KR100372238B1 - 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법 - Google Patents

트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 차륜속도센서의 이상으로 인하여 차속정보가 오검출되어 슬립상태가 세트되었더라도, 재차 감지하여 극히 짧은 시간동안에 슬립상태가 유지되지 않은 경우에는 슬립상태를 해제시킴으로써, 차륜속도센서의 이상으로 인한 트랙션 콘트롤 제어의 과다 수행을 방지하여 안정적인 가속능력을 확보함과 동시에 브레이크 계통의 수명을 연장시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법{control method for traction control system}
본 발명은 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 특히 차속센서의 이상으로 인한 트랙션 콘트롤 시스템의 오작동을 방지하기 위한 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 미끄러지기 쉬운 노면에서 액설러레이터를 밟고 가속하였을 때 구동륜이 공전하기만 하고 자동차가 움직이지 않거나, 자동차가 옆으로 쏠려 위험한 상태가 되는 일이 있다. 트랙션 콘트롤 시스템(Traction Control System)은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 자동차 가속시에 운전자의 액설러레이터 조작에 의하지 않고, 차륜속도센서로부터 차륜속도를 검출받아 슬립을 계산한 후, 계산된 슬립값을 제어영역내의 슬립값으로 제어하여 충분한 코너링 포스와 구동력을 확보하도록 한 것이다.
즉, 가속시 구동륜에서 스핀이 발생하면, 스핀이 발생된 차륜의 속도가 저하되도록 각 휠에 공급되는 브레이크 액압을 조절하거나, 엔진에 흡입되는 공기량 또는 연료분사량을 조절하여 엔진의 출력을 제어하여 구동륜의 스핀발생을 억제하였다.
이와 같은 트랙션 콘트롤 제어시스템은 전적으로 차륜속도센서로부터 검출되는 차속정보에 근거하여 제어됨으로 차속센서의 이상(일례로, 에어갭(air gap))으로 인하여 차속정보가 오검출되어 트랙션 콘트롤 수행조건이 만족되면 트랙션 콘트롤 제어를 수행함으로써, 정상적인 가속시 불필요한 제어동작이 수행되어 가속력이 저하되거나, 잦은 제동동작으로 인하여 브레이크 계통에 무리가 따르는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 차륜속도센서의 이상으로 인하여 차속정보가 오검출되어 슬립상태가 세트되었더라도, 재차 감지하여 극히 짧은 시간동안에 슬립상태가 유지되지 않은 경우에는 슬립상태를 해제시킴으로써, 차륜속도센서의 이상으로 인한 트랙션 콘트롤 제어의 과다 수행을 방지하여 안정적인 가속능력을 확보함과 동시에 브레이크 계통의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법을 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 트랙션 콘트롤 시스템의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 트랙션 콘트롤 시스템의 제어 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10:ABS액츄에이터 11-14:차륜속도센서
20:트랙션 콘트롤 액츄에이터 30:전자제어유니트
40:스로틀 밸브 액츄에이터
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법에 있어서, 가속시, 구동차륜의 차륜가속도와 슬립을 판단하기 위한 슬립판단임계치를 비교하여, 구동차륜의 차륜가속도가 슬립판단임계치보다 클 경우 슬립상태임을 세트하고, 그 때의 슬립값을 저장하는 단계와, 상기 단계에 이어서, 재차 검출된 현재의 슬립값으로부터 저장된 슬립값을 뺀 차가 슬립상태의 유지를 판단하기 위한 슬립유지판단임계치보다 클 경우 트랙션 콘트롤 제어를 수행하는 슬립상태유지판단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 재차 검출된 현재의 슬립값으로부터 저장된 슬립값을 뺀 차가 슬립상태의 유지를 판단하기 위한 슬립유지판단임계치보다 작을 경우 구동차륜의 차륜가속도를 슬립상태의 개연성을 판단하기 위한 가속도임계치와 비교하여, 구동차륜의 차륜가속도가 가속임계치보다 클 경우 슬립상태가 지속될 개연성이 있는 것으로 판단하여 현재의 슬립을 구하여 슬립상태유지판단단계를 재수행하고, 구동차륜의 차륜가속도가 가속임계치보다 작을 경우 슬립상태가 지속될 개연성이 없는 것으로 판단하여 슬립상태를 해제시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 트랙션 콘트롤 시스템의 개략도, 도 2는 본 발명에 따른 트랙션 콘트롤 시스템의 제어 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 각 바퀴의 차륜속도를 검출하기 위한 차륜속도센서(11-14) 및 전자제어유니트(30), ABS액츄에이터(10), 트랙션 콘트롤 액츄에이터(20), 그리고 스로틀 밸브 액츄에이터(40)로 구성된다. 전술한 구성부중 상기 전자제어유니트(30)는 인터페이스회로, 펄스처리회로, 액서러레이터조작검출부, 그리고 중앙연산장치 등을 포함한다.
전술한 구성에 의하면, 차륜속도센서(11-14)로부터 교류전압신호로 검출된 차륜속도신호는 인터페이스회로에 의하여 펄스신호로 변화되고, 펄스처리회로는 변화된 펄스신호를 입력받아 펄스의 카운트 및 계산을 수행하여 그 정보를 중앙연산장치에 출력한다. 중앙연산장치는 입력받은 정보를 프로그램에 따라 연산 및 분석, 그리고 판정하며 그 판정결과에 의거하여 ABS액츄에이터(10)와 트랙션 콘트롤 액츄에이터(20) 및 스로틀 밸브 액츄에이터(40)를 제어한다.
먼저, ABS액츄에이터(10)는 전자제어유니트(30)내의 중앙연산장치에 짜여진 프로그램에 의하여 수행되며, 차륜의 휠 실린더(15-18)에 브레이크 제동압을 가압 및 유지, 그리고 감압제어하여 자동차의 제동 거리를 단축시킨다.
또, 트랙션 콘트롤 액츄에이터(20)는 전자제어유니트(30)내의 중앙연산장치에 짜여진 프로그램에 의하여 수행되며, 가속시 차륜의 휠 실린더(15-18)에 브레이크 제동압을 가압 및 유지, 그리고 감압제어하여 구동력을 향상시킨다. 여기서, ABS액츄에이터(10)와 트랙션 콘트롤 액츄에이터(20)는 일체로 형성되기도 한다.
또한, 스로틀 밸브 액츄에이터(40)는 운전자의 가속의지를 반영하는 메인 스로틀밸브(41)와 전자제어유니트(30)내의 중앙연산장치에 짜여진 프로그램에 의하여 차체의 가속을 제어하는 서브 스로틀밸브(42)로 구성되며, 액셀러레이터 페달(43)과 연동되어 개폐하는 메인 스로틀 밸브(41)의 상측에 서브 스로틀 밸브(42)가 설치되어 있다. 서브 스로틀 밸브(42)는 스텝모터에 의해 캠 기어로 구성된 구동부에 의하여 구동되는데 통상은 리턴 스프링에 의해 전개(全開) 위치로 세트되어 있다.
이러한 구조의 상기 스로틀 밸브 액츄에이터(40)는 스로틀 밸브(41,42)의 개폐각을 조절하므로서, 엔진에 공급되는 공기량 또는 연료량을 제어할 수 있다. 따라서, 엔진의 출력을 제어할 수 있다. 또한, 이러한 메인 스로틀 밸브(41) 및 서브 스로틀 밸브(42)의 개폐 위치를 검출하기 위한 센서(44,45)가 각각 마련된다.
또, 차륜속도센서(11-14)는 차륜속도 및 차체속도를 계산하기 위한 정보를 얻기 위한 센서로, 이는 자력성을 갖는 폴피스와 이 폴피스와 일정 갭(air gap)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 차륜 속도가 오검출되게 된다.
따라서, 전적으로 차륜속도센서로(11-14)부터 검출되는 차속정보에 근거하여 제어동작이 수행되는 트랙션 콘트롤 시스템에 있어, 에어갭의 불량으로 인하여 차속정보가 오검출되는 경우 과다한 트랙션 제어가 수행되기도 한다.
그리고 미설명부호 50은 마스터실린더, FL,FR,RL,RR은 차륜이다.
다음에는 전술한 구성부 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 제어방법 및 작용효과를 설명한다. 이하, 구동륜중 후륜RL을 기준으로 설명한다.
먼저, 전자제어유니트(30)는 가속시 구동차륜의 차륜가속도를 구하고, 구해진 차륜가속도(aRL)를 슬립을 판정하기 위한 임계치B1과 비교판단한다(S21). 여기서, 임계치B1은 테스트를 통하여 구해진 실험치로 차량 성능에 따라 달라지는 변수이다.
단계S21에서 구동차륜의 차륜가속도(aRL)가 임계치B1보다 큰 경우에는 슬립상태로 판단하여 슬립모드를 세트하고, 그 때의 슬립값(T1)을 저장하며(S22), 단계S23로 진행한다.
그러나 구동차륜의 차륜가속도(aRL)가 임계치B1보다 작은 경우에는 제어루틴을 종료함과 동시에 초기단계로 되돌아가 제어루틴을 재수행한다.
단계S23에서는 바로 직전의 제어루틴에서 슬립상태로 이미 슬립모드가 세트된 것이므로, 단계S24로 진행하여 현재의 슬립(vRL'-vREF')과 바로 직전의 제어루틴에서 저장된 슬립(T1)과의 차를 구하고, 구해진 차를 임계치C1과 비교판단한다. 여기서, 임계치C1은 슬립이 어느 정도 계속적으로 증가되는 가를 판단하기 위한 것으로 실차의 테스트 등을 통하여 설정되는 변수이다. 또, vRL은 차륜속도이며, vREF는 비구동차륜의 차륜속도의 평균값이며, 이는 차체속도와 같다.
단계S24에서 슬립차가 임계치C1보다 큰 경우에는 현재의 슬립현상이 실제적으로 일어나는 것으로 판단하여 트랙션 제어를 수행한다(S25). 즉, 슬립이 점차 증가하는 것이므로 슬립이 발생된 차륜의 속도가 저하되도록 트랙션 콘트롤 액츄에이터(20)로부터 제동압을 생성하여 제동동작을 수행하거나, 스로틀 밸브 액츄에이터(40)로부터 서브 스로틀밸브(42)의 개폐각을 조절하여 엔진의 출력이 저하되도록 트랙션 제어를 수행한다.
그러나 슬립차가 임계치C1보다 작은 경우에는 단계S26로 진행하여 구동차륜의 차륜가속도(aRL)와 임계치B2를 비교한다. 여기서 임계치B2는 구동차륜의 가속 정도를 통하여 슬립상태의 개연성을 판단하기 위한 것으로 실차의 테스트 등을 통하여 설정된 변수이다.
단계26에서 구동차륜의 차륜가속도(aRL)가 임계치B2보다 큰 경우에는 단계24를 재수행할 수 있도록 리턴된다. 단계S24에서 트랙션 제어조건이 만족되지 않았더라도 구동차륜의 차륜가속도(aRL)가 일정값 이상 유지되어 트랙션 제어를 실시할 개연성이 높기 때문에 제어로직을 종료하지 않고 단계S24를 재차 수행한다.
단계26에서 구동차륜의 차륜가속도(aRL)가 임계치B2보다 작은 경우에는 구동차륜의 차륜가속도가 점차 감소하는 것이므로 슬립상태를 해제시킴과 동시에 초기단계로 되돌아가 제어로직을 재수행한다. 여기서, 슬립모드가 세트되었더라도, 즉 차륜속도센서(11-14)의 이상으로 인하여 차속정보가 오검출되어 슬립모드가 세트되었더라도, 재차 감지하여 극히 짧은 시간동안에 슬립상태가 유지되지 않은 경우에는 슬립모드를 해제시킴으로써 차륜속도센서(11-14)의 이상으로 인한 트랙션 제어의 과다 수행을 방지할 수 있게된다. 여기서, 극히 짧은 시간은 제어로직을 1회 수행하는데 소요되는 시간으로 7msec정도 이다.
그리고 구동차륜RR도 상술한 바와 같은 동일한 과정에 의해 트랙션 제어가 수행된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차륜속도센서의 이상으로 인하여 차속정보가 오검출되어 슬립상태가 세트되었더라도, 재차 감지하여 극히 짧은 시간동안에 슬립상태가 유지되지 않은 경우에는 슬립상태를 해제시킴으로써, 차륜속도센서의 이상으로 인한 트랙션 콘트롤 제어의 과다 수행을 방지하여 안정적인 가속능력을 확보함과 동시에 브레이크 계통의 수명을 연장시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법에 있어서,
    가속시, 구동차륜의 차륜가속도와 슬립을 판단하기 위한 슬립판단임계치(B1)를 비교하여, 구동차륜의 차륜가속도가 슬립판단임계치(B1)보다 클 경우 슬립상태임을 세트하고, 그 때의 슬립값을 저장하는 단계(S21,S22)와,
    상기 단계(S21,S22)에 이어서, 재차 검출된 현재의 슬립값으로부터 저장된 슬립값을 뺀 차가 슬립상태의 유지를 판단하기 위한 슬립유지판단임계치(C1)보다 클 경우 트랙션 콘트롤 제어를 수행하는 슬립상태유지판단(S24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    재차 검출된 현재의 슬립값으로부터 저장된 슬립값을 뺀 차가 슬립상태의 유지를 판단하기 위한 슬립유지판단임계치(C1)보다 작을 경우 구동차륜의 차륜가속도를 슬립상태의 개연성을 판단하기 위한 가속도임계치(B2)와 비교하여, 구동차륜의 차륜가속도가 가속임계치(B2)보다 클 경우 슬립상태가 지속될 개연성이 있는 것으로 판단하여 현재의 슬립을 구하여 상기 단계(S24)를 재수행하고, 구동차륜의 차륜가속도가 가속임계치(B2)보다 작을 경우 슬립상태가 지속될 개연성이 없는 것으로 판단하여 슬립상태를 해제시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙션 콘트롤 시스템의 제어방법.
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