KR102417403B1 - Stabilization control method using active roll stabilization and stabilization control system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 후륜 조향 장치(RWS) 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계, 상기 후륜 조향 장치 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계에 의해 RWS의 고장이 인지되면, 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 단계를 포함하는 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법으로서, 본 발명에 의하면, 차량의 RWS 고장 발생시 차량을 안정적으로 제어할 수 있게 한다.According to the present invention, when a failure of the RWS is recognized by the steps of recognizing the failure of the rear wheel steering system (RWS) and the steering angle of the vehicle, and recognizing the failure of the rear wheel steering apparatus and the steering angle, the current rear wheel yaw according to the front wheel contrast phase A method for stabilizing a vehicle using an ARS including calculating a roll moment for behavior compensation and a roll distribution ratio, according to the present invention, it is possible to stably control the vehicle when an RWS failure of the vehicle occurs.
Description
본 발명은 차량을 안정적으로 제어하기 위한 방법으로서, 특히 RWS 고장 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 an RWS failure situation 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.
한편, 최근 연비 저감, EV/HEV 보급 확대 및 안전성 향상을 위한 전동식 샤시 제품의 개발 요구가 증대됨에 따라 기존 4륜 조향 시스템의 문제점을 개선한 후륜 조향 시스템(RWS, Rear Wheel Steering)이 개발되었다.Meanwhile, as the demand for development of electric chassis products for fuel efficiency reduction, expansion of EV/HEV distribution, and safety improvement has recently increased, a rear wheel steering system (RWS, Rear Wheel Steering) that has improved the problems of the existing four-wheel steering system has been developed.
후륜 조향 시스템을 포함한 4륜 조향 시스템의 목적은 후륜 조향 시스템의 역상제어(전륜 조향 방향 대비)를 통해 저속 선회 시의 회전 반경을 축소함으로써 대형 차량의 기동성을 향상시키고, 동상제어(전륜 조향 방향 대비)를 통해서는 고속 선회 시의 요 레이트(yaw rate) 및 사이드 슬립(side slip)을 감소시킴으로써 차량의 안정성을 향상시키는 것이다.The purpose of the four-wheel steering system, including the rear-wheel steering system, is to improve the mobility of large vehicles by reducing the turning radius during low-speed turns through the reverse phase control (compared to the front-wheel steering direction) of the rear-wheel steering system, and to ) to improve vehicle stability by reducing yaw rate and side slip during high-speed turning.
그런데, 차량의 후륜 조향 시스템의 고장이 발생한 경우에는 도 1과 같이 과도한 요 거동이 발생하거나 과소한 요 거동이 발생할 수가 있다.However, when a failure of the rear wheel steering system of the vehicle occurs, an excessive yaw behavior may occur or an excessive yaw behavior may occur as shown in FIG. 1 .
이러한 급격한 차량 거동 변화가 발생되면 차량 및 인적 안전이 위협받는 사태가 발생하게 된다.When such a sudden change in vehicle behavior occurs, a situation in which vehicle and human safety is threatened occurs.
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.Matters described in the above 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 RWS 고장 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-described 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 an RWS failure of the vehicle occurs.
본 발명의 일 관점에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법은, 차량의 후륜 조향 장치(RWS) 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계, 상기 후륜 조향 장치 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계에 의해 RWS의 고장이 인지되면, 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 단계를 포함한다.The stabilization control method of a vehicle using an ARS according to an aspect of the present invention includes the steps of recognizing whether a rear wheel steering system (RWS) malfunction and a steering angle of a vehicle, and recognizing whether the rear wheel steering system malfunctions and a steering angle of the RWS by the steps of and calculating a roll moment and a roll distribution ratio for yaw behavior compensation according to the phase of the current rear wheel compared to the front wheel when a failure is recognized.
상기 RWS 고장 여부 및 조향각은 차량의 RWS ECU로부터 수신하는 것을 특징으로 한다.Whether the RWS malfunction and the steering angle are received from the RWS ECU of the vehicle.
그리고, 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 a 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.
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.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.
이 같은 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.
이러한 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 characterized in that it is mapped by the test results according to the vehicle speed and the lateral acceleration.
결과적으로, 상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 동상인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 감소되고 후륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 한다.As a result, when the current rear wheel is in phase with the front wheel, the roll distribution ratio is changed and calculated so that the roll moment of the front wheel is reduced and the roll moment of the rear wheel is increased.
또는, 상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 역상인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 롤 모멘트가 증가되고 후륜의 롤 모멘트가 감소되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, when the phase of the current rear wheel is opposite to that of the front wheel, the roll moment of the entire front wheel and the rear wheel is increased, and the roll moment and the roll distribution ratio are calculated so that the roll moment of the front wheel is increased and the roll moment of the rear wheel is decreased. do.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템은, 차량의 RWS 고장 여부 및 조향각을 인지하는 RWS 고장 인지부, 상기 RWS 고장 인지부가 인지한 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 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, the RWS failure recognition unit for recognizing whether the RWS failure and the steering angle of the vehicle, and the RWS failure recognition unit recognized the current rear wheel according to the front wheel contrast phase and a compensation roll moment and distribution ratio calculator for calculating a roll moment for yaw motion compensation and a roll distribution ratio.
상기 RWS 고장 인지부는 차량의 RWS ECU로부터 RWS 고장 여부 및 조향각을 수신하는 것을 특징으로 한다.The RWS failure recognition unit is characterized in that it receives the RWS failure and the steering angle from the RWS ECU of the vehicle.
나아가, 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.Furthermore, 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.
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 calculating 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 calculating unit and the handling distribution ratio calculating unit.
이러한 상기 롤 모멘트 및 롤 분배비의 가중치는 차속 및 횡가속도에 따라 미리 정해진 값인 것을 특징으로 한다.The weight of the roll moment and the roll distribution ratio is characterized in that it is a predetermined value according to the vehicle speed and the lateral acceleration.
결과적으로, 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 동상인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 감소되고 후륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 한다.As a result, the compensation roll moment and distribution ratio calculator calculates by changing the roll distribution ratio so that, when the current rear wheel is in phase with the front wheel, the roll moment of the front wheel is reduced and the roll moment of the rear wheel is increased.
또는, 상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 역상인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 롤 모멘트가 증가되고 후륜의 롤 모멘트가 감소되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, the compensation roll moment and distribution ratio calculator increases the roll moment of the entire front and rear wheels when the phase of the current rear wheel is out of phase with the front wheel, and increases the roll moment of the front wheel and decreases the roll moment of the rear wheel. It is characterized in that the roll distribution ratio is calculated.
본 발명의 ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법 및 안정화 제어 시스템에 의하면, 차량 운행 중에 RWS 고장 상황이 발생하더라도 급격한 요 거동을 최소화시켜 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 an RWS failure situation occurs while driving the vehicle, the sudden yaw behavior is minimized to improve driving convenience, and to improve the stability of the vehicle to reduce the risk of an accident can
도 1은 차량의 RWS 고장이 발생하는 경우의 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 when an RWS failure of a vehicle occurs.
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 vehicle stabilization control method and a stabilization control system using 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 후륜 조향장치(RWS, Rear Wheel Steering) 고장 상황이 발생하는 경우에 이를 제어하여 차량을 안정화시키기 위한 방법 및 시스템이다.The present invention stabilizes the vehicle by controlling the RWS (Rear Wheel Steering) failure situation of the vehicle in a vehicle that actively controls a stabilizer bar having an anti-roll function by an ARS (Active Roll Stabilization) system. A method and system for doing so.
차량이 저속 선회시에는 후륜을 역상 제어하고 고속 선회시에는 후륜을 동상으로 제어하는 RWS에 고장이 발생하게 되어 제어가 불가한 경우에 차량에 과도한 요 거동이나 과소한 요 거동이 발생하게 된다.When the vehicle turns at low speed, the RWS, which controls the rear wheels in reverse phase and when the vehicle turns at high speed, causes a failure in the RWS.
본 발명은 이러한 상황을 인지하여 전륜 및 후륜의 롤 모멘트 및 전륜과 후륜 간의 롤 분배비를 제어하여 요 거동을 최소화시킨다.The present invention recognizes this situation and minimizes the yaw behavior by controlling the roll moments 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 RWS 고장 인지부(11), 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
RWS 고장 인지부(11)는 RWS ECU(20)로부터 RWS의 고장 여부 및 RWS의 현재 조향 각도를 CAN 통신으로 수신한다.The RWS failure recognizing unit 11 receives from the RWS
RWS ECU(20)는 각종 차량의 정보를 이용하여 후륜 조향 모드를 결정하고 후륜 목표 조향각을 연산 및 제어하는 수단이다.The RWS ECU 20 is a means for determining a rear wheel steering mode and calculating and controlling a rear wheel target steering angle using information of various vehicles.
RWS 고장 인지부(11)에 의해 RWS 고장 여부 및 조향각이 인지되면, 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부(12)에서 요 거동 보상용 롤 모멘트 및 분배비를 산출하게 된다.When the RWS failure and the steering angle are recognized by the RWS failure recognition unit 11 , the roll moment and distribution ratio calculation unit 12 for compensation calculates the roll moment and distribution ratio for yaw behavior compensation.
즉, 후륜의 동상, 역상 여부에 따라서 전륜과 후륜의 롤 모멘트를 신규로 산출하고, 전륜 및 후륜 간의 롤 분배비를 신규로 산출하게 된다.That is, the roll moments of the front wheels and the rear wheels are newly calculated according to whether the rear wheels are in phase or not, and the roll distribution ratio between the front wheels and the rear wheels 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 RWS 고장과 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 RWS 고장시 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 RWS 고장이 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 an RWS failure is recognized, the roll moment and the roll distribution ratio are determined according to the case to determine the stabilization bar torque 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 RWS 고장의 케이스를 다음 표와 같이 분류할 수 있다.First, RWS failure cases can be classified as follows.
조향각 '-' & 후륜 조향각 '-'Steering Angle '+'& Rear Steering Angle '+'
Steering Angle '-'& Rear Steering Angle '-'
조향각 '-' & 후륜 조향각 '+'Steering Angle '+'& Rear Steering Angle '-'
Steering Angle '-'& Rear Steering Angle '+'
표에서 '+'는 반시계 방향을 나타내고, '-'는 시계 방향을 나타낸다.In the table, '+' indicates counterclockwise direction and '-' indicates clockwise direction.
케이스 1은 RWS 고장이 발생되지 않은 경우로서, 이 경우에는 도 3에서 RWS 고장으로 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.
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, RWS 고장으로 인지되는 케이스 2 및 케이스 3의 경우에는 코디네이터(15)는 보상용 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 선회시 후륜 동상인 경우로서, 이와 같은 언더스티어의 경우에는 운전자가 부족 조향을 판단하고 대응 가능한 상황으로 총 롤 모멘트의 변화없이 분배비만으로 차량 선회 특성을 변경하면 된다.First,
즉, 전체 롤 모멘트는 유지한 상태로 롤 분배비만 변경하여, 전륜의 롤 모멘트를 감소시키고 후륜의 롤 모멘트를 증가시키는 제어를 한다.That is, control is performed to decrease 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 언더스티어(under steer) 경향을 감소시킨다.This control reduces the tendency to understeer.
즉, 롤 모멘트를 감소시킨 전륜은 하중 이동량이 감소하여 타이어의 횡력이 증가하게 되며, 롤 모멘트를 증가시킨 후륜은 하중 이동량이 증가하여 타이어의 횡력이 감소하게 되는 것이다.That is, the front wheel with reduced roll moment decreases the amount of load movement and increases the lateral force of the tire, and on the rear wheel with the increased roll moment increases the amount of load movement, the lateral force of the tire decreases.
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×λ1(λ1＜1)R F_new =R F ×λ 1 (λ 1 <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 RWS 고장 전 전체 롤 모멘크의 값이 유지된다.Here, M T_new is the roll moment of the entire vehicle for compensation, and in this case, the value of the total roll moment before RWS failure is maintained.
그리고, RF_new는 요 거동 보상용 전륜 롤 강성 분배비에 해당하고, λ1은 분배비 가중치이며, 이는 차속 및 횡가속도에 따라 맵핑된 값에 의한다. λ1이 1보다 작은 값을 가지는 것은 전륜의 분배비를 작게 하는 것이 된다.And, R F_new corresponds to the front wheel roll stiffness distribution ratio for yaw behavior compensation, and λ 1 is the distribution ratio weight, which is based on values mapped according to vehicle speed and lateral acceleration. When λ 1 has a value less than 1, the distribution ratio of the front wheels becomes small.
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 선회시 후륜 역상인 경우로서, 이와 같은 오버스티어의 경우에는 운전자가 차량의 요가 급격하게 변하게 되고 능숙한 드라이버가 아닌 한 카운터 조향을 하기 힘들어 차량 거동면에서는 더욱 위험한 상황으로 볼 수 있다. 따라서, 롤 모멘트 자체를 증가시키고 롤 분배비를 변경하여 오버스티어 경향을 더욱 적극적으로 감소시킬 필요가 있다.
즉, 전륜 및 후륜 전체 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 분배비가 높고 후륜의 분배비가 낮도록 분배비를 변경 제어한다.That is, the total roll moment of the front and rear wheels is increased, and the distribution ratio is changed and controlled so that the distribution ratio of the front wheels is high and the distribution ratio of the rear wheels is low.
이와 같은 제어를 통해 오버스티어(over steer) 경향을 감소시킨다.Through such control, the tendency of oversteer is reduced.
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)
RF_new=RF×λ2(λ2＞1)R F_new =R F ×λ 2 (λ 2 >1)
MF_new=RF_new×MT_new M F_new =R F_new ×M T_new
MR_new=(1-RF_new)×MT_new M R_new =(1-R F_new )×M T_new
여기서, β는 롤 모멘트 가중치이며, 이는 차속 및 횡가속도에 따라 맵핑된 값에 의한다.Here, β is the roll moment weight, which is based on values mapped according to vehicle speed and lateral acceleration.
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.
요 거동 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부에 의한 롤 모멘트 및 롤 분배비의 변경은 케이스에 따라 정해진 가중치에 따라 변경되고, 가중치 λ1, λ2와 β는 차속과 횡가속도에 따라 정해진다.The change of the roll moment and the roll distribution ratio by the roll moment and distribution ratio calculator for yaw behavior compensation is changed according to a weight determined for each case, and the weights λ 1 , λ 2 , and β are determined according to the vehicle speed and lateral acceleration.
즉, 케이스 2의 λ1(λ1＜1)은 차속에 따라 결정되는 λ1_1과 횡가속도에 따라 결정되는 λ1_2의 곱으로써 결정되고, 케이스 3의 λ2(λ2＞1)는 차속에 따라 결정되는 λ2_1과 횡가속도에 따라 결정되는 λ2_2의 곱으로써 결정되며, β(케이스 3, β＞1)는 차속에 따라 결정되는 β1과 횡가속도에 따라 결정되는 β2의 곱으로써 결정된다.That is, λ 1 (λ 1 <1) in
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.The graphs showing the test results correspond to Figs. 6 and 7, and the same tests as in the example are 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 후륜 조향 장치(RWS) 고장 정보로부터 요 거동 보상용 롤 모멘트와 롤 분배비를 산출하여 이에 의해 ARS를 강제 제어함으로써 요 거동이 안정적일 수 있게 한다.As described above, the stabilization control method and stabilization control system of a vehicle using the ARS of the present invention calculates the roll moment and roll distribution ratio for yaw behavior compensation from the rear wheel steering system (RWS) failure information, thereby forcibly controlling the ARS by Make the movement stable.
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 : RWS 고장 인지부
12 : 보상용 롤 모멘트 및 분비비 산출부
13 : 롤제어 모멘트 산출부
14 : 핸들링 분배비 산출부
15 : 코디네이터
20 : RWS ECU
30 : 차량 정보부
41, 42 : 액츄에이터10: vehicle stabilization control system
11: RWS fault recognition unit
12: Compensation roll moment and secretion ratio calculator
13: roll control moment calculation unit
14: handling distribution ratio calculator
15: Coordinator
20: RWS ECU
30: vehicle information department
41, 42: actuator
Claims (15)
상기 후륜 조향 장치 고장 여부 및 조향각을 인지하는 단계에 의해 RWS의 고장이 인지되면, 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 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 a rear wheel steering system (RWS) failure and a steering angle of the vehicle;
calculating a roll moment and a roll distribution ratio for yaw behavior compensation according to the phase of the current rear wheel compared to the front wheel when the failure of the RWS is recognized by the step of recognizing the failure of the rear wheel steering device and the steering angle; 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 RWS 고장 여부 및 조향각은 차량의 RWS ECU로부터 수신하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.The method according to claim 1,
The RWS failure and the steering angle are characterized in that received from the RWS ECU 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 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 동상인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 감소되고 후륜의 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 current rear wheel is in phase with the front wheel, the roll distribution ratio is changed and calculated so that the roll moment of the front wheel is reduced and the roll moment of the rear wheel is increased,
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 역상인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 롤 모멘트가 증가되고 후륜의 롤 모멘트가 감소되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 방법.7. The method of claim 6,
When the current rear wheel is out of phase with the front wheel, the roll moment of the entire front wheel and the rear wheel is increased, and the roll moment and the roll distribution ratio are calculated so that the roll moment of the front wheel is increased and the roll moment of the rear wheel is decreased.
A vehicle stabilization control method using ARS.
상기 RWS 고장 인지부가 인지한 현재 후륜의 전륜 대비 위상에 따라 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.RWS failure recognition unit for recognizing whether the vehicle's RWS failure and the steering angle;
a compensation roll moment and distribution ratio calculation unit for calculating a roll moment and a roll distribution ratio for yaw motion compensation according to the phase of the current rear wheel with respect to the front wheel recognized by the RWS failure 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 RWS 고장 인지부는 차량의 RWS ECU로부터 RWS 고장 여부 및 조향각을 수신하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.10. The method of claim 9,
The RWS failure recognition unit, characterized in that it receives the RWS failure and the steering angle from the RWS ECU 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.10. The method of claim 9,
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 롤 모멘트 및 롤 분배비의 가중치는 차속 및 횡가속도에 따라 미리 정해진 값인 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.13. The method of claim 12,
The weight of the roll moment and the roll distribution ratio is characterized in that it is a predetermined value according to the vehicle speed and the lateral acceleration,
Vehicle stabilization control system using ARS.
상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 상기 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 동상인 경우, 전륜의 롤 모멘트가 감소되고 후륜의 롤 모멘트가 증가되도록 롤 분배비를 변경하여 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.13. The method of claim 12,
The compensation roll moment and distribution ratio calculator calculates by changing the roll distribution ratio so that, when the current rear wheel is in phase with the front wheel, the roll moment of the front wheel is reduced and the roll moment of the rear wheel is increased.
Vehicle stabilization control system using ARS.
상기 보상용 롤 모멘트 및 분배비 산출부는 현재 후륜의 전륜 대비 위상이 역상인 경우, 전륜 및 후륜 전체의 롤 모멘트를 증가시키고, 전륜의 롤 모멘트가 증가되고 후륜의 롤 모멘트가 감소되도록 롤 모멘트 및 롤 분배비를 산출하는 것을 특징으로 하는,
ARS를 이용한 차량의 안정화 제어 시스템.13. The method of claim 12,
The compensation roll moment and distribution ratio calculation unit increases the roll moment of the entire front and rear wheels when the current rear wheel is out of phase with the front wheel, and increases the roll moment of the front wheel and decreases the roll moment of the rear wheel. characterized by calculating
Vehicle stabilization control system using ARS.
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |