KR20020081365A - 차량의 서브 시스템을 모니터링하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 속도에 영향을 미칠 수 있는 자동차 서브 시스템(42)을 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 차량(36)의 적어도 하나의 작동 파라미터에 따라서 서브 시스템(42)의 실제 작동 변수를 결정하며, 이 결정된 실제 작동 변수에 따라 모니터링 할 서브 시스템(42)의 기능성을 평가하는 평가 장치(14)를 포함하고 있다. 본 발명에 따라 상기 시스템은 차량(36)의 휠(12)에 배치된 적어도 하나의 휠 힘 센서 장치(10)를 포함하며, 이 휠 힘 센서 장치는 실제로 주행 노면과 휠 접촉면 사이에서 작용하는 각각의 휠(12)의 적어도 하나의 휠 힘 성분을 적어도 하나의 작동 파라미터로서 검출하며, 이 휠 힘 성분을 나타내는 신호(Si, Sa)를 출력하며, 평가 장치(14)는 상기 휠 힘 성분을 나타내는 신호(Si, Sa)를 처리함으로써 실제 작동 변수를 결정한다. 또한, 본 발명은 그에 상응하는 모니터링 방법에 관한 것이다.

Description

차량의 서브 시스템을 모니터링하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING AN AUTOMOTIVE SUBSYSTEM}

차량의 작동 중에 차량의 정확한 기능과 관련하여 차량 구동 시스템을 모니터링하는 것은 공지되어 있다. 또한, 예컨대 엔진 제어 장치(예컨대 EM7) 내에서 엔진에 의해 송출되는 구동 모멘트는 엔진 파라미터들로부터(예컨대 실린더 충전(charge)으로부터) 결정된다. 예를 들어 EGAS 시스템과 같은 모니터링 시스템들은 상기와 같이 결정된 송출 엔진 모멘트를 운전자에 의해 요구되는 모멘트와 비교한다. 상기 모니터링 시스템이 실제로 송출되는 엔진 모멘트와 운전자에 의해 요구되는 엔진 모멘트 간의 비일치성을 확인하면, 안전성 설계의 범주에서 그에 상응하는 조치가 실행되는데, 예를 들면 스로틀 밸브가 폐쇄된다.

상기 모니터링 시스템 또는 모니터링 방법의 단점은, 송출된 엔진 모멘트가 이용되는 엔진 파라미터에 따라서 매우 부정확하게 결정된다는 것이다. 이러한 점은 결과적으로 구동 시스템의 기능성을 불충분하게 평가하는 것으로 이어질 수 있다.

또한 일반적으로 제공되는 센서들과 관련하여, 여러 타이어 제조업체가 이른바 지능 타이어의 향후 사용을 계획하고 있다는 점도 공지되어 있다. 이러한 점에서 새로운 센서들과 평가 회로들은 타이어에 직접 내장될 수 있다. 상기 타이어를 사용하게 되면, 예컨대 주행 방향에 대해 횡방향 및 종방향으로 타이어에 발생하는 모멘트, 타이어 팽창 압력 또는 타이어 온도를 측정하는 것과 같은 추가적인 기능들이 허용된다. 이러한 연관성에서 예컨대 각각의 타이어에서 바람직하게는 원주 방향으로 연장되는 자속 라인들을 구비한 자기화 표면 내지 스트립들이 내장되어 있는 타이어가 제공될 수 있다. 자기화는 예를 들어 섹션별로 항시 동일한 방향으로 이루어지지만, 그러나 반대되는 배향(orientation), 다시 말해 교번 극성(alternating polarity)을 갖는다. 자기화 스트립은 바람직하게는 림 플랜지(rim flange)와 타이어 접촉면 근처까지 연장된다. 그러므로 측정값픽업(measured value pickup)은 휠 속도로 회전하게 된다. 그에 상응하는 측정값 픽업은 바람직하게는 차체에 고정되는 방식으로 회전 방향으로 2개 이상의 상이한 지점들에 장착되며, 그 외에도 회전축으로부터 상이하게 반경 방향으로 이격되어 있다. 그렇게 함으로써 내부 측정 신호와 외부 측정 신호를 획득할 수 있다. 그런 다음 타이어의 회전은 원주 방향으로 상기 측정 신호 내지 측정 신호들의 변경되는 극성을 통해 식별될 수 있게 된다. 타이어 트래드 원주(tire tread circumference)와 내부 측정 신호 및 외부 측정 신호의 시간 순차적 변화로부터 예컨대 휠 속도를 결정할 수 있다.

마찬가지로 이미 제안되어 있는 점에서, 센서들을 휠 베어링 내에 배치하며, 이러한 정렬은 휠 베어링의 회전하는 부분 뿐 아니라 고정된 부분 내에서도 이루어질 수 있다. 예컨대 상기 센서들은 마이크로 센서로서 마이크로 스위치 어레이의 형태로 실현될 수 있다. 휠 베어링의 이동 가능한 부분에 배치되는 센서들에 의해 예컨대 하나의 휠의 힘과 가속 뿐 아니라 회전 속도가 측정될 수 있다. 이렇게 측정된 데이터들은 전자식으로 저장된 기본 샘플과 비교되거나 또는 휠 베어링의 고정된 부분에 장치되어 있는 동일하거나 또는 유사한 마이크로센서의 데이터와 비교된다.

본 발명은 차량의 서브 시스템을 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템을 통해서 차량 속도가 영향을 받을 수 있으며, 상기 시스템은 평가 장치를 포함하고 있다. 평가 장치는 차량의 적어도 하나의 작동 파라미터에 따라서 서브 시스템의 실제 작동 변수를 결정하며, 결정된 실제 작동 변수에 따라서 모니터링되는 서브 시스템의 기능성을 평가한다.

그 외에도 본 발명은 바람직하게는 본 발명에 따른 시스템에 의해 실행되는 차량의 서브 시스템을 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법을 통해서 차량 속도는 영향을 받을 수 있으며, 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다. 차량의 적어도 하나의 작동 파라미터를 검출하는 단계와, 차량의 검출된 작동 파라미터에 따라 서브 시스템의 실제 작동 변수의 결정 단계 및 결정된 실제 작동 변수에 따라 서브 시스템의 기능성을 평가하는 단계를 포함한다.

본 발명은 다음에서 해당 도면들에 따라 보다 상세하게 설명된다.

도1은 본 발명에 따른 블록 선도이다.

도2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.

도3은 타이어 측벽 센서가 장착된 타이어의 부분도이다.

도4는 도3에 도시된 타이어 측벽 센서의 일례에 따른 신호 특성 곡선도이다.

도5는 본 발명에 따른 시스템의 대체되는 실시예에 관한 개략도이다.

도6은 차량 엔진의 기능성을 평가하기 위한 기본 회로도이다.

본 발명은 통상의 시스템을 기초로 하여, 상기 시스템이 차량의 하나의 휠에 배치되는 적어도 하나의 휠 힘 센서 장치를 포함하며, 상기 휠 힘 센서 장치는 실제로 주행 노면과 휠 접촉면 사이에서 작용하는 각각의 휠의 하나의 휠 힘 성분을적어도 하나의 작동 파라미터로서 검출하며, 상기 휠 힘 성분을 나타내는 신호를 출력하며, 평가 장치는 휠 힘 성분을 나타내는 신호를 처리하여 실제 작동 변수를 결정한다.

실제로 주행 노면과 휠 접촉면 사이에서 작용하는 휠 힘 성분을 작동 파라미터로서 산출하여 결정된, 상세하게는 차량의 각각의 서브 시스템들에 따르는 실제 작동 변수들이 매우 정확하게 결정될 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 시스템을 이용하여 차량의 서브 시스템을 이 서브 시스템의 올바른 기능과 관련하여 지금까지보다 정확하게 모니터링 할 수 있다. 서브 시스템들로는 주로 구동 시스템과 브레이크 시스템이 고려된다.

바람직하게는 상기 평가 장치가 휠 힘 센서 장치에 의해 검출된 적어도 하나의 휠 힘 성분으로부터 각각의 휠에 작용하는 휠 모멘트를 결정한다. 다시 말해 휠 모멘트를 이용하면 무엇보다 구동 시스템 및 브레이크 시스템의 기능성이 보다 정확하면서도 높은 처리 비용 없이도 모니터링 될 수 있는데, 이는 상기 서브 시스템들의 성능이 직접적으로 휠에 가해지는 모멘트에 영향을 미치기 때문이다.

본 발명에 따른 시스템은 바람직하게는 적어도 하나의 검출된 휠 힘 성분이 예컨대 휠 원주력이거나 그리고/또는 각각의 휠을 감속시키거나 가속시키는 휠 모멘트인 점으로 해서 단순화될 수 있다. 이러한 직접적인 검출을 통해 앞서 언급한 휠 모멘트 결정 단계는 생략될 수 있다.

실제 작동 변수를 결정하는데 중요한 휠 힘 성분을 검출하기 위해, 예컨대 타이어 센서 장치의 사용을 생각해 볼 수 있다. 이러한 경우 휠 변수는, 이 변수가 실제로 발생하는 위치에 매우 근접하여 검출되어 하류에 배치된 부품들에 의한 간섭 영향은 계속해서 배제된다.

그러나, 대체 방법에 있어서 휠 베어링 센서 장치도 사용될 수 있다. 상기 센서 장치는 휠 변수들의 검출 위치와 작용 위치 사이에 존재하는 부품들의 추가의 왜곡 없이 휠 변수들의 정확한 검출을 가능케 한다. 그 외에도 언급한 두 센서들에 대한 장점은 이 센서들이 휠 회전 속도의 결정을 허용하며, 그로 인해 실제 작동 변수의 결정 시 차량 속도가 고려될 수 있다는 것이다.

상술한 바와 같이 차량 구동 시스템을 모니터링하는 것은 특히 바람직하다. 상기 구동 시스템은 예컨대 엔진과, 이 엔진을 제어하거나 조절하는 장치들이다. 실제 작동 변수로서 바람직하게는 엔진에 의해 송출된 엔진 모멘트가 이용되며, 상기 엔진 모멘트는 특히 간단하게 휠의 힘으로부터, 특히 휠 원주력 또는 휠 모멘트로부터 결정된다.

검출된 휠의 힘 성분으로부터 또는 검출된 휠 모멘트로부터 실제 엔진 모멘트를 결정하는 정확성은, 평가 장치가 실제 작동 변수로서 실제 엔진 모멘트를 결정할 시에 엔진으로부터 휠까지 모멘트 전달 경로에 배치된 적어도 하나의 모멘트 전달 장치의 전달 손실을 고려함으로써 개선될 수 있다.

실제 엔진 모멘트를 결정하기 위해, 시스템에는 사전 설정된 특성 곡선들이 등록되어 있을 수 있다. 상기 특성 곡선들은 검출된 휠 힘 성분 또는 검출된 휠 모멘트에 따라, 경우에 따라서는 추가의 차량 파라미터, 예컨대 속도를 고려하면서 그에 상응하는 실제 엔진 모멘트를 나타낸다. 이러한 유형으로 휠의 힘 성분 또는휠 모멘트로부터 각각의 실제적인 실제 엔진 모멘트의 이론적 산출은, 그로 인해 매우 신속하게 실제 엔진 모멘트가 결정될 수 있다는 장점을 갖는다.

차량 속도를 고려하기 위해 본 발명에 따른 시스템은 속도 센서만큼 확장될 수 있다.

그에 반하여 실제 모멘트의 가능한 한 정확한 결정에 중점을 둔다면, 본 발명에 따른 시스템은 바람직한 구성에 따라 적어도 하나의 장치에 대한 상술한 전달 손실을 검출하는 추가의 센서 장치를 포함할 수 있다. 상기 장치로서는 무엇보다 클러치와 트랜스미션(보조 변속기 포함)이 고려된다.

언급한 결정 방법, 즉 특성 곡선 또는 전달 손실 센서 장치는 조합되는 방식으로, 한편으로는 결정된 실제 엔진 모멘트의 상호간 개연성 검사를 실행하기 위해 그리고/또는 다른 한편으로는 작동 시간이 경과함에 따라 검출된 휠의 힘 성분과 실제적인 실제 엔진 모멘트 간의 연관성이 상기 성분 및 모멘트로부터 항시 보다 정확하게 제시될 수 있는 방식으로 특성 곡선들을 생성하거나 변경시키는 적응식 특성 곡선 적용을 가능케 하기 위해 이용된다.

차량 작동을 위해 기본적으로 중요한 추가의 서브 시스템은 브레이크 시스템이다. 따라서, 검출된 휠의 힘 성분으로부터 또는 검출된 휠 모멘트로부터 즉각적으로 상기 휠과 상호 작용하는 브레이크에 의해 휠에 가해지는 브레이크 모멘트가 결정된다. 즉, 이러한 경우 검출된 휠 모멘트는 대략 실제 작동 변수로서 이용된다.

차량 서브 시스템의 기능성의 평가는, 평가 장치가 결정된 실제 작동 변수를목표 작동 변수와 비교함으로써 특히 간단하게 실행될 수 있다. 상기 평가의 정확도는, 상기 평가 장치가 목표 및 실제 작동 변수의 비교로부터 목표-실제 편차값을 결정하여, 이 목표-실제 편차값을 사전 설정된 임계값과 비교함으로써 보다 증가될 수 있다. 즉, 사전에 임계적 목표-실제 편차값을 임계값으로 결정하는 것이 보다 간단하다. 상기 임계값을 초과하면 해당 시스템의 기능 장애가 평가된다. 그 외에도 목표 작동 변수와 실제 작동 변수 간의 편차 허용 오차가 허용될 수 있다.

가능한 한 정확하게 모니터링 하기 위해, 실제 작동 변수의 정확한 정보 뿐만 아니라 목표 작동 변수의 정확한 정보도 매우 중요하다. 그러므로 바람직한 구성에 따르는 시스템은 운전자 간섭 수단 센서를 추가로 포함할 수 있다. 평가 장치는 상기 운전자 간섭 수단 센서의 출력 신호로부터 목표 작동 변수를 결정할 수 있다. 운전자 간섭 수단 센서는 예컨대 액셀러레이터 페달 또는 브레이크 페달의 내림 값(depression value)을 검출하는 페달 트래블 센서(pedal travel sensor)일 수 있거나, 또는 스티어링 휠 또는 스티어링 칼럼의 회전을 검출하는 조향 각도 센서일 수 있다.

본 발명에 따른 시스템에 의한 차량의 서브 시스템을 모니터링함으로써, 모니터링 할 서브 시스템의 기능에 결함이 있다는 것이 분명해진다면, 운전자는 본 발명의 관점에 따라 그 외에도 시각적 그리고/또는 음향적 그리고/또는 촉감적 그리고/또는 기타의 경고 신호에 의해 정보를 제공받을 수 있다. 그러나 가능한 한 높은 교통 안전성을 보장하기 위해 바람직하게는 상기 평가 장치가 평가 결과에 따라서 제어 신호를 출력하며, 시스템은 추가의 제어 장치를 포함한다. 상기 제어장치는 상기 제어 신호에 따라 차량의 작동 상태에 영향을 미친다.

차량의 작동 상태에 대한 상기 영향은 통상적으로 예컨대, ESP 시스템, ABS시스템 및 ASR 시스템에 의해 실행될 수 있는 것과 같이, 브레이크 및/또는 엔진 간섭을 나타내기 때문에, 본 발명에 따른 시스템을 구성하기 위한 구조적인 비용은, 상기 제어 장치와 그리고 경우에 따라서는 평가 장치도, 예컨대 ESP 시스템, ABS 시스템 및/또는 ASR 시스템과 같은, 차량의 주행 거동을 제어 및/또는 조절하기 위한 장치에 배치되어 있음으로 해서 절감될 수 있다. 이때 "배치되어 있다"라는 것은 상기 제어 장치와 그리고 경우에 따라서는 상기 평가 장치가 ESP 시스템, ASR 시스템 또는 ABS 시스템의 일부분이라는 가능성을 포함하는 것이다.

상술한 장점은 적어도 하나의 타이어 및/또는 휠을 구비한 차량에서 에러 식별을 위한 시스템에 의해서도 획득될 수 있다. 상기 시스템에서, 타이어 내에 그리고/또는 휠에, 특히 휠 베어링에는 힘 센서가 장착되며, 상기 힘 센서의 출력 신호에 따라, 휠 모멘트를 나타내는 휠 모멘트 변수가 결정되며, 상기 휠 모멘트 변수는 엔진 출력 모멘트로부터 유도된 모멘트 변수 및/또는 휠 브레이크 모멘트를 나타내는 브레이크 모멘트와 비교되며 비교 결과는 에러 식별을 위해 이용된다.

종래 기술에 따른 방법을 기초로 하여, 본 발명은 실제로 주행 노면과 휠 접촉면 사이에서 작용하는 차량의 적어도 하나의 휠의 하나의 휠 힘 성분이 적어도 하나의 작동 파라미터로서 검출됨으로써 구성된다. 이러한 방식으로 본 발명에 따른 시스템의 장점은 방법에서 재설정된다. 따라서 상기 방법은 특히 앞서 언급한 본 발명에 따른 시스템의 실시예들 중 어느 하나에 적용하기에 적합하다. 다음에서 제시되는 방법의 실시예들의 경우 마찬가지로 그에 상응하는 시스템 실시예의 장점들과 특징들이 획득된다. 그러므로 본 발명에 따른 방법의 보충 설명을 위해 본 발명에 따른 시스템의 설명이 참조된다.

본 발명에 따른 방법은 바람직하게는, 상기 평가 단계가 휠 힘 센서 장치에 의해 검출된 적어도 하나의 휠의 힘 성분에 따라 각각의 휠에 작용하는 휠 모멘트의 결정을 포함함으로써 개선될 수 있다.

검출 단계에서 직접적으로 휠 원주력 및/또는 각각의 휠을 감속 또는 가속시키는 휠 모멘트가 검출되면 특히 유리하다.

간단한 계산을 위해, 구동 시스템의 모니터링 시에 바람직하게는 엔진에 의해 송출된 엔진 모멘트가 실제 작동 변수로 결정된다. 이때 산출의 정확도를 더 증가시키기 위해 엔진으로부터 휠까지의 모멘트 전달 경로에 배치되는 적어도 하나의 모멘트 전달 장치의 전달 손실이 고려될 수 있다.

또한, 모니터링 할 서브 시스템이 차량의 브레이크 시스템이라고 하면, 적은 결정 요건으로 브레이크에 의해 휠에 가해지는 브레이크 모멘트가 실제 작동 변수로 검출된 휠 힘 성분으로부터 결정될 수 있다.

실제 작동 변수로부터 서브 시스템의 기능성을 평가하는 간단한 변형예는 목표 작동 변수와 결정된 실제 작동 변수의 비교를 나타낸다.

상기 비교가 각각의 실제 작동 변수값과 목표 작동 변수값과 무관하며, 따라서 본 방법은 바람직하게는 목표 및 실제 작동 변수의 처리로부터 목표-실제 편차값의 결정 단계 뿐만 아니라 사전 설정된 임계값과 상기 목표-실제 편차값의 비교단계를 포함하는 것은 특히 바람직하다.

기본적으로 목표 작동 변수는 사전 설정값 또는 사전 설정 특성 곡선에 의해 사전 설정될 수 있다. 그와 더불어 운전자 간섭 수단, 예컨대 운전자에 의한 페달 작동도 검출될 수 있다. 그 다음, 상기 목표 작동 변수는 운전자 간섭 수단의 검출된 작동으로부터 정확하게 결정될 수 있다.

교통 안전성을 증가시키기 위해, 본 방법은 추가의 단계, 즉 평가 결과에 따라서 차량의 작동 상태에 영향을 주는 단계를 포함할 수 있다.

평가 결과에 기초하여, 차량의 작동 상태에 대한 영향이 예컨대 ESP 시스템, ABS 시스템 및/또는 ASR 시스템과 같은 차량의 주행 거동을 제어 및/또는 조절하기 위한 장치에 의해 실행되면 차량의 작동 상태는 특히 간단하게 영향을 받을 수 있게 된다.

도1은 본 발명에 따른 시스템의 블록 선도를 도시하고 있다. 센서 장치(10)가 휠(12)에 배치되며, 상기 도시된 휠(12)은 차량의 휠들을 대표하는 방식으로 도시된다. 상기 센서 장치(10)는, 센서 장치(10)의 신호들을 처리하기 위한 평가 장치(14)와 연결된다. 상기 평가 장치(14)는 검출된 값들을 저장하기 위한 메모리 장치(15)를 포함한다. 그 외에도 평가 장치(14)는 제어 장치(16)와 연결된다. 상기 제어 장치(16)는 다시 상기 휠(12)에 배치된다.

상기 센서 장치(10)는 본 도면에 도시된 실시예에서 상기 휠(12)의 휠 수직력을 검출한다. 마찬가지로 센서 장치(10)는 휠(12)의 휠 측력을 검출할 수도 있다. 검출로부터 야기되는 검출 결과들은 추가의 처리를 위해 평가 장치(14)로 전송된다. 예를 들어 평가 장치(14)에서 타이어의 검출된 변형으로부터 휠 수직력이 결정된다. 이러한 점은 메모리 유닛(15)에 저장된 특성 곡선을 이용하여 이루어질 수 있다. 평가 장치(14) 내에서 휠 수직력으로부터 엔진의 구동 모멘트 또는 브레이크의 브레이크 모멘트가 결정될 수 있다. 이러한 신호는 제어 장치(16)로 전송될 수 있으며, 상기 신호에 따라 차량의 작동 상태에 대한, 특히 휠(12)에 대한 영향이 수행될 수 있다. 이러한 영향은 엔진 간섭 및/또는 브레이크 간섭을 통해 이루어질 수 있다. 엔진 출력은 본 발명의 관점에 따라 점화 시점을 조정함으로써 그리고/또는 스로틀 밸브 위치를 변경함으로써 그리고/또는 의도하는 방식으로 분사를 억제함으로써 이루어질 수 있다.

도2는 본 발명의 범주에서 본 발명에 따른 방법의 형성예의 흐름도를 도시한다. 차량의 구동 시스템의 기능성에 대한 평가 단계가 도시된다. 우선적으로 개별 단계들의 의미를 제시한다.

S01: 타이어의 반경 방향 또는 원주 방향 변형의 검출 단계.

S02: 검출된 변형으로부터 주행 노면상에서 타이어의 원주력 결정 단계.

S03: 결정된 원주력으로부터 엔진의 실제 작동 변수로서의 실제 엔진 모멘트 결정 단계.

S04: 차량의 액셀러레이터 페달 위치의 검출 단계.

S05: 검출된 액셀러레이터 페달 위치로부터 목표 엔진 모멘트의 결정 단계.

S06: 결정된 목표 엔진 모멘트와 결정된 실제 모멘트의 비교 단계.

S07: 정확하게 기능하는 것으로서의 구동 시스템의 평가 단계.

S08: 결함이 있는 것으로서의 구동 시스템의 평가 단계.

도2에 도시된 처리 공정은 후륜 구동 또는 전류 구동 차량에 있어서 상기와 같이 또는 유사한 방식으로 이루어질 수 있다. 단계(S01)에서 예컨대 타이어의 변형이 측정된다.

상기 변형으로부터 단계(S02)에서는 휠 원주력이 결정된다. 이는 반경 방향 또는 원주 방향의 변형과 휠 원주력 간의 연관성을 나타내는, 메모리 유닛에 저장된 특성 곡선에 의해 이루어질 수 있다.

단계(S03)에서는 휠 원주력으로부터 엔진에 의해 실제 송출되는 실제 엔진 모멘트가 결정된다. 덧붙여 바람직하게는 엔진으로부터 구동되는 휠들로 엔진 모멘트를 전달할 때 발생하는 손실이 고려된다.

단계(S04)에서는 액셀러레이터 페달의 내림 각도가 검출된다. 상기 검출된내림 각도로부터 단계(S05)에서는 운전자에 의해 요구되는 목표 엔진 모멘트가 결정된다.

단계(S06)에서는 결정된 실제 엔진 모멘트와 결정된 목표 엔진 모멘트가 상호 간에 비교된다. 만약 실제 엔진 모멘트가 목표 엔진 모멘트를 초과하지 않는다면, 단계(S07)에서는 구동 시스템이 올바로 기능하는 것으로 평가된다. 그에 반해 상기 실제 엔진 모멘트가 목표 엔진 모멘트를 초과하면, 단계(S08)에서 구동 시스템은 결함이 있는 것으로서 평가된다. 평가 시에 구동 시스템 내 에러가 확인되었다면, 운전자는 경고 신호를 통해 그 정보를 획득할 수 있으며, 차량은 안전성의 이유에서 천천히 정지할 때까지 감속될 수 있다. 또한 구동 시스템 내 에러 소스를 검색하는 분석 과정도 포함될 수 있다.

브레이크 시스템의 모니터링은 전술한 방법 설명에 유사하게 이루어질 수 있다.

도3에는 휠(12)에 설치된 타이어(32)가 타이어(32)의 회전축(D) 방향으로 바라 본 단면도로 도시되어 있으며, 상기 타이어는 전술한 타이어/측벽 센서 장치(20, 22, 24, 26, 28, 30)를 구비하고 있다. 상기 타이어/측벽 센서 장치(20)는 회전 방향으로 상이한 두 지점들에, 차체 고정식으로 배치되어 있는 2개의 센서 장치(20, 22)를 포함하고 있다. 또한 상기 센서 장치(20, 22)는 휠(32)의 회전축으로부터 상이하게 반경 방향으로 이격되어 있다. 상기 센서 장치(20)는 도시된 실시예에서 상기 센서 장치(22)보다 휠(12)의 회전축에 보다 근접하여 배치되어 있다. 타이어(32)의 측벽에는 바람직하게는 원주 방향으로 연장되는 자속 라인들을구비한 측정값 픽업(24, 26, 28, 30)으로서 휠 회전축과 관련하여 실제로 반경 방향으로 연장되는 자기화 표면(스트립)이 제공되어 있다. 상기 자기화 표면은 교번 자기 극성을 포함하고 있다.

도4는 내부에 다시 말해 휠(12)의 회전축에 보다 근접하여 배치되는 도3에 따른 센서 장치(20)의 신호(Si)와, 그리고 외부에 다시 말해 휠(12)의 회전축(D)으로부터 보다 멀리 이격되어 배치되는 도3에 다른 센서 장치(22)의 신호(Sa)의 특성도를 도시하고 있다. 타이어(32)의 회전은 측정 신호(Si) 및 측정 신호(Sa)의 변경되는 극성을 통해 식별된다. 타이어 트래드 원주와 신호(Si) 및 신호(Sa)의 시간 순차적 변화로부터 예컨대 휠 속도가 결정될 수 있다. 신호들 간의 상전환(T)(phase shifting)을 통해 타이어(32)의 변형이 결정될 수 있으며, 그로 인해 예컨대 직접적으로 휠의 힘이 검출될 수 있다. 본 발명의 범주에서, 타이어(32)의 원주 방향으로 작용하는 힘 또는 휠(12)을 감속 또는 가속시키는 휠 모멘트가 결정될 수 있는 것은 특히 바람직하다. 상기 휠 모멘트로부터 실제로 작용하는 엔진 모멘트 또는 브레이크 모멘트가 추론될 수 있으며, 이는 정확한 구동 장치 작동 또는 브레이크 작동의 검사 또는 모니터링을 가능케 한다.

도5는 도1에 도시된 시스템의 대체되는 실시예를 도시하고 있다. 휠(12)을 구비한 차량(36)은 타이어 제어 장치(38)를 포함하고 있다. 상기 타이어 제어 장치는 인터페이스(예컨대 CAN)를 통해 엔진 관리 시스템(40)(예컨대 ME7 또는 카트로닉)과 통신을 한다. 상기 엔진 관리 시스템(40)과 하나의 유닛(42), 예컨대 차량(36) 엔진, 트랜스미션 및 브레이크를 나타내는 유닛 간에는 다시 하나의 인터페이스가 제공되어 있다. 휠(12)의 타이어(32) 내에 또는 이 타이어의 인접면에 도 3에 따른 각각 하나의 타이어/측벽 센서 장치가 배치되어 있다. 상기 타이어/측벽 센서 장치는 각각의 타이어에서 휠(12)의 원주 방향으로 작용하는 힘 또는 상기 휠(12)을 가속시키거나 감속시키는 휠 모멘트를 검출한다. 상기 타이어/측벽 센서 장치와 타이어 제어 장치(38) 사이에는 마찬가지로 인터페이스가 존재한다.

도6은 검출된 휠 모멘트에 따라서 에러 반응을 평가하기 위한 하나의 계통 회로도를 도시하고 있다. 신호 경로(50)를 통해 액셀러레이터 페달 센서를 통해 결정된 목표 엔진 모멘트가 감산기(52)에 전송된다. 액셀러레이터 페달 센서는 운전자에 의해 액셀러레이터 페달의 각도 위치 또는 내림 각도를 검출하며, 그로부터 목표 엔진 모멘트가 결정된다. 신호 경로(54)를 통해서 클러치 손실과 트랜스미션 손실이 감산기(52)에 전송된다. 감산기(52)는 신호 경로(56)의 출력 신호로서 클러치 손실과 트랜스미션 손실만큼 감소된 목표 엔진 모멘트를 공급한다. 이러한 경우 목표 엔진 모멘트는 실제로 목표 휠 모멘트에 상응한다.

목표 휠 모멘트는 감산기(58)에 전송되며, 감산기(58)는 신호 경로(60)를 통해 휠 힘 센서 장치에 의해 검출된 휠 모멘트를 획득한다. 감산기(58)는 목표 휠 모멘트와 검출된 실제 휠 모멘트를 감산함으로써 목표-실제 차이를 결정하여, 그 차이를 신호 경로(62)를 따라 비교 회로(64)에 전송한다. 비교 회로(64)는 신호 경로(66)를 통해 사전 설정된 임계값을 획득하며, 구동 시스템의 기능성 평가를 위해, 임계값을 신호 경로(62)의 목표-실제 차이와 비교한다. 목표-실제 차이가 사전 설정된 임계값을 초과하면, 비교 회로(64)는 신호 경로(68)에 에러 신호를 출력하며, 목표-실제 차이가 사전 설정된 임계값을 초과하지 못하면, 비교 회로(64)는 에러 신호를 출력하지 않는다.

유사한 방식으로 브레이크 시스템이 모니터링 될 수 있다. 통상 브레이크 디스크와 휠 사이에는 추가의 전달 손실이 발생하지 않거나 또는 무시될 수 있기 때문에, 신호 경로(50, 54)와 감산기(52)는 생략된다. 이러한 경우 신호 라인(56)을 따라 목표 브레이크 모멘트가 목표 휠 모멘트로서 감산기(58)에 전송된다. 감산기(58)는 목표 휠 모멘트와 신호 경로(60)의 실제 휠 모멘트로부터 목표-실제 차이를 결정하여, 목표-실제 차이를 신호 경로(62)를 통해 비교 회로(64)로 출력하며, 비교 회로는 상기 차이를 경우에 따라 상이하게 사전 설정된 신호 경로(66)의 임계값과 비교한다. 다시 상기 비교 회로(64)는 비교 결과에 따라 신호 경로(68)에 에러 신호를 출력한다.

전문가는 분명하게 감산기(58)에서 엔진 모멘트를 감소시키고 목표 휠 모멘트와 실제 휠 모멘트를 비교하는 것 대신에 신호 경로(60)의 검출된 휠 모멘트는 또한 우선적으로 가산기에서 클러치 손실과 트랜스미션 손실만큼 증분되어 실제 엔진 모멘트로서 목표 엔진 모멘트와 비교된다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 실시예의 대한 설명은 단지 설명을 목적으로 하는 것으로서 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 본 발명에서는 발명의 범주 및 발명의 범위 및 발명의 동등성을 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변경 및 변형이 가능하다.

Claims (24)

1. 차량(36)의 적어도 하나의 작동 파라미터에 따라 서브 시스템(42)의 실제 작동 변수를 결정하며, 결정된 실제 작동 변수에 따라 모니터링 할 서브 시스템(42)의 기능성을 평가하는 하나의 평가 장치(14)를 포함하며, 차량 속도에 영향을 미칠 수 있는, 차량 서브 시스템(42)을 모니터링하기 위한 시스템에 있어서,

   상기 시스템은 차량(36)의 휠(12)에 배치된 적어도 하나의 휠 힘 센서 장치(10)를 포함하며, 상기 휠 힘 센서 장치는 실제로 주행 노면과 휠 접촉면 사이에 작용하는 각각의 휠(12)의 적어도 하나의 휠 힘 성분을 적어도 하나의 작동 파라미터로서 검출하며, 휠 힘 성분을 나타내는 신호(Si, Sa)를 출력하며, 상기 평가 장치(14)는 상기 휠 힘 성분을 나타내는 신호(Si, Sa)를 처리함으로써 실제 작동 변수를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
2. 제1항에 있어서, 평가 장치(14)는 휠 힘 센서 장치(10)에 의해 검출된 적어도 하나의 휠 힘 성분에 따라 각각의 휠(12)에 작용하는 휠 모멘트를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 검출된 휠 힘 성분은 휠 원주력 및/또는 각각의 휠(12)을 감속 또는 가속시키는 휠 모멘트인 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휠 힘 센서 장치(10)는 타이어 센서 장치(20, 22, 24, 26, 28, 30)인 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 휠 힘 센서 장치(10)는 휠 베어링 센서 장치인 것을 특징으로 하는 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 모니터링 할 서브 시스템(42)은 차량(36)의 구동 시스템(42)이며, 실제 작동 변수는 엔진에 의해 송출된 엔진 모멘트인 것을 특징으로 하는 시스템.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 평가 장치(14)가 실제 작동 변수로서 실제 엔진 모멘트를 결정할 때 엔진으로부터 휠(12)까지의 모멘트 전달 경로 에 배치되는 적어도 하나의 모멘트 전달 장치의 전달 손실을 고려하는 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 모니터링 할 서브 시스템(42)은 차량(36)의 브레이크 시스템(42)이며, 상기 평가 장치(14)에 의해 결정된 실제 작동 변수는 브레이크에 의해 휠(12)에 가해지는 브레이크 모멘트인 것을 특징으로 하는 시스템.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 평가 장치(14)는 목표 작동 변수와 결정된 실제 작동 변수를 비교하는 것을 특징으로 하는 시스템.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 평가 장치(14)는 목표 및 실제 작동 변수의 비교로부터 목표-실제 편차값을 결정하여, 사전 설정된 임계값과 상기 목표-실제 편차값을 비교하는 것을 특징으로 하는 시스템.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 운전자 간섭 수단 센서를 추가로 포함하며, 평가 장치(14)는 운전자 간섭 수단 센서의 출력 신호로부터 목표 작동 변수를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 평가 장치(14)는 평가 결과에 따라 제어 신호를 출력하며, 상기 시스템은 제어 장치(16)를 추가로 포함하며, 상기 제어 신호에 따라 차량(36)의 작동 상태에 영향을 주는 것을 특징으로 하는 시스템.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(16), 그리고 경우에 따라서는 상기 평가 장치(14)가 예컨대 ESP 시스템, ABS 시스템 및/또는 ASR 시스템과 같은 차량의 주행 거동을 제어 및/또는 조절하기 위한 장치(40)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
14. 타이어(32) 내에 그리고/또는 휠(12)에, 특히 휠 베어링에 힘 센서(20, 22, 24, 26, 28, 30)가 장착되며, 힘 센서(20, 22, 24, 26, 28, 30)의 출력 신호(Si, Sa)에 따라 휠 모멘트를 나타내는 휠 모멘트 변수가 결정되며, 상기 휠 모멘트 변수는 엔진 출력 모멘트로부터 유도된 모멘트 변수 및/또는 휠 브레이크 모멘트를 나타내는 브레이크 변수와 비교되며, 그 비교 결과는 에러 식별을 위해 사용되는, 적어도 하나의 타이어(32) 및/또는 하나의 휠(12)을 구비한 차량에서 에러를 식별하기 위한 시스템.
15. 차량의 적어도 하나의 작동 파라미터를 검출하는 단계(S01)와, 차량의 검출된 작동 파라미터에 따른 서브 시스템(42)의 실제 작동 변수를 결정하는 단계(S03)와, 결정된 실제 작동 변수에 따라 서브 시스템(42)의 기능성을 평가하는 단계(S02, S07, S08)를 포함하며, 바람직하게는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 통해 실행하기 위한, 차량 속도에 영향을 미칠 수 있는 차량 서브 시스템을 모니터링 하기 위한 방법에 있어서,

    실제로 주행 노면과 휠 접촉면 사이에서 작용하는 차량(36)의 적어도 하나의 휠(12)의 힘 성분이 적어도 하나의 작동 파라미터로서 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 평가 단계(S02, S07, S08)가 휠 힘 센서 장치(10)에 의해 검출된 적어도 하나의 휠 힘 성분에 따라 각각 휠(12)에 작용하는 휠 모멘트를 결정하는 단계(S02)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 검출 단계(S01)에서 휠 원주력 및/또는 각각의 휠(12)을 감속 또는 가속시키는 휠 모멘트가 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 모니터링 할 서브 시스템(42)이 차량(36)의 구동 시스템(42)이며, 실제 작동 변수로서 엔진에 의해 송출되는 엔진 모멘트가 결정되는 것(S03)을 특징으로 하는 방법.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 실제 작동 변수로서 실제 엔진 모멘트를 결정할 때(S03) 엔진으로부터 휠(12)까지의 모멘트 전달 경로 내에 배치되는 적어도 하나의 모멘트 전달 장치의 전달 손실이 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링 할 서브 시스템(42)은 차량(36)의 브레이크 시스템(42)이며, 실제 작동 변수로서 브레이크에 의해 휠(12)에 가해지는 브레이크 모멘트가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 목표 작동 변수와 상기 결정된 실제 작동 변수의 비교 단계(S06)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 목표 및 실제 작동 변수의 처리로부터 목표-실제 편차값의 결정 단계 뿐만 아니라 사전 설정된 임계값과 상기 목표-실제 편차값의 비교 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 운전자에 의한 운전자 간섭 수단의 작동이 추가로 검출되며(S04), 운전자 간섭 수단의 검출된 작동으로부터 목표 작동 변수가 결정되는 것(S05)을 특징으로 하는 방법.
24. 제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 작동 상태에 대한 영향이, 예컨대 ESP 시스템, ABS 시스템 및/또는 ASR 시스템과 같은 자동차의 주행 거동을 제어 및/또는 조절하기 위한 장치(40)에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.