KR20050046240A - A offset correction and trouble detection method of yaw rate sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 요레이트 센서 오프셋 보정 및 고장검출방법에 관한 것으로, 차량이 주행중인 경우 제2소정시간전에 정차상태였는지 여부에 따라 정차중에 측정된 요레이트를 요레이트 오프셋으로 설정하거나 계산된 요레이트와 측정된 요레이트의 차이를 요레이트 오프셋으로 설정하는 단계와 상기 설정된 요레이트 오프셋을 기준값과 비교하는 단계와 상기 비교의 결과에 따라 상기 요레이트 오프셋을 보정하거나 고장을 판단하는 단계를 포함한다. The present invention relates to a yaw rate sensor offset correction and fault detection method, and the yaw rate measured during the stop is set to the yaw rate offset or calculated and Setting the difference of the measured yaw rate as the yaw rate offset, comparing the set yaw rate offset with a reference value, and correcting the yaw rate offset or determining a failure according to a result of the comparison.
Description
본 발명은 요레이트 센서 오프셋 보정 및 고장검출방법에 관한 것으로, 요레이트 오프셋을 보정하거나 요레이트센서의 고장검출을 하는 요레이트 센서 오프셋 보정 및 고장검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a yaw rate sensor offset correction and fault detection method, and relates to a yaw rate sensor offset correction and fault detection method for correcting the yaw rate offset or the failure detection of the yaw rate sensor.
일반적으로, 회전 각속도를 검출하는 요레이트 센서는 자동차 뿐만 아니라 선박이나 항공기의 항법장치, 캠코더에 까지 광범위하게 사용되고 있다. 요레이트 센서는 각속도 센서라고도 하며 차량의 수직축 방향의 각속도를 검출하는 것이다. In general, the yaw rate sensor for detecting the rotational angular velocity is widely used not only for automobiles but also for navigation devices and camcorders of ships and aircrafts. The yaw rate sensor, also called an angular velocity sensor, detects the angular velocity in the vertical axis direction of the vehicle.
이러한 요레이트 센서를 사용하는 ESP 시스템(차량 안정성 제어 시스템)은 요레이트 센서외에 다수의 센서와 각 차륜의 제동력을 제어하기 위한 액츄에이터인 하이드로릭 유닛 그리고 전자제어장치인 전자제어유닛(ECU)등으로 구성된다. In addition to the yaw rate sensor, the ESP system (vehicle stability control system) using the yaw rate sensor includes a plurality of sensors, a hydraulic unit which is an actuator for controlling the braking force of each wheel, and an electronic control unit (ECU) which is an electronic controller. It is composed.
여기에서 요레이트는 ESP 시스템을 제어하기 위해 기초가 되는 사항으로 요레이트 센서의 정확도는 ESP 시스템에서 매우 중요한 요소이다. The yaw rate is the basis for controlling the ESP system, and the accuracy of the yaw rate sensor is a very important factor in the ESP system.
그러나 종래에는 요레이트 센서의 오프셋 보정이나 고장검출을 위한 적절한 방법이 제시되지 않아 요레이트 센서에 오프셋 고장등이 발생했을 경우 오작동으로 인한 위험을 초래할 수 있는 문제점이 있었다.However, in the related art, there is a problem in that an offset failure or the like of the yaw rate sensor is not suggested, so that an offset failure may occur in the yaw rate sensor, resulting in a risk of malfunction.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 요레이트 센서의 오프셋 발생을 보정하여 신뢰성을 높이거나 고장을 판단하여 잘못된 제어를 방지할 수 있는 요레이트 센서 오프셋 보정 및 고장검출방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to correct the occurrence of the offset of the yaw rate sensor to increase the reliability or to determine the failure to correct the yaw rate sensor offset correction and failure detection method To provide.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량이 주행중인 경우 제2소정시간전에 정차상태였는지 여부에 따라 정차중에 측정된 요레이트를 요레이트 오프셋으로 설정하거나 계산된 요레이트와 측정된 요레이트의 차이를 요레이트 오프셋으로 설정하는 단계와 상기 설정된 요레이트 오프셋을 기준값과 비교하는 단계와 상기 비교의 결과에 따라 상기 요레이트 오프셋을 보정하거나 고장을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention sets the yaw rate measured during the stop as the yaw rate offset or the difference between the calculated yaw rate and the measured yaw rate according to whether the vehicle has been stopped before the second predetermined time. And setting the yaw rate offset as a yaw rate offset, comparing the set yaw rate offset with a reference value, and correcting the yaw rate offset or determining a failure according to a result of the comparison.
또한 상기 주행중에 측정된 요레이트와 계산된 요레이트의 차를 요레이트 오프셋으로 설정하는 방식은 상기 차량이 상기 제2소정시간전에 정차상태인 경우에 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of setting the difference between the yaw rate measured during the driving and the calculated yaw rate as the yaw rate offset is used when the vehicle is stopped before the second predetermined time.
또한 상기 주행중에 측정된 요레이트와 계산된 요레이트의 차를 요레이트 오프셋으로 설정하는 방법은 상기 차량이 직진주행 중 일때만 적용되는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of setting the difference between the yaw rate measured and the calculated yaw rate during the driving to the yaw rate offset is characterized in that it is applied only when the vehicle is driving straight.
또한 상기 요레이트 오프셋은 직진주행시의 요레이트 오프셋을 누적평균하여 도출하는 것을 특징으로 한다.The yaw rate offset may be derived by accumulating the yaw rate offset during straight driving.
또한 상기 정차 중에 구한 요레이트를 요레이트 오프셋으로 설정하는 방식은 상기 주행상태인 차량이 상기 제2소정시간전에 정차상태였을 경우에 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of setting the yaw rate obtained during the stop to the yaw rate offset is used when the vehicle in the driving state is stopped before the second predetermined time.
또한 상기 고장판단은 상기 설정된 요레이트 오프셋이 상기 기준값 보다 클 경우에 하는 것을 특징으로 한다.The failure determination may be performed when the set yaw rate offset is larger than the reference value.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도1을 참조하면 본 발명을 위한 시스템은 차량 전륜의 속도를 감지하는 전륜속도센서(15), 차량 후륜의 속도를 감지하는 후륜속도센서(16), 횡가속도를 감지하는 횡가속도센서(17), 조향각을 검출하는 조향각 센서(18), 차량의 각속도를 검출하는 요레이트 센서(19)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the system for the present invention includes a front wheel speed sensor 15 for detecting a speed of a front wheel of a vehicle, a rear wheel speed sensor 16 for detecting a speed of a rear wheel of a vehicle, and a lateral acceleration sensor 17 for detecting a lateral acceleration. And a steering angle sensor 18 for detecting a steering angle, and a yaw rate sensor 19 for detecting an angular velocity of the vehicle.
또한 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 제어부(10)는 정차/출발판단부(12), 직진주행판단부(13), 전진주행판단부(14), 오프셋 보정 및 고장 판단부(11), 그리고 주제어부(21)를 구비한다.In addition, the control unit 10 for controlling the overall operation of the system includes a stop / start judging unit 12, a straight run judging unit 13, a forward run judging unit 14, an offset correction and failure judging unit 11, and a main control word. The part 21 is provided.
정차/출발판단부(12)는 차륜의 속도를 감지한 결과를 이용하여 차량의 정차/출발상태를 판단하기 위해 설치된다.The stop / start judging unit 12 is installed to determine the stop / start state of the vehicle by using the result of sensing the speed of the wheel.
직진주행판단부(13)는 차량이 직진주행중인지 판단하는 장치로 전/후륜속도센서(15, 16), 조향각 센서(18), 횡가속도 센서(17), 요레이트센서(19)를 이용하여 판단하는데 전/후륜속도차, 조향각, 횡가속도, 요레이트가 각각 소정값 이하이면 직진으로 본다. 즉, 직진일 경우 이상적으로는 전/후륜의 속도가 동일하고 조향각이나 횡가속도가 0이며 요레이트가 0인 점을 이용한다. 위의 소정값은 임의로 설정가능하다.The straight running judging unit 13 is a device for determining whether the vehicle is traveling straight by using the front / rear wheel speed sensors 15 and 16, the steering angle sensor 18, the lateral acceleration sensor 17, and the yaw rate sensor 19. If the front / rear wheel speed difference, steering angle, lateral acceleration, and yaw rate are less than a predetermined value, it is regarded as going straight. That is, in the case of going straight, ideally, the speed of the front / rear wheels is the same, the steering angle or the lateral acceleration is 0, and the yaw rate is 0. The above predetermined value can be arbitrarily set.
전진주행판단부(14)는 전/후륜속도센서(15, 16), 조향각 센서(18), 횡가속도센서(17)에서 검출한 결과값으로 계산한 요레이트와 요레이트 센서(19)에서 측정한 요레이트을 이용하여 전진주행여부를 판단한다. 이는 차량이 후진할 경우 각 센서에 의해 계산된 요레이트와 요레이트 센서(19)에서 측정된 요레이트가 반대의 부호를 가지고 전진일 경우 계산된 요레이트와 측정된 요레이트가 같은 부호를 가진다는 점을 이용한 것이다.The advancing driving judgment portion 14 is measured by the yaw rate and yaw rate sensor 19 calculated as the result of detection by the front / rear wheel speed sensors 15 and 16, the steering angle sensor 18, and the lateral acceleration sensor 17. A yaw rate is used to determine whether to drive forward. This means that the yaw rate calculated by each sensor when the vehicle reverses and the yaw rate measured by the yaw rate sensor 19 have opposite signs, and the yaw rate calculated and the measured yaw rate have the same sign when moving forward. Using points.
요레이트의 계산은 (전우륜 속도-전좌륜속도)/차륜간 거리, (후우륜속도-후좌륜속도)/차륜간 거리, (차속*조향각)/(조향비*축간거리) (단, 조향비는 앞바퀴가 1도 회전하는데 필요한 조향각이고 축간거리는 전/후 차축거리임), 횡가속도/차속의 공식을 이용하여 수행한다.The yaw rate can be calculated by (front right wheel speed-front left wheel speed) / distance between wheels, (rear right wheel speed-rear left wheel speed) / distance between wheels, (vehicle speed * steering angle) / (steering ratio * distance between wheels) Rain is the steering angle required for the front wheel to rotate one degree, and the distance between the axles is the front and rear axle distances) and the lateral acceleration / vehicle formulas.
오프셋 보정 및 고장판단부(11)는 설정된 요레이트 오프셋을 후술할 각 기준값과 비교하여 요레이트 오프셋을 보정하거나 고장임을 판단한다. The offset correction and fault determination unit 11 compares the set yaw rate offset with each reference value, which will be described later, and determines that the yaw rate offset is correct or is a failure.
주제어부(21)는 각 판단부와 센서의 동작을 제어한다. The main controller 21 controls the operation of each determination unit and the sensor.
표시부(20)는 오프셋 보정 및 고장판단부(11)에서 요레이트센서가 고장이라고 판단할 경우 이를 외부에 표시하기 위한 경고램프이다.The display unit 20 is a warning lamp for displaying the externally when the offset correction and the failure determination unit 11 determines that the yaw rate sensor is out of order.
도2a,2b를 참조하여 본 발명에 의한 동작을 설명한다. 먼저 제1, 제2, 제3기준값을 설정하여 주제어부(21)에 저장한다(30). 제1기준값은 차량이 직진주행, 전진 주행, 비경사로 주행 중일 경우 설정된 요레이트 오프셋을 보정하기 위해 비교하는 대상이다. 제2기준값은 차량이 출발한 뒤에 출발직전에 설정한 요레이트 오프셋이 정상값 범위내인지를 판단하기 위해 비교하는 대상이다. 만약 요레이트 센서가 고장이 난 상태라면 출발직전에 설정한 요레이트 오프셋이 제2기준값보다 큰 값이 될 것이다.2A and 2B, the operation according to the present invention will be described. First, the first, second, and third reference values are set and stored in the main controller 21 (30). The first reference value is an object to be compared for correcting the set yaw rate offset when the vehicle is driving in a straight run, forward driving, or non-tilt. The second reference value is an object to be compared to determine whether or not the yaw rate offset set just before departure after the vehicle starts is within the normal value range. If the yaw rate sensor has failed, the yaw rate offset set just before departure will be greater than the second reference value.
제3기준값은 정차 중 임의의 시점에 측정한 요레이트와 출발직전의 요레이트의 차이를 비교하기 위한 대상이다. 이는 차량이 출발하기 전 주차장에 설치된 회전판에서 회전하고 있을 때에 설정된 요레이트 오프셋을 이용하여 보정하거나 고장검출을 하는 것을 막기 위한 것이다. 임의의 시점은 출발직전을 제외한 정차시간동안의 일시점을 의미한다.The third reference value is an object for comparing the difference between the urine rate measured at any time during the stop and the urine rate immediately before departure. This is to prevent correction or trouble detection using the yaw rate offset set when the vehicle is rotating on the rotating plate installed in the parking lot before departure. Any time point means a time point during the stop time except immediately before departure.
각 기준값을 설정한 후 정차/출발 판단부(12)는 차량이 정차상태인지 판단한다(32). 차량이 정차상태라면 제1소정시간이 경과했는지 판단한다(38). 제1소정시간은 임의로 설정할 수 있으며 제1소정시간 만큼 기다리는 이유는 정차 후 일정시간 동안에는 요레이트가 0이 아닐 수 있기 때문이다.After setting each reference value, the stop / start determination unit 12 determines whether the vehicle is in a stopped state (32). If the vehicle is stopped, it is determined whether the first predetermined time has elapsed (38). The first predetermined time can be arbitrarily set, and the reason for waiting for the first predetermined time is that the yaw rate may not be zero for a predetermined time after the stop.
제1소정시간이 경과하지 않았다면 다시 정차상태인지 판단하고 제1소정시간이 경과했다면 정차 중에 측정된 요레이트를 요레이트 오프셋으로 설정하고(36) 다시 정차중인지 판단한다. If the first predetermined time has not elapsed, it is determined whether the vehicle is in the stopped state again. If the first predetermined time has elapsed, the yaw rate measured during the stop is set as the yaw rate offset (36), and it is determined whether the vehicle is stopped again.
만약 32단계에서 차량이 정차상태가 아닌 것으로 판단되면 정차/출발판단부(12)는 제2소정시간전에 정차상태였는지 판단한다(34). 제2소정시간은 출발직전부터 주행상태판단시까지의 시간이며 비록 차량이 주행상태이더라도 출발직후인 경우에는 주행이 계속되고 있는 경우와는 다른 과정으로 요레이트 오프셋을 설정하기 위해 고려하는 시간이다. 제2소정시간은 임의로 설정할 수 있으며 매우 짧게 설정함이 바람직하다.If it is determined in step 32 that the vehicle is not in the stopped state, the stop / start determination unit 12 determines whether the vehicle was stopped before the second predetermined time (34). The second predetermined time is the time from immediately before departure to the determination of the driving state, and even if the vehicle is in the driving state, it is a time taken to set the yaw rate offset in a different process from the case where the driving continues. The second predetermined time can be set arbitrarily and is preferably set very short.
제2소정시간전에 정차상태가 아니었다면 직진주행판단부(13)는 직진주행상태인지를 판단한다(42). 직진주행상태가 아니라면 기존 요레이트 오프셋을 유지하고(40) 직진주행상태라면 전진주행판단부(14)는 전진주행인지를 판단한다(44). 전진주행이 아니라면 기존의 요레이트 오프셋을 유지하고(40) 전진주행인 경우 다시 차량이 경사로에서 주행하고 있는지를 판단한다(46). If the vehicle was not stopped before the second predetermined time, the straight driving determination unit 13 determines whether it is in the straight driving state (42). If the driving state is not a straight run maintains the existing yaw rate offset (40), if the straight running state, the forward driving determination unit 14 determines whether the driving forward (44). If it is not the forward drive maintains the existing yaw rate offset (40), if the forward drive determines whether the vehicle is running on the slope again (46).
전진주행과 경사로 주행인지 여부를 판단하는 것을 요레이트 오프셋 검출시의 오류발생가능성을 최소화하기 위한 것이다.Determining whether or not forward driving and ramp driving is to minimize the possibility of error in yaw rate offset detection.
차량이 경사로를 주행하고 있는 경우는 기존의 요레이트 오프셋을 유지하고(40) 경사로를 주행하는 것이 아니라면 주행 중 요레이트 오프셋의 설정을 위한 적절한 상태가 된 것으로 보고 주제어부(21)는 각 센서에서 감지한 값을 이용하여 계산된 요레이트와 측정된 요레이트의 차이를 요레이트 오프셋으로 설정한다(48). 바람직하게는 요레이트 오프셋의 설정시 장시간 직진주행시의 누적평균값을 계산하여 사용한다. 새로운 요레이트 오프셋이 설정된 후 요레이트 오프셋의 값이 제1기준값 보다 큰지 판단한다(50). 요레이트 오프셋이 제1기준값 보다 크다면 비정상적인 경우이므로 주제어부(21)는 표시부(20)를 통해 고장을 표시하고(54) 요레이트 오프셋이 제1기준값 보다 작다면 요레이트 오프셋을 오프셋 보정 및 고장판단부(11)에 저장하고 오프셋을 보정한다(52). When the vehicle is driving on the slope, the existing yaw rate offset is maintained (40), and if the vehicle is not traveling on the slope, it is regarded as an appropriate state for setting the yaw rate offset during driving. Using the detected value, the difference between the calculated yaw rate and the measured yaw rate is set as the yaw rate offset (48). Preferably, when setting the yaw rate offset, the cumulative average value for long straight driving is calculated and used. After the new yaw rate offset is set, it is determined whether the value of the yaw rate offset is greater than the first reference value (50). If the yaw rate offset is greater than the first reference value, it is an abnormal case. Therefore, the main control unit 21 indicates a failure through the display unit 20 (54). Stored in the determination unit 11 and correct the offset (52).
만약 34단계에서 제2소정시간 전에 정차상태인 것으로 판단되면(즉, 출발 직후로 판단되면) 제2소정시간전(즉, 출발직전)의 요레이트 오프셋이 제2기준값보다 큰지 판단한다(56). 제2소정시간전(출발직전)의 요레이트 오프셋이 제2기준값 보다 크다면 비정상적인 경우이므로 고장을 표시하고(54) 제2소정시간전(출발직전)의 요레이트 오프셋이 제2기준값 보다 작다면 정차시 임의의 시점에서의 요레이트와 출발직전의 요레이트와의 차이가 제3기준값 보다 큰지 판단한다(58). 이는 차량이 주차장에 설치된 회전판에서 회전한 뒤 주행을 시작할 경우는 요레이트 오프셋 보정이나 고장검출단계를 유보하기 위한 것이다. 정차시 임의의 시점은 출발직전을 제외한 정차시간을 의미한다. If it is determined in step 34 that the vehicle stops before the second predetermined time (ie, immediately after departure), it is determined whether the yaw rate offset before the second predetermined time (ie, immediately before departure) is greater than the second reference value (56). . If the yaw rate offset before the second predetermined time (just before departure) is greater than the second reference value, it is an abnormal case. (54) If the yaw rate offset before the second predetermined time (just before departure) is less than the second reference value, In step 58, it is determined whether the difference between the yaw rate at any time and the yaw rate just before departure is greater than the third reference value. This is to suspend the yaw rate offset correction or fault detection step when the vehicle starts to rotate after rotating on the rotating plate installed in the parking lot. Any time at the stop means the stop time except immediately before departure.
정차시 임의의 시점에서의 요레이트와 출발직전의 요레이트의 차이가 제3기준값 보다 큰 경우는 기존의 요레이트 오프셋을 유지한다(64). If the difference between the yaw rate at any time and the yaw rate just before departure is greater than the third reference value, the existing yaw rate offset is maintained (64).
만약 요레이트의 차이가 제3기준값 보다 작다면 출발직전에 검출된 요레이트 오프셋을 제외하고 정차 중 가장 최종적으로 설정된 요레이트 오프셋을 새로운 요레이트 오프셋으로 설정한다(60). If the difference in yaw rate is smaller than the third reference value, except for the yaw rate offset detected immediately before the departure, the most recently set yaw rate offset of the stop is set as a new yaw rate offset (60).
다음으로 새로운 요레이트 오프셋을 오프셋 보정 및 고장판단부에 저장하고 보정한다(62).Next, the new yaw rate offset is stored and corrected in the offset correction and fault determination unit (62).
이로써 본 발명에 의한 모든 동작은 종료된다.This completes all the operations according to the present invention.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 요레이트 센서의 오프셋을 보정하거나 고장검출을 함으로써 신호의 신뢰성을 높여 잘못된 제어를 방지할 수 있다.As described in detail above, the present invention can correct the offset of the yaw rate sensor or detect a failure, thereby increasing the reliability of the signal and preventing erroneous control.
도 1은 본 발명에 이용되는 시스템의 구성을 나타내는 구성블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a system used in the present invention.
도 2a,2b는 본 발명에 의한 동작을 나타낸 순서도이다. 2A and 2B are flowcharts showing operations according to the present invention.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main functions of the drawings *
10:제어부 11:오프셋 보정 및 고장판단부10: control unit 11: offset correction and fault determination unit
12:정차/출발판단부 13:직진주행판단부12: Stopping / starting section 13: Straight driving section
14:전진주행판단부 15:전륜속도센서14: forward driving judgment 15: front wheel speed sensor
16:후륜속도센서 17:횡가속도센서16: Rear wheel speed sensor 17: Lateral acceleration sensor
18:조향각센서 19:요레이트센서18: steering angle sensor 19: yaw rate sensor
20:표시부 21:주제어부20: display unit 21: main control unit
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