KR100534297B1 - Method of preventing vehicle roll over - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 롤오버 방지방법에 관한 것으로서, 주행중인 차량이 선회할 때 전복되는 것을 방지하기 위한 것으로 차량의 차체길이방향 및 차축방향 가속도와 차량의 롤링/피칭/요잉에 대한 각속도와 조향각 및 차량속도를 검출하여 차량의 동적상태를 파악하는 검출단계;와 상기 검출단계에서 제공된 값을 제어부에서 제공받아 비교기에 내장된 설정값과 비교 연산하는 연산단계; 및 상기 연산단계에 의하여 차량에 전복위험이 있는 것으로 판단되면 차량의 네바퀴를 브레이크제어장치에 의하여 각각 독립적으로 제어하는 브레이크제어단계;를 포함하는 차량의 롤오버 방지방법에 있어서, 상기 검출단계에는 상기 브레이크제어단계에서 각 타이어를 보다 정확하게 독립 제어할 수 있도록 차량의 휠하우징부나 펜더부에 각각의 타이어를 식별할 수 있는 이니시에이터와 타이어의 공기주입 밸브 쪽에 설치된 타이어온도압력 센서로부터 각각의 타이어의 온도와 압력을 각각 검출하고 이를 무선주파수(RF)를 통해 출력하는 타이어상태검출단계가 포함되고, 상기 연산단계에는 상기 타이어상태검출단계에 의하여 제공된 각 타이어의 온도와 압력변화에 대한 값을 비교기에 내장된 설정값과 비교 연산하여 현재의 온도와 압력이 직진로 주행때보다 상대적으로 더 크게 증가한 타이어를 선회에 대한 외측 타이어로 판단하는 단계가 포함된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for preventing a rollover of a vehicle, and to prevent the vehicle from being rolled over when it is turning, the angular velocity and steering angle of the vehicle body length direction and axle direction acceleration and the rolling / pitching / yawing of the vehicle. A detecting step of detecting a speed of the vehicle and identifying a dynamic state of the vehicle; And a brake control step of independently controlling four wheels of the vehicle by the brake control device when it is determined that the vehicle is at risk of overturning by the calculation step. In order to control each tire more accurately and independently in the brake control stage, each tire temperature and tire temperature pressure sensor installed on the air inlet valve side of the tire and an initiator for identifying each tire on the wheel housing part or the fender part of the vehicle A tire state detection step of detecting pressure and outputting the same through a radio frequency (RF) is included, and the calculating step includes a value for temperature and pressure change of each tire provided by the tire state detection step. The current temperature and pressure go straight by comparing with the set value The step of determining a relatively larger increase in specific tire when running with the outer tires for turning are included.
Description
본 발명은 차량의 롤오버 방지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에서 차량의 가속도와 각속도, 조향각 및 차량속도를 기본적으로 검출하고, 여기에 차량의 이상거동을 직접적으로 파악할 수 있는 타이어의 온도와 압력을 추가로 더 검출하여 차량이 선회할 때 4개의 바퀴를 각각 독립적으로 제어함으로써 차량 전복에 대한 신뢰성을 높이는 차량의 롤오버 방지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preventing a rollover of a vehicle, and more particularly, to detect a vehicle's acceleration, angular velocity, steering angle, and vehicle speed in a vehicle, and to determine a temperature of a tire that can directly detect an abnormal behavior of the vehicle. The present invention relates to a method for preventing rollover of a vehicle, by further detecting pressure and controlling four wheels independently when the vehicle turns, thereby increasing reliability of vehicle overturning.
일반적으로, 차량이 급선회를 하게 되면 관성법칙에 의하여 차량의 무게중심이 원심력이 작용하는 방향으로 이동하게 되는 바, 이에 의하여 선회방향에 대한 차량의 내측 바퀴가 지면으로부터 이탈되어 차량이 전복되는 사고가 발생하는데, 이러한 차량의 전복을 롤오버(roll over)라고 한다.In general, when the vehicle turns sharply, the center of gravity of the vehicle is moved in the direction in which the centrifugal force is applied by the law of inertia, whereby the inner wheel of the vehicle in the turning direction is separated from the ground and the vehicle is overturned. In this case, the rollover of such a vehicle is called a rollover.
차량의 롤오버는 탑승자에게 매우 심각한 상해를 입히기 때문에 차량에 롤오버가 일어나는 것을 최대한 억제해야 하는데, 종래에는 도1에 나타낸 방법에 의하여 차량이 전복되는 것을 방지한다.Since the rollover of the vehicle causes very serious injury to the occupant, the rollover of the vehicle should be suppressed as much as possible. Conventionally, the vehicle is prevented from being overturned by the method shown in FIG.
도1을 참조하여 종래의 차량 롤오버 방지방법을 설명하면 다음과 같다Referring to Figure 1, a conventional vehicle rollover prevention method will be described.
차량이 선회를 하게 되면 차량의 속도나 조향각에 따라 차체의 무게중심이 이동되는 정도가 변화하게 되고, 이러한 차체의 무게중심 이동에 의하여 차량의 가속도와, 각속도가 상대적으로 변화하게 된다.When the vehicle turns, the degree of movement of the center of gravity of the vehicle body is changed according to the speed or steering angle of the vehicle, and the acceleration and the angular velocity of the vehicle are relatively changed by the movement of the center of gravity of the vehicle body.
따라서, 주행중인 차량의 현재 거동상태를 정확하게 검출하기만 하면 브레이크 제어장치를 통하여 4개의 바퀴를 제어함으로써 차량의 전복되는 것을 막을 수 있다.Therefore, it is possible to prevent overturning of the vehicle by controlling the four wheels through the brake control device only by accurately detecting the current behavior of the driving vehicle.
이를 실현하기 위한 롤오버 방지방법으로, 종래에는 주행중인 차량에서 차량의 차체길이방향의 가속도를 검출하는 센서(1)와, 차량의 차축방향의 가속도를 검출하는 센서(2)를 통하여 차량의 가속도 변이를 파악하고, 차량이 차량의 X축(차량의 길이방향), Y축(차량의 차축방향), Z축(차량의 높이방향)을 중심으로 회전하려고 하는 운동상태인 롤링(rolling), 피칭(pitching), 요잉(yawing)에 대한 각속도를 검축하는 롤링센서(3), 피칭센서(4), 요잉센서(5)를 통하여 차량의 각속도를 파악하며, 이때 차량의 조향각 및 차속을 검출하는 조향각센서(6) 및 차속센서(7)를 통하여 주행중인 차량의 현재 상태를 종합적으로 판정하여 차륜의 제동력을 제어한다.As a rollover prevention method for realizing this, in a conventional vehicle, the acceleration of the vehicle is changed through a sensor 1 for detecting an acceleration in the vehicle body length direction of the vehicle and a sensor 2 for detecting an acceleration in the axle direction of the vehicle. Rolling, pitching (the vehicle is in a motion state in which the vehicle tries to rotate about the X axis (the vehicle's longitudinal direction), the Y axis (the vehicle's axle direction), and the Z axis (the vehicle's height direction)) Rolling sensor (3), pitching sensor (4), yawing sensor (5) to detect the angular velocity for pitching, yawing (5), to grasp the angular velocity of the vehicle, and at this time steering angle for detecting the vehicle's steering angle and vehicle speed The sensor 6 and the vehicle speed sensor 7 collectively determine the current state of the vehicle being driven to control the braking force of the wheel.
이렇게 검출된 차량의 가속도, 각속도, 조향각 및 차속 등의 데이터 값을 제어부(20)에 설정된 비교값과 비교연산을 하여, 제어부(20)에서 차량이 전복될 것으로 판단되면 상기 제어부(20)는 브레이크제어장치(30)에 제어신호를 보내서 차량의 4개의 바퀴(40)를 제어하게 된다.The controller 20 compares the data values such as the acceleration, the angular velocity, the steering angle and the vehicle speed of the vehicle detected with the comparison value set in the controller 20, and determines that the vehicle is to be overturned by the controller 20. By sending a control signal to the control device 30 to control the four wheels 40 of the vehicle.
이와 같이 차량이 선회할 때 바퀴의 제동력을 제어하게 되면 바퀴에 발생하는 코너링포스가 줄어들어 차량이 전복되는 것을 막을 수 있다.As such, when the braking force of the wheel is controlled when the vehicle is turning, the cornering force generated on the wheel may be reduced to prevent the vehicle from overturning.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 방법은 차량이 선회할 때 지면으로부터 직접적인 영향을 받는 타이어에 대한 정보는 누락되어 있어서 실제로 4개의 바퀴를 각각 독립적으로 제어하는 것이 불가능하다.However, the conventional method as described above is missing information on the tire directly affected from the ground when the vehicle is turning, so that it is impossible to actually control each of the four wheels independently.
즉, 제어부가 차량의 롤오버 정도를 파악하는데 제일 중요한 타이어상태에 대한 정보가 누락되어 있어서 브레이크 제어장치의 제어에 대한 신뢰성이 높지 않다는 문제점과, 상기한 바와 같은 센서에 의하여 차량의 롤오버를 판정한 다음 브레이크 제어장치를 작동하면 4개의 바퀴가 동시에 제어됨으로써 차량이 지면에서 미끄러져 급격하게 회전될 우려가 있어 매우 위험하다.That is, the controller is missing information on the tire condition which is most important for determining the degree of rollover of the vehicle, and thus the reliability of the control of the brake control device is not high. The rollover of the vehicle is determined by the sensor as described above. When the brake control device is operated, the four wheels are controlled at the same time, so that the vehicle may slide on the ground and rotate rapidly, which is very dangerous.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 차량 롤오버 판정에 대한 신뢰도를 높이기 위하여 지면과 직접 접촉되는 타이어의 상태를 파악함으로써 선회시에 상태변화를 일으키는 타이어를 독립적으로 제어하여 차량이 전복되는 것을 방지함과 동시에 안전사고를 예방하고 차량의 롤오버 판정에 대한 신뢰도를 높이는데 있다. The present invention has been proposed to solve the above problems, and its object is to independently identify tires that cause a change in state by turning the tires in direct contact with the ground in order to increase the reliability of the vehicle rollover decision. By controlling, the vehicle is prevented from overturning, the safety accident is prevented, and the reliability of the rollover decision of the vehicle is increased.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주행중인 차량이 선회할 때 전복되는 것을 방지하기 위한 것으로 차량의 차체길이방향 및 차축방향 가속도와 차량의 롤링/피칭/요잉에 대한 각속도와 조향각 및 차량속도를 검출하여 차량의 동적상태를 파악하는 검출단계;와 상기 검출단계에서 제공된 값을 제어부에서 제공받아 비교기에 내장된 설정값과 비교 연산하는 연산단계; 및 상기 연산단계에 의하여 차량에 전복위험이 있는 것으로 판단되면 차량의 네바퀴를 브레이크제어장치에 의하여 각각 독립적으로 제어하는 브레이크제어단계;를 포함하는 차량의 롤오버 방지방법에 있어서, 상기 검출단계에는 상기 브레이크제어단계에서 각 타이어를 보다 정확하게 독립 제어할 수 있도록 차량의 휠하우징부나 펜더부에 각각의 타이어를 식별할 수 있는 이니시에이터와 타이어의 공기주입 밸브 쪽에 설치된 타이어온도압력 센서로부터 각각의 타이어의 온도와 압력을 각각 검출하고 이를 무선주파수(RF)를 통해 출력하는 타이어상태검출단계가 포함되고, 상기 연산단계에는 상기 타이어상태검출단계에 의하여 제공된 각 타이어의 온도와 압력변화에 대한 값을 비교기에 내장된 설정값과 비교 연산하여 현재의 온도와 압력이 직진로 주행때보다 상대적으로 더 크게 증가한 타이어를 선회에 대한 외측 타이어로 판단하는 단계가 포함된다.In order to achieve the above object, the present invention is to prevent overturning when the vehicle in motion is turning, and the angular velocity and steering angle and vehicle speed with respect to the vehicle body length direction and axle direction acceleration and rolling / pitching / yawing of the vehicle. A detection step of detecting a dynamic state of the vehicle by detecting a signal; and a step of comparing and calculating a value provided in the detection step with a setting value built into the comparator; And a brake control step of independently controlling four wheels of the vehicle by the brake control device when it is determined that the vehicle is at risk of overturning by the calculation step. In order to control each tire more accurately and independently in the brake control stage, each tire temperature and tire temperature pressure sensor installed on the air inlet valve side of the tire and an initiator for identifying each tire on the wheel housing part or the fender part of the vehicle A tire state detection step of detecting pressure and outputting the same through a radio frequency (RF) is included, and the calculating step includes a value for temperature and pressure change of each tire provided by the tire state detection step. The current temperature and pressure go straight by comparing with the set value The step of determining a relatively larger increase in specific tire when running with the outer tires for turning are included.
도2는 본 발명의 롤오버 방지방법에 따른 블록 구성도이고, 도3은 본 발명의 타이어상태 검출을 나타내기 위한 개략도이다.Figure 2 is a block diagram according to the rollover prevention method of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram for showing the tire state detection of the present invention.
본 발명은 종래기술에서 설명한 바와 같은 차량의 2방향에 대한 가속도(1,2)와 차량의 3방향에 대한 각속도(3,4,5) 및 조향각(6), 차속신호(7) 이외에도 차량의 롤오버 판정에 중요한 인자로 작용하고 있는 타이어의 상태를 직접적으로 검출함으로써 차량 롤오버 판정에 따른 신뢰도를 높이고, 이에 따라 4개의 바퀴(40)를 각각 독립적으로 제어하고자 한다.According to the present invention, in addition to the acceleration (1, 2) in two directions of the vehicle, the angular velocity (3, 4, 5) and the steering angle (6), the vehicle speed signal (7) in three directions of the vehicle, By directly detecting the state of the tire acting as an important factor in the rollover determination, the reliability of the vehicle rollover determination is increased, and accordingly, the four wheels 40 are independently controlled.
타이어의 상태, 즉, 타이어의 온도와 압력을 직접 검출하는 것이 차량 롤오버 판정에 중요한 영향을 미치는 이유는 다음과 같다.The reason why directly detecting the state of the tire, that is, the temperature and pressure of the tire, has a significant influence on the vehicle rollover determination is as follows.
차량이 선회할 때 차량에는 관성법칙에 의하여 원심력이 작용하게 되는 바, 이 원심력에 의한 차량의 무게중심 이동으로 인하여 선회방향에 대한 차량의 내측 타이어는 지면에서 뜨려고 하는 성질을 갖게 되며, 평지를 주행할 때에 비하여 압력이 급격히 저하된다.When the vehicle is turning, the centrifugal force is applied to the vehicle by the law of inertia. The inner tire of the vehicle in the turning direction has the property of floating on the ground due to the centrifugal movement of the vehicle. As compared with the above, the pressure drops rapidly.
반면에, 선회방향에 대한 차량의 외측 타이어는 차량의 무게 중심이 더 가해져 평지를 주행할 때에 비하여 타이어 압력이 급격하게 증가되고, 이 압력 증가에 의하여 내부 온도 또한 상대적으로 증가하게 되는 양상을 보인다.On the other hand, the outer tire of the vehicle in the turning direction has a more center of gravity of the vehicle, the tire pressure is increased sharply compared to when driving on a flat surface, the internal temperature is also relatively increased by this pressure increase.
이와 같이, 타이어는 지면과 직접 접촉하여 선회시에 내부의 온도 및 압력이 변화한다. 따라서, 타이어의 온도 및 압력을 검출하게 되면 타이어에 가해지는 부하의 정도를 판단할 수 있어서, 차량의 롤오버 상태를 보다 정밀하게 판정할 수 있다.In this way, the tire is in direct contact with the ground, and the internal temperature and pressure change at the time of turning. Therefore, when the temperature and pressure of the tire are detected, the degree of load applied to the tire can be determined, and the rollover state of the vehicle can be determined more precisely.
이하, 본 발명에 따른 차량의 롤오버 방지방법을 설명한다.Hereinafter, a method for preventing rollover of a vehicle according to the present invention will be described.
도2에 도시된 바와 같이 본 발명은 차량의 차체길이방향 가속도(1), 차축방향 가속도(2), 롤링 각속도(3), 피칭 각속도(4), 요잉 각속도(5), 조향각(6) 및 차속신호(7) 이외에도 4개의 타이어 온도와 압력을 각각 검출할 수 있는 타이어온도압력 센서(10)와, 상기 4개의 타이어의 위치를 식별할 수 있는 이니시에이터(11)로부터 출력되는 신호가 더 제공된다.As shown in Fig. 2, the present invention provides a vehicle body length acceleration (1), axle direction acceleration (2), rolling angular velocity (3), pitching angular velocity (4), yaw angular velocity (5), steering angle (6) and In addition to the vehicle speed signal 7, a signal is further provided from a tire temperature pressure sensor 10 capable of detecting four tire temperatures and pressures, and an initiator 11 capable of identifying the positions of the four tires. .
상기 타이어온도압력 센서(10)는 도3에 나타낸 바와 같이 타이어(40)의 공기주입 밸브 쪽에 설치되어 타이어 내부의 온도와 압력을 검출하며, 그 검출값을 제어부(20)로 전달하게 되는데, 이때 상기 타이어온도압력 센서(10)의 검출값은 무선주파수(RF, radio frequency)로 상기 제어부(20)에 송신된다.The tire temperature pressure sensor 10 is installed on the air injection valve side of the tire 40 to detect the temperature and pressure inside the tire as shown in FIG. 3, and transmits the detected value to the controller 20. The detected value of the tire temperature pressure sensor 10 is transmitted to the controller 20 at a radio frequency (RF).
상기 제어부(20)는 상술한 바와 같은 2방향 가속도(1,2), 3방향 각속도(3,4,5), 조향각(6) 및 차속(7)에 대한 정보 뿐만 아니라 타이어(40) 상태에 대한 정보를 전달받아 비교기에 내장된 설정값과 비교 연산하게 된다.The control unit 20 may not only provide information on the two-way acceleration (1, 2), the three-way angular velocity (3, 4, 5), the steering angle (6) and the vehicle speed (7), but also the tire 40 state. It receives the information about and compares it with the setting value built in the comparator.
여기서, 상기 제어부(20)는 상기 타이어온도압력 센서(10)로부터 4개 타이어(40)의 상태에 대한 정보를 입력받게 되지만, 그 자체만으로는 현재 어느 타어어의 온도와 압력이 높고 낮은지를 판별할 수 없다.Here, the controller 20 receives information on the state of the four tires 40 from the tire temperature pressure sensor 10, but by itself, it is possible to determine which of the other tires the temperature and pressure are high and low. Can't.
따라서, 제공받은 4개 각각의 타이어(40)의 온도와 압력을 식별하기 위하여 각각의 타이어가 위치된 곳 근처에는 이니시에이터(11)가 설치된다. 상기 이니시에이터(11)는 타이어(40)가 위치되는 휠하우징부나 차량의 펜더부에 설치되는 것이 바람직하다.Therefore, the initiator 11 is installed near the position of each tire in order to identify the temperature and pressure of each of the four received tires 40. The initiator 11 is preferably installed in the wheel housing portion in which the tire 40 is located or in the fender portion of the vehicle.
즉, 상기 제어부(20)는 상기 타이어온도압력 센서(10)에 의하여 차량의 롤오버 판정에 대한 신뢰도를 높일 수 있고 상기 이니시에이터(11)에 의하여 상태변화가 크게 일어나는 타이어(40)의 제동력을 보다 정확하게 독립적으로 제어할 수 있는 것이다.That is, the controller 20 may increase the reliability of the vehicle rollover determination by the tire temperature pressure sensor 10 and more accurately correct the braking force of the tire 40 in which the state change is largely caused by the initiator 11. It can be controlled independently.
이와 같이, 상기 타이어온도압력 센서(10)와 이니시에이터(11)로부터 추가정보를 제공받은 제어부(20)는 브레이크 제어장치(30)를 제어함에 있어 현재 온도와 압력이 직진로 주행때보다 상대적으로 크게 증가한 타이어를 선회에 대한 외측 타이어로 판정하고 그 타이어의 제동력을 증가시켜 타이어와 지면 사이에 발생되는 코너링포스를 낮춤으로써 차량이 전복되는 것을 방지하게 된다.As such, the controller 20 which receives the additional information from the tire temperature pressure sensor 10 and the initiator 11 controls the brake control device 30 so that the current temperature and pressure are relatively larger than when driving in a straight road. The increased tire is determined as the outer tire for turning and the braking force of the tire is increased to lower the cornering force generated between the tire and the ground to prevent the vehicle from overturning.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 롤오버 방지방법에 의하면, 차량의 롤오버를 판정하는데 가장 중요한 인자가 되는 타이어의 온도와 압력을 추가로 검출하여 제어부가 차량의 롤오버를 판정하는데 따른 신뢰도를 높이고 차량이 선회할 때 선회방향에 대한 외측 바퀴를 독립적으로 제어하여 차량이 전복되는 것을 방지함은 물론 차량의 미끄러짐에 따른 안전사고를 예방하는데 있다.As described above, according to the method for preventing a rollover of a vehicle according to the present invention, by additionally detecting a temperature and a pressure of a tire, which are the most important factors in determining a rollover of the vehicle, the controller increases reliability of determining the rollover of the vehicle and increases the vehicle. In this turning, the outside wheels for the turning direction are independently controlled to prevent the vehicle from overturning and also to prevent safety accidents due to the sliding of the vehicle.
도1은 종래 차량의 롤오버 방지방법에 따른 블록 구성도,1 is a block diagram illustrating a conventional method for preventing rollover of a vehicle;
도2는 본 발명의 롤오버 방지방법에 따른 블록 구성도,2 is a block diagram illustrating a rollover prevention method of the present invention;
도3은 본 발명의 타이어상태 검출을 나타내기 위한 개략도.Figure 3 is a schematic diagram for showing the tire state detection of the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※
1 : 차체길이방향 가속도 센서 2 : 차축방향 가속도 센서1: vehicle body direction acceleration sensor 2: axle direction acceleration sensor
3 : 롤링 각속도 센서 4 : 피칭 각속도 센서3: rolling angular velocity sensor 4: pitching angular velocity sensor
5 : 요잉 각속도 센서 6 : 조향각 센서5: yawing angular velocity sensor 6: steering angle sensor
7 : 차속 센서 10 : 타이어온도압력 센서7: vehicle speed sensor 10: tire temperature pressure sensor
11 : 이니시에이터 20 : 제어부11: initiator 20: control unit
30 : 브레이크 제어장치 40 : 타이어30: brake control device 40: tire
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