KR0153426B1 - 앤티로크 브레이크 시스템 제어용 노면판단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바퀴가 놓여있는 노면의 마찰계수값을 판정하고 이를 이용하여 앤티 로크 브레이크 시스템의 브레이크 유압을 제어함으로써, ABS제어가 들어가기 직전인 초기 제어기간 중(이 기간 중에는 운전자의 답력에 의해 유압이 계속적으로 증압되고 있는 상태임)에 바퀴의 가감속도를 판단하여 노면의 마찰계수를 측정하는 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

앤티로크 브레이크 시스템 제어용 노면판단방법

제1도 및 제2도 (A),(B)는 본 발명의 여러 구현예를 나타내는 그래프.

본 발명은 바퀴가 놓여있는 노면의 마찰계수값을 판정하고 이를 이용하여 앤티 로크 브레이크 시스템의 브레이크 유압을 제어함으로써, 앤티로크 브레이크 시스템의 전반적인 성능향상을 도모할 수 있도록 한 앤티로크 브레이크 시스템 제어용 노면판단 방법에 관한 것이다.

일반적으로 앤티로크 브레이크 시스템(Anti-lock breake system: ABS)은 주행중 급브레이크를 걸면 브레이크 유압에 의해 바퀴가 로크(고착)상태가 되고, 이로 인해 바퀴의 진행이 방향성을 잃고 미끄럼을 일으키게 되는 위험을 방지하기 위해 브레이크 조작시 바퀴에 가해지는 브레이크 유압을 적절히 조절하여 제동거리, 조향성능, 안정성 등을 향상시키는 장치이다.

여기서, 바퀴에 가해지는 유압은 브레이크 시스템의 설계사양에서 설정되어져 운전자의 의지인 페달 답력에 의해서만 일정한 관계를 가지면서 형성되어 지는데, 실질적으로 바퀴에 가해지는 브레이크 유압의 적정치는 바퀴가 놓여있는 노면의 마찰계수값(예를 들면, 건조한 아스팔트에서는 0.9 내지 1.0, 젖은 아스팔트에서는 0.75 내지 0.85, 눈길에서는 0.3 내지 0.4, 빙판길에서는 0.08 내지 0.15)에 따라 변화되게 되나 종래의 ABS는 바퀴의 슬립과 가감속도에 의하여 바퀴에 가해지는 유압을 제어함으로써, 유압의 진동이나 노면에 따른 적정압력 이하에서 제어되어 조작감 및 제동성능측면에서 최적의 제어를 얻지 못하였다.

따라서, 바퀴에 가해지는 브레이크 유압을 제어하기 위해서는 노면의 마찰계수를 알아야 하나 달리는 차량 내부에서 이것을 측정한다는 것은 거의 불가능하며, 이와 같은 점을 감안하여 본 발명에서는 ABS장치가 탑재된 차량에서 제동시 나타나는 바퀴의 속도유형과 유압지령치를 기준으로 하여 노면상태의 데이터를 종합적으로 분석하고 최종적으로 현재의 바퀴가 놓여있는 상태를 판정하여 그에 따른 적절한 제어를 행할 수 있도록 하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 ABS제어가 들어가기 직전인 초기 제어기간중(이 기간중에는 운전자의 페달 답력에 의해 유압이 계속적으로 증압되고 있는 상태임)에 바퀴의 가감속도를 판단하여 노면의 마찰계수를 측정하는 방법으로서, 제동력이 바퀴에 곧바로 전달될 경우 감속도의 기울기는 노면 마찰계수와 상관관계를 가진다는 점 즉, 노면이 미끄러울수록 일정압에서 감속도의 기울기가 더 가파르게 된다는 점에 착안한 것이다.

본 발명은 바퀴속도의 미분치인 바퀴가감속 데이터와 그 경과시간에 의해 노면상태를 판정하는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여, 바퀴의 감속치가 설정치 A에서 설정치 B까지 도달하는데 걸리는 시간을 △T라 하면, △TT_L의 조건에서는 저 마찰노면으로, T_L≤△T≤T_H의 조건에서는 중 마찰노면으로, △T≥T_H의 조건에서는 고 마찰노면으로 각각 판정함으로써 이루어진다.

여기서, 위와 같이 설정된 T_L, T_H는 차종에 따라 또는 브레이크 시스템에 따라 약간 달라지나 보통 T_L은 20ms, TH는 50ms 내외로 설정하는 것이 바람직하며, A와 B점은 각각 2G 및 5G로 설정된다.

이때의 G는 중력가속도를 나타낸다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제1도는 본 발명에 따른 노면판단방법의 일 구현예이다.

주행중인 차량의 바퀴에 브레이크압이 가해지면 바퀴속도가 감속하게 되는데, 이때 제동력(F_B)이 노면의 마찰력(F)보다 크게 되면 바퀴속도(V_W)는 차체속도(V_V)보다 빨리 감소되어 바퀴속도(V_W)와 차체속도(V_V)의 차이가 발생하게 되고 이는 슬립의 형태로 발생된다.

상기 제동력(F_B)과 마찰력(F)의 차가 클수록 바퀴속도(V_W)는 빨리 감소되게 되고, 이 바퀴속도(V_W)의 미분값인 가감속도(A_W)도 마찬가지로 빨리 감소되게 된다.

이와같이, 바퀴속도(V_W)의 미분값은 가감속도(A_W)에 있어서 적절한 두 지점(A와 B)을 선정하고 두 지점 사이를 이동하는데 걸리는 시간을 비교하면 현재상태의 노면 마찰계수를 유추할 수 있는 것이다.

따라서, 실험데이터를 근거로 하여 임의의 시간을 설정하되 짧은 시간대의 T_L과 긴 시간대의 T_H를 각각 설정하여 상기 두 지점 A와 B를 경과하는데 걸리는 시간 △T가 상기 임의로 설정한 시간 T_L보다 작으면 즉, △TT_L이면 적절한 A,B 두 지점 간을 경과하는데 걸리는 시간 △T가 아주 길게 설정한 시간 T_L보다 더욱 빨리 경과했음을 뜻하므로 이때의 노면상태가 미끄러운상태인 것을 알 수 있으며, 또한 ΔT ＞ T_H이면 적절한 A,B 두 지점 간을 경과하는데 걸리는 시간 ΔT가 아주 길게 설정한 시간 T_H보다 더욱 늦게 경과했음을 뜻하므로 이때의 노면상태는 마찰이 매우 심한 노면임을 알 수 있는 것이다.

여기서, 바퀴속도의 유형에 의한 노면판단방법은 브레이크를 가한 후 최초의 사이클에서만 판단해야 하는데, 이는 두 번째 사이클 이후에서는 상기 ABS 제어가 이루어지고 있으므로 노면판단을 위한 바퀴속도의 유형으로서는 그 신뢰성이 저하되기 때문이다.

또한, 구동바퀴의 경우에는 엔진, 파워트레인계통의 간섭으로 속도에 떨림현상이 발생하여 속도를 판단하는 데이터로는 부적합하므로 피 구동바퀴의 속도데이터에 의해서만 상기 방법을 이용하여 판단한다.

한편, 첨부도면 제2도는 본 발명에 따른 노면판단방법의 다른 일 구현예로서, 상기 ABS에서 형성되는 유압 지령치에 의해서 판단하는 방법은 (A)에 도시한 바와 같이 감압시간에 의한 판단방법과 (B)에 도시한 바와 같이 증압시간에 의한 판단방법이 있으며, 상기 감압시간에 의한 판단방법으로는 ABS에 의해 출력된 브레이크 유압의 감압신호에 의해서 노면상태를 판정하되, 상기 감압신호가 출력되는 시간(△T)에 의해서 △TT_L의 조건에서는 고 마찰노면으로, T_L≤△T≤T_H의 조건에서는 중 마찰노면으로, △TT_H의 조건에서는 저 마찰노면으로 각각 판정할 수 있는 것이다.

위와 같은 감압시간에 의한 판단방법에서는 T_L은 20ms, T_H는 50ms로 각각 설정된다.

여기서, ABS에 의한 브레이크 유압은 바퀴에 로크상태가 발생될 때 감압신호에 따라 감압되어지고, 어느 정도 브레이크 유압이 감소되어 바퀴의 로크상태가 어느 정도 해제되면 이와 동시에 ABS의 감압신호는 증압신호로 변환되어 이루어진다.

그리고, 상기 증압신호에 의한 판단방법으로는 바퀴의 로크시에는 ABS에 의해 감압신호가 출력되고 바퀴의 로크상태가 어느 정도 해제되면 상기 감압신호는 곧바로 증압신호로 변환되어 출력되므로 이때의 브레이크 유압은 증압되어지며, 어느 정도 브레이크 유압이 증압되었다가 바퀴에 재차 로크상태가 발생되면 증압이 중단되고 다시 감압신호로 변환이 이루어진다.

상기와 같이 브레이크 유압의 증압신호가 출력된 시간(△T)을 측정하여 노면상태를 판단할 수 있다.

즉, △TT_L의 조건에서는 저 마찰노면으로, T_L≤△T≤T_H의 조건에서는 중 마찰노면으로, △TT_H의 조건에서는 고 마찰노면으로 판정할 수 있다.

위와 같은 증압시간에 의한 판단방법에서는 TL은 40ms, TH는 200ms로 각각 설정된다.

이때에도 브레이크 유압의 감압 또는 증압에 의한 노면판단방법은 구동바퀴축을 이용하지 않고 피 구동바퀴측만 이용한다.

이와 같이 상기한 3가지의 방법에 의해 각각 결정된 노면상태의 데이터를 종합적으로 분석하고, 최종적으로 현재 제어해야 할 바퀴가 어떤 노면위에 놓여있는 지를 판정함으로써, 그에 따른 적절한 제어를 행할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에서는 노면의 상태를 정확히 판단하고 그에 따른 적절한 유압을 제어함으로써, 차량의 제동거리를 줄일 수 있는 효과와, 제동시 안정성을 높일 수 있는 효과와, 조절성능을 높일 수 있는 효과와, 브레이크 페달의 조작감을 좋게 할 수 있는 효과와, 진동 및 소음을 저감시킬 수 있는 효과 등을 통해 전반적인 앤티로크 브레이크 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 장점을 얻을 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 브레이크 유압의 증감압값에 의해 노면상태를 판정하되, 브레이크 유압의 감압신호 및 증압신호가 출력되는 시간을 △T 라 하고, △T 가 설정값 T_L보다 작은 조건에서는 저 마찰노면으로, △T가 설정값 T_L보다 크거나 같고 설정값 T_H보다 작거나 같은 조건에서는 중 마찰노면으로, △T가 설정값 T_H보다 큰 조건에서는 고 마찰노면으로 각각 판정하여 브레이크 유압을 제어할 수 있는 방법으로 이루어진 것을 특징으로 하는 앤티로크 브레이크 시스템 제어용 노면판단방법.