KR20010089762A - 휠 진동을 검출하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

차량용 슬립 제어 시스템에 사용하기 위한, 휠 진동 검출 방법이 설명된다. 진동 신호가 휠 센서에 의해 결정되고, 이를 통해 동력 전달 장치의 진동 작동뿐만 아니라 휠의 진동 작동도 자체적으로 결정되어 마찰 진동에 의한 장해가 조정기 성능에 영향을 미치는 것을 신속히 제거할 수 있다.

Description

휠 진동을 검출하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DETECTION OF WHEEL OSCILLATIONS}

휠 진동은 휠 슬립 제어 시스템에 상당한 영향을 미친다. 제어를 쉽게 하고 조정기 성능을 개선하기 위해, 휠 진동을 검출함으로서 예를 들어 휠 속도 및 휠 차동값과 같은 제어 변수가 필터링되거나 보정될 수 있다.

독일 특허 제195 16 120호에는 제동압 제어 신호가 발생되는 안티 로크 브레이크 제어 시스템이 공지되어 있다. 구동축 디퍼런셜의 속도가 측정되고, 상기 속도를 조파 분석(harmonic analysis)하여 동력 전달 장치(drive train)에 나타나는 진동이 검출된다. 이에 대한 반응으로 제동압 제어 장치의 제어 시간은 동력 전달 장치의 진동을 감소시키는데 영향을 미친다. 또한, 동력 전달 장치에서 진동이 감지되면, 이로부터 야기되는 비틀림 모멘트가 측정되어, 제동압 제어 장치의 제어 시간은 동력 전달 장치의 진동을 감쇠시키도록 변경될 수 있다.

공지된 안티 로크 브레이크 제어 시스템에서는 휠 속도 및 이로부터 도출되는 변수를 계산하기 위해 통상의 회전수 감지 신호가 평가된다. 이런 입력 신호는 휠 속도 검출 신호로서 사용된다.

독일 특허 제196 20 581호에는 휠로부터 노면으로 전달되는 모멘트를 위한 신호 및/또는 현재의 마찰값을 위한 신호를 얻기 위한 가능성으로서 차량 각도의 회전 작동을 측정하기 위한 장치가 제시되는데, 자기화 면(magnetic surface) 또는 선이 하나의 타이어에 제공된다. 측정값 발생기는 휠의 회전 방향으로, 둘 이상의 서로 다른 위치에 차체에 고정 배치되며, 휠의 회전축으로부터 서로 다른 거리를 갖는다. 휠에 가해지는 힘으로 인해 휠이 변형될 때, 측정값 발생기로부터 주어지는 측정 신호들 사이에 위상각(phase angle)이 변경된다. 상기 위상각의 변경은 휠로부터 노면으로 전달되는 모멘트를 위한 기준값 및/또는 현재의 마찰값을 위한 기준으로서 평가된다. 독일 특허 제 196 20 581호에는 휠 센서 및 이를 통해 파악되는 휠 센서 신호가 제시된다.

본 발명의 목적은, 예를 들어 독일 특허 제195 16 120호로부터 공지된 안티 로크 브레이크 제어 시스템을 기초로하여, 휠 진동을 간단하게 검출하기 위한 시스템을 제공하는 것이며, 이를 통해, 안티 로크 브레이크 제어 시스템이 작동될 때 휠 진동의 장해적인 영향을 지속적으로 감소시키는 것이다.

이런 목적은 청구 범위 제1항 및 제10항의 특징부를 통해 해결된다. 본 발명의 유익한 다른 개선은 청구 범위 제2항 내지 제9항에서 설명된다.

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 안티 로크 브레이크 제어 시스템(ABS)에 사용하기 위한 휠 진동 검출 방법 및 이에 관련된 시스템에 관한 것이다.

이하, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 통해 보다 상세히 설명된다.

도1은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 시스템의 블록 회로도이다.

도2a, 도2b, 도2c는 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 블록 선도이다.

특히, 본 발명에 따르면, 동력 전달 장치의 진동은 간단한 방법으로 결정될수 있다. 본 발명에 따르면, 휠 센서를 이용하여 결정된 측정 신호를 통해 휠 속도를 검출함으로서, 슬립 제어는 소정의 휠 슬립을 물리적인 휠 진행에 상응하게 보상할 수 있다. 이로써, 휠의 진동에 의한 장해는 제어 성능에 영향을 미치지 못한다.

도1은 본 발명에 따른 휠 진동을 검출하기 위한 방법을 실행하기 위한 시스템의 블록 회로도이다. 차량의 모든 휠들을 대표하여 도시된 휠(101)에서 측정값 발생기로서의 자기화 면(선)(102, 103)은 주연 방향으로 바람직하게 연장되는, 도2에 도시된 영역 라인을 구비한다. 자기화 면(102, 103)은 휠(101) 내로 삽입될 수 있거나 또는 휠(101)의 외측에 제공될 수 있다. 자기화는 부분적으로 항상 동일한 방향으로 이루어지나, 대향되는 방향, 즉 교체되는 극성을 가질 수도 있다. 도2에는 양의 극성을 갖는 자기화 면(102)과 음의 극성을 갖는 자기화 면(103)이 도시된다. 자기화 선(102, 103)은 림 플랜지 및 휠의 래치 근처에서 양호하게 연장된다. 이로써, 측정값 발생기(102, 103)는 휠 속도에 상응된다.

측정값 수신기(104, 105)는 차체에 고정되어 둘 이상의 서로 다른 위치에 휠의 회전 방향으로 배치되고, 회전축 또는 휠 축(100)으로부터 서로 다른 반지름 거리를 갖는다. 이로써, 측정값 수신기(104)가 휠 허브 근처에서 파악한 내부 신호(si)와 휠 허브로부터 더 이격된 측정값 수신기(105)가 파악한 내부 신호(sa)가 파악된다. 도2에 도시된 바와 같이, 신호(si, sa)는 위상 각(D)과 서로 오프셋된다.

예를 들어 주행 중에 또는 제동 시에 휠에 작용하는 힘에 의해 휠(101)이 변형될 때, 내부 신호(si)와 외부 신호(sa) 사이의 위상 각(D)은 도2b 및 도2c에서 각각 도시된 바와 같이 d1 내지 d2 만큼 변위된다.

휠(101)의 회전은 측정 신호(si, sa)의 주연 방향으로 교체되는 극성을 통해 검출된다. 검출된 측정 신호(si, sa)는 각각의 진폭 및 위상을 속도 신호 및 위상 각의 결정을 위해 도1에 도시된 평가 유닛(106)으로 전송된다. 상기 평가 유닛은 휠(101)의 소정의 각각의 내부 및 외부 주연을 이용하여, 휠 센서라고도 불리는 측정값 수신기(104, 105)의 배열에 상응하는 각각의 속도 신호(vi, va)를 계산하며, 각각의 속도 신호는 휠 슬립 제어 시스템(108)을 위한 입력 신호로서 사용된다.

또한, 평가 유닛(106)은 위상 각의 D+d2로부터 D-d2로의 변경 또는 그 반대로의 변경과 내부 신호(si)와 외부 신호(sa) 사이의 변경을 결정하며, 상기 변경은 주행 또는 제동 시에 휠(101)의 변형을 나타낸다.

또한, 속도 신호(vi, va)는 진동의 진폭 및 주파수를 결정하기 위해 하나의 유닛(11)에 전송된다. 이런 결정은 속도 신호(vi, va)들 사이에서의 차이(va-vi)가 형성됨으로서 달성된다.

발생하는 휠 진동은 먼저 신속히 변경하는 주연 속도(vi, va)에 전달된다.이러한 빠른 변경은 출발 시에 휠의 일 회전에 상응하거나 또는 제동 시에 휠의 정지에 상응하여 달성된다. (신속히 변경하는) 주연 속도(vi, va)로부터, 속도(va, vi) 및 이에 대한 진동 주파수 사이에서의 차이 형성을 통해 진동 진폭이 유닛(110)에서 계산된다. 이에 추가로, 내부 신호(si)와 외부 신호(sa) 사이에서 D+d1으로부터 D-d2로의 위상 각의 변경으로부터 속도(vi, va)에 상응하게 결정될 수 있는, 휠의 변형이 검출되면, 이는 도2b 및 도2c에 대해 상술된 바와 같이, 전체 차량을 심하게 진동시킬 수 있는 동력 전달 장치의 진동을 의미한다.

유닛(110)에서 측정된 휠 진동의 주파수 및 진폭에 따라, 휠 슬립 제어 시스템(108)은 적합한 필터 수단 또는 보정 수단을 이용하여 조절에 중요한 제어 편차를, 슬립되는 휠의 필터링된 속도 신호와 관련 속도(Vref) 사이에서의 차이로서 계산한다. 이때 관련 속도(Vref)는 기술 분야에서 공지된 바와 같이 결정된다. 이는, 예를 들어 엔진 토크로부터 결정된다.

또한, 진동이 발생할 때, 바이패스적으로 제어기 감쇠 조치를 개시하기 위해, 휠 슬립 제어 시스템(108)에서 차량 특정적인 다양한 휠 진동의 휠 속도 진행이 값(sa, si, va, vi)의 상관 관계(correlation)로서 인가될 수 있다. 변경되는 휠 부하와 측정 신호 사이의 상관성은 검출된 휠 진동에, 후속되는 제공된 직접적인 반응을 허용한다.

진동의 진폭이 작을 때, (제동) 압력의 유지는 추가의 진동을 유발시키지 않고, 진동의 진폭은 점근적(asymptotic)으로 감쇠된다. 높은 제동 모멘트가 요구될 때, 최대 진동값이 도달되지 않으면 휠의 제동압은 상승된다.

진동의 진폭이 클 때, 실제 감쇠는 진동 휠에서 소정의 제동압 펄스를 통해 달성된다. 제동압 상승은 휠 미분값이 0보다 크면 달성된다. 제동압 감소는 휠 미분값이 0보다 작으면 달성된다.

휠 슬립 제어 시스템(108)에서의 다른 조정은 기술 분야에서 설명된 바와 같이, 예를 들어 서두에서 설명한 바와 같이 독일 특허 제195 16 120호에 공지되어 있다.

본 발명에 따르면, 휠 센서 수단에 의해 파악된 측정 신호를 사용함으로서 동력 전달 장치의 진동은 검출된다. 이로써, 휠의 진동은 자체적으로 감지될 수 있으며, 이는 지금까지의 기술 분야에서는 불가능했었다. 조정 장치에 영향을 미치는 방해적인 진동은 본 발명에 따라 즉시 제거될 수 있다.

Claims (10)

1. 휠 속도 신호가 평가 유닛(110)에 전송되고, 상기 신호를 이용하여, 휠 슬립 제어 시스템(108)을 위한 제어 신호가 동력 전달 장치의 속도를 고려하며 동력 전달 장치의 진동을 감소시키도록 발생되는, 차량용 슬립 제어 시스템에 사용하기 위한 휠 진동 검출 방법에 있어서,

   측정 신호(Si, Sa)가 휠(101)에 제공된 휠 센서(104, 105)에 의해 파악되는 단계와, 동력 전달 장치의 진동이 상기 측정 신호(Si, Sa)로부터 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 측정 신호(Si, Sa)로부터 평가 유닛(106)에서 계산된 속도 신호(Vi, Va)가 신속히 변경될 때, 그리고 동시에 평가 유닛(106)에서, 측정 신호(Si, Sa) 사이의 위상각(D)의 변경(d1, d2)이 (D+1)로부터 (d+1)로 또는 정 반대로 변경됨으로써 휠(101)의 변형이 파악될 때, 동력 전달 장치의 진동은 측정 신호(Si, Sa)로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 휠 진동의 주파수와 진폭은 속도 신호(vi, va)사이의 차이의 형성을 통해 휠 진동의 측정용 유닛(110)에서 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 상기 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 있어서, 속도 신호(vi, va)는 휠 슬립 제어 시스템(108)을 위한 입력 신호로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 휠 슬립 제어 시스템(108)은 휠 진동의 주파수와 진폭에 따라 적합한 필터링 수단을 이용하여 조정에 필요한 제어 편차를 슬립되는 휠의 필터링된 속도 신호(va-vi)와 관련 속도(Vref) 사이의 차이로서 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 관련 속도(Vref)는 엔진 토크로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 상기 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 있어서, 측정 신호(Si, Sa)는 휠(101)의 림 근처에서 파악된 측정 신호(Si)와 휠(101)의 래치 근처에서 파악된 측정 신호(Sa)이고, 측정 신호(Si, Sa)는 각각 차량의 축 방향으로 반경 방향의 다양한 거리로 배열된 측정값 수신기로부터 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 상기 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 있어서, 검출된 휠 진동을 직접 제거하기 위해, 휠 슬립 제어 시스템(108)에서 차량 특정적인 다양한 휠 진동의 휠 속도 진행이 측정 신호(sa, si)와 속도(va, vi)를 위한 값의 상관 관계로서 인가될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 휠 슬립 제어 시스템(108)에서, 제동압이 유지되며 진동의 진폭이 작을 때 진동의 진폭은 점근적으로 감쇠되고, 높은 제동 모멘트가 요구될 때, 최대 진동값이 도달되지 않으면 휠의 제동압의은 상승되고, 진동의 진폭이 클 때, 실제 감쇠는 소정의 제동압 펄스를 통해 진동되는 휠에서 달성되고, 휠들 간 차이의 교체가 점차 증가되면 제동압은 상승되고, 휠들 간 차이의 교체가 점차 감소되면 제동압은 증가되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 휠 진동을 검출하도록 차량용 슬립 제어 시스템에서 사용하기 위한, 상기 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 시스템에 있어서,

    휠 센서(104, 105)와, 휠(101)의 회전 속도(vi, va)를 계산하기 위한 유닛(106)과, 회전 속도(vi, va)의 차이(va-vi)를 형성함으로써 동력 전달 장치의 진동을 결정하기 위한 유닛(110)을 포함하며, 동력 전달 장치를 위해 결정된 값이 휠 속도를 위한 값과 그리고 관련 속도를 위한 값과 함께 휠 슬립 제어 시스템(108)으로 전송되는 것을 특징으로 하는 시스템.