KR100751246B1 - 조향각센서의 영점보정방법 - Google Patents

조향각센서의 영점보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 핸들의 조향각을 검출하는 조향각센서의 영점을 보정하는 방법에 관한 것으로, 조향각센서의 상대각 센서값이 일정값을 초과하거나 휠속도센서, 요 레이트 센서 및 횡가속도센서를 통해 추정된 조향각이 실제 조향각보다 일정값 이상 차이가 있으면 조향각센서의 영점을 보정함으로서 차량의 주행성능과 조정 안정성을 확보하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 차량의 진행방향을 제어하기 위한 기준정보를 검출하는 각 센서들의 검출값을 이용하여 조향각센서의 영점을 보정하는 방법에 있어서, 상기 조향각센서로부터 차량의 조향각을 검출하는 단계; 상기 검출된 조향각이 미리 정해진 제1기준값을 초과하였는지를 판단하는 단계; 및 상기 조향각이 제1기준값을 초과하면 상기 검출된 조향각에 ±360°를 더하여 조향각센서의 영점을 보정하는 단계를 포함하는 것이다.
조향각, 영점, 보정

Description

조향각센서의 영점보정방법{Zero point compensating method of steering angle sensor}
도 1은 본 발명에 의한 조향각센서의 영점보정을 위한 장치의 제어 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 조향각센서의 영점보정방법의 동작 흐름도,
도 3은 본 발명에 의한 조향각이 일정값(±650°)을 초과할 경우의 보정 상태도,
도 4는 본 발명에 의한 조향각이 일정값(±650°) 이내를 유지할 경우의 보정 상태도,
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 조향각센서 20 : 휠속도센서
30 : 요 레이트센서 40 : 횡가속도센서
51 : 조향각 연산부 52 : 조향각 추정부
53 : 조향각 보정부
본 발명은 조향각센서(Steering angle sensor)에 관한 것으로, 특히 차량 핸 들의 조향각을 검출하는 상대 조향각센서의 영점을 보정하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전자제어방식을 채택하는 차량에는 차속과 차량의 진행상태를 검출하기 위한 센서들이 마련되어 있는데, 각각의 차륜의 속도를 검출하는 휠속도센서와, 차량의 진행방향에 따른 조향각을 검출하는 조향각센서와, 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도 센서와, 차량의 요 레이트를 검출하는 요 레이트센서 및 브레이크 액압을 검출하는 압력센서 등을 구비하고 있다.
이러한 각종 센서들은 전자제어방식에 의해 차량의 진행방향 즉, 실제 차속과 센서의 검출값에 따라 연산된 기준차속에 기준정보를 제공하는 것으로 차량의 주행성능 및 조정 안정성과 매우 밀접한 관계가 있다.
더욱, 차량 안정성 제어시스템(ESP)과 같이 각종 센서의 검출값에 기초하여 차량의 주행상태를 미리 추정 및 예측하여 핸들링에 따른 차량의 선회동작을 원활하게 진행하도록 하는 경우 거의 센서들에 의존할 수 밖에 없었다.
그러나, 차량에 설치된 조향각센서의 영점은 초기에 설정된 후에는 변경할 수 없었기 때문에 보다 정밀한 차량제어를 수행하는데 미흡하였고, 특히 선회주행 시 조향각센서의 영점은 오프셋(offset)만큼 보정해 주어야 함에도 불구하고 오차가 포함된 검출값을 기준정보로 사용하게 되어 차량의 주행성능과 조정 안정성이 저하되는 문제점이 있었다.
즉, 최초 차량의 제조단계에서 조향각센서의 장착오차로 인한 오차검출과, 차량의 장기간 주행 시 구조적인 노후화로 휠 얼라이먼트가 틀어지게 되어 이에 따른 조향각센서의 오차가 발생하고 그 오차가 포함된 검출값을 기준정보로 사용하게 되어 차량 안정성 제어모드(ESP) 시 사용자에게 큰 사고를 야기하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 조향각센서의 상대각 센서값이 일정값을 초과할 경우 조향각센서의 영점을 보정함으로서 센서의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 조향각센서의 영점보정방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 휠속도센서, 요 레이트 센서 및 횡가속도센서를 통해 추정된 조향각을 실제 조향각과 비교하여 그 비교값에 기초하여 조향각센서의 영점을 보정함으로서 차량의 주행성능과 조정 안정성을 확보할 수 있는 조향각센서의 영점보정방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 진행방향을 제어하기 위한 기준정보를 검출하는 각 센서들의 검출값을 이용하여 조향각센서의 영점을 보정하는 방법에 있어서, 상기 조향각센서로부터 차량의 조향각을 검출하는 단계; 상기 검출된 조향각이 미리 정해진 제1기준값을 초과하였는지를 판단하는 단계; 및 상기 조향각이 제1기준값을 초과하면 상기 검출된 조향각에 ±360°를 더하여 조향각센서의 영점을 보정하는 단계; 상기 조향각이 제1기준값을 초과하지 않으면 휠속도센서, 요 레이트센서 및 횡가속도센서로부터의 검출값에 따라 조향각을 추정하는 단계; 상기 추정된 조향각을 상기 조향각센서로부터 검출된 실제 조향각과 비교하여 추정된 조향각이 실제 조향각보다 제2기준값 이상 차이가 있는지를 판단하는 단계; 및 상기 추정된 조향각이 실제 조향각보다 제2기준값 이상 차이가 있으면 상기 검출된 조향각에 ±360°를 더하여 조향각센서의 영점을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 추정된 조향각이 실제 조향각보다 제2기준값 이상 차이가 없으면 상기 검출된 조향각을 그대로 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1기준값은 ±650°이고, 제2기준값은 ±180°인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 조향각센서의 영점보정을 위한 장치의 제어 구성도로서, 조향각센서(10), 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30), 횡가속도센서(40), 전자제어유닛(50), 제동력조절부(60) 및 구동력조절부(70)를 포함하여 구성된다.
상기 조향각센서(10)는 어떤 기준점에 대하여 상대적인 위치를 계산하여 핸들의 조향각 위치를 검출하는 상대 센서로서, 3상(ST1, ST2, STN)을 이용하여 조향각을 검출한다. 이때 STN 상은 각도검출용 슬릿에 마련된 포토커플러에서 출력되는 펄스신호로 360° 마다 로우(Low)로 발생하므로 0°, 360°, -360° 마다 신호를 발생하여 차량의 조향각을 검출한다.
상기 휠속도센서(20)는 다수(예를 들어, 4개)의 휠에 각각 설치되어 차량의 속도를 검출하며, 요 레이트센서(30)는 차량의 요 레이트(선회속도)를 검출하고, 횡가속도센서(40)는 차량의 횡방향 가속도를 검출한다.
상기 전자제어유닛(50)은 조향각센서(10), 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30) 및 횡가속도센서(40)로부터 검출된 신호를 입력받아 조향각센서(10)의 영점을 보정하는 것으로, 조향각 연산부(51), 조향각 추정부(52), 조향각 보정부(53) 및 제어부(54)를 포함한다.
상기 조향각 연산부(51)는 조향각센서(10)로부터 검출된 조향각 신호를 입력받아 차량의 조향각(Sd)을 산출하고, 조향각 추정부(52)는 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30) 및 횡가속도센서(40)로부터 검출된 차량속도, 요 레이트, 횡가속도 신호를 입력받아 차량모델로부터 운전자가 원하는 조향각(Sa)을 추정한다.
상기 조향각 보정부(53)는 조향각 연산부(51)에서 산출된 차량의 조향각(Sd)에 기초하여 조향각센서(10)의 센서값이 일정값(±650°)을 초과하는지를 판단하고 일정값(±650°)을 초과할 경우 조향각센서(10)의 영점을 보정하고, 상기 조향각 추정부(52)에서 추정된 조향각(Sa)을 조향각 연산부(51)에서 산출된 차량의 실제 조향각(Sd)과 비교하여 추정 조향각(Sa)이 실제 조향각(Sd)보다 일정값(±180°) 이상 크거나 작은 경우 조향각센서(10)의 영점을 보정한다.
상기 제어부(54)는 조향각 보정부(53)에서 보정된 조향각을 이용하여 차량의 안정성을 확보하기 위한 제동력 또는 엔진의 구동력을 제어한다.
상기 제동력조절부(60)는 전자제어유닛(50)으로부터 출력되는 제동신호에 따라 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 제동압력을 발생하고, 구동력조절부(70)는 전자제어유닛(50)으로부터 출력 되는 엔진제어신호에 따라 엔진토크를 제어하여 차량의 안정성을 최대한 확보하도록 엔진의 구동력을 조절한다.
도 2는 본 발명에 의한 조향각센서의 영점보정방법의 동작 흐름도이다.
도 2에서, 조향각센서(10)는 3상(ST1, ST2, STN)을 이용하여 조향각을 검출하는데, 이때 STN 상은 각도검출용 슬릿에 마련된 포토커플러에서 출력되는 펄스신호로 360° 마다 로우(Low)로 발생하므로 0°, 360°, -360° 마다 신호를 발생하여 STN의 펄스신호를 읽어 들인다(S100).
STN 검출(조향각=0°)후, 차량의 주행상태를 알기 위해 조향각센서(10)로부터 출력되는 조향각 신호를 전자제어유닛(50)의 조향각 연산부(51)에서 입력받아 차량의 조향각(Sd)을 검출한다(S110).
상기 검출된 차량의 조향각(Sd)을 조향각 보정부(53)에서 입력받아 조향각센서(10)의 조향각이 미리 정해진 일정값(±650°)을 초과하였는지를 판단한다(S120).
조향각센서(10)의 조향각은 ±650°를 초과할 수 없으므로, 조향각이 - 650°를 초과할 경우에는 도 3의 ①에 도시한 바와 같이, STN이 +360°에서 검출되었다고 판단하고 상기 검출된 차량의 조향각(Sd)에 360°를 더한 값으로 조향각을 보정하여 조향각센서(10)의 영점을 보정한다.
반대로, 조향각이 + 650°를 초과할 경우에는 도 3의 ②에 도시한 바와 같이, STN이 -360°에서 검출되었다고 판단하고 상기 검출된 차량의 조향각(Sd)에 360°를 뺀 값으로 조향각을 보정하여 조향각센서(10)의 영점을 보정한다(S121).
상기 단계S120에서의 판단결과, 조향각이 ±650°이내를 유지할 경우(주행 중 보정의 경우)에는 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30) 및 횡가속도센서(40)로부터 검출된 차량속도, 요 레이트, 횡가속도 신호를 조향각 추정부(52)에서 입력받아 차량모델로부터 운전자가 원하는 조향각(Sa)을 추정한다(S130~S140).
상기 조향각 추정부(52)에서 추정된 조향각(Sa)과 조향각 연산부(51)에서 검출된 차량의 실제 조향각(Sd)을 조향각 보정부(53)에서 입력받아 추정된 조향각(Sa)이 실제 조향각(Sd)보다 180° 이상 큰지를 판단한다(S150).
상기 추정된 조향각(Sa)이 실제 조향각(Sd)보다 180° 이상 크면, 도 4(a)의 ③에 도시한 바와 같이, 상기 검출된 차량의 조향각(Sd)에 360°를 더한 값으로 조향각을 보정하여 조향각센서(10)의 영점을 보정한다(S151).
상기 추정된 조향각(Sa)이 실제 조향각(Sd)보다 180° 이상 크지 않으면, 상기 조향각 추정부(52)에서 추정된 조향각(Sa)이 조향각 연산부(51)에서 검출된 실제 조향각(Sd)보다 180° 이상 작은지를 판단한다(S160).
상기 추정된 조향각(Sa)이 실제 조향각(Sd)보다 180° 이상 작으면, 도 4(b)의 ④에 도시한 바와 같이, 상기 검출된 차량의 조향각(Sd)에 360°를 뺀 값으로 조향각을 보정하여 조향각센서(10)의 영점을 보정한다(S161).
상기 추정된 조향각(Sa)이 실제 조향각(Sd)보다 180° 이상 작지 않으면, 상기 조향각 추정부(52)에서 추정된 조향각(Sa)이 조향각 연산부(51)에서 검출된 실제 조향각(Sd)보다 180°이상 크거나 작지 않은 범위라고 판단하고 도 4(c)의 ⑤에 도시한 바와 같이, 상기 검출된 차량의 조향각(Sd)을 그대로 조향각으로 사용하여 조향각센서(10)의 영점을 보정한다(S170).
이와 같이, 조향각센서(10)로부터 검출된 조향각(Sd)이 일정값(±650°)을 초과하는지를 판단하여 일정값(±650°)을 초과할 경우 조향각센서(10)의 영점을 보정하여 센서의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
또한, 휠속도센서(20), 요 레이트센서(30) 및 횡가속도센서(40)로부터의 검출값에 따라 추정된 조향각(Sa)을 조향각센서(10)로부터 검출된 실제 조향각(Sd)과 비교하여 추정된 조향각(Sa)이 실제 조향각(Sd)보다 일정값 이상 크거나 작은 경우 조향각센서(10)의 영점을 보정함으로서 차량의 진행방향을 안정적으로 제어할 수 있게 된다.
상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 조향각센서의 영점보정방법에 의하면, 조향각센서의 상대각 센서값이 일정값을 초과할 경우 360°를 기준으로 조향각센서의 영점을 보정함으로서 센서의 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 휠속도센서, 요 레이트 센서 및 횡가속도센서를 통해 추정된 조향각을 실제 조향각과 비교하여 그 비교값에 기초하여 조향각센서의 영점을 보정함으로서 차량의 주행성능과 조정 안정성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.
상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 조향각센서의 영점보정방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (4)

  1. 차량의 진행방향을 제어하기 위한 기준정보를 검출하는 각 센서들의 검출값을 이용하여 조향각센서의 영점을 보정하는 방법에 있어서,
    상기 조향각센서로부터 차량의 조향각을 검출하는 단계;
    상기 검출된 조향각이 미리 정해진 제1기준값을 초과하였는지를 판단하는 단계; 및
    상기 조향각이 제1기준값을 초과하면 상기 검출된 조향각에 ±360°를 더하여 조향각센서의 영점을 보정하는 단계;
    상기 조향각이 제1기준값을 초과하지 않으면 휠속도센서, 요 레이트센서 및 횡가속도센서로부터의 검출값에 따라 조향각을 추정하는 단계;
    상기 추정된 조향각을 상기 조향각센서로부터 검출된 실제 조향각과 비교하여 추정된 조향각이 실제 조향각보다 제2기준값 이상 차이가 있는지를 판단하는 단계; 및
    상기 추정된 조향각이 실제 조향각보다 제2기준값 이상 차이가 있으면 상기 검출된 조향각에 ±360°를 더하여 조향각센서의 영점을 보정하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 조향각센서의 영점보정방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 추정된 조향각이 실제 조향각보다 제2기준값 이상 차이가 없으면 상기 검출된 조향각을 그대로 사용하는 것을 특징으로 하는 조향각센서의 영점보정방법.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제1기준값은 ±650°이고, 제2기준값은 ±180°인 것을 특징으로 하는 조향각센서의 영점보정방법.
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