KR100503397B1 - 차량의 센서 모니터링 방법 및 장치 - Google Patents

차량의 센서 모니터링 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 장착된 센서들을 모니터하기 위하여 사용된 장치에 관한 것으로서, 이 센서는 다른 물리적 변수를 나타내는 신호를 발생시킨다. 이 장치는, 동일 정의의 비교 변수가 적어도 두 개의 센서들에 있어서 이 센서들에 의해 발생된 신호에 기초하여 결정될 수 있는 제 1 부품을 포함한다. 또한 이 장치는 동일 정의의 적어도 두 개의 비교 변수들에 기초하여 결정되는 기준 변수를 갖는 한 세트의 제 2 부품을 포함한다. 이 기준 변수는 한 세트의 제 3 부품들 내에서 적어도 하나의 센서를 모니터하는 동안 고려된다. 기준 변수 얻기 위해서, 동일하게 정의된 두 개 이상의 비교 변수들의 각각에 대해 기준 변수가 결정된다. 이 결정량은 동일하게 정의된 비교 변수와, 동일하게 정의된 두 개 이상의 비교 변수들 중 동일하게 정의된 다른 비교 변수 사이의 차이를 나타낸다. 그리하여 동일하게 정의된 비교 변수들은 이 변수들에 의해 평가된다.

Description

차량의 센서 모니터링 방법 및 장치{Method and device for monitoring sensors in a vehicle}
본 발명은 차량에 장착된 센서를 모니터링하기 위한 방법과 장치에 관한 것으로서, 이 방법과 장치는 특히 차량의 주행 동역학(driving dynamics)을 제어하기 위해서 시스템내에 설치된 센서들을 모니터링하는 방법과 장치에 관한 것이다.
차량에 설치된 센서를 모니터링하기 위한 방법과 장치는 본 기술분야로부터의 여러 가지 변형으로서 공지되어 있다.
출원번호 P 196 36 443로서 독일특허청에 제출된 특허출원서는 차량의 센서를 모니터링하기 위한 방법과 장치를 기재하고 있다. 이 방법이나 장치는 각각 상이한 물리적 파라미터를 나타내는 센서를 모니터링한다. 이 장치는 적어도 그들에 의해 생성된 신호로부터 시작하여, 둘 이상의 센서를 위해 동일하게 규정된 비교 변수를 결정하는 수단을 포함한다. 또한 이 장치는 산출된 비교 변수에 따라 기준 변수를 산출하는 다른 수단을 포함한다. 이 기준 변수에 기초하여 개별 센서를 위해 각 센서기준 변수를 산출한다. 센서 기준 변수의 고려하에서 센서를 위하여 모니터링 및 수정이 실시된다. 기준 변수의 산출을 위해 다음과 같은 방법으로 단계가 실시된다.
동일하게 정의된 비교 변수에 기초하여, 이 비교 변수의 비교를 통해 기준 변수가 산출된다. 기준 변수의 산출을 위해서 최후에 산출된 기준 변수에 대해 가장 큰 차이를 갖는 최초의 동일하게 정의된 비교 변수가 산출된다. 이 비교 변수가 최후에 산출된 기준 변수에 대해 가장 큰 차이를 갖기 때문에, 특정 환경하에서, 각 센서가 결손될 수 있다는 결론을 내릴 수 있다. 그 결과 실제 기준 변수를 산출할 때 이 비교 변수는 고려되지 않는다. 실제 기준 변수는 산정된 평균값을 계산하므로써 형성된다. 산정된 평균값의 계산에서는, 한편으로는 잔류 비교 변수가 그리고 다른 한편으로는 잔류 비교 변수들 사이의 편차가 가중 평균의 형태로 도입된다.
차량의 주행 동역학 제어 시스템은 예를 들어 자동차기술 잡지(ATZ) 16, 1994, 11권 674 내지 689쪽에 기재된 "FDR-보쉬(BOSCH)사의 차량 주행 동역학 제어"로 공지되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 본 발명에 따른 장치를 도시한 구조도.
본 발명의 목적은 차량에 설치된 센서를 양호하게 모니터링하기 위한 것이다.
청구항 1항과 청구항 7항의 특징을 통하여 이러한 목적은 달성된다.
본 발명은 각각 서로 다른 물리적 변수를 나타내는 신호를 생성하는 센서의 모니터링을 가능하게 한다. 둘 이상의 센서를 위해 동일하게 규정된 비교 변수가 적어도 그들이 생성하는 신호에 기초하여 센서를 위해 결정되는 것이 적합하다. 기준 변수는 동일하게 규정된 비교 변수 중 둘 이상에 기초하여 결정되는 것이 적합하며, 하나 이상의 센서의 모니터링시 고려된다.
기준 변수를 형성하기 위해서, 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수 중 동일하게 규정된 비교 변수와 나머지 동일하게 규정된 비교 변수 사이의 편차를 나타내는 변수가 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수 각각에 대하여 결정되는 것이 적합하다. 이 동일하게 규정된 비교 변수는 이 변수를 사용하여 평가된다.
동일하게 규정된 비교 변수가, 바람직하게는 차량내에 설치된 센서 중 하나로 검출된 변수에 대응하는 물리적 변수, 특히, 요잉율 나타낼 때 특히 적합하다.
각각 서로 다른 물리적 변수를 나타내는 센서의 도움으로 생성된 신호 중 일부에 기초하여 차량 속도를 나타내는 변수가 결정되는 것이 적합하다. 기준 변수 및 이 차속을 나타내는 변수에 기초하여, 센서 기준 변수가 하나 이상의 센서를 위해 결정되며, 하나 이상의 센서의 모니터링시 고려된다.
삭제
특히 바람직하게는, 적어도 하나의 센서를 위해 이 센서로부터 발생된 신호의 수정이 적어도 센서 기준 변수와 센서에서 발생된 신호에 기초하여 실시된다.
센서로서, 차륜회전수센서, 회전율 및 요잉율센서, 횡가속도센서, 조향각센서를 갖는 차량에 있어서, 기준 변수는 다음과 같이 산출되는 것이 바람직하다.
차륜회전수센서를 위하여, 차량가속도를 나타내는 변수와 이 센서로부터 발생된 신호에 기초하여 동일하게 정의된 비교 변수(omeganij)가 산출되며,
회전율 및 요잉율센서를 위하여, 이 센서로부터 발생된 신호와 이 센서의 센서 기준 변수에 기초하여 동일하게 정의된 비교 변수(omegakorr)가 산출되며,
횡가속도센서를 위하여, 이 센서로부터 발생된 신호, 즉 차량가속도를 나타내는 변수와 이 센서의 센서 기준 변수에 기초하여 동일하게 정의된 비교 변수(omegaay)가 산출되며,
조향각센서를 위하여, 이 센서로부터 발생된 신호, 즉 차량가속도를 나타내는 변수와 이 센서의 센서 기준 변수에 기초하여 동일하게 정의된 비교 변수(omegadelta)가 산출되며, 이 기준 변수는 다음 수학식에 따라 산출된다.
여기서, 항(term)은
이며, 이들은 두 개의 동일하게 정의된 비교 변수의 차이를 나타낸다.
본 발명에 따른 방법과 본 발명에 따른 장치의 다른 장점은 기준 변수의 강도로부터 얻어진다. 또한 센서 기준 변수는 급격한 변화를 갖지 않는다.
본 발명의 다른 바람직한 형태는 종속항과 도면으로부터 실시된다.
이하에서 본 발명을 도 1을 참조로 설명한다.
제시된 실시예의 특정 형태, 즉 차량의 주행 동역학 제어용 센서에서 본 발명에 따른 장치나 본 발명에 따른 방법의 실시로 인해 본 발명의 기본개념을 축소시키지는 않는다.
도 1에서 블록(101)은 제어장치를 도시하며, 이 제어장치는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 본 발명에 따른 장치에 삽입된다.
차량에 설정된 조향각을 나타내는 변수(deltamess)를 검측할 수 있는 조향각센서는 도면부호(102)로 표시한다. 조향각센서(102)에 의해 발생된 신호(deltamess)는 블록(106)과 블록(112, 113)에 전송된다. 회전율 및 요잉율센서(103)는 수직축에 대한 차량의 회전운동량을 검측한다. 회전율 및 요잉율센서(103)로 검측된 신호(omegamess)는 블록(107, 112, 114)에 전송된다. 횡가속도센서(104)는 차량에 작용하는 횡가속도변수를 검측한다. 횡가속도센서(104)에 의해 발생된 신호(aymess)는 블록(108, 112, 114)에 전송된다. 블록(105vr, 105vl, 105hr, 105hl)은 차량의 차륜들에 장착된 차륜회전수센서를 나타낸다. 이하에서 차륜회전수센서들에 대하여 105ij와 같은 첨자를 도입한다. 이때 첨자(i)는 차륜이 후륜(h)인지 전륜(v)인지를 나타낸다. 첨자(j)는 차량에서의 위치가 오른쪽(r)인지 왼쪽(l)인지를 나타낸다. 이 두 개의 첨자(i, j)들의 특징은 그들이 모든 변수나 구성부품들에 대해 동일하게 사용된다는 것이다. 차륜회전수센서(105ij)에 의해 발생된 신호(nijmess)는 블록(109, 110, 112, 113)에 전송된다.
차륜회전수센서(105ij)를 통하여 발생된 신호(nijmess)에 기초하여 블록(109)에서는 차량속도변수(vf)가 발생된다. 차량속도변수(vf)는 블록(109)으로부터 블록(106, 108, 110, 111, 112)에 전송된다. 선택적으로 이 변수(vf)는 블록(107)에 전송될 수도 있다.
블록(106, 107, 108, 110)에는 센서(102, 103, 104, 105ij)들을 위한 동일하게 정의된 비교 변수가 산출된다. 본 실시예에서, 센서를 위한 동일하게 정의된 비교 변수는 물리적 변수로서 회전가속도를 나타내는 것으로 가정한다.
블록(106)에서는 이 블록(106)에 전송된 신호(deltamess)와, 차량속도변수(vf)와, 또한 이 블록(106)에 전송된 변수(deltaref)에 기초하여 동일하게 정의된 비교 변수(omegadelta)가 산출된다. 이 동일하게 정의된 비교 변수(omegadelta)는 블록(106)으로부터 블록(111, 112)에 전송된다. 블록(106)에서 동일하게 정의된 비교 변수(omegadelta)의 산출은, 예를 들어 다음과 같이 진행된다.
먼저 신호(deltamess)와, 차량속도변수(vf)와, 조향각센서(102)에 의해 검출된 조향각을 위한 기준값을 나타내는 신호(deltaref)에 기초하여 신호(deltamess)를 위한 오프셋값이 산출된다. 산출된 오프셋값에 기초하여 신호(deltamess)가 보정된다. 이 보정된 신호로부터 수학적 모델에 의해 차량속도변수(vf)의 고려하에서 동일하게 정의된 비교 변수(omegadelta)가 산출된다.
블록(108)에서는 이 블록(108)에 전송된 신호(aymess, vf, ayref)에 기초하여, 블록(106)에서의 동일하게 정의된 비교 변수(omegadelta)의 산출과 상응하는 동일하게 정의된 비교 변수(omegaay)가 산출된다. 동일하게 정의된 비교 변수(omegaay)는 블록(111)뿐만 아니라 블록(112)에 전송된다.
상술한 바와 같이, 센서를 위한 동일하게 정의된 비교 변수가 물리적 변수로서 회전가속도를 나타낸다는 점에서, 블록(107)에 산출된 동일하게 정의된 비교 변수(omegakorr)는 오프셋보정 신호(omegamess)에 상응하며, 이 때문에 본 실시예의 경우에 수학적 모델에 의하여 회전속도에서 오프셋보정 센서신호의 환산을 필요로 하지 않는다. 블록(106, 108)과 관련하여 상술한 바와 같이, 블록(107)에서는 신호(omegamess)와 변수(omegaref)에 기초하여 신호(omegamess)를 위한 오프셋값이 산출된다. 이 오프셋값에 의하여 동일하게 정의된 비교 변수(omegakorr)가 신호(omegamess)로부터 계산된다. 이 변수(omegakorr)는 블록(111, 112)에 전송된다.
센서를 위한 동일 정의 비교 변수가 물리적 변수로서 회전속도와 같은 다른 변수를 나타내는 경우에 있어서, 블록(107)에서는 수학적 모델을 통하여 오프셋보정 신호의 환산을 필요로 한다. 이에 기초하여 차량속도변수(vf)는 블록(107)에 전송된다.
블록(110)에서는 차륜회전수센서(105ij)에 의해 발생된 신호(nijmess)나 차량속도변수(vf)에 기초하여 차륜회전수센서(105ij)를 위한 동일하게 정의된 비교 변수(omeganij)가 산출된다. 동일하게 정의된 비교 변수(omeganij)는 블록(110)으로부터 블록(111, 112)에 전송된다.
블록(111)에서는 두 가지 과정이 실시된다. 첫 번째 과정에 대해서, 블록(111)에서는 이 블록(111)에 전송된 동일하게 정의된 비교 변수(omegadelta, omegakorr, omegaay, omeganij)에 기초하여 기준 변수(omegaref)가 산출된다.
기준 변수를 산출하기 위해서 수학식 2 내지 7을 갖는 수학식 1을 이용한다.
수학식 1에 나타낸 바와 같이, 동일하게 정의된 각 비교 변수를 위해서 동일하게 정의된 다른 비교 변수에 대한 동일하게 정의된 이 비교 변수의 차이를 나타내는 변수가 산출된다.
동일하게 정의된 비교 변수(omegakorr)를 위해 형성된 분자의 제 1 항은 변수(omegadelta, omeganij, omegaay)에 대한 변수(omegakorr)의 차이를 나타낸다. 동일하게 정의된 비교 변수(omegadelta)를 위해 형성된 분자의 제 2 항은 변수(omegakorr, omeganij, omegaay)에 대한 변수(omegadelta)의 차이를 나타낸다. 동일하게 정의된 비교 변수(omeganij)를 위해 형성된 분자의 제 3 항은 변수(omegakorr, omegadelta, omegaay)에 대한 변수(omeganij)의 차이를 나타낸다. 동일하게 정의된 비교 변수(omegaay)를 위해 형성된 분자의 제 4 항은 변수(omegakorr, omegadelta, omegnij)에 대한 변수(omegaay)의 차이를 나타낸다.
상기 수학식에 따른 가중치 계산법은 동일하게 정의된 비교 변수가 쌍으로 형성되어 동일하게 놓일 때, 산술수단이 동일하게 정의된 비교 변수를 정확하게 산출하도록 선택된다. 또한, 예를 들어 본 실시예에서 네 개의 동일하게 정의된 비교 변수들 중 두 개의 동일하게 정의된 비교 변수들이 동일할 때 기준 변수(omegaref)는 이 값의 수령을 보장한다.
한편, 블록(111)에서는 센서(102, 103, 104)를 위한 센서 기준 변수가 산출된다. 기준 변수(omegaref)에 기초하여, 그리고 차량속도변수(vf)의 고려하에서 이 센서 기준 변수가 역(inverse) 수학적 모델에 의해 산출된다. 센서(102)를 위해서 블록(111)으로부터 블록(106, 112)에 전송되는 센서 기준 변수(deltaref)가 조향각센서에 산출된다. 센서(103)를 위해서 블록(111)으로부터 블록(107, 112)에 전송되는 센서 기준 변수(omegaref)는 회전율 및 요잉율센서에 사용된다. 센서(104)를 위해서 블록(111)으로부터 블록(108, 112)에 전송되는 센서 기준 변수(ayref)는 횡가속도센서에 산출된다. ayref의 산출은 deltaref의 산출과 상응하여 진행한다.
블록(112)에서 이 블록(112)에 전송된 센서 기준 변수(deltaref, ayref)와, 기준 변수(omegaref)와, 동일하게 정의된 비교 변수(omegadelta, omegaay, omeganij)와, 차량속도변수(vf)에 기초하여 센서(102, 103, 104)들의 모니터링을 실시한다. 모니터링의 결과는 변수(Fi)에 의해 출력되어, 블록(113)에 전송된다. 이때 변수(Fi)는 상술한 각 센서들을 위해 센서가 불완전한지 아닌지의 정보를 포함한다. 개별 센서들을 위한 모니터링은 신뢰도검사에 기초하여 실시된다.
도면부호(113)로 표시한 블록은 제어장치(101)의 제어기를 나타낸다. 블록(113)에는 측정신호(deltamess, omegamess, aymess, nijmess)가 전송된다. 또한 블록(113)은 모터(115)로부터 신호(mot2)를 수용하며, 이것은 예를 들어 모터의 회전수를 나타낸다. 또한 블록(113)은 액츄에이터(116ij)와 모터를 위한 콘트롤로직을 나타내는 블록(114)으로부터 신호(ST2)를 전송한다. 이 신호에 있어서, 특히 브레이크로 형성되는 액츄에이터(116ij)의 제어시점(Aij)을 다룰 수 있다. 측정신호, 즉 신호(ST2)에 기초하여 그리고 변수(Fi)를 고려하여, 제어기(113)는 이 제어기에 추가된 제어에 상응하여 콘트롤로직(114)에 전송되는 신호(ST1)를 산출한다. 제어기(113)에 센서(102, 103, 104)들 중 하나가 불완전한 신호(Fomega)로써 교통되면, 신호(ST1)의 형성이 제한될 수 있다.
블록(114)에서는 이 블록(114)에 전송된 신호(ST1)에 기초하여 모터(115)를 위한 제어신호(mot1)나 액츄에이터(116ij)를 위한 제어신호(Aij)가 산출된다. 모터(115)나, 특히 브레이크로서 형성되는 액츄에이터(116ij)의 상응하는 제어를 통하여, 차량운동을 나타내는 운동량의 제어가 실시된다. 블록(114)에서 발생된 신호(ST2)를 통하여 제어기(113)에는, 예를 들어 액츄에이터(116ij)의 상태가 전달된다.

Claims (15)

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  8. 서로 다른 물리적 변수를 각각 나타내는 신호를 생성하는, 차량내의 복수의 센서 중 하나 이상을 모니터링하는 장치에 있어서,
    둘 이상의 센서에 의해 생성된 상기 신호의 함수로서, 상기 둘 이상의 센서를 위한 동일하게 규정된 비교 변수를 결정하는 제 1 배열과,
    둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수의 함수로서 기준 변수를 결정하는 제 2 배열과,
    상기 기준 변수의 함수로서 하나 이상의 센서를 모니터링하는 제 3 배열을 포함하고,
    상기 기준 변수는 상기 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수 중 각각의 하나와 상기 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수 중 나머지 사이의 편차를 나타내는 변수의 함수로서 결정되며,
    상기 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수 중 하나는 상기 편차를 나타내는 변수에 의해 가중되는 모니터링 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 동일하게 규정된 비교 변수는 물리적 변수를 나타내고,
    상기 물리적 변수는 상기 센서 중 하나에 의해 검출된 요잉율에 대응하는 모니터링 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 센서에 의해 생성된 신호의 함수로서 차속을 나타내는 차량 속도 변수가 결정되고,
    센서 기준 변수는 상기 차량 속도 변수의 함수로서 하나 이상의 센서를 위해 센서 기준 변수가 결정되며,
    상기 센서 기준 변수가 상기 하나 이상의 센서의 모니터링을 위해 사용되는 모니터링 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 하나 이상의 센서에 의해 생성된 신호는 상기 센서 기준 변수와 상기 생성된 신호의 함수로서 보정되는 모니터링 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 센서는 차륜회전수센서, 회전율 및 요잉율센서 중 하나, 횡가속도센서, 조향각센서를 포함하는 모니터링 장치.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 센서에 의해 생성된 상기 신호의 함수로서 차속을 나타내는 차량 속도 변수가 결정되고,
    상기 기준 변수와 상기 차량 속도 변수의 함수로서 상기 하나 이상의 센서를 위해 센서 기준 변수가 결정되며,
    상기 센서 기준 변수가 상기 하나 이상의 센서를 모니터링하기 위해 사용되는 모니터링 장치.
  14. 각각 서로 다른 물리적 변수를 나타내는 신호를 생성하는, 차량내의 복수의 센서 중 하나 이상을 모니터링하기 위한 장치에 있어서,
    둘 이상의 센서에 의해 생성된 신호의 함수로서 둘 이상의 센서를 위한 동일하게 규정된 비교 변수를 결정하는 제 1 배열과,
    상기 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수의 함수로서 기준 변수를 결정하는 제 2 배열과,
    상기 기준 변수의 함수로서 상기 하나 이상의 센서를 모니터링하는 제 3 배열을 포함하고,
    상기 기준 변수는 상기 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수 중 각 하나와, 상기 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수중 나머지 사이의 편차를 나타내는 변수의 함수로서 결정되고,
    상기 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수 중 하나는 상기 편차를 나타내는 변수에 의해 가중되고,
    상기 동일하게 규정된 비교 변수 중 제 1 비교 변수는 omeganij이고, 차륜 회전수 센서에 의해 생성된 신호와 차속을 나타내는 변수의 함수로서 차륜 회전수 센서에 대하여 결정되며,
    상기 동일하게 규정된 비교 변수 중 제 2 비교 변수는 omegakorr이고, 적어도 회전율 센서와 요잉율 센서 중 하나에 의해 생성된 신호와 상기 회전율 센서와 요잉율 센서 중 하나를 위한 센서 기준 변수의 함수로서 회전율 센서와 요잉율 센서 중 하나를 위해 결정되며,
    상기 동일하게 규정된 비교 변수 중 제 3 비교 변수는 omegaay이고, 적어도 횡가속도 센서에 의해 생성되는 신호와 상기 차속을 나타내는 변수 및 상기 횡가속도 센서를 위한 센서 기준 변수의 함수로서 횡가속도 센서를 위해 결정되며,
    상기 동일하게 규정된 비교 변수 중 제 2 비교 변수는 omegadelta이고, 적어도 조향각 센서에 의해 생성된 신호와, 상기 차속을 나타내는 변수와, 상기 조향각 센서를 위한 센서 기준 변수의 함수로서 조향각 센서를 위해 결정되며,
    상기 기준 변수는 다음 수학식
    에 따라 산출되며, 여기서 항(term),
    들은 상기 둘이상의 동일하게 규정된 비교 변수 각각과 상기 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수중 나머지 사이의 편차를 나타내는 모니터링 장치.
  15. 차량내의 센서를 모니터링하는 방법에 있어서,
    상기 센서를 경유하여 각각 서로 다른 물리적 변수를 나타내는 신호를 생성하는 단계와,
    상기 둘 이상의 센서에 의해 생성된 신호의 함수로서 상기 둘 이상의 센서를 위한 동일하게 규정된 비교 변수를 결정하는 단계와,
    상기 둘이상의 동일하게 규정된 비교 변수의 함수로서 기준 변수를 결정하는 단계와,
    상기 기준 변수를 사용하여 상기 하나 이상의 센서를 모니터링하는 단계를 포함하고,
    상기 기준 변수는 상기 둘 이상의 동일하게 규정된 비교 변수 각각과 상기 둘이상의 동일하게 규정된 비교 변수 중 나머지 사이의 편차의 함수로서 결정되는 모니터링 방법.
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