KR20150062748A - Epb를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법은 수동변속기의 각 단의 기어비(R(k))를 산출한 후, 일정 시간(T) 동안의 기어비 평균(Ra(k)) 및 기어비 표준편차(SR(k))를 산출하여 안정된 기어 체결 상태의 학습 기어비(R(k))를 산출하는 단계(S110); 및 상기 학습 기어비(R(k))를 통해 중립 기어 스위치와 클러치 위치 센서의 고장을 진단하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.

Description

EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법{Manual transmission Error Diagnosing Method for Vihicle having Electric Parking Brake}

본 발명은 수동변속기의 오류 진단 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 전기식 주차 브레이크(EPB)가 구비된 차량에 있어서 클러치 위치센서와 중립기어 스위치가 변속기와 갖는 차량 동력학적 거동 관계를 바탕으로 수동변속기의 오류를 진단할 수 있는 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기식 주차 브레이크(Eletric parking brake; 이하 'EPB'라 칭함)는 간단한 스위치 조작을 통해 자동으로 주차 브레이크를 작동 및 해제시키는 시스템으로 비상 제동과 엔진 정지 시 주차 브레이크 자동 체결 및 경사로에서의 밀림방지 등 여러 기능을 제공하여 운전자에게 편의성과 안전성을 주는 시스템이다.

이러한 종래 EPB 시스템은 주차 케이블을 이완시키거나 당기는 구동모터와, 구동모터가 정회전 또는 역회전되도록 제어하는 전자제어유닛 및 전자제어유닛에 운전자에 의한 구동명령이 입력되도록 하는 EPB 스위치부를 포함한다.

전자제어유닛은 CAN(Controller Area Network)을 통해 기타 다른 시스템의 전자제어유닛으로부터 관련 정보를 입력받고, 운전자의 의도를 파악한 후 구동모터를 구동시킨다. 구동모터의 구동으로 주차 케이블의 구동 기어가 작동하고 주차 케이블을 당겨 차량을 안정되게 유지시킨다. 이때 주차 케이블의 장력은 제동력 감지 센서가 감지해 차량의 조건 및 차량의 경사도에 따라 적절한 제동력이 가해지도록 제어하므로 주차 케이블의 내구성 향상 및 간극 조정 등의 영향을 받지 않는다.

이와 같은 EPB는 운전자에게 다양한 편의성을 제공할 수 있으나, 차량의 주행 중 비정상 신호 등에 의해 비정상 작동될 경우 차량의 급제동이나 급회전 등의 차량 안정성에 심각한 문제를 야기하는 문제점이 있었는 바, 주요 입력 신호에 대한 전기적 단선/단락 이와의 기능상의 고장을 판단하는 지능화된 알고리즘이 요구된다.

그 중, 수동변속 차량에서 중립기어 신호 및 클러치 위치 센서에 대한 기능 고장 알고리즘의 불확실성이 높아 보다 진단 성능이 향상된 알고리즘이 요구되는 실정이다.

한국공개특허공보 제2013-0053674호(출원일 : 2011.11.16)

본 발명은 차량 동력학적 거동을 고려한 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법은 수동변속기의 각 단의 기어비(R(k))를 산출한 후, 일정 시간(T) 동안의 기어비 평균(Ra(k)) 및 기어비 표준편차(SR(k))를 산출하여 안정된 기어 체결 상태의 학습 기어비(R(k))를 산출하는 단계(S110); 및 상기 학습 기어비(R(k))를 통해 중립 기어 스위치와 클러치 위치 센서의 고장을 진단하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 학습 기어비(R(k)) 산출단계(S110)는 클러치 체결 및 중립기어 Off인 상태에서, 일정시간 동안의 통계적 평균치와 표준편차를 산출하여 안정된 기어 체결 상태의 학습 기어비(R(k))를 산출할 수 있다.

또한, 상기 고장 진단 단계(S120)는 상기 학습 기어비(R(k))와 기어박스의 출력속도(No)의 곱셈값과 엔진회전수(Ne)를 비교하여 상기 수동변속기의 기어단의 동기 또는 비동기를 확인할 수 있다.

또한, 상기 수동변속기의 기어단의 동기가 확인된 경우, 상기 중립기어가 On 상태이면 중립기어 센서의 고장이 진단되고, 상기 클러치가 비체결 상태이면 클러치 위치 센서의 고장이 진단될 수 있다.

한편, 상기 수동변속기의 기어단의 비동기가 확인된 경우, 상기 중립기어가 OFF 상태이고 상기 클러치가 체결 상태이면 중립기어 센서 또는 클러치 위치 센서의 고장이 진단될 수 있다.

본 발명의 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법에 따르면 수동변속기의 클러치 위치 센서 신호 및 중립기어 신호를 기반으로 수동변속기의 오류가 정밀 진단될 수 있다.

도 1은 본 발명의 학습 기어비 산출 단계의 흐름도; 및
도 2는 고장 진단 단계의 흐름도;이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 공지된 구조 및 공지된 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술된 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법은, 수동변속기의 각 단의 기어비(R(k))를 산출한 후, 일정 시간(T) 동안의 기어비 평균(Ra(k)) 및 기어비 표준편차(SR(k))를 산출하여 안정된 기어 체결 상태의 학습 기어비(R(k))를 산출하는 단계(S110)와 학습 기어비(R(k))를 통해 중립 기어 스위치와 클러치 위치 센서의 고장을 진단하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.

일반적으로 전기식 주차 브레이크(EPB)의 ECU에 입력되는 입력 신호는 Ne(엔진회전수), No(기어박스 출력속도), CLU_ADC(클러치 위치 센서 신호), NEU_ACT(중립기어 신호) 등이 있을 수 있다.

일반적인 수동변속기 차량에서, 초기 차량의 정차 상태에서 중립기어는 ON 상태이고 클러치는 비체결 상태를 나타내며, 이와 같은 상황에서 기어박스는 비체결 상태로 엔진회전수(Ne)는 기어박스의 입출력 속도(Ni/No)와 무관한 상태가 될 수 있다.

차량의 주행 동안에는, 기어박스가 체결되어 기어박스의 입력속도(Ni)와 기어박스 출력속도(No)는, 수동변속기의 k단의 기어비가 R(k)인 경우, Ni=No*R(k)를 만족할 수 있다. 이와 같은 차량의 주행 동안에는 중립기어는 OFF 상태이고 클러치는 체결 상태를 나타낼 수 있다.

이때, 엔진회전수(Ne)는 기어박스의 출력속도(No)는 아래 수학식 1을 매우 높은 정밀도로 만족시킬 수 있다.

(단, 차량 속도 3kph 이상)

즉, 수학식 1과 같은 조건의 만족 여부를 통해, 변속기가 체결(In Gear)된 상태 및 변속기가 비체결(Out Gear)된 상태에서 중립기어의 On/Off 상태 오판단 및 클러치 체결/비체결 상태 오판단을 진단할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 학습 기어비(R(k))를 산출하는 단계(S110)는 고장 진단 단계(S120) 이전에 수동변속기의 각 단(k단)의 기어비를 학습하여 학습 기어비를 산출할 수 있다.

우선, 본 학습 기어비(R(k)) 산출단계(S110)는 차량속도 3kph 이상(S111), 클러치 체결 및 중립기어 Off인 상태(S112)에서, T시간 동안의 통계적 평균치와 표준편차를 산출하여 안정된 기어 체결 상태의 학습 기어비(R(k))를 산출할 수 있다(S113).

이때, Rt(k) = Ne / No의 식으로 산출되고, T시간동의 Rt(k)의 평균인 기어비 평균인 Ra(k)와 표준편차 SR(k)가 산출될 수 있다.

여기서 표준편차 SR(k)가 0.02 미만인 경우(S114), 기어비 평균 Ra(k)을 학습 기어비(R(k))로 추정하여 사용할 수 있다(S115).

도 2에 도시한 바와 같이, 학습 기어비 산출단계(S110)를 통해 산출된 학습 기어비(R(k))를 사용하여 고장 진단 단계(S120)에서 중립 기어 및 클러치 위치 센서의 오작동이 진단될 수 있다.

본 고장 진단 단계(S120)는 우선 차속이 3km/h 이상인 상태(S121)에서 매 20ms 주기로 실행될 수 있으며, 상기 수학식 1을 통해 수동변속기의 각 k 기어단의 동기를 확인할 수 있다. 학습 기어비(R(k))와 기어박스의 출력속도(No)의 곱셈값과 엔진회전수(Ne)의 차이의 절대값이 3rpm 미만인 경우, 각 k 기어단의 동기가 이루어졌음을 확인할 수 있고, 그 이상인 경우 기어 비동기가 이루어졌음이 확인될 수 있다(S122).

각 k 기어단의 동기가 확인된 경우, 즉 차량의 주행이 확인된 상태에서 중립기어가 On 상태(S123)이면 중립기어 센서의 고장이 진단(S124)될 수 있고, 클러치가 비체결 상태(S125)이면 클러치 위치 센서의 고장이 진단(S126)될 수 있다.

한편, 각 k 기어단의 비동기가 확인된 경우, 즉 차량의 주정차 상태에서, 중립기어가 OFF 상태이고 클러치가 체결 상태(비작동)이면(S127) 중립기어 센서 또는 클러치 위치 센서의 고장이 진단(S128)될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 일정 시간 동안 학습된 학습 기어비를 통해 각 기어단의 동기/비동기를 확인한 후, 동기/비동기 시 중립기어 센서 및 클러치 위치 센서의 오작동을 각각 진단할 수 있는 바, 전기식 주차 브레이크 시스템의 오작동을 미연에 방지할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

1. 수동변속기의 각 단의 기어비(R(k))를 산출한 후, 일정 시간(T) 동안의 기어비 평균(Ra(k)) 및 기어비 표준편차(SR(k))를 산출하여 안정된 기어 체결 상태의 학습 기어비(R(k))를 산출하는 단계(S110); 및
   상기 학습 기어비(R(k))를 통해 중립 기어 스위치와 클러치 위치 센서의 고장을 진단하는 단계(S120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 학습 기어비(R(k)) 산출단계(S110)는 클러치 체결 및 중립기어 Off인 상태에서, 일정시간 동안의 통계적 평균치와 표준편차를 산출하여 안정된 기어 체결 상태의 학습 기어비(R(k))를 산출하는 것을 특징으로 하는 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 고장 진단 단계(S120)는 상기 학습 기어비(R(k))와 기어박스의 출력속도(No)의 곱셈값과 엔진회전수(Ne)를 비교하여 상기 수동변속기의 기어단의 동기 또는 비동기를 확인하는 것을 특징으로 하는 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 수동변속기의 기어단의 동기가 확인된 경우, 상기 중립기어가 On 상태이면 중립기어 센서의 고장이 진단되고, 상기 클러치가 비체결 상태이면 클러치 위치 센서의 고장이 진단되는 것을 특징으로 하는 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 수동변속기의 기어단의 비동기가 확인된 경우, 상기 중립기어가 OFF 상태이고 상기 클러치가 체결 상태이면 중립기어 센서 또는 클러치 위치 센서의 고장이 진단되는 것을 특징으로 하는 EPB를 구비한 차량의 수동변속기 오류 진단 방법.
   
   

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