KR20210071133A

KR20210071133A - 차량의 자세 제어 방법

Info

Publication number: KR20210071133A
Application number: KR1020190160284A
Authority: KR
Inventors: 오지원; 어정수
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-06-16
Also published as: US20210171017A1; US11541876B2

Abstract

본 발명은 차량의 자세 제어 방법에 관한 것으로서, 차량의 자세 제어를 전/후/좌/우 차륜 간 구동력 분배 방법을 이용하지 않고도 차량의 구동장치가 생성하는 구동력 및 제동력의 조정만으로 수행할 수 있는 차량의 자세 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 차량에서 수집되는 정보로부터 차량의 주행 상태를 나타내는 차량 상태 값을 결정하고, 상기 결정된 차량 상태 값을 제1 기준값과 비교하여, 상기 차량 상태 값이 제1 기준값보다 크면, 상기 제어부가 차량 구동을 위한 구동력을 생성하는 구동장치의 작동을 제어하여, 차량의 언더스티어 또는 오버스티어 방지를 위한 구동력 조정이 이루어지도록 하는 차량의 자세 제어 방법이 개시된다.

Description

차량의 자세 제어 방법{ELECTRONIC STABILITY CONTROL METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 자세 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 자세 제어를 전/후/좌/우 차륜 간 구동력 분배 방법을 이용하지 않고도 차량의 구동장치가 생성하는 구동력 및 제동력의 조정만으로 수행할 수 있는 차량의 자세 제어 방법에 관한 것이다

주행 중 차량의 자세 제어 및 안정성 확보를 위해서는 차량의 언더스티어(understeer)나 오버스티어(oversteer) 발생을 정확히 판단 내지 예측한 후 그 대응을 위한 효과적이고 즉각적인 제어를 수행하는 것이 중요하다.

차량의 선회시 발생할 수 있는 언더스티어 및 오버스티어 현상은 주행 안정성 저하의 가장 큰 요인이 되고 있으며, 이를 해결하기 위한 가장 강력한 제어 수단은 ESP(Electronic Stability Program)이다.

ESP는 언더스티어시 선회하는 차량의 내측 후륜에, 오버스티어시 선회하는 차량의 외측 전륜에 제동력을 인가하여 요(yaw) 안정성을 확보하는데, 이는 마찰원상에서 접지력의 여유가 있는 축에 추가적인 제동력을 인가하여 제동 모멘트를 형성하고, 이를 통해 차량의 요(yaw)를 제어하는 원리에 기반한다.

그러나, ESP는 마찰 제동력(즉, 유압 제동력)을 사용하여 작동하므로 제어 작동시 효율적이지 못한 경우가 존재한다.

이에, 회생제동을 이용하는 차량의 자세 제어 기술도 연구되고 있지만, 회생제동을 이용한 차륜별 차등 제동(differential braking)을 구현하기 위해서는 인휠 모터나 좌/우 독립형 모터, 혹은 좌/우 차륜간 구동력/제동력 분배장치를 필요로 하므로 원가 상승의 원인이 된다.

최근에는 상기한 문제를 해결하기 위해 좌/우 차륜간 구동력 분배가 아닌, 전/후 차륜간 구동력 분배를 통해 차량의 자세 제어를 실시하는 기술도 연구되고 있지만, 이는 차량을 구동하는 구동장치가 전륜과 후륜에 대해 모두 구비되어야 하는 한계를 가지고 있다.

이에 따라, 싱글 액슬(single axle) 차량 및 친환경 4륜 구동 차량인 e-4WD(electronic-4 Wheel Drive) 차량의 구분에 상관없이 구동력 및 제동력만을 조정하여 차량의 자세 제어를 실시할 수 있는 기술이 필요하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 차량의 자세 제어를 전/후/좌/우 차륜 간 구동력 분배 방법을 이용하지 않고도 차량의 구동장치가 생성하는 구동력 및 제동력의 조정만으로 수행할 수 있는 차량의 자세 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부가 상기 수집되는 정보로부터 차량의 주행 상태를 나타내는 차량 상태 값을 결정하는 단계; 상기 제어부가 상기 결정된 차량 상태 값을 제1 기준값과 비교하는 단계; 및 상기 차량 상태 값이 제1 기준값보다 크면, 상기 제어부가 차량 구동을 위한 구동력을 생성하는 구동장치의 작동을 제어하여, 차량의 언더스티어 또는 오버스티어 방지를 위한 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계를 포함하며, 상기 차량 상태 값이 요레이트 오차이거나 전륜과 후륜의 슬립각 차이값이고, 상기 제1 기준값이 제어부에서 현재 차속에 따라 결정되는 제1 오차 기준값인 것을 특징을 제공한다.

이로써, 본 발명에 따른 차량의 자세 제어 방법에 의하면, 전/후/좌/우 차륜 간 구동력 분배 방법을 이용하지 않고도 차량의 구동장치가 생성하는 구동력 및 제동력의 조정만으로 차량의 자세 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.

결국, 마찰제동으로 인한 구동 효율 저하나 분배를 위한 장치를 도입하기 위한 장치 비용의 상승 없이 차량의 자세 제어를 수행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 자세 제어 과정을 수행하는 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 자세 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명에서 제1 오차 기준값과 제2 오차 기준값이 차속에 따른 값으로 설정된 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 구동력 지령을 보정하기 위한 보정계수의 설정 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 자세 제어 방법을 나타내는 순서도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 차량의 자세 제어를 전/후/좌/우 차륜 간 구동력 분배 방법을 이용하는 것이 아닌 차량의 구동장치가 생성하는 구동력 및 제동력의 조정을 통하여 수행할 수 있는 차량의 자세 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명의 자세 제어 방법은 전동화 차량에 적용될 수 있는데, 전동화 차량은 모터로 주행할 수 있는 차량, 즉 차량을 구동하는 구동장치로서 모터를 탑재한 모터 구동 차량을 의미한다.

또한, 본 발명의 자세 제어 방법은 일반 엔진(내연기관) 차량에도 적용 가능하다.

또한, 본 발명의 자세 제어 방법은 하나의 구동장치를 가지는 싱글 액슬(single axle) 차량과, 전륜과 후륜에 대해 각각 개별 구동장치를 가지는 e-4WD 차량에 모두 적용 가능하다.

여기서, 싱글 액슬 차량은 차량을 구동하는 구동장치가 엔진이거나 모터인 차량일 수 있고, 구동장치가 전륜에 구동력을 인가하는 전륜 구동 차량이거나 후륜에 인가하는 후륜 구동 차량일 수 있다.

또한, e-4WD 차량은 후륜 구동장치로서 구동력과 제동력(회생제동력)을 후륜에 선택적으로 인가할 수 있는 후륜 모터가 탑재된 차량일 수 있고, 이때 전륜 구동장치는 엔진이거나 모터일 수 있다.

그리고, 본 발명의 자세 제어 방법은 차량 거동에 따른 하중 이동에 기반하여 차량의 자세 제어를 실시하는 것에 특징이 있는 것이다.

차륜에 구동력을 인가하면 하중 이동이 후륜측으로 발생하여 전륜에서의 수직 하중은 감소하는 반면 후륜에서의 수직 하중은 증가하게 된다.

반대로, 차륜에 제동력을 인가하면 하중 이동이 전륜측으로 발생하여 전륜에서의 수직 하중은 증가하는 반면 후륜에서의 수직 하중은 감소하게 된다.

또한, 차량의 언더스티어란 전륜의 횡방향 접지력이 후륜의 횡방향 접지력보다 상대적으로 부족하여 전륜의 슬립각이 후륜의 슬립각보다 큰 상태를 의미한다.

반대로, 차량의 오버스티어란 후륜의 횡방향 접지력이 전륜의 횡방향 접지력보다 상대적으로 부족하여 후륜의 슬립각이 전륜의 슬립각보다 큰 상태를 의미한다.

이에, 차량의 언더스티어를 방지하기 위해서는 전륜측으로 하중 이동을 발생시켜야 하고, 차량의 오버스티어를 방지하기 위해서는 후륜측으로 하중 이동을 발생시켜야 한다.

본 발명은 상기와 같은 점을 이용하여 차량의 자세 제어를 수행하도록 한 것으로서, 차량의 언더스티어 또는 오버스티어가 발생할 수 있는 상황인 것으로 판단한 경우 전륜이나 후륜에 인가되는 구동력 또는 제동력을 제어하여 언더스티어 또는 오버스티어 현상을 방지 내지 완화할 수 있도록 한다.

상기한 자세 제어 방법은 전륜과 후륜의 개별적인 슬립각 정보를 필요로 하는 슬립각 기반의 자세 제어 방법이며, 이는 차량에 제공되어 있는 센서의 종류에 따라 적용 가능 여부가 달라질 수 있다.

이에, 본 발명에서는 슬립각 기반이 아닌 요레이트 기반의 자세 제어 방법 또한 함께 제시한다.

즉, 본 발명의 자세 제어 방법은 슬립각 기반의 자세 제어 과정과 요레이트 기반의 자세 제어 과정을 모두 포함하는 것이며, 요레이트 기반의 자세 제어 과정에서는 하중 이동에 기반하는 것이 아닌, 축 마찰원의 우선 순위를 종방향에서 횡방향으로 이동시키는 방법으로 실시된다.

즉, 본 발명은 위험 상황시 차량 구동(가속) 성능을 희생하더라도 차량의 횡방향 거동을 얻을 수 있도록 구동력 제어를 수행하여 차량의 자세를 제어하는 방법을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 자세 제어 과정을 수행하는 장치의 구성을 나타내는 블록도로서, 자세 제어 장치는, 차량에 장착된 센서를 통해 차량 상태 정보를 검출하는 검출부(10), 상기 검출부(10)에 의해 검출되는 차량 상태 정보에 기초하여 차량 상태를 판단하고 상기 판단된 차량 상태에 따라 차륜에 대한 구동력 또는 제동력 인가 상태를 제어하는 제어부(20), 및 상기 제어부(20)가 출력하는 구동력 지령에 따라 제어되는 차량 구동장치(31)를 포함한다.

이에 더하여, 자세 제어 장치는 운전자가 자세 제어 기능을 온(on)/오프(off) 하기 위해 이용하는 입력부(15)를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 자세 제어 장치의 구성에 따르면, 운전자가 입력부(15)를 통해 자세 제어 기능을 온(on) 시킨 경우, 제어부(20)가 자세 제어 기능의 온(on) 상태를 판단할 수 있고, 이후 제어부(20)의 제어하에 본 발명의 자세 제어 과정이 실시될 수 있게 된다.

그리고, 자세 제어 장치는 차량을 구동하는 구동장치(31)에서 생성되는 구동력을 해당 차륜에 전달하는 동력전달기구(32)를 더 포함할 수 있다.

상기 동력전달기구(32)는 제어부(20)가 출력하는 제어신호에 따라 구동장치(31)와 차륜 사이를 동력 전달 가능하게 연결하거나 동력 단절 상태가 되도록 분리하는 장치로서, 구동장치(31)와 차륜 사이의 동력전달경로상에 설치되는 클러치 등이 될 수 있다.

또한, 상기한 자세 제어 장치의 구성 중, 검출부(10)는 조향각을 검출하는 조향각 센서(11), 차속을 검출하는 차속 센서(12), 및 차량의 요레이트를 검출하는 요레이트 센서(13)를 포함할 수 있다.

상기 조향각 센서(11)는 운전자의 조향휠 조작에 따른 조향각(컬럼 입력각, 즉 운전자가 조작한 조향휠의 조향각)을 검출하는 센서일 수 있고, 제어부(20)는 조향이 이루어지는 차륜(타이어)의 조향각 정보를 조향각 센서(11)의 신호로부터 추정 및 취득할 수 있다.

또한, 차속 센서(12)는 전륜과 후륜 등에 설치되어 해당 차륜의 회전속도를 검출하는 휠속 센서일 수 있고, 통상의 차량에서 각 차륜에 설치된 휠속 센서의 신호로부터 차속이 얻어질 수 있다.

휠속 센서에 의해 검출되는 휠속 정보로부터 차량의 종방향 속도인 차속 정보를 취득하는 것에 대해서는 공지 기술이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이에 더하여, 본 발명에서 검출부(10)는 가속도 센서(14)를 더 포함할 수 있고, 여기서 가속도 센서(14)는 횡가속도 센서일 수 있으며, 횡가속도 센서에 의해 검출되는 횡가속도는 후술하는 바와 같이 횡슬립각을 취득하는데 이용될 수 있다.

본 발명에서 횡슬립각은 슬립각 기반의 자세 제어 과정에서 전륜 슬립각과 후륜 슬립각을 계산하는데 이용된다.

또한, 제어부(20)는 자세 제어 기능의 온/오프 상태를 판단하고, 저속의 오동작 방지를 위한 차속 조건을 판단하며, 상기 검출부(10)에 의해 검출되는 차량 상태 정보에 기초하여 차량 상태를 판단한다.

또한, 제어부(20)는 상기 판단된 차량 상태에 따라 차륜에 대한 구동력 인가 상태를 제어하는데, 차륜에 전달되는 구동력을 감소시키는 제어를 수행하거나, 차륜에 대한 구동력 단절을 위한 제어를 수행할 수 있다.

본 발명에서 제어부(20)는 차륜에 대한 구동력 인가 상태를 제어하는데 있어 차량의 운전 정보에 기초하여 결정되는 통상의 구동력 지령을 차량 상태 정보에 기초하여 보정할 수 있다.

이때, 제어부(20)는 검출부(10)에 의해 검출되는 차량 상태 정보에 기초하여 구동력 보정계수를 결정한 뒤, 상기 결정된 구동력 보정계수 이용하여 구동력 지령을 보정함으로써 최종의 구동력 지령을 생성할 수 있다.

이로써, 제어부(20)가 보정된 최종의 구동력 지령을 생성하여 출력하면, 차량을 구동하는 구동장치(31)가 제어부(20)에서 출력되는 구동력 지령에 따라 제어되어 구동장치(31)에서 생성되는 구동력, 즉 해당 차륜에 인가되는 구동력이 제어될 수 있다.

또한, 제어부(20)가 출력하는 제어신호에 따라 동력전달기구(32)의 작동이 제어되어 구동장치(31)와 해당 차륜 사이의 동력 전달이 단절될 수 있다.

그리고, 구동장치(32)는 상술한 바와 같이 차량을 구동하기 위한 엔진 또는 모터일 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 자세 제어 방법을 나타내는 순서도로서, 요레이트 기반의 자세 제어 방법을 보여주고 있다.

본 발명에 따른 자세 제어 과정은 차량에 탑재되는 복수 개의 제어기가 협조 제어하여 수행되거나 통합된 하나의 제어기에 의해 수행될 수 있고, 이하의 설명에서 본 발명에 따른 자세 제어 과정을 수행하는 복수 개의 제어기 또는 통합된 하나의 제어기를 총칭하여 '제어부'라 칭하기로 한다.

본 발명에 따른 차량의 자세 제어는 운전자에 의해 선택된 경우에만 작동하며, 전술한 바와 같이 운전자가 입력부(15)를 통해 자세 제어 기능을 온(on) 시키면, 제어부(20)가 자세 제어 기능의 온(on) 상태인 것으로 판단하여(S1) 차량의 자세 제어를 위한 후속 과정을 진행한다.

후속 과정에 대해 상세히 설명하면, 자세 제어 기능의 온(on) 상태에서, 제어부(20)는 차속 센서(12)에 의해 검출되는 현재 차속이 저속의 오동작 방지를 위해 설정된 차속 조건을 만족하는지를 판단한다(S2).

상기 제어부(20)에서 저속의 오동작 방지를 위한 차속 조건은 현재 차속이 미리 설정된 기준차속보다 큰 조건으로 설정될 수 있고, 이에 제어부(20)가 차속 센서(12)에 의해 검출되는 현재 차속이 기준차속보다 크면 상기 차속 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

이어, 요레이트 기반의 자세 제어 과정에서는, 상기 차속 조건을 만족할 경우, 제어부(20)가 검출부(10)에 의해 검출되는 차량 상태 정보를 이용하여 기준 요레이트(r^*)를 계산하는데(S3), 이때 차량 상태 정보는 차속 센서(12)에 의해 검출되는 현재 차속, 및 조향각 센서(11)에 의해 검출되는 조향각을 포함할 수 있다.

상기 제어부(20)에서 기준 요레이트(r^*)는 아래의 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.

[수학식 1]

여기서, V_x는 현재 차속(차량의 종방향 속도)을 나타내고, V_char는 제어부(20)에 상수로서 정해지는 특성 차속을 나타내며, δ_f는 조향각을, 그리고 L은 전륜과 후륜의 축간 거리를 나타낸다.

이 중에서 특성 차속인 V_char와 전륜과 후륜의 축간 거리인 L은 제어부(20)에 미리 설정되는 차량 고유의 설정 정보이다.

상기와 같이 S3 단계에서 기준 요레이트(r^*)가 계산되면, 제어부(20)는 검출부(10)에 의해 검출되는 차량 상태 정보 중 요레이트 센서(13)에 의해 검출된 요레이트(r)와 상기 기준 요레이트(r^*)의 차이값인 요레이트 오차(｜r-r^*｜)를 계산하고, 상기 계산된 요레이트 오차(｜r-r^*｜)를 제1 오차 기준값(δ1)과 비교한다(S4).

여기서, 요레이트 오차는 상기 검출된 요레이트(r)와 기준 요레이트(r^*)의 차이값의 절대값(｜r-r^*｜)으로 정의될 수 있고, 이는 차량의 실시간 주행 상태를 나타내는 값, 즉 차량 상태 값이라 할 수 있다.

상기 제어부(20)에서 제1 오차 기준값(δ1)은 차속 센서(12)에 의해 검출되는 현재 차속에 상응하는 값으로 결정될 수 있는데, 이를 위해 차속과 제1 오차 기준값(δ1)의 상관 관계를 정의한 설정데이터가 이용된다.

여기서, 상기 설정데이터는 제어부(20)에 미리 입력 및 저장되어 사용되는 것으로서, 맵 또는 테이블, 선도, 수식이 될 수 있다.

도 3은 본 발명에서 오차 기준값이 차속에 따른 값으로 설정된 예를 보여주는 도면이다.

본 발명에서 두 가지의 오차 기준값이 사용되는데, 상기한 제1 오차 기준값(δ1)과 함께 후술하는 제2 오차 기준값이 사용되며, 제1 오차 기준값(δ1)과 제2 오차 기준값(δ2)이 모두 양의 값으로 설정될 수 있다.

또한, 제어부(20)에서 제1 오차 기준값(δ1)이 제2 오차 기준값(δ2)에 비해 작은 값으로 설정된다(도 3 참조).

또한, 제어부(20)에서 제2 오차 기준값(δ2) 역시 제1 오차 기준값(δ1)과 마찬가지로 차속 센서(12)에 의해 검출되는 현재 차속에 상응하는 값으로 결정되도록 할 수 있고(도 3 참조), 이를 위해 차속과 제2 오차 기준값(δ2)의 상관 관계를 정의한 설정데이터가 이용된다.

위에서 설명한 바와 같이 제1 오차 기준값(δ1)과 제2 오차 기준값(δ2)을 차속의 함수로 설정함에 있어서, 차속이 커질수록 위험도가 증가하기 때문에, 차속이 클수록 제1 오차 기준값(δ1) 및 제2 오차 기준값(δ2)이 점차 더 작은 값이 되도록 설정할 수 있다.

이후, 상기 비교 결과로서, 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제1 오차 기준값(δ1)보다 큰 경우, 제어부(20)는 요레이트 오차(｜r-r^*｜)를 기초로 구동장치(31)의 구동력을 감소시키는 제어를 수행한다(S5).

본 발명에서 구동력을 감소시키는 제어는 구동장치가 생성하는 구동력에 대해 오버스티어 또는 언더스티어 방지를 위한 구동력 조정이 이루어지도록 하는 제어이고, 이러한 제어는 제어부(20)가 차량의 운전 정보로부터 결정되는 통상의 구동력 지령을 감소시키는 방향으로 보정하는 과정을 포함하는 것일 수 있다.

이때, 제어부(20)는 요레이트 오차(｜r-r^*｜)를 기초로 구동력 지령을 보정하도록 설정될 수 있는데, 요레이트 오차가 제1 오차 기준값(δ1)을 초과한 구간에서 요레이트 오차에 기초하여 구동력 지령을 감소시키는 보정을 하게 된다.

바람직하게는, 제어부(20)는 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제1 오차 기준값(δ1)을 초과한 양에 비례하여 구동력 지령을 감소시키는 보정을 하도록 설정될 수 있다.

즉, 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제1 오차 기준값(δ1)을 초과한 양에 비례하여 구동장치(31)의 구동력이 감소되도록 하는 것이다.

이를 위해, 제어부(20)에서는 요레이트 오차(｜r-r^*｜)에 상응하는 보정계수가 결정되고, 차량에서 수집되는 운전 정보에 기초하여 통상의 구동력 지령이 결정되면, 상기 제어부(20)가 상기 결정된 보정계수를 이용하여 구동력 지령을 보정하도록 구비될 수 있다.

이때, 보정계수는 0보다 크고 1보다 작은 값으로 설정될 수 있고, 이러한 보정계수가 요레이트 오차(｜r-r^*｜)에 따른 값으로 설정되어 있는 설정데이터가 제어부(20)에 입력 및 저장되어 이용될 수 있다.

이와 같이 제어부(20)에서 요레이트 오차(｜r-r^*｜)에 상응하는 보정계수가 결정되고 나면, 제어부(20)는 보정계수를 적용하여 구동력 지령을 보정하는데, 운전 정보에 기초하여 결정된 구동력 지령에 보정계수를 곱한 값으로 최종의 구동력 지령이 계산될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에서 구동력 지령을 보정하기 위한 보정계수의 설정 예를 나타내는 도면으로, 제1 오차 기준값(δ1)에서 제2 오차 기준값(δ2)까지 요레이트 오차(｜r-r^*｜)에 따른 보정계수의 값이 설정된 설정데이터의 예를 볼 수 있다.

도 4를 참조하면, 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제1 오차 기준값(δ1) 이하인 구간에서는 보정계수가 1로 설정되어 있고, 보정계수가 1이라는 것은 구동력 지령을 보정하지 않는 것을 의미한다.

또한, 도 4를 참조하면, 요레이트 오차가 제2 오차 기준값(δ2) 이상인 구간에서는 보정계수가 0으로 설정되어 있고, 보정계수가 0이라는 것은 보정된 최종 구동력 지령이 0이 됨을 의미한다.

본 발명에서 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제2 오차 기준값(δ2) 이상인 경우, 제어부(20)는 구동장치(31)의 구동력이 전체 차륜에 인가되지 않도록 단절시키는 제어를 실시한다.

이러한 구동력 조정은 제어부(20)가 0의 구동력 지령을 출력하여 구동장치(31)에서 구동력을 생성하지 않도록 제어하는 것(구동장치를 구동하지 않음)일 수 있고, 또는 구동장치(31)의 구동력이 차량의 전체 차축 및 차륜 모두에 전달되지 않도록 구동장치(31)와 각 차륜 간의 동력 전달을 동력전달기구(32)를 통해 기구적으로 단절시키는 것일 수 있다.

이와 같이 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 미리 설정된 제2 오차 기준값(δ2) 이상인 경우, 제어부(20)가 전체 차축 및 차륜에 구동력이 인가되지 않도록 구동력을 단절시키는 제어를 수행하게 된다.

또한, 도 4를 참조하면, 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제1 오차 기준값(δ1)일 때 보정계수가 1이고, 요레이트 오차가 제2 오차 기준값(δ2)일 때 보정계수가 0이며, 요레이트 오차가 제1 오차 기준값(δ1)보다 크고 제2 오차 기준값(δ2)보다 작은 구간에서는 요레이트 오차 값이 증가할수록 보정계수가 선형적으로 점차 감소하는 값이 되도록 설정됨을 볼 수 있다.

그리고, 본 발명에서 구동력 지령을 보정할 수 있도록 상기와 같이 0에서 1의 값으로 정의한 보정계수가 제어부(20)에 설정될 수 있으나, 상기 보정계수는 0에서 1의 값이 아닌, 백분율로 환산된 값으로도 설정 가능하고, 이때 백분율의 값은 운전 정보에 기초하여 결정되는 통상의 구동력에 대하여 보정 후 유지되는 구동력의 비율을 의미한다.

다시 도 2를 참조하여 설명하면, 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제1 오차 기준값(δ1)보다 크다면, 하나의 구동장치(31)를 가지는 싱글 액슬(single axle) 차량의 경우, 제어부(20)는 상기와 같이 요레이트 오차(｜r-r^*｜)에 기초하여 구동력 지령을 보정하게 된다(S5).

제어부(20)가 도 4와 같은 설정데이터로부터 요레이트 오차(｜r-r^*｜)에 상응하는 보정계수를 결정하고, 이어 차량의 운전 정보에 기초하여 결정되는 통상의 구동력 지령에 상기 보정계수를 곱하여 구동력 지령을 보정한다.

이로써, 제어부(20)는 보정된 구동력 지령을 최종적으로 출력하게 되고, 제어부(20)가 출력하는 보정된 최종의 구동력 지령에 따라 구동장치(31)의 구동이 제어됨으로써 구동장치(31)가 생성 및 출력하는 구동력이 감소될 수 있게 된다.

또한, 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제1 오차 기준값(δ1)보다 클 때, 차량이 e-4WD 차량이면, 제어부(20)는 차량의 전륜과 후륜 간 구동력 편분배를 종료하고, 수직하중 기반의 분배를 실시한다(S5).

즉, e-4WD 시스템을 가지는 차량에서는 전륜과 후륜의 토크를 모두 제어할 수 있기 때문에 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제1 오차 기준값(δ1)을 초과하는 구간에서 단순 구동력을 감소시키는 것뿐만 아니라, 전륜과 후륜에 각각의 수직하중의 크기에 비례하는 비율로 구동력을 분배할 수 있다.

예를 들면, 전륜과 후륜의 수직하중의 비율이 7:3이라면, 전륜 구동장치와 후륜 구동장치를 제어하여, 주행에 필요한 총 구동력 중, 전륜에는 70%의 구동력(토크)을 분배하고, 후륜에는 30%의 구동력(토크)을 분배할 수 있다.

여기서, 각 차륜의 수직하중은 차량에서 센서 등에 의해 검출될 수 있고, 또는 센서 등에 의해 검출된 정보를 이용하여 추정되는 것일 수 있다.

이러한 각 차륜의 수직하중은 차량 제어에 있어 널리 이용되고 있는 공지의 제어 변수이므로 그 산출 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이와 같이 전륜과 후륜에 대한 구동력 분배를 제어하는 것 또한, 싱글 액슬 차량에서의 구동력 감소 제어와 마찬가지로, 오버스티어 또는 언더스티어 방지를 위한 구동력 조정이 이루어지도록 하는 제어라 할 수 있다.

이후, 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제1 오차 기준값(δ1)을 초과하는 것은 물론, S6 단계에서 요레이트 오차(｜r-r^*｜)가 제2 오차 기준값(δ2) 이상이면, 제어부(20)는 도 2의 S7 단계에서 전술한 바와 같이 구동장치(31)의 구동력이 차륜 전체에 모두 전달되지 않도록 구동장치(31)와 차륜 간의 구동력 단절을 위한 제어를 수행한다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 자세 제어 방법을 나타내는 순서도로서, 슬립각 기반의 자세 제어 방법을 보여주고 있다.

슬립각 기반의 자세 제어 방법에서는 도 2와 비교하여 요레이트 대신 슬립각이 이용되는 차이점이 있고, 차량이 실시간 주행 상태를 나타내는 차량 상태 값으로서 요레이트 오차 대신 전륜 슬립각과 후륜 슬립각의 차이값(즉, 슬립각 차이값)이 이용된다.

도 5에서 δ1과 δ2는 각각 제1 오차 기준값과 제2 오차 기준값을 나타내고, 이하 도 5의 실시예의 설명에서도 제1 오차 기준값과 제2 오차 기준값을 이용하는 것으로 설명하지만, 도 5의 제1 오차 기준값인 δ1 및 제2 오차 기준값인 δ2가 슬립각 차이값에 대한 기준값이므로 요레이트 오차에 대한 기준값인 도 2의 δ1 및 δ2와는 다른 값으로 설정될 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 슬립각 기반의 자세 제어 기능 역시 운전자에 의해 선택된 경우에만 작동하며, 운전자가 입력부(15)를 통해 자세 제어 기능을 온(on) 시키면, 제어부(20)가 자세 제어 기능의 온(on) 상태임을 판단하여(S11) 후속 과정을 진행하고, 이로써 슬립각 기반의 자세 제어 과정이 실시된다.

즉, 자세 제어 기능의 온(on) 상태에서, 제어부(20)는 차속 센서(12)에 의해 검출되는 현재 차속이 저속의 오동작 방지를 위한 차속 조건을 만족하는지를 판단하는데(S12), 현재 차속이 미리 설정된 기준차속보다 큰 경우 상기 차속 조건을 만족하는 것으로 판단한다.

이어, 슬립각 기반의 자세 제어 과정에서는, 상기 차속 조건을 만족할 경우, 제어부(20)가 상기 검출부(10)에 의해 검출되는 차량 상태 정보를 이용하여 전륜 슬립각(α_f)과 후륜 슬립각(α_r)을 계산한다.

여기서, 상기 차량 상태 정보는 차속 센서(12)에 의해 검출되는 현재 차속, 조향각 센서(11)에 의해 검출되는 조향각, 요레이트 센서(13)에 의해 검출되는 요레이트, 그리고 가속도 센서(14)에 의해 검출되는 횡가속도를 포함할 수 있다.

본 발명에서 전륜 슬립각과 후륜 슬립각을 계산하기 위해서는 횡슬립각이 구해져야 하는데, 상기 횡슬립각이 차량 제어에 이미 이용되고 있는 잘 알려진 제어 변수이므로, 상기 횡슬립각이 구해지는 방법 및 과정에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

간단한 예를 들면, 차량에서 센서에 의해 검출되는 차량의 횡방향 속도를 이용하여 횡슬립각을 추정하는 방식, 또는 차량에서 센서에 의해 검출되는 요레이트 및 횡가속도를 이용하여 차량의 횡방향 속도를 결정하고 차량의 횡방향 속도로부터 횡슬립각을 추정하는 방식 등이 이용될 수 있다.

횡슬립각을 추정하기 위해 센서에 의해 검출되는 횡방향 속도를 이용할 경우, 도 1의 장치 구성 중 검출부(10)는 횡방향 속도를 검출하는 센서를 더 포함하는 것이 된다.

그 밖에, 한국 공개특허 제10-2017-0047042호(2017.5.4.)에 개시되어 있는 횡슬립각 추정 장치의 이용이 가능하고, 또는 한국 등록특허 제10-1626163호(2016.5.25.)에 개시되어 있는 횡슬립각 추정 방법의 이용이 가능하다.

하기 수학식 2와 수학식 3은 각각 전륜 슬립각(α_f)과 후륜 슬립각(α_r)을 계산하기 위한 식을 나타내고, 제어부(20)에서 수학식 2와 수학식 3에 의해 전륜 슬립각(α_f)과 후륜 슬립각(α_r)이 계산될 수 있다.

[수학식 2]

[수학식 3]

여기서, α_f는 전륜 슬립각을 나타내고, α_r는 후륜 슬립각을 나타내며, β는 횡슬립각을 나타낸다.

또한, V_x는 현재 차속(차량의 종방향 속도)을 나타내고, r은 요레이트를 나타내며, δ_f는 조향각을 나타낸다.

또한, l_f는 차량 무게중심과 전륜 축 사이의 거리를 나타내고, l_r은 차량 무게중심과 후륜 축 사이의 거리를 나타내며, 상기 l_f와 l_r은 제어부(20)에 미리 입력되어 사용되는 차량 고유의 설정 정보이다.

상기와 같이 전륜 슬립각(α_f)과 후륜 슬립각(α_r)은 차속(V_x), 요레이트(r), 조향각(δ_f)을 이용하여 계산될 수 있고, 보다 상세히는 상기 검출부(10)의 센서들에 의해 검출되는 차속(V_x), 요레이트(r), 조향각(δ_f)과 함께 전술한 횡슬립각(β)을 이용하여 계산될 수 있다.

다시 도 5를 참조하여 설명하면, S3 단계에서 전륜 슬립각과 후륜 슬립각을 계산하고 나면, 제어부(20)는 전륜 슬립각(α_f)의 절대값에서 후륜 슬립각(α_r)의 절대값을 뺀 슬립각 차이값을 미리 설정된 제1 오차 기준값(δ1)과 비교한다(S4).

여기서, 전륜 슬립각의 절대값에서 후륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값(δ1)보다 크면, 제어부(20)는 언더스티어가 발생할 수 있는 상황인 것으로 판단하여, 언더스티어 방지를 위한 S5 단계의 구동력 제어를 실시한다.

반면, 전륜 슬립각의 절대값에서 후륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값(δ1) 이하이면, S10 단계에서 반대로 후륜 슬립각의 절대값에서 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값을 제1 오차 기준값(δ1)과 비교한다.

여기서, 후륜 슬립각의 절대값과 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값(δ1)보다 크면, 제어부(20)는 오버스티어가 발생할 수 있는 상황인 것으로 판단하여, 오버스티어 방지를 위한 S11 단계의 구동력 제어를 실시한다.

S5 단계에서는 싱글 액슬 차량의 경우 전술한 도 2의 실시예와 마찬가지로 구동장치(31)에 대한 구동력 감소 제어가 실시되는데, 도 2의 실시예에서 구동력 감소 제어를 위해 요레이트 오차에 기초하여 구동력 지령을 보정하였다면, 도 5의 실시예에서는 구동력 감소 제어를 위해 슬립각 차이값에 기초하여 구동력 지령을 보정한다.

여기서, 슬립각 차이값은 전륜 슬립각의 절대값에서 후륜 슬립각의 절대값을 뺀 값, 즉 언더스티어 슬립각 오차이며, 제어부(20)가 설정데이터로부터 슬립각 차이값(언더스티어 슬립각 오차)에 상응하는 보정계수를 결정하고, 이어 차량의 운전 정보에 기초하여 결정되는 구동력 지령에 상기 보정계수를 곱하여 구동력 지령을 보정한다.

이로써, 제어부(20)는 보정된 구동력 지령을 최종적으로 출력하게 되고, 제어부(20)가 출력하는 보정된 최종의 구동력 지령에 따라 구동장치(31)의 작동이 제어됨으로써 구동장치(31)가 생성 및 출력하는 구동력이 감소되며, 이로써 차량의 언더스티어가 방지될 수 있게 된다.

제어부(20)에서 슬립각 차이값으로부터 보정계수를 결정하는데 이용되는 설정데이터는 상기 보정계수가 슬립각 차이값에 따라 상응하는 값으로 설정된 것으로, 제어부(20)에 미리 저장되어 이용된다.

이때, 슬립각 차이값으로부터 보정계수를 결정하는데 이용되는 설정데이터는, 요레이트 오차로부터 보정계수를 결정하는데 이용되는 도 4의 설정데이터와 유사한 것이 될 수 있다.

즉, 슬립각 차이값으로부터 보정계수를 결정하는데 이용되는 설정데이터는, 도 4의 설정데이터에서 요레이트 오차를 슬립각 차이값으로 대체한 것이 될 수 있다.

상기 보정계수는 0보다 크고 1보다 작은 값으로 설정될 수 있고, 이러한 보정계수가 슬립각 차이값에 따른 값으로 설정되어 있는 설정데이터가 제어부(20)에 미리 저장되어 이용될 수 있다.

상기와 같이 제어부(20)에서 슬립각 차이값에 상응하는 보정계수가 결정되고 나면, 제어부(20)는 보정계수를 적용하여 구동력 지령을 보정하는데, 상기와 같이 운전 정보에 기초하여 결정된 통상의 구동력 지령에 상기 보정계수를 곱하여 구동력 지령을 보정할 수 있다.

앞에서 도 4를 참조하여 요레이트 오차에 상응하는 보정계수에 대해 상세히 설명하였는바, 도 4에 대한 앞의 설명 중 요레이트 오차를 슬립각 차이값으로 대체한다면, 슬립각 차이값에 상응하는 보정계수에 대해 통상의 기술자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

그리고, 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값(δ1)보다 클 때, 차량이 e-4WD 차량이면, 제어부(20)는 S5 단계에서 전륜 구동장치(31) 및 후륜 구동장치(31)에 대한 구동을 제어하여 구동력(토크)을 후륜으로 분배할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값(δ1)을 초과하면서 제2 오차 기준값(δ2)보다 작으면, 언더스티어인 경우, 전륜 토크를 감소시키고, 이때 전륜 토크를 감소시킨 토크량만큼을 현재의 후륜 토크에 더해줄 수 있다.

이때, 전륜 토크를 감소시키는 토크량, 즉 후륜으로 추가 분배하는 토크량은 슬립각 차이값에 비례하는 값으로 정해질 수 있고, 또는 슬립각 차이값으로부터 맵에 의해 구해지도록 할 수 있다.

또한, 차량이 싱글 액슬 차량일 때, 슬립각 차이값(언더스티어 슬립각 오차)이 제1 오차 기준값(δ1)을 초과하는 것은 물론, 도 5의 S6 단계에서 상기 슬립각 차이값이 제2 오차 기준값(δ2) 이상이면, 도 5의 S7 단계에서 제어부(20)는 도 2의 실시예와 마찬가지로 구동장치(31)의 구동력이 차륜 전체에 모두 전달되지 않도록 구동장치(31)와 전체 차륜 간의 구동력 단절을 위한 제어를 수행한다.

하지만, 차량이 e-4WD 차량인 경우, 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값(δ1)을 초과하는 것은 물론, S6 단계에서 슬립각 차이값이 제2 오차 기준값(δ2) 이상이면, S7 단계에서 제어부(20)는 구동장치(31)의 구동력이 전륜에 전달되지 않도록 전륜에 대한 구동력 단절 제어를 수행한다.

이때, 전륜 대한 구동력 단절은 제어부(20)가 전륜 구동장치(31)에 대한 구동력 지령으로 0을 출력하여 전륜 구동장치(31)에서 구동력을 생성하지 않도록 제어하는 것(전륜 구동장치를 구동하지 않음)일 수 있고, 또는 전륜 구동장치(31)의 구동력이 전륜에 전달되지 않도록 전륜 구동장치(31)와 전륜 간의 동력 전달을 동력전달기구(32)를 통해 기구적으로 단절시키는 것일 수 있다.

상기 전륜에 대한 구동력 단절에 대해서는 도 2의 실시예에서 설명한 전체 차륜에 대한 구동력 단절과 비교하여 전체 차륜이 아닌 e-4WD 차량의 전륜을 대상으로 하는 차이점만 있을 뿐, 차륜에 대한 구동력 단절 방법이나 수단에 있어서는 차이가 없다.

이어, S8 단계에서 상기한 슬립각 차이값이 제3 오차 기준값(δ3)보다도 더 크다면, 제어부(20)는 후륜 구동장치(31)와 후륜을 기구적으로 연결한 상태에서 후륜 구동장치(31)에 의한 회생제동이 수행될 수 있도록 제어하고(S9), 이를 통해 차량의 주행 안정성을 확보한다.

이때, 예로서, 원래의 후륜 토크가 양의 토크인 구동 토크 100이라면 70으로 감소시킬 수 있고(후륜 구동력 감소), 음의 토크인 회생 토크 - 50이었다면 -80으로 감소시킬 수 있다(후륜의 회생제동 절대량 증가).

싱글 액슬 차량인 경우에도, 슬립각 차이값이 제3 오차 기준값(δ3)보다도 더 크다면, 제어부(20)가 구동장치(31)와 차륜(구동륜)을 기구적으로 연결한 상태에서 구동장치(31)에 의한 회생제동이 수행되도록 제어할 수 있다.

그리고, 전술한 바와 같이, S4 단계에서 전륜 슬립각의 절대값에서 후륜 슬립각의 절대값을 뺀 값이 제1 오차 기준값(δ1) 이하인 것으로 판단한 경우, S10 단계에서 반대로 후륜 슬립각의 절대값에서 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값을 제1 오차 기준값(δ1)과 비교한다.

여기서, 후륜 슬립각의 절대값과 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값(δ1)보다 큰 경우, 오버스티어 방지를 위한 S11 단계의 구동력 제어를 실시한다.

S11 단계에서도 싱글 액슬 차량의 경우 구동장치(31)에 대한 구동력 감소 제어가 실시되는데, S5 단계와 마찬가지로 구동력 감소 제어를 위해 슬립각 차이값에 기초하여 구동력 지령을 보정한다.

단, S11 단계의 구동력 감소 제어에서 구동력 지령을 보정하기 위한 슬립각 차이값은, S5 단계와 반대로 후륜 슬립각의 절대값과 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 값, 즉 오버스티어 슬립각 오차이다.

S11 단계의 구동력 감소 제어는, S5 단계의 구동력 감소 제어와 비교하여, 후륜 슬립각의 절대값과 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값(오버스티어 슬립각 오차)을 이용하는 점이 다를 뿐, 이를 제외한 나머지 사항은 차이가 없으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

그리고, S10 단계에서 슬립각 차이값(오버스티어 슬립각 오차)이 제1 오차 기준값(δ1)보다 크다면, 차량이 e-4WD 차량일 경우, S11 단계에서 제어부(20)가 전륜 구동장치(31) 및 후륜 구동장치(31)에 대한 구동을 제어하여 구동력(토크)를 전륜으로 배분한다.

본 발명의 실시예에서, 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값(δ1)을 초과하면서 제2 오차 기준값(δ2) 이하이면, 오버스티어인 경우, 후륜 토크를 감소시키고, 이때 후륜 토크를 감소시킨 토크량만큼을 현재의 전륜 토크에 더해줄 수 있다.

이때, 후륜 토크를 감소시키는 토크량, 즉 전륜으로 추가 분배하는 토크량은 슬립각 차이값에 비례하는 값으로 정해질 수 있고, 또는 슬립각 차이값으로부터 맵에 의해 구해지도록 할 수 있다.

또한, 차량이 싱글 액슬 차량일 때, S10 단계에서 슬립각 차이값(오버스티어 슬립각 오차)이 제1 오차 기준값(δ1)을 초과하는 것은 물론, S12 단계에서 상기 슬립각 차이값이 제2 오차 기준값(δ2) 이상이면, 도 5의 S13 단계에서 제어부(20)는 구동장치(31)의 구동력이 차륜 전체에 모두 전달되지 않도록 구동장치(31)와 차륜 간의 구동력 단절을 위한 제어를 수행한다.

만약, 차량이 e-4WD 차량인 경우, S10 단계에서 슬립각 차이값(오버스티어 슬립각 오차)이 제1 오차 기준값(δ1)을 초과하는 것은 물론, S12 단계에서 상기 슬립각 차이값이 제2 오차 기준값(δ2) 이상이면, 도 5의 S13 단계에서 제어부(20)는 후륜 구동장치(31)의 구동력이 후륜에 전달되지 않도록 후륜에 대한 구동력 단절 제어를 수행한다.

이때, 후륜에 대한 구동력 단절은 전륜에 대한 구동력 단절과 비교하여 후륜 및 후륜 구동장치(31)를 대상으로 한다는 점에서 차이가 있을 뿐, 그 방법이나 수단에 있어서 차이는 없다.

그리고, 후륜에 대한 구동력을 단절할 때, 전륜에 대해서는 구동력을 증가시킬 수 있으며, 오버스티어 제어에서는 운전자가 의도하지 않은 가속력이 순간적으로 발생할 가능성이 있으므로, 상기의 전륜에 대한 구동력 증가는 선택적으로 실시될 수 있다.

이와 같이 하여, 도 5를 참조로 슬립각 기반의 자세 제어 과정에 대해 설명하였으며, 슬립각 기반의 자세 제어는 슬립각을 규명해야 할 필요가 있으므로 적용성의 한계는 있지만, 단순 자세 안정화가 아닌, 언더스티어 및 오버스티어를 구분하여 각 상황별로 대처하는 것이 가능하다는 장점이 있다.

그리고, 슬립각 기반의 자세 제어 과정에서는 상기와 같이 제1 오차 기준값(δ1), 제2 오차 기준값(δ2), 제3 오차 기준값(δ3)의 세 가지 오차 기준값이 사용되고, 상기 세 가지 오차 기준값이 모두 양의 값으로 설정되며, 이때 제1 오차 기준값(δ1)보다 제2 오차 기준값(δ2)이 더 큰 값으로, 그리고 제2 오차 기준값(δ2)보다 제3 오차 기준값(δ3)이 더 큰 값으로 설정될 수 있다.

또한, 제어부(20)에서 각 오차 기준값은 현재 차속에 상응하는 값으로 결정될 수 있고, 이를 위해 제어부(20)에는 제1 오차 기준값(δ1), 제2 오차 기준값(δ2), 제3 오차 기준값(δ3)이 차속에 따른 값으로 설정되어 있는 설정데이터가 미리 입력되어 이용될 수 있다.

이때, 차속이 큰 값일수록 제1 오차 기준값(δ1) 및 제2 오차 기준값(δ2), 제3 오차 기준값(δ3) 모두가 점차 더 작아지도록 설정될 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 검출부
11 : 조향각 센서
12 : 차속 센서
13 : 요레이트 센서
14 : 횡가속도 센서
15 : 입력부
20 : 제어부
31 : 구동장치
32 : 동력전달기구

Claims

주행 중 차량의 제어부에 차량 상태 값을 결정하기 위한 정보가 수집되는 단계;
상기 제어부가 상기 수집되는 정보로부터 차량의 주행 상태를 나타내는 차량 상태 값을 결정하는 단계;
상기 제어부가 상기 결정된 차량 상태 값을 제1 기준값과 비교하는 단계; 및
상기 차량 상태 값이 제1 기준값보다 크면, 상기 제어부가 차량 구동을 위한 구동력을 생성하는 구동장치의 작동을 제어하여, 차량의 언더스티어 또는 오버스티어 방지를 위한 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계를 포함하며,
상기 차량 상태 값이 요레이트 오차이거나 전륜과 후륜의 슬립각 차이값이고,
상기 제1 기준값이 제어부에서 현재 차속에 따라 결정되는 제1 오차 기준값인 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
운전자가 입력부를 통해 자세 제어 기능을 온(on) 시킨 경우, 상기 입력부의 신호에 따라 차량의 자세 제어를 위한 상기 각 단계들을 실시하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
현재 차속을 미리 설정된 기준차속과 비교하고,
현재 차속이 상기 기준차속보다 큰 것으로 판단한 경우, 상기 차량 상태 값을 결정하는 단계를 포함하여 그 후속 단계들을 실시하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량 상태 값이 요레이트 오차이고,
상기 차량이 전륜 또는 후륜에 구동력을 인가하는 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서, 상기 제어부는 요레이트 오차를 기초로 상기 구동장치가 생성하는 구동력을 감소시키는 제어를 수행하고,
상기 차량이 전륜 구동장치와 후륜 구동장치를 가지는 사륜 구동차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서, 상기 제어부는 전륜과 후륜으로 분배되는 구동력을 전륜 수직하중과 후륜 수직하중의 비율에 따라 분배되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 차량이 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서, 상기 제어부는 요레이트 오차가 상기 제1 오차 기준값을 초과한 양에 비례하여 구동장치의 구동력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 차량이 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계는,
상기 제어부에서 상기 요레이트 오차에 상응하는 보정계수를 결정하는 과정;
상기 제어부에서 차량의 운전 정보로부터 결정되는 구동력 지령을 상기 결정된 보정계수를 이용하여 보정하는 과정; 및
상기 제어부가 보정된 구동력 지령을 출력하여 구동장치의 작동이 상기 보정된 구동력 지령에 따라 제어되도록 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 보정계수는,
상기 제어부에 0보다 크고 1보다 작은 값으로 미리 설정되고, 상기 요레이트 오차가 증가할수록 점차 감소하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부에서 상기 요레이트 오차를 현재 차속으로부터 결정된 제2 오차 기준값과 비교하는 단계; 및
상기 요레이트 오차가 제2 오차 기준값 이상이면, 상기 제어부가 차량의 전체 차륜에 대해 구동력이 인가되지 않도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량 상태 값이 전륜과 후륜의 슬립각 차이값이고,
상기 제어부는 상기 차량에서 수집되는 정보로부터 전륜 슬립각과 후륜 슬립각을 결정한 뒤, 상기 전륜 슬립각의 절대값에서 상기 후륜 슬립각의 절대값을 뺀 값을 상기 슬립각 차이값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값보다 크면,
상기 차량이 전륜 또는 후륜에 구동력을 인가하는 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 슬립각 차이값을 기초로 상기 구동장치가 생성하는 구동력을 감소시키는 제어를 수행하고,
상기 차량이 전륜 구동장치와 후륜 구동장치를 가지는 사륜 구동차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서, 상기 제어부는 전륜 토크를 감소시키고 전륜 토크의 감소량만큼을 후륜 토크로 추가 분배하는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 차량이 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서, 상기 제어부는 슬립각 차이값이 상기 제1 오차 기준값을 초과한 양에 비례하여 구동장치의 구동력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 차량이 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계는,
상기 제어부에서 상기 슬립각 차이값에 상응하는 보정계수를 결정하는 과정;
상기 제어부에서 차량의 운전 정보로부터 결정되는 구동력 지령을 상기 결정된 보정계수를 이용하여 보정하는 과정; 및
상기 제어부가 보정된 구동력 지령을 출력하여 구동장치의 작동이 상기 보정된 구동력 지령에 따라 제어되도록 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 보정계수는,
상기 제어부에 0보다 크고 1보다 작은 값으로 미리 설정되고, 상기 슬립각 차이값이 증가할수록 점차 감소하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 제어부에서 상기 슬립각 차이값을 현재 차속으로부터 결정된 제2 오차 기준값과 비교하는 단계; 및
상기 슬립각 차이값이 제2 오차 기준값 이상이면, 상기 차량이 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우 상기 제어부가 구동륜에 대해 구동력이 인가되지 않도록 제어하고, 상기 차량이 사륜 구동차량인 경우 상기 제어부가 전륜에 대해 구동력이 인가되지 않도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 제어부에서 상기 슬립각 차이값을 현재 차속으로부터 결정된 제3 오차 기준값과 비교하는 단계; 및
상기 슬립각 차이값이 제3 오차 기준값보다 크면, 상기 차량이 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우 상기 제어부가 구동장치에 의한 회생제동이 수행되도록 제어하고, 상기 차량이 사륜 구동차량인 경우 후륜 구동장치에 의한 회생제동이 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값 이하이면, 상기 제어부가 후륜 슬립각의 절대값에서 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값을 제1 오차 기준값과 비교하는 단계; 및
상기 후륜 슬립각의 절대값에서 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값이 제1 오차 기준값보다 크면, 상기 제어부가 차량 구동을 위한 구동력을 생성하는 구동장치의 작동을 제어하여, 차량의 오버스티어 방지를 위한 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 차량의 오버스티어 방지를 위한 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서,
상기 차량이 전륜 또는 후륜에 구동력을 인가하는 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 후륜 슬립각의 절대값에서 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값을 기초로 상기 구동장치가 생성하는 구동력을 감소시키는 제어를 수행하고,
상기 차량이 전륜 구동장치와 후륜 구동장치를 가지는 사륜 구동차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서, 상기 제어부는 후륜 토크를 감소시키고 후륜 토크의 감소량만큼을 전륜 토크로 추가 분배하는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 차량이 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 후륜 슬립각의 절대값에서 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값이 상기 제1 오차 기준값을 초과한 양에 비례하여 구동장치의 구동력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우, 상기 구동력 조정이 이루어지도록 하는 단계는,
상기 제어부에서 상기 요레이트 오차에 상응하는 보정계수를 결정하는 과정;
상기 제어부에서 차량의 운전 정보로부터 결정되는 구동력 지령을 상기 결정된 보정계수를 이용하여 보정하는 과정; 및
상기 제어부가 보정된 구동력 지령을 출력하여 구동장치의 작동이 상기 보정된 구동력 지령에 따라 제어되도록 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 제어부가 후륜 슬립각의 절대값에서 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값을 제2 오차 기준값과 비교하는 단계; 및
상기 후륜 슬립각의 절대값에서 전륜 슬립각의 절대값을 뺀 슬립각 차이값이 제2 오차 기준값 이상이면, 상기 차량이 하나의 구동장치를 장착한 차량인 경우 상기 제어부가 구동륜에 대해 구동력이 인가되지 않도록 제어하고, 상기 차량이 사륜 구동차량인 경우 상기 제어부가 후륜에 대해 구동력이 인가되지 않도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자세 제어 방법.