KR102454611B1 - 자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법 - Google Patents

자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 자동차의 조작 요소의 입력 변수의 두 개 이상의 입력값(W)을 시간차를 두고 판독하는 단계와, 판독된 두 개 이상의 입력값(W)으로부터 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률을 획득하는 단계와, 상기 시간에 따른 변동 또는 변동률로부터 자동차 작동을 위한 모니터링 변수(a)를 결정하는 단계와, 이 모니터링 변수(a)를 이용하여 모니터링 기능을 선택하는 단계와, 이 모니터링 기능을 이용하여, 결정된 자동차 작동을 위한 모니터링 변수(a)를 모니터링하는 단계를 포함한다.

Description

자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법
본 발명은 자동차의 드라이브 바이 와이어(drive by wire) 시스템의 모니터링 방법과 컴퓨터 유닛, 그리고 상기 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
자동차 공학에서의 최근 개발 현황은 모든 운전자 명령을 드라이브 바이 와이어를 이용하여 전기적으로만 전달하는 추세이다. 드라이브 바이 와이어(축약어로 DbW)는, 예를 들어 가속 페달, 브레이크 페달 또는 스티어링 휠과 같은 자동차의 조작 요소로부터 예를 들어 자동차의 스로틀 밸브, 브레이크 및/또는 조향 장치와 같은 자동차의 대응 제어 요소로의 기계적 힘 전달이 없는 자동차의 운전 또는 제어를 일컫는다. DbW 시스템의 공지된 예는 이른바 전자 가속 페달(E-GAS)이다. 상기 기능들의 제어는 대신에 전기선 및 서보 모터 또는 전기 기계식 액추에이터를 통해 수행된다. 안전상의 이유로, 자동차의 제어 요소는 예를 들어 자동차의 원하지 않는 가속과 같은 오동작을 방지하기 위해 영구적으로 모니터링되어야 한다.
모니터링은, 3-레벨 컨셉("가솔린 및 디젤 엔진 제어를 위한 표준화된 전자 가속 페달 모니터링 컨셉", EGAS 연구회, 2013. 7. 5, 버전 5.5 참조)에 따라 설계될 수 있다. 제1 레벨은, 특히 요구된 엔진 토크의 변환을 위한 엔진 제어 기능, 부품 모니터링, 입력 및 출력 변수의 진단, 그리고 에러 인식 시 시스템 반응의 제어를 포함하는 기능 레벨(function level)이다. 제2 레벨, 즉, 기능 모니터링 레벨은 특히 계산된 토크 또는 자동차 가속도의 모니터링을 통해, 제1 레벨에서의 기능 소프트웨어의 모니터링 관련 범주의 잘못된 진행을 인식한다. 에러 발생 시 시스템 반응의 트리거가 수행된다. 제3 레벨, 즉, 컴퓨터 모니터링 레벨은 질의/응답 통신을 통해, 제2 레벨이 올바르게 작동하는 지의 여부를 제어한다. 에러 발생 시, 시스템 반응의 트리거는 기능 컴퓨터와 무관하게 수행된다.
3-레벨 컨셉은 토크 기반 또는 가속도 기반 구조를 포함할 수 있다.
그러나 모니터링의 토크 기반 구조는 직관적으로 검출 가능한 특성을 포함하지 않는데, 그 이유는 자동차 운전자가 의식적으로 토크를 조절하지 않기 때문이다. 또한, 많은 변수를 갖는 복잡한 물리적 모델이 요구된다. 더욱이, 기능 레벨과 모니터링 레벨 간의 결합은 특성 맵, 입력 신호 및 다른 인터페이스를 통해 주어진다. 따라서, 특성 맵, 입력 신호 및 인터페이스가 적응되어야 하기 때문에, 모니터링 레벨에 대한 높은 적응 비용이 발생한다.
이에 반해, 가속도 기반 모니터링 구조에서는 기능 레벨과 모니터링 레벨이 서로 분리된다. 또한, 모니터링 레벨의 가속도 기반 구조는 토크 기반 구조와는 달리, 기능 레벨로서 다른 변수를 포함하는데, 그 이유는 예를 들어, 자동차의 보조 유닛의 연결이 모니터링의 이러한 형태와는 무관하기 때문이다. 그러나 가속도 기반 구조는 직관적으로 검출 가능한 특성을 항상 포함하는 것은 아니다. 또한, 모니터링 레벨은, 지속적으로 계산됨에 따라 마이크로컨트롤러의 컴퓨터 리소스를 요구하는 복잡한 물리 모델을 필요로 한다.
따라서, 직관적으로 쉽게 검출 가능하며 바람직하게는 적은 컴퓨터 리소스를 요구하는, 자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 이러한 방법은 토크 기반 모니터링 구조에 비해 상이한 변수에 쉽게 적응될 수 있다.
미국 공개특허공보 2009-0216393 A1 (2009.08.27)
본 발명에 따르면, 독립 청구항의 특징을 갖는 자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법과, 컴퓨터 유닛 및 컴퓨터 프로그램이 제안된다. 바람직한 구성은 종속 청구항 및 이하의 상세 설명의 대상이다.
본 발명은, 입력값에 기초하여 모니터링을 수행하고, 예를 들어 입력값 또는 그로부터 도출되는 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률, 예를 들어 변화도 또는 값 차를 산입하는 조치에 기반한다. 입력값 또는 유도된 변수에 의해 나타나는 (예를 들어 물리적) 변수를 입력 변수라 지칭한다. 예를 들어, 페달 위치로부터 유도된 변수는 구동 토크이다. 여기서, 변동 또는 입력 변수는, 서로 연속되는 두 시점에서의 가속 페달 위치의 차이로서 계산된 가속 페달 위치의 변동일 수 있다. 변동률은, 시간 단위 당 입력 변수의 변량으로서 계산될 수 있는 가속 페달 위치의 변화도일 수 있다. 본 출원에서, 입력 변수의 처리(특히 시간에 따른 변동 또는 변동률)를 다룰 경우, 상기 처리는 입력 변수로부터 유도된 변수를 항상 포함해야 한다.
제1 부분 양태에 따르면, 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률은, 운전자의 현재 주행 요구를 결정한 다음, 실행을 위해 결정된 주행 요구와 관련된 모니터링 기능을 선택하는 데 이용된다. 이러한 선택은 직접적인 선택뿐만 아니라 간접적인 선택으로도 이해되는데, 즉, 운전자의 결정된 주행 요구와 관련된 모니터링 기능이 결정되고 (직접적으로) 실행을 위해 선택되며, 그리고/또는 결정된 운전자 요구와 무관한 모니터링 기능이 결정되고, 실행에서 배제된다(이에 의해, 나머지는 간접적으로 선택된다).
이는, 모든 모니터링 기능이 항상 실행되어야 할 필요 없이, 목표한 선택이 실행될 수 있기 때문에 계산 용량을 절약한다. 예를 들어 속도, 구동 토크, 가속, 감속을 위한 직관적으로 쉽게 검출 가능한 모니터링 기능들이 준비될 수 있으며, 이들 중 하나 또는 복수의 관련 기능이 선택되고 관련 없는 기능은 비활성화된다. 상응하는 모니터링 기능의 제공을 통해, 방법이 다양한 변수들에 쉽게 적응될 수 있는데, 그 이유는 방법이 모듈식이고 기능 레벨과 모니터링 레벨 간에 필요한 인터페이스가 적기 때문이다.
제2 부분 양태에 따르면, 특히 제1 양태에 따라 선택되고 실행된 모니터링 기능에서, 에러를 더 빠르게 인식하기 위해 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호가 고려된다.
자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법에서, 제1 단계에서 자동차의 조작 요소의 2개 이상의 입력값이 시간차를 두고 판독된다. 입력값은 자동차의 조작 요소의 값이며, 이러한 값을 이용하여 자동차 운전자가 특히 방향, 속도, 가속 및 감속을 사전 설정한다. 이러한 입력값은 특히 가속 페달 위치, 브레이크 페달 위치 또는 스티어링 휠 각도에 의해 사전 설정될 수 있다.
다음 단계에서, 입력값 및/또는 그로부터 유도된 변수가 시간에 따라 전개된다. 이는, 간단한 구성의 경우, 입력값들 간의 차의 형성일 수 있다. 바람직하게는, 상기 차로부터 두 개의 시점 간의 시간차의 고려를 통해 변화도가 계산되어, 시간에 따른 변동 또는 변동률로서 고려될 수 있다.
다음 단계에서, 시간에 따른 변동 또는 변동률로부터 자동차 작동을 위한 하나 이상의 모니터링 변수가 결정된다. 모니터링 변수는 주행 속도, 가속도 또는 감속도, 주행 방향, 제동 거리, 휠 및/또는 엔진의 회전수, 휠의 조향각, 자동차 궤적, 엔진 소음, 운동량 및/또는 다른 도로 이용자와의 거리일 수 있다. 모니터링 변수는 실질적으로, 운전자가 자신의 순간 조작에 의해 본질적으로 영향을 미치려는 변수에 상응한다.
다음 단계에서, 결정된 모니터링 변수와 관련 있는 모니터링 기능이 실행을 위해 선택되어 실행되는데, 다시 말해 모니터링 변수가 모니터링 기능을 이용하여 모니터링된다. 모니터링 기능은 예를 들어 입력값 및/또는 입력값의 시간에 따른 변동 또는 변동률 및/또는 입력값으로부터 도출된 다른 변수 또는 그 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 목표치/실제값 비교를 포함할 수 있다. 모니터링 기능 자체는 통상의 기술자에게 공지되어 있기 때문에, 여기서는 더 상세히 설명하지 않는다. 모니터링 기능은 모니터링 변수를 에러 자유도와 관련하여 모니터링하며, 에러 발생 시 에러 신호를 송출한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 모니터링 기능은, 이미 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호에 따라, 즉, 예를 들어 입력값 (또는 그로부터 유도된 변수)의 시간별 변동에 따라, 모니터링 기능 내에서 에러 존재 여부가 판단되는 제2 부분 양태에 따라 이용된다.
입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 결정은 약간의 컴퓨터 리소스만을 요구하나, 운전자 요구와 관련 있는 모니터링 변수의 간단한 선택을 허용한다. 또한, 예를 들어 자동차 운전자가 자동차의 가속 페달로부터 부하를 경감하고, 즉, 가속 페달에서 발을 떼거나, 동시에 자동차 구동부의 엔진 토크가 상승할 경우, 에러 발생의 검출이 특히 직감적으로 허용된다. 통상, 가속 페달 위치의 변화도가 하강하면 엔진 토크의 변화도도 하강한다. 그러나 드라이브 바이 와이어 시스템의 에러로 인해, 엔진 토크의 변화도가 상승하거나 일정할 경우, 이는 두 변화도의 비교를 통해 간단하게 검출될 수 있으며, 이어서 에러 신호가 생성될 수 있다. 정확한 토크값이 전혀 계산될 필요가 없다.
한 바람직한 실시예에 따르면, 모니터링 변수의 모니터링은 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호의 결정 및 평가를 포함한다. 이 경우, 입력 변수가 더 커지면 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호는 양이며, 입력 변수가 더 작아지면 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호는 음이다. 입력 변수가 일정하게 유지될 경우, 시간에 따른 변동 또는 변동률은 0일 수도 있다. 이는 수치값이 아닌 논리값만 처리되면 되므로, 평가를 단순화한다. 논리 연산의 결과는 예를 들어, 모니터링되어야 할 자동차의 모니터링할 영역, 예컨대 모니터링 변수와 같은 관련 변수를 선택하기 위해, 또는 모니터링 시스템의 부분을 활성화하거나 비활성화하기 위해, 가 사용될 수 있으며, 이는 다시 컴퓨터 리소스를 보호한다. 예를 들어 입력 변수로서의 가속 페달 위치의 변화도가 양일 경우, 즉, 가속 페달이 눌리면, 가속도 모니터링은 중요하지 않은데, 그 이유는 운전자가 여하간에 가속하기를 원하기 때문이다. 이에 반해, 의도치 않은 감속에 대한 모니터링이 적절하다.
또 다른 실시예에 따르면, 대안적으로 또는 추가로, 모니터링 변수의 모니터링이 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호의 결정 및 평가, 그리고 상기 부호에 기초한 모니터링 변수의 모니터링을 포함한다. 이는 제어 변수의 모니터링을 더욱 간소화하는데, 그 이유는 간단한 논리 회로로 2진값만 연산되면 되기 때문이다. 바람직하게는, 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호로부터, 모니터링 변수의 시간적 전개의 예측 부호가 결정되어 실제 부호와 비교된다. 운전자가 자동차의 가속 페달에서 부하를 경감시킬 경우, 즉, 가속 페달에서 발을 뗄 경우, 모니터링 변수의 예측된 시간적 전개, 즉, 모니터링 변수로부터 도출되는 속도는 음이다. 이에 반해, 모니터링 변수인 속도의 실제 시간적 전개가 양일 경우, 에러 발생이 인식된다.
일 실시예에 따르면, 드라이브 바이 와이어 시스템은, 모니터링 기능이 에러를 인식할 경우 안전 상태로 전환된다. 안전 상태에서 드라이브 바이 와이어 시스템은, 검출된 오기능이 더 이상 위험한 주행 상황을 유도할 수 없도록 보호된다. 이로써, 오기능에도 불구하고 자동차의 지속적인 작동이 가능하다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 자동차 작동을 위한 하나 이상의 모니터링 변수의 결정은 먼저 원하는 주행 상태 및/또는 작동 상태의 결정을 포함한다. 원하는 주행 상태 및/또는 작동 상태의 결정은 예를 들어, 상태 자동화 장치 또는 퍼지 논리를 이용하는 상기 상태에 대한 운전자 조작의 할당을 포함할 수 있다. 상태의 개수뿐만 아니라 조작 요소의 개수도 공지되어 있기 때문에, 각각의 경우에 적합한 상태 자동화 장치가 제공될 수 있다.
주행 상태란 자동차의 운동을 특징짓는 상태, 즉, 실질적으로 가속, 감속, 정속 주행, 정지 상태를 의미한다. 작동 상태는 자동차의 작동 방식을 특징짓는 상태, 즉, 실질적으로 전기 주행, 연소 엔진에 의한 주행, 하이브리드 방식 주행, 회생, 부스트, 배터리 충전, 시프팅을 의미한다.
자동차 운전자의 조작으로부터 먼저 기본적으로, 주행 상태 및/또는 작동 상태가 결정될 경우, 이는, 결정된 주행 상태 및/또는 작동 상태를 위해 가능한 모니터링 변수의 후속적인 결정이 쉬워지도록 하는데, 그 이유는 통상 각각의 주행 상태 및/또는 작동 상태에 대해, 직관적인 모니터링 변수의 소정의 유의미한 선택이 단 하나만, 예를 들어 정속 주행 시에는 실질적으로 속도 자체만 존재하기 때문이다.
또 다른 실시예에 따르면, 모니터링 변수의 모니터링 시, 추가로 하나 이상의 주행 파라미터 및/또는 환경 파라미터가 고려된다. 이에 의해, 모니터링의 정확도가 증대되는데, 그 이유는 운전자에 의해 직접 영향을 받는 입력값 외에, 통상 또 다른 주행 파라미터 및/또는 환경 파라미터도 모니터링 변수의 목표값을 함께 결정하기 때문이다. 주행 속도 및 가속도 또는 감속도는, 예를 들어 가속 페달 위치 외에 변속기의 시프팅 상태, 적재량, 노면 기울기(경사면 저항), 바람 상태(맞바람 또는 뒷바람) 등에 좌우된다. 이러한 파라미터들은 기본적으로 측정 가능하기 때문에 고려될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 자동차 작동을 위한 모니터링 변수의 모니터링을 위해 모델이 사용된다. 예를 들어, 가속 또는 감속과 같은 다양한 주행 상황에 대해 다양하고 간단한 모델이 제공될 수 있다. 이러한 관점에서, 복잡하게 데이터화될 특성 맵을 통한 기능 레벨(제1 레벨)과 모니터링 레벨(제2 레벨)의 결합이 수행되지 않는다. 모니터링 레벨의 모델은 기능 레벨에 포함된 것과는 다른 변수를 포함하기 때문에, 전반적으로 기능 레벨로부터 분리된다. 이러한 모델은 쉽게 적응될 수 있고, 간단하게 파라미터화될 수 있으며, 쉽게 대체될 수 있는데, 그 이유는 모델이 모듈식 구조이기 때문이다.
예를 들어, 모델은 다항 함수, 스플라인 함수, 지수 포화 곡선, 지수 감쇠 함수, 및/또는 하나 이상의 입력값을 목표값과 연산하는 랜덤 워크(random walk) 함수를 포함한다. 이로써, 모델이 표준 함수에 의존함에 따라, 모델이 매우 간단한 구조 및 매우 적은 컴퓨터 리소스를 필요로 하게 된다.
본 발명에 따른 컴퓨터 유닛, 예를 들어 자동차의 제어 장치는 특히 프로그램 기술적으로, 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 구성된다.
상기 방법을 소프트웨어의 형태로 구현하는 것도 바람직한데, 그 이유는 특히 실행 측 제어 장치가 또 다른 작업들을 위해서도 이용됨에 따라 어차피 존재하는 경우에는, 상기 방식이 특히 적은 비용을 야기하기 때문이다. 컴퓨터 프로그램을 제공하기에 적합한 데이터 캐리어는 특히 디스켓, 하드 디스크, 플래시 메모리, EEPROM, CD-ROM, DVD, 클라우드 등이다. 컴퓨터 네트워크(인터넷, 인트라넷 등)를 통해 프로그램을 다운로드하는 것도 가능하다.
본 발명의 또 다른 장점 및 구성은 명세서 및 첨부된 도면을 참조한다.
전술한 특징들 및 하기에 추가로 설명될 특징들은 여기에 명시된 조합뿐만 아니라 다른 방식으로 조합된 형태로 또는 단독으로도 본 발명의 범주 내에서 적용될 수 있다.
본 발명은 실시예를 참조로 도면에 개략 도시되며, 이하 도면을 참조로 상세히 설명된다.
도 1은 자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템을 위한 모니터링 구조의 개략도이다.
도 2는 복수의 모델 중 한 모델의 선택에 대한 개략도이다.
도 3은 자동차 가속도 모델의 지수 포화 함수의 개략도이다.
도 4는 자동차 감속도 모델의 지수 감쇠 함수의 개략도이다.
도 5는 일정한 속도에서의 자동차의 거동을 기술하는 자동차 모델의 랜덤 워크 함수의 개략도이다.
도 1은 예를 들어 연소 엔진, 전기 모터 또는 하이브리드 구동부를 구동부로서 구비한 자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템의 예시적인 모니터링부(2)를 개략적으로 보여준다. 드라이브 바이 와이어 시스템에 의해, 자동차 운전자의 운전자 명령이 예를 들어 가속 페달, 브레이크 페달, 변속단 시프트 레버 또는 스티어링 휠과 같은 조작 요소로부터, 예를 들어 스로틀 밸브, 전력 변환기, 변속기, 브레이크 및/또는 조향 장치와 같은 자동차의 대응 제어 요소에 드라이브 바이 와이어를 이용하여 전기적으로 전달된다.
드라이브 바이 와이어 시스템의 기능 장애는, 제어 요소가 의도치 않게 반응하게 하여 위험한 주행 상황이 야기되게 하는, 예를 들어 자동차를 의도치 않게 가속시키는 신호를 유발할 수 있다. 모니터링부(2)에 의해, 드라이브 바이 와이어 시스템이 상기 유형의 기능 장애에 대해 모니터링된다. 이러한 유형의 기능 장애가 검출되면, 이에 반응하여, 검출된 기능 장애가 더 이상 위험한 주행 상황을 유발할 수 없도록 드라이브 바이 와이어 시스템이 보호되는 안전 상태(S_Z)로의 드라이브 바이 와이어 시스템의 전환을 트리거하는 에러 신호(F)가 생성된다. 가장 간단한 경우, 이는 안전한 차단을 유도한다.
모니터링부(2)는 이를 위해, 모델 모듈(4), 에러 검출 모듈(6) 및 에러 반응 모듈(8)을 포함한다. 이를 위해, 모니터링부(2), 모델 모듈(4), 에러 검출 모듈(6) 및/또는 에러 반응 모듈(8)이 하드웨어 부품 및/또는 소프트웨어 부품을 포함할 수 있다.
모델 모듈(4)은 다양한 주행 상황을 위한 복수의 모델을 포함하며, 이들 중 편의상 단 하나의 자동차 가속도 모델(10)만 도시되어 있는데, 이는 추후 더 상세히 설명되듯이, 자동차의 가속도 거동을 기술한다.
다른 모델들은, 감속 거동, 정속 주행 시 거동, 휠 및 구동부의 회전수 거동, 조향 거동, 사전 설정된 궤적의 추적 시 추적 거동, 소음 발생 거동 및/또는 사전 설정된 간격의 유지 시 거동에 관련될 수 있다.
모델에는 측정 기술적으로 자동차의 조작 요소에서 검출되는 입력값(W)이 공급된다. 이는, 자동차 가속 모델(10)에 대한 본 경우에서 자동차의 하나 이상의 가속 페달 위치 및 가속 페달 위치의 변화도이다.
출력 변수로서, 자동차 가속도 모델(10)은 예를 들어 자동차의 가속도 및/또는 가속도의 변화도에 대한 목표값(Y_Soll)을 공급한다.
자동차 가속도 모델(10)에는 측정 변수 평가부(12)가 할당된다. 측정 변수 평가부(12)는 예를 들어 자동차의 가속도, 속도 및/또는 주행 방향과 같은 자동차의 실제값(Y_Ist) 또는 측정값을 검출하며, 변화도와 같이 상기 측정값으로부터 도출된 값도 검출하거나 계산한다. 본 경우에서, 측정 변수 평가부(12)는 예를 들어 가속도 센서를 이용하여 주행 방향으로의 실제 자동차 가속도를 검출한다.
목표값(Y_Soll) 및 실제값(Y_Ist)이 에러 검출 모듈(6)에 공급된다. 에러 검출 모듈(6)은, 도시된 실시예에서 목표/실제 비교에 따라 작동하며, 목표값(Y_Soll) 및 실제값(Y_Ist)의 서로 종속되는 값 쌍을 서로 비교하는 비교기(14)를 포함한다. 본원의 경우 상기 값 쌍은, 목표 자동차 가속도와 실제 자동차 가속도, 또는/및 목표 자동차 가속도 변화도와 실제 자동차 가속도 변화도이다.
목표값(Y_Soll)과 실제값(Y_Ist) 간의 차 및/또는 변화도가 임계값보다 작을 경우, 기능 장애(K_F)가 존재하지 않는다. 상기 차가 임계값보다 클 경우, 드라이브 바이 와이어 시스템의 에러로 인한 에러 발생이 추정되어 에러 신호(F)가 생성된다.
에러 신호(F)는, 검출된 기능 장애가 더 이상 위험한 주행 상황을 야기할 수 없는 안전 상태(S_Z)로 드라이브 바이 와이어 시스템을 전환하는 에러 반응 모듈(8)로 공급된다.
도 2는 모델 모듈(4)의 상태 자동화 장치(20)를 이용하여 모델 모듈(4)의 복수의 모델로부터의 모델 선택 프로세스를 도시한다. 이를 위해, 상태 자동화 장치(20)는 먼저, 원하는 주행 상태 및/또는 작동 상태를 운전자 요구(FW)로서 결정한다. 이는, 결정된 주행 상태 및/또는 작동 상태를 위해 가능한 모니터링 변수의 후속적인 결정을 간소화하는데, 그 이유는 통상, 각각의 주행 상태 및/또는 작동 상태에 대해 모니터링 변수의 단 하나의 임의의 유의미한 선택만이, 예를 들어 가속 주행 시에는 실질적으로 가속도 또는 감속도 자체만 존재하기 때문이다.
입력 평가 유닛(16)은, 하나 이상의 변화도(G) 및 변화도의 부호를 결정하기 위해, 하나 이상의 입력값(W)의 형태로 자동차의 조작 요소에 대한 자동차 운전자의 입력을 평가한다.
가속 페달 위치의 제1 측정값 및 가속 페달 위치의 제2 측정값이 시간적으로 서로 이격된 2개의 측정 시점에 검출되는, 예를 들어 가속 페달 위치의 변화도(G)가 결정된다. 수치적 차에 의해 변화도가 획득된다.
본 실시예에서, 복수의 가속 페달 위치가 시간적으로 차례로 검출되며, 가속 페달 위치의 변화도(G)의 평가를 통해 그리고 변화도의 부호를 통해 결정된다. 이로써, 예를 들어 자동차 운전자가 가속 페달을 가압하는지에 대한 평가가 형성된다. 가속 페달의 이러한 운동은 0보다 큰 변화도(G)를 유도한다. 따라서, 부호는 양("+")이다.
또한, 주행 상황 검출 유닛(18)은 예를 들어, 자동차의 센서를 이용하여 측정되는 측정값의 평가를 통해 자동차의 주행 상황을 검출한다. 본 실시예에서는, 예를 들어 자동차의 가속도 센서를 이용하여 주행 방향으로의 자동차의 0보다 큰 가속도(aMess)가 검출된다.
입력 평가 유닛(16)에 의해 결정된 변화도(G) 및 부호 그리고 가속도(aMess)는, 모니터링 변수를 복수의 모니터링 변수로부터 선택하기 위해, 변화도(G)의 부호 "+" 및 측정된 가속도(aMess)를 예를 들어 퍼지 논리를 이용하여 연산하는 상태 자동화 장치(20)에 공급된다. 이 경우, 퍼지 논리의 사용은, 정확한 물리적 모델이 제시되지 않은 변수들의 관계를 설명할 수 있게 한다. 따라서, 상태 자동화 장치(20)는 원하는 주행 상태로서 "가속"을 결정한다. 상태 자동화 장치(20)는 모니터링 변수(들)과 주행 상태 및/또는 작동 상태 간의 관계(22)로부터 관련 모니터링 변수 "가속도"(a)를 추출한다.
모니터링 변수의 선택, 본 실시예에서는 주행 방향으로의 가속도(a)에 대해, 상태 자동화 장치(20)가 복수의 모델들로부터 자동차 가속도 모델(10)을 선택한다.
도 3은 자동차 가속도 모델(10)의 지수 포화 함수를 도시하며, 이는 x축 상의 입력 변수들, 여기서는 예를 들어 가속 페달 위치(φ)와, y축 상의 목표값(Y_Soll), 이 경우 주행 방향으로의 자동차의 목표 가속도(a) 간의 관계를 설명한다.
이 경우, 가속 페달이 작동되고 브레이크 페달은 작동되지 않음으로써, 자동차의 주행 방향으로의 증가한 가속도가 설정되나, 최대 가속도는 자동차의 구동부의 제한된 성능 및 주행 저항으로 인해 초과될 수 없다고 가정된다.
지수 포화 함수는 일반 공식,
Figure 112017086245861-pct00001
을 포함할 수 있으며, 여기서 파라미터인 경사(d) 및 포화 한계(m)가 자동차의 주행 거동에 적응될 수 있다.
이 경우, 실제값(Y_Ist)은 주행 방향으로의 자동차의 실제 가속도이다. 이는, 예를 들어 자동차 휠들의 휠 회전수와, 구간 프로파일과 관련된 경사 정보로부터, 또는 가속도 센서에 의해 측정된 가속도로부터 결정될 수 있다. 경사 정보는 자동차가 이동하는 구간의 오르막 및 내리막에 관한 데이터를 포함한다. 이러한 데이터는 예를 들어 자동차의 GPS, 전자 맵 또는 기울기 센서의 도움으로 결정될 수 있다.
이로써, 드라이브 바이 와이어 시스템의 에러 없는 작동을 위한 조건은, 특히 경사 및 주행 저항이 극복되는 경우, 주행 방향으로의 자동차 가속도의 예측된 변화도(모니터링 변수의 변동 또는 변동률)가 0보다 큰 것이다. 그러나 실제 변화도가 0보다 작을 경우, 안전 목표 "원하지 않는 감속"과 관련된 에러 발생이 존재한다. 즉, 이 경우, 부호의 모니터링으로 충분하고, 가속도 모델의 계산이 불필요하며, 이는 컴퓨터 리소스에 대한 수요를 감소시킨다.
도 4는 자동차 감속도 모델의 지수 감쇠 함수를 도시하며, 이는 입력 변수들, 여기서는 예를 들어 x축 상의 브레이크 페달 위치(φ)와, y축 상의 목표 속도(Y_Soll), 이 경우에는 주행 방향으로의 자동차의 목표 속도(v) 간의 관계를 설명한다. 상기 모델은 브레이크 페달의 작동을 통한 제동 시 자동차의 거동을 기술한다.
이 경우, 브레이크 페달의 작동으로 인해, 자동차가 최종적으로 정지할 때까지 그리고/또는 자동차가 장애물로부터 소정의 간격을 두고 정지 상태가 될 때까지 주행 방향으로의 자동차 감소 속도가 설정된다고 가정된다. 브레이크 페달의 작동을 통해 브레이크 페달 위치의 예상 변화도가 0보다 커진다.
주행 방향으로의 자동차의 목표 속도가 예를 들어 자동차 휠들의 휠 회전수로부터 결정될 수 있는 반면, 장애물로부터의 간격은 자동차 간격 레이더에 의해 결정될 수 있다.
이로써, 여기서 드라이브 바이 와이어 시스템의 에러 없는 작동을 위한 조건은, 경사 정보가 계산된 경우, (모니터링 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률로서) 주행 방향으로의 자동차 가속도의 예측 변화도가 0보다 작다는, 즉, 음이라는 것이다. 그러나 가속도의 실제 변화도가 0보다 클 경우, 안전 목표 "원하지 않는 가속"과 관련하여 에러 발생이 존재한다. 즉, 이 경우, 부호의 모니터링으로 충분하고, 가속도 모델의 계산이 불필요한하며 이는 컴퓨터 리소스에 대한 수요를 감소시킨다.
도 5는 목표값(Y_Soll), 여기서는 주행 방향으로의 자동차의 목표 속도(v)를 위한 자동차 주행 모델의 랜덤 워크 함수를 도시한다. 자동차 주행 모델은 일정한 속도에서의 자동차의 거동을 설명한다. 상기 거동은, 가속 페달 위치들, 즉, 가속 페달과 브레이크 페달의 공차에 따라 자동차 속도의 가급적 작은 편차를 갖는다. 이 경우, 평지에서 주행 시 가속 페달 위치가 일정하고 브레이크 페달이 작동하지 않음으로써, 주행 방향으로 자동차의 일정한 속도가 설정되고, 또는 브레이크 페달이 작동될 경우, 즉, 브레이크 페달 위치의 변화도가 양(+)인 경우, 내리막 구간을 따라 움직이는 것으로 가정된다.
주행 방향으로의 자동차의 목표 속도는 예를 들어 자동차 휠들의 휠 회전수로부터 결정될 수 있다.
따라서, 이러한 주행 상황에서, 가속 페달 위치의 공차에 따른 자동차 속도의 편차가 가급적 작은 간단한 데이터 모델이 사용될 수 있으며, 이는 컴퓨터 리소스에 대한 수요를 감소시킨다.

Claims (14)

  1. 자동차의 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법이며, 상기 방법은,
    자동차의 조작 요소의 입력 변수의 두 개 이상의 입력값(W)을 시간차를 두고 판독하는 단계와,
    판독된 두 개 이상의 입력값(W)으로부터 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률을 획득하는 단계와,
    상기 시간에 따른 변동 또는 변동률로부터 자동차 작동을 위한 모니터링 변수(a)를 결정되는 단계와,
    상기 모니터링 변수(a)에 기반하여 모니터링 기능을 선택하는 단계와,
    모니터링 기능을 이용하여, 결정된 자동차 작동을 위한 모니터링 변수(a)를 모니터링하는 단계를 포함하고,
    모니터링 기능을 이용한, 결정된 자동차 작동을 위한 모니터링 변수(a)의 모니터링은, 에러 발생 시 에러 신호(F)의 송출을 포함하는, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서, 모니터링 변수(a)에 기반한 모니터링 기능의 선택은 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호의 결정 및 상기 부호에 기반한 모니터링 기능의 선택을 포함하는, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모니터링 기능을 이용한, 결정된 자동차 작동을 위한 모니터링 변수(a)의 모니터링은, 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호의 결정 및 상기 부호에 기반한 모니터링 변수(a)의 모니터링을 포함하는, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  4. 제3항에 있어서, 입력 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 부호로부터 모니터링 변수(a)의 시간에 따른 변동의 예상 부호가 결정되어, 모니터링 변수의 시간에 따른 변동 또는 변동률의 실제 부호와 비교되는, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 에러 신호(F)에 반응하여, 드라이브 바이 와이어 시스템이 안전 상태(S_Z)로 전환되는, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모니터링 변수에 기반한 모니터링 기능의 선택은, 실행을 위한 관련 모니터링 기능의 선택 및/또는 실행과 무관한 모니터링 기능의 제외를 포함하는, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자동차 작동을 위한 하나 이상의 모니터링 변수(a)의 결정은 먼저 원하는 주행 상태 및/또는 작동 상태의 결정을 포함하는, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모니터링 변수(a)의 모니터링은 추가로, 하나 이상의 주행 파라미터 및/또는 환경 파라미터의 고려를 포함하는, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입력 변수는 가속 페달 위치, 브레이크 페달 위치, 변속단 시프트 레버 위치 및/또는 스티어링 휠 각도인, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자동차 작동을 위한 하나 이상의 모니터링 변수(a)는 주행 속도, 가속도 또는 감속도, 주행 방향, 제동 거리, 휠, 엔진의 회전수, 휠의 조향각, 자동차 궤적, 엔진 소음, 운동량 및 다른 도로 이용자와의 거리 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 드라이브 바이 와이어 시스템의 모니터링 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 컴퓨터 유닛.
  13. 컴퓨터 유닛에서 실행될 경우, 상기 컴퓨터 유닛으로 하여금 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하게 하며 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  14. 제13항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
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