KR101948615B1 - Abnormal detection of yaw rate sensor and lateral acceleration sensor, vehicle control system and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 검출, 차량 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 차량이 차고 센서(Height Sensor)와 같이 물리적인 센서를 구비할 필요 없이 컨트롤 유닛에서의 소프트웨어 알고리즘(Software Algorithm)과 가속도 센서의 센싱 값으로 차량의 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상을 검출, 감지하고 더 나아가 차량의 기울기를 산출하여 제어할 수 있는 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 검출, 차량 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 에러 검출방법은, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 유효성 검증을 위하여 각각 타이어의 내측 일면에 장착된 가속도 센서를 이용함으로써, 기 마련된 가속도 센서를 활용하여 원가를 절감할 수 있다는 이점이 있다.
추가적으로, 타이어 센서(가속도 센서)만으로도 차량의 기울기를 검출하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이 가능하며 정차/주행 중에 차량의 기울기 검출하여 차량의 주행 및 제동 안정성 기여가능하다.
또한, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 에러를 검출 또는 검증함에 있어, ASIL(Automotive Safety Integrity Level) 수준을 만족시킬 수 있는 이점이 있다.
The present invention relates to an abnormality detection, vehicle control system and method of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor. More particularly, it is an object of the present invention to provide a vehicle control system that does not require a physical sensor such as a Height Sensor, but a software algorithm in a control unit and a sensor value of an acceleration sensor, And more particularly, to an abnormality detection and vehicle control system and method of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor capable of calculating and controlling the inclination of a vehicle.
The error detection method of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor according to the present invention uses an acceleration sensor mounted on the inner side of each tire for verifying the effectiveness of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor, This has the advantage of reducing costs.
In addition, it is possible to provide a method and system for detecting the inclination of a vehicle by using only a tire sensor (acceleration sensor), and it is possible to detect the inclination of the vehicle during a stop / running, thereby contributing to the running and braking stability of the vehicle.
Further, in detecting or verifying errors of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor, there is an advantage that it can satisfy the ASIL (Automotive Safety Integrity Level) level.

Description

요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 검출, 차량 제어 시스템 및 방법. {Abnormal detection of yaw rate sensor and lateral acceleration sensor, vehicle control system and method}Abnormal detection of yaw rate sensor and lateral acceleration sensor, vehicle control system and method. {Abnormal detection of yaw rate sensor and lateral acceleration sensor, vehicle control system and method}

본 발명은 타이어 접지면 내측에 부착된 가속도 센서를 이용하여 요 레이트(Yaw Rate) 센서 및 횡가속도 센서의 이상 여부를 검출하고, 검출된 결과에 기초하여 차량을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system and method for detecting an abnormality in a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor attached inside a tire ground plane, and controlling the vehicle based on the detected result.

최근 개발되고 있는, 인텔리전트 타이어 시스템은 타이어에 부착된 각종센서(가속도, 변형률, 압력 및 온도 등)를 활용하여 타이어에 작용하는 힘이나 압력 온도 등을 보다 정확하고 용이하게 계측하여 자동차의 샤시 제어에 적극적으로 활용할 수 있고, 나아가서 계측 데이터의 정밀성 향상으로 자동차의 샤시 제어의 정밀도를 높여, 자동차의 주행 안정성과 승차감을 보다 향상시킬 수 있으며, 간단한 구조를 통해 시스템 구성의 용이 및 비용 감소를 추구할 수 있는 기술이다.Intelligent Tire System, which is recently developed, utilizes various sensors (acceleration, strain, pressure, temperature, etc.) attached to tires to measure force and pressure temperature acting on tires more accurately and easily. The accuracy of the chassis control of the automobile can be improved by improving the precision of the measurement data, and the driving stability and ride comfort of the automobile can be further improved. Also, the simple structure can facilitate the system configuration and reduce the cost Technology.

본 발명은 인텔리전트 타이어 시스템의 구성요소인 타이어에 부착된 센서 중에서 특히 가속도 센서를 이용하는 기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique using an acceleration sensor, particularly, among sensors attached to a tire that is a component of an intelligent tire system.

더욱 상세하게는 차량에 차고 센서(Height Sensor)와 같은 별도의 센서를 구비할 필요 없이 컨트롤 유닛에서의 소프트웨어 알고리즘(Software Algorithm)과 타이어에 부착된 가속도 센서의 센싱 값만으로 차량의 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 여부를 검출, 감지하고 더 나아가 차량의 기울기를 산출하여 제어할 수 있는 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 검출, 차량 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.More specifically, it is not necessary to provide a separate sensor such as a height sensor in a vehicle, and a software algorithm in a control unit and a sensing value of an acceleration sensor attached to a tire, To an abnormality detection, vehicle control system and method of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor capable of detecting and detecting an abnormality of an acceleration sensor and further calculating and controlling a tilt of the vehicle.

일반적으로, 차량의 기울기를 판단하고 차량을 판단된 기울기에 대응되도록 제어하기 위하여 차량 내부 일측에는 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서가 마련된다.Generally, a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor are provided at one side of the vehicle interior to judge the inclination of the vehicle and to control the vehicle so as to correspond to the determined inclination.

또한, 최근의 차량에는 주행 안정성 향상 및 제동 안정성을 위하여 다양한 장치가 설치된다. 이러한 다양한 장치로서 차륜의 슬립을 방지하기 위한 안티락브레이크 시스템(ABS: Anti-lock Brake System), 충돌제어시스템(TCS: Traction Control System) 및 차량 자세제어 시스템(ESP: Electronic Stability Program) 등이 있다.Further, in recent years, various devices are installed in the vehicle for improving the running stability and the braking stability. An anti-lock brake system (ABS), a traction control system (TCS), and an electronic stability program (ESP) are examples of various devices for preventing slippage of wheels .

이러한 장치들에는 차량의 정확한 차량 상태가 입력되어야만 주행 안정성 향상 및 제동을 위한 정확한 연산이 가능해진다. These devices are required to input the accurate vehicle state of the vehicle, so that it is possible to improve the running stability and correct the operation for braking.

만약, 설치된 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서에 이상이 발생할 경우 이를 기초로 잘못 연산된 정보가 상기 ABS, TCS, ESP 등의 차량 제어 시스템에 전달되게 되면, 차량의 안정성 및 제동에 치명적인 위험이 부가될 수 있다.If an error occurs in the installed yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor, if the erroneously calculated information is transmitted to the vehicle control system such as the ABS, TCS, or ESP, there is a danger to the stability and braking of the vehicle .

최근 들어, 차량에 자가진단 기능을 갖춘 센서를 별도로 추가하지 않고, 기 장착된 차량 내부의 센서를 이용하여, 자가진단 기능을 수행하기 위한 연구가 진행 중에 있다.In recent years, research is underway to carry out a self-diagnosis function using a sensor inside a vehicle, without adding a sensor having a self-diagnosis function to the vehicle separately.

대한민국 특허 제 1997-0029217호Korean Patent No. 1997-0029217

본 발명의 목적은, 차량에 다양한 변수가 고려되지 않아도 되는 일상적인(Routine) 차량 주행상태에서 타이어에 부착된 가속도 센서의 신호를 이용하여 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 유효성을 검증하고 이를 이용하여 차량을 제어 가능한 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 검출, 차량 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to verify the effectiveness of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using a signal of an acceleration sensor attached to a tire in a routine vehicle running state in which various variables are not required to be considered in a vehicle, And an object of the present invention is to provide an abnormality detection, vehicle control system, and method of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor capable of controlling a vehicle.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 차륜에 적어도 하나 이상 마련되어 각각의 차륜의 속도를 측정하여 차량 자세 전자제어장치(ESC ECU)로 전송하는 차륜속도 센서, 차량의 일측에 마련되어 차량의 횡방향 가속도를 측정하여 차량 자세 전자제어장치(ESC ECU)로 전송하는 횡가속도 센서, 차량의 일측에 마련되어 차량 요잉(Yawing)의 회전 각속도를 측정하여 차량 자세 전자제어장치(ESC ECU)로 전송하는 요 레이트 센서, 차량에 마련되는 다수개의 타이어 접지면 내측에 설치되어 각 타이어의 가속도를 측정하여 차체 전자제어장치(BCM ECU)로 전송하는 가속도 센서, 차량의 스티어링 휠의 조향각을 측정하여 파워 스티어링 전자제어장치(MDPS ECU)로 전송하는 조향각 센서 및 상기 차륜 속도센서, 횡가속도 센서, 요 레이트 센서, 가속도 센서 및 조향각 센서로부터 각각의 데이터를 전송받아 데이터 수치를 상호 비교하여 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 여부를 판별하는 전자제어장치(ECU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어 시스템이 제공되는 것이 가능하다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic control unit (ECU), comprising: a wheel speed sensor that is provided on at least one wheel of a vehicle and measures the speed of each wheel and transmits the velocity to an ESC ECU; A lateral acceleration sensor provided at one side of the vehicle for measuring the lateral acceleration of the vehicle and transmitting the measured lateral acceleration to the ESC ECU, a vehicle position electronic control device (not shown) provided at one side of the vehicle for measuring the rotational angular velocity of the vehicle yawing, (ESC ECU), an acceleration sensor provided inside a plurality of tire ground planes provided in the vehicle for measuring the acceleration of each tire and transmitting the measured acceleration to the vehicle body electronic control unit (BCM ECU) A steering angle sensor for measuring a steering angle and transmitting the measured steering angle to a power steering electronic control unit (MDPS ECU) And an electronic control unit (ECU) for receiving respective data from the sensor, the acceleration sensor, and the steering angle sensor and comparing the data values to each other to determine whether the yaw rate sensor or the lateral acceleration sensor is abnormal It is possible to provide an abnormality detection and vehicle control system of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor using the acceleration sensor.

이에 있어서, 상기 차륜속도 센서는 차량의 4개의 휠 각각에 마련되어 각각의 톤 휠의 티스(teeth)를 감지하는 것이 가능하다.In this regard, the wheel speed sensor is provided on each of the four wheels of the vehicle, and is capable of sensing the teeth of each tone wheel.

또한, 상기 가속도 센서는 차량의 4개의 타이어 각각의 내측 일면에 마련되되 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 것이 바람직하다.It is preferable that the acceleration sensor is provided on the inner surface of each of the four tires of the vehicle and is provided on the center line bisecting the width of the tire.

이 경우, 상기 가속도 센서는 지면과 평행한 x, y축 방향 및 지면과 수직한 z축 방향 성분의 가속도를 측정하는 것이 가능하다.In this case, the acceleration sensor is capable of measuring accelerations in the x- and y-axis directions parallel to the ground and in the z-axis direction components perpendicular to the ground.

또한, 상기 전자제어장치(ECU)는 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서에서 측정된 측정값과 가속도 센서에서 측정된 측정값을 비교하여, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 여부를 판별하는 것이 바람직하다.It is preferable that the electronic control unit ECU compares the measured value measured by the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor with the measured value measured by the acceleration sensor to determine whether the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor are abnormal Do.

추가적으로, 상기 전자제어장치(ECU)는 상기 요 레이트 센서, 횡가속도 센서 및 가속도 센서에서 전송된 데이터 값을 비교하여, 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 측정값과 상기 가속도 센서에서 전송된 데이터 값이 상이할 경우, 상기 가속도 센서에서 측정된 값으로 결정하며, 상기 결정된 값으로 안티락브레이크 시스템(ABS: Anti-lock Brake System), 충돌제어시스템(TCS: Traction Control System) 및 차량 자세제어 시스템(ESP: Electronic Stability Program)을 제어하는 것이 바람직하다.In addition, the electronic control unit ECU may compare the data values transmitted from the yaw rate sensor, the lateral acceleration sensor and the acceleration sensor, and compare the measured values of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor with the data values transmitted from the acceleration sensor (ABS), a collision control system (TCS) and a vehicle attitude control system (ABS) are determined as the values measured by the acceleration sensor, ESP: Electronic Stability Program).

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면, 차륜속도 센서, 횡가속도 센서, 요 레이트 센서, 조향각 센서 및 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용하여 각 요소를 측정하는 측정단계, 상기 측정단계에서 측정된 데이터 값을 처리하여 저장하는 데이터 처리단계, 상기 데이터 처리단계를 거친 데이터 값을 이용하여 차량의 기울기 여부를 판별하는 기울기 판별단계, 상기 가속도 센서의 측정값과 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 측정값을 비교하여 이상 여부를 판단하는 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부 판단단계 및 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상으로 판단되는 경우, 상기 측정단계에서 측정된 가속도 센서 값을 이용하여 차량의 시스템을 제어하는 제어단계를 포함하는 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어방법이 제공되는 것이 가능하다.According to another aspect of the present invention, there is provided a measuring method for measuring each element using a wheel speed sensor, a lateral acceleration sensor, a yaw rate sensor, a steering angle sensor and an acceleration sensor attached to a tire, A slope determination step of determining whether the vehicle is tilted by using the data value passed through the data processing step, a step of determining a measurement value of the acceleration sensor, a measurement of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor Determining whether an abnormality is detected in the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor by comparing the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor with each other; A yaw rate sensor including a control step of controlling the system and an abnormality of a lateral acceleration sensor Output and it is possible that the vehicle control method is provided.

이 경우, 상기 측정단계는 차량의 4개의 타이어 각각의 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 가속도 센서를 이용하여 지면과 평행한 x, y축 방향 및 지면과 수직한 z축 방향 성분의 가속도를 측정하는 것이 바람직하다.In this case, the measuring step may be performed by using an acceleration sensor provided on the inner surface of each of the four tires of the vehicle, which is provided on the center line bisecting the width of the tire, in the x and y axis directions parallel to the ground, It is preferable to measure the acceleration of one z-axis direction component.

또한, 상기 데이터 처리단계는 측정된 상기 가속도 센서의 값을 이중 적분하는 이중 적분단계 및 적응형 칼만 필터를 이용한 필터링단계를 포함하는 것이 가능하다.In addition, the data processing step may include a double integration step of double integrating the measured acceleration sensor value and a filtering step using an adaptive Kalman filter.

추가적으로, 상기 기울기 판별단계는 상기 데이터 처리단계를 거친 가속도 센서 측정값을 기준으로 차량의 기울기를 판별하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the slope determining step determines the slope of the vehicle based on the acceleration sensor measurement value passed through the data processing step.

또한, 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부 판단단계는 상기 가속도 센서의 측정값과 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 측정값을 비교하며, 상기 가속도 센서의 측정값과 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 측정값이 상이할 경우, 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상으로 결정하는 것이 바람직하다.The step of determining whether the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor are abnormal may further include comparing the measured value of the acceleration sensor with the measured value of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor and comparing the measured value of the acceleration sensor, When the measured values of the acceleration sensor are different, it is preferable to determine the abnormality of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor.

이에 있어서, 상기 제어단계는 상기 산출단계에서 산출된 값이 각각 상이할 경우, 상기 가속도 센서에서 산출된 값으로 결정하며, 결정된 값으로 안티락브레이크 시스템(ABS: Anti-lock Brake System), 충돌제어시스템(TCS: Traction Control System) 및 차량 자세제어 시스템(ESP: Electronic Stability Program)을 제어하는 것이 가능하다.The control step determines the value calculated by the acceleration sensor when the values calculated in the calculating step are different from each other, and determines the anti-lock brake system (ABS) It is possible to control a system (TCS: Traction Control System) and an ESP (Electronic Stability Program).

본 발명에 따른 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 검출, 차량 제어 시스템 및 방법에 따르면, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 유효성 검증을 위하여 각각 타이어의 내측 일면에 장착된 가속도 센서를 이용함으로써, 기 마련된 가속도 센서를 활용하여 원가를 절감할 수 있다는 이점이 있다.According to the abnormality detection, vehicle control system and method of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor according to the present invention, by using the acceleration sensor mounted on the inner side of each tire for verifying the effectiveness of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor, The advantage of using a built-in acceleration sensor is that the cost can be reduced.

추가적으로, 타이어에 장착된 가속도 센서만으로도 차량의 기울기를 검출하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이 가능하며 정차/주행 중에 차량의 기울기를 검출하여 차량의 주행 및 제동 안정성에 기여가 가능하다.In addition, it is possible to provide a method and system for detecting the inclination of a vehicle by using only an acceleration sensor mounted on the tire, and it is possible to detect the inclination of the vehicle during stopping / traveling, thereby contributing to the running and braking stability of the vehicle.

또한, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 에러를 검출 또는 검증함에 있어, ASIL(Automotive Safety Integrity Level) 수준을 만족시킬 수 있는 이점이 있다.Further, in detecting or verifying errors of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor, there is an advantage that it can satisfy the ASIL (Automotive Safety Integrity Level) level.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 검출 및 차량 제어방법의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 검출 및 차량 제어방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 경사 노면에 마련된 차량에 대한 작용힘을 표시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 경사 노면에 마련된 차량에 대한 작용힘을 표시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 가속도 센서가 마련된 구성을 도시한 단면도이다.
FIG. 1 is a diagram showing an outline configuration of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor abnormality detection and vehicle control method using an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a method of detecting and detecting a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing an acting force on a vehicle provided on an inclined road surface showing an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing an acting force on a vehicle provided on an inclined road surface showing an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a configuration in which an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention is provided.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It is to be understood that the terms "comprises", "having", and the like in the specification are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Also, the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

더하여, 명세서에 기재된 "···부", "···유닛", "···모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the terms "part," " unit, "" module," and the like, which are described in the specification, refer to a unit for processing at least one function or operation, Software. ≪ / RTI >

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same constituent elements, and a duplicate description thereof will be omitted. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하 본 발명을 설명함에 있어 사용되는 용어에 대해 다음과 같이 간단하게 정의한다.Hereinafter, terms used in describing the present invention will be simply defined as follows.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 검출 및 차량 제어방법의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.FIG. 1 is a diagram showing an outline configuration of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor abnormality detection and vehicle control method using an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 입력부 및 제어부를 포함한 흐름도로 표현하고 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1, it can be seen that the problem to be solved by the present invention is represented by a flowchart including an input unit and a control unit.

보다 구체적으로는, 차량의 차륜에 적어도 하나 이상 마련되어 각각의 차륜의 속도를 측정하여 차량 자세 전자제어장치(ESC ECU)로 전송하는 차륜속도 센서(10), 차량의 일측에 마련되어 차량의 횡방향 가속도를 측정하여 차량 자세 전자제어장치(ESC ECU)로 전송하는 횡가속도 센서(20), 차량의 일측에 마련되어 차량 요잉(Yawing)의 회전 각속도를 측정하여 차량 자세 전자제어장치(ESC ECU)로 전송하는 요 레이트 센서(30), 차량에 마련되는 다수개의 타이어 접지면 내측에 설치되어 각 타이어의 가속도를 측정하여 차체 전자제어장치(BCM ECU)로 전송하는 타이어에 부착된 가속도 센서(40), 차량의 스티어링 휠의 조향각을 측정하여 파워 스티어링 전자제어장치(MDPS ECU)로 전송하는 조향각 센서(50) 및 상기 차륜속도 센서(10), 횡가속도 센서(20), 요 레이트 센서(30), 조향각 센서(50) 및 가속도 센서(40)로부터 각각의 데이터를 전송받아 데이터 수치를 상호 비교하여 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 이상 여부를 판별하는 전자제어장치(ECU, 60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어 시스템(1)이 제공되는 것이 가능하다.More specifically, the present invention relates to a wheel speed sensor (10) provided on at least one wheel of a vehicle for measuring the speed of each wheel and transmitting the measured speed to an electronic control unit (ESC ECU) A lateral acceleration sensor 20 that measures the rotational angular velocity of the vehicle and transmits it to a vehicle attitude electronic control unit (ESC ECU), a rotational acceleration sensor 20 provided at one side of the vehicle for measuring the rotational angular velocity of the vehicle yawing, A yaw rate sensor 30, an acceleration sensor 40 installed inside the plurality of tire ground planes provided in the vehicle for measuring the acceleration of each tire and transmitting it to the vehicle body electronic control unit (BCM ECU) A steering angle sensor 50 for measuring the steering angle of the steering wheel and transmitting the measured steering angle to the power steering electronic control unit (MDPS ECU), and a steering angle sensor 50 for detecting the wheel speed sensor 10, the lateral acceleration sensor 20, the yaw rate sensor 30, An ECU (ECU) that receives data from each sensor 50 and the acceleration sensor 40 and compares the data values to determine whether the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20 are abnormal, And a vehicle control system (1) for detecting a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor attached to the tire.

이 경우, 상기 차륜속도 센서(10)는 차량의 4개의 휠 각각에 마련되어 각각의 톤 휠의 티스(teeth)를 감지하는 것이 가능하다.In this case, the wheel speed sensor 10 is provided on each of the four wheels of the vehicle, and it is possible to sense the teeth of each tone wheel.

또한, 상기 가속도 센서(40)는 차량의 4개의 타이어 각각의 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 것이 바람직하다.It is preferable that the acceleration sensor 40 is provided on the inner surface of each of the four tires of the vehicle and is provided on the center line bisecting the width of the tire.

도 5는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 가속도 센서가 마련된 구성을 도시한 단면도이다. 5 is a cross-sectional view showing a configuration in which an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention is provided.

보다 구체적으로는, 도 5를 참고하면 상기 가속도센서는 가속도를 측정하여 타이어 정보획득 및 해석이 가능하도록 타이어 각각의 접지면 내측 일면에 마련되는 센서인 것이 가능하다.More specifically, referring to FIG. 5, the acceleration sensor may be a sensor provided on one inner side of the ground plane of each tire so as to measure acceleration and acquire and analyze tire information.

여기서, 상기 가속도 센서(40)는 지면과 평행한 x, y축 방향 및 지면과 수직한 z축 방향 성분의 가속도를 측정하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the acceleration sensor 40 measures the acceleration of the x-axis direction parallel to the ground and the z-axis direction component perpendicular to the ground.

또한, 상기 전자제어장치(ECU, 60)는 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)에서 측정된 측정값과 가속도 센서(40)에서 측정된 측정값을 비교하여, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 여부를 판별하는 것이 가능하며, 상기 요 레이트 센서(30), 횡가속도 센서(20) 및 가속도 센서(40)에서 전송된 데이터 값을 비교하여, 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값과 상기 가속도 센서(40)에서 전송된 데이터 값이 상이할 경우, 상기 가속도 센서(40)에서 측정된 값으로 데이터 값을 결정하며, 상기 결정된 데이터 값으로 안티락브레이크 시스템(ABS: Anti-lock Brake System), 충돌제어시스템(TCS: Traction Control System) 및 차량 자세제어 시스템(ESP: Electronic Stability Program)을 제어하는 것이 바람직하다.The ECU 60 compares the measured value measured by the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20 with the measured value measured by the acceleration sensor 40 to calculate a yaw rate The yaw rate sensor 30, the lateral acceleration sensor 20 and the acceleration sensor 40 are compared with each other and the data values transmitted from the yaw rate sensor 30, the lateral acceleration sensor 20 and the acceleration sensor 40 are compared with each other, When the measured value of the lateral acceleration sensor 20 is different from the data value transmitted from the acceleration sensor 40, the data value is determined to be a value measured by the acceleration sensor 40, It is desirable to control an anti-lock brake system (ABS), a traction control system (TCS), and an electronic stability program (ESP).

정리하자면, 본 발명은 인텔리전트 타이어 시스템을 이용한 차량의 기울기 검출 및 제어시스템으로써, 타이어에 부착된 가속도 센서의 가속도 신호를 감지하며, 상기 가속도 센서의 가속도 신호를 전륜측 가속도 및 후륜측 가속도로 각각 별개로 특정하고 이를 이중 적분한 값과 전륜과 후륜 타이어 사이 거리인 축간거리를 이용하여 차량의 종방향 기울기를 산출한다.To summarize, the present invention is a tilt detection and control system for a vehicle using an intelligent tire system, which detects an acceleration signal of an acceleration sensor attached to a tire, and detects an acceleration signal of the acceleration sensor as a front wheel acceleration and a rear wheel acceleration And calculates the longitudinal slope of the vehicle by using the double integral value and the distance between the front and rear tires.

다음으로는 타이어에 부착된 가속도 센서로 출력되는 가속도를 좌측 가속도 및 우측 가속도로 각각 특정하여 이를 이중 적분한 값과 왼쪽 바퀴와 오른쪽 바퀴 간의 거리인 윤거 거리를 이용하여 횡방향 기울기를 산출한다.Next, the acceleration outputted from the acceleration sensor attached to the tire is designated as the left acceleration and the right acceleration, respectively, and the lateral inclination is calculated using the double integrated value and the yawing distance, which is the distance between the left wheel and the right wheel.

이때, 보다 바람직하게는 가속도 신호 값을 이중 적분한 값은 추가로 필터링된 값일 수 있으며, 필터링은 적응형 칼만필터를 이용하여 수행될 수 있다.In this case, more preferably, the value obtained by doubly integrating the acceleration signal value may be a further filtered value, and the filtering may be performed using the adaptive Kalman filter.

결과적으로 축간 거리와 윤거 거리, 그리고 타이어에 부착된 가속도 센서로부터 출력된 가속도 값으로부터 차량의 기울기를 산출하는 것이 가능하다. As a result, it is possible to calculate the slope of the vehicle from the acceleration value output from the acceleration sensor attached to the tire, and the interaxial distance and the radial distance.

또한, 산출된 차량의 기울기와 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 신호 값이 대응되는지 여부에 근거하여 차량 주행 중 기울어짐 여부를 판단하는 기울기 판단 유닛을 포함하는 것이 가능하며, 한편으로는 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부를 검출하며, 상기 센서들의 에러 및 이상이 발견될 경우의 차량의 기울기 검출 방법 및 차량 제어시스템에 관한 내용에 해당한다.It is also possible to include a slope determining unit for determining whether the slope of the calculated vehicle is tilted while driving the vehicle based on whether the signal values of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor correspond to each other, A sensor and a lateral acceleration sensor, and detects a tilt of the vehicle when an error or an abnormality of the sensors is detected, and a vehicle control system.

더욱 상세하게는, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 시그널이 아닌 타이어에 부착된 가속도 센서로 차량의 기울기 검출 및 차량의 상태를 검출하여 차량의 위험 요소가 발생하지 않은 시간 즉, 차량에 다양한 변수가 고려되지 않아도 되는 일상적인(Routine) 차량 주행 시간 내에 요 레이트 및 횡가속도 센서의 유효성을 검증하기 용이한 요 레이트 및 횡가속도 센서의 에러 검출 방법과 에러에 따른 차량 주행 안전성 및 제동 안정성을 위한 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.More specifically, an acceleration sensor attached to a tire, not a signal of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor, detects the inclination of the vehicle and detects the state of the vehicle to detect a time at which the risk factor of the vehicle has not occurred, A method for error detection of yaw rate and lateral acceleration sensor that can easily verify the effectiveness of the yaw rate and lateral acceleration sensor within the routine vehicle travel time that is not considered, and a control method for vehicle driving stability and braking stability in response to errors And a system.

이를 위한 장치로써, 차량 자세관련 주행안전장치(ESC)는 운전자의 스티어링 휠 조작과 차의 회전 상태를 비교 판단하고, 각 바퀴의 브레이크를 개별적으로 제어함으로써 차량이 안정적으로 주행할 수 있게 도와주는 장치이다.As a device for this purpose, a vehicle stability control system (ESC) is a device that compares the steering wheel operation of the driver with the rotation state of the vehicle, and controls the brakes of the wheels individually to help the vehicle to travel stably to be.

이러한 ESC는 기본적으로 브레이크 잠김 방지(ABS)와 구동력 제어 장치(TCS)의 기능을 포함하고 있다.This ESC basically includes the functions of anti-lock braking (ABS) and driving force control (TCS).

ABS는 제동의 경우, TCS는 가속의 경우 브레이크를 제어함으로써 이러한 상황에서 운전자가 원하는 방향으로 차를 움직일 수 있도록 도와준다.In the case of ABS braking, the TCS controls the braking in case of acceleration, which helps the driver to move the car in the desired direction in this situation.

ABS와 TCS가 차의 주행방향 움직임을 제어한다면 ESC는 여기에 옆 방향 움직임 즉, 회전 상황에서 차체 움직임을 제어하는 기능이 추가된 것이다. If the ABS and TCS control the car's direction of travel, the ESC adds a function to control the vehicle's movement in the lateral direction, that is, the rotation situation.

따라서 ESC는 차의 운동특성 전반을 안정적으로 유지해주는 기능을 한다.Therefore, the ESC functions to maintain the overall motion characteristics of the car stably.

이러한 ESC는 크게 세 가지 요소로 구성된다. The ESC consists of three major components.

ESC의 작동에 필요한 정보를 얻는 센서, 센서를 통해 얻은 정보를 종합하고 판단해 작용 여부를 결정하며 장치를 제어하는 마이컴과의 차량 내 CAN 통신 및 차세대 통신 및 브레이크 작동을 제어하는 유압장치이다. It is a hydraulic device that controls the CAN communication in the vehicle and the next generation communication and brake operation with the microcomputer which controls the device by determining the function to compose and judge the information obtained through the sensor and the sensor to obtain the information necessary for the operation of the ESC.

이 중에서 바퀴 회전 속도를 감지하는 차륜속도 센서, 조향 동작에 관련된 스티어링 휠의 회전 각도를 감지하는 조향각 센서, 차체의 회전율을 감지하는 요 레이트(yaw rate) 센서가 마련되며, 나아가서 측면 방향의 가속도 센서와 차체의 옆 방향 기울기를 감지하는 롤 레이트(roll rate) 센서가 추가된다.A wheel speed sensor for sensing the wheel rotation speed, a steering angle sensor for sensing the steering wheel rotation angle related to the steering operation, and a yaw rate sensor for sensing the turnover of the vehicle body, And a roll rate sensor for sensing the lateral tilt of the vehicle body are added.

또한, 운전자의 조작과 주행 상태를 비교해서 ESC는 차의 주행 방향과 운전자가 스티어링 휠을 조작하는 각도를 감지한다. In addition, the ESC compares the driving state of the driver with the driving state, and senses the driving direction of the car and the angle at which the driver operates the steering wheel.

이 경우, ESC는 차의 실제 주행 방향과 운전자의 스티어링 휠 조작 각도가 일치할 때에는 작동하지 않다가 차이가 생기면 작동한다. In this case, the ESC does not operate when the actual driving direction of the vehicle coincides with the operating angle of the steering wheel of the driver, but operates when there is a difference.

언더스티어나 오버스티어가 일어나 운전자가 스티어링 휠을 조작하는 것보다 차체 앞 또는 뒤쪽이 옆 방향으로 미끄러지는 정도가 커지면 ESC가 개입해서 제어한다. If understeer or oversteer occurs and the driver slides sideways in front or behind the steering wheel, the ESC intervenes and controls it.

ESC는 각 바퀴를 브레이크를 개별적으로 제어해 차량의 바퀴마다 제동력의 크기를 달리할 수 있고, 차의 주행 방향을 안정적으로 유지한다.The ESC controls the brakes separately for each wheel so that the braking force can be varied for each wheel of the vehicle, and the direction of travel of the car is maintained stably.

이때, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서에 고장이 발생되어 잘못된 정보가 ABS, TCS, ESP 등의 차량 제어 시스템에 전달되면 차량의 안정성 및 제동에 치명적인 위험이 가해질 수 있다.At this time, when a malfunction occurs in the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor and the erroneous information is transmitted to the vehicle control system such as the ABS, the TCS, and the ESP, the stability and braking of the vehicle may be fatal.

여기에서 차량의 상태를 판별하는 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 신호 이상 여부 검출 및 불량 여부를 타이어에 부착된 가속도 센서로부터 가속도 신호를 수신하여 차량의 기울기를 산출하여 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부를 판별하여 차량의 제동 안정성 및 주행 안정성을 제공한다.Here, a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor for judging the state of the vehicle are detected, and an acceleration signal is received from an acceleration sensor attached to the tire to determine whether the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor are abnormal To provide braking stability and running stability of the vehicle.

도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 경사 노면에 마련된 차량에 대한 작용힘을 표시한 개략도이다. 3 is a schematic view showing an acting force on a vehicle provided on an inclined road surface showing an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 경사 노면에 마련된 차량에 대한 작용힘을 표시한 개략도이다. 4 is a schematic view showing an acting force on a vehicle provided on an inclined road surface showing an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참고하여 구체적으로 설명하자면, 상기 가속도 센서의 가속도 신호에 있어, 전륜 좌/우측 타이어의 가속도를 산출하여 이를 이중 적분한 값과 전륜과 후륜 타이어 사이 거리인 축간거리(L)로 차량의 종방향 기울기를 산출하며(도 3), 이중 적분한 값은 측정 오차가 배제될 수 있도록 적응형 칼만 필터를 적용하여 필터링된 값일 수 있다.3 and 4, in the acceleration signal of the acceleration sensor, the acceleration of the front left / right tires is calculated, the integrated value of the acceleration is calculated, and the inter-vehicle distance L, which is the distance between the front and rear tires, (FIG. 3), and the double integration value may be a filtered value by applying an adaptive Kalman filter so that the measurement error can be excluded.

이때 상기 이중 적분에 사용되는 시간은 전륜이 경사노면에 진입한 시간을 초기시간으로 하고, 이어 후륜이 경사노면에 진입한 시간을 종료시간으로 할 수 있다.At this time, the time used for the double integration may be a time when the front wheel enters the inclined road surface as the initial time, and a time when the rear wheel enters the inclined road surface as the end time.

전륜과 후륜사이에 발생되는 노면의 종방향 경사 Theta_F_R, Theta_R_F은 아래와 같은 관계식에 의해 정의되어 진다.The longitudinal gradients Theta_F_R and Theta_R_F of the road surface generated between the front wheel and the rear wheel are defined by the following relationship.

Theta_F_R := L*sin^-1((L_az_FR+L_az_FL)/2) Theta_F_R: = L * sin ^ -1 ((L_az_FR + L_az_FL) / 2)

Theta_R_F := L*sin^-1((L_az_RR+L_az_RL)/2) Theta_R_F: = L * sin ^ -1 ((L_az_RR + L_az_RL) / 2)

앞서도 설명한 바와 같이, 수직방향의 가속도를 전륜이 경사노면에 진입한 시간을 초기시간으로 하고, 이어 후륜이 경사노면에 진입한 시간을 종료시간으로 하여 이중 적분할 경우, 경사각을 구하는 데 필요한 높이(변위량)를 구할 수 있다.As described above, in the case where the time when the front wheel enters the inclined road surface is the initial time and the time when the rear wheel enters the inclined road surface is the end time, the height required to obtain the inclination angle Displacement amount) can be obtained.

위의 경우는 차량이 전진으로 올라가는 경우와 후진으로 내려오는 경우이며, 전진으로 내려오는 경우와 차량이 후진으로 올라가는 경우에는 반대가 된다.This is the case when the vehicle goes up to the forward and backward, and vice versa.

1) 차량이 전진하는 경우1) When the vehicle is moving forward

(1) 노면의 종방향 경사를 차량이 전진으로 올라가는 경우 (1) When the vehicle goes up in the longitudinal direction of the road surface

→ Theta_F_R := L*sin^-1((L_az_FR + L_az_FL)/2)? Theta_F_R: = L * sin? -1 ((L_az_FR + L_az_FL) / 2)

(2) 노면의 종방향 경사를 차량이 전진으로 내려오는 경우(2) When the vehicle descends the longitudinal gradient of the road surface

→ Theta_R_F := L*sin^-1((L_az_RR + L_az_RL)/2)→ Theta_R_F: = L * sin ^ -1 ((L_az_RR + L_az_RL) / 2)

2) 차량이 후진하는 경우2) When the vehicle is backward

(1) 노면의 종방향 경사를 차량이 후진으로 올라가는 경우(1) When the vehicle goes backward in the longitudinal direction of the road surface

→ Theta_R_F := L*sin^-1((L_az_RR + L_az_RL)/2)→ Theta_R_F: = L * sin ^ -1 ((L_az_RR + L_az_RL) / 2)

(2) 노면의 종방향 경사를 차량이 후진으로 내려오는 경우(2) When the vehicle descends in the longitudinal direction of the road surface

→ Theta_F_R := L*sin^-1((L_az_FR + L_az_FL)/2)? Theta_F_R: = L * sin? -1 ((L_az_FR + L_az_FL) / 2)

또한, 상기 가속도 센서의 수직방향으로 변화가 있는 가속도 신호를 좌측(전/후륜) 가속도 또는 우측(전/후륜) 가속도로 각각 산출하여 이를 이중 적분하고 적응형 칼만필터를 적용한 신호와 앞바퀴 좌우간 거리인 전 윤거 거리(F_L)와 뒤 바퀴 좌/우간 거리인 후 윤거 거리(R_L)로부터 차량의 횡방향 기울기를 산출한다. (도 4)In addition, an acceleration signal that varies in the vertical direction of the acceleration sensor is calculated as a left (front / rear) acceleration or a right (front / rear) acceleration, and the signals are subjected to double integration and a signal obtained by applying an adaptive Kalman filter to a front- The lateral slope of the vehicle is calculated from the front yaw distance F_L and the rear yaw distance R_L which is the rear wheel left / right distance. (Figure 4)

Theta_F := F_L*sin^-1(||L_az_FR - L_az_FL||) Theta_F: = F_L * sin ^ -1 (|| L_az_FR - L_az_FL ||)

Theta_R := R_L*sin^-1(||L_az_RR - L_az_RL||)Theta_R: = R_L * sin ^ -1 (|| L_az_RR - L_az_RL ||)

Theta := (Theta_F + Theta_R)/2Theta: = (Theta_F + Theta_R) / 2

이 경우, 좌/우측 타이어의 수직방향 가속도(수직방향으로 차량의 위치 변화가 존재할 경우)를 경사노면을 주행중인 차량의 특정 주행주기를 샘플링하여 샘플링한 주기를 기준으로 이중 적분할 경우, 경사각을 구하는 데 필요한 각 좌/우측 타이어의 변위량(높이차)을 구할 수 있다.In this case, when the vertical acceleration of the left / right tires (when there is a change in the position of the vehicle in the vertical direction) is doubly integrated based on the sampling period of the specific running period of the vehicle running on the inclined road surface, The amount of displacement (height difference) of each of the left and right tires required to obtain the tire can be obtained.

이 경우, 상기 축간거리와 전/후 윤거 거리는 차량에서 제공되는 정보를 이용한다. (단, 타이어 인치에 따라 윤거 거리는 변화가 있다.)In this case, the inter-axis distance and the pre / post transit distance use the information provided in the vehicle. (However, there is a change in the distance depending on the tire inch.)

도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 검출 및 차량 제어방법의 흐름도이다. FIG. 2 is a flowchart of a method of detecting and detecting a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 각 단계의 순서도를 포함한 흐름도로 표현하고 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the task to be solved by the present invention is represented by a flowchart including a flowchart of each step.

보다 구체적으로는, 차륜속도 센서(10), 횡가속도 센서(20), 요 레이트 센서(30), 조향각 센서(50) 및 타이어에 부착된 가속도 센서(40)를 이용하여 각 요소를 측정하는 측정단계(S10), 상기 측정단계(S10)에서 측정된 데이터 값을 처리하여 저장하는 데이터 처리단계(S20), 상기 데이터 처리단계(S20)를 거친 데이터 값을 이용하여 차량의 기울기 여부를 판별하는 기울기 판별단계(S30), 상기 가속도 센서(40)의 측정값과 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값을 비교하여 이상 여부 판단하는 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부 판단단계(S40) 및 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 이상으로 판단되는 경우, 상기 측정단계(S10)에서 측정된 가속도 센서 값을 이용하여 차량의 시스템을 제어하는 제어단계(S50)를 포함하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어방법(S1)이 제공되는 것이 가능하다.More specifically, a measurement for measuring each element using the wheel speed sensor 10, the lateral acceleration sensor 20, the yaw rate sensor 30, the steering angle sensor 50 and the acceleration sensor 40 attached to the tire A data processing step (S20) of processing and storing the data values measured in the measuring step (S10), a slope determining step of determining whether the vehicle is tilted using the data values passed through the data processing step (S20) A yaw rate sensor for comparing the measured value of the acceleration sensor 40 with the measured value of the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20 to determine whether there is an abnormality, (S40) and controlling the system of the vehicle using the acceleration sensor value measured in the measuring step (S10) when it is determined that the yaw rate sensor (30) and the lateral acceleration sensor (20) ≪ RTI ID = 0.0 > Also it is possible to how the yaw rate sensor and the detection and vehicle control error of the lateral acceleration sensor using a sensor (S1) is provided.

또한, 상기 측정단계(S10)는 차량의 4개의 타이어 각각의 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 가속도 센서(40)를 이용하여 지면과 평행한 x, y축 방향 및 지면과 수직한 z축 방향 성분의 가속도를 측정하는 것이 바람직하다.The measuring step S10 is performed on the inner surface of each of the four tires of the vehicle. The acceleration sensor 40 provided on the center line bisects the width of the tire, It is desirable to measure the acceleration of the z-axis direction component perpendicular to the direction and the ground.

이 경우, 상기 데이터 처리단계(S20)는 측정된 가속도 센서(40)의 값을 전술한 바와 같은 방법으로 이중 적분하는 이중 적분단계 및 적응형 칼만 필터를 이용한 필터링단계를 포함하는 것이 가능하다.In this case, the data processing step S20 may include a double integration step of integrating the measured value of the acceleration sensor 40 in a manner as described above, and a filtering step using an adaptive Kalman filter.

또한, 상기 기울기 판별단계(S30)는 상기 데이터 처리단계(S20)를 거친 가속도 센서 측정값을 기준으로 차량의 기울기를 판별하는 것이 바람직하다.In addition, the tilt determining step S30 preferably discriminates the tilt of the vehicle based on the acceleration sensor measurement value passed through the data processing step S20.

추가적으로, 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부 판단단계(S40)는 상기 가속도 센서(40)의 측정값과 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값을 비교하며, 상기 가속도 센서(40)의 측정값과 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값이 상이할 경우, 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 이상으로 결정하는 것이 바람직하다.In addition, the step of determining whether the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor are abnormal may include comparing the measured value of the acceleration sensor 40 with the measured value of the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20, When the measured value of the acceleration sensor 40 is different from the measured value of the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20, the abnormality of the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20 is determined .

정리하자면, 본 발명은 인텔리전트 타이어 시스템을 이용한 차량의 기울기 검출 및 제어시스템으로써, 상기 가속도 센서의 가속도 신호를 감지하며, 요 레이트(Yaw-Rate) 신호를 감지하는 요 레이트 센서 및 상기 가속도 센서의 가속도 신호를 전륜측 가속도 및 후륜측 가속도를 각각 별개로 산출하여 이를 특정 구간의 시간으로 이중 적분하여 적응형 칼만필터를 적용한 신호와 전륜과 후륜 타이어 사이 거리인 축간거리를 이용하여 차량 종방향의 기울기를 산출한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle tilt detection and control system using an intelligent tire system, comprising: a yaw rate sensor that senses an acceleration signal of the acceleration sensor and senses a yaw-rate signal; The signal is calculated separately for the front wheel acceleration and the rear wheel acceleration, and is integrated with the time of the specific section to obtain the slope of the vehicle longitudinal direction using the adaptive Kalman filter applied signal and the distance between the front and rear tires .

또한, 상기 가속도 센서의 수직방향 가속도 신호를 좌측 타이어 및 우측 타이어를 각각 별개로 산출하여 이를 경사 노면 주행중인 특정구간에서 샘플링한 시간을 기준으로 이중 적분하여 적응형 칼만 필터를 적용한 신호와 앞바퀴 좌우간 거리인 윤거 전 거리와 뒤 바퀴 좌/우간 거리인 윤거 후 거리로 차량의 횡방향 기울기를 산출하는 것이 가능하다.Also, the vertical acceleration signal of the acceleration sensor is separately calculated for each of the left tire and the right tire, and a signal obtained by performing a double integration based on the sampling time in a specific section during running on an inclined road surface and applying the adaptive Kalman filter to the front- It is possible to calculate the lateral inclination of the vehicle by the distance after the lane, which is the distance before the in-line and the distance between the left and the right of the rear wheel.

또한, 상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 신호의 값의 동일 여부에 근거하여 차량 주행 중 기울어짐 여부를 판단하는 기울기 판단 유닛을 포함하는 것이 가능하며, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부 검출하며, 상기 센서들의 에러 및 이상이 발견될 경우의 차량의 기울기 검출 방법 및 차량 제어시스템에 관한 내용에 해당한다.It is also possible to include a tilt determination unit for determining whether the tilt of the vehicle is running based on whether the values of the signals of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor are the same or not. , A method of detecting a tilt of a vehicle when an error or abnormality of the sensors is found, and a vehicle control system.

더욱 상세하게는, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 시그널이 아닌 가속도 센서로 차량의 기울기 검출 및 차량의 상태를 검출하여 차량의 위험 요소가 발생하지 않은 시간 내에 요 레이트 및 횡가속도 센서의 유효성을 검증하기 용이한 요 레이트 및 횡가속도 센서의 에러 검출 방법과 에러에 따른 차량 주행 안전성 및 제동 안정성을 위한 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.More specifically, an acceleration sensor, not a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor, detects the inclination of the vehicle and detects the state of the vehicle, thereby verifying the validity of the yaw rate and lateral acceleration sensor within a time period To an error detection method of a yaw rate and a lateral acceleration sensor and a control method and system for a vehicle running safety and a braking stability according to an error.

또한, 상기 제어단계(S50)는 상기 측정단계(S10)에서 측정된 상기 가속도 센서(40)의 측정값과 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값이 각각 상이할 경우, 상기 가속도 센서(40)에서 산출된 값으로 결정하며, 결정된 값으로 안티락브레이크 시스템(ABS: Anti-lock Brake System), 충돌제어시스템(TCS: Traction Control System) 및 차량 자세제어 시스템(ESP: Electronic Stability Program)을 제어하는 것이 가능하다.If the measured value of the acceleration sensor 40 measured in the measuring step S10 and the measured value of the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20 are different from each other, (ABS), a collision control system (TCS) and a vehicle attitude control system (ESP) are determined as the values calculated by the acceleration sensor 40, It is possible to control the electronic stability program.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1 : 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어 시스템
10 : 차륜속도 센서
20 : 횡가속도 센서
30 : 요 레이트 센서
40 : 가속도 센서
50 : 조향각 센서
60 : 전자제어장치(ECU)
S1 : 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어방법
S10 : 측정단계
S20 : 데이터 처리단계
S30 : 기울기 판별단계
S40 : 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상여부 판단단계
S50 : 제어단계
1: Abnormal detection and vehicle control system of yaw rate sensor and lateral acceleration sensor using acceleration sensor attached to tire
10: Wheel speed sensor
20: lateral acceleration sensor
30: Yorotor sensor
40: Accelerometer
50: steering angle sensor
60: Electronic control unit (ECU)
S1: Abnormal detection and vehicle control method of yaw rate sensor and lateral acceleration sensor using acceleration sensor attached to tire
S10: Measurement step
S20: Data processing step
S30: Slope determination step
S40: Determination of abnormality of yaw rate sensor and lateral acceleration sensor
S50: control step

Claims (12)

차량의 차륜에 적어도 하나 이상 마련되어 각각의 차륜의 속도를 측정하여 차량 자세 전자제어장치(ESC ECU)로 전송하는 차륜속도 센서(10);
차량의 일측에 마련되어 차량의 횡방향 가속도를 측정하여 차량 자세 전자제어장치(ESC ECU)로 전송하는 횡가속도 센서(20);
차량의 일측에 마련되어 차량 요잉(Yawing)의 회전 각속도를 측정하여 차량 자세 전자제어장치(ESC ECU)로 전송하는 요 레이트 센서(30);
차량에 마련되는 다수개의 타이어 접지면 내측에 설치되어 각 타이어의 가속도를 측정하여 차체 전자제어장치(BCM ECU)로 전송하는 가속도 센서(40);
차량의 스티어링 휠의 조향각을 측정하여 파워 스티어링 전자제어장치(MDPS ECU)로 전송하는 조향각 센서(50); 및
상기 차륜속도 센서(10), 횡가속도 센서(20), 요 레이트 센서(30), 가속도 센서(40) 및 조향각 센서(50)로부터 각각의 데이터를 전송받아 데이터 수치를 상호 비교하여 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 이상 여부를 판별하는 전자제어장치(ECU, 60);를 포함하되,
상기 가속도 센서의 가속도 신호와 축간거리 및 윤거거리를 이용하여 종방향 및 횡방향 기울기를 산출하여, 이를 상기 요 레이트 센서 및 상기 횡가속도 센서의 신호값과 비교하여 이상 여부를 판단하고,
상기 전자제어장치(60)는,
상기 요 레이트 센서(30), 횡가속도 센서(20) 및 가속도 센서(40)에서 전송된 데이터 값을 비교하여, 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값과 상기 가속도 센서(40)에서 전송된 데이터 값이 상이할 경우, 상기 가속도 센서(40)에서 측정된 값으로 데이터 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어 시스템(1)
A wheel speed sensor 10 provided on at least one wheel of the vehicle for measuring the speed of each wheel and transmitting the measured speed to an electronic control unit (ESC ECU);
A lateral acceleration sensor 20 provided at one side of the vehicle for measuring the lateral acceleration of the vehicle and transmitting it to the vehicle position electronic control unit (ESC ECU);
A yaw rate sensor 30 provided at one side of the vehicle for measuring the rotational angular velocity of the vehicle yawing and transmitting it to the vehicle attitude electronic control unit (ESC ECU);
An acceleration sensor (40) installed inside a plurality of tire ground planes provided in the vehicle, measuring an acceleration of each tire and transmitting it to a vehicle body electronic control unit (BCM ECU);
A steering angle sensor 50 for measuring the steering angle of the steering wheel of the vehicle and transmitting it to the power steering electronic control unit (MDPS ECU); And
The respective data are received from the wheel speed sensor 10, the lateral acceleration sensor 20, the yaw rate sensor 30, the acceleration sensor 40 and the steering angle sensor 50, (ECU) 60 for determining whether or not an abnormality has occurred in the lateral acceleration sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20,
Calculating longitudinal and lateral slopes using the acceleration signal, the inter-axis distance, and the yawing distance of the acceleration sensor, comparing the longitudinal and lateral slopes with the signal values of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor,
The electronic control device (60)
The data values transmitted from the yaw rate sensor 30, the lateral acceleration sensor 20 and the acceleration sensor 40 are compared with each other and the measured values of the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20, And the data value is determined by the acceleration sensor (40) when the data value transmitted from the acceleration sensor (40) is different from the data value of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor using the acceleration sensor attached to the tire Detection and control systems (1)
제1항에 있어서,
상기 차륜속도 센서(10)는,
차량의 4개의 휠 각각에 마련되어 각각의 톤 휠의 티스(teeth)를 감지하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어 시스템(1)
The method according to claim 1,
The wheel speed sensor (10)
(1) for detecting an abnormality of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor attached to a tire, wherein the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor are provided on each of four wheels of the vehicle,
제1항에 있어서,
상기 가속도 센서(40)는,
차량의 4개의 타이어 각각의 내측 일면에 마련되되,
상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어 시스템(1)
The method according to claim 1,
The acceleration sensor (40)
The vehicle according to any one of claims 1 to 3,
(1) for detecting a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor attached to the tire, wherein the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor are provided on a center line bisecting the width of the tire.
제1항에 있어서,
상기 가속도 센서(40)는,
지면과 평행한 x, y축 방향 및 지면과 수직한 z축 방향 성분의 가속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어 시스템(1)
The method according to claim 1,
The acceleration sensor (40)
Wherein the accelerations of the x and y axis directions parallel to the ground and the z-axis direction components perpendicular to the ground are measured using an acceleration sensor attached to the tire. One)
제1항에 있어서,
상기 전자제어장치(ECU, 60)는,
상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)에서 측정된 측정값과 가속도 센서(40)에서 측정된 측정값을 비교하여, 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어 시스템(1)
The method according to claim 1,
The electronic control unit (ECU) 60,
And the abnormality of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor is discriminated by comparing the measured value measured by the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20 with the measured value measured by the acceleration sensor 40 (1) An abnormality detection and vehicle control system of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor using an acceleration sensor attached to a tire
삭제delete 차륜속도 센서(10), 횡가속도 센서(20), 요 레이트 센서(30), 가속도 센서(40) 및 조향각 센서(50)를 이용하여 각 요소를 측정하는 측정단계(S10);
상기 측정단계(S10)에서 측정된 데이터 값을 처리하여 저장하는 데이터 처리단계(S20);
상기 데이터 처리단계(S20)를 거친 데이터 값을 이용하여 차량의 기울기 여부를 판별하는 기울기 판별단계(S30);
상기 가속도 센서(40)의 측정값과 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값을 비교하여 이상 여부 판단하는 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부 판단단계(S40); 및
상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 이상으로 판단되는 경우, 상기 측정단계(S10)에서 측정된 가속도 센서 값을 이용하여 차량의 시스템을 제어하는 제어단계(S50);를 포함하고,
상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부 판단단계(S40)는 상기 가속도 센서의 측정값과 축간거리 및 윤거거리를 이용하여 종방향 및 횡방향 기울기를 산출하여, 이를 상기 요 레이트 센서 및 상기 횡가속도 센서의 측정값과 비교하여 이상 여부를 판단하고,
상기 제어단계(S50)는,
상기 측정단계(S10)에서 측정된 상기 가속도 센서(40)의 측정값과 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값이 각각 상이할 경우, 상기 가속도 센서(40)에서 산출된 값으로 차량의 시스템을 제어하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어방법(S1)
A measurement step S10 of measuring each element by using the wheel speed sensor 10, the lateral acceleration sensor 20, the yaw rate sensor 30, the acceleration sensor 40 and the steering angle sensor 50;
A data processing step (S20) of processing and storing the measured data value in the measuring step (S10);
A tilt discriminating step (S30) of discriminating whether the vehicle is tilted by using the data value passed through the data processing step (S20);
A yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor abnormality determination step (S40) for comparing the measured value of the acceleration sensor (40) with the measured value of the yaw rate sensor (30) and the lateral acceleration sensor (20) And
A control step S50 of controlling the system of the vehicle using the acceleration sensor value measured in the measuring step S10 when it is determined that the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20 are abnormal and,
The step (S40) of determining whether the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor are abnormal includes calculating the longitudinal and lateral slopes using the measured value of the acceleration sensor, the inter-axis distance and the yawing distance, The measured value is compared with the measured value of the sensor,
The control step (S50)
When the measured value of the acceleration sensor 40 measured in the measuring step S10 is different from the measured value of the yaw rate sensor 30 and the lateral acceleration sensor 20, (S1) of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor using the acceleration sensor attached to the tire,
제7항에 있어서,
상기 측정단계(S10)는,
차량의 4개의 타이어 각각의 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 가속도 센서(40)를 이용하여 지면과 평행한 x, y축 방향 및 지면과 수직한 z축 방향 성분의 가속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어방법(S1)
8. The method of claim 7,
The measuring step (S10)
An acceleration sensor (40) provided on the inner surface of each of four tires of the vehicle and provided on a center line bisecting the width of the tire is used to measure the acceleration in the x and y axis directions parallel to the ground surface and in the z axis direction (S1) of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor using the acceleration sensor attached to the tire,
제7항에 있어서,
상기 데이터 처리단계(S20)는,
측정된 가속도 센서(40)의 값을 이중 적분하는 이중 적분단계 및 적응형 칼만 필터를 이용한 필터링단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어방법(S1)
8. The method of claim 7,
The data processing step (S20)
And a filtering step using an adaptive Kalman filter. The acceleration sensor according to claim 1 or 2, wherein the acceleration sensor (40) comprises a dual integration step of integrating the value of the measured acceleration sensor (40) And a vehicle control method (S1)
제7항에 있어서,
상기 기울기 판별단계(S30)는,
상기 데이터 처리단계(S20)를 거친 가속도 센서 측정값을 기준으로 차량의 기울기를 판별하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어방법(S1)
8. The method of claim 7,
The tilt determining step S30 may include:
Wherein the tilt of the vehicle is discriminated on the basis of the acceleration sensor measured value obtained through the data processing step (S20). The abnormality detection and vehicle control method of the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor using the acceleration sensor attached to the tire )
제7항에 있어서,
상기 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서 이상 여부 판단단계(S40)는,
상기 가속도 센서(40)의 측정값과 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값을 비교하며, 상기 가속도 센서(40)의 측정값과 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 측정값이 상이할 경우, 상기 요 레이트 센서(30) 및 횡가속도 센서(20)의 이상으로 결정하는 것을 특징으로 하는 타이어에 부착된 가속도 센서를 이용한 요 레이트 센서와 횡가속도 센서의 이상 검출 및 차량 제어방법(S1)
8. The method of claim 7,
The step (S40) of determining whether the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor are abnormal is characterized in that,
The measured value of the acceleration sensor 40 is compared with the measured value of the yaw rate sensor 30 and the measured value of the lateral acceleration sensor 20 and the measured value of the acceleration sensor 40 and the measured value of the yaw rate sensor 30, Wherein the yaw rate sensor (30) and the lateral acceleration sensor (20) are determined as abnormal when the measured value of the acceleration sensor (20) is different. Sensor abnormality detection and vehicle control method (S1)
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