KR20040017117A - 차량의 차속 및 스티어링 센서 고장 진단 방법 - Google Patents

차량의 차속 및 스티어링 센서 고장 진단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 차속 및 스티어링 센서 고장 진단 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명의 차속 센서 고장 진단 방법은 차량의 차속이 설정된 범위 이하이고 스로틀 위치 센서의 값이 설정된 범위를 넘을 경우 차량의 기어 위치 스위치에서 측정된 값이 주행 조건인지를 판단하고, 기어 위치 스위치에 측정된 값이 주행 조건일 경우 브레이크 스위치에서 측정된 신호가 오프(off)인지를 판단하고, 브레이트 스위치 신호가 오프일 경우 차속 센서를 고장으로 진단한다.
본 발명의 스티어링 센서 고장 진단 방법은 스티어링 센서의 제 1신호의 레벨과 제 2신호의 레벨 변화가 없을 경우 차량의 수직 가속도 센서를 통해 가속도값을 측정하고, 수직 가속도 센서에서 측정된 값이 차선 변경 또는 차량 선회 조건인지를 판단하고, 수직 가속도 센서에 측정된 값이 차선 변경 또는 차량 선회 조건일 경우 스티어링 센서를 고장으로 진단한다.
따라서 본 발명은 차속 센서, 스로틀 위치 센서, 기어 위치 스위치 및 브레이크 스위치에서 검출된 신호를 토대로 차속 센서의 고장 유무를 정확하게 판단할 수 있고, 스티어링 센서 및 수직 가속도 센서에서 검출된 신호를 토대로 스티어링 센서의 고장 유무를 정확하게 판단할 수 있다.

Description

차량의 차속 및 스티어링 센서 고장 진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING SPEED AND STEERING SENSORS TROUBLE OF THE VEHICLE}
본 발명은 차량의 센서 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 특히 차량의 차속 센서(speed sensor) 및 스티어링 센서(steering sensor)를 고장 진단할 수 있는 방법에 관한 것이다.
현재, 차량의 현가 시스템(Suspension System) 특성은 보통 주행시 승차감을 향상시키기 위해 부드럽게 작동해야 하고, 요철 도로 및 고속 주행시 주행 안정성을 확보하기 위하여 딱딱하게 작동해야 한다. 또한, 주행 중 노면 상태에 따라서 발생하는 모든 충격을 흡수하여 차체의 진동을 최소화할 수 있어야 한다. 하지만, 기계식 현가 장치는 스프링 상수, 쇼업소버 감쇠력 등이 일정한 값으로 고정되어 있기 때문에 차체 진동을 최소화하기 어렵다.
이에 반하여, 전자제어 현가 장치는 주행 속도와 도로 조건에 따라서 스프링 상수, 쇽업 소버의 감쇠력, 공기 스프링의 회로압력 등을 가변시켜 차높이를 제어하거나 차체의 자세를 제어하여 주행 안정성과 승차감을 동시에 향상시킬 수 있다.
이러한 전자제어 현가장치는 차량에 장착된 여러 가지 센서들중에서 수직 가속도 센서, 차속 센서, 조향각 센서, 브레이크 감지 센서, 트로틀 위치 감지 센서 등을 통해서 차량의 주행 상태를 감지하여 4륜에 연결된 액튜에이터를 제어하였다.
도 1은 종래 기술에 의한 차량의 전자 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량의 전자 제어장치(ECU; Electronic Controller Unit)(40)는 입력 센서로서 차속 센서(Speed Sensor)(10)와, 스로틀 위치 센서(TPS; Throttle Position Sensor)(20)와, 스티어링 센서(Steering Sensor)(30)등의 신호를 입력받아 이들 신호를 통해 차량의 주행 상태를 분석하여 차량내 액츄에이터(미도시함)를 제어하고 차속 센서(10) 또는 스티어링 센서(30)의 고장 유무를 진단한다. 여기서 표시부(50)는 차량의 센서 고장시 이를 표시하기 위한 부분이고 액츄에이터는 기능에 따라 모터, 솔레노이드 등으로 구성될 수 있다.
도 2는 종래 기술에 의한 차량의 차속 센서 고장 진단을 위한 제어 방법을 나타낸 흐름도로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래 기술의 차속 센서 고장 진단 방법에 대해 설명하고자 한다.
우선, 본 발명의 전자 제어장치(ECU)(40)에 인가되는 차속 센서는 차량의 바퀴 1회전시 4 내지 6펄스의 구형파를 발생하게 되고 전자 제어장치(ECU)(40)에 인가되는 내부 인터페이스 회로에서 5V로 풀업시켜 로우레벨시 0V, 하이레벨시 5V의 전압 레벨을 갖는 파형이 생성된다. 전자 제어장치(ECU)(40)에서는 이 파형을 분석, 계산하여 차속을 산출한다.
그런데, 종래 차속 센서의 고장 진단에서는 차속 센서(10)와 더블어 차량의 액셀레이터 패달에 의해 조절되는 스로틀 위치를 감지하는 스로틀 위치 센서(TPS)(20)의 신호를 상호 연관시켜 고장 진단을 실시하였다.
즉, 전자 제어장치(ECU)(40)에서는 차속 센서(10)에서 검출된 차속이 3km/h이하인지를 판단한다.(S10)
S10의 판단 결과, 차속이 3km/h이하이면 전자 제어장치(ECU)(40)는 스로틀 위치 센서(TPS)(20)에서 검출된 스로틀 위치 신호가 설정된 범위, 예를 들어 40%이상 발생되는지 판단한다.(S12)
S12의 판단결과, 스로틀 위치 신호가 40%이상 발생될 경우 전자 제어장치(ECU)(40)는 설정된 시간, 예를 들어 2분 동안 40% 스로틀 위치 신호가 계속 유지되는지 판단한다.(S12∼S14)
S14의 판단 결과, 2분동안 40% 스로틀 위치 신호가 유지될 경우 전자 제어장치(ECU)(40)는 차속 센서(10)의 고장으로 판단하여 이를 표시부(50)에 표시하도록 한다.
이에 반하여, 차속이 3km/h를 초과하거나, 스로틀 위치 센서(TPS)(20)에서 검출된 스로틀 위치 신호가 40%미만 발생되거나, 2분 동안 40% 스로틀 위치 신호가 유지되지 않을 경우 전자 제어장치(ECU)(40)는 차속 센서(10)를 정상으로 판단하여 이를 표시부(50)에 표시하도록 한다.
하지만, 상기와 같은 종래 차속 센서의 고장 진단 방법은 차량의 정비 및 기어가 정상 위치에서 운전자가 일정시간이상 패달을 밟고 있을 경우 스로틀 위치 센서(TPS)(20)에서 측정된 신호만으로 정상인 상태임에도 불구하고 차속 센서(10)를 고장으로 판단할 수 있는 문제점이 있었다.
한편, 도 1을 참조하면 종래 스티어링 센서의 경우에는 다음과 같이 전자 제어장치(ECU)에서 스티어링 센서의 고장 진단 방법을 처리한다.
일반적으로 스티어링 센서(30)는 차량의 운전석 조향 휠에 부착되어 운전자가 조향 휠을 조작함에 따라 구형파가 발생되도록 구성되는데, 조향시 스티어링 센서(30)에서 위상차를 갖는 제 1신호와 제 2신호 레벨로 출력된다. 전자 제어장치(ECU)(40)에서는 이 제 1 및 제 2신호의 레벨을 가지고 좌측 또는 우측 조향 방향과 조향 각 속도를 판단, 계산한다. 만약 차량이 직진로를 주행할 경우와 같이 조향 휠의 움직임이 없을 경우 스티어링 센서(30)에서 출력된 제 1신호와 제 2신호의 레벨은 일정한 전압 레벨을 그대로 유지하게 된다. 그러므로, 전자 제어장치(ECU)(40)는 스티어링 센서(30)에서 출력된 제 1신호와 제 2신호의 일정 전압 레벨을 입력받아 이를 직진로 등의 주행으로 판단하여 센서가 정상 상태임을 판단하게 된다.
하지만, 만약 스티어링 센서(30)의 출력된 제 1신호와 제 2신호의 일정 전압 레벨이 회로 고장 및 일련의 센서 고장으로 인하여 발생된 경우 전자 제어장치(ECU)(40)는 이를 스티어링 센서의 고장으로 판단하지 않기 때문에 심각한 오류를 일으키게 된다.
따라서 종래 기술에 의한 차속 센서 및 스티어링 센서는 각각의 센서에 대한 개별적인 신호 검출만으로 고장 진단을 실시하기 때문에 신뢰도가 떨어지는 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 차속 센서, 스로틀 위치 센서, 기어 위치 스위치 및 브레이크 스위치에서 검출된 신호를 토대로 차속 센서의 고장 유무를 정확하게 판단할 수 있는 차량의 차속 센서 고장 진단 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 스티어링 센서 및 수직 가속도 센서에서 검출된 신호를 토대로 스티어링 센서의 고장 유무를 정확하게 판단할 수 있는 차량의 스티어링센서 고장 진단 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 차속을 검출하는 센서의 고장 진단 방법에 있어서, 차량의 차속이 설정된 범위 이하이고 액셀레이터 패달에 의해 조절되는 스로틀 위치를 감지하는 스로틀 위치 센서의 값이 설정된 범위를 넘는지 판단하는 단계와, 차량의 차속이 설정된 범위 이하이고 스로틀 위치 센서의 값이 설정된 범위를 넘을 경우 차량의 기어 위치 스위치에서 측정된 값이 주행 조건인지를 판단하는 단계와, 기어 위치 스위치에 측정된 값이 주행 조건일 경우 브레이크 스위치에서 측정된 신호가 오프(off)인지를 판단하는 단계와, 브레이트 스위치 신호가 오프일 경우 차속 센서를 고장으로 진단하는 단계를 포함한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 조향휠 각도를 검출하는 스티어링 센서의 고장 진단 방법에 있어서, 스티어링 센서에서 검출된 제 1신호의 레벨과 제 2신호의 레벨이 변화가 없는지 판단하는 단계와, 스티어링 센서의 제 1신호의 레벨과 제 2신호의 레벨 변화가 없을 경우 차량의 수직 가속도 센서를 통해 가속도값을 측정하는 단계와, 수직 가속도 센서에서 측정된 값이 차선 변경 또는 차량 선회 조건인지를 판단하는 단계와, 수직 가속도 센서에 측정된 값이 차선 변경 또는 차량 선회 조건일 경우 스티어링 센서를 고장으로 진단하는 단계를 포함한다.
도 1은 종래 기술에 의한 차량의 전자 제어 장치를 나타낸 도면,
도 2는 종래 기술에 의한 차량의 차속 센서 고장 진단을 위한 제어 방법을 나타낸 흐름도,
도 3은 본 발명이 적용된 차량의 전자 제어 장치를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 차속 센서 고장 진단을 위한 제어 방법을 나타낸 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 차량의 스티어링 센서 고장 진단을 위한 제어 방법을 나타낸 흐름도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 차속 센서 110 : 스티어링 센서
120 : 스로틀 위치 센서 130 : G-센서
140 : 브레이크 스위치 150 : 기어 위치 스위치
160 : ECU 170 : 표시부
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명이 적용된 차량의 전자 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명이 적용된 차량 전자 제어장치(ECU)(160)는 입력 센서로서 차속 센서(100)와, 스로틀 위치 센서(TPS)(120)와, 스티어링 센서(110)와, G-센서(이하 수직 가속도 센서라 함)(130)와, 브레이크 스위치(140)와, 기어 위치 스위치(150) 등의 신호를 입력받아 이들 신호를 통해 차량의 주행 상태를 분석하여 차량내 액츄에이터(미도시함)를 제어할 뿐만 아니라 차속 센서(100) 또는 스티어링 센서(110)의 고장 유무를 진단한다. 여기서 표시부(170)는 차량의 센서 고장시 이를 표시하기 위한 부분이고 액츄에이터는 기능에 따라 모터, 솔레노이드 등으로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 차속 센서 고장 진단을 위한 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 차속 센서 고장 진단 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 차속 센서의 고장 진단에서는 차속 센서(100)와 더블어 차량의 액셀레이터 패달에 의해 조절되는 스로틀 위치를 감지하는 스로틀 위치 센서(TPS)(120)와, 브레이크 스위치(140)와, 기어 위치 스위치(150)의 신호를 상호 연관시켜 고장 진단을 실시한다.
우선, 전자 제어장치(ECU)(160)는 차속 센서(100)에서 검출된 차속이 설정된 범위, 예를 들어 3km/h이하인지를 판단한다.(S100)
S100의 판단 결과, 차속이 3km/h이하이면 전자 제어장치(ECU)(160)는 스로틀 위치 센서(TPS)(120)에서 검출된 스로틀 위치 신호가 설정된 범위, 예를 들어 40%이상 발생되는지 판단한다.(S102)
S102의 판단 결과, 스로틀 위치 센서(TPS)(120)의 신호가 40%이상을 넘을 경우 전자 제어장치(ECU)(160)는 기어 위치 스위치(150)에서 측정된 값이 중립 상태의 주행 조건인지를 판단한다.(S104)
S104의 판단 결과, 기어 위치 스위치(150)에 측정된 값이 중립 상태의 주행 조건일 경우 전자 제어장치(ECU)(160)는 브레이크 스위치(140)에서 측정된 신호가 오프(off)인지를 판단한다.(S106)
S106의 판단 결과, 브레이크 스위치(140)의 신호가 오프(off)일 경우 전자 제어장치(ECU)(160)는 설정된 시간, 예를 들어 2분 동안 브레이크 스위치(140) 신호가 오프(off) 상태를 계속 유지하는지 판단한다.(S108)
S108의 판단 결과, 2분동안 브레이크 스위치(140) 신호가 오프 상태를 유지할 경우 전자 제어장치(ECU)(160)는 차속 센서(100)의 고장으로 판단하여 이를 표시부(170)에 표시하도록 한다.(S110)
이에 반하여, 차속이 3km/h를 초과하거나, 스로틀 위치 센서(TPS)(120)에서 검출된 스로틀 위치 신호가 40%미만 발생되거나, 기어 위치 스위치(150)에서 측정된 신호가 중립 상태의 주행 조건이 아닐 경우에 전자 제어장치(ECU)(160)는 차속 센서(100)를 정상으로 판단하여 이를 표시부(170)에 표시하도록 한다. 또한 브레이크 스위치(140)에서 측정된 신호가 온(on)일 경우, 혹은 2분간 브레이크 스위치(140) 신호가 오프 상태를 유지하지 않을 경우에도 전자 제어장치(ECU)(160)는 차속 센서(100)를 정상으로 판단하여 이를 표시부(170)에 표시하도록한다.(S112)
그러므로, 본 발명에 따른 차속 센서의 고장 진단 방법은 차량의 차속 센서(100)와 더블어 스로틀 위치 센서(TPS)(120)와, 브레이크 스위치(140)와, 기어 위치 스위치(150)의 신호를 상호 연관시켜 차속 센서(100)의 고장 진단을 실시하기 때문에 그 정확성을 높일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량의 스티어링 센서 고장 진단 방법은 도 5를 참조하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 차량의 스티어링 센서 고장 진단을 위한 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 1 및 도 5를 참조하여 본 발명의 스티어링 센서 고장 진단 방법에 대해 설명한다.
먼저, 전자 제어장치(ECU)(160)는 스티어링 센서(110)에서 검출된 제 1신호의 레벨과 제 2신호의 레벨이 설정된 시간동안(예를 들어, 5분간) 변화가 없는지 판단한다.(S120∼S122)
S120 및 S122의 판단 결과, 스티어링 센서(110)의 제 1신호의 레벨과 제 2신호의 레벨 변화가 없을 경우 전자 제어장치(ECU)(160)는 차량의 수직 가속도 센서(G-센서)(130)를 통해 측정된 가속도값을 계산한다.(S124)
그리고 전자 제어장치(ECU)(160)는 수직 가속도 센서(130)에서 측정된 가속도값이 차선 변경 또는 차량 선회 조건인지를 판단한다.(S126)
S126의 판단 결과, 수직 가속도 센서(130)에 측정된 값이 차선 변경 또는 차량 선회 조건일 경우 전자 제어장치(ECU)(160)는 스티어링 센서(110)를 고장으로진단하여 이를 표시부(170)에 표시하도록 한다.(S128)
이에 반하여, 스티어링 센서(110)에서 검출된 제 1신호의 레벨과 제 2신호의 레벨 변화가 있거나, 수직 가속도 센서(130)에서 측정된 값이 차선 변경 또는 차량 선회 조건이 아닐 경우 전자 제어장치(ECU)(160)는 스티어링 센서(110)를 정상으로 진단하여 이를 표시부(170)에 표시하도록 한다.(S130)
그러므로, 본 발명에 따른 스티어링 센서 고장 진단 방법은 조향 휠의 움직임이 없어 스티어링 센서(110)에서 위상차를 갖는 제 1신호와 제 2신호 레벨이 일정 전압 레벨로 측정되더라도 수직 가속도 센서(130)를 통해 다시 차량의 수직 가속도 값을 통해 차량 상태를 판단하기 때문에 스티어링 센서(110)의 고장 또는 정상을 쉽게 판단할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 차속 센서, 스로틀 위치 센서, 기어 위치 스위치 및 브레이크 스위치에서 검출된 신호를 토대로 차속 센서의 고장 유무를 정확하게 판단할 수 있다.
또한 본 발명은 스티어링 센서 및 수직 가속도 센서에서 검출된 신호를 토대로 스티어링 센서의 고장 유무를 정확하게 판단할 수 있다.
따라서 본 발명은 차속 센서 및 스티어링 센서의 고장을 정확하게 진단할 수 있어 진단 오류로 인한 차량 신뢰성 저하를 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이가능하다.

Claims (5)

  1. 차량의 차속을 검출하는 센서의 고장 진단 방법에 있어서,
    상기 차량의 차속이 설정된 범위 이하이고 액셀레이터 패달에 의해 조절되는 스로틀 위치를 감지하는 스로틀 위치 센서의 값이 설정된 범위를 넘는지 판단하는 단계;
    상기 차량의 차속이 설정된 범위 이하이고 상기 스로틀 위치 센서의 값이 설정된 범위를 넘을 경우 상기 차량의 기어 위치 스위치에서 측정된 값이 주행 조건인지를 판단하는 단계;
    상기 기어 위치 스위치에 측정된 값이 주행 조건일 경우 상기 브레이크 스위치에서 측정된 신호가 오프(off)인지를 판단하는 단계; 및
    상기 브레이트 스위치 신호가 오프일 경우 차속 센서를 고장으로 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 차속 센서 고장 진단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차량의 차속이 설정된 범위를 초과하고 상기 스로틀 위치 센서의 값이 설정된 범위를 넘지 않을 경우, 상기 차량의 기어 위치 스위치에서 측정된 값이 주행 조건이 아닐 경우, 혹은 상기 브레이크 스위치에서 측정된 신호가 온(on)일 경우 차속 센서를 정상으로 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 차속 센서 고장 진단 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 브레이크 스위치에서 측정된 신호가 오프일 경우 소정 시간이 경과되는지를 판단하여 소정 시간이 경과되면 차속 센서를 고장으로 진단하고, 그렇지 않으면 차속 센서를 정상으로 진단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 차속 센서 고장 진단 방법.
  4. 차량의 조향휠 각도를 검출하는 스티어링 센서의 고장 진단 방법에 있어서,
    상기 스티어링 센서에서 검출된 제 1신호의 레벨과 제 2신호의 레벨이 변화가 없는지 판단하는 단계;
    상기 스티어링 센서의 제 1신호의 레벨과 제 2신호의 레벨 변화가 없을 경우 상기 차량의 수직 가속도 센서를 통해 가속도값을 측정하는 단계;
    상기 수직 가속도 센서에서 측정된 가속도값이 차선 변경 또는 차량 선회 조건인지를 판단하는 단계;
    상기 수직 가속도 센서에 측정된 값이 상기 차선 변경 또는 차량 선회 조건일 경우 상기 스티어링 센서를 고장으로 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 센서 고장 진단 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스티어링 센서에서 검출된 제 1신호의 레벨과 제 2신호의 레벨 변화가 있거나, 상기 수직 가속도 센서에서 측정된 값이 차선 변경 또는 차량 선회 조건이 아닐 경우 상기 스티어링 센서를 정상으로 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 센서 고장 진단 방법.
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