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KR101261284B1 - 차량의 안정성 유지 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

차량의 안정성 유지 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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KR101261284B1
KR101261284B1 KR1020110058461A KR20110058461A KR101261284B1 KR 101261284 B1 KR101261284 B1 KR 101261284B1 KR 1020110058461 A KR1020110058461 A KR 1020110058461A KR 20110058461 A KR20110058461 A KR 20110058461A KR 101261284 B1 KR101261284 B1 KR 101261284B1
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scc
esc
valve
controlled
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박만복
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주식회사 만도
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Abstract

SCC 시스템과 ESC 시스템이 같이 동작할 수 있는 차량의 안정성 유지 시스템 및 그 제어방법을 제공한다. 차량의 안정성 유지 시스템의 제어방법은, SCC 시스템이 동작 중일 때, 차량에 감속이 발생하는지를 판단하고, 차량에 감속이 발생하면, ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황인지 판단하고, ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황이면, SCC 시스템의 동작을 유지한 채 ESC 시스템을 동작시킨다.

Description

차량의 안정성 유지 시스템 및 그 제어방법{Vehicle Stability Conservation System and Controlling Method Thereof}
본 발명은 차량의 운전 중 발생할 수 있는 위험 상황에 대비할 수 있도록 그 기능이 향상된 스마트 크루즈 컨트롤의 제어방법에 관한 것이다.
최근에 차량의 편의장치 중 하나로 스마트 크루즈 컨트롤(Smart Cruise Control; SCC, 이하 SCC라 함) 시스템에 대한 연구가 활발히 진행 중이고 이미 SCC 시스템이 장착된 차량들이 전 세계적으로 판매되고 있다.
SCC 시스템은 차량 전방에 장착된 레이더에서 선행 차량의 위치 및 선행 차량과의 거리 등에 따라 차량의 스로틀 밸브, 브레이크, 변속기를 자동 제어하여 적절한 가감속을 수행함으로써 선행 차량과의 적정 거리를 유지하도록 해준다.
SCC 시스템은 선행 차량이 없는 경우에는 정속 주행 제어를 수행하고 선행 차량이 있는 경우에는 선행 차량과 일정한 간격을 유지하도록 차간 거리 제어를 수행한다.
위와 같은 기능을 수행하기 위해서는 차량의 상태를 감지하는 레이더 센서와 차량의 가감속 제어를 수행하는 전자식 제동장치로 구성된다.
한편, 차량 안정성 제어(Electronic Stability Control; ESC, 이하 ESC라 함) 시스템은 차량의 전반적인 주행자세를 안정적으로 제어하기 위한 시스템으로 기존의 ABS(Anti-lock Brake System)와 TCS(Traction Control System)와 연계하여 운전자가 별도의 제동을 하지 않아도 차량의 각 휠을 독립적으로 자동 제어해서 차량의 주행 안정성을 확보하는 것이다.
ESC 시스템에서 일반적으로 사용되는 모델은 2차원 선형 차량 모델이다. 이 모델은 차량의 CAN 신호에서 제공하는 엔진정보(엔진 토크, 엔진 RPM, 토크 컨버터 RPM 등)와 차량 트랜스 미션 기어비 정보를 이용하여 차량 바퀴에 전달되는 토크를 산정하고, 이 산정된 차량 토크와 속도정보를 이용하여 가속 상황 시 현재 차량의 질량을 추정한다. 또한, ESC 시스템에 필수도 장착하는 마스터 압력센서 정보를 이용하여 운전자의 브레이크 작동에 의한 제동력과 차량의 가감속도를 통한 차량의 질량 추정도 가능하다.
차량이 전술한 SCC 시스템의 제어 하에서 주행하다가 위험상황이 발생하여 운전자가 브레이크 조작을 통해 감속을 하면 SCC 시스템에 의한 제어가 해제되고ESC 시스템에 의한 제어가 동작한다. 급박한 위험상황에서 SCC 시스템에 의한 제어가 해제되고 ESC 시스템에 의한 제어만 작동할 경우 종방향의 거리 제어가 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있고 이로 인해 차량의 안정성이 위협받을 수 있다.
본 발명의 일 측면은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, SCC 시스템과 ESC 시스템이 같이 동작할 수 있는 차량의 안정성 유지 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
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본 발명의 일 측면에 따르면, SCC 시스템 및 ESC 시스템을 구비한 차량 안정성 유지 시스템의 제어방법에 있어서, SCC 시스템이 동작 중일 때, 상기 차량에 감속이 발생하는지를 판단하고, 상기 차량에 감속이 발생하면, ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황인지 판단하고, ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황이면, SCC 시스템의 동작을 유지한 채 ESC 시스템을 동작시키는 것을 포함하고, 상기 ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황이면 SCC 시스템의 동작을 유지한 채 ESC 시스템을 동작시키는 것은, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브와 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하고, 상기 ESC 시스템과 상기 SCC 시스템에서 상기 각각 결정된 밸브들을 제어하는 것을 포함하고, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브와 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하는 것은, 상기 SCC 시스템의 동작 중, 상기 SCC 시스템에서 제어 중인 밸브의 정보를 저장하고; 상기 SCC 시스템에서 제어 중인 밸브의 정보가 저장되면, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하고; 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브가 결정되면, 상기 ESC 시스템에서 제어하지 않는 밸브를 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브로 결정하는 것을 포함하는 차량 안정성 유지 시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.
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삭제
본 발명의 다른 측면에 따르면, SCC 시스템 및 ESC 시스템을 구비한 차량의 안정성 유지 시스템에 있어서, 상기 SCC 시스템이 동작 중일 때, 상기 차량에 감속이 발생하는지 판단하고, 상기 차량에 감속이 발생하면 상기 ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황인지 판단하고, 상기 ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황이면 상기 SCC 시스템의 동작을 유지한 채 상기 ESC 시스템을 동작시키는 제어부를 포함하고, 상기 제어부에서 상기 SCC 시스템의 동작을 유지한 채 ESC 시스템을 동작시키는 것은, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브와 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하고, 상기 ESC 시스템과 상기 SCC 시스템에서 상기 각각 결정된 밸브들을 제어하는 것을 포함하고, 상기 제어부에서, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브와 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하는 것은, 상기 SCC 시스템의 동작 중, 상기 SCC 시스템에서 제어 중인 밸브의 정보를 저장하고, 상기 SCC 시스템에서 제어 중인 밸브의 정보가 저장되면 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하고, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브가 결정되면 상기 ESC 시스템에서 제어하지 않는 밸브를 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브로 결정하는 것을 포함하는 차량의 안정성 유지 시스템이 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 의하면, SCC 시스템의 동작 중 위험상황이 발생하여 ESC 시스템이 동작하게 되는 경우라도 SCC 시스템의 동작이 해제되지 않고 ESC 시스템과 함께 동작하여 차량의 종방향의 거리 제어가 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 SCC 시스템의 제어블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 ESC 시스템의 제어블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 안정성 유지 시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 SCC 시스템의 제어블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, SCC 시스템은 제1센서부(10), 제어부(20), 제동력 조절부(32), 엔진구동부(34), 전자식 주차 브레이크 장치(36) 및 운전자 인터페이스(40)를 포함하여 구성된다.
제1센서부(10)는 전방감지센서(12), 카메라센서(14), 도로속도센서(16), 움직임센서(18)를 포함한다.
전방감지센서(12)는 차량의 전방에 있는 물체의 상대속도와 상대거리를 감지한다.
카메라센서(14)는 차량의 전방에 있는 물체의 종류를 감지한다.
도로속도센서(16)는 도로의 안전속도 및 도로의 제한속도를 인식하는 센서로서, GPS(Global Positioning System), 네비게이션(Navigation), 제한속도 교통 표지판 인식 카메라 등을 이용하여 속도 제한 구간 및 커브 진입/출입로 구간이 있는 도로의 안전속도 및 도로의 제한속도를 인식할 수 있다.
움직임센서(18)는 차량의 움직임을 파악한다.
제어부(20)는 SCC 시스템의 전반적인 동작을 제어하며, 차량의 적정주행속도와 미리 정해진 설정속도를 비교하여 그 비교결과에 따라 설정속도의 변경 여부를 결정할 수 있다. 즉, 제어부(20)는 차량의 적정주행속도와 운전자가 설정한 설정속도를 비교하여 설정속도가 적정주행속도보다 클 경우, 설정속도를 변경하고, 설정속도가 적정주행속도보다 크지 않을 경우, 설정속도를 원래대로 유지할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 제어부(20)는 운전자가 미리 설정한 속도인 설정속도를 기준으로 차량을 자동 제어하고, 전방에 있는 차량의 움직임에 따라서 차량의 속도를 조절하는 동작을 수행할 수 있다. 이때, 제1센서부(10) 즉, 도로속도센서(16)에서 차량의 적정주행속도 즉, 도로의 안전속도 및 도로의 제한속도가 감지되면, 제어부(20)는 차량의 적정주행속도와 설정속도를 비교하여 설정속도가 차량의 적정주행속도보다 클 경우, 설정속도를 차량의 적정주행속도로 변경할 수 있다.
제동력 조절부(32)는 제어부(20)로부터 출력되는 제동신호에 따라 휠실린더에 공급되는 브레이크 액압을 제어한다.
엔진 구동부(34)는 차량의 가속추진력을 제어하여 차량의 속도를 증가시킨다.
전자식 주차 브레이크 장치(36)는 차량의 주차 시 제동력을 유지시켜준다.
운전자 인터페이스(40)는 적응 순항 제어의 시작과 모드 그리고 제어상황을 운전자와 연결하여 통신하는 역할을 수행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 ESC 시스템의 제어블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, ESC 시스템은 엔진정보 입력부(50), 제2센서부(60), 제동력 조절부(32), 제어부(20)를 포함한다.
엔진정보 입력부(50)는 차량의 CAN신호에서 제공하는 엔진토크, 엔진 RPM, 토크 컨버터 RPM 등의 엔진 정보를 제어부로 전송한다.
제2센서부(60)는 차량의 휠 속도를 감지하는 휠속도센서(62), 차량의 종가속도를 감지하는 종가속도센서(64), 유압제동장치의 차량의 제동압력을 감지하기 위한 제동압력감지센서(66), 차량의 요레이트를 감지하는 요레이트센서(68)를 포함하며, 각 센서에서 감지된 정보는 제어부(20)로 전송된다.
제동력 조절부(32)는 제어부(20)로부터 출력되는 제동신호에 따라 휠실린더에 공급되는 브레이크 액압을 제어한다.
제어부(20)는 차량의 질량에 따라 적합한 안정성 제어 모델을 생성하며, 생성된 차량의 안정성 제어 모델에 따라 제동력 조절부를 제어하여 차량의 안정성 제어를 수행한다. 제어부는 전술한 차량의 안정성 제어 모델을 생성하기 위하여, 제2센서부(60) 및 엔진정보 입력부(50)에서 입력받은 정보를 이용하여 차량의 질량을 산출한다.
차량이 전술한 SCC 시스템의 제어 하에서 주행하다가 위험상황이 발생하여 운전자가 브레이크 조작을 통해 감속을 하면 SCC 시스템에 의한 제어가 해제되고ESC 시스템에 의한 제어가 동작한다.
급박한 위험상황에서 SCC 시스템에 의한 제어가 해제되고 ESC 시스템에 의한 제어만 작동할 경우 종방향의 거리 제어가 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있고 이로 인해 차량의 안정성이 위협받을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 SCC 시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 우선 SCC 시스템이 동작 중인지 판단한다(100).
SCC 시스템이 동작하여 SCC 시스템 제어하의 운행이 이루어지고 있으면, 차량의 감속이 발생하는지 여부를 판단한다(110). 앞서 가던 차량이 급제동을 하는 등의 위급한 상황이 발생하는 경우 운전자에 의한 차량의 감속이 발생하거나 SCC 시스템에 의한 차량의 감속이 발생할 수도 있다.
차량의 감속이 발생하면, ESC 시스템이 동작하는지 여부를 판단한다(120).
위급한 상황에서 운전자는 차량의 급제동에 의한 급감속과 함께 다른 차선으로 차량을 이동하여 앞 선 차량과의 충돌을 피하려고 할 수 있다. 이 경우 급격한 차량의 횡방향 이동이 발생하여 차체의 안정성이 저해될 수 있고, 차체의 안정성을 확보하기 위해 ESC 시스템이 동작할 수 있다. 이와 같이 ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황에 해당하여 ESC 시스템이 동작하는지 여부를 판단하는 것이다.
ESC 시스템이 동작하여 ESC 시스템에 의한 제어가 이루어지면, 제어부는 SCC 시스템의 명령을 수행하던 밸브들의 정보를 저장한다(130).
제어부는 ESC 시스템이 동작하여 ESC 시스템에 의한 제어가 이루어지면, ESC 시스템의 명령을 수행할 밸브를 결정한다(140).
ESC 시스템에 의해 제어되는 밸브가 결정되면, 그 밸브들은 ESC 시스템의 제어명령을 수행하고, ESC 시스템의 명령을 수행하지 않는 나머지 밸브들은 SCC 시스템에 의한 제어명령을 그대로 수행한다(150).
이렇게 되면 SCC 시스템에 의한 제어와 ESC 시스템에 의한 제어가 동시에 이루어져서 차량의 종방향 거리 제어가 정상적으로 이루어질 수 있고, 차량의 급격한 이동에 의한 차량의 안정성이 저해되는 것을 막을 수 있다.
10: 제1센서부 20: 제어부
32: 제동력 조절부 34: 엔진구동부
36: 전자식 주차 브레이크 장치 40: 운전자 인터페이스
50: 엔진정보 입력부 60: 제2 센서부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. SCC 시스템 및 ESC 시스템을 구비한 차량 안정성 유지 시스템의 제어방법에 있어서,
    SCC 시스템이 동작 중일 때, 상기 차량에 감속이 발생하는지를 판단하고,
    상기 차량에 감속이 발생하면, ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황인지 판단하고,
    ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황이면, SCC 시스템의 동작을 유지한 채 ESC 시스템을 동작시키는 것을 포함하고,
    상기 ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황이면 SCC 시스템의 동작을 유지한 채 ESC 시스템을 동작시키는 것은,
    상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브와 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하고, 상기 ESC 시스템과 상기 SCC 시스템에서 상기 각각 결정된 밸브들을 제어하는 것을 포함하고,
    상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브와 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하는 것은,
    상기 SCC 시스템의 동작 중, 상기 SCC 시스템에서 제어 중인 밸브의 정보를 저장하고;
    상기 SCC 시스템에서 제어 중인 밸브의 정보가 저장되면, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하고;
    상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브가 결정되면, 상기 ESC 시스템에서 제어하지 않는 밸브를 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브로 결정하는 것을 포함하는 차량 안정성 유지 시스템의 제어방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. SCC 시스템 및 ESC 시스템을 구비한 차량의 안정성 유지 시스템에 있어서,
    상기 SCC 시스템이 동작 중일 때, 상기 차량에 감속이 발생하는지 판단하고,
    상기 차량에 감속이 발생하면 상기 ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황인지 판단하고, 상기 ESC 시스템의 동작이 요구되는 상황이면 상기 SCC 시스템의 동작을 유지한 채 상기 ESC 시스템을 동작시키는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부에서 상기 SCC 시스템의 동작을 유지한 채 ESC 시스템을 동작시키는 것은, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브와 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하고, 상기 ESC 시스템과 상기 SCC 시스템에서 상기 각각 결정된 밸브들을 제어하는 것을 포함하고,
    상기 제어부에서, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브와 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하는 것은, 상기 SCC 시스템의 동작 중, 상기 SCC 시스템에서 제어 중인 밸브의 정보를 저장하고, 상기 SCC 시스템에서 제어 중인 밸브의 정보가 저장되면 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브를 결정하고, 상기 ESC 시스템에서 제어할 밸브가 결정되면 상기 ESC 시스템에서 제어하지 않는 밸브를 상기 SCC 시스템에서 제어할 밸브로 결정하는 것을 포함하는 차량의 안정성 유지 시스템.

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