KR101884485B1 - 자동차의 스티어링 각도의 결정 - Google Patents

자동차의 스티어링 각도의 결정 Download PDF

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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

자동차의 스티어링 각도를 결정하기 위한 방법 및 제어 디바이스로서, 이론적 스티어링 각도가 차량 모델에 따라 계산되고 측정된 스티어링 각도는 스티어링 각도 센서로 결정되며, 측정된 스티어링 각도와 이론적 스티어링 각도 사이의 차이가 결정되고, 다수의 연속하는 측정값들을 포함하는 적어도 하나의 데이터 기록이 컴파일되며, 측정된 스티어링 각도에 대한 보정 상수가 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 차이들의 평균값으로부터 결정된다. 본 발명에 따르면, 신뢰 레벨이 데이터 기록의 컴파일레이션 및/또는 데이터 기록의 분석 동안 존재하는 이동 조건들에 기초하여 계산되고, 이러한 신뢰 레벨은 연속적인 데이터 기록들 동안 증분적으로 변화한다.

Description

자동차의 스티어링 각도의 결정{DETERMINATION OF STEERING ANGLE FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 방법 및 청구항 13 의 전제부에 따른 제어 유닛에 관한 것이다.
스티어링 휠 각도를 측정하는 비용 효과적인 센서들은 자동차의 점화의 개시 시의 스티어링 휠 위치에 관련된 스티어링 휠의 각도를 제공하는 상대적인 값들으 제공한다. 점화의 개시 시에 (즉, 여행의 개시 시에) 스티어링 휠의 중심 위치가 존재하는지 여부에 관계없이, 스티어링 휠 각도 센서는 처음에 제로 값, 또는 랜덤 값을 표시한다. 일반적으로, 따라서, 측정된 스티어링 휠 각도는 점화의 개시 시에 실제의 스티어링 각도와는 고정된 각도, 즉 스티어링 휠의 영점 시프트 또는 오프셋만큼 상이하며, 그 실제의 스티어링 각도는 차량의 직진 이동의 경우에 영 도 (zero degree), 즉 스티어링 휠의 중심 위치이다. 그러나, 차량의 안전성을 위해, 실제의 스티어링 각도에 대한 정확한 지식은, 그것이 요 (yaw) 모멘트 제어기 (ESC) 와 같은 차량 역학 제어 시스템들을 위한 본질적인 측정 변수를 구성하기 때문에, 필수 불가결하다. 따라서, 측정된 스티어링 휠 각도의 영점 시프트를 결정 및 보정하는 것이 필요하다.
DE 697 14 806 T2 (및 대응하는 US 5,790,966) 은 계산된 스티어링 휠 록 각도가 소정 간격 내부에 있는지, 외부에 있는지에 따라, 스티어링 휠의 중심 위치가 제 1 소정 알고리즘, 또는 제 2 소정 알고리즘으로 추정되는, 스티어링 휠의 위치를 결정하는 방법을 개시한다. 사용되는 알고리즘에 따라, 중심 위치 값에서의 상대적으로 빠른 또는 상대적으로 느린 정착 (settling) 이 발생한다.
DE 10 2008 063 567 A1 은 측정된 스티어링 각도의 제로 시프트의 빠르고 정확한 결정 및, 따라서 차량의 실제의 스티어링 록 각도 또는 스티어링 각도의 빠르고 정확한 결정을 위한 스티어링 록 각도 결정 시스템을 개시한다. 계산된 스티어링 록 각도는 측정된 요 레이트 (yaw rate) 로부터 결정되고, 시간에 대한 상기 스티어링 록 각도의 도함수가 계산된다. 또한, 시간에 대한 측정된 스티어링 각도 또는 스티어링 록 각도의 도함수가 결정된다. 측정된 스티어링 록 각도의 도함수와 계산된 스티어링 록 각도의 도함수 사이의 편차가 제 1 임계값에 못 미치는 경우, 측정된 스티어링 록 각도는 계산된 스티어링 록 각도에 기초하여 보정되고, 그렇지 않은 경우에는 측정과 후속하는 계산들이 반복된다. 계산된 스티어링 각도의 결정이 차량의 기지의 단일-트랙 모델에 기초하기 때문에, 그것은 M. Mitschke, Dynamik der Kraftfahrzeuge [Dynamics of Motor Vehicles], Volume C Fahrverhalten [Driving behavior], Springer, 1990 에 기술된 바와 같이, 단지 소정 조건들 하에서만 적용될 수 있다. 스티어링 록 각도 결정 시스템에 있어서, 보정의 품질은 신뢰 구간에 의해 기술된다는 조건이 존재한다. 그러나, 이것은 보정이 유효한지 여부를 충분한 신뢰성을 가지고 나타내지 않는다는 것이 명백해 졌다.
따라서, 본 발명의 목적은 측정된 스티어링 각도에 대한 보정 상수를 빠르고 신뢰성있게 결정하고, 그 보정 상수의 유효성에 대한 정보를 제공하는, 스티어링 각도를 결정하는 방법 및 시스템을 특정하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1 에서 청구된 방법 및 청구항 13 에서 청구된 제어 유닛에 의해 달성된다.
따라서, 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법이 이용가능하게 되며, 여기서 이론적 스티어링 각도가 차량 모델에 의해 계산되고 측정된 스티어링 각도는 스티어링 각도 센서로 결정되며, 측정된 스티어링 각도와 이론적 스티어링 각도 사이의 차이가 결정되고, 다수의 연속하는 측정값들을 포함하는 적어도 하나의 데이터 기록이 획득되며, 측정된 스티어링 각도에 대한 보정 상수가 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 차이들의 평균값으로부터 결정된다. 본 발명에 따르면, 연속적인 데이터 기록들 사이에 증분적으로 변화하는 신뢰 레벨이, 데이터 기록의 획득 및/또는 데이터 기록의 분석 동안 존재하는 이동 조건들을 사용하여 계산된다,
여기서, 스티어링 각도는 스티어링 휠이 그의 중심 위치에 대해 편향된 각도를 나타내는 스티어링 휠 각도인 것으로 이해된다. 스티어링 록 각도는 차량의 스티어링된 휠들이 상기 차량의 길이 방향 축에 대해 존재하는 각도를 나타낸다. 스티어링 록 각도 (δ) 와 스티어링 휠 각도 (λ) 는,
δ = λ/K
에 따라 서로 연결되며, 여기서 K 는 일정한 스티어링 전달비를 나타낸다. 용어들 스티어링 록 각도 또는 스티어링 각도가 아래에서 사용되는 경우, 이들 용어들은 스티어링 록 각도가 스티어링 각도로부터 직접 계산될 수 있고, 그 역도 성립하므로 동의어들인 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 스티어링 각도에 관한 측정 데이터가 이용가능하게 되는지, 스티어링 록 각도에 관한 데이터가 이용가능하게 되는지는 중요하지 않다.
증분적으로 변화하는 신뢰 레벨은 상기 신뢰 레벨이 반복적으로 변화하는 것을 의미하는 것으로 여기에서 이해되며, 여기서 신뢰 레벨은, 일정하거나 데이터 기록의 획득 및/또는 데이터 기록의 분석 동안 존재하는 이동 조건들 (travel conditions) 의 함수로서 다른 조건들에 종속하는 값만큼 증분되거나 감분된다.
다수 (N>=2) 의 연속적인 측정된 값들이 결정되기 때문에, 그 방법은 개개의 부정확한 측정값들 (또는 측정된 스티어링 각도와 이론적인 스티어링 각도의 튜플들 (tuples) 및, 적절하다면 다른 저장된 데이터) 에 대해 강건하다. 또한 데이터 기록의 분석에 있어서, 예를 들어, 특별히 큰 변동이 충분히 안정하지 않은 이동 조건들 및/또는 측정 에러들을 가리키는지 여부를 확인하는 것이 가능하다. 이동 조건들이 획득되고 고려된다는 사실 덕분에, 본질적으로 알려져 있는, 사용되는 차량 모델, 특히 단일 트랙 모델에 부적합한 구동 상태들에 의해 발생되는 시스템 에러를 배제시키는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 적절한 조건들이 존재하는 경우, 소정의 값만큼 증가되는 신뢰 레벨에서의 증분적 변화는 획득 동안에 존재하는 측정 조건들의 그리고 각각의 데이터 기록의 통계적 특성들의 균일한 고려를 허용한다. 또한, 따라서 특히 용이한 방식으로, 데이터 기록의 통계적 품질 및/또는 측정 조건의 중간-텀 (medium-term) 모니터링이 발생하는 것이 가능하다.
신뢰 레벨의 증분적 고려에 추가하여, 하나의 이로운 실시형태에서는, 평균된 보정 상수의 버퍼링이 또한 가능하다. 이러한 정황에서, 특히 가중된 평균화 (weighted averaging) 가 발생하는 것이 또한 가능하며, 여기서 개개의 보정 상수들의 가중화들은 그들의 결정 동안 우세한 신뢰 레벨의 함수로서 선택될 수 있다.
보정된 스티어링 각도는 바람직하게는 측정된 스티어링 각도 및 보정 상수로부터 결정되고, 다른 차량 시스템들, 특히 신뢰 레벨이 제 1 임계값을 초과하는 경우 차량 역학 제어를 위한 시스템으로 전달된다. 이러한 정황에서, 제 1 임계값은 바람직하게는, 예를 들어, 적합한 스티어링 각도가 가장 초기의 가능한 시간에 차량 역학 제어를 위한 시스템을 위해 이용가능하게 되도록 선택된다.
신뢰 레벨이 제 2 임계값을 초과하는 경우, 새로운 보정 상수들의 결정은 점화 행정의 지속기간 동안 적절하게 종료된다. 점화 행정의 과정, 즉 차량의 점화 또는 전력 공급이 차단 없이 활성화된 응집성의 시간 기간에서, 보정 상수는 알려지지 않고 변경될 수 있다. 따라서, 보정 상수에 대한 충분히 정확한 값이 존재하자마자, 자원의 더욱 경제적인 배치를 위해 갱신된 결정이 시행될 수 있다. 이러한 정황에서, 소정 수의 데이터 기록들에 대한 통계적 분석 및/또는 이동 조건들이 의미있는 평가를 허용한, 즉 신뢰성 있는 보정 상수가 획득된 방식으로 신뢰 레벨에 대한 제 2 임계값이 선택된다. 제 2 임계값이 제 1 임계값보다 크면, 적어도 대략적으로 보정되는 스티어링 각도가 보정 값의 결정이 완전히 종료되기 전에 이미 이용가능하기 때문에 이롭다.
바람직하게는, 결정된 차이들의 표준 편차 및/또는 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 상관 계수가 데이터 기록의 분석에서 계산된다. 이러한 정황에서, 데이터 기록에 기초하여 표준 편차 및/또는 상관 계수의 최선의 가능한 추정을 허용하는 결정된 차이들의 경험적 표준 편차 및/또는 경험적 상관 계수가 계산된다. 데이터 기록의 통계적 분석이 용이하게 수행될 수 있고 임의의 다른 데이터를 요구하지 않지만, 표준 편차 및/또는 상관 계수의 도움으로 데이터 기록이 심각하게 에러를 갖는 값들을 포함하여 평가를 위해 적합하지 않은지 여부를 검출하는 것이 가능하다.
보정 상수의 가능한 에러들은 결정된 차이들 및 바람직하게는 신뢰 레벨의 표준 편차에 의존하는 신뢰 구간을 사용하여 특히 바람직하게 추정된다. 데이터 기록 내에서의 통계적 변동에 기초하여, 보정 상수의 통계적 불확실성에 대한 적어도 하나의 값을 특정하기 위해 신뢰 구간을 계산하는 것이 가능하다. 에러의 바람직하게 추가적인 항이 신뢰 레벨의 함수로서 선택된다는 사실로 인해, 보정 상수의 통계적 에러 및 시스템적 에러 양자 모두의 종합적인 고려가 하나의 값을 사용하여 발생할 수 있다.
보정 상수는 특히 바람직하게는 신뢰 구간이 제 3 임계값에 미치지 못하고/못하거나 상관 계수가 제 4 임계값을 초과하는 경우에만 데이터 기록으로부터 결정된다. 신뢰 구간이 제 3 임계값을 초과하고/초과하거나 상관 계수가 제 4 임계값에 미치지 못하는 경우, 다수의 측정 에러들이 존재하고/존재하거나 이동 조건들이 충분히 안정하지 않다고 가정되어야 한다.
신뢰 구간이 제 5 임계값에 미치지 못하고/못하거나 상관 계수가 제 6 임계값을 초과하는 경우, 또는 그러한 경우에만, 신뢰 레벨은 바람직하게 증가된다. 데이터 기록의 통계적 분석이 측정 데이터의 약간의 변동을 나타내는 경우에 (충분 조건), 또는 그러한 경우에만 (필요 조건) 신뢰 레벨을 증가시키는 것이 신뢰성의 평가에 이롭다.
복수의 데이터 기록들이 특히 바람직하게 결정 및 평가되고, 개개의 데이터 기록들 및/또는 계산된 상관 계수들 및/또는 적어도 결정된 차이들의 표준 편차에 의존하는 신뢰 구간들로부터 결정되는 보정 상수들 사이의 편차들이 제 7 임계값에 미치지 못하는 경우에 신뢰 레벨이 증가된다. 연속적인 데이터 기록들의 비교는 롱-텀 및 따라서 특히 민감한 결론들이 측정의 신뢰성에 대해 도출되는 것을 허용한다.
다음의 이동 조건들: 차량의 속도, 구동 안정성 제어 시스템들의 활성, 요 레이트, 측방향 가속도, 시간의 경과에 따른 요 레이트의 변화, 길이방향의 이동 방향, 차량의 기울기, 시간의 경과에 따른 스티어링 각도의 변화 중 하나 이상에 관한 정보가 신뢰 레벨의 결정을 위해 평가되면 이롭다. 이러한 데이터는 예를 들어, 증가하는 추세로 현대의 차량들의 표준 장비의 일부를 형성하는 구동 안정성 제어 시스템에 의해, 이용가능하게 될 수 있다. 따라서, 사용되는 차량 모델의 유효성이 이동 조건을 사용하여 직접 확인될 수 있다.
이동 조건들이 구동 안정성 제어 시스템들에 의한 개입들 없는 안정한 직진 이동 또는 코너링에 대응하는 경우, 또는 그러한 경우에만 신뢰 레벨이 증가된다면 특히 이롭다. 보정 상수들의 결정에 적합하지 않은 불안정한 구동 상황들에 구동 안정성 제어기들이 개입하며, 또한 예를 들어 휠 스피드들로부터 결정되는 차량 속도와 같은 결정된 데이터가 구동 안정성 제어 시스템들의 활성 동안 아마도 신뢰가능하지 않기 때문에, 그러한 상황들에서의 신뢰 레벨의 증가는 보정 상수의 신뢰성에 대한 잘못된 인상을 줄 것이다. 안정한 직진 이동 또는 코너링이 존재하는 때, 또는 그러한 때에만 신뢰 레벨이 증가된다는 사실로 인해, 상기 신뢰 레벨은 보정 상수들의 결정에 적합한 구동 조건들의 존재를 증명한다. 이러한 정황에서, 안정한 이동은 또한 운전자가 과도하게 높은 속도에서 스티어링 각도를 변화시키지 않는 것을 암시한다.
점화 행정이 종료하는 경우, 마지막으로 결정된 보정된 스티어링 각도는 비휘발성 메모리 모듈에 적절하게 저장되고, 후속하는 점화 행정이 개시되는 경우, 그것이 시작 값으로서 판독된다. 보정 상수에 대한 적합한 값이 이동 또는 점화 행정 동안 결정된 경우, 시작 값은 차량이 정지해 있는 경우 측정된 스티어링 각도를 고려하여 계산될 수 있다. 주차 동안, 특히 스티어링 휠 록이 활성화된 경우에는, 스티어링 휠 각도가 변하지 않는다.
후속하는 점화 행정의 시작에서, 하나 이상의 새로운 데이터 기록들이 결정되고, 소정의 보정 상수 또는 소정의 보정 상수들과 시작값 사이의 편차가 계산된다면, 소정의 보정 상수와 시작값 사이의 편차가 제 8 임계값에 미치지 못하는 경우 신뢰 레벨이 소정의 값으로 증분된다는 점에서 특히 적절하다. 여행 또는 점화 행정의 시작에서 시작값이 소수의 데이터 기록들의 평가로부터 결정된 보정 상수에 대응하는지 여부가 테스트된다는 사실로 인해, 상기 시작값에 의지하는 것이 가능하고, 다수의 데이터 기록들을 요구하는 새로운 보정값의 완전한 결정이 발생하지 않는다.
본 발명은 또한 적합한 연결, 특히 차량 데이터 버스 또는 인터-프로세스 통신을 통해 적어도 스티어링 각도, 요 레이트 및 차량 속도에 대한 정보를 수신하는 차량의 스티어링 각도를 결정하는 제어 유닛, 및 복수의 연대순으로 연속적인 데이터 기록들을 수용할 수 있고 청구항 1 내지 10 중 하나에 청구된 방법에서 데이터 기록들을 평가하는 적어도 하나의 프로세서를 갖는 메모리에 관련된다. 제어 유닛은 스티어링 각도 정보를 프로세스하거나 다른 정보들이 이용가능하게 되도록 특정적으로 구성될 수 있다. 이러한 정황에서, "수신" 은 또한 제어 유닛이 각각의 변수들을 측정 또는 결정하는 수단을 포함한다는 것을 의미할 수 있다.
적어도 하나의 요 레이트 센서가 제어 유닛 내로 표시되고, 제어 유닛이 스티어링 휠 각도 센서의 요 데이터를 수신하는 수단을 포함하면 이롭다. 결과적으로, 요구된 변수들의 적어도 일부가 제어 유닛에서 직접 결정될 수 있다. 다수의 차량 모델들이 차량의 요 레이트에 대한 정보를 요구한다; 또한 제어 유닛 내에서 완전히 스티어링 휠 각도 센서의 미가공 데이터를 처리하는 것이 적절하고, 이것은 특히 차량 데이터 버스를 통해, 다른 차량 시스템들에 보정된 스티어링 각도 정보가 이용가능하게 한다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에 따르면, 제어 유닛은 휠 브레이크들, 특히 적어도 하나의 유압 밸브 및 적어도 하나의 전기 펌프를 작동시키는 수단, 및 구동 안정성 제어, 특히 트랙션 제어 및/또는 차량 역학 제어를 위한 적어도 하나의 시스템을 포함한다. 결과적으로, 단일의 제어 유닛이 구동 안정성 제어를 갖는 전자 브레이크 시스템의 스티어링 각도 데이터 프로세싱 및 제어 양자 모두를 이용가능하게 할 수 있다. 이것은 예를 들어 이용가능한 컴퓨팅 파워와 같은 자원들의 특히 효율적인 사용, 및 또한 데이터의 특히 용이한 교환을 허용한다.
보정 상수 및/또는 보정 상수에 있어서의 가능한 에러들의 척도가 바람직하게는, 적합한 연결, 특히 차량 데이터 버스 또는 인터-프로세스 통신을 위한 수단을 통해, 다른 시스템들, 특히 구동 안정성 제어를 위한 시스템으로 전달된다. 예를 들어, 신뢰 구간은 보정 상수에서의 가능한 에러들의 척도로서 작용할 수 있다.
다음의 이동 조건들, 즉 차량의 속도, 구동 안정성 제어 시스템들의 활성, 요 레이트, 측방향 가속도, 시간의 경과에 따른 요 레이트의 변화, 길이방향의 이동 방향, 차량의 기울기, 시간의 경과에 따른 스티어링 각도의 변화 중 하나 이상에 관한 정보가 차량 데이터 버스를 통해 다른 제어 유닛, 특히 내비게이션 시스템 및/또는 센서 클러스터로부터 적절하게 수신된다. 다른 제어 유닛들에 의해 이용가능하게 되는 이동 조건들에 대한 정보는 또한 타당성 체킹을 위해 사용될 수 있다.
다른 바람직한 실시형태들은 종속 청구항들 및 도면을 참조하는 예시적인 실시헝태의 다음의 설명에서 발견될 수 있다.
도 1 은 스티어링 각도 결정 디바이스를 갖는 차량을 도시한다.
도 2 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3 은 본 발명에 따른 방법이 수행될 때 발생할 수 있는 측정된 스티어링 각도와 계산된 스티어링 각도 사이의 차이들의 다이어그램들의 도시한다.
도 4 는 신뢰 레벨들의 계층의 스킴을 도시한다.
도 1 은 스티어링 각도 결정 디바이스가 구비된 차량의 개략적인 도면을 나타낸다. 차량 (1) 은 스티어링 메커니즘 (도시하지 않음) 에 연결된 2 개의 휠들 (7a, 7b), 및 2 개의 넌-스티어링 휠들 (7b, 7c) 을 갖는다. 스티어링 휠 (2) 이 중심 위치로부터 각도 (λ) 만큼 편향되는 경우, 스티어링된 휠들의 주행 방향 (8) 은 차량의 길이방향 축 (9) 에 대해 스티어링 록 각도 (δ) 에 있다. 스티어링 휠 각도 (λ) 는 제어 유닛 (5) 에 연결된 상대 스티어링 휠 각도 센서 (3) 로 측정된다. 휠 속도 센서들 (6a-6d) 및 요 레이트 센서 (4) 가 또한 제어 유닛 (5) 에 연결된다. 이러한 정황에서, 그 연결은 특정의 라인을 통해 행해지며, 그 결과로서, 제어 유닛 (5) 은 센서 신호들의 신호 프로세싱을 수행하기 위한 수단을 포함하고, 또는 센서들의 정보가, 예를 들어 CAN 또는 FlexRay 버스와 같은 데이터 버스를 통해 제어 유닛 (5) 으로 공급된다.
이론적 스티어링 록 각도 (δtheo) 는 요 레이트 센서 (4) 로 측정된 요 레이트 (
Figure 112013030903014-pct00001
), 차량 속도, 차량의 상수 특성들 및, 적절한 경우 다른 변수들로부터 예를 들어 기지의 단일 트랙 모델과 같은 차량 모델을 사용하여 결정되고,
λtheo = K·δtheo
에 따라 이론적 스티어링 각도 (λtheo) 로 변환되며; K 는 (일정한) 스티어링 전달비를 나타낸다.
차량 속도는 휠 속도 센서들 (6a-6d) 를 사용하여 기지의 방법에 따라 계산될 수 있고, 그 프로세스에서, 예를 들어 브레이크-슬립 제어 시스템의 참조 속도를 사용하는 것이 가능하다. 요 레이트 (
Figure 112013030903014-pct00002
) 가 휠 속도들의 고려로부터 추정되는 경우, 요 레이트 센서 (4) 를 생략하는 것도 가능하다. 이론적 스티어링 각도 (λtheo) 의 계산에서, 예를 들어 가속도 센서와 같은 다른 센서들로부터의 데이터를 고려하는 것도 가능하다. 스티어링 각도의 결정에 추가하여, 브레이크 시스템의 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 제어가 또한 제어 유닛 (5) 에 의해 수행될 수 있고, 여기서 브레이크-슬립 제어 프로세스 또는 차량 역학 제어 프로세스와 같은 구동 안정성 제어 프로세스들은 브레이크 토크에 있어서의 휠-특정 빌드업 또는 감소가 발생한다는 사실로 인해 수행될 수 있다.
도 2 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따를 방법의 흐름도를 나타낸다. 엘리먼트 (21) 는 제어 유닛으로의 이동 조건들에 관련된 정보의 전달을 상징한다. 이러한 정보는 차량의 속도, 구동 안정성 제어 시스템들의 활성의 표시, 요 레이트, 요 가속도, 차량의 이동의 길이방향 방향 (즉, 순방향 이동 또는 역방향 이동), 측방향 가속도, 차량의 기울기, 스티어링 휠 센서 정보를 포함할 수 있다.
단계(22) 에서, 이론적 스티어링 각도 (λtheo) 는 요 레이트로부터 결정되고, 측정된 스티어링 각도 (λmeas) 는 스티어링 휠 각도 센서의 데이터로부터 결정된다. 측정된 스티어링 각도와 이론적 스티어링 각도 사이의 차이 (Δ) 는 후속적으로,
Δ = λmeas - λtheo
로 결정된다.
또한, 그 정보는 저장되고 시리얼 인덱스 i 가 증가된다.
단계 (23) 에서, 시리얼 인덱스 i 가 소정의 값 (N), 예를 들어 10 에 도달하는지 여부가 테스트된다. 이것이 그 경우가 아니라면, 요 레이트 및 스티어링 휠 각도가 다시 측정되고 단계 (22) 가 수행된다.
단계 (23) 의 조건이 만족되면, 따라서, 이론적 및 측정된 스티어링 각도들 사이의 차이 뿐아니라 이론적 스티어링 각도 및 측정된 스티어링 각도의 다수 (N) 의 쌍들을 포함하는 데이터 기록이 존재한다. 단계 (24) 에서, 측정된 스티어링 각도 (λmeas), 이론적 스티어링 각도 (λtheo), 및 차이 (Δ) 의 평균 값들이 후속하여 데이터 기록을 위해 계산된다.
Figure 112013030903014-pct00003
또한, 표준 편차들, 즉 데이터 기록의 평균값으로부터 측정의 편차들의 평균 제곱근이,
Figure 112013030903014-pct00004
로 결정된다.
후속하여, 측정된 스티어링 각도와 계산된 스티어링 각도 사이의 상관 계수 (Rλ) 는,
Figure 112013030903014-pct00005
로 결정된다.
단계 (25) 에서, 상관 계수 (Rλ) 가 소정의 임계 값 ε 을 초과하는지 여부가 확인된다:
Rλ > ε.
기본적으로, 상관 계수는 -1 과 +1 사이의 구간 내에 있어야 하며, 여기서 2 개의 독립적인 변수들은 측정 및 계산 정확성의 범위 내에서 0 의 상관 계수를 갖는다. 상관 계수 (Rλ) 가 소정의 임계 값을 초과하는 경우,
Figure 112013030903014-pct00006
는 측정된 스티어링 각도의 보정을 위한 적합한 보정 상수인 것으로 가정된다. 이것이 그러한 경우가 아니 경우, 요 레이트 및 스티어링 휠 각도가 다시 측정되고 계산들이 단계 (22) 로부터 수행된다.
한편, 그 조건이 만족되는 경우, 단계 (26) 에서, 보정 상수의 가능한 에러가 추정된다. 이러한 추정은 공식,
I = A·σΔ + B
에 따라 수행되고, 여기서 I 는 보정된 스티어링 각도의 신뢰 구간이고, A 는 수 N 에 의존하는 상수이며, B 는 신뢰 레벨 M 에 의존하는 값을 나타낸다.
B 는, 예를 들어, 따라서 신뢰 레벨에 비례하거나 적어도 단조 증가하는 값에 의해 감소되는 일정한 최대값에 대응할 수 있다. 신뢰 레벨의 역수 값 1/M 에 비례하는 에러 B 는 또한 신뢰 구간 I 의 계산을 위해 사용될 수 있다.
신뢰 레벨 M 은 바람직하게는 이동 조건들의 함수로서 결정되고, 따라서 M 은 예를 들어 스티어링 휠 각도 속도가 소정의 기간에 걸쳐 소정의 임계값에 미치지 못하고, 어떠한 구동 안정성 제어 시스템도 활성화되지 않거나 활성화되지 않았던 경우에 소정의 증분만큼 증가될 수 있다.
이동 조건들의 고려에 대안적으로 또는 추가적으로, 신뢰 레벨 M 은 신뢰 레벨 I 이 소정의 임계값 S 에 미치지 못하는지 여부에 대한 함수로서 수정될 수 있다:
I < S.
예를 들어, 신뢰 레벨 M 이 최대값 16 을 갖는다면, 그것은 신뢰 레벨 I 에 관련된 조건이 만족되자마자 1 만큼 증가될 수 있다. 또, 이러한 증가는 또한 소정의 이동 조건들, 예를 들어 운전자가 스티어링 휠을 임계값 위의 속도로 회전시키지 않았고 구동 안정성 제어 시스템이 활성화되지 않았던 안정한 직진 이동 또는 코너링이 존재하는지 여부에 의존하게 할 수 있다.
단계 (27) 에서, 신뢰 레벨 M 이 소정의 종료 임계값을 초과하는지 여부가 확인된다 (16 의 최대 신뢰 레벨이 주어지는 경우, 적합한 종료 임계값은 예를 들어 12 일 수도 있다).
이것이 그러한 경우가 아닌 경우, 새로운 데이터 기록이 획득 및 평가될 때까지 요 레이트 및 스티어링 휠 각도가 다시 측정된다. 조건이 만족되면, 단계 (28) 에서, 보정 상수가 저장되고 다른 어떤 데이터 기록들도 결정되지 않는다. 보정 상수 및 신뢰 구간 및/또는 신뢰 레벨이 전자 안정성 프로그램 (ESC) 과 같은 차량 제어 시스템들에 의해 사용되어, 보정된 스티어링 각도들 λK = λmeas -
Figure 112013030903014-pct00007
을 획득하고, 그의 정확성을 평가한다.
도 3 은 측정된 스티어링 각도와 계산된 스티어링 각도 사이의 차이가 다수의 데이터 기록들 (31-34) 에 대해 표현되는 다이어그램을 나타내며, 여기서 가로 좌표는 시간을 나타낸다. 데이터 기록이 기간 Δt 동안 결정된다. 본 발명의 하나의 예시적인 실시형태에 따르면, 데이터 기록 내의 데이터의 변동 및 연속하는 데이터 기록들의 평균 값들 사이의 차이가 고려된다. 예를 들어 데이터 기록 (31) 을 갖는 경우에서와 같이, 데이터의 변동이 임계값을 초과하는 경우, 다른 데이터 기록들이 결정된다. 예를 들어, 데이터 기록들 (32 및 33) 을 갖는 경우에서와 같이, 2 개의 연속하는 데이터 기록들의 평균 값들이 서로 크게 상이한 경우, 새로운 데이터 기록들의 결정이 또한 계속된다. 예를 들어, 데이터 기록들 (33 및 34) 의 경우에서 표현된 바와 같이, 데이터 기록 내의 변동 및 연속하는 데이터 기록들의 평균 값들 사이의 차이 양자 모두가 각각 소정의 임계값에 미치지 못하는 경우에만, 새로운 데이터 기록들의 결정이 종료될 수 있고 보정 상수가 저장될 수 있다. 본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에 따르면, 연속적인 데이터 기록들의 비교가 신뢰 레벨을 증가시키기 위해 필요하고/필요하거나 충분하다. 본 발명의 하나의 특정의 바람직한 실시형태에서는, 복수의 연속하는 데이터 기록들의 보정 상수들에 대해 평균값 형성이 발생한다.
도 4 는 신뢰 레벨들의 계층의 스킴을 나타내며, 여기서 41-44 는 개개의 신뢰 레벨들을 나타내고, 45-47 은 신뢰 레벨을 증가시키는 조건들을 나타내며, 48-50 은 신뢰 레벨을 감소시키는 조건들을 나타낸다. 여행의 시작에서, 신뢰 레벨은 낮은 값 (41) 으로 설정되고, 측정된 값들의 데이터 기록이 결정 및 평가된다. 조건 (45) 가 만족되면, 즉 예를 들어 신뢰 구간이 소정의 임계값 아래에 있으면, 신뢰 레벨은 값 (42) 으로 증가된다. 측정된 값들의 데이터 기록이 그 후 결정 및 평가되고, 조건 (46) 이 확인되며, 그 조건 (46) 은 조건 (45) 에 대응할 수 있거나, 예를 들어 추가적으로 직진 이동의 존재를 요구한다. 조건 (46) 이 만족되면, 신뢰 레벨은 값 (43) 으로 변경된다. 측정된 값들의 데이터 기록이 다시 결정 및 평가된다. 조건 (47)이 만족되면, 즉 예를 들어 개개의 데이터 기록들에 대해 결정된 보정 상수들 사이의 편차들이 소정의 임계값에 못 미치면, 신뢰 레벨은 값 (44) 로 설정되고 방법은 종료된다. 신뢰 레벨을 증가시키는 조건의 확인이 만족되지 않으면, 대응하는 조건은 신뢰 레벨에서의 감소를 위해 적절하게 확인된다. 이러한 정황에서, 조건 (48-50) 은 현재의 신뢰 레벨에 따라 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 신뢰 레벨은 데이터 기록의 경험적 표준 편차가 소정의 임계값을 초과하는 경우 감소될 수 있다.
본 발명의 하나의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 순간적인 차이 사이의 편차는 현재의 데이터 기록 또는 선행하는 데이터 기록에 대해 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 차이의 평균값으로 계산된다. 보정 상수는 이러한 편차가 임계값에 미치지 못하는 경우에만 계산된다:
Figure 112013030903014-pct00008
.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 현재의 데이터 기록의 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 차이의 표준 편차가 계산된다. 보정 상수는 이러한 차이가 임계값에 못 미치는 경우에만 계산된다:
Figure 112013030903014-pct00009
.
본 발명의 하나의 특정의 바람직한 실시형태에 따르면, 현재의 또는 마지막 데이터 기록의 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 차이의 평균값으로부터의 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 순간적인 차이의 편차 및, 현재의 데이터 기록의 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 차이의 표준 편차 양자 모두가 계산된다. 보정 상수는 이들 편차들이 모두 각각의 소정의 임계값 아래에 있는 경우에만 계산된다:
Figure 112013030903014-pct00010
본 발명의 하나의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 차량의 속도 및/또는 차량 제어 시스템의 활성 및/또는 요 레이트 및/또는 측방향 가속도 및/또는 시간의 경과에 따른 요 레이트의 변화 및/또는 길이방향의 이동 방향 및/또는 차량의 기울기를 포함하는 것으로 이해되어야 하는 이동 조건들이 데이터 기록의 결정 동안 모니터링되고, 신뢰 레벨 M 이 데이터 기록에 할당된다. 저장된 신뢰 레벨 M 이 이러한 데이터 기록의 결정 동안 이동 조건들에 있어서의 변화의 함수로서 증분되거나 감분된다면 특히 적절하다. 보정 값은 신뢰 레벨 M 이 소정의 임계값을 초과하는 경우에만 계산된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이에 대한, 개개의 데이터 기록들에서 계산된, 평균값들에 있어서의 시간의 경과에 따른 변화들이 모니터링된다. 이들 변화들이 소정의 임계값에 미치지 못하는 경우, 신뢰 레벨 M 이 증가된다:
Figure 112013030903014-pct00011
.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 차이의 표준 편차가 복수의 데이터 기록들에 대해 고려된다. 이들 변화들이 소정의 임계값에 못 미치는 경우, 신뢰 레벨 M 은 증가된다:
Figure 112013030903014-pct00012
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이에 대한, 개개의 데이터 기록들에서 계산된, 평균값들 및 각각의 경우에 복수의 데이터 기록들에 대한 이론적 스티어링 각도와 측정된 스티어링 각도 사이의 차이의 표준 편차 양자 모두가 소정의 임계 값들 에 미치지 못하는 경우에 신뢰 레벨이 더욱 증가된다:
Figure 112013030903014-pct00013
.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 보정 상수의 가능한 에러가 공식,
I = A·σΔ + B
에 따라 추정되며, 여기서 I 는 보정된 스티어링 각도의 신뢰 구간을 나타내고, A 는 수 N 에 의존하는 상수이며, B 는 신뢰 레벨 M 에 의존하는 값을 나타낸다. 신뢰 구간 I 가 소정의 임계값 S 에 미치지 못하는 경우,
I < S,
보정 상수 및 신뢰 구간은 저장되고 어떠한 다른 데이터 기록들도 결정되지 않는다. 저장된 값들은 ESC 와 같은 구동 안정성 제어 시스템들로 전달되고 이들에 의해 사용되어 현재의 스티어링 각도, 바람직하게는 에러의 추정을 계산한다:
Figure 112013030903014-pct00014
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 여행 (또는 점화 행정) 의 끝에서, 현재의 구동 프로세스에 대해 및 현재의 구동 프로세스를 너머, 보정 상수에 대한 시작값이 결정 및 저장된다. 새로운 여행의 시작에서, 시작값이 판독되고 보정 상수로서 사용된다. 새로운 데이터 기록들이 적절하게 결정되고 새로운 보정 상수 및 신뢰 레벨이 계산된다. 시작값과 새롭게 계산된 보정 상수의 차이가 소정의 임계값에 미치지 못하고 신뢰 레벨이 다른 소정의 임계값을 초과하면, 여행의 지속기간 동안 시작값이 보정 상수로서 유지되며, 어떠한 다른 데이터 기록들도 결정되지 않는다.
여러 실시형태들의 특징들 및/또는 조건들이 또한 원하는 대로 결합될 수도 있다.

Claims (18)

  1. 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법으로서,
    이론적 스티어링 각도가 차량 모델에 의해 계산되고 측정된 스티어링 각도는 스티어링 각도 센서로 결정되며, 상기 측정된 스티어링 각도와 상기 이론적 스티어링 각도 사이의 차이가 결정되고,
    다수의 연속하는 측정값들을 포함하는 적어도 하나의 데이터 기록이 획득되며, 상기 측정된 스티어링 각도에 대한 보정 상수가 상기 이론적 스티어링 각도와 상기 측정된 스티어링 각도 사이의 차이들의 평균값으로부터 결정되며,
    연속적인 데이터 기록들 사이에 증분적으로 변화하는 신뢰 레벨이, 데이터 기록의 획득 및/또는 상기 데이터 기록의 분석 동안 존재하는 이동 조건들을 사용하여 계산되고,
    상기 이론적 스티어링 각도와 상기 측정된 스티어링 각도 사이의 상관 계수가 상기 데이터 기록의 분석에서 계산되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신뢰 레벨이 제 1 임계값을 초과하는 경우, 보정된 스티어링 각도는 상기 측정된 스티어링 각도 및 상기 보정 상수로부터 결정되고, 다른 차량 시스템들로 전달되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 신뢰 레벨이 제 2 임계값을 초과하는 경우, 새로운 보정 상수들의 결정은 점화 행정의 지속기간 동안 종료되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 결정된 차이들의 표준 편차가 상기 데이터 기록의 분석에서 계산되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보정 상수의 가능한 에러들은 상기 결정된 차이들의 표준 편차에 의존하는 신뢰 구간에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보정 상수는 상기 신뢰 구간이 제 3 임계값에 미치지 못하고/못하거나 상기 상관 계수가 제 4 임계값을 초과하는 경우에만 데이터 기록으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 신뢰 구간이 제 5 임계값에 미치지 못하고/못하거나 상기 상관 계수가 제 6 임계값을 초과하는 경우, 또는 그러한 경우에만, 상기 신뢰 레벨이 증가되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    복수의 데이터 기록들이 결정 및 평가되고,
    개개의 데이터 기록들 및/또는 계산된 상관 계수들 및/또는 적어도 상기 결정된 차이들의 표준 편차에 의존하는 신뢰 구간들로부터 결정되는 상기 보정 상수들 사이의 편차들이 제 7 임계값에 미치지 못하는 경우에 상기 신뢰 레벨이 증가되는 것을 특지으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    다음의 이동 조건들: 차량의 속도, 구동 안정성 제어 시스템들의 활성, 요 레이트, 측방향 가속도, 시간의 경과에 따른 요 레이트의 변화, 길이방향의 이동 방향, 차량의 기울기, 시간의 경과에 따른 스티어링 각도의 변화 중 하나 이상에 관한 정보가 상기 신뢰 레벨의 결정을 위해 평가되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이동 조건들이 구동 안정성 제어 시스템들에 의한 개입들 없는 안정한 직진 이동 또는 코너링에 대응하는 경우, 또는 그러한 경우에만 상기 신뢰 레벨이 증가되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    점화 행정이 종료하는 경우, 마지막으로 결정된 보정된 스티어링 각도는 비휘발성 메모리 모듈에 저장되고,
    후속하는 점화 행정이 개시되는 경우, 상기 저장된 마지막으로 결정된 보정된 스티어링 각도가 시작값으로서 판독되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    후속하는 점화 행정의 시작에서, 하나 이상의 새로운 데이터 기록들이 결정되고, 소정의 보정 상수 또는 소정의 보정 상수들과 상기 시작값 사이의 편차가 계산되고,
    소정의 보정 상수와 상기 시작값 사이의 편차가 제 8 임계값에 미치지 못하는 경우 상기 신뢰 레벨이 소정의 값으로 증분되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
  13. 차량의 스티어링 각도를 결정하는 제어 유닛으로서,
    상기 제어 유닛은 차량 데이터 버스 또는 인터-프로세스 통신을 위한 수단을 통해 적어도 스티어링 각도, 요 레이트 및 차량 속도에 대한 정보를 수신하며,
    복수의 연대순으로 연속적인 데이터 기록들을 수용할 수 있는 메모리, 및
    제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법에서 상기 데이터 기록들을 평가하는 적어도 하나의 프로세서를 특징으로 하는 제어 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    적어도 하나의 요 레이트 센서가 상기 제어 유닛 내로 통합되고,
    상기 제어 유닛은 스티어링 휠 각도 센서의 요 데이터를 수신하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 휠 브레이크들을 작동시키는 수단을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 구동 안정성 제어를 위한 적어도 하나의 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 보정 상수 및/또는 상기 보정 상수에 있어서의 가능한 에러들의 척도가 차량 데이터 버스 또는 인터-프로세스 통신을 위한 수단을 통해, 다른 차량 시스템들로 전달되는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
  17. 제 13 항에 있어서,
    다음의 이동 조건들, 즉 차량의 속도, 구동 안정성 제어 시스템들의 활성, 요 레이트, 측방향 가속도, 시간의 경과에 따른 요 레이트의 변화, 길이방향의 이동 방향, 차량의 기울기, 시간의 경과에 따른 스티어링 각도의 변화 중 하나 이상에 관련한 정보가 차량 데이터 버스를 통해 다른 제어 유닛으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
  18. 제 5 항에 있어서,
    상기 보정 상수의 가능한 에러들은 상기 신뢰 레벨의 표준 편차에 의존하는 신뢰 구간에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 각도가 결정되는 방법.
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