KR101015407B1 - 자동차의 후진 판정 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

자동차의 거동 정보를 획득하기 위한 센서의 측정값을 이용하여 후진 여부를 판정하기 위한 자동차의 후진 판정 장치 및 그 방법을 개시한다.

본 발명은 자동차의 거동 정보를 획득하기 위한 복수 센서들; 상기 복수 센서들 중 어느 하나의 센서에 의해 획득되는 제1거동 정보에 대응하는 적어도 하나의 제1 계산 거동 정보를 계산하며, 상기 제1 계산 거동 정보는 상기 복수 센서들 중 제1거동 정보를 획득하기 위한 어느 하나의 센서를 제외한 다른 센서에 의해 획득되는 제2거동 정보를 모델 계산식에 적용하여 상기 제 1계산 거동 정보를 계산하는 모델 계산부; 상기 제1거동 정보 및 제1 계산 정보에 대한 변화율을 계산하는 변화율 계산부; 상기 제1거동 정보 및 상기 제2거동정보를 비교하고 동시에 상기 제1거동 정보의 변화율 및 상기 제2거동 정보의 변화율을 비교하여 후진 추정 레벨을 출력하는 추정부; 및 상기 후진 추정 레벨과 미리 설정된 기준 레벨을 비교하여 후진 여부를 판정하는 후진 판정부를 포함한다.

Description

자동차의 후진 판정 장치 및 그 방법{Method And Device For Detecting Reverse Of Vehicle}

도 1a 및 도 1b는 본 발명에서 적용하는 센서의 출력에 대한 부호 규약을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 후진 판정 장치의 블록도이다.

도 3a는 도 2의 제1 내지 제4 요레이트 모델계산기에 의해 계산한 제1 내지 제4요레이트를 나타낸 표이다.

도 3b는 도 2의 저장부에 저장된 고유조향 특성속도를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 후진 판정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 요레이트 모델계산부

200 : 저장부

300 : 변화율 계산부

400 : 후진 추정부

500 : 카운터

600 : 후진 판정부

본 발명은 자동차의 거동 정보를 획득하기 위한 센서의 측정값을 이용하여 후진 여부를 판정하기 위한 자동차의 후진 판정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

자세 제어 시스템(Electronic Stability Program; ESP)을 구비한 자동차에서는 바퀴 속도 센서 이외에 요레이트 센서, 횡가속도 센서, 그리고 조향각 센서 등으로부터 차량의 거동 정보를 수집한다.

이러한 자동차의 제어 시스템에서는 후진 시 제어 동작을 금지한다. 이를 위해 후진 여부를 정확하게 판단하는 것이 요구된다.

자동 변속기를 구비한 자동차에서는 자동 변속기의 변속 기어의 설정에 관련된 정보를 CAN 인터페이스를 통해 전달받아서 후진 여부를 알 수 있다.

그렇지만, 수동 변속기를 구비한 자동차에서는 변속 기어에 관련된 정보를 제공받을 수 없기 때문에 이에 대한 대응책을 마련할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 고려하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 자동차의 거동 정보를 획득하기 위한 임의의 센서의 측정값과 다른 센서의 측정값을 미리 작성된 모델 계산식에 적용함으로서 후진 여부를 판정할 수 있는 자동차의 후진 판정 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차의 후진 판정 장치에 있어서, 자동차의 거동 정보를 획득하기 위한 복수 센서들; 상기 복수 센서들 중 어느 하나의 센서에 의해 획득되는 제1거동 정보에 대응하는 적어도 하나의 제1 계산 거동 정보를 계산하며, 상기 제1 계산 거동 정보는 상기 복수 센서들 중 제1거동 정보를 획득하기 위한 어느 하나의 센서를 제외한 다른 센서에 의해 획득되는 제2거동 정보를 모델 계산식에 적용하여 상기 제 1계산 거동 정보를 계산하는 모델 계산부; 상기 제1거동 정보 및 제1 계산 정보에 대한 변화율을 계산하는 변화율 계산부; 상기 제1거동 정보 및 상기 제2거동정보를 비교하고 동시에 상기 제1거동 정보의 변화율 및 상기 제2거동 정보의 변화율을 비교하여 후진 추정 레벨을 출력하는 추정부; 및 상기 후진 추정 레벨과 미리 설정된 기준 레벨을 비교하여 후진 여부를 판정하는 후진 판정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 모델 계산식에 적용하기 위한 변수와 상기 기준 레벨을 저장하는 저장부를 더 포함한다.

상기 복수 센서는 바퀴 속도, 요레이트, 횡가속도, 및 조향각을 측정한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차에 설치된 복수 센서를 이용하여 거동 정보를 획득하는 자동차의 후진 판정 방법에 있어서, 상기 복수 센서들 중 어느 하나의 센서에 의해 제1거동 정보를 획득하고; 되는 제1거동 정보에 대응하는 적어도 하나의 제1 계산 거동 정보를 계산하며; 상기 복수 센서들 중 제1거동 정보를 획득하기 위한 어느 하나의 센서를 제외한 다른 센서에 의해 획득되는 제2거동 정보를 모델 계산식에 적용하여 제1거동 정보에 대응하는 적어도 하나의 제 1계산 거동 정보를 계산하며; 상기 제1거동 정보 및 제1 계산 정보에 대한 변화율을 계산하며; 상기 제1거동 정보 및 상기 제2거동정보를 비교하고 동시에 상기 제1거동 정보의 변화율 및 상기 제2거동 정보의 변화율을 비교하여 후진 추정 레벨을 출력하고; 및 상기 후진 추정 레벨과 미리 설정된 기준 레벨을 비교하여 후진 여부를 판정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1거동 정보는 요레이트, 횡가속도, 및 조향각 중 어느 하나이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

수동 변속기를 구비한 자동차에서 후진 여부를 판정함에 있어서, 변속 기어의 설정에 관련한 정보를 제공받을 수 없기 때문에, 차량 거동을 획득하기 위해 설치된 센서들의 측정값을 이용하여 자동차의 후진 상태를 판정한다.

본 발명은 요레이트 센서, 횡가속도 센서, 조향각 센서 중 어느 하나의 센서의 실제 측정값과 다른 센서의 측정값으로부터 모델 계산식에 의해 얻어진 계산값을 이용하여 후진 여부를 판정한다. 실시 예와 같이, 요레이트 센서를 통해 실제 측정한 요레이트와 그 이외의 다른 센서들로서 바퀴 속도 센서, 횡가속도 센서 및 조향각 센서의 측정값을 모델 계산식에 적용하여 계산한 요레이트를 비교하여 후진 여부를 판정한다. 실시 예에서 언급하고 있지 않지만, 횡가속도 센서를 통해 실제 측정한 횡가속도와 다른 센서들의 측정값을 모델 계산식에 적용하여 계산한 횡가속도를 비교하여 후진 여부를 판정할 수 있으며, 또한 조향각 센서를 통해 실제 측정 한 조향각과 다른 센서들의 측정값을 모델 계산식에 적용하여 계산한 조향각을 비교하여 후진 여부를 판정할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에서 적용하는 센서의 출력에 대한 부호 규약을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 후진 판정 장치의 블록도이고, 도 3a는 도 2의 제1 내지 제4 요레이트 모델계산기에 의해 계산한 제1 내지 제4요레이트를 나타낸 표이며, 도 3b는 도 2의 저장부에 저장된 고유조향 특성속도를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 후진 판정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 실시 예와 같이 실제 측정한 요레이트와 모델 계산식을 이용하여 계산한 요레이트를 이용하여 후진 여부를 판정하기 위해서, 도 1a 및 도 1b와 같이 센서 출력에 대한 부호 규약을 정한다.

도 1a 및 도 1b를 참고하여, 자동차(1)가 화살표 방향(2)으로 움직일 때 요레이트가 양(+)이고, 자동차(1)가 화살표 방향(3)으로 움직일 때 횡가속도가 양(+)으로 정하며, 조향 휠(4)이 일측 화살표 방향(5)으로 움직일 때 조향각이 양(+)이고 타측 화살표 방향(6)으로 움직일 때 조향각이 음(-)으로 나타나는 것으로 정한다.

이와 같은 부호 규약을 적용하여, 실제 측정한 요레이트와 계산한 요레이트를 바탕으로 후진 여부를 판정하기 위한 본 발명에 따른 후진 판정 장치는, 도 2에 도시한 바와 같이 차량의 거동을 수집하기 위하여 자동차에 설치된 센서들(11-17), 요레이트 모델계산부(100), 저장부(200), 변화율 계산부(300), 추정부(400), 카운 터(500), 및 후진 판정부(600)를 구비한다.

저장부(200)는 요레이트를 계산하는데 필요한 변수와 후진 여부를 판정하기 위한 기준값 등을 저장한다.

요레이트 모델계산부(100)는 제1 내지 제4요레이트 계산기(110-140)로 구성한다. 제1 내지 제4요레이트 계산기는, 도 3a에 도시한 바와 같이, 각각 정해진 계산식을 이용하여 계산한 제1 내지 제4요레이트(Ym1-Ym4)를 출력한다.

제1요레이트 계산기(110)는 앞 왼쪽 바퀴 센서(11)의 바퀴 속도(Vfl)와 앞 오른쪽 바퀴 센서(12)의 바퀴 속도(Vfr), 및 양 옆 바퀴간 거리(S)에 따라 계산한 제1요레이트(Ym1)를 변화율 계산부(300) 및 추정부(400)에 출력한다.

제2요레이트 계산기(120)는 뒤 왼쪽 바퀴 센서(13)의 바퀴 속도(Vrl)와 뒤 오른쪽 바퀴 센서(14)의 바퀴 속도(Vrr), 및 양 옆 바퀴간 거리(S)에 따라 계산한 제2요레이트(Ym2)를 변화율 계산부(300) 및 추정부(400)에 출력한다.

제3요레이트 계산기(130)는 횡가속도 센서(16)의 횡가속도(a)와 기준 차속(Vref)에 따라 계산한 제3요레이트(Ym3)를 변화율 계산부(300) 및 추정부(400)에 출력한다.

제4요레이트 계산기(140)는 조향각 센서(17)의 조향각(w), 기준 차속(Vref), 핸들과 바퀴의 기어비(is), 앞/뒤 바퀴간 거리(d), 자동차의 고유조향 특성속도(Vch)에 따라 계산한 제4요레이트(Ym4)를 변화율 계산부(300) 및 추정부(400)에 출력한다. 여기서 자동차의 고유조향 특성속도(Vch)는, 도 3b에 도시한 바와 같이, 조향각와 요레이트의 게인이 차속에 따라 변화하는데, 증가하다가 감소하는 시점의 속도를 말한다.

변화율 계산부(300)는 제1 내지 제4요레이트(Ym1-Ym4)에 대한 변화율을 각각 계산하여 그 결과(Ym11-Ym41)를 추정부(400)에 출력하기 위한 제1 내지 제4변화율 계산기(310-340) 및 요레이트 센서(15)에 의해 측정한 요레이트(ya)의 변화율을 계산하여 그 결과를 추정부(400)에 출력하기 위한 제5변화율 계산기(350)를 구비한다.

추정부(400)는 제1 내지 제 4후진 추정부(410-440)를 구비한다.

제1후진 추정부(410)는 제1요레이트 계산기(110)의 제1요레이트(Ym1), 제1변화율 계산기(310)의 제1요레이트 변화율(Ym11), 요레이트 센서(15)의 실제 측정 요레이트(ya), 및 제5변화율 계산기(350)의 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1)을 바탕으로 제1후진 추정 레벨(R1)을 카운터(500)에 출력한다. 이때 제1후진 추정부(410)는 실제 측정 요레이트(ya)가 0보다 크고, 계산한 제1요레이트(Ym1)가 0보다 작으며, 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1)이 제1설정값보다 크고 계산한 요레이트 변화율(Ym11)이 제1설정값보다 작으면 "제1레벨 설정값(예를 들어 2)"만큼 증가하기 위한 제1후진 추정 레벨(R1)을 출력한다. 이와 달리 실제 측정 요레이트(ya) 및 계산한 제1요레이트(Ym1)가 모두 0보다 크며, 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1) 및 계산한 요레이트 변화율(Ym11)이 모두 제1설정값보다 크면 "제1레벨 설정값(예를 들어 2)"만큼 감소하기 위한 제1후진 추정 레벨(R1)을 출력한다.

제2후진 추정부(420)는 제1후진 추정부(410)와 같이 제2후진 추정 레벨(R2)을 카운터(500)에 출력한다. 즉, 제2후진 추정부(420)는 실제 측정 요레이트(ya)가 0보다 크고, 계산한 제2요레이트(Ym2)가 0보다 작으며, 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1)이 제2설정값보다 크고 계산한 요레이트 변화율(Ym21)이 제2설정값보다 작으면 "제1레벨 설정값(예를 들어 2)"만큼 증가하기 위한 제2후진 추정 레벨(R2)을 출력한다. 이와 달리 실제 측정 요레이트(ya) 및 계산한 제2요레이트(Ym2)가 모두 0보다 크며, 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1) 및 계산한 요레이트 변화율(Ym21)이 모두 제2설정값보다 크면 "제1레벨 설정값(예를 들어 2)"만큼 감소하기 위한 제2후진 추정 레벨(R2)을 출력한다.

제3후진 추정부(430)는 제3요레이트 계산기(130)의 제3요레이트(Ym3), 제3변화율 계산기(330)의 제3요레이트 변화율(Ym31), 요레이트 센서(15)의 실제 측정 요레이트(ya), 및 제5변화율 계산기(350)의 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1)을 바탕으로 제3후진 추정 레벨(R3)을 카운터(500)에 출력한다. 이때 제3후진 추정부(430)는 실제 측정 요레이트(ya)가 0보다 크고, 계산한 제3요레이트(Ym3)가 0보다 작으며, 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1)이 제3설정값보다 크고 계산한 요레이트 변화율(Ym31)이 제3설정값보다 작으면 "제2레벨 설정값(예를 들어 1)"만큼 증가하기 위한 제3후진 추정 레벨(R3)을 출력한다. 이와 달리 실제 측정 요레이트(ya) 및 계산한 제3요레이트(Ym3)가 모두 0보다 크며, 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1) 및 계산한 요레이트 변화율(Ym31)이 모두 제3설정값보다 크면 "제2레벨 설정값(예를 들어 1)"만큼 감소하기 위한 제3후진 추정 레벨(R3)을 출력한다.

제4후진 추정부(440)는 제4요레이트 계산기(140)의 제4요레이트(Ym4), 제4변화율 계산기(340)의 제4요레이트 변화율(Ym41), 요레이트 센서(15)의 실제 측정 요 레이트(ya), 및 제5변화율 계산기(350)의 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1)을 바탕으로 제4후진 추정 레벨(R4)을 카운터(500)에 출력한다. 이때 제4후진 추정부(440)는 실제 측정 요레이트(ya)가 0보다 크고, 계산한 제4요레이트(Ym4)가 0보다 작으며, 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1)이 제4설정값보다 크고 계산한 요레이트 변화율(Ym41)이 제4설정값보다 작으면 "제2레벨 설정값(예를 들어 1)"만큼 증가하기 위한 제4후진 추정 레벨(R4)을 출력한다. 이와 달리 실제 측정 요레이트(ya) 및 계산한 제4요레이트(Ym4)가 모두 0보다 크며, 실제 측정 요레이트 변화율(Ya1) 및 계산한 요레이트 변화율(Ym41)이 모두 제4설정값보다 크면 "제2레벨 설정값(예를 들어 1)"만큼 감소하기 위한 제4후진 추정 레벨(R4)을 출력한다.

카운터(500)는 제1 내지 제4후진 추정부를 통해 입력되는 제1 내지 제4후진 추정 레벨(R1-R4)을 각각 카운트하고, 그 카운트한 값을 합산한 후진 추정 레벨(Ct)을 후진 판정부(600)에 출력한다.

후진 판정부(600)는 카운터(500)로부터 제공받은 합산한 후진 추정 레벨(Ct)과 저장부(200)에 저장된 기준 레벨(Cref)을 비교하여 후진 여부를 판정한다. 예를 들어 합산한 후진 추정 레벨이 기준 레벨(예를 들어 3)보다 크면 후진으로 판정하는 반면 합산한 후진 추정 레벨이 기준 레벨(예를 들어 3)보다 크지 않으면 후진이 아닌 것으로 판정한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 후진 판정 장치의 동작을 설명한다.

자동차에 설치된 바퀴 속도 센서(11-14) 이외에 요레이트 센서(15), 횡가속도 센서(16), 및 조향각 센서(17)를 동작하여 각 바퀴 속도, 요레이트, 횡가속도 및 조향각을 측정한다(701).

요레이트 모델계산부(100)의 제1 내지 제4요레이트 계산기(110-140)에서는 각각의 모델 계산식을 이용하여 제1 내지 제4요레이트(Ym1-Ym4)를 계산한다(703).

변화율 계산부(300)의 제1 내지 제4변화율 계산기(310-340)는 제1 내지 제4요레이트(Ym1-Ym4)에 대한 변화율을 각각 계산하여 추정부(400)에 출력하고, 제5변화율 계산기(350)는 요레이트 센서(15)에 의해 측정한 요레이트(ya)의 변화율을 계산하여 추정부(400)에 출력한다(705).

추정부(400)의 제1 내지 제4후진 추정부(410-440)는 실제 요레이트와 계산한 제1 내지 제4요레이트의 부호(0보다 크거나 작은지를 판단) 및 변화율을 비교하고 그 비교 결고에 따른 제1 내지 제4후진 추정 레벨(R1-R4)을 각각 카운터(500)에 출력한다. 카운터(500)는 제1 내지 제4후진 추정 레벨을 합산하고, 합산한 후진 추정 레벨을 후진 판정부(600)에 출력한다(707).

후진 판정부(600)는 합산한 후진 추정 레벨과 미리 설정한 기준 레벨을 비교하여 후진 여부를 판정한다. 이때 후진 판정 시 제어 시스템에서 이루어지는 ABS 동작과 관련된 제어 동작 등을 금지한다(709).

이상과 같이 본 발명에 따르면, 변속 기어에 관련된 정보를 제공받을 수 없는 수동 변속기를 구비한 자동차에서 거동 정보를 획득하기 위한 센서의 측정값을 이용하여 후진 여부를 판정할 수 있다.

Claims (5)

1. 자동차의 후진 판정 장치에 있어서,

   자동차의 거동 정보를 획득하기 위한 복수 센서들;

   상기 복수 센서들 중 어느 하나의 센서에 의해 획득되는 제1거동 정보에 대응하는 적어도 하나의 제1 계산 거동 정보를 계산하며, 상기 제1 계산 거동 정보는 상기 복수 센서들 중 제1거동 정보를 획득하기 위한 어느 하나의 센서를 제외한 다른 센서에 의해 획득되는 제2거동 정보를 모델 계산식에 적용하여 상기 제 1계산 거동 정보를 계산하는 모델 계산부;

   상기 제1거동 정보 및 제1 계산 정보에 대한 변화율을 계산하는 변화율 계산부;

   상기 제1거동 정보 및 상기 제2거동정보를 비교하고 동시에 상기 제1거동 정보의 변화율 및 상기 제2거동 정보의 변화율을 비교하여 후진 추정 레벨을 출력하는 추정부; 및

   상기 후진 추정 레벨과 미리 설정된 기준 레벨을 비교하여 후진 여부를 판정하는 후진 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 후진 판정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 모델 계산식에 적용하기 위한 변수와 상기 기준 레벨을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 후진 판정 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수 센서는 바퀴 속도, 요레이트, 횡가속도, 및 조향각을 측정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 후진 판정 장치.
4. 자동차에 설치된 복수 센서를 이용하여 거동 정보를 획득하는 자동차의 후진 판정 방법에 있어서,

   상기 복수 센서들 중 어느 하나의 센서에 의해 제1거동 정보를 획득하고;

   되는 제1거동 정보에 대응하는 적어도 하나의 제1 계산 거동 정보를 계산하며;

   상기 복수 센서들 중 제1거동 정보를 획득하기 위한 어느 하나의 센서를 제외한 다른 센서에 의해 획득되는 제2거동 정보를 모델 계산식에 적용하여 제1거동 정보에 대응하는 적어도 하나의 제 1계산 거동 정보를 계산하며;

   상기 제1거동 정보 및 제1 계산 정보에 대한 변화율을 계산하며;

   상기 제1거동 정보 및 상기 제2거동정보를 비교하고 동시에 상기 제1거동 정보의 변화율 및 상기 제2거동 정보의 변화율을 비교하여 후진 추정 레벨을 출력하고; 및

   상기 후진 추정 레벨과 미리 설정된 기준 레벨을 비교하여 후진 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 후진 판정 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1거동 정보는 요레이트, 횡가속도, 및 조향각 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차의 후진 판정 방법.

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