KR100403228B1 - 회전속도센서에서의에러인식방법 - Google Patents

Abstract

회전 속도 센서, 예를 들어 ABS-시스템에서 차륜 회전 속도 센서의 고장의 검출을 위한 방법이 제공되고, 이 경우 상기 회전 속도 센서의 신호로부터 시작하여 차륜 속도가 검출되며, 이 속도로부터 필터링된 차륜 속도와 필터링된 차륜 속도 변화가 검출된다. 필터링된 그리고 필터링되지 않은 값들의 비교 및 개연성 조사를 통해 센서 에러, 특히 센서 신호의 무발생이 검출된다.

Description

회전 속도 센서에서의 결함 검출 방법

이러한 이유로, 예를 들어 독일 특허 출원 DE-P 44 05 801.2호는 한편으로는 센서 신호의 개별 펄스들 간에 개연성있는 시간이 경과하는지 여부에 관해 검사하기 위해, 잠김 방지 브레이크 시스템(anti-lock brake system)에서 차륜 속도 센서의 출력 신호를 감시하는 것을 제안하였다. 또한, 차륜이 속도를 증가시킬 때 물리적으로 불가능한 변화 값들이 발생하는지 여부가 감시된다. 이에 따라, 차륜이 속도를 연속적으로 증가시키는 것으로 발견되는지 여부에 의존하여 2개의 상이한 비교 문턱값들이 교대로 동작한다.

부존재하는 센서 신호들의 신속한 검출을 위한 다른 공지된 해결책은 실질적으로 개연성 없는 높은 차륜 지연의 계산을 기초로 한다. 필터링되지 않은 차륜 속도는 센서 신호의 마지막 2개의 에지들 간의 시간으로부터 계산된다. 일정한 시간 주기 동안 에지가 나타나지 않으면, 가장 양호한 경우에 그 시간에 도달되는 에지가 이론적으로 설정될 수 있다. 그와 같이 구성된 시간 간격으로부터 새로운 차륜 속도가 계산될 수 있다. 그 전에 계산된 마지막 차륜 속도로부터의 차이로부터 차륜 지연이 얻어진다.

이와는 반대로, 미리 정해진 허용가능한 차륜 지연에서 모든 속도에 대해 다음 에지가 도착해야 할 시간 간격이 결정될 수 있다. 이러한 다이나믹 센서 감시를 위한 방법들은 연속하는 2개의 에지들 간의 최대로 허용 가능한 시간 간격에 관한 다소 단순화된 질문 또는 대응하는 속도 계산에 적당한 질문이다. 그와 같은 방법은 또한 EP 0 193 335 D1에 기술되어 있다.

종래의 방법들에서는 부정확한 응답을 방지하기 위해 매우 현저한 차륜 지연 또는 대응하는 시간들이 질문되어야 한다. 그러나, 필요한 감시 문턱값이 너무 높거나 감시 시간이 너무 길면, 산발적으로 발생하는 센서 차단은 더 이상 검출될 수 없다. 이는 공지된 방법들의 단점이며, 특히 그 이유는 높은 마찰 계수를 가지고 지면에 대해 높은 속도로부터 제동되어, 설정된 입력 브레이크 압력에서 예를 들어 차륜이 노면으로부터 들려지는 것과 같이 매우 낮은 마찰 계수로 급격하게 변화한다면 실제 큰 차륜 지연들이 발생할 수 있기 때문이다.

ABS와 같이 안전에 관련된 시스템에 대한 정보를 제공하는 회전 속도 센서들, 특히, 차륜 회전 속도 센서들에서는 오동작에 대해 감시되어야 한다는 것은 공지되어 있다. 간섭 신호가 입력되거나 라인 차단 등이 발생하면, 오동작이 발생할 수 있다.

회전 속도는 일반적으로 센서에 의해 제공되는 신호 에지들 간의 시간으로부터 구해지기 때문에, 속도 계산시에 2개의 신호 에지들 간의 시간 간격 동안 회전 속도 센서 신호가 부존재하면, 너무 낮은 회전 속도 및 차륜 속도에 이르게 된다. 그 ABS 시스템에는 그 영향 받은 차륜에서의 부적절한 압력 감소가 발생하여 불확실성을 가져온다.

도 1은 본 발명에 따른 방법이 실시되는 장치의 블록도.

도 2는 회전 속도 센서에서 에러 인식을 위한 방법의 실시예의 흐름도.

주요 청구항의 특징을 가지는 본 발명에 따른 방법은, 동시에 실제 센서 고장이 검출되는 짧은 감시 시간들 또는 낮은 감시 문턱값들의 경우에도 에러 인식의 부정확한 응답으로부터 안전하다는 점에서 종래 기술에 대해 장점을 갖는다. 이것은 차륜에 가해지는 부담의 경감 또는 낮은 마찰 계수로의 이행이 급격하게 발생하지 않기 때문에 가능하다.

따라서, 특히 유리하게는 부존재하는 센서 신호들이 물리적인 차륜 지연의 결과인지 또는 센서 신호의 차단의 결과인지를 검출할 수 있다.

필터링 및 필터링되지 않은 변수들이 개연성(plausibility)에 대해 감시되는 다이나믹 센서 감시가 행해진다는 점에서 장점들이 얻어진다. 유리하게는, 이 변수들은 필터링되지 않은 차륜 속도, 필터링된 차륜 속도, 및 차륜 속도의 필터링된 변화(미분(derivation)), 즉 필터링된 가속도이다.

본 발명의 그 외 장점들이 종속항에 제시된 사항들에 의해 얻어진다.

도 1에는 회전 속도 센서(10)의 출력 신호(센서 신호) S1을 평가하는 장치가 도시하고 있다. 이 회전 속도 센서(10)는 예를 들어 차륜의 속도로 회전하며 다수의 톱니(12)를 갖는 디스크(11)를 스캐닝하여 차륜의 회전 속도를 검출한다.

본 발명에 따른 방법이 실시되는 평가 장치(13)에서, 센서 신호 S1이 평가된다. 이 경우, 통상의 방식으로 이 센서 신호 S1의 에지들간의 시간 간격으로부터 회전 속도 값들이 계산된다. 이 회전 속도 값들을 기초로 예를 들어 ABS-시스템용 트리거 신호들 S2가 평가 장치(13)에서 형성되고, S3으로 표기된 다른 신호들이 또한 이 평가 장치에서 사용될 수 있다.

이 평가 장치(13)에서 t1=10ms의 주기 간격으로 그 평가들이 반복되며, 시간 t1은 예시적으로 주어진 것이다.

도 1에 도시된 장치를 사용하여 차량에서 차륜 속도가 측정된다면, 차륜 둘레가 약 2m라고 가정될 수 있다. 디스크(11)의 톱니수가, 예컨대 48개라면, 7.5km/h 이상의 차량 속도에서 10ms 사이클 시간(cycle time) 내에서 적어도 하나의 펄스가 나타나야 한다. 이러한 인식에 기초하여, 센서 신호의 부존재로부터 센서 에러를 인식하기 시작한다.

도 2에는 평가 장치(13)에서 실시되는 방법의 블록도가 도시되어 있다.

구형파 신호로서 간주될 수 있으며 디스크(11)의 표면을 반영하는 센서 신호 S1에 기초하여, 평가 장치(13)에서 사이클 시간 t1 내에 신호 에지가 나타나는지 여부가 제 1 단계 SCH1에서 검사된다. 신호 에지가 발생한 경우에는, 평가 프로그램은 단계 SCH1을 다시 시작한다. 이에 반해, 선행하는 10ms 주기 (n-1)에서의 사이클 시간 내에 어떠한 신호 에지도 발생되지 않은 것이 발견되면, 단계 SCH2에서 현재 주기 n에서 필터링된 차륜 속도 Vgef가, 예를 들어 40km/h인 제 1 문턱값 SW1 보다 큰지 여부가 검사된다.

필터링된 차륜 속도 Vgef는 평가 장치(13)에서 에러 인식 방법에 의존하지 않고 필터링되지 않은 차륜 속도 Vung로부터 산출된다. 필터링되지 않은 차륜 속도 Vung는 센서 신호 S1의 에지의 시간 간격으로부터 일반적인 방식으로 산출된다.

문턱값 SW1로서 40 km/h의 속도는 경험치이며 10ms의 감시 시간, 즉 사이클 시간을 필요로 한다.

단계 SCH2에서 필터링된 차륜 속도가 40km/h보다 작다는 것이 발견되면, 그 프로그램은 다시 단계 SCH1을 시작한다. 이에 반해, 필터링된 차륜 속도 Vgef가 40km/h보다 크거나 같다는 것이 발견되면, 단계 SCH3에서 해당 차륜에서 해당 주기에서 필터링되고 유도된(derived) 속도 변화 DVGEF가 예를 들어 -10km/h인 문턱값 SW2 보다 큰지 여부가 검사된다.

필터링되고 유도된 속도 DVGEF(n)는 2개의 필터링된 차륜 속도들간의 차 Vgef 10ms(n) - Vgef 10ms(n-1)로부터 형성된다.

단계 SCH3에서 필터링된 차륜 속도 변화가 문턱값 SW2를 초과하는 것이 발견되면, 단계 SCH4에서 해당 차륜에 대해 간섭 신호의 발생으로 인해 에러 인식이 설정되었는지 여부가 검사된다. 에러 인식이 설정되지 않으면, 단계 SCH5에서 차량 기준 속도 FZREF는, 예를 들어 마찬가지로 40 km/h인 문턱값 SW3보다 큰지 여부가 검사된다.

그 조건 역시 충족되면, 에러 인식 신호 S4가 이미 트리거되었는지 또는 부가적인 단계 SCH6에서 해당 차륜의 수막 현상(aquaplaning)이 검출되는지의 여부가 검사된다. 이러한 현상이 검출되지 않는 경우 에러 인식 신호 S4가 트리거된다.

단계 SCH4와, SCH5, 및 SCH6에서 각각의 경우에 발견된 것이 없으면, 프로그램은 시작부로 되돌아간다.

단계들 SCH4와, SCH5, 및 SCH6에서 필요한 정보는 에러 인식 방법과는 독립적으로 평가 장치(13)에서 얻어진다. 따라서, 예를 들면 간섭이 존재하는지 여부가 별도의 에러 인식에 의해 검출된다. 또한, 탐지된 차륜 속도로부터 차량 기준 속도 FZREF가 일반적인 방식으로, 예를 들어 2 번째로 빠른 차륜의 속도를 기초로 형성된다. 마찬가지로 수막 현상이 나타나는지 또는 나타나지 않는지 여부가 별도의 조건들에 의해 검출될 수 있다.

전술한 방법에 의해 갑작스럽게 부재하는 센서 신호가 센서 에러로서 인식될 수 있다. 이 경우 적어도 10ms 동안 센서 신호 S1의 에지가 나타나지 않아야 한다는 것을 조건으로 한다. 그 조건은 7.5km/h 보다 낮은 속도에서는 매 주기마다 충족된다. 그러므로 히스토리에 관한 부가의 조건들을 통해, 차륜 속도가 갑자기 떨어지지 않는다는 것이 보장되며, 이것은 물리적으로 가능한 차륜 지연의 결과로서는 개연성이 없기 때문이다. 필터링된 변수들, 즉 차륜 지연의 검출과 필터링되지 않은 변수들, 즉 속도에서의 급격한 변화의 검출의 비교에 의해 부가적인 바람직한 방지책이 얻어진다. 필터링된 속도의 DVGEF 값이 작으면, 복수의 10 ms 주기 동안에는 급격한 차륜 런-인(run-in)이 발생하지 않은 것으로 볼 수 있다. 그러나 큰 차륜 지연이 존재하지 않으면, 필터링되지 않은 속도가 간섭 시에 또는 차단된 신호의 경우에만 필터링된 속도보다 휠씬 낮을 수 있다.

Claims (7)

1. 미리 규정 가능한 사이클 시간(t1)으로 처리되고 펄스들의 열을 포함하는 출력 신호(S1)를 출력하는 회전 속도 센서들(10)에서의 결함(fault)들을 검출하기 위한 방법으로서, 제 1 단계(SCH1)에서는 펄스 에지가 선행하는 사이클 시간(t1) 내에 발생하는 지 여부를 결정하기 위해 검사되는, 상기 검출 방법에 있어서,

   상기 제 1 단계(SCH1)에서 상기 사이클 시간(t1) 내에 펄스 에지가 발생하지 않은 것으로 검출되면, 선행하는 사이클 시간(t1(n-1)) 또는 현재 사이클 시간(t1(m))으로부터 각각 결정되는 필터링된 변수들과 필터링되지 않은 변수들이 함께 평가되는 미리 규정가능한 조건들을 검출하기 위해 추가적인 단계들이 실행되고, 상기 미리 규정가능한 조건들 중 적어도 하나가 충족되는 것으로 검출되는 경우에 결함 신호(S4)가 출력되는 것을 특징으로 하는, 회전 속도 센서에서의 결함 검출 방법.
2. 제1항에 있어서,

   차륜 속도들은 미리 규정가능한 펄스 에지들 간의 시간 간격으로부터 결정되고, 결함들을 검출하기 위해, 단계(SCH2)에서, 차륜 속도로부터 형성된 필터링된 차륜 속도(Vgef)가 제 1 문턱값(SW1)을 초과하는지 여부가 검사되고,

   또한, 단계(SCH3)에서, 선행하는 사이클 간격에서 형성된 필터링된 차륜 속도와 현재 사이클에서 결정된 필터링된 차륜 속도 간의 시간적 미분(chronologicalderivation)(DVGEF)이 제 2 문턱값(SW2)을 초과하는지 여부를 결정하기 위해 검사되고, 상기 3개의 조건들이 충족되는 경우에 결함 상태(S4)가 출력되는 것을 특징으로 하는, 회전 속도 센서에서의 결함 검출 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 문턱값들(SW1,SW2)은 차량들의 잠김 방지 제어(anti-lock control)의 프로세스들과 관련하여 개연성 있는 변수들(plausible variables)로서 규정되는 것을 특징으로 하는, 회전 속도 센서에서의 결함 검출 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 센서 신호에서의 전자기 간섭이 검출될 수 있도록 하는 추가적인 결함 검출들이 발생하고, 간섭이 검출되지 않은 경우에만 결함 검출이 실행되는 것을 특징으로 하는, 회전 속도 센서에서의 결함 검출 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   차량 기준 속도(FZREF)가 제 3 문턱값(SW3)을 초과하는 것으로 검출되는 경우에만 상기 결함 검출이 실행되는 것을 특징으로 하는, 회전 속도 센서에서의 결함 검출 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   수막 현상(aquaplaning)의 발생이 검출될 수 있도록 하는 감시(monitoring)가 추가적으로 존재하고, 상기 수막 현상이 검출되지 않을 때에만 결함 검출이 실행되는 것을 특징으로 하는, 회전 속도 센서에서의 결함 검출 방법.
7. 재1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 사이클 시간(t1)은 미리 규정 가능한 속도들로 변화되는 것을 특징으로 하는, 회전 속도 센서에서의 결함 검출 방법.