KR20020004825A - 차량의 바퀴속도 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스페어 타이어를 취부한 경우에도 바퀴속도를 정확하게 보정할 수 있는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 각 바퀴의 바퀴속도 센서로부터의 신호에 의해 계측 바퀴속도를 구하고, 각 계측 바퀴속도 중에서 기준 계측 바퀴속도를 정하며, 보정 바퀴속도를 구하기 위하여 계측 바퀴속도에 곱하는 보정 계수는 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도에 가깝도록 산출하고, 보정 계수의 초기치는 스페어 타이어의 지름을 기준으로 설정하여, 계측 바퀴속도에 보정 계수를 곱하여 보정 바퀴속도를 구하는 바퀴 속도 보정 방법이다.

Description

차량의 바퀴속도 보정 방법{Method for compensating wheel speed of a motor vehicle}

본 발명은 스페어 타이어를 구비한 차량의 바퀴속도 보정에 관한 것이다.

종래에는 차량이 주행하는 상태에서 각 바퀴들의 속도를 비교하면서 바퀴속도를 보정하기 때문에, 시동이 온되고 나서 바퀴속도의 편차가 클 경우 바퀴의 속도를 충분히 보정하는 것이 불가능해 오동작이 발생된다. 또한, 초기의 오동작을 방지하기 위하여 제어를 개시하기 위한 임계치를 크게 취하는 등의 방법이 있으나, 이는 제어 성능을 저하시킨다.

본 발명은 제어성능을 저하시키지 않고 바퀴속도의 편차로부터 발생되는 시동 직후의 주행시의 오동작을 방지하는 동시에, 바퀴속도를 정확하게 보정하여 제어성능을 향상시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 차량의 브레이크 계통을 설명하기 위한 도면.

도 2는 차량의 브레이크 계통의 유압 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

12 : 마스터 실린더 14 : 휠 실린더

20 : 유압 유닛 30 : 전자제어장치

31 : 바퀴속도 센서 32 : 가속도 센서

본 발명은, 바퀴의 회전속도를 검출하는 바퀴속도 센서와, 바퀴속도 센서의 신호를 수신하여 연산처리하는 전자제어장치를 구비한 차량의 제어시스템에 있어서, 각 바퀴의 바퀴속도 센서로부터의 신호에 의해 계측 바퀴속도와 슬립률을 구하는 단계와, 각 계측 바퀴속도 중에서 기준 계측 바퀴속도를 정하는 단계와, 보정 바퀴속도를 구하기 위하여 계측 바퀴속도에 곱하는 보정계수는 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도에 가깝도록 주기적으로 산출하는 단계와, 보정계수의 초기치는 스페어 타이어의 지름을 기준으로 슬립률을 축소하는 방향으로 설정하는 단계와, 계측 바퀴속도에 보정게수를 곱하여 보정 바퀴속도를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법, 또는

이러한 바퀴속도 보정 방법에 있어서, 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도에 가깝도록 주기적으로 보정계수에 소정치를 증감하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법, 또는

이러한 바퀴속도 보정 방법에 있어서, 보정계수가 1보다 작고, 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도보다 작아진 때는 보정 바퀴속도를 기준 바퀴속도의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법, 또는

이러한 바퀴속도 보정 방법에 있어서, 보정계수가 1보다 크고, 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도보다 커진 때는 보정 바퀴속도를 기준 바퀴속도의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법, 또는

이러한 바퀴속도 보정 방법에 있어서, 기준 계측 바퀴 속도와 기준 계측 바퀴속도에 가장 가까운 계측 바퀴속도의 보정 계수에 대해서는, 다른 바퀴의 보정계수의 수정량에 비교하여 초기치로부터 1로 가까워지는 방향의 보정계수의 수정량을 크게 취하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도의 보정 방법, 또는

이러한 바퀴속도 보정 방법에 있어서, 기준 계측 바퀴속도의 보정 바퀴속도는 항상 계측 바퀴속도로 하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

<1> 차량의 제어 시스템

차량의 제어 시스템은, 예를 들면 도 1과 같은 브레이크의 제어에 있어서, 바퀴속도, 바퀴 가속도나 추정 차체속도 등을 구하고, 안티록 브레이크 제어나 트랙션(traction) 제어 등 브레이크 제어의 지령을 내보내는 전자제어장치와, 전자제어장치로부터의 제어지령에 기초하여 동작하는 유압 유닛을 구비하고 있으며, 브레이크 페달(11), 주 리저버(13), 마스터 실린더(12)에서 발생한 유압의 유로는 유압 유닛(20)을 통하여 각 바퀴(왼쪽 앞바퀴(1), 오른쪽 앞바퀴(2), 왼쪽 뒷바퀴(3), 오른쪽 뒷바퀴(4))의 휠 실린더(14)로 접속된다.

각 바퀴(1~4)의 회전속도는 바퀴속도 센서(31)에서 측정되고,전자제어장치(30)로 입력되어, 바퀴속도, 바퀴가감속도, 슬립률 등의 산출에 이용된다. 또, 가속도 센서(32)로부터의 신호도 전자제어장치(30)로 입력되어, 차량의 가감속도를 산출한다. 또한, 전자제어장치(30)는 전용 하드웨어 장치, 또는 마이크로 컴퓨터 등 일반 컴퓨터 장치의 구성을 가지고 있다.

<2> 유압 유닛의 개요

유압 유닛(20)은, 도 2에 그 일 예가 도시되며, 안티록 브레이크 제어(ABS)나 트랙션 제어 등의 브레이크 제어의 유압 회로를 구비하고 있다. 또한, 도 2는 X배관의 예이며, 한 쪽의 제 1 유압회로(21)에는 오른쪽 앞바퀴(2)와 왼쪽 뒷바퀴(3)가 접속되고, 다른 쪽의 독립된 제 2 유압회로(22)에는 왼쪽 앞바퀴(1)와 오른쪽 뒷바퀴(4)가 접속되어 있다. 유압 유닛(20)은 마스터 실린더(12)와 입구밸브(23)를 통해 각 바퀴의 휠 실린더(14)를 잇는 유로(I와 II), 각 바퀴의 휠 실린더(14)로부터 출구밸브(24), 보조 리저버(27), 펌프(25)를 통해 주유압 유로(I)로 복귀하는 복귀 유로(29)를 구비하고 있으며, 입구밸브(23)와 출구밸브(24)의 개폐와 펌프를 제어하여 각 바퀴에 대해 소정의 브레이크제어를 행한다. 또한, 주 리저버(13)는 브레이크유를 축적하며, 체크밸브(28)는 역류를 방지하고, 또한 모터(26)는 펌프(25)를 구동제어한다.

<3> 계측바퀴속도와 바퀴가감속도

각 바퀴의 바퀴속도는 바퀴에 취부된 바퀴속도 센서(31)로부터의 신호를 전자제어장치에서 처리하여, 바퀴의 회전으로부터 구한다. 이 때문에, 보통의 타이어로부터 소경 타이어 등의 지름이 상이한 스페어 타이어로 교환하면, 동일한 속도로주행하여도 전자제어장치에서 연산에 의해 구한 계측바퀴속도는 값이 상이하게 나타난다. 예를 들면, 미니 타이어로 교환하면 바퀴의 회전이 빠르기 때문에 바퀴속도가 크게 산출된다. 바퀴가감속도는 계측바퀴속도의 단위 시간당 변화량으로부터 산출할 수 있다.

<4> 슬립률의 산출

슬립률은 바퀴가 노면에 대하여 슬립하고 있는 비율이며, 예를 들면 슬립률=(바퀴속도-차체속도)/차체속도로 산출된다. 여기서, 바퀴속도는 계측 바퀴속도를 이용할 수 있고, 또 차체속도는 추정차체속도를 이용할 수 있다. 추정 차체속도는 바퀴속도나 가속도 센서를 이용하여 산출되며, 예를 들어, 2륜 구동 차량의 경우 비구동 바퀴의 계측 바퀴속도로부터 추정되고, 또 4륜 구동의 경우 최고바퀴속도이나 가속도 센서의 출력치를 고려하여 추정된다.

<5> 안티록 브레이크 제어

전자제어장치(30)는 바퀴속도센서(31) 등의 신호를 받아 바퀴의 상태를 검출하고, 바퀴의 슬립률이나 바퀴의 감속도 등을 산출한다. 바퀴에 브레이크가 걸려 바퀴가 록 상태로 되고, 슬립률이나 바퀴의 감속도가 역치 이상으로 되면, 입구밸브(23)와 출구밸브(24)의 개폐제어와 모터(26)에 의한 펌프(25)의 구동제어 등의 안티록 브레이크 제어를 행한다. 안티록 브레이크 제어에 있어서, 사이클마다 증압과 감압을 되풀이하여, 브레이크 유압을 제어하고 있으며, 1사이클의 증압 모드에서는, 예를 들면 입구밸브(23)를 개폐제어하고 출구밸브(24)를 닫힌 상태로 하여, 휠 실린더(14)의 브레이크유를 증압한다.

<6> 트랙션 제어

트랙션 제어는, 바퀴가 가속될 때, 노면에 대한 브레이크력을 최적으로 제어하는 것이며, 슬립의 정도에 응하여 바퀴의 브레이크 유압을 제어한다. 예를 들면, 슬립의 정도를 나타내는 슬립률이 소정의 역치 이상으로 되면, 트랙션 제어에 들어가 브레이크유를 증압하는 증압 모드, 유지하는 유지 모드, 또는 감압하는 감압 모드 등의 제어 모드에서 바퀴의 브레이크 유압을 제어한다.

이하, 계측 바퀴속도의 보정 방법을 설명한다.

<1> 바퀴속도 보정의 개요

4바퀴 중 각 바퀴가 스페어 타이어인지 아닌지 판단하는 것이 아니라, 4바퀴에 관하여 계측 바퀴속도를 구하고, 4바퀴의 지름 차이에 의해 바퀴속도에 차이가 나지 않도록 4바퀴의 계측 바퀴속도의 차이로부터 측정 바퀴속도를 보정하여 보정 바퀴속도를 구한다.

<2> 계측 바퀴속도의 측정

각 바퀴에 관하여 바퀴속도 센서의 신호를 처리하여 계측 바퀴속도(Vk)를 구한다.

계측 바퀴속도는 바퀴의 회전수에 대응한 값으로 한다.

<3> 기준 계측 바퀴속도의 결정

기준 계측 바퀴속도(Vref)는 4바퀴의 계측 바퀴속도 중에서 1개를 결정한다. 예를 들면, 기준 계측 바퀴속도(Vref)는 안티록 브레이크 제어의 경우, 최대 계측바퀴속도(Vmax)가 가장 차체속도에 가까운 것으로 추정되므로, 기준 계측 바퀴속도(Vref)는 최대 계측 바퀴속도(Vmax)로 한다. 다만, 미니 타이어 등의 소경 스페어 타이어가 취부되면, 2번째로 빠른 측정 바퀴속도(V2nd)가 가장 차체속도에 가까운 것으로 추정되고, 이를 기준 계측 바퀴속도(Vref)로 한다. 또는, 트랙션 제어의 경우, 최저 계측 바퀴속도(Vmin)가 가장 차체속도에 가까운 것으로 추정되므로, 기준 계측 바퀴속도(Vref)는 최저 계측 바퀴속도(Vmin)로 한다.

<4> 계측 바퀴속도의 보정 방법

각 바퀴들에 대해 계측 바퀴속도 Vk(Vk1, Vk2, Vk3, Vk4)를 산출하고, 이 중에서 기준 계측 바퀴속도(Vref)를 구한다. 기준 계측 바퀴속도(Vref)가 계측 바퀴속도(V1)로 하면, 계측 바퀴속도 Vk(Vk1, Vk2, Vk3, Vk4)에 보정 계수 K(K1=1, K2, K3, K4)를 곱하여 식1~식4와 같이하여 보정 바퀴속도 Vh(Vh1, Vh2, Vh3, Vh4)를 구한다.

[식 1]

Vh1=Vref=1×Vk1

[식 2]

Vh2=K2×Vk2

[식 3]

Vh3=K3×Vk3

[식 4]

Vh4=K4×Vk4

<5> 보정계수의 조정

보정계수는 차량의 시동이 온으로 된 때, 각 바퀴 모두 초기치를 취한다. 초기치는 스페어 타이어를 고려하여, 안티록 브레이크 제어나 트랙션 제어 등, 시스템이 오작동하지 않는 방향으로 결정된다. 즉, 시스템이 산출하는 슬립양을 축소하는 방향으로 결정된다. 예를 들면, 보정계수의 초기치는, 스페어 타이어가 취부된 것으로 판정하여 통상의 지름을 가지는 타이어의 바퀴속도가 되도록 결정된다. 즉, 트랙션 제어에 있어서는, 상대적으로 속도가 빠른 바퀴가 제어로 들어가므로 스페어 타이어의 지름이 10% 정도 작으면, 보정 계수의 초기치를 대체로 0.9로 하는 것에 의해 스페어 타이어를 장착한 경우에도 시동 온 직후로부터 기준바퀴속도와 보정 바퀴속도의 사이에 편차는 발생되지 않아, 오작동을 방지할 수 있다. 또한, 안티록 브레이크 제어에 있어서는, 상대적으로 속도가 낮은 바퀴가 제어로 들어가므로, 스페어 타이어의 지름이 10% 정도 작으면, 보정 계수의 초기치를 대체로 1.1로 하는 것에 의해 스페어 타이어를 장착한 경우에도 시동 온 직후로부터 기준 바퀴속도와 보정 바퀴속도 사이에 편차는 발생되지 않아 오작동을 방지할 수 있다.

보정 계수는 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도(Vref)에 가깝도록 주기적으로 변화되어 조정된다. 트랙션 제어와 같이 기준 계측 바퀴속도(Vref)를 최저 계측 바퀴속도(Vk1)로 한 경우, 기준 바퀴속도(Vref)의 보정계수(Vk1)는, 1에 가깝도록 보정하여, 예를 들면 식 5의 최초의 식으로 구하며, 그 보정 바퀴속도(Vh1)는 계측 바퀴속도로 하고, 식 5의 후의 식으로 구한다. 다른 3바퀴의 보정 바퀴속도는, 식 6, 식 7로 구한다. 또한, 안티록 브레이크 제어와 같이 기준 계측바퀴속도(Vref)를 최대 계측 바퀴속도(Vk1)로 한 경우, 기준 바퀴속도(Vref)의 보정계수(Vk1)는, 1에 가깝도록 보정하여, 예를 들면 식 8로 구한다. 다른 3바퀴의 보정 바퀴속도는 식 9, 식 10으로 구한다. 여기서, 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도(Vref)를 넘을 경우, 보정 바퀴속도를 기준 계측 바퀴속도(Vref)로 한다. 이와 같이, 조정된 보정계수를 이용하여 보정하는 것에 의해, 보정 바퀴속도가 실제 바퀴속도에 부합하도록 조정된다. 이 조정의 주기는 적당히 결정되고, 예를 들면 0.9초마다 행해진다.

[식 5]

K1=K1+a로 한다.

단, a의 최대치는 1로 한다.

Vh1=Vk1=Vref

[식 6]

Vk1Vk2Vk3Vk4로 하면,

Vh2=K2×Vk2<Vref일 때, Vh2=Vref로 하고, K2=K2+a로 한다.

Vh3=K3×Vk3<Vref일 때, Vh3=Vref로 하고, K3=K3+b로 한다.

Vh4=K4×Vk4<Vref일 때, Vh4=Vref로 하고, K4=K4+b로 한다.

단, K2, K3, K4의 최소치는 초기치로 한다.

a는 예를 들면 0.005로 하고, b는 0.001로 한다.

[식 7]

Vk1Vk2Vk3Vk4로 하면,

Vh2=K2×Vk2Vref일 때, K2=K2-c로 한다.

Vh3=K3×Vk3Vref일 때, K3=K3-c로 한다.

Vh4=K4×Vk4Vref일 때, K4=K4-c로 한다.

단, K2, K3, K4의 최대치는 1로 한다.

c는, 예를 들면 0.001로 한다.

[식 8]

K1=K1-d로 한다.

단, d의 최소치는 1로 한다.

Vh1=Vk1+Vref

[식 9]

Vk1Vk2Vk3Vk4로 하면,

Vh2=K2×Vk2>Vref일 때, Vh2=Vref로 하고, K2=K2-d로 한다.

Vh3=K3×Vk3>Vref일 때, Vh3=Vref로 하고, K3=K3-e로 한다.

Vh4=K4×Vk4>Vref일 때, Vh3=Vref로 하고, K4=K4-e로 한다.

단, K2, K3, K4의 최소치는 1로 한다.

d는, 예를 들면 0.005로 하고, e는 0.001로 한다.

[식 10]

Vk1Vk2Vk3Vk4로 하면,

Vh2=K2×Vk2Vref일 때, K2=K2+f로 한다.

Vh3=K3×k3Vref일 때, K3=K3+f로 한다.

Vh4=K4×Vk4Vref일 때, K4=K4+f로 한다.

단, K2, K3, K4의 최대치는 1로 한다.

f는, 예를 들면 0.001로 한다.

<6> 기동 직후의 빠른 바퀴속도 보정

측정 바퀴속도가 기준 바퀴속도 및 기준 바퀴속도에 가장 가까운 바퀴속도에 대해서는, 보정계수의 a 또는 f를 다른 측정 바퀴속도의 b 또는 e보다 크게 취하면, 기준 바퀴속도와 기준 바퀴속도에 가장 가까운 바퀴의 보정계수는, 스페어 타이어 장착 등에 의한 오작동을 방지하도록 설정된 기동 직후의 초기치로부터 빠르게 1에 가까워질 수 있다. 정상인 경우면, 4개의 계측 바퀴속도는 대체로 동일하기 때문에, 바퀴속도의 변동이나 좌우의 선회 등에 의해, 대체로 균등하게 기준 바퀴속도와 그에 가장 가까운 바퀴속도로 선택되기 때문에, 통상은 4바퀴 공히 기동 직후의 초기치로부터 정상치 1로 빠른 스피드로 복귀할 수 있다. 한편, 스페어 타이어 등의 소경 타이어가 장착되어 있는 경우, 기동 후의 주행에서 그 바퀴는 전혀 기준 바퀴속도 또는 그에 가장 가까운 바퀴속도가 되지 않거나 되는 빈도가 극히 낮기 때문에, 소경 타이어를 장착한 경우에도, 스페어 타이어바퀴의 보정계수는 오보정 등에 의한 제어의 오작동이 발생하지 않고 적정치로 수속한다. 동시에 정상인 타이어 지름의 바퀴는 균등하게 기준 바퀴속도 또는 그에 가장 가까운 바퀴속도로 되기 때문에, 아주 빨리 정상치 1로 복귀하여 최적의 제어를 행할 수 있다.

결국, 통상, 보정이 완료하는 시간(초기치로부터 적정치까지)을 결정하는 것은 a 또는 d의 수정량이며, c 또는 f의 수정량은 보정 완료 후의 미조정의 기능을 한다. 그러므로, a 또는 d를 크게 취하고, c 또는 f를 작게 취하는 것에 의해, 기동후 적정치로 빠르게 수속하고, 그 후는 변동되기 어려울 수 있다. 특히, 선회중의 외륜에 대한 수정량이 작아지기 때문에, 선회의 영향을 받기 어렵다. 또한, 선회중의 내륜과 외륜의 수정량이 동일해지기 때문에, 선회중에도 대각차((왼쪽 앞바퀴 속도-오른쪽 뒷바퀴 속도)-(오른쪽 앞바퀴 속도-왼쪽 뒷바퀴 속도))=0인 밸런스가 무너지게 되고, 바퀴 슬립의 하나의 지표로 하여 대각차를 제어에 이용하는 것이 가능해진다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명은 스페어 타이어를 장착한 경우 등, 바퀴속도에 편차가 있는 경우에도 바퀴속도의 편차로부터 발생되는 시동 온 직후의 초기 오동작을 방지한다. 또한, 그 후의 보정에 의해 정확하게 바퀴속도를 보정할 수 있으므로, 제어성능의 향상을 도모할 수 있다.

Claims (6)

1. 바퀴의 회전속도를 검출하는 바퀴속도 센서와, 바퀴속도 센서의 신호를 수신하여 연산처리하는 전자제어장치를 구비한 차량의 제어시스템에 있어서,

   각 바퀴의 바퀴속도 센서로부터의 신호에 의해 계측 바퀴속도와 슬립률을 구하는 단계와,

   각 계측 바퀴속도 중에서 기준 계측 바퀴속도를 정하는 단계와,

   보정 바퀴속도를 구하기 위하여 계측 바퀴속도에 곱하는 보정계수는 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도에 가깝도록 주기적으로 산출하는 단계와,

   보정계수의 초기치는 스페어 타이어의 지름을 기준으로 슬립률을 축소하는 방향으로 설정하는 단계와,

   계측 바퀴속도에 보정게수를 곱하여 보정 바퀴속도를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도에 가깝도록 주기적으로 보정계수에 소정치를 증감하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 보정계수가 1보다 작고, 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도보다 작아진 때는 보정 바퀴속도를 기준 바퀴속도의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 보정계수가 1보다 크고, 보정 바퀴속도가 기준 계측 바퀴속도보다 커진 때는 보정 바퀴속도를 기준 바퀴속도의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 기준 계측 바퀴속도와 기준 계측 바퀴속도에 가장 가까운 계측 바퀴속도의 보정 계수에 대해서는, 다른 바퀴의 보정계수의 수정량에 비교하여 초기치로부터 1로 가까워지는 방향의 보정계수의 수정량을 크게 취하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도의 보정 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 기준 계측 바퀴속도의 보정 바퀴속도는 항상 계측 바퀴속도로 하는 것을 특징으로 하는 바퀴속도 보정 방법.