KR100390602B1 - 브이디씨 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법 - Google Patents

브이디씨 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 VDC 시스템의 상대 조향각 센서의 영점보정에 관한 것으로, VDC 시스템에서 운전자의 의지를 판단하는데 주요한 요소로 작용하는 조향각센서의 하나인 상대각 센서의 영점을 알아내어 VDC의 오동작 및 이상작동이 일어나지 않도록 센서의 신뢰도를 향상함에 의해 차량의 진행방향을 안정적으로 제어하기 위한 것이다.

Description

브이디씨 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법{ An method for compensating steering sensor's zero point in VDC }
본 발명은 VDC(Vehicle Dynamic control) 시스템의 조향각 센서의 영점 보정방법에 관한 것으로, VDC 시스템에서 운전자의 의지를 판단하는데 주요한 요소로 작용하는 조향각 센서의 하나인 상대각 센서의 영점(Zero Point)을 알아내어 VDC 시스템의 오동작 및 이상작동이 일어나는 것을 방지함으로써 VDC 시스템이 올바르게 작동되도록 하기 위한 것이다.
도 1a는 차량에 적용되는 종래의 조향각 센서를 도시한 것으로서, 포토 다이오드(1)와 포토트랜지스터(2)로 이루어진 포토 인터럽트와, 상기 포토 인터럽트로부터 입력되는 신호를 처리하는 신호처리부(3)와, 상기 포토 인터럽트의 포토다이오드(1)와 포토트랜지스터(2) 사이에 설치되는 회전체 디스크(4)를 구비하며, 회전체 디스크(4)에는 도 1b에 도시된 바와 같이 다수개의 구멍(5)이 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 종래 조향각 센서는 회전체 디스크(4)가 포토 다이오드(1)와 포토트랜지스터(2) 사이에서 회전할 때, 포토 다이오드(1)의 광이 회전체 디스크(4)의 구멍(5)과 일치할 때에는 구멍(5)을 통하여 포토트랜지스터(2)에 입력되므로 신호처리부(3)에서 신호를 인식할 수 있게 되고, 상기와 반대로 포토 다이오드(1)의 광이 회전체 디스크(4)의 구멍(5)과 일치하지 않을 때에는 신호를 인식할 수 없게 되므로, 이러한 연속되는 수치의 배열로부터 핸들의 회전정도를 알수 있다.
종래의 조향각 센서는 어떤 기준점에 대하여 상대적인 위치를 계산하여 핸들의 조향각 위치를 측정하는 상대 조향각 센서로서 기준점을 알기 전까지는 핸들의 조향각 위치를 알 수 없는 문제점이 있었다. 즉, 핸들이 단순히 1회전(turn)하는 것이 아니라 좌우로 총 3.5회전(turn)하게 되므로, 핸들의 조향각 위치가 1회전된 상태의 각도인지 2회전된 상태의 각도인지를 알 수 없는 문제점이 있었다
예를 들어 종래의 상대 조향각 센서는 자동차의 전원이 OFF된 뒤, 다시 전원이 인가되었을 때 어떤 특정위치를 감지하기 전에는 핸들의 조향각과 회전수 즉, 핸들의 현재 위치를 정확하게 감지할 수 없다.
종래에는 제어부가 상대 조향각 센서의 영점을 알아내기 위해 차량이 시동이 꺼진 상태에서도 조향각의 값을 기억할 수 있도록 슬립모드(Slip Mode)(최소의 전력으로 계속 켜 있는 상태)를 유지하거나 이이피롬(EEPROM)(이하 EEPROM이라 칭함)에 시동이 꺼지기 직전의 값을 저장하는 방식을 사용한다.
그러나, 슬립모드를 유지하기 위해서는 정차 중에도 계속해서 배터리를 사용해야 하기 때문에 오랜 시간동안 정차하는 경우 방전의 위험이 있고 EEPROM 에 시동이 꺼지기 전의 조향각의 값을 저장한 경우에도 시동이 꺼진 상태에서 운전자가 조향을 하여 영점이 변한 경우에는 그 값을 알 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은운전자가 시동을 켜고 차량을 출발시킬 경우 발생하는 VDC용 센서들의 값들을 조합하여 상대 조향각 센서의 영점을 보정함으로써 VDC 시스템의 오동작 및 이상동작을 방지하여 센서의 신뢰도를 향상함에 의해 차량의 진행방향을 안정적으로 제어하는데 있다.
도 1a는 종래의 조향각 센서를 도시한 개략도이다.
도 1b는 종래 조향각 센서의 회전체 디스크를 발췌하여 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 VDC 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 VDC 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법에 대한 흐름도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
10 : 센서부 11 : 각속도센서
12 : 상대 조향각센서 13 : 차륜속도센서
14 : 압력센서 20 : 전자제어유닛
21 : 인터페이스 22 : 제어부
30 : 액추에이터 구동부 31 : 드로틀 밸브 액추에이터
32 : 브레이크 액추에이터
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 VDC 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법은 차량에 마련된 각각의 센서들에 대한 영점을 보정하는 방법에 있어서, 상대 조향각센서와, 각속도센서로부터 각각의 상대 조향각센서와, 각속도센서의 실측값을 검출하고, 상기 검출된 상대 조향각센서의 실측값에 요구되는 미리 설정된 각속도센서의 산출값을 계산한다. 그 후 상기 검출된 각속도센서의 실측값과 상기 계산된 각속도센서의 산출값의 차를 계산하고, 상기 계산된 각속도센서값의 차와 미리 설정된 영점조정 기준상수값을 비교하며, 상기 비교결과에 따라 상대 조향각센서값의 영점을 보정하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 VDC 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법에 대한 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 차량의 진행방향을 제어하기 위한 기준정보인 조향각, 각속도 및 브레이크액압등의 물리량을 각각 검출하는 센서들을 구비한 센서부(10)와, 상기 센서부(10)의 출력측에 전기적으로 연결되어각 센서의 검출값에 따라 차량을 제어하는 전자제어유닛(20)와, 상기 전자제어유닛(20)의 출력측에 전기적으로 연결되어 해당 액추에이터를 구동시키는 액추에이터구동부(30)와, 상기 액추에이터구동부(30)에 전기적으로 연결되어 액추에이터구동부(30)의 구동신호 따라 드로틀밸브의 개도를 조절하는 드로틀밸브액추에이터(31) 및 차륜의 브레이크 액압을 조절하는 브레이크액추에이터(32)를 구비한다.
상기 센서부(10)는 차량의 각속도를 검출하는 각속도센서(11)와, 차량의 조향각을 검출하는 상대 조향각센서(12)와, 상기 차량의 차륜의 속도를 검출하는 차륜속도센서(13)와, 상기 차량의 차륜에 공급되는 브레이크 유압라인의 압력을 검출하는 압력센서(14)를 포함하고 있다.
상기 전자제어유닛(20)은 센서부(10)의 각 센서의 검출값을 디지털 변환하는 인터페이스(21)와, 상기 인터페이스(21)에 의해 디지털 변환된 검출값을 입력받아 조향각과 차체속도(차륜속도에 따라 추정된 차체속도)에 따라 차량이 소정속도이상으로 직진주행상태를 지속하는 경우 발생하는 상기 각속도센서(11)의 실측값을 상기 조향각에 요구되는 계산된 각속도센서(11)의 계산값과 비교하여 소정값 이상의 차이가 있을 경우 상기 상대 조향각센서(12)의 영점을 보정하고, 상기 보정된 상대 조향각센서(12)의 검출값에 따라 제어신호를 출력하는 제어부(22)를 포함하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 VDC 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법의 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 차량이 정지한 상태에서 사용자가 차량을출발시키기 위해 시동을 켜면 제어부(22)는 차륜속도센서(13)로부터 차륜속도를 검출하고(S100), 상기 검출된 차륜속도로부터 차체속도값(vref)를 계산한다(S101).
상기 차체속도값(vref)을 계산한 후 제어부(22)는 차량이 정지상태가 아닌 소정속도이상으로 직진주행상태를 유지하고 있는가를 판단하기 위해 상기 차체속도값(vref)를 소정속도이상의 주행시의 속도값인 미리 설정된 차체속도 상수값(A)과 비교한다(S102).
상기 비교결과 차체속도값(vref)이 차체속도 상수값(A)보다 크다면, 즉 차체속도가 소정속도이상으로 직진주행하고 있다고 판단되면, 제어부(22)는 상대 조향각센서(12)로부터 상대 조향각센서값(wstr)와 각속도센서(11)로부터 각속도센서값(yawm)을 검출한다(S103).
상기 각 센서들로부터 센서값을 검출한 후 제어부(22)는 일반적인 경우의 상기 상대 조향각센서값(wstr)에 요구되는 미리 설정된 각속도센서값(yawc)을 산출한다(S104).
상기의 값을 산출한 후 제어부(22)는 단계(104)에서 산출한 각속도센서(11)의 산출값과 단계(S103)에서 검출한 각속도센서(11)의 실측값의 차를 계산한다(S105). 즉 각속도센서값의 차(△yaw) = 각속도센서값(yawc) - 각속도센서값(yawm)이다.
상기에서 각속도센서(11)의 산출값과 실측값의 차가 계산되면, 제어부(22)는 차량의 정지상태동안에 스티어링휠이 어느 회전방향(시계방향 또는 반시계방향)으로 회전되었는가를 판단하기 위해 상기 각속도센서값의 차(△yaw)를 미리 설정된 영점조정이 필요한 값인 영점조정 기준상수값(B)과 비교한다(S106). 상기 영점조정 기준상수값은 스티어링휠이 시계방향으로 회전하였을 경우는 (+)영점조정 기준상수값이고, 반시계방향으로 회전하였을 경우는 (-)영점조정 기준상수값이다. 또한, 각속도센서값의 차(△yaw)도 스티어링휠이 시계방향으로 회전하였을때는 (+)의 값을 갖고, 반시계방향으로 회전하였을때는 (-)의 값을 갖는다.
상기 단계(S106)에서 제어부(22)는 스티어링휠이 시계방향으로 회전하였다면 상기 각속도센서값의 차(△yaw)를 (+)영점조정 기준상수값과 비교하고, 반시계방향으로 회전하였다면 상기 각속도센서값의 차(△yaw)를 (-)영점조정 기준상수값과 비교한다.
상기 비교결과 각속도센서값의 차(△yaw)가 (+)영점조정 기준상수값보다 크면, 제어부(22)는 차량이 정지한 동안 스티어링휠이 시계방향으로 회전하였다고 판단하고, 조향각센서값에 360。를 뺀값으로 영점을 보정한다(S107). 즉 제어부(22)는 차량이 정지상태에서 시계방향으로 1회전(360。)되었다고 판단하고, 상대 조향각센서값에서 360。뺀 상태를 영점으로 판단한다(상대 조향각센서(12)는 1회전을 360。로 인식하게 구성되어 있다).
또한, 상기 단계(S106)의 비교결과 각속도센서값의 차(△yaw)가 (+)영점조정 기준상수값보다 작다면, 상기 각속도센서값의 차(△yaw)가 (-)영점조정 기준상수값을 비교한다(S110). 상기 비교결과 각속도센서값의 차(△yaw)가 (-)영점조정 기준상수값보다 작다면, 제어부(22)는 차량이 정지한 동안 스티어링휠이 반시계방향으로 회전하였다고 판단하고, 조향각센서값에 360。를 더한값으로 영점을 보정한다(S111).
만약, 상기 판단단계(S110)의 비교결과 각속도센서값의 차(△yaw)가 (-)영점조정 기준상수값보다 크면, 제어부(22)는 차량이 정지한 동안 스티어링휠이 회전하지 않은 것으로 판단하여 종료한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 운전자가 차량이 정지한 상태에서 조향을 하여 영점이 변한 경우 상대 조향각 센서의 영점을 보정함으로써 센서의 신뢰도를 향상함에 의해 차량의 진행방향을 안정적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 차량에 마련된 각각의 센서들에 대한 영점을 보정하는 방법에 있어서,
    상대 조향각센서로부터 상대 조향각센서값을 검출하고, 각속도센서로부터 각속도센서값을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 상대 조향각센서값에 요구되는 미리 설정된 각속도센서값을 계산하는 단계와,
    상기 검출된 각속도센서값과 상기 계산된 각속도센서값의 차이값을 계산하는 단계와,
    상기 계산된 차이값과 미리 설정된 영점조정 기준상수값을 비교하는 단계와,
    상기 비교결과에 따라 상대 조향각센서값의 영점을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 VDC 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영점 보정단계에서 상기 각속도센서값의 차가 (+)영점조정 기준상수값보다 크다면 상대 조향각센서값에 360。를 뺀값으로 영점을 보정하고, 각속도센서값의 차가 (+)영점조정 기준상수값보다 작다면 상기 각속도센서값의 차를 (-)영점조정 기준상수값을 비교하고, 상기 각속도센서값의 차가 (-)영점조정 기준상수값보다 작다면 상대 조향각센서값에 360。를 더한값으로 영점을 보정하는 것을 특징으로 하는 VDC 시스템의 상대 조향각 센서의 영점 보정방법.
  3. 삭제
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