KR100212332B1 - 안티로크 제동제어장치 - Google Patents

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요이치 미야와키
히데아키 후지오카
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구라우치 노리타카
스미토모 덴키고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 차륜속도와 추정차체속도의 동기상태에 따라 소망하는 가압 또는 감압률로 차륜 실린더의 가감압을 실시함과 더불어, 스키드회복 후에는 차륜 실린더의 액압을 급속히 승압시킴으로써, 차체의 안정성 및 제동효율 등을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 안티로크 제동제어장치는, 각 차륜의 차륜속도를 검출하는 차륜속도 검출수단과; 검출된 차륜속도에 기초해서 각 차륜속도, 각 차륜가감속도를 포함한 차륜거동데이터와, 추정차체속도, 추정차체가감속도를 포함한 차체거동데이터를 산출하는 거동산출수단; 상기 차륜거동데이터 및 차체거동데이터에 기초해서 차륜로크징후 및 차륜로크징후의 해제를 검출하는 로크징후 검출수단; 차륜로크징후의 해제시까지 차륜로크징후의 검출에 따라 상기 차륜거동데이터 및 차체거동데이터에 의해 결정되는 감압신호를 설정하는 감압신호 설정수단; 차륜로크징후의 해제가 검출된 때의 최대액압차를 얻기 위해 로크징후 검출후 차륜 실린더의 현재의 액압과 로크징후 검출개시시의 차륜 실린더 액압의 차압량을 산출하는 차압량 산출수단; 상기 차륜속도와 추정차체속도의 차가 소정의 범위 이내일 때 성립되는 동기상태와, 상기 차가 상기 소정의 범위 이상일 때 성립되는 비동기상태를 검출하는 동기검출수단; 차륜로크징후의 해제에 응답해서 비동기상태 기간동안 완가압신호를 설정하는 완가압신호 설정수단 및; 상기 동기상태의 성립에 응답해서 차륜 실린더의 액압이 상기 최대액압차의 소정의 퍼센트를 얻도록 상승될 때까지 급가압신호를 설정하는 급가압신호 설정수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

안티로크 제동제어장치
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 안티로크 제동제어장치의 배관을 나타낸 도면.
제2(a)도 내지 제2(c)도는 본 발명의 가압 및 감압용 액츄에이터의 가변 유량제어밸브의 단면도.
제3도는 본 발명의 제1실시예의 신호처리부의 블록구성도.
제4도 및 제5도는 본 발명의 제1실시예의 동작을 나타낸 플로우챠트.
제6도는 본 발명의 제1실시예의 급가압신호를 설정하기 위해 실행되는 서브루틴을 상세하게 나타낸 플로우챠트.
제7도는 본 발명의 제1실시예의 제어수순을 상세하게 설명하기 위한 그래프.
제8도는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 블록구성도.
제9도는 종래의 안티로크 제동제어장치의 블록도.
제10도는 종래의 안티로크 제동제어장치에서의 감압특성을 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 마스터 실린더 12 : 차륜 실린더
S : 차륜속도 검출수단 CAL : 차륜/차체 거동산출수단
L : 로크징후 검출수단 D : 감압신호 설정수단
R : 가압신호 설정수단 P : 차압량 산출수단
ACTD : 감압용 액추에이터 ACTR : 가압용 액추에이터
[산업상의 이용분야]
본 발명은 차체에 사용되는 안티로크 제동제어장치(antilock brake control apparatus)에 관한 것으로, 특히 스키드(skid)회복후에는 차륜 실린더(wheel cylinder)의 압력을 신속히 적절한 레벨까지 승압시킴으로써 차체의 안정성, 제동효율 등의 향상을 도모함과 더불어, 차륜 실린더의 가·감압률 제어의 정밀도 향상을 도모한 안티로크 제동제어장치에 관한 것이다.
[종래의 기술 및 그 문제점]
종래의 안티로크 제동제어장치의 제동제어회로는, 제9도에 나타낸 바와 같이 마스터 실린더(1)와 차륜 실린더(2) 사이에 배치된 통상시는 열린 상태의 가압용 밸브(3), 차륜 실린더(2)와 마스터 실린더(1) 사이의 리턴 챈널에 배치된 통상시는 닫힌 상태의 감압용 밸브(4) 및 버퍼(5), 버퍼실(buffer chamber; 6)을 갖추고 있다.
상기 안티로크 제동제어장치에서는, 로크(lock) 징후가 검출되면, 가압용 밸브(3)를 닫는 한편 감압용 밸브(4)를 열어서 차륜 실린더(2)의 액체압력[이하, 액압(液壓)이라 약칭한다]을 감압시킨다.
또, 로크징후가 해제됨과 더불어 감압용 밸브(4)를 다시 닫는다. 차륜의 회전이 안정하여 차륜(車輪)속도와 추정차체속도가 거의 같아지게 되면, 마스터 실린더(1)의 액압과 차륜 실린더(2)의 액압의 차압을 축소시키기 위해 가압용 밸브(3)를 펄스적으로 반복해서 열어 완가압(緩加壓)을 실행하고, 차륜 실린더(2)의 액압을 단계적으로 승압해서 마스터 실린더(1)의 액압에 접근시킨다. 그후, 제동력이 다시 강해져 로크 징후가 다시 검출되면, 동일한 안티로크 제동제어가 반복된다.
그러나, 제10도에 나타낸 바와 같이, 상기 안티로크 제동제어장치의 차륜 실린더의 액압의 감압특성은 비선형으로 변화하게 되는 바, 소망하는 감압폭을 얻기 위해서는 감압시간(△T)을 차륜 실린더의 감압에 의존해서 변화시킬 필요가 있다. 즉, 소망하는 감압폭(△P1)을 얻기 위해 필요한 감압시간은, 감압개시시의 차륜 실린더의 액압이 높은 상태인 경우의 감압시간(△T1)보다 감압개시후 상당 시간이 경과되어 차륜 실린더의 액압이 낮아진 상태의 감압시간(△T2)이 더 길어지게 된다.
그에 반해, 차체가감속도와 차륜 실린더의 액압이 비례관계가 되는 것에 주목해서 차체가감속도량에 따라 차륜 실린더의 액압을 추정하고, 이 추정치에 기초해서 감압시간을 보정함으로써 소망하는 감압률을 얻는 구성이 제공되고 있다.
그렇지만, 상기 종래의 안티로크 제동제어장치에서는, 가압시에 있어서 마스크 실린더(1)와 차륜 실린더(2)의 액압의 차가 적으면, 가압용 밸브(3)의 펄스적인 열림/닫힘에 의한 차륜 실린더(2)의 액압의 상승률이 낮아지기 때문에, 차륜 실린더(2)의 액압이 마스터 실린더(1)의 액압에 접근할 때까지의 기간이 길어지게 되고, 그에 따라 제동효율의 저하를 초래하게 된다. 한편 마스터 실린더(1)와 차륜 실린더(2)의 액압의 차이가 크면, 가압용 밸브(3)의 1회의 열림에 의한 차륜 실린더(2)의 액압의 상승률이 높아지기 때문에, 다음의 로크상태를 조기에 억압하기 쉽게 되어 자체의 안정성 및 제어성이 저하하게 된다.
또, 상기한 차체가감속도로부터 차륜 실린더의 액압을 추구하는 구성에서는, 감압시에 있어서 노면의 마찰계수(μ)가 급변하는 때에는 차체가감속도가 새로운 마찰계수(μ)에 대응하는 레벨에 도달할 때까지 시간지연이 생기게 된다. 따라서, 높은 정밀도가 얻어지지 않게 되어 소망하는 감압률을 얻을 수 없게 될 수도 있게 된다.
[발명의 목적]
본 발명은 상기와 같은 종래의 안티로크 제동제어장치에서의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 로크징후검출후에는 소망하는 감압률로 적절한 감압, 또 회복직후에는 소망하는 가압률로 적절한 완가압, 급가압(急加壓)을 실시하고, 스키드회복후에는 차륜 실린더의 액압을 급속히 적절한 레벨까지 승압시킴으로써, 제동효율의 향상을 도모함과 더불어 고정밀도로 상기 감압 및 가압률을 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 안티로크 제동제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.
[발명의 구성]
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 안티로크 제동제어장치는, 각 차륜의 차륜속도를 검출하는 차륜속도 검출수단과; 검출된 차륜속도에 기초해서 각 차륜속도, 각 차륜가감속도를 포함한 차륜거동데이터와, 추정차체속도, 추정차체가감속도를 포함한 차체거동데이터를 산출하는 거동산출수단; 상기 차륜거동데이터 및 차체거동데이터에 기초해서 차륜로크징후 및 차륜로크징후의 해제를 검출하는 로크징후 검출수단; 차륜 로크징후의 해제시까지 차륜로크징후의 검출에 따라 상기 차륜거동데이터 및 차체거동데이터에 의해 결정되는 감압신호를 설정하는 감압신호 설정수단; 차륜로크징후의 해제가 검출된 때의 최대액압차를 얻기 위해 로크징후 검출후 차륜 실린더의 현재의 액압과 로크징후 검출개시시의 차륜 실린더 액압의 차압량을 산출하는 차압량 산출수단; 상기 차륜속도와 추정차체속도의 차가 소정의 범위 이내일 때 성립되는 동기상태와, 상기 차가 상기 소정의 범위 이상일 때 성립되는 비동기상태를 검출하는 동기검출수단; 차륜로크징후의 해제에 응답해서 비동기상태 기간동안 완가압신호를 설정하는 완가압신호 설정수단 및; 상기 동기상태의 성립에 응답해서 차륜 실린더의 액압이 상기 최대액압차의 소정의 퍼센트를 얻도록 상승될 때까지 급가압신호를 설정하는 급가압신호 설정수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 차륜속도와 추정차체속도의 동기는, 이들이 거의 같게 되거나 또는 급격히 같게 되려고 하고 있는 상태를 일컫는, 예컨대 다음과 같은 식을 만족시키는 경우에 동기라고 판정된다.
여기서 SPEED는 차륜속도, g는 중력가속도이다.
혹은, VREF - SPEED ≤ VREF/32 + 2(kph)
여기서 VREF는 추정차체속도, SPEED는 차륜속도이다. 인 식에 의해 판별해도 좋다.
상기 감압용 및 가압용 액츄에이터로서는, 가변 유량제어밸브를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가압 및 감압용 액츄에이터로서 온·오프형의 솔레노이드 밸브를 사용할 수도 있다.
[작용]
본 발명에 따른 안티로크 제동제어장치는, 상기와 같은 구성으로 되어 있기 때문에, 로크징후 검출수단이 차륜의 로크징후를 검출하면, 감압신호 설정수단이 차륜속도 또는 다른 피라미터에 따라 설정한 감압신호에 의해 감압용 액츄에이터를 구동시키고, 그에 따라 차륜 실린더의 액압을 적절한 감압률로 감압시킨다.
또, 상기 로크징후가 해제된 후, 차륜속도와 추정차체속도의 차가 큰 상태(비동기상태)의 경우에는, 노면의 마찰계수(μ)에 기초해서 추정차체속도 또는 다른 파라미터로부터 가압신호 설정수단에 의해 발생된 적절한 완가압신호에 의해 가압용 액츄에이터를 구동시킨다.
더욱이, 차륜속도와 추정차체속도가 거의 일치하여 동기가 이루어진 상태(동기성립의 상태)의 경우에는, 예컨대 차륜속도 등에 따른 적절한 급가압신호에 의해 가압용 액츄에이터를 구동시켜, 차륜 실린더 액압을 로크징후 검출시에 차압량 산출수단에 의해 산출된 액압부근까지 급속히 가압한다.
상기 가압 및 감압용 액츄에이터로서 가변 유량제어밸브를 사용하는 경우에는, 액츄에이터가 차륜 실린더 및 마스터 실린더의 액압레벨의 영향을 받지 않게 되므로, 항시 고정밀도로 소망하는 감압 및 가압률을 유지할 수 있게 된다.
[실시예]
이하, 예시도면을 참조해서 본 발명의 각 실시예를 상세히 설명한다.
제1도 내지 제3도에 나타낸 본 발명의 제1실시예에 따른 안티로크 제동제어장치는, 마스터 실린더(11)와 각각 자동차의 좌우전륜과 좌우후륜에 대응하는 4개의 차륜 실린더(12A,12B,12C,12D) 사이에 배치된 4개의 가압용 액츄에이터(ACTR0,ACTR1,ACTR2,ACTR3)와, 4개의 차륜 실린더(12A,12B,12C,12D) 각각과 선로(16)를 매개해서 마스터 실린더(11)에 접속되는 모터 펌프(15) 사이에 배치된 감압용 액추에이터(ACTD0,ACTD1,ACTD2,ACTD3)를 구비하고 있다.
또, 상기 감압용 액츄에이터(ACTD0ACTD3)측에는 버퍼실(7)을 배치하고 있다.
상기 가압용 액츄에이터(ACTR0ACTR3)는 대응하는 차륜 실린더(12)에서의 제동압력을 가압하기 위해 사용되고, 상기 감압용 액츄에이터(ACTD0ACTD3)는 제동압력을 감압하기 위해 사용된다. 상기 액츄에이터(ACTR0ACTR3, ACTD0ACTD3)는 각각 제2(a)도 내지 제2(c)도에 나타내어진 가변 유량제어밸브를 구비하고 있는데, 이 가변 유량제어밸브는 각각 감압신호 설정수단(D0,D1,D2,D3) 또는 감압신호 설정수단(R0,R1,R2,R3)으로부터의 가압신호 또는 가압신호에 의해 구동되어 차륜 실린더(12)의 액압을 가감압하도록 되어 있다. 이 제1실시예에서는, 가압용 액츄에이터(ACTR0ACTR3)를 통상시는 열린 밸브상태로 하는 한편, 감압용 액츄에이터(ACTD0ACTD3)는 통상시는 닫힌 밸브상태로 하고 있다.
상기 가변 유량제어밸브는, 구체적으로는 제2(a)도에 나타낸 바와 같이 구성되어 있다. 즉, 하우징(18)은 축 샤프트(axial shaft; 18a)와, 직경방향으로 설치되고 이 샤프트(18a)에 연통하는 입구포트(18b) 및 출구포트(18c)를 갖추고 있다. 또, 슬리브(sleeve;19)는 상기 샤프트(18a)의 입구포트(18b)측에 배치되는 한편, 프레임(frame;20)은 출구포트(18c)측에 배치되어 있다.
스풀(spool;21)은 장축과 평행하게 설치된 제동연료챈널(21a)과 그 중앙부분에 설치된 구멍(orifice;21b)을 갖추고서, 미끄럼이 자유롭게 슬리브(19)에 삽입되어 있다.
환형 시일(ring seal;22)은 그 외주부가 샤프트(18a)의 내주면과 접촉되어 있고, 스풀(21)이 제2(b)도에 나타낸 바와 같이 상방위치로 이동한 경우에는 상기 입구포트(18b)룰 외부엣지(21c) 및 스폴(21) 상방의 상부실(uppor chamber;23)을 매개해서 제동연료챈널(21a)에 연통시키는 한편, 스풀(21)이 제2(c)도에 나타낸 바와 같이 하방위치로 이동한 경우에는 스풀(21)의 외부엣지(21c)가 환형 시일(22)와 접촉하여 입구포트(18b)가 제동연료챈널(21a)로부터 차단되도록 되어 있다.
프레임(20)에는, 제동연료챈널(21a) 및 출구포트(18c)와 연통하는 하부실(lower chamber;24)을 설치함과 더불어 하부실(24)의 하방에 전자석(25)을 배치해 놓고, 그 전자석(25)의 전기자(armature;26)가 스풀(21)을 상방으로 유도하는 구성으로 되어 있다. 상기 스풀(21)에 대한 유도력(lifting force)은, 가압신호 또는 감압신호에 따라 전자석(25)에 공급되는 전류를 변화시킴으로써 자유자재로 조정할 수 있도록 되어 있다. 이 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
파라미터가 다음과 같이 주어질 때:
입구포트(8b)의 압력 --- P1,
상부실(23)의 압력 --- P2,
출구포트(18c)의 압력 --- P3,
전기자(26)의 유도력 --- F,
스풀(21)의 단면적 --- S,
스풀(21)이 상하방향으로 이동하여 상기 환형 시일(22)에서의 작동액의 흐름을 통과, 차단시킴으로써,
P2 = P3 + F / S 인 관계를 유지하도록 되어 있다. 그 때문에, 입구포트(18b)의 압력(P1), 출구포트(18c)의 압력(P3)에 관계없이 구멍(21b)전후의 차압은 F/S로 유지되어 구멍(21b)의 통과 액체량이 일정하게 유지되게 된다. 따라서, 상기 가변 유량제어밸브랄 가압신호, 감압신호에 따라 전자석(25)에 공급되는 전류를 변화시킴으로써 유도력(F)을 조절해서 상기 구멍(21b)의 통과 액체량을 변화시키도록 되어 있다.
제3도에 나타낸 바와 같이, 차륜속도 검출수단(S0,S1,S2,S3)은 좌우 전륜 및 좌우후륜의 각 차륜의 속도를 검출하고, 그 검출된 속도를 차륜 속도신호로서 신호처리부(27)로 전송하도록 되어 있다.
마이크로 컴퓨터로 이루어진 신호처리부(27)는, 차륜/차체 거동산출수단(CAL), 로크징후 검출수단(L0,L1,L2,L3), 감압신호 설정수단(D0,D1,D2,D3), 차압량 산출수단(P0,P1,P2,P3), 가압신호 설정수단(R0,R1,R2,R3)을 구비하고서, 상기 차륜속도신호에 대해 소정의 처리를 행해 상기 감압용 액츄에이터(ACTD0ACTD3) 및 가압용 액츄에이터(ACTR0ACTR3)에 각각 감압신호 가압신호를 출력하도록 되어 있다.
상기 차륜/차체 거동산출수단(CAL)은, 상기 차륜속도 검출수단(S0S3)으로부터 출력되는 차륜속도신호에 기초해서 각 차륜의 속도(차륜속도)와 가감속도(차륜가감속도)를 산출함과 더불어 차체의 속도(추정차체속도)와 가감속도(추정차체가감속도)를 공지의 방법으로 추정한다.
또, 차륜/차체 거동산출수단(CAL)은, 상기 차륜속도와 추정차체속도를 비교해서 다음과 같이 동기조건을 검출한다. 즉, 제동을 건 차륜의 차륜속도와 추정차체속도가 거의 일치하는 경우에는, 차륜속도와 추정차체속도가 동기상태에 있는 것이라고 판단하게 하고, 차륜속도와 추정차체속도의 차가 큰 경우에는 비동기 상태에 있는 것이라고 판단하게 된다.
제1실시예에서는 동기, 비동기의 판단이 다음 식(1)에 의해 수행되고 있다.
여기서, SPEED는 차륜속도, g는 중력가속도이다.
상기 식(1)에 의해 동기상태가 검출된 경우에는, 동기상태를 표시하는 플래그(동기 플래그)를 0으로 설정하는 한편, 비동기 상태가 검출된 경우에는 상기 동기 플래그를 1로 설정한다.
로크징후 검출수단(L0L3)은, 상기 각 차륜속도, 각 차륜가감속도, 추정차체속도 및 추정차체가감속도에 기초해서 각 차륜에 대해 로크의 징후의 유무를 검출함과 더불어 상기 동기 플래그의 설정을 수행한다.
로크징후 검출수단(L0L3)은 다음 식(2)을 이용하여 각 차륜에서 로크징후의 유무를 판단하게 된다.
및
여기서, VREF는 추정차체속도, g는 중력가속도이다.
감압신호 설정수단(D0D3)은, 각각 상기 로크징후 검출수단(L0L3)이 각 차륜에 대해 로크징후를 검출한 경우에 로크징후 검출수단(L0L3)으로부터의 신호에 기초해서 감압요구판정을 내리고, 상기 차륜/차체 거동산출수단(CAL)으로부터의 신호에 기초해서 감압률을 조정하는 감압신호(DS)를 설정한다.
본 발명의 제1실시예에서는, 감압신호(DS)를 다음 식(3)에 의해 차륜거동에 따라 변화시키고 있다.
가압신호 설정수단(R0R3)은, 상기 로크징후 검출수단(L0L3)이 각 차륜에 대해 로크징후를 검출하지 못한 경우, 즉 로크징후의 해제를 검출한 경우에 로크징후 검출수단(L0L3)으로부터의 신호에 기초해서 가압요구판정을 내리고, 차륜/차체 거동산출수단(CAL)으로부터의 신호와 후술하는 차압량 산출수단(P0P3)으로부터의 신호에 기초해서 가압신호를 설정한다. 상기 가압신호 설정수단(R0R3)은, 동기성립중인가 아닌가에 따라 가압신호에 의해 조정된 가압률을 변화시키도록 되어 있다.
상기 로크징후 검출수단(L0L3)에 의해 비동기상태가 검출된 경우, 즉 제동이 걸린 차륜의 차륜속도와 추정차체속도의 차가 큰 경우에는, 가압신호 설정수단(R0R3)은 가압률을 완가압으로 설정하는 완기압신호(RS1)를 출력하게 된다. 이 경우, 가압률은 상기 차륜/차체 거동산출수단(CAL)에 의해 산출된 추정차체가감속도에 기초해서 노면의 마찰계수(μ)를 추정한 후, 이 추정 마찰계수(μ)에 대응해서 설정한다.
여기서, 추정마찰계수(μ)를 얻기 위한 장치에 대해서는 「U.S.Pat-ent No.4,693,522 issued September 15, 1987 and entitled PROCESS AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR ADAPTING SLIP CONTROL TO THE MOMENTARY FRICTION VALUE」에 상세히 설명되어 있고, 그 설명은 본 출원의 일부로 간주된다.
제1실시예에서는, 표 1에 나타낸 바와 같이 노면의 마찰계수(μ)를 3단계로 분할하고, 그에 따라 완가압률을 설정한다.
차륜/차체 거동산출수단(CAL)에 의해 동기상태가 검출된 경우, 즉 제동을 건 차륜의 차륜속도와 추정차체속도가 거의 일치하는 경우에는, 가압신호 설정수단(R0R3)은 급가압률을 설정하기 위한 급가압신호(RS2)를 출력하게 된다. 이 경우의 가압률은 차륜의 회복세에 따라 설정되는 바, 제1실시예에서는 급가압신호(RS2)가 다음 식(4)에 의해 설정되고 있다.
여기서, S2 SMS 최소값 400, 최대값 1000을 갖는다.
상기와 같이 가압신호 설정수단(R0R3)이 급가압신호(RS2)를 설정하는 것은, 로크징후가 해제되고, 또한 동기상태인 경우이므로, 이 급가압신호(RS2)에 의해 차륜 실린더(12A12D)의 액압을 최적한 액압레벨부근(최적액압 근방레벨)까지 급속이 승압시킬 수 있게 된다. 제1실시예에서는, 후술하는 차압량 산출수단(P0P3)에 의해 산출된 로크징후 검출시부터 로크징후해제시까지의 기간에서의 상기 로크징후검출시의 차륜 실린더(12)의 액압에 대한 차륜 실린더(12)의 액압의 차압량(상대액압)의 최대치[최대상대액압(△Pmax)]의 80%까지 차륜 실린더(12A12D)의 액압을 승압시키도록 되어 있다.
차압량 산출수단(P0P3)은, 다음 식(5)에 나타낸 바와 같이 해서 감압신호(DS), 완가압신호(RS1) 및 급가압신호(RS2)에 의해 차륜 실린더(12)의 현재의 액압과 로크징후검출시의 차륜 실린더(12)의 액압의 차압인 상대액압(△P)을 산출한다.
즉, 로크징후가 검출되어 있는 경우의 감압률은 식(3)에 의해 구해지고, 로크징후가 해제된 후에 비동기상태에서 완가압을 실시할 때의 가압률은 표 1에 의해 구해지며, 또 로크상태가 해제된 후에 동기상태에서 급가압을 실시할 때의 가압률은 식(4)에 의해 구해지고, 감압률 및 가압률은 이미 알려져 있는 것이다.
따라서, 상대액압(△P)은 다음 식(5)에 의해 얻어지게 된다.
또, 차압량 산출수단(P0P3)은, 로크징후가 검출된 시간으로부터 동기상태가 다시 성립될 때까지의 기간동안 상기와 같이 해서 계산한 상대액압(△P)의 최대치(△Pmax)를 기억하고 있고, 동기상태조건이 다시 성립되어 급가압을 행할 때에 로크징후가 검출된 시점에서의 차륜 실린더(12)의 액압(PD)의 근방, 즉 최적액압 근방까지 차륜 실린더(12)의 액압을 승압시키도록 되어 있다.
신호처리부(27)는, 더욱이 감압타이머(TD) 및 가압타이머(TR; 제3도에는 도시되어 있지 않음)를 구비하고 있다.
감압타이머(TD)는 감압시간을 계측하기 위한 타이머로서, 로크징후를 검출한 경우, 255를 최대치로 하여 TD=TD+1인 조작에 의해 감압시간을 측정하도록 되어 있다. 또, 감압타이머(TD)는, 동기플래그가 0으로부터 1로 변화할 때에 TD=0으로 클리어되도록 되어 있다.
가압타이머(TR)는 가압시간을 측정하는 타이머로서, 로크징후가 검출되지 않은 경우, 255를 최대치로 하여 TR=TR+1인 조작에 의해 가압시간을 측정하도록 되어 있다. 또, 가압타이머(TR)는 로크징후의 검출시에 TR=0으로 클리어되도록 되어 있다.
다음에는 제1실시예의 신호처리부(27)의 동작을 제4도 내지 제6도를 참조해서 설명한다.
이하의 설명에서는, 1개의 차륜에 대해서만 설명하지만, 다른 차륜에 대해서도 동일한 제어가 이루어지는 것으로 한다. 또, 플로우차트내의 i는 각각 자동차의 4개의 차륜에 대응하는 0,1,2,3중 어느것인가 하나를 나타내는 것이다. 예컨대, Li는 로크징후 검출수단(L0,L1,L2,L3)중 하나를 나타내는 것이다.
제4도 및 제5도에 나타낸 바와 같이, 차륜식별계수자 i를 현재의 차륜(이 예에서는 i=0)으로 초기화함으로써 절차의 수행을 개시한다. 스텝 #1에 있어서 차륜/차체 거동산출수단(CAL)이 차륜속도 검출수단(Si)에 의해 출력되는 차륜속도 검출신호에 기초해서 차륜속도(SPEEDi), 차륜가감속도[d/dt(SPEEDi)]를 계산하고, 스텝 #2에 있어서 상기 차륜가감속도 또는 다른 파라미터에 기초해서 추정차체속도(VREF)와 그 차체가감속도[추정차체가감속도; d/dt(VREF)]를 계산한다.
차륜변수를 다시 초기화시킨 후, 동기 플래그(SYFLGi)를 검출한다. 동기 플래그(SYFLGi)가 1인 경우에는, 동기가 성립하는가 성립하지 않는가를 판단하여, 동기가 성립하는 경우에는 동기 플래그(SYFLGi)를 0으로 설정한다. 또한, 스텝 #3 이전에서 동기 플래그(SYFLGi)가 0인 경우에는 이 스텝 #3을 거치지 않고 다음 스텝 #4로 진행하게 된다.
스텝 #4에서는 로크징후 검출수단(Li)이 상기한 식(2)에 기초해서 로크징후를 검출한다.
상기 스텝 #4에서 로크징후가 검출된 경우에는, 가압타이머(TRi)를 0으로 설정하는 한편, 전회의 제어사이클의 동기 플래그(SYFLGi)가 0인 때에는 금회의 제어사이클이 로크징후의 검출엣지라고 판단하여 감압타이머(TDi) 및 상대액압(△Pi)을 클리어시킨다. 이어서, 감압타이머(TDi)가 그 최대치인 255가 아닌 경우에는 그 값에 1을 더하고, 상기 동기 플래그(SYFLGi)를 1로 설정한다. 더욱이, 스텝 #5에 있어서, 감압신호 설정수단(Di)이 상기 식(3)에 기초해서 감압신호(DS)를 설정한다.
상기 스텝 #4에서 로크징후를 검출하지 못한 경우에는, 감압타이머(TRi)가 그 최대치인 255가 아니면 그 값에 1을 더한다.
이어서, 스텝 #5에 있어서 동기 플래그(SYFLGi)를 조사한다.
여기서 동기 플래그(SYFLGi)가 1인 경우에는 비동기상태이기 때문에, 스텝 #7에 있어서 가압신호 설정수단(Ri)이 상기 표 1에 기초해서 완가압 시호(RS1)를 설정하게 된다.
한편, 동기 플래그(SYFLGi)가 0인 경우에는 스텝 #8에 있어서 급가압신호의 설정을 수행한다.
상기 스텝 #8에서의 급가압신호의 설정은 다음과 같이 해서 수행한다.
즉, 제6도에 나타낸 바와 같이, 먼저 스텝 #9에 있어서 상대액압(△Pi)과 최대상대액압(△PiMAX)을 비교하고, △Pi가 △PiMAX의 20%보다 큰 경우에는 스텝 #10에 있어서 가압신호 설정수단(Ri)이 급가압신호(RS2)를 설정한다.
한편, 상기 스텝 #9에 있어서 △Pi가 △PiMAX의 20% 이하인 경우에는, 상대액압(△Pi)이 최대상대액압(△PiMAX)에 근접하게 되고, 차륜 실린더(12)의 액압이 최적액압레벨과 거의 같아지게 된다. 그러므로, 가압신호 설정수단(Ri)은 가압타이머(TRi)에 기록된 가압시간에 따라 스텝 #11, 스텝 #12에 있어서 완가압신호(RS1) 또는 안티로크 제동제어종료후의 가압신호(PAP)를 설정하게 된다.
스텝 #13에서는, 차압량 산출수단(Pi)이 상기 가압신호 설정수단(Ri)으로부터의 완가압신호(RS1), 급가압신호(RS2) 및 감압신호 설정수단(Di)으로부터의 감압신호(DS)에 기초해서 상대액압(△Pi)을 산출한다.
더욱이, 스텝 #14에 있어서 상기와 같이 해서 계산한 △Pi와 최대상대액압(△PiMAX)을 비교해서 △Pi쪽이 큰 경우에는 그 △Pi를 △PiMAX로 대체한다.
상기 스텝 #1로부터 스텝 #14를 i=0으로부터 i=3, 즉 자동차의 각 차륜에 대해 반복한 후, 스텝 #15에 있어서 각 차륜의 감압용 액츄에이터(ACTD0ACTD3) 또는 가압용 액츄에이터(ACTR0ACTR3)에 소정의 감압신호(DS), 완가압신호(RS1) 또는 급가압신호(RS2)를 출력해서 1회의 제어사이클을 종료한다.
제7도는 본 발명의 제1실시예에 따른 안티로크 제동제어동작의 구체적인 예를 나타낸 파형도이다.
먼저, ta에 있어서 로크징후를 검출하여 동기 플래그(SYFLGi)를 1로 설정한다.
ta tb에서는 감압판정이 이루어져 감압신호(DS)가 설정됨과 더불어 감압타이머(TDi)가 게측한 감압시간이 기록된다. 제1실시예에서는 차륜가감속도 등을 고려한 감압신호(DS)에 기초해서 가변 유량제어밸브를 구비한 감압용 액츄에이터(ACTDi)에 의해 감압을 행하고 있기 때문에, 노면의 마찰계수(μ)가 급변하는 경우에도 고정밀도의 감압을 실행할 수 있게 된다. 그리고, tb에서 로크징후가 해제된다.
ta tb에서는 가압판정이 이루어지지만, 비동기상태(SYFLGi=1)이기 때문에, 완가압신호(RS1)가 설정됨과 더불어 가압타이머(TRi)가 계측한 가압시간이 기록된다. 그 동안 상기 ta tb에서 기록한 감압시간은 유지된다. 그리고, tc에서 로크징후가 다시 검출된다.
tc td에서는 ta tb의 경우와 마찬가지로 감압이 이루어져 그 동안의 감압시간이 상기 ta tb의 감압시간에 누적되어 기록되게 된다. 그리고, td에서 로크징후가 해제된다.
td te에서는 상기 tb tc와 마찬가지로 완가압이 이루어지고, 이 기간동안의 가압시간은 타이머(TRi)에 의해 계수된다.
te에 있어서, 동기조건상태가 성립된다. 따라서, 동기 플래그(SYFLGi)가 0으로 설정되고, 급가압이 실행된다. 이 급가압에 의해, 상기한 바와 같이 상대액압(△Pi)이 비동기상태가 계속되고 있는 기간동안의 최대상대액압(△PiMAX)의 20%로 될 때까지, 즉 차륜 실린더(12)의 액압이 로크징후를 검출한 때의 액압[로크징후 검출압력(PD)]의 80%에 도달할 때까지 가압을 행한다.
제7도에서 최대상대액압(△PiMAX)은 td의 때이고, 이 △PiMAX는 상기한 식(5)로부터 다음의 식(6)에 의해 산출된다.
tg에서는, 다시 로크징후를 검출하여 감압타이머(TDi)를 0으로 클리어시킴과 더불어 동기 플래그(SYFLGi)를 1로 설정한다.
즉, 제1실시예에서는, 감압 및 가압이 이미 알려져 있는 것일 뿐만 아니라 각 감압 및 가압행정에서의 감압시간 및 가압시간을 감압타이머(TDi), 가압타이머(TRi)가 기록하고 있기 때문에, 로크징후검출로부터 동기상태의 성립시까지의 기간동안 상기 로크징후 검출액압(PD)과의 차압, 즉 상대액압을 기록하고, 동기상태 성립후에는 상대액압의 최대치에 기초해서 최적액압 근방인 상기 로크징후 검출시의 액압(PD) 부근까지 급가압에 의해 급속히 승압시키는 것이 가능하므로, 차체의 안정성을 유지하면서 제동효율을 향상시킬 수 있게 된다.
제8도는 본 발명의 제2실시예에 따른 안티로크 제동제어장치의 블록도를 나타낸 것으로서, 이 제2실시예는 제1도에 나타낸 제1실시예의 배관과 동일한 배관으로 되어 있고, 가압용 액츄에이터(ACTR0ACTR3) 및 감압용 액츄에이터(ACTD0ACTD3)를 솔레노이드 밸브에 의해 구성하고 있다.
이 제2실시예에서도 제1실시예와 마찬가지로 소망하는 가감압률에 따라 감압신호(DS), 가압신호(RS1,RS2)를 설정한다.
차륜/차체 거동산출수단(CAL)은, 추정차체가감속도를 산출함과 더불어 추정차체가감속도로부터 추정되는 차륜 실린더의 액압에 따라 보정치(α)를 설정하고, 더욱이 상기 감압신호(DS)를 보정치(α)에 의해 보정하여 감압측의 솔레노이드 개폐정수(J)를 설정한다.
그러나, 가압신호(RS1,RS2)를 실현하는 가압용 액츄에이터(ACTR0ACTR3)의 개폐신호를 설정하기 위해서는, 상술한 바와 같이 마스터 실린더의 액압레벨도 파악할 필요가 있지만, 마스터 실린더의 액압레벨을 차륜거동으로부터 직접 인식하는 것은 불가능하다.
그 때문에, 제2실시예에서는, 급가압개시로부터 다음 로크징후검출시까지에 요하는 시간[동기타이머(SYTMRi)의 값]의 대소에 의해 학습보정(learning compensation)을 함으로써, 감압측의 보정치(β)를 구하고, 이 보정치(β)에 의해 상기 가압신호(RS1,RS2)를 보정해서 가압측의 솔레노이드 개폐정수(K)를 설정한다.
다음에는 상기 학습보정방법에 대해 설명한다.
즉, 상기 동기타이머(SYTMRi)의 값이 과대한 경우(예컨대, SYTMRi ≥ 50)에는 그 직전의 스키드 사이클(동기중 로크징후검출시마다의 사이클)중의 가압률이 소망하는 것보다 지나치게 늦으면 추측할 수 없으므로, 다음 스키드 사이클에서는 좀 더 급속히 가압하도록 보정치(β)를 β=β+1로 증가시키게 된다.
동기타이머(SYTMRi)의 값이 적절한 경우(20≤SYTMRi 50)에는, 소망하는 가압이 이루어짐으로써 보정치(β)를 조정할 필요가 없게 된다.
또, 동기타이머(SYTMRi)의 값이 지나치게 과소한 경우(SYTMRi 20)에는, 그 직전의 스키드 사이클중의 가압량이 과대했었다고 추측할 수 있으므로, 다음 스키드에서는 좀 작고 완만하게 가압이 이루어지도록 보정치(β)를 β=β-1로 감소시키게 된다.
가감압시간 설정수단(T0,T1,T2,T3)은, 상기 솔레노이드 개폐정수(J,K)에 기초해서 상기 감압용 액츄에이터(ACTD0ACTD3) 또는 가압용 액츄에이터(ACTR0ACTR3)의 솔레노이드 밸브의 개폐시간을 설정하고, 이 개폐시간에 기초해서 솔레노이드 지령출력부(OUT0,OUT1,OUT2,OUT3)가 가압용 액츄에이터(ACTR0ACTR3) 또는 감압용 액츄에이터(ACTD0ACTD3)에 구동지령을 전송한다.
제2실시예에서는, 상기한 바와 같은 구성으로 함으로써, 차륜 실린더 액압이 변화해도 소망하는 가감압률을 유지할 수 있게 된다.
따라서, 로크징후 검출시의 차륜 실린더 액압(PD)에 대한 차압[상대 액압(△P')]은 상기 제1실시예에서와 마찬가지로 식(5)로 표현된다.
제2실시예에서는, 상기 제1실시예에서와 마찬가지로 각 제어사이클 마다 상기 상대액압(△P')을 산출하고, 그 최대치를 △P'max로서 기록하며, 동기상태가 성립된 시점에서, 예컨대 PD-0.2×△P'max를 최적액압으로 해서 급가압을 행한다.
급가압의 경우의 가압률은, 제1실시예에서와 마찬가지로 상기 식(4)에 의해 결정되고, 이 가압률에 대응하는 신호(RS2)를 상기 보정치(β)에 의해 보정해서 급가압을 행한다. 제2실시예도 상기 제1실시예와 마찬가지로 동기상태 성립후에 최적액압까지 급가압을 행하기 때문에, 제동효율을 향상시킬 수 있게 됨과 더불어 차륜 실린더의 액압을 지나치게 상승시키기 때문에 다음 스키드가 조기에 개시되어 차체의 안정성, 제어성이 저하하지 않게 된다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지로 변형해서 실시할 수가 있다.
예컨대, 로크징후의 검출에는, 상기 식(2)에 추가해서, 예컨대
인 식을 이용해도 좋다.
또, 로크성립의 판정도 상기 식(1) 대신에, 예컨대
인 식을 이용해도 좋다.
상기 실시예의 가압판정에서는, 차륜/차체 거동산출수단(CAL)에 의해 산출한 차체가감속도로부터 마찰계수(μ)를 추정했지만, 가감속도센서를 설치해서 차체가감속도를 직접 측정하고, 이것에 기초해서 마찰계수(μ)를 측정하는 구성으로 해도 좋다.
또, 상기 제1실시예에서는, 급가압에 의해 상대액압(△Pi)이 최대상대액압(△Pimax)의 20%로 될 때까지 승압시키도록 되어 있지만, 이 20%는 학습보정에 의해 변경하거나, 비동기상태에서의 가압시간(TRi)이 짧아지는 것이 대응해서 20%보다 크게 설정하도록 해도 좋다.
더욱이, 감압시간이 긴 경우는 차륜이 로크징후로부터 회복되기 어려운 것을 나타내는 것으로, 최대상대액압(△Pmax)이 필요이상으로 크게 되는 것을 방지하기 위해, 상기 차륜/차체 거동산출수단(CAL) 또는 가감속도센서로부터 얻은 감속도로부터 추정하는 마찰계수(μ)에 따라, 예컨대 다음의 표 2에 나타낸 바와 같이 △Pmax의 상한치를 설정해도 좋다.
또한, 상기 △Pmax의 설정치는 제동특성에 따라 변화하고, 또 마찰계수(μ)레벨의 구분은 더욱 더 미세하게 구분해도 좋다.
[발명의 효과]
이상의 설명으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 안티로크 제동제어장치에서는, 로크징후가 해제되고 차륜속도와 추정차체속도가 동기가 이루어진 상태(동기성립상태)로 되면, 로크징후 검출시의 액압에 대한 최대상대액압에 기초해서 노면의 마찰계수(μ)에 대응하는 최적액압 근방까지 급가압을 실시하는 구성으로 되어 있기 때문에, 제동효율을 향상시킬 수 잇게 됨과 더불어 차륜 실린더의 액압을 지나치게 올리지 않고 차체의 안전성, 제어성을 유지할 수 있게 된다.
로크징후 검출수단이 로크징후를 검출한 때에는, 차륜/차체 거동산출수단에 의해 산출된 추정차륜가감속도에 따라 감압신호 설정수단이 감압신호를 설정하고, 이 감압신호에 의해 감압용 액츄에이터를 구동시키는 구성으로 되어 있기 때문에, 차륜 실린더를 적절한 감압률로 감압시킬 수 있게 된다.
로크징후가 해제되고 차륜속도와 추정차체속도가 동기가 이루어지지 않은 상태(비동기상태)에서는, 노면의 마찰계수(μ)에 따른 감압률로 완가압을 실시하는 구성으로 되어 있기 때문에, 차륜 실린더의 액압을 지나치게 올리지 않게 된다.
또, 상기 감압용 액츄에이터로서 가변 유량제어밸브를 사용하는 경우에는, 가압, 감압시간을 차륜 실린더의 액압에 의존시킬 필요가 없으므로, 예컨대 노면의 마찰계수(μ)가 급변하는 경우에도 고정밀도로 가압, 감압을 행할 수 있게 된다.
더욱이, 본 발명은, 상기 최대액압의 상한치를 마찰계수(μ)에 따라 설정하는 구성으로 하면, 로크징후로부터 회복하기 어려운 경우에 차륜 실린더의 액압을 억제할 수 있게 되어 제동효율을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 등의 여러 가지 잇점을 갖춘 것이다.
한편, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형실시될 수 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 각 차륜의 차륜속도를 검출하는 차륜속도 검출수단과; 검출된 차륜속도에 기초해서 각 차륜속도, 각 차륜가감속도를 포함한 차륜거동데이터와, 추정차체속도, 추정차체가감속도를 포함한 차체거동 데이터를 산출하는 거동산출수단; 상기 차륜거동데이터 및 차체거동데이터에 기초해서 차륜로크징후 및 차륜로크징후의 해제를 검출하는 로크징후 검출수단; 차륜로크징후의 해제시까지 차륜로크징후의 검출에 따라 상기 차륜거동데이터 및 차체거동데이터 및 차체거동데이터에 의해 결정되는 감압신호를 설정하는 감압신호 설정수단; 차륜로크징후의 해제가 검출된 때의 최대액압차를 얻기 위해 로크징후 검출후 차륜 실린더의 현재의 액압과 로크징후 검출개시시의 차륜 실린더 액압의 차압량을 산출하는 차압량 산출수단; 상기 차륜속도와 추정차체속도의 차가 소정의 범위 이내일 때 성립되는 동기상태와, 상기 차가 상기 소정의 범위 이상일 때 성립되는 비동기 상태를 검출하는 동기검출수단; 차륜로크징후의 해제에 응답해서 비동기상태 기간동안 완가압신호를 설정하는 완가압신호 설정수단 및; 상기 동기상태의 성립에 응답해서 차륜 실린더의 액압이 상기 최대액 압차의 소정의 피센트를 얻도록 상승될 때까지 급가압신호를 설정하는 급가압신호 설정수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 안티로크 제동제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감압신호에 의해 구동되어 차륜 실린더의 액압을 감압하는 감압용 액츄에이터(ACTD0ACTD3)와, 상기 완가압신호 또는 급가압신호에 의해 구동되어 차륜 실린더의 액압을 가압하는 가압용 액츄에이터(ACTR0CTR3)를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 안티로크 제동제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 감압용 및 가압용 액츄에이터가 가변 유량제어밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 안티로크 제동제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 소정의 퍼센트가 80%인 것을 특징으로 하는 안티로크 제동제어장치.
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