KR100784069B1 - 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법 - Google Patents

차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서 차량의 엑셀러레이터 페달 센서들 간의 개연성을 이용하여 엑셀러레이터 페달 센서의 오류를 판단할 수 있는 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법을 개시한다.
본 발명에 따른 방법은, a) 어느 하나의 센서 값에 대응하도록 다른 하나의 센서 값을 보정하는 단계; b) 상기 어느 하나의 센서 값과 보정 값 중 어느 하나의 값에 대한 테이블 값(Interpolation table)을 토대로 이력 값(Value hysteresis)을 산출하는 단계; c) 어느 하나의 센서 값과 보정 값의 차이에 대한 절대 값(Absolute value)을 산출하는 단계; 및 d) 상기 절대 값(Absolute value)이 이력 값(Value hysteresis) 보다 클 경우 에러 카운트를 증가하고, 상기 절대 값(Absolute value)이 이력 값(Value hysteresis)보다 작을 경우 에러 카운트를 감소하며, 상기의 에러 카운트가 기 설정된 에러 카운트 설정값에 도달한 경우 상기 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 오류로 판단하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명은 엑셀러레이터 페달에 구비되는 두 개의 센서로부터 개연성을 진단하고, 진단 결과를 토대로 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 오류를 판단함으로써, 오류 판단의 신뢰성을 높여 차량 운행의 안정성을 도모한다.
차량, 엑셀러레이터, 센서, 오류, 개연성, 보정 값, 절대 값

Description

차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법{METHOD FOR DETECTING ERROR OF ACCELERATOR PEDAL SENSOR OF VEHICLE}
도 1은 종래 엑셀러레이터를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엑셀러레이터 페달 센서들 간 개연성 진단 조건을 판단하기 위한 플로우챠트이다.
도 3은 본 발명에 따른 엑셀러레이터 페달 센서의 오류를 판단하기 위한 플로우챠트이다.
도 4는 본 발명에 따른 엑셀러레이터 페달 센서의 동작상태를 나타낸 도면이다.
본 발명은 차량의 엑셀러레이터 페달 센서 고장 판단 방법에 관한 것으로, 상세하게는 엑셀러레이터 페달 센서 간 개연성을 이용하여 엑셀러레이터 페달 센서의 오동작을 검출할 수 있는 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법에 관한 것이다.
일반적으로 ECU에 의하여 트로틀밸브를 제어하는 차량용 엔진은 공개특허공 보 97-35982(97.7.22)에 개시된 바와 같이 차량의 운전자가 엑셀러레이터를 조작하면 이 엑셀러레이터에 연동되어 저항값이 변하는 가변저항기(13)의 전압변화률을 ECU가 입력받아 펄스전압을 만든 후 이를 솔레노이드 제어부(15)로 보내면 솔레노이드 제어부는 펄스수에 대응하여 솔레노이드를 동작시켜 엔진에 유입되는 연료량을 제어하여 운전자가 의도하는 엔진출력이 나오는 구조로 되어 있다.
차량용 엔진은 일반적으로 엔진과 직결된 발전기에서 발생되는 전력을 엔진시동용 배터리에 공급하여 충전하고 차량 운행에 필요한 차량용 전장품 각부에도 동시에 전원을 공급하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 자동차용 전자식 엑셀러레이터로 엔진출력을 증감하는 차량의 운행에 있어서, 운전자가 가속기 페달(도시생략)을 조작하면 이 페달과 연동되어 가변되는 가변저항기(13)의 전원공급선(10)과 ECU의 기준전위선(11)은 가변저항기 양단에 접속되어 항시 일정 저항값을 유지한다. 운전자 조작에 의하여 가변저항기의 저항값이 변하게 되면 저항값의 변화에 따라 ECU(14)에 연결된 전원공급선(10)으로 공급되는 전압의 크기가 변화되므로, 가변전압공급선(12)으로 변화된 전압이 ECU에 공급되고 ECU(14)는 이 변화된 전압값에 대응되는 펄스신호를 발생하여 솔레노이드 제어부(15)에 공급하며 솔레노이드 제어부는 이에 상응하여 솔레노이드(16)를 작동시켜 솔레노이드에 기계적으로 결합된 트로틀밸브(도시생략)가 개폐됨으로서 엔진출력을 운전자의 의도에 따라 조절된다.
이와 같은 종래의 차량의 이씨유(ECU)는 엑셀러레이터의 동작 상태를 감지하여 이에 대응하는 엔진 출력을 제어하고 있으나, 실질적으로 엑셀러레이터에 대한 오류 예컨대, 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 오류 발생 시 이씨유(ECU)는 이를 판단할 수 있는 알고리즘이 없어 차량 운행의 안정성을 저해할 수 있다는 지적이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전자식 트로틀 제어 시스템을 장착한 차량에서 전자제어 유니트(ECU)에서 수행하는 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 여부를 판단하여, 차량 운행의 안정성을 확보할 수 있는 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 엑셀러레이터 상으로 구비되는 두 개의 센서 간 개연성을 추적하고, 이를 토대로 엑셀러레이터 페달 센서의 고장을 진단하여 급발진 등의 차량 오동작을 방지할 수 있는 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법은, 두 개의 센서를 구비한 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 오류를 검출하기 위한 방법에 있어서, a) 어느 하나의 센서 값에 대응하도록 다른 하나의 센서 값을 보정하는 단계; b) 상기 어느 하나의 센서 값과 보정 값 중 어느 하나의 값에 대한 테이블 값(Interpolation table)을 토대로 이력 값(Value hysteresis)을 산출하는 단계; c) 어느 하나의 센서 값과 보정 값의 차이에 대한 절대 값(Absolute value)을 산출하는 단계; 및 d) 상기 절대 값(Absolute value)이 이력 값(Value hysteresis) 보다 클 경우 에러 카운트를 증가하고, 상기 절대 값(Absolute value)이 이력 값(Value hysteresis)보다 작을 경우 에러 카운트를 감소하며, 상기의 에러 카운트가 기 설정된 에러 카운트 설정값에 도달하는 경우 상기 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 오류로 판단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면 상기 a) 단계 이전에, A) 상기 두 센서 중 어느 하나의 센서로부터 정상 범위의 출력 값이 제공되는지를 판단하고, 판단결과 상기 두 센서 중 어느 하나의 센서로부터 정상 범위의 출력 값이 제공되지 않을 경우 이하 과정을 진행하지 아니하며, 상기 두 센서 중 어느 하나의 센서로부터 정상 범위의 출력 값이 제공될 경우 이하 과정을 진행하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 a) 단계는, a-1) 이론적 비례 관계에 기반하여, 상기 두 센서 중 어느 하나의 센서 값이 다른 하나의 센서 값과 동일하도록 상기 어느 하나의 센서 값으로 이론적 상수(factor)를 곱하는 단계; 및 a-2) 상기 a-1) 단계의 산출 결과에 오프셋(offset) 상수를 더하여 보정 값을 산출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 d) 단계는, d-1) 상기 엑셀러레이터 페달 센서의 오류 판단을 위한 에러 카운트 설정값을 설정하는 단계; d-2) 상기 절대 값(Absolute value)이 이력 값(Value hysteresis)이 보다 클 경우, 상기 엑셀러레이터 페달 센서의 에러 카운트를 증가시키는 단계; d-3) 상기 절대 값(Absolute value)이 상기 이력 값(Value hysteresis) 보다 작을 경우, 상기 엑셀러레이터 페달 센서의 에러 카운트를 감소시키는 단계; d-4) 상기 에러 카운트가 상기 d-1) 단계에서 기 설정된 상기 에러 카운트 설정값에 도달하는지를 판단하고, 상기 에러 카운트 설정값에 도달하지 않는 경우, 상기 a) 단계로 피드백하며, 상기 에러 카운트 설정값에 도달한 경우 상기 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 오류로 판단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 발명에서 적용되는 엑셀러레이터 페달 센서는 비접촉식(Contactless) 또는 포텐시오미터(Potentiometer) 방식 모두 사용될 수 있으며, 또한 상기 엑셀러레이터 페달 센서는 어떠한 방식이 적용되더라도 두 개의 센서를 구성한다. 각각의 센서는 엑셀러레이터 페달의 동작에 따른 변위에 상호 연관성 있게 동작한다. 즉, 두 센서는 하나의 축 상에 위치하기 때문에, 두 센서의 움직임은 각각의 비례식을 갖고 연동한다. 이는 도 4의 (가) 및 (나)에 도시된 바와 같이, 엑셀러레이터 페달을 밟으면 두 센서의 출력전압이 모두 증가하되, 그 기울기가 두 배 차이로 다르게 발생한다. 예컨대, 가속페달을 50% 밟을 경우 도시된 센서 1은 2.5V를 나타내는 반면, 도시된 센서 2는 1.25V를 출력한다. 따라서, 본 발명에서는 어느 하나의 센서 값을 다른 하나의 센서 값으로 보정하여, 보정된 값과 다른 하나의 센서 값을 비교하여 엑셀러레이터 페달 센서를 진단한다.
이를 보다 구체적으로 설명하기 위해 첨부되는 도면을 참조한다. 도 2는 엑 셀러레이터 페달 센서(PVS)의 개연성 진단 조건을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 여기서, 개연성에 대한 진단 조건은 전술된 비접촉식(Contactless) 방식 또는 포텐시오미터(Potentiometer) 방식을 모두 적용할 수 있도록 한다.
먼저, S201 단계에서 차량의 이그니션 키가 온(ON) 상태로 전환되어 있는지를 판단한다. 이는 이씨유(ECU: 미도시함)로 전원이 공급되는 상태로 엑셀러레이터 페달 센서를 진단하기 위한 초기 상태이다. 이후, S203 단계에서 진단 대상인 엑셀러레이터 페달 센서가 비접촉식 방식의 엑셀러레이터 페달 센서인지 또는 포텐시오미터 방식의 엑셀러레이터 페달 센서인지를 판단한다. 판단결과, 현재 진단하는 엑셀러레이터 페달 센서가 비접촉식 방식의 엑셀러레이터 페달 센서일 경우, S207 단계로 진입하여 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 진단조건이 성립되었음을 설정한다. 즉, 이씨유(ECU:미도시함)는 현재 진단하고자 하는 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 진단조건이 성립되어 실질적인 진단이 가능함을 설정한다.
한편, 상기 S203 단계에서 판단한 결과 현재 진단 대상이 포텐시오미터 방식의 엑셀러레이터 페달 센서일 경우, S205 단계로 진입하여 이씨유(미도시함)는 메모리로부터 각 센서의 검출 값에 대응하는 설정 값을 읽어 들인다. 그리고, 전술된 두 개의 센서 중 어느 하나의 센서(제1 센서)로부터 검출되는 검출 값과 상기 메모리로부터 제공된 설정치를 비교하여, 상기 검출 값이 설정치 이상이 되는지를 판단한다. 또는, 전술된 두 개의 센서 중 다른 하나의 센서(제2 센서)로부터 검출되는 검출 값과 상기 메모리로부터 제공된 설정치를 비교하여, 설정치 이상이 되는지를 판단한다.
결국, 포텐시오미터 방식의 엑셀러레이터 페달 센서일 경우 두 개의 센서 중 어느 하나의 센서에 대한 검출 값이 설정치에 도달하는지를 판단한다. 이는 앞서 설명된 바와 같이, 두 개의 센서 간 개연성을 토대로 엑셀러레이터 페달 센서의 이상 여부를 판단하기 때문에, 두 개의 센서 중 어느 하나의 센서의 검출 값이 설정치 이상이면 상기 S207 단계로 진행하여 진단 조건이 만족 되었음을 의미한다. 진단 조건이 만족하지 않았을 경우 상기 S201 단계로 피드백된다.
한편, 이와 같은 초기 진단조건 판단 과정이 종료되면 도 3에서와 같이 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 오류진단이 이루어진다. 도시된 바와 같이, S301 단계에서 전술된 과정에서 초기 진단 조건이 만족 되었는지를 판단한다. 그리고 판단결과, 상기 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 초기 진단 조건이 만족 되었을 경우, S303 단계로 진입하여 상기 두 개의 센서 값 중 어느 하나의 센서 값(제1 센서의 출력 값)에 다른 하나의 센서 값(제2 센서의 출력 값)을 보정한다. 보정은 제1 센서 값(V_PVS_1)과 제2 센서 값(V_PVS_2)과 비율(SCALE)이 동일하도록 보정하는 것으로, 임의의 센서 예컨대, 제2 센서 값(V_PVS_2)에 소정의 상수 값(Factor)을 곱하고, 오프셋(Offset) 상수를 더해서 상기 제1 센서 값(V_PVS_1)과 동일한 스케일이 되도록 보정한다. 이와 같이 보정 값에 대한 결과 즉, 제2 센서 값(V_PVS_2)의 보정 값은 제2 보정값(V_PVS_2_cor)로 정의한다. 상기 보정 값 산출을 위한 수학식은 실험치에 근거할 수 있으며, 따라서 수학식에 대한 변형은 가능할 것이다.
이후, S305 단계에서 제2 보정 값(V_PVS_2_cor)과 상기 제1 센서 값(V_PVS_1) 중 최대 값을 산출한다. 그리고, S307 단계에서 상기 최대 값에 대하여 기 설정된 테이블 값(Interpolation table)을 추출한다. 상기 테이블 값은 이씨유(ECU)의 내부 메모리에 기 설정된 값으로, 허용 가능한 최대 이력 값이다. 즉, 상기 이씨유(ECU) 메모리에는 센서로부터 출력되는 각각의 출력 값(또는 보정 값)에 대응하는 이력 값이 저장된다.
따라서, 상기 S307 단계에서는 제1 센서 값(V_PVS_1)과 제2 보정 값(V_PVS_2_cor)에 대한 이력 값(Value hysteresis)을 추출하여 저장한다. 그리고, S309 단계에서 상기 제1 센서 값(V_PVS_1)과 제2 보정 값(V_PVS_2_cor)에 대한 절대값을 산출한다. 절대 값은 제1 센서 값과 제2 보정 값 간의 차이를 산출하는 것으로, S311 단계에서 상기 절대 값(Absolute value)을 저장한다. 전술된 과정을 통해 상기 이력 값(Value hysteresis)과 절대 값(Absolute value)이 산출된 후, S313 단계에서 이력 값과 절대 값에 대한 크기를 비교한다.
따라서, 상기 S313 단계에서 판단한 결과 절대 값(Absolute value)이 이력 값(Value hysteresis) 보다 클 경우 S315 단계로 진입하여 에러 카운트를 증가시킨다. 반면, S313 단계에서 판단한 결과 결과 절대 값(Absolute value)이 이력 값(Value hysteresis) 보다 작을 경우 S317 단계로 진입하여 에러 카운트를 감소시킨다. 그리고, S319 단계에서 에러 카운트가 기 설정된 에러 카운트 설정값에 도달하는지를 판단하고, 판단결과 에러 카운트가 기 설정된 에러 카운트 설정값에 도달한 경우 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 고장으로 진단한다. 전술되는 S315 단계 내지 S319 단계는 엑셀러레이터 페달 센서의 오류 판단에 대한 신뢰성을 높이기 위한 절차이다.
한편, 본 발명의 실시 예에서 설명되는 제1 센서 값(V_PVS_1) 및 제2 보정 값(V_PVS_2_cor)는 하나의 실시 예에서 지칭되는 것으로, 제2 센서 값(V_PVS_2) 및 제1 보정 값(V_PVS_1_cor)에 대한 이력 값(Value hysteresis)과 절대 값(Absolute value)을 산출하여도 무관할 것이다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법은, 엑셀러레이터 페달에 구비되는 두 개의 센서들 간 개연성을 진단하고, 진단 결과를 토대로 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 오류를 판단함으로써, 오류 판단의 신뢰성을 높여 차량 운행의 안정성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명의 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명의 실시 예에 한정되지 않고 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (4)

  1. 두 개의 센서를 구비한 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 오류를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    a) 어느 하나의 센서 값에 대응하도록 다른 하나의 센서 값을 보정하는 단계;
    b) 상기 어느 하나의 센서 값과 보정 값 중 어느 하나의 값에 대한 테이블 값(Interpolation table)을 토대로 이력 값(Value hysteresis)을 산출하는 단계;
    c) 어느 하나의 센서 값과 보정 값의 차이에 대한 절대 값(Absolute value)을 산출하는 단계; 및
    d) 상기 절대 값(Absolute value)이 이력 값(Value hysteresis) 보다 클 경우 에러 카운트를 증가하고, 상기 절대 값(Absolute value)이 이력 값(Value hysteresis)보다 작을 경우 에러 카운트를 감소하며, 상기의 에러 카운트가 기 설정된 에러 카운트 설정값에 도달한 경우 상기 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 오류로 판단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법.
  2. 제 1 항에 있어서 상기 a) 단계 이전에,
    A) 상기 두 센서 중 어느 하나의 센서로부터 정상 범위의 출력 값이 제공되는지를 판단하고, 판단결과 상기 두 센서 중 어느 하나의 센서로부터 정상 범위의 출력 값이 제공되지 않을 경우 이하 과정을 진행하지 아니하며, 상기 두 센서 중 어느 하나의 센서로부터 정상 범위의 출력 값이 제공될 경우 이하 과정을 진행하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법.
  3. 제 1 항에 있어서 상기 a) 단계는,
    a-1) 이론적 비례 관계에 기반하여, 상기 두 센서 중 어느 하나의 센서 값이 다른 하나의 센서 값과 동일하도록 상기 어느 하나의 센서 값으로 이론적 상수(factor)를 곱하는 단계; 및
    a-2) 상기 a-1) 단계의 산출 결과에 오프셋(offset) 상수를 더하여 보정 값을 산출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법.
  4. 제 1 항에 있어서 상기 d) 단계는,
    d-1) 상기 엑셀러레이터 페달 센서의 오류 판단을 위한 에러 카운트 설정값을 설정하는 단계;
    d-2) 상기 절대 값(Absolute value)이 상기 이력 값(Value hysteresis) 보다 클 경우, 상기 엑셀러레이터 페달 센서의 에러 카운트를 증가시키는 단계;
    d-3) 상기 절대 값(Absolute value)이 상기 이력 값(Value hysteresis) 보다 작을 경우, 상기 엑셀러레이터 페달 센서의 에러 카운트를 감소시키는 단계;
    d-4) 상기 에러 카운트가 기 설정된 상기 에러 카운트 설정값에 도달하는지를 판단하고, 상기 에러 카운트 설정값에 도달하지 않을 경우, 상기 a) 단계로 피드백하며, 상기 에러 카운트 설정값에 도달한 경우 상기 엑셀러레이터 페달 센서에 대한 오류로 판단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 엑셀러레이터 페달 센서의 고장 진단방법.
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