KR101514132B1 - 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 - Google Patents

사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 사륜 구동 차량에서 조향각 센서가 고장이 나거나, 조향각 센서가 적용이 되어 있지 않은 경우에도 조향각 추정을 통해 안정적인 사륜구동 제어를 실시할 수 있는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 조향각 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하여, 상기 조향각 센서의 상태가 정상으로 판단되면, 상기 조향각 센서에 의한 조향각 측정값을 출력하는 단계; 상기 조향각 센서의 상태가 고장으로 판단되면, 요레이트 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하여, 상기 요레이트 센서의 상태가 정상으로 판단되면, 상기 요레이트 센서에 의한 가속도 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계; 및 상기 요레이트 센서의 상태가 고장으로 판단되면, 휠속 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하여, 상기 휠속 센서의 상태가 정상으로 판단되면, 상기 휠속 센서에 의한 휠속 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계를 포함하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 제공한다.

Description

사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법{Four-wheel drive vehicle's steering angle estimation method}
본 발명의 일 실시예는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법에 관한 것이다.
사륜 구동 차량에서 조향각 센서가 고장 나거나 적용되어 있지 않을 경우 선회 주행 시 부드러운 선회를 위해 전후륜에서 발생하는 슬립량을 과도 슬립량으로 인식하여 차량의 선회를 방해하여, TCB(Tight Corner Braking) 현상을 초래 할 수 있다.
따라서, 대부분의 사륜구동 차량에는 조향각 센서가 포함이 되어 있으나, 고장이 날 경우에는 상기에 기술된 문제점으로 인해 사륜 제어를 하지 않아 구동 성능에 손실을 가져 올 수 있다.
종래에는 조향각 센서의 오프셋 보정이나 초기값을 설정하는 기술만 공개되어 있을 뿐, 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 개시되어 있지 않다.
대한민국특허공개공부 10-2011-0051933(2011.05.18)
본 발명의 일 실시예는 사륜 구동 차량에서 조향각 센서가 고장이 나거나, 조향각 센서가 적용이 되어 있지 않은 경우에도 조향각 추정을 통해 안정적인 사륜구동 제어를 실시할 수 있는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 조향각을 추정하기 위한 다수의 센서들의 상태을 점검하여, 다수의 조향각 추정 방법 중 적합한 추정 방법을 선택, 실시함으로써, 보다 강건한 제어를 실시할 수 있는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법은 조향각 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하여, 상기 조향각 센서의 상태가 정상으로 판단되면, 상기 조향각 센서에 의한 조향각 측정값을 출력하는 단계; 상기 조향각 센서의 상태가 고장으로 판단되면, 요레이트 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하여, 상기 요레이트 센서의 상태가 정상으로 판단되면, 상기 요레이트 센서에 의한 가속도 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계; 및 상기 요레이트 센서의 상태가 고장으로 판단되면, 휠속 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하여, 상기 휠속 센서의 상태가 정상으로 판단되면, 상기 휠속 센서에 의한 휠속 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계를 포함한다.
상기 휠속 센서의 상태가 고장으로 판단되면, 상기 사륜 구동 차량의 사륜 구동 제어를 정지하도록 할 수 있다.
상기 조향각 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하는 단계는, 상기 조향각 센서의 출력 신호를 포함하는 CAN 신호가 수신되었는지 판단하는 단계와, 상기 CAN 신호가 수신되었을 경우, 상기 조향각 센서의 상태를 포함하는 신호를 점검하여 정상인지 비정상인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 CAN 신호가 수신되지 않거나, 상기 조향각 센서의 상태가 비정상으로 판단되면, 상기 요레이트 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 요레이트 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하는 단계는, 상기 요레이트 센서의 출력 신호를 포함하는 CAN 신호가 수신되었는지 판단하는 단계와, 상기 CAN 신호가 수신되었을 경우, 상기 요레이트 센서의 상태를 포함하는 신호를 점검하여 정상인지 비정상인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 CAN 신호가 수신되지 않거나, 상기 요레이트 센서의 상태가 비정상으로 판단되면, 상기 휠속 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 가속도 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계는, 상기 요레이트 센서로부터 얻은 값을 아래의 수학식에 대입하여 조향각을 추정할 수 있다.
조향각 = [요레이트 센서 값 ×(차량 휠 베이스 × 조향 기어비 × (1 + 차량 속도/차량 특성 속도 상수)2)]/차량 속도
상기 사륜 구동 차량의 후진 시 상기 추정된 조향각을 반전하여 출력할 수 있다. 상기 사륜 구동 차량의 전진 시 상기 사륜 구동 차량의 속도가 2Km/h보다 작으면 현재 추정된 조향각 대신 이전에 추정된 조향각을 출력할 수 있다. 상기 추정된 조향각에는 보정 계수가 적용되며, 상기 보정 계수는 추정된 조향각이 클 수록 클 수 있다.
상기 휠속 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계는, 적어도 두개의 휠속 차이값을 아래의 수학식에 대입하여 조향각을 추정할 수 있다.
조향각 = 조향각 보정 계수 ×휠속 차이
상기 휠속 차이값은 전륜좌측휠 속도와 후륜우축휠 속도의 차이값, 전륜우측휠 속도와 후륜 좌측휠 속도의 차이값, 전륜우측휠 속도와 전륜좌측휠 속도의 차이값, 또는 후륜우측휠 속도와 후륜좌측휠 속도의 차이값 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 상기 사륜 구동 차량의 후진 시 상기 추정된 조향각을 반전하여 출력할 수 있다. 상기 사륜 구동 차량의 전진 시 상기 사륜 구동 차량의 속도가 2Km/h보다 작으면 현재 추정된 조향각 대신 이전에 추정된 조향각을 출력할 수 있다. 상기 추정된 조향각에는 조향각 보정 계수가 적용되며, 상기 조향각 보정 계수는 상기 사륜 구동 차량의 속도가 클 수록 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 사륜 구동 차량에서 조향각 센서가 고장이 나거나, 조향각 센서가 적용이 되어 있지 않은 경우에도 조향각 추정을 통해 안정적인 사륜구동 제어를 실시할 수 있는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 조향각을 추정하기 위한 다수의 센서들의 상태을 점검하여, 다수의 조향각 추정 방법 중 적합한 추정 방법을 선택, 실시함으로써, 보다 강건한 제어를 실시할 수 있는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 개략적인 구성을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 중 조향각 센서의 상태 판단 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 중 요레이트 센서 상태 판단 및 조향각 추정 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법에 이용되는 보정 계수의 일례를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 중 휠속 상태 판단 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 중 휠속 차이를 이용한 조향각 추정 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법에 이용되는 조향각 보정 계수의 일례를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 개략적인 구성을 도시한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사륜 구동 차량은 스티어링 휠의 하단부에 장착되어 핸들의 조향 각도를 검출하는 조향각 센서(110)와, 사륜 구동 차량의 대략 중앙에 설치되어 차량의 가속도를 검출하는 요레이트 센서(120)와, 전륜좌측휠, 전륜우측휠, 후륜좌측휠 및 후륜우측휠에 각각 설치되어 각각의 휠속도를 검출하는 휠속 센서(131, 132, 133, 134)와, 이러한 조향각 센서(110), 요레이트 센서(120) 및 휠속 센서(131, 132, 133, 134)로부터의 신호를 입력받아 사륜 구동 클러치(140)를 제어하는 사륜 구동 제어기(150)를 포함한다.
여기서, 사륜 구동 제어기(150)는 상황에 따라 보조 구동륜(후륜좌측휠 및 후륜우측휠)으로 전달할 토크를 결정하는 역할을 한다. 또한, 사륜 구동 클러치(140)는 상술한 사륜 구동 제어기(150)의 명령을 받아 전방의 변속기(160)로부터 후륜좌측휠 및 후륜우측휠에 토크를 직접 전달하는 역할을 한다. 도면중 미설명 부호 170은 엔진이다.
또한, 본 발명에 따른 조향각 추정 방법을 구현하기 위한 알고리즘, 프로그램 또는 소프트웨어는 상술한 사륜 구동 제어기(150)의 메모리에 저장될 수 있다. 물론, 본 발명은 이미 구비된 하드웨어를 제어하는 알고리즘 또는 로직으로 구현되나, 이러한 알고리즘이나 로직을 직접 수행할 수 있는 추가적인 하드웨어로 구현될 수도 있다. 따라서, 이하에서는 주로 방법을 위주로 설명하나, 본 발명은 이러한 방법이 적용된 하드웨어, 장치 또는 디바이스를 포함함은 당연하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 도시한 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법은 조향각 센서(110)에 의한 조향각 측정값을 출력하는 단계(S10)와, 요레이트 센서(120)에 의한 가속도 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계(S20)와, 휠속 센서(131, 132, 133, 134)에 의한 휠속 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계(S30)를 포함한다. 여기서, 가속도 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계(S20)와, 휠속 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계(S30)의 순서는 바뀔 수도 있다.
먼저, 조향각 센서(110)에 의한 조향각 측정값을 출력하는 단계(S10)에서는, 조향각 센서(110)의 값 및 상태 정보를 입력받아서 조향각 센서(110)의 상태를 판단한다. 상태는 크게 정상 상태와, 비정상(고장/미적용) 상태로 구분될 수 있으며, 조향각 센서(110)가 정상 상태로 판단될 경우 조향각 센서(110)의 측정값을 출력한다.
다음으로, 요레이트 센서(120)에 의한 가속도 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계(S20)는, 기본적으로 단계(S10)에서 조향각 센서(110)가 비정상 상태로 판단될 경우, 수행된다. 즉, 조향각 센서(110)가 고장이거나 미적용 상태일 경우 단계(S20)가 수행된다.
단계(S20)에서는, 요레이트 센서(120)의 값 및 상태 정보를 입력받아서 요레이트 센서(120)의 상태를 판단한다. 상태는 크게 정상 상태와, 비정상(고장/미적용) 상태로 분류될 수 있으며, 요레이트 센서(120)가 정상 상태로 판단될 경우 요레이트 센서(120)의 측정값을 이용한다. 즉, 요레이트 센서(120)로부터 측정된 차량의 가속도 정보를 이용하여 조향각(조향각 추정값 1)을 추정하고, 이를 출력한다. 즉, 가속도 기반 조향각을 출력한다. 이러한 단계(S20)은 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.
다음으로, 휠속 센서(131, 132, 133, 134)에 의한 휠속 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계(S30)는, 기본적으로 단계(S20)에서 요레이트 센서(120)가 비정상 상태로 판단될 경우, 수행된다. 즉, 요레이트 센서(120)가 고장이거나 미적용 상태일 경우 단계(S30)가 수행된다.
단계(S30)에서는, 휠속 센서(131, 132, 133, 134)의 값 및 상태 정보를 입력 받아서 휠속 센서(131, 132, 133, 134)의 상태를 판단한다. 상태는 크게 정상 상태와, 비정상(고장/미적용) 상태로 분류될 수 있으며, 휠속 센서(131, 132, 133, 134)가 정상 상태로 판단될 경우 휠속 센서(131, 132, 133, 134)의 측정값을 이용한다. 즉, 휠속 센서(131, 132, 133, 134)로부터 측정된 차량의 휠속 정보를 이용하여 조향값(조향각 추정값 2)을 추정하고, 이를 출력한다. 즉, 휠속 기반 조향각을 출력한다. 이러한 단계(S30)은 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.
한편, 단계(S30)에서 휠속 센서(131, 132, 133, 134)가 비정상(고장/미적용) 상태로 판단될 경우, 사륜 구동 제어기(150)에 의한 사륜 구동 제어가 해제되도록 함으로써, 차량의 과도한 사륜 구동 제어가 방지되도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 중 조향각 센서의 상태 판단 방법을 도시한 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 우선 조향각 센서(110)의 출력 신호를 포함하는 CAN 신호가 수신되는지 판단한다. 즉, 조향각 센서(110)의 출력 신호를 포함하는 CAN 메세지의 수신 신호로 조향각 센서(110)의 적용 유무를 판단한다. 여기서, 조향각 센서(110)가 미적용되어 있을 경우, 요레이트 센서(120)의 상태를 점검하게 된다.
만약, 조향각 센서(110)의 출력 신호를 포함하는 CAN 신호가 정상적으로 수신되고 있을 경우, 조향각 센서(110)의 상태를 포함하는 신호를 다시 점검하여, 조향각 센서(110)의 출력값 신뢰성을 판단한다.
만약, 조향각 센서(110)의 상태가 고장일 경우 상술한 바와 같이 요레이트 센서(120)의 상태를 점검하게 되고, 정상일 경우 조향각 센서(110)에서 측정된 조향각 값을 사륜 구동 제어에 사용하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 중 요레이트 센서의 상태 판단 및 조향각 추정 방법을 도시한 순서도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법에 이용되는 보정 계수의 일례를 도시한 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 요레이트 센서(120)의 출력 신호를 포함하는 CAN 신호가 수신되는지 판단한다. 즉, 요레이트 센서(120) 신호를 포함하는 CAN 메세지의 수신 상태 신호로 요레이트 센서(120)의 적용 유무를 판단한다. 여기서, 요레이트 센서(120)가 미적용되어 있을 경우, 휠속 센서의 상태를 점검하게 된다.
만약, 요레이트 센서(120)의 신호를 포함하는 CAN 신호가 정상적으로 수신되고 있을 경우, 요레이트 센서(120)의 상태를 포함하는 신호를 다시 점검하여, 요레이트 센서(120) 값의 신뢰성을 판단한다.
만약, 요레이트 센서(120)의 상태가 고장일 경우 상술한 바와 같이 휠속 센서(131, 132, 133, 134)의 상태를 점검하게 되고, 정상일 경우 아래와 같이 요레이트 센서(120)에서 측정된 가속도 값을 이용하여 조향각을 추정한다.
우선, 요레이트 센서(120)의 신호를 처리하게 되는데, 이때 요레이트 센서(120)의 출력 값 중 노이즈를 제거한다. 즉, 요레이트 센서(120)로부터 얻은 출력 값에서 고주파 특성을 갖는 노이즈를 저역 통과 필터를 사용하여 신호 처리하고, 아래의 수학식 1을 이용하여 조향각을 추정한다.
[수학식 1]
조향각 = [요레이트 센서 값 ×(차량 휠 베이스 × 조향 기어비 × (1 + 차량 속도/차량 특성 속도 상수)2)]/차량 속도
여기서, 요레이트 센서 값은 측정된 차량의 가속도, 차량 휠 베이스는 전륜과 후륜 사이의 거리, 조향 기어비는 핸들의 움직인 양에 대한 전륜의 움직인 거리의 비, 차량 속도는 현재 차량의 속도, 차량 특성 속도 상수는 차량마다 미리 정해진 상수값(예를 들면, 75km/h)을 의미한다.
더불어, 이와 같이 얻어진 조향각은 도 5에 도시된 보정 계수에 의해 보정된다. 즉, 수학식 1에 의해 얻어진 조향각에 보정 계수가 곱해져 조향각이 보정된다. 도 5에서 X축은 조향각을 의미하고, Y축은 보정 계수를 의미한다. 이러한 보정 계수는 차량의 고유 특성으로 차량에 따라 다르다. 또한, X축의 중앙을 중심으로 좌측은 좌회전 시, 우축은 우회전 시 조향각을 의미한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 통상 조향각이 클 수록 보정계수 역시 큰 값을 갖는다.
한편, 변속기 ECU(도시되지 않음)로부터의 신호를 수신하여 차량이 후진으로 판단될 경우, 상술한 추정 조향각을 반전시켜 출력한다.
또한, 변속기 ECU로부터 신호를 수신하여 차량이 전진으로 판단될 경우, 차속 센서로부터의 신호를 수신하여 차량의 속도가 대략 2km/h를 초과하는지 판단한다.
차량의 속도가 대략 2km/h보다 작다고 판단되면, 기존에 추정된 조향각을 그대로 출력하고, 차량의 속도가 대략 2km/h를 초과한다고 판단되면, 상술한 추정된 조향각을 출력한다. 여기서, 차량의 속도가 대략 2km/h보다 작다는 것은, 차량이 거의 정지해 있다는 것을 의미하며, 이때에는 추정된 조향각의 신뢰도가 매우 낮은 것으로 보아, 현재 추정된 조향각이 아닌 이전에 추정된 조향각을 출력한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 중 휠속 상태 판단 방법을 도시한 순서도이다.
요레이트 센서(120)가 비정상(미적용/고장)이어서, 요레이트 센서(120)를 이용한 조향각 추정이 불가능할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 조향각 추정에 활용이 가능한 적어도 하나의 휠속 조합을 찾는다.
이때, 상술한 바와 유사하게, 각 휠속 센서(131, 132, 133, 134)의 출력 신호를 포함하는 CAN 신호가 수신되는지 판단하고, 또한 휠속 센서(131, 132, 133, 134)의 상태를 포함하는 신호를 점검하여, 각 휠속 센서(131, 132, 133, 134)가 정상인지 비정상인지 판단한다.
일례로, 전륜우측(FR) 휠속이 정상인지 비정상(고장)인지 판단하고, 정상으로 판단될 경우 후륜좌측(RL) 휠속이 정상인지 비정상(고장)인지 판단하며, 정상으로 판단될 경우 전륜우축(FR) 휠속에서 후륜좌측(RL) 휠속을 감산하여 얻은 값을 출력한다. (전륜우측(FR) 휠속 -후륜좌측(RL) 휠속)
또한, 전륜좌측(FL) 휠속이 정상인지 비정상(고장)인지 판단하고, 정상으로 판단될 경우 후륜우측(RR) 휠속이 정상인지 비정상(고장)인지 판단하며, 비정상(고장)으로 판단될 경우 전륜우측(FR) 휠속에서 전륜좌측(FL) 휠속을 감산하여 얻은 값을 출력한다. (전륜우측(FR) 휠속 - 전륜좌측(FL) 휠속)
여기서, 전륜좌측(FL) 휠속이 비정상(고장)으로 판단되면, 사륜 구동 제어를 정지하도록 한다.
또한, 전륜우측(FR) 휠속이 비정상(고장)으로 판단될 경우, 전륜좌측(FL) 휠속이 정상인지 비정상(고장)인지 판단하고, 정상으로 판단될 경우 후륜우측(RR) 휠속이 정상인지 비정상(고장)인지 판단하며, 정상으로 판단될 경우 후륜우측(RR) 휠속에서 전륜좌측(FL) 휠속을 감산하여 얻은 값을 출력한다. (후륜우측(RR) 휠속 - 전륜좌측(FL) 휠속)
여기서, 후륜우측(RR) 휠속이 비정상(고장)으로 판단되면, 사륜 구동 제어를 정지하도록 한다.
마지막으로, 전륜좌측(FL) 휠속이 비정상(고장)으로 판단될 경우, 후륜우측(RR) 휠속이 정상인지 비정상(고장)인지 판단하고, 정상으로 판단될 경우 후륜좌측(RL) 휠속이 정상인지 비정상(고장)인지 판단하며, 정상으로 판단될 경우 후륜우측(RR) 휠속에서 후륜좌측(RL) 휠속을 감산하여 얻은 값을 출력한다. (후륜우측(RR) 휠속 - 후륜좌측(RL) 휠속)
여기서, 후륜우측(RR) 휠속 및 후륜좌측(RL) 휠속이 비정상(고장)으로 판단되면, 사륜 구동 제어를 정지하도록 한다.
이와 같이 하여, 휠속 차이 값을 얻을 수 있는 적어도 하나의 조합을 구할 수 있는데, 위와 같은 방법에도 불구하고 만약 가능한 조합을 구할 수 없을 경우, 사륜 구동 제어를 정지함으로써, 과다한 사륜 구동 제어가 방지되도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법 중 휠속 차이를 이용한 조향각 추정 방법을 도시한 순서도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법에 이용되는 조향각 보정 계수의 일례를 도시한 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 도 6에 개시된 방법으로 구해진 적어도 하나의 휠속 차이, 차속 센서에 의한 값 및 아래의 수학식 2를 이용하여 조향각을 추정한다. 또한, 이러한 조향각에는 도 8에 도시된 바와 같은 차량의 속도별 조향각 보정 계수를 반영한다.
[수학식 2]
조향각 = 조향각 보정 계수 ×휠속 차이
도 8에서 X축은 차속이고, Y축은 조향각 보정 계수이다. 조향각 보정 계수는 차속에 따른 조향각을 휠속 계수로 나눈 값이며, 차속이 증가함에 따라 조향각 보정 계수의 값은 감소한다. 또한, 이러한 조향각 보정 계수 역시 차량의 특성을 반영하는 값으로 차량에 따라 달라진다.
한편, 변속기 ECU로부터의 신호를 수신하여 차량이 후진으로 판단될 경우, 상술한 추정 조향각을 반전시켜 출력한다.
또한, 변속기 ECU로부터 신호를 수신하여 차량이 전진으로 판단될 경우, 차속 센서로부터의 신호를 수신하여 차량의 속도가 대략 2km/h를 초과하는지 판단한다.
차량의 속도가 대략 2km/h보다 작다고 판단되면, 기존에 추정된 조향각을 출력하고, 차량의 속도가 대략 2km/h를 초과한다고 판단되면, 상술한 추정된 조향각을 출력한다. 여기서, 차량의 속도가 대략 2km/h보다 작다는 것은, 차량이 거의 정지해 있다는 것을 의미하며, 이때에는 추정된 조향각의 신뢰도가 매우 낮은 것으로 보아, 현재 추정된 조향각이 아닌 이전에 추전된 조향각을 출력한다.
이와 같이 하여 본 발명은 사륜 구동 차량에서 조향각 센서(110), 요레이트 센서(120), 휠속 센서(131, 132, 133, 134) 등에서 발생할 수 있는 비정상 상태(고장/미적용)에 대해 사륜 구동 제어에 미치는 영향을 최소화할 수 있도록 함으로써, 안정적인 사륜 구동 제어를 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
110; 조향각 센서
120; 요레이트 센서
131, 132, 133, 134; 전륜좌측휠, 전륜우측휠, 후륜좌측휠 및 후륜우측휠의 휠속 센서
140; 사륜 구동 클러치
150; 사륜 구동 제어기
160; 변속기
170; 엔진

Claims (15)

  1. 조향각 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하여, 상기 조향각 센서의 상태가 정상으로 판단되면, 상기 조향각 센서에 의한 조향각 측정값을 출력하는 단계;
    상기 조향각 센서의 상태가 고장으로 판단되면, 요레이트 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하여, 상기 요레이트 센서의 상태가 정상으로 판단되면, 상기 요레이트 센서에 의한 가속도 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계; 및
    상기 요레이트 센서의 상태가 고장으로 판단되면, 휠속 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하여, 상기 휠속 센서의 상태가 정상으로 판단되면, 상기 휠속 센서에 의한 휠속 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 가속도 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계는, 상기 요레이트 센서로부터 얻은 값을 아래의 수학식에 대입하여 조향각을 추정하며,
    조향각 = [요레이트 센서 값 ×(차량 휠 베이스 × 조향 기어비 × (1 + 차량 속도/차량 특성 속도 상수)2)]/차량 속도
    상기 가속도 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 사륜 구동 차량의 전진 시 상기 사륜 구동 차량의 속도가 2Km/h보다 작으면 현재 추정된 조향각 대신 이전에 추정된 조향각을 출력함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠속 센서의 상태가 고장으로 판단되면, 상기 사륜 구동 차량의 사륜 구동 제어를 정지하도록 함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향각 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하는 단계는,
    상기 조향각 센서의 출력 신호를 포함하는 CAN 신호가 수신되었는지 판단하는 단계와,
    상기 CAN 신호가 수신되었을 경우, 상기 조향각 센서의 상태를 포함하는 신호를 점검하여 정상인지 비정상인지 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 CAN 신호가 수신되지 않거나, 상기 조향각 센서의 상태가 비정상으로 판단되면, 상기 요레이트 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하는 단계를 수행함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 요레이트 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하는 단계는,
    상기 요레이트 센서의 출력 신호를 포함하는 CAN 신호가 수신되었는지 판단하는 단계와,
    상기 CAN 신호가 수신되었을 경우, 상기 요레이트 센서의 상태를 포함하는 신호를 점검하여 정상인지 비정상인지 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 CAN 신호가 수신되지 않거나, 상기 요레이트 센서의 상태가 비정상으로 판단되면, 상기 휠속 센서의 상태가 정상인지 비정상인지 판단하는 단계를 수행함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 사륜 구동 차량의 후진 시 상기 추정된 조향각을 반전하여 출력함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정된 조향각에는 보정 계수가 적용되며,
    상기 보정 계수는 추정된 조향각이 클 수록 큰 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠속 측정값을 기반으로 조향각을 추정하여 출력하는 단계는,
    적어도 두개의 휠속 차이값을 아래의 수학식에 대입하여 조향각을 추정함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
    조향각 = 조향각 보정 계수 ×휠속 차이
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 휠속 차이값은
    전륜좌측휠 속도와 후륜우축휠 속도의 차이값,
    전륜우측휠 속도와 후륜 좌측휠 속도의 차이값,
    전륜우측휠 속도와 전륜좌측휠 속도의 차이값, 또는
    후륜우측휠 속도와 후륜좌측휠 속도의 차이값 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 사륜 구동 차량의 후진 시 상기 추정된 조향각을 반전하여 출력함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 사륜 구동 차량의 전진 시 상기 사륜 구동 차량의 속도가 2Km/h보다 작으면 현재 추정된 조향각 대신 이전에 추정된 조향각을 출력함을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 추정된 조향각에는 조향각 보정 계수가 적용되며,
    상기 조향각 보정 계수는 상기 사륜 구동 차량의 속도가 클 수록 작은 것을 특징으로 하는 사륜 구동 차량의 조향각 추정 방법.
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