KR100358486B1 - 차륜의 에어갭 진단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀(SPIN)을 가지고 출발하는 차량에서의 에어갭을 진단하기 위한 차륜의 에어갭 진단방법에 관한 것이다.

그 단계는 4개의 차륜에 각각 설치된 휠 속도센서로부터 속도검출신호를 입력받고, 그 속도검출신호에 근거하여 회전하지 않는 정지차륜의 개수를 판단한다. 그리고 회전하지 않는 차륜이 2개이상이면 회전중인 차륜의 속도가 제 1설정속도에 도달하였는 지를 판단하여 제 1설정속도에 도달한 경우 그 회전차륜의 가속도가 사전 설정된 목표치의 유효구간내에서 증감하는 지를 판단한다. 그리고 상기 판단계를 일정횟수 반복수행한 후 차륜의 속도가 제 2설정속도에 도달하였는 지를 판단한다. 판단결과 회전차륜의 회전속도가 제 2설정속도에 도달한 경우 소정시간 계속적으로 유지되는 가를 판단하여 차륜의 회전속도가 제 2설정속도에서 소정시간 계속적으로 유지되면 상기 정지차륜의 휠 속도센서의 에어갭을 불량으로 판단하여 경보동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

차륜의 에어갭 진단방법

본 발명은 차륜의 에어갭 진단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀(SPIN)을 가지고 출발하는 차량에서의 에어갭을 진단하기 위한 차륜의 에어갭 진단방법에 관한 것이다.

현대는 자동차의 고성능화에 따라 강력하고 안정된 브레이크 성능을 확보하기 위한 앤티록 브레이크 시스템(ABS;Antilock Brake System 이하에는 ABS라 한다) 및 구동륜의 과도한 슬립을 억제하여 자동차의 방향 안전성과 구동력을 확보하기 위한 트랙션 콘트롤 시스템(TCS;Traction Control System 이하에는 TCS라 한다)을 장착하는 차량이 늘고 있다. 이러한 ABS 및 TCS는 휠 속도 센서로부터 차륜속도를 검출받아 슬립을 계산한후, 계산된 슬립값이 제어영역내의 슬립값이 되도록 구동륜을 제어한다. 따라서, ABS 및 TCS가 이러한 기능을 수행하기 위해서는 휠 속도 센서의 정확성이 요구된다. 이에 따라 휠 속도 센서는 항상 그 동작상태를 진단 받게 된다.

즉, 종래 전륜 또는 후륜구동차량에 있어서, 제어부는 각 휠 속도 센서를 통하여 차륜속도를 검출하였다. 이때, 검출된 차륜속도에 근거하여 회전하지 않은 정지차륜의 수가 2개 이상이고, 회전하는 차륜으로부터 검출된 차륜속도가 10㎞/h이상 20㎞/h내일때 가속도를 검출하였다. 검출된 가속도가 기설정된 기준값을 상회하게 되면 이는 스핀을 가지고 출발하는 판단하여 차륜속도가 검출되지 않은 휠 속도 센서를 정상상태로 판단하였다.

또한, 휠 속도 센서로부터 검출되는 차륜속도가 20㎞/h를 넘을 경우 20㎞/h를 넘는 시간을 모두 적산하여 적산한 시간이 2분을 넘게 되면 제어부는 이를 에어갭 불량으로 판단하여 운전자에게 알리게 된다. 따라서, 운전자는 에어갭에 의한 휠 속도 센서의 고장여부를 확인 받을 수 있게 된다.

그러나 종래 에어갭에 의한 휠 속도 센서의 불량을 감지하는 방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 휠 속도 센서로부터 읽어들인 속도신호가 일정크기의 속도(20㎞/h) 이상일 경우 이를 적산하여 적산된 시간이 소정시간(2분)을 경과하고, 나머지 휠 속도 센서로부터 계속적으로 속도 신호가 검출되지 않으면 이를 에어갭의 불량으로 판단하여 경보동작을 수행하였다. 따라서, 에어갭에 의한 불량을 판단하는데 소정시간이 필요하고, 이러한 검출시간을 단축하는데 한계가 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 스핀을 가지고 출발하는 차량에 있어서, 에어갭 불량없이 스핀을 가지고 출발하는 경우에는 고장으로 오판하지 않고, 실제 에어갭 불량에 대해서는 가능한 신속하게 경보동작을 수행할 수 있도록 한 휠 속도 센서의 에어갭 불량 진단 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 차륜의 에어갭 진단 제어블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 차륜의 에어갭 진단 제어흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10:제어부 11-14:휠 속도 센서

15:A/D변환부 16:고장표시부

17:ABS모듀레이터

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차륜의 회전속도를 검출하는 휠 속도센서를 구비하고, 차륜과 휠 속도센서의 이격거리에 대응하는 차륜의 에어갭을 진단하는 방법에 있어서, 적어도 4개의 차륜에 각각 설치된 휠 속도센서로부터 속도검출신호를 입력받고, 그 속도검출신호에 근거하여 회전하지 않는 정지차륜의 수가 2개이상인 지를 판단하는 제 1단계; 상기 제 1단계에서 회전하지 않는 차륜이 2개이상이면 회전중인 차륜의 속도가 제 1설정속도에 도달하였는 지를 판단하는 제 2단계; 상기 제 2단계에서 회전차륜의 회전속도가 제 1설정속도에 도달한 경우 그 회전차륜의 가속도가 사전 설정된 목표치의 유효구간내에서 증감하는 지를 판단하는 제 3단계; 상기 제 1단계 내지 제 3단계를 반복수행하고, 그 반복수행의 횟수가 설정횟수인지를 판단하는 제 4단계; 상기 제 4단계에서 반복수행의 횟수가 설정횟수이면 상기 회전차륜의 회전속도가 제 2설정속도에 도달하였는 지를 판단하는 제 5단계; 상기 제 5단계의 판단결과 회전차륜의 회전속도가 제 2설정속도에 도달한 경우 소정시간 계속적으로 유지되는 가를 판단하는 제 6단계; 및 상기 제 6단계의 판단결과 회전차륜의 회전속도가 제 2설정속도에서 소정시간 계속적으로 유지되는 경우에는 상기 정지차륜의 휠 속도센서의 에어갭을 불량으로 판단하는 제 7단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시례를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 휠 속도 센서의 에어갭 불량 진단 제어블럭도, 도 2는 본 발명에 따른 휠 속도 센서의 에어갭 불량 진단 제어흐름도이다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 구성부를 설명하면 다음과 같다. 차량은 이후에 설명할 휠 속도 센서이외에도 다수의 센서들을 더 구비하는데, 본도에서는 편의상 휠 속도 센서만을 도시하고 있다.

일반적으로 휠 속도 센서(11-14)는 차륜속도 및 차체속도를 계산하기 위한 정보를 얻기 위한 센서로, 이는 자력성을 갖는 폴피스와 이 폴피스와 일정 갭(이하에서는 에어갭이라 한다)을 유지시킨채로 차륜과 일체로 구성되어 회전하는 로터로 이루어진다.

로터는 외주면에 톱니형상의 치차가 형성되어 회전시 이 치차가 폴피스에 자계변화를 일으킨다. 이러한 자계변화를 전기적 신호로 변환하여 검출하게 되면 차륜속도를 기본적으로 구할 수 있게 되고, 또한 이를 제어로직에 따라 연산처리하면 차체속도 역시 양호하게 구할 수 있게 된다.

그러나 폴피스와 로터간 통상 0.3㎜ 내지 1㎜정도의 에어갭을 갖도록 조립되어 있는바, 이러한 에어갭이 외부로부터 가해지는 어떤힘에 의하여 변화하거나 폴피스의 센싱각이 틀어지게 되면 정상적인 차륜 속도를 검출할 수 없게 된다. 따라서, 휠 속도 센서는 항상 그 동작상태를 진단 받게 된다.

그리고 미설명부호 17은 휠 속도 센서로부터 검출된 속도 데이타를 기준으로 하여 제동력을 발생시키기 위한 ABS모듀레이터이다.

도 2는 이러한 휠 속도 센서의 에어갭 불량 진단 제어흐름도이다. 일반적으로 스핀을 가지고 출발하는 차량은 차륜 속도신호가 에어갭 불량일 때와 유사하게 검출된다. 이는 급출발이나 미끄러운 노면(빙판,진흙탕 등) 주행시 구동륜의 공회전으로 구동륜을 제외한 다른 차륜에서는 차륜 속도신호가 검출되지 않기 때문이다.

이하, 도 1의 구성부 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 에어갭 불량진단 제어방법을 설명하고자 한다.

먼저, 운전자가 차량을 급출발시키거나 구동륜이 빙판에 들어섰을때 공회전하는 차륜이 발생하게 되며, 제어부(10)는 각 휠 속도 센서(11-14)로부터 속도신호를 읽어들여 각 바퀴의 상태를 판단하게 된다(단계S21).

즉, 각 휠 속도 센서(FL,FR,RL,RR)(11-14)로부터 아날로그형태로 검출된 속도신호는 A/D변환부(15)를 통하여 마이크로프로세서인 제어부(10)가 처리할 수 있는 신호인 디지탈신호로 변환된다. 제어부(10)는 디지탈신호로 변환된 속도신호를 읽어들여 속도신호가 검출되지 않은 정지차륜이 2이상인 가를 판단한다(단계S22). 이는 일반적으로 동력을 발생시키는 구동륜이 전륜, 후륜, 그리고 4륜구동으로 구분되기 때문에 적어도 2바퀴 이상에서 속도신호가 검출되지 않아야만 구동륜에 스핀현상이 발생됨을 판단할 수 있기 때문이다.

판단단계S22에서 판단조건이 충족되지 않으면 제어부(10)의 제어수순은 리턴되며, 판단단계S22의 판단조건이 충족(속도신호가 검출되지 않은 차륜이 2이상)되면 제어부는 속도신호가 검출되는 차륜의 회전속도가 제 1설정속도(일예로 10㎞/h)에 도달하였는가를 판단한다(단계S23). 이는 에어갭 판단을 위한 최소한의 차륜의 속도를 얻기 위함이다.

판단단계S23에서 판단조건이 충족되지 않으면 제어부(10)의 제어수순은 리턴되며, 판단단계S23의 판단조건이 충족(회전중인 차륜의 속도가 제 1설정속도에 도달)되면 제어부(10)는 회전중인 차륜의 가속도가 사전 설정된 유효구간내에서 증감을 보이는가를 판단한다(단계S24). 이는 구동륜에 스핀현상이 발생한 경우 순간적인 가속도의 변화가를 보이는데 이러한 스핀현상에서의 가속도변화는 정상주행시의 가속도변화와 차를 보이게 된다. 따라서 가속도의 변화를 검출하므로서 현재 구동륜의 상태를 판단할 수 있게 된다.

그리고 제어부(10)는 이러한 스핀현상이 소정시간 지속적으로 이루어지는지를 판단하기 위하여 단계S21부터 단계S24까지를 1루프(loop)로 하여 제어수순이 7루프 이상 연속해서 수행되었는가를 판단한다(단계S25,26). 이때 1루프의 시간을 7㎳라 하면 총 49㎳동안 수행되게된다. 이는 판단단계의 오차를 줄이기 위한 것으로, 소정시간 동안 루프를 반복수행하여 비교적 정확한 판단조건을 유지시키기 위함이다.

상기 판단단계S26에서 판단조건이 충족되지 않으면 제어부(10)의 제어수순은 리턴된다. 그리고 판단조건이 충족(연속해서 7루프 이상 검출됨)되면 제어부(10)는 회전중인 차륜의 속도가 제 2설정속도(일예로 15㎞/h)에 도달하였는가를 판단한다(단계S27).

판단단계S27에서 판단조건이 충족되지 않으면 제어부(10)의 제어수순은 리턴되고, 판단조건이 충족(차륜의 속도가 제 2설정속도에 도달)되면 제어부(10)는 차륜속도가 도달된 제 2설정속도대에서 소정시간(일예로 30초) 유지되는 가를 판단한다(단계S28).

판단단계S28에서 판단조건이 충족되지 않으면 제어부(10)는 휠 속도 센서의 에어갭 상태를 정상으로 판단한다(단계S29). 이는 일반적인 운전자의 운전습관으로 볼 때 구동륜이 스핀상태에 있는 경우, 구동륜을 계속적으로 30초 이상 구동시키는 경우는 극히 드물다. 따라서, 휠 속도 센서로부터 속도신호가 검출되지 않은 것은 구동륜이 스핀상태에 있기 때문이다.

그리고 판단단계S28에서 판단조건이 충족(차륜속도가 도달된 제 2설정속도대에서 소정시간 유지됨)되면 제어부(10)는 현재의 휠 속도 센서의 에어갭 상태를 불량으로 판단하여 이를 표시부(16)를 통하여 운전자에게 경보한다(단계S30). 이는 전술한 바와 같이 스핀상태의 구동륜을 30초 동안 계속적으로 구동시키는 경우는 극히 드물기 때문에 이러한 경우 제어부(10)는 주행상태로 판단한다. 따라서, 휠 속도 센서로부터 속도신호가 검출되지 않은 것은 에어갭의 불량상태(0.3㎜ 내지 1㎜미만의 범위를 벗어남)에 따른 것이다.

전술한 휠 속도 센서의 에어갭 불량 진단방법에 의하여 에어갭이 불량으로 진단되면 이를 신속히 운전자에게 경보하므로서, 휠 속도 센서로부터 속도신호를 검출받아 차량의 자세 제어 및 조정성을 제어하는 시스템의 작동상태를 판단할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 에어갭 불량없이 스핀을 가지고 출발하는 경우에는 고장으로 오판하지 않고, 실제 에어갭 불량에 대해서는 신속하게 경보동작을 수행할 수 있어 장치 및 시스템의 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 차륜의 회전속도를 검출하는 휠 속도센서를 구비하고, 차륜과 휠 속도센서의 이격거리에 대응하는 차륜의 에어갭을 진단하는 방법에 있어서,

   적어도 4개의 차륜에 각각 설치된 휠 속도센서로부터 속도검출신호를 입력받고, 그 속도검출신호에 근거하여 회전하지 않는 정지차륜의 수가 2개이상인 지를 판단하는 제 1단계;

   상기 제 1단계에서 회전하지 않는 차륜이 2개이상이면 회전중인 차륜의 속도가 제 1설정속도에 도달하였는 지를 판단하는 제 2단계;

   상기 제 2단계에서 회전차륜의 회전속도가 제 1설정속도에 도달한 경우 그 회전차륜의 가속도가 사전 설정된 목표치의 유효구간내에서 증감하는 지를 판단하는 제 3단계;

   상기 제 1단계 내지 제 3단계를 반복수행하고, 그 반복수행의 횟수가 설정횟수인지를 판단하는 제 4단계;

   상기 제 4단계에서 반복수행의 횟수가 설정횟수이면 상기 회전차륜의 회전속도가 제 2설정속도에 도달하였는 지를 판단하는 제 5단계;

   상기 제 5단계의 판단결과 회전차륜의 회전속도가 제 2설정속도에 도달한 경우 소정시간 계속적으로 유지되는 가를 판단하는 제 6단계; 및

   상기 제 6단계의 판단결과 회전차륜의 회전속도가 제 2설정속도에서 소정시간 계속적으로 유지되는 경우에는 상기 정지차륜의 휠 속도센서의 에어갭을 불량으로 판단하는 제 7단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜의 에어갭 진단방법.

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