KR19980039914U - 자동차용 노면적응 차속제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 차속제어장치에 관한 것으로, 마찰계수가 낮은 노면을 주행 중 발생하기 쉬운 과속으로 인한 사고를 예방하기 위하여, 차륜의 회전속력을 기초로하여 노면의 상태를 추정하고 차량의 속력을 감속제어하도록 하는 노면적응 차속제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안은 휠회전속력센서와 엔진제어장치를 구비하여 엔진의 회전속력을 제어하는 자동차에 있어서, 상기 휠스피드 센서로부터 검출된 현재의 휠 회전속력을 기초로 차륜의 슬립률을 연산하는 슬립률 연산부와, 슬림률에 따른 바람직한 감속비 및 제한 속력이 구분설정되어 기억되고 있는 설정기억부와, 상기 슬립률연산부로부터 연산된 현재 차륜의 슬립률과 상기 설정기억부에 저장된 값을 비교하여 감속비 및 제한속력을 결정하는 비교판단부를 구비하여 그 결정된 감속비와 제한속력을 엔진제어장치로 송신하는 전자제어장치 및, 상기 전자제어장치로부터 출력된 감속비와 제한 속력에 따라 엔진의 회전속력을 감속하는 엔진제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 노면적응 차속제어시스템을 제공하여,

노면의 상태가 감속을 해야 하는 상황인 경우, 이를 자동적으로 판단하고 적극적으로 대응하여 미끄럼노면에서 차량의 과속으로 인한 사고의 예방에 도움을 주도록 하였다.

Description

자동차용 노면적응 차속제어시스템

본 고안은 자동차용 차속제어장치에 관한 것으로, 마찰계수가 낮은 노면을 주행 중 발생하기 쉬운 과속으로 인한 사고를 예방하기 위하여, 차륜의 회전속력을 기초로하여 노면의 상태를 추정하고 차량의 속력을 감속제어하도록 하는 노면적응 차속제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.종래의 자동차에는 차량의 속력을 제어하기 위한 수단으로 가속장치와 제동장치를 구비하고 있다.

가속을 위한 제어장치에 따르면 차량의 속력을 높이기 위하여 엔진으로 흡입되는 연료의 량을 증가시켜 폭발력을 증가시키는 방법을 사용하며, 운전자가 가속페달을 밟아 드로틀밸브를 여닫는 것으로 엔진으로 흡입되는 공기량을 조절하는 방식으로 이루어진다.

드로틀밸브가 열리게 되어 기화기내로 공기의 흡입량이 증가하게 되면, 흡입공기량에 비례하는 연료의 분사량이 결정되어 적합한 양의 연료가 연료 분사노즐에 의해 기화기에 분사되어 흡입공기와 혼합된다.

혼합된 연료와 공기는 흡기밸브가 열리면 연소실내로 흡입되어 점화되면서 폭발력을 일으키며, 점화시기는 크랭크축의 횐전에 따라 결정되도록 한다.

한편 종래의 자동차에는 엔진제어장치를 구비하는 바, 엔진제어장치는 차량과 엔진의 현재상태를 감시하여 운전자의 의사와 독립적으로 드로틀밸브의 개도를 제어하고, 분사되는 연료의 량을 제어하며, 점화장치의 점화시기를 조절하도록 하여 엔진과 차량의 상태가 최적의 상태를 유지하도록 한다.

또한, 차량의 감속은 제동장치가 주로 그 기능을 담당하는 바, 운전자가 제동페달을 밟으면 제동시스템의 작동으로 차륜의 회전방향과 반대방향으로 강제적인 마찰력을 발생시켜 차륜의 회전속력을 감하게 된다.

동일한 제동력하에서 차륜과 노면과의 마찰력은 노면의 상태에 따라 달라지는데, 마찰계수가 낮을수록 차륜이 노면에서 미끄러지는 정도가 크므로 제동의 효과에도 영향을 미치게 된다.

즉, 눈비가 내리거나 노면이 결빙상태가 되는 등으로 노면의 마찰계수가 낮게되는 경우 차륜의 타이어가 노면과의 마찰부분에서 미끄럼운동을 하게 되어, 긴급사태 등으로 차속을 줄이기 위하여 제동을 가하더라도 차륜이 미끄러지므로 제동거리가 정상노면에서 보다 길어지고 차륜의 록킹현상(Locking)이 발생하는 등으로 조향안정성이 상실되어 사고의 원인이 된다.

차량의 제동거리는 차량의 현재중량과 현재의 속도 그리고 노면의 상태에 따라 다르게 되어 중량이 클수록, 차량의 속력이 클수록, 그리고 노면의 마찰계수가 작을 수록 길어지게 된다.

따라서 마찰계수가 낮은 노면에서는 제동시 제동거리가 정상노면에서보다 길어진다는 사실을 고려할 때, 정상노면에서 보다 차량의 속력을 낮추도록 할 것이 요구된다.

법규상에는 눈비가 오는 경우 등에는 고속도로등에서는 규정속도의 절반으로 주행할 것을 요구하지만, 운전자가 이를 지키기는 쉽지 않고 운전자가 오랜 운전경험을 통해 적절한 주행속력을 감각으로 체득할 수 있을 것이다.

따라서 차량이 노면의 상태를 자동적으로 인식하고 과속을 제어하도록 하는 노면 적응 차속제어시스템의 개발이 요구된다.

본 고안은 전술한 요구에 따른 것으로, 차량의 주행중 노면의 상태를 판단하여 마찰계수가 낮은 노면에서는 차속을 일정한도 내로 제한하도록 하여 과속으로 인한 사고의 발생을 사전에 예방하여 차량의 안전성을 높이도록 하는 자동차용 노면적응 차속제어시스템을 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

도 1 은 본 고안에 따른 자동차용 노면적응 차속제어시스템의 개략적 구성을 보여주는 블록도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 휠스피드 센서2 : 전자제어장치

6 : 엔진제어장치7 : 점화시기 제어수단

8 : 드로틀밸브개폐 제어수단9 : 연료분사량 제어수단

10 : 작동스위치11 : 차속센서

본 고안은 전술한 기술적과제를 해결하기 위한 수단으로, 차륜에 설치된 휠 스피드 센서와, 엔진의 점화시기를 늦추거나 빠르도록 제어하는 점화시기 제어수단과, 드로틀밸브의 열린 정도를 제어하는 드로틀밸브 개폐제어수단과, 연료의 분사량을 제어하는 연료분사량제어수단 및 차속센서를 구비하여 엔진의 회전속력을 제어하는 차속제어시스템에 있어서, 상기 휠스피드 센서로부터 검출된 현재의 휠 회전속력을 기초로 차륜의 슬립률을 연산하는 슬립률 연산부(3)와, 슬림률에 따른 바람직한 감속비 및 제한 속력이 구분설정되어 기억되고 있는 설정기억부(5)와, 상기 슬립률연산부로부터 연산된 현재 차륜의 슬립률과 상기 설정기억부(5)에 저장된 값을 비교하여 감속비 및 제한속력을 결정하는 비교판단부(4)를 구비하여 그 결정된 감속비 및 제한속력을 엔진제어장치(6)로 송신하는 전자제어장치(2) 및, 상기 전자제어장치로부터 출력된 감속비에 따라 엔진의 회전속력을 감속하고 제한속력이상이 되지 않도록 상기 점화시기 제어수단, 드로틀밸브 개폐제어수단 및, 연료분사량제어수단을 제어하는 엔진제어장치(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 노면적응 차속제어시스템을 제공한다.

이하, 본 고안에 따른 자동차용 노면적응 차속제어시스템의 구성 및 작동상태를 설명하도록 한다.

본 고안에 따른 자동차용 노면적응 차속제어시스템에서 휠스피드센서(1)는 종래의 것으로서 차량의 각 차륜에 설치된 것일 수도 있고 차륜의 잉ㄹ부에 설치된 것일 수도 있다.

제어의 대상이 되는 점화시기제어수단(7), 드로틀밸브 개폐제어수단(8), 연료분사량제어수단(9) 역시 종래의 것으로서 엔진을 제어하는 엔진제어장치(6)의 제어명령에 따라 각각의 기능을 행하도록 구성된다.

차속센서(10)는 종래의 것으로서 동력전달경로중 어느 곳에 설치되어 엔진의 출력회전수를 측정하는 방식으로 차량의 속력을 추정하는 센서이다.

차륜이 미끄러지며 운동하므로 실제의 차속은 차속센서에 의해 검출된 값보다 큰 값이 된다.

엔진제어장치(6)는 엔진과 차량의 현재상태를 끊임없이 감시하여 엔진의 회전상태가 바람직한 상태로 유지되도록 회전속력을 증가시키거나 감소시키도록 전술한 제어수단들을 제어하는 장치이며, 본 고안에서는 일반적인 기능이외에 전자제어장치(2)의 출력정보와, 차속센서(10)로부터의 현재차속에 대한 정보에 따라 차속을 감속하고 차량의 속력이 일정값 이상으로 되지 않도록 제어수단들을 제어한다.

현재의 차륜의 상태를 감시하여 제어신호를 엔진제어장치로 송신하는 역할을 하는 전자제어장치(2)는 슬립률 연산부(3)와, 설정기억부(5)와, 비교판단부(4)를 포함하도록 구성된다.

전자제어장치(2)의 작동은 작동스위치(11)의 온 상태에서 시작된다. 본 시스템의 작동은 차량의 감속을 가져오므로 이를 원치 않는 운전자의 경우 본 작동 스위치를 오프로 전환하여 종래의 방법에 의한 제어만을 행할 수 있도록 한다.

전자제어장치의 슬립률 연산부(3)에서는 차량의 각 차륜으로부터의 차륜회전속력을 기초로 현재차량의 슬립률을 연산한다.

슬립률을 연산하는 식은 아래와 같으며 차륜의 회전속력이 차속과 같으면 슬립률은 0이어서 슬립이 일어나지 않은 것으로 판단되고, 슬립률이 1이면 완전슬립으로 차륜의 회전이 정지된 상태로 차량이 미끄러지고 있다는 것을 의미한다.

슬립률의 연산을 위해 사용되는 차량의 속력은 상기 차속센서(10)의 값으로 추정될 수도 있으며, 차륜의 회전속력으로부터 일정방식에 의해 연산추정될 수도 있다.

제동력제어시스템(ABS : Anti-Blocking System)이 설비된 차량이라면 ABS전자제어장치의 연산값을 이용하는 것이 바람직하다.

설정기억부(5)에는 차륜의 슬립률과 해당 슬립률에서의 바람직한 감속비(감속되어야할 비율) 및 제한속력이 구분되어 입력설정되어 있다.

구체적인 데이타는 실차 실험에 의해서 결정되며, 감속비는 운전자가 가속페달을 밟아 속력을 올리고자 하여도 정상노면에서보다 미끄럼노면에서는 일정비율을 감한 속력만이 출력되도록 하기 위한 비율을 의미한다.

제한속력은 해당슬립률에서의 위험발생이 가능한 속력으로 차량의 속력이 더이상 높아지지 못하도록 하는 속력이다.

일반적으로 상기 감속비와 제한 속력은 슬립률이 커질수록 감속비는 크고 제한 속력은 작아지게 된다.

전자제어장치의 비교판단부(4)는 슬립률 연산부의 연산 결과를 설정기억부의 설정값과 비교하여 현재의 노면상태에 따른 바람직한 감속비와 제한속력을 판단하도록 기능한다.

엔진제어장치(6)는 전술한 전자제어장치(2)로 부터의 감속비와 제한속력에 대한 정보를 기초로 현재의 속력을 기준으로 감속제어에 들어간다.

즉 입력된 감속비에 따라 운전자의 가속페달제어에 의한 연료분사량을 지시된 감속비에 따라 줄이도록 하며 점화시기를 지각제어하며, 드로틀밸브의 개도량을 운전자의 제어지시보다 필요한 양만큼 줄이도록 한다.

전술한 바와 같은 자동차용 노면적응 차속제어시스템의 제공으로 노면의 상태가 감속을 해야하는 상황인 경우, 이를 자동적으로 판단하고 적극적으로 대응하여 미끄럼노면에서 차량의 과속으로 인한 사고의 예방에 도움을 주도록 하였다.

Claims (1)

1. 차륜에 설치된 휠 스피드 센서와, 엔진의 점화시기를 늦추거나 빠르도록 제어하는 점화시기 제어수단과, 드로틀밸브의 열린 정도를 제어하는 드로틀밸브 개폐제어수단과, 연료의 분사량을 제어하는 연료분사량제어수단 및 차속센서를 구비하여 엔진의 회전속력을 제어하는 자동차에 있어서,

   상기 휠스피드 센서로부터 검출된 현재의 휠 회전속력을 기초로 차륜의 슬립률을 연산하는 슬립률 연산부(3)와, 슬림률에 따른 바람직한 감속비 및 제한 속력이 구분설정되어 기억되고 있는 설정기억부(5)와, 상기 슬립률연산부로부터 연산된 현재 차륜의 슬립률과 상기 설정기억부에 저장된 값을 비교하여 감속비 및 제한속력을 결정하는 비교판단부(4)를 구비하여 그 결정된 제한속력을 엔진제어장치로 송신하는 전자제어장치(2) 및,

   상기 전자제어장치로부터 출력된 감속비에 따라 엔진의 회전속력을 감속하고 제한속력이상이 되지 않도록 상기 점화시기 제어수단, 드로틀밸브 개폐제어수단 및, 연료분사량제어수단을 제어하는 엔진제어장치(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 노면 적응 차속제어시스템.