KR20020054186A - 자동차 변속기의 출력축 회전속도 검출센서의 고장 진단방법 - Google Patents

자동차 변속기의 출력축 회전속도 검출센서의 고장 진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 자동차용 차속센서의 고장 진단방법은, ECU가 구비된 차량에서 차속센서와 PG-B 센서의 검출신호가 인가되면, 상기 ECU는 상기 인가된 각 검출신호가 설정된 신호 진단 조건을 만족시키는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 각 검출신호가 상기 신호 진단 조건을 만족시키는 경우, 상기 ECU는 상기 인가된 검출신호와 상기 차량의 터빈 회전수가 설정된 물리적 오류 진단 조건을 만족시키는지 여부에 따라 진단코드의 생성을 결정하는 단계와; 상기 물리적 오류 진단 조건이 성립되어 진단코드가 생성되면, 상기 ECU는 상기 생성된 진단코드의 누적회수가 설정된 오류 임계치 이상인지 확인하여 설정된 림프홈 모드로의 진입 여부를 결정하는 단계를 포함하여 이루어져, PG-B 센서의 고장 진단 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

자동차용 차속센서의 고장 진단방법{METHOD FOR ERROR DETECTION OF VEHICLE SPEED SENSOR FOR A VEHICLE}
본 발명은 자동차용 차속센서의 고장 진단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 PG-B 센서 신호의 저하 또는 PG-B 신호의 순간 저하율을 검출하여 자동변속기의 다운 쉬프트를 예방하고, 상기 PG-B 센서에 물리적인 단선이 발생되었음이 확인되는 경우에는 고장 판정을 수행하도록 하기 위한 자동차용 차속센서의 고장 진단방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 장착되는 ECU(Electronic Control Unit)는 차속센서를 비롯한 각종의 센서에 의해 감지되는 주행 조건에 근거하여 운전자의 의도에 적응하는 엔진 제어와 차량내 각 구성부의 작동상태를 지시하는 진단코드를 생성한다.
이러한 ECU의 개략적인 구성도가 도1에 도시되어 있다.
도1에 따르면, 차량의 주행 조건에 관한 각종 정보를 검출하는 감지수단(10)과, 상기 감지수단(10)에 의해 검출되는 정보를 바탕으로 주행 조건을 산출하여 상기 주행 조건에 따라 진단코드를 생성하거나 엔진 제어를 수행하는 ECU(20)를 포함한다.
상기에서 감지수단(10)은 운전자의 가속페달 조작에 따른 스로틀 개도량을 감지하는 스로틀 밸브 개도량 센서(11)와, 차량의 이동 속도를 검출하는 차속센서(12)와, 변속단의 변속 위치를 검출하는 변속단 감지센서(13)와, 토크 컨버터의 터빈 회전수를 검출하는 터빈 회전수 센서(14)와, 엔진 회전수를 감지하는 엔진 회전수 센서(15)와, 트랜스퍼 드리븐 기어의 회전수를 감지하는 PG-B 센서(16)를 포함한다.
그런데 종래기술에서는 PG-B 센서(16)에 의한 차속 연산치가 차속센서(12)로터 연산된 차속에 대비하여 30% 이하가 되었을 때, ECU(20)는 상기 PG-B 센서(16)의 고장 판정을 수행한다.
그러므로 PG-B 센서(16)는 정상 작동중이지만 차속센서(12)로부터 인가되는신호에 잡음이 발생되는 경우에는 ECU(20)가 고차속으로 연산함으로써, PG-B 단선 판정이 이루어진다. 이러한 센서 단선 오판정으로 인하여 ECU(20)는 변속단을 3속으로 고정시키게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 자동차의 PG-B 센서 신호의 저하 또는 PG-B 신호의 순간 저하율을 검출하여 자동변속기의 다운 쉬프트를 예방하고, 상기 PG-B 센서에 물리적인 단선이 발생되었음이 확인되는 경우에는 고장 판정을 수행하도록 하기 위한 자동차용 차속센서의 고장 진단방법을 제공하는 데 있다.
도1은 일반적인 ECU의 개략적인 블록도.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 차속센서의 고장 진단방법의 순서도.
도3은 PG-B 센서의 단선 진단에 따른 차속선도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 감지수단11 : 스로틀 개도량 센서
12 : 차속센서13 : 변속단 감지센서
14 : 터빈 회전수 센서15 : 엔진 회전수 센서
16 : PG-B 센서20 : ECU
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 차속센서의 고장 진단방법은, ECU가 구비된 차량에서 차속센서와 PG-B 센서의 검출신호가 인가되면, 상기 ECU는 상기 인가된 각 검출신호가 설정된 신호 진단 조건을 만족시키는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 각 검출신호가 상기 신호 진단 조건을 만족시키는 경우, 상기 ECU는 상기 인가된 검출신호와 상기 차량의 터빈 회전수가 설정된 물리적 오류 진단 조건을 만족시키는지 여부에 따라 진단코드의 생성을 결정하는 단계와; 상기 물리적 오류 진단 조건이 성립되어 진단코드가 생성되면, 상기 ECU는 상기 생성된 진단코드의 누적회수가 설정된 오류 임계치 이상인지 확인하여 설정된 특정모드로의 진입 여부를 결정하게 되는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이러한 구성을 통해 본 발명은, PG-B 센서에 의해 검출되는 차속이 차속 센서에 의해 검출되는 차속에 비해 설정치 이상 저하되어 있음이 확인되면 PG-B 센서의 단선 또는 단락으로 판정하게 된다.
이때 상기 설정치는 단선 또는 단락의 검출시 현재 기어비를 유지하기 위하여 적용되는 것이며, 페일 세이프 기능을 포함한 진단함수는 PG-B 센서에 의해 검출되는 차속이 0일 경우에만 적용되어야 한다. 상기 차속이 0인 상태는 PG-B 센서에 의해 인가되는 신호가 없는 상태를 지시한다.
또한, PG-B 센서의 단선 진단시 변속단이 2속과 3속과 4속인 경우에 본 발명에 의한 판정방법을 적용한다. 그러므로 변속단이 1속에 있거나 변속레버가 P/R/N/L에 있는 경우, 또는 N→D 변속중에 있거나 크리프(Creep) 중인 경우에는 본 발명에 의한 판정방법을 적용하지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
도2a와 도2b는 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 차속센서의 고장 진단방법의 순서도이고, 도3은 PG-B 센서의 단선 진단에 따른 차속선도이다.
도2a에 따르면, ECU(20, 도1 참조)에 의해 판단되는 신호 진단 조건은 설정된 제1 임계차속과, 설정된 임계감율과, 설정된 제2 임계차속과, 설정된 임계증율 및 설정된 오차 비율에 의해 결정된다.
그러므로 ECU(20)는 차속센서(12, 도1 참조)와 PG-B 센서(16, 도1 참조)를 포함하는 감지수단(10, 도1 참조)에 의해 검출되는 차량 상태에 대한 신호들을 인가 받는다. 그리고 상기 ECU(20)는 PG-B 센서(16)에 의해 검출되는 차속(Nab)이 설정된 제1 임계차속 이상되는지 여부를 확인하게 된다(ST21).
그래서 상기 단계 ST21에서 PG-B 센서(16)의 검출 차속이 상기 제1 임계차속 이상이 됨을 확인하면, ECU(20)는 PG-B 센서(16)에 의해 검출되는 차속의 감속도(-dNab)가 설정된 임계감율 이상이 되는지 여부를 확인한다(ST22).
바람직하게는 상기 제1 임계차속은 1500RPM으로 설정하고, 상기 임계감율은 300RPM/50ms로 설정한다.
상기 단계 ST22에서 감속도(-dNab)가 상기 임계감율 보다 작음이 확인되면, ECU(20)는 차속센서(12)에 의해 검출되는 차속(Vss)이 설정된 제2 임계차속을 초과하였는지 여부를 판단한다(ST23).
상기 단계 ST23에서 Vss가 상기 제2 임계차속을 초과함을 확인하게 되면, ECU(20)는 차속센서(12)에 의해 검출되는 차속(Vss)의 가속도(dVss)가 설정된 임계증율 보다 작은지 여부를 판단한다(ST24).
바람직하게는 상기 제2 임계차속과 임계증율은 각각 40KPH와 20KPH/50ms로 설정한다.
그래서 상기 단계 ST24에서 dVss가 상기 임계증율 보다 작음이 확인되는 경우, ECU(20)는 PG-B 센서(16)의 검출값(Nab)으로부터 산출되는 차속(S(Nab))과 차속센서(12)의 검출값(Vss)으로부터 산출되는 차속(S(Vss))간에 설정된 오차 비율에 해당하는 만큼의 차이가 있는지 여부를 판단한다. 바람직하게는 상기 오차 비율은 30%로 설정한다. 따라서 상기 오차 비율에 해당하는지 여부를 판단하기 위한 비교 연산식은, (S(Nab) < S(Vss)*0.7)와 같다(ST25).
그리고 상기 단계 ST22에서 -dNab가 상기 임계감율 이상이거나 상기 단계ST25에서 (S(Nab) < S(Vss)*0.7)의 비교 연산식이 성립되는 경우, ECU(20)는 설정된 대기시간 동안 현재 변속단을 유지한다. 바람직하게는 상기 대기시간은 100ms로 설정한다(ST26).
그러면 도3에 도시된 바와 같이, 변속단 4속으로 주행중 T1시점에서 PG-B 센서(16)에 단선이 발생되면 ECU(20)로 인가되는 차속(Nab)이 감소하기 시작한다. 그후 상기 차속 감소량이 상기 T1시점에서 검출되는 차속 대비 30%에 이르는지 여부를 진단한 후, 차속의 증가 또는 감소의 추이를 보다 정확히 판단하기 위하여 100ms의 시간동안 대기하게 되는 것이다.
이어서 상기 대기시간이 경과되면, ECU(20)는 설정된 물리적 오류 진단 조건이 성립되는지 여부에 따라 진단코드를 생성한다. 바람직하게는 상기 물리적 오류 진단 조건은 설정된 제2 임계차속과, 설정된 임계 회전수와 및 설정된 임계 진단시간에 의해 성립 여부가 결정되도록 한다.
상기 물리적 오류 진단 조건의 성립 여부를 판단하기 위하여, ECU(20)는 차속센서에 의해 검출되는 차속(Vss)이 상기 제2 임계차속을 초과하는지 여부를 확인한다(ST27).
상기 단계 ST27에서 Vss가 40KPH(제2 임계차속)을 초과하지 않음이 확인되면, ECU(20)는 터빈 회전수(Ntu)가 설정된 임계 회전수를 초과하는지 여부를 판단한다. 상기 임계 회전수는 1000RPM으로 설정하는 것이 바람직하다(ST28).
상기 단계 ST27에서 Vss가 40KPH(설정된 제2 임계차속)을 초과하거나 상기 단계 ST28에서 터빈 회전수(Ntu)가 1000RPM(설정된 임계 회전수)를 초과하는 경우,ECU(20)는 PG-B 센서(16)에 의해 검출되는 차속(Vss)이 0 또는 음의 값을 갖는지 여부를 판단한다(ST29).
상기 단계 ST29에서 Vss가 0 이하임이 확인되면, ECU(20)는 설정된 임계 진단시간이 경과되었는지 여부를 판단한다. 상기 임계 진단시간은 상기 단계 ST27이 시작된 시점으로부터 누산된 시간이 250ms가 되도록 설정하는 것이 바람직하다(ST30).
그래서 상기 단계 ST30에서 상기 임계 진단시간이 경과되지 않음이 확인되면, ECU(20)는 시간 누적(T)을 계속하면서 변속단을 현재 기어비로 유지하여 상기 단계 ST27로 복귀한다(ST31, ST32).
그리고 상기 단계 ST30에서 상기 임계 진단시간이 경과됨을 확인하면, ECU(20)는 설정된 진단코드를 생성한다(ST33).
상기 진단코드가 생성되는 시점은 상기 대기시간이 종료된 시점에서부터 250ms의 시간이 경과한 시점으로, 도3에서는 T2점이 이에 해당한다.
상기 단계 ST33에서 진단코드가 생성되면, 도2b에 도시된 바와 같이, ECU(20)는 에러발생 횟수를 지시하기 위한 카운터(N)를 누산하고, 시간 계수를 위한 타이머를 리셋시켜 계수시간(T)을 초기화한다(ST34, ST35).
이어서, ECU(20)는 상기 누산된 카운터(N)가 설정된 오류 임계치 이상이 되는지 여부를 판단한다. 상기 오류 임계치는 4회로 설정하는 것이 바람직하다(ST36).
상기 단계 ST36에서 상기 카운터가 상기 오류 임계치에 미달되는 경우에는상기 단계 ST27로 복귀하여 진단코드의 생성을 계속하게 되며, 상기 카운터가 상기 오류 임계치 이상임이 확인되는 경우에는 ECU(20)가 카운터(N)를 리셋시킨다(ST37).
상기 카운터(N)의 리셋이 수행된 후, ECU(20)는 림프홈 모드를 활성화하게 된다. 상기 림프홈 모드란 차량내에서 어떤 장치 또는 기구가 고장이 나서 검출신호가 나오지 않는 경우, ECU(20)에 의해 활성화되도록 설정된 백업 기능을 지시한다. ECU(20)는 이러한 림프홈 모드를 활성화하여 오작동하는 장치의 신호를 대신할 수 있는 신호를 발생시킴으로써, 차량의 고착을 방지하여 현장에서 수리 공장까지는 차량의 주행을 가능케 한다.
이처럼 림프홈 모드가 활성화되면, ECU(20)는 설정된 백업 기능을 이용하여 오작동 판정된 PG-B 센서(16)의 검출신호를 대신하기 위한 신호를 출력하게 된다. 그러면 차량의 최적 주행상태는 아니지만 최소한의 주행 가능 상태는 보장된다.
바람직하게는 상기 림프홈 모드의 활성화시, ECU(20)는 변속레버의 위치가 D 또는 3인 경우에는 변속단을 3속 기어로 유지하고, 상기 변속레버의 위치가 2 또는 L인 경우에는 변속단을 2속 기어로 유지한다. 그래서 림프홈 모드에서는 시동키가 오프되거나 수동 변속레버가 전환되지 않는 한 자동변속기의 변속단은 3속 또는 2속으로 고정되며 쉬프트는 이루어지지 않는다.
그러므로 상기 림프홈 모드로 진입하는 시점은 상기 대기시간이 종료된 시점에서부터 (250ms*4회)의 시간이 경과한 시점으로, 도3에서는 T3점이 이에 해당한다. 따라서 PG-B 센서(16)의 검출 차속이 저하되기 시작한 시점으로부터 전체 1.1s의 시간동안 T1점에서의 변속단이 그대로 유지되는 것이다.
한편, 상기 단계 ST21과 ST23과 ST24와 ST25와 ST28과 ST29의 판단에 있어서, 각각 설정된 판단 조건이 적어도 하나라도 성립되지 않음이 확인되면 차속센서에 대한 오류 진단 과정은 중단된다. 이러한 오류 진단 과정의 중단이 이루어지면, 해당 센서는 정상 작동되고 있는 것으로 판단할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 자동차용 차속센서의 고장 진단방법에 따르면, PG-B 센서의 고장 판정에 있어서 오판정 가능성을 현저히 줄일 수 있게 됨으로써, 고장 진단 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 불필요한 고장 판정을 저감시킴으로써 차량의 애프터서비스 또는 고장 수리에 따른 비용부담을 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.
더불어 별도의 센서를 추가하지 않고도 고장 진단의 오판정율을 저하시킬 수 있으므로, 종래기술에 비해 부품의 축소가 가능케 되는 장점이 있다.
따라서 자동차 생산자는 PG-B 센서의 단선에 관련된 소비자 불만의 처리비용을 저감시키는 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (8)

  1. (a) ECU가 구비된 차량에서 차속센서와 PG-B 센서의 검출신호가 인가되면, 상기 ECU는 상기 인가된 각 검출신호가 설정된 신호 진단 조건을 만족시키는지 여부를 판단하는 단계와;
    (b) 상기 각 검출신호가 상기 신호 진단 조건을 만족시키는 경우, 상기 ECU는 상기 인가된 검출신호와 상기 차량의 터빈 회전수가 설정된 물리적 오류 진단 조건을 만족시키는지 여부에 따라 진단코드의 생성을 결정하는 단계와;
    (c) 상기 물리적 오류 진단 조건이 성립되어 진단코드가 생성되면, 상기 ECU는 상기 생성된 진단코드의 누적회수가 설정된 오류 임계치 이상인지 확인하여 설정된 림프홈 모드로의 진입 여부를 결정하게 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 차속센서의 고장 진단방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (a)의 신호 진단 조건은,
    상기 PG-B 센서에 의해 검출되는 차속이 설정된 제1 임계차속 이상이고, 상기 PG-B 센서에 의해 검출되는 차속의 시간에 따른 변화감율이 설정된 임계감율 이상이면 성립되는 것을 특징으로 하는 자동차용 차속센서의 고장 진단방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (a)의 신호 진단 조건은,
    상기 PG-B 센서에 의해 검출되는 차속이 설정된 제1 임계차속 이상이고, 동시에 상기 PG-B 센서에 의해 검출되는 차속의 시간에 따른 변화감율이 설정된 임계감율에 미달되며,
    상기 차속센서에 의해 검출되는 차속이 설정된 제2 임계차속을 초과하고, 상기 차속센서에 의해 검출되는 차속의 시간에 따른 변화율이 설정된 임계증율에 미달되며, 상기 PG-B 센서의 검출신호에 근거하여 산출되는 차속이 상기 차속센서의 검출신호에 근거하여 산출되는 차속보다 설정된 오차 비율만큼 미달되면 성립되는 것을 특징으로 하는 자동차용 차속센서의 고장 진단방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 ,
    상기 신호 진단 조건이 성립됨이 확인되는 경우, 상기 ECU는 설정된 대기시간 동안 현재 변속단을 유지시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 차속센서의 고장 진단방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 물리적 오류 진단 조건은,
    상기 차속센서에 의해 검출되는 차속이 설정된 제2 임계차속을 초과하고, 상기 PG-B 센서에 의해 검출되는 차속이 설정치 이하이며, 상기 신호 진단 조건이 성립된 시점으로부터의 누적 시간이 설정된 임계 진단시간 보다 크거나 같으면 성립되는 것을 특징으로 하는 자동차용 차속센서의 고장 진단방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 물리적 오류 진단 조건은,
    상기 차속센서에 의해 검출되는 차속이 설정된 제2 임계차속을 초과하지 않고, 상기 차량의 엔진에서 검출되는 터빈 회전수가 설정된 임계 회전수를 초과하며, 상기 PG-B 센서에 의해 검출되는 차속이 설정치 이하이고, 상기 신호 진단 조건이 성립된 시점으로부터의 누적 시간이 설정된 임계 진단시간 보다 크거나 같으면 성립되는 것을 특징으로 하는 자동차용 차속센서의 고장 진단방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 신호 진단 조건이 성립된 시점으로부터의 누적 시간이 설정된 임계 진단시간 보다 작으면, 시간 누적을 수행하고 변속기의 현재 기어비를 유지시킨 후 상기 물리적 오류 진단 조건의 성립 여부를 재차 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 차속센서의 고장 진단방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 상기 진단코드의 누적회수가 상기 오류 임계치 이상인 경우,
    상기 ECU는 상기 진단코드의 누적을 위한 카운터를 초기화하고, 변속레버가 D 또는 3 레인지이면 변속단을 3속 기어로 유지하며, 변속레버가 2 또는 L 레인지이면 변속단을 2속 기어로 유지하여 상기 림프홈 모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 자동차용 차속센서의 고장 진단방법.
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