KR20070060471A - Control method for electronic stability program in a vehicle - Google Patents

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KR20070060471A KR1020050119942A KR20050119942A KR20070060471A KR 20070060471 A KR20070060471 A KR 20070060471A KR 1020050119942 A KR1020050119942 A KR 1020050119942A KR 20050119942 A KR20050119942 A KR 20050119942A KR 20070060471 A KR20070060471 A KR 20070060471A
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곽병학
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Abstract

A control method for an electronic stability program in a vehicle is provided to determine more precisely a base yaw rate that is a control basis of the vehicle under various ground and driving conditions. The control method for an electronic stability program in a vehicle comprises the steps of: detecting steering angle and vehicle speed information from a steering angle sensor and a vehicle speed sensor(S100); calculating a base yaw rate using a vehicle model for calculating the base yaw rate corresponding to a driver's steering will from the detected steering angle and vehicle speed information(S110); and modifying the calculated base yaw rate using a lookup table previously set from the detected steering angle and vehicle speed information so as to cope with a nonlinear movement of a real vehicle.

Description

차량 안정성 제어 시스템의 제어방법{Control method for electronic stability program in a vehicle}Control method for electronic stability program in a vehicle

도 1은 종래의 차량 안정성 시스템에서 차량 모델로 계산된 기준 선회속도량과 실제 선회속도량의 차이를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing a difference between a reference revolution speed and the actual revolution speed calculated by a vehicle model in a conventional vehicle stability system.

도 2는 본 발명에 따른 차량 안정성 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a vehicle stability system according to the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 안정성 시스템의 제어방법에 대한 제어흐름도이다.3 is a control flowchart of a control method of a vehicle stability system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 선회속도량 오차(delta_yaw)의 노면한계측정을 나타낸 도이다.4 is a diagram showing road surface measurement of the revolution speed error (delta_yaw).

도 5는 기준 차량 모델 룩업테이블 작성을 위한 시험 조건을 이용하여 차량의 특성을 파악하기 위한 시험을 수행한 결과를 나타낸 도이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a result of a test for identifying characteristics of a vehicle using test conditions for creating a reference vehicle model lookup table.

도 6은 일정 조향각 가속시의 시험 결과를 나타낸 도이다.6 is a diagram illustrating a test result at a constant steering angle acceleration.

도 7은 스텝 조향시험결과로 각각 차속에 대한 조향각과 횡가속도를 표시하기 위한 도이다.7 is a diagram for displaying steering angle and lateral acceleration for vehicle speed as a result of step steering test.

도 8은 룩 업 테이블의 예를 나타낸 도이다.8 is a diagram illustrating an example of a look up table.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main functions of the drawings *

101 : 측정부 102 : 추정부101: measuring unit 102: estimating unit

103 : 차량운동량연산부 104 : 안정기준값설정부103: vehicle momentum calculation unit 104: stable reference value setting unit

105 : 비교부 106 : 결정부105: comparison unit 106: determination unit

107 : 엔진제어부 108 : 제동압제어부107: engine control unit 108: braking pressure control unit

109 : TCS 제어블록 110 ; ABS제어블록109: TCS control block 110; ABS control block

본 발명은 차량 안정성 제어시스템에 관한 것으로, 특히 차량의 선회주행시 운전자가 원하는 주행코스로 차량궤적을 유지시켜 차량의 안정성 및 조정성을 향상시키기 위한 차량의 안정성 제어시스템의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle stability control system, and more particularly, to a control method of a vehicle stability control system for maintaining vehicle trajectory in a driving course desired by a driver when turning a vehicle to improve vehicle stability and maneuverability.

일반적으로, 차량의 안정성 제어시스템(Electronic Stability Program ; ESP)은 운전자의 운전 중 타이어의 접촉한계에 이르는 위험한 상황에서 적절한 바퀴를 제어함으로써 차량을 운전자가 원하는 방향으로 운동시키는 시스템이다.In general, an electronic stability program (ESP) of a vehicle is a system that moves a vehicle in a direction desired by a driver by controlling an appropriate wheel in a dangerous situation that reaches a tire contact limit during a driver's driving.

이러한 차량의 안정성 제어시스템은 타이어와 노면 사이의 접착한계가 차량의 후륜에서 먼저 도달했을 때 나타나는 스핀 아웃(Spin-Out) 현상인 오버스티어시와 전륜에서 먼저 타이어와 노면의 접착 한계에 도달함에 따라 나타나는 드리프트(Drift) 현상인 언더스티어시 서로 다른 제어를 수행하여 차량이 운전자가 원하는 방향으로 운동하도록 한다. 즉, 오버스티어시에는 전륜 외측 바퀴에 제동력을 가하여 차랑의 바깥쪽으로 작용하는 보상 모멘트를 생성시킴으로써 차량의 조정성 상실을 방지하고, 언더스티어시에는 후륜 내측 바퀴에 제동력을 가하여 차량의 안쪽으로 작용하는 보상 모멘트를 생성시킴으로써 차량이 원하는 궤적에서 바깥쪽 으로 밀려나는 것을 방지한다.The stability control system of the vehicle is based on oversteer, which is a spin-out phenomenon that occurs when the adhesion limit between the tire and the road reaches the rear wheel first, and when the tire and the road surface reach the adhesion limit first. Understeering, which is a drift phenomenon that occurs, performs different control so that the vehicle moves in the direction desired by the driver. That is, during oversteering, a braking force is applied to the outside wheels to create a compensating moment that acts outward of the vehicle, preventing loss of coordination of the vehicle. Creating a compensating moment prevents the vehicle from being pushed out of the desired trajectory.

이러한 보상 모멘트는 선회속도센서를 통해 얻어진 차량운동량(Actual Vehicle Motion) 제어기의 차량 모델에서 계산된 기준 선회속도량(안정기준값 ; Stability Criterion)보다 실제 차량운동량이 클 경우 적절한 차륜의 압력 제어에 의한 제동력에 의하여 발생된다. 이때, 제어의 기준이 되는 기준 선회속도량은 차량의 조정성과 안정성을 판단하기 위한 필수적이 기준이며, 시스템의 필요한 제어의 기준을 제공함으로서 제품의 신뢰도뿐만 아니라, 운전자에게 차량 운동을 예측 가능하게 한다. 운전자가 원하는 차량의 궤적을 나타내는 안정 기준값(Stability Criterion)은 선회속도로서 나타낼 수 있다. 이는 기본 물리법칙에 의거하여 조향각과 차속으로부터 결정된다. 이와 같이 결정된 선회 속도량으로부터 목표 선회속도량(rdesired)는 식 [1]과 같다.This compensation moment is the braking force of the appropriate wheel pressure control when the actual vehicle momentum is larger than the reference vehicle speed (stability criterion) calculated in the vehicle model of the actual vehicle motion controller obtained through the rotational speed sensor. Is generated by. At this time, the reference turning speed, which is a reference of control, is an essential criterion for judging the adjustment and stability of the vehicle. By providing the necessary control of the system, not only the reliability of the product but also the driver can predict the vehicle movement. . Stability Criterion, which represents the trajectory of the vehicle desired by the driver, may be expressed as the turning speed. This is determined from the steering angle and the vehicle speed based on the basic laws of physics. From the rotation speed determined in this way, the target rotation speed (rdesired) is as shown in Equation [1].

Figure 112005071869752-PAT00001
식 [1]
Figure 112005071869752-PAT00001
Formula [1]

차량의 오버스티어와 언더스티어는 식 [1]로부터 산출되는 기준 선회속도량과 차량 센서로부터 측정된 실제 선회속도량사이의 차이인 선회속도량 오차로부터 결정되며, 이 선회속도량 오차로부터 보상모멘트를 만들 수 있도록 각 바퀴의 제동장치를 독립적으로 제어함으로써 차량의 안정성을 확보한다.The oversteer and understeer of the vehicle are determined from the turning speed error, which is the difference between the reference turning speed calculated from Equation [1] and the actual turning speed measured from the vehicle sensor, and the compensation moment is derived from the turning speed error. The vehicle's stability is ensured by controlling each wheel brake independently.

그러나, 이러한 기준 선회속도량을 계산하기 위한 종래의 방법은 간략한 차량 모델인 2자유도 차량 모델로부터 선형적 거동 변위의 차량 거동을 기준으로 설계하였다. 이와 같은 방법은 간략한 차량 모델을 사용함으로서 차량의 거동을 모든 조향각 조건과 차속 조건에서 만족스럽게 표현 할 수 없다. 참고로 도 1은 기존 방법에 의하여 제시된 기준 선회속도량과 실제 차량의 선회속도량의 차이를 도시한다. 이와 같은 오차는 시스템의 불필요한 제어를 유발시킴으로서 차량의 안정성 및 조정성에 나쁜 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.However, the conventional method for calculating the reference turning speed is designed based on the linear behavior displacement of the vehicle from the two degree of freedom vehicle model, which is a simple vehicle model. Such a method uses a simple vehicle model and cannot satisfactorily express the behavior of the vehicle under all steering angle conditions and vehicle speed conditions. For reference, FIG. 1 illustrates a difference between a reference revolution speed presented by an existing method and an actual vehicle revolution speed. Such an error causes unnecessary control of the system, which may adversely affect the stability and adjustability of the vehicle.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 노면 조건과 주행 조건에서 차량의 제어 기준이 되는 기준 선회속도량을 보다 정확히 결정하기 위한 차량 안정성 제어시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a control method of a vehicle stability control system for more accurately determine the reference turning speed which is the control reference of the vehicle under various road conditions and driving conditions will be.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 안정성 제어시스템의 제어방법은 조향각센서 및 차속센서로부터 조향각 및 차속 정보를 각각 검출하고, 상기 검출된 조향각 및 차속 정보로부터 운전자의 조향의지에 해당하는 기준 선회속도를 계산하기 위하여 차량 모델을 이용하여 기준 선회 속도를 산출하고, 상기 산출된 선회 속도를 실제 차량의 비선형적인 거동에 대처할 수 있도록 상기 검출된 조향각 및 차속 정보로부터 미리 설정된 룩 업 테이블을 이용하여 상기 산출된 기준 선회속도를 수정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a control method of a vehicle stability control system according to the present invention detects steering angle and vehicle speed information from a steering angle sensor and a vehicle speed sensor, respectively, and corresponds to a reference corresponding to the driver's steering intention from the detected steering angle and vehicle speed information. In order to calculate the turning speed, a reference turning speed is calculated using a vehicle model, and the lookup table preset from the detected steering angle and vehicle speed information is used to cope with the nonlinear behavior of the actual vehicle. And modifying the calculated reference turning speed.

상기 기준 선회 속도의 동적인 특성을 고려하기 위하여 고유 조향 특성 시험에 의해 미리 설정된 조향계수(Understeer gradient)로부터, 선회속도센서로부터 검출된 실제 선회속도와 다음의 식을 기준으로 Cf/Cr 의 비율을 변경하여 동특성을 설정하는 것을 특징으로 한다.In order to take into account the dynamic characteristics of the reference turning speed, the ratio of Cf / Cr based on the actual turning speed detected from the turning speed sensor and the following equation is determined from an understeer gradient preset by the intrinsic steering characteristic test. It is characterized by setting the dynamic characteristics by changing.

Figure 112005071869752-PAT00002
Figure 112005071869752-PAT00002

(여기서,Kus 는 조향계수이고, Cf, Cr 는 전후륜의 코너링 스티프니스(Cornering stiffness) 이고, Wf, Wr는 전후륜의 가중치(Weignting Factor)이다.)(Kus is the steering factor, Cf and Cr are the cornering stiffness of the front and rear wheels, and Wf and Wr are the weighting factors of the front and rear wheels.)

상기 선회속도센서로부터 검출된 실제 선회 속도와 차량 모델을 통하여 산출된 기준 선회 속도사이의 비율을 계산하여 다음의 식과 같이, 차속과 조향각의 함수로 이루어진 룩 업 테이블을 미리 설정하고, 상기 미리 설정된 룩 업 테이블을 이용하여 상기 기준 선회 속도를 수정하는 것을 특징으로 한다.By calculating the ratio between the actual turning speed detected from the turning speed sensor and the reference turning speed calculated through the vehicle model, a look-up table consisting of a function of the vehicle speed and the steering angle is set in advance, and the preset look The reference turning speed is modified using an up table.

Figure 112005071869752-PAT00003
Figure 112005071869752-PAT00003

(여기서, δw는 조향각이고, Vx는 차속이다.)(Where δw is the steering angle and Vx is the vehicle speed)

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명에 따른 차량 안정성 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 안정성 제어시스템은 측정부(101), 추정부(102), 차량운동량연산부(103), 안정기준값설정부(104), 비교부(105), 결정부(106), 엔진제어부(107), 제동압제어부(108)를 구비하며, 기존의 트랙션 콘트롤 제어를 수행하기 위한 TCS 제어블록(109)과 안티록 브레이크 제어를 수행하기 위한 ABS제어블록(110)과 협조 제어를 수행한다.2 is a block diagram of a vehicle stability system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the vehicle stability control system according to the present invention includes a measuring unit 101, an estimating unit 102, a vehicle momentum calculating unit 103, a stability reference value setting unit 104, a comparing unit 105, And a determination unit 106, an engine control unit 107, a braking pressure control unit 108, and a TCS control block 109 for performing conventional traction control control and an ABS control block for performing anti-lock brake control ( And cooperative control.

측정부(101)는 차량의 안정성 제어를 위한 차속센서, 선회속도센서, 조향각센서, 횡가속도센서, 마스터 실린더에 마련된 압력센서 등을 구비하고, 각 센서들로부터 측정된 신호를 처리한다.The measuring unit 101 includes a vehicle speed sensor, a turning speed sensor, a steering angle sensor, a lateral acceleration sensor, a pressure sensor provided in a master cylinder, and the like, and processes signals measured from the sensors for controlling stability of the vehicle.

추정부(102)는 측정부(101)의 센서를 통하여 측정된 신호를 이용하여 타이어와 노면사이의 마찰계수와 차체 미끄럼각(slide slip angle)을 추정한다.The estimator 102 estimates a friction coefficient between the tire and the road surface and a slip slip angle using the signal measured by the sensor of the measuring unit 101.

차량운동량연산부(103)는 측정부(101)와 추정부(102)의 출력측에 연결되어 센서의 측정값과 추정된 값을 입력받아 차량의 실제 운동량을 연산한다.The vehicle momentum calculator 103 is connected to the output side of the measuring unit 101 and the estimating unit 102 and receives the measured value and the estimated value of the sensor to calculate the actual momentum of the vehicle.

안정기준값설정부(104)는 운전자가 원하는 차량의 선회속도로서의 안정기준값(stability criterion)을 설정한다.The stability reference value setting unit 104 sets a stability criterion as a turning speed of the vehicle desired by the driver.

비교부(105)는 차량운동량연산부(103)에서 연산된 차량운동량과 안정기준값설정부(104)에서 설정된 안정 기준값을 비교하여 그 차에 상응하는 신호를 출력한다. 결정부(106)는 비교부(105)로부터의 신호에 기초하여 차량의 언더스티어(Plow)(Excessive Understeer)와 오버스티어(Spin-out)(Excessive Oversteer)를 결정한다. 그 결정에 따른 신호를 엔진제어부/제동압제어부(107, 108)로 출력한다.The comparison unit 105 compares the vehicle momentum calculated by the vehicle momentum calculation unit 103 with the stability reference value set by the stability reference value setting unit 104 and outputs a signal corresponding to the difference. The determiner 106 determines an understeer and an oversteer of the vehicle based on the signal from the comparator 105. The signal according to the determination is outputted to the engine controller / braking pressure controller 107, 108.

엔진제어부/제동압제어부(107, 108)는 ABS 제어블록(110)의 제동력의 조절만으로 불충분할 때 엔진의 구동력을 함께 조절하도록 TCS제어블록(109)과 협조 제어를 수행한다. 즉, 결정부(106)의 결정에 따라 오버스티어시에는 후륜에서 먼저 타이어와 노면 사이의 접착한계에 도달하여 스핀 아웃(Spin-out)되는 현상이 나타나므로 전륜의 제동장치를 제어함으로써 전륜에 의해 발생하는 선회모멘트를 줄여준다. 반대로 언더스티어시에는 전륜에서 먼저 타이어와 노면의 접착 한계에 도달하 여 플로우(Plow) 현상이 나타나므로 후륜을 제어하여 차량이 원하는 궤적으로 운동하게 한다. 아울러, 노면마찰계수 변화시에는 더욱 더 심한 오버스티어 현상이 나타날 수 있는데 여기서는 차량운동량과 안정기준값의 차이가 규정된 값 이상의 변화율로 증가할 때 전륜 바깥쪽 바퀴 이외에 후륜 바깥쪽 바퀴도 제어함으로써 차량 안정성을 확보한다. 본 발명의 차량 안정성 시스템은 최적의 안정성과 승차감을 위해 제동력만으로 불충분한 경우에는 엔진에 의한 구동력을 감소시킴으로서 지나친 제동력에 의한 차량의 흔들림 (Rocking) 현상을 최소화한다.The engine control unit / braking pressure control unit 107, 108 performs cooperative control with the TCS control block 109 to adjust the driving force of the engine together when the braking force of the ABS control block 110 is insufficient. That is, when oversteer is determined by the decision unit 106, the rear wheel first reaches the adhesion limit between the tire and the road surface and spins out. Therefore, the front wheel is controlled by controlling the braking device of the front wheel. Reduces the turning moment generated. On the contrary, when understeer, the front wheel first reaches the limit of adhesion between the tire and the road surface, so the plow occurs. Therefore, the rear wheel is controlled so that the vehicle moves on the desired track. In addition, when the road friction coefficient is changed, more severe oversteering phenomenon may occur.In this case, when the difference between the vehicle momentum and the stabilization reference value is increased by more than the prescribed value, the vehicle stability is also controlled by controlling the outside wheels in addition to the outside wheels. To secure. The vehicle stability system of the present invention minimizes the rocking phenomenon of the vehicle due to excessive braking force by reducing the driving force by the engine when the braking force is insufficient for optimal stability and riding comfort.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 안정성 시스템의 제어방법에 대한 제어흐름도이다.3 is a control flowchart of a control method of a vehicle stability system according to an exemplary embodiment of the present invention.

단계(S100)에서는 선회속도센서를 통해 차량의 실제 선회속도량을 검출한다(S100). 이때, 차속센서, 조향각센서, 선회속도센서, 횡가속도센서, 마스터실린더에 마련된 압력센서로부터 각각 차속, 조향각과 조향각속도, 실제 선회속도, 횡가속도, 마스터실린더의 압력을 검출한다.In step S100, the actual speed of revolution of the vehicle is detected through the speed sensor (S100). At this time, the vehicle speed, the steering angle and the steering angle, the actual turning speed, the lateral acceleration, and the pressure of the master cylinder are detected from the pressure sensors provided in the vehicle speed sensor, the steering angle sensor, the turning speed sensor, the lateral acceleration sensor, and the master cylinder, respectively.

그리고, 단계(110)에서는 단계(S100)에서 검출된 차속과 조향각을 이용하여 기준 선회속도(rdesired)를 산출한다(S110). 좀더 상세히 살펴보면, 운전자가 원하는 차량의 궤적을 나타내는 안정기준값은 상술한 바와 같이 선회속도(Yaw rate)로 나타낼 수 있으며 이는 기본 물리법칙에 의거하여 조향각과 차속으로부터 결정된다. 본 발명의 차량 안정성 제어시스템에서는 차량을 2자유도(Degree of Freedom) 시스템으로 모델링함으로써 조향각, 차속, 그리고, 운전자가 원하는 선회속도와의 관계를 구한다. 다음의 식은 차체선회속도(r)와 차체미끄럼각(β)에 대한 차량운동방정식을 나타낸다.In operation 110, a reference turning speed is calculated using the vehicle speed and the steering angle detected in operation S100, in operation S110. In more detail, the stability reference value representing the trajectory of the vehicle desired by the driver may be expressed as a yaw rate as described above, which is determined from the steering angle and the vehicle speed based on the basic physical law. In the vehicle stability control system of the present invention, the relationship between the steering angle, the vehicle speed, and the driver's desired turning speed is obtained by modeling the vehicle as a degree of freedom system. The following equation shows the vehicle motion equation for the body turning speed (r) and the body sliding angle (β).

Figure 112005071869752-PAT00004
식 [2]
Figure 112005071869752-PAT00004
Formula [2]

(여기서, Nδ은 제어모멘트 미분계수[control moment derivative (-lfcf)]Where Nδ is the control moment derivative (-l f c f )

Yδ는 제어력 미분계수[control force derivative(cf)] Yδ is the control force derivative (c f )

Nr은 요댐핑 미분계수[yaw damping derivative{(lf 2cf+lr 2cr)/V}]N r is the yaw damping derivative {(l f 2 c f + l r 2 c r ) / V}]

Yβ는 사이드 슬립 댐핑 미분계수[side slip damping derivative(cf+cr)]Y β is the side slip damping derivative (c f + c r )

Nβ은 정적 횡방향 안정 미분계수[static directional stability derivative{(lfcf-lrcr)}]N β is the static directional stability derivative {(l f c f -l r c r )}]

Yr는 횡력/요커플링 미분계수[lateral force/yaw coupling derivative{(lfcf-lrcr)/V}]Y r is the lateral force / yaw coupling derivative {(l f c f -l r c r ) / V}]

Iz는 z축에 대한 차량 관성모멘트[vehicle inertia of moment about z-axis]I z is the vehicle inertia of moment about z-axis

m은 차량 무게[vehicle mass]m is the vehicle mass

l은 중심과 차축의 거리[distance of the axle and the center of gravity]l is the distance of the axle and the center of gravity

아래 첨자 f,r은 각각 전륜과 후륜Subscript f, r denotes front and rear wheels, respectively

c는 타이어 코너링 스티프니스[tire cornering stiffness]c is the tire cornering stiffness

V는 차속이다.)V is the vehicle speed.)

뉴톤 제 2법칙과 미분(Derivative)개념을 이용하여 유도된 이 식 [2]를 정리하면 식(3)과 같이 조향각 (δsw)에 대한 선회속도(rno)는 차속 (Vx)의 함수로 결정할 수 있다.Summarizing this equation [2] derived from Newton's second law and the concept of derivative, the rotational speed (rno) for steering angle (δsw) can be determined as a function of the vehicle speed (Vx), as shown in equation (3). have.

Figure 112005071869752-PAT00005
식 [3]
Figure 112005071869752-PAT00005
Formula [3]

여기서, Vch는 고유 속도특성계수이다.Where Vch is the intrinsic velocity characteristic coefficient.

기준 선회속도(rdesired)는 식 [3]에 의해 결정된 선회속도(rno)로부터 식 [4]와 같이 차속(Vx)과 식 [3]의 선회속도로 결정된 기준 차량모델 필터로부터 결정된다.The reference revolution speed rdesired is determined from the reference vehicle model filter determined by the vehicle speed Vx and the revolution speed of equation [3] as shown in equation [4] from the revolution speed rno determined by equation [3].

Figure 112005071869752-PAT00006
식 [4]
Figure 112005071869752-PAT00006
Formula [4]

여기서, L은 기준 차량모델 필터이다.Where L is the reference vehicle model filter.

상기한 기준 선회속도량을 산출하는 과정을 좀더 살펴보면, 기준 선회 속도량을 계산하기 위한 식 [4]는 간략한 차량 모델만을 사용함으로써 차량의 거동을 모든 조향각 조건과 차속 조건에서 만족스럽게 표현 할 수 없다. 이와 같은 한계를 극복하기 위해 실제 측정된 차량 신호값을 기준으로 기준 선회 속도량은 다음과 같이 작성한다.Looking at the above process of calculating the reference turning speed, the equation [4] for calculating the reference turning speed cannot express satisfactorily the vehicle behavior under all steering angle conditions and vehicle speed conditions by using only a simple vehicle model. . To overcome this limitation, the reference turning speed is based on the actual measured vehicle signal values.

기준 선회 속도량을 계산하기 위한 ESP 기준 차량 모델은 실제 차량을 고마 찰노면에서 시험을 통하여 작성하게 된다. 실차 시험의 측정 범위는 대상 차량의 노면과 타이어의 최대 마찰력 범위에 해당하는 최대 횡 가속도 범위에 따라 결정하고 이에 준하여 실시하게 된다. 최대 횡 가속도 범위는 일정 조향각 가속을 이용하여 결정할 수 있다. 도 4의 선회 속도 오차(delta_yaw)가 시점 (1)에서 차량은 언더스티어 특성이 발생하게 되며, 시점 (2) 상황에서 노면의 한계 범위에 도달하여 미끄러지게 되므로 이때의 Ay2가 노면 한계 범위이며, 이 범위까지 기준 차량 모델을 만족하기 위한 시험을 수행하게 된다.The ESP reference vehicle model for calculating the reference turning speed is to test the actual vehicle on the high friction surface. The measurement range of the actual vehicle test is determined according to the maximum lateral acceleration range corresponding to the maximum frictional force range of the road surface of the vehicle and the tire. The maximum lateral acceleration range can be determined using constant steering angle acceleration. At the time of the turning speed error (delta_yaw) of FIG. 4, the vehicle has an understeer characteristic, and at the time (2), the vehicle reaches the limit range of the road surface and slips, so Ay2 is the road limit range. To this extent, tests are performed to satisfy the reference vehicle model.

고유 조향 특성은 기준 차량 모델을 계산하는 데이터로 일정 원 선회 시험 항목에 의하여 결정한다. 이 시험 결과로부터 횡 가속도에 대한 바퀴 조향각의 기울기를 차량의 선형적 거동 영역의 데이터로부터 계산한다.The intrinsic steering characteristic is the data for calculating the reference vehicle model and is determined by the constant circle turning test item. From this test result, the slope of the wheel steering angle with respect to the lateral acceleration is calculated from the data of the linear behavior area of the vehicle.

또한, 식 [4]의 상기한 기준 차량 모델 필터(L)를 선정함에 있어 식 [5]의 조향계수(Understeer gradient)(Kus)를 근거로 식 [4]의 차량 모델 필터를 선정한다. 필터(L)는 80kph 0.4g 스텝 조향을 기준으로 선정한다. 식 [5]의 조향계수는 전후륜의 코너링 스티프니스(Cornering stiffness) 인 Cf, Cr 로 구성되므로, 조향계수만을 이용하여서는 Cf, Cr 을 결정할 수 없다. 따라서, Cf 를 물리적인 범위에서부터 증가시켜가면서 측정된 선회 속도와 기준 모델의 선회 속도의 응답 시간을 만족하는 Cf, Cr 을 결정한다.Further, in selecting the reference vehicle model filter L of the formula [4], the vehicle model filter of the formula [4] is selected based on the understeer gradient (Kus) of the formula [5]. The filter L is selected based on 80 kph 0.4 g step steering. The steering coefficient of equation [5] consists of Cf and Cr, the cornering stiffness of the front and rear wheels. Therefore, Cf and Cr cannot be determined using only steering coefficient. Therefore, while increasing Cf from the physical range, Cf and Cr that satisfy the response time of the measured revolution speed and the revolution speed of the reference model are determined.

Figure 112005071869752-PAT00007
식 [5]
Figure 112005071869752-PAT00007
Formula [5]

(여기서,Kus 는 조향계수이고, Cf, Cr 는 전후륜의 코너링 스티프니스(Cornering stiffness) 이고, Wf, Wr는 전후륜의 가중치(Weignting Factor)이다.)(Kus is the steering factor, Cf and Cr are the cornering stiffness of the front and rear wheels, and Wf and Wr are the weighting factors of the front and rear wheels.)

한편, 기준 차량 모델의 룩 업 테이블(Lookup table)을 작성함에 있어, 운전자의 의지를 표현하기 위한 2자유도 차량 모델은 상술한 80 kph 의 0.4g 에 해당하는 조향각을 기준으로 설계한다. 이 차량 모델은 상술한 것과 같이 모든 조향각 조건과 차속 조건에서 차량의 비선형적인 거동을 만족스럽게 표현하는 데는 한계를 가지고 있다.On the other hand, in creating a lookup table of the reference vehicle model, the two degree of freedom vehicle model for expressing the driver's will is designed based on the steering angle corresponding to 0.4 g of the 80 kph described above. This vehicle model has a limitation in satisfactorily expressing the nonlinear behavior of the vehicle under all steering angle conditions and vehicle speed conditions as described above.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다음의 식 [6]과 같이 차속 조건과 조향각 조건에 해당하는 게인을 선정하여 비선형적인 차량을 거동을 묘사하고자 한다.In order to solve such a problem, a gain corresponding to a vehicle speed condition and a steering angle condition is selected as described in Equation [6] to describe the behavior of a nonlinear vehicle.

Figure 112005071869752-PAT00008
식 [6]
Figure 112005071869752-PAT00008
Formula [6]

다양한 조향 조건과 차속 조건의 기준 모델 게인을 선정하기 위하여, 도 5의 기준 차량 모델 룩 업 테이블을 작성하기 위한 시험 조건을 이용하여 차량의 특성을 파악하기 위한 시험을 수행한다.In order to select reference model gains of various steering conditions and vehicle speed conditions, a test is performed to determine the characteristics of the vehicle using test conditions for creating the reference vehicle model lookup table of FIG. 5.

도 6은 일정 조향각 가속시의 시험 결과이다. 식 [6]의 룩 업 테이블 작성을 위하여 이 시험 결과에서 측정된 선회 속도(M)와 차량의 모델에서 계산된 결과(C )를 보간법(Interpolation)을 이용하여 구한 (Mp, Cp)를 사용한다. 도 7은 스텝 조향 시험 결과로 각각 차속에 대한 조향각과 횡가속도를 표시한다.6 is a test result at a constant steering angle acceleration. To create the lookup table of Equation [6], we use (Mp, Cp) obtained by interpolation of the turning speed (M) measured from this test result and the result (C) calculated from the model of the vehicle. . 7 shows the steering angle and the lateral acceleration with respect to the vehicle speed as a result of the step steering test.

이 결과를 기준으로 작성된 룩 업 테이블은 도 8에 도시된 바와 같다. 이 결과로 계산된 기준 선회속도는 횡 가속도 한계 상황 이하에서는 측정된 선회속도와 일치하여 모든 운전 조건에서 안정한 상태로 판단되며, 한계 상황에서는 측정된 선회 속도와 차이를 가짐으로써 충분히 차량이 불안정 영역에 있음을 표시하여 줌으로써 룩 업 테이블이 적절히 설정된 것임을 확인시켜 준다.The lookup table created based on this result is as shown in FIG. 8. The reference turning speed calculated as a result is consistent with the measured turning speed under the lateral acceleration limit and is determined to be stable under all driving conditions. Indicate that the lookup table is set properly.

한편, 차량의 후륜에서 먼저 타이어와 노면 사이의 접착한계에 도달하여 나타나는 스핀 아웃(Spin-Out) 현상인 오버스티어와, 전륜에서 먼저 타이어와 노면의 접착한계에 도달하여 나타나는 드리프트(Drift) 현상인 언더스티어는 단계 100에서 선회속도센서로부터 측정된 실제 선회속도량(rmeasurement)과, 식 [4]에 의해 산출되어 수정된 기준 선회속도량(

Figure 112005071869752-PAT00009
))의 차이인 선회속도량 오차(delta_yaw)로부터 결정되므로, 선회속도량 오차(delta_yaw)를 산출한다(S120).On the other hand, the oversteer, which is a spin-out phenomenon that occurs when the rear wheel of the vehicle first reaches the adhesion limit between the tire and the road surface, and the drift that occurs when the front wheel first reaches the adhesion limit between the tire and the road surface. The understeer is the actual revolution speed measured from the revolution speed sensor in step 100 and the standard revolution speed calculated by Eq. [4]
Figure 112005071869752-PAT00009
Since it is determined from the swing speed error delta_yaw, which is a difference of)), the swing speed error delta_yaw is calculated (S120).

그리고, 단계 S120에서 산출된 선회속도량 오차(delta_yaw)와 언더스티어 또는 오버스티어의 임계값과 비교한다(S130).The rotation speed error delta_yaw calculated in step S120 is compared with a threshold of understeer or oversteer (S130).

단계 S130에서의 비교결과, 선회속도량 오차(delta_yaw)가 언더스티어 임계값(under_threshold)보다 적으면, 아래의 식 [7]에 따라 언더스티어로 판단하여 언더스티어 제어를 수행하고(S140), 오버스티어 임계값(over_threshold)보다 크면, 아래의 식[6]에 따라 오버스티어로 판단하여 오버스티어 제어를 수행한다(S160). 또한, 단계 S130에서의 비교결과, 선회속도량의 오차(delta_yaw)가 under_Threshold보다는 크고, over_Threshold보다는 적은 경우에는 오버스티어를 예측 제어한다(S150).As a result of the comparison in step S130, if the turning speed error delta_yaw is less than the understeer threshold, understeer is determined according to the following equation [7] and understeer control is performed (S140). If the steer threshold is greater than the over_threshold, the oversteer control is performed by determining the oversteer according to Equation [6] below (S160). If the error delta_yaw of the swing speed amount is greater than under_Threshold and less than over_Threshold, the oversteer is predicted and controlled (S150).

Figure 112005071869752-PAT00010
식 [7]
Figure 112005071869752-PAT00010
Formula [7]

이때, 언더스티어시에는 후륜의 구동력과 제동력을 제어하여 보상모멘트로 외향모멘트를 발생시켜 언더스티어 제어를 수행하고, 오버스티어시에는 전륜의 구동력과 제동력을 제어하여 보상모멘트로 내향모멘트를 발생시켜 오버스티어 제어를 수행한다(210). 이로 인해, 실제 선회속도가 기준 선회속도를 추종하도록 하여 차량이 원하는 궤적을 안정적으로 운동하게 한다.At the time of understeer, the driving force and braking force of the rear wheels are controlled to generate outward moments with the compensation moment, and understeer control is performed.In case of oversteering, the inward moments are generated by controlling the driving and braking force of the front wheels. Steer control is performed (210). This allows the actual turning speed to follow the reference turning speed so that the vehicle can stably move the desired trajectory.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 원하지 않는 선회모멘트를 보상하는 데 필요한 보상모멘트량을 산출할 수 있어 오버스티어 또는 언더스티어시, As described in detail above, the present invention can calculate the amount of compensation moment required to compensate for the unwanted turning moment, so that oversteer or understeer,

또한, 본 발명은 차량 거동, 노면조건, 그리고, 차속조건 등의 차량의 실제 주행조건에 맞게 운전자가 원하는 기준 선회속도량을 정확히 결정할 있어 필요한 보상모멘트량을 적절히 제공할 수 있으므로, 오버스티어 또는 언더스티어시, 차량의 안정성 및 조정성을 잃게 하지 않으면서도 빠른 시간 내에 차량을 정상상태로 복귀시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can accurately determine the amount of reference turning speed desired by the driver according to the actual driving conditions of the vehicle, such as vehicle behavior, road surface conditions, and vehicle speed conditions, so that the necessary compensation moment amount can be appropriately provided. In steering, there is an effect of returning the vehicle to a normal state in a short time without losing the stability and adjustability of the vehicle.

Claims (3)

조향각센서 및 차속센서로부터 조향각 및 차속 정보를 각각 검출하고,Steering angle and vehicle speed information are respectively detected from the steering angle sensor and the vehicle speed sensor, 상기 검출된 조향각 및 차속 정보로부터 운전자의 조향의지에 해당하는 기준 선회속도를 계산하기 위하여 차량 모델을 이용하여 기준 선회 속도를 산출하고,A reference turning speed is calculated using a vehicle model to calculate a reference turning speed corresponding to a driver's steering intention from the detected steering angle and vehicle speed information. 상기 산출된 선회 속도를 실제 차량의 비선형적인 거동에 대처할 수 있도록 상기 검출된 조향각 및 차속 정보로부터 미리 설정된 룩 업 테이블을 이용하여 상기 산출된 기준 선회속도를 수정하는 것을 특징으로 하는 차량 안정성 제어시스템의 제어방법.And modifying the calculated reference turning speed using a look-up table preset from the detected steering angle and vehicle speed information so that the calculated turning speed can cope with non-linear behavior of the actual vehicle. Control method. 제1항에 있어서, 상기 기준 선회 속도의 동적인 특성을 고려하기 위하여 고유 조향 특성 시험에 의해 미리 설정된 조향계수(Understeer gradient)로부터, 선회속도센서로부터 검출된 실제 선회속도와 다음의 식을 기준으로 Cf/Cr 의 비율을 변경하여 동특성을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 안정성 제어시스템의 제어방법.According to claim 1, Based on the actual revolution speed detected from the revolution speed sensor from the Understeer gradient preset by the intrinsic steering characteristic test in order to take into account the dynamic characteristics of the reference revolution speed, and based on the following equation: A control method of a vehicle stability control system, characterized in that the dynamic characteristics are set by changing the ratio of Cf / Cr.
Figure 112005071869752-PAT00011
Figure 112005071869752-PAT00011
 (여기서,Kus 는 조향계수이고, Cf, Cr 는 전후륜의 코너링 스티프니스(Cornering stiffness) 이고, Wf, Wr는 전후륜의 가중치(Weignting Factor)이다.)(Kus is the steering factor, Cf and Cr are the cornering stiffness of the front and rear wheels, and Wf and Wr are the weighting factors of the front and rear wheels.) 제2항에 있어서, 상기 선회속도센서로부터 검출된 실제 선회 속도와 차량 모델을 통하여 산출된 기준 선회 속도사이의 비율을 계산하여 다음의 식과 같이, 차속과 조향각의 함수로 이루어진 룩 업 테이블을 미리 설정하고, 상기 미리 설정된 룩 업 테이블을 이용하여 상기 기준 선회 속도를 수정하는 것을 특징으로 하는 차량 안정성 제어시스템의 제어방법.The method of claim 2, wherein the ratio between the actual turning speed detected from the turning speed sensor and the reference turning speed calculated through the vehicle model is calculated to set a look-up table which is a function of the vehicle speed and the steering angle as follows. And modifying the reference turning speed using the preset lookup table.
Figure 112005071869752-PAT00012
Figure 112005071869752-PAT00012
 (여기서, δw는 조향각이고, Vx는 차속이다.)(Where δw is the steering angle and Vx is the vehicle speed)
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KR100845902B1 (en) * 2007-07-27 2008-07-14 주식회사 만도 Method for distributing compensated yaw moment into brake pressure in electronic stability program system of vehicle
KR20170114660A (en) * 2016-04-06 2017-10-16 현대자동차주식회사 Understeer/oversteer compensating control method of vehicle
CN107380161A (en) * 2017-07-18 2017-11-24 吉林大学 A kind of active steering control device for aiding in driver to realize desired ride track

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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