KR20110114120A - Vehicle reference speed estimation method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 전자 제어 시스템에서 차량의 감가속도를 추정하여 차량의 기준 속도를 추정하는 차량 기준 속도 추정방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 차량의 주행 상황 및 제어 상황에 따라 차량의 엔진 토크 정보와 브레이크 압력 등의 센서 정보를 이용하여 차량의 감가속도를 추정한 뒤, 이를 기반으로 하여 차량의 기준 속도를 추정함으로써 보다 정확하고 적절한 제어 성능을 구현하여 차량 기준 속도 추정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a vehicle reference speed estimation method for estimating a reference speed of a vehicle by estimating the deceleration speed of the vehicle in an electronic control system of the vehicle.
To this end, the present invention estimates the deceleration speed of the vehicle by using sensor information such as engine torque information and brake pressure of the vehicle according to the driving and control conditions of the vehicle, and then estimates the reference speed of the vehicle based on this. Accurate and proper control performance can be implemented to improve the reliability of vehicle reference speed estimation.
Description
본 발명은 차량 기준 속도 추정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 전자 제어 시스템에서 차량의 감가속도를 추정하여 차량의 기준 속도를 추정하는 차량 기준 속도 추정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating a vehicle reference speed, and more particularly, to a method for estimating a reference speed of a vehicle by estimating a deceleration speed of the vehicle in an electronic control system of the vehicle.
차량의 엔진 성능이 고성능화되면서 차량의 주행 속도도 고속화되는 추세이다. 이에 따라 차량의 주행 안정성 향상 및 제동 안정성 확보를 위해 다양한 전자 제어 시스템이 차량에 설치된다. 차량의 전자 제어 시스템에는 제동 시 차륜(wheel)의 슬립을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System;이하, ABS라 한다)과, 급발진 시 차륜(wheel)의 슬립을 방지하는 트랙션 제어 시스템(Traction Control System;이하, TCS라 한다), ABS와 TCS를 조합하여 가속 또는 코너링 시 차량의 주행 자세를 안정적으로 유지시키는 차량 안정성 제어 장치(Electronic Stability Control;ESC) 등이 있다.As the engine performance of the vehicle is improved, the driving speed of the vehicle is also increased. Accordingly, various electronic control systems are installed in the vehicle in order to improve driving stability and ensure braking stability. The electronic control system of the vehicle includes an anti-lock brake system (hereinafter referred to as ABS) that prevents slippage of the wheel during braking and a traction control system that prevents slippage of the wheel during sudden start. (Traction Control System; hereinafter referred to as TCS), Electronic Stability Control (ESC) that combines ABS and TCS to stably maintain the vehicle's driving posture during acceleration or cornering.
이러한 차량의 전자 제어 시스템은 적절한 제어 성능을 구현하기 위하여 차륜의 슬립 발생량을 정확하게 계산할 수 있어야 한다. 각 차륜의 슬립(λ)은 아래의 [식 1]에 의하여 계산된다.The electronic control system of such a vehicle must be able to accurately calculate the slip generation amount of the wheel in order to realize proper control performance. The slip λ of each wheel is calculated by Equation 1 below.
[식 1][Equation 1]
λ = (Vveh - Vwhl)/Vvehλ = (Vveh-Vwhl) / Vveh
[식 1]에서, Vveh는 차량 속도(vehicle speed)이고, Vwhl는 차륜 속도(wheel speed)이다.In Equation 1, Vveh is vehicle speed and Vwhl is wheel speed.
차륜 속도(wheel speed)는 차륜 속도센서의 검출 값으로 구할 수 있으며, 차량 속도는 차륜 속도(wheel speed) 정보를 기반으로 하여 추정된 차량 기준 속도(Vehicle reference speed;Vref)의 값으로 구할 수 있다. 따라서 정확하고 적절한 제어 성능을 구현하기 위해서는 차량 기준 속도(Vref)의 정확한 추정이 요구된다.The wheel speed can be obtained by the detection value of the wheel speed sensor, and the vehicle speed can be obtained by the estimated vehicle reference speed (Vref) based on the wheel speed information. . Therefore, accurate estimation of the vehicle reference speed (Vref) is required to realize accurate and proper control performance.
종래에는 4개의 차륜 중 실제 차량 속도에 가장 근사한 차륜 속도를 선정(기준 차륜 선정)하여 이를 적절한 필터링(Filtering)/상하한(Limitation)의 처리 과정을 거쳐 차량 기준 속도를 추정하는 알고리즘이 보편화되었다. 이 경우 기준 차륜은(Reference Wheel)은 통상 주행 중의 경우 비구동륜 중 빠른 차륜, 제동 제어 중의 경우 가장 빠른 차륜을 선정하는 것이 일반적이었다. 그러나, 최근에는 차량의 전자 제어 시스템에 여러 가지 기능이 부가되고, 또한 여러 가지 기능들이 조합되어 제어됨에 따라 더욱 정확한 차량 기준 속도의 추정이 필요하게 되었다.Conventionally, an algorithm for estimating a vehicle reference speed through selecting a reference wheel speed that is closest to the actual vehicle speed (selecting a reference wheel) among four wheels and performing appropriate filtering / limbing processing has been popularized. In this case, it is common to select a reference wheel as a fast wheel among non-drive wheels and a fastest wheel during braking control during normal driving. Recently, however, various functions have been added to the electronic control system of the vehicle, and as the various functions are controlled in combination, it is necessary to estimate the vehicle reference speed more accurately.
본 발명은 주행 상황에 따라 차량의 엔진 정보 및 센서 정보를 이용하여 차량의 감가속도를 추정한 뒤, 이를 기반으로 하여 차량의 기준 속도를 추정하는 차량 기준 속도 추정방법을 제시하고자 한다.The present invention is to propose a vehicle reference speed estimation method for estimating the deceleration speed of the vehicle using the engine information and sensor information of the vehicle according to the driving situation, and then estimating the reference speed of the vehicle based on this.
이를 위해 본 발명의 일 측면에 의한 차량 기준 속도 추정방법은, 차륜 속도센서와 압력센서를 이용하여 차량의 주행 상황을 판단하는 단계; 차량의 주행 상황에 따라 기준 차륜을 선정하는 단계; 차량의 주행 상황 및 제어 상황에 따라 차량의 감가속도를 추정하는 단계; 선정된 기준 차륜과 추정된 차량의 감가속도를 이용하여 차량의 기준 속도를 추정하는 단계를 포함한다.To this end, the method of estimating a vehicle reference speed according to an aspect of the present invention includes determining a driving state of a vehicle using a wheel speed sensor and a pressure sensor; Selecting a reference wheel according to a driving condition of the vehicle; Estimating the deceleration of the vehicle according to the driving situation and the control situation of the vehicle; Estimating a reference speed of the vehicle using the selected reference wheel and the estimated deceleration of the vehicle.
차량의 주행 상황은, 제동 상황과, 제동 상황이 아닌 경우로 분류되며; 제동 상황이 아닌 경우는 가속 상황, 주차 브레이크 상황, ESC 브레이크 제어 상황, 정상 주행 상황을 포함한다.The driving situation of the vehicle is classified into a braking situation and a case which is not a braking situation; Non-braking situations include acceleration, parking brake, ESC brake control and normal driving.
차량의 감가속도는 차량의 전자 제어 시스템에서의 엔진 토크 및 브레이크 압력을 이용하여 추정하는 것을 특징으로 한다.The deceleration of the vehicle is estimated using the engine torque and the brake pressure in the electronic control system of the vehicle.
차량의 기준 속도를 추정하는 단계는, 선정된 기준 차륜을 입력으로 추정된 감가속도를 이용하여 차량의 기준 속도를 계산하는 것을 특징으로 한다.The estimating of the reference speed of the vehicle may be performed by calculating a reference speed of the vehicle using the deceleration estimated by inputting the selected reference wheel.
이상에서 살펴본 바와 같이, 차량의 주행 상황 및 제어 상황에 따라 차량의 엔진 토크 정보와 브레이크 압력 등의 센서 정보를 이용하여 차량의 감가속도를 추정한 뒤, 이를 기반으로 하여 차량의 기준 속도를 추정함으로써 보다 정확하고 적절한 제어 성능을 구현하여 차량 기준 속도 추정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, after estimating the deceleration speed of the vehicle by using sensor information such as engine torque information and brake pressure of the vehicle according to the driving and control conditions of the vehicle, and estimating the reference speed of the vehicle based on the estimated speed More accurate and proper control performance can be implemented to improve the reliability of vehicle reference speed estimation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 시스템의 유압 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 시스템에서 차량 기준 속도를 추정하는 방법을 나타낸 동작 순서도이다.1 is a hydraulic circuit diagram of an electronic control system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an electronic control system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of estimating a vehicle reference speed in an electronic control system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 시스템의 유압 회로도이다.1 is a hydraulic circuit diagram of an electronic control system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 시스템은 ABS 제동 시 운전자의 답력이 브레이크 페달(11)을 통해 부스터에 의해 배가되어 마스터 실린더(10)에 전달된다. 마스터 실린더(10)에 형성된 유압은 평소 열림 상태를 유지하는 NO밸브인 제1 및 제2트랙션 컨트롤 밸브(29a, 29b)와 제1전자밸브들(21a~21d)을 통해 각 휠 실린더(11a~11d)로 전달된다. 각 휠 실린더(11a~11d)의 브레이크 오일이 복귀하기 위해서는 제1전자밸브들(21a~21d)을 폐쇄 제어하고 평소 닫힘 상태를 유지하는 NC밸브인 제2전자밸브들(22a~22d)을 개방하여 저압 어큐뮬레이터(25a~25b)에 브레이크 오일을 일시 저장한다. 저압 어큐뮬레이터(25a~25b)는 일정량 오일이 충전되면 유압펌프들(23a~23b) 쪽으로 브레이크 오일이 공급되도록 하는 기능을 하고, 유압펌프들(23a~23b)의 하류 측에 설치되는 고압 어큐뮬레이터들(26a~26b)은 유압펌프들(23a~23b)에서 가압된 오일이 일시 저장되면서 유압펌프(24)의 동작에 따른 맥동이 감쇠되도록 하는 기능을 한다. 차량에 따라서는 고압 어큐뮬레이터들(26a~26b)을 제거하여도 브레이크 장치의 유압 회로에는 별다른 문제가 없다. 이는 고압 어큐뮬레이터(26a~26b)의 설치목적이 유압펌프(23a~23b)의 동작에 따른 맥동을 감쇠시키기 위함이기 때문이다.In FIG. 1, in the electronic control system of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present disclosure, the driver's foot force is doubled by the booster through the
한편, ABS 제어 중이 아닌 경우에는 제1전자밸브들(21a~21d)을 통해서 브레이크 오일이 빠져 나간다.On the other hand, when the ABS is not controlled, the brake oil is discharged through the
이러한 차량의 전자 제어 시스템은 후술하는 전자 제어 유닛(50; ECU)에 의해 제1 및 제2전자밸브들(21a~21d, 22a~22d)의 개폐가 제어되어 차륜(FL, RR, RL, FR) 측으로 공급되는 제동압력이 조절되도록 함과 동시에 유압펌프들(23a~23b)의 구동을 제어하여 유압라인을 따라 복귀된 유체를 각 휠 실린더들(11a~11d) 쪽으로 재 가압함으로써 단속(斷續)적인 제동이 이루어지도록 할 수 있다.In the electronic control system of the vehicle, opening and closing of the first and
본 발명의 일실시예에 의한 차량이 횡 방향으로 힘을 받는 경우에는 제1 및 제2전자밸브(21a~21d, 22a~22d)를 개방하고 제동압 형성밸브(28a~28b)를 개방하여 마스터 실린더(10)로부터 브레이크 오일을 공급받고 제1 및 제2트랙션 컨트롤 밸브(29a~29b)를 폐쇄한 후 유압펌프(23a~23b) 구동용 모터(24)를 구동하여 제동압을 형성한다. 이렇게 형성된 제동압은 제1전자밸브(21a~21d)를 통해 각 휠 실린더(11a~11d)로 전달되어 운전자에 의한 브레이크 페달(11)의 조작 전에 각 차륜(FL, RR, RL, FR)은 이미 제동 상태에 있거나 최소한 일정 정도 브레이크 페달(11)을 조작하여 제동 상태로 돌입하기 직전의 상태로 되게 된다.When the vehicle according to an embodiment of the present invention receives a force in the lateral direction, the first and
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 시스템의 블록도이다.2 is a block diagram of an electronic control system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 시스템은, 차륜 속도센서(40), 조향각센서(42), 요 레이트센서(44), 횡 가속도센서(46), 압력센서(48), 전자 제어 유닛(50), 브레이크 제어부(52), 엔진 제어부(54) 및 주차 브레이크 제어부(56)를 더 포함한다.In FIG. 2, an electronic control system for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
차륜 속도센서(40)는 다수(예를 들어, 4개)의 차륜(FL, RR, RL, FR)에 각각 설치되어 각 차륜(FL, RR, RL, FR)의 속도를 감지하여 전자 제어 유닛(50)에 전달한다.The
조향각센서(42)는 핸들의 조향 샤프트에 마련되어 운전자의 핸들 조작에 따른 조향각 및 조향 각속도를 감지하여 전자 제어 유닛(50)에 전달한다.The
요 레이트센서(44)는 차량의 요 레이트(선회 속도)를 감지하여 전자 제어 유닛(50)에 전달한다.The
횡 가속도센서(46)는 차량의 횡 가속도(Ax)를 감지하여 전자 제어 유닛(50)에 전달하고, 압력센서(48)는 운전자의 제동 의지에 따라 변경되는 마스터 실린더(10)의 브레이크 압력을 감지하여 전자 제어 유닛(50)에 전달한다.The
전자 제어 유닛(50)은 차륜 속도센서(40), 조향각센서(42), 요 레이트센서(44), 횡 가속도센서(46), 압력센서(48)로부터 전달된 신호를 입력받아 제동력과 차륜(FL, RR, RL, FR) 거동을 판단하여 각 차륜(FL, RR, RL, FR)의 브레이크 압력과 엔진 토크를 제어하기 위한 신호를 브레이크 제어부(52)와 엔진 제어부(54)에 출력한다.The
또한, 전자 제어 유닛(50)은 차량의 주행 상황에 따라 차량 기준 속도 추정을 위한 기준 차륜을 선정하고, 차량의 실제 주행 시 엔진 토크와 브레이크 압력을 이용하여 가/감속도를 추정한 뒤, 선정된 기준 차륜과 추정된 가/감속도를 이용하여 차량 기준 속도를 추정한다. 이때 종 가속도센서를 별도로 설치하는 4륜 구동의 경우에는 횡 가속도센서와 마찬가지로 종 가속도센서로부터 차량의 종방향 가속도를 감지할 수도 있다.In addition, the
브레이크 제어부(52)는 전자 제어 유닛(50)으로부터 출력되는 제동 신호에 따라 휠 실린더(11a~11d)에 공급되는 브레이크 액압을 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 ABS 제어블록(53)과 협조 제어하여 제동 압력을 발생한다.The
엔진 제어부(54)는 전자 제어 유닛(50)으로부터 출력되는 엔진 제어신호에 따라 엔진 토크를 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 TCS 제어블록(55)과 협조 제어하여 엔진의 구동력을 제어한다.The
주차 브레이크 제어부(56)는 전자 제어 유닛(50)으로부터 출력되는 주차 브레이크 제어신호에 따라 일정한 제동력을 후륜(RR, RL)에 추가로 가하여 차량의 제동력을 최적화하도록 전자식 주차 브레이크(Electronic Parking Brake;이하, EPB라 한다) 제어블록(57)과 협조 제어하여 제동력을 분배한다.The
이하, 상기와 같이 구성된 차량 기준 속도 추정방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the operation process and the effect of the vehicle reference speed estimation method configured as described above will be described.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 시스템에서 차량 기준 속도를 추정하는 방법을 나타낸 동작 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of estimating a vehicle reference speed in an electronic control system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 3에서, 전자 제어 유닛(50)은 주어진 정보를 이용하여 차량의 주행 상황을 판단한다(100).In FIG. 3, the
차량의 주행 상황은 제동 상황과 제동 상황이 아닌 경우로 크게 2가지의 카테고리로 분류할 수 있다.The driving situation of the vehicle can be classified into two categories, a braking situation and a non-braking situation.
예를 들어, 운전자가 브레이크 페달(11)을 작동하면 브레이크 페달(11)의 작동에 따라 마스터 실린더(10)에서 발생되는 압력을 압력센서(48)에서 감지하여 전자 제어 유닛(50)에 전달한다.For example, when the driver operates the
따라서, 전자 제어 유닛(50)은 압력센서(48)로부터 전달되는 마스터 압력 값을 전달받아 운전자의 제동 의지를 판단한다. 운전자의 제동 의지를 판단하는 조건은, 운전자가 차량 감속을 위하여 브레이크 페달(11)을 기준치 이상 작동하였고 마스터 실린더(10)의 압력센서(48)가 기준치 이상인 경우 차량이 제동중이라고 판단한다. 또한 차량 자세 제어 장치를 사용하지 않고 ABS 제어를 사용하는 경우에는 차량 감속도 조건을 이용하여 마스터 압력 레벨을 추정하여 차량 감속도가 기준 감속도 이상인가 판단하여 운전자의 제동 의지를 판단할 수도 있다.Therefore, the
이와 같이, 운전자의 제동 의지에 따라 차량이 제동 상황인 경우는 4개의 차륜(FL, RR, RL, FR)이 모두 감속 상황이며, 네거티브(negative) 슬립이 발생하는 경우이다.As described above, when the vehicle is in a braking state according to the driver's braking intention, all of the four wheels FL, RR, RL, and FR are decelerated, and negative slip occurs.
제동 상황이 아닌 경우는 가속 상황, 주차 브레이크 상황, ESC 브레이크 제어 상황, 정상 주행 상황의 4가지로 분류할 수 있다.Non-braking situations can be categorized into four categories: acceleration, parking brake, ESC brake control and normal driving.
가속 상황은 4륜 차량에서 4개의 차륜(FL, RR, RL, FR)에 모두 구동 슬립(Drive Slip)이 발생하는 경우이고, 주차 브레이크 상황은 주차 브레이크 작동으로 인해 후륜(Rear wheel; RR, RL)에 이상 네거티브(negative) 슬립이 발생하는 경우이다.Acceleration is when all four wheels (FL, RR, RL, FR) drive slip occurs in the four-wheeled vehicle, and parking brake is due to the operation of the parking brake Rear wheel (RR, RL) This is the case where abnormal negative slip occurs.
이러한 차량의 주행 상황을 아래의 [표 1]에 정리하였다.The driving situation of such a vehicle is summarized in [Table 1] below.
[표 1]TABLE 1
이후, 전자 제어 유닛(50)은 단계 100에서 판단된 차량의 주행 상황에 따라 차량 기준 속도 추정을 위한 기준 차륜을 선정한다(110). 즉, [표 1]에 분류된 카테고리에 따라 각 경우에 대하여 차량 기준 속도 추정을 위한 기준 차륜을 선정한다.Thereafter, the
예를 들어, 차량의 주행 상황이 제동 상황인 경우에는 4개의 차륜 중 가장 빠른 차륜을 기준 차륜으로 선정한다.For example, when the driving situation of the vehicle is a braking situation, the fastest wheel among the four wheels is selected as the reference wheel.
또한, 차량의 주행 상황이 제동 상황이 아닌 경우에서 가속 상황에서는 4개의 차륜 중 가장 느린 차륜을 기준 차륜으로 선정하고, 차량의 주행 상황이 제동 상황이 아닌 경우에서 주차 브레이크 상황에서는 전륜 중 슬립의 크기가 작은 차륜을 기준 차륜으로 선정한다.Also, when the driving condition of the vehicle is not a braking condition, the slowest wheel of the four wheels is selected as the reference wheel in the acceleration situation, and the slip size of the front wheel in the parking brake situation when the driving condition of the vehicle is not the braking condition. Select the small wheel as the reference wheel.
또한, 차량의 주행 상황이 제동 상황이 아닌 경우에서 ESC 브레이크 제어에서는 ESC 제어 차륜이 아닌 차륜 중 슬립의 크기가 작은 차륜을 기준 차륜으로 선정하고, 차량의 주행 상황이 제동 상황이 아닌 경우에서 정상 주행 상황에서는 비구동륜 중 빠른 차륜과 3번째 빠른 차륜 중 슬립의 크기가 작은 차륜을 기준 차륜으로 선정한다.Also, when the driving condition of the vehicle is not a braking situation, the ESC brake control selects a wheel having a small slip size among the wheels other than the ESC control wheel as a reference wheel, and operates normally when the driving condition of the vehicle is not a braking condition. In the situation, the fast wheel among the non-drive wheels and the wheel with the smallest slip among the third fast wheels are selected as reference wheels.
이와 같이, 차량의 주행 상황에 따라 선정되는 기준 차륜을 아래의 [표 2]에 정리하였다.Thus, the reference wheels selected according to the driving conditions of the vehicle are summarized in the following [Table 2].
[표 2]TABLE 2
차량의 주행 상황에 따라 기준 차륜을 선정한 후, 전자 제어 유닛(50)은 엔진 토크 및 브레이크 압력을 이용하여 차량의 가/감속도를 아래와 같이 추정한다(120).After selecting the reference wheel according to the driving condition of the vehicle, the
일반적으로 차량에 작용하는 종방향 운동 방정식은 아래의 [식 1]과 같다.In general, the longitudinal equation of motion acting on the vehicle is shown in [Equation 1] below.
[식 1][Equation 1]
[식 1]에서, Fx는 차량의 종방향 힘이고, M은 차량 질량이고, av는 차량의 종방향 가속도이고, Te는 엔진 토크(engine torque)이고, Tfric는 마찰 토크(friction torque)이고, Ntf는 토크 컨버터(torque converter) 효율이고, Ie는 엔진의 관성 모멘트이고, It는 토크 컨버터의 관성 모멘트이고, Id는 구동축의 관성모멘트이고, Iw는 바퀴의 질량 관성 모멘트이고, R은 타이어 유효 동반경이고, aw는 바퀴의 각가속도이고, Tt는 출력단 토크이고, Fbrk는 제동력(Braking force)이고, Frollresist는 구름 저항력이고, Faeroresist는 공기 저항력이고, g는 중력 가속도이고, Meff는 유효 질량(Effective Mass)이고, θ는 노면 경사 각도이고, μrr는 노면 마찰계수이다.In Equation 1, Fx is the longitudinal force of the vehicle, M is the vehicle mass, av is the longitudinal acceleration of the vehicle, T e is the engine torque, and T fric is the friction torque. N tf is the torque converter efficiency, I e is the moment of inertia of the engine, I t is the moment of inertia of the torque converter, I d is the moment of inertia of the drive shaft, and I w is the mass inertia of the wheel. Moment, R is the tire effective companion , a w is the angular acceleration of the wheel, T t is the output torque, F brk is the braking force, F rollresist is the rolling resistance, F aeroresist is the air resistance, g is the acceleration of gravity, M eff is the effective mass, θ is the road inclination angle, and μ rr is the road friction coefficient.
노면의 구배와 차량에 작용하는 공기 저항 및 구름 저항을 무시하였을 때, 가속 중 Fbrk = 0이므로 가속 중의 차량의 가속도는 엔진 토크 및 기어 비를 이용하여 계산될 수 있다. 단, 유효 질량(Effective Mass; Meff)은 주행 후 [식 2]와 같이, 측정된다.When neglecting the road surface gradient and the air resistance and rolling resistance acting on the vehicle, the acceleration of the vehicle during acceleration can be calculated using the engine torque and gear ratio during acceleration since F brk = 0. However, the effective mass (M eff ) is measured as shown in [Equation 2] after running.
[식 2][Equation 2]
엔진 토크 입력에 대한 차량 반응이 느리기 때문에 추정된 av 값에 저역 통과 필터(LPF; Low Pass Filter)를 수행한다.Since the vehicle response to the engine torque input is slow, a low pass filter (LPF) is performed on the estimated a v value.
단, 기어 변속 시 엔진 토크 전달에 시간 지연이 발생하여 추정된 av 값의 정확도 저하가 우려되므로, 이 구간에서의 가속도 추정을 보류한다.However, since a time delay occurs in the transmission of the engine torque during gear shifting, and the accuracy of the estimated a v value is deteriorated, the acceleration estimation in this section is suspended.
제동 시 차량에 작용하는 종방향 운동 방정식은 아래의 [식 3]과 같다.The longitudinal motion equation acting on the vehicle during braking is shown in Equation 3 below.
[식 3][Equation 3]
제동 시 차량에 작용하는 차륜 운동 방정식은 아래의 [식 4]와 같다.The equation of wheel motion acting on the vehicle during braking is shown in Equation 4 below.
[식 4][Equation 4]
[식 4]에서, Tf는 Front Axle torque이고, Tr은 Rear Axle torque이고, If는 Front wheel moment of inertia이고, Ir은 Rear wheel moment of inertia이고, wf는 front wheel 각가속도이고, wr은 Rear wheel 각가속도이고, Nf는 Front Wheel 수직항력이고, Nr은 Rear Wheel 수직항력이고, μf는 Front wheel 노면 마찰계수이고, μr은 Rear wheel노면 마찰계수이고, Pf는 front wheel Brake Pressure이고, Pr은 rear wheel Brake Pressure이다.In Equation 4, T f is Front Axle torque, T r is Rear Axle torque, I f is Front wheel moment of inertia, I r is Rear wheel moment of inertia, w f is front wheel angular acceleration, w r is the rear wheel angular acceleration, N f is the front wheel vertical drag, N r is the rear wheel vertical drag, μ f is the front wheel road friction coefficient, r r is the rear wheel road friction coefficient, and P f is the front wheel wheel brake pressure, P r is the rear wheel brake pressure.
[식 3]과 [식 4]를 연립하면, 아래의 [식 5]와 같은 관계식을 얻을 수 있다.If [Equation 3] and [Equation 4] are linked together, a relational expression such as the following [Equation 5] can be obtained.
[식 5][Equation 5]
따라서, 제동 시 각 차륜에 전달되는 제동력(Brake Force)을 이용하여 차량의 감속도 추정을 수행한다.(여기서; af, ar은 제동력 Pf, Pr에 대한 제동 토크 계수로서 차량 캘리퍼의 특성치이다. 따라서 차량별로 시험을 통해 정의할 수 있다.)Therefore, the deceleration estimation of the vehicle is performed using the braking force transmitted to each wheel during braking (where f and a r are braking torque coefficients for the braking forces P f and P r) . This is a characteristic value, so it can be defined by testing for each vehicle.)
마찬가지로, 제동 중 계산된 감속도 값에 대해서도 적절한 시정수(Time Constant) 설정하여 저역 통과 필터(LPF)를 수행한다.Likewise, a low pass filter (LPF) is performed by setting an appropriate time constant for the deceleration value calculated during braking.
이와 같이, 차량의 주행 상황에 따라 기준 차륜이 선정되고, 엔진 토크 및 브레이크 압력을 이용하여 감속도가 추정되면, 전자 제어 유닛(50)은 선정된 기준 차륜을 입력으로 추정된 감속도를 이용하여 차량의 기준 속도를 아래의 [식 6]과 같이, 계산한다(130).As such, when the reference wheel is selected according to the driving situation of the vehicle, and the deceleration is estimated using the engine torque and the brake pressure, the
[식 6][Equation 6]
Input X : selected wheel speedInput X: selected wheel speed
Output Y : Vehicle Reference speedOutput Y: Vehicle Reference speed
Diff(n)= X(n)-Y(n-1)Diff (n) = X (n) -Y (n-1)
Delta_V(n)=[a×Diff(n)+ b× Delta_V(n-1) +c×Av(n)]/dDelta_V (n) = [a × Diff (n) + b × Delta_V (n-1) + c × Av (n)] / d
[식 6]에서, a,b,c,d 는 시정수로 경우에 따라 가변적이다.In Equation 6, a, b, c, and d are time constants and are variable in some cases.
따라서, Y(n)=Y(n-1)+ Delta_V(n)가 된다.Therefore, Y (n) = Y (n-1) + Delta_V (n).
이와 같이, [식 6]의 계산 과정을 통해 차량의 기준 속도를 추정하게 된다.In this way, the reference speed of the vehicle is estimated through the calculation process of [Equation 6].
10 : 마스터 실린더 11 : 브레이크 페달
40 : 차륜 속도센서 42 : 조향각센서
44 : 요 레이트센서 46 : 횡 가속도센서
48 : 압력센서 50 : 전자 제어 유닛
52 : 브레이크 제어부 54 : 엔진 제어부
56 : 주차 브레이크 제어부10: master cylinder 11: brake pedal
40: wheel speed sensor 42: steering angle sensor
44: yaw rate sensor 46: lateral acceleration sensor
48: pressure sensor 50: electronic control unit
52
56: parking brake control unit
Claims (4)
상기 차량의 주행 상황에 따라 기준 차륜을 선정하는 단계;
상기 차량의 주행 상황 및 제어 상황에 따라 상기 차량의 감가속도를 추정하는 단계;
상기 선정된 기준 차륜과 상기 추정된 차량의 감가속도를 이용하여 상기 차량의 기준 속도를 추정하는 단계를 포함하는 차량 기준 속도 추정 방법.Determining a driving situation of the vehicle using a wheel speed sensor and a pressure sensor;
Selecting a reference wheel according to a driving condition of the vehicle;
Estimating the deceleration speed of the vehicle according to the driving situation and the control situation of the vehicle;
Estimating a reference speed of the vehicle using the selected reference wheel and the estimated deceleration of the vehicle.
상기 차량의 주행 상황은,
제동 상황과, 제동 상황이 아닌 경우로 분류되며;
상기 제동 상황이 아닌 경우는 가속 상황, 주차 브레이크 상황, ESC 브레이크 제어 상황, 정상 주행 상황을 포함하는 차량 기준 속도 추정 방법.The method of claim 1,
The running situation of the vehicle,
Classified as braking situation and non-braking situation;
If the braking situation is not the vehicle reference speed estimation method including an acceleration situation, a parking brake situation, an ESC brake control situation, a normal driving situation.
상기 차량의 감가속도는 상기 차량의 전자 제어 시스템에서의 엔진 토크 및 브레이크 압력을 이용하여 추정하는 차량 기준 속도 추정 방법.The method of claim 2,
And a deceleration rate of the vehicle is estimated using engine torque and brake pressure in the electronic control system of the vehicle.
상기 차량의 기준 속도를 추정하는 단계는,
상기 선정된 기준 차륜을 입력으로 상기 추정된 감가속도를 이용하여 상기 차량의 기준 속도를 계산하는 차량 기준 속도 추정 방법.The method of claim 3,
Estimating the reference speed of the vehicle,
And calculating the reference speed of the vehicle by using the estimated deceleration as the input of the selected reference wheel.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11325611B2 (en) * | 2018-12-26 | 2022-05-10 | Baidu Usa Llc | Torque feedback based vehicle longitudinal automatic calibration system for autonomous driving vehicles |
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- 2010-04-13 KR KR1020100033581A patent/KR20110114120A/en not_active Ceased
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20100413 |
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Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20121205 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20100413 Comment text: Patent Application |
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Patent event date: 20140609 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20131208 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |