KR20110064834A - 차량고착상황 탈출을 위한 차량 제어 방법 및 제어 장치 - Google Patents

차량고착상황 탈출을 위한 차량 제어 방법 및 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것으로서, 차량이 고착상태에 있는 경우 신속하고 효율적으로 탈출할 수 있도록 하는 차량 제어 방법 및 제어 장치를 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은 차량이 TCS 제어 상태에 있더라도 차량이 고착상태에 있다고 판단되면 엔진 출력을 증가시키고 슬립량이 큰 구동 바퀴를 반복적으로 제동 제어함으로써 신속하고 효율적으로 차량이 고착 상태에서 탈출할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

Description

차량고착상황 탈출을 위한 차량 제어 방법 및 제어 장치{CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE OF VEHICLE FOR ESCAPING STUCK SITUATION}
본 발명은 차량 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것으로서, 차량이 고착상황에서 신속하고 효율적으로 탈출할 수 있도록 하는 차량 제어 방법 및 제어 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 차량 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것으로서, 차량이 고착상태에 있는 경우 신속하고 효율적으로 탈출할 수 있도록 하는 차량 제어 방법 및 제어 장치를 제공하기 위한 것이다.
일반적으로 차량의 전자 제어 시스템에서는 차량의 슬립(Slip)현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 제동 시 바퀴의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System; 이하 ABS라 한다.)과, 차량의 급발진 또는 급가동시 구동 바퀴의 슬립을 방지하는 트랙션 제어시스템(Traction Control System; 이하 TCS라 한다)과, ABS와 TCS를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행 안정성을 향상시켜주는 차량 안정성 제어 시스템(Electronic Stability Program; 이하 ESP라 한다.) 등이 있다.
이 중에서 TCS는 눈길, 빗길 따위의 미끄러지기 쉬운 노면에서 차량을 출발하거나 가속할 때 과잉의 구동력이 발생하여 구동 바퀴의 슬립을 방지하는 제어 시스템으로, 구동 바퀴의 슬립을 감지하면 엔진 출력을 떨어뜨리고 구동 바퀴를 제동함으로써 구동 휠의 슬립을 억제한다. 또한, 차량이 코너링을 할 때에는 한 쪽 구동 바퀴의 슬립을 방지함으로써 코너링 성능도 개선할 수 있다.
그러나, 눈길 또는 진흙길과 같은 험로에서 차량이 출발하거나 가속할 때에 구동 바퀴의 과도한 슬립으로 전진하지 못하고 고착(Stuck)되는 상태에서는 TCS는 큰 도움이 되지 못하였다. 즉, TCS는 구동 바퀴의 슬립을 감소시키기 위하여 엔진 출력을 떨어뜨리기 때문에 차량이 고착 상태에서 벗어나기 힘든 문제점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 차량이 고착 상황에서 신속하고 효율적으로 탈출할 수 있도록 하는 차량 제어 방법 및 제어 장치을 제공하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량 제어방법은 차량이 TCS 제어상태에 있는지 판단하고, 차량이 TCS 제어상태에 있다고 판단되면 차량이 고착상태에 있는지 판단하고, 차량이 고착상태에 있다고 판단되면 엔진의 출력을 증가시켜 차량이 고착상태에서 탈출할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이때, 차량의 속도가 일정시간 이상 기준속도 이하로 유지되는 경우에 차량 이 고착상태에 있는 것으로 판단한다.
본 발명의 차량 제어방법은 위의 제어에 차량이 고착상태에 있다고 판단되면 슬립이 발생한 구동바퀴의 슬립량을 감소시키도록 슬립이 발생한 구동바퀴를 반복적으로 제동 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량 제어장치는 차량이 고착상태에 있는지를 판단하는 차량고착상태판단부, 엔진제어부를 포하하는 제어부를 포함하고, 제어부에 의해 차량이 TCS 제어상태에서 차량이 고착상태에 있다고 판단되면 엔진제어부는 엔진의 출력을 증가시켜 차량이 고착상태에서 탈출할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
이때, 제어부는 제동제어부를 더 포함하고 제어부에 의해 차량이 TCS 제어상태에서 차량이 고착상태에 있다고 판단되면 제동제어부는 슬립이 발생한 구동바퀴의 슬립량을 감소시키도록 슬립이 발생한 구동바퀴를 반복적으로 제동 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면 TCS 제어 중에 차량이 고착 상태라고 판단되면 차량의 엔진 출력을 증가시키고 제동 제어 가압량을 증가시켜 좌우 휠을 교번적으로 제동시킴으로써 차량이 고착 상황에서 신속하고 효율적으로 탈출할 수 있게 된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 제어 장치의 개략적인 블록도이다. 차량 제어 장치는 차량운행상태 검출부(100)와 제어부(110)와 엔진(116) 및 제동부(118)을 포함하여 구성된다. 차량운행상태 검출부(100)는 바퀴속도센서(102), 차량속도센서(104), 타이머(106), 차량고착상태 판단부(108)를 포함하며, 제어부(110)는 엔진제어부(112)와 제동제어부(114)를 포함한다.
차량운행상태 검출부(100)는 후술되는 센서들에 의해 검출된 바퀴속도와 차량 속도 및 차량고착상태를 제어부로 전달하는 역할을 수행한다. 바퀴속도센서(102)는 차량의 각 구동 바퀴의 속도를 검출하며, 차량속도센서(104)는 차량의 운행 속도를 검출한다. 타이머(106)는 차량속도센서(104)에서 검출된 차량속도를 제1기준속도와 비교하여 차량속도가 제1기준속도보다 작은 경우 그 시간을 계속 카운트한다.
차량고착상태 판단부(108)는 차량속도센서(104)로부터 검출된 차량속도와 타이머(106)로부터 검출된 시간을 이용하여 차량이 고착상태에 있는지를 판단하게 된다. 즉, 차량속도센서(104)로부터 검출된 차량속도가 제1기준속도보다 작다고 판단되는 경우에는 차량이 제대로 전진하지 못하는 고착상태로 진입하는 경우라고 판단하는 것이다. 이때, 제1기준속도는 가변적으로 설정될 수 있으나 통상 5Km/h 정도가 바람직하다. 이와 같이 차량이 고착상태에 진입한 경우라고 판단되면 타이머(106)에 의해서 검출된 시간이 기준시간 이상인 경우에 차량이 고착상태에 있다고 최종적으로 판단하게 된다. 이때, 기준시간은 가변적으로 설정될 수 있다.
제어부(110)는 차량운행상태 검출부(100)로부터 바퀴속도와 차량속도 및 차량고착상태에 대한 정보를 수신하여 각종 장치들을 제어한다. 제어부(110)는 차량 이 TCS 제어상태인지를 검출하고, 차량운행검출부(100)로부터 수신된 바퀴속도와 차량속도를 이용하여 바퀴 슬립량을 검출하고, 차량고착상태 판단부(108)에서 차량이 고착상태에 있다는 정보가 수신되면 제어부(110) 내의 엔진제어부(112)와 제동제어부(114)는 각각 엔진(116)과 제동부(118)을 제어하여 차량이 고착상태에서 탈출할 수 있도록 제어하게 된다. 구체적인 제어방법은 다음과 같다.
엔진제어부(112)는 차량이 고착상태에서 탈출하기 위해서는 큰 엔진 출력이 필요하므로 목표 바퀴 슬립량을 증가시켜 엔진 토크량을 증가시키는 제어명령을 송신하여 엔진(116)을 제어한다.
제동제어부(114)는 차량이 고착상태에서 탈출하기 위해서는 각 구동 바퀴의 슬립량을 감소시켜야 하므로 슬립량이 큰 구동 바퀴의 제동 토크량을 증가시켜 제동시킨다. 전륜 또는 후륜 구동 시스템에서 슬립량을 감소시키기 위하여 좌측 및 우측 구동 바퀴의 한 쪽을 제동시키는 경우 차동 구조에 의하여 다른 한 쪽이 다시 슬립량이 증가되므로, 반복적으로 슬립량이 커지는 바퀴를 제동 제어하게 된다. 4륜 구동 시스템에서는 4개의 각 구동 바퀴의 슬립량을 감소시키도록 독립적으로 각 구동바퀴를 제동할 수 있다.
또한, 위에서는 차량을 고착상태에서 탈출시키기 위하여 엔진(116) 및 제동부(118)를 모두 제어하였지만 상황에 따라서는 엔진(116)을 제어하여 엔진 출력을 증가시키는 것만으로도 차량을 고착상태에서 탈출시킬 수 있는 경우도 있을 수 있다. 따라서, 차량 제어 장치의 설계시에 차량이 고착상태에 있다고 판단되는 경우 엔진제어부(112)를 통하여 엔진(116)의 출력을 증가시키는 제어만 수행하도록 할 수 도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 제어 방법의 순서도이다. 먼저, 제어부(110)는 차량이 TCS 제어 상태인가를 판단한다.(200) 차량이 TCS 제어 상태가 아니라고 판단되면 후술되는 차량의 고착상태 탈출을 위한 제어가 행해지지 않는다. 이 경우에는 구동 바퀴의 슬립량이 증가함에 따른 TCS 제어에 의한 엔진 출력량의 감소 현상이 없기 때문이다. 물론, TCS 제어상태가 아니라도 별도로 엔진 출력을 제어하거나 구동 바퀴의 제동 제어를 수행할 수 있도록 설계할 수도 있음은 자명하다.
차량이 TCS 제어 상태라고 판단되면 차량속도센서(104)에서 측정된 차량속도가 제1기준속도보다 작은지를 판단한다.(202) 차량속도가 제1기준속도보다 큰 경우에는 차량이 고착상태에 진입하지 않은 경우이므로 차량의 고착상태 탈출을 위한 제어가 행해지지 않는다. 차량속도가 제1기준속도보다 작은 경우에는 차량이 고착상태에 진입한 것으로 판단하고 타이머(106)는 차량속도가 제1기준속도보다 작은 상태가 유지되는 시간을 카운트하게 된다.(204)
차량고착상태 판단부(108)는 이 카운트된 시간이 기준시간보다 작은지를 판단한다.(206) 카운트된 시간이 기준시간보다 작은 경우에는 일시적으로 차량이 전진하지 못하는 경우로 차량이 고착상태에 빠진 것이 아닌 경우이므로 차량의 고착상태 탈출을 위한 제어가 행해지지 않는다.
차량고착상태 판단부(108)는 카운트된 시간이 기준시간보다 큰 경우에는 차량이 고착상태에 있는 경우로 판단하고 다시 차량속도가 제2기준속도보다 큰지 판 단한다.(208) 차량속도가 제2기준속도보다 큰 경우에는 차량이 전진하는 경우로 차량이 고착상태에 빠진 것이 아닌 경우이므로 차량의 고착상태 탈출을 위한 제어가 행해지지 않는다.
차량속도가 제2기준속도보다 작은 경우라고 판단되면 제어부(110)는 차량이 고착상태에 있다고 최종적으로 판단하여 차량고착상태 탈출을 위한 제어를 수행한다. 즉, 제어부(110)는 엔진제어부(112)와 제동제어부(114)를 통하여 엔진(116) 및 제동부(118)를 제어하게 된다.
엔진제어부(112)는 차량이 고착상태에서 탈출하기 위해서는 큰 엔진 출력이 필요하므로 목표 바퀴 슬립량을 증가시켜 엔진 토크량을 증가시키는 제어명령을 송신하여 엔진(116)을 제어한다.
제동제어부(114)는 차량이 고착상태에서 탈출하기 위해서는 각 구동 바퀴의 슬립량을 감소시켜야 하므로 슬립 상태에 있는 구동 바퀴의 제동 토크량을 증가시켜 제동시킨다. 전륜 또는 후륜 구동 시스템에서 슬립량을 감소시키기 위하여 좌측 및 우측 구동 바퀴의 한 쪽을 제동시키는 경우 차동 구조에 의하여 다른 한 쪽이 다시 슬립량이 증가되므로, 이 경우에는 반복적으로 슬립량이 커지는 바퀴를 제동제어하게 된다. 4륜 구동 시스템에서는 4개의 각 구동바퀴의 슬립량을 감소시키도록 독립적으로 각 구동바퀴를 제동할 수 있다.
이와 같은 방법 및 장치에 의하여, 차량이 TCS 제어 상태에 있는 중이라도 차량이 고착상태에 있다고 판단되면, 엔진 출력을 증가시키고 슬립량이 큰 구동 바퀴를 반복적으로 제동제어함으로써 신속하고 효율적으로 차량을 고착상태에서 탈출 시킬 수 있게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 제어장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 제어 방법의 순서도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
100: 차량운행상태 검출부 102: 바퀴속도센서
104: 차량속도센서 106: 타이머
108: 차량고착상태 판단부 110: 제어부
112: 엔진제어부 114: 제동제어부
116: 엔진 118: 제동부

Claims (5)

  1. 차량이 TCS 제어상태에 있는지 판단하고,
    상기 차량이 TCS 제어상태에 있다고 판단되면 상기 차량이 고착상태에 있는지 판단하고,
    상기 차량이 고착상태에 있다고 판단되면 엔진의 출력을 증가시켜 차량이 고착상태에서 탈출할 수 있도록 하는 차량 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량이 고착상태에 있는지 판단하는 것은,
    상기 차량의 속도가 일정시간 이상 기준속도 이하로 유지되는 경우에 차량이 고착상태에 있다고 판단하는 것인 차량 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차량이 고착상태에 있다고 판단되면 슬립이 발생한 구동바퀴의 슬립량을 감소시키도록 슬립이 발생한 상기 구동바퀴를 반복적으로 제동 제어하는 것을 더 포함하는 차량 제어 방법.
  4. 차량이 고착상태에 있는지를 판단하는 차량고착상태 판단부; 및
    엔진제어부를 포함하는 제어부를 포함하고,
    상기 차량고착상태 판단부로부터 제어 신호를 수신 받아 상기 제어부에 의해 상기 차량이 TCS 제어상태에서 차량이 고착상태에 있다고 판단되면 상기 엔진제어부는 엔진의 출력을 증가시켜 차량이 고착상태에서 탈출할 수 있도록 하는 차량 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 제동제어부를 더 포함하고,
    상기 차량고착상태 판단부로부터 제어 신호를 수신 받아 상기 제어부에 의해 상기 차량이 TCS 제어상태에서 차량이 고착상태에 있다고 판단되면 상기 제동제어부는 슬립이 발생한 구동바퀴의 슬립량을 감소시키도록 슬립이 발생한 상기 구동바퀴를 반복적으로 제동 제어하는 것을 더 포함하는 차량 제어장치.
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