KR100489068B1 - 경사로 밀림 방지 제어시스템 - Google Patents

경사로 밀림 방지 제어시스템 Download PDF

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KR100489068B1 KR10-2002-0047847A KR20020047847A KR100489068B1 KR 100489068 B1 KR100489068 B1 KR 100489068B1 KR 20020047847 A KR20020047847 A KR 20020047847A KR 100489068 B1 KR100489068 B1 KR 100489068B1
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Abstract

본 발명은 주행하는 차량이 경사로에 정지시 뒤로 밀리는 것을 방지하여 뒤밀림으로 인하여 발생되는 사고의 위험을 방지할 수 있도록 한 경사로 밀림 방지 제어 시스템에 관한 것으로,
본 발명은 차량의 속도에 따라 변속을 제어하는 변속제어장치와; 상기 변속제어장치로부터 입력되는 차속과, 엔진으로부터 엔진회전수, 엔진토오크, 무부하손실토오크, 스로틀 포지션 센서로부터 스로틀 개도값들로부터 도로 구배율과 기울기 및 구배저항을 계산하고, 이 계산된 도로 구배율이 밀림 한계 구배율보다 큰지 여부 및 브레이크 페달 스위치 온오프 상태 및 차속을 검출하여 상기 차량 정지시 여유 구동력과 구배저항이 일치되는 엔진 회전수를 목표 아이들 회전수로 제어하는 엔진제어장치와; 상기 엔진제어장치에서 제어된 목표 아이들 회전수로 구동하는 ISC 모터로 구성하여, 경사로에서 정지시 도로 구배율과 여유구동력과 구배저항을 일치하는 회전수로 구동하도록 함으로써 경사로에서 밀림이 방지되어 안정된 정지 및 전진을 할 수 있도록 한 것이다.

Description

경사로 밀림 방지 제어시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING PREVENT CREEP ON THE INCLINED ROAD}
본 발명은 경사로 밀림 방지 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행하는 차량이 경사로에 정지시 뒤로 밀리는 것을 방지하여 뒤밀림으로 인하여 발생되는 사고의 위험을 방지할 수 있도록 한 경사로 밀림 방지 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 주행하는 차량의 경우 경사로에 정지시에는 브레이크를 밟지 않으면 뒤로 미끄러지게 되어 후방 차량과 추돌이 발생되게 되므로 경사로 정지시 항상 브레이크를 밟고 있어야 한다.
최근들어 자동변속 차량이 급속도로 증가하면서 통상적으로 자동변속 차량은 변속이 "D" 레인지에서는 경사로 정지시 뒤로 밀리지 않고 정지할 수 있는 것으로 알고 있으나 차량 중량, 엔진토오크 그리고 T/CON 특성에 따라 8 ~ 15% 정도의 미끄럼을 방지하는 여유 구동력을 갖게 되는데, 여유 구동력을 벗어나는 경사에서는 정지되지 않고 뒤로 밀리게 되어 정체시 브레이크를 계속 밟아야 하는 번거로움을 가지게 되었다.
또한 디젤 차량의 경우 경사로 정지후 출발시 가속 지연에 의한 뒤 밀림이 발생하여 후속 차량과의 사고 가능성이 있으며, 수동변속 차량의 경우에는 경사로 정지후 출발시 클러치 조작이 미숙한 초보 운전자뿐만 아니라 숙련된 운전자의 경우에도 종종 엔진 시동을 꺼뜨려 출발을 지연하거나 혹은 뒤로 밀려 경사로에서는 항상 사고의 위험을 가지게 되었다.
그래서 상기 경사로에서 뒤밀림을 방지하기 위하여 차량의 브레이크 라인에 체크 밸브를 장착한 후 기존의 브레이크 유압을 이용하여 경사로 및 평지에서 작동할 수 있도록 하였다.
그러나 상기의 경우 평지에서도 작동이 이루어지게 되므로 운전자로 하여금 계속해서 브레이크의 작동됨을 느끼게 되는가 하면, 기존 브레이크 시스템에 추가로 장착하는 것이므로 브레이크 시스템의 안전성을 해칠 우려가 있으며, 또한 차량 출고 후 운전자의 임의로 개조하므로 작업과정에서 문제 발생 소지가 있고, 엔티 브레이크 시스템(ABS)미부착 차량은 휠 센서를 추가해야 하므로 기존 브레이크 시스템의 제어계에 이상을 초래할 가능성이 높아 차량의 안전에 대단히 미흡한 문제점을 가지게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 모든 차량이 경사로에 정지 후 재 출발시 뒤로 밀리지 않고 안전하게 등판할 수 있는 경사로 밀림 방지 제어 시스템을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 자동변속 차량의 경우 별도의 부가장치를 사용하지 않고 경사로에서 뒤밀림 발생을 방지하면서 등판할 수 있도록 함으로써, 차량의 안전성 확보 및 신뢰성을 향상시키고자 하는데 있다.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 차량의 속도에 따라 변속을 제어하는 변속제어장치와; 상기 변속제어장치로부터 입력되는 차속과, 엔진으로부터 엔진회전수, 엔진토오크, 무부하손실토오크, 스로틀 포지션 센서로부터 스로틀 개도값들로부터 도로 구배율과 기울기 및 구배저항을 계산하고, 이 계산된 도로 구배율이 밀림 한계 구배율보다 큰지 여부 및 브레이크 페달 스위치 온오프 상태 및 차속을 검출하여 상기 차량 정지시 여유 구동력과 구배저항이 일치되는 엔진 회전수를 목표 아이들 회전수로 제어하는 엔진제어장치와; 상기 엔진제어장치에서 제어된 목표 아이들 회전수로 구동하는 ISC 모터로 구성됨을 특징으로 한다.
그러므로 상기 본 발명은 경사로에서 정지시 도로 구배율과 여유구동력과 구배저항을 일치하는 밀림 방지 이상 회전수로 구동하도록 함으로써 경사로에서 밀림이 방지되어 안정된 정지 및 전진을 할 수 있게 되는 것이다.
이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명 자동변속차량 경사로 밀림 방지 제어 시스템의 제어 블록도 이고, 도 2 는 본 발명 자동변속차량 경사로 밀림 방지 제어 시스템에 대한 플로우챠트로서, 차량의 속도에 따라 변속을 제어하는 변속제어장치(TCU)와; 상기 변속제어장치(TCU)로부터 입력되는 차속(V)과, 엔진으로부터 엔진회전수(RPM), 엔진토오크(Te), 무부하손실토오크(TL), 스로틀 포지션 센서로부터 스로틀 개도값(TPS)들로 부터 도로 구배율(S)을 계산하고 이 계산된 도로 구배율(S)과 기울기(θ) 및 브레이크 페달 스위치(BRAKE PEDAL SW)신호에 의하여 여유 구동력과 구배 저항(Rs)이 일치되는 엔진 회전수를 목표 아이들 회전수(N)로 제어하는 엔진제어장치(ECU)와; 상기 엔진제어장치(ECU)에서 제어된 아이들 회전수로 구동하는 ISC 모터(ISC)로 구성되게 된다.
상기와 같은 구성되는 본 발명은 이그니션 키 온(IGN KEY ON)상태에서 엔진제어장치(ECU)에서는 변속제어장치(TCU)로부터 차속(V)과 변속단(Di)과 스로틀포지션센서로부터 스로틀 개도값(TPS), 엔진으로부터 엔진회전수(RPM), 엔진토오크(Te), 무부하손실토오크(TL)를 입력받게 된다(단계20)
이어서 상기 엔진제어장치(ECU)에서는 브레이크 페달 스위치(BRAKE PADAL SW)의 브레이크 신호에 의하여 차속(V)과 스로틀 개도값(TPS), 엔진회전수(RPM), 엔진토오크(Te), 무부하손실토오크(TL)를 토대로 계산되는 구배율(S), 기울기(θ),밀림 방지 이상 회전수(Ni), 구배 저항(Rs)을 계산하게 된다(단계21).
상기와 같이 계산된 구배율(S)은 현재 밀림 구배 한계(Sc)보다 크거나 같은 가를 판단하게 되고(단계22), 이때 상기 계산된 구배율(S)이 밀림 구배 한계(Sc)보다 작으면 상기 초기상태로 리턴 하여 재연산을 하게 되고, 반면에 계산된 구배율(S)이 밀림 구배 한계(Sc)보다 크거나 같으면, 현재 브레이크 동작신호(BRK SW=1), 변속(D), 차속(V)=0 인가를 판단하게 된다(단계23).
따라서 상기 현재 브레이크 동작신호(BRK SW=1), 변속(D), 차속(V)=0 중 어느 하나라도 아니면 상기 엔진제어장치(ECU)에서는 초기 상태로 리턴 하여 재연산을 실시하게 되며, 반면에 현재 브레이크 동작신호(BRK SW=1), 변속(D), 차속(V)=0 이면 상기 엔진제어장치(ECU)에서는 ISC 모터(ISC)를 제어하여 목표 아이들 회전수(N)에 밀림방지이상 회전수(Ni)를 대입하여 목표 아이들 회전수(N)를 변경하게 된다(단계24).
그리고 엔진제어장치(ECU)에서는 변속제어장치(TCU)로부터 속도(V)= 0 인가를 판단하게 되고(단계25), 이때 속도(V)= 0 이면 계속해서 ISC 모터(ISC)를 제어하여 목표 아이들 회전수(N)를 밀림방지이상 회전수(Ni)로 유지하게 되며, 반면에상기 속도(V)= 0 이 아니면 상기 엔진제어장치(ECU)에서는 차량이 전진되는 것으로 판단하여 ISC 모터(ISC)를 제어하여 밀림 방지 이상 회전수(Ni)에 목표 아이들 회전수(N)를 대입하여 밀림 방지 이상 회전수(Ni)를 변경하여 초기상태로 리턴 하면서 밀림 방지 제어를 진행하게 된다(단계26).
도 3 은 본 발명 ABS 차량 경사로 밀림 방지 제어시스템의 다른 실시예도 이고, 도 4 는 도 3 의 제어시스템에 대한 플로우챠트로서, 차량 정지시 속도 및 브레이크신호를 발생하는 ABS 제어 유니트(30)와; ABS 제어 유니트(30)에서 입력되는 차속(Vi)과, 엔진으로부터 엔진회전수(RPM), 엔진토오크(Te), 무부하손실토오크(TL), 스로틀 포지션 센서로부터 스로틀 개도값(TPS)들로부터 도로 구배율(S)을 계산하고 이 계산된 도로 구배율(S)과 기울기(θ) 및 구배 저항(Rs)으로 브레이크 작동 및 해제신호를 출력하는 엔진제어장치(ECU)와; 상기 엔진제어장치(ECU)에서 제어된 신호에 의하여 유압이 작동하면서 브레이크 작동 및 해제하는 ABS 유압장치(31)로 구성하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 이그니션 키 온(IGN KEY ON)상태에서 엔진제어장치(ECU)에서는 ABS 제어 장치(30)로부터 차속(V)과 스로틀포지션센서로부터 스로틀 개도값(TPS), 엔진으로부터 엔진회전수(RPM), 엔진토오크(Te), 무부하손실토오크(TL)를 입력받게 된다(단계40)
이어서 상기 엔진제어장치(ECU)에서는 ABS 제어장치(30)으로부터 브레이크 페달 스위치(BRAKE PADAL SW)의 브레이크 신호에 의하여 차속(Vi)과 스로틀 개도값(TPS), 엔진회전수(RPM), 엔진토오크(Te), 무부하손실토오크(TL)를 토대로 구배율(S), 기울기(θ), 구배 저항(Rs)을 계산하게 된다(단계41).
상기와 같이 계산된 구배율(S)은 현재 구배율 5% 보다 크거나 같은 가를 판단하게 되고(단계42), 이때 상기 계산된 구배율(S)이 현재 구배율 5% 보다 작으면 상기 초기상태로 리턴하여 재연산을 하게 되고, 반면에 계산된 구배율(S)이 현재 구배율 5% 보다 크거나 같으면, 현재 브레이크 동작신호(BRK SW=1), 차속(V) ≤0 인가를 판단하게 된다(단계43).
따라서 상기 현재 브레이크 동작신호(BRK SW=1), 차속(V) ≤0 가 아니면, 초기상태로 리턴하여 재연산하게 되며 반면에 현재 브레이크 동작신호(BRK SW=1), 차속(V) ≤0 이면 엔진제어장치(ECU)에서 ABS 제어 장치(30)를 통해서 ABS 유압장치(31)를 제어하여 브레이크가 계속 작동되게 된다(단계44).
이어서 상기 엔진제어장치(ECU)에서는 현재 브레이크 미동작 신호(BRK SW=0), TPS ≤0.5 인가를 판단하게 되고(단계45), 이때 현재 브레이크 미동작 신호(BRK SW=0), TPS ≤0.5 이면, 차량이 움직이는 것으로 판단하여 엔진제어장치(ECU)에서는 ABS 제어 장치(30)를 통해서 ABS 유압장치(31)를 제어하여 브레이크가 계속 작동되게 된다.
그러나 상기 현재 브레이크 미동작 신호(BRK SW=0), TPS ≤0.5 이 아니면, 현재 TPS > 0.5 인가를 판단하게 되고(단계46), 여기서 상기 TPS > 0.5 이 아니면 차량이 움직이는 것으로 판단하여 엔진제어장치(ECU)에서는 ABS 제어 장치(30)를 통해서 ABS 유압장치(31)를 제어하여 브레이크가 계속 작동되게 되며, 상기 TPS > 0.5 이면 차량이 전진하는 것으로 판단하여 엔진제어장치(ECU)에는 ABS 제어 장치(30)를 통해서 ABS 유압장치(31)를 제어하여 브레이크 해제하게 된다(단계47).
상기와 같이 브레이크가 해제된 상태에서 엔진제어장치(ECU)에서는 V ≤0 인가를 판단하게 되고(단계48), 이때 차속 V ≤0 이면, 다시 ABS 제어 장치(30)를 통해서 ABS 유압장치(31)를 제어하여 브레이크가 계속 작동시키게 되며, 차속 V ≤0 이 아니면, 초기상태로 리턴하여 재연산하게 된다.
도 5 는 본 발명 수동변속 차량 경사로 밀림 방지 제어 시스템의 또 다른 실시예도 이고, 도 6 은 도 5 의 제어 시스템에 대한 플로우챠트로서, 입력되는 차속(Vi)과, 엔진으로부터 엔진회전수(RPM), 엔진토오크(Te), 무부하손실토오크(TL), 스로틀 포지션 센서로부터 스로틀 개도값(TPS)들로 부터 도로 구배율(S)을 계산하고 이 계산된 도로 구배율(S)과 기울기(θ), 구배 저항(Rs)으로 브레이크 작동 및 해제신호를 출력하는 엔진제어장치(ECU)와; 상기 엔진제어장치(ECU)로부터 제어신호에 의하여 구동하면서 등판 밀림을 방지 구동하는 등판밀림방지장치(50)로 구성되게 된다.
상기 등판 밀림방지 장치(50)는 주차브레이크 레버(Parking Brake)와 주차 브레이크 케이블(Parking Brake Cable)사이에 장착되게 되며, 상기 등판 밀림 방지장치(50)는 회전 구동하는 모터(M), 상기 모터(M)에 연동하여 동작하는 밀림방지캠(CAM)과 상기 모터(M) 구동시 작동하는 밀림방지캠(CAM)을 복원시키는 리턴 스프링(SPG)으로 구성되게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 이그니션 키 온(IGN KEY ON)상태에서 엔진제어장치(ECU)에서는 차속센서로부터 차속(Vi)과 스로틀포지션센서로부터 스로틀 개도값(TPS), 엔진으로부터 엔진회전수(RPM), 엔진토오크(Te), 무부하손실토오크(TL)를 입력받게 된다(단계60)
이어서 상기 엔진제어장치(ECU)에서는 풋 브레이크 페달 스위치(BRAKE PEDAL SW)의 브레이크 신호에 의하여 차속(V)과 스로틀 개도값(TPS), 엔진회전수(RPM), 엔진토오크(Te), 무부하손실토오크(TL)를 토대로 구배율(S), 밀림 방지 이상 회전(Ni), 기울기(θ), 구배 저항(Rs)을 계산하게 된다(단계61).
상기와 같이 계산된 구배율(S)은 현재 구배율 5% 보다 크거나 같은 가를 판단하게 되고(단계62), 이때 상기 계산된 구배율(S)이 현재 구배율 5% 보다 크거나 같지 않으면 상기 초기상태로 리턴하여 재연산을 하게 되고, 반면에 계산된 구배율(S)이 현재 구배율 5% 보다 크거나 같으면, 현재 브레이크 동작신호(BRK SW=1), 차속(V) ≤0 인가를 판단하게 된다(단계63).
따라서 상기 현재 브레이크 동작신호(BRK SW=1), 차속(V) ≤0 가 아니면, 초기상태로 리턴하여 재연산하게 되며 반면에 현재 브레이크 동작신호(BRK SW=1), 차속(V) ≤0 이면, 엔진제어장치(ECU)에서 등판밀림방지장치(50)의 모터(M)를 제어하여 밀림방지캠(CAM)으로 주차 브레이크 케이블을 잡아 당겨 브레이크를 작동시키게 된다(단계64).
이어서 상기 엔진제어장치(ECU)에서는 현재 브레이크 미동작 신호(BRK SW=0), TPS ≤0.5 인가를 판단하게 되고(단계65), 이때 현재 브레이크 미동작 신호(BRK SW=0), TPS ≤0.5 이면, 차량이 움직이는 것으로 판단하여 엔진제어장치(ECU)에서 등판밀림방지장치(50)의 모터(M)를 제어하여 밀림방지캠(CAM)으로 주차 브레이크 케이블을 잡아 당겨 브레이크를 작동시키게 된다.
그러나 상기 현재 브레이크 미동작 신호(BRK SW=0), TPS ≤0.5 이 아니면, 현재 TPS > 0.5 인가를 판단하게 되고(단계66), 여기서 상기 TPS > 0.5 이 아니면 차량이 움직이는 것으로 판단하여 엔진제어장치(ECU)에서 등판밀림방지장치(50)의 모터(M)를 제어하여 밀림방지캠(CAM)으로 주차 브레이크 케이블을 잡아 당겨 브레이크를 작동시키게 되고, 상기 TPS > 0.5 이면 차량이 전진하는 것으로 판단하여 엔진제어장치(ECU)에는 등판밀림방지장치(50)의 모터(M)를 해제하여 브레이크 해제하게 된다(단계67).
상기와 같이 브레이크가 해제된 상태에서 엔진제어장치(ECU)에서는 V ≤0 인가를 판단하게 되고(단계68), 이때 차속 V ≤0 이면 다시 엔진제어장치(ECU)에서는 등판밀림방지장치(50)의 모터(M)를 제어하여 밀림방지캠(CAM)으로 주차 브레이크 케이블을 잡아 당겨 브레이크를 작동시키게 되며, 차속 V ≤0 이면, 초기상태로 리턴하여 재연산하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 모든 차량에 대하여 엔진제어장치에서
구배율 연산 로직을 구현하여 경사로에서 정지시 연산되는 구배율에 의하여 브레이크가 제어되도록 함으로써, 정지 후 출발시 뒤밀림 없이 안정하게 등판할 수 있게 되므로, 경사로에서 뒤밀림으로 인한 운전자의 불안감과 밀림으로 인한 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.
도 1 은 본 발명 자동변속차량 경사로 밀림 방지 제어시스템의 제어 블록도
도 2 는 본 발명 경사로 밀림 방지 제어시스템에 대한 플로우챠트
도 3 은 본 발명 ABS 차량 경사로 밀림 방지 제어시스템의 다른 실시예도
도 4 는 도 3 의 제어 시스템에 대한 플로우챠트
도 5 는 본 발명 수동변속 차량 경사로 밀림 방지 제어 시스템의 또 다른 실 시예도
도 6 은 도 5 의 제어 시스템에 대한 플로우챠트
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
ECU; 엔진제어장치 TCU; 변속제어장치
ICU; ICU 모터 30; ABS 제어장치
31; ABS 유압장치 50; 등판밀림방지장치

Claims (5)

  1. 차량의 속도에 따라 변속을 제어하는 변속제어장치와; 상기 변속제어장치로부터 입력되는 차속과, 엔진으로부터 엔진회전수, 엔진토오크, 무부하손실토오크, 스로틀 포지션 센서로부터 스로틀 개도값들로부터 도로 구배율과 기울기 및 구배저항을 계산하고, 이 계산된 도로 구배율이 밀림 한계 구배율보다 큰지 여부 및 브레이크 페달 스위치 온오프 상태 및 차속을 검출하여 상기 차량 정지시 여유 구동력과 구배저항이 일치되는 엔진 회전수를 목표 아이들 회전수로 제어하는 엔진제어장치와; 상기 엔진제어장치에서 제어된 목표 아이들 회전수로 구동하는 ISC 모터로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 경사로 밀림 방지 제어시스템.
  2. 차량 정지시 속도 및 브레이크신호를 발생하는 ABS 제어 유니트와; ABS 제어 유니트에서 입력되는 차속과, 엔진으로부터 엔진회전수, 엔진토오크, 무부하손실토오크, 스로틀 포지션 센서로부터 스로틀 개도값들로부터 도로 구배율과 기울기 및 구배저항을 계산하고, 이 계산된 도로 구배율이 밀림 한계 구배율보다 큰지 여부 와 스로틀 밸브 각도 및 브레이크 페달 스위치신호의 상태를 판단하여 차량의 밀림여부를 검출하여 브레이크 작동 및 해제신호를 출력하는 엔진제어장치와; 상기 엔진제어장치에서 제어된 신호에 의하여 유압이 작동하면서 브레이크 작동 및 해제하는 ABS 유압장치로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 경사로 밀림 방지 제어시스템.
  3. 차속센서로부터 입력되는 차속과, 엔진으로부터 엔진회전수, 엔진토오크, 무부하손실토오크, 스로틀 포지션 센서로부터 스로틀 개도값들로부터 도로 구배율과 기울기 및 구배저항을 계산하고, 이 계산된 도로 구배율이 밀림 한계 구배율보다 큰지 여부 및 브레이크 페달 스위치신호를 상태를 판단하여 차량의 밀림여부를 검출하여 브레이크 작동 및 해제신호를 출력하는 엔진제어장치와; 상기 엔진제어장치로부터 제어신호에 의하여 구동하면서 등판 밀림을 방지 구동하는 등판밀림방지장치로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 경사로 밀림 방지 제어시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 등판 밀림방지 장치는 브레이크 레버와 브레이크 케이블 사이에 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 경사로 밀림 방지 제어시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 등판 밀림 방지장치는 회전 구동하는 모터, 상기 모터에 연동하여 동작하는 밀림방지캠과, 상기 모터구동시 작동하는 밀림방지캠을 원복시키는 리턴 스프링으로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 경사로 밀림 방지 제어시스템.
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