KR20190066419A - 차량 구동휠 제어시스템 및 이를 이용한 차량 구동휠 제어방법 - Google Patents

차량 구동휠 제어시스템 및 이를 이용한 차량 구동휠 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 차량 구동휠 제어시스템은, 각 휠의 속도를 측정하는 휠속센서; 각 휠의 슬립 또는 록 상태에 따른 복수의 비정상 패턴 데이터를 저장하는 데이터저장부; 및 휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하고, 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하여 휠속 패턴 데이터와 가장 유사한 비정상 패턴 데이터를 선정하며 선정된 비정상 패턴 데이터에 따라 비정상인 휠을 검출하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

차량 구동휠 제어시스템 및 이를 이용한 차량 구동휠 제어방법{CONTROL SYSTEM OF DRIVE WHEEL OF VEHICLE AND CONTROL METHOD OF USING THE SAME}
본 발명은 차량 구동휠 제어시스템 및 이를 이용한 차량 구동휠 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 차량의 주행 방향을 전환하기 위한 스티어링 휠이 구비되며, 스티어링 휠을 조작하여 차량을 좌측 또는 우측으로 선회시킬 수 있다.
최근에는 차량의 주행 성능 및 주행 안정성의 향상을 위해, 차량의 주행 상황에 따라 후륜을 조향하는 RWS(Rear Wheel Steering) 시스템이 적용되고 있다. 이러한 RWS 시스템은 차량의 주행속도에 따라 전륜과 후륜의 조타각을 달리하도록 제어한다. 보다 구체적으로 RWS 시스템은 차량이 저속으로 주행하는 경우 전륜과 반대 방향으로 후륜을 조향하며, 차량이 중고속으로 주행하는 경우, 전륜과 같은 방향으로 후륜을 조향한다.
즉, 차량이 저속으로 주행할 때에는 좁은 장소에서도 원활한 선회 주행이 가능하도록 전륜과 후륜을 반대방향으로 조향시켜 선회 반경이 감소되도록 하며, 차량이 고속으로 주행할 때에는 직진 주행성이 향상되어야 하는바, 전륜과 후륜이 동일한 방향으로 조향되도록 하여 직진 주행안정성이 향상되도록 한다.
한편, 종래의 RWS 시스템에서는 차량 네 개의 휠속을 측정하여 측정된 네 개의 휠속의 평균을 도출하고, 도출된 휠속 평균을 차량의 속도로 간주하여 평균 휠속 값에 따라 후륜을 전륜과 같은 방향으로 조향시킬지 반대 방향으로 조향시킬지를 결정하였다. 하지만, 휠 슬립 또는 휠 록 상태 등이 발생하는 경우 휠속의 평균과 실제 차량의 속도에 차이가 발생하여, 휠속의 평균에 기반하여 후륜을 제어할 시 오류가 발생할 수 있다는 한계가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
공개특허공보 제10-2016-0065665호
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하고, 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하여 휠속 패턴 데이터와 가장 유사한 비정상 패턴 데이터를 선정하며 선정된 비정상 패턴 데이터에 따라 비정상인 휠을 검출할 수 있는 차량 구동휠 제어시스템 및 이를 이용한 차량 구동휠 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 구동휠 제어시스템은, 각 휠의 속도를 측정하는 휠속센서; 각 휠의 슬립 또는 록 상태에 따른 복수의 비정상 패턴 데이터를 저장하는 데이터저장부; 및 휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하고, 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하여 휠속 패턴 데이터와 가장 유사한 비정상 패턴 데이터를 선정하며 선정된 비정상 패턴 데이터에 따라 비정상인 휠을 검출하는 제어부;를 포함할 수 있다.
제어부는, 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하여 복수의 상관 데이터를 추출하며, 추출된 복수의 상관 데이터를 바탕으로 비정상 패턴을 판별하고, 판별된 비정상 패턴과 차량의 동작 상태 정보에 기반하여 비정상 휠을 검출할 수 있다.
제어부는, 추출된 휠속 패턴 데이터를 복수의 고정 패턴 데이터와 각각 비교하여 각각의 고정 패턴 데이터에 대한 복수의 상관 데이터를 추출하며, 추출된 복수의 상관 데이터들 중 가장 큰 상관 데이터 값이 추출된 비정상 패턴 데이터를 비정상 패턴으로 판별할 수 있다.
차량의 동작 상태 정보는 차량이 가속 또는 제동 상태인 경우를 포함할 수 있다.
제어부는, 검출된 비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하여 추출된 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜의 조향을 제어할 수 있다.
제어부는 휠 간에 위치하며 휠의 조향을 작동시키는 액츄에이터를 제어할 수 있다.
데이터저장부에는, 제어부에서 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜이 전륜과 같은 방향으로 조향되도록 제어할지, 반대방향으로 조향되도록 제어할지를 판단하는데 이용되는 기준 속도 값이 저장될 수 있다.
제어부는, 평균 휠속 값을 기 설정된 속도 값과 비교하여, 평균 휠속 값이 데이터저장부에 저장된 기 설정된 속도 값 이하인 경우 후륜이 전륜과 반대 방향으로 조향되도록 제어할 수 있다.
제어부는, 평균 휠속 값을 기 설정된 속도 값과 비교하여, 평균 휠속 값이 데이터저장부에 저장된 기 설정된 속도 값을 초과하는 경우 후륜이 전륜과 같은 방향으로 조향되도록 제어할 수 있다.
휠속 패턴 데이터는 복수의 구동휠들 중에서 전후 매칭되는 구동휠 간의 속도 차이 정보를 포함하는 전후 구동휠 패턴, 대각으로 매칭되는 구동휠 간의 속도 차이 정보를 포함하는 대각 구동휠 패턴, 좌우 매칭되는 구동휠 간의 속도 차이 정보를 포함하는 좌우 구동휠 패턴 및 영역 패턴을 포함할 수 있다.
복수의 구동휠은 좌측 전륜, 좌측 후륜, 우측 전륜 및 우측 후륜을 포함할 수 있다.
전후 구동휠 패턴 데이터는 하기의 수학식 1을 통해 도출될 수 있다.
Figure pat00001
FL: 좌측 전륜 휠속, FR: 우측 전륜 휠속, RL: 좌측 후륜 휠속, RR: 우측 후륜 휠속, Vae: 평균 휠속
대각 구동휠 패턴 데이터는 하기의 수학식 2를 통해 도출될 수 있다.
Figure pat00002
FL: 좌측 전륜 휠속, FR: 우측 전륜 휠 속, RL: 좌측 후륜 휠속, RR: 우측 후륜 휠속, Vae: 평균 휠속
좌우 구동휠 패턴 데이터는 하기의 수학식 3을 통해 도출될 수 있다.
Figure pat00003
FL: 좌측 전륜 휠속, FR: 우 측 전륜 휠속, RL: 좌측 후륜 휠속, RR: 우측 후륜 휠속, Vae: 평균 휠속
영역 패턴 데이터는 하기의 수학식 4를 통해 도출될 수 있다.
Figure pat00004
A: 전후 구동휠 패턴 데이터, B; 대각 구동휠 패턴 데이터, C: 좌우 구동휠 패턴 데이터
상관 데이터는 휠속 패턴 데이터와 비정상 패턴 데이터 사이의 공분산 결과를 휠속 패턴 데이터의 표준편차와 비정상 패턴 데이터의 표준편차의 곱으로 나눈 데이터일 수 있다.
상관 데이터는 하기의 수학식 5 및 수학식 6을 통해 도출될 수 있다.
Figure pat00005
P: 상관계수, x: 휠속 패턴 데이터, y: 비정상 패턴 데이터,
Figure pat00006
: 휠속 패턴 데이터의 표준편차,
Figure pat00007
: 비정상 패턴 데이터의 표준편차
Figure pat00008
x: 휠속 패턴 데이터, y: 비정상 패턴 데이터, ux: 휠속 패턴 데이터의 평균, uy : 비정상 패턴 데이터의 평균
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 구동휠 제어방법은, 각 휠의 속도를 측정하는 휠속 측정단계; 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하는 단계; 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하는 복수의 상관 데이터를 추출하는 단계; 추출된 복수의 상관 데이터를 바탕으로 비정상 패턴을 판별하는 단계; 판별된 비정상 패턴과 차량의 동작 상태 정보에 기반하여 비정상 휠을 검출하는 단계; 및 비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하는 단계;를 포함할 수 있다.
측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하는 단계 이전에, 휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값의 차이를 추출하는 단계; 각 휠속 값의 차이와 기 설정된 값을 비교하는 단계; 비교 결과 각 휠속 값의 차이가 기 설정된 값 보다 작은 경우, 평균 휠속 값을 추출하는 단계; 및 비교 결과 각 휠속 값의 차이가 기 설정된 값 보다 큰 경우, 휠속 패턴 데이터를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하는 단계 이후에, 추출된 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜의 조향을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하고, 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하여 휠속 패턴 데이터와 가장 유사한 비정상 패턴 데이터를 선정하며 선정된 비정상 패턴 데이터에 따라 비정상인 휠을 검출할 수 있다.
또한, 검출된 비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하여 추출된 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜을 조향함으로써, 휠 슬립 또는 휠 록 상태 등이 발생하는 경우에도 차량의 속도에 맞도록 적절하게 후륜의 조향을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 구동휠 제어시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 구동휠 제어시스템에서, 비정상 패턴을 복수개로 구분하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 구동휠 제어시스템에서, 복수의 비정상 패턴에 따른 각각의 데이터에 기반한 복수의 그래프를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 구동휠 제어시스템에서, 추출된 휠속 패턴 데이터에 기반한 그래프를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 구동휠 제어시스템에서, 추출된 휠속 패턴 데이터에 기반한 그래프와 비정상 패턴에 따른 데이터에 기반한 그래프를 비교하는 것을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른차량 구동휠 제어시스템에서, 휠속 패턴 데이터와 15가지 비정상 패턴 데이터에 기반하여 도출된 각각의 비정상 패턴에 대한 상관데이터를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 구동휠 제어방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 차량 구동휠 제어시스템 및 그 제어방법에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 구동휠 제어시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 비정상 패턴을 복수개로 구분하여 도시한 도면이고, 도 3은 복수의 비정상 패턴에 따른 각각의 데이터에 기반한 복수의 비정상 패턴 그래프를 도시한 도면이고, 도 4는 추출된 휠속 패턴 데이터에 기반한 그래프를 도시한 도면이며, 도 5는 추출된 휠속 패턴 데이터에 기반한 그래프와 비정상 패턴에 따른 데이터에 기반한 그래프를 비교하는 것을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 구동휠 제어시스템은 각 휠의 속도를 측정하는 휠속센서(100), 각 휠의 슬립 또는 록 상태에 따른 복수의 비정상 패턴 데이터를 저장하는 데이터저장부(200), 휠속센서(100)로부터 측정된 각 휠의 속도 값과 데이터저장부(200)에 저장된 복수의 비정상 패턴 데이터를 이용하여 비정상인 휠을 검출하는 제어부(300) 및 휠 간에 위치하며 휠의 조향을 작동시키는 액츄에이터(400)를 포함할 수 있다.
휠속센서(100)는 좌측 전륜, 좌측 후륜, 우측 전륜 및 우측 후륜에 설치될 수 있으며, 각각의 휠의 속도를 측정할 수 있다. 휠속센서(100)로부터 측정된 각 휠의 속도 값은 제어부(300)에서 휠속 패턴 데이터를 추출하는데 사용될 수 있고, 추출된 패턴 데이터는 비정상 휠을 검출하는데 사용될 수 있다.
데이터저장부(200)는 각 휠의 슬립 또는 록 상태에 따른 복수의 비정상 패턴 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로 데이터저장부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 휠의 슬립 또는 록 상태에 따른 복수의 비정상 패턴 정보와, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 비정상 패턴에 따른 각각의 데이터를 바탕으로 그려진 그래프 정보를 저장할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이 휠의 슬립 또는 록 상태에 따라 발생될 수 있는 비정상 패턴을 1개의 휠이 비정상인 경우(4가지), 2개의 휠이 비정상인 경우(6가지), 3개의 휠이 비정상인 경우(4가지) 및 4개의 휠이 비정상인 경우(1가지)로 구분하여, 총 15가지의 경우로 구분될 수 있고, 도 3과 같이 15가지 경우에 대한 각각의 비정상 패턴 데이터 값을 바탕으로 그래프가 그려질 수 있는데, 데이터저장부(200)는 상기 15가지의 비정상 패턴 정보 및 15가지 비정상 패턴 데이터에 기반하여 그려진 그래프 정보를 저장할 수 있다. 이와 같이 데이터저장부(200)에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터는 제어부(300)에서 비정상 휠을 검출하는데 사용될 수 있다.
한편, 데이터저장부(200)에는 제어부(300)에서 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜이 전륜과 같은 방향으로 조향되도록 제어할지, 반대방향으로 조향되도록 제어할지를 판단하는데 이용되는 기준 속도 값 정보가 저장될 수 있다.
제어부(300)는 휠속센서(100)로부터 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출할 수 있다. 여기서, 휠속 패턴 데이터는 복수의 구동휠들 중에서 전후 매칭되는 구동휠 간의 속도 차이 정보를 포함하는 전후 구동휠 패턴, 대각으로 매칭되는 구동휠 간의 속도 차이 정보를 포함하는 대각 구동휠 패턴, 좌우 매칭되는 구동휠 간의 속도 차이 정보를 포함하는 좌우 구동휠 패턴 및 영역 패턴을 포함을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 구동휠은 좌측 전륜, 좌측 후륜, 우측 전륜 및 우측 후륜으로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 전후 구동휠 패턴 데이터는 하기의 수학식 1을 통해 도출될 수 있고, 대각 구동휠 패턴 데이터는 하기의 수학식 2를 통해 도출될 수 있으며, 좌우 구동휠 패턴 데이터는 하기의 수학식 3을 통해 도출될 수 있고, 영역 패턴 데이터는 하기의 수학식 4를 통해 도출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00009
FL: 좌측 전륜 휠속, FR: 우측 전륜 휠속, RL: 좌측 후륜 휠속, RR: 우측 후륜 휠속 , Vae: 평균 휠속
[수학식 2]
Figure pat00010
FL: 좌측 전륜 휠속, FR: 우측 전륜 휠 속, RL: 좌측 후륜 휠속, RR: 우측 후륜 휠속, Vae: 평균 휠속
[수학식 3]
Figure pat00011
FL: 좌측 전륜 휠속, FR: 우측 전륜 휠속, RL: 좌측 후륜 휠속, RR: 우측 후륜 휠속, Vae: 평균 휠속
[수학식 4]
Figure pat00012
A: 전후 구동휠 패턴 데이터, B; 대각 구동휠 패턴 데이터, C: 좌우 구동휠 패턴 데이터
또한, 제어부(300)는 상술한 방식에 따라 휠속 패턴 데이터를 추출하면, 추출한 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부(200)에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하여 휠속 패턴 데이터와 가장 유사한 비정상 패턴 데이터를 선정할 수 있다. 실시예에 따라, 추출된 휠속 패턴 데이터에 기반하여 그려진 그래프가 도 3과 같은 경우, 제어부(300)는 도 3의 그래프를 도 2에 도시된 15가지 비정상 패턴 데이터를 기반으로 그려진 그래프와 각각 비교하여 도 4와 같이 가장 유사한 비정상 패턴을 판별할 수 있다.
아울러, 제어부(300)는 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부(200)에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터에 기반하여 복수의 상관 데이터를 추출하고, 추출된 복수의 상관 데이터를 바탕으로 비정상 패턴을 판별할 수 있다. 이때, 제어부(300)는 추출된 복수의 상관 데이터들 중 가장 큰 상관 데이터 값이 추출된 비정상 패턴 데이터를 비정상 패턴으로 판별할 수 있다. 여기서, 상관 데이터는 휠속 패턴 데이터와 비정상 패턴 데이터 사이의 공분산 결과를 휠속 패턴 데이터의 표준편차와 비정상 패턴 데이터의 표준편차의 곱으로 나눈 데이터로, 하기의 수학식 5 및 수학식 6을 통해 도출될 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00013
P: 상관계수, x: 휠속 패턴 데이터, y: 비정상 패턴 데이터,
Figure pat00014
: 휠속 패턴 데이터의 표준편차,
Figure pat00015
: 비정상 패턴 데이터의 표준편차
[수학식 6]
Figure pat00016
x: 휠속 패턴 데이터, y: 비정상 패턴 데이터, ux: 휠속 패턴 데이터의 평균, uy : 비정상 패턴 데이터의 평균
보다 구체적으로, 제어부(300)는 추출된 4개의 휠속 패턴 데이터와, 데이터저장부(200)에 기 저장되어 있는 15가지의 비정상 패턴 데이터를 수학식 5 및 수학식 6에 대입하여 15가지의 비정상 패턴에 대한 각각의 상관 데이터를 추출하고, 추출된 15개의 상관 데이터들 중 가장 큰 상관 데이터 값이 추출된 비정상 패턴 데이터를 비정상 패턴으로 판별할 수 있다. 즉, 추출된 4개의 휠속 패턴 데이터와, 데이터저장부(200)에 기 저장되어 있는 15가지의 비정상 패턴 데이터를 수학식 5 및 수학식 6에 대입하여 도 6과 같은 상관 데이터가 추출된 경우, 제어부(300)는 비정상 패턴이 4번째 비정상 패턴이라고 판별할 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 1번째 비정상 패턴 데이터, 14번째 비정상 패턴 데이터 및 15번째 비정상 패턴 데이터를 수학식 6에 대입하면 yi - uy의 값이 0이 되어 Cov(x,y)이 0이 되고, 그에 따라 수학식 5의 분자, Cov(x,y)가 0이 되어 상관 데이터 값이 0이 될 수 있다. 이와 같은 경우 비정상 패턴의 판별은, 추출된 4개의 휠속 패턴 데이터 합이 음수인 경우는 비정상 패턴이 1번째 비정상 패턴으로 판별할 수 있고, 양수인 경우는 14번째 비정상 패턴으로 판별할 수 있으며, 0인 경우는 15번째 비정상 패턴으로 판별할 수 있다.
더 나아가, 제어부(300)는 상술한 방식에 따라 비정상 패턴을 판별한 후, 판별된 비정상 패턴 정보와 차량의 동작 상태 정보에 기반하여 어떤 휠이 비정상인지 검출할 수 있다. 여기서 차량의 동작 상태 정보는 차량이 가속 또는 제동 상태인 경우를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 상술한 방식에 따라 비정상 패턴이 2번째 비정상 패턴으로 판별된 경우, 비정상 휠은 차량의 동작 상태에 따라 우측 전륜이거나, 좌측 전륜, 우측 후륜 및 좌측 후륜일 수 있다. 즉, 차량이 가속 상태인 경우에는 비정상 휠이 좌측 전륜, 우측 후륜 및 좌측 후륜일 수 있고, 차량이 제동 상태인 경우에는 비정상 휠이 우측 전륜일 수 있다.
이처럼, 제어부(300)는 휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하고, 추출된 휠속 패턴 데이터와 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터를 바탕으로 복수의 상관 데이터를 추출하며, 추출된 상관 데이터를 바탕으로 비정상 패턴을 판별하고, 판별된 비정상 패턴과 차량의 동작 상태 정보에 기반하여 비정상인 휠을 검출할 수 있다.
더 나아가, 제어부(300)는 검출된 비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하고 추출된 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜의 조향을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(300)는 휠 간에 위치하며 휠의 조향을 작동시키는 액츄에이터(400)를 제어하여 후륜의 조향을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로 제어부는, 추출된 평균 휠속 값을 데이터저장부(200)에 기 설정된 기준 속도 값과 비교하여, 평균 휠속 값이 기준 속도 값 이하인 경우 후륜이 전륜과 반대 방향으로 조향되도록 할 수 있다. 반대로, 추출된 평균 휠속 값이 기준 속도 값을 초과하는 경우 제어부(300)는 후륜이 전륜과 같은 방향으로 조향되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 구동휠 제어방법의 흐름을 도시한 흐름도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 차량 구동휠 제어방법은, 각 휠의 속도를 측정하는 휠속 측정단계; 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하는 단계; 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하는 복수의 상관 데이터를 추출하는 단계; 추출된 복수의 상관 데이터를 바탕으로 비정상 패턴을 판별하는 단계; 판별된 비정상 패턴과 차량의 동작 상태 정보에 기반하여 비정상 휠을 검출하는 단계; 및 비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하는 단계 이전에, 휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값의 차이를 추출하는 단계; 각 휠속 값의 차이와 기 설정된 값을 비교하는 단계; 비교 결과 각 휠속 값의 차이가 기 설정된 값 보다 작은 경우, 평균 휠속 값을 추출하는 단계; 및 비교 결과 각 휠속 값의 차이가 기 설정된 값 보다 큰 경우, 휠속 패턴 데이터를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
더 나아가, 비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값 을 추출하는 단계 이후에, 추출된 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜의 조향을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하고, 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하여 휠속 패턴 데이터와 가장 유사한 비정상 패턴 데이터를 선정하며 선정된 비정상 패턴 데이터에 따라 비정상인 휠을 검출할 수 있다.
또한, 검출된 비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하여 추출된 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜을 조향함으로써, 휠 슬립 또는 휠 록 상태 등이 발생하는 경우에도 실제 차량의 속도에 맞도록 적절하게 후륜의 조향을 제어할 수 있다.
100: 휠속센서 200: 데이터저장부
300: 제어부 400: 액츄에이터

Claims (20)

  1. 각 휠의 속도를 측정하는 휠속센서;
    각 휠의 슬립 또는 록 상태에 따른 복수의 비정상 패턴 데이터를 저장하는 데이터저장부; 및
    휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하고, 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하여 휠속 패턴 데이터와 가장 유사한 비정상 패턴 데이터를 선정하며 선정된 비정상 패턴 데이터에 따라 비정상인 휠을 검출하는 제어부;를 포함하는 차량 구동휠 제어시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제어부는, 추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하여 복수의 상관 데이터를 추출하며, 추출된 복수의 상관 데이터를 바탕으로 비정상 패턴을 판별하고, 판별된 비정상 패턴과 차량의 동작 상태 정보에 기반하여 비정상 휠을 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    제어부는, 추출된 휠속 패턴 데이터를 복수의 고정 패턴 데이터와 각각 비교하여 각각의 고정 패턴 데이터에 대한 복수의 상관 데이터를 추출하며, 추출된 복수의 상관 데이터들 중 가장 큰 상관 데이터 값이 추출된 비정상 패턴 데이터를 비정상 패턴으로 판별하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    차량의 동작 상태 정보는 차량이 가속 또는 제동 상태인 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    제어부는, 검출된 비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하여 추출된 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜의 조향을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제어부는 휠 간에 위치하며 휠의 조향을 작동시키는 액츄에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    데이터저장부에는, 제어부에서 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜이 전륜과 같은 방향으로 조향되도록 제어할지, 반대방향으로 조향되도록 제어할지를 판단하는데 이용되는 기준 속도 값이 저장되는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    제어부는, 평균 휠속 값을 기 설정된 속도 값과 비교하여, 평균 휠속 값이 데이터저장부에 저장된 기 설정된 속도 값 이하인 경우 후륜이 전륜과 반대 방향으로 조향되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    제어부는, 평균 휠속 값을 기 설정된 속도 값과 비교하여, 평균 휠속 값이 데이터저장부에 저장된 기 설정된 속도 값을 초과하는 경우 후륜이 전륜과 같은 방향으로 조향되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    휠속 패턴 데이터는 복수의 구동휠들 중에서 전후 매칭되는 구동휠 간의 속도 차이 정보를 포함하는 전후 구동휠 패턴, 대각으로 매칭되는 구동휠 간의 속도 차이 정보를 포함하는 대각 구동휠 패턴, 좌우 매칭되는 구동휠 간의 속도 차이 정보를 포함하는 좌우 구동휠 패턴 및 영역 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    복수의 구동휠은 좌측 전륜, 좌측 후륜, 우측 전륜 및 우측 후륜을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    전후 구동휠 패턴 데이터는 하기의 수학식 1을 통해 도출되는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
    [수학식 1]
    Figure pat00017

    FL: 좌측 전륜 휠속, FR: 우측 전륜 휠속, RL: 좌측 후륜 휠속, RR: 우측 후륜 휠속, Vae: 평균 휠속
  13. 청구항 10에 있어서,
    대각 구동휠 패턴 데이터는 하기의 수학식 2를 통해 도출되는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
    [수학식 2]
    Figure pat00018

    FL: 좌측 전륜 휠속, FR: 우측 전륜 휠속, RL: 좌측 후륜 휠속, RR: 우측 후륜 휠속, Vae: 평균 휠속
  14. 청구항 10에 있어서,
    좌우 구동휠 패턴 데이터는 하기의 수학식 3을 통해 도출되는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
    [수학식 3]
    Figure pat00019

    FL: 좌측 전륜 휠속, FR: 우측 전륜 휠속, RL: 좌측 후륜 휠속, RR: 우측 후륜 휠속, Vae: 평균 휠속
  15. 청구항 10에 있어서,
    영역 패턴 데이터는 하기의 수학식 4를 통해 도출되는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
    [수학식 4]
    Figure pat00020

    A: 전후 구동휠 패턴 데이터, B; 대각 구동휠 패턴 데이터, C: 좌우 구동휠 패턴 데이터
  16. 청구항 2에 있어서,
    상관 데이터는 휠속 패턴 데이터와 비정상 패턴 데이터 사이의 공분산 결과를 휠속 패턴 데이터의 표준편차와 비정상 패턴 데이터의 표준편차의 곱으로 나눈 데이터인 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상관 데이터는 하기의 수학식 5 및 수학식 6을 통해 도출되는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어시스템.
    [수학식 5]
    Figure pat00021

    P: 상관계수, x: 휠속 패턴 데이터, y: 비정상 패턴 데이터,
    Figure pat00022
    : 휠속 패턴 데이터의 표준편차,
    Figure pat00023
    : 비정상 패턴 데이터의 표준편차
    [수학식 6]
    Figure pat00024

    x: 휠속 패턴 데이터, y: 비정상 패턴 데이터, ux: 휠속 패턴 데이터의 평균, uy: 비정상 패턴 데이터의 평균
  18. 각 휠의 속도를 측정하는 휠속 측정단계;
    측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하는 단계;
    추출된 휠속 패턴 데이터를 데이터저장부에 기 저장되어 있는 복수의 비정상 패턴 데이터와 각각 비교하는 복수의 상관 데이터를 추출하는 단계;
    추출된 복수의 상관 데이터를 바탕으로 비정상 패턴을 판별하는 단계;
    판별된 비정상 패턴과 차량의 동작 상태 정보에 기반하여 비정상 휠을 검출하는 단계; 및
    비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하는 단계;를 포함하는 차량 구동휠 제어방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    측정된 각 휠속 값을 이용하여 휠속 패턴 데이터를 추출하는 단계 이전에,
    휠속센서로부터 측정된 각 휠속 값의 차이를 추출하는 단계;
    각 휠속 값의 차이와 기 설정된 값을 비교하는 단계;
    비교 결과 각 휠속 값의 차이가 기 설정된 값 보다 작은 경우, 평균 휠속 값을 추출하는 단계; 및
    비교 결과 각 휠속 값의 차이가 기 설정된 값 보다 큰 경우, 휠속 패턴 데이터를 추출하는 단계를 더 포함하는 차량 구동휠 제어방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    비정상 휠의 속도를 제외한 평균 휠속 값을 추출하는 단계 이후에,
    추출된 평균 휠속 값을 바탕으로 후륜의 조향을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동휠 제어방법.
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