KR101221797B1

KR101221797B1 - 차량 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101221797B1
Application number: KR1020110009892A
Authority: KR
Inventors: 허진혁
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2013-01-14
Also published as: KR20120088924A

Abstract

본 발명은 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 구동륜에서 실제로 스핀이 발생한 상황과 이종 타이어의 장착에 의한 스핀 오판을 구분하고, 이종 타이어 장착으로 인한 스핀 오판일 경우 엔진 토크를 빨리 회복시킴으로써 차량의 정상적인 발진 가속 성능을 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 본 발명에 따른 차량 제어 방법은, TCS 제어를 시작하고; TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하며; 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고; 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정한다.

Description

차량 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING VEHICLE}

본 발명은 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, TCS(Traction Control System)를 구비한 차량의 제어 장치 방법에 관한 것이다.

차량의 TCS는 휠 속도 정보를 이용하여 구동륜 속도와 차속의 차이에 근거하여 차량의 휠 스핀을 감지하고, 이 차량의 휠 스핀을 적절하게 제어함으로써, 모든 노면에서의 차량의 가속 성능을 안정적으로 극대화시켜 주는 시스템이다.

차량의 휠 속도는 각 휠에 장착된 휠 속도 센서로부터, 톤 휠의 개수와 타이어 동반경에 근거하여 결정된다. 톤 휠의 개수와 타이어 동반경은 정상 타이어 조건에서 결정되는 값으로서, 차량의 휠 속도를 계산할 수 있도록 해준다. 따라서 차량에 장착된 타이어들이 모두 동종 타이어가 아닌 일부 이종 타이어가 장착된 경우에는, 이종 타이어 간 타이어 동반경이 다르기 때문에 실제 휠 속도가 왜곡될 수밖에 없다. 예를 들어, 구동륜에 장착된 타이어의 타이어 동반경이 비구동륜에 장착된 타이어의 타이어 동반경 보다 작으면, 일반 주행 중에 구동륜의 휠 속도가 비구동륜의 휠 속도보다 더 크게 계산되어 실제로는 구동륜에 휠 스핀이 발생하지 않았음에도 불구하고, 구동륜에 휠 스핀이 발생하는 것으로 판단될 수밖에 없다. 구동륜의 속도가 차속 대비 일정 속도 이상으로 판단되면, TCS가 개입되어 휠 스핀을 줄이기 위해 엔진의 토크를 낮추게 된다. 이는 실제 구동륜에 스핀이 나는 상황이 아니기 때문에, 특히, 고마찰 노면에서는 차량의 가속도를 저해하는 요인으로 작용한다.

본 발명은 구동륜에서 실제로 스핀이 발생한 상황과 이종 타이어의 장착에 의한 스핀 오판을 구분하고, 이종 타이어 장착으로 인한 스핀 오판일 경우 엔진 토크를 빨리 회복시킴으로써 차량의 정상적인 발진 가속 성능을 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일측면에 따른 차량 제어 방법은, TCS 제어를 시작하고; 상기 TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하며; 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고; 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하고; 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정되면, 엔진의 토크를 빠르게 회복시켜서 고마찰 노면에서의 가속 성능이 확보되도록 하는; 것을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 차량 제어 방법은 TCS 제어를 시작하고; 상기 TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하며; 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고; 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하고; 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 상기 미리 정해진 임계 값 이상인 경우에는 상기 스핀이 저마찰 노면에서의 실제의 휠 스핀인 것으로 인정하고; 상기 스핀이 저마찰 노면에서의 실제의 휠 스핀인 것으로 인정되면, 엔진의 토크를 감소시켜서 저마찰 노면에서의 TCS 성능 저하를 최소화하는 것을 포함한다.

삭제

본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량 제어 방법은 TCS 제어를 시작하고; 상기 TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하며; 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고; 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하고; 상기 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하는 것은, 미리 설정된 시간 동안 평균 휠 스핀 값을 계산하고; 현재의 휠 스핀 값을 계산하며; 현재의 휠 가속도를 계산하고; 상기 평균 휠 스핀 값과 상기 현재 휠 스핀 값의 차(差)의 절대 값을 계산하며; 상기 휠 가속도의 절대 값을 계산하고; 상기 평균 휠 스핀 값과 상기 현재 휠 스핀 값의 차(差)의 절대 값이 임계 값 1보다 작고 상기 휠 가속도의 절대 값이 임계 값 2보다 작으면, 일정 스핀 감지 카운터를 증가시키며; 상기 일정 스핀 감지 카운터의 값이 임계 값 3 이상이면, 상기 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는 것으로 인정하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량 제어 장치는 스핀 검출부와; 휠 가속도 검출부와; TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고, 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정되면, 엔진의 토크를 빠르게 회복시켜서 고마찰 노면에서의 가속 성능이 확보되도록 하는 것을 포함한다.

삭제

본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량 제어 장치는 스핀 검출부와; 휠 가속도 검출부와; TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고, 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 상기 미리 정해진 임계 값 이상인 경우에는 상기 스핀이 저마찰 노면에서의 실제의 휠 스핀인 것으로 인정하고, 상기 제어부는, 상기 스핀이 저마찰 노면에서의 실제의 휠 스핀인 것으로 인정되면, 엔진의 토크를 감소시켜서 저마찰 노면에서의 TCS 성능 저하를 최소화하는 것을 포함한다.

삭제

본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량 제어 장치는 스핀 검출부와; 휠 가속도 검출부와; TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고, 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하기 위해, 미리 설정된 시간 동안 평균 휠 스핀 값을 계산하고; 현재의 휠 스핀 값을 계산하며; 현재의 휠 가속도를 계산하고; 상기 평균 휠 스핀 값과 상기 현재 휠 스핀 값의 차(差)의 절대 값을 계산하며; 상기 휠 가속도의 절대 값을 계산하고; 상기 평균 휠 스핀 값과 상기 현재 휠 스핀 값의 차(差)의 절대 값이 임계 값 1보다 작고 상기 휠 가속도의 절대 값이 임계 값 2보다 작으면, 일정 스핀 감지 카운터를 증가시키며; 상기 일정 스핀 감지 카운터의 값이 임계 값 3 이상이면, 상기 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는 것으로 인정하는 것을 포함한다.

이를 통해 본 발명은 구동륜에서 실제로 스핀이 발생한 상황과 이종 타이어의 장착에 의한 스핀 오판을 구분하고, 이종 타이어 장착으로 인한 스핀 오판일 경우 엔진 토크를 빨리 회복시킴으로써 정상적인 차량의 발진 가속 성능을 확보할 수 있도록 한다.

도1은 본 발명에 따른 차량의 제어 계통을 나타낸 도면.
도2는 본 발명에 따른 차량 제어 방법을 나타낸 도면.

차량에는 주행 안정성 및 제동 안정성의 향상을 위해 다양한 제어 장치가 설치된다. 예를 들면, 휠의 잠김에 의한 슬립을 방지하기 위한 ABS(Anti-Lock Brake System) 및 TCS(Traction Control System)와, 차량 자세 제어를 위한 ESP(Electronic Stability Program) 및 현가장치인 CDC(Continuous Damping Control)와, 조향 장치인 EPS(Electric Power Steering) 등이 장착된다. 즉, 차량의 제동, 조향, 현가 장치에 관련된 다양한 전자제어장치들이 설치되어 차량이 보다 안정적으로 주행할 수 있도록 한다.

ESP 장치는 차량의 주행 중 안정성을 확보하기 위한 것으로서, 차속 센서, 휠 속도 센서, 요 레이트 센서, 조향 각 센서, 브레이크 압력 센서, 횡 가속도 센서 등로부터 전송되는 차량 상태의 신호를 입력받아 브레이크 컨트롤러와 엔진 컨트롤러를 통해 휠 실린더 및 EMS(Engine Management System)를 ESP 컨트롤러를 통해 제어하도록 구성된다. ESP 장치 휠 속도 센서, 조향 각 센서, 요 레이트 센서, 브레이크 압력 센서 등으로부터 차속과 조향각 및 선회 속도와 횡 가속도 그리고 브레이크 압력에 대한 측정값을 구하고, 센서를 통해 직접 구할 수 없는 값인 노면 마찰 계수, 차체 미끄럼 각을 MCU(Micro Computer Unit) 등에서 연산하여 추정하고, 추정한 값을 토대로 차량의 실제 운동을 판단한다.

도1은 본 발명에 따른 차량의 제어 계통을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량의 동작 전반을 제어하는 제어부인 MCU(102)의 입력 측에는 스핀 검출부(104)와 휠 가속도 검출부(106)가 통신 가능하도록 연결된다. 스핀 검출부(104)는 차량의 휠(바퀴)에서 스핀이 발생하는지를 검출하여 이를 MCU(102)에 전달한다. 이 스핀 발생 여부는 실제의 휠 스핀일수도 있고 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판일수도 있다. MCU(102)는 TCS 제어 시 검출되는 차량의 휠 스핀이 실제의 휠 스핀인지 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인지를 판단하여 그 판단 결과에 따라 엔진 구동부(108)를 통해 엔진(110)의 토크를 제어함으로써 차량의 정상적인 발진 가속 성능을 확보할 수 있도록 한다. 즉, 저마찰 노면에서는 목표 스핀량을 매우 잘 추종하도록 TCS 제어하는 경우 이종 타이어 장착으로 인한 스핀으로 오판하는 상황과 구분이 어렵기 때문에, 먼저 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속되는지를 감시하고, 현재 휠 거동이 저마찰 노면에서의 스핀인지 아니면 고마찰 노면에서의 이종 타이어 장착으로 인한 스핀으로 오판된 경우인지를 구별하기 위해 엔진(110)의 토크를 증가시킨 후 이를 모니터링 하는 패턴을 반복시켜서 현재 노면 상태를 파악한다. 만약 저마찰 노면이면 휠 스핀이 더 증가 할 것이고, 고마찰 노면이면 휠 스핀이 더 이상 증가하지 않을 것이므로, 이를 통해 실제의 휠 스핀인지 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인지를 알 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 차량 제어 방법을 나타낸 도면이다. 도 2에서, 202-214 과정은 차량의 휠 스핀을 감지하는 과정이고, 216-218 과정은 엔진(110)의 토크를 탐색하는 과정이며, 220-224 과정은 휠 스핀 판단 과정이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, TCS 제어가 이루어지고 있는 동안에(202의 예) 휠 스핀이 발생하는 것으로 판단되면, 미리 설정된 시간 동안 평균 휠 스핀 값(Spin_avg)을 계산한다(204). 평균 휠 스핀 값(Spin_avg)의 계산이 완료되면, 현재의 휠 스핀 값(Spin)을 계산한다(206). 또한 현재의 휠 가속도(Wheel_acc)를 계산한다(208). MCU(102)는 이와 같이 계산된 평균 휠 스핀 값(Spin_avg)과 현재의 스핀 값(Spin)의 차(差)의 절대 값(ABS(Spin_avg-Spin))이 임계 값 1보다 작은지를 판단한다(210). 만약 평균 휠 스핀 값(Spin_avg)과 현재의 스핀 값(Spin)의 차(差)의 절대 값(ABS(Spin_avg-Spin))이 임계 값 1보다 작으면(210의 예), 휠 가속도(Wheel_acc)의 절대 값(ABS(Wheel_acc))이 임계 값 2보다 작은지를 판단한다(212). 휠 가속도(Wheel_acc)의 절대 값(ABS(Wheel_acc))이 임계 값 2보다 작으면(212의 예), 일정 스핀 감지 카운터를 증가시킨다(214).

이와 같은 방식으로 일정 스핀 감지 카운터가 임계 값 3 이상이 되면(216의 예), 일정한 크기의 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 발생하는 것으로 인정하여 엔진(110)의 토크를 증가시킨다(218).

엔진(110)의 토크를 증가시킨 상태에서, 엔진(110)의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 임계 값 4 이상인지를 판단한다(220). 만약 휠 스핀 증가량이 임계 값 4 이상이면(220의 예), 이를 저마찰 노면에서 실제로 휠 스핀이 발생한 것으로 인정하여 엔진(110)의 토크를 감소시킨다(222). 이로 인해 저마찰 노면에서의 TCS성능 저하가 최소화된다. 반대로 휠 스핀 증가량이 임계 값 4 미만이면(220의 아니오), 이를 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판으로 인정하여 엔진(110)의 토크를 빠른 속도로 회복(증가)시킨다(224). 이로 인해 고마찰 노면에서의 가속 성능이 확보된다.

102 : MCU
104 : 스핀 검출부
106 : 휠 가속도 검출부
108 : 엔진 구동부
110 : 엔진

Claims

삭제
TCS 제어를 시작하고;
상기 TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하며;
일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고;
상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하고;
상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정되면, 엔진의 토크를 빠르게 회복시켜서 고마찰 노면에서의 가속 성능이 확보되도록 하는; 것을 더 포함하는 차량 제어 방법.
삭제
TCS 제어를 시작하고;
상기 TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하며;
일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고;
상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하고;
상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 상기 미리 정해진 임계 값 이상인 경우에는 상기 스핀이 저마찰 노면에서의 실제의 휠 스핀인 것으로 인정하고;
상기 스핀이 저마찰 노면에서의 실제의 휠 스핀인 것으로 인정되면, 엔진의 토크를 감소시켜서 저마찰 노면에서의 TCS 성능 저하를 최소화하는 차량 제어 방법.
TCS 제어를 시작하고;
상기 TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하며;
일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고;
상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하고;
상기 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하는 것은,
미리 설정된 시간 동안 평균 휠 스핀 값을 계산하고;
현재의 휠 스핀 값을 계산하며;
현재의 휠 가속도를 계산하고;
상기 평균 휠 스핀 값과 상기 현재 휠 스핀 값의 차(差)의 절대 값을 계산하며;
상기 휠 가속도의 절대 값을 계산하고;
상기 평균 휠 스핀 값과 상기 현재 휠 스핀 값의 차(差)의 절대 값이 임계 값 1보다 작고 상기 휠 가속도의 절대 값이 임계 값 2보다 작으면, 일정 스핀 감지 카운터를 증가시키며;
상기 일정 스핀 감지 카운터의 값이 임계 값 3 이상이면, 상기 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는 것으로 인정하는 차량 제어 방법.
삭제
스핀 검출부와;
휠 가속도 검출부와;
TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고, 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정되면, 엔진의 토크를 빠르게 회복시켜서 고마찰 노면에서의 가속 성능이 확보되도록 하는 차량 제어 장치.
삭제
스핀 검출부와;
휠 가속도 검출부와;
TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고, 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 상기 미리 정해진 임계 값 이상인 경우에는 상기 스핀이 저마찰 노면에서의 실제의 휠 스핀인 것으로 인정하고,
상기 제어부는,
상기 스핀이 저마찰 노면에서의 실제의 휠 스핀인 것으로 인정되면, 엔진의 토크를 감소시켜서 저마찰 노면에서의 TCS 성능 저하를 최소화하는 차량 제어 장치.
스핀 검출부와;
휠 가속도 검출부와;
TCS 제어를 실시하는 동안 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되면 엔진의 토크를 증가시키고, 상기 엔진의 토크 증가에 따른 휠 스핀 증가량이 미리 정해진 임계 값 미만인 경우에는 상기 스핀이 이종 타이어 장착에 따른 스핀 오판인 것으로 인정하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는지를 판단하기 위해,
미리 설정된 시간 동안 평균 휠 스핀 값을 계산하고;
현재의 휠 스핀 값을 계산하며;
현재의 휠 가속도를 계산하고;
상기 평균 휠 스핀 값과 상기 현재 휠 스핀 값의 차(差)의 절대 값을 계산하며;
상기 휠 가속도의 절대 값을 계산하고;
상기 평균 휠 스핀 값과 상기 현재 휠 스핀 값의 차(差)의 절대 값이 임계 값 1보다 작고 상기 휠 가속도의 절대 값이 임계 값 2보다 작으면, 일정 스핀 감지 카운터를 증가시키며;
상기 일정 스핀 감지 카운터의 값이 임계 값 3 이상이면, 상기 일정한 스핀이 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 유지되는 것으로 인정하는 차량 제어 장치.