KR101637887B1 - 차량의 최대 조향각의 결정 - Google Patents

차량의 최대 조향각의 결정 Download PDF

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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 단선적 모델을 사용하여 조향각이 결정되며, 상기 조향각은 측정 최대 조향각의 도함수와 산출 최대 조향각의 도함수 사이의 차이가 한계값보다 작은 경우에만 보정된다. 도함수 차이가 한계값 이상인 경우에는 측정 과정이 반복적으로 수행된다.

Description

차량의 최대 조향각의 결정{DETERMINATION OF A MAXIMUM STEERING ANGLE FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량의 조향 잠금각 (steering lock angle) 또는 조향각 (steering angle) 의 결정에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 차량의 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템과, 차량의 조향 잠금각을 결정하기 위한 방법, 프로그램 요소 및 컴퓨터 판독 가능한 매체에 관한 것이다.
조향 휠의 각도를 측정하기 위한 비용 효율적인 센서들은 차량의 점화 개시 시의 조향 휠의 위치에 대하여 상대적인 각도 값을 제공한다. 그러나, 점화 개시 시에 측정되는 조향 휠의 각도는 일반적으로 조향 휠의 중심 위치에 대하여 이동되어 있다 (영점 변동 (zero point shift) 또는 오프셋 (offset) 이라 함). 따라서, 점화 개시 후 센서는, 어느 경우에나 조향 휠의 각도가 제로 값을 갖는 것은 아니지만, 우선 조향 휠의 위치와 무관하게 제로 값을 가리킨다. 그러나, 조향각이 주행 안정성 제어 장치 (EPS:Electronic Stability Program) 에 활용되며 차량의 안전을 위해 상당히 중요한 값인 점을 고려할 때 조향각의 정확한 측정 (및 절대항의 측정) 이 중요하다.
DE 제 697 14 806 T2 호에는 조향 휠의 위치를 결정하기 위한 방법이 개시되어 있다. 개시된 바에 따르면, 조향 휠의 산출된 조향 잠금각이 특정 범위 이내인지 아닌지에 따라 사전 정의된 제 1 알고리즘 또는 사전 정의된 제 2 알고리즘을 사용하여 조향 휠의 중심 위치가 추정된다. 사용되는 알고리즘에 따라, 중심 위치 값의 평준화 작업이 비교적 빠르게 또는 서서히 진행된다.
본 발명의 목적은 측정 조향각의 영점 변동의 유효하면서도 신속 정확한 결정이 이루어지도록 하며 이에 따라 실제 조향 잠금각의 신속 정확한 결정이 이루어지도록 하는 것이다.
독립항들의 특징부에 따르면, 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템과, 조향 잠금각을 결정하기 위한 방법, 프로그램 요소 및 컴퓨터 판독 가능한 매체가 설명되어 있다. 또한, 종속항들을 읽음으로써 본 발명의 개선점들이 이해될 수 있을 것이다.
마찬가지로, 후술되고 있는 예시적 실시형태들은 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템과, 조향 잠금각을 결정하기 위한 방법, 프로그램 요소 및 컴퓨터 판독 가능한 매체에 관한 것이다. 다시 말해, 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템에 대하여 아래에 설명되는 특징들은 방법, 프로그램 요소 또는 컴퓨터 판독 가능한 매체에 적용될 수도 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다.
본 발명의 예시적 일 실시형태에 따르면, 센서 장치와 제어 유닛을 구비하는 차량의 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템이 설명된다. 상기 센서 장치는 차량의 조향각 및 회전 각속도 (yaw rate) 를 측정하는 역할을 한다. 따라서, 조향력 전달비 (steering transmission ratio) 가 주어지면, 측정 조향 잠금각이 측정 조향각을 기반으로 (적어도 간접적으로) 구해진다. 상기 제어 유닛은 측정 조향각 및 측정 회전 각속도를 기반으로 조향 잠금각을 산출하도록 설계되어 있다. 또한, 제어 유닛은 측정 조향 잠금각의 시간 도함수 및 산출된 조향 잠금각의 시간 도함수를 산출할 뿐만 아니라 측정 조향 잠금각의 도함수와 산출된 조향 잠금각의 도함수 사이의 제 1 편차가 미리 정해진 제 1 한계값보다 작은지 여부를 결정하도록 설계되어 있다.
특히, 제 1 편차가 제 1 한계값보다 작으면, 상기 제어 유닛은 산출된 조향 잠금각을 기반으로 측정 조향 잠금각의 보정 과정을 수행하는 역할을 한다. 반면에, 제 1 편차가 제 1 한계값보다 작은 것이 아니라 제 1 한계값보다 큰 경우, 제어 유닛은 회전 각속도 및 조향각의 측정 과정 뿐만 아니라 후속 산출 과정을 반복적으로 수행하도록 된다.
그러나, 제 1 편차가 제 1 한계값보다 작지 않더라도, 그럼에도 불구하고 조향 잠금각이 보정될 수도 있다. 보정 값 및/또는 산출 영점 변동 값은 보정 품질에 관한 정보 (다시 말해, 예를 들어, 제 1 편차 그리고 적절한 경우, 영점 변동 값의 표준 편차 및 신뢰 간격과 같은 또 다른 값) 와 함께 차량의 대응 시스템(예를 들어, EPS)으로 전송된다. 이어서, 상기 시스템은 제 1 단계에서 상기 산출 값을 사용함과 동시에 상기 값이 얼마나 "우수한 (good)" 값인지를 파악할 수 있다. 그 후, (또 다른 측정 값의 도움으로) 새로운 산출 값이 시스템에 제공된다. 다시 말해, 이후 언제라도 다시 개선될 수 있는 유효 영점 변동 값은 이미 상당히 일찍부터 전술한 바와 같은 시스템에 사용되어 왔다. 그 후, 적절한 경우, 상기와 같은 전송 과정 중에 또 다른 측정 값이 검출되며, 그 결과, 보다 정확한 신규 산출 과정이 수행될 수 있다. 이렇게 해서 얻어진 새로운 값(영점 변동 값 및 제 1 편차, 그리고 적절한 경우, 영점 변동 값의 표준 편차 및 신뢰 간격과 같은 또 다른 값)이 다시 차량의 해당 시스템으로 전송되며, 그 결과 전술한 바와 같은 방법을 이용하여 실제 영점 변동 값에 접근하게 된다.
이하의 설명 내용에 사용되고 있는 바와 같은 용어 "조향 잠금각" 및 "조향각" 의 경우, 조향 잠금각을 조향각으로부터 직접 산출할 수 있으며 또한 그 반대의 경우도 가능하기 때문에 이들 용어는 동일한 의미로 사용될 수 있음에 주목하여야 한다.
따라서, 궁극적으로는, 조향각에 관한 측정 데이터 또는 조향 잠금각에 관한 측정 데이터가 유효한 방식으로 얻어진 것인지는 의미가 없다.
예를 들어, 조향 잠금각은 이른바 단선적 모델 (single track model) 을 사용하여 결정된다. 그러나, 이러한 조향 잠금각의 산출은 측정 값이 "충분히 우수" 한 경우에만, 다시 말해, 상기 모델이 충분히 잘 적용될 수 있는 경우 (즉, 유효한 경우) 에만 이루어진다. 이를 결정하기 위하여, 측정 조향 잠금각의 시간 도함수와 산출된 조향 잠금각의 시간 도함수가 서로 충분히 유사한지 여부를 점검한다. 차이가 너무 크면, 다시 말해, 차이가 특정 한계값을 초과하면, 측정 과정이 추가로 수행되어야만 한다.
본 발명의 다른 예시적 실시형태에 따르면, 제어 유닛은 또한, 측정된 제 1 조향 잠금각 (또는 제 1 조향각) 과 다음 순서로 측정된 제 2 조향 잠금각 (또는 다음 순서로 측정된 제 2 조향각) 사이의 제 2 편차가 미리 정해진 제 2 한계값보다 작은지 여부를 결정하도록 설계되어 있다. 또한, 상기 제 2 편차가 제 2 한계값보다 작은 경우에만 산출된 조향 잠금각을 기반으로 측정 조향 잠금각의 보정 과정이 수행된다. 그렇지 않은 경우에는 측정 과정이 반복된다. 마찬가지로, 이러한 제 2 조건이 충족될 때까지 후속 산출 과정이 반복된다.
따라서, 조향각 또는 조향 잠금각의 측정 품질이 충분히 우수한지 여부가 결정된다. 이를 위해 연이은 측정 값 사이의 차이와 한계값의 비교 과정을 반드시 수행하여야만 하는 것은 아니다. 측정 품질이 충분히 우수한지 여부를 추정하기 위하여, 측정 값이 특정 범위를 벗어나 있는지, 예를 들어, [δ] < S 의 상태인지 여부를 확인하는 과정이 수행될 수도 있다. 더욱이, 특정한, 비교적 짧은 시간 간격에 걸쳐 평균 값이 얻어질 수 있다. 이와 같이 얻어진 평균 값은 측정 값과 크게 상이하지 않아야 한다. 또한, 센서의 기능상 오류는 없는지 여부를 점검하는 과정이 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 제어 유닛은 또한, 소정 시간 동안의 복수 개의 산출 영점 변동 값의 평균 값을 기반으로 조향 잠금각을 측정하기 위한 센서 장치 중 일 센서의 평균 영점 변동 값을 결정하도록 설계되어 있다. 또한, 제어 유닛은 평균 영점 변동 값을 기반으로 측정 조향 잠금각을 보정하도록 설계되어 있다.
선택적으로, 본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 측정 회전 각속도 및 측정 조향 잠금각의 필터링 과정을 기반으로 센서 장치 중 일 센서의 영점 변동 값의 필터링 과정이 이루어질 수 있다. 이러한 필터링 과정 후, 측정 조향 잠금각은 필터링된 영점 변동 값을 기반으로 보정된다.
전술한 바와 같은 방식은 평균 값의 획득에 필요한 측정 값의 저장을 위한 유효 저장 공간이 충분하지 않은 경우 유리할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 측정 조향 잠금각은 산출 또는 필터링된 영점 변동 값의 추정 표준 편차가 미리 정해진 제 3 한계값 이내인 경우에만 보정된다.
또한, 표준 편차에 추가하여, 신뢰 간격으로 일컬어지는 값을 산출할 수 있다. 전술한 바와 같은 방법의 개시 직후, 다시 말해, 일반적으로 점화 스위치가 켜진 이후 (따라서, 예를 들어, 두 개 또는 세 개의 측정 값의 처리 이후) 최초로 표준 편차 및 신뢰 간격이 산출된다. 산출 영점 변동 값, 표준 편차 및 신뢰 간격은 그 후 차량의 해당 시스템 (예를 들어, ESP, 차량 제어 시스템) 으로 전송된다. 동시에 또는 이후, 또 다른 측정 값의 검출이 이루어지며, 그 결과 보다 정확한 신규 산출 과정이 수행될 수 있다. 이렇게 해서 얻어진 신규 값 (영점 변동 값, 표준 편차 및 신뢰 간격) 은 다시 차량의 시스템으로 전송되며, 그 결과 전술한 바와 같은 방법을 통해 실제 영점 변동 값에 접근할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 산출 또는 필터링된 영점 변동 값의 추정 표준 편차가 제 3 한계값보다 크면 측정 및 후속 산출 과정이 반복된다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 추정 표준 편차가 제 3 한계값보다 크면 증가된 필터 상수를 이용하여 필터링 과정이 반복된다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 제어 유닛은 ESP 제어 유닛이다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 전술한 바와 같은 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템을 구비하는 차량이 설명된다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 차량의 조향 잠금각을 결정하기 위한 방법으로서, 차량의 조향각 및 회전 각속도가 측정되며, (측정) 조향 잠금각이 측정 조향각으로부터 얻어지는 방법이 설명된다. 또한, 측정 조향각 및 측정 회전 각속도를 기반으로 조향 잠금각이 산출된다. 측정 조향 잠금각의 시간 도함수 및 산출된 조향 잠금각의 시간 도함수가 또한 산출된다. 그 후, 측정 조향 잠금각의 도함수와 산출된 조향 잠금각의 도함수 사이의 제 1 편차가 미리 정해진 제 1 한계값보다 작은지 여부가 결정된다. 제 1 편차가 제 1 한계값보다 작으면, 산출된 조향 잠금각을 기반으로 측정 조향 잠금각이 보정된다. 제 1 편차가 제 1 한계값보다 크면, 측정 및 후속 산출 과정이 반복된다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 프로세서에서 실행되는 경우 해당 프로세서가 전술한 바와 같은 방법의 단계들을 수행하도록 하는 프로그램 요소가 설명된다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시형태에 따르면, 프로세서에서 실행되는 경우 해당 프로세서가 전술한 바와 같은 방법의 단계들을 수행하도록 하는 프로그램 요소가 저장되는 컴퓨터 판독 가능한 매체가 설명된다.
본 발명의 설명 내용에 있어서, 프로그램 요소는, 예를 들어, ESP 제어 유닛의 프로세서에 저장되는 소프트웨어 패키지의 일부일 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 설명 내용에 있어서, 프로세서가 본 발명의 주제가 될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 이미 처음부터 본 발명을 사용하고 있는 프로그램 요소 및 업데이트 과정을 통해 기존 프로그램이 본 발명을 사용할 수 있도록 하는 프로그램 요소를 포함한다.
본 발명의 예시적 실시형태가 도면을 참조하여 이하에 설명된다.
본 발명에 따르면, 조향각의 유효 영점 변동 값을 신속하면서도 정확하게 결정함으로써 실제 조향 잠금각을 신속하면서도 정확하게 결정할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템을 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 설명하는 순서도이다.
첨부 도면에 도시된 구성은 개략적으로만 도시되어 있으며 실제 비율로 도시되어 있지 않다.
첨부 도면에 관한 이하의 설명에서, 동일하거나 유사한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 사용되고 있다.
도 1 에는 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템 (100) 이 도시되어 있다. 상기 시스템 (100) 은, 예를 들어, CPU 의 형태로 구체화되는 제어 유닛 (103) 에 추가하여, 복수 개의 센서 (101, 102, 104) 를 포함한다.
센서 (101) 는 차량의 회전 각속도를 측정하는 역할을 한다. 또한, 센서 (101) 는 회전 각속도의 시간 도함수를 측정한다. 이러한 용도로 복수 개의 센서가 추가로 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어 유닛 (103) 을 사용하여 회전 각속도의 시간 도함수가 측정 방식이 아닌 산출 방식으로 얻어질 수도 있다.
센서 (102) 는 차량의 (상대적인) 조향각을 측정하며, 센서 (104) 는 상기 차량의 차속 및/또는 가속도를 측정한다. 변형예로서, 가속도가 또한, 측정 차속의 시간 프로파일로부터 산출될 수도 있다.
제어 유닛 (103) 은 조향각 또는 조향 잠금각을 산출하는 한편 영점 변동 값을 보정하는 역할을 한다. 특히, 차량이 점화 개시 이후 시동 상태에서 몇 시간 동안 일 방향 (좌측 또는 우측) 으로 일정한 상태로 주행하는 경우, 다시 말해, 조향 잠금 상태에서는, 조향각의 이론 모델을 기반으로 한 산출이 중요하다.
조향각의 영점 변동 및 측정 결과 값의 보정은 차량의 단선적 모델이라 일컬어지는 기술을 기반으로 이루어진다 (1987년 보겔 (Vogel) 의, 조모토 (Zomotor) 및 아담 (Adam) 에 의한 [Chassis Technology:Driving Behavior] 참조).
상기 단선적 모델에서는 조향 잠금각과 회전 각속도 사이의 관계식이 사용된다. 조향각은 조향 잠금각 (δ0)(예를 들어, 전륜의 조향 잠금각) 과 연관되어 있다.
Figure 112011036527661-pct00001
여기서, "λ" 는 조향각이며,
"K" 는 조향력 전달비이다.
차량의 단선적 모델에 따르면, 조향 잠금각과 회전 각속도 사이의 관계식이 아래와 같이 설명될 수 있다.
Figure 112011036527661-pct00002
여기서, "δtheoret" 는 이론적으로 결정된 조향 잠금각이며,
"l" 는 휠 베이스 (wheel base) 이고,
"V" 는 속도이며,
"
Figure 112011036527661-pct00003
" 는 회전 각속도이고,
"EG" 는 고유 조향 구배 (즉, 단선적 모델의 범위에 속하는 차량의 매개 변수) 이다.
상기 수학식 2 는 일반적으로, 예를 들어, 후술하는 바와 같은 소정의 제한된 조건 하에서만 사용되어야 한다 (1990년 스프링거 (Springer) 출판사의 제 C 권에 개시된 엠. 미츠케 (M. Mitschke) 에 의한 [Motor Vehicle Dynamics] 참조):
1. 속도 (V) 가 일정하여야 함 (차량의 진행 방향으로 차량 가속 상황이 발생하지 않음).
2. 2-자유도 : 좌우 움직임 (yaw movement) 및 선회 움직임 (swimming movement) 만이 가능.
3. 차량의 롤링 (rolling) 현상이 없어야 하며 차축 상의 굽힘부 내측 상의 휠과 굽힘부 외측 상의 휠 사이의 휠 하중 차가 없어야 함.
4. 차량의 가로 방향 왕복 운동이나 세로 방향 요동 현상이 없어야 하며 전방 차축 및 후방 차축에 가해지는 휠 하중이 일정하여야 함.
5. 코스를 유지하기 위해 필요한 휠의 측방향 힘이 작용하는 휠의 접점이 차량의 중심에서 나란한 차축을 기반으로 조합되어야 함.
6. 조향각 및 미끄럼 각이 작아야 하며 타이어의 측면에 작용하는 힘이 선형 특성 곡선을 나타내어야 함.
7. 미끄럼 각으로 인한 타이어 캐스터 및 복원 토크가 무시할 수 있는 수준이어야 함.
8. 타이어의 원주면에 가해지는 힘이 작아야 함 (그러나, 속도 (V) 가 일정하기 위해서는 조향 잠금각이 작은 경우 진행 방향으로 가해지는 힘이 무시할 수 있는 수준이어야 함).
조향 잠금각을 산출하며 센서에 의한 조향 잠금각 측정 결과 값을 보정하는 경우, 수학식 2 또는 단선적 모델의 유효성이 보장되어야 한다. 그렇지 않을 경우, 부정확한 보정이 이루어질 수도 있다.
차량의 상태 및 구동 조건을 감시하기 위하여, 측정 조향 잠금각의 시간 도함수 (
Figure 112011036527661-pct00004
) 가 산출된다. 상기 수학식 2 로부터 아래의 이론 시간 도함수 결과 값이 얻어진다:
Figure 112011036527661-pct00005
여기서, "
Figure 112011036527661-pct00006
" 는 회전 가속도이며,
"a" 는 차량의 가속도이다.
측정 조향 잠금각의 시간 도함수는 영점 변동의 영향을 받지 않는다. 상기 수학식 3 이 유효한 경우, 측정 값과 산출 값 사이의 차이는 단지 미미한 수준이다.
Figure 112011036527661-pct00007
여기서, "ε" 은 작은 한계값이다.
상기 수학식 4 에 따른 산출 과정은 ESC 제어 유닛의 유효 측정 값 또는 산출 값 (δ,
Figure 112011036527661-pct00008
,
Figure 112011036527661-pct00009
,
Figure 112011036527661-pct00010
, V , a ) 을 기반으로 이루어진다. 또한, 측정 값의, 예를 들어, 아래 수학식 5 에 나타내어진 바와 같은 지나치게 큰 변동 여부를 감시하는 과정이 수행된다.
Figure 112011036527661-pct00011
여기서, "λn-1" 은 n-1 번 측정 과정을 통해 얻어진 조향각이며,
"λn" 은 n 번 측정 과정을 통해 얻어진 조향각이며,
"ε1" 은 미리정해진 작은 한계값이다.
상기 수학식 4 및 수학식 5 가 만족되면, 수학식 2 에 따라 롤링 각도가 산출된다. 이 경우, 이론 값 (δtheoret) 이 조향 잠금각의 측정 값의 보정을 위해 사용된다.
측정 조향각은 아래와 같이 나타내어진다.
Figure 112011036527661-pct00012
여기서, "Δ" 는 센서의 영점 변동 값을 나타낸다.
N 번의 측정 과정을 수행한 결과 얻어진 값이 합계되어 센서의 영점 변동 값의 결정을 위해 사용된다.
Figure 112011036527661-pct00013
여기서, "
Figure 112011036527661-pct00014
" 은 소정 시간 동안의 영점 변동 값의 평균 값이다.
상기와 같은 값을 구하기 위해, 표준 도함수의 추정 값 (σ) 과 신뢰 간격의 추정 값 (p*σN) 이 산출된다.
Figure 112011036527661-pct00015
여기서, "p = p(N)" 은 경험 매개 변수이며 N 에 좌우된다.
신뢰 간격 (p*σN) 은 점검 시스템의 매개 변수의 적응성 있는 변경을 위해 ESP에 사용된다. σN 이 충분히 작은지 여부가 점검된다:
Figure 112011036527661-pct00016
여기서, "S0" 은 ESC 의 필요 조건의 함수로서 정의되는 매개 변수이다.
σN 이 너무 크면, 일단 측정이 수행된 후 다음 측정을 위해 수학식 7 및 수학식 8 에서와 같은 산출 과정이 반복된다.
σ 의 값이 충분히 작을 때까지 유사한 단계가 반복된다 (따라서, 수학식 9 가 유효하다).
보정 조향각은 아래와 같이 산출된다:
Figure 112011036527661-pct00017
전술한 바와 같은 방법이 사용 가능하도록 하기 위하여, 메모리에 N 개의 측정 값 ( V ,
Figure 112011036527661-pct00018
, λ) 을 유지할 필요가 있다. 이것이 불가능하다면, 보다 간단한 상이한 방법이 사용될 수 있다. 평균 값을 획득하는 대신에, 필터 상수 (F) 를 갖는 저역 통과 필터 (low pass filter) 가 사용된다.
Figure 112011036527661-pct00019
여기서, "
Figure 112011036527661-pct00020
" 은 필터링된 영점 변동 값이다.
표준 편차와 신뢰 간격의 추정 값이 상기 수학식 8 에서와 같이 산출된다.
Figure 112011036527661-pct00021
표준 편차 추정 값이 너무 크면 (σF>S0), 상기 값이 충분히 작을 때까지 (σF<S0) 필터 상수를 점진적으로 증가시킨다.
조향각의 보정 값이 아래와 같이 산출된다:
Figure 112011036527661-pct00022
도 2 에는 본 발명의 예시적 일 실시형태에 따른 방법의 순서도가 도시되어 있다. 조향 잠금각의 이론적인 시간 도함수 (206) 의 산출을 위해 회전 각속도 (201), 회전 각속도의 시간 도함수 (202), 조향각 (203), 조향각의 시간에 따른 변화율 (204) 및 차속 (205) 또는 차량 가속도가 필요하다.
본 발명의 설명 내용에서, 예를 들어, 회전 각속도 (201), 조향각 (203) 및 차속 (205) 은 측정 값이다. 회전 각속도의 시간 도함수 (202) 및 차량 가속도 뿐만 아니라 조향각의 시간 도함수 (204) 는 산출 값일 수 있으며, 또는 변형예로서 측정 값일 수도 있다.
단계 (207) 에서는, 조향 잠금각의 이론적인 시간 도함수와 조향 잠금각의 측정 시간 도함수 사이의 차이가 제 1 한계값 (ε) 과 비교되며, 연이은 조향각 측정 값 사이의 차이가 제 2 한계값 (ε1) 과 비교된다.
전술한 각각의 차이 값이 대응 한계값보다 작은 경우, 단계 (208) 에서 추가 산출 과정이 이루어진다. 전술한 차이 값 중 적어도 하나가 대응 한계값보다 작지 않은 경우, 단계 (206) 가 또 다른 측정 값이 추가되는 상태로 수행된다.
그러나, 앞서 언급한 제 4 번 및 제 5 번 조건이 충족되면, 단계 (208) 에서는 N 개의 측정 값으로부터 얻은 결과 같의 총합이 구해진다 (수학식 7 참조).
단계 (209) 에서는, 소정 시간 동안의 평균 영점 변동 값과, 표준 편차 그리고 신뢰 간격의 산출이 이루어진다.
단계 (210) 에서는, 표준 편차가 충분히 작은지, 다시 말해, 특정 한계값 미만인지 여부가 결정된다. 표준 편차가 너무 크면, 또 다른 측정 값이 추가되는 상태로 산출 단계 (206) 가 수행되며 다시 단계 (207) 내지 단계 (210) 가 이어서 수행된다.
표준 편차가 미리 정해진 한계값보다 작으면, 단계 (211) 에서 수학식 10 을 이용하여 조향각의 보정 값이 산출된다.
평균 값의 획득과 관련된 변형예로서, 필터 상수를 갖는 저역 통과 필터가 또한 사용될 수 있다 (수학식 11, 수학식 12 및 수학식 13 참조).
본 발명의 설명 내용에 있어서, 용어 "포함" 및 "구비" 가 기타 다른 구성 요소 또는 단계를 배제하는 의미로 해석되는 것은 아니며 또한, 단수로 사용된 용어가 복수 개를 의미를 배제하는 것은 아니라는 점에 주목하여야 한다. 또한, 전술한 실시예 중 하나를 참조하여 설명된 바와 같은 특징 또는 단계가 전술한 실시예들 이외의 다른 예시적 실시형태의 기타 다른 특징 또는 단계와 조합하여 사용될 수 있음에 주목하여야 한다. 이외에도, 청구의 범위에 기재된 도면 부호가 해당 구성 요소를 한정하는 의미로 사용되고 있는 것은 아님을 이해하여야 한다.
100 : 시스템
101, 102 : 센서 장치
103 : 제어 유닛

Claims (12)

  1. 차량의 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템 (100) 으로서,
    조향 잠금각 측정 값을 구하기 위해 사용되는 차량의 조향각 및 회전 각속도를 측정하기 위한 센서 장치 (101, 102); 그리고
    측정 조향각 및 측정 회전 각속도를 기반으로 조향 잠금각을 산출하며,
    측정 조향 잠금각의 시간 도함수 및 산출된 조향 잠금각의 시간 도함수를 산출하고,
    측정 조향 잠금각의 도함수와 산출된 조향 잠금각의 도함수 사이의 제 1 편차가 미리 정해진 제 1 한계값보다 작은지 여부를 결정하고,
    산출된 조향 잠금각을 기반으로 측정 조향 잠금각을 보정하며,
    제 1 편차가 제 1 한계값보다 크면 측정 및 후속 산출 과정을 반복하도록 설계되어 있는 제어 유닛 (103) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛 (103) 은 또한,
    제 1 측정 조향 잠금각 및 다음 순서로 얻어지는 제 2 측정 조향 잠금각 사이의 제 2 편차가 미리 정해진 제 2 한계값보다 작은지 여부를 결정하며,
    제 2 편차가 제 2 한계값보다 크면 측정 및 후속 산출 과정을 반복하도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛 (103) 은 또한,
    시간에 걸쳐 산출된 복수 개의 영점 변동 값의 평균 값을 기반으로 조향 잠금각을 측정하기 위해 센서 장치 (101, 102) 중 일 센서 (101) 의 영점 변동 평균 값을 결정하며,
    상기 영점 변동 평균 값을 기반으로 측정 조향 잠금각을 보정하도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛 (103) 은 또한,
    측정 조향 잠금각과 측정 회전 각속도의 필터링 과정을 기반으로 조향 잠금각을 측정하기 위해, 센서 장치 (101, 102) 중 하나의 센서 (101) 의 필터링된 영점 변동 값을 결정하며,
    상기 필터링된 영점 변동 값을 기반으로 측정 조향 잠금각을 보정하도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 산출된 영점 변동 값의 추정 표준 편차가 미리 정해진 제 3 한계값보다 크면 상기 측정 및 후속 산출 과정이 반복되는 것을 특징으로 하는 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 필터링된 영점 변동 값의 추정 표준 편차가 미리 정해진 제 3 한계값보다 크면 상기 측정 및 후속 산출 과정이 반복되고,
    상기 추정 표준 편차가 제 3 한계값보다 크면 증가된 필터 상수에 의해 상기 필터링 과정가 반복되는 것을 특징으로 하는 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    영점 변동 값에 대한 신뢰 간격이 또한 산출되며,
    표준 편차 및 신뢰 간격이 미리 정해진 한계값보다 작지 않더라도, 표준 편차, 신뢰 간격 및 대응 영점 변동 값이, 운전자를 보조할 목적으로, 주행 안정성 제어 장치 (ESP) 제어 유닛에 의해 더 사용되는 것을 특징으로 하는 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛 (103) 은 ESP 제어 유닛인 것을 특징으로 하는 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 조향 잠금각을 결정하기 위한 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  10. 조향 잠금각 측정 값을 구하기 위해 사용되는 차량의 조향각 및 회전 각속도를 측정하는 단계와;
    측정 조향각 및 측정 회전 각속도를 기반으로 조향 잠금각을 산출하는 단계와;
    측정 조향 잠금각의 시간 도함수 및 산출된 조향 잠금각의 시간 도함수를 산출하는 단계와;
    측정 조향각의 도함수와 산출된 조향 잠금각의 도함수 사이의 제 1 편차가 미리 정해진 제 1 한계값보다 작은지 여부를 결정하는 단계와;
    산출된 조향 잠금각을 기반으로 측정 조향 잠금각을 보정하는 단계; 그리고
    제 1 편차가 제 1 한계값보다 크면 측정 및 후속 산출 과정을 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 잠금각을 결정하기 위한 방법.
  11. 프로그램 요소를 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능한 매체로서,
    상기 프로그램 요소는 프로세서에서 실행되는 경우, 해당 프로세서가,
    조향 잠금각 측정 값을 구하기 위해 사용되는 측정 조향각 및 측정 회전 각속도를 기반으로 차량의 조향 잠금각을 산출하는 단계와;
    측정 조향 잠금각의 시간 도함수 및 산출된 조향 잠금각의 시간 도함수를 산출하는 단계와;
    측정 조향 잠금각의 도함수와 산출된 조향 잠금각의 도함수 사이의 제 1 편차가 미리 정해진 제 1 한계값보다 작은지 여부를 결정하는 단계와;
    산출된 조향 잠금각을 기반으로 측정 조향 잠금각을 보정하는 단계; 그리고
    제 1 편차가 제 1 한계값보다 크면 측정 및 후속 산출 과정을 반복하는 단계를 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 프로그램 요소를 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능한 매체.
  12. 프로그램 요소를 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능한 매체로서,
    상기 프로그램 요소는 프로세서에서 실행되는 경우 해당 프로세서가,
    조향 잠금각 측정 값을 구하기 위해 사용되는 측정 조향각 및 측정 회전 각속도를 기반으로 차량의 조향 잠금각을 산출하는 단계와;
    측정 조향 잠금각의 시간 도함수 및 산출된 조향 잠금각의 시간 도함수를 산출하는 단계와;
    측정 조향 잠금각의 도함수와 산출된 조향 잠금각의 도함수 사이의 제 1 편차가 미리 정해진 제 1 한계값보다 작은지 여부를 결정하는 단계와;
    제 1 편차가 제 1 한계값보다 작으면 산출된 조향 잠금각을 기반으로 측정 조향 잠금각을 보정하는 단계; 그리고
    제 1 편차가 제 1 한계값보다 크면 측정 및 후속 산출 과정을 반복하는 단계를 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 매체.
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