KR100204829B1 - 차량용 트랙션 컨트롤 장치의 진단장치 - Google Patents

Abstract

트랙션 컨트롤이 소기 상태에서 기능하고 있느냐 아니냐를 진단한다.

구동륜의 공전검출에 의거하여 트랙션 컨트롤 요구신호가 출력되면(S1), 이러한 트랙션 컨트롤 요구신호에 대응하여 제어되고 있는 제어대상(연료공급량, 점화시기, 구동륜의 브레이크 유압)을 판별한다(S2). 그리고, 제어대상 마다에 다른 기준시간 T를 설정하고(S3-S5), 상기 트랙션 컨트롤 요구신호의 출력계속시간과 상기 기준시간 T와를, 비교한다(S6). 여기서, 상기 트랙션 컨트롤 요구신호의 출력계속시간이, 상기 기준시간 T를 웃도는 경우에는, 트랙션 컨트롤 시스템의 고장 판정을 실시한다.

Description

차량용 트랙션 컨트롤 장치의 진단장치

제1도는 본 발명의 구성을 보이는 블록도.

제2도는 본 발명의 일실시례를 표시하는 시스템 개략도.

제3도는 실시례의 자기진단 컨트롤을 나타내는 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1-4 : 차륜 5-8 : 회전센서

9 : 엔진 14 : TCS 컨트롤 유니트

15 : 엔진 컨트롤 유니트 16 : 브레이크 컨트롤 유니트

본 발명은 차량용 트랙션 컨트롤(traction control) 장치의 진단(診斷)장치에 관한 것으로, 상세하게는, 구동륜의 공전(空轉)상태를 가급적 해소하기 위하여 행하여지는 트랙션 컨트롤 제어가 올바르게 기능하고 있느냐 아니냐를 진단하기 위한 장치에 관한 것이다.

근년에, 젖은 아스팔트 노면이나 눈길 등의 미끄러지기 쉬운 노면에 있어서, 가속에 의하여 구동륜이 공전(슬립)할 것 같이 되면, 엔진 토크, 구동륜의 브레이크력을 컨트롤하므로서 구동륜의 공전을 회피하고, 미끄러지기 쉬운 노면에서의 차량의 발진성, 가속성을 향상시켜, 차량의 안전성 향상을 꾀하는 장치(이하, 트랙션 컨트롤 장치라한다)를 구비한 차량이 알려지고 있다 (일본국 특개소 제62-215156호 공보등 참조).

상기의 트랙션 컨트롤 장치에서는, 구동륜과 비구동륜(종동륜)과의 사이의 차륜속도차를 검출하므로서, 구동륜의 공전상태를 판단한다. 그리고, 구동륜의 공전 발생시에는, 트랙션 컨트롤 요구신호를, 엔진제어 유니트나 브레이크 유압의 컨트롤 유니트에 출력하므로서, 엔진 토크의 저하나 구동륜의 브레이크 유압(제동력)의 증대를 도모하고, 구동륜의 공전을 회피하도록 되어 있다.

또한, 엔진 토크를 저하시키는 수단으로서는, 연료공급의 정지, 점화시기의 리타드, 스로틀밸브의 폐(닫힘)제어등이 사용되고 있다.

그런데, 상기의 트랙션 컨트롤 장치에 이상이 생겨 소기의 기능을 발휘하지 않고 있는 경우에는, 이러한 이상을 운전자에 경고함과 동시에, 트랙션 컨트롤 제어를 정지시키는 등의 패일 세이프(fail safe)제어를 행하는 것이 바람직하다. 그래서, 종래에는, 트랙션 컨트롤에 사용하는 센서, 솔레노이드, 릴레이에서의 단선, 단락의 유무등을 각각 검출토록 하여, 이상시에는 운전자에 램프등으로 경고하는 것이 실시 되고 있었다.

그렇지만, 고장상태로서는, 단선, 단락 등을 각각 검출할 수 있는 이상이 없음에도 불구하고, 트랙션 콘트롤이 소기 상태에서 기능하지 않고, 구동륜의 공전을 기대한 대로 회피할 수 없는 경우가 있게된다.

즉, 브레이크 유압의 제어계에 있어서 밸브나 압력 스위치의 동작불량이나, 트랙션 컨트롤용 스로틀 밸브의 구동계에서의 스로틀 모터의 열화(劣化)등이 발생하면, 브레이크 유압이나 스로틀 밸브 열림도를 응답좋게 소기 상태에까지 제어할 수 없게 되고, 구동륜의 공전상태를 가급적으로 회피하지 못하게 되는 경우가 있다. 그리고, 상기와 같은 고장은 개별적으로 진단시키는 것은 곤란하고, 또 단선, 단락의 발생과는 관계없이 발생하는 고장이기 때문에, 종래의 진단수단으로는 고장진단을 할 수 없고, 소기의 응답으로 구동륜의 공전을 회피할 수 없는 상태임에도 불구하고, 운전자가 이러한 고장을 깨닫지 못한채 차량이 운전되는 염려가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 트랙션 컨트롤 장치에 있어서 제어의 응답성을 악화시키는 것과 같은 열화, 고장이 생겼을 경우에, 이것을 정밀도 좋게 진단 할 수 있는 진단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그래서, 청구항 1 의 본 발명에 관련된 차량용 트랙션 컨트롤 장치의 진단장치는, 제1도에 표시한 바와 같이 구성된다.

제1도에 있어서, 트랙션 컨트롤 요구신호 출력수단은, 공전검출수단에 의하여 구동륜의 공전상태가 검출되었을 때에, 트랙션 컨트롤 요구신호를 출력한다.

그리고, 트랙션 컨트롤 수단은, 상기 트랙션 컨트롤 요구신호에 의거하여 구동륜의 공전상태를 해소하는 방향으로 차량의 소정제어 대상을 제어한다.

한편, 트랙션 요구계속시간 계측수단은, 상기 트랙션 컨트롤 요구신호의 계속적인 발생시간을 계측한다.

그리고, 진단수단은, 트랙션 요구계속시간 계측수단에 의하여 계측된 시간이 기준시간을 넘었을 때에, 상기 트랙션 컨트롤 수단의 불량을 판정한다.

또, 청구항 2 의 발명에 관련된 차량용 트랙션 컨트롤 장치의 진단장치에서는, 상기 트랙션 컨트롤 수단이, 복수의 다른 제어대상을 선택적으로 제어하도록 구성되는 한편, 상기 진단수단에서의 기준시간을, 상기 트랙션 컨트롤 수단에 의하여 제어되는 제어대상에 응해서 가변설정되는 기준시간 설정수단이 설치되어 구성된다.

청구항 1 의 발명에 관련된 차량용 트랙션 컨트롤 장치에서는, 구동륜의 공전상태가 검출되면 트랙션 컨트롤 요구신호가 출려되고, 이러한 출력신호에 의거하여 상기 공전상태를 해소하기 위한 제어가 이루어진다.

여기서, 트랙션 컨트롤 요구신호에 의거하여 제어를 행하고 있음에도 불구하고, 실제로 소기의 트랙션 컨트롤이 이루어지지 않으면, 공전상태가 해소되지 않은채 계속하여, 트랙션 컨트롤 요구신호가 계속적으로 출력되게 된다.

그래서, 진단장치는, 트랙션 컨트롤 요구신호가 기준시간 이상으로 계속하여 출력되는 경우에는, 트랙션 컨트롤 수단에 의한 제어기능에 무엇인가의 불량이 있어서, 소기의 응답으로 공전을 회피할 수 없는 것으로 간주하여, 트랙션 컨트롤 수단의 불량을 판정한다.

또, 청구항 2 의 발명에 관련된 차량용 트랙션 컨트롤 장치의 진단장치에서는, 트랙션 컨트롤을 위하여 어느 제어대상(혹은 제어대상의 짜맞추기)을 제어할 것인가에 따라, 구동륜의 공전을 해소하는 응답속도가 달라지는 것이라고 예측되므로, 제어대상에 의하여 상기 기준시간을 가변설정시키고, 그때의 제어대상에 따라 다른 시간을 불량판정의 문턱치(threshold value)로 하는 구성으로 하였다.

아래에 본 발명의 실시례를 설명한다.

제2도는 본 실시례의 시스템 구성을 표시한 도면이며, 이 제2도에 있어서, 차량의 네개의 차륜(1-4)에는 각기에 차륜속도를 검출하기 위한 회전센서(5-8)가 설치되어 있다. 또한, 제2도에 있어서, 도면의 왼쪽이 차량의 앞쪽에 상당한다.

또, 차량에는 엔진(9)이 탑재되고, 이러한 엔진(9)에 의한 구동력이 드라이브 샤프트(10)를 개재시켜 구동륜인 후륜(3,4)에 전달되도록 되어있으며, 본 실시례의 차량은 소위 후륜구동의 차량이다.

또, 차량에는, 운전자가 브레이크 페달(11)을 밟음에 따라 캘리퍼(12)에 기름을 공급하여 브레이크 패드를 브레이크 디스크(13)에 누르도록 구성된 소위 디스크 브레이크가 구비되어 있다.

상기 회전센서(5-8)의 검출신호는 마이크로 컴퓨터를 내장한 TCS컨트 유니트(14)에 입력되도록 되어 있고, TCS컨트롤 유니트(14)에서는, 전후 바퀴 사이의 차륜속도차를 연산하고, 그 차륜속도차가 소정의 문턱치를 넘었을 때에, 구동륜인 후륜(3,4)의 공전(슬립)을 판정하고, 트랙션 컨트롤 요구신호를 출력한다. 따라서, 본 실시례에 있어서, 상기 TCS 컨트롤 유니트(14)가, 공전검출수단, 트랙션 컨트롤 요구신호 출력수단으로서의 기능을 구비하고 있다.

상기 트랙션 컨트롤 요구신호는, 구동륜의 공전을 억제하기 위한 제어(구체적으로는, 엔진 토크 또는 브레이크 제어)를 요구하는 신호이며, TCS 컨트롤 유니트(14)에서 엔진 컨트롤 유니트(15), 브레이크 컨트롤 유니트(16)에 출력된다.

상기 엔진 컨트롤 유니트(15)는, 엔진(9)으로의 연료공급량이나 점화시기등을 제어하는 것이며, 상기 트랙션 컨트롤 요구신호가 입력되면, 엔진 토크를 강제적으로 저하시켜서 구동륜의 공전을 회피하도록, 본 실시례에서는, 연료공급정지제어 혹은 점화시기의 리타드를 실행하도록 되어 있다.

상기의 연료 공급량, 점화시기가, 본 실시례에서의 트랙션 컨트롤을 하기 위한 차량의 소정의 제어대상에 상당하지만, 엔진 토크를 트랙션 컨트롤 요구신호에 응하여 저하시키기 위한 수단으로서는, 상기의 연료공급정지, 점화시기 리타드의 외에, 스로틀 밸브의 폐제어에 의하여 엔진흡입공기량을 강제적으로 저하시키는 방법을 사용하는 구성이라도 상관없다.

또, 상기 브레이크 컨트롤 유니트(16)는, 상기 트랙션 컨트롤 요구신호가 입력되면, 구동륜의 공전을 억제하기 위하여, 구동륜인 후륜(3,4)의 브레이크 유압을 공전상태에 응하여, 증압, 유지, 감압제어하도록 되어 있다. 여기서는, 상기 후륜(구동륜)의 브레이크 유압이, 트랙션 컨트롤을 위한 차량의 소정 제어대상이 된다.

상기 브레이크 유압의 증압, 유지, 감압제어는, 예컨대 전후 바퀴사이의 차륜속도차를 판별하는 2 개의 문턱치를 설정하고, 제1의 문턱치를 넘는 공전이 발생하면 브레이크 유압의 증압제어를 개시하고, 그 유압증대제어에 의하여 제1의 문턱치와 그 제 1의 문턱치보다도 작은 제2의 문턱치와의 사의의 레벨로 차륜속도차가 저하되면, 그 때의 유압을 유지시키도록 하고, 이어서, 상기 제2의 문턱치를 차륜속도차가 밑돌게 되면, 트랙션 컨트롤을 위하여 증압시킨 브레이크 압을 저하시키도록 한다.

상기와 같이 본 실시례에서는, 상기 엔진 컨트롤 유니트(15), 브레이크 컨트롤 유니트(16)가 트랙션 컨트롤수단으로서의 기능을 구비하고 있고, TCS 컨트롤 유니트(14)는, 구동륜의 공전상태에 응하여 상기 연료공급, 점화시기, 브레이트 유압중에서 가장 적절한 제어대상을 선택하여, 그 선택한 제어대상의 제어에 의하여 구동륜의 공전을 회피하도록, 엔진 컨트롤 유니트(15), 브레이크 컨트롤 유니트(16)에 제어대상의 지시를 포함하는 트랙션 컨트롤 요구신호를 출력한다.

예를 들면, 구동륜중의 한쪽만이 공전하고 있는 것 같은 경우에는, 상기 공전하고 있는 한쪽 구동륜에 대한 브레이크 유압의 제어만에 의하여 트랙션 컨트롤을 행하고, 또, 쌍방의 구동륜이 공전하고 있는것같은 경우에는, 공전상태에 응하여 연료공급정지와 점화시기 리타드와의 어느 한쪽을 선택한다. 단, 제어대상의 선택제어를 상기의 구성에 한정하는 것은 아니다.

또, 본 실시례에서는, 제3도의 흐름도에 표시된 것처럼, 상기 TCS 컨트롤 유니트(14)가, 상기의 트랙션 컨트롤 기능이 정상으로 기능하고 있느냐 아니냐를 진단하도록 되어 있다.

또한, 본 실시례에 있어서, 트랙션 요구계속시간 예측수단, 진단수단으로서의 기능은 상기 제3도의 흐름도에 표시한 것과 동일하게, TCS 컨트롤 유니트(14)에 소프트웨어적으로 구비되어 있다.

제3도의 흐름도에 있어서, 단계 1 (도면중에는 S1이라 되어 있다. 이하 같음)에서는, 트랙션 컨트롤 요구신호가 출력되어 있는지 아닌지를 판별한다.

그리고, 트랙션 컨트롤 요구신호가 출력되어 있을 때, 즉, 종동륜인 전륜과 구동륜인 후륜과의 차륜속도차가 소정치 이상에서 후륜(구동륜)의 공전이 검출되어 있을 때에는, 단계2로 진행한다.

단계2에서는, 트랙션 컨트롤을 위하여 상기에 표시한 연료공급량, 점화시기, 브레이크 유압중 어느 것의 제어대상을 제어하고 있는 상태인가를 판별한다.

본 실시례에서는, 연료공급정지, 점화시기 리타드, 브레이크 유압제어중 어느 하나가 트랙션 컨트롤용으로 선택되는 것으로 하였으나, 예컨대 점화시기 리타드와 브레이크 유압과의 동시제어, 혹은 연료공급정지와 브레이크 유압과의 동시 제어가 실시되는 것이라도 좋고, 또, 스로틀 밸브의 폐제어에 의하여 엔진 토크의 저하를 꾀하는 경우에는, 그 스로틀 밸브 제어와 브레이크 유압과의 짜맞춤이라도 좋으며, 이 경우에는, 상기 단계2에서는, 어느 것의 짜맞춤인지, 혹은, 어느 것의 단독 제어인지를 판별시키도록 한다.

단계2에서, 트랙션 컨트롤을 위하여 어느 것의 제어대상을 제어하고 있는지가 판별되면, 그 판별결과에 의거하여 단계 3-5의 어느 것인가에 진행하고, 미리 제어대상 마다에 설정되어 있는 기준시간 T₁- T₃의 어느 것인가를, 자기진단을 위한 기준시간 T에 세트한다. 상기 단계 2-5의 부분이, 본 실시례에서의 기준시간 설정수단에 상당한다.

기준시간 T를 세트하면, 단계 6에서는, 별도 계측되는 트랙션 컨트롤 요구신호가 계속적으로 발생하고 있는 시간과, 상기 기준시간 T와를 비교한다. 그리고, 상기 기준시간 T를 웃돌아서 트랙션 컨트롤의 요구신호가 계속하여 출력되고 있을 경우에는, 트랙션컨트롤 요구신호에 대응하여 실제로 엔진 토크의 저하 혹은 브레이크 유압의 증대가 초기의 응답으로 행하여지지 않고 있으므로, 구동륜의 공전상태가 장시간 해소되지 않고 있는 것으로 간주하고, 단계7로 진행하여, 트랙션 컨트롤 시스템의 고장을 판정한다.

단계7에서, 고장판정되었을 경우에는, 이러한 판정결과를 차량의 운전석 부근에 설치한 경보장치(예컨대 인디케이터 램프)에 의하여 운전자에 알리도록 하면 좋으며, 더욱 더, 이러한 경보에 있어서는 어느 제어대상 (연료공급량, 점화시기, 브레이크 유압)을 제어하는 기능이 고장나고 있는지를 합쳐서 경보시키도록 하여도 좋다. 또, 고장판정이 되었을 때에 대상으로 하고 있던 제어대상은, 그 이후에는 트랙션 컨트롤용으로 제어하지 않도록 하면 좋다.

트랙션 컨트롤 시스템은, 구동륜의 공전을 가급적으로 회피하기 위한 것이지만, 예컨대 TCS 컨트롤 유니트(14)에서, 엔진 컨트롤 유니트(15), 브레이크 컨트롤 유니트(16)에 트랙션 컨트롤 요구신호를 출력하는 라인에 이상이 생기거나, 브레이크 유압의 제어를 행하는 솔레노이드에서의 송전라인의 이상 혹은 밸브의 고착, 정체등이 있거나, 트랙션 콘트롤용으로 설치한 모터의 열화등이 있든가 하면, 구동륜의 공전검출에 의거하여 트랙션 컨트롤 요구신호를 출력하고 있음에도 불구하고, 엔진 토크의 저하 혹은 브레이크 유압제어가 실제로 소기의 응답으로 행하여 지지 않기 때문에, 구동륜의 공전이 해소되지 않고 트랙션 컨트롤 요구신호가 계속하여 출력하게 된다.

그래서, 정상으로 트랙션 컨트롤이 기능하고 있는 경우라면, 트랙션 컨트롤 요구신호의 출력이 계속되는 일이 없는 시간을 기준시간 T로 설정하고, 그 기준시간 T를 넘어서 트랙션 컨트롤 요구신호가 계속하여 출력되는 경우에는, 트랙션 컨트롤 요구신호의 출력에 대하여 유효한 엔진토크 저하제어 혹은 브레이크 유압제어가 실시되지 않고 있는 것으로 간주하여, 트랙션 컨트롤 시스템의 고장을 판정하는 것이다.

따라서, 본 실시례에 관련된 자기진단에 의하면, 고장의 태양을 불문하고 최종적으로 트랙션 컨트롤 기능이 정상으로 기능했는지 아닌지를 판별할 수 있으며, 트랙션 컨트롤 시스템에서의 자기진단의 신뢰성을 높일 수 있다.

여기서, 트랙션 컨트롤 요구신호에 대응하여 어느 것의 제어대상을 제어할 것인가에 따라, 구동륜의 공전이 해소되는 것으로 기대되는 시간(응답성)이 다르다고 예측되므로, 상기와 같이 기준시간 T를 제어대상에 응하여 다른 값에 설정하면, 트랙션 컨트롤 요구신호의 출력계속시간에 의거한 자기진단의 정밀도를 높일 수 있다.

또, 트랙션 컨트롤 요구신호의 출력계속시간의 계측결과에서, 초기에 설정되어 있는 기준시간 T(시간 T₁- T₃)를 학습경신시키는 구성으로 하여도 좋다. 초기에 설정되는 시간 T₁- T₃는, 오판정 회피를 위하여 여유를 예상하여 비교적 긴 시간으로 설정할 필요가 있으나, 이 경우, 트랙션 컨트롤 기능이 불완전하게 기능하고 있는 것 같은 경우의 고장진단이 곤란해진다. 그래서, 정상시의 출력계속시간에 의거하여 시간 T₁- T₃의 초기 설정치를 감소보정하면, 정상시에 대하여 구동륜의 공전상태를 해소하는데 요한 시간이 길어진 것을, 보다 민감하게 검출할 수 있다.

또, 제3도의 흐름도중에 점선으로 표시한 것과 동일하게, 상기 기준시간 T를 고정시간 T₁로서, 자기진단제어를 간략화하는 구성으로 하여도 좋다. 즉, 단계 1에서 트랙션 컨트롤 요구신호의 출력상태인 것이 판별되면, 트랙션 컨트롤을 위한 어느 것의 제어대상을 제어하고 있는가를 불문하고, 단계 2a로 진행하고, 기준시간 T 에 미리 설정된 고정시간 T₄를 세트한 후, 단계6으로 진행하여, 상기 고정시간 T₄와 실제의 트랙션, 컨트롤 요구신호의 출력계속시간과를 비교시키도록 한다. 이때, 트랙션 컨트롤에서의 제어대상 마다에 기준시간 T를 바꾸는 일을 하지 않으므로, 기준시간의 초기 설정에 요하는 시간이 단축되고, 또, 진단제어의 내용이 간략화된다.

또, 예컨대 연료공급정지에 의하여 구동륜의 공전을 회피하는 기능이 고장나 있는 것이 판별되었을 때에는, 연료공급정지에 의하여 트랙션 컨트롤을 실행하는 조건인 때에, 다른 것의 제어대상인 점화시기 혹은 브레이크 압을 제어시키도록 하여, 연료공급정지를 행할수 없는 상태로 되어도 트랙션 컨트롤 기능을 발휘시킬 수 있도록 하면 좋다.

또, 본 실시례에서는, TCS 컨트롤 유니트(14), 엔진 컨트롤 유니트(15), 브레이크 컨트롤 유니트(16)를 각각 개별적으로 설치하는 구성으로 하였으나, 이들이 일체가 되어 하나의 컨트롤 유니트를 구성하는 것이라도 무방하다.

이상 설명한 바와 같이, 청구항1의 발명에 관한 차량용 트랙션 컨트롤 장치의 진단장치에 의하면, 트랙션 컨트롤 요구신호의 출력 계속시간에 의거하여 고장진단을 행하는 구성으로 하였으므로, 개별로 고장판정을 할 수 없는 부위의 고장을 포함하여 소기의 트랙션 컨트롤 기능이 발휘될 수 없게 된 상태를 진단할 수 있게 되고, 자기 진단의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다는 효과가 있다.

또, 청구항2의 발명에 관한 진단장치에 의하면, 트랙션 컨트롤 요구신호의 출력계속시간을 판별할 때에 사용하는 기준시간을, 트랙션 컨트롤의 제어대상에 응하여 설정시키도록 했으므로, 제어대상이 달라지게됨에 따른 응답성의 차이에 대응하여 보다 높은 정밀도의 진단이 가능해진다는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 구동륜의 공전상태를 검출하는 공전검출수단과, 그 공전검출수단에 의하여 구동륜의 공전상태가 검출되었을 때에, 트랙션 컨트롤 요구신호를 출력하는 트랙션 컨트롤 요구신호 출력수단과, 상기 트랙션 컨트롤 요구신호에 의거하여 구동륜의 공전상태를 해소하는 방향으로 차량의 소정제어대상을 제어하는 트랙션 컨트롤 수단과, 를 포함하여 구성된 차량용 트랙션 컨트롤 장치에 있어서, 상기 트랙션 컨트롤 요구신호의 계속적인 발생시간을 계측하는 트랙션 요구계속 시간계측수단과, 그 트랙션 요구계속시간 계측수단에 의하여 계측된 시간이 기준시간을 넘었을 때에, 상기 트랙션 컨트롤 수단의 불량을 판정하는 진단수단과, 를 설치하여 이루어진 차량용 트랙션 컨트롤 장치의 진단장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 트랙션 컨트롤 수단이, 복수의 다른 제어대상을 선택적으로 제어하도록 구성되는 한편, 상기 진단수단에서의 기준시간을, 상기 트랙션 컨트롤 수단에 의하여 제어되는 제어대상에 응하여 가변설정되는 기준시간 설정수단을 설치한 것을 특징으로 하는 차량용 트랙션 컨트롤 장치의 진단장치.