KR101156794B1 - 노면 경사 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노면 경사 측정 방법에 관한 것으로, 차량이 주행하는 노면의 경사각을 센싱하기 위한 별도의 센서를 구비하지 않아도, 엔진 아이들시 엔진의 구동 RPM과 목표 RPM을 비교하고, 구동 RPM과 목표 RPM의 차이 값으로부터 산출된 엔진으로 인가되는 보정된 제어 신호인 보상 신호를 통해서 차량의 경사각을 판단하는 데 있다.

경사각, 구동 RPM, 목표 RPM, 차이 값, 제어 신호

Description

노면 경사 측정 방법{METHOD FOR MEASURING ROAD SLOPE}

본 발명은 노면 경사 측정 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 엔진 아이들시 경사각을 센싱하기 위한 별도의 센서를 구비하지 않고, 엔진의 구동 RPM과 목표 RPM의 차이 값을 통해 보정된 제어 신호인 보상 신호를 통해 차량의 경사각을 측정할 수 있는 노면 경사 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량이 주행하는 노면의 경사각(주행도로의 경사각)을 측정하여 차량의 제어에 이용하고 있으며, 일예로 경사로에서 차량이 밀리는 것을 방지하기 위하여 경사각 측정이 필요하며, 측정된 경사각을 통해 차량 밀림을 방지하기 위한 제어를 이용하고 있다.

또한 차량이 최적의 상태로 주행하기 위해서는 차량이 주행하는 주행로의 경사 정도를 측정하고, 측정된 경사로의 경사각에 따라 차량의 엔진 및 엔진 이외의 다른 부품의 동작을 제어하는 여러 가지 제어 방법이 사용되고 있다.

일반적으로 이와 같은 차량의 경사각을 측정하기 위해서는, 가속도 센서를 이용하여 센싱된 차량의 가속도를 이용하여 중력의 세기를 검출하고, 이를 통해 경사각을 측정해야하는데, 이를 위해서는 별도의 가속도 센서를 구비해야 한다.

그러므로 차량은 경사각으로 인해 발생되는 현상을 방지하고, 제어하기 위해서는 가속도 센서와 같은 부품을 더 구비해야 하므로, 이로 인해서 차량은 부품의 구비를 위한 원가가 증가한다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량이 주행하는 노면의 경사각을 센싱하기 위한, 별도의 센서 없이 엔진 아이들시 엔진의 구동 RPM과 목표 RPM의 차이 값에 따라 보정된 제어 신호인 보상 신호를 통해 경사각을 측정할 수 있는 노면 경사 측정 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 노면 경사 측정 방법은 엔진 및 풋 브레이크 스위치와 전기적으로 연결된 제어기가 상기 엔진의 동작이 아이들 상태인지 여부를 확인한 후에, 상기 풋 브레이크 스위치의 동작을 확인하는 아이들 및 브레이크 확인 단계와, 상기 엔진이 아이들 상태인 후에 풋 브레이크 스위치가 오프 되면, 목표 RPM과 상기 목표 RPM에 대응하는 제어 신호에 의해서 엔진이 실제 구동한 구동RPM을 인가받은 제어기가 상기 목표 RPM과 상기 구동 RPM의 차이로 인해 상기 제어 신호의 보정값이 발생하였는지 여부를 확인하는 제어 신호 확인 단계와, 상기 제어 신호의 보정값이 발생하였다면, 상기 제어기가 상기 제어 신호의 보정값에 따른 차량이 주행하는 노면의 경사각을 산출하는 경사각 판정 단계를 포함 할 수 있다.

상기 제어신호 확인 단계에서는 상기 제어기가 상기 목표 RPM과 상기 구동 RPM의 차이 값이 발생된 경우에는 이와 비례하게 제어 신호의 보정값을 제어할 수 있다.

상기 경사각 판정 단계 에서는 상기 제어기에 저장되어 있는 상기 제어 신호의 보정값에 따른 노면의 경사각에 대한 저장정보에서 상기 제어기에서 산출한 상기 제어 신호의 보정값에 대응하는 경사각으로, 차량이 주행하는 노면의 경사각을 판정할 수 있다.

상기 아이들 및 브레이크 확인 단계는 셀렉트 레버가 "D"나 "R" 레인지에 위치하고, 풋 브레이크 스위치가 온인 상기 엔진이 아이들 상태인지를 확인하는 아이들 확인 단계 및 상기 엔진이 아이들 상태이면, 상기 풋 브레이크 스위치의 동작이 온에서 오프로 변경되었는지 여부를 확인하는 풋 브레이크 스위치 동작 확인 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어 신호 확인 단계는 운전자의 요구 토크에 따라 목표 RPM을 산출하는 목표 RPM 산출 단계와, 상기 목표 RPM에 대응하는 상기 제어 신호를 인가받은 상기 엔진이 실제 동작하는 회전 속도인 구동 RPM을 센싱하는 구동 RPM 센싱 단계와, 상기 목표 RPM과 상기 구동 RPM을 비교하여 차이가 발생하였는지 여부를 확인하고, 차이가 발생하였을 경우에는 차이 값을 산출하는 RPM 차이 값 산출 단계 및 상기 차이 값에 비례하는 제어 신호의 보정값을 산출하는 제어 신호 보정값 산출 단계를 포함할 수 있다.

상기 경사각 판정 단계에서는 상기 제어신호의 보정값에 의해 제어신호를 보정한 보정 신호가, 상기 제어신호 보다 더 클 경우에는 노면이 오르막 경사인 것으로 판정하고, 상기 보정 신호가 상기 제어신호 보다 더 작을 경우에는 노면이 내리막 경사인 것으로 판정할 수 있다.

본 발명에 의한 노면 경사 측정 방법은 차량이 주행하는 노면의 경사각을 센싱하기 위한, 별도의 센서 없이 엔진의 구동 RPM과 목표 RPM의 차이 값에 따라 보정된 제어 신호를 통해 경사각을 측정할 수 있게 된다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 경사 측정 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다. 그리고 도 2를 참조하면, 도 1에서 제어 신호 산출 방법을 도시한 블록도가 도시되어 있다. 하기에서는 도 1에 도시된 노면 경사 측정 방법을 도 2에 도시된 제어 신호 산출 방법의 블록도를 참조하여 설명하고자 한다.

도 1에서 도시된 바와 같이 노면 경사 측정 방법은 엔진 아이들 및 브레이크 확인 단계(S1), 제어 신호 확인 단계(S2) 및 노면 경사각 판단 단계(S3)를 포함한 다. 그리고 엔진 아이들 및 브레이크 확인 단계(S1)는 아이들 확인 단계(S11)와 풋 브레이크 스위치 동작 확인 단계(S12)를 포함한다. 또한 상기 제어 신호 확인 단계(S2)는 목표 RPM 산출 단계(S21), 제어 신호 보정값 산출 단계(S22), RPM 차이 값 산출 단계(S23) 및 제어 신호 보정값 산출 단계(S24)를 포함한다.

우선 아이들 및 브레이크 확인 단계(S1)에서는 엔진의 동작이 아이들(idle) 상태인지 여부를 확인하는 아이들 확인 단계(S11)가 실행된다. 이러한 아이들 확인 단계(S11)는 제어기(11)가 셀렉트 레버가 "D"나 "R" 레인지에 위치하고, 풋 브레이크 스위치(미도시)가 온이면 엔진(12)이 아이들 상태인 것으로 판단한다. 상기 제어기(11)는 차량의 각 부품에 전기적으로 연결되어 각 부품의 동작을 확인하고 제어하는 제어기들과, 상기 각 제어기들의 동작을 제어하는 통합 제어기를 모두 포함한다.

그리고 아이들 확인 단계(S11)에서 엔진이 아이들 상태인 것으로 판단되면, 제어기(11)에서 풋 브레이크 스위치가 온에서 오프로 변경되었는지 여부를 판단하기 위한 풋 브레이크 스위치 동작 확인 단계(S12)가 실행된다.

상기 엔진 아이들 확인 단계(S1)의 아이들 확인 단계(S11)에서 엔진의 동작이 아이들 상태가 아닌 것으로 판단되거나, 풋 브레이크 스위치 동작 확인 단계(S12)에서 풋 브레이크 스위치의 동작이 변경되지 않았다면, 제어기(11)는 차량이 정차중이거나 주행이 유지되는 상태인 것으로 판단하고 노면 경사 측정을 종료한다.

그리고 엔진 아이들 확인 단계(S1)에서 엔진의 동작이 아이들 상태 이후에, 풋 브레이크 스위치가 온에서 오프로 변경되면, 경사각(차량이 주행하는 노면의 경사각)과 같은 외부 부하로 인해서 엔진(12)의 구동 RPM(Revolution Per Minute, RPM_b)이 변화하여, 제어 신호(CS)가 변동되었는지 여부를 확인하는 제어 신호 확인 단계(S2)를 실행한다.

상기 제어 신호 확인 단계(S2)에서는 우선, 운전자의 요구 토크에 따라 엔진의 목표 RPM(RPM_a)을 산출하는 목표 RPM 산출 단계(S21)가 실행된다. 이때, 엔진이 아이들 상태이므로 목표 RPM(RPM_a)은 대략 800RPM 수준으로 설정할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.

그리고 목표 RPM 산출 단계(S21)에서 산출된 상기 목표 RPM(RPM_a)에 따른 제어 신호(CS)를 엔진(12)으로 인가하고, 상기 제어 신호(CS)에 따라 엔진(12)이 실제 동작하는 회전 속도인 구동 RPM(RPM_b)을 센싱 하는 구동 RPM 센싱 단계(S22)가 실행된다.

여기서, 상기 제어 신호(CS)는 엔진(12)과 전기적으로 연결된 엔진 제어기(Engine Control Unit)에서 인가되는 전기적 신호로, 엔진(12)으로 공급되는 연료량을 제어하기 위해 엔진(12)에 장착된 인젝터(injector)의 동작을 제어하는 전압 또는 전류일 수 있다. 또한 상기 제어 신호(CS)는 스로틀 밸브를 포함하는 스로틀 바디에서 엔진으로 공급되는 공기량을 조절하기 위해 엔진(12)의 스로틀 밸브의 개도 각을 제어하는 전압 또는 전류일 수 있다.

그리고 구동 RPM(RPM_b)은 엔진의 동작을 센싱하는 별도의 엔진 동작 센서를 통해 센싱될 수 있다.

그리고 목표 RPM 산출 단계(S21)에서 산출된 목표 RPM(RPM_a)과 구동 RPM 센싱 단계(S22)에서 센싱된 구동 RPM(RPM_b)을 전송받은 제어기(11)가 상기 목표 RPM(RPM_a)과 상기 구동 RPM(RPM_b)의 차이 값을 산출하는 RPM 차이 값 산출 단계(S23)가 실행된다.

상기 RPM 차이 값 산출 단계(S23)에서는 엔진의 구동 RPM(RPM_b)을 목표 RPM(RPM_a)으로 유지시키기 위해서, 경사각과 같은 외부 부하로 인해 구동 RPM(RPM_b)이 변화되었는지 여부를 확인하고, 상기 구동 RPM(RPM_b)이 변화할 경우에는 구동 RPM(RPM_b)과 목표 RPM(RPM_a)의 차이 값을 산출한다.

그리고 RPM 차이 값 산출 단계(S23)에서 상기 구동 RPM(RPM_b)과 상기 목표 RPM(RPM_a)이 동일할 경우에는 외부 부하가 차량의 풋 브레이크 스위치가 온 되었을 때의 부하인 기준 부하와 동일하게 유지되어 구동 RPM(RPM_b)이 변화하지 않은 것이므로, 차량이 평지 주행을 하는 것으로 판단하고 노면 경사 측정을 종료한다.

그리고 RPM 차이 값 산출 단계(S23)에서 상기 구동 RPM(RPM_b)과 상기 목표 RPM(RPM_a)이 상이할 경우에는 차이값과 비례하여 인젝터(injector)의 동작을 제어하는 전압값(또는 전류값)이나 스로틀 밸브의 개도 각을 제어하는 전압값(또는 전류값)인 제어 신호(CS)의 보정값(△CS)을 산출하기 위해서 제어 신호 보정값 산출 단계(S24)가 실행된다.

즉, 제어 신호 보정값 산출 단계(S24)에서는 제어기(11)가 상기 차이 값에 비례하는 제어 신호(CS)의 보정값(△CS)을 산출하고, 이로 인해서 엔진(12)으로 인가하는 제어 신호(CS)를 보상 신호(CS+△CS)로 보정하여, 상기 엔진(12)의 구동 RPM(RPM_b)을 상기 목표 RPM(RPM_a)과 동일하게 유지시킨다.

상기 제어 신호 확인 단계(S2)에서 구동 RPM(RPM_b)과 상기 목표 RPM(RPM_a) 의 차이 값으로 인해 제어 신호(CS)의 보정값(△CS)이 발생한 경우에는, 상기 제어 신호(CS)의 보정값(△CS)에 따른 차량이 주행하는 노면의 경사각을 산출하는 노면 경사각 판단 단계(S3)가 실행된다.

상기 노면 경사각 판단 단계(S3)에서는 상기 제어기(11)에 저장되어 있는 상기 제어 신호(CS)의 보정값(△CS)에 따른 노면에 대한 경사각에 대한 저장 정보 중에서, 상기 제어 신호(CS)의 보정값(△CS)에 대응하는 경사각을, 현재 차량이 주행하는 노면의 경사각으로 판정한다. 그러면 제어기(11)는 상기 노면의 경사각에 따라 차량의 각 부품의 동작을 제어할 수 있다.

예를 들어, 차량이 아이들 상태에서 노면이 오르막 경사일 경우에는 엔진의 부하가 커지게 되어, 차량의 구동 RPM(RPM_b)이 감소하게 되므로, 제어기(11)에서는 차량의 구동 RPM(RPM_b)을 목표 RPM(RPM_a)으로 회복시키기 위해서 보상 신호(CS+△CS)가 증가 한다. 상기 보상 신호(CS+△CS)가 제어신호(CS)에 비해서 증가한 경우에는 노면상태를 오르막으로 판단하고, 상기 보상값(△CS)이 커지게 되면 오르막 경사로가 더 큰 것으로 판단한다.

그리고 차량이 아이들 상태에서 노면이 내리막 경사일 경우에는 엔진의 부하가 감소하게 되어, 차량의 구동 RPM(RPM_b)이 증가하게 되므로, 제어기(11)에서는 차량의 구동 RPM(RPM_b)을 목표 RPM(RPM_a)으로 회복시키기 위해서 보상 신호(CS-△CS)를 보상값(△CS)만큼 감소시키게 된다. 상기 보상 신호(CS-△CS)가 제어신호(CS)에 비해서 감소한 경우에는 노면 상태를 내리막으로 판단하고, 상기 보상값(△CS)이 커지게 되면 내리막 경사로가 더 큰 것으로 판단한다.

그러므로 노면 경사 측정 방법은 경사각을 센싱하기 위한, 별도의 센서 없이 엔진 아이들시 구동 RPM(RPM_b)과 상기 목표 RPM(RPM_a)의 차이 값으로 인해 변경된 제어 신호(CS)의 보정값(△CS)을 통해 노면의 경사각을 측정할 수 있으므로, 이로 인해서 경사각에 따라 차량의 부품 동작을 제어하여, 경사로 등에서 차량이 원치 않는 방향으로 밀리는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 노면 경사 측정 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 경사 측정 방법을 도시한 순서도이다.

도 2는 도 1에서 제어 신호 산출 방법을 도시한 블록도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11; 제어기 12; 엔진

RPM_a; 목표 RPM RPM_b; 구동 RPM

S1; 엔진 아이들 확인 단계 S2; 제어 신호 확인 단계

S21; 목표 RPM 산출 단계 S22; 구동 RPM 센싱 단계

S23; RPM 차이 값 산출 단계 S24; 제어 신호 보정값 산출 단계

S3; 노면 경사각 판단 단계

Claims (6)

1. 삭제
2. 엔진 및 풋 브레이크 스위치와 전기적으로 연결된 제어기가 상기 엔진의 동작이 아이들 상태인지 여부를 확인한 후에, 상기 풋 브레이크 스위치의 동작을 확인하는 아이들 및 브레이크 확인 단계;

   상기 엔진이 아이들 상태인 후에 풋 브레이크 스위치가 오프 되면, 목표 RPM과 상기 목표 RPM에 대응하는 제어 신호에 의해서 엔진이 실제 구동한 구동RPM을 인가받은 제어기가 상기 목표 RPM과 상기 구동 RPM의 차이로 인해 상기 제어 신호의 보정값이 발생하였는지 여부를 확인하는 제어 신호 확인 단계;

   상기 제어 신호의 보정값이 발생하였다면, 상기 제어기가 상기 목표 RPM과 상기 구동 RPM의 차이 값과 비례하여 인젝터(injector)의 동작을 제어하는 전압값(또는 전류값)이나 스로틀 밸브의 개도 각을 제어하는 전압값(또는 전류값)인 제어 신호의 보정값을 제어하고, 상기 제어기에 저장되어 있는 상기 제어 신호의 보정값에 따른 노면의 경사각에 대한 저장정보에서 상기 제어기에서 산출한 상기 제어 신호의 보정값에 대응하는 경사각으로, 차량이 주행하는 노면의 경사각을 산출하는 경사각 판정 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면 경사 측정 방법.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 아이들 및 브레이크 확인 단계는

   셀렉트 레버가 "D"나 "R" 레인지에 위치하고, 풋 브레이크 스위치가 온인 상기 엔진이 아이들 상태인지를 확인하는 아이들 확인 단계; 및

   상기 엔진이 아이들 상태이면, 상기 풋 브레이크 스위치의 동작이 온에서 오프로 변경되었는지 여부를 확인하는 풋 브레이크 스위치 동작 확인 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 노면 경사 측정 방법.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 제어 신호 확인 단계는

   운전자의 요구 토크에 따라 목표 RPM을 산출하는 목표 RPM 산출 단계;

   상기 목표 RPM에 대응하는 상기 제어 신호를 인가받은 상기 엔진이 실제 동작하는 회전 속도인 구동 RPM을 센싱하는 구동 RPM 센싱 단계;

   상기 목표 RPM과 상기 구동 RPM을 비교하여 차이가 발생하였는지 여부를 확인하고, 차이가 발생하였을 경우에는 차이 값을 산출하는 RPM 차이 값 산출 단계; 및

   상기 차이 값에 비례하여 인젝터(injector)의 동작을 제어하는 전압값(또는 전류값)이나 스로틀 밸브의 개도 각을 제어하는 전압값(또는 전류값)인 제어 신호의 보정값을 산출하는 제어 신호 보정값 산출 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 노면 경사 측정 방법.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 경사각 판정 단계에서는

   상기 제어신호의 보정값에 의해 제어신호를 보정한 보정 신호가, 상기 제어신호 보다 더 클 경우에는 노면이 오르막 경사인 것으로 판정하고, 상기 보정 신호가 상기 제어신호 보다 더 작을 경우에는 노면이 내리막 경사인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 노면 경사 측정 방법.

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