KR20160054928A - 휠스피드센서의 에러 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전륜 휠에 장착된 제1 휠스피드센서에서 측정된 차량속도가 설정된 기준속도보다 빠른지 판단하는 단계, 상기 차량속도가 상기 기준속도보다 빠르면 제동 상황인지 판단하는 단계, 상기 제동 상황이면, 상기 차량속도에 따라 소정시간 경과 후의 후륜 휠에 대한 추정속도를 산출하는 단계 및 상기 소정시간 경과 후, 상기 후륜 휠에 장착된 제2 휠스피스센서에서 측정된 측정속도와 상기 추정속도를 기반으로, 상기 제1 휠스피드센서에 대한 에러 여부를 확정하는 단계;를 포함하는 휠스피드 센서의 에러 검출방법을 제공한다.

Description

휠스피드센서의 에러 검출방법{method to detect error of wheel speed sensor}

본 발명은 휠스프드센서의 에러 검출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휠스피드센서의 시그널이 아닌 다른 휠스피드센서로 차량의 위험요소가 발생하지 않는 시간 내에 휠스피드센서의 유효성을 검증하기 용이한 휠스피드센서의 에러 검출방법에 관한 것이다.

최근의 차량에는 주행 안정성 향상 및 제동 안정성을 위하여 다양한 장치가 설치된다. 이러한 다양한 장치로서 휠의 슬립을 방지하기 위한 안티락브레이크 시스템(ABS: Anti-lock Brake System), 충돌제어시스템(TCS: Traction Control System) 및 차량 자세제어 시스템(ESP: Electronic Stability Program) 등이 있다.

이러한 장치들에는 차량의 정확한 휠 속도가 입력되어야만 주행 안정성 향상 및 제동을 위한 정확한 연산이 가능하다. 통상적으로 휠스피드센서는 톤 휠(Tone Wheel)이 회전할 경우 센서가 휠의 티스(teeth)를 감지하여 구형파를 발생시킨다. 이러한 구형파는 일정한 주기로 발생되는 것이 아니고 해당 휠 속도에 따라 다른 주기를 갖게 된다. 특히, 휠의 회전속도가 낮은 경우에 휠스피드센서는 긴 주기의 구형파를 발생시킨다. 이렇게 휠스피드센서는에서 전송되는 다른 주기의 구형파는 마이크로제어유닛(MCU)으로 입력되고, 마이크로제어유닛(MCU)은 구형파의 턴온/턴오프 시점을 이용하여 휠 속도를 측정한다.

이때, 휠스피드센서는가 고장나면 잘못 연산된 휠 속도 정보가 ABS, TCS, ESP 등의 차량 제어 시스템에 전달되어 차량의 안정성 및 제동에 치명적인 위험을 가할 수 있다.

일반적으로, 센서 자체 고장진단기능이 없이 출력되는 시그널만으로 감지하는 고장들은 자동차 전기/전자 제품의 안전 규격인 ISO26262에서 규정하는 ASIL A(Automotive Safety Integrity Level)수준의 고장진단 메커니즘만을 가지게 되고 이로인하여 WSS를 사용하는 차량 시스템의 전체 ASIL이 저하되는 요인이 되었다. WSS ASIL 수준을 높이기 위해서는 기존센서의 자가진단 기능을 추가하거나 같은 기능을 하는 센서를 추가해야하는데 이는 모두 원가 상승의 요인이 된다.

최근들어, 이러한 자가진단 기능을 센서를 추가하거나 하지 않고, 차량 내에 기 장착된 센서를 이용하여, 자가진단 기능을 수행하기 위한 연구가 진행 중에 있다.

본 발명의 목적은, 휠스피드센서의 시그널이 아닌 다른 휠스피드센서로 차량의 위험요소가 발생하지 않는 시간 내에 휠스피드센서의 유효성을 검증하기 용이한 휠스피드센서의 에러 검출방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 휠스피드센서의 에러 검출방법은, 전륜 휠에 장착된 제1 휠스피드센서에서 측정된 차량속도가 설정된 기준속도보다 빠른지 판단하는 단계, 상기 차량속도가 상기 기준속도보다 빠르면 제동 상황인지 판단하는 단계, 상기 제동 상황이면, 상기 차량속도에 따라 소정시간 경과 후의 후륜 휠에 대한 추정속도를 산출하는 단계 및 상기 소정시간 경과 후, 상기 후륜 휠에 장착된 제2 휠스피스센서에서 측정된 측정속도와 상기 추정속도를 기반으로, 상기 제1 휠스피드센서에 대한 에러 여부를 확정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 휠스피드센서의 에러 검출방법은, 상기 속도 판단 단계 이전에, 상기 제1 휠스피드센서에 대한 에러를 검출하는 단계를 더 포함한다.

상기 속도 판단 단계는, 상기 제1 휠스피드센서에서 에러가 미 검출되면, 상기 제1 휠스피드센서에서 측정된 시그널에 대응하는 상기 차량속도가 차량 불안정이 발생되는 상기 기준속도보다 빠른지 판단한다.

상기 제동 상황 판단 단계는, 상기 차량속도가 상기 기준속도보다 빠르면, 브레이크의 동작 여부를 확인하여 상기 제동 상황인지 판단한다.

상기 속도 산출 단계는, 상기 차량속도 및 상기 전륜 휠과 상기 후륜 휠 사이의 이격거리를 기반으로, 상기 제1 휠스피드센서가 상기 차량속도를 측정한 위치에 상기 후륜 휠이 위치하는 상기 소정 시간을 산출하는 단계 및 상기 소정 시간 경과 후, 상기 후륜 휠에 대한 상기 추정속도를 산출하는 단계를 포함한다.

상기 에러 확정 단계는, 상기 소정 시간 경과 후, 상기 추정속도와 상기 측정속도 사이의 속도차가 설정된 기준속도차보다 큰지 판단하는 단계, 상기 속도차가 상기 기준속도차보다 크면, 상기 속도차가 상기 기준속도차보다 크게 지속되는 지속시간이 설정된 기준지속시간보다 큰지 판단하는 단계 및 상기 지속시간이 상기 기준지속시간보다 크면, 상기 제1 휠스피스센서에 대해 에러로 확정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 휠스피드센서의 에러 검출방법은, 상기 제1 휠스피드센서에 대해 에러로 확정되면, 상기 전륜 휠에 대한 휠 제어를 종료하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 휠스피드센서의 에러 검출방법은, 전륜 휠에 장착된 휠스피드센서에 대한 에러 여부, 즉 유효성 검증을 위하여 후륜 휠에 장착된 휠스피드센서를 이용함으로써, 제조 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 휠스피드센서의 에러 검출방법은, 휠스피드센서의 에거를 검출 또는 검증함에 있어, ASIL A(Automotive Safety Integrity Level)수준을 만족시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휠스피드센서의 에러 검출방법을 나타낸 순서도이다.

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.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 휠스피드센서의 에러 검출방법을 나타낸 순서도이다.

우선, 본 발명에 따른 휠스피드센서의 에러 검출방법은, 차량의 4개의 휠에 구비된 휠스피드센서 중 오른쪽 앞바퀴의 전우륜에 장착된 제1 휠스피드센서와, 오른쪽 뒷바퀴의 후우륜에 장착된 제2 휠스피드센서를 통하여, 제1 휠스피드센서에 대한 에러 여부를 확정 또는 검증할 수 있다.

도 1을 참조하면, 휠스피드센서의 에러 검출방법은 전우륜에 장착된 제1 휠스피드센서로부터 입력되는 시그널을 기반으로 에러를 검출한다(S110).

여기서, 제1 휠스피드센서의 에러 검출 단계(S110)은 상기 시그널의 연속 여부 및 상기 시그널의 피크치가 설정된 피크치 이상 높아지면, 제1 휠스피드센서가 고장 또는 에러로 검출한다.

휠스피드센서의 에러 검출방법은 (S110) 단계 이후, 제1 휠스피드센서에서 에러가 미 검출되면, 제1 휠스피드센서에서 측정된 시그널에 대응하는 차량속도가 차량 불안정이 발생되는 설정된 기준속도보다 빠른지 판단한다(S120).

여기서, 상기 차량속도는 제1 휠스피드센서에서 측정된 시그널에 따라 설정된 신호처리에 따라 상기 차량속도를 측정할 수 있다.

또한, 상기 기준속도는 Hazard Analysis and Risk Assesment(HARA) 기법으로 분석된 휠스피드센서의 단독 오류로 인하여 발생되는 가장 심각한 Hazard 유형으로, 전륜 양쪽의 제동력 불균형으로 인한 차량의 불안정성이 발생되는 속도를 나타낼 수 있다.

휠스피드센서의 에러 검출방법은 (S120) 단계 이후, 상기 차량속도가 상기 기준속도보다 빠르면, 브레이크의 동작 여부를 확인하여 제동 상황인지 판단한다(S130).

여기서, 제동 상황 판단 단계(S120)는 브레이크, 즉 페달에 작용하는 답입력에 따라 브레이크 휠로 오일을 유입하는 마스터 실린더의 압력값을 기반으로 판단할 수 있다.

휠스피드센서의 에러 검출방법은 (S130) 단계 이후, 상기 제동 상황으로 판단되면, 상기 차량속도 및 상기 전우륜 휠과 후우륜 휠 사이의 이격거리를 기반으로, 제1 휠스피드센서가 상기 차량속도를 측정한 위치에 상기 후우륜 휠이 위치하는 소정 시간을 산출하고(S140), 상기 소정 시간 경과 후, 상기 후우륜 휠에 대한 추정속도를 산출한다(S150).

즉, 소정 시간 산출 단계(S140)는 상기 차량속도 및 기 설정된 상기 이격거리를 기반으로 상기 후우륜 휠이 현재 상기 전우륜 휠이 위치한 곳까지 이동하는데 걸리는 상기 소정 시간을 산출한다.

이후, 추정속도 산출 단계(S150)는 상기 소정 시간 경과 후에 상기 후우륜 휠에 대한 상기 추정속도를 산출한다.

휠스피드센서의 에러 검출방법은 (S150) 단계 이후, 상기 소정 시간 경과 후, 상기 추정속도와 상기 후우륜에 장착된 제2 휠스피드 센서에서 측정한 측정 속도 사이의 속도차가 설정된 기준속도차보다 큰지 판단한다(S160).

이후, 휠스피드센서의 에러 검출방법은 상기 속도차가 상기 기준속도차보다 크면, 상기 속도차가 상기 기준속도차보다 크게 지속되는 지속시간이 설정된 기준지속시간보다 큰지 판단한다(S170).

휠스피드센서의 에러 검출방법은 상기 지속시간이 상기 기준지속시간보다 크면, 상기 제1 휠스피드센서에 대해 에러로 확정한다(S180).

휠스피드센서의 에러 검출방법은 상기 제1 휠스피드센서에 대해 에러로 확정되면, 상기 전륜 휠에 대한 휠 제어를 종료한다(S190).

상술한, 휠스피드센서의 에러 검출방법은 하기의 분석에 의해 결정된다.

1. 차량에서 휠스피드센서의 오류로 발생되는 Hazard 분석은 Hazard Analysis and Risk Assesment(HARA) 기법으로 분석된 휠스피드센서의 단독 오류로 인하여 발생되는 가장 심각한 Hazard 유형은 전륜 양쪽의 제동력 불균형으로 인한 차량의 불안정성이다. 이 불안정성은 일정차속 이상의(시험차종 제동중에 휠스피드센서의 속도가 실제 속도보다 낮은 상태로 인지되고 이 상황에서 ABS 제어가 개입하여 해당 휠의 압력을 홀드하거나 감압하였을때만 발생한다.

2. FTTI(Fault Torerant Time Interval)분석은, 특정한 에러가 발생하고 그 에러로 기인한 차량의 Hazard가 발생하기까지 시간 간격이다. 대표차종으로 예를들어 분석한 결과 시속 80kph에서 휠스피드센서의 에러가 발생하고 그로 인해 차량이 불안정해지기까지 걸린 시간이 약 400ms이다. 이로부터 시속 80kph에서 휠스피드센서의 오류가 발생하였을때 400ms이내에 오류를 감지하고 해당 제어를 종료시키면 차량의 Hazard가 발생하지 않는다는 결과를 도출 할 수 있다.

3. 후우륜에 장착된 휠스피드센서로 전우륜에 장착된 휠스피드센서의 유효성 검증은 제동시 차량의 휠 거동은 차량이 같은 노면을 주행하기 때문에 전륜쪽의 휠 거동과 후륜쪽의 휠 거동이 유사하게 발생할수 밖에 없고 주행중 노면의 마찰계수가 바뀌는 상황에서도(예 전륜 : 저마찰노면, 후륜 : 고마찰노면) 전륜쪽의 휠거동이 일정시간 이후에 후륜쪽의 휠 거동으로 발생할 수 밖에 없다. 전륜의 노면이 후륜의 노면에 영향을 끼치는 시간은 현재 차속과 휠베이스를 고려하여 계산될 수 있다. 대표차종의 예를 들면 시속 80kph에서 3000mm의 휠베이스를 가진 차종의 전륜 노면이 후륜까지 도달하는 시간은 약 135ms이고 이는 FTTI에서 분석된 400ms보다 짧다. 이로부터 전륜의 노면의 영향으로 발생되는 휠속의 변화는 상기차종의 예를 들면 135ms이후의 후륜 휠속에 영향을 주게된다. 위와 같은 방법으로 전륜 휠속의 에러를 독립적인 후륜 휠속으로 검증하여 국제표준에서 규정하는 두개의 독립적인 ASIL A수준 시그널로 해당 휠속의 ASIL을 B 수준까지 높일수 있다.

4. 휠스피드센서에 대한 유효성 검증 방법은, 차량의 속도별로 상기 과정의 시험과 분석을 거처 전륜 양측의 제동력 불안정으로 Hazard가 발생하는 시간이 후륜 휠속으로 전륜 휠속의 유효성을 검증할 시간보다 크다는 점에 착안하여 후륜의 시그널이 독립된 전륜의 유효성을 검증하는 시그널로 충분하다는 결론을 도출한다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (7)

1. 전륜 휠에 장착된 제1 휠스피드센서에서 측정된 차량속도가 설정된 기준속도보다 빠른지 판단하는 단계;
   상기 차량속도가 상기 기준속도보다 빠르면 제동 상황인지 판단하는 단계;
   상기 제동 상황이면, 상기 차량속도에 따라 소정시간 경과 후의 후륜 휠에 대한 추정속도를 산출하는 단계; 및
   상기 소정시간 경과 후, 상기 후륜 휠에 장착된 제2 휠스피스센서에서 측정된 측정속도와 상기 추정속도를 기반으로, 상기 제1 휠스피드센서에 대한 에러 여부를 확정하는 단계;를 포함하는 휠스피드 센서의 에러 검출방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 속도 판단 단계 이전에,
   상기 제1 휠스피드센서에 대한 에러를 검출하는 단계;를 더 포함하는 휠스피드 센서의 에러 감출방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 속도 판단 단계는,
   상기 제1 휠스피드센서에서 에러가 미 검출되면, 상기 제1 휠스피드센서에서 측정된 시그널에 대응하는 상기 차량속도가 차량 불안정이 발생되는 상기 기준속도보다 빠른지 판단하는 휠스피드 센서의 에러 검출방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제동 상황 판단 단계는,
   상기 차량속도가 상기 기준속도보다 빠르면, 브레이크의 동작 여부를 확인하여 상기 제동 상황인지 판단하는 휠스피드 센서의 에러 검출방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 속도 산출 단계는,
   상기 차량속도 및 상기 전륜 휠과 상기 후륜 휠 사이의 이격거리를 기반으로, 상기 제1 휠스피드센서가 상기 차량속도를 측정한 위치에 상기 후륜 휠이 위치하는 상기 소정 시간을 산출하는 단계; 및
   상기 소정 시간 경과 후, 상기 후륜 휠에 대한 상기 추정속도를 산출하는 단계;를 포함하는 휠스피드 센서의 에러 검출방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 에러 확정 단계는,
   상기 소정 시간 경과 후, 상기 추정속도와 상기 측정속도 사이의 속도차가 설정된 기준속도차보다 큰지 판단하는 단계;
   상기 속도차가 상기 기준속도차보다 크면, 상기 속도차가 상기 기준속도차보다 크게 지속되는 지속시간이 설정된 기준지속시간보다 큰지 판단하는 단계; 및
   상기 지속시간이 상기 기준지속시간보다 크면, 상기 제1 휠스피스센서에 대해 에러로 확정하는 단계;를 포함하는 휠스피드 센서의 에러 검출방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 휠스피드센서에 대해 에러로 확정되면, 상기 전륜 휠에 대한 휠 제어를 종료하는 단계;를 더 포함하는 휠스피드 센서의 에러 검출방법.

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