KR100376969B1 - 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법 - Google Patents

지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 지-센서의 에러발생시에도 차량의 차체속도를 정확하게 보정함으로써 불필요한 ABS 제동을 방지할 수 있도록 한 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명은 차륜속도를 검출하기 위한 차륜속도센서와 차량의 감속도를 검출하기 위한 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법에 있어서, 상기 지-센서가 현재 주행하는 도로의 노면조건에 맞는 차량 감속도를 출력하는가에 따라 상기 지-센서에 대한 에러를 검출하는 단계; 상기 지-센서에 대한 에러를 검출시 그 횟수를 카운트하는 단계; 및 상기 지-센서의 에러를 카운트한 횟수가 사전 설정된 설정횟수이면 상기 지-센서의 출력값으로부터 연산된 차체속도를 무시하고 상기 차륜속도센서의 출력값으로부터 연산된 차체속도에 따라 상기 차량의 차체속도를 보정하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명은 실제 노면조건과 다르게 지-센서가 잘못된 차량 감속도를 출력하여 불필요한 ABS 제동이 행해져 제동거리가 길어지게 되는 제동손실을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법{A speed compensating method in a automobile comprising a G-sensor}
본 발명은 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법에 관한 것으로, 특히 지-센서로부터 실제 노면조건과 다르게 차량 감속도가 출력되는 경우에도 정확하게 차량의 차체속도를 보정하여 슬립값을 연산함으로써 불필요한 ABS 제동을 방지할 수 있도록 한 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법에 관한 것이다.
근래에는 미끄러운 노면을 주행하거나 선회주행시에도 충분한 제동력과 조정안정성을 확보할 수 있는 브레이크 시스템이 요구되고 있으며, 일예로 안티록 브레이크 시스템(ABS)이 있다. 이러한 ABS 시스템에서는 차륜속도센서를 통해 차륜속도와 차체속도를 산출하고 이로부터 슬립값(slip)을 연산하게 되는데, 이 슬립값은 산출식[{(차체속도-차륜속도)/차체속도}×100]에 대입하여 구한다. 이와 같이 슬립값이 연산되면 ABS 시스템은 슬립값이 소정의 임계값을 넘어서면 ABS 제동조건을 만족한 경우로 판단하고 그에 따라 각 차륜에 대응되는 유압밸브를 개폐작동시켜 제동압을 조절함으로써 ABS 제동을 수행하게 된다.
한편, 차륜의 속도를 검출하기 위한 차륜속도센서 이외에 차량의 감속도를 검출하기 위한 지-센서(G-sensor)를 구비하는 차량 주로 4륜구동 차량에서는 각 센서로부터 검출된 차륜속도와 차량 감속도에 따라 차체속도를 보정하고, 그에 따라 보정된 차체속도에 근거하여 슬립값을 연산하여 ABS 제동을 개시하게 된다.
이를 도 1의 흐름도를 참조하여 설명하면, 차량의 운행정보를 검출하기 위한 각 센서들의 변수를 초기값으로 설정하여 초기화한(S10) 다음 ABS 제어부(35)는 현재 차량의 동작모드가 ABS 모드인가를 판단하는데(S11), 초기에는 슬립값이 임계값을 넘지 않는 정상모드이므로 단계 S12로 진행하여 지-센서와 차륜속도센서를 통해차량 감속도와 차륜속도를 검출한다. 이어, 차량 감속도와 차륜속도로부터 차체속도를 보정한 다음 슬립값을 연산한(S13) 다음 단계 S11로 회귀하여 동작모드가 ABS 모드인지를 판단하게 된다. 단계 S11에서 ABS 모드로 판단되면 즉 연산된 슬립값이 임계값을 넘어서면 유압밸브를 개폐작동시켜 각 차륜의 제동압을 조절함으로써 ABS 제동을 개시하게 된다(S14).
그런데, 종래기술에서는 지-센서의 에러 발생시 노면조건에 맞게 차량 감속도를 검출하지 못하고 출력값이 일정하게 고착되는데 이러한 지-센서의 에러를 인식하지 못했기 때문에 잘못된 차량 감속도에 의해 차체속도를 보정하게 됨에 따라 결국 실제와 다른 차체속도에 근거하여 슬립값을 연산함에 따라 불필요한 ABS 제동을 수행하게 되었다.
예를 들어, 타이어와 노면의 마찰력이 큰 노면조건에 해당하는 고-μ(노면 마찰계수) 도로를 주행하는 경우 지-센서의 출력값은 실제 노면조건과 다른 저-μ 도로에 대응하는 차량 감속도를 출력하게 된다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 에러가 발생된 지-센서의 출력값에 따라 보정된 차체속도(VG2)는 실제 노면조건에 맞는 차체속도(VG1)와 다르며 빗금친 영역만큼의 오차가 존재하게 된다. 이 때문에 ABS 제동시 차륜속도센서를 통해 검출한 차륜속도(Vw)가 실제의 차체속도(VG1)를 추종하여야 함에도 불구하고 잘못 보정된 차체속도(VG2)를 추종하였다. 즉, 잘못 보정된 차체속도(VG2)와 차륜속도(Vw)에 의해 연산된 슬립값에 따라 제동압을 조절하였기 때문에 제동압이 빠져 나가 충분한 제동압이 차륜에 적기에 공급되지 않으므로 해서 결국, 제동거리가 길어지는 제동손실이 발생되었고 심지어는 제동불능(No braking) 상태에 돌입하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 지-센서의 에러발생시에도 차량의 차체속도를 정확하게 보정함으로써 불필요한 ABS 제동을 방지할 수 있도록 한 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래기술에 따른 차량의 차체속도 보정방법을 나타내는 흐름도,
도 2는 센서로부터 연산된 차체속도와 차륜속도를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 적용되는 지-센서를 구비한 차량에 대한 블록구성도,
도 4는 본 발명에 따른 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법을 나타내는 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 지-센서 20 : 차륜속도센서
30 : ABS 전자제어유니트 31 : 차량 감속도연산부
32 : 제1차체속도연산부 33 : 차륜속도연산부
34 : 제2차체속도연산부 35 : ABS 제어부
40 : 유압밸브구동부 51-54 : 유압밸브
51a-54a : 차륜
상기와 같은 본 발명의 목적은 차륜속도를 검출하기 위한 차륜속도센서와 차량의 감속도를 검출하기 위한 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법에 있어서, 상기 지-센서가 현재 주행하는 도로의 노면조건에 맞는 차량 감속도를 출력하는가에 따라 상기 지-센서에 대한 에러를 검출하는 단계; 상기 지-센서에 대한 에러를 검출시 그 횟수를 카운트하는 단계; 및 상기 지-센서의 에러를 카운트한 횟수가 사전 설정된 설정횟수이면 상기 지-센서의 출력값으로부터 연산된 차체속도를 무시하고 상기 차륜속도센서의 출력값으로부터 연산된 차체속도에 따라 상기 차량의 차체속도를 보정하는 단계에 의하여 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면 상기 지-센서의 에러를 검출하는 단계는 상기 지-센서에 의해 연산된 차량 감속도의 편차가 사전 설정된 제1임계값 이내이고 상기 차륜속도센서에 의해 연산된 차량 감속도의 편차가 상기 제1임계값 보다 큰 제2임계값 이상인지를 판단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의하면 상기 보정된 차체속도로부터 연산된 슬립값이 소정 임계값을 넘어서 ABS 제동개시조건을 만족하면 ABS 제동을 개시하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 적용되는 차량은 차량 감속도를 검출하기 위한 지-센서(G-sensor; 10)와 차륜의 속도를 검출하기 위한 차륜속도센서(20)를 구비하며, 차량의 ABS 제동을 제어하기 위한 콘트롤러인 ABS 전자제어유니트(ABS ECU; 30)가 마련되어 있다. 그리고, ABS 전자제어유니트(30)는 지-센서(10)의 출력측에 연결된 차량 감속도연산부(31) 및 제1차체속도연산부(32)와, 차륜속도센서(20)의 출력측에 연결된 차륜 속도연산부(33) 및 제2차체속도연산부(34)와, 제1차체속도연산부(32)와 제2차체속도연산부(34)의 출력측에 연결된 ABS 제어부(35)로 이루어진다.
이러한 ABS 전자제어유니트(30)는 차륜의 슬립값이 소정 임계치를 넘었는지 아닌가에 따라 ABS 제동조건을 판단하게 되는데, ABS 제어부(35)가 슬립값을 판단한 결과 임계치를 넘어서 ABS 제동개시조건을 만족하게 되면 유압밸브구동부(40)를 제어하여 전륜(51a)(52a)과 후륜(53a)(54a)에 연결된 유압밸브들(51∼54)를 개폐시켜 제동압을 조절하여 ABS 제동을 개시하게 된다.
이를 좀 더 구체적으로 살펴보면, 차량 감속도연산부(31)는 지-센서(10)의출력값에 따라 차량 감속도를 연산하여 제1차체속도연산부(32)로 출력하고, 제1차체속도연산부(32)는 차량 감속도에 따라 차체속도를 연산한 다음 ABS 제어부(35)로 출력하게 된다. 또, 차륜 속도연산부(33)는 차륜속도센서(20)의 출력신호에 따라 차륜속도를 연산하여 제2차체속도연산부(34)로 출력하고, 제2차체속도연산부(34)는 차륜속도로부터 차량 감속도를 산출한후 차체속도를 연산하여 ABS 제어부(35)로 출력하게 된다. 이에 따라, ABS 제어부(35)는 타이어와 노면의 마찰력이 적은 노면조건에 해당하는 저-μ(노면마찰계수) 도로를 주행중인 경우에는 지-센서(10)로부터 얻어지며 제1차체속도연산부(32)에 의해 연산된 차체속도와 차륜속도센서(20)로부터 얻어지며 제2차체속도연산부(34)에 의해 연산된 차체속도를 모두 입력받아 현재 주행중인 차량의 차체속도를 보정한 다음 슬립값을 연산한다. 한편, 타이어와 노면의 마찰력이 큰 노면조건에 해당하는 고-μ 도로를 주행중인 경우에는 차륜속도센서(20)로부터 얻어지며 제2차체속도연산부(34)에 의해 연산된 차체속도를 입력받아 차량의 차체속도를 보정한 다음 슬립값을 연산한다.
전술한 바와 같이, 상기 지-센서(10)가 정상적으로 동작하는 경우에는 ABS 제동을 원활하게 수행할 수 있다.
한편, 상기 지-센서(10)에서 에러가 발생되어 실제 노면조건과 다른 차량 감속도를 출력하는 경우 상기 ABS 제어부(35)는 지-센서(10)로부터 연산된 차체속도를 무시하고 상기 차륜속도센서(20)의 차륜속도로부터 연산된 차체속도를 정확하게 보정하게 되고, 이렇게 보정된 차체속도에 근거하여 상기 ABS 제어부(35)가 슬립값을 연산하여 ABS 제동개시조건을 판단하게 되므로 불필요한 ABS제동을 방지할 수있게 된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법을 도 4의 흐름도에 따라 설명한다.
먼저, 상기 ABS 제어부(35)는 차량의 운행정보를 검출하기 위한 각 센서들의 변수를 초기화하는데, 지-센서(10)의 에러를 검출한 횟수를 카운트하는 지-센서 에러 카운터(G-sensor fail counter)를 '리셋(reset)'으로 설정하고, 지-센서(10)의 에러여부를 나타내는 지-센서 에러 플래그(G-sensor fail flag)를 '리셋(reset)'으로 설정하고, 지-센서의 출력값(G-sensor value;VG)을 '초기값(int)'으로 설정하고, 차륜속도센서의 출력값(W-sensor value;Vw)을 '초기값(int)'으로 설정한다(S110).
이어, 상기 ABS 제어부(35)는 현재 차량의 동작모드가 ABS 모드인가를 판단한다(S120). 단계 S120의 판단결과 초기에는 슬립값이 소정 임계값을 넘지 않아 정상모드로 판단하게 되므로 단계 S130으로 진행한다.
단계 S130에서는 지-센서(10)와 차륜속도센서(20)를 통해 차량 감속도와 차륜속도를 검출한 다음 제1차체속도연산부(32)와 제2차체속도연산부(34)에 의하여 차체속도를 각각 연산하게 된다. 즉, 지-센서(10)의 출력값을 입력받는 차량 감속도연산부(31)는 차량 감속도를 연산하며, 제1차체속도연산부(32)는 연산된 차량 감속도에 따라 차체속도를 연산하게 된다. 또, 차륜속도센서(20)의 출력값을 입력받는 차륜속도연산부(33)는 차륜속도를 연산하며, 제2차체속도연산부(34)는 연산된 차륜속도에 따라 차량 감속도 및 차체속도를 연산하게 된다.
이어, 상기 ABS 제어부(35)는 지-센서(10)로부터 연산된 차량 감속도의 편차(△VG)가 사전 설정된 제1임계값(G1) 이내인지를 판단하는데, 이는 지-센서(10)의 에러 발생시 노면조건에 맞게 변화되지 않고 고착됨에 따라 일정한 출력값이 나타나게 되므로 그 출력값의 변동 즉 최대값과 최소값의 차값으로 에러여부를 결정하기 위함이다(S140). 여기서, 차량 감속도의 편차(△VG)는 지-센서(10)의 출력값으로부터 연산된 차량 감속도에 대한 최대값(VG, max)에서 최소값(VG, min)을 차감한 값으로 정의되며, 제1임계값(G1)은 약 0.1 G(중력가속도)로 설정하는 것이 바람직하다.
단계 S140에서 차량 감속도의 편차(△VG)가 제1임계값(G1) 이내이면 상기 ABS 제어부(35)는 차륜속도센서(20)로부터 연산된 차량 감속도의 편차(△Vw)가 사전 설정된 제2임계값(G2) 이상인지를 판단하는데, 이는 차량이 등속으로 주행하는 경우에는 지-센서(10)에서 에러가 발생하지 않더라도 출력값이 일정하게 나타나게 되므로 이를 제외시키기 위함이다(S150). 여기서, 차량 감속도의 편차(△Vw)는 차륜속도센서(10)의 출력값으로부터 연산된 차량 감속도에 대한 최대값(Vw, max)에서 최소값(Vw, min)을 차감한 값으로 정의되며, 제2임계값(G2)은 약 0.2 G(중력가속도)로 설정하는 것이 바람직하다.
단계 S140에서 차량 감속도의 편차(△VG)가 제1임계값(G1) 보다 크거나 혹은단계 S150에서 차량 감속도의 편차(△Vw)가 사전 설정된 제2임계값(G2) 보다 작으면 단계 S170로 진행한다. 반면, 단계 S140에서 차량 감속도의 편차(△VG)가 제1임계값(G1) 이내이면서 단계 S150에서 차량 감속도의 편차(△Vw)가 사전 설정된 제2임계값(G2) 이상이면 지-센서 에러 카운터(G-sensor fail counter)를 증가시킨다(S160).
이어, 상기 ABS 제어부(35)는 지-센서 에러 카운터(G-sensor fail counter)의 카운트값이 사전 설정된 설정횟수(Ta) 보다 큰지를 판단한다(S170). 여기서, 설정횟수는 2회 또는 3회로 설정하는 것이 바람직하다.
단계 S170의 판단결과 지-센서 에러 카운터(G-sensor fail counter)의 카운트값이 사전 설정된 설정횟수(Ta) 보다 크지 않으면 지-센서(10)의 에러가 발생되지 않은 것으로 판단하여 단계 S190로 진행한다. 반면, 단계 S170의 판단결과 지-센서 에러 카운터(G-sensor fail counter)의 카운트값이 사전 설정된 설정횟수(Ta) 보다 크면 실제로 지-센서(10)에서 에러가 발생된 경우로 판단하여 지-센서 에러 플래그(G-sensor fail flag)를 '세트(set)'한다(S180).
이어, 상기 ABS 제어부(35)는 현재 지-센서 에러 플래그(G-sensor fail flag)가 '세트(set)'되었는지를 판단한다(S190).
단계 S190의 판단결과 지-센서 에러 플래그(G-sensor fail flag)가 '세트(set)'되었으면 상기 ABS 제어부(35)는 상기 지-센서(10)로부터 연산된 차체속도를 무시하고 상기 차륜속도센서(20)로부터 연산된 차체속도 즉, 제2차체속도연산부(34)에서 차량 감속도에 따라 연산된 차체속도를 적용하여 차량의 차체속도를 보정한다(S200). 반면, 단계 190의 판단결과 지-센서 에러 플래그(G-sensor fail flag)가 '세트(set)'되지 않았으면 즉, 지-센서(10)가 정상동작하는 경우에는 상기 ABS 제어부(35)는 노면조건에 따라 상기 지-센서(10)로부터 연산된 차체속도 혹은 상기 차륜속도센서(20)로부터 연산된 차체속도를 적용하여 차량의 차체속도를 보정하게 된다(S220).
이어, 차체속도를 보정한 경우 상기 ABS 제어부(35)는 보정된 차체속도에 근거하여 슬립값을 연산하고(S210) 현재 차량의 동작모드를 판단하기 위해 단계 S120로 회귀하게 된다. 단계 S120의 판단결과 연산된 슬립값이 임계값을 넘으면 즉 ABS 제동개시조건을 만족하면 상기 ABS 제어부(35)는 유압밸브구동부(40)를 제어하여 유압밸브(51∼54)를 개폐작동시켜 각 차륜(51a∼54a)의 제동압을 조절함으로써 ABS 제동을 개시하게 된다(S230).
이상과 같이 본 발명은 실제 노면조건과 다르게 지-센서가 잘못된 차량 감속도를 출력하는 경우 예를 들어 노면마찰계수가 큰 고-μ 도로를 주행시 지-센서의 출력값은 실제 노면조건과 다른 저-μ 도로에 대응하는 차량 감속도를 출력하는 경우에도 차량의 차체속도를 정확하게 보정하여 슬립값을 연산하게 되므로 불필요한 ABS제동을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명은 불필요한 ABS 제동으로 인하여 제동거리가 길어지게 되는 제동손실을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 차륜속도를 검출하기 위한 차륜속도센서와 차량의 감속도를 검출하기 위한 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법에 있어서,
    상기 지-센서에 의해 연산된 차량 감속도의 편차가 사전 설정된 제1임계값(약 0.1 G) 이내이고 상기 차륜속도센서에 의해 연산된 차량 감속도의 편차가 상기 제1임계값 보다 큰 제2임계값 (약 0.2 G)이상이면 상기 지-센서의 에러로 검출하는 단계;
    상기 지-센서에 대한 에러를 검출시 그 횟수를 카운트하는 단계; 및
    상기 지-센서의 에러를 카운트한 횟수가 사전 설정된 설정횟수이면 상기 지-센서의 출력값으로부터 연산된 차체속도를 무시하고 상기 차륜속도센서의 출력값으로부터 연산된 차체속도에 따라 상기 차량의 차체속도를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지-센서를 구비한 차량의 차체속도 보정방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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KR100609028B1 (ko) * 2001-09-20 2006-08-09 주식회사 만도 횡가속도센서를 이용한 차체속도 보정방법

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