JP6339547B2 - 車両用回生制動システムの制御方法 - Google Patents

車両用回生制動システムの制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、車両用回生制動システムの制御方法に関するものであって、より詳細には、VDC/TCS連携制御時、圧力センサを介して感知されたスプリット圧力に基づいてホイール圧力を直接制御することにより、低圧区間においても精密にホイール圧力を制御し、VDC/TCS連携制御の終了後、CBS圧力制御に切替えるための遅延時間も短縮可能な車両用回生制動システムの制御方法に関するものである。
最近は、CBS(Conventional Brake System)にアクティブ制動(Active Braking)を行うことができるESC(Electronic Stability Control)を含むESC統合型制動システムが提示されている。
ESC統合型回生制動システムは、車両の走行中、車両の直進、旋回および登坂安定性が低下すると、ABS(Anti−lock Brake System)、VDC(Vehicle Dynamics Control)およびTCS(Traction Control System)機能を動作させて、車両の安定性を確保する。
しかし、従来のESC統合型回生制動システムは、ABS/VDC/TCS連携制御時、ホイールの圧力と圧力センサの位置したスプリット圧力とで差が発生するため、圧力センサを活用することができず、入口側バルブと出口側バルブのオープン時間でホイール圧力を推定し、実際のホイール圧と差が発生する。これを補正するために様々な方法が適用されているが、推定されたホイール圧力と実際のホイール圧力との差は持続的に現れざるを得ず、バルブ制御の特性上、低圧制御(5bar以下)されない問題があった。
また、既存のESCシステムとは異なり、ESC統合型システムでは、ABS/VDC/TCS連携制御の終了後、CBS圧力制御をするためにCBS切替制御を進行させることにより、切替制御をするための時間が必要である問題があった。
本発明の背景技術は、大韓民国公開特許公報第10−2006−0121388号(2006年11月29日)に開示されている。
韓国公開特許第10−2006−0121388号公報
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、VDC/TCS連携制御時、圧力センサを介して感知されたスプリット圧力に基づいてホイール圧力を直接制御することにより、低圧区間においても精密にホイール圧力を制御し、VDC/TCS連携制御の終了後、CBS圧力制御に切替えるための遅延時間も短縮可能な車両用回生制動システムの制御方法を提供することである。
本発明の一側面による車両用回生制動システムの制御方法は、ABS連携制御、VDC連携制御およびTCS連携制御のうちのいずれか1つの実行条件を満足すると、各ホイールの目標圧力を生成するステップと、前記ABS連携制御に進入するか否かを判断するステップと、判断結果が、VDC連携制御またはTCS連携制御であれば、制御ホイールに対する増減圧が形成されるように、前記制御ホイールの入口側バルブをオープンさせるステップと、前記制御ホイールのホイール圧力が前記制御ホイールの目標圧力を追従するように、モータを制御して、前記制御ホイールに対する増減圧の圧力制御を行うステップとを含むことを特徴とする。
本発明において、前記制御ホイールに対する増減圧の圧力制御を行うステップは、スプリットを介して制御ホイールのホイール圧力を感知するステップと、前記制御ホイールの目標圧力と前記制御ホイールのホイール圧力との圧力差に対応する圧力ゲインを検出し、前記制御ホイールのホイール圧力が前記制御ホイールの目標圧力を追従するように、前記圧力ゲインに応じて前記モータを制御するステップとを含むことを特徴とする。
本発明において、前記圧力ゲインは、CBS圧力制御時の全体所要液量に対する前記制御ホイールの所要液量の大きさに基づいて設定されることを特徴とする。
本発明において、前記制御ホイールに対する増減圧が形成されるように、前記制御ホイールの入口側バルブをオープンさせるステップにおいて、前記制御ホイールを除いた残りのホイールの入口側バルブはクローズさせることを特徴とする。
本発明において、前記VDC連携制御または前記TCS連携制御の実行条件が解除されると、すべてのホイールの入口側バルブをオープンさせ、出口側バルブをクローズさせるステップをさらに含むことを特徴とする。
本発明の他の側面による車両用回生制動システムの制御方法は、各ホイールの目標圧力を生成するステップと、車両の挙動がVDC連携制御またはTCS連携制御の実行条件を満足すると、制御ホイールの入口側バルブをオープンさせるステップと、前記制御ホイールに前記目標圧力が形成されるように、モータを制御して、前記制御ホイールに対する増減圧の圧力制御を行うステップとを含むことを特徴とする。
本発明において、前記制御ホイールに対する増減圧の圧力制御を行うステップは、スプリットを介して前記制御ホイールのホイール圧力を感知するステップと、前記制御ホイールのホイール圧力が前記制御ホイールの目標圧力を追従するように、前記モータを制御するステップとを含むことを特徴とする。
前記制御ホイールの目標圧力を追従するように、前記モータを制御するステップにおいて、前記制御ホイールの目標圧力と前記制御ホイールのホイール圧力との圧力差に対応する圧力ゲインを検出し、前記制御ホイールのホイール圧力が前記制御ホイールの目標圧力を追従するように、前記圧力ゲインに応じて前記モータを制御することを特徴とする。
本発明において、前記圧力ゲインは、CBS圧力制御時の全体所要液量に対する前記制御ホイールの所要液量の大きさに基づいて設定されることを特徴とする。
本発明において、前記VDC連携制御または前記TCS連携制御の実行条件が解除されると、各ホイールの入口側バルブをオープンさせ、出口側バルブをクローズさせるステップをさらに含むことを特徴とする。
本発明は、VDC/TCS連携制御時、圧力センサを介して感知されたスプリット圧力に基づいてホイール圧力を直接制御することにより、低圧区間においても精密にホイール圧力を制御し、VDC/TCS連携制御の終了後、CBS圧力制御に切替えるための遅延時間も短縮する。
本発明の一実施形態に係る車両用回生制動システムの制御装置のブロック構成図である。 本発明の一実施形態に係る車両用回生制動システムの油圧回路図である。 本発明の一実施形態に係る車両用回生制動システムの制御方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るTCS制御時、ホイール圧力が目標圧力を追従することを示す図である。
以下、本発明の一実施形態に係る車両用回生制動システムの制御方法を、添付した図面を参照して詳細に説明する。この過程で、図面に示された線の厚さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜上誇張されて示されていることがある。また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これは、使用者、運用者の意図または慣例によって異なることがある。そのため、このような用語に対する定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行われなければならない。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用回生制動システムの制御装置のブロック構成図であり、図2は、本発明の一実施形態に係る車両用回生制動システムの油圧回路図である。
図1と図2を参照すれば、本発明の一実施形態に係る車両用回生制動システムの制御装置は、ペダルストロークセンサ10と、圧力センサ20と、入口側バルブ40と、出口側バルブ50と、モータ60とを含む。本実施形態では、CBS(Conventional Brake System)にアクティブ制動(Active Braking)を行うことができるESC(Electronic Stability Control)を含むESC統合型制動システムを例として説明する。
ペダルストロークセンサ10は、ブレーキペダルのペダルストロークを検出して、制御部30に入力する。
圧力センサ20は、図2のESC統合型回生制動システムの油圧回路のうち、作動バルブから入口側バルブ40までの油圧ライン、すなわち、スプリットに設けられ、スプリットに形成されるスプリット圧力を検出する。ここで、スプリット圧力は、VDC連携制御およびTCS連携制御時、ホイール圧力と同一に形成されることから、スプリット圧力とホイール圧力とを同一に理解しなければならない。これは、モータ60によって直接的にホイール圧力が制御されるからである。これについては後述する。
圧力センサ20は、図2に示されているように、スプリットに設けられ、感知したスプリット圧力、すなわち、ホイール圧力を制御部30に入力する。
入口側バルブ40は、各ホイールFL、FR、RL、RRと一対一対応するように設けられ、各ホイールにブレーキ油圧を供給し、出口側バルブ50は、各ホイールと一対一対応するように設けられ、各ホイールのブレーキ油圧を流出させる。
モータ60は、制御部30の制御信号に応じてトルクを発生させてシリンダ70のピストンを移動させることにより、各ホイールのホイール圧力を増圧または減圧させる。この場合、ホイール圧力は、VDC連携制御およびTCS連携制御時、モータ60によって直接的に制御される。
制御部30は、車両の挙動、例えば、ホイール速、スリップ、車速などと、ペダルストロークセンサ10からペダルストロークとを受信し、これらに基づいてABS(Anti−lock Brake System)連携制御、VDC(Vehicle Dynamics Control)連携制御およびTCS(Traction Control System)連携制御のうちのいずれか1つの実行条件を満足するか否かを判断する。
判断結果、ABS連携制御、VDC連携制御およびTCS連携制御のうちのいずれか1つの実行条件を満足すると、制御部30は、各ホイールの目標圧力を検出する。
次に、制御部30は、ABS連携制御を行うか、それともVDC連携制御またはTCS連携制御を行うかを判断する。
判断結果、ABS連携制御を行う場合には、制御部30は、モータ60に電流を印加して、スプリットの圧力をホイール圧力制御に生成させる。この時、制御部30は、ホイールの持続的な増減圧のために、モータ60に連結されたピストンが定められた変位まで往復運動して、所要の液量を補充する。次に、制御部30は、各ホイールのホイール圧力が目標圧力を追従するように、各ホイールの入口側バルブ40をオープンさせ、出口側バルブ50をクローズさせて、目標圧力に応じてホイール圧力を制御する。
前記のように、ホイール圧力を目標圧力に制御する過程で、制御部30は、車両の挙動が安定化されると、すべてのホイールの入口側バルブ40と出口側バルブ50をオープンさせてABS連携制御を終了し、現在形成されてスプリット圧力に応じてピストンの変位を合わせるCBS(Conventional Brake System)切替制御を実施した後、圧力センサ20によって感知されたスプリット圧力に応じてCBS圧力制御を行う。
一方、前記判断結果、VDC連携制御またはTCS連携制御であれば、制御ホイールに対する増減圧が形成されるように、各ホイールの入口側バルブ40および出口側バルブ50それぞれを制御し、この時、制御ホイールに目標圧力が形成されるように、モータ60を制御して、制御ホイールに対する増減圧の圧力制御を行う。
制御部30は、制御ホイールの入口側バルブ40をオープンさせた状態で、モータ60の制御だけでホイール圧力を制御する。すなわち、制御部30は、スプリットに形成されたスプリット圧力(ホイール圧力)を感知し、制御ホイールの目標圧力とホイール圧力との圧力差に対応する圧力ゲインを検出した後、検出された圧力ゲインに応じてモータ60を制御して、ホイール圧力が制御ホイールの目標圧力を追従するようにする。
ここで、前記のように、スプリット圧力とホイール圧力とは同一であるが、これは、制御ホイールの入口側バルブ40をオープンさせ、残りの非制御ホイールの入口側バルブ40をクローズさせると、モータ60の動作によるピストンの往復運動時、当該油圧が制御ホイールにのみ供給されるからである。
このように、スプリット圧力とホイール圧力とが同一であるので、制御部30は、スプリットに設けられた圧力センサ20を介して制御ホイールのホイール圧力を知ることができ、当該制御ホイールのホイール圧力が目標圧力を追従するように、モータ60を制御することにより、制御ホイールに対するホイール圧力を直接的に制御することができる。
さらに、圧力ゲインは、各ホイールごとに設定されるが、前記目標圧力とホイール圧力との圧力差に応じて事前に設定される。圧力ゲインは、CBS圧力制御時の全体所要液量に対する当該制御ホイールの所要液量の大きさに基づいて設定される。
ここで、CBSの全体圧力ゲインを100%に設定する場合、前輪ホイールFL、FRの所要液量はCBSの全体所要液量の35%にそれぞれ設定され、後輪ホイールRL、RRの所要液量はCBSの全体所要液量の15%にそれぞれ設定される。したがって、前輪ホイールそれぞれの圧力ゲインはCBSの圧力ゲイン×(35/100)に設定され、後輪ホイールそれぞれの圧力ゲインはCBSの圧力ゲイン×(15/100)にそれぞれ設定される。
すなわち、各ホイールの圧力ゲインは、CBSの圧力ゲインをそのまま適用せず、CBSの全体所要液量に対する当該ホイールの所要液量の割合だけ設定されてもよい。
一方、前記のように当該制御ホイールに対するホイール圧力を制御する過程で、VDC連携制御またはTCS連携制御の実行条件を満足しなければ、制御部30は、すべてのホイールの入口側バルブ40をオープンさせ、出口側バルブ50をクローズさせた後、圧力センサ20によって感知されたスプリット圧力に応じてCBS圧力制御を行う。この場合、すべてのホイールの出口側バルブ50がクローズされてリザーバタンクに流出する液量がないため、前記のようなCBS切替制御を行う必要がなく、その結果、CBS切替制御を行う時間を短縮させることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る車両用回生制動システムの制御方法を、図3を参照して詳細に説明する。
図3は、本発明の一実施形態に係る車両用回生制動システムの制御方法のフローチャートである。
図3を参照すれば、まず、制御部30は、車両の挙動、例えば、ホイール速度、スリップ、車両の速度、IGNなどを受信し、この車両の挙動がABS連携制御、VDC連携制御およびTCS連携制御のうちのいずれか1つの実行条件を満足するか否かを判断する(S10)。
ステップS10での判断結果、ABS連携制御、VDC連携制御およびTCS連携制御のうちのいずれか1つの実行条件を満足すると、制御部30は、各ホイールの目標圧力を検出する(S20)。
各ホイールの目標圧力を検出した後、制御部30は、ABS連携制御を行うか、それともVDC連携制御またはTCS連携制御を行うか否かを判断する(S30)。
ステップS30での判断結果、ABS連携制御を行うと、制御部30は、モータ60に電流を印加して、スプリット圧力をホイール圧力に生成させる。この時、制御部30は、ホイールの持続的な増減圧のために、モータ60に連結されたピストンが定められた変位まで往復運動して、所要の液量を補充する。
次に、制御部30は、高圧連携制御および低圧連携制御のうちのいずれか1つを選択し、入口側バルブ40と出口側バルブ50のオープン時間で液量を計算して、ホイール圧力を推定する(S40)。
参照として、ABS連携制御過程では、ホイールに形成された液量がリザーバタンクに流出するので、ホイール圧力が減圧される。その結果、ホイール圧力とスプリット圧力とは同一でないので、制御部30は、入口側バルブ40と出口側バルブ50のオープン時間を用いて液量を計算して、ホイール圧力を推定する。
次に、制御部30は、推定されたホイール圧力が各ホイールの目標圧力を追従できるように、各ホイールの入口側バルブ40をオープンさせ、出口側バルブ50をクローズさせて、ホイール圧力を目標圧力に制御する(S50)。
一例として、ホイール圧力を増圧させようとする場合、制御部30は、当該ホイールの入口側バルブ40をオープンさせ、出口側バルブ50をクローズさせる。この時、スプリットに形成された液量が増圧しようとするホイールに伝達されるため、当該ホイール圧力は増圧される。
また、ホイール圧力を維持しようとする場合、制御部30は、当該ホイールの入口側バルブ40と出口側バルブ50をすべてクローズさせる。この時、ホイールに形成された液量が維持されるため、ホイール圧力は維持される。
さらに、ホイール圧力を減圧させようとする場合、制御部30は、当該ホイールの入口側バルブ40をクローズさせ、出口側バルブ50をオープンさせる。この時、ホイールに形成された液量が排出されるため、ホイール圧力は減少する。
この過程で、制御部30は、車両の挙動が安定化されてABS連携制御の実行条件が解除されるか否かを判断し(S60)、判断結果、ABS連携制御の実行条件が解除されると、すべてのホイールの入口側バルブ40と出口側バルブ50をオープンさせてABS連携制御を終了する。
一方、前記ABS連携制御中には、所要液量に応じてピストンが持続的に往復運動をするため、連携制御の終了後、ピストンの位置が一定でない。
したがって、制御部30は、現在形成されてスプリット圧力に応じてピストンの変位を合わせるCBS(Conventional Brake System)切替制御を実施(S70)した後、圧力センサ20によって感知されたスプリット圧力に応じてCBS圧力制御を行う(S80)。
一方、前記ステップS30での判断結果、VDC連携制御またはTCS連携制御を行う場合であれば、制御部30は、制御ホイールの入口側バルブ40をオープンさせ、出口側バルブ50はクローズさせる一方、制御ホイールを除いた残りの非制御ホイールの入口側バルブ40はクローズさせる(S90)。これによって、ブレーキ圧が当該制御ホイールにのみ供給され、残りの非制御ホイールには供給されなくなる。
次に、制御部30は、圧力ゲインを決定する(S100)。
この場合、制御部30は、制御ホイールの目標圧力と圧力センサ20によって検出されたスプリット圧力(ホイール圧力)との圧力差に応じて圧力ゲインを検出する。
圧力ゲインが検出されると、制御部30は、この圧力ゲインに応じてモータ60を制御して、VDC連携制御またはTCS連携制御を行う(S110)。すなわち、制御部30は、決定された圧力ゲインに対応する電流をモータ60に供給し、モータ60は、当該電流によって駆動してピストンを往復運動させることにより、制御ホイールのホイール圧力を直接的に制御する。
この過程で、制御部30は、車両の挙動によってVDC連携制御またはTCS連携制御の実行条件が解除されるか否かを判断(S120)し、判断結果、VDC連携制御またはTCS連携制御の実行条件が解除されると、制御ホイールを含む全体ホイールの入口側バルブ40をオープンさせ(S130)、圧力センサ20によって感知されたスプリット圧力に応じてCBS圧力制御を行う(S80)。
図4は、本発明の一実施形態に係るTCS制御時、ホイール圧力が目標圧力を追従することを示す図である。
図4を参照すれば、制御ホイールのホイール圧力が制御ホイールの目標圧力(ホイールDemand)をほぼ類似して追従しており、これにより、制御ホイールの圧力制御が正確かつ精密に行われることが分かる。
このように、本実施形態は、VDC/TCS連携制御時、圧力センサ20を介して感知されたスプリット圧力に基づいてホイール圧力を直接制御することにより、低圧区間においても精密にホイール圧力を制御し、VDC/TCS連携制御の終了後、CBS圧力制御に切替えるための遅延時間も短縮することができる。
本発明は、図面に示された実施形態を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形および均等な他の実施形態が可能である点を理解するであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められなければならない。
10:ペダルストロークセンサ
20:圧力センサ
30:制御部
40:入口側バルブ
50:出口側バルブ
60:モータ
70:シリンダ



Claims (4)

  1. マスターシリンダ、該マスターシリンダと結合するモータ、及び、該モータを制御するように構成される制御部を有する車両用制動システムの制御方法であって、
    ABS制御、VDC制御およびTCS制御のうちのいずれか1つの実行条件が満足される場合に、前記制御部各ホイールシリンダの目標圧力を生成するステップと、
    前記ABS制御が実行されず、かつ、前記VDC制御または前記TCS制御が実行されると判断された場合、前記制御部、前記ホイールシリンダのうちの制御ホイールシリンダに対する増減圧が形成されるように、前記制御ホイールシリンダの入口側バルブをオープン、かつ、前記制御ホイールシリンダを除いた残りのホイールシリンダの入口側バルブをクローズするステップと、
    当該車両用制動システムの作動バルブから前記入口側バルブまでの油圧ラインを介して前記制御ホイールシリンダのホイールシリンダ圧力を前記制御部感知するステップと、
    前記制御ホイールシリンダの目標圧力と前記制御ホイールシリンダのホイールシリンダ圧力との圧力差に対応する圧力ゲインを前記制御部検出するステップと、
    前記制御部、前記の検出された圧力ゲインに応じて、前記シリンダのピストンを移動させるように前記モータを制御して、前記制御ホイールシリンダのホイールシリンダ圧力が前記制御ホイールシリンダの目標圧力に追従するように、前記制御ホイールシリンダに対する増減圧の圧力制御を実行するステップと、
    前記VDC制御または前記TCS制御を実行する過程で前記VDC制御または前記TCS制御の実行条件が解除される場合、前記制御部が、前記制御ホイールシリンダのすべての入口側バルブをオープン、出口側バルブをクローズするステップを含むことを特徴とする、方法。
  2. 前記圧力ゲインは、
    従来型ブレーキシステム(CBS圧力制御時の全体所要液量に対する前記制御ホイールシリンダの所要液量の大きさに基づいて設定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. マスターシリンダ、該マスターシリンダと結合するモータ、及び、該モータを制御するように構成される制御部を有する車両用制動システムの制御方法であって、
    前記制御部が前記車両の各ホイールシリンダの目標圧力を生成するステップと、
    前記車両の挙動がVDC制御またはTCS制御の実行条件を満足する場合、前記制御部が、前記ホイールシリンダのうちの制御ホイールシリンダの入口側バルブをオープン、かつ、前記制御ホイールシリンダを除いた残りのホイールシリンダの入口側バルブをクローズするステップと、
    当該車両用制動システムの作動バルブから前記入口側バルブまでの油圧ラインを介して前記制御ホイールシリンダのホイールシリンダ圧力を前記制御部感知するステップと、
    前記制御ホイールの目標圧力と前記制御ホイールシリンダのホイールシリンダ圧力との圧力差に対応する圧力ゲインを前記制御部検出するステップと、
    前記制御ホイールのホイール圧力が前記制御ホイールシリンダの目標圧力を追従するように、前記制御部が前記モータを制御するステップと
    前記制御部、前記の検出された圧力ゲインに応じて、前記シリンダのピストンを移動させるように前記モータを制御して、前記制御ホイールシリンダのホイールシリンダ圧力が前記制御ホイールシリンダの目標圧力に追従するように、前記制御ホイールシリンダに対する増減圧の圧力制御を実行するステップと
    前記VDC制御または前記TCS制御を実行する過程で前記VDC制御または前記TCS制御の実行条件が解除される場合、前記制御部が、前記制御ホイールシリンダのすべての入口側バルブをオープン、出口側バルブをクローズするステップを含むことを特徴とする、方法。
  4. 前記圧力ゲインは、
    従来型ブレーキシステム(CBS圧力制御時の全体所要液量に対する前記制御ホイールシリンダの所要液量の大きさに基づいて設定されることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
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