KR100731695B1

KR100731695B1 - 경사노면 판단방법

Info

Publication number: KR100731695B1
Application number: KR1020040004923A
Authority: KR
Inventors: 김영기
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2007-06-25
Also published as: KR20050077318A

Abstract

본 발명은 경사노면 판단방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 주행노면이 일반노면인지 자동차 성능 시험 등에서 사용되는 횡방향으로 노면이 급경사를 이루는 경사노면인지를 정확하면서도 신뢰성 있게 판단하기 위한 경사노면 판단방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 횡가속도센서와 요우레이트센서로부터 산출되는 노면의 기울어짐각에 기초하여 현재 주행노면을 판단하는 방법에 있어서, 상기 횡가속도센서와 요우레이트센서의 검출오류여부를 판단하고, 상기 센서들의 검출오류여부에 따라 상기 노면의 기울어짐각의 유효성을 판단하고, 상기 노면의 기울어짐각이 유효하면, 상기 노면의 기울어짐각에 기초하여 차량의 현재 주행노면이 경사노면인지 일반노면인지를 판단한다.

따라서, 본 발명은 횡가속도센서와 요우레이트센서가 잔류편차(Offset)를 가진다거나 그와 유사한 오류를 갖는 경우에도 현재 주행노면을 정확하면서도 신뢰성 있게 판단할 수 있어 차량을 안정적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

경사노면 판단방법{METHOD FOR DETECTIING A BANK ROAD}

도 1은 본 발명에 따른 경사노면 판단장치의 제어블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 경사노면 판단장치의 제어방법에 대한 제어흐름도이다.

도 3은 경사노면을 주행하는 차량을 보인 도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 횡가속도센서 11 : 요우레이트센서

12a 내지 12d : 휠 속도센서

20 : 제어부 21 : 노면 기울어짐각 산출부

22 : 노면 기울어짐각 유효성 판단부

23 : 노면 판단부

본 발명은 경사노면 판단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 주행노면이 자동차 성능 시험 등에서 사용되는 고속 주회로와 같이 횡방향으로 경사를 이루는 경사노면인지를 판단하기 위한 경사노면 판단방법에 관한 것이다.

종래에는 횡가속도센서로부터 측정된 실제 횡가속도값과 요우레이트센서로부터 검출된 요우레이트값에 의해 산출되는 횡가속도값 사이의 차이에 기초하여 노면의 기울어짐각을 산출하고, 산출된 노면의 기울어짐각에 따라 차량의 주행노면이 경사노면인지 일반노면인지를 검출하였다.

그러나, 횡가속도센서와 요우레이트센서가 잔류편차(Offset)를 가진다거나 그와 유사한 오류를 갖는 경우에는 차량이 일반노면을 주행하고 있다고 하더라도 노면의 기울림각이 산출될 수 있다. 이로 인해, 차량이 실제로는 일반노면을 주행하고 있음에도 경사노면을 주행하는 것으로 노면을 오판할 우려가 있다. 이러한 경우 잘못된 노면판단으로 인해 차량이 안정적으로 제어되지 않을 우려가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 주행노면이 횡방향으로 경사를 이루는 경사노면인지 일반노면인지를 정확하면서도 신뢰성 있게 판단하기 위한 경사노면 판단방법을 제공한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 경사노면 판단방법은 횡가속도센서와 요우레이트센서로부터 산출되는 노면의 기울어짐각에 기초하여 현재 주행노면을 판단하는 방법에 있어서, 상기 횡가속도센서와 요우레이트센서의 검출오류여부를 판단하고, 상기 센서들의 검출오류여부에 따라 상기 노면의 기울어짐각의 유효성을 판단하고, 상기 노면의 기울어짐각이 유효하면, 상기 노면의 기울어짐각에 기초하여 차량의 현재 주행노면이 경사노면인지 일반노면인지를 판단하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 경사노면 판단장치의 제어블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(20)는 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도센서(10), 차량의 선회속도를 검출하는 요우레이트센서(11), 각 휠의 속도를 검출하는 휠 속도센서(12a 내지 12d)가 전기적으로 연결되어 있다. 제어부(20)는 각 센서들로부터 검출된 정보에 따라 노면의 기울어짐각을 산출하고, 산출된 기울어짐각의 유효성을 판단한 후 주행노면을 판단한다.

이를 위해 제어부(20)는 노면기울어짐각 산출부(21), 노면기울어짐각 유효성판단부(22), 노면판단부(23)를 포함한다.

노면기울어짐각 산출부(21)는 요우레이트센서(11)로부터 읽어 들인 선회속도를 이용하여 횡가속도값을 산출하고, 산출된 횡가속도와 횡가속도센서(10)로부터 읽어 들인 횡가속도값 사이의 차이값에 기초하여 노면의 기울어짐각을 산출한다. 이때, 노면의 기울어짐각이 크다는 것은 그 만큼 경사노면의 비탈정도가 큰 것을 나타내고, 노면의 기울어짐각이 적다는 것은 그 만큼 경사노면의 비탈정도가 적다는 것을 나타낸다. 그리고, 주행노면인 경우에는 노면의 기울어짐각이 0이다.

노면기울어짐각 유효성 판단부(22)는 각 휠 속도센서(12a 내지 12d)로부터 검출되는 휠 속도에 기초하여 추정되는 차량속도가 횡가속도센서(10)와 요우레이트센서(11)의 출력값의 부호가 서로 일치하거나 달라지는 속도구간에 도달하면, 이 속도구간에서의 횡가속도센서(10)와 요우레이트센서(11)의 출력값에 따라 횡가속도센서(10)와 요우레이트센서(11)의 검출오류를 검사하여 노면의 기울어짐각의 유효성을 판단한다.

노면판단부(23)는 일반적인 경우는 이 노면의 기울어짐각에 따라 주행노면이 일반노면인지 횡방향으로 경사를 이루는 경사노면인지를 판단한다.

그러나, 상술한 바와 같이, 횡가속도센서(10)와 요우레이트센서(11) 어느 하나 또는 둘 다에 센서불량은 아니더라도 잔류편차(Offset), 그 외의 오류 등에 의해 센서들의 출력값에 검출오류가 있는 경우에는 차량이 일반노면을 주행하는 경우에도 노면의 기울어짐각이 산출될 수 있기 때문에 주행노면을 경사노면으로 오판할 우려가 있다. 따라서, 이러한 노면의 기울어짐각 만으로는 일반노면과 경사노면을 정확하고 신뢰성 있게 구별하기 어렵다.

따라서, 본 발명의 노면판단부(23)는 노면기울어짐각산출부(21)로부터 산출된 노면기울어짐 뿐만 아니라, 노면기울어짐각 유효성판단부(22)로부터의 유효성여부에 따라 주행노면을 일반노면 또는 경사노면으로 판단한다.

도 2는 본 발명에 따른 경사노면 판단장치의 제어방법에 대한 제어흐름도이다. 도 2를 살펴보면, 제어부(20)는 횡가속도센서(10)와 요우레이트센서(11)로부터 각각 횡가속도와 요우레이트의 검출값을 읽어 들여 노면의 기울어짐각을 산출한다(100, 101).

그리고, 제어부(20)는 작동모드 101에서 산출된 노면의 기울어짐각의 유효성 판단을 위해 먼저, 각 휠 속도센서(12a 내지 12d)로부터 각 휠 속도를 읽어 들여 차량속도를 산출한다(102, 103). 작동모드 103에서 산출된 차량속도가 미리 설정된 제1속도구간인지를 판단한다(104). 차량속도가 미리 설정된 제1속도구간이면 횡가속도센서와 요우레이트센서의 검출오류판단을 위해 작동모드 105로 진행하고, 차량속도가 미리 설정된 제1속도구간에 포함되지 않으면, 차량속도가 미리 설정된 제2속도구간인지의 판단을 위해 작동모드 109로 진행한다.

이때, 미리 설정된 제1속도구간은 작동모드 101에서 산출된 노면의 기울어짐각에서의 차량의 임계 최소선회속도와 안정 선회속도사이의 속도구간이고, 미리 설정된 제2속도구간은 작동모드 101에서 산출된 노면의 기울어짐각에서의 차량의 안정 선회속도와 임계 최대선회속도사이의 속도구간이다. 임계 최소선회속도, 안정 선회속도, 임계 최대선회속도는 도 3에서 차량에 가해지는 힘 들 간의 관계에서 구할 수 있다. 즉, 도 3에서의 힘의 평형을 고려하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

mV² _max/R * cosθ - mgsinθ = μ(mgcosθ + mV² _max/R * sinθ)

이 식을 임계 최대선회속도(V_max)에 대해서 정리하면,

V_max= {gR(μ+tanθ)/(1-μtanθ)}^0.5이다.

(여기서, θ는 노면 기울어짐각, μ는 노면마찰계수, R는 회전반경, m는 차량중량, g는 중력가속도이다.)

또한, 도 3에서 마찰력의 부호를 반대로 설정하여 힘의 평형을 고려하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

-mV² _min/R * cosθ + mgsinθ = μ(mgcosθ + mV² _min/R * sinθ)

이 식을 임계 최소선회속도(V_min)에 대해서 정리하면,

V_min= {gR(tanθ-μ)/(1+??tanθ)}^0.5이다.

또한, 차량의 동적상태가 안정된 상태일 때 마찰에 의한 성분들은 서로 상쇄되어 무시할 수 있으므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

mV² _stable/R * cosθ - mgsinθ = μ(mgcosθ + mV² _stable/R * sinθ) = 0

mgsinθ = mV² _stable/R * cosθ

이 식을 안정 선회속도(V_stable)에 대해서 정리하면,

V_stable= (gRtanθ)^0.5이다.

만약, 작동모드 104에서의 판단결과 차량속도가 미리 설정된 제1속도구간이면 횡가속도센서와 요우레이트센서의 검출오류판단을 위해 먼저, 횡가속도센서(10)와 요우레이트센서(11)로부터 검출값을 읽어 들이고, 읽어 들인 검출값들에 센서의 검출오류를 판단한다(105, 106). 일예로서, 제1속도구간에서는 센서들이 정상상태에서 횡가속도센서(10)와 요우레이트센서(11)의 출력값의 부호가 서로 다르게 나타나는 데 이러한 센서들의 부호 상이여부를 확인함으로써 센서들의 검출오류를 판단할 수 있다. 참고로, 제2속도구간에서는 제1속도구간에서와 반대로 센서들이 정상 상태에서 횡가속도센서(10)와 요우레이트센서(11)의 출력값의 부호가 서로 같게 나타난다.

작동모드 106에서의 판단결과 센서들의 검출오류가 있는 것으로 판단되면, 제어부는 노면의 기울어짐각에 대한 유효성이 없다고 판단하여 현재의 주행노면을 일반노면으로 판단한다(107). 한편, 센서들의 검출오류가 없는 것으로 판단되면, 제어부(2)는 노면의 기울어짐각에 대한 유효성이 있다고 판단하여 현재의 주행노면을 경사노면으로 판단한다(108).

한편, 작동모드 104에서의 판단결과 차량속도가 미리 설정된 제1속도구간에 포함되지 않으면, 차량속도가 미리 설정된 제2속도구간인지의 판단하고(109), 제2속도구간에 포함되면 상술한 바와 같이, 횡가속도와 요우레이트의 검출값을 읽어 들여

센서들의 검출오류를 판단한 후(110, 111) 센서들의 검출오류 여부에 따라 주행노면을 일반노면 또는 경사노면으로 판단한다(112, 113).

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 주행노면이 횡방향으로 경사를 이루는 경사노면인지를 정확하면서도 신뢰성 있게 판단함으로써 경사노면 판단에 주요한 인자인 노면의 기울어짐각 산출을 위한 횡가속도센서와 요우레이트센서가 잔류편차(Offset)를 가진다거나 그와 유사한 오류를 갖는 경우에도 현재 주행노면을 경사노면으로 잘못 판단할 염려가 없어 차량을 안정적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims

횡가속도센서와 요우레이트센서로부터 산출되는 노면의 기울어짐각에 기초하여 현재 주행노면을 판단하는 방법에 있어서,

상기 횡가속도센서와 요우레이트센서의 검출오류여부를 판단하고,

상기 센서들의 검출오류여부에 따라 상기 노면의 기울어짐각의 유효성을 판단하고,

상기 노면의 기울어짐각이 유효하면, 상기 노면의 기울어짐각에 기초하여 차량의 현재 주행노면이 경사노면인지 일반노면인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 경사노면 판단방법.
제1항에 있어서, 상기 횡가속도센서와 요우레이트센서의 출력값의 부호가 서로 일치하거나 달라지는 속도구간을 상기 노면의 기울어짐각에 기초하여 설정하고, 설정된 속도구간에서의 상기 횡가속도센서와 요우레이트센서의 출력값의 부호에 따라 상기 횡가속도센서와 요우레이트센서의 검출오류여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 경사노면 판단방법.
제2항에 있어서, 상기 속도구간은 차량의 임계 최소 선회속도와 선회 안정속도사이의 제1속도구간, 상기 선회안정속도와 임계 최대 선회속도사이의 제2속도구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사노면 판단방법.
제3항에 있어서, 상기 제1속도구간에서는 상기 횡가속도센서와 요우레이트센서의 출력값의 부호가 서로 다르면 상기 센서들이 검출오류가 없는 것으로 판단하고, 상기 제2속도구간에서는 상기 횡가속도센서와 요우레이트센서의 출력값의 부호가 서로 같으면 상기 센서들이 검출오류가 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 경사노면 판단방법.