KR20000062883A - 자동차의 휠-회전수에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법 및장치 - Google Patents

자동차의 휠-회전수에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

자동차, 특히 올-휠-드라이브(all- wheel drive) 자동차의 휠속도에 대한 기준인수를 얻기위한 장치와 방법이 제안되었으며, 이와 동시에 가장 느린 휠의 속도가 빨리 기준속도 아래로 강하 할때 기준속도로서 가장 느린 휠의 속도가 가정되며 그리고 기준속도가 적어도 하나의 빨리 회전하는 휠 속도의 값으로 결정된다.

Description

자동차의 휠-회전수에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법 및 장치{Method and apparatus obtaining a reference parameter to the wheel-revolution velocity of vehicle}
본발명은 자동차, 특히 올-휠-드라이브(all wheel drive) 자동차의 휠-회전수에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
예를 들어서 안티-록 레귤레이터(anti-lock regulator; ABS), 안티-슬립-레귤에이터(anti-slip regulator; ARS) 또는 주행-다이나믹 레귤레이터와 같은 여러 제어시스템에서는 레귤레이터-조작의 실행 또는 조작의 범위 결정을 위한 자동차 횔-회전수에 대한 적어도 하나의 기준인수(reference parameter)를 형성하고 있다. 단순히 구동축만을 구비하고 있는 종래의 자동차의 경우 기준인수는 일반적으로 구동하지 않고 있는 휠-회전수 신호로 부터 유도된다. 그러나 올-휠-드라이브 자동차의 경우에는 자동차의 모든 휠이 구동되므로서, 기준인수의 결정을 위한 자유 롤링(free rolling)하고 있는 휠이 구비되어 있지 않기 때문에 기준인수의 결정은 매우 복잡하게 된다.
그리고 종래의 기술에 따른 올-휠 드라이브 자동차의 경우에 기준인수를 형성하기 위해서 여러가지 방안이 공개되었다. 예를 들어서 독일특허 DE-A1 197 13 253호는 즉, 휠-회전수의 증가부문에 따라서 기준속도와 관계해서 기준속도의 형성을 근거로 하는 휠-속도가 선정되는 과정을 보여주고 있다. 이러한 과정을 자동차에 맞추며, 또한 과정은 제어시스템에 저장되어, 특히 주행 다이나믹 레귤레이터에 영향을 준다. 이러한 이유에서 기준인수의 형성은 구동 뿐만 아니라 제동되는 경우에도 실행되므로서, 구동 경우를 적용하는 경우 대한 복잡한 결정이 불필요한 비용을 의미하게 된다.
본발명의 과제는, 특히 올-휠-드라이브 자동차에 있어서 단순하고 신뢰적인 기준속도 형성을 구동(구동-슬립 제어, 자동차 디퍼렌샬 록 등)되는 경우에 대해서이루고자 하는 것이다.
본발명의 과정(예를 들어서 흐름도)에 따라서 올-휠-드라이브 자동차에 있어서 구동(구동-슬립 제어, 자동차 디퍼렌샬 록)되는 경우의 적용에 대해서 기준속도의 형성을 위해서 기본적으로 가장 느린 휠의 속도를 얻게 되며 이어서 다른 하나의 휠속도가 단지 기준속도의 기초가 되며, 또한 가장 느린 휠이 기준속도 아래로 강하할 경우, 다시 말해서 전단 슬립(shear slip)이 발생할 경우, 올-휠-드라이브 자동차의 상기 적용경우에서 기준속도 신호형성을 위해서 단순하며 신뢰적인 과정이 제공된다.
특히 유리한 것은 기준속도 형성을 위해서 또다른 부가신호 또는 부가센서가 더이상 필요없으며, 따라서 구동경우에 대한 유니버설 올-휠-기준속도(universal all-wheel- reference velocity)가 실현된다.
특히 기준속도는 구동경우에 있어서 제어가 자주 작동되므로서 기대하지 않은 것이 될수도 있는 실제(또는 원래)의 자동차속도 또는 휠-속도 아래로 감속을 방지할 수 있다는 것이 장점이다.
따라서 휠속도를 이용해서 구동의 경우에 올-휠-드라이브 자동차에 대한 견인력 또는 안정성 제어의 측면에서의 제어를 가능하게 하는 정확성에 이르게 된다.
기준속도 신호형성을 위한 입력 그리고 출력인수로서 단순히 휠-속도가 사용되기 때문에, 간단한 방법으로서 기준속도형성을 이용하여 타이어 여유상쇄 또는 커브 교정을 조합한다.
특히 기준속도의 증가는 제어의 운전상태에 따라서 한정된다. 따라서 자체적으로 임의의 기준속도의 빠른 증가를 방지하며 그리고 모든 4개의 구동휠이 슬립 상태가 될 때, 기준속도의 변화가 물리적으로 가능한 한계에서 유지된다.
또한 기준휠(reference wheel)이 변경되는 경우 기준속도는 급격히 균일화되지는 않고, 각각의 운전상태에서 설정되어 높게는 최대값이 된다.
또다른 장점은 다음에서 실시예의 기술로부터 또는 종속 청구항으로 부터 나오게 된다.
본발명은 다음에 도면에 도시된 실시예에 따라서 상세히 설명한다.
도 1은 안정성 제어와 견인제어를 위한 조정장치의 전체 블록회로도,
도 2 및 도 3은 흐름도에 따라서 본발명의 기준속도 형성이 개선된 실시예로 도시된 도면,
흐름도는 이와동시에 조정장치의 마이크로 콤퓨터의 프로그램을 나타내고 있다.
도 1은 적어도 하나의 입력스위치(12), 적어도 하나의 마이크로 콤퓨터(14)와 그리고 적어도 하나의 출력스위치(16)를 포함하고 있는 콘트롤러(10)를 보여주고 있다. 상기 요소들은 상호간에 데이타를 교환하는 통신시스템(18)을 통해서 서로 연결되어 있다. 입력회로는 입력스위치(12)로 향하며, 이 입력회로를 통해서 신호가 송출되며, 송출 신호는 운전인수를 나타내거나 또는 이 송출신호로 부터 운전인수가 나오게 된다. 다음에는 안정성과 견인력제어와 연관하여 기준속도의 결정을 취급하며, 이와동시에 도 1의 전면도에서는 간략화된 휠속도를 나타내는 신호를 공급하는 입력회로(20 내지 24)가 도시되어 있다. 그리고 상기 신호는 자동차의 각각의 휠에 장착된 측정장치(26, 30)로 부터 얻게 된다. 이와동시에 각각의 실시예에 따라서 또다른 인수가 공급(또는 송출)되기는 하지만, 그러나 인수는 본발명의 과정과 관계해서 아무런 역할도 하지 않는다. 이러한 출력스위치(16)과 그리고 이와 연결된 출력회로를 통해서 콘트롤러(10)는 콘트롤러(10)로 실행된 제어의 범위에서 조작인수(manipulating parameter)를 제공하고 있다. 구동 슬립제어의 유리한 실시예로서 적어도 하나의 출력회로(36)는 전기적으로 제어되는 자동차의 제동장치(38)로 안내되며, 이와동시에 결정범위에서 휠속도가 기준속도를 초과되었을 때 적어도 하나의 휠에서 제동력이 성립되도록 되어 있다. 제동작용과 동시에 유리한 실시예로서 기준속도가 설정된 크기로 적어도 하나의 구동휠을 초과하는 경우에, 적어도 하나의 휠의 속도가 설정된 영역로 귀환되기 위해서 엔진의 회전모멘트가 감소된다.
올-휠-드라이브 자동차의 경우에 안정성 제어과 견인력의 제어(예를 들어서 안티-슬립-제어)를 위해서 기준속도를 결정하는 것이 중요하다. 그러나 기준속도형성에 대해서 기준휠을 결정하는 것이 상당히 어렵다. 그리고 구동경우에, 즉 구동-슬립제어 또는 자동식 브레이크 디퍼렌샬 록킹의 경우, 휠-속도 또는 실제 자동차 속도 아래에 있는 기준속도는 제어기가 점차 상승된 구동슬립을 인식하여 제어의 실행을 고려하고 있다. 이러한 관계는 기대하지 않은 것으로서, 기준속도는 경향적으로 제공된 속도상태에 있는 것을 주의하여야 한다.
입력인수로서 속도기준형성을 위해서 단순히 휠-속도는 또다른 부가적인 정보없이도 사용된다. 휠-속도신호는 적당한 방법으로 필터링(예를 들어서 유도된 수단값 형성)된다. 더나아가서 휠-속도를 미분하므로서 각각의 휠의 특성적인 가속도값이 형성되며, 가속도 값은 또한번 필터링된다. 미분값은 초기과정에서 휠가속도를 다시한번 반복하게 된다. 제어 이외의 상황, 즉 허용되지않은 휠-슬립의 결과로 인해 브레이크 또는 모터모멘트를 향한 조치(즉, 감속)가 이루어지지 않을 경우 기준속도는 가장 느린 휠의 속도와 일치하도록 되어 있다. 만약 속도감지기의 신호가 제외된다면(즉, 휠에 최소속도가 측정된다면), 기준휠로서 기대하지 않은 제어조치가 방지되기 위해서 제 3 휠(즉, 세번째로 빠른)이 사용된다. 제어가 되는 범위내에서는, 즉 다시말해서 허용되지 않은 구동슬립으로 인해서 제동력이 형성되거나 또는 엔진의 모멘트가 감속 되는 경우에는 기준휠로서 가장 느린 휠이 가능한 오랫동안 설정되는데, 즉 록킹경향을 나타내는 것이다. 상기와 같은 상황은, 즉 스위치 과정에 있어서 제동압력이 느리게 해체되므로 인해 록킹경향을 나타날 때, 여러가지 마찰계수의 주행로의 경우에 작은 마찰값으로 주행하게 되는 휠에서 발행하게 된다.
단지 휠이 제동모멘트를 통해서 전단슬립에 발생되지 않는 조건으로서, 즉 록킹 경향을 보여주는 조건으로 다루어 진다. 이러한 것은 예를 들어서 휠에 있어서 발생되는데, 즉 이 휠은 주행로의 경우에 낮은 마찰값의 서로 다른 마찰계수로서 작동하게 되는데, 이는 만약에 이렇한 것이 접속과정에서 매우 신속히 분산되는 제동압력의 결과로서 록킹경향을 보여주고 있을때이다. 만약에 상기 휠 또는 휠들에게 기준이 이어질 경우에, 안정한 휠은 기준속도의 상태가 되어, 허용되지 않는 구동슬립을 인식하여 제어가 실행된다. 이러한 상태는, 만약 적어도 하나의 휠의 속도가 기준 아래로 강하하는 경우, 즉 기준 아래로 매우 빠르게 강하할 때 얻어진다. 만약 또한 기준속도가 상황에 따라서는 히스테리시스 값(hysteresis value)을 가산하여 가장낮은 휠의 속도와 동일하거나 또는 클 경우, 그리고 휠가속도가 설정된 임계값 보다도 작을 경우에 전단슬립을 인식하며 그리고 기준속도에 대한 기준휠로서 보다 빠른 휠 또는 잔류된 휠들에 대한 평균속도가 선택된다. 사용중의 휠(관계되어 있는, 또는 측정되고 있는 휠)이 상황에 따라서 히시테리시스 값을 포함하여 재차 기준에 접근하게 될 때 또는 양의 가속 임계값을 만약 뚜렷히 초과하였을 경우 전단제어의 조건이 종결된다. 이어서 기준속도는 가장 느린 휠에 따라 재차 설정된다. 전단슬립의 상황은 두개에서 또는 다수의 휠에 동시에 발생하며, 또한 이러한 상황은 본 도면에 따라서 인식할 수 있으며 그리고 기준휠로서 전단슬립이 발생하는 가장 느린 휠 또는 전단슬립이 발생되지 않는 선택된 휠의 속도의 조합이 선택된다.
더나아가서 기준속도가 물리적으로 의미있는 값으로 변화되는 것를 한정(증가를 한정)한다. 한정되는 한계값은 각각의 실시예에 따라서 제어이외의 경우에는 0.35 내지 0.7g 범위에서 제어가 되지 않는 경우, 균일한 마찰값 0.17 내지 0.23g 로 제어가 되는 경우 그리고 주행로에서 서로 다른 마찰값 0.25 내지 0.53g 로 제어되는 경우에 존재하게 된다. 만약 모든 4개의 휠이 매우 작게 설정된 속도값(예를 들어 2 km/h)으로 독립적으로 그리고 모든 휠가속도가 최소와 최대값(예를 들어서 0.35g 내지 0.7g)사이에서 설정된 범위에 존재한다면, 물리적으로 최대 가능한 증가를 허용한다(예를 들어서 1.06g). 이 값은 최대 자동차 감속 또는 최대 자동차 가속을 나타낸다. 이러한 방법으로서 슬립되는 4개의 휠의 경우 기준은 임의적으로 신속하게 증가하지 않고, 대신 물리적으로 가능한 한계값으로 작동하게 된다. 한계값으로 낮은 값에 대한 기준의 증가 뿐만 아니라 작은 값에 대한 음의 한계값으로 한정하게 된다.
기준휠이 변경되는 경우에 기준속도가 급속히 균등하게 되는 것이 아니며, 대신 각각의 운전상태에 대하여 유효한 임계값으로 균등하게 된다.
이러한 과정의 방법은 유리한 실시예에서 마이크로 컴퓨터(12)의 프로그램에 의해서 실현된다. 도 2와 3의 흐름도에서 이러한 프로그램의 실행을 위한 실시예가 도시된다.
도 2에서 도시된 프로그램의 시작되어 제 1 단계에서는 휠-속도(vrad1 내지 vrad4)와 이에 따른 휠가속도(dvrad1 내지 dvrad4)가 판독된다. 이어서 단계(102)에서는 휠속도가 이들의 인수에 따라서 분류된다. 다음에 이은 단계(104)에서는 자동차가 제어되는 범위 이내에 존재하는가 를 판단하게 된다. 이러한 판단은 예를 들어서 표시에 따라, 즉 만약 제어가 실행되면 세팅되는 표시로, 그리고 제어가 종결되면 귀환세팅되는 표시로 이루어진다. 시스템이 제어의 이외 범위에서 단계(104)가 존재하므로서, 다음에 단계(106)에서 휠-속도가 다른값을 갖지 않고 최소값(vmin)을 갖는지를 판단하게 된다. 만약 최소값(vmin)을 갖지 않을 경우에는 단계(108)에 따라서 기준속도(vref)는 가장 느린 휠(여기서는 vrad 1)의 속도의 값으로 세팅되며, 이와동시에 이와 반대의 경우, 즉 최소값(vmin)을 갖게 되는 경우 기준속도는 제 3의 휠(세번째로 빠른 휠-여기서는 Vrad 2)의 속도의 값으로 세팅된다. 이어서 프로그램이 종결되며 또한 맨처음의 시점에서 새롭게 진행된다. 단계(106)에서의 질문은, 하나 또는 다수의 회전수센서가 파손되는지에 대한 판단하기 위해서 제공된다. 만약 두개의 센서가 파손되었다면 기준휠로서 두번째 빠른 휠이 사용된다.
단계(104)로부터 시스템은 제어상태가 된다고 하면, 단계(112)에서는 상황에 따라서는 히스테리시스 값(D)을 가산하여 기준속도가 가장느린(여기서는 Vrad 1)의 속도 보다도 더 큰지를 판단하며 그리고 휠의 가속도가 설정된 임계값(dvrad 0) 보다도 작은지를 판단하게 된다. 만약에 긍정의 경우에는 단계(114)에서는 가장느린 휠이 전단슬립에서 존재하고 있음을 보여주는 표시(flag)가 1의 값으로 세팅된다. 단계(114)에 이은 단계(116)에서 전단슬립을 나타내는 표시가 1의 값으로 세팅되었는지를 판단한다. 긍정의 경우에는 단계(118)에 따라서 기준속도(Vref)는 빠른속도(여기서는 Vrad 2)의 값 또는 선택된 휠속도의 중간값(또는 평균값, average value)으로 세팅된다. 만약 단계(112)에서 기술된 조건이 존재하지 않으면(즉, 부정이면), 다음의 단계(120)에서 상황에 따라서는 히스테리시스 인수(D)의 감산하여 기준속도가 가장느린 휠속도(여기서는 Vrad 1)보다도 작은 지를 판단하며, 또는 가장느린 휠의 휠-가속도가 설정된 양의 임계값(dvradpos) 보다도 큰지를 판단하게 된다. 만약 부정의 경우이면, 이제 까지의 상태가 유지되며 그리고 단계(106)의 각각의 표시값에 따라서 기준속도는 단계(118)에서 아니면 기준속도가 재차 가장느린 휠의 값으로 공급되는 단계(122)에서 세팅된다. 만약 단계(120)에서 판단한 조건을 충족하게 되고, 단계(124)에서 전단슬립이 나타나는 표시가 값 0으로 세팅되면, 시스템은 정상운전이 된다. 단계(118) 또는 (122)에서는 프로그램이 종결되며 다음의 시점으로 진행된다.
도 3은 기준속도 증가의 한계를 위한 프로그램을 보여주는 것이다. 설정된 시점에서 프로그램 시작에 따라서 제 1 단계(200)에서 얻어진 기준속도(Vref), 휠속도(Vradi)와 휠가속도(dvradi)가 판독된다. 이어서 단계(202)에서는 모든 휠속도가 설정된 속도범위 이내에 존재하는지 그리고 모든 가속도가 설정된 가속도 범위(amin 내지 amax)에서 존재하는지를 판단하게 된다. 만약에 긍정의 경우에는 기준속도를 위한 증가 한계값은 단계(204)에서 자동차의 최대 가속도 또는 감속도를 나타내는 제 1 값으로 결정된다. 만약 조건이 단계(202)에서 충족되지 않으면(부정이면), 단계(206)에서 시스템이 호모겐 마찰값에 대해서 제어되는 상태인지를 판단하게 된다. 이러한 상황은 만약 자동차 측면의 적어도 서로 다른 제 2 구동휠이 제어상태가 될 때 나오게 된다. 긍정인 경우에는 단계(208)에 따라서 제 2 한계값이 설정되며, 부정일 경우에는 시스템이 서로다른 마찰값의 주행로에서 제어되고 있는지를 판단하게 된다. 이러한 상황은 특히, 자동차의 하나의 측면이 제어가 될 때이다. 긍정이 되면 단계(212)에서는 제3 증가한계값이 설정되며, 이와 반대로 단계(210)에서 부정의 경우, 즉 시스템이 제어이외의 범위에 존재할 경우에는, 제 4 한계값이 단계(214)에서 결정된다. 한계값이 결정된 후에 기준속도는 단계(216)에 서 상황에 따라 한정되며 이어서 프로그램이 종결된다.
적어도 하나의 휠-속도의 기준속도를 초과하는 경우에는 하나 또는 다수의 사용 휠이 제동되어 구동유니트(엔진)의 회전모멘트는 감속한다.
올-휠-드라이브 자동차에 있어서 구동(구동-슬립 제어, 자동차 디퍼렌샬 록 등)되는 경우에 대해서 단순하고 신뢰적인 기준속도 형성을 한다.

Claims (9)

  1. 자동차 휠의 속도가 감지되고 하나 이상의 휠속도에 따라서 기준인수가 형성되며, 상기 하나 이상의 휠속도를 통해서 기준인수의 초과를 설정된 척도로 제어하는 조치를 발생시키도록 하는 자동차의 휠-속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법에 있어서,
    가장 느린휠의 속도를 기준인수로 가정하고, 가장느린 휠이 기준속도 아래로 매우 빠르게 강하할 경우에 하나 이상의 빠른 휠의 속도를 기초로하여 기준속도가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠-속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠속도가 기준속도 보다도 작은경우 또한 휠속도가 설정된 한계값 보다도 작을 경우에 가장 느린 휠속도가 기준속도 아래로 빠르게 강하되는 것이 감지되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠-속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 휠속도가 기준속도에 가깝게 접근하거나 또는 휠가속도가 설정한 가속도 임계값의 크기를 재차 초과할 경우, 가장 느린 휠의 속도를 기초로 하여 기준속도가 재차 결정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠-속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 기준속도는 변경이 한정되며, 이와동시에 한계값이 선택되므로서 각각의 운전상태가 제어 되어 얻어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠-속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    서로 다르게 증가한 상기 한계값이 기준속도를 위해서 설정되며, 제어가 실행되지 않을 경우에는 호모겐의 주행로에서 제어되거나 또는 서로 다른 마찰값을 가진 주행로에서 제어가 실행되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠-속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법.
  6. 제 4 항 내지 제 5 항에 있어서,
    상기 자동차의 감가속도가 변경되는 경우에 기준속도의 변경을 한정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠-속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 기준속도를 위한 참조속도가 변경되는 경우에 기준속도의 변경을 한정하는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠-속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 자동차는 올-휠-드라이브(all wheel drive) 자동차인 것을 특징으로 하는 자동차의 휠-속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법.
  9. 자동차의 휠의 속도를 수용하고 조정신호를 송출하는 조정유니트를 구비하며, 조정유니트는 하나 이상의 휠의 휠속도를 통해서 기준속도를 초과하는 경우 제동하거나 또는 엔진모멘트를 감속하며, 이와 동시에 하나 이상의 휠속도를 기초로 하여 기준속도를 형성되는, 올-휠-드라이브 자동차에서 자동차 속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 장치를 수행하기 위한 방법에 있어서,
    상기 조정유니트는 가장 느린 휠의 속도가 기준속도 아래로 급속하게 강하할때에 가장 느린 휠의 속도를 기준속도로서 수용하며, 하나 이상의 빠른 휠의 속도를 기준속도로서 수용하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 속도에 대한 기준인수를 얻기 위한 방법.
KR1020000012992A 1999-03-16 2000-03-15 자동차의 휠 속도에 대한 기준 변수를 결정하기 위한 방법 및 장치 KR100639896B1 (ko)

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DE19911525.7 1999-03-16

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