KR102417401B1 - Stabilization control method using active roll stabilization and stabilization control system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치를 인지하는 단계, 상기 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치를 인지하는 단계에 의해 타이어의 파손이 인지되면, 상기 파손 위치에 따라 롤 및 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 단계를 포함하는 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법으로서, 본 발명에 의하면, 차량의 타이어가 파손이 되는 상황 발생시 차량을 안정적으로 제어할 수 있게 한다.According to the present invention, when the damage of the tire is recognized by the steps of recognizing whether the vehicle tire is damaged and the location of the damage, and recognizing whether the vehicle tire is damaged and the location of the damage, the roll for compensating the roll and yaw behavior according to the location of damage As a method for stabilizing a vehicle using ARS including calculating a moment and a roll distribution ratio, according to the present invention, it is possible to stably control the vehicle when a situation in which the vehicle's tire is damaged occurs.
Description
본 발명은 차량을 안정적으로 제어하기 위한 방법으로서, 특히 타이어가 파손하는 상황이 발생하는 경우에 차량을 안정적으로 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for stably controlling a vehicle, and more particularly, to a method for stably controlling a vehicle when a situation in which a tire is damaged occurs.
일반적으로 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하기 위한 장치이다.In general, a vehicle suspension is a device for preventing damage to the vehicle body and cargo and improving riding comfort by connecting the axle to the vehicle body and controlling the vibration or shock received by the axle from the road surface while driving so that it is not directly transmitted to the vehicle body.
이러한 현가장치는 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링, 샤시 스프링의 자유진동을 감쇄 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버 및 차량의 롤링을 억제하는 스태빌라이저 바 등으로 구성된다.Such a suspension device is composed of a chassis spring that relieves a shock from the road surface, a shock absorber that reduces and controls free vibration of the chassis spring to improve riding comfort, and a stabilizer bar that suppresses rolling of the vehicle.
여기서, 스태빌라이저 바는 양측이 차체와 결합되고, 양단이 로워암 또는 스트럿 바에 장착되어, 좌우측 바퀴가 서로 동시에 상하 운동하는 경우에는 작용하지 않고, 좌우측 바퀴가 서로 상대적으로 상하 운동하는 경우에는 비틀림이 발생하여 그 비틀림 복원력으로 차체의 롤을 억제하는 안티 롤 역할을 한다.Here, both sides of the stabilizer bar are coupled to the vehicle body, and both ends are mounted on the lower arm or strut bar, so that it does not act when the left and right wheels move up and down at the same time, and when the left and right wheels move up and down relative to each other, torsion occurs. Thus, it acts as an anti-roll to restrain the roll of the car body with its torsional restoring force.
즉, 스태빌라이저 바는 차량의 선회 주행시에 차체의 선회 외측이 원심력으로 기울어지거나 혹은 주행 중에 범프 또는 리바운드로 인해 좌우측 바퀴가 상대적으로 위차상차를 가질 때에 비틀어지면서 그 복원력으로 차체의 자세를 안정화시켜 주게 된다.That is, the stabilizer bar is twisted when the left and right wheels have a relative difference in position due to a centrifugal force on the turning outer side of the car body during turning of the vehicle, or a bump or rebound while driving, and stabilizes the posture of the car body with the restoring force. .
최근에는, 스태빌라이저 바의 자체 탄성 복원력에 의해 차량의 기울어짐을 억제하거나 기울어진 차체를 복귀시켜 안정시키는 데에는 신속 정확한 롤 제어가 미흡하여, 스태빌라이저 바에 액츄에이터를 장착하여 유압에 의해서 스태빌라이저 바의 강성을 능동적으로 제어하는 액티브 롤 스태빌라이제이션(ARS, Active Roll Stabilization) 시스템이 개발되었다.Recently, fast and accurate roll control is insufficient to suppress the inclination of the vehicle by the self-elastic restoring force of the stabilizer bar or to restore and stabilize the inclined vehicle body. A controlled Active Roll Stabilization (ARS) system was developed.
즉, 액티브 롤 스태빌라이제이션 시스템은 전륜이나 후륜 또는 전후륜에 적용되어 좌우측의 롤 모멘트의 분배비를 제어하여 일 측의 롤이 과다하지 않도록 강제로 롤을 제어하는 것이다.That is, the active roll stabilization system is applied to the front wheels, the rear wheels, or the front and rear wheels to control the distribution ratio of the left and right roll moments to forcibly control the roll so that the roll on one side is not excessive.
그런데, 차량의 타이어가 파손되는 상황이 발생한 경우에는 도 1과 같이 좌륜이나 우륜 측의 파손된 위치 방향으로 차량이 기울어지게 되어 급격한 롤 거동이 발생하게 된다. 또한, 파손된 위치 방향으로 차량이 기울어지고 좌우간 속도차가 발생하여 원치 않는 요(yaw) 모멘트가 발생한다.However, when a situation in which the tire of the vehicle is damaged occurs, the vehicle is inclined in the direction of the damaged position on the left or right wheel side as shown in FIG. 1 , so that a sudden roll behavior occurs. In addition, the vehicle is tilted in the direction of the damaged position and a speed difference between the left and right occurs, thereby generating an unwanted yaw moment.
그에 따라 차량의 조향이 어렵게 되고 운전자의 불안감이 증가하며 사고의 위험성As a result, steering of the vehicle becomes difficult, the driver's anxiety increases, and the risk of an accident
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background art are intended to help the understanding of the background of the invention, and may include matters that are not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 차량의 타이어가 파손이 되는 상황 발생시 차량을 안정적으로 제어할 수 있는 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a stabilization control method and a stabilization control system capable of stably controlling a vehicle when a situation in which a vehicle tire is damaged occurs.
본 발명의 일 관점에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법은, 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치를 인지하는 단계, 상기 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치를 인지하는 단계에 의해 타이어의 파손이 인지되면, 상기 파손 위치에 따라 롤 및 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 단계를 포함한다.In a vehicle stabilization control method using ARS according to an aspect of the present invention, the damage of the tire is recognized by recognizing whether the vehicle tire is damaged and the location of the damage, and recognizing whether the vehicle tire is damaged and the location of the damage and calculating a roll moment and a roll distribution ratio for compensating roll and yaw behavior according to the breakage position.
상기 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치는 차량의 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)로부터 수신하는 것을 특징으로 한다.Whether or not the vehicle tire is damaged and the location of the damage are received from a tire pressure monitoring system (TPMS) of the vehicle.
또한, 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비와 기존 ARS(Active Roll Stabilization) 제어에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비 간의 우선 순위를 판단하는 단계를 더 포함한다.The method further includes the step of determining the priority between the compensation roll moment and roll distribution ratio and the roll moment and roll distribution ratio according to the existing Active Roll Stabilization (ARS) control.
그리고, 상기 우선 순위를 판단하는 단계에 의해 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의한 제어가 우선하는 것으로 판단되면, 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의해 ARS를 제어하는 것을 특징으로 한다.And, when it is determined that control by the compensation roll moment and roll distribution ratio has priority by the step of determining the priority, the ARS is controlled by the compensation roll moment and roll distribution ratio.
이러한 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비는 ARS에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비에 가중치를 부여하여 산출되는 것을 특징으로 한다.The compensation roll moment and roll distribution ratio are calculated by giving weight to the roll moment and roll distribution ratio by ARS.
이 같은 상기 롤 모멘트 및 롤 분배비의 가중치는 차속 및 횡가속도에 따른 시험 결과에 의해 맵핑되는 것을 특징으로 한다.The weight of the roll moment and the roll distribution ratio is mapped by test results according to vehicle speed and lateral acceleration.
결과적으로, 상기 차량 타이어의 파손 위치가 선회시 내측 전륜인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 한다.As a result, when the damaged position of the vehicle tire is the inner front wheel during turning, the roll distribution ratio is changed and calculated so that the roll moment of the front wheel is increased.
또는, 상기 차량 타이어의 파손 위치가 선회시 내측 후륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, when the damaged position of the vehicle tire is the inner rear wheel during turning, the roll moment and the roll distribution ratio are calculated so that the roll moments of the entire front and rear wheels are increased and the roll distribution ratio is maintained.
또한, 상기 차량 타이어의 파손 위치가 선회시 외측 전륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the damage position of the vehicle tire is the outer front wheel when turning, the roll moment and the roll distribution ratio are calculated so that the roll moments of the entire front and rear wheels are increased and the roll distribution ratio is maintained.
그리고, 상기 차량 타이어의 파손 위치가 선회시 외측 전륜 및 후륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 한다.And, when the damaged position of the vehicle tire is the outer front wheel and the rear wheel during turning, the roll moment and the roll distribution ratio are calculated so that the roll moments of the entire front and rear wheels are increased and the roll distribution ratio is maintained.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템은, 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치를 인지하는 타이어 파손 인지부, 상기 타이어 파손 인지부가 인지한 파손 위치에 따라 롤 및 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부를 포함한다.Next, the stabilization control system of the vehicle using the ARS according to an aspect of the present invention includes a tire damage recognition unit that recognizes whether a vehicle tire is damaged and the location of damage, and rolls and yaws according to the location of damage recognized by the tire damage recognition unit and a compensation roll moment and distribution ratio calculator for calculating a roll moment for motion compensation and a roll distribution ratio.
상기 타이어 파손 인지부는 차량의 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)로부터 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치를 수신하는 것을 특징으로 한다.The tire damage recognition unit is characterized in that it receives whether the vehicle tire is damaged and the location of the damage from the TPMS (Tire Pressure Monitoring System) of the vehicle.
그리고, 조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보에 의해 ARS(Active Roll Stabilization)에 의한 롤 제어 모멘트를 산출하는 롤 제어 모멘트 산출부, 조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보에 의해 ARS에 의한 롤 제어 분배비를 산출하는 핸들링 분배비 산출부 및 상기 롤 제어 모멘트 산출부 및 상기 핸들링 분배비 산출부에 의해 산출된 제어값과 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부에 의해 산출된 제어값의 우선 순위를 결정하여 ARS를 제어하는 코디네이터를 더 포함한다.In addition, a roll control moment calculator that calculates a roll control moment by ARS (Active Roll Stabilization) based on steering angle information, vehicle speed information, lateral acceleration information and yaw rate information, steering angle information, vehicle speed information, lateral acceleration information, and yaw rate information The control value calculated by the handling distribution ratio calculating unit and the roll control moment calculating unit and the handling distribution ratio calculating unit for calculating the roll control distribution ratio by ARS, and the control value calculated by the compensating roll moment and distribution ratio calculating unit It further includes a coordinator for controlling the ARS by determining the priority of the.
이러한 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 롤 제어 모멘트 산출부 및 상기 핸들링 분배비 산출부에 의해 산출되는 롤 모멘트 및 롤 분배비에 가중치를 부여하여 산출하는 것을 특징으로 한다.The compensation roll moment and distribution ratio calculation unit is characterized in that it is calculated by giving weights to the roll moment and roll distribution ratio calculated by the roll control moment calculation unit and the handling distribution ratio calculation unit.
결과적으로, 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 파손 위치가 선회시 내측 전륜인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 한다.As a result, the compensation roll moment and distribution ratio calculating unit is characterized by changing the roll distribution ratio to increase the roll moment of the front wheel when the damage position is the inner front wheel when turning.
또한, 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 파손 위치가 선회시 내측 후륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the compensation roll moment and distribution ratio calculator calculates the roll moment and the roll distribution ratio so that, when the breakage position is the inner rear wheel when turning, the roll moments of the entire front and rear wheels are increased and the roll distribution ratio is maintained.
또는, 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 파손 위치가 선회시 외측 전륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, the compensation roll moment and distribution ratio calculator calculates the roll moment and the roll distribution ratio so that, when the breakage position is the outer front wheel when turning, the roll moments of the entire front and rear wheels are increased and the roll distribution ratio is maintained.
본 발명의 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템에 의하면, 차량 운행 중에 타이어가 파손되는 상황이 발생하더라도 급격한 롤 거동 및 요 거동이 최소화되게 하여 운전 편의성을 향상시키고, 차량의 안정성을 향상시켜 사고의 위험성을 줄일 수 있다.According to the stabilization control method and stabilization control system of a vehicle using the ARS of the present invention, even if a tire is damaged while driving the vehicle, the abrupt roll behavior and yaw behavior are minimized to improve driving convenience and improve vehicle stability This can reduce the risk of accidents.
도 1은 차량의 타이어가 파손되는 경우에 위치에 따른 거동을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템의 개념을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법을 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명을 위한 변수의 선정 개념을 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명을 위한 변수의 맵핑 실험예를 도시한 것이다.1 illustrates a behavior according to a location when a tire of a vehicle is damaged.
2 shows the concept of a vehicle stabilization control system using ARS according to the present invention.
3 is a view showing a stabilization control method of a vehicle using an ARS according to the present invention.
4 and 5 show the concept of selecting a variable for the present invention.
6 and 7 show an example of a variable mapping experiment for the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.In describing preferred embodiments of the present invention, well-known techniques or repetitive descriptions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be reduced or omitted.
도 2는 본 발명에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템의 개념을 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법을 도시한 것이다.2 shows the concept of a vehicle stabilization control system using ARS according to the present invention, and FIG. 3 shows a vehicle stabilization control method using ARS according to the present invention.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템을 설명하기로 한다.Hereinafter, a stabilization control method and a stabilization control system for a vehicle using an ARS according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 .
본 발명은 ARS(Active Roll Stabilization) 시스템에 의해서 안티 롤 기능을 하는 스태빌라이저 바를 능동적으로 제어하는 차량에서 차량의 타이어가 파손되는 상황이 발생하는 경우에 이를 제어하여 차량을 안정화시키기 위한 방법 및 시스템이다.The present invention is a method and system for stabilizing a vehicle by controlling a situation in which a tire of the vehicle is damaged in a vehicle that actively controls a stabilizer bar having an anti-roll function by an ARS (Active Roll Stabilization) system.
좌륜 또는 우륜 중 일 측 또는 양 측의 타이어가 손상되는 경우에 차량은 파손된 측으로 쏠리게 되어 원치 않는 롤 거동 및 예측치 못한 요 거동이 발생하게 된다.When one or both tires of the left wheel or the right wheel are damaged, the vehicle is drawn to the damaged side, resulting in unwanted rolling behavior and unexpected yaw behavior.
본 발명은 이러한 상황을 인지하여 전륜 및 후륜의 롤 모멘트 및 전륜과 후륜 간의 롤 분배비를 제어하여 롤 거동 및 요 거동을 최소화시킨다.The present invention recognizes this situation and minimizes the roll behavior and yaw behavior by controlling the roll moment of the front and rear wheels and the roll distribution ratio between the front and rear wheels.
이를 위해 본 발명의 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템(10)은 타이어 파손 인지부(11), 롤/요 거동 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부(12), 롤 제어 모멘트 산출부(13), 핸들링 분배비 산출부(14) 및 코디네이터(15)를 포함한다.To this end, the vehicle
타이어 파손 인지부(11)는 TPMS 또는 i-TPMS(20)로부터 타이어의 파손 여부 및 파손 위치를 CAN 통신으로 수신한다.The tire damage recognition unit 11 receives whether or not the tire is damaged and the location of the tire damage from the TPMS or the i-
TPMS는 차량의 타이어의 공기압 등의 상태를 직접식으로 모니터링하는 Tire Pressure Monitoring System이며, i-TPMS는 간접식 타이어 공기압 모니터링 시스템에 해당한다.TPMS is a Tire Pressure Monitoring System that directly monitors the condition of a vehicle's tire pressure, etc., and i-TPMS corresponds to an indirect tire pressure monitoring system.
타이어 파손 인지부(11)에 의해 타이어의 파손이 인지되면, 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부(12)에서 롤/요 거동 보상용 롤 모멘트 및 분배비를 산출하게 된다.When the tire damage recognition unit 11 recognizes the damage of the tire, the roll moment and distribution ratio calculation unit 12 for compensation calculates the roll moment and distribution ratio for compensating the roll/yaw behavior.
즉, 타이어의 파손 위치에 따라서 전륜과 후륜의 롤 모멘트를 신규로 산출하고, 전륜 및 후륜 간의 롤 분배비를 신규로 산출하게 된다.That is, the roll moment of the front wheel and the rear wheel is newly calculated according to the breakage position of the tire, and the roll distribution ratio between the front wheel and the rear wheel is newly calculated.
롤 제어 모멘트 산출부(13)와 핸들링 분배비 산출부(14)는 차량 정보부(30)로부터 조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보를 CAN 통신에 의해 수신하여 차량 파손과 무관하게 설정된 롤 제어 모멘트와 핸들링 분배비를 산출하게 된다.The roll control moment calculation unit 13 and the handling distribution ratio calculation unit 14 receive the steering angle information, vehicle speed information, lateral acceleration information, and yaw rate information from the
롤 제어 모멘트 산출부(13), 핸들링 분배비 산출부(14)로부터 정상 상태의 롤 제어 모멘트 값과 롤 모멘트 분배비 값을 전달받고, 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부(12)로부터 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비 값을 전달받아 코디네이터(15)에서는 일반적 제어와 타이어 파손시 제어의 우선순위를 판단하여 그에 따른 전륜 및 후륜의 토크값을 결정하여 액츄에이터(41, 42)를 그 값에 따라 제어하게 된다.The roll control moment calculating unit 13 and the handling distribution ratio calculating unit 14 receive the steady state roll control moment value and the roll moment distribution ratio value, and the compensating roll moment and distribution ratio calculating unit 12 receive the compensating roll moment and Upon receiving the roll distribution ratio value, the
즉, 도 3에서 참조되는 바와 같이 본 발명에 의한 차량의 안정화 제어 방법은 타이어 파손이 인지되면, 해당 케이스에 따른 롤 모멘트 및 롤 분배비를 결정하여 전륜과 후륜의 스태빌라이제이션 바 토크를 결정하여 해당 액츄에이터를 제어하게 된다.That is, as shown in FIG. 3 , in the vehicle stabilization control method according to the present invention, when tire damage is recognized, the roll moment and the roll distribution ratio are determined according to the case to determine the stabilization bar torques of the front and rear wheels, and the corresponding to control the actuator.
여기서, TFrStab는 전륜 스탭 바 토크이고, TRrStab는 후륜 스탭 바 토크이다.Here, T FrStab is the front wheel step bar torque, and T RrStab is the rear wheel step bar torque.
그리고, MT는 차량 전체의 롤 모멘트이고, RF는 전륜 롤 강성 분배비가 되며, MT_new와 RF_new는 신규한 차량 전체의 롤 모멘트 및 전륜 롤 강성 분배비가 된다.Then, M T is the roll moment of the entire vehicle, R F is the front wheel roll stiffness distribution ratio, and M T_new and R F_new are the roll moment and front wheel stiffness distribution ratio of the new vehicle as a whole.
또한, EFr 및 ERr는 전륜과 후륜의 스탭 바 효율에 해당한다.In addition, E Fr and E Rr correspond to the step bar efficiency of the front wheel and the rear wheel.
이와 같은 제어의 구체적인 예를 이하에서 설명하기로 한다.A specific example of such a control will be described below.
우선 타이어의 파손의 케이스를 다음 표와 같이 분류할 수 있다.First, the cases of tire damage can be classified as follows.
우선회 :우측륜Left turn: left wheel
Priority:
우선회 : 좌측륜Left turn: right wheel
Right turn:
후륜 2개
4륜2 front wheels
2 rear wheels
4 wheel
케이스 1은 파손이 되지 않은 경우에 해당하고, 케이스 8은 안정화 제어가 불가능한 케이스에 해당한다.
이 경우에는 도 3에서 타이어 파손으로 인지되지 않는 경우의 프로세스에 따라서 일반적인 ARS 제어가 수행되고, 그에 따라 코디네이터(15)는 롤 제어 모멘트 산출부(13) 및 핸들링 분배비 산출부(14)로부터 수신한 값에 의해 전륜 및 후륜의 토크값을 결정하여 액츄에이터를 제어하게 된다.In this case, general ARS control is performed according to the process in the case where the tire is not recognized as damaged in FIG. 3 , and accordingly, the
이 경우의 전륜 롤 모멘트(MF)및 후륜 롤 모멘트(MR)는 다음과 같다.In this case, the front wheel roll moment ( MF ) and the rear wheel roll moment ( MR ) are as follows.
MF=RF×MT M F =R F ×M T
MR=(1-RF)×MT M R =(1-R F )×M T
MT는 차량 전체의 롤 모멘트이며, RF는 전륜의 롤 분배비가 된다.M T is the roll moment of the entire vehicle, and R F is the roll distribution ratio of the front wheels.
반면, 타이어 파손으로 인지되는 케이스 2 내지 케이스 7의 경우에는 코디네이터(15)는 롤 모멘트 및 분배비 산출부(12)로부터 수신한 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의해 전륜 및 후륜의 토크값을 결정하여 액츄에이터를 제어하게 된다.On the other hand, in
먼저, 케이스 2는 선회 내측 전륜의 파손이 발생한 경우이고, 케이스 6은 선회 내측의 전, 후륜의 파손이 발생한 경우이다.First,
이 경우에는 전체 롤 모멘트는 유지한 상태로 롤 분배비만 변경하여, 전륜의 롤 모멘트를 증가시키고 후륜의 롤 모멘트를 감소시키는 제어를 한다.In this case, control is performed to increase the roll moment of the front wheel and decrease the roll moment of the rear wheel by changing only the roll distribution ratio while maintaining the overall roll moment.
이와 같은 제어를 통해 전륜의 롤 거동을 저감시켜 언더스티어(under steer) 경향을 증가시킨다.Through this control, the roll behavior of the front wheel is reduced and the tendency to understeer is increased.
즉, 롤 모멘트를 증가시킨 전륜은 롤 강성 증가에 따라 하중 이동량이 증가하여 타이어의 횡력이 감소하게 되며, 롤 모멘트를 감소시킨 후륜은 롤 강성 감소에 따라 하중 이동량이 감소하여 타이어의 횡력이 증가하게 되는 것이다.That is, the front wheel with the increased roll moment increases the load transfer amount as the roll stiffness increases, and the lateral force of the tire decreases. will become
구체적으로는 다음과 같이 롤 모멘트 및 롤 분배비를 결정하게 된다.Specifically, the roll moment and roll distribution ratio are determined as follows.
MT_new=MT M T_new =M T
RF_new=RF×λ(λ＞1)R F_new =R F ×λ(λ>1)
MF_new=RF_new×MT M F_new =R F_new ×M T
MR_new=(1-RF_new)×MT M R_new =(1-R F_new )×M T
여기서, MT_new는 보상용 차량 전체의 롤 모멘트로서 해당 케이스의 경우에는 파손 전 전체 롤 모멘크의 값이 유지된다.Here, M T_new is the roll moment of the entire vehicle for compensation, and in the case of the corresponding case, the value of the total roll moment before damage is maintained.
그리고, RF_new는 요 거동 보상용 전륜 롤 강성 분배비에 해당하고, λ는 분배비 가중치이며, 이는 차속 및 횡가속도에 따라 맵핑된 값에 의한다. λ가 1보다 큰 값을 가지는 것은 전륜의 분배비를 크게 하는 것이 된다.And, R F_new corresponds to the front wheel roll stiffness distribution ratio for yaw behavior compensation, and λ is the distribution ratio weight, which is based on values mapped according to vehicle speed and lateral acceleration. When λ has a value greater than 1, the distribution ratio of the front wheels is increased.
다음으로, MF_new는 롤 거동 보상용 전륜의 롤 모멘트에 해당하고, MR_new는 롤 거동 보상용 후륜의 롤 모멘트이다.Next, M F_new corresponds to the roll moment of the front wheel for roll behavior compensation, and M R_new is the roll moment of the rear wheel for roll behavior compensation.
케이스 3은 선회 내측 후륜의 파손이 발생한 경우이다.
이 경우에는 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜 및 후륜 간의 롤 분배비는 유지시키는 제어를 한다.In this case, the control is performed to increase the roll moment of the entire front wheel and the rear wheel and maintain the roll distribution ratio between the front wheel and the rear wheel.
이와 같은 제어를 통해 후륜의 롤 거동을 저감시켜 언더스티어(under steer) 경향을 증가시킨다.Through such control, the roll behavior of the rear wheel is reduced and the tendency of understeer is increased.
구체적으로는 다음과 같이 롤 모멘트 및 롤 분배비를 결정하게 된다.Specifically, the roll moment and roll distribution ratio are determined as follows.
MR_new=MR×β(β＞1)M R_new =M R ×β(β>1)
MT_new=MF_new+MR_new M T_new =M F_new +M R_new
여기서, β는 롤 모멘트 가중치이며, 이는 차속 및 횡가속도에 따라 맵핑된 값에 의한다.Here, β is a roll moment weight, which is based on values mapped according to vehicle speed and lateral acceleration.
케이스 4는 선회 외측 전륜의 파손이 발생한 경우이다.
이 경우에는 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜 및 후륜 간의 롤 분배비는 유지시키는 제어를 한다.In this case, the control is performed to increase the roll moment of the entire front wheel and the rear wheel and maintain the roll distribution ratio between the front wheel and the rear wheel.
이와 같은 제어를 통해 전륜 롤 거동을 저감시켜 언더스티어(under steer) 경향을 증가시킨다.This control reduces the front wheel roll behavior and increases the tendency to understeer.
구체적으로는 다음과 같이 롤 모멘트 및 롤 분배비를 결정하게 된다.Specifically, the roll moment and roll distribution ratio are determined as follows.
MF_new=MF×β(β＞1)M F_new =M F ×β(β>1)
MT_new=MF_new+MR_new M T_new =M F_new +M R_new
케이스 5는 선회 외측 우륜의 파손이 발생한 경우에다.
이 경우에는 전체 롤 모멘트는 유지한 상태로 롤 분배비만 변경하여, 전륜의 롤 모멘트를 감소시키고 후륜의 롤 모멘트를 증가시키는 제어를 한다.In this case, control is performed to reduce the roll moment of the front wheel and increase the roll moment of the rear wheel by changing only the roll distribution ratio while maintaining the overall roll moment.
이와 같은 제어를 통해 후륜의 롤 거동을 저감시켜 언더스티어(under steer) 경향을 증가시킨다.Through such control, the roll behavior of the rear wheel is reduced and the tendency of understeer is increased.
구체적으로는 다음과 같이 롤 모멘트 및 롤 분배비를 결정하게 된다.Specifically, the roll moment and roll distribution ratio are determined as follows.
MT_new=MT M T_new =M T
RF_new=RF×λ(λ＜1)R F_new =R F ×λ(λ<1)
MF_new=RF_new×MT M F_new =R F_new ×M T
MR_new=(1-RF_new)×MT M R_new =(1-R F_new )×M T
여기서, λ가 1보다 작은 값을 가지는 것은 후륜의 분배비를 크게 하는 것이 된다.Here, when λ has a value smaller than 1, the rear wheel distribution ratio is increased.
마지막으로, 케이스 7은 선회 외측 전후륜의 파손이 발생한 경우이다.Finally, Case 7 is a case in which damage to the front and rear wheels outside the turning occurs.
이 경우에는 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜 및 후륜 간의 롤 분배비는 유지시키는 제어를 한다.In this case, the control is performed to increase the roll moment of the entire front wheel and the rear wheel and maintain the roll distribution ratio between the front wheel and the rear wheel.
이와 같은 제어를 통해 전후륜의 롤 거동을 저감시켜 언더스티어(under steer) 경향을 증가시킨다.Through such control, the roll behavior of the front and rear wheels is reduced and the tendency of understeer is increased.
구체적으로는 다음과 같이 롤 모멘트 및 롤 분배비를 결정하게 된다.Specifically, the roll moment and roll distribution ratio are determined as follows.
MF_new=MF×β(β＞1)M F_new =M F ×β(β>1)
MT_new=MF_new+MR_new M T_new =M F_new +M R_new
도 4 및 도 5는 본 발명을 위한 변수의 선정 개념을 도시한 것이다.4 and 5 show the concept of selecting a variable for the present invention.
롤 및 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부에 의한 롤 모멘트 및 분배비의 변경은 케이스에 따라 정해진 가중치에 따라 변경되고, 가중치 λ와 β는 차속과 횡가속도에 따라 정해진다.The change of the roll moment and the distribution ratio by the roll moment and distribution ratio calculator for compensating for roll and yaw behavior is changed according to a weight determined for each case, and the weights λ and β are determined according to the vehicle speed and lateral acceleration.
즉, λ는 차속에 따라 결정되는 λ1과 횡가속도에 따라 결정되는 λ2의 곱으로써 결정되고, β는 차속에 따라 결정되는 β1과 횡가속도에 따라 결정되는 β2의 곱으로써 결정된다.That is, λ is determined as the product of λ1 determined according to the vehicle speed and λ2 determined according to the lateral acceleration, and β is determined as the product of β1 determined according to the vehicle speed and β2 determined according to the lateral acceleration.
도시에서 λ1과 λ2가 1보다 큰 값을 갖는 경우는 전륜의 롤 강성을 크게 하는 경우로서 앞선 케이스 중 2, 6에 해당하고, λ1과 λ2가가 1보다 작은 값을 갖는 경우는 후륜의 롤 강성을 크게 하는 경우로서 케이스 5에 해당한다.In the city, the case where λ1 and λ2 have a value greater than 1 is a case of increasing the roll stiffness of the front wheel, which corresponds to 2 and 6 of the preceding cases. It corresponds to
그리고, β1과 β2가 1보다 큰 값을 갖는 경우는 전체의 롤 모멘트를 증가시키는 경우로서 케이스 3, 4, 7이 이에 해당한다.And, when β1 and β2 have a value greater than 1, the overall roll moment is increased, and
이러한 λ와 β는 시험에 의해 결정되고, 그 예로서, 0.8g로 선회시 전륜 및 후륜의 분배비 변경에 따른 영향을 다음의 표 2와 같은 시험 조건으로 검토하고, 표 3과 같은 시험결과를 얻게 된다.These λ and β are determined by testing, and as an example, the effect of changing the distribution ratio of the front and rear wheels when turning at 0.8 g is reviewed under the test conditions shown in Table 2 below, and the test results shown in Table 3 are obtained. do.
이 같은 시험결과를 나타낸 그래프가 도 6 및 도 7에 해당하고, 차속, 횡가속도, 전체 롤 모멘트 및 분배비에 따라 예시와 같은 시험을 반복하여 λ와 β의 맵핑을 완성한다.6 and 7 are graphs showing the test results, and the same test as in the example is repeated according to vehicle speed, lateral acceleration, total roll moment, and distribution ratio to complete the mapping of λ and β.
정상원 선회R 52.5m
normal circle turning
(조향각 고정)no intervention
(fixed steering angle)
이상에서와 같이, 본 발명의 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템은 타이어의 파손 정보로부터 보상용 롤 모멘트와 롤 분배비를 산출하여 이에 의해 ARS를 강제 제어함으로써 급격하게 발생하는 롤 및 요 거동을 최소화한다.As described above, the stabilization control method and stabilization control system of a vehicle using ARS of the present invention calculates a roll moment for compensation and a roll distribution ratio from tire damage information, thereby forcibly controlling the ARS, resulting in abrupt roll and yaw Minimize movement.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.The present invention as described above has been described with reference to the illustrated drawings, but it is not limited to the described embodiments, and it is common knowledge in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have Accordingly, such modifications or variations should be said to belong to the claims of the present invention, and the scope of the present invention should be interpreted based on the appended claims.
10 : 차량의 안정화 제어 시스템
11 : 타이어 파손 인지부
12 : 보상용 롤 모멘트 및 분비비 산출부
13 : 롤제어 모멘트 산출부
14 : 핸들링 분배비 산출부
15 : 코디네이터
20 : TPMS
30 : 차량 정보부
41, 42 : 액츄에이터10: vehicle stabilization control system
11: Tire damage recognition unit
12: Compensation roll moment and secretion ratio calculator
13: roll control moment calculation unit
14: handling distribution ratio calculator
15: Coordinator
20: TPMS
30: vehicle information department
41, 42: actuator
Claims (17)
상기 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치를 인지하는 단계에 의해 타이어의 파손이 인지되면, 상기 파손 위치에 따라 롤 및 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 단계; 및
상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비와 기존 ARS(Active Roll Stabilization) 제어에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비 간의 우선 순위를 판단하는 단계를 포함하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.Recognizing whether the vehicle tire is damaged and the location of the damage;
calculating a roll moment and a roll distribution ratio for compensating roll and yaw behavior according to the damage location when the damage of the tire is recognized by the step of recognizing whether the vehicle tire is damaged and the location of damage; and
Comprising the step of determining the priority between the roll moment and the roll distribution ratio for compensation and the roll moment and the roll distribution ratio by the existing ARS (Active Roll Stabilization) control,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치는 차량의 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)로부터 수신하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.The method according to claim 1,
Whether or not the vehicle tire is damaged and the location of the damage are received from a TPMS (Tire Pressure Monitoring System) of the vehicle,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 우선 순위를 판단하는 단계에 의해 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의한 제어가 우선하는 것으로 판단되면, 상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비에 의해 ARS를 제어하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.The method according to claim 1,
When it is determined that control by the compensation roll moment and roll distribution ratio has priority by the step of determining the priority, the ARS is controlled by the compensation roll moment and roll distribution ratio,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비는 ARS에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비에 가중치를 부여하여 산출되는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.5. The method according to claim 4,
The compensation roll moment and roll distribution ratio, characterized in that calculated by giving weight to the roll moment and roll distribution ratio by ARS,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 롤 모멘트 및 롤 분배비의 가중치는 차속 및 횡가속도에 따른 시험 결과에 의해 맵핑되는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.6. The method of claim 5,
The weight of the roll moment and the roll distribution ratio is characterized in that it is mapped by the test results according to the vehicle speed and lateral acceleration,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 차량 타이어의 파손 위치가 선회시 내측 전륜인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.7. The method of claim 6,
Characterized in that when the damage position of the vehicle tire is the inner front wheel during turning, the roll distribution ratio is changed and calculated so that the roll moment of the front wheel is increased,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 차량 타이어의 파손 위치가 선회시 내측 후륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.7. The method of claim 6,
characterized in that when the damage position of the vehicle tire is the inner rear wheel during turning, the roll moment and the roll distribution ratio are calculated so that the roll moments of the entire front and rear wheels are increased and the roll distribution ratio is maintained,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 차량 타이어의 파손 위치가 선회시 외측 전륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.7. The method of claim 6,
characterized in that when the damage position of the vehicle tire is the outer front wheel when turning, the roll moment and the roll distribution ratio are calculated so that the roll moments of the entire front and rear wheels are increased and the roll distribution ratio is maintained,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 차량 타이어의 파손 위치가 선회시 외측 전륜 및 후륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.7. The method of claim 6,
characterized in that when the damage position of the vehicle tire is the outer front wheel and the rear wheel when turning, the roll moment and the roll distribution ratio are calculated so that the roll moments of the entire front and rear wheels are increased and the roll distribution ratio is maintained,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 타이어 파손 인지부가 인지한 파손 위치에 따라 롤 및 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부;
조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보에 의해 ARS(Active Roll Stabilization)에 의한 롤 제어 모멘트를 산출하는 롤 제어 모멘트 산출부;
조향각 정보, 차속 정보, 횡가속도 정보 및 요 레이트 정보에 의해 ARS에 의한 롤 제어 분배비를 산출하는 핸들링 분배비 산출부; 및
상기 롤 제어 모멘트 산출부 및 상기 핸들링 분배비 산출부에 의해 산출된 제어값과 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부에 의해 산출된 제어값의 우선 순위를 결정하여 ARS를 제어하는 코디네이터를 포함하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.a tire damage recognition unit for recognizing whether the vehicle tire is damaged and the location of the damage;
a compensation roll moment and distribution ratio calculating unit for calculating a roll moment and a roll distribution ratio for compensating roll and yaw behavior according to the damage position recognized by the tire damage recognition unit;
a roll control moment calculator that calculates a roll control moment by Active Roll Stabilization (ARS) based on steering angle information, vehicle speed information, lateral acceleration information, and yaw rate information;
a handling distribution ratio calculating unit that calculates a roll control distribution ratio by ARS based on steering angle information, vehicle speed information, lateral acceleration information, and yaw rate information; and
A coordinator for controlling the ARS by determining the priority of the control value calculated by the roll control moment calculation unit and the handling distribution ratio calculation unit and the control value calculated by the compensation roll moment and distribution ratio calculation unit,
Vehicle stabilization control system using ARS.
상기 타이어 파손 인지부는 차량의 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)로부터 차량 타이어의 파손 여부 및 파손 위치를 수신하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.12. The method of claim 11,
The tire damage recognition unit is characterized in that it receives whether the vehicle tire is damaged and the location of the damage from the TPMS (Tire Pressure Monitoring System) of the vehicle,
Vehicle stabilization control system using ARS.
상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 롤 제어 모멘트 산출부 및 상기 핸들링 분배비 산출부에 의해 산출되는 롤 모멘트 및 롤 분배비에 가중치를 부여하여 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.12. The method of claim 11,
The compensation roll moment and distribution ratio calculation unit is characterized in that it is calculated by giving weights to the roll moment and the roll distribution ratio calculated by the roll control moment calculation unit and the handling distribution ratio calculation unit,
Vehicle stabilization control system using ARS.
상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 파손 위치가 선회시 내측 전륜인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.15. The method of claim 14,
The compensation roll moment and distribution ratio calculating unit, characterized in that when the damage position is the inner front wheel when turning, changing the roll distribution ratio so as to increase the roll moment of the front wheel and calculating,
Vehicle stabilization control system using ARS.
상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 파손 위치가 선회시 내측 후륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.15. The method of claim 14,
The compensation roll moment and distribution ratio calculator calculates the roll moment and the roll distribution ratio so that, when the breakage position is the inner rear wheel when turning, the roll moment of the entire front and rear wheels is increased and the roll distribution ratio is maintained,
Vehicle stabilization control system using ARS.
상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 파손 위치가 선회시 외측 전륜인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고 롤 분배비는 유지되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.15. The method of claim 14,
The compensation roll moment and distribution ratio calculator calculates the roll moment and the roll distribution ratio so that, when the breakage position is the outer front wheel when turning, the roll moment of the entire front and rear wheels is increased and the roll distribution ratio is maintained,
Vehicle stabilization control system using ARS.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |