KR20170082588A

KR20170082588A - 자동차 내 결함 상태의 존재 여부를 확인하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170082588A
Application number: KR1020177015515A
Authority: KR
Inventors: 폴커 핏찰; 우도 슐츠
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-07-14
Also published as: KR102344909B1; DE102014223001B4; WO2016074927A1; CN107107917A; DE102014223001A1; CN107107917B

Abstract

본 발명은 자동차(10) 내에 결함 상태가 존재하는지를 확인하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서는 검출된 자동차(10) 속도 값을 사전 설정 속도 한계값, 특히 영(0)의 값과 비교하며, 상기 비교 결과에 따라 자동차(10)의 실제 운동 상태를 결정하고, 자동차(10)의 설정 운동 상태를 결정하며, 상기 실제 운동 상태와 설정 운동 상태의 비교에 따라 결함 상태의 존재 여부를 판단한다.

Description

자동차 내 결함 상태의 존재 여부를 확인하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR ASCERTAINING THE PRESENCE OF A FAULT STATE IN A MOTOR VEHICLE}

본 발명은, 자동차 내에 결함 상태가 존재하는지를 확인하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 방법을 수행하도록 구성된 장치, 특히 제어 장치에 관한 것이다.

DE 44 38 714 A1호로부터 차량의 파워 트레인의 구동 방법이 공지되어 있으며, 상기 방법에서는 제어 기능 및 모니터링 기능을 수행하기 위한 마이크로컴퓨터가 제공된다. 여기서 마이크로컴퓨터는 서로 독립적인 2개 이상의 레벨을 결정하며, 이때 제1 레벨은 제어 기능을 수행하고, 제2 레벨은 모니터링 기능을 수행한다.

내연기관에서 연료 분사 시간으로부터 재계산에 의해 실제로 조정된 토크가 추론되고, 이것이 가속 페달 위치로부터 도출된 운전자의 토크 요구와 비교됨으로써, 토크의 연속 모니터링이 구현될 수 있다. 그러나 이러한 개념은 간단치 않은데, 그 이유는 파워 트레인의 구동 소프트웨어 또는 애플리케이션의 변경은 모니터링 소프트웨어의 변경을 수반하기 때문이다.

독립 청구항 제1항의 특징들을 갖는 방법은, 의도치 않은 가속의 인지가 기능 소프트웨어의 세부 사항 및 애플리케이션 데이터와 무관하게 수행될 수 있는 장점이 있다. 따라서 그리 복잡하지 않게 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은, 자동차 파워 트레인의 구성 요소의 제어는, 자동차의 현재 거동이 상태별로 분류되도록 구현될 수 있다는 인식에 기반한다. 이 경우, 상태 인식을 이용하여, 그리고 예컨대 상태 기계를 이용한 상태 및 상태 변경의 관리를 이용하여 복잡한 제어가 구현될 수 있다.

자동차 내에 결함 상태가 존재하는지를 확인하기 위해, 자동차의 실제 운동 상태 및 자동차의 설정 운동 상태를 결정하고, 상기 실제 운동 상태와 설정 운동 상태의 비교에 기초하여 결함 상태의 존재 여부를 판단하는 방법이 제안된다. 이때, 실제 운동 상태는 검출된 자동차의 속도 값을 토대로, 상기 검출된 자동차 속도 값이 사전 설정 속도 한계값, 특히 영(0)의 값과 비교되고, 상기 비교 결과에 따라 실제 운동 상태가 결정되는 방식으로 결정된다. 즉, 실제 운동 상태는, 검출된 자동차 속도 값이 사전 설정 속도 한계값보다 큰지, 같은지, 혹은 작은지에 따라 좌우된다. 특히, 자동차의 실제 운동 상태는 오직 상기 세 가지 옵션 중 어느 것이 적용되는지에 따라 결정될 수 있다. 이러한 방법은 매우 간단하고 효율적인 구현을 유도한다.

또 다른 양태에서는, 자동차의 실제 운동 상태가 검출된 자동차 가속도 값과 사전 설정 가속도 한계값, 특히 0의 값과의 비교 결과에 따라서도 결정된다. 그럼으로써, 특히 자동차의 운동 상태의 결정이 검출된 속도 값 또는 검출된 가속도 값과 사전 설정 가속도 한계값의 비교에 기초해서만 수행되는 경우에도, 매우 적은 수의 상이한 운동 상태를 갖는 자동차의 (종방향) 운동의 효과적인 모니터링을 구현할 수 있다. 그러므로 이와 같이 구현된 방법은 매우 간단하다.

또 다른 한 양태에서는, 각각의 실제 운동 상태에 제1 집합의 설정 운동 상태가 할당되고, 특정 설정 운동 상태가 특정 실제 운동 상태에 할당된 상기 제1 집합에 속할 경우, 결함 상태가 없는 것으로 판단될 수 있다. 이 방법은 매우 간단하고 확장 가능하도록 구성될 수 있으며, 다시 말해 제1 집합의 추가 설정 운동 상태를 추가할 수 있는 가능성이 있고, 이는 매우 유연하게 조정될 수 있다.

상기 양태의 한 개선예에 따르면, 특정 설정 운동 상태가 제1 집합에 속하지 않을 경우, 결함 상태가 존재하는 것으로 판단될 수 있다. 이 경우, 더 바람직하게는, 제1 집합 내에 포함된 설정 운동 상태는 모두, 무결함 모드에서 실제 운동 상태에 의해 가능한 운동 상태를 포함할 수 있다. 이렇게 구현된 방법은 매우 신뢰성이 있다.

그 대안으로 또는 보완적으로 또 다른 한 양태에서는, 각각의 실제 운동 상태에 제2 집합의 설정 운동 상태가 할당되고, 특정 설정 운동 상태가 특정 실제 운동 상태에 할당된 제2 집합에 속할 경우, 결함 상태가 존재하는 것으로 판단될 수 있다. 즉, 제2 집합은, 무결함 모드에서 각각의 실제 운동 상태가 정확하게 발생하지 않는, 바람직하게는 모든, 설정 운동 상태를 포함한다. 이 방법은, 제2 집합이 바로 실제 운동 상태의 "금지된" 설정 운동 상태를 정의하고, 상기 제2 집합에는 추가의 설정 운동 상태가 부가됨으로써 가능한 추가 결함 상태가 매우 간단하게 부가될 수 있는 장점이 있다. 즉, 이 방법은 매우 간단하게 확장될 수 있다.

상기 양태의 한 개선예에 따르면, 제2 집합이 종결될 수 있는데, 다시 말해, 특정 설정 운동 상태가 제2 집합에 속하지 않을 경우, 결함 상태가 없는 것으로 판단될 수 있다.

전술한 개선 양태들의 대안으로 또는 이들에 부가적으로, 각각의 설정 운동 상태에 다수의 실제 운동 상태가 할당되는 것도 물론 좋을 수 있다. 이 경우, 결국 중요한 것은, 결함 상태가 존재하는지 또는 존재하지 않는지를 판단하기 위해, 실제 운동 상태와 설정 운동 상태의 특정 조합들이 이용된다는 점이다.

통상의 기술자에게, 전술한 비교가 바람직하게는, 검출된 속도 값의 정확도 또는 검출된 가속도 값의 정확도에 고려되는 허용오차를 수반하여 수행된다는 점은 자명하다.

또 다른 양태에서 본 발명은, 위에 언급한 양태에 따른 방법들 중 하나의 모든 단계를 실행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램, 상기 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 전자 저장 매체, 그리고 위에 언급한 양태에 따른 방법들 중 하나의 모든 단계를 실행하도록 구성된 제어 장치에 관한 것이다.

도면들은 본 발명의 매우 바람직한 실시예를 보여준다.

도 1은 파워 트레인을 구비한 자동차의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예의 가능한 실행을 위한 흐름도이다.

도 1에는, 전자 저장 매체(21)를 포함하는 전자 제어 장치(20)를 구비한 자동차(10)의 예시가 도시되어 있으며, 상기 전자 제어 장치상에서 본 발명에 따른 방법이 실행될 수 있다. 전자 제어 장치(20)는 예컨대 내연기관을 구동할 수 있다. 본 실시예에서 차량(10)은 브레이크(40), 클러치(50), 및 시동기(60)를 더 포함한다. 도시된 파워 트레인은, 제너레이터에 의해서뿐만 아니라 전기적으로도 구동될 수 있는 전기 기계(70)와 배터리(80)에 의해 하이드리드화될 수 있다. 파워 트레인에 의해 제공될 토크에 대한 운전자 요구의 검출은 예컨대 가속 페달(90)에 의해 수행될 수 있다. 이러한 모든 구성 요소 및 이들의 조합의 가변성은 종래 기술에 공지되어 있으며, 여기서는 자동차(10)의 파워 트레인의 토폴로지와 무관하게 수행될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 도해를 위해서만 이용된다.

또한, 특히 자동차(10)의 위치 및/또는 속도 및/또는 가속도를 결정할 수 있고, 자동차의 속도 및/또는 가속도를 검출할 수 있는 내비게이션 시스템(100)과, 자동차(10)의 (종방향) 가속도를 결정할 수 있는 가속도 센서(120)와, 자동차(10)가 주행하는 도로의 경사를 결정할 수 있는 종방향 경사 센서(130)가 제공될 수 있다.

도 2에는 본 발명에 따른 방법의 한 가능한 실시예가 도시되어 있다.

제1 단계(1000)에서 차량의 실제 운동 상태가 검출된다. 예를 들어, 검출된 자동차(10) 속도와 값 "0"의 비교 결과, 검출된 속도가 값 "0"을 취한다면, 차량 정지 상태로 판단될 수 있다. 예를 들어, 검출된 속도 값과 값 "0"의 비교 결과, 검출된 자동차 속도 값이 0이 아닌 경우, 주행 상태로 판단될 수 있다.

이하, 더 복잡한 예시에 기초하여 본원 방법을 설명한다. 가능한 실제 운동 상태로는 "차량 정지" 상태, "시동" 상태, "전진방향 가속" 상태, "정속 주행" 상테, 및 "전진방향 감속" 상태가 있다.

차량의 검출된 속도 값과 검출된 가속도 값이 모두 값 "0"을 취하는 경우, 실제 운동 상태는 "차량 정지" 상태에 상응하는 것으로 판단된다. 차량의 검출된 속도 값과 검출된 가속도 값이 모두 "0"보다 크면, 자동차(10)의 실제 운동 상태는 "전진방향 가속" 상태에 상응하는 것으로 판단된다. 검출된 속도 값은 0보다 크고, 검출된 가속도 값은 0인 경우, 자동차(10)의 실제 운동 상태는 "정속 주행" 상태에 상응하는 것으로 판단된다. 검출된 속도 값은 0보다 크고, 검출된 가속도 값은 0보다 작은 경우, 자동차(10)의 실제 운동 상태는 "전진방향 감속" 상태에 상응하는 것으로 판단된다. 자동차(10)의 검출된 속도 값이 제1 시점에서는 0이었다가, 제2 시점에서 0보다 큰 값으로 변하며, 검출된 실제 가속도 값이 0보다 큰 것으로 확인되면, 차량 상태는 "시동" 상태에 상응하는 것으로 판단된다.

이어서, 자동차(10)의 설정 운동 상태가 검출되는 단계(1010)가 후속된다. 여기서는 예컨대, 클러치(50)의 개폐 여부, 클러치 상태가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 바뀌는지의 여부, 내연기관(30)의 스위치 온/오프 여부, 시동기(60)의 스위치 온/오프 여부, 가속 페달(90)이 일정하게 작동될지의 여부, 또는 가속 페달의 작동 강도가 증대될지의 여부가 하나의 투플(tuple) 내에 코딩되어 저장될 수 있다. 상기 모든 상태 변수들의 투플은 설정 운동 상태를 기술하는데, 다시 말해, 상기 투플의 값에 따라 가능성 있는 설정 운동 상태들 중 어느 것이 존재하는지가 판단된다.

후속하는 단계(1020)에서는, 가능성 있는 5가지의 실제 운동 상태 각각에 대해 제1 집합의 설정 운동 상태가 결정된다. 이 집합은 예컨대 제어 장치(20)의 메모리 내에 저장될 수 있다. 예를 들어, "차량 정지" 상태에 할당된 제1 집합의 설정 운동 상태는, [클러치(50) 열림, 도로 경사=0, 브레이크(40) 작동됨], [내연기관(30) 스위치 오프, 클러치(50) 닫힘]을 포함할 수 있다.

"시동" 상태에 할당된 제1 집합은 예컨대 하기의 설정 운동 상태들을 포함할 수 있다:

[클러치(50)가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 바뀌고, 내연기관(30)은 일정한 부하로 스위치 온되어 있음]

[클러치(50)가 닫혀 있고, 시동기(60)가 스위치 오프 상태에서 스위치 온 상태로 바뀜]

[클러치(50)가 닫혀 있고, 시동기(60)가 스위치 오프되어 있고, 도로 경사가 음(-)의 값이며, 브레이크(40)의 작동 강도가 활성 상태에서 비활성 상태로 변함]

"가속" 상태에 할당된 제1 집합은 예컨대 하기의 설정 운동 상태들을 포함할 수 있다:

[가속 페달(90)의 작동 강도가 상승하고, 도로 경사는 낮음]

[가속 페달(90)의 작동 강도가 일정하고, 도로 경사는 음의 값을 가짐]

[가속 페달(90)의 작동 강도가 일정하고, 클러치(50)가 폐쇄 상태에서 개방 상태로 바뀌며, 내연기관(30)이 일정한 부하로 스위치 온되어 있음]

[가속 페달(90)의 작동 강도가 일정하고, 풍력 센서(140)에 의해 검출된 바람 저항력이 하강함]

[가속 페달(90)의 작동 강도가 일정하고, 클러치(50)가 닫혀 있고, 전기 기계(70)의 구동 모드가 제너레이터 모드에서 엔진 모드로 바뀌며, 배터리(80)가 방전되지 않았음]

"정속 주행" 상태에 할당된 제1 집합은 예컨대 하기의 설정 운동 상태들을 포함할 수 있다:

[도로 경사가 상승하고, 가속 페달(90)의 작동 강도가 상응하게 상승함]

[도로 경사가 하강하고, 가속 페달(90)의 작동 강도가 상응하게 하강함]

"감속" 상태에 할당된 제1 집합은 예컨대 하기의 설정 운동 상태들을 포함할 수 있다:

[클러치(50)가 폐쇄 상태에서 개방 상태로 바뀌고, 도로 경사가 양(+)의 값을 가짐]

[가속 페달(90)의 작동 강도가 하강하고, 도로 경사가 0임]

[가속 페달(90)의 작동 강도가 일정하고, 풍력 센서(140)에 의해 검출된 저항력이 감소함]

[가속 페달(90)의 작동 강도가 일정하고, 클러치(50)가 닫혀 있고, 전기 기계(70)의 구동 모드가 엔진 모드에서 제너레이터 모드로 바뀌며, 배터리(80)가 완충되어 있지 않음]

후속 단계(1030)에서는, 단계 "1010"에서 검출된 설정 운동 상태가 단계 "1000"에서 검출된 실제 운동 상태에 할당된 제1 집합에 포함되는지가 결정된다. 제1 집합에 포함되지 않을 경우 단계 "1040"이 후속하며, 자동차(10)에 결함이 있는 것으로 판단된다. 그 반응으로서 예컨대, 자동차(10)의 구동이 안전하게 제어 가능한 비상 모드로 전환될 수 있다.

이와 달리, 검출된 설정 운동 상태가 전술한 제1 집합에 포함된 경우에는 단계 "1050"에서, 단계 "1030"에서 어떠한 결함도 진단하지 못한 것으로 판단되고, 단계 "1020"에서 정의된, 검출된 실제 운동 상태를 위한 상태 집합과 유사하게 하나의 상태 집합을 정의하는 제2 집합이 결정된다. 제2 집합에 포함된 상기 설정 운동 상태들은 바로, 자동차(10)의 무결함 작동 시 실제 운동 상태와 함께 발생해서는 안 되는 설정 운동 상태들이다.

"정속 주행" 상태에 할당된 제2 집합은 예컨대 하기의 설정 운동 상태들을 포함할 수 있다:

[도로 경사가 상승하고, 가속 페달(90)의 작동 강도가 감소하며, 브레이크(40)가 작동되고 있지 않음]

[도로 경사가 하강하고, 가속 페달(90)의 작동 강도가 상승하며, 브레이크(40)가 작동되고 있지 않음]

단계 "1060"에서는, 단계 "1010"에서 결정된 설정 운동 상태가 단계 "1050"에서 결정된 제2 집합에 포함되는지 검사된다. 제2 집합에 포함될 경우, 단계 "1040"과 유사하게, 결함이 존재하는 것으로 확인되는 단계(1070)가 후속하며, 필요 시 안전하게 제어 가능한 비상 모드로 전환된다. 그렇지 않은 경우, 자동차(10)에 결함이 없다고 진단된 것으로 판단되는 단계 "1080"이 후속하며, 본 발명에 따른 방법이 종료된다.

개개의 제1 집합의 검사 메커니즘은 선택적인데, 다시 말해, 단계 "1020"에서의 제1 집합의 결정과, 단계 "1010"에서 검출된 설정 운동 상태가 단계 "1000"에서 검출된 실제 운동 상태에 할당된 제1 집합에 포함되는지에 대한, 단계 "1030"에서의 관련 검사가 생략되고, 단계 "1010"으로부터 바로 단계 "1050"으로 진행될 수 있다.

개개의 제2 집합의 검사 메커니즘도 선택적이며, 다시 말해, 단계 "1050"에서의 제2 집합의 결정과, 단계 "1010"에서 검출된 설정 운동 상태가 단계 "1000"에서 검출된 실제 운동 상태에 할당된 제2 집합에 포함되는지에 대한, 단계 "1060"에서의 관련 검사가 생략되고, 단계 "1030"으로부터 단계 "1050" 대신, 바로 단계 "1080"으로 진행될 수 있다.

통상의 기술자에게, 본 발명에 따른 방법이 소프트웨어로 구현될 수 있거나, 하드웨어로 구현될 수 있거나, 일부는 소프트웨어로 그리고 일부는 하드웨어로 구현될 수 있음은 자명하다.

Claims

자동차(10) 내에 결함 상태가 존재하는지를 확인하기 위한 방법으로서,
검출된 자동차(10) 속도 값이 사전 설정 속도 한계값, 특히 영(0)의 값과 비교되고, 상기 비교 결과에 따라 자동차(10)의 실제 운동 상태가 결정되며,
자동차(10)의 설정 운동 상태가 결정되며,
상기 실제 운동 상태와 설정 운동 상태의 비교에 따라, 결함 상태의 존재 여부가 판단되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제1항에 있어서, 검출된 자동차(10) 가속도 값도 사전 설정 가속도 한계값, 특히 0의 값과 비교되고, 이 비교 결과에 따라서도 자동차(10)의 실제 운동 상태가 결정되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 실제 운동 상태에 제1 집합의 설정 운동 상태가 할당되고, 특정 설정 운동 상태가 특정 실제 운동 상태에 할당된 제1 집합에 속할 경우, 결함 상태가 없는 것으로 판단되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제3항에 있어서, 특정 설정 운동 상태가 제1 집합에 속하지 않을 경우, 결함 상태가 존재하는 것으로 판단되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 실제 운동 상태에 제2 집합의 설정 운동 상태가 할당되고, 특정 설정 운동 상태가 특정 실제 운동 상태에 할당된 제2 집합에 속할 경우, 결함 상태가 존재하는 것으로 판단되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제5항에 있어서, 특정 설정 운동 상태가 제2 집합에 속하지 않을 경우, 결함 상태가 없는 것으로 판단되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 검출된 속도 값이 0이고, 검출된 가속도 값이 0이면, 실제 운동 상태는 차량 정지 상태인 것으로 결정되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 검출된 속도 값이 0이 아니고, 검출된 가속도 값이 0이 아니며, 검출된 속도 값과 검출된 가속도 값이 동일한 부호를 갖는 경우, 실제 운동 상태는 가속 상태인 것으로 결정되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 검출된 속도 값이 0이 아니고, 검출된 가속도 값이 0이면, 실제 운동 상태는 정속 주행 상태인 것으로 결정되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 검출된 속도 값이 0이 아니고, 검출된 가속도 값이 0이 아니며, 검출된 속도 값과 검출된 가속도 값이 서로 반대 부호를 갖는 경우, 실제 운동 상태는 감속 상태인 것으로 결정되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 시점에 검출된 속도 값이 0이고, 차후의 제2 시점에 검출된 속도 값은 0이 아니며, 제2 시점에 검출된 가속도 값이 0이 아니고 상기 제2 시점에 검출된 속도 값과 동일한 부호를 갖는 경우, 실제 운동 상태는 시동(startup) 상태인 것으로 결정되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 자동차(10)의 설정 운동 상태는 자동차(10)의 조작 요소(90)의 검출된 스위칭 상태 및/또는 자동차(10)의 검출된 주변 상태 및/또는 자동차(10)의 파워 트레인의 구성 요소(30, 40, 50, 60, 80)의 검출된 작동 상태에 따라 결정되는, 결함 상태 존재 여부의 확인 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법의 모든 단계를 실행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램.
제13항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 전자 저장 매체(21).
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법의 모든 단계를 실행하도록 구성된 제어 장치(20).