KR20040094015A - 센서의 고장검출 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 주행시의 움직임 정보를 감지하기 위한 센서에 관한 것으로, 상세하게는 센서에 초기 전원인가시 센서 안정화 시간에 센서에서 출력하는 전압값을 감지하여 센서의 이상유무를 수행하는 센서의 고장검출 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래에는 차량의 주행중에 미리 설정된 값 이상 또는 미만의 값을 요레이트 센서가 출력하면 사용자에게 경고를 표시해 주거나, 또는 단순히 요레이트 센서의 오차값만을 보정하여 주는 방안만이 모색되었는데, 주행중에 요레이트 센서의 고장 또는 이상동작으로 인해 사용자에게 경고를 표시하면 주행을 멈추고 고장수리를 위한 번거러운 동작을 수행하여야 할 뿐만 아니라, 고장수리를 위해 정비소에 입고하여도 단순히 요레이트 센서를 교체하여 줌으로써 근본적인 원인은 검출하지 못하는 문제점이 있는 것이다.

이에 본 발명에서는 센서에 초기 전원인가시 센서 안정화 시간에 센서에서 출력하는 전압값을 감지하여 센서의 이상유무를 수행하는 센서의 고장검출 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

Description

센서의 고장검출 방법 및 장치{The error detecting method and detector of sensor}

본 발명은 차량 주행시의 움직임 정보를 감지하기 위한 센서에 관한 것으로, 상세하게는 센서에 초기 전원인가시 센서 안정화 시간에 센서에서 출력하는 전압값을 감지하여 센서의 이상유무를 수행하는 센서의 고장검출 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 슬립현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS : Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS:Brake Traction Control System)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(ESP : Electronic stability program) 등이 개시되어 있다.

ESP는 위험한 운전상황에서 자동차 스스로 브레이크를 밟거나 엔진토크를 제어해서 위험으로부터 벗어나게 하는 장치로써, ABS가 브레이크를 직접 밟아야 효과를 발휘하고 또 제동하는 과정에서만 효과를 발휘하는 장치라면, ESP는 운전자가 브레이크를 밟지 않아도 스스로 최적의 차량운전을 찾아주는 장치이다.

일예를 들어 운전자가 통제하기 어려운 속도로 선회를 하고 있을 경우, 자동차에 장착된 ESP는 센서를 통해 얻어진 차량운동량과 추정을 통해 얻어진 노면상태 등을 이용해 정해진 안정기준값보다 실제 차량 운동량이 클 경우 적절한 차륜으로 제어함으로 차량의 안정성을 확보해 준다.

즉, 후륜에서 먼저 타이어와 노면사이에 접착한계에 도달하면 오버스티어 현상이 나타난다. 이때 ESP는 전륜의 제동장치를 제어함으로서 전륜에 의해 발생하는 과도한 선회 모멘트를 줄여준다. 반대로 전륜에서 먼저 타이어와 노면의 접착한계에 도달하면 언더스티어 현상이 발생한다. 이때 차량은 미끄러지면서 정상적인 선회반경을 넘어서게 된다. ESP는 이러한 현상 모두를 제어하여 위급한 상황에서 운전자가 원하는 방향으로 차량을 제어하여 안정성과 조향성을 유지시켜 주는 시스템이다.

상기와 같은 ESP 시스템에서 요레이트 센서(Yaw rate sensor)는 차량의 선회정도 즉, 차량의 선회주행시 선회정도를 검출하여 ESP 차량의 급선회시 ESP 시스템 동작의 중요한 차량 동작 정보가 되는 것이다.

이러한 ESP 시스템이 동작중에 요레이트 센서의 고장 또는 에러에 의해 요레이트 정보가 입력되지 않거나, 불량정보가 입력되면 차량의 주행제어를 수행하는 ESP 시스템은 오동작을 일으킬 문제가 발생하였고, 주행중 ESP 시스템의 오동작은 큰 사고를 유발할 문제점을 가지고 있는 것이다.

이에 종래에는 차량의 주행중에 미리 설정된 값 이상 또는 미만의 값을 요레이트 센서가 출력하면 사용자에게 경고를 표시해 주거나, 또는 단순히 요레이트 센서의 오차값만을 보정하여 주는 방안만이 모색되었는데, 주행중에 요레이트 센서의 고장 또는 이상동작으로 인해 사용자에게 경고를 표시하면 주행을 멈추고 고장수리를 위한 번거러운 동작을 수행하여야 할 뿐만 아니라, 고장수리를 위해 정비소에 입고하여도 단순히 요레이트 센서를 교체하여 줌으로써 근본적인 원인은 검출하지 못하는 문제점이 있는 것이다.

이에 본 발명에서는 센서에 초기 전원인가시 센서 안정화 시간에 센서에서 출력하는 전압값을 감지하여 센서의 이상유무를 수행하는 센서의 고장검출 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 일실시예의 요레이트 센서 고장검출 장치를 보인 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 바람직한 일실시예의 요레이트 센서 고장검출 방법을 보인 플로우 챠트.

도 3은 일반적인 요레이트 센서의 초기 동작전원 투입시 출력 안정화를 설명하기 위한 그래프.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 요레이트 센서 20 : 제어부

30 : 제동 액튜에이터 40 : 엔진 출력부

50 : 디스플레이부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 센서에 전원을 인가하는 단계, 센서의 출력이 설정범위 이상인가 판단하는 단계, 설정범위 이상이면 에러신호를 출력하고 종료하며, 설정범위내이면 차량의 움직임 정보를 검출하는 단계, 검출된 움직임 정보에 따른 센서의 출력전압이 설정범위 이상인가 판단하는 단계, 설정범위 이상이면 에러신호를 출력, 종료하고, 설정범위 이내이면 리턴하는 단계로 수행된다.

상기와 같은 과정을 수행하기 위한 본 발명의 장치는 센서의 출력전압을 감지하여 설정범위 이상의 출력이 감지되면 이상신호를 발생하는 출력감지부와, 상기 출력감지부의 이상신호를 입력하여 에러신호를 출력하는 에러신호 발생부를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 일실시예의 요레이트 센서 고장검출 장치를 보인 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 바람직한 일실시예의 요레이트 센서 고장검출 방법을 보인 플로우 챠트이다.

먼저, 도 1을 참조하여 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

차량의 선회 주행시 선회정도를 감지하기 위한 요레이트 센서(10)와, 상기 요레이트 센서(10)에서 출력하는 선회정도를 입력하여 차량의 선회주행 제어를 수행하는 제어부(20)와, 상기 제어부(20)의 제어신호에 따라 각 차륜의 휠 실린더에 공급되는 유압을 조절하는 제동 액튜에이터(30)와, 상기 제어부(20)의 제어신호에 따라 엔진의 구동력을 제어하는 엔진출력부(40)와, 상기 제어부(20)에서 출력하는 에러신호를 입력하여 사용자에게 고장발생을 디스플레이하여 주기 위한 디스플레이부(50)로 구성된다.

상기 제어부(20)는 상기 요레이트 센서(10)에서 선회 정도에 따라 출력되는 전압값을 입력하여 차량의 요레이트값을 연산하는 요레이트 연산부(21)와, 상기 요레이트 센서(10)에서 선회정도에 따라 출력되는 전압값을 입력하여 설정범위 이상의 전압값이 감지되면 이상신호를 발생하는 출력감지부(23)와, 상기 출력감지부(23)에서 출력되는 이상신호를 입력하여 에러신호를 발생하는 에러신호 발생부(24)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 센서의 고장검출 방법은 도 2의 플로우 챠트를 이용하여 설명한다.

요레이트 센서에 동작전원을 인가하는 단계, 상기 동작전원 인가후 센서에서 출력하는 전압이 설정범위 이상인지 판단하는 단계, 설정범위 이상이면 에러신호를 발생하고 설정범위 이내이면 차량의 주행선회 정도를 검출하는 단계, 상기 검출된 선회정도에 따라 출력하는 전압이 설정범위 이상인지 판단하는 단계, 설정범위 이상이면 에러신호를 발생하고 설정범위 이내이면 리턴하는 단계로 수행된다.

이하 본 발명의 상세한 동작을 일예를 들어 설명하면 다음과 같다.

통상 요레이트 센서의 출력은 차량의 운동이 없을 경우, 즉 정차나 주차시에는 2.5[V]정도의 전압을 출력하며, 주행시에는 0~5[V]의 범위내에서 전압을 출력하게 되는 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 최초 동작 전원이 투입되면 상기 0~5[V]범위에서 과도현상을 보이다가 일정시간이 흐르면 2.5[V]로 수렴되는 것을 알수 있다.

요레이트 센서(10)에 초기 동작전원이 인가되면 제어부(20)의 출력감지부(23)는 요레이트 센서(10)에서 출력하는 과도단계의 전압값, 즉 최초 동작전원이 입력되어 요레이트 센서(10)에서 기준전압값을 출력할 때까지 출력하는 전압값을 입력하여 그 전압값이 설정범위 이상의 값인지 판단하게 된다.

상기 출력되는 과도단계의 전압값이 설정범위 이상이면 출력감지부(23)는 이상신호를 출력하게 되고, 에러신호 발생부(24)는 상기 출력감지부(23)의 이상신호가 입력되면 이를 감지하여 에러 신호를 발생, ESP 제어부(22) 및 디스플레이부(50)에 출력하여 사용자에게 이를 알리게 되는 것이다. 상기 과도단계의 전압값이 설정범위 이내이면 요레이트 센서(10)는 본연의 목적인 차량의 선회정도를 검출하게 되는데, 상기에서 설명한 바와 같이 미니멈(Min)과 맥시멈(Max) 사이의 전압값에서 선회정도에 대응되는 전압값을 출력하게 되는 것이다. 이때, 출력감지부(23)에서는 다시 상기 선회정도에 대응되는 전압값을 감지하여, 감지된 전압값이 설정범위 이상인가를 판단하게 된다.

설정범위 이상이면 출력감지부(23)는 이상신호를 출력하게 되고, 에러신호발생부(24)는 상기 출력감지부(23)에서 출력하는 이상신호를 입력하여 ESP 제어부(22) 및 디스플레이부(50)에 에러신호를 출력, 사용자에게 이를 알리게 되고,

설정범위 이내이면 출력감지부(23)는 상기 선회정도에 대응되게 출력하는 요레이트 센서(10)의 출력값을 계속 감시하게 되는 것이다.

상기에서와 같이 본 발명에서는 센서의 초기 동작전원 투입시 발생하는 과도 안정화 전압의 특성을 고려하여 에러발생 유무를 판단함으로써 조기에 센서의 불량 및 오결선 등의 문제를 쉽게 파악할 수 있으며, 센서의 동작시에도 에러발생 유무를 수행하여 안정성 있는 동작을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 차량의 움직임 정보를 감지하기 위한 다수개의 센서가 구비된 차량의 센서 고장검출 방법에 있어서,

   상기 센서에 동작전원을 투입하여 발생하는 과도현상 출력이 설정범위 이상인가 판단하는 단계,

   상기 단계에서 설정범위 이상이면 에러로 판단하는 단계로 수행됨을 특징으로 하는 센서의 고장검출 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 과도현상 출력이 설정범위 이상인가 판단하는 단계에서, 설정범위 이내로 판단되면 차량의 움직임 정보를 검출하고, 검출된 움직임 정보에 대응되는 센서의 출력이 설정된 범위 이상인지 판단하여, 설정 범위 이상이면 에러로 판단하는 단계를 더 포함하는 센서의 고장검출 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 센서는 요레이트 센서이고, 차량의 움직임 정보는 요레이트 임을 특징으로 하는 센서의 고장검출 방법.
4. 차량의 움직임 정보를 감지하기 위한 다수개의 센서가 구비된 차량의 센서고장검출 장치에 있어서,

   상기 센서에 동작전원을 투입하여 발생하는 과도현상 출력이 설정범위 이상인가 판단하여, 설정범위 이상이면 에러신호를 발생하는 제어부를 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 센서의 고장검출 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제어부는 센서에서 감지하는 차량의 움직임 정보에 따라 출력되는 전압값을 입력하여 설정범위 이상의 전압값이 감지되면 이상신호를 발생하는 출력감지부)와, 상기 출력감지부에서 출력되는 이상신호를 입력하여 에러신호를 발생하는 에러신호 발생부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 센서의 고장검출 장치.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 센서는 요레이트 센서이고, 차량의 움직임 정보는 요레이트임을 특징으로 하는 센서의 고장검출 장치.