KR20160142519A - 차량 자세제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

차량 자세제어장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

차량 자세제어장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 제어방법은 차량의 가속 선회 중 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치의 제어방법에 있어서, 차량의 가속 선회 중 언더스티어시 차량기준모델을 이용하여 추정된 기준요레이트와 요레이트센서를 통해 검출된 실제요레이트 간의 요레이트오차가 미리 설정된 임계값보다 큰지를 판단하고, 요레이트오차가 상기 미리 설정된 임계값보다 크면 차량의 횡가속도와 선회 내측 바퀴의 휠 슬립을 근거로 하여 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공한다.

Description

차량 자세제어장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR ELECTRONIC STABILITY CONTROL IN A VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 차량 자세제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 가속 선회시 브레이크 압력을 조절하여 가속 선회운전에 도움을 주는 차량 자세제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 전자제어 브레이크 시스템은 차량의 슬립현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System; ABS)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동 휠의 슬립을 방지하는 트랙션 제어시스템(Traction Control System ; TCS)과, ABS와 TCS를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행 안정성을 향상시키는 차량 자세제어장치(Electronic Stability Control; ESC) 등이 있다.
차량 자세제어장치는 기본적으로 차량의 요 거동을 제어하기 위한 것으로, 차량의 선회주행시 타이어의 접촉한계에 이르는 위험한 운전상황에서 제동장치와 엔진을 제어하여 운전자가 원하는 궤적으로 선회가 가능하도록 유도하는 장치이다.
이러한 차량 자세제어장치는 브레이크에 의한 토크 벡터링(Torque Vectoring By Brake ; 이하 TVBB) 기능을 수행한다. TVBB는 차량이 가속 선회 중 약한 언더 스티어링 경향을 보일 때, 운전자가 원하는 차량 선회 궤적을 유지하기 위해 선회 내측 구동바퀴에 브레이크 압력을 가하여 운전자의 가속 선회 운전에 도움을 주는 ESC 시스템의 부가 기능이다.
일반적으로, 차량 자세제어장치는 차량 기준 요레이트모델에 추정된 추정요레이트와 요레이트센서로부터 측정된 실제 요레이트간의 요레이트오차(delta yaw rate)가 미리 설정된 임계값을 벗어나면 TVBB 작동을 허용한다.
하지만, 차량 가속 선회시 선회구간 중 일부 구간에서 일시적으로 요레이트오차가 감소하는 현상이 발생할 수 있으며, 이 요레이트오차가 미리 설정된 임계값을 벗어날 수 있다. 이로 인해, TVBB가 오작동할 수 있다.
따라서, 기존에는 일시적인 TVBB 오작동을 막기 위해서는 차량의 횡가속도를 검출하여 검출된 횡가속도가 일정수준 이상이 될 경우에만 TVBB 작동을 허용한다.
그러나, 저마찰 노면에서는 차량 횡가속도가 TVBB 작동 수준까지 발생되지 않으므로 TVBB는 고마찰노면에서만 작동을 하게 되며, 저마찰 노면에서도 TVBB가 작동하도록 허용할 경우 고마찰 노면에서 TVBB 오작동을 일으킬 위험이 있다.
대한민국 공개특허 제2013-0057841호(2013. 06.03. 공개)
차량의 가속 선회시 노면상태에 관계없이 TVBB의 오작동 위험을 줄여 차량의 가속 선회 운전을 안정적으로 지원할 수 있는 차량 자세제어장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 가속 선회 중 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치의 제어방법에 있어서, 차량의 가속 선회 중 언더스티어시 차량기준모델을 이용하여 추정된 기준요레이트와 요레이트센서를 통해 검출된 실제요레이트 간의 요레이트오차가 미리 설정된 임계값보다 큰지를 판단하고, 상기 요레이트오차가 상기 미리 설정된 임계값보다 크면 상기 차량의 횡가속도와 선회 내측 바퀴의 휠 슬립을 근거로 하여 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치의 제어방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 미리 설정된 임계값은 언더스티어 보상제어를 위한 임계값보다 적을 수 있다.
또한, 상기 브레이크 압력 제공은, 상기 횡가속도가 미리 설정된 값보다 높으면 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공할 수 있다.
또한, 상기 브레이크 압력 제공은, 상기 횡가속도가 미리 설정된 값보다 낮으면, 선회내측바퀴의 휠 슬립을 산출하고, 상기 산출된 휠 슬립이 상기 횡가속도에 대응하는 휠 슬립보다 높으면 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공할 수 있다.
또한, 상기 횡가속도가 상기 미리 설정된 값보다 낮을수록 상기 횡가속도에 대응하는 휠 슬립값이 높도록 미리 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량의 가속 선회 중 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치에 있어서, 각 바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도센서; 차량의 조향각을 검출하는 조향각센서; 상기 차량의 요레이트를 검출하는 요레이트센서; 상기 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도센서; 및 상기 차량의 가속 선회 중 언더스티어시 상기 검출된 휠 속도정보와 조향각정보에 따라 차량기준모델을 이용하여 추정된 기준요레이트와 상기 요레이트센서를 통해 검출된 실제요레이트 간의 요레이트오차가 미리 설정된 임계값보다 큰지를 판단하고, 상기 요레이트오차가 상기 미리 설정된 임계값보다 크면 상기 횡가속도센서를 통해 검출된 횡가속도와 선회 내측 바퀴의 휠 슬립을 근거로 하여 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 전자제어유닛;을 포함하는 차량 자세제어장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하기 위한 경계값으로서의 횡가속도값과 휠 슬립값이 서로 대응되게 저장된 휠 슬립 맵을 포함하고, 상기 전자제어유닛은 상기 휠 슬립 맵을 이용하여 상기 횡가속도와 상기 선회 내측 바퀴의 휠 슬립을 근거로 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공할 수 있다.
또한, 상기 전자제어유닛은 상기 검출된 횡가속도가 미리 설정된 값보다 높으면 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하고, 상기 검출된 횡가속도가 상기 미리 설정된 값보다 낮으면 상기 선회내측바퀴의 휠 슬립을 산출하고 상기 산출된 휠 슬립이 상기 검출된 횡가속도에 대응하는 휠 슬립보다 높으면 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 차량 가속 선회 중 언더스티어 경향시 횡가속도와 선회내측바퀴의 슬립에 따라 TVBB(Torque vectoring by brake) 작동을 적절히 허용함으로써 저마찰노면과 고마찰노면 등의 노면상태에 관계없고 TVBB의 오작동의 위험없이 차량의 가속 선회 운전을 안정적으로 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 브레이크 액압 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 제어블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에서 요레이트오차가 일시적인 구간에서 TVBB 임계값 미만인 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에서 TVBB 작동 허용 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에서 TVBB 작동시 선회 내측 바퀴를 제동시키는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 제어방법에 대한 제어흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 자세제어장치의 브레이크 유압 회로도이다.
도 1을 참조하면, 차량 자세제어장치는 브레이크 페달(BP)의 압력에 의한 진공부스터(VB)의 작동에 의해 브레이크 압력을 발생시키는 마스터실린더(MC)를 포함한다.
마스터 실린더(MC)와 유압 라인을 통해 연결되어 있어 마스터 실린더(MC)로부터 브레이크액을 공급받고, 공급받은 브레이크액을 조절하여 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)로 공급한다.
또한, 차량 자세제어장치는 리저버(LRS)의 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr) 측으로 공급하는 유압펌프(HP1,HP2)와, 이 유압펌프(HP1,HP2)에 의해 펌핑된 브레이크액을 임시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(LPA1, LPA2)와, 마스터 실린더(MC)로부터 공급된 브레이크액을 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)로 공급 또는 리저버(LRS)로 복귀시키는 솔레노이드 밸브(TC1, TC2, ESV1, ESV2, IN1-IN4, OUT1-OUT4)를 포함한다.
좀 더 구체적으로, 마스터실린더(MC)는 두 개의 챔버를 가지며, 마스터실린더(MC)의 첫 번째 챔버와 전륜 우측 휠(FR) 및 후륜 좌측 휠(RL)에 각각 설치된 휠 실린더(Wfr,Wrl) 사이의 유압 라인에는 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1)가 마련된다. 이 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1)는 마스터실린더(MC)로부터 각 바퀴의 휠 실린더(Wfr,Wrl)에 전달되는 브레이크액을 제어한다.
그리고 마스터실린더(MC)의 두 번째 챔버와 전륜 좌측 휠(FL) 및 후륜 우측 휠(RR)에 각각 설치된 휠 실린더(Wfl,Wrr) 사이의 유압 라인에는 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC2)가 마련된다. 이 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC2)는 마스터실린더(MC)로부터 각 바퀴(FL,RR)의 휠 실린더(Wfl,Wrr)에 전달되는 브레이크액을 제어한다.
그리고, 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1)와 각 바퀴(FR,RL)의 휠 실린더(Wfr,Wrl) 사이의 유압라인에는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(IN1,IN2)가 마련되고, 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC2)와 각 바퀴(FL,RR)의 휠 실린더(Wfl,Wrr) 사이의 유압라인에는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(IN3,IN4)가 마련된다.
또한, 각 바퀴(FR,RL)의 휠 실린더(Wfr,Wrl)의 출구 측에는 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT1, OUT2)가 마련되고, 각 바퀴(FL,RR)의 휠 실린더(Wfl,Wrr)의 출구 측에는 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT3,OUT4)가 마련된다.
노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT1,OUT2)의 출구 측에는 각 바퀴(FR,RL)의 휠 실린더(Wfr,Wrl)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(LPA1)가 마련되고, 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT3,OUT4)의 출구 측에는 각 바퀴(FL,RR)의 휠 실린더(Wfl,Wrr)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(LPA2)가 마련된다.
저압 어큐뮬레이터(LPA1,LPA2)에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)측으로 강제 환류시키는 두 유압펌프(HP1,HP2)와, 두 유압펌프(HP1,HP2)에 접속된 한 개의 모터(M)가 마련된다.
한편, 두 유압펌프(HP1,HP2)의 흡입 측과 마스터실린더(MC)의 각 챔버 사이의 보조 유압 라인에는 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1,ESV2)가 마련된다.
이에 따라, 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1,ESV2)가 개방되면 마스터 실린더(MC)와 각 유압펌프(HP1,HP2) 사이의 보조 유압라인이 개방되고, 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1,ESV2)가 폐쇄되면 마스터실린더(MC)와 각 유압펌프(HP1,HP2) 사이의 보조 유압라인이 폐쇄된다.
여기서 노멀 오픈형(NO: Normal Open) 밸브는 통전되기 전에는 밸브 유로를 개방하고 통전되면 밸브 유로를 폐쇄하고, 노멀 클로즈형(NC: Normal Close) 밸브는 통전되기 전에는 밸브 유로를 폐쇄하고 통전되면 밸브 유로를 개방한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세 제어장치는 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)의 유압 제동력 증가 시, 전자제어유닛(20)의 명령에 따라 노멀 오픈 솔레노이드 밸브(IN1-IN4)를 개방시키고 유압펌프(HP1,HP2)를 구동시켜 리저버(LRS) 또는 저압 어큐뮬레이터(LPA1,LPA2)의 브레이크액을 노멀 오픈 솔레노이드 밸브(IN1-IN4)를 통해 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)로 공급하여 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)의 압력을 증가시킨다. 이 때, 마스터실린더(MC) 측의 유압 라인을 거치지 않고 리저버(LRS)와 유압펌프(HP1,HP2) 사이에 연결된 유압 라인을 통해 리저버(LRS)에서 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)로 압력을 직접 공급하는 것이 가능하다.
그리고 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)의 유압 제동력 감소 시, 전자제어유닛(20)의 명령에 따라 유압펌프(HP1,HP2)를 정지시키고 노멀 클로즈 솔레노이드밸브(OUT1-OUT4)를 개방시켜 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)의 브레이크액을 노멀 클로즈 솔레노이드밸브(OUT1-OUT4)를 통해 리저버(LRS)로 귀환되도록 함으로써 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr) 내의 압력을 감소시킨다. 이때 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)에서 방출된 브레이크액은 저압 어큐뮬레이터(LPA1,LPA2)에 임시적으로 저장되는 것도 가능하다.
도 1의 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1,TC2), 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1,ESV2), 노멀 오픈 솔레노이드 밸브(IN1-IN4), 노멀 클로즈 솔레노이드밸브(OUT1-OUT4), 유압펌프(HP1,HP2)를 작동시키는 모터(M)는 ESC 모드 등의 제어모드를 수행하는 전자제어유닛(ECU)(20)에 의해 작동되어 해당 바퀴의 제동압력을 증가시키거나, 감소 또는 유지시킨다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 제어블록도이다.
도 2를 참조하면, 차량 자세제어장치의 전반적인 제어를 수행하는 전자제어유닛(10)를 포함한다.
전자제어유닛(10)의 입력측에는 휠 속도 센서(20), 조향각센서(30), 요레이트센서(40) 및 횡가속도센서(50)가 전기적으로 연결된다.
전자제어유닛(10)의 출력측에는 각 바퀴의 휠 실린더에 공급되는 브레이크 압력을 조절하는 유압조절부(60)가 전기적으로 연결된다.
휠 속도 센서(20)는 전륜 좌우측 바퀴FL, FR)와 후륜 좌우측 바퀴(RL, RR)에 각각 마련되고, 각 휠 속도를 검출한다. 휠 속도 센서(20)는 검출된 각 휠 속도를 전자제어유닛(10)에 제공한다.
조향각센서(30)는 차량의 조향정도를 검출하여 전자제어유닛(10)에 전송한다. 조향각센서(30)는 스티어링 휠 하단 부위에 장착되며, 핸들을 조향하고 차량이 회전하였을 때 핸들이 운전자가 동작시킨 만큼 조향되었는지 핸들의 조향각, 조향속도 및 조향방향을 검출한다.
요레이트센서(40)는 차량의 요레이트를 검출하여 전자제어유닛(10)에 전송한다. 요레이트센서(40))는 차량이 수직축을 기준으로 회전할 때, 즉 Z축 방향을 기준으로 회전할 때 내부의 프레이트 포크가 진동 변화를 일으키면서 전자적으로 차량의 요 모멘트를 검출한다. 여기서 요 모멘트는 차체의 앞뒤가 좌우측 또는 선회할 때 안쪽 바깥쪽 차륜 쪽으로 이동하려는 힘이다.
횡가속도센서(50)는 2축 가속도 센서로, 차량 주행 중 차량이 횡방향 가속도인 횡가속도를 검출하여 전자제어유닛(10)에 전송한다.
유압조절부(60)은 전자제어유닛(10)의 제어신호에 따라 마스터실린더(MC)에서 휠 실린더(Wfr,Wrl,Wfl,Wrr)로 공급되는 유압 작용력을 증압 또는 감압하여 압력을 조절한다. 유압조절부(60)은 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1,TC2), 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1,ESV2), 노멀 오픈 솔레노이드 밸브(IN1-IN4), 노멀 클로즈 솔레노이드밸브(OUT1-OUT4), 유압펌프(HP1,HP2)를 작동시키는 모터(M)을 포함할 수 있다.
전자제어유닛(10)은 각 휠 속도센서(20)를 통해 검출된 각 휠 속도정보와, 조향각센서(30)를 통해 검출된 조향각정보에 기초하여 차량모델로부터 운전자가 원하는 요레이트인 기준요레이트를 추정한다. 기준요레이트를 추정하는 것은 공지기술을 따르며, 이에 대해서는 대한민국 공개특허공보 제2008-0012464호에 구체적으로 개시되어 있다.
전자제어유닛(10)은 기준요레이트가 실제요레이트보다 크면 차량이 언더스티어 경향이 있는 것으로 판단한다. 반대로 기준요레이트가 실제요레이트보다 작으면 차량이 오버스티어 경향이 있는 것으로 판단한다.
전자제어유닛(10)은 추정된 기준요레이트와 요레이트센서(40)를 통해 검출된 실제요레이트를 비교하여 그 요레이트오차를 산출한다.
전자제어유닛(10)은 요레이트오차가 언더스티어 임계값 미만이 되면 지나친 언더스티어를 줄이기 위해 선회 내측 바퀴를 제동시키는 언더스티어 보상제어를 수행한다.
전자제어유닛(10)은 요레이트오차가 TVBB 임계값 미만인 TVBB 요레이트오차조건을 만족하면 횡가속도와 선회내측바퀴의 휠 슬립에 따라 TVBB 제어허용여부를 판단하고 판단결과에 따라 TVBB 제어를 개시한다. 이때, TVBB 임계값은 그 절대값이 언더스티어 임계값의 절대값에 비해 적다.
상술한 바와 같이, 차량의 가속 선회 중 약한 언더스티어 경향을 보일 때, 일시적인 구간에서는 일시적으로 요레이트오차(delta yaw) 감소 현상이 있을 수 있으며, 이럴 경우 요레이트오차가 일시적으로 TVBB의 임계값 미만이 될 수 있다(도 3 참조).
따라서, 일시적인 구간에서 TVBB 오작동을 막기 위해서 차량의 횡가속도 계측값을 참조하여 횡가속도가 일정 수준 이상이 될 경우에만 TVBB 작동을 허용한다.
하지만, 저마찰 노면에서는 차량 횡가속도가 TVBB 작동 수준까지 발생되지 않으므로 TVBB는 고마찰노면에서만 작동을 하게 되며, 저마찰 노면에서도 TVBB가 작동하도록 허용할 경우 고마찰 노면에서 오작동을 일으킬 위험이 있다.
이를 방지하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치는 차량 가속 선회 중 약한 언더스티어 경향시 횡가속도와 선회내측바퀴의 휠 슬립에 따라 TVBB 작동을 적절히 허용함으로써 저마찰노면과 고마찰노면 등의 노면상태에 관계없고 TVBB의 오작동의 위험없이 차량의 가속 선회 운전을 안정적으로 지원할 수 있다.
즉, 전자제어유닛(10)은 TVBB 제어 진입 결정 시 요레이트오차에 의한 언더스티어링 조건뿐만 아니라 제어휠의 슬립과 횡가속도의 맵을 참조한다.
고마찰노면(High-mu) 조건에서는 차량이 언더스티어 경향을 보이게 되는 횡가속도가 높다. 이때, 휠 슬립율(positive slip)은 상대적으로 크지 않다.
그러나 저마찰노면(Low-mu) 조건에서는 차량이 언더스티어 경향을 보이게 되는 횡가속도가 낮다. 이때, 휠 슬립율이 고마찰노면조건에 비해 크다.
즉, 고마찰노면조건에서는 언더스티어 경향이 선회 내측 바퀴의 휠 슬립에 선행하는 경향을 보이며, 저마찰노면조건에서는 선회 내측 바퀴의 휠 슬립이 언더스티어 경향에 선행하는 경향을 보인다. 이것을 이용하여 횡가속도에 따라 제어진입가능한 제어휠 슬립율을 설정하여 고마찰노면에서의 민감작동을 방지한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치에서 TVBB 작동 허용 조건을 설명하기 위한 도면이다.
횡가속도에 따라 제어 진입 가능한 제어 휠 슬립은 도 4와 같이 설정될 수 있다.
TVBB 제어 허용 휠 슬립 맵은 횡가속도가 x3[g] 이상일 경우에는 x3보다 횡가속도값이 큰 x4까지는 휠 슬립이 0[%]이어도 상관없고, 횡가속도가 x3[g] 미만일 경우에는 x3에서 x3보다 횡가속도값이 낮은 x1로 갈수록 휠 슬립값이 높아지도록 맵핑되어 있다.
예를 들면, 횡가속도가 x3 와 x4 인 경우에는 휠 슬립이 0[%] 이어도 TVBB 요레이트오차조건을 만족하면 TVBB 제어를 허용한다. TVBB 요레이트오차조건을 만족하고 횡가속도가 x2 일 경우에는 휠 슬립이 y1 이상일 경우에만, x1일 경우에는 y1보다 높은 y2 이상일 경우에만 TVBB 제어를 허용한다.
이와 같이, 횡가속도가 미리 설정된 값인 x3[g] 이상일 경우에는 휠 슬립이 발생하지 않아도 TVBB 요레이트오차조건을 만족하면 TVBB 제어 진입이 가능하다.
하지만, 횡가속도가 x3[g]이하일 경우에는 휠 슬립이 TVBB 제어 허용 휠 슬립 맵에 정의된 휠 슬립량 이상 발생되고 TVBB 요레이트오차조건을 만족해야 TVBB 제어 진입이 허용된다. 일예로, 횡가속도가 x2일 경우 휠 슬립이 y1 이상이고 TVBB 요레이트오차조건을 만족하면 TVBB 제어 진입이 가능한 것으로 판단한다.
TVBB 제어진입이 허용되면, TVBB 작동을 수행함으로써 선회 내측 바퀴(일예로, 선회 내측 후륜 바퀴)에 제동력을 가하여 토크 벡터링 제어를 수행한다(도 5 참조). 이에 따라, 차량은 저마찰노면과 고마찰노면 등의 노면상태에 관계없고 TVBB의 오작동의 위험없이 차량의 가속 선회 운전을 안정적으로 계속할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 자세제어장치의 제어방법에 대한 제어흐름도이다.
도 6을 참조하면, 전자제어유닛(10)은 차량의 주행이 시작되면 휠 속도센서(20)를 통해 각 휠 속도정보를 검출하고(100), 조향각센서(30)를 통해 조향각정보를 검출한다(102).
휠 속도정보와 조향각정보를 검출한 후 전자제어유닛(10)은 검출된 휠 속도정보와 조향각정보를 근거로 작동모드 104에서 차량이 가속 선회중인지를 판단한다(104).
만약, 작동모드 104의 판단결과 차량이 가속 선회 중이 아니면 미리 설정된 루틴으로 이동한다.
한편, 작동모드 104의 판단결과 차량이 가속 선회 중일 경우, 전자제어유닛(10)는 검출된 휠 속도정보와 조향각정보에 따라 차량기준모델을 이용하여 운전자가 원하는 요레이트인 기준 요레이트를 산출하고(106), 요레이트센서(40)를 통해 실제 요레이트를 검출한다(108).
작동모드 110에서 전자제어유닛(10)은 기준요레이트와 실제요레이트를 비교하여 기준요레이트가 실제요레이트를 초과하는지를 판단한다(110).
만약, 작동모드 110의 판단결과 기준요레이트가 실제요레이트를 초과하지 않으면, 미리 설정된 루틴으로 이동한다.
한편, 작동모드 110의 판단결과 기준요레이트가 실제요레이트를 초과하면, 전자제어유닛(10)은 기준요레이트에서 실제요레이트를 뺀 요레이트오차를 산출한다(112).
요레이트 오차를 산출한 후 전자제어유닛(10)은 작동모드 114에서 요레이트 오차가 TVBB 임계값을 벗어나는 TVBB 요레이트 오차조건을 만족하는지를 판단한다(114).
만약, 작동모드 114의 판단결과 요레이트오차가 TVBB 임계값을 벗어나 TVBB 요레이트 오차조건을 만족하면, 전자제어유닛(10)은 횡가속도센서(50)를 통해 횡가속도를 검출한다(116).
작동모드 118에서 전자제어유닛(10)은 검출된 횡가속도(Ad)와 미리 설정된 값(Aref)를 비교하여 검출된 횡가속도(Ad)가 미리 설정된 값(Aref) 이상인지를 판단한다(118).
만약, 작동모드 118의 판단결과 검출된 횡가속도(Ad)가 미리 설정된 값(Aref) 이상이면, 전자제어유닛(10)은 작동모드 120에서 TVBB 제어를 허용한다(120). 이에 따라, TVBB 제어를 개시한다.
한편, 작동모드 118의 판단결과 검출된 횡가속도(Ad)가 미리 설정된 값(Aref) 미만이면, 전자제어유닛(10)은 작동모드 122에서 선회내측바퀴의 휠 슬립을 산출한다(122).
선회내측바퀴의 휠 슬립을 산출한 후 전자제어유닛(10)은 산출된 휠 슬립(Sc)와, TVBB 제어허용 슬립율 맵 상에서 작동모드 116에서 검출된 횡가속도값에 대응하는 휠 슬립(Smap)를 비교하여 산출된 휠 슬립(Sc)이 횡가속도값에 대응하는 휠 슬립(Smap)이상인지를 판단한다(124).
만약, 작동모드 124의 판단결과 산출된 휠 슬립(Sc)이 횡가속도값에 대응하는 휠 슬립(Smap)이상이면, 작동모드 120으로 이동하여 TVBB 제어를 허용한다(120).
한편, 작동모드 124의 판단결과 산출된 휠 슬립(Sc)이 횡가속도값에 대응하는 휠 슬립(Smap) 미만이면, TVBB 제어를 허용하지 않고 금지시킨다(126).
10 : 전자제어유닛 20 : 휠 속도센서
30 : 조향각센서 40 : 요레이트센서
50 : 횡가속도센서 60 : 유압조절부

Claims (8)

  1. 차량의 가속 선회 중 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치의 제어방법에 있어서,
    차량의 가속 선회 중 언더스티어시 차량기준모델을 이용하여 추정된 기준요레이트와 요레이트센서를 통해 검출된 실제요레이트 간의 요레이트오차가 미리 설정된 임계값보다 큰지를 판단하고,
    상기 요레이트오차가 상기 미리 설정된 임계값보다 크면 상기 차량의 횡가속도와 선회 내측 바퀴의 휠 슬립을 근거로 하여 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 임계값은 언더스티어 보상제어를 위한 임계값보다 적은 차량 자세제어장치의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 압력 제공은, 상기 횡가속도가 미리 설정된 값보다 높으면 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 압력 제공은, 상기 횡가속도가 미리 설정된 값보다 낮으면, 선회내측바퀴의 휠 슬립을 산출하고, 상기 산출된 휠 슬립이 상기 횡가속도에 대응하는 휠 슬립보다 높으면 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 횡가속도가 상기 미리 설정된 값보다 낮을수록 상기 횡가속도에 대응하는 휠 슬립값이 높도록 미리 설정된 차량 자세제어장치의 제어방법.
  6. 차량의 가속 선회 중 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치에 있어서,
    각 바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도센서;
    차량의 조향각을 검출하는 조향각센서;
    상기 차량의 요레이트를 검출하는 요레이트센서;
    상기 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도센서; 및
    상기 차량의 가속 선회 중 언더스티어시 상기 검출된 휠 속도정보와 조향각정보에 따라 차량기준모델을 이용하여 추정된 기준요레이트와 상기 요레이트센서를 통해 검출된 실제요레이트 간의 요레이트오차가 미리 설정된 임계값보다 큰지를 판단하고, 상기 요레이트오차가 상기 미리 설정된 임계값보다 크면 상기 횡가속도센서를 통해 검출된 횡가속도와 선회 내측 바퀴의 휠 슬립을 근거로 하여 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 전자제어유닛;을 포함하는 차량 자세제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하기 위한 경계값으로서의 횡가속도값과 휠 슬립값이 서로 대응되게 저장된 휠 슬립 맵을 포함하고,
    상기 전자제어유닛은 상기 휠 슬립 맵을 이용하여 상기 횡가속도와 상기 선회 내측 바퀴의 휠 슬립을 근거로 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전자제어유닛은 상기 검출된 횡가속도가 미리 설정된 값보다 높으면 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하고, 상기 검출된 횡가속도가 상기 미리 설정된 값보다 낮으면 상기 선회내측바퀴의 휠 슬립을 산출하고 상기 산출된 휠 슬립이 상기 검출된 횡가속도에 대응하는 휠 슬립보다 높으면 상기 선회 내측 바퀴에 브레이크 압력을 제공하는 차량 자세제어장치.
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