KR101526685B1 - Esc가 off된 상태에서 4wd-fail 발생시 esc를 강제 구현시키는 방법 - Google Patents

Esc가 off된 상태에서 4wd-fail 발생시 esc를 강제 구현시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법에 관한 것으로, 4WD차량의 4륜구동 시스템에 구비된 ECU에서 4륜구동 상태를 모니터링 하며, 그 상태데이터를 4WD차량에 구비된 HCU로 전달하는 4륜구동상태모니터링단계와, 4WD차량이 ESC가 OFF된 상태로 4륜구동을 하며 주행하는 ESC-OFF주행단계와, HCU에서 ECU를 통해 전달받은 상태데이터를 근거로 4륜 구동 시스템의 오작동을 판단하여 ESC를 강제 ON 시키는 ESC강제발현단계를 포함하며, ESC를 OFF한 상태로 오프로드 주행시 4륜구동 시스템에 문제가 발생하여 2륜 구동 상태로 전환되더라도, ESC가 강제로 작동되어 오버스티어링에 따른 사고가 방지되는 효과가 있는 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법을 제공한다.

Description

ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법{ESC-FORCIBLY-REALIZING-METHOD IN THE ESC-OFF SITUATION OCCURING 4WD-FAIL}
본 발명은 ESC 강제 구현 방법에 관한 것으로, 4WD시스템을 모니터링하는 ECU로부터 4WD시스템의 상태데이터를 HCU에서 수신하여 4WD시스템에 문제가 발생된 것으로 판단하면 ESC를 강제로 작동시켜 위기 상황에 대처할 수 있도록 하는 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법에 관한 것이다.
ESC(ELECTRONIC STABILITY CONTROL; 차량자세제어장치)는 차량에 구비되는 ABS, TCS 등을 통칭하는 것으로, 차량의 정차 또는 곡선주행 시 각 휠의 제동력이 주행환경에 적합하도록 가감하여 차량에 발생되는 횡력과, 요레이트에 의한 오버스티어를 방지하여 안전한 주행이 되도록 하는 장치이다.
이와 더불어, 4륜구동차량은 상시 4WD시스템과 일시 4WD시스템으로 나눠지는데, 상시 4WD시스템의 경우, 모든 주행이 4륜에 전달되는 구동력에 의해 이뤄지며, 일시 4WD시스템의 경우, 운전자의 조작 또는 차량에 구비된 주행판단장치에 의해 2륜구동과 4륜구동이 전환된다.
4WD시스템의 오류로 인해 빙판길 등의 오프로드에서 4륜구동이 정상작동하지 못하고, 2륜구동으로 주행할 수 밖에 없는 경우가 발생될 수 있으며, 운전자가 오프로드에서 ESC가 작동되었을 때, 제동거리가 더 길어질 수 있고 의도적인 오버스티어링이 구현되지 않는 까닭에 ESC가 주행에 개입되지 않도록 ESC를 OFF상태로 설정할 때가 있다.
도 1은 ESC를 OFF 한 상태에서 오프로드를 주행중인 4륜구동차량(1)의 구동력 변화 및 횡력(2), 요레이트(3)의 변화 그래프이다.
도 1의 a에 도시된 바와 같이, 오프로드에서 ESC를 OFF한 상태로 주행하는 4륜구동차량(1)이 주행 중 4WD시스템에 오류가 발생되어 좌측에 도시된 상태에서 우측에 도시된 상태로 변화되는데, 각 휠에 배분되던 구동력(F1)이 후륜휠에 집중된 구동력(F2)으로 변환되는 것이 발생 가능하다.
도 1의 b에 도시된 바와 같이, 4WD시스템 이상발생 시점(6) 이후에는 구동력(F2)이 후륜휠에 집중됨으로써, 각 휠에 배분되던 구동력(F1)에 의해 차량 주행에 영향이 미비하였던 횡력(2)과, 요레이트(3)에 의해 스티어링이 급격이 변화된 오버스티어링(5)이 발생된 것을 알 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0992697호(2010.11.01.)
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 4륜 구동 자동차의 오프로드 주행시 ESC가 OFF된 상태에서 4WD시스템에 문제가 발생하여 2륜구동으로 주행될 때, ECS가 강제로 작동하여 주행안정성을 높이는 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법에 따르면, 4WD차량의 4륜구동 시스템에 구비된 ECU에서 4륜구동 상태를 모니터링 하며, 그 상태데이터를 4WD차량에 구비된 HCU로 전달하는 4륜구동상태모니터링단계와, 4WD차량이 ESC가 OFF된 상태로 4륜구동을 하며 주행하는 ESC-OFF주행단계와, HCU에서 ECU를 통해 전달받은 상태데이터를 근거로 4륜 구동 시스템의 오작동을 판단하여 ESC를 강제 ON 시키는 ESC강제발현단계를 포함하는 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 하나의 측면에 의하면, ECU와 HCU는 CAN 통신을 이용하여 상태데이터를 송수신할 수 있으며, HCU는 ECU로부터 수신한 상태데이터 중, 정지 상태(DEACTIVATED), 초기치 구동 상태(INITIALIZATION), 조작치 구동 상태(CALIBRATION), 노말-토크 세팅 구동 상태(NOMAL-TORQUE SETTING)를 4WD구동시스템의 정상작동 상태로 판단하며, 그 외의 상태데이터를 비정상 상태로 판단할 수 있으며, HCU는 비정상 상태의 상태데이터 중, 일시적 분리 상태(TEMPORALLY LADED), 클러치 분리에 의한 구동력 전달 실패 상태(FAILED, CLUTCH OPEN), 위치 미파악에 의한 구동력 전달 실패 상태(FAILED, POSITION UNKNOWN), 그 외의 구동력 전달 실패 상태(FAILED)를 4WD시스템의 오작동 상태로 인식할 수 있으며, HCU는 ECU로부터 수신된 상태데이터 중, 시그날이 없는 상태(SIGNAL NOT AVAILABLE)를 비정상 상태로 인식할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, ESC강제발현단계는, ESC가 운전자의 판단에 의해 OFF된 상태인지를 판단하는 ESC작동상태판단단계와, ECU로부터 전달받은 상태데이터를 통해 4WD구동시스템의 오작동 여부를 판단하는 이상판단단계와, 4WD구동시스템의 오작동 시, ESC를 강제 작동시키도록 ESC를 제어하는 ESC강제제어단계를 포함할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법에 의하면, ESC를 OFF한 상태로 오프로드 주행시 4륜구동 시스템에 문제가 발생하여 2륜 구동 상태로 전환되더라도, ESC가 강제로 작동되어 오버스티어링에 따른 사고가 방지되는 효과가 있다.
도 1은 ESC를 OFF한 상태로 오프로드 주행 중인 4륜구동차량의 횡력, 요레이트, 오버스티어링의 변화량 그래프,
도 2는 본 발명의 일 실시예의 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법의 절차도,
도 3은 도 2의 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법의 4륜구동 시스템 문제발생 판단 알고리즘,
도 4는 도 2의 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법의 변수별 설정창,
도 5는 도 2의 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법의 작동시점을 도시한 그래프이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법의 절차도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 4WD차량의 4륜구동시스템에 구비된 ECU에서 4륜구동 상태를 모니터링 하며, 그 데이터를 4WD차량에 구비된 HCU로 전달하는 4륜구동상태모니터링단계(S100)와, 4WD차량이 ESC가 OFF된 상태로 4륜구동을 하며 주행하는 ESC-OFF주행단계(S200)와, HCU에서 ECU를 통해 전달받은 상태데이터(D)를 근거로 4륜 구동 시스템의 오작동을 판단하여 ESC를 강제 ON 시키는 ESC강제발현단계(S300)를 포함한다.
4륜구동상태모니터링단계(S100)는 상시 4륜구동 또는 일시 4륜구동 차량에 장착된 4WD시스템의 상태를 모니터링하는 단계로, 각 휠로의 구동력 전달, 브레이킹 시 발생되는 제동력 등을 모니터링하며, 4WD차량에 구비된 HCU로 상태데이터로써 상시 전달하게 된다.
ESC-OFF주행단계(S200)는 운전자의 판단에 의해, 주행환경에서 ESC개입에 의한 제동거리 증가 또는 4륜구동시 의도적인 오버스티어링을 유도하기 위해 ESC를 비작동 상태로 조작한 후, 4WD차량이 주행 중인 단계이다.
ESC강제발현단계(S300)는 ESC 비작동 상태에서 4WD시스템이 오작동한 경우 HCU가 강제적으로 ESC를 작동상태로 조작하는 단계이다.
ECU와 HCU는 CAN 통신을 이용하여 데이터를 송수신하게 되는데, HCU는 ECU로 부터 전달받은 4WD시스템의 상태데이터를 도 3의 알고리즘에 대입하여 현재 4WD시스템이 오작동인지를 판단하게 된다.
이때, ECU는 HCU로 4WD시스템의 상태데이터(D)를 정지 상태(DEACTIVATED), 초기치 구동 상태(INITIALIZATION), 조작치 구동 상태(CALIBRATION), 노말-토크 세팅 구동 상태(NOMAL-TORQUE SETTING), 일시적 분리 상태(TEMPORALLY LADED), 클러치 분리에 의한 구동력 전달 실패 상태(FAILED, CLUTCH OPEN), 위치 미파악에 의한 구동력 전달 실패 상태(FAILED, POSITION UNKNOWN), 그 외의 구동력 전달 실패 상태(FAILED), 시그날이 없는 상태(SIGNAL NOT AVAILABLE) 등으로 분류하여 코드로써 송신하게 된다.
도 3은 도 2의 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법의 4륜구동 시스템 문제발생 판단 알고리즘이고, 도 4는 도 2의 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법의 변수별 설정창이다.
도 3에 도시된 바와 같이, HCU는 ESC가 운전자의 판단에 의해 OFF된 상태인지를 판단하는 ESC작동상태판단단계(S310)와, ECU로부터 전달받은 상태데이터(D)가 특정값 이상인지를 판단하는 이상판단단계(S320)와, 이상판단단계(S320)에서 특정값 이상으로 판단되면 ESC를 강제 작동시키도록 ESC를 제어하는 ESC강제제어단계(S330)를 포함한다.
이상판단단계(S320)에서 HCU는 ECU로부터 수신한 상태데이터 중, 정지 상태(DEACTIVATED), 초기치 구동 상태(INITIALIZATION), 조작치 구동 상태(CALIBRATION), 노말-토크 세팅 구동 상태(NOMAL-TORQUE SETTING)를 4WD구동시스템의 정상작동 상태로 판단하며, 그 외의 상태데이터를 비정상 상태로 판단하게 된다.
특히, HCU는 비정상 상태의 상태데이터 중, 일시적 분리 상태(TEMPORALLY LADED), 클러치 분리에 의한 구동력 전달 실패 상태(FAILED, CLUTCH OPEN), 위치 미파악에 의한 구동력 전달 실패 상태(FAILED, POSITION UNKNOWN), 그 외의 구동력 전달 실패 상태(FAILED)를 상기 4WD시스템의 오작동 상태로 인식하게 된다.
또한, HCU는 ECU로부터 수신된 상태데이터 중, 시그날이 없는 상태(SIGNAL NOT AVAILABLE)를 비정상 상태로 인식한다.
본 발명의 일실시예의 HCU는 도 3에 도시된 바와 같이, 상태데이터(D)를 근거로 4WD시스템의 상태를 빠르게 판단하기 위해서, ECU로 전달받은 상태데이터(D)의 코드를 순차적으로 배열한 뒤, 특정코드 이상일 때 4WD시스템이 오작동한 것으로 판단하게 되는데, 본 발명의 일 실시예에서는 0x0 부터 0x7, OxF의 코드 중 0x4가 특정값으로 설정된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 HCU는 ECU로부터 수신한 상태데이터(D) 코드 중, 0x0 부터 0x3까지의 코드가 4WD시스템의 정상상태, 0x4 부터 0x7까지의 코드가 4WD시스템의 오작동 상태, 0xF의 코드가 비정상상태인 것으로 인식하게 된다.
도 5는 도 2의 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법의 작동시점을 도시한 그래프이다.
도 5의 a는 4륜에 가해지는 제동력이 도시된 것으로, 일정치의 제동력이 4륜에 가해지다가, 4WD시스템에 문제가 발생한 시점인 문제발생시점 이후, 2륜구동으로 주행하다가, 주행환경에 의해 제동력을 잃게 된 것이 도시되었다.
도 5의 b는 4WD시스템의 상태를 계단그래프로써 도시한 것으로, 4WD시스템의 정상작동이 0으로 이상상태 발생 후를 특정값으로 도시하였다.
문제발생시점 이후, ECU에서 HCU로 상태데이터(D)를 전송한 후 HCU에서 4WD시스템의 문제가 발생된 위험상태로 판단하게 된 것을 알 수 있다.
도 5의 c는 ESC의 작동 상태를 계단그래프로 도시한 것으로, ESC 비작동 상태 즉, ESC OFF 상태를 0로, ESC 작동 상태 즉, ESC ON 상태를 4로 나타내었다.
도 5의 a에서 제동력이 급하락 하는 지점인 제동력 상실점과, 도 5의 b에서 4WD시스템의 이상상태 판단시점과, 도 5의 c에서 ESC가 ON 되는 지점이 동일 수직선상에 놓여진 것으로 도시되었다.
본 발명은 4WD시스템에 문제가 발생된 것으로 판단된 시점에서 ESC를 강제적으로 작동시키게 됨으로 도 5의 a에 도시된 바와 같은 급격한 제동력 상실을 방지하게 됨으로써, 4륜구동차량의 오프로드 주행시, 발생가능한 4WD시스템의 오작동과 ESC작동의 비작동에 기인하는 사고를 방지하는 효과가 있다.
S100: 4륜구동상태모니터링단계 S200: ESC-OFF주행단계
S300: ESC강제발현단계 S310: ESC작동상태판단단계
S320: 이상판단단계 S330: ESC강제제어단계
D: 상태데이터

Claims (6)

  1. 4WD차량의 4륜구동 시스템에 구비된 ECU에서 4륜구동 상태를 모니터링 하며, 그 상태데이터를 상기 4WD차량에 구비된 HCU로 전달하는 4륜구동상태모니터링단계;
    상기 4WD차량이 ESC가 OFF된 상태로 4륜구동을 하며 주행하는 ESC-OFF주행단계;
    상기 HCU에서 상기 ECU를 통해 전달받은 상태데이터를 근거로 상기 4륜 구동 시스템의 오작동을 판단하여 상기 ESC를 강제 ON 시키는 ESC강제발현단계;를 포함하는 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법에 있어서,
    상기 ECU와 상기 HCU는 CAN 통신을 이용하여 상태데이터를 송수신하고,
    상기 HCU는 상기 ECU로부터 수신한 상태데이터 중,
    정지 상태(DEACTIVATED), 초기치 구동 상태(INITIALIZATION), 조작치 구동 상태(CALIBRATION), 노말-토크 세팅 구동 상태(NOMAL-TORQUE SETTING)를 4WD구동시스템의 정상작동 상태로 판단하며,
    그 외의 상태데이터를 비정상 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 HCU는 상기 비정상 상태의 상태데이터 중,
    일시적 분리 상태(TEMPORALLY LADED), 클러치 분리에 의한 구동력 전달 실패 상태(FAILED, CLUTCH OPEN), 위치 미파악에 의한 구동력 전달 실패 상태(FAILED, POSITION UNKNOWN), 그 외의 구동력 전달 실패 상태(FAILED)를 상기 4WD구동시스템의 오작동 상태로 인식하는 것을 특징으로 하는 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 HCU는 상기 ECU로부터 수신한 상태데이터(D) 중,
    시그날이 없는 상태(SIGNAL NOT AVAILABLE)를 비정상 상태로 인식하는 것을 특징으로 하는 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 ESC강제발현단계는,
    상기 ESC가 운전자의 판단에 의해 OFF된 상태인지를 판단하는 ESC작동상태판단단계와,
    상기 ECU로부터 전달받은 상기 상태데이터(D)를 통해 상기 4WD구동시스템의 오작동 여부를 판단하는 이상판단단계와,
    상기 4WD구동시스템의 오작동 시, 상기 ESC를 강제 작동시키도록 상기 ESC를 제어하는 ESC강제제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESC가 OFF된 상태에서 4WD-FAIL 발생시 ESC를 강제 구현시키는 방법.
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