하여 발생하는 횡력은 횡풍에 의한 공기 압력과 측면 표면적에 비례하기 때문이다.
이러한 외란은 차량의 횡방향 거동이 안정화될 때 까지 반복되며, 때로는 차량 트레일러의 모션 간 공진으로 인해 사고로 이어질 위험이 있다.
즉, 도 1과 같이, 횡풍 등의 외란이 발생하면, 트레일러의 요 움직임이 발생하여, 견인차량과 트레일러 사이에 절각이 발생한다.
그러면, 트레일러의 사이드슬립 앵글이 발생하여 트레일러에 횡력이 발생함으로써, 견인차량 후미의 토우바에 횡력이 발생한다.
이는, 견인차량의 원치 않는 요 움직임으로 이어져 견인차량의 사이드슬립이 발생함으로써, 견인차량에 횡력이 발생하게 되어 주행 불안정 상황을 야기하게 된다. 그리고, 이 같은 트레일러의 요 움직임은 반복해서 이어지게 되는 문제가 있다.
이러한 현상을 극복하기 위해 여러가지 방안들이 제안되고 있다.
이 중, 운전자의 조향입력을 기반으로 차량의 목표 요레이트 대비하여 차량의 실제 요레이트가 과도하게 발생하는 경우, ESC 등의 제동 제어를 통해 차량의 요 거동을 안정화 시키는 방식이 있다.
하지만, 이 같은 방식은 견인차량의 요 발생 이 후에 외란을 판단하는 한계점을 내포하고 있다.
즉, 트레일러에 가해지는 외란에 의해 견인차량의 주행 불안정 상황이 발생한 후에야 외란을 판단하고, 이를 보상하기 위한 제어 개입을 할 수 있으므로, 운전자는 제어를 통한 주행 안정성 회복 여부에 관계없이 외란에 의한 주행 불안정을 필연적으로 경험하게 되는 문제가 있다.
또한, 이미 발생된 주행 불안정 현상에 대한 보상/제거를 위해 상대적으로 많은 에너지를 비효율적으로 사용해야 하는 단점이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
JP 7031506 B2
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 외란에 의한 견인차량의 주행 불안정 현상이 발생하기 전에 후륜 제어를 통해 외란을 보상하여 차량을 효율적으로 안정화시키는 견인차량의 조향 제어방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 견인차량의 조향 제어방법의 구성은, 제어부가, 견인차량의 조향입력에 대해 정상적인 주행이 이루어지는 정상주행조건을 만족시, 피견인차량의 횡방향 거동을 모니터링하는 주행상태 판단단계; 제어부가, 피견인차량의 횡방향 거동이 발생하는 횡거동조건 만족시, 피견인차량의 횡방향 거동에 대한 횡력을 계산하는 횡력계산단계; 제어부가, 상기 횡력에 대응하는 후륜 조향보상량을 계산함으로써, 계산된 조향보상량을 기반으로 견인차량의 후륜을 조향 제어하여 횡력을 상쇄시키는 보상량계산단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
피견인차량의 휠 방향에 대해 견인차량의 후륜을 조향보상량만큼 동상으로 조향하여 횡력을 상쇄시킬 수 있다.
상기 주행상태 판단단계에서, 견인차량의 차속이 일정차속 초과이고, 견인차량의 조향입력이 조향입력임계값 미만시, 정상주행조건을 만족할 수 있다.
상기 정상주행조건은 견인차량의 횡방향 거동을 반영하는 신호가 임계값 미만인지 더 판단할 수 있다.
상기 조향입력은 조향각 및 조향각속도이고, 견인차량의 횡방향 거동을 반영하는 신호는 횡가속도와 요레이트 중 하나 이상일 수 있다.
상기 주행상태 판단단계에서, 견인차량과 피견인차량을 연결하는 토우바에 앵글센서가 설치되고, 앵글센서에서 검출되는 피견인차량의 절각입력을 기반으로 피견인차량의 횡방향 거동을 판단할 수 있다.
상기 주행상태 판단단계에서, 피견인차량의 절각입력이 절각입력임계값 초과이고, 피견인차량의 절각이 커지는 방향으로 변화시, 횡거동조건을 만족할 수 있다.
상기 절각입력은 절각과 절각변화율이고, 절각과 절각변화율을 곱한 값이 양수인 경우 절각이 커지는 방향으로 변화하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 주행상태 판단단계에서, 견인차량에 촬영수단이 설치되고, 촬영수단을 통해 촬영되는 피견인차량의 영상입력 데이터를 기반으로 피견인차량의 횡방향 거동을 판단할 수 있다.
상기 횡력계산단계에서, 상기 횡력은 피견인차량의 절각에 적재중량 게인값과, 차속에 대한 피견인차량의 절각변화율 별로 결정되는 횡력변환 게인값을 곱하여 계산할 수 있다.
상기 보상량계산단계에서, 상기 조향보상량은 횡력에 차속 별로 결정되는 보상스트로크 변환게인값을 곱하여 계산할 수 있다.
본 발명에 따른 견인차량의 조향 제어시스템의 구성은, 견인차량의 조향입력에 대해 정상적인 주행이 이루어지는 정상주행조건을 만족하는지 판단하고, 피견인차량의 횡방향 거동이 발생하는 횡거동조건을 만족하는지 판단하는 주행상태판단부; 상기 정상주행조건을 만족하는 상태에서 횡거동조건 만족시, 피견인차량의 횡방향 거동에 대한 횡력을 계산하는 횡력계산부; 상기 횡력에 대응하는 후륜 조향보상량을 계산함으로써, 계산된 조향보상량으로 견인차량의 후륜을 조향 제어하여 횡력을 상쇄시키는 보상량계산부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 횡풍 등과 같은 외란에 기인한 트레일러의 갑작스러운 횡방향 거동 발생시, 견인차량의 후륜 조향을 활용하여 횡력 발생 자체를 상쇄시켜 줌으로써, 견인차량의 불안정성 원인을 미연에 방지하여 기존 방법 대비하여 이질감을 크게 줄이면서 보다 효율적이고 강건하게 차량의 조종안정성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 기존에 외란에 의한 피견인차량의 절각 발생시 견인차량에 원치 않는 요 거동이 발생하는 상황을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따라 외란에 의한 피견인차량의 절각 발생시 견인차량의 후륜을 조향하여 안정화시키는 작동을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 견인차량의 조향 제어시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 견인차량의 조향 제어방법을 단계적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따라 견인차량의 조향 제어과정을 예시한 플로우차트.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
아울러, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수도 있으며, 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수도 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따라 외란에 의한 피견인차량(20)의 절각 발생시 견인차량(10)의 후륜을 조향하여 안정화시키는 작동을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 견인차량(10)의 조향 제어시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 견인차량(10)의 조향 제어시스템은, 견인차량(10)의 조향입력에 대해 정상적인 주행이 이루어지는 정상주행조건을 만족하는지 판단하고, 피견인차량(20)의 횡방향 거동이 발생하는 횡거동조건을 만족하는지 판단하는 주행상태판단부(110); 상기 정상주행조건을 만족하는 상태에서 횡거동조건 만족시, 피견인차량(20)의 횡방향 거동에 대한 횡력(TF)을 계산하는 횡력계산부(120); 상기 횡력(TF)에 대응하는 후륜 조향보상량(RWS overlay)을 계산함으로써, 계산된 조향보상량(RWS overlay)으로 견인차량(10)의 후륜을 조향 제어하여 횡력(TF)을 상쇄시키는 보상량계산부(130);를 포함하여 구성이 된다.
구체적으로, 주행상태판단부(110)와, 횡력계산부(120) 및 보상량계산부(130)는 제어부(100) 내에 개별 칩 형태로 구현되거나, 또는 통합된 단일 칩 형태로도 구현될 수 있다.
아울러, 차량에 설치된 조향각센서, 차속센서, 횡가속도센서를 통해 조향각(SWA), 조향각속도(SWR), 조향토크, 차속(Vx), 횡가속도(Ay), 요레이트(Avz) 등이 검출되어 제어부(100)에 입력될 수 있다.
그리고, 견인차량(10)과 피견인차량(20)을 연결하는 토우바(30)에 앵글센서(31)가 설치되고, 앵글센서(31)를 통해 피견인차량(20)의 절각, 절각속도 등이 검출되어 제어부(100)에 입력될 수 있다.
이처럼 입력되는 신호들을 바탕으로 정상주행조건 및 횡거동조건을 만족하는지 판단할 수 있다.
예컨대, 운전자의 조향입력이 직진 또는 약선회로 조향함에 따라 차량이 직진 또는 약선회상태로 주행하는 경우 정상주행조건을 만족하고, 견인차량(10)이 직진 또는 약선회 중 피견인차량(20)에 의한 횡방향 거동이 발생하는 경우 횡거동조건을 만족하는 것으로 판단한다.
이처럼, 차량의 주행상태를 추정하여 조향제어로직에 진입할 수 있는 조건을 만족하면, 피견인차량(20)의 횡거동 발생에 따른 횡력(TF)을 계산하고, 계산된 횡력(TF)을 상쇄시키기 위한 조향보상량을 계산하여, 견인차량(10)의 후륜 조향 스트로크에 적용하게 된다.
따라서, 횡풍 등과 같은 외란에 기인한 피견인차량(트레일러)의 갑작스러운 횡방향 거동이 발생시, 견인차량(10)의 후륜 조향을 활용하여 횡력(TF) 발생 자체를 상쇄시켜 줌으로써, 견인차량(10)의 불안정성 원인을 미연에 방지하여 기존 방법 대비하여 이질감을 크게 줄이면서 보다 효율적이고 강건하게 차량의 조종안정성을 향상시키게 된다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 견인차량(10)의 조향 제어방법을 단계적으로 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 견인차량(10)의 조향 제어방법은, 제어부(100)가, 견인차량(10)의 조향입력에 대해 정상적인 주행이 이루어지는 정상주행조건을 만족시, 피견인차량(20)의 횡방향 거동을 모니터링하는 주행상태 판단단계(S10); 제어부(100)가, 피견인차량(20)의 횡방향 거동이 발생하는 횡거동조건 만족시, 피견인차량(20)의 횡방향 거동에 대한 횡력(TF)을 계산하는 횡력계산단계(S20); 제어부(100)가, 상기 횡력(TF)에 대응하는 후륜 조향보상량(RWS overlay)을 계산함으로써, 계산된 조향보상량(RWS overlay)으로 견인차량(10)의 후륜을 조향 제어하여 횡력(TF)을 상쇄시키는 보상량계산단계(S30);를 포함하여 구성이 된다.
특히, 피견인차량(20)의 휠 방향에 대해 견인차량(10)의 후륜을 조향보상량만큼 동상으로 조향하여 횡력(TF)을 상쇄시키게 된다.
즉, 도 2와 같이, 외란에 의해 피견인차량(20)의 횡방향 거동이 발생하여 견인차량(10)의 후미에서 횡력(TF)이 발생하는 경우, 후륜을 피견인차량(20)의 휠방향과 동상으로 조향하는 카운터스티어 제어를 통해 견인차량(10)의 주행 안정성을 향상시키게 된다.
한편, 도 5는 본 발명에 따라 견인차량(10)의 조향 제어과정을 예시한 플로우차트이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 상기 주행상태 판단단계(S10)에서, 견인차량(10)의 차속(Vx)이 일정차속(Vxth) 초과이고, 견인차량(10)의 조향입력이 조향입력임계값 미만시, 정상주행조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 조향입력은 운전자 의지에 의한 스티어링휠의 조향입력으로 조향각(SWA) 및 조향각속도(SWR)일 수 있다.
예를 들어, 견인차량(10)이 일정차속(Vxth) 초과이고, 조향각(SWA)이 조향각임계값(SWAth) 미만이며, 조향각속도(SWR)가 조향각속도임계값(SWRth) 미만인 경우, 차량이 고속 직진주행하는 상황으로 판단하여 정상주행조건을 만족하게 된다.
더 나아가, 상기 정상주행조건은 견인차량(10)의 횡방향 거동을 반영하는 신호가 임계값 미만인지 더 판단할 수 있다.
상기 견인차량(10)의 횡방향 거동을 반영하는 신호는 횡가속도(Ay)와 요레이트(Avz) 중 하나 이상일 수 있다.
예를 들어, 횡가속도(Ay)가 횡가속도임계값(Ayth) 미만이고, 요레이트(Avz)가 요레이트임계값(Avzth) 미만인 경우, 차량이 직진주행하거나, 선회하더라도 약선회 상황으로 판단하여 정상주행조건을 만족하게 된다.
한편, 본 발명에서 피견인차량(20)의 횡방향 거동을 판단하기 위한 바람직한 예시로서, 절각 측정이 가능한 앵글센서(31)를 이용할 수 있다.
도 2와 같이, 상기 주행상태 판단단계(S10)에서, 견인차량(10)과 피견인차량(20)을 연결하는 토우바(30)에 앵글센서(31)가 설치되고, 앵글센서(31)에서 검출되는 피견인차량(20)의 절각입력을 기반으로 피견인차량(20)의 횡방향 거동을 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 주행상태 판단단계(S10)에서, 피견인차량(20)의 절각입력이 절각입력임계값 초과이고, 피견인차량(20)의 절각(TA)이 커지는 방향으로 변화시, 횡거동조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 절각입력은 절각(TA)과 절각변화율(TAR)이고, 절각(TA)과 절각변화율(TAR)을 곱한 값이 양수인 경우 피견인차량(20)의 절각(TA)이 커지는 방향으로 변화하는 것으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 절각(TA)이 절각임계값(TAth) 초과이고, 절각변화율(TAR)이 절각변화율임계값(TARth) 초과이며, 절각(TA)과 절각변화율(TAR)을 곱한 값이 0을 초과하는 경우, 횡거동조건을 만족하게 된다.
아울러, 피견인차량(20)의 횡방향 거동을 판단하기 위한 다른 예시로서, 후방 카메라 등을 통해 촬영된 영상을 분석하여 절각(TA)을 측정할 수도 있다.
도 2와 같이, 상기 주행상태 판단단계(S10)에서, 견인차량(10)에 후방 카메라 등의 촬영수단(32)이 설치되고, 촬영수단(32)을 통해 촬영되는 피견인차량(20)의 영상입력 데이터를 기반으로 피견인차량(20)의 횡방향 거동을 판단할 수 있다.
한편, 도 5와 같이, 본 발명의 횡력계산단계(S20)에서, 상기 횡력(TF)은 피견인차량(20)의 절각(TA)에 적재중량 게인값(Kw)과, 차속(Vx)에 대한 피견인차량(20)의 절각변화율(TAR) 별로 결정되는 횡력변환 게인값(Kf)을 곱하여 계산할 수 있다.
TF(횡력) = TA × Kw × Kf
TA : 절각
Kw : 적재중량 게인값
Kf : 횡력변환 게인값
구체적으로, 적재중량 게인값(Kw)은 피견인차량(20)의 적재중량을 반영하기 위한 상수게인이고, 횡력변환 게인값(Kf)은 차속(Vx)과 피견인차량(20)의 절각변화율(TAR)에 의해 결정되는 2차원 맵으로 구성된다. 여기서, 모든 게인값은 튜닝값이다.
아울러, 본 발명의 보상량계산단계(S30)에서, 상기 조향보상량(RWS overlay)은 횡력(TF)에 차속(Vx) 별로 결정되는 보상스트로크 변환게인값(Ks)을 곱하여 계산할 수 있다.
구체적으로, 횡력계산단계(S20)에서 계산된 횡력(TF)을 보상하기 위한 후륜 조향 액추에이터의 스트로크를 계산해야 한다.
이는, 횡력(TF)에 보상스트로크 변환게인값(Ks)을 곱하여 계산하는 것으로, 보상스트로크 변환게인값(Ks)은 차속(Vx)에 대한 1D맵으로 결정된다.
조향보상량(RWS overlay) = TF * Ks
TF : 횡력
Ks : 보상스트로크 변환게인값
이하에서는, 도 5를 참조하여 견인차량(10)의 조종안정성 향상을 위한 조향 제어과정의 흐름을 예시하여 설명하기로 한다.
견인차량(10)의 주행과정에서, 차속(Vx), 운전자의 조향각(SWA)/조향각속도(SWR) 및 견인차량(10)의 횡가속도(Ay)/요레이트(Avz) 등을 기반으로 견인차량(10)의 고속 직진 또는 정상상태 선회 여부를 판단한다.
예를 들어, 차속(Vx)이 일정차속(Vxth) 초과인지 판단한다(S100).
S100단계의 판단결과 일정차속(Vxth) 초과시, 조향각(SWA)과 조향각속도(SWR)를 판단한다(S200).
S200단계의 판단결과, 조향각(SWA)이 조향각임계값(SWAth) 미만이고, 조향각속도(SWR)가 조향각속도임계값(SWRth) 미만인 경우, 횡가속도(Ay)와 요레이트(Avz)를 판단한다(S300).
S300단계의 판단결과, 횡가속도(Ay)가 횡가속도임계값(Ayth) 미만이고, 요레이트(Avz)가 요레이트임계값(Avzth) 미만인 경우, 견인차량(10)이 고속 직진 또는 정상적인 약선회주행 상태에 해당하므로 정상주행조건을 만족하게 되는바, 계속해서 제어를 진행하게 된다.
반면, S100, S200, S300단계의 조건을 만족하지 못하는 경우, 차량이 정차해 있거나, 강한 선회주행 상태에 해당하므로 정상주행조건을 만족하지 못하여 제어를 진행하지 않게 된다.
한편, 정상주행조건의 만족시, 피견인차량(20)의 횡방향 거동을 모니터링하기 위해 견인차량(10)의 절각(TA)과 절각변화율(TAR)을 판단한다(S400).
이에, S400단계의 판단결과, 절각(TA)이 절각임계값(TAth) 초과이고, 절각변화율(TAR)이 절각변화율임계값(TARth) 초과인 경우, 절각(TA)이 커지는 방향으로 증가하는지 판단한다(S500).
S500단계의 판단결과, 절각(TA)과 절각변화율(TAR)을 곱한 값이 0을 초과하면, 절각(TA)이 커지는 방향으로 증가하는 것으로 판단하여, 피견인차량(20) 횡거동조건을 만족하게 된다.
이처럼 피견인차량(20)의 횡거동조건 만족시, 피견인차량(20)의 절각(TA)에 적재중량 게인값(Kw)과, 차속(Vx)에 대한 피견인차량(20)의 절각변화율(TAR) 별로 결정되는 횡력변환 게인값(Kf)을 곱하여 횡력(TF)을 계산한다(S600).
이어서, 횡력(TF)에 차속(Vx) 별로 결정되는 보상스트로크 변환게인값(Ks)을 곱하여 조향보상량을 계산한다(S700).
이에, 계산된 조향보상량만큼 보상하는 후륜 조향 스트로크 제어를 통해 후륜을 피견인차량(20)의 휠방향과 동상으로 조향함으로써, 견인차량(10)의 후단에서 발생하는 횡력(TF)을 상쇄시키게 된다(S800).
이와 같이, 본 발명은 횡풍 등과 같은 외란에 기인한 트레일러의 갑작스러운 횡방향 거동 발생시, 견인차량(10)의 후륜 조향을 활용하여 횡력(TF) 발생 자체를 상쇄시켜 줌으로써, 견인차량(10)의 불안정성 원인을 미연에 방지하여 기존 방법 대비하여 이질감을 크게 줄이면서 보다 효율적이고 강건하게 차량의 조종안정성을 향상시키게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 견인차량
20 : 피견인차량
30 : 토우바
31 : 앵글센서
32 : 촬영수단
100 : 제어부
110 : 주행상태판단부
120 : 횡력계산부
130 : 보상량계산부

Claims (12)

  1. 제어부가, 견인차량의 조향입력에 대해 정상적인 주행이 이루어지는 정상주행조건을 만족시, 피견인차량의 횡방향 거동을 모니터링하는 주행상태 판단단계;
    제어부가, 피견인차량의 횡방향 거동이 발생하는 횡거동조건 만족시, 피견인차량의 횡방향 거동에 대한 횡력을 계산하는 횡력계산단계;
    제어부가, 상기 횡력에 대응하는 후륜 조향보상량을 계산함으로써, 계산된 조향보상량을 기반으로 견인차량의 후륜을 조향 제어하여 횡력을 상쇄시키는 보상량계산단계;를 포함하는 견인차량의 조향 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    피견인차량의 휠 방향에 대해 견인차량의 후륜을 조향보상량만큼 동상으로 조향하여 횡력을 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 주행상태 판단단계에서, 견인차량의 차속이 일정차속 초과이고, 견인차량의 조향입력이 조향입력임계값 미만시, 정상주행조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 정상주행조건은 견인차량의 횡방향 거동을 반영하는 신호가 임계값 미만인지 더 판단하는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 조향입력은 조향각 및 조향각속도이고, 견인차량의 횡방향 거동을 반영하는 신호는 횡가속도와 요레이트 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 주행상태 판단단계에서, 견인차량과 피견인차량을 연결하는 토우바에 앵글센서가 설치되고, 앵글센서에서 검출되는 피견인차량의 절각입력을 기반으로 피견인차량의 횡방향 거동을 판단하는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 주행상태 판단단계에서, 피견인차량의 절각입력이 절각입력임계값 초과이고, 피견인차량의 절각이 커지는 방향으로 변화시, 횡거동조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 절각입력은 절각과 절각변화율이고, 절각과 절각변화율을 곱한 값이 양수인 경우 절각이 커지는 방향으로 변화하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 주행상태 판단단계에서, 견인차량에 촬영수단이 설치되고, 촬영수단을 통해 촬영되는 피견인차량의 영상입력 데이터를 기반으로 피견인차량의 횡방향 거동을 판단하는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 횡력계산단계에서, 상기 횡력은 피견인차량의 절각에 적재중량 게인값과, 차속에 대한 피견인차량의 절각변화율 별로 결정되는 횡력변환 게인값을 곱하여 계산하는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 보상량계산단계에서, 상기 조향보상량은 횡력에 차속 별로 결정되는 보상스트로크 변환게인값을 곱하여 계산하는 것을 특징으로 하는 견인차량의 조향 제어방법.
  12. 견인차량의 조향입력에 대해 정상적인 주행이 이루어지는 정상주행조건을 만족하는지 판단하고, 피견인차량의 횡방향 거동이 발생하는 횡거동조건을 만족하는지 판단하는 주행상태판단부;
    상기 정상주행조건을 만족하는 상태에서 횡거동조건 만족시, 피견인차량의 횡방향 거동에 대한 횡력을 계산하는 횡력계산부;
    상기 횡력에 대응하는 후륜 조향보상량을 계산함으로써, 계산된 조향보상량으로 견인차량의 후륜을 조향 제어하여 횡력을 상쇄시키는 보상량계산부;를 포함하는 견인차량의 조향 제어시스템.
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