KR101004636B1

KR101004636B1 - 차량의 휠 속도 계산방법

Info

Publication number: KR101004636B1
Application number: KR1020050131880A
Authority: KR
Inventors: 김경식
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2011-01-04
Also published as: KR20070069582A

Abstract

본 발명은 차량의 휠 속도를 계산하는 방법에 관한 것으로, 휠 속도센서의 사양변경 없이 보다 정밀한 휠 속도를 계산하여 저속을 검출하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은, 차량의 주행 시 휠 속도를 검출하기 위한 휠 속도센서가 구비된 차량의 휠 속도를 계산하는 방법에 있어서, 상기 휠 속도센서로부터 검출된 휠 속도신호를 필터링하는 단계; 상기 필터링된 휠 속도신호의 캡처 타임을 검출하는 단계; 상기 검출된 휠 속도신호의 러닝 타임을 카운터하여 오버플로우 되었는지를 판단하는 단계; 상기 휠 속도신호의 러닝 타임이 오버플로우 되면 타이머를 증가시켜 버퍼에 저장하는 단계; 및 상기 버퍼에 저장된 타이머에 의해 펄스폭을 계산하여 휠 속도를 검출하는 단계를 포함하는 것이다.

휠 속도, 저속, 타이머

Description

차량의 휠 속도 계산방법{Method to calculate wheel speed of vehicle}

도 1은 본 발명에 의한 차량의 휠 속도계산을 위한 장치의 제어 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 차량의 휠 속도계산방법의 동작 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 휠 속도센서 20 : 휠 속도연산부

30 : 제어부 40 : 타이머

50 : 버퍼 60 : 휠 속도검출부

본 발명은 차량의 휠 속도를 계산하는 방법에 관한 것으로, 특히 휠 속도센서의 사양변경 없이 보다 정밀한 휠 속도를 계산하는 차량의 휠 속도 계산방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 전자제어시스템은 차량의 슬립현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System;이하, ABS라 한다)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동 휠의 슬립을 방지하는 트랙션 제어시스템(Traction Control System;이하, TCS라 한다)과, ABS와 TCS를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량 안정성 제어시스템(Electronic stability program;이하, ESP라 한다) 등이 개시되어 있다.

ESP는 위험한 운전상황에서 차량 스스로 브레이크를 밟거나 엔진토크를 제어해서 위험으로부터 벗어나게 하는 장치로, ABS가 브레이크를 직접 밟아야 효과를 발휘하고 또 제동하는 과정에서만 효과를 발휘하는 장치라면, ESP는 운전자가 브레이크를 밟지 않아도 스스로 최적의 차량운전을 찾아주는 장치이다.

일예를 들어 운전자가 통제하기 어려운 속도로 선회를 하고 있을 경우, 차량에 장착된 ESP는 센서를 통해 얻어진 차량 운동량과 추정을 통해 얻어진 노면상태 등을 이용해 정해진 안정 기준값보다 실제 차량 운동량이 클 경우 적절한 차륜으로 제어함으로 차량의 안정성을 확보해 준다.

즉, 후륜에서 먼저 타이어와 노면사이에 접착한계에 도달하면 오버스티어 현상이 나타난다. 이때 ESP는 전륜의 제동장치를 제어함으로서 전륜에 의해 발생하는 과도한 선회 모멘트를 줄여준다. 반대로 전륜에서 먼저 타이어와 노면의 접착한계에 도달하면 언더스티어 현상이 발생한다. 이때 차량은 미끄러지면서 정상적인 선회반경을 넘어서게 된다. ESP는 이러한 현상 모두를 제어하여 위급한 상황에서 운전자가 원하는 방향으로 차량을 제어하여 안정성과 조향성을 유지시켜 주는 시스템이다.

상기와 같은 차량의 전자제어시스템은 제동 시 또는 가속 시 발생하는 타이어와 노면사이의 슬립을 감지하여 제어하는 것으로, 상기 슬립은 차체속도와 휠 속 도의 관계식에 의해 산출하는 것이다.

즉, 구동 휠에 구성되어 있는 휠 속도센서에서 감지된 휠 속도를 연산하여 차체속도를 산출하고, 산출된 차체속도와 휠 속도를 이용하여 슬립을 연산하게 되는 것으로, 상기 휠 속도센서는 차량의 제동 또는 가속제어 등에서 중요한 움직임 정보를 제공하기 때문에 정확한 차량의 속도, 즉 각 휠의 회전속도를 구하는 것이 매우 중요하다.

종래 차량의 전자제어시스템은 16비트 MCU(타이머)를 사용하기 때문에 계산되는 최저 휠 속도가 1.875kph이나, 최근에는 차량에서 요구하는 사항이 0.1kph 저속의 사양을 요구하고 있으며, 분해능(resolution) 역시 0.125kph에서 0.015kph 등의 보다 정밀한 사양을 요구하고 있다.

그런데, 종래의 16비트 MCU(타이머)로 저속을 검출하는 것은 불가능하고, 16비트 MCU(타이머) 그대로 휠 속도를 계산하면 최저속도 1.1kph로 한정되기 때문에 보다 정밀한 휠 속도를 검출할 수 없다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 휠 속도센서의 사양을 변경하는 방식이 있으나, 이 방식은 시스템 가격이 증가하는 등 몇 가지 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 휠 속도센서의 사양변경 없이 보다 정밀한 휠 속도를 계산하여 저속을 검출할 수 있는 차량의 휠 속도 계산방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 주행 시 휠 속도를 검출하기 위한 휠 속도센서가 구비된 차량의 휠 속도를 계산하는 방법에 있어서, 상기 휠 속도센서로부터 검출된 휠 속도신호를 필터링하는 단계; 상기 필터링된 휠 속도신호의 캡처 타임을 검출하는 단계; 상기 검출된 휠 속도신호의 러닝 타임을 카운터하여 오버플로우 되었는지를 판단하는 단계; 상기 휠 속도신호의 러닝 타임이 오버플로우 되면 타이머를 증가시켜 버퍼에 저장하는 단계; 및 상기 버퍼에 저장된 타이머에 의해 펄스폭을 계산하여 휠 속도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼에 저장된 타이머는 가상의 32비트 타이머이고, 상기 휠 속도는 1.875kph 이하의 저속인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 차량의 휠 속도계산을 위한 장치의 제어 구성도로서, 휠 속도센서(10), 휠 속도연산부(20), 제어부(30), 타이머(40), 버퍼(50) 및 휠 속도검출부(60)를 포함하여 구성된다.

상기 휠 속도센서(10)는 다수(예를 들어, 4개)의 휠에 각각 설치되어 차량의 휠 속도를 검출하며, 상기 휠 속도연산부(20)는 휠 속도센서(10)로부터 검출된 휠 속도신호를 입력받아 데이터의 정도 및 응답성을 고려한 필터링 함수를 통해 필터링된 휠 속도를 생성한다.

상기 제어부(30)는 휠 속도연산부(20)에서 필터링된 휠 속도를 입력받아 휠 속도센서(10) 파형의 캡처 타임(capture time)을 검출하고, 검출된 휠 속도센서 (10) 파형의 캡처 타임에 대한 휠 속도를 검출하기 위해 타이머(40) 및 버퍼(50)를 제어하는 MCU이다.

상기 타이머(40)는 검출된 휠 속도센서(10) 파형의 캡처 타임에 대한 휠 속도의 러닝 타임(running time)을 카운터하는 16비트 타이머로서, 타이머 분해능(resolution)은 2㎲이고, 타임 아웃주기는 130ms이며, 최저속도는 1.2kph이다.

상기 버퍼(50)는 타이머(40)에서 카운터한 휠 속도의 러닝 타임이 오버플로우 되면 가상의 32비트 타이머를 구현하기 위해 상기 타이머(40)를 32비트 타이머로 가변 증가시켜 저장한다.

상기 휠 속도검출부(60)는 버퍼(50)에 저장된 가상의 32비트 타이머를 이용하여 휠 속도센서(10) 파형의 펄스폭을 계산하여 휠 속도를 검출하는 것으로, 휠 속도센서(10)의 사양변경 없이 1.875kph 이하의 저속을 검출하며, 타임 아웃주기는 30s이고 최저속도는 0.005kph까지 가능하다.

도 2는 본 발명에 의한 차량의 휠 속도계산방법의 동작 흐름도이다.

도 2에서, 주행 중인 차량의 휠 속도신호를 휠 속도센서(10)에서 읽어 들이고(S100), 읽어 들인 휠 속도신호를 휠 속도연산부(20)에서 입력받아 필터링 함수를 통해 필터링된 휠 속도신호를 생성한다(S110).

상기 휠 속도연산부(20)에서 필터링된 휠 속도를 제어부(30)에서 입력받아 휠 속도센서(10) 파형의 캡처 타임(capture time)을 검출하고(S120), 검출된 휠 속도센서(10) 파형의 캡처 타임에 대한 휠 속도를 검출하기 위해 휠 속도의 러닝 타임을 16비트 타이머(40)에서 카운터한다(S130).

이때, 상기 타이머(40)의 분해능(resolution)은 2㎲이고, 타임 아웃주기는 130ms이며, 최저속도는 1.2kph이다.

상기 타이머(40)에서 카운터한 휠 속도의 러닝 타임이 오버플로우 되었는지를 판단하여(S140), 오버플로우 되면 가상의 32비트 타이머를 구현하기 위해 상기 타이머(40)를 32비트 타이머로 가변 증가시켜 버퍼(50)에 저장한다(S150~S160).

상기 버퍼(50)에 저장된 가상의 32비트 타이머를 이용하여 휠 속도의 펄스폭을 계산하여 휠 속도를 검출한다(S170~S180).

고속의 경우 펄스폭이 좁고, 저속의 경우 펄스폭이 넓은 것을 이용하여 휠 이동거리를 펄스폭으로 나누어(휠 이동거리/펄스폭) 휠 속도를 검출하는 것이다.

이와 같이, 가상의 32비트 타이머를 이용하여 휠 속도센서(10)의 사양변경 없이 1.875kph 이하의 저속을 검출할 수 있게 된다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 차량의 휠 속도 계산방법에 의하면, 휠 속도센서의 사양변경 없이 보다 정밀한 휠 속도를 계산하여 저속을 검출할 수 있다는 효과가 있다.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 차량의 휠 속도 계산방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

차량의 주행 시 휠 속도를 검출하기 위한 휠 속도센서가 구비된 차량의 휠 속도를 계산하는 방법에 있어서,

상기 휠 속도센서로부터 검출된 휠 속도신호를 필터링하는 단계;

상기 필터링된 휠 속도신호의 캡처 타임을 검출하는 단계;

상기 검출된 휠 속도신호의 러닝 타임을 카운터하여 오버플로우 되었는지를 판단하는 단계;

상기 휠 속도신호의 러닝 타임이 오버플로우 되면 타이머를 증가시켜 버퍼에 저장하는 단계; 및

상기 버퍼에 저장된 타이머에 의해 펄스폭을 계산하여 휠 속도를 검출하는 단계를

포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 속도 계산방법.
제 1항에 있어서,

상기 버퍼에 저장된 타이머는 가상의 32비트 타이머인 것을 특징으로 하는 차량의 휠 속도 계산방법.
제 1항에 있어서,

상기 휠 속도는 0.005~1.875kph의 저속인 것을 특징으로 하는 차량의 휠 속도 계산방법.