KR20110137686A - 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡 가속도 센서 장착의 오장착을 자체적으로 감지할 수 있도록 한 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법에 관한 것으로서, 선회속도를 측정하는 단계, 휠속도와 조향각 및 횡 가속도를 각각 측정하여 각각의 측정값을 통해 선회속도의 추정값을 각각 계산하는 단계, 선회속도를 측정한 측정값과 선회속도를 추정한 추정값들을 기반으로 선회속도의 기준값을 계산하는 단계 및 기준값과 횡 가속도를 통해 계산된 추정값을 이용하여 횡 가속도 센서의 오장착 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법{METHOD FOR DETENTING IRREGULAR MOUNTING OF LATERAL ACCELERATION SENSOR}

본 발명은 차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 횡 가속도 센서의 오장착을 자체적으로 감지할 수 있도록 한 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 주행중에 안정성을 향상시키기 위한 장치로서는 제동시 슬립 방지를 위한 ABS(ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM)와 급발진시 슬립을 방지하기 위한 TCS(Traction Control System)가 사용된다. 또한, 차량의 주행 중 자세를 안정적으로 유지하는 ESP(ELECTRONIC STABILITY PROGRAM)가 사용된다.

즉, 차량에 장착된 ABS는 제동시의 안정성을 확보하고, TCS는 출발이나 가속시의 미끄러짐을 방지하며, ESP는 ABS와 연계하여 차량 자세의 위험한 상태에서 브레이크 또는 엔진 토크를 제어하여 차량의 자세를 안정적으로 유지한다.

상기한 ESP 시스템에서는 휠속 센서, 브레이크 압력 센서, 조향각 센서, 요 레이트 센서, 횡 가속도 센서(LATERAL ACCELERATION SENSOR) 등과 같은 다수의 센서를 통해 차량 상태와 노면 상태를 판단하고, 이에 따라 차량 상태가 언더스티어인지 또는 오버스티어인지를 파악하여 각각 내외측 휠에 브레이킹 동작을 수행하여 차량 자세가 안정적으로 유지될 수 있도록 한다.

상기한 횡 가속도 센서는 ESP 시스템에서 매우 중요한 역할을 하고 있는 바, 상기한 가속도 센서의 이상시에는 ESP 시스템의 중대한 에러가 발생되기 때문에 이에 대한 체크가 매우 중요하다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

상기한 바와 같이, 횡 가속도 센서는 그 기능적인 면에서 매우 중요하다. 따라서, 횡 가속도 센서의 오장착을 사전에 감지할 수 있도록 할 필요성이 있었다.

이를 위해서 종래에는 횡 가속도 센서의 오장착 감지를 위한 별도의 하드웨어가 마련되어 있으나, 이는 추가적인 비용이 드는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 차량의 휠속도와 조향각 및 횡 가속도를 통해 선회속도를 추정한 추정값을 계산하고, 선회속도의 측정값과 추정값을 기반으로 기준값을 계산한 후, 기준값과 설정범위를 비교하여 비교 결과에 따라 횡 가속도 센서의 오장착을 감지하는 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법은 선회속도를 측정하는 단계; 휠속도와 조향각 및 횡 가속도를 각각 측정하여 각각의 측정값을 통해 상기 선회속도의 추정값을 각각 계산하는 단계; 상기 선회속도를 측정한 측정값과 상기 선회속도를 추정한 추정값들을 기반으로 상기 선회속도의 기준값을 계산하는 단계; 및 상기 기준값과 상기 횡 가속도를 통해 계산된 추정값을 이용하여 횡 가속도 센서의 오장착 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 선회속도의 기준값을 계산하는 단계는 하기의 수학식

을 통해 계산되고, 여기서,

는 상기 측정값이고,

는 전륜의 휠속도를 통해 계산된 추정값이며,

는 후륜의 휠속도를 통해 계산된 추정값이며,

는 상기 조향각을 통해 계산된 추정값이며,

는 상기 횡 가속도를 통해 계산된 추정값이며, α,β,χ,δ,ε은 상수이며, α+β+χ+δ+ε=1인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 횡 가속도 센서의 오장착 여부를 판단하는 단계는 상기 기준값이 설정 범위 이내에 포함되는 지 여부를 통해 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 횡 가속도 센서의 오장착 여부를 판단하는 단계는 하기의 수학식

을 만족하는 지를 판단하고,

는 상기 기준값이고,

는 상기 횡 가속도를 통해 계산된 추정값이며,

는 에러값이며,

는 0<

<1 인 것을 특징으로 한다.

상기 횡 가속도 센서의 오장착 여부를 판단하는 단계는 상기 횡 가속도 센서가 오장착된 것으로 판단되면, 경고음을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량의 휠속도와 조향각 및 횡 가속도를 통해 선회속도를 추정한 추정값을 계산하고, 선회속도의 측정값과 추정값을 기반으로 기준값을 계산한 후, 기준값과 설정범위를 비교하여 비교 결과에 따라 횡 가속도 센서의 오장착을 감지함으로써, 횡 가속도 센서의 오장착을 별도의 하드웨어없이 소프트웨어를 통해 자체적으로 감지할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡 가속도 센서의 오장착 감지 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법의 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡 가속도 센서의 오장착 감지 장치의 블럭 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 횡 가속도 센서의 오장착 감지 장치는 요 레이트 센서(10)와 휠속 센서(20), 조향각 센서(30), 횡 가속도 센서(40), 제어부(50) 및 경고부(60)를 포함한다.

요 레이트 센서(10)는 차량 선회시 선회속도를 측정하여 그 측정값을 제어부(50)에 입력한다.

휠속 센서(20)는 차량의 전륜과 후륜에 각기 설치되어 바퀴의 휠속을 측정하여 그 측정값을 제어부(50)에 입력한다.

조향각 센서(30)는 조향휠의 회전에 따른 조타각(STEERING WHEEL ANGLE)을 측정하여 그 측정값을 제어부(50)에 입력한다.

횡 가속도 센서(40)는 통상 차량의 전방 중앙 하측에 설치되어 차량의 횡 가속도를 측정하여 그 측정값을 제어부(50)에 입력한다.

경고부(60)는 제어부(50)의 제어신호에 따라 횡 가속도 센서(40)의 오장착을 경고한다. 여기서, 경고는 영상출력이나 음성출력 등 다양한 방식을 통해 이루어질 수 있다.

제어부(50)는 횡 가속도 센서의 오장착 감지 장치를 전반적으로 제어하는 것으로서, 요 레이트 센서(10), 휠속 센서(20), 조향각 센서(30) 및 횡 가속도 센서(40)로부터 측정값을 입력받아 선회속도의 추정값을 추정하고, 측정값과 추정값을 기반으로 기준값을 계산한 후, 기준값과 설정범위를 비교하여 비교 결과에 따라 횡 가속도 센서(40)의 오장착을 감지한다.

이를 도 2 를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법의 순서도이다.

먼저, 제어부(50)는 요 레이트 센서(10)와 휠속 센서(20), 조향각 센서(30) 및 횡 가속도 센서(40)로부터 측정값을 입력받는다.

측정값이 입력되면, 제어부(50)는 휠속 센서(20), 조향각 센서(30) 및 횡 가속도 센서(40)로부터 입력된 측정값들을 이용하여 선회속도를 추정하는 추정값을 각각 계산한다(S10).

먼저, 휠속 센서(20)로부터 입력된 측정값을 이용하여 선회속도를 추정한 추정값을 계산한다. 이 경우, 휠속 센서(20)는 상기한 바와 같이 전륜과 후륜에 각각 설치되므로, 전륜을 이용한 추정값과 후륜을 이용한 추정값을 각각 계산한다.

전륜을 이용한 추정값은 하기의 수학식 1을 통해 계산한다.

여기서,

는 전륜의 휠속도를 통해 계산된 추정값이고, V_fl은 전륜의 좌측 바퀴의 휠속도 측정값이며, V_fr는 전륜의 우측 바퀴의 휠속도 측정값이다. 또한, TrackWidth는 전륜의 좌측 바퀴와 우측 바퀴의 폭이다.

다음으로, 후륜을 이용한 추정값은 하기의 수학식 2를 통해 계산한다.

여기서,

는 후륜의 휠속도를 통해 계산된 추정값이고, V_rl은 후륜의 좌측 바퀴의 휠속도 측정값이며, V_rr는 후륜의 우측 바퀴의 휠속도 측정값이다. 또한, TrackWidth는 후륜의 좌측 바퀴와 우측 바퀴의 폭이다.

다음으로, 조향각 센서(30)로부터 입력된 측정값을 이용하여 선회속도를 추정한 추정값을 계산한다.

조향각을 이용한 추정값은 하기의 수학식 3을 통해 계산한다.

여기서,

는 조향각을 통해 계산된 계산값이고, V_x는 차속이며, δ_RW는 조향각 측정값이며, g는 중력가속도이다. 또한, k_und는 차체상수값(UNDERSTEER COINCIDENT)이며, l_f는 차 중심축에서 전륜까지의 거리이며, ㅣ_r은 차 중심축에서 후륜까지의 거리이다.

마지막으로, 횡 가속도를 이용한 추정값은 하기의 수학식 4를 통해 계산한다.

여기서,

는 횡 가속도를 통해 계산된 추정값이고, a_y는 횡 가속도 측정값이며, V_x는 차속이다.

상기한 바와 같이, 추정값을 계산하면, 이들 추정값을 기반으로 선회속도의 기준값을 계산한다(S20).

기준값은 하기의 수학식 5를 통해 계산한다.

여기서,

는 측정값이고,

는 전륜의 휠속도를 통해 계산된 추정값이며,

는 후륜의 휠속도를 통해 계산된 추정값이며,

는 조향각을 통해 계산된 추정값이며,

는 횡 가속도를 통해 계산된 추정값이다. α,β,χ,δ,ε는 상수이다. 단, α+β+χ+δ+ε=1 이다.

일 예로, α+β+χ+δ+ε=1이므로, α,β,χ,δ,ε는 모두 0.2가 된다. 그러나, α,β,χ,δ,ε는 차량의 상태에 따라 달라질 수 있다.

상기한 바와 같이, 기준값은 요 레이트 센서(10)를 통해 측정된 측정값과, 츠정된 전륜의 휠속도, 후륜의 휠속도, 조향각, 횡 가속도를 이용하여 계산된 추정값 각각에 상기한 변수를 각각 곱한 후, 이들을 합산한 값이다.

이 때, 정상적으로 횡 가속도 센서(40)가 설치되면, 5개의 값이 모두 같은 경향을 나타내지만, 횡 가속도 센서(40)가 오장착시, 즉 반대 방향으로 장착시 반대 방향의 경향(-1)을 나타낸다. 즉, 방향값이 반대로 나타낸다.

이러한 특성을 이용하여 횡 가속도 센서(40)의 오장착 여부를 판단한다.

횡 가속도 센서(40)의 오장착 여부는 상기한 기준값이 설정 범위 이내에 포함되는 지를 통해 판단한다(S30).

이는 수학식 6과 같다.

을 만족하는 지를 판단한다.

는 기준값이고,

는 횡 가속도를 통해 계산된 추정값이며,

는 에러값이며,

는 0<

<1 이다.

수학식 6 에 나타낸 바와 같이, 횡 가속도 센서(40)의 측정값을 통해 계산된 추정값이 반대 방향의 경향(-1)을 나타내므로, 기준값에 '-1'을 곱한다. 그리고, 이 기준값이 설정 범위 이내에 포함되는 지를 확인한다.

이러한 횡 가속도 센서(40)의 오장착을 판단한 결과, 기준값이 설정 범위 이내에 포함되면, 에러 카운트를 1회 증가(S40)시킨다.

아울러, 카운트된 에러 카운트수가 에러 카운트 기준값을 초과하는 지를 확인하여(S50), 에러 카운트수가 에러 카운트 기준값을 초과하면, 횡 가속도 센서(40)가 오장착된 것으로 판단하고(S60), 경고부(60)를 통해 경고한다(S70).

한편, 상기한 과정(S50)에서, 에러 카운트수가 에러 카운트 기준값을 초과하지 않으면, 현재까지의 과정(S10~S50)을 반복한다.

반면에, 횡 가속도 센서(40)의 오장착을 판단한 결과, 기준값이 설정 범위 이내에 포함되지 않으면, 에러 카운트를 초기화한다(S80).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 섬령되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: 요 레이트 센서 20: 휠속 센서
30: 조향각 센서 40: 횡 가속도 센서
50: 제어부 60: 경고부

Claims (5)

1. 선회속도를 측정하는 단계;
   휠속도와 조향각 및 횡 가속도를 각각 측정하여 각각의 측정값을 통해 상기 선회속도의 추정값을 각각 계산하는 단계;
   상기 선회속도를 측정한 측정값과 상기 선회속도를 추정한 추정값들을 기반으로 상기 선회속도의 기준값을 계산하는 단계; 및
   상기 기준값과 상기 횡 가속도를 통해 계산된 추정값을 이용하여 횡 가속도 센서의 오장착 여부를 판단하는 단계를 포함하는 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 선회속도의 기준값을 계산하는 단계는
   하기의 수학식
   

   

   
   을 통해 계산되고,
   여기서,

   

   는 상기 측정값이고,

   

   는 전륜의 휠속도를 통해 계산된 추정값이며,

   

   는 후륜의 휠속도를 통해 계산된 추정값이며,

   

   는 상기 조향각을 통해 계산된 추정값이며,

   

   는 상기 횡 가속도를 통해 계산된 추정값이며, α,β,χ,δ,ε은 상수이며, α+β+χ+δ+ε=1인 것을 특징으로 하는 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 횡 가속도 센서의 오장착 여부를 판단하는 단계는
   상기 기준값이 설정 범위 이내에 포함되는 지 여부를 통해 판단하는 것을 특징으로 하는 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 횡 가속도 센서의 오장착 여부를 판단하는 단계는
   하기의 수학식
   

   

   
   을 만족하는 지를 판단하고,
   

   

   는 상기 기준값이고,

   

   는 상기 횡 가속도를 통해 계산된 추정값이며,

   

   는 에러값이며,

   

   는 0<

   

   <1 인 것을 특징으로 하는 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 횡 가속도 센서의 오장착 여부를 판단하는 단계는 상기 횡 가속도 센서가 오장착된 것으로 판단되면, 경고음을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡 가속도 센서의 오장착 감지 방법.

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