KR20100103916A - Method for determining road surface - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 노면판단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자브레이크 시스템을 장착한 차량에서 주행노면을 판단하는 노면판단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a road surface determination method, and more particularly, to a road surface determination method for determining a driving road surface in a vehicle equipped with an electronic brake system.
전자브레이크 시스템 일예로, 선회 상황에서 차량의 주행 안정성을 개선해 주는 능동제어 시스템인 차량 자세 제어장치(Electronic Stability Control ; 이하 ESC 장치)는 차량의 주행자세를 최적으로 제어하기 위한 장치로, 엔진 제어를 통한 차량 감속 제어기와 각 바퀴별로 독립적인 제동력을 전달하여 보상 모멘트를 확보해 주는 제동 제어기를 이용한다.Electronic Brake System For example, an electronic control system (ESC), which is an active control system that improves the driving stability of a vehicle in a turning situation, is an apparatus for optimally controlling the driving posture of a vehicle. It uses a vehicle deceleration controller and a braking controller that secures a compensation moment by transmitting independent braking force for each wheel.
이 때 차량의 상태와 주행 조건을 반영한 적절한 제어량을 계산하여 이용하지 않으면 차량의 안정성을 확보하기 위해 필요한 제어 성능을 확보하기 어렵다. 특히 노면 조건의 경우 주행 중인 차량의 동특성에 큰 영향을 미치는 인자임에도 불구하고 ESC 관련 센서를 통해 직접 노면을 측정하는 것이 불가능하기 때문에 여러 가지 노면 판단 알고리즘을 이용하여 실시간으로 노면 상태를 간접적으로 판단하여 사용하여야 한다.At this time, it is difficult to secure the control performance necessary to secure the stability of the vehicle unless the appropriate control amount reflecting the state and the driving conditions of the vehicle is calculated and used. In particular, in the case of road conditions, even though it is a factor that greatly affects the dynamic characteristics of the driving vehicle, it is impossible to measure the road surface directly through an ESC-related sensor. Should be used.
기존 ESC 장치에서 주행 중인 노면 상태를 판단하는 방법으로는 횡가속도 센 서 값을 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 ESC 제어의 경우 주행 중인 차량이 노면 한계 이상 영역에 이르렀을 때 제어가 개입되도록 제어 로직이 구성되어 있기 때문에 ESC 제어 개입 시점의 횡가속도 센서 값을 해당 노면의 한계 값으로 판단하고 있다. 이 방법은 대부분의 경우 사용하는데 있어 큰 무리가 없으나 횡 경사노면(Bank Road) 주행상황과 같이 차량이 노면 한계 이상의 영역을 주행하지 않더라도 ESC 제어가 조기에 개입되는 상황의 경우처럼 특수한 상황에서는 노면 판단을 잘못하여 불필요하게 과다한 ESC 제어를 유발하는 문제점을 안고 있어 이를 보완할 수 있는 추가적인 방법의 필요성이 대두되었다.As a method of determining the road surface driving in the existing ESC device is a method using the lateral acceleration sensor value. In general, in the case of ESC control, the control logic is configured to control when the driving vehicle reaches an area above the road limit, so the lateral acceleration sensor value at the time of the ESC control intervention is determined as the limit value of the road surface. This method is not too difficult to use in most cases, but the road judgment is made in a special situation, such as in the case where the ESC control is involved early, even if the vehicle does not travel over the road limit, such as in the case of bank road driving. There is a problem that causes an excessively excessive ESC control due to an error in the system, and there is a need for an additional method to compensate for this.
본 발명의 목적은 차량 자세 제어시 초기 제동압력을 활용하여 그 때 발생하는 제어 바퀴의 슬립량과의 관계를 이용하여 노면 상태를 판단하는 노면판단방법을 제공한다.An object of the present invention is to provide a road surface determination method for determining the road surface state by using the initial braking pressure during vehicle attitude control by using the relationship with the amount of slip of the control wheel.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 노면판단방법은 차량 자세제어시 바퀴에 가해진 제동압력량을 감지하고, 해당 바퀴의 슬립량을 산출하고, 상기 판단된 제동압력량과 상기 슬립량의 비율을 근거로 하여 해당 바퀴의 노면상태를 판단하는 것을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a road determination method, which detects a braking pressure applied to a wheel during vehicle attitude control, calculates a slip amount of a corresponding wheel, and determines the braking pressure and the determined braking pressure. And determining the road surface condition of the wheel based on the ratio of slip amount.
상기 판단된 제동압력량에 대한 슬립량의 비율이 미리 설정된 값 이상인 경우, 해당 바퀴의 주행노면을 저 마찰노면으로 판단한다.When the ratio of the slip amount to the determined braking pressure amount is greater than or equal to a predetermined value, the driving road surface of the corresponding wheel is determined as a low friction road surface.
상기 판단된 제동압력량에 대한 슬립량의 비율이 미리 설정된 값 미만인 경우, 해당 바퀴의 주행노면을 고 마찰노면으로 판단한다.When the ratio of the slip amount to the determined braking pressure amount is less than a predetermined value, the driving road surface of the corresponding wheel is determined as a high friction road surface.
본 발명에 따르면, 전자제어 브레이크 시스템에서 바퀴에 가해지는 제동압력량과 해당 바퀴의 슬립량의 관계를 이용하여 노면을 판단하기 때문에 노면판단의 정확성을 향상시킬 수 있어 과다한 차량 자세 제어를 방지할 수 있다.According to the present invention, since the road surface is determined using the relationship between the amount of braking pressure applied to the wheel and the slip amount of the wheel in the electronically controlled brake system, it is possible to improve the accuracy of the road decision, thereby preventing excessive vehicle attitude control. have.
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 1은 본 발명의 일실시예에 노면판단방법이 적용되는 차량 자세제어장치의 유압회로를 나타내고 있다.Figure 1 shows a hydraulic circuit of the vehicle attitude control apparatus to which the road surface determination method is applied to one embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치는 브레이크 페달(BP)의 압박에 의한 진공부스터(VB)의 작동에 의해 브레이크압력을 발생시키는 마스터실린더(MC)를 구비한다. 이 마스터 실린더(MC)에는 마스터실린더(MC)의 압력을 검출하는 압력센서(P/V)가 마련된다.As shown in FIG. 1, the vehicle attitude control apparatus according to an exemplary embodiment includes a master cylinder MC that generates brake pressure by operating a vacuum booster VB by pressing a brake pedal BP. Equipped. The master cylinder MC is provided with a pressure sensor P / V for detecting the pressure of the master cylinder MC.
이 마스터실린더(MC)는 두 개의 챔버(MCP, MCS)를 가지며, 마스터실린더(MC)로부터 휠 실린더(WFR, WRL)에 전달되는 브레이크 액압을 제어하기 위해 첫 번째 챔버(MCP)와 전륜 우측 바퀴(FR)와 후륜 좌측 바퀴(RL)에 각각 설치된 휠 실린더(WFR, WRL) 사이의 주액압라인(MF)에는 노멀오픈형 컷밸브(SC1)가 마련된다.This master cylinder (MC) has two chambers (MCP, MCS), the first chamber (MCP) and front wheel right wheel to control the brake hydraulic pressure transmitted from the master cylinder (MC) to the wheel cylinder (WFR, WRL) A normal open cut valve SC1 is provided in the liquid pressure line MF between the wheel cylinders WFR and WRL provided at the FR and the rear wheel left wheel RL, respectively.
그리고, 이 노멀오픈형 컷밸브(SC1)와 휠 실린더(WFR, WRL) 사이의 유압라 인(MFr,MFl)에는 노멀오픈형 입구밸브(PC1, PC2)가 마련된다. 이 노멀오픈형 입구밸브(PC1, PC2)에는 병렬로 각각 체크밸브(CV1, CV2)가 설치된다. 휠 실린더(WFR, WRL)에서의 브레이크액은 이 체크밸브(CV1, CV2)를 거쳐 컷밸브(SC1)를 통해 마스터실린더(MC)로 리턴한다.In addition, the normal open inlet valves PC1 and PC2 are provided in the hydraulic lines MFr and MFl between the normal open cut valve SC1 and the wheel cylinders WFR and WRL. The normal open inlet valves PC1 and PC2 are provided with check valves CV1 and CV2 in parallel, respectively. The brake fluid in the wheel cylinders WFR and WRL is returned to the master cylinder MC through the cut valves SC1 via the check valves CV1 and CV2.
또한, 브레이크액이 휠 실린더(WFR, WRL)의 출구측에는 노멀클로즈형 출구밸브(PC5, PC6)가 마련된다. 이 노멀클로즈형 출구밸브(PC5, PC6)의 출구측에는 휠 실린더(WFR, WRL)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(RS1) 및 이 저압 어큐뮬레이터(RS1)에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더측으로 강제 환류시키는 유압펌프(HP1)와 모터(M)가 마련된다.Further, the brake fluid is provided with normal closed outlet valves PC5 and PC6 on the outlet side of the wheel cylinders WFR and WRL. The low pressure accumulator RS1 for temporarily storing the brake fluid discharged from the wheel cylinders WFR and WRL and the brake fluid stored in the low pressure accumulator RS1 are pumped to the outlet side of the normal closed outlet valves PC5 and PC6. A hydraulic pump HP1 and a motor M for forced reflux to the wheel cylinder side are provided.
한편, 유압펌프(HP1)의 흡입측과 마스터실린더(MC)의 첫 번째 챔버(MCP)사이의 보조액압라인(MFc)사이에는 노멀오픈형 입구밸브(SI1)가 마련된다. 그리고, 체크밸브(CV5, CV6)는 보조액압라인(MFc)에 의해 분기되는 두 개의 액압라인상에 각각 설치된다. 이에 따라, 입구밸브(SI1)가 폐쇄되면 마스터 실린더(MC)와 유압펌프(HP1)사이의 보조액압라인(MFc)는 차단되고, 입구밸브(SI1)가 개방되면 마스터 실린더(MC)와 유압펌프(HP1)사이의 보조액압라인(MFc)는 연결된다. 이때, 체크밸브(CV5)는 브레이크액이 저압 어큐뮬레이터(RS1)로 유입되는 것을 방지한다.Meanwhile, a normal open inlet valve SI1 is provided between the suction side of the hydraulic pump HP1 and the auxiliary hydraulic line MFc between the first chamber MCP of the master cylinder MC. The check valves CV5 and CV6 are respectively provided on two hydraulic lines branched by the auxiliary hydraulic line MFc. Accordingly, when the inlet valve SI1 is closed, the auxiliary hydraulic line MFc between the master cylinder MC and the hydraulic pump HP1 is blocked, and when the inlet valve SI1 is opened, the master cylinder MC and the hydraulic pump are closed. Auxiliary hydraulic pressure line MFc between HP1 is connected. At this time, the check valve CV5 prevents the brake fluid from flowing into the low pressure accumulator RS1.
한편, 전륜 좌측 바퀴(FL)와 후륜 우측 바퀴(RR)의 유압회로에서는 각각의 부품들이 상술한 전륜 우측 바퀴(FR)와 후륜 좌측 바퀴(RL)의 유압회로와 동일하게 구성된다.On the other hand, in the hydraulic circuit of the front wheel left wheel FL and the rear wheel right wheel RR, the respective components are configured in the same way as the hydraulic circuit of the front wheel right wheel FR and the rear wheel left wheel RL.
각 휠 실린더(WFR, WRL, WFL, WRR) 측에는 각 휠 실린더의 압력을 검출하는 압력센서(P/V)가 각각 마련된다.At each wheel cylinder WFR, WRL, WFL, WRR, a pressure sensor P / V for detecting the pressure of each wheel cylinder is provided.
참고로, 참조부호 DP1, DP2는 고압 어큐뮬레이터이다.For reference, reference numerals DP1 and DP2 are high pressure accumulators.
도 1의 컷밸브(SC1, SC2), 입구밸브(SI1, SI2), 그리고 각 휠 실린더(WFR, WRL, WFL, WRR)에서의 입구밸브(PC1~PC4)와 출구밸브(PC5~PC8), 유압펌프(HP1,HP2)를 작동시키는 모터(M)는 ESC 모드 등의 제어모드를 수행하는 전자제어유닛(ECU)(10)에 의해 작동된다.1, the inlet valves PC1 to PC4 and the outlet valves PC5 to PC8 of the cut valves SC1 and SC2, the inlet valves SI1 and SI2, and the respective wheel cylinders WFR, WRL, WFL, and WRR; The motor M for operating the hydraulic pumps HP1 and HP2 is operated by an electronic control unit (ECU) 10 which performs a control mode such as ESC mode.
전륜 좌우측 바퀴(FL, FR)와 후륜 좌우측 바퀴(RL, RR)에 각각 마련된 휠 속도센서(WS1~WS4)는 검출된 바퀴의 속도를 제공할 수 있도록 전자제어유닛(ECU)(10)에 전기적으로 연결된다.The wheel speed sensors WS1 to WS4 respectively provided on the front left and right wheels FL and FR and the rear left and right wheels RL and RR are electrically connected to the
또한, 전자제어유닛(10)에는 핸들의 조향 샤프트에 설치되며 운전자의 핸들 조작에 따른 조향각 및 조향각속도를 검출하는 조향각센서(11)와, 차량의 선회속도를 검출하는 요우레이트센서(12)와, 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도센서(13)가 전기적으로 연결된다.In addition, the
상기한, 전자제어유닛(10)은 각 휠 속도센서(WS1~WS4)로부터 휠 속도정보를 얻고, 차속정보를 얻고, 조향각센서(11)로부터, 조향각 및 조향각속도 정보를 얻고, 요레이트센서(12)로부터, 요레이트정보를 얻고, 횡가속도센서(13)로부터, 횡가속도정보를 얻고, 각 압력센서(P/V)로부터 각 휠 실린더의 제동압력정보를 얻고, 상기한 각각의 정보를 이용하여 ESC 제어를 수행하게 된다.The
일반적으로, ESC 시스템에서는 바퀴가 놓인 노면상태에 따라 바퀴에 가해진 제동압력이 클 때와 적을 때 해당 바퀴에서 발생하는 슬립량에 차이기 있다.In general, in ESC systems, there is a difference in the amount of slip generated on the wheels when the braking pressure applied to the wheels is large and small depending on the road surface on which the wheels are placed.
본 발명의 일실시예에서는 이것을 이용하여 각 바퀴의 노면을 판단하고, 적절한 제어를 수행한다. 고 마찰노면(일예로, 아스팔트)의 경우에는 차량 자세제어 중 비교적 큰 제동압력을 바퀴에 가하더라도 해당 바퀴로의 하중 이동량이 크기 때문에 발생하는 슬립량이 비교적 적다. 하지만, 저 마찰노면(일예로, 빙판길(ice))과 같이 미끄러운 노면에서는 적은 제동압력을 가하더라도 큰 슬립량이 발생한다.In one embodiment of the present invention using this to determine the road surface of each wheel, and performs the appropriate control. In the case of a high friction road surface (for example, asphalt), even if a relatively large braking pressure is applied to the wheel during vehicle attitude control, the amount of slip generated due to the large load movement to the wheel is relatively small. However, on a slippery road surface such as a low friction road surface (for example, ice), a large slip amount occurs even if a small braking pressure is applied.
본 발명의 일실시예에서는 이러한 제동압력과 슬립량과의 관계를 이용하여 노면의 상태를 판단한다. 즉, 즉, 차량 자세 제어의 초기 제동압력을 테스트 펄스 입력 값으로 활용하여 그 때 발생하는 제어 바퀴의 슬립량과의 관계식을 노면 상태를 판단한다.In an embodiment of the present invention, the state of the road surface is determined using the relationship between the braking pressure and the slip amount. That is, the road surface state is determined by using the initial braking pressure of the vehicle attitude control as a test pulse input value and the relationship between the slip amount of the control wheel generated at that time.
슬립량은 다음의 식 [1]과 같이 정의된다.The slip amount is defined by the following equation [1].
식 [1] Formula [1]
여기서, Vwheel : 휠 속도, Vvehicle : 차량 속도이다.Where Vwheel: wheel speed, Vvehicle: vehicle speed.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 마른 아스팔트 노면과 같은 고 마찰노면의 경우에는 차량 자세 제어 중 비교적 큰 제동압력을 바퀴에 가하더라도 해당바퀴로의 하중 이동량이 크기 때문에 발생하는 슬립량이 비교적 적으며, 아이스 혹은 스노우 노면과 같은 저 마찰노면의 경우에는 적은 제동압력을 가하더라도 큰 슬립량이 발생하기 때문에 이 관계를 이용하여 다음 식[2]와 같이 노면 상태를 추정하기 위한 파라미터 변수(index)를 도입할 수 있다.As shown in Figs. 2 and 3, in the case of high friction roads such as dry asphalt roads, even if a relatively large braking pressure is applied to the wheels during vehicle attitude control, the amount of slip generated due to the large amount of load movement to the wheels is relatively small. In the case of low friction roads such as ice or snow roads, even if a small braking pressure is applied, a large slip occurs, so this parameter is used to estimate the road surface condition as shown in the following equation [2]. Can be introduced.
index = K * 슬립량 / 제동압력량 식[2]index = K * slip amount / braking pressure amount formula [2]
여기서는 K는 비례상수이다.Where K is the proportionality constant.
Index 값이 미리 설정된 값 이상일 경우에는 주행노면을 저 마찰노면으로 판단하고, index 값이 미리 설정된 값 미만일 경우에는 주행노면을 고 마찰노면으로 판단한다.If the index value is greater than or equal to the preset value, the driving road surface is determined to be a low friction road surface. If the index value is less than the preset value, the driving road surface is determined to be a high friction road surface.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 노면판단방법의 제어흐름도를 나타내고 있다.4 shows a control flowchart of the road determining method according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 전자제어유닛(10)은 차량 자세제어시 각 휠 실린더 측에 마련된 압력센서들을 이용하여 각 휠 실린더에 가해지는 초기 제동압력을 각각 감지한다(10,110).As shown in FIG. 4, the
그리고, 전자제어유닛(10)은 각 바퀴의 슬립량을 산출한다(120). 슬립량은 식 [1]에 휠 속도 및 차량 속도를 대입하여 각 바퀴의 슬립량을 산출한다.Then, the
각 바퀴의 슬립량을 산출한 후 전자제어유닛(10)은 각 바퀴에 대한 제동압력과 슬립량과의 관계를 나타내는 인덱스(index)를 산출한다(130).After calculating the slip amount of each wheel, the
상기한 인덱스(index)를 산출한 후 전자제어유닛(10)은 산출된 인덱스(index)가 미리 설정된 인덱스(index_ref) 이상인지를 판단한다(140). 만약, 판단결과 산출된 인덱스(index)가 미리 설정된 인덱스(index_ref) 이상인 경우, 전자제어유닛(10)은 해당 바퀴의 주행노면을 저 마찰노면으로 판단한다(150). 이는 아이스 혹은 스노우 노면과 같은 저 마찰노면의 경우, 적은 제동압력을 가해더라도 슬립량이 상대적으로 크게 발생하기 때문이다.After calculating the index, the
한편, 판단결과 산출된 인덱스(index)가 미리 설정된 인덱스(index_ref) 미 만인 경우, 전자제어유닛(10)은 해당 바퀴의 주행노면을 고 마찰노면으로 판단한다. 이는 마른 아스팔트 노면과 같은 고 마찰노면의 경우, 차량 자세 제어 중 비교적 큰 제동압력을 바퀴에 가하더라도 해당바퀴로의 하중 이동량이 크기 때문에 슬립량이 비교적 적게 발생하기 때문이다.On the other hand, if the determined index is less than the preset index (index_ref), the
이 후 전자제어유닛(10)은 판단된 각 바퀴의 노면상태에 맞게 적절한 차량 자세제어를 수행한다.Thereafter, the
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 노면판단방법이 적용되는 차량 자세제어장치의 브레이크 액압 회로도이다.1 is a brake hydraulic pressure circuit diagram of a vehicle attitude control apparatus to which a road determination method according to an embodiment of the present invention is applied.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노면판단방법이 적용되는 차량 자세제어장치에서 고 마찰노면에서의 제동압력과 슬립량사이의 관계를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing a relationship between a braking pressure and a slip amount on a high friction road surface in a vehicle attitude control apparatus to which a road determination method according to an embodiment of the present invention is applied.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 노면판단방법이 적용되는 차량 자세제어장치에서 저 마찰노면에서의 제동압력과 슬립량사이의 관계를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a relationship between a braking pressure and a slip amount on a low friction road surface in a vehicle attitude control apparatus to which a road determination method according to an embodiment of the present invention is applied.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 노면판단방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다.4 is a control flowchart illustrating a road determination method according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*[Description of the Reference Numerals]
MC : 마스터실린더 P/A : 압력센서MC: Master cylinder P / A: Pressure sensor
PC1~PC4 : 노멀오픈형 입구밸브PC1 ~ PC4: Normally open inlet valve
PC5~PC8 : 노멀클로즈형 출구밸브PC5 ~ PC8: Normally closed outlet valve
WS1~WS4 : 휠 속도센서WS1 ~ WS4: Wheel Speed Sensor
10 : 전자제어유닛(ECU)10: Electronic control unit (ECU)
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Cited By (1)
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KR101428908B1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-08-08 | 주식회사 만도 | Brake control method |
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2009
- 2009-03-16 KR KR1020090021987A patent/KR20100103916A/en not_active Application Discontinuation
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KR101428908B1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-08-08 | 주식회사 만도 | Brake control method |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |