KR100423637B1 - 차량의 진동 감지방법 - Google Patents

Abstract

개시된 발명에 따르면 전륜 및 후륜의 좌우측 바퀴의 감가속도의 위상차를 비교하고 바퀴 속도의 속도차를 설정값과 비교함으로써 ABS 제어 모드에서 차량의 진동 사이클에 동조되어 발생되는 바퀴의 진동을 감지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 ABS 제어동작의 성능을 개선하고, ABS 제어 모드에서 휠 실린더에 적절한 제동압을 가할 수 있게 되어 승차감을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량의 진동 감지방법{method for detecting vibration in a vehicle}

본 발명은 차량의 진동 감지방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 바퀴에 장착된 휠 속도센서를 통해 계산된 감가속도의 위상과 바퀴속도의 속도차를 분석하여 바퀴의 진동을 감지하는 차량의 진동 감지방법에 관한 것이다.

일반적으로 제동을 위한 브레이크 시스템이 차량에 필수적으로 장착되며, 제동시 바퀴의 록킹(locking)을 방지하여 안정적인 제동성능과 조향성능을 구현하는 안티록 브레이크 시스템(이하, ABS 시스템이라 한다)을 구비하고 있다.

도 1과 같이, ABS 제어시스템은 차량의 전후륜에 설치된 휠 속도 센서(wheel speed sensor)(4a,5a,6a,7a)로부터 센서값을 입력받는 ABS 제어부(3)가 바퀴속도를 구하고 이 바퀴속도로부터 차속을 추정하고, 이를 기초로 현재의 슬립률과 감가속도를 계산한다. 그리고, 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟아 제동 상태에 돌입하면 마스터 실린더(2)의 유압이 각 바퀴의 휠 실린더(4,5,6,7)에 가해지게 되고, 이때 슬립률이 과도하게 커지게 되면 ABS 제어부(3)는 바퀴의 록킹을 방지하도록 각 바퀴에 대응하는 밸브 엑추레이터(A1,A2,A3,A4)를 구동하여 휠 실린더(4,5,6,7)에 가해지는 제동압을 감압시킨다. 그리고, 슬립률이 줄어들게 되면 ABS 제어부(3)는 도시하지 않은 액압펌프를 구동시킴과 동시에 밸브 엑추레이터(A1,A2,A3,A4)를 구동하여 휠 실린더(4,5,6,7)에 가해지는 제동압을 증압시키며, 이러한 동작을 반복하여 바퀴가 록킹됨이 없이 제동 동작을 수행하게 된다.

그런데, 차량의 바퀴는 동력전달장치를 통해 동력을 전달받아 구동되기 때문에 차량 구동계의 진동과 동조하는 현상이 일어나고, 이로 인하여 각 바퀴의 진동이 유발된다.

이를 감안하여, 종래 기술의 ABS 시스템에서는 ABS 제어모드에서 전륜과 후륜 바퀴의 위상을 비교한 결과 위상차가 발생되고 좌측과 우측 바퀴의 위상을 비교한 결과 위상차가 발생된 경우 차량 구동계의 진동으로 판단하고 이에 따라 ABS 제어부가 각 바퀴의 휠 실린더로의 제동압을 제어하여 왔다.

그러나, 종래 기술에 따른 차량의 ABS 제어시스템에서는 차량 구동계에 의한 진동여부만을 판단할 수 있었고, 4개의 바퀴 중 진동이 발생되는 바퀴를 구분할 수 없었다. 이 때문에 ABS 제어동작에 의해 휠 실린더에 가해지는 제동압을 효과적으로 제어하기 어려웠다. 즉, 차량 구동계의 진동으로 인해 진동이 발생되는 바퀴의 휠 실린더로 공급되는 제동압을 최적 상태로 제어하기 어려워짐에 따라 결국 제동상태에서 일어나는 바퀴의 진동으로 인하여 승차감을 개선시키는데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 바퀴에 장착된 휠 속도 센서로부터 좌우측 바퀴에 대한 감가속도의 위상과 바퀴속도의 속도차를 비교하므로써 차량구동계의 진동 사이클과 동조되어 발생되는 바퀴의 진동을 감지할 수 있는 차량의 진동 감지방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 ABS 제어 시스템의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 좌측 바퀴와 우측 바퀴의 감가속도의 위상을 보인 도면,

도 3은 본 발명에 따른 바퀴속도의 속도차를 보인 도면,

도 4a와 도4b는 본 발명에 따른 차량의 진동 감지방법을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 브레이크 페달 2 : 마스터 실린더

3 : ABS 제어부 4,5,6,7 : 휠 실린더

4a,5a,6a,7a : 휠 속도센서 4b,5b,6b,7b : 밸브 액추레이터

상기와 같은 본 발명의 목적은 차량 바퀴에 장착된 4개의 휠 속도 센서를 통해 검출한 슬립률에 따라 각 바퀴의 휠 실린더에 공급되는 제동압을 제어하는 차량에 있어서, 상기 휠 속도 센서로부터 검출된 바퀴속도에 따라 각 바퀴에 대한 감가속도를 설정하는 단계; 상기 바퀴의 감가속도과 설정값을 비교하여 그 감가속도를 재설정하는 단계; 상기 단계에서 재설정된 좌측 바퀴의 감가속도와 우측 바퀴의 감가속도의 위상차가 제1설정시간이내인지를 판단하는 단계; 상기 단계에서 위상차가 제1설정 시간이내이면 바퀴속도의 속도차를 제2설정시간 동안 체크하는 단계; 상기제2설정시간 동안 체크하는 도중에 바퀴속도의 속도차가 설정된 속도보다 큰지를 판단하는 단계; 및 상기 단계에서 바퀴의 속도차가 설정된 속도보다 크면 차량 구동계에 의한 바퀴의 진동을 감지하는 단계에 의하여 달성된다.

상기 감가속도의 재설정 단계는 ABS 제어모드에서 수행하며, 상기 바퀴의 감가속도가 설정된 최대값보다 크면 그 감가속도를 최대값으로 재설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 위상차를 판단하는 단계는 전륜의 좌우측 바퀴와 후륜의 좌우측 바퀴에 대해 개별적으로 수행하며, 좌측 휠과 우측 휠의 위상차가 제1설정시간보다 크지 않으면 상태변수를 세팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기 단계에서 감지된 바퀴의 진동을 억제하기 위해 그 바퀴의 휠 실린더에 공급되는 제동압을 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 차량 제동시 바퀴의 록킹을 방지하기 위해 휠 실린더에 가해지는 제동압을 제어할 수 있는 ABS 제어시스템을 장착한 차량을 대상으로 하며, 이러한 차량용 ABS 제어시스템의 구성요소는 도 1의 구성과 기능상 동일하므로 동일 부호를 인용하여 설명하기로 한다.

차량의 전륜 바퀴(FL,FR)와 후륜 바퀴(RL,RR)에는 바퀴속도를 검출하는 휠 속도센서(4a,5a,6a,7a)가 설치되며, 상기 휠 속도센서(4a,5a,6a,7a)의 센서값은ABS 제어부(3)에 입력된다. 상기 ABS 제어부(3)는 휠 속도센서(4a,5a,6a,7a)를 통해 검출한 바퀴속도에 따라 차속(vehicle speed)을 추정하고, 차속과 바퀴속도에 따라 슬립률을 연산하며, 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟아 제동에 돌입한 상태에서 연산된 슬립률에 따라 밸브 엑추레이터(A1,A2,A3,A4)를 구동시켜 휠 실린더(4,5,6,7)로의 제동압을 감압, 유지, 증압시켜 바퀴의 록킹을 방지하게 된다. 이때, 상기 ABS 제어부(3)는 휠 실린더(4,5,6,7) 모두를 대상으로 제동압을 제어하거나 개별적으로 휠 실린더의 제동압을 제어하게 된다.

한편, 상기 ABS 제어부(3)는 현재의 동작 모드가 ABS 제어모드로 진입한 경우 상기 휠 속도센서(4,5,6,7)를 통해 검출한 바퀴 속도로부터 감가속도를 계산하고, 좌측 바퀴의 감가속도와 우측 바퀴의 감가속도의 위상을 비교한 다음 설정 시간 동안 바퀴의 감가속도의 속도차를 비교하므로써 차량 구동계의 진동과 동조하여 발생되는 바퀴의 진동을 감지한다. 그리고, 상기 ABS 제어부(3)는 슬립률에 따라 휠 실린더(4,5,6,7)에 가해지는 제동압을 제어할 때 차량 구동계의 진동과 동조되어 진동이 발생되는 바퀴에 대해서는 진동을 억제하도록 그 바퀴의 휠 실린더에 가해지는 제동압을 제어하게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 차량의 진동 감지 방법을 첨부 도면에 따라 설명하며, 실시예에서는 매 사이클 마다 전륜 및 후륜의 좌우측 바퀴를 대상으로 감가속도의 위상를 비교하고 바퀴속도의 속도차를 미리 설정된 설정값과 비교함으로써 차량 구동계의 진동과 동조되는 바퀴의 진동을 감지하는 동작을 중심으로 설명하기로 한다.

상기 ABS 제어부(3)는 슬립률이 과도하게 커지면(기준값이상) 바퀴의 록킹을 방지하기 위해 현재의 동작 모드를 ABS 제어모드로 바꾸며, 이렇게 ABS 제어 모드로 바뀌게 되면 도 4a와 도 4b의 흐름도에 따라 차량 구동계의 진동과 일치하는 바퀴 진동 즉 차량 구동계의 진동과 동조하는 바퀴를 감지하는 동작을 수행한다.

차량 주행시 상기 휠 속도센서(4a,5a,6a,7a)는 바퀴속도에 상응하는 펄스신호 즉 센서값을 상기 ABS 제어부(3)에 인가하며, 이에 따라 상기 ABS 제어부(3)는 휠 속도센서(4a,5a,6a,7a)로부터 입력되는 센서값에 따라 바퀴속도를 계산하고, 이로부터 각 바퀴의 감가속도를 설정한다. 그리고, 상기 ABS 제어부(3)는 감가속도로부터 차속을 추정하고 추정된 차속과 바퀴속도에 따라 슬립률을 연산하고 이 슬립률의 크기에 따라 ABS 제어모드를 수행할 것인지를 판단한다. 예를 들어 슬립률이 크면 ABS 상태변수(ABS_ON)를 세팅하고 슬립률이 크지 않으면 ABS 상태변수(ABS_ON)를 리셋시킨다.

도 4a에서, 상기 ABS 제어부(3)는 ABS상태변수(ABS_ON)에 따라 동작 모드가 ABS 제어모드인가를 판단하고(S110), 그 판단 결과 ABS 제어모드가 아니면 통상적인 동작모드로 진행하는데, 운전자에 의한 가속 페달의 답력에 따라 주행상태를 유지하거나 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟은 상태하에서 슬립률이 크지 않으면 마스터 실린더(2)의 유압을 각 휠실린더(4,5,6,7)로 공급하여 제동력이 발휘되게 한다.

단계 S110의 판단 결과 ABS 제어모드이면, 상기 ABS 제어부(3)는 각 바퀴의 감가속도(wheel accel;g)가 미리 설정된 최대값(peak_to_peak) 보다 큰지를 판단한다(S110). 그 판단결과 바퀴의 감가속도(wheel accel)가 최대값(peak_to_peak) 보다 크지 않으면 단계 S130로 진행하는 반면, 바퀴의 감가속도(wheel accel)가 최대값(peak_to_peak) 보다 크면 그 바퀴의 감가속도(wheel accel)를 최대값(peak_to_peak)으로 재설정하고, 그 바퀴에 대응하는 감가속도 상태변수(peak_to_peak_pass)를 세팅한(S120) 다음 단계 S130로 진행한다.

단계 S130에서는 각 바퀴에 대응하는 감가속도 상태변수(peak_to_peak_pass)가 세팅되었는지를 판단한다.

단계 S130의 판단결과 감가속도 상태변수(peak_to_peak_pass)가 세팅되지 않았으면 그대로 단계 S150로 진행하는 반면, 감가속도 상태변수(peak_to_peak_pass)가 세팅된 경우 바퀴진동시간(vibration_time)을 증가시킨 다음 단계 S150로 진행한다.

단계 S150에서는 전륜의 좌측 바퀴와 우측 바퀴를 대상으로 그 바퀴의 감가속도의 위상을 비교하며, 이를 구체적으로 설명한다. 먼저, 전륜의 좌측 바퀴(FL)와 우측 바퀴(FR)에 대응하는 감가속도 상태변수(peak_to_peak_pass)가 모두 세팅되었는지를 판단한다(S151). 그 판단 결과 전륜의 좌측 바퀴(FL) 및 우측 바퀴(FR)의 감가속도 상태변수가 모두 세팅되지 않았으면 단계 S160로 진행하며, 전륜의 좌측 바퀴(FL) 및 우측 바퀴(FR)의 감가속도 상태변수가 모두 세팅되었으면 좌측 바퀴와 우측 바퀴의 위상차(ΔT1)가 사전 설정된 제1설정시간(T1) 보다 짧은지를 판단하는데(S152), 여기서 위상차(ΔT1)는 도 2의 (A)와 같이 좌측 바퀴의 감가속도가 좌우 대칭(근사)이 되는 시점(T1)에서 부터 도 2의 (B)와 같이 우측 바퀴의 감가속도가 좌우 대칭(근사)이 되는 시점(T2) 까지의 시간을 말한다. 단계 S152의 판단 결과 전륜의 좌우측 바퀴의 위상차(ΔT1)가 제1설정시간(T1) 보다 크면 단계 S160로 진행하며, 판단 결과 좌우측 바퀴의 위상차(ΔT1)가 제1설정시간(T1) 보다 크지 않으면 전륜의 좌우측 바퀴에 대응하는 제1상태변수(speed_check)를 세팅한(S153) 다음 단계 S160로 진행한다.

단계 S160에서는 후륜의 좌측 바퀴와 우측 바퀴를 대상으로 그 바퀴의 감가속도의 위상을 비교하며, 이를 구체적으로 설명한다. 먼저, 후륜의 좌측 바퀴(RL)와 우측 바퀴(RR)에 대응하는 감가속도 상태변수(peak_to_peak_pass)가 모두 세팅되었는지를 판단한다(S161). 그 판단 결과 후륜의 좌측 바퀴(RL) 및 우측 바퀴(RR)의 감가속도 상태변수가 모두 세팅되지 않았으면 단계 S170로 진행하며, 후륜의 좌측 바퀴(RL) 및 우측 바퀴(RR)의 감가속도 상태변수가 모두 세팅되었으면 후륜의 좌측 바퀴와 우측 바퀴의 위상차(ΔT1)가 사전 설정된 제1설정시간(T1) 보다 짧은지를 판단한다(S162). 단계 S162의 판단 결과 후륜의 좌우측 바퀴의 위상차(ΔT1)가 제1설정시간(T1) 보다 크면 단계 S170로 진행하며, 판단 결과 후륜의 좌우측 바퀴의 위상차(ΔT1)가 제1설정시간(T1) 보다 크지 않으면 후륜의 좌우측 바퀴에 대응하는 제1상태변수(speed_check)를 세팅한(S163) 다음 단계 S170로 진행한다.

도 4b에 도시한 바와 같이, 단계 S170에서는 4개의 바퀴중 어느 하나의 바퀴에 대응하는 제1상태변수(speed_check)가 세팅되었는지를 판단한다.

단계 S170의 판단 결과 제1상태변수(speed_check)가 세팅되지 않았으면 단계S210로 진행하는 반면, 제1상태변수(speed_check)가 세팅되었으면 그 제1상태변수(speed_check)를 리셋시킨 다음 그 바퀴에 대응하는 휠 속도센서를 통해 계산된 바퀴속도(speed)를 이전 속도(speed_old)로 설정한(S180) 다음 이전 속도로 설정된 바퀴에 대응하는 속도차체크시간(speed_diff_check_time)를 증가시킬 것인지를 판단한다(S190). 그 판단 결과에 따라 속도차체크시간(speed_diff_check_time)를 증가시킨(S200) 다음 단계 S210로 진행한다.

이어, 단계 S210에서는 4개의 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에 대응하는 속도차체크시간(speed_diff_check_time)이 사전 설정된 제2설정시간(ΔT2) 보다 작은지를 판단한다. 그 판단 결과 속도차체크시간(speed_diff_check_time)이 제2설정시간(ΔT2)을 경과하면 그대로 리턴하며, 판단 결과 속도차체크시간(speed_diff_check_time)이 제2설정시간(ΔT2)을 경과하지 않았으면 그 바퀴에 대응하는 제2상태변수(speed_diff_check)를 세팅한다(S220). 이어, 바퀴 속도의 속도차(ΔV)가 설정된 속도(V1) 보다 큰지를 판단한다(S230). 여기서, 속도차(ΔV)는 도 3에 도시한 바와 같이 시점(Ta)에서 시점(Tb)까지 어느 하나의 바퀴에 대한 바퀴 속도의 차이를 말한다.

단계 S230의 판단결과 제2상태변수가 세팅된 바퀴에 대응하는 바퀴 속도의 속도차(ΔV)가 설정된 속도(V1) 보다 크지 않으면 그대로 리턴하는 반면, 바퀴 속도의 속도차(ΔV)가 설정된 속도(V1) 보다 크면 차량 구동계의 진동과 동조되는 것으로 인식하여 그 바퀴에 대응하는 진동상태변수(vibration_detection)를세팅한다(S240).

이와 같이, 차량구동계의 진동에 의한 바퀴의 진동을 알아낸 경우 상기 ABS 제어부(3)는 ABS 제어모드에 따라 휠 실린더(4,5,6,7)에 가해지는 제동압을 조절할 때 진동이 발생되는 바퀴의 휠 실린더로 공급되는 제동압을 최적 상태로 제어할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 전륜 및 후륜의 좌우측 바퀴의 감가속도의 위상차를 비교하고 바퀴 속도의 속도차를 설정값과 비교함으로써 ABS 제어 모드에서 차량의 진동 사이클에 동조되어 발생되는 바퀴의 진동을 감지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 ABS 제어동작의 성능을 개선하고, ABS 제어 모드에서 휠 실린더에 적절한 제동압을 가할 수 있게 되어 승차감을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 차량 바퀴에 장착된 4개의 휠 속도 센서를 통해 검출한 슬립률에 따라 각 바퀴의 휠 실린더에 공급되는 제동압을 제어하는 차량에 있어서,

   상기 휠 속도 센서로부터 검출된 바퀴속도에 따라 각 바퀴에 대한 감가속도를 설정하는 단계;

   상기 바퀴의 감가속도와 설정값을 비교하여 그 감가속도를 재설정하는 단계;

   상기 단계에서 재설정된 좌측 바퀴의 감가속도와 우측 바퀴의 감가속도의 위상차가 제1설정시간이내인지를 판단하는 단계;

   상기 단계에서 위상차가 제1설정 시간이내이면 바퀴속도의 속도차를 제2설정시간 동안 체크하는 단계;

   상기 제2설정시간 동안 체크하는 도중에 바퀴속도의 속도차가 설정된 속도보다 큰지를 판단하는 단계; 및

   상기 단계에서 바퀴의 속도차가 설정된 속도보다 크면 차량 구동계에 의한 바퀴의 진동을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감지방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 감가속도의 재설정 단계는 ABS 제어모드에서 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감지방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 바퀴의 감가속도가 설정된 최대값보다 크면 그 감가속도를 최대값으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감지방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 위상차를 판단하는 단계는 전륜의 좌우측 바퀴와 후륜의 좌우측 바퀴에 대해 개별적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감지방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 위상차를 판단하는 단계는

   좌측 휠과 우측 휠의 위상차가 제1설정시간보다 크지 않으면 상태변수를 세팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감지방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 단계에서 감지된 바퀴의 진동을 억제하기 위해 그 바퀴의 휠 실린더에 공급되는 제동압을 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 감지방법.