KR20090131910A - 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법 - Google Patents

자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 시스템의 모델을 이용하여 고장을 진단하는 방법에 관한 것으로, 최소의 컴퓨팅 파워를 사용하여 자동차 시스템의 고장을 검출하고 진단하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은 자동차 시스템의 제어 알고리즘을 수행하는 중에 시스템 모델들을 이용하여 고장을 진단하는 방법에 있어서, 상기 자동차 시스템의 고장이 의심되는 경우, 상기 모델들의 추정 압력 값과 상기 자동차 시스템에 마련된 압력센서의 출력데이터를 저장하는 단계; 상기 저장된 압력센서의 출력데이터와 상기 모델들의 추정 압력 값을 비교하여 상기 자동차 시스템의 고장을 검출하는 단계; 및 상기 자동차 시스템의 고장이 검출된 경우, 상기 자동차 시스템의 제어 알고리즘을 중지하고 고장진단 프로세스를 수행하는 단계;를 포함한다.

Description

자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법{Method to diagnose trouble based on model of vehicle system}
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법을 설명하기 위한 제어 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법의 동작 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 센서부 20 : 제어부
22 : 모델저장부 30 : 유압조절부
40 : 파워공급부
본 발명은 자동차 시스템의 모델을 이용하여 고장을 진단하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최소의 컴퓨팅 파워를 사용하여 자동차 시스템의 고장을 진단하는 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법에 관한 것이다.
최근 들어, 자동차는 하이브리드(Hybrid) 자동차, 드라이브 보조 시스 템(Drive Assistance System)이 장착된 자동차와 같이 복잡한 시스템으로 발전하고 있다. 이러한 시스템에서는 고장이 발생할 경우 시스템의 안정성과 신뢰성에 치명적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 신뢰성을 확보하기 위해 다수의 실제 시스템 모델을 이용하여 고장을 진단하는 모델기반 고장진단방법이 반드시 필요하다.
자동차 시스템의 경우 매우 복잡한 모델로 구성되어 있어 모델기반 고장진단방법을 수행하는데 많은 컴퓨팅 파워(Computing Power)가 필요하며, 더욱이 종래 모델기반 고장진단방법은 고장을 검출하고 진단하는 동작을 동시에 수행하기 때문에 하이브리드(Hybrid) 자동차, 드라이브 보조 시스템(Drive Assistance System)이 장착된 자동차와 같은 시스템에 적용하기 위해서는 많은 컴퓨팅 파워가 필요하였다.
그러나, 자동차에 적용되는 시스템은 낮은 가격과 작은 사이즈(중량)가 요구되어 많은 컴퓨팅 파워를 사용하기 어려운 실정이다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 최소의 컴퓨팅 파워를 사용하여 고장을 검출하고 진단할 수 있는 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동차 시스템의 제어 알고리즘을 수행하는 중에 시스템 모델들을 이용하여 고장을 진단하는 방법에 있어서, 상기 자동차 시스템의 고장이 의심되는 경우, 상기 모델들의 추정 압력 값과 상기 자동차 시스템에 마련된 압력센서의 출력데이터를 저장하는 단계; 상기 저장된 압력센서의 출력데이터와 상기 모델들의 추정 압력 값을 비교하여 상기 자동차 시스템의 고장을 검출하는 단계; 및 상기 자동차 시스템의 고장이 검출된 경우, 상기 자동차 시스템의 제어 알고리즘을 중지하고 고장진단 프로세스를 수행하는 단계;를 포함한다.
상기 고장진단 프로세서는 상기 자동차 시스템의 고장 검출 후에 수행되는 것으로, 상기 저장된 데이터를 이용하여 상기 모델들의 각 변수를 변화시켜가면서 상기 모델들을 시뮬레이션하는 것을 특징으로 한다.
상기 변수는 스프링 계수 및 입력되는 유압의 양을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법을 설명하기 위한 제어 구성도로서, 다수의 센서와 각 휠의 제동력을 제어하기 위한 엑츄에이터인 유압제어장치를 예로 들어 설명한다.
도 1에서, 본 발명의 자동차 시스템은 센서부(10), 제어부(20), 유압조절부(30) 및 파워공급부(40)를 포함한다.
센서부(10)는 유압조절부(30)에 의하여 조절되는 각 부위에 설치되어 유압을 감지하는 다수의 압력센서를 포함한다.
제어부(20)는 센서부(10)로부터 입력되는 각 압력센서의 출력데이터에 기초하여 유압조절부(30)를 제어하는 것으로, 각 압력센서의 출력데이터와 각 모델들의 추정 압력값을 비교하여 그 비교결과에 따라 자동차 시스템의 고장을 검출하고, 고장 검출 후에 고장진단 프로세스를 수행함으로서 최소의 컴퓨팅 파워를 사용하여 시스템의 고장을 검출하고 진단할 수 있도록 제어한다.
또한, 제어부(20)에는 각 압력센서별로 추정 압력값을 산출하기 위한 모델을 복수 개 구비하며, 각 압력센서의 실제 출력데이터는 하나일지라도 그에 대응하는 모델을 복수 개 마련하고 있는 모델저장부(22)가 마련되어 있다.
유압조절부(30)는 제어부(20)로부터 출력되는 제동신호에 따라 각 휠 실린더에 공급되는 유압의 양을 조절하여 자동차 시스템의 신뢰성을 확보한다.
파워공급부(40)는 자동차 시스템의 고장 검출과 진단을 수행하기 위해 필요한 컴퓨팅 파워를 공급한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법의 동작 흐름도로서, 자동차 시스템의 제어 알고리즘을 수행하는 중에 시스템 모델들을 이용하여 고장을 진단하는 방법에 관한 것이다.
도 2에서, 제어부(20)는 자동차 시스템의 제어 알고리즘을 수행하는 중에 시스템 모델을 이용하여 고장을 진단하는 모델기반 고장진단을 개시하고(100), 자동차 시스템의 고장이 의심되는지를 판단한다(102).
자동차 시스템의 고장이 의심되는지를 판단하는 방법은, 종래 모델기반 고장진단방법에서 일반적으로 사용하는 방법이므로 상세한 설명을 생략한다.
단계 102의 판단결과, 자동차 시스템의 고장이 의심되는 경우 제어부(20)는 현재의 제어상태 및 모델저장부(22)에 마련된 각 모델들의 추정 압력 값들과 센서 부(10)로부터 입력되는 각 압력센서의 출력데이터를 저장한다(104).
이후, 제어부(20)는 각 압력센서의 출력데이터와 각 모델들의 추정 압력값을 비교하여 그 비교결과에 따라 자동차 시스템의 고장을 검출하여(106), 고장이 검출된 경우 자동차 시스템의 제어 알고리즘 수행을 중지한다(108).
고장이 검출되어 제어 알고리즘을 수행하지 않으면, 제어부(20)는 단계 104에서 저장된 데이터들을 이용하여 모델들의 각 변수(스프링 계수, 입력되는 유압의 양 등)를 변화시켜가면서 각 모델들을 시뮬레이션하는 고장진단 프로세스를 고장 검출 후에 수행한다(110).
이와 같이, 고장 검출 후에 각 모델들을 시뮬레이션하는 고장진단 프로세스를 수행할 경우 제어부(20)는 파워공급부(40)로부터 공급되는 컴퓨팅 파워를 최소한으로 적게 사용할 수 있다. 이는 종래 고장진단 프로세스가 고장 검출과 동시에 수행되므로 많은 컴퓨팅 파워가 필요하였던 문제를 해결한 것이다.
이후, 제어부(20)는 단계 110의 시뮬레이션 결과를 고장이 발생했을 때 저장된 압력센서의 출력데이터와 비교하여 시뮬레이션 결과와 압력센서의 출력데이터가 동일한가를 판단한다(112).
단계 112의 판단결과, 시뮬레이션 결과와 압력센서의 출력데이터가 동일하지 않은 경우 단계 110으로 피드백하여 고장진단 프로세서를 계속해서 수행한다.
한편, 단계 112의 판단결과, 시뮬레이션 결과와 압력센서의 출력데이터가 동일한 경우 해당 압력센서가 고장이라고 진단하고 고장진단을 완료한다(114).
상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법에 의하면, 최소의 컴퓨팅 파워를 사용하면서도 자동차 시스템의 고장을 검출하고 진단할 수 있으며, 고장위치까지 정확히 찾아내어 고장의 정확한 원인분석도 가능하다는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 자동차 시스템의 제어 알고리즘을 수행하는 중에 시스템 모델들을 이용하여 고장을 진단하는 방법에 있어서,
    상기 자동차 시스템의 고장이 의심되는 경우, 상기 모델들의 추정 압력 값과 상기 자동차 시스템에 마련된 압력센서의 출력데이터를 저장하는 단계;
    상기 저장된 압력센서의 출력데이터와 상기 모델들의 추정 압력 값을 비교하여 상기 자동차 시스템의 고장을 검출하는 단계; 및
    상기 자동차 시스템의 고장이 검출된 경우, 상기 자동차 시스템의 제어 알고리즘을 중지하고 고장진단 프로세스를 수행하는 단계;를 포함하는 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고장진단 프로세서는 상기 자동차 시스템의 고장 검출 후에 수행되는 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고장진단 프로세스는 상기 저장된 데이터를 이용하여 상기 모델들의 각 변수를 변화시켜가면서 상기 모델들을 시뮬레이션하는 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변수는 스프링 계수 및 입력되는 유압의 양을 포함하는 자동차 시스템의 모델기반 고장진단방법.
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