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KR102585752B1 - 후륜조향시스템의 제어방법 - Google Patents

후륜조향시스템의 제어방법 Download PDF

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KR102585752B1
KR102585752B1 KR1020180111869A KR20180111869A KR102585752B1 KR 102585752 B1 KR102585752 B1 KR 102585752B1 KR 1020180111869 A KR1020180111869 A KR 1020180111869A KR 20180111869 A KR20180111869 A KR 20180111869A KR 102585752 B1 KR102585752 B1 KR 102585752B1
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wheel
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오준욱
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 휠속도센서의 오류 발생시, 후륜 조향 제어량의 급격한 변화를 방지하는 후륜조향시스템의 제어방법에 관한 것으로, 본 발명에서는, 휠속도센서의 출력값을 기반으로 휠속도센서의 오류를 검출하고; 상기 휠속도센서의 오류 검출시, 오류가 검출된 비정상 휠속도센서의 출력값을 제외하고, 나머지 정상 휠속도센서의 출력값을 이용하여 차속을 추정하며; 상기 추정된 차속을 기반으로 후륜을 조향 제어하는 것을 특징으로 하는 후륜조향시스템의 제어방법이 소개된다.

Description

후륜조향시스템의 제어방법{CONTROL METHOD OF REAR WHEEL STEERING SYSTEM}
본 발명은 휠속도센서의 오류 발생시, 후륜 조향 제어량의 급격한 변화를 방지하는 후륜조향시스템의 제어방법에 관한 것이다.
4륜 조향 방식의 경우, 저속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각에 대해 반대방향인 역위상으로 제어함으로써 회전반경을 축소시키게 되고, 또한 고속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각과 같은 방향인 동위상으로 제어함으로써 주행 안정성을 향상시키게 된다.
즉, 후륜 조향각 제어를 위해 유압장치나 모터 및 감속기 등의 액추에이터를 장착함으로써, 차량의 주행 상황에 따라 차량의 후륜을 적절히 조향하게 되고, 이에 차량의 주행성능을 향상시키게 되는 것이다.
한편, 기존의 후륜조향시스템에서는 4개의 휠속도센서에서 측정되는 휠속도의 평균값을 기반으로 차속을 추정하고, 추정된 차속에 따라 후륜을 조향 제어한다.
그런데, 휠속도센서에서 출력되는 신호에 오류가 있거나, 또는 급제동/급가속시에는 특정 휠이 잠기거나 스핀이 발생하여 추정된 차속이 급변할 수 있고, 이처럼 차속이 급변하게 되면 후륜의 조향 제어량도 함께 급변하게 되면서 후륜 제어에 대해 이질감이 발생하고 안정적인 후륜 제어가 이루어질 없는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
JP 2015-148495 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 휠속도센서의 오류 발생시, 후륜 조향 제어량의 급격한 변화를 방지하는 후륜조향시스템의 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 컨트롤러가 휠속도센서의 출력값을 기반으로 휠속도센서의 오류를 검출하는 오류검출단계; 컨트롤러가 상기 휠속도센서의 오류 검출시, 오류가 검출된 비정상 휠속도센서의 출력값을 제외하고, 나머지 정상 휠속도센서의 출력값을 이용하여 차속을 추정하는 차속추정단계; 및 컨트롤러가 상기 추정된 차속을 기반으로 후륜을 조향 제어하는 조향제어단계;를 포함하고, 상기 차속추정단계에서는, 4개의 휠속도센서 중에서 1개의 비정상 휠속도센서를 검출시, 상기 비정상 휠속도센서의 대각에 위치한 정상 휠속도센서를 제외한 나머지 2개의 정상 휠속도센서의 출력값의 평균값을 비정상 휠속도센서의 출력값으로 대체하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 오류검출단계에서는, 상기 휠속도센서에 출력되는 휠가속도가 설정값 이상시, 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 차속추정단계에서, 4개의 휠속도센서 중 2개의 비정상 휠속도센서를 검출시, 나머지 2개의 정상 휠속도센서의 출력값의 평균값을 비정상 휠속도센서의 출력값으로 대체할 수 있다.
상기 차속추정단계에서는, 4개의 휠속도센서 중 3개의 비정상 휠속도센서를 검출시, 나머지 1개의 정상 휠속도센서의 출력값을 비정상 휠속도센서의 출력값으로 대체할 수 있다.
상기 차속추정단계 이 후에, 비정상 휠속도센서의 출력값과 정상 휠속도센서의 출력값 차이의 절대값이 설정값 이하인 상태가 일정시간 유지시, 비정상 휠속도센서를 정상으로 진단할 수 있다.
상기 차속추정단계에서는, 가속페달 조작에 의한 차량 가속시, 모든 휠속도센서의 출력값들 중에서 최소값을 기준으로 차속을 추정할 수 있다.
상기 차속추정단계에서는, 브레이크페달 조작에 따른 차량 감속시, 모든 휠속도센서의 출력값들 중에서 최대값을 기준으로 차속을 추정할 수 있다.
상기 차속추정단계에서는, 차체자세제어장치의 작동시, 모든 휠속도센서의 출력값들 중에서 최소값과 최대값을 제외한 나머지 2개의 출력값의 평균값을 기준으로 차속을 추정할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 휠속도센서에서 검출되는 휠속도의 오류 검출시, 정상 휠속도센서에서 검출되는 휠속도를 기반으로 오류가 발생한 휠속도를 대체하여 차속을 추정함으로써, 보다 정확한 차속의 추정이 가능하고, 이에 후륜 조향 제어량이 급변하는 것을 방지하여 후륜 조향 제어에 따른 이질감이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 후륜조향시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 후륜조향시스템의 제어 과정을 순차적으로 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 차속 추정결과와 기존의 차속 추정결과를 비교하여 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 후륜조향시스템의 제어방법은 4개의 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)에서 출력되는 신호에 오류가 발생하는 경우, 오류가 발생한 휠속도센서는 배제하고 정상 휠속도센서를 이용하여 차속을 추정함으로써, 후륜 조향 제어량의 급격한 변동을 방지하는 방법으로서, 오류검출단계와, 차속추정단계 및 조향제어단계를 포함하여 구성이 될 수 있다.
도 1 및 도 2a, 도 2b를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 먼저 오류검출단계에서는, 컨트롤러(1)가 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 출력값을 기반으로 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 오류를 검출할 수 있다.
예컨대, 상기 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)에서 출력되는 휠가속도가 설정값 이상시, 오류가 발생한 것으로 판단하여 오류가 발생한 휠속도센서를 검출할 수 있다.
차속추정단계에서는, 컨트롤러(1)가 상기 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 오류 검출시, 오류가 검출된 비정상 휠속도센서의 출력값을 제외하고, 나머지 정상 휠속도센서의 출력값을 이용하여 차속을 추정할 수 있다.
특히, 상기 차속추정단계에서는, 4개의 휠속도센서(S1,S2,S3,S4) 중에서 1개의 비정상 휠속도센서를 검출시, 상기 비정상 휠속도센서의 대각에 위치한 정상 휠속도센서를 제외한 나머지 2개의 정상 휠속도센서의 출력값의 평균값을 비정상 휠속도센서의 출력값으로 대체할 수 있다.
그리고, 조향제어단계에서는, 컨트롤러(1)가 상기 추정된 차속을 기반으로 후륜을 조향 제어할 수 있다.
즉, 4개의 휠속도센서(S1,S2,S3,S4) 중에서 1개의 휠속도센서의 오류가 발생한 경우, 정상적인 3개의 휠속도센서 출력값의 평균값을 이용하지 않고, 2개의 정상 휠속도센서 출력값만을 이용하는 이유를 설명하면, 전륜과 후륜은 휠속도 차이가 다소 발생하며, 선회시 좌우의 휠속도 차이가 발생한다.
이에, 만일 전륜 좌측휠(FL)의 휠속도센서(S1)의 출력값인 휠속도의 오류가 발생한 경우, 정상 휠속도센서(S2,S3,S4)인 전륜 우측휠(FR), 후륜 좌측휠(RL), 후륜 우측휠(RR)에서 계측된 휠속도의 평균값을 비정상 휠속도로 대체하게 되면, 정상 후륜 휠이 정상 전륜 휠보다 하나 더 많이 계산에 포함됨에 따라 후륜의 속도에 더 가중치가 생긴 휠속도값으로 대체가 된다.
따라서, 비정상 휠속도센서(S1)의 휠속도로 대체되는 휠속도가 전후좌우 휠과 동일한 가중치를 가질 수 있도록 비정상 휠속도인 전륜 좌측휠(FL)의 휠속도와 함께 그 대각에 위치한 정상 휠속도인 후륜 우측휠(RR)의 휠속도를 제외하고, 나머지 2개의 정상 전륜 우측휠(FR)과 정상 후륜 좌측휠(RL)의 평균을 구하여 비정상 휠속도센서의 휠속도로 대체하게 됨으로써, 더욱 정확한 차속 추정이 가능하게 된다.
한편, 본 발명은 상기 차속추정단계에서 4개의 휠속도센서(S1,S2,S3,S4) 중 2개의 비정상 휠속도센서를 검출시, 나머지 2개의 정상 휠속도센서의 출력값의 평균값을 비정상 휠속도센서의 출력값으로 대체할 수 있다.
예컨대, FL과 FR의 휠속도센서(S1,S2)의 이상 검출시, RL과 RR의 휠속도센서(S3,S4)의 휠속도 평균값으로 FL과 FR의 휠속도를 대체하게 된다.
아울러, 상기 차속추정단계에서, 4개의 휠속도센서(S1,S2,S3,S4) 중 3개의 비정상 휠속도센서를 검출시, 나머지 1개의 정상 휠속도센서의 출력값을 비정상 휠속도센서의 출력값으로 대체할 수 있다.
예컨대, FL과, FR 및 RL의 휠속도센서(S1,S2,S3)의 이상 검출시, RR의 휠속도센서(S4)의 휠속도를 오류가 발생한 FL, FR, RL의 휠속도를 대체하게 된다.
그리고, 상기 차속추정단계 이 후에, 비정상 휠속도센서의 출력값과 정상 휠속도센서의 출력값 차이의 절대값이 설정값 이하인 상태가 일정시간 유지시, 비정상 휠속도센서를 정상으로 진단할 수 있다.
예컨대, 오류 휠속도센서의 휠속도에서 정상 휠속도센서의 휠속도를 감산한 값의 절대값이 일정값 이하이고, 이 상태가 500ms 이상 유지시 오류가 발생한 휠속도센서를 정상으로 진단하게 된다.
한편, 상기 차속추정단계에서는, 가속페달 조작에 의한 차량 가속시, 모든 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 출력값들 중에서 최소값을 기준으로 차속을 추정할 수 있다.
즉, APS센서(3)에 의해 가속페달을 밟는 것으로 판단시, 휠스핀의 발생확률이 상대적으로 높으므로 4개 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 휠속도 중에서 가장 작은 휠속도를 기준으로 차속을 추정하게 된다.
그리고, 상기 차속추정단계에서는, 브레이크페달 조작에 따른 차량 감속시, 모든 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 출력값들 중에서 최대값을 기준으로 차속을 추정할 수 있다.
즉, BPS센서(5)에 의해 브레이크페달을 밟는 것으로 판단시, 휠락의 발생확률이 상대적으로 높으므로, 4개 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 휠속도 중에서 가장 높은 휠속도를 기준으로 차속을 추정하게 된다.
또한, 상기 차속추정단계에서는, 차체자세제어장치의 작동시, 모든 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 출력값들 중에서 최소값과 최대값을 제외한 나머지 2개의 출력값의 평균값을 기준으로 차속을 추정할 수 있다.
예컨대, 차체자세제어장치는 ESC(7)(Electronic Stability Control)일 수 있는 것으로, ESC(7)의 온 작동시, 4개 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 휠속도 중에서 2번째와 3번째 휠속도 평균값을 기준으로 차속을 추정하게 된다.
첨부된 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 본 발명의 후륜조향시스템의 제어과정을 순차적으로 설명하면, 각 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)로부터 출력되는 휠속도를 입력받아, 상기 휠가속도를 검출하고(S10), 검출된 휠가속도가 A 이상인 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)가 있는지 판단한다(S20).
S20의 판단 결과, 휠가속도가 A 이상인 비정상 휠속도센서가 1개인 경우, 상기 비정상 휠속도센서와 함께 그 대각에 위치한 정상 휠속도센서를 제외한 나머지 2개의 정상 휠속도센서의 휠속도 평균값을 비정상 휠속도센서의 휠속도로 대체한다(S30).
아울러, S20의 판단 결과, 휠가속도가 A 이상인 비정상 휠속도센서가 2개인 경우, 2개의 정상 휠속도센서의 휠속도 평균값을 비정상 휠속도센서의 휠속도로 대체한다(S40).
그리고, S20의 판단 결과, 휠가속도가 A 이상인 비정상 휠속도센서가 3개인 경우, 1개의 정상 휠속도센서의 휠속도를 비정상 휠속도센서의 휠속도로 대체한다(S50).
또한, S20의 판단 결과, 휠가속도가 A 이상인 비정상 휠속도센서가 4개 모두인 경우, EMS(9)(Engine Management System)에서 연산된 차속값을 비정상 휠속도센서의 휠속도로 대체한다(S60).
이어서, 오류가 발생한 휠속도센서의 휠속도에서 정상 휠속도센서의 휠속도를 감산한 값의 절대값이 B 이하이고, 이 상태가 500ms 이상 유지되는지 판단하고(S70), 상기 조건 만족시 오류가 발생한 휠속도센서를 정상으로 진단하여 정상 휠속도센서의 휠속도를 차속 추정에 사용하게 된다(S80).
한편, 상기 S70 이후에 가속페달 조작에 의해 차량을 가속하는지 판단하고(S90), 가속페달에 의한 가속 주행으로 판단시 4개 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 휠속도 중에서 최소값을 선택하여(S100), 선택된 값을 기준으로 최종적으로 차속을 추정하게 된다(S150).
반면, 차량을 가속하지 않는 경우, 브레이크페달 조작에 의해 차량을 감속하는지 판단하고(S110), 브레이크페달에 의한 감속 주행으로 판단시 4개 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 휠속도 중에서 최대값을 선택하여(S120), 선택된 값을 기준으로 최종적으로 차속을 추정하게 된다(S150).
반면, 상기한 가속 또는 감속 조작이 이루어지지 않은 상태에서, ESC(7) 작동에 따른 제동이 발생하는지 판단하고(S130), 제동 상황 발싱시 4개 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)의 휠속도 중에서 최소값과 최대값을 제외한 나머지 2개의 휠속도의 평균값을 확보하여(S140), 확보된 평균값을 기준으로 최종적으로 차속을 추정하게 된다(S150).
이어서, 최종적으로 추정된 차속을 기반으로 후륜을 조향 제어하게 된다(S160).
상술한 바와 같이, 본 발명은 휠속도센서(S1,S2,S3,S4)에서 검출되는 휠속도의 오류 검출시, 정상 휠속도센서에서 검출되는 휠속도를 기반으로 오류가 발생한 휠속도를 대체하여 차속을 추정함으로써, 도 3에 도시한 바와 같이 기존의 일반적인 차속 추정 결과보다 보다 정확한 차속의 추정이 가능하고, 이에 후륜 조향 제어량이 급변하는 것을 방지하여 후륜 조향 제어에 따른 이질감이 발생하는 것을 방지하게 된다.
본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
S1, S2, S3, S4 : 휠속도센서
1 : 컨트롤러
3 : APS센서
5 : BPS센서
7 : ESC
9 : EMS

Claims (8)

  1. 컨트롤러가 휠속도센서의 출력값을 기반으로 휠속도센서의 오류를 검출하는 오류검출단계;
    컨트롤러가 상기 휠속도센서의 오류 검출시, 오류가 검출된 비정상 휠속도센서의 출력값을 제외하고, 나머지 정상 휠속도센서의 출력값을 이용하여 차속을 추정하는 차속추정단계; 및
    컨트롤러가 상기 추정된 차속을 기반으로 후륜을 조향 제어하는 조향제어단계;를 포함하고,
    상기 차속추정단계에서는, 4개의 휠속도센서 중에서 1개의 비정상 휠속도센서를 검출시, 상기 비정상 휠속도센서의 대각에 위치한 정상 휠속도센서를 제외한 나머지 2개의 정상 휠속도센서의 출력값의 평균값을 비정상 휠속도센서의 출력값으로 대체함으로써, 비정상 휠속도센서의 휠속도로 대체되는 휠속도가 전후좌우의 정상 휠속도와 동일한 가중치를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 후륜조향시스템의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오류검출단계에서는,
    상기 휠속도센서에 출력되는 휠가속도가 설정값 이상시, 오류가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 후륜조향시스템의 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 차속추정단계에서,
    4개의 휠속도센서 중 2개의 비정상 휠속도센서를 검출시, 나머지 2개의 정상 휠속도센서의 출력값의 평균값을 비정상 휠속도센서의 출력값으로 대체하는 것을 특징으로 하는 후륜조향시스템의 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 차속추정단계에서는,
    4개의 휠속도센서 중 3개의 비정상 휠속도센서를 검출시, 나머지 1개의 정상 휠속도센서의 출력값을 비정상 휠속도센서의 출력값으로 대체하는 것을 특징으로 하는 후륜조향시스템의 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 차속추정단계 이 후에, 비정상 휠속도센서의 출력값과 정상 휠속도센서의 출력값 차이의 절대값이 설정값 이하인 상태가 일정시간 유지시, 비정상 휠속도센서를 정상으로 진단하는 것을 특징으로 하는 후륜조향시스템의 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 차속추정단계에서는,
    가속페달 조작에 의한 차량 가속시, 모든 휠속도센서의 출력값들 중에서 최소값을 기준으로 차속을 추정하는 것을 특징으로 하는 후륜조향시스템의 제어방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 차속추정단계에서는,
    브레이크페달 조작에 따른 차량 감속시, 모든 휠속도센서의 출력값들 중에서 최대값을 기준으로 차속을 추정하는 것을 특징으로 하는 후륜조향시스템의 제어방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 차속추정단계에서는,
    차체자세제어장치의 작동시, 모든 휠속도센서의 출력값들 중에서 최소값과 최대값을 제외한 나머지 2개의 출력값의 평균값을 기준으로 차속을 추정하는 것을 특징으로 하는 후륜조향시스템의 제어방법.
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