KR100279914B1 - 차량 동적 제어 시스템 - Google Patents

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신지 가따요세
마사미찌 이마무라
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도오다 고오이찌로
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Abstract

본 발명은 탠덤 마스터 실린더와, 두 개의 브레이크 회로 중 하나에 각각 배치된 두 개의 유압 펌프와, 제1 브레이크 라인으로 공급되도록 브레이크 액압을 선택하며 제2 브레이크 라인으로 공급되도록 브레이크 액압을 선택하기 위한 선택 밸브들과, 각 개별 차륜 브레이크 실린더 내의 유압을 조절하기 위한 다수의 압력 제어 수단과, 차량의 코너링 행동을 탐지하기 위한 차량 센서와, 센서의 입력 정보에 반응하여 각 밸브를 제어하기 위한 제어 유니트를 포함하는 대각선 분할식 브레이크 회로를 갖는 자동차용 차량 동적 제어 시스템에 관한 것이다. 제어 유니트는 회전 시 차량 언더스티어 상태에서 펌프로부터 발생된 유압을 내측 전륜 브레이크 실린더에 공급하도록 작동한다. 또한, 제어 유니트는 회전 시 차량 오버스티어 상태에서 펌프로부터 발생된 유압을 외측 전륜 브레이크 실린더에 공급하도록 작동한다.

Description

차량 동적 제어 시스템
본 발명은 차량 동적 제어 시스템(vehicle dynamics control system)에 관한 것이며, 특히, 개별 차륜 브레이크 실린더에 가해지는 유압 브레이크 압력을 자동적으로 적절히 제어 또는 조절함으로써 언더스티어(understeer) 또는 오버스티어(oversteer)와 같은 차량 코너링 행동(vehicle's cornering behavior) 또는 차량 회전 행동(turning behavior) 또는 조향 특성(steer characteristics)을 자동적으로 제어 또는 보상할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
전방 엔진 전륜 구동(FF) 차량은 탠덤 마스터 실린더 출력의 일부가 제1 브레이크 파이프 라인(제1 브레이크 회로)을 통해 좌측 전륜 및 우측 후륜 브레이크 실린더에 연결되고 다른 부분이 제2 브레이크 파이프 라인(제2 브레이크 회로)를 통해 우측 전륜 및 좌측 후륜 브레이크 실린더에 연결되는 소위 대각선 분할식 브레이크 회로(diagonal split layout of brake circuit)(때로는 "X 분할식(X-split layout"이라 함)를 일반적으로 사용한다. X 분할식 브레이크 회로를 갖는 차량에서, 운전자에 의해 브레이크 페달이 압박되어 제1 및 제2 마스터 실린더 피스톤이 압박될 때, 마스터 실린더 출력의 일부로부터 발생된 브레이크 액압 및 다른 부분으로부터 발생된 브레이크 액압은 각각의 제1 및 제2 브레이크 회로에 공급되어, 음의 차륜 토크(제동력)가 개별 차륜에 가해진다. 일반적으로 알려진 바와 같이, 차량이 커브길을 돌 때, 노면 상태(소위 낮은 μ 또는 높은 μ 도로), 차량 속도 변화, 스로틀 개방(throttle-on) 또는 스로틀 폐쇄(throttle-off) 상태 등 때문에, 차량은 바람직하지 않은 조향 특성, 즉, 실제 회전 반경이 의도된 회전 반경보다 작은 오버스티어 경향 또는 실제 회전 반경이 의도된 회전 반경보다 큰 언더스티어 경향을 통상 보인다. 오버스티어는 후륜 상에 과도한 미끄럼 각도의 발생에 의해 조향 입력에 대한 과대 반응(over-response)으로 일반적으로 알려져 있으며, 언더스티어는 전륜 상에 과도한 미끄럼 각도의 발생에 의해 조향 입력에 대한 과소 반응(under-response)으로 일반적으로 알려져 있다. 운전자의 제동 또는 조향 작용에 의해서만 조향 각도의 증가 또는 감소를 조절함으로써 운전자는 뜻하지 않은 언더스티어 또는 오버스티어를 방지하기 위해 고도의 기술을 가져야 한다. 상술된 이유 때문에, 최근에는 전자 제어 유니트(ECU, electronic control unit) 또는 전자 제어 모듈(ECM, electronic control module)에 의해 각 개별 차륜 브레이크 실린더에 가해지는 브레이크 액압을 조절함으로써 차량의 코너링 행동이 자동 제어되거나 또는 조절되는 여러 가지 능동 조향 특성 제어 시스템(active steer characteristics control system)이 개발되고 제안되었다. 이러한 차량이 코너링 행동 제어기(약술하여, 차량 제어기)는 일본 특허 공개 공보 8-133039호에 개시되어 있다. 일본 특허 공개 공보 8-133039호에서 개시된 차량 제어기에서, 차량이 회전 중 언더스티어를 경험할 때, 차량 제어기는 내측에서 회전하는 후륜의 브레이크 실린더 내의 브레이크 액압을 증가(built-up)시키도록 작동함으로써 언더스티어를 방지한다. 반면, 차량이 회전 시 오버스티어를 경험할 때, 차량 제어기는 외측에서 회전하는 전륜의 브레이크 실린더 내의 브레이크 액압을 증가시키도록 작동함으로써 오버스티어를 방지한다. 일본 특허 공개 공보 8-133039호는 회전 중 오버스티어를 방지하기 위해 외측에 전륜 브레이크 실린더 내의 브레이크 액압의 증가 및 언더스티어를 방지하기 위해 내측 후륜 브레이크 실린더 내의 브레이크 액압의 증가를 개시하고 있다. 그러나, 회전 시, 차량 중량은 통상 외측 전륜에 전달된다. 특히, 전방 엔진 전륜 구동(FF) 차량에서, 차량 무게 중심이 전방 단부를 향해 이격되기 때문에 이러한 경향은 현저하다. 따라서, 내측 후륜 상에 작용하는 차륜 부하의 크기는 다른 차륜과 비교할 때 회전 중 최소 값으로 된다. 상술된 이유 때문에, 회전 시 내측 후륜 브레이크 실린더 내의 브레이크 액압이 종래의 차량 제어기에 의해 증가되는 경우에도, 적절한 제동 효과를 수행하는 것이 불가능할 수도 있으며, 따라서, 회전 중 외측 전륜으로의 부하의 이동 때문에 언더스티어 경향을 효과적으로 방지하는 것이 어려울 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술된 종래 기술의 단점을 방지하는 차량 동적 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 중립 조향(neutral steer)으로 바람직하지 않은 차량의 코너링 행동(언더스티어 또는 오버스티어)을 효과적으로 보상하는 소위 대각선 분할식 브레이크 회로를 갖는 자동차용 차량 동적 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상술된 그리고 다른 목적들을 달성하기 위해, 대각선 분할식 브레이크 회로를 갖는 자동차용 차량 동적 제어 시스템은, 대각선으로 대향한 제1 쌍의 차륜 브레이크 실린더에 연결된 제1 브레이크 라인과, 대각선으로 대향한 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더에 연결된 제2 브레이크 라인과, 브레이크 페달 압박 양에 따라 변화될 수 있는 제1 브레이크 액압을 발생시키기 위한 제1 브레이크 액압 발생기와, 브레이크 페달 압박 양에 기초하여 제1 브레이크 액압과 무관하게 제2 브레이크 액압을 발생시키기 위한 제2 브레이크 액압 발생기와, 제1 및 제2 브레이크 액압 중 제1 브레이크 라인으로 공급될 브레이크 액압을 선택하기 위한 제1 브레이크 액압 선택 밸브 수단과, 제1 및 제2 브레이크 액압 중 제2 브레이크 라인으로 공급될 브레이크 액압을 선택하기 위한 제2 브레이크 액압 선택 밸브 수단과, 제1 브레이크 라인을 포함하는 제1 브레이크 회로에 배치되어 대각선으로 대향된 제1 쌍의 차륜 브레이크 실린더 각각 내의 압력을 조절하기 위한 제1 압력 제어 밸브 수단과, 제2 브레이크 라인을 포함하는 제2 브레이크 회로에 배치되어 대각선으로 대향된 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더 각각 내의 압력을 조절하기 위한 제2 압력 제어 밸브 수단과, 차량의 코너링 행동을 탐지하기 위한 차량 행동 탐지기와, 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보에 반응하여 제1 및 제2 브레이크 액압 선택 밸브 수단과 제1 및 제2 압력 제어 밸브 수단을 제어하기 위한 브레이크 액압 제어 수단을 포함하며; 브레이크 액압 제어 수단은, 회전 중 상기 차량 행동 탐지기로부터의 상기 입력 정보가 차량 언더스티어를 표시할 때 대각선으로 대향된 제1 및 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더 중 내측 전륜 브레이크 실린더에 제2 브레이크 액압을 공급하도록 작동하며, 회전 중 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보가 차량 오버스티어를 표시할 때 대각선으로 대향된 제1 및 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더 중 외측 전륜 브레이크 실린더에 제2 브레이크 액압을 공급하도록 작동한다. 양호하게는, 브레이크 액압 제어 수단은, 회전 중 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보가 차량 언더스티어를 표시할 때 대각선으로 대향된 제1 및 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더 중 외측 후륜 브레이크 실린더 내의 유압을 감소시키도록 작동하며, 회전 중 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보가 차량 오버스티어를 표시할 때 대각선으로 대향된 제1 및 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더 중 내측 후륜 브레이크 실린더 내의 유압을 감소시키도록 작동할 수 있다. 보다 양호하게는, 브레이크 액압 제어 수단은, 회전 중 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보가 차량 언더스티어를 표시할 때 제1 브레이크 액압이 제1 및 제2 브레이크 라인 중 외측 전륜 브레이크 실린더 및 내측 후륜 브레이크 실린더 모두에 연결된 브레이크 라인으로 공급될 수 있게 하며, 회전 중 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보가 차량 오버스티어를 표시할 때 제1 브레이크 액압이 제1 및 제2 브레이크 라인 중 내측 전륜 브레이크 실린더 및 외측 후륜 브레이크 실린더 모두에 연결된 브레이크 라인으로 공급될 수 있게 한다. 차량 행동 탐지기는 적어도 좌측 전륜, 우측 전륜, 좌측 후륜 및 우측 후륜 속도를 감시하기 위한 차륜 속도 센서와; 차량의 z축에 대한 요잉 속도를 감시하기 위한 요잉 속도 센서와; 차량에 가해지는 측방향 가속도를 감시하기 위한 측방향 가속도 센서와; 조향 각도를 감시하기 위한 조향 각도 센서를 포함하는 것이 좋다.
도1은 본 발명에 따른 차량 동적 제어 시스템의 기본 개념을 도시하는 블록 선도.
도2는 본 발명의 차량 동적 제어 시스템의 제1 실시예를 도시하는 시스템 블록 선도.
도3은 제1 실시예의 차량 동적 제어 시스템에 적용 가능한 유압 회로를 도시하는 유압 회로 선도.
도4는 제1 실시예의 차량 동적 제어 시스템에 적용 가능한 전자 제어 유니트(ECU 또는 C/U)의 블록 선도.
도5는 도4에서 도시된 제어 유니트에서 사용된 마이크로 컴퓨터에 의해 수행되는 제어 루틴(차량 동적 제어 절차)의 제1의 일련의(first series) 단계(S1 내지 S9)를 도시하는 흐름도.
도6은 도5의 단계(S9)를 후속하는 차량 동적 제어 루틴의 제2의 일련의 단계(S10 내지 S18)를 도시하는 도면.
도7은 도6의 단계(S18)를 후속하는 차량 동적 제어 루틴의 제3의 일련의 단계(S19 내지 S26)를 도시하는 도면.
도8은 도6의 단계(S14, S17 또는 S18) 또는 도7의 단계(S22, S25 또는 S26) 중 어느 단계를 후속하는 차량 동적 제어 루틴의 제4의 일련의 단계(S27 내지 S34)를 도시하는 도면.
도9는 도8의 단계(S33 또는 S34)를 후속하는 차량 동적 제어 루틴의 제5의 일련의 단계(S35 내지 S51)를 도시하는 도면.
도10은 도9의 단계(S51) 또는 도11의 단계(S81)에서 수행되는 소정의 서브 루틴을 도시하는 도면.
도11은 도9의 단계(S36 또는 S51)를 후속하는 차량 동적 제어 루틴의 제6의 일련의 단계(S65 내지 S82)를 도시하는 도면.
도12는 좌회전 언더스티어를 방지하기 위한 본 발명의 차량 동적 제어 시스템의 작동을 도시하는 예시적인 도면.
도13은 좌회전 오버스티어를 방지하기 위한 본 발명의 차량 동적 제어 시스템의 작동을 도시하는 예시적인 도면.
도14는 우회전 언더스티어를 방지하기 위한 본 발명의 차량 동적 제어 시스템의 작동을 도시하는 예시적인 도면.
도15는 우회전 오버스티어를 방지하기 위한 본 발명의 차량 동적 제어 시스템의 작동을 도시하는 예시적인 도면.
도16은 제2 실시예의 차량 동적 제어 시스템에 적용 가능한 변형된 유압 회로를 도시하는 유압 회로 선도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 2, 3, 4 : 브레이크 실린더
5, 6 : 브레이크 라인
7 : 브레이크 페달
8 : 탠덤 마스터 실린더
13A, 13B : 펌프
18A, 18B, 21, 23, 25, 27 : 제어 밸브
19, 20, 22, 24 : 선택 밸브
29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 : 탐지기 (또는, 센서)
도면, 특히, 도2 내지 도15에서, 제1 실시예의 차량 동적 제어 시스템이 도시되어 있다. 제1 실시예의 차량 동적 제어 시스템에서 사용된 유압 회로는 본 명세서에서 도2 및 도3을 참조하여 상세하게 기술되어 있다. 도면 부호 1 및 도면 부호 2에 의해 표시된 부품은 좌측 전륜 및 우측 후륜 브레이크 실린더에 각각 대응하며, 도면 부호 3 및 도면 부호 4에 의해 표시된 부품은 우측 전륜 및 좌측 후륜 브레이크 실린더에 각각 대응한다. 도면 부호 5에 의해 표시된 라인은 좌측 전륜 및 우측 후륜 브레이크 실린더(1, 2) 모두에 연결된 제1 브레이크 파이프 라인이며, 도면 부호 6에 의해 표시된 라인은 우측 전륜 및 좌측 후륜 브레이크 실린더(3, 4) 모두에 연결된 제2 브레이크 파이프 라인이다. 즉, 도2의 차량은 소위 대각선 분할식 (소위 X 분할식) 브레이크 회로를 사용한다. 브레이크 파이프 라인(5, 6)은 이중 브레이크 시스템 마스터 실린더(탠덤 마스터 실린더)(8) 또는 유압 제어 펌프(13A 또는 13B)로부터 각 차륜 브레이크 실린더(1 내지 4)로 브레이크 액압(또는 유압)을 향하도록 제공된다. 탠덤 마스터 실린더(8)는 브레이크 페달(7)에 연결된 두 위치를 가져, 작동 시 브레이크 페달(7)의 압박은 마스터 실린더 내에서 축방향으로 활주되도록 제1 및 제2 마스터 실린더 피스톤에 힘을 가한다. 이러한 피스톤의 활주 이동은 각 피스톤 앞의 유체에 압력을 가하여, 제1 및 제2 브레이크 라인(5, 6)을 통해 차륜 브레이크 실린더(1, 2, 3, 4)로 유체를 가압한다. 즉, 탠덤 마스터 실린더(8)는 브레이크 액압원(또는 브레이크 액압 발생 수단)으로 기능한다. 도2 및 도3에서 도시된 바와 같이, 마스터 실린더(8)의 제1 브레이크 출구 포트는 제1 유체 공급 도관(9)을 통해 연결 지점(a)에서 브레이크 라인(5)에 연결되며, 마스터 실린더의 제2 브레이크 출구 포트는 제2 유체 공급 도관(10)을 통해 연결 지점(b)에서 브레이크 라인(6)에 연결된다. 도면 부호 11은 브레이크액이 마스터 실린더(8)로 공급되는 브레이크액 저장소를 표시한다. 도면 부호 12는 각 차륜 브레이크 실린더(1 내지 4)로 브레이크 액압을 제어 또는 조절 또는 변조하기 위한 브레이크 액압 제어 유니트(또는 유압 모듈레이터)를 표시한다. 도3에서, 유압 제어 펌프(13A)는 유압 라인(14A)에 배치(fluidly disposed)되며, 유압 제어 펌프(13B)는 유압 라인(14B)에서 배치된다. 유압 제어 펌프(13A, 13B)는 제어되는 브레이크 액압 발생 수단으로 기능한다. 펌프(13A)의 출구 포트는 라인(14A)을 통해 연결 지점(c)에서 제1 브레이크 라인(5)에 연결되며, 펌프(13A)의 입구 포트는 제1 저장소(16A)에 연결된다. 한편, 펌프(13B)의 출구 포트는 라인(14B)을 통해 연결 지점(d)에서 제2 브레이크 라인(6)에 연결되며, 펌프(13B)의 입구 포트는 제2 저장소(16B)에 연결된다. 두 펌프(13A, 13B)는 통상 정지 상태(오프(OFF) 상태)에 있다. 펌프(13A, 13B)는 후술되는 전자 제어 유니트(36)로부터 발생된 각 제어 신호에 의해 구동된다. 실제로, 펌프(13A, 13B)는 바람직하지 않은 차량의 코너링 행동(과도한 언더스티어 또는 오버스티어)을 방지하도록 그리고 브레이크 페달(7)을 압박함으로써 발생되는 마스터 실린더 압력에 무관하게 브레이크 라인(5, 6)에 펌핑된 브레이크액을 공급하도록 후술되는 차량 동적 제어 루틴에 따라 구동된다. 각 펌프(13A, 13B)의 방출 압력을 조절하기 위해, 제1 릴리프 밸브(15A)가 라인(14A)에 배치되며, 제2 릴리프 밸브(15B)가 라인(14B)에 배치된다. 유압 제어 밸브(25, 26)가 완전 개방되어 바이패스 라인(17A)이 제1 브레이크 라인(5)(차륜 브레이크 실린더(1, 2)의 입구/출구 포트)과 연결되는 특정 상태에서 차륜 브레이크 실린더(1, 2)로부터 복귀되는 작은 양의 브레이크액을 임시 저장하도록 라인(14A)의 한 단부에 연결된 저장소(16A)가 제공된다. 한편, 유압 제어 밸브(27, 28)가 완전 개방되어 바이패스 라인(17B)이 제2 브레이크 라인(6)(차륜 브레이크 실린더(3, 4)의 입구/출구 포트)과 연결되는 특정 상태에서 차륜 브레이크 실린더(3, 4)로부터 복귀되는 약간의 브레이크액을 임시 저장하도록 라인(14B)의 한 단부에 연결된 저장소(16B)가 제공된다. 도3에서 도시된 바와 같이, 바이패스 라인(17A)의 한 단부는 연결 지점(e)에서 제1 유체 공급 라인(9)에 연결되며, 다른 단부는 제1 저장소(16A)에 연결된다. 마찬가지로, 바이패스 라인(17B)의 한 단부는 연결 지점(f)에서 제2 유체 공급 라인(10)에 연결되며, 다른 단부는 제2 저장소(16B)에 연결된다. 제1 방향성 제어 밸브(18A)는 연결 지점(e)과 제1 저장소(16A) 사이에 연장된 바이패스 라인(17A)에 배치되며, 제2 방향성 제어 밸브(18B)는 연결 지점(f)과 제2 저장소(16B) 사이에 연장된 바이패스 라인(17B)에 배치된다. 도시된 실시예에서, 두 개의 각 방향성 제어 밸브(18A, 18B)는 통상의 2 포트, 2 위치, 상폐형(normally-closed) 전자식 방향성 제어 밸브로 구성된다. 각각의 방향성 제어 밸브(18A, 18B)의 개방 및 폐쇄 위치는 제어 유니트(36)로부터 발생된 제어 신호에 반응하여 제어 가능 또는 절환 가능하다. 차량 동적 제어 모드 중, 브레이크 페달(7)이 항상 압박되는 것은 아니다. 따라서, 자동으로 적절한 차량 동적 제어를 수행하도록 브레이크액은 마스터 실린더 저장소(11)로부터 펌프(13A, 13B)의 입구 포트를 향해 강제 공급되어야 한다. 따라서, 차량 동적 제어가 작동되자마자, 방향성 제어 밸브(18A, 18B)는 제어 유니트(36)로부터의 명령 신호에 반응하여 개방되도록 절환되며, 그에 의해, 저장소(11)로부터 방향성 제어 밸브(18A)를 통해 펌프(13A)의 입구로 브레이크액 공급이 가능하며 저장소(11)로부터 방향성 제어 밸브(18B)를 통해 펌프(13B)의 입구로 브레이크액 공급이 가능하다. 제1 유압 선택 밸브(19)는 제1 브레이크 라인(5)에 배치되며, 제2 유압 선택 밸브(20)는 제2 브레이크 라인(6)에 배치된다. 두 개의 각 유압 선택 밸브(19, 20)는 통상의 2 포트 2 위치 상개형(normally-open) 전자식 방향성 제어 밸브로 구성된다. 도3에서 도시된 유압 회로에서, 제1 유압 선택 밸브(19)는 유압 제어 밸브(22)와 협력하여 제1 마스터 실린더 출구 포트로부터의 브레이크 액압 출력 또는 제어 펌프(13A)로부터 제1 브레이크 라인(5)으로의 브레이크 액압 출력 중 하나를 향하게 하는 제1 브레이크 액압 선택 수단으로서 기능한다. 한편, 제2 유압 선택 밸브(20)는 유압 제어 밸브(24)와 협력하여 제2 마스터 실린더 출구 포트로부터의 브레이크 액압 출력 또는 제어 펌프(13B)로부터 제2 브레이크 라인(6)으로의 브레이크 액압 출력 중 하나를 향하게 하는 제2 브레이크 액압 선택 수단으로서 기능한다. 압력 제어 밸브(21)와 제1 유압 선택 밸브(19)와 압력 제어 밸브(22)가 이러한 순서로 서로 직렬로 배치되도록, 제1 쌍의 유압 제어 밸브(21, 22)가 제1 브레이크 라인(5)에 배치된다. 압력 제어 밸브(23)와 제2 유압 선택 밸브(20)와 압력 제어 밸브(24)가 이러한 순서로 서로 직렬로 배치되도록, 제2 쌍의 유압 제어 밸브(23, 24)가 제2 브레이크 라인(6)에 배치된다. 도시된 실시예에서, 각각의 네 개의 유압 제어 밸브(21, 22, 23, 24)는 통상의 2 포트 2 위치 상개형 전자식 솔레노이드 밸브로 구성된다. 압력 제어 밸브(21)의 하나의 포트는 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)의 입구/출구 포트에 연결되며, 다른 포트는 연결 지점(c)을 통해 제1 선택 밸브(19)의 하나의 포트에 연결된다. 압력 제어 밸브(22)의 하나의 포트는 우측 후륜 브레이크 실린더(2)의 입구/출구 포트에 연결되며, 다른 포트는 연결 지점(a)을 통해 제1 선택 밸브(19)의 다른 포트에 연결된다. 압력 제어 밸브(23)의 하나의 포트는 우측 전륜 브레이크 실린더(3)의 입구/출구 포트에 연결되며, 다른 포트는 연결 지점(d)을 통해 제2 선택 밸브(20)의 하나의 포트에 연결된다. 압력 제어 밸브(24)의 하나의 포트는 좌측 후륜 브레이크 실린더(4)의 입구/출구 포트에 연결되며, 다른 포트는 연결 지점(b)을 통해 제2 선택 밸브(20)의 다른 포트에 연결된다. 네 개의 유압 제어 밸브(25, 26, 27, 28)는 각 개별 차륜 브레이크 실린더로부터 펌프(13A, 13B)의 입구 포트로 브레이크액을 복귀시키도록 각 복귀 라인에 배치된다. 각각의 유압 제어 밸브(25 내지 28)는 통상의 2 포트 2 위치 상폐형 전자식 솔레노이드 밸브로 구성된다. 압력 제어 밸브(25)의 입구 포트가 브레이크 실린더(1)의 입구/출구 포트 근처의 제1 브레이크 라인(5)에 연결되며 밸브(25)의 출구 포트가 제1 바이패스 라인(17A)의 일부를 통해 저장소(16A)로 연결되도록, 압력 제어 밸브(25)는 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)의 입구/출구 포트와 제1 저장소(16A) 사이에 연결된 복귀 라인에 배치된다. 압력 제어 밸브(26)의 입구 포트가 브레이크 실린더(2)의 입구/출구 포트 근처의 제1 브레이크 라인(5)에 연결되며 밸브(26)의 출구 포트가 제1 저장소(16A)로 직접 연결되도록, 압력 제어 밸브(26)는 우측 후륜 브레이크 실린더(2)의 입구/출구 포트와 제1 저장소(16A) 사이에 연결된 복귀 라인에 배치된다. 압력 제어 밸브(27)의 입구 포트가 브레이크 실린더(3)의 포트 근처의 제2 브레이크 라인(6)에 연결되며 밸브(27)의 출구 포트가 제2 바이패스 라인(17B)의 일부를 통해 저장소(16B)로 연결되도록, 압력 제어 밸브(27)는 우측 전륜 브레이크 실린더(3)의 입구/출구 포트와 제2 저장소(16A)사이에 연결된 복귀 라인에 배치된다. 압력 제어 밸브(28)의 입구 포트가 브레이크 실린더(4)의 포트 근처의 제2 브레이크 라인(6)에 연결되며 밸브(28)의 출구 포트가 저장소(16B)로 직접 연결되도록, 압력 제어 밸브(28)는 좌측 후륜 브레이크 실린더(4)의 입구/출구 포트와 제2 저장소(16B) 사이에 연결된 복귀 라인에 배치된다. 각각의 압력 제어 솔레노이드 밸브(25, 26, 27, 28)의 온/오프 반응은 제어 유니트(36)로부터 발생된 제어 신호(펄스 신호 형태)에 반응하여 제어된다. 특히, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 관련된 각각의 압력 제어 솔레노이드 밸브(21 및 25) 및 우측 전륜 브레이크 실린더(3)에 관련된 각각의 압력 제어 솔레노이드 밸브(23 및 27)의 온/오프 반응은 펄스 신호(즉, 압력 증가 펄스 신호, 압력 감소 펄스 신호 및 압력 유지 펄스 신호)의 형태로 제어 유니트(36)로부터 발생된 제어 신호에 반응하여 제어된다. 이하, 제1 브레이크 라인(5)에 연결된 하나의 대각선으로 배치된 브레이크 실린더(1, 2)에 대한 유압 모듈레이터(12)의 유압 제어 작동에 대해 설명하기로 하며, 제2 브레이크 라인(6)에 연결된 다른 대각선으로 배치된 브레이크 실린더(3, 4)에 대한 유압 모듈레이터(12)의 유압 제어 작동에 대한 설명은 자명하기 때문에 생략하기로 한다. 유압 모듈레이터(12)는 다음과 같이 작동한다.
마스터 실린더(8)에 의해 발생된 브레이크 액압(기본적으로 마스터 실린더 압력과 동일)이 제1 브레이크 라인(5)로 향해져야 할 때, 도3에서 도시된 바와 같이, 유압 모듈레이터(12)는 완전 연결 위치(완전 개방 위치)에 유압 선택 밸브(19)를 유지하도록 그리고 동시에 완전 연결 위치(완전 개방 위치)에 압력 제어 밸브(21, 22)를 유지하도록 그리고 차단 위치(완전 폐쇄 위치)에 복귀 라인에 배치된 압력 제어 밸브(25, 26)를 유지하도록 작동된다. 이러한 상태에서, 브레이크 페달(7)의 압박에 의해 마스터 실린더 내의 유압의 상승이 야기된다. 유압은 마스터 실린더 출구 포트로부터 유체 공급 도관(9) 및 제1 브레이크 라인(5)을 통해 대각선으로 배치된 차륜 브레이크 실린더(1, 2)로 향해진다. 따라서, 좌측 전륜 및 우측 후륜 상에 각각 작용하는 제동력은 운전자의 발에 의해 브레이크 페달(7)의 압박 양을 조절함으로써 자유로이 제어 가능 또는 조절 가능하다. 한편, 펌프(13A)에 의해 발생된 브레이크 액압이 제1 브레이크 라인(5)으로 전달될 때, 유압 모듈레이터(12)는 차단 위치로 선택 밸브(19)를 절환시키도록, 그리고 동시에 완전 연결 위치로 압력 제어 밸브(21)를 유지하도록, 그리고 차단 위치로 압력 제어 밸브(22)를 절환시키도록, 그리고 압력 제어 밸브(25)를 차단되게 유지시키도록 작동된다. 이러한 상태에서, 제어 펌프(13A)가 제어 유니트(26)로부터의 제어 신호에 반응하여 구동될 때, 펌프(13A)로부터 발생된 유압은 제1 브레이크 라인(5)을 통해 브레이크 실린더(1)로 가해지며, 그 결과, 증가된 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력에 의해 좌측 전륜 상에 작용하는 제동력이 증가된다. 차량 동적 제어 시스템의 제1 실시예에서, 우측 후륜 브레이크 실린더(2) 내의 유압을 증가시키는 것은 필요하지 않기 때문에, 차량 동적 제어 작동 중 펌프(13A)에 의해 발생된 유압이 브레이크 실린더(2)에 공급될 수 없도록 브레이크 실린더(2)와 관련된 유압 회로 시스템이 설계된다. 후술되는 바와 같이, 본 실시예에서, 펌프(13A)의 작동 중에서도, 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력 및/또는 우측 후륜 브레이크 실린더 압력은 (압력 유지 펄스 신호 출력 존재 시) 압력 유지 모드에서 통상 일정하게 유지되어야 하거나 또는 (압력 감소 펄스 신호의 출력 존재 시) 압력 감소 모드에서 감소되어야 한다. 펌프(13A)의 작동 중, 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력이 일정하게 유지되어야 할 때, 유압 모듈레이터(12)는 차단 위치로 유압 제어 밸브(21 및 25)를 절환시키도록 작동한다. 우측 후륜 브레이크 실린더 압력이 일정하게 유지되어야 할 때, 유압 모듈레이터(12)는 차단 위치로 유압 제어 밸브(22 및 26)를 절환시키도록 작동한다. 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력이 감소되어야 할 때, 모듈레이터(12)는 유압 차단 위치로 유압 제어 밸브(21)를 절환시키도록 그리고 동시에 완전 연결 위치로 유압 제어 밸브(25)를 절환시키도록 작동한다. 그 결과, 브레이크 실린더(1) 내의 브레이크액은 밸브(25)를 통해 저장소(16A)로 유동하며, 따라서 브레이크 실린더(1) 내의 유압은 감소된다. 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 감소된 압력은 좌측 전륜 또는 타이어 상에 작용하는 제동력의 감소를 야기한다. 우측 후륜 브레이크 실린더 압력이 감소되어야 할 때, 유압 모듈레이터는 차단 위치로 유압 제어 밸브(22)를 절환시키도록 그리고 동시에 완전 연결 위치로 유압 제어 밸브(26)를 절환시키도록 작동한다. 그 결과, 브레이크 실린더(2) 내의 브레이크액은 밸브(26)를 통해 저장소(16A)로 유동하며, 따라서 브레이크 실린더(2) 내의 유압은 감소된다. 우측 후륜 브레이크 실린더(2) 내의 감소된 압력은 우측 후륜 또는 타이어 상에 작용하는 제동력의 감소를 야기한다. 상술된 두 개의 제어 펌프(13A, 13B)와 두 개의 저장소(16A, 16B)와 압력 제어 밸브(21 내지 28)는 종래의 모델 차량에서 통상 사용된 ABS(anti-lock brake system)와 함께 사용될 수도 있다. 즉, 각 펌프(13A, 13B)는 ABS 펌프라 불리는 복귀 펌프로서 기능할 수 있다.
이하, 도2 및 도4를 참조하여 전자 제어 유니트(C/U)(36)를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도4에서 도시된 바와 같이, 제어 유니트(36)는, 예를 들어 여러 가지 차량 센서로부터의 센서 신호와 같은 아날로그 입력 정보 또는 데이타를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(analog to digital converter)를 포함하는 입력 인터페이스 회로와, 중앙 처리 유니트(CPU)와, 도5 내지 도11에서 도시된 바와 같은 프로그램을 미리 저장하고 소정의 프로그램된 정보를 영구 저장하고 수행중인 산술 계산의 결과를 임시 저장하기 위한 메모리(ROM, RAM)와, D/A 변환기와 보다 큰 부하를 취급 또는 구동하기 위한 특수 드라이버(즉, 밸브(19 내지 28)의 전자식 솔레노이드, 밸브(18A, 18B)의 솔레노이드, 단일 방향성 전자 모터 구동 유압 펌프로 각각 구성된 펌프(13A, 13B))를 일반적으로 포함하는 출력 인터페이스 회로에 의해 일반적으로 구성된 마이크로컴퓨터를 통상 포함한다. 상술된 입력 및 출력 인터페이스 회로는 개별적으로 또는 입력/출력 인터페이스 유니트로서 일체로 형성될 수도 있다. 도시된 실시예에서, 제어 유니트(36)는 입력/출력 인터페이스 유니트를 포함한다. 도2에서 도시된 바와 같이, 도면 부호 29, 30, 31 및 32에 의해 표시된 차량 센서는 좌측 전륜, 우측 후륜, 우측 전륜 및 좌측 후륜 속도(VFL, VRR, VFR, VRL)를 각각 감시하는 좌측 전륜, 우측 후륜, 우측 전륜 및 좌측 후륜 속도 센서를 표시한다. 각 차륜 속도 센서(29 내지 32)는 통상의 펄스 카운터 원리(pulse counter principle)로 작동하는 픽업 코일식 센서(pick-up coil type sensor)이다. 도면 부호 33에 의해 표시된 차량 센서는 차량의 요잉 속도(Y, yaw-velocity)를 감시하는 요잉 속도 센서이다. 요잉 속도 센서(33)는 콜리올리스 힘(Coriolis force)을 감시하는 예를 들어 회전력식 스트레인 게이지와 같은 각속도 센서로 일반적으로 구성된다. 도면 부호 34에 의해 표시된 차량 센서는 차량에 가해지는 측방향 가속도(G)를 감시하는 측방향 가속도 센서이다. 측방향 가속도 센서(34)는 외팔보식 스트레인 게이지와 같은 가속도 센서로 일반적으로 구성된다. 도면 부호 35에 의해 표시된 차량 센서는 조향 각도(D)를 감시하는 조향 각도 센서이다. 조향 각도 센서(35)는 광 트랜지스터(photo-transistor), 전위계(potentiometer) 등을 포함하는 광학 센서(optical sensor)에 의해 일반적으로 구성된다. 상술된 차량 센서(29 내지 35)는 차량 행동 탐지 수단으로 기능한다. 도4에서 도시된 바와 같이, 전자 제어 유니트(36)의 입력/출력 인터페이스 유니트(I/O)의 입력 인터페이스는 차륜 속도 표시 입력 정보, 요잉 속도 표시 입력 정보, 측방향 가속도 표시 입력 정보 및 조향 각도 표시 입력 정보를 받도록 차량 센서(29 내지 35)에 연결된다. 한편, I/O의 출력 인터페이스는 펌프(13A, 13B)의 전기 모터와, 방향성 제어 밸브(18A, 18B)의 솔레노이드와, 유압 선택 밸브(19, 20)의 솔레노이드와, 유압 제어 밸브(21 내지 28)의 솔레노이드에 연결되어, 이들에게 구동 신호(또는 제어 신호 또는 명령 신호)를 출력한다. 상술된 바와 같이, 제어 유니트(36)의 컴퓨터 메모리(36A)는 예를 들어 소정의 오버스티어 기준 값(YWOBS)와 소정의 언더스티어 기준 값(YWUBS)(도6의 단계(S12, S15) 및 도7의 단계(S20, S23) 참조)와, 목표 요잉 속도(Yd)의 데이타 표와, 목표 차량 미끄럼 각도(Ad)의 데이타 표와, 소정 압력 증가 개시 값(Pz)과, 소정 압력 감소 개시 값(Pg)과, 미리 설정된 압력 감소 시간 간격(Ta, Tb)과, 소정의 시간 간격(TINT)과, 산술적 계산 등을 위해 필요한 여러 변수와 같은 입력 정보를 저장하기 위한 RAM(random access memory) 및 ROM(read only memory)을 포함한다. 제어 유니트(36)는 압력 감소 카운터(Ca, Cb)와, 압력 증가 카운터(Cz)와, 압력 감소 간격 카운터(Cg)도 포함한다. 상술된 바와 같이, 제어 유니트(36)의 컴퓨터 입력/출력 인터페이스 유니트는 차량 센서의 입력 정보 데이타(VFL, VRR, VFR, VRL, Y, G, D)가 CPU에 의해 이해되고 메모리부(36A)에 의해 저장 가능하게 한다. 또한, 입력/출력 인터페이스 유니트는 출력 장치(각 밸브(18A, 18B, 19 내지 28)의 솔레노이드 및 펌프(13A, 13B)의 전기 모터)가 이해하고 해석할 수 있는 언어로 출력 데이타를 다시 변환시킨다. 이하, 도5 내지 도11에서 도시된 흐름도에 따라 제어 유니트(36)에 의해 수행되는 산술 계산(또는 차량 동적 제어 루틴)을 상세히 설명하기로 한다. 이러한 루틴 또는 프로그램은 소정 시간 간격마다 개시되는 시간 개시 인터럽트 루틴(time-triggered interrupt routines)으로서 수행된다.
도5에서, 차량 센서 입력 데이타에 기초하여 후술되는 차량 동적 제어에 필요한 기본적인 데이타(즉, 미끄럼율(SFL, SRR, SFR, SRL), 목표 요잉 속도(Yd)와, 목표 차량 미끄럼 각도(Ad), 등)를 산술적으로 계산하기 위한 일련의 단계(S1 내지 S9)가 도시되어 있다. 우선, 단계(S1)에서 차량 주행 중 차량 동적 제어 루틴이 개시되며, 차륜 속도 센서의 입력 데이타에 기초하여 차륜 속도(VFL, VRR, VFR, VRL)가 계산된다. 단계(S2)에서, 요잉 속도 센서 입력 데이타에 기초하여 요잉 속도(Y)가 계산된다. 단계(S3)에서, 측방향 가속도 센서의 입력 데이타에 기초하여 측방향 가속도(G)가 계산된다. 단계(S4)에서, 차륜 속도(VFL, VRR, VFR, VRL)에 기초하여 차량 속도(Vi)가 계산되거나 또는 평가된다. 단계(S5)에서, 이하의 수식 1에 따라, 계산된 요잉 속도(Y)와 계산된 측방향 가속도(G)와 계산된 차량 속도(Vi)에 기초하여, 차량 미끄럼 각도(A)가 계산된다.
<수식 1>
A = ∫(G/Vi + Y)
여기서, 차량 미끄럼 각도(A)는 조향 입력(조향 차륜 각도)에 따라 결정된 차량 운동의 목표 방향과 실제 차량 이동 방향 사이의 각도로서 정의된다. 예를 들어, 회전 중 조향 입력에 따라 차량 운동의 목표 또는 의도된 방향이 차량 실제 차량 이동 방향과 거의 동일하면, 차량 미끄럼 각도(A)는 거의 0도이다. 회전 중, 타이어의 미끄럼이 커지면, 차량 미끄럼 각도(A)도 커진다.
단계(S6)에서, 전방 좌측, 후방 우측, 우측 전륜 및 좌측 후륜의 미끄럼율(SFL, SRR, SFR, SRL)은 (VFL, VRR, VFR, VRL)에 기초하여 계산되며, 이하의 수식 (2-1, 2-2, 2-3, 2-4)로부터 차량 속도(Vi)가 계산된다.
<수식 2-1>
SFL= (VFL- Vi)/Vi
<수식 2-2>
SRR= (VRR- Vi)/Vi
<수식 2-3>
SFR= (VFR- Vi)/Vi
<수식 2-4>
SRL= (VRL- Vi)/Vi
단계(S7)에서, 조향 각도 센서의 입력 데이타에 기초하여 조향 각도(D)가 계산된다. 단계(S8)에서, 계산된 차량 속도(Vi) 및 계산된 조향 각도(D)에 기초하여 소정의 표로부터 목표 요잉 속도(Yd)가 얻어지며, 데이타(Vi 및 D)에 기초하여 소정의 다른 표로부터 목표 차량 미끄럼 각도(Ad)가 얻어진다. 여기서, 목표 요잉 속도(Yd)는 어떠한 언더스티어 또는 오버스티어 없이, 즉, 차량이 조향 입력에 직접 기초하여 이상적인 회전 궤적 상으로 이동될 때, 정상 상태(steady state) 중 속도가 얻어지는 z축에 대한 각속도에 대응한다. 목표 요잉 속도(Yd)는 차량 속도(Vi)의 변화 및 조향 각도(D)의 변화에 따라 규칙적으로 변화된다. 따라서, 차량 속도(Vi)와, 조향 각도(D)와, 목표 요잉 속도(Yd) 사이의 관계는 소정의 표의 형태로 컴퓨터 메모리(36A)에 미리 저장된다. 마찬가지로, 차량 미끄럼 각도(Ad)는 어떠한 언더스티어 또는 오버스티어 없이 정상 상태 회전 중 얻어지는 차량 미끄럼 각도에 반드시 대응한다. 목표 차량 미끄럼 각도(Ad)는 차량 속도(Vi)에서의 변화 및 조향 각도(D)에서의 변화에 따라 규칙적으로 변화된다. 따라서, 차량 속도 및 조향 각도에 대한 목표 차량 미끄럼 각도(Ad) 특성은 소정의 표(또는 맵 데이타(map data))의 형태로 컴퓨터 메모리(36A)에 미리 저장된다. 단계(S9)에서, 이하의 수식 3으로부터, 요잉 속도(Y)와 목표 요잉 속도(Yd)와 차량 미끄럼 각도(A)와 목표 차량 미끄럼 각도(Ad)에 기초하여, 차량 동적 제어 변수(KFT)가 계산된다.
<수식 3>
KFT= K1·(Yd - Y) + K2·(Ad - Y)
여기서 K1및 K2는 소정의 가중 상수이다.
그 후, 도6에서 도시된 일련의 단계(S10 내지 S18)가 도5의 산술 계산을 후속한다. 차량 동적 제어 루틴의 수행에서 주어진 상술된 결과에 기초하여, 차량이 우회전 오버스티어 상태인지 또는 우회전 언더스티어 상태인지 여부를 결정하고, 목표 전륜 미끄럼율(Sd)(즉, 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL) 및 목표 우측 전륜 미끄럼율(SdFR))을 계산하고, 각각의 차량 행동 표시 변수(FOL, FOR, FUL, FUR)를 설정 또는 재 설정하기 위해 도6의 단계들이 제공된다. 차량이 우회전 오버스티어 상태에 있을 때, 변수(FOR)만이 "1"로 설정된다. 차량이 우회전 언더스티어 상태에 있을 때, 변수(FUR)만이 "1"로 설정된다. 차량이 좌회전 오버스티어 상태에 있을 때, 변수(FOL)만이 "1"로 설정된다. 차량이 좌회전 언더스티어 상태에 있을 때, 변수(FUL)만이 "1"로 설정된다. 도6의 단계(S10)에서, 우회전되는지 또는 좌회전되는지에 대해 예를 들어 요잉 속도(Y) 및 조향 각도(D)에 기초하여 구별이 이루어진다. 측방향 가속도(G)의 음 또는 양의 부호에 따라 단계(S10)의 구별이 이루어질 수 있다. 단계(S10)에서 우회전이 이루어지는 것으로 판단될 때, 즉, 단계(S10)에 대한 답이 긍정(예)이면, 단계(S11)로 들어간다. 단계(S11)에서, 차량 행동 표시 변수(FOL, FUL, 좌회전 오버스티어 표시 변수 및 좌회전 언더스티어 표시 변수)가 모두 "0"으로 다시 설정된다. 단계(S12)에서, 이하의 수식 4에 기초하여 차량이 우회전 오버스티어 상태에 있는지 여부를 결정하도록 시험된다.
<수식 4>
Yd - Y < - YWOBS
즉, 단계(S12)에서, 요잉 속도(Y)는 우회전 시 양의 값으로 간주되며, 목표 요잉 속도(Yd)와 계산된 요잉 속도(Y) 사이의 차이(Yd - Y)가 소정의 음의 오버스티어 기준 값(- YWOBS)보다 작은지 여부를 결정하도록 시험된다. 단계(S12)에 대한 긍정적인 답은 차량이 우회전 오버스티어 상태(도15 참조)에 있는 것을 의미한다. 그 후, 이하의 수식 5로부터, 미끄럼율(SFR, SRL) 및 단계(S9)에서 계산된 차량 동적 제어 변수(KFT)에 기초하여 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SFL)이 계산되는 단계(S13)로 진행한다.
<수식 5>
SdFL= SFR- KFM·SRL+ (SLIM/KFI)·KFT
여기서, KFM은 소정의 전방 및 후방 차량 무게 분포 특성 상수이며, KFI는 전륜 부하/이너시아 특성 상수이며, SLIM은 미끄럼율 및 제동력이 서로 선형적으로 변화된다고 가정할 때 결정되는 최대 미끄럼율이다.
상기 수식 5에서, 우측 전륜 미끄럼율(SFR) 및 좌측 후륜 미끄럼율(SRL)은 우회전 중 오버스티어 경향을 보상하기 위해 필요한 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL)을 계산하기 위해 사용된다. 이는 우측 전륜 및 좌측 후륜 각각의 미끄럼이 우회전 오버스티어 중 차량 동적 제어에 필요한 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL)에 큰 영향을 미치기 때문이다. 즉, 우측 전륜의 미끄럼은 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL)을 상쇄하도록 작용한다. 한편, 좌측 후륜의 미끄럼은 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL)을 보강하도록 작용한다. 따라서, 대각선으로 대향인 좌측 전륜 및 우측 후륜 브레이크 실린더(1, 2)가 차량 동적 제어(정학하게는 차량 동적 조절 브레이크 액압 제어)를 받는다고 가정할 때, 다른 대각선으로 대향 쌍, 즉, 우측 전륜 및 좌측 후륜 브레이크 실린더(3, 4)의 회전 또는 미끄럼 상태는 차량의 z축에 대해 요잉 모멘트에 큰 영향을 줄 수 있다. 상술된 이유로, 본 실시예의 시스템은, 우회전 오버스티어 상태에서 차량 상에 작용하는 요잉 모멘트를 보상하기 위해, 다른 대각선으로 대향 쌍(차륜 브레이크 실린더(3, 4))의 미끄럼율(SFR, SRL) 모두를 계산하도록 수식 5에 의해 주어진 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL) 사용한다. 또한, 소정의 전방 및 후방 차량 무게 분포 특성 상수(KFM)는 제동 중 후방에서 전방으로의 부하 이동을 계산하도록 결정된 보정 인자이다. 상술된 수식 5 대신에 이하의 수식 6이 사용되는 것이 좋다.
<수식 6>
SdFL= SFR- KG·KFM·SRL+ (SLIM/KFI)·KFT
여기서, KG는 회전 중 측방향 부하 전달을 설명하기 위해 측방향 가속도 센서(34)에 의해 탐지되는 측방향 가속도(G)에 따라 결정되는 측방향 가속도에 따른 보정 인자(변수)이다. 측방향 가속도에 따른 보정 인자(KG)는 탐지된 측방향 가속도(G)의 증가에 기본적으로 비례하도록 변화 가능하다.
그 후, 단계(S14)에서, 차량 행동 표시 변수(FOR)(우회전 오버스티어 표시 변수)는 "1"로 설정되며, 변수(FOR)의 상태는 컴퓨터 메모리에 저장된다. 즉, FOR= 1의 상태는 차량이 우회전 오버스티어 상태에 있는 것을 의미한다.
다시 단계(S12)에서, 단계(S12)에 대한 답이 부정(아니오)일 때, 프로세서는 차량이 우회전 오버스티어 상태에 있지 않은 것으로 판단하며, 단계(S15)로 간다. 단계(S15)에서, 이하의 수식 7에 기초하여, 차량이 우회전 언더스티어 상태에 있는지 여부를 판단하도록 시험된다.
<수식 7>
Yd - Y > YWUBS
즉, 단계(S15)에서, 차이(Yd - Y)가 소정의 양의 언더스티어 기준 값(YWUBS)보다 큰지 여부를 결정하도록 시험된다. 단계(S15)에 대한 긍정적인 답은 차량이 우회전 언더스티어 상태(도14 참조)에 있는 것을 의미한다. 그 후, 단계(S16)로 간다. 단계(S16)에서, 이하의 수식 8로부터 미끄럼율(SFL, SRR) 및 차량 동적 제어 변수(KFT)에 기초하여 목표 우측 전륜 미끄럼율(SFR)이 계산된다.
<수식 8>
SdFR= SFL- KFM·SRR+ (SLIM/KFI)·KFT
좌측 전륜의 미끄럼은 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFR)을 상쇄(negate)하도록 작용하며, 우측 후륜의 미끄럼은 목표 우측 전륜 미끄럼율(SdFR)을 보강(assist)하도록 작용한다. 따라서, 대각선으로 대향인 우측 전륜 및 좌측 후륜 브레이크 실린더(3, 4)가 차량 동적 제어(정확하게는 차량 동적 조절 브레이크 액압 제어)를 받는다고 가정할 때, 다른 대각선으로 대향 쌍, 즉, 좌측 전륜 및 우측 후륜 브레이크 실린더(1, 2)의 회전 또는 미끄럼 상태는 차량의 z축에 대한 요잉 모멘트에 큰 영향을 줄 수 있다. 상술된 이유로, 우회전 언더스티어 상태에서 차량 상에 작용하는 요잉 모멘트를 보상하기 위해 미끄럼율(SFL, SRR) 모두를 고려하도록, 본 실시예의 시스템은 수식 8에 의해 주어진 목표 우측 전륜 미끄럼율(SdFR) 사용한다. 양호하게는, 상술된 수식 8은 이하의 수식 9로 대체될 수 있다.
<수식 9>
SdFR= KG·SFL- KFM·SRR+ (SLIM/KFI)·KFT
이러한 방식으로, 시스템이 측방향 부하 변환(측방향 가속도(G))을 고려하는 경우, 목표 우측 전륜 미끄럼율(SFR)은 보다 정확하게 계산될 수 있다.
그 후, 단계(S17)에서, 차량 행동 표시 변수(FUR)(우회전 언더스티어 표시 변수)는 "1"로 설정되며, 변수(FUR)의 상태는 컴퓨터 메모리에 저장된다. 다시 단계(S15)에서, 단계(S15)에 대한 답이 부정(아니오)일 때 단계(S18)로 들어간다. 단계(S18)에서, 차량 행동 표시 변수(FOR, FUR)는 모두 "0"으로 다시 설정된다.
다시, 단계(S10)에서, 단계(S10)에 대한 답이 부정(아니오)일 때, 즉, 차량이 좌회전 상태에 있는 것으로 컴퓨터가 판단할 때, 도7에서 도시된 일련의 단계(S19 내지 S26)를 따른다. 차량 동적 제어 루틴의 수행 사이클로 주어진 상술된 결정에 기초하여, 차량이 좌회전 오버스티어 상태에 있는지 또는 좌회전 언더스티어 상태에 있는지 여부를 결정하기 위해, 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL) 및 목표 우측 전륜 미끄럼율(SdFR)을 계산하기 위해 그리고 차량 행동 표시 변수(FOL, FOR, FUL, FUR) 각각을 설정하거나 또는 재 설정하기 위해, 도7의 단계가 제공된다. 단계(10)는 우회전이 이루어지는지를 판단하며, 단계(S19)에서 우회전 오버스티어 표시 변수(FOR) 및 우회전 언더스티어 표시 변수(FUR)가 모두 "0"으로 다시 설정된다. 그 후, 단계(S20)로 들어간다. 단계(S20)에서, 이하의 수식 10에 기초하여 차량이 좌회전 오버스티어 상태에 있는지 여부를 결정하도록 시험된다.
<수식 10>
Yd - Y > YWOBS
즉, 단계(S20)에서, 차이(Yd - Y)가 소정의 양의 오버스티어 기준 값(YWOBS)보다 큰지 여부를 결정하도록 시험된다. 단계(S20)에 대한 긍정적인 답은 차량이 좌회전 오버스티어 상태(도13 참조)에 있는 것을 의미하며, 그 후, 단계(S21)로 간다. 단계(S21)에서, 이하의 수식 11로부터, 미끄럼율(SFL, SRR) 및 차량 동적 제어 변수(KFT)에 기초하여 목표 우측 전륜 미끄럼율(SdFR)이 계산된다. 좌회전오버스티어 상태에서 사용된 수식 11은 우회전 언더스티어 상태에서 사용된 수식 8과 동일하다.
<수식 11>
SdFR= SFL- KFM·SRR+ (SLIM/KFI)·KFT
목표 우측 전륜 미끄럼율(SFR)의 보다 정확한 산술 계산을 위해, 상술된 수식 11은 상술된 수식 9와 동일한 이하의 수식 12로 대체될 수 있다.
<수식 12>
SdFR= KG·SFL- KFM·SRR+ (SLIM/KFI)·KFT
그 후, 차량이 좌회전 오버스티어 상태에 있는 것을 임시 저장하도록 좌회전 오버스티어 표시 변수(FOL)가 "1"로 설정되는 단계(S22)로 들어간다. 역으로, 단계단계(S20)에 대한 답이 부정(아니오)일 때, 단계(S23)로 간다. 단계(S23)에서, 이하의 수식 13에 기초하여, 차량이 좌회전 언더스티어 상태에 있는지 여부를 결정하도록 시험된다.
<수식 13>
Yd - Y < - YWUBS
즉, 단계(S23)에서, 차이(Yd - Y)가 소정의 음의 언더스티어 기준 값(- YWUBS)보다 작은지 여부를 결정하도록 시험된다. 단계(S23)에 대한 긍정적인 답은 차량이 좌회전 언더스티어 상태(도12 참조)에 있는 것을 의미한다. 그 후, 단계(S24)로 간다. 단계(S24)에서, 이하의 수식 14로부터, 미끄럼율(SFR, SRL) 및 차량 동적 제어 변수(KFT)에 기초하여 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SFL)이 계산된다. 좌회전 언더스티어 상태에서 사용된 수식 14는 우회전 오버스티어 상태에서 사용된 수식 5와 동일하다.
<수식 14>
SdFL= SFR- KFM·SRL+ (SLIM/KFI)·KFT
양호하게는, 수식 14는 목표 우측 전륜 미끄럼율(SdFL)의 보다 정확한 산술 계산을 위해, 상술된 수식 12와 동일한 상술된 수식 15로 대체될 수 있다.
<수식 15>
SdFR= KG·SFL- KFM·SRR+ (SLIM/KFI)·KFT
단계(S24) 후, 단계(S25)로 간다. 단계(S25)에서, 좌회전 언더스티어 표시 변수(FUL)는 "1"로 설정되며, 동시에 FUL= 1의 상태는 임시로 컴퓨터 RAM 메모리에 저장된다. 다시 단계(S23)에서, 단계(S23)에 대한 답이 부정(아니오)일 때 단계(S26)로 들어간다. 단계(S26)에서, 좌회전 오버스티어 표시 변수(FOL) 및 좌회전 언더스티어 표시 변수(FUL)는 모두 "0"으로 다시 설정된다.
각각의 차량 행동 표시 변수(FOR, FUR, FOL, FUL)를 설정 또는 재 설정 후, 즉, 도6의 단계(S14, S17 또는 S18) 후 또는 도7의 단계(S22, S25 또는 S26) 후, 도8의 단계(S27)로 들어간다. 네 개의 차량 행동 표시 변수(FOR, FUR, FOL, FUL)의 상태에 반응하여 유압 선택 밸브(19, 20)와 유압 제어 밸브(22, 24)를 적절히 구동 또는 제어하기 위해, 제1 마스터 실린더 출력 포트로부터의 브레이크 액압 출력과 제어 펌프(13A)로부터의 브레이크 액압 출력 중 필요한 유압이 제1 브레이크 라인(5)으로 향해지도록 선택하기 위해, 그리고 동시에 제2 마스터 실린더 출력 포트로부터의 브레이크 액압과 제어 펌프(13B)로부터의 브레이크 액압 출력 중 필요한 유압이 제2 브레이크 라인(6)으로 향해지도록 선택하기 위해, 도8의 일련의 단계(S27 내지 S34)가 제공된다. 도8의 단계(S27)에서, 우회전 오버스티어 표시 변수(FOR)가 "1"로 설정됐는지 여부를 판단하도록 시험된다. 단계(S27)에 대한 답이 긍정(예)이면, 단계(29)로 들어간다. 역으로 단계(S27)에 대한 답이 부정(아니오)이면, 단계(S28)로 들어간다. 단계(S28)에서, 좌회전 언더스티어 표시 변수(FUL)가 "1"로 설정됐는지 여부를 판단하도록 시험된다. 단계(S28)에 대한 답이 긍정(예)이면, 단계(S29)로 들어간다. 단계(S29)에서, 유압 선택 밸브(19) 및 유압 제어 밸브(22)는 모두 차단 위치로 이동된다. 이는 마스터 실린더 압력이 제1 마스터 실린더 출구 포트로부터 제1 브레이크 라인(5)으로 향해지는 것을 방지하며 펌핑되고 조절된 유압이 제어 펌프(13A)로부터 제1 브레이크 라인(5)으로 향해지는 것을 가능하게 한다. 단계(S27)로부터 단계(S29)로의 흐름은 z축의 양의 방향에서 볼 때 음의 시계방향(반시계방향)으로 z축에 대한 요잉 모멘트를 증가시키는 데 기여하며, 그에 의해, 우회전 오버스티어 경향이 중립 스티어를 향해 조절될 수 있다(도15 참조). 단계(S28)로부터 단계(S29)로의 흐름은 z축의 양의 방향에서 볼 때 반시계방향으로 z축에 대한 요잉 모멘트를 증가시키는 데 기여하며, 그에 의해, 좌회전 언더스티어 경향이 중립 스티어를 향해 조절될 수 있다(도12 참조). 단계(S27, S28)에 대한 답이 부정(아니오)일 때, 즉, 차량이 우회전 오버스티어 상태에 있지 않으며 좌회전 언더스티어 상태에 있지 않을 때, 단계(S30)로 간다. 단계(S30)에서, 유압 선택 밸브(19) 및 유압 제어 밸브(22)는 모두 도3에서 도시된 완전 연결 위치에 유지된다. 이에 의해 마스터 실린더 압력이 제1 마스터 실린더 출구 포트로부터 대각선으로 대향의 차륜 브레이크 실린더(1, 2)에 연결된 제1 브레이크 라인(5)으로 향해질 수 있다. 그 후, 단계(S31)에서, 좌회전 오버스티어 표시 변수(FOL)가 "1"로 설정됐는지 여부를 판단하도록 시험된다. 단계(S31)에 대한 답이 긍정이면, 단계(33)로 들어간다. 역으로 단계(S31)에 대한 답이 부정이면, 단계(S32)로 들어간다. 단계(S32)에서, 우회전 언더스티어 표시 변수(FUR)가 "1"로 설정됐는지 여부를 판단하도록 시험된다. 단계(S32)에 대한 답이 긍정이면, 단계(S33)로 들어간다. 단계(S33)에서, 유압 선택 밸브(20) 및 유압 제어 밸브(24)는 모두 차단 위치로 이동된다. 이는 마스터 실린더 압력이 제2 마스터 실린더 출구 포트로부터 제2 브레이크 라인(6)으로 향해지는 것을 방지하며 펌핑되고 조절된 유압이 제어 펌프(13B)로부터 제2 브레이크 라인(6)으로 향해지는 것을 가능하게 한다. 단계(S31)로부터 단계(S33)로의 흐름은 z축의 양의 방향에서 볼 때 양의 시계방향으로 z축에 대한 요잉 모멘트를 증가시키는 데 기여하며, 그에 의해, 좌회전 오버스티어 경향이 중립 스티어를 향해 조절될 수 있다(도13 참조). 단계(S32)로부터 단계(S33)로의 흐름은 z축의 양의 방향에서 볼 때 양의 시계방향으로 z축에 대한 요잉 모멘트를 증가시키는 데 기여하며, 그에 의해, 우회전 언더스티어 경향이 중립 스티어를 향해 조절될 수 있다. 단계(S31) 및 단계(S32)에 대한 답이 부정일 때, 즉, 차량이 좌회전 오버스티어 상태에 있지 않으며 우회전 언더스티어 상태에 있지 않을 때, 단계(S34)로 간다. 단계(S34)에서, 유압 선택 밸브(20) 및 유압 제어 밸브(24)는 모두 도3에서 도시된 완전 연결 위치에 유지된다. 이에 의해 마스터 실린더 압력이 제2 마스터 실린더 출구 포트로부터 대각선으로 대향의 차륜 브레이크 실린더(3, 4)에 연결된 제2 브레이크 라인(6)으로 향해질 수 있다.
상술된 바와 같이, 차량이 우회전 오버스티어 상태에 있거나 또는 좌회전 언더스티어 상태에 있을 때, 시스템은 펌핑되고 조절된 유압이 펌프(13A)로부터 제1 브레이크 라인(5)으로 공급될 수 있으며 동시에 마스터 실린더 압력이 제2 마스터 실린더 출구 포트로부터 제2 브레이크 라인(6)으로 공급될 수 있다. 펌프(13A)의 방출 포트와 제1 브레이크 라인(5) 사이의 연결이 존재할 때, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 유압은 차륜 브레이크 실린더(1)와 연결된 유압 제어 밸브(21, 25)에 의해 적절히 조절된다. 또한, 우측 후륜 브레이크 실린더(2) 내의 유압은 유압 제어 밸브(26)에 의해 적절히 조절된다. 한편, 제2 브레이크 라인(6)에 연결된 대각선으로 대향의 차륜 브레이크 실린더(3, 4) 내의 유압은 브레이크 페달(7)의 압박 양에 반응하여 변화된다.
마찬가지로, 차량이 좌회전 오버스티어 상태에 있거나 또는 우회전 언더스티어 상태에 있을 때, 시스템은 펌핑되고 조절된 유압이 펌프(13B)로부터 제2 브레이크 라인(6)으로 공급될 수 있으며 동시에 마스터 실린더 압력이 제1 마스터 실린더 출구 포트로부터 제1 브레이크 라인(5)으로 공급될 수 있다. 펌프(13B)의 배출 포트와 제2 브레이크 라인(6) 사이의 연결이 존재할 때, 우측 전륜 브레이크 실린더(3) 내의 유압은 차륜 브레이크 실린더(3)와 연결된 유압 제어 밸브(23, 27)에 의해 적절히 조절된다. 또한, 좌측 후륜 브레이크 실린더(4) 내의 유압은 유압 제어 밸브(28)에 의해 적절히 조절된다. 한편, 제1 브레이크 라인(5)에 연결된 대각선으로 대향의 차륜 브레이크 실린더(1, 2) 내의 유압은 브레이크 페달(7)의 압박 양에 반응하여 변화된다.
차량이 우회전 오버스티어 상태, 좌회전 오버스티어 상태, 우회전 언더스티어 상태 및 좌회전 언더스티어 상태를 모두 벗어날 때, 즉, 차량이 회전 시 기본적으로 중립 스티어 상태에 있을 때, 상개형 솔레노이드 밸브, 즉, 밸브(19, 20, 21, 22, 23, 24)는 모두 연결 위치에 유지되며, 상폐형 솔레노이드 밸브, 즉, 밸브(25, 26, 27, 28)는 모두 차단 위치에 유지된다. 물론, 차량 동적 제어가 수행되지 않을 때, (상폐형) 방향성 제어 밸브(18A, 18B)는 모두 차단 위치에 유지된다. 이러한 상태에서, 시스템은 마스터 실린더 압력이 제1 및 제2 마스터 실린더 출구 포트로부터 각 브레이크 라인(5, 6)으로 공급될 수 있게 하여, 각 개별 브레이크 차륜 브레이크 실린더 내의 유압이 브레이크 페달(7)의 압박 양에 반응하여 변화된다.
도8의 단계(S33 및 S34) 후에, 도9의 일련의 단계(S35 내지 S51)가 계속된다. 바람직하지 않은 좌회전 언더스티어 또는 우회전 언더스티어를 보상하도록(도12 및 도14 참조)외측 후륜 브레이크 실린더 내의 유압을 최소 값으로 감소시키기 위해, 그리고 두 개의 밸브(21, 25)에 의해 펌프(13A)로부터 브레이크 라인(5)으로 전달된 브레이크액의 압력 레벨을 조절함으로써 또는 두 개의 밸브(23, 27)에 의해 펌프(13B)로부터 브레이크 라인(6)으로 전달된 브레이크액의 압력 레벨을 조절함으로써 내측 전륜 브레이크 실린더 내의 유압을 적절히 조절하기 위해, 도9의 단계(S35 내지 S51)가 제공된다.
단계(S35)에서, 우회전 언더스티어 표시 변수(FUR)가 "1"로 설정됐는지 여부를 판단하도록 시험된다. 단계(S35)에 대한 답이 긍정(예)이면, 단계(S37)로 들어간다. 단계(S37)에서, 우회전 언더스티어 표시 변수의 이전 값(FUR(n-1))이 "0"으로 설정됐는지 여부를 판단하도록 시험된다. 우회전 언더스티어 표시 변수의 현재 값(FUR(n))(단순히 FUR)이 설정되고 이전 값(FUR(n-1))이 다시 설정된 때, 즉, FUR(n)= 1 그리고 FUR(n-1)= 0일 때, 컴퓨터의 CPU는 차량의 코너링 행동이 차량 동적 제어 프로그램의 현재 사이클에서 우회전 오버스티어 상태로 변환되기 시작하는 것을 판단한다. 그 후, 압력 감소 카운터(counter)의 "계수(count)" 값(Ca)이 소정의 압력 감소 지속 시간(Ta)으로 설정되는 단계(S38)로 간다. 그 후, 단계(S40)로 간다. 단계(S37)에 대한 답이 부정이면, 단계(S39)로 간다. 우회전 언더스티어 표시 변수의 현재 값(FUR)이 설정되며 이전 값(FUR(n-1))이 또한 설정될 때, 즉, FUR(n)= 1 그리고 FUR(n-1)= 1일 때, CPU는 차량의 코너링 행동이 이전과 현재의 수행 사이클 사이에서 우회전 언더스티어 상태로 유지되는 것을 판단한다. 단계(S39)에서, 압력 감소 카운터(counter)의 이전 "계수(count)" 값(Ca(n-1))이 "1"만큼 감소되며 현재 "계수(count)" 값(Ca(n))(단순히 Ca)이 감소된 "계수" 값(Ca(n-1)- 1)에 의해 업데이트 된다. 그 후, 단계(S40)로 간다. 단계(S40)에서, 현재 "계수(count)" 값(Ca)이 "0"보다 큰지 여부를 판단하도록 시험된다. Ca > 0인 경우, 단계(S41)로 간다. 단계(S41)에서, 제어 유니트는 좌측 후륜 브레이크 실린더(4)(외측 후륜 브레이크 실린더) 내의 유압을 감소시키도록 작동한다. 즉, 우회전 언더스티어 상태에서, 제어 유니트는 차단 위치로 유압 제어 밸브(24)를 절환시키며 그 후 완전 연결 위치로 유압 제어 밸브(28)를 변환시키며, 이에 의해, 제2 저장소(16B) 내로 브레이크 실린더(4) 내의 브레이크액의 유동을 가능하게 한다. 이는 브레이크 실린더(4) 내의 유압을 감소시킨다. 단계(S40)에 대한 답이 부정(아니오)이면, 즉, Ca ≤ 0인 경우, 단계(S42)로 간다. 이러한 방식으로, Ca ≤ 0의 상태가 만족될 때, CPU는 소정의 값(Ta)으로 "계수(count)" 값(Ca)을 설정한 후 소정의 압력 감소 지속 시간(Ta)이 경과되었는지를 판단한다. 그 후, 단계(S42)에서, 제어 유니트는 좌측 후륜 브레이크 실린더(4)(외측 후륜 브레이크 실린더) 내의 유압을 유지하도록 작동된다. 즉, 소정의 압력 감소 지속 시간(Ta)이 경과되자마자, 제어 유니트는 유압 제어 밸브(24)를 차단 위치에 유지하면서 유압 제어 밸브(28)를 다시 차단 위치로 절환시킨다. 따라서, 브레이크 실린더(4) 내의 유압은 최소 유압 레벨(예를 들어 0)로 유지된다. 즉, 외측 후륜(좌측 후륜) 상에 작용하는 제동력은 최소 값으로 유지된다. 그 후, 단계(S43)로 간다. 단계(S43)에서, 우측 전륜 브레이크 실린더(3)에 대한 소정의 제어 압력 값(Pr)이, 차이(SdFR- SFR)에 소정의 제어 이득(Kg)을 곱함으로써, 이하의 수식 16으로부터 계산된다.
<수식 16>
Pr = Kg·(SdFR- SFR)
여기서, SdFR은 목표 우측 전륜 미끄럼율(도6의 단계(S16) 참조)이며, SFR은 계산된 우측 전륜 미끄럼율(도5의 단계(S6) 참조)이다.
다시, 단계(S35)에서, 단계(S35)에 대한 답이 부정(아니오)이면, 단계(S36)로 간다. 단계(S36)에서, 좌회전 언더스티어 표시 변수(FUL)가 "1"로 설정됐는지 여부를 판단하도록 시험된다. 좌회전 언더스티어 표시 변수(FUL)가 "1"로 설정됐을 때, 흐름은 단계(S36)로부터 단계(S44)로 간다. 우측 후륜 브레이크 실린더 압력 제어(외측 후륜 브레이크 실린더 압력 제어)에 관련된 단계(S44 내지 S49)는 좌측 후륜 브레이크 실린더 압력 제어에 관련된 상술된 단계(S37 내지 S42)와 유사하다. 즉, 미리 설정된 압력 감소 지속 시간(Ta)이 경과될 때까지 우측 후륜 브레이크 실린더(2) 내의 브레이크 액압이 감소되며, 그 후, 우측 후륜 브레이크 실린더 압력은 최소 유압 레벨(예를 들어 0)로 유지된다. 그 후, 단계(S50)로 간다. 단계(S50)에서, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 소정의 제어 압력 값(Pr)이, 차이(SdFL- SFL)에 소정의 제어 이득(Kg)을 곱함으로써, 이하의 수식 17로부터 계산된다.
<수식 17>
Pr = Kg·(SdFL- SFL)
여기서, SdFL은 목표 우측 전륜 미끄럼율(도6의 단계(S13) 참조)이며, SFL은 계산된 우측 전륜 미끄럼율(도5의 단계(S6) 참조)이다.
단계(S43 또는 S50) 후, 단계(S51)로 간다. 단계(S51)에서, 전륜 압력 제어 과정이 도10에서 도시된 흐름도에 따라 수행된다. 도10의 전륜 압력 제어 과정에서, 차량이 우회전 언더스티어 상태에 있는 것을 제어 유니트가 판단할 때, 우측 전륜 브레이크 실린더(3)와 관련된 양 유압 제어 밸브(23, 27)와 유압 제어 펌프(13B)는 모두 압력 증가 펄스 신호(단계(S55 및 S56) 참조), 압력 유지 펄스 신호(단계(S63) 참조) 또는 압력 감소 펄스 신호(단계(S60 및 S61) 참조)에 반응하여 제어 또는 구동된다. 우회전 언더스티어 중, 도10의 단계(S55 및 S60)로부터 알 수 있는 바와 같이, 압력 증가 펄스 신호 및 압력 감소 펄스 신호는 우측 전륜 브레이크 실린더(3)에 대한 필요한 제어 압력 값(Pr)에 기초한다. 또는, 우회전 언더스티어 중 압력 유지 펄스 신호(도10의 단계(S63) 참조)가 유압 제어 밸브(23, 27)로 출력되면서, 두 개의 밸브(23, 27)는 일정한 값으로 우측 전륜 브레이크 실린더 압력을 유지하도록 완전 폐쇄되어 유지된다. 한편, 차량이 좌회전 언더스티어 상태에 있는 것을 제어 유니트가 판단할 때, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)와 관련된 모든 유압 제어 밸브(21, 25)와 유압 제어 펌프(13A)는 모두 압력 증가 펄스 신호(단계(S55 및 S56) 참조), 압력 유지 펄스 신호(단계(S63) 참조) 또는 압력 감소 펄스 신호(단계(S60 및 S61) 참조)에 반응하여 제어 또는 구동된다. 좌회전 언더스티어 중, 도10의 단계(S55 및 S60)로부터 알 수 있는 바와 같이, 압력 증가 펄스 신호 및 압력 감소 펄스 신호는 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 필요한 제어 압력 값(Pr)에 기초한다. 또는, 좌회전 언더스티어 중 압력 유지 펄스 신호(도10의 단계(S63) 참조)가 유압 제어 밸브(21, 25)로 출력되면서, 두 개의 밸브(21, 25)는 일정한 값으로 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력을 유지하도록 완전 폐쇄되어 유지된다. 도10의 단계(S52 내지 S64)는 설명을 간단히 하기 위해 좌회전 언더스티어 상태에 있는 것만으로 예시 또는 설명되었다.
단계(S52)에서, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 필요한 제어 값(Pr)이 소정의 압력 증가 개시(threshold) 값(Pz)보다 작은지 여부를 판단하도록 시험된다. 소정의 압력 증가 개시 값(Pz)보다 적은 필요한 제어 압력 값(Pr)은 좌측 전륜 미끄럼율(SFL)이 아직 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL)에 도달되지 않았으며, 따라서, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 유압을 증가시키는 것이 필요하다는 것을 의미한다. 따라서, 단계(S52)에 대한 값이 긍정(예)이면, 즉, Pr < Pz인 경우, 과정은 단계(S53)를 통해 단계(S54)로 간다. 단계(S53)에서, 압력 감소 카운터(counter)(Cg)가 "0"으로 다시 설정되면서, 압력 증가 카운터(counter)(Cz)가 "1"만큼 증가된다. 단계(S54)에서, 압력 증가 계수의 "계수(count)" 값(Cz)이 예를 들어 30 msec인 소정의 시간 간격(TINT)보다 큰지 여부를 판단하도록 시험된다. Cz > TINT인 경우에, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 유압 증가 과정을 수행하도록 단계(S55 및 S56)가 계속된다. 소정의 시간 간격(TINT)마다 좌측 전륜 브레이크를 압력 증가 모드에서 주기적으로 작동시키기 위해 상술된 압력 증가 계수 값(Cz)과 소정의 시간 간격(TINT) 사이의 비교 단계(S54)가 제공된다. 이는, 통상, 좌측 전륜의 회전 속도가 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 압력 증가 제어 또는 압력 감소 제어가 시작될 때와 동시에 변화되지 않아서, 좌측 전륜 속도의 변화와 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 압력 증가 또는 압력 감소의 시작 사이에 약간의 시간 지연이 있기 때문이다. 따라서, 제어 유니트는 압력 증가 또는 압력 감소에 기초하여 좌측 전륜 속도의 변화(감소 또는 증가)를 감시하면서 압력 증가, 압력 감소 및 압력 유지 모드들 중에서 다음의 적절한 제어 모드를 판단해야 한다. 단계(S55)에서, 압력 증가 펄스 신호 값이 이하의 수식 18로부터 소정의 펄스 변환 계수(PGAIN)와 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 필요한 제어 압력 값(Pr)을 곱함으로써 결정된다.
<수식 18>
압력 증가 펄스 = Pr·PGAIN
동시에, 단계(S55)에서, 압력 증가 계수 값(Cz)은 "0"으로 다시 설정된다.
그 후, 압력 증가 신호 값이 유압 제어 밸브(21, 25)의 솔레노이드와 펌프(13A)의 전기 모터로 출력되는 단계(S56)로 간다. 보다 상세하게는, 좌회전 언더스티어(즉, FUL= 1) 중, 시스템은 유압 선택 밸브(19) 및 유압 제어 밸브(22)가 폐쇄되어 유지되면서 유압이 펌프(13A)로부터 제1 브레이크 라인(5)으로 공급될 수 있게 한다. 동시에, 압력 증가 펄스에 반응하여, 유압 제어 밸브(21)는 연결 위치로 절환되며 유압 제어 밸브(25)는 차단 위치로 절환되며, 그 후, 펌프(13A)가 구동된다. 따라서, 펌프(13A)에서 발생된 가압된 브레이크액은 밸브(21)를 통해 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)로 전달되며 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력이 증가되어, 그에 의해, 좌측 전륜의 제동력을 증가시킨다.
한편, 단계(S52)에 대한 답이 부정(아니오)일 때, 즉, Pr ≥ Pz인 경우, 단계(S57)로 간다. 단계(S57)에서, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 필요한 제어 유압이 소정의 압력 감소 개시 값(Pg)보다 큰지 여부를 판단하도록 시험된다. 소정의 압력 감소 개시 값(Pg)보다 큰 필요한 제어 압력 값(Pr)은 좌측 전륜 미끄럼율(SFL)이 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL)을 초과하며, 따라서, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 유압을 감소시키는 것이 필요하다는 것을 의미한다. 따라서, 단계(S57)에 대한 값이 긍정(예)이면, 즉, Pr > Pg인 경우, 과정은 단계(S57)를 통해 단계(S58)로 간다. 단계(S58)에서, 압력 감소 카운터(counter)(Cz)가 "0"으로 다시 설정되면서, 압력 감소 카운터(counter)(Cg)가 "1"만큼 증가된다. 단계(S59)에서, 압력 증가 계수의 "계수(count)" 값(Cg)이 소정의 시간 간격(TINT)보다 큰지 여부를 판단하도록 시험된다. Cg > TINT인 경우에, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 유압 감소 과정을 수행하도록 단계(S60 및 S61)가 계속된다. 소정의 시간 간격(TINT)마다 좌측 전륜 브레이크를 압력 감소 모드에서 주기적으로 작동시키기 위해 상술된 압력 감소 계수 값(Cg) 및 소정의 시간 간격(TINT) 사이의 비교 단계(S59)가 제공된다. 제어 유니트는 압력 변화 제어에 기초하여 좌측 전륜 속도의 변화(감소 또는 증가)를 감시하면서 압력 증가, 압력 감소 및 압력 유지 모드들 중에서 다음의 적절한 제어 모드를 판단한다. 단계(S60)에서, 압력 감소 펄스 신호 값이 이하의 수식 19로부터 소정의 펄스 변환 계수(PGAIN)와 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 필요한 제어 압력 값(Pr)을 곱함으로써 결정된다.
<수식 19>
압력 감소 펄스 = Pr·PGAIN
동시에, 단계(S60)에서, 압력 감소 계수 값(Cg)은 "0"으로 다시 설정된다.
그 후, 압력 감소 펄스 신호 값에 기초한 제어 신호가 유압 제어 밸브(21, 25)의 솔레노이드와 펌프(13A)의 전기 모터로 출력되는 단계(S61)로 간다. 보다 상세하게는, 압력 감소 펄스 출력의 존재 시, 펌프(13A)는 정지되며, 그 후, 유압 제어 밸브(21)는 차단 위치로 절환되며 유압 제어 밸브(25)는 연결 위치로 절환된다. 따라서, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 브레이크액은 밸브(25)를 통해 제1 저장소(16A)로 향해지며 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력이 감소되어, 그에 의해, 좌측 전륜의 제동력을 감소시킨다.
다시, 단계(S57)에 대한 답이 부정(NO)이면, 즉, Pr ≤ Pg이면, 단계(S62 및 S63)로 가서 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 유압이 일정하게 유지된다. 단계(S62)에서, 압력 증가 계수 값(Cz) 및 압력 감소 계수 값(Cg)이 모두 "0"으로 다시 설정된다. 그 후, 단계(S63)로 간다. 또한, 단계(S54 또는 S59)에 대한 답이 부정일 때, 단계(S63)로 간다. 단계(S63)에서, 제어 유니트는 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)와 관련된 두 개의 밸브(21, 25)를 차단 위치로 절환시키도록 소정의 압력 유지 펄스 신호 값에 기초된 제어 신호를 출력한다. 소정의 압력 유지에 기초한 제어 신호의 출력은 현재의 압력 레벨로 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 유압을 유지한다. 단계(S56, S61, 또는 S63) 후, 흐름은 전륜 압력 제어 서브루틴으로부터 메인 프로그램(차량 동적 제어를 위한 백그라운드 루틴)으로 복귀되는 단계(S64)로 간다. 도10에서 도시된 전륜 압력 제어 과정으로부터 알 수 있는 바와 같이, 차량이 좌회전 언더스티어 상태에 있을 때, 내측 전륜에 대응하는 브레이크 실린더 내의 유압(즉, 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력)은 필요한 제어 압력 값(Pr)에 반응하여 적절히 증가되며, 따라서 내측 전륜의 제동력이 증가된다.
수식 17을 참조하여 상술된 바와 같이, 필요한 제어 압력 값(Pr)은 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL)과 계산된 좌측 전륜 미끄럼율(SFL) 사이의 차이에 소정의 제어 이득(Kg)을 곱함으로써 계산된다. 알 수 있는 바와 같이, 좌회전 언더스티어 정도가 크면 차이(SdFL- SFL)도 크게 되며, 따라서 필요한 제어 압력 값(Pr)이 증가된다. 언더스티어 경향이 증가되어 목표 미끄럼율(SdFL)로부터의 편차가 소정의 압력 증가 개시 값(Pz)을 초과하자마자, 좌회전 언더스티어 중 좌측 전륜 브레이크에 대응하는 내측 전륜 브레이크 실린더 압력은 좌회전 시 언더스티어의 정도에 따라 단계(S52)로부터 단계(S53 내지 S55)를 통해 단계(S56)로의 흐름에 의해 적절히 증가된다. 따라서, 좌측 전륜의 제동력은 좌회전 중 언더스티어의 정도에 따라 증가된다. 이는 좌회전 언더스티어 상태 중 차량에 작용하는 요잉 모멘트를 효과적으로 보상하며 중립 스티어를 향해 차량의 코너링 행동을 조절한다. 또한, 좌회전 언더스티어 상태에서, 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력의 변화를 감시하면서 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)는 압력 증가 모드, 압력 감소 모드 또는 압력 유지 모드의 세 모드 중 어느 하나에서 주기적으로 작동된다. 따라서, 좌측 전륜의 제동력(또는 좌측 전륜 브레이크 실린더 압력)은 좌회전 언더스티어 상태가 방지될 정도로 적절히 증가될 수 있다. 압력 제어 모드의 주기적인 선택은 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 과도한 유압 발생을 방지한다.
도9의 단계(S51) 후, 도11의 일련의 단계(S65 내지 S82)가 계속된다. 바람직하지 않은 좌회전 오버스티어 또는 우회전 오버스티어를 보상하도록(도13 및 도15 참조) 내측 후륜 브레이크 실린더 내의 유압을 최소 값으로 감소시키기 위해, 그리고 두 개의 밸브(23, 27)에 의해 펌프(13B)로부터 브레이크 라인(6)으로 전달된 브레이크액의 압력 레벨을 조절함으로써 또는 두 개의 밸브(21, 25)에 의해 펌프(13A)로부터 브레이크 라인(5)으로 전달된 브레이크액의 압력 레벨을 조절함으로써 외측 전륜 브레이크 실린더 내의 유압을 적절히 조절하기 위해, 도11의 단계(S65 내지 S82)가 제공된다. 이하, 도11에서 도시된 흐름도를 상세히 설명하기로 한다.
단계(S65)에서, 우회전 오버스티어 표시 변수(FOR)가 "1"로 설정됐는지 여부를 판단하도록 시험된다. 단계(S65)에 대한 답이 긍정(예)이면, 단계(S67)로 들어간다. 단계(S67 내지 S72)(즉, 우회전 오버스티어 상태에서 내측 후륜에 대한 압력 감소 및 압력 유지 제어)는 도9에서 도시된 상술된 단계(S37 내지 S42)(즉, 우회전 언더스티어 상태에서 외측 후륜에 대한 압력 감소 및 압력 유지 제어)와 유사하며, 따라서 자명하기 때문에, 단계(S67 내지 S72)의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
간단하게 말해, 단계(S67 내지 S72)를 통해, 제어 유니트는, 압력 감소 카운터(Cb)에 의해 압력 감소 제어 모두의 시작부터 경과된 시간을 측정하면서 소정의 압력 감소 지속 시간(Tb)이 경과될 때까지, 내측 후륜 브레이크 실린더(우측 후륜 브레이크 실린더(2)) 내의 유압을 계속 감소시킨다. 소정의 압력 감소 지속 시간(Tb)이 경과되자마자, 브레이크 실린더(2) 내의 유압을 최소 레벨(예를 들어 0)로 유지하도록 제어 유니트는 유압 제어 밸브(22)를 차단 위치에 유지하면서 유압 제어 밸브(26)를 다시 차단 위치로 절환시키도록 작동한다. 단계(S71 또는 S72) 후, 단계(S73)로 간다. 단계(S73)에서, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 필요한 제어 압력 값(Pr)이, 차이(SdFL- SFL)에 소정의 제어 이득(Kg)을 곱함으로써, 이하의 수식 20으로부터 계산된다.
<수식 20>
Pr = Kg·(SdFL- SFL)
다시, 단계(S65)에서, 단계(S65)에 대한 답이 부정(아니오)이면, 단계(S66)로 간다. 단계(S66)에서, 좌회전 오버스티어 표시 변수(FOL)가 "1"로 설정됐는지 여부를 판단하도록 시험된다. 좌회전 오버스티어 표시 변수(FOL)가 "1"로 설정됐을 때, 흐름은 단계(S66)로부터 단계(S74)로 간다. 좌측 후륜 브레이크 실린더 압력 제어(내측 후륜 브레이크 실린더 압력 제어)에 관련된 단계(S74 내지 S79)는 우측 후륜 브레이크 실린더 압력 제어에 관련된 상술된 단계(S67 내지 S72)와 유사하다. 즉, 미리 설정된 압력 감소 지속 시간(Tb)이 경과될 때까지 좌측 후륜 브레이크 실린더(4) 내의 브레이크 액압이 감소되며, 그 후, 좌측 후륜 브레이크 실린더 압력은 최소 유압 레벨(예를 들어 0)로 유지된다. 그 후, 단계(S80)로 간다. 단계(S80)에서, 우측 전륜 브레이크 실린더(3)에 대한 필요한 제어 압력 값(Pr)이, 차이(SdFR- SFR)에 소정의 제어 이득(Kg)을 곱함으로써, 이하의 수식 21로부터 계산된다.
<수식 21>
Pr = Kg·(SdFR- SFR)
단계(S73 또는 S80) 후, 단계(S81)로 간다. 단계(S81)에서, 상술된 전륜 압력 제어 과정이 도10에서 도시된 흐름도에 따라 수행된다. 즉, 차량이 우회전 오버스티어 상태에 있는 것(도15 참도)을 제어 유니트가 판단할 때, 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)와 관련된 모든 유압 제어 밸브(21, 25)와 펌프(13A)는 모두 압력 증가 펄스 신호, 압력 유지 펄스 신호 또는 압력 감소 펄스 신호에 반응하여 제어 또는 구동되며, 이들 각 신호는 좌측 전륜 브레이크 실린더(1)에 대한 필요한 제어 압력 값(Pr)에 기초한다. 따라서, 외측 전륜 브레이크 실린더 내의 압력(좌측 전륜 브레이크 실린더 압력)을 적절히 증가시키도록, 예를 들어 30 msec와 같은 소정의 시간 간격(TINT)마다 좌측 전륜 브레이크 실린더를 압력 증가 모드, 압력 감소 모드 또는 압력 유지 모드 중 어느 하나에서 주기적으로 작동시킨다. 한편, 제어 유니트가 차량이 좌회전 오버스티어 상태에 있는 것을 판단할 때, 우측 전륜 브레이크 실린더(3)와 관련된 모든 유압 제어 밸브(23, 27)와 펌프(13B)는 모두 압력 증가 펄스 신호, 압력 유지 펄스 신호 또는 압력 감소 펄스 신호에 반응하여 제어 또는 구동되며, 이들 각 신호는 우측 전륜 브레이크 실린더(3)에 대한 필요한 제어 압력 값(Pr)(단계(S80)에서 계산)에 기초한다. 따라서, 외측 전륜 브레이크 실린더 내의 유압(우측 전륜 브레이크 실린더 압력)을 적절히 증가시키도록, 예를 들어 30 msec와 같은 소정의 시간 간격(TINT)마다 외측 전륜 브레이크 실린더가 압력 증가 모드, 압력 감소 모드 또는 압력 유지 모드 중 어느 하나에서 주기적으로 작동된다. 단계(S81)에서 수행되는 전륜 압력 제어 과정은 단계(S51)에서 수행되는 것과 동일하며, 따라서 반복을 피하기 위해 단계(S81)의 상세한 설명을 생략하기로 한다. 단계(S81) 후, 단계(S82)로 진행한다. 과정은 단계(S82)를 통해 메인 프로그램으로 복귀된다. 우회전 및 좌회전이 이루어지는 동안, 차량 동적 제어 루틴은 소정의 시간 간격마다 개시되는 시간 개시 인터럽트 루틴(time-triggered interrupt routine)으로 수행된다.
상술된 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 우선, 차량 동적 제어 시스템의 제1 실시예는 차량의 코너링 행동이 좌회전 언더스티어, 좌회전 오버스티어, 우회전 언더스티어 또는 우회전 오버스티어인지를 판단한다. 시스템은 각 차륜 브레이크 실린더 내의 유압을 적절히 조절하며 후술되는 바와 같이 바람직하지 않은 언더스티어 또는 오버스티어를 방지하기 위해 차량의 코너링 행동에 대한 판단 결과에 반응한다.
도12에서 도시된 바와 같이, 차량이 좌회전 언더스티어 상태에 있을 때, 시스템은 펌프(13A)로부터 발생된 유압이 제1 브레이크 라인(5)으로 향해지거나 또는 공급될 수 있게 하며, 동시에 제어 유니트(36)로부터의 지시에 기초하여 바라는 위치로 유압 선택 밸브(19, 20) 및 유압 제어 밸브(22, 24)를 절환시킴으로써, 마스터 실린더의 제2 브레이크 출구 포트로부터 출력된 유압이 제2 브레이크 라인(6)으로 향해지거나 또는 공급될 수 있게 한다. 따라서, 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL)로부터의 편차(즉, 목표 좌측 전륜 미끄럼율과 계산된 좌측 전륜 미끄럼율 사이의 차이(SdFL- SFL))에 기초하여 (내측 전륜 브레이크 실린더에 대응하는) 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 유압을 적절히 증가시키도록, 그리고 동시에 제어 유니트(36)로부터의 지시에 따라 소정의 위치로 유압 제어 밸브(21, 25, 26)를 절환시킴으로써 최소 압력 레벨로 우측 후륜 브레이크 실린더(2) 내의 압력을 감소시키도록 시스템이 작동한다. 이는 좌측 전륜 상에 작용하는 제동력을 적절히 증가시키며 우측 후륜에 작용하는 제동력을 최소로 감소시켜, 그에 의해, 반시계방향으로 z축에 대해 적절한 요잉 모멘트를 야기하여 좌회전 언더스티어에 효과적으로 반대 작용하며, 중립 스티어를 향해 바람직하지 않은 좌회전 언더스티어를 보상한다.
도13에서 도시된 바와 같이, 차량이 좌회전 오버스티어 상태에 있을 때, 시스템은 펌프(13B)로부터 발생된 유압이 제2 브레이크 라인(6)으로 향해지거나 또는 공급될 수 있게 하며, 동시에 제어 유니트(36)로부터의 지시에 기초하여 바라는 위치로 유압 선택 밸브(19, 20) 및 유압 제어 밸브(22, 24)를 절환시킴으로써 마스터 실린더의 제1 브레이크 출구 포트로부터 출력된 유압이 제2 브레이크 라인(5)으로 향해지거나 또는 공급될 수 있게 한다. 따라서, 목표 우측 전륜 미끄럼율(SdFR)로부터의 편차(즉, 목표 우측 전륜 미끄럼율과 계산된 우측 전륜 미끄럼율 사이의 차이(SdFR- SFR))에 기초하여 (외측 전륜 브레이크 실린더에 대응하는) 우측 전륜 브레이크 실린더(3) 내의 유압을 적절히 증가시키도록, 그리고 동시에 제어 유니트(36)로부터의 지시에 따라 소정의 위치로 유압 제어 밸브(23, 27, 28)를 절환시킴으로써 최소 압력 레벨로 좌측 후륜 브레이크 실린더(4) 내의 압력을 감소시키도록 시스템이 작동한다. 이는 우측 전륜 상에 작용하는 제동력을 적절히 증가시키며 좌측 후륜에 작용하는 제동력을 최소로 감소시켜, 그에 의해, 시계방향으로 z축에 대해 적절한 요잉 모멘트를 야기하여 좌회전 오버스티어에 효과적으로 반대 작용하며, 중립 스티어를 향해 바람직하지 않은 좌회전 오버스티어를 보상한다.
도14에서 도시된 바와 같이, 차량이 우회전 언더스티어 상태에 있을 때, 시스템은 도13에서 도시된 좌회전 오버스티어에 반대 작용하는 브레이크 액압 제어와 동일한 방식으로 작동된다. 즉, 목표 우측 전륜 미끄럼율(SdFR)로부터의 편차에 기초하여 (내측 전륜 브레이크 실린더에 대응하는) 우측 전륜 브레이크 실린더(3) 내의 유압을 적절히 증가시키도록, 그리고 동시에 최소 압력 레벨로 좌측 후륜 브레이크 실린더(4) 내의 압력을 감소시키도록 시스템이 작동한다. 이는 우측 전륜 상에 작용하는 제동력을 적절히 증가시키며 좌측 후륜에 작용하는 제동력을 최소로 감소시켜, 그에 의해, 시계방향으로 z축에 대해 적절한 요잉 모멘트를 야기하여 우회전 언더스티어에 효과적으로 반대 작용하며, 중립 스티어를 향해 바람직하지 않은 우회전 언더스티어를 보상한다.
도15에서 도시된 바와 같이, 차량이 우회전 오버스티어 상태에 있을 때, 시스템은 도12에서 도시된 좌회전 언더스티어에 반대 작용하는 브레이크 액압 제어와 동일한 방식으로 작동된다. 즉, 목표 좌측 전륜 미끄럼율(SdFL)로부터의 편차에 기초하여 (외측 전륜 브레이크 실린더에 대응하는) 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 내의 유압을 적절히 증가시키도록, 그리고 동시에 최소 압력 레벨로 우측 후륜 브레이크 실린더(2) 내의 압력을 감소시키도록 시스템이 작동한다. 이는 좌측 전륜 상에 작용하는 제동력을 적절히 증가시키며 우측 후륜에 작용하는 제동력을 최소로 감소시켜, 그에 의해, 반시계방향으로 z축에 대해 적절한 요잉 모멘트를 야기하여 우회전 오버스티어에 효과적으로 반대 작용하며, 중립 스티어를 향해 바람직하지 않은 우회전 오버스티어를 보상한다.
특히, 전방 엔진 전륜 구동(FF) 차량에서, 차량의 무게 중심은 전방 단부를 향해 오프셋되는 경향이 있다. 또한, 회전 시, 후방에서 전방으로 부하 이동(rear-to-front load transfer)이 발생되는 경향이 있다. 전방 엔진 전륜 구동 차량에 있는 상술된 상태(핸들링 영향)를 해결하기 위해, 본 실시예의 시스템은 회전 시 발생될 수도 있는 바람직하지 않은 언더스티어 또는 오버스티어를 방지하도록 전륜 중 소정의 차륜의 제동력을 자동적으로 증가시키는 기능을 한다. 이는 회전 시 언더스티어 또는 오버스티어를 효과적으로 제거하거나 또는 반대 작용하는 요잉 모멘트를 발생시킨다. 특히, 제1 실시예의 시스템에 따르면, 제어 펌프(13A)가 좌회전 언더스티어 상태(도12 참조)에서 또는 우회전 오버스티어 상태(도15 참조)에서 작동하면서 좌측 전륜 브레이크 실린더(1) 및 우측 후륜 브레이크 실린더(2)에 대한 자동 유압 제어가 수행될 때에도, 우측 전륜의 제동력 및 좌측 후륜의 제동력은 운전자의 브레이크 페달 압박 양에 따라 변화되거나 또는 조절될 수 있다. 또한, 제어 펌프(13B)가 좌회전 오버스티어 상태(도13 참조)에서 또는 우회전 언더스티어 상태(도14 참조)에서 작동하면서 우측 전륜 브레이크 실린더(3) 및 좌측 후륜 브레이크 실린더(4)에 대한 자동 유압 제어가 수행될 때에도, 좌측 전륜의 제동력 및 우측 후륜의 제동력은 운전자의 브레이크 페달 압박 양에 따라 변화되거나 또는 조절될 수 있다. 따라서, 도시된 실시예의 시스템에서, 차량은 운전자의 의도에 따라 적절히 감속될 수 있다. 특히, 차량 동적 제어 시스템이 손상되거나 또는 오작동되는 경우, 시스템은 마스터 실린더 압력이 자동 브레이크 액압 제어를 받지 않는 하나의 대각선으로 대향의 차륜 브레이크 실린더로 향해질 수 있게 하며, 따라서, 차량 동적 제어 시스템의 고장 또는 오작동 시에도 차량은 감속될 수 있다.
도16에 차량 동적 제어 시스템의 제2 실시예에 적용 가능한 변형된 유압 회로가 도시되어 있다. 도16에서 도시된 변형된 유압 회로는, 제1 실시예의 유압 회로 내에 포함된 유압 선택 밸브(19, 20)가 한 쌍의 유압 선택 밸브(41, 42)로 대체된다는 점을 제외하고 도3의 유압 회로와 유사하다. 약간 다른 유압 회로의 비교를 위해, 도3에서 도시된 유압 회로의 요소를 표시하도록 사용된 동일한 도면 부호가 도16에서 도시된 변형된 유압 회로에서 사용된 대응 요소에 사용되었다. 도16에서 도시된 변형된 유압 회로에서, 제1 브레이크 액압 선택 수단으로 기능하는 유압 선택 밸브(41)가 제1 유체 공급 도관(9)에 배치되며, 제2 브레이크 액압 선택 수단으로 기능하는 유압 선택 밸브(42)는 제2 브레이크액 공급 도관(10)에 배치된다. 제2 실시예에서, 각 유압 선택 밸브(41, 42)는 통상의 2 포트 2 위치 상개형 전자식 방향성 제어 밸브로 구성된다. 변형된 유압 회로에서, 제1 마스터 실린더 출구 포트로부터 출력된 브레이크 액압과 제어 펌프(13A)로부터 출력된 브레이크 액압 중 제1 브레이크 라인(5)으로 향해지도록 필요한 유압을 선택하기 위해, 제1 유압 선택 밸브(41)의 밸브 위치는 제어 유니트(36)로부터 발생된 제어 신호(또는 구동 신호)에 의해 절환된다. 즉, 시스템은 유압 선택 밸브(41)가 연결 위치에 있으면 제1 마스터 실린더 출구 포트로부터 제1 브레이크 라인(5)으로 출력된 브레이크 액압을 공급할 수 있게 하며, 또는 선택 밸브(41)가 차단 위치로 절환되어 있으면 펌프(13A)로부터 출력된 브레이크 액압의 공급을 가능하게 한다. 한편, 제2 마스터 실린더 출구 포트로부터 출력된 브레이크 액압과 제어 펌프(13B)로부터 출력된 브레이크 액압 중 제2 브레이크 라인(6)으로 향해지도록 필요한 유압을 선택하기 위해, 제2 유압 선택 밸브(42)의 밸브 위치는 제어 유니트(36)로부터 발생된 제어 신호(또는 구동 신호)에 의해 절환된다. 즉, 시스템은 유압 선택 밸브(42)가 연결 위치에 유지되면 제2 마스터 실린더 출구 포트로부터 제2 브레이크 라인(6)으로 출력된 브레이크 액압을 공급할 수 있게 하며, 또는 선택 밸브(42)가 차단 위치로 절환되어 있으면 펌프(13B)로부터 출력된 브레이크 액압의 공급을 가능하게 한다. 도16에서 도시된 변형된 유압 회로를 사용하는 제2 실시예의 시스템은 제1 실시예의 유압 회로와 동일한 방식으로 작동되며, 따라서 제1 실시예와 동일한 효과를 제공한다.
도시된 실시예에서, 차량 동적 제어 시스템이 소위 X 분할식 브레이크 회로를 갖는 전방 엔진 전륜 구동 차량에서 예시되었지만, 본 발명의 기본 개념은 X 분할식 브레이크 회로를 갖는 전방 엔진 후륜 구동(FR) 차량에 또는 X 분할식 브레이크 회로를 갖는 후방 엔진 후륜 구동(RR) 차량에 적용될 수 있다. 전방 엔진 후륜 구동 또는 후방 엔진 후륜 구동 구조에서, 회전 시의 감속(음의 가속)시 후방에서 전방으로 부하 이동 경향이 있다. 따라서, X 분할식 브레이크 회로를 갖는 전방 엔진 후륜 구동 또는 후방 엔진 후륜 구동 차량에서, 차량이 회전 시 바람직하지 않은 언더스티어 또는 오버스티어를 경험한다고 가정할 때, 전륜들 중 적절한 소정의 전륜의 제동력을 증가시킴으로써 그리고 바람직하지 않은 차량의 코너링 행동에 반대 작용하는 요잉 모멘트를 강제 자동 발생시킴으로써 언더스티어 또는 오버스티어 경향은 효과적으로 보상될 수 있다.
이하, 도1에서 도시된 블록 선도를 참조하여 본 발명의 차량 동적 제어 시스템의 기본 개념을 간단히 설명하기로 한다.
도1에서 도시된 바와 같이, 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 탐지된 결과에 기초하여 브레이크 액압 제어 수단(110)이 차량이 회전 시 언더스티어 상태에 있는 것을 판단할 때, 시스템은 브레이크 실린더(101A 내지 101D)의 내측 전륜 브레이크 실린더로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 발생된 유압을 공급하도록 작동된다. 브레이크 액압 제어 수단(110)이 차량이 회전 시 오버스티어 상태에 있는 것을 판단할 때, 시스템은 브레이크 실린더(101A 내지 101D)의 외측 전륜 브레이크 실린더로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 발생된 유압을 공급하도록 작동된다. 상술된 구조에서, 예를 들어 좌회전 언더스티어 상태가 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 탐지될 때, 브레이크 액압 제어 수단(110)은 제1 브레이크 라인(102)으로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 발생된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 브레이크 액압 선택 수단(106)을 작동시키며, 그리고 동시에 (내측 전륜 브레이크 실린더에 대응하는) 좌측 전륜 브레이크 실린더(101A)로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 출력된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 제1 브레이크 라인(102)에 배치된 유압 제어 밸브(108A, 108B)를 작동시킨다. 그 결과, 좌측 전륜에 작용하는 제동력은 다른 차륜과 비교하여 증가되며, 따라서 z축에 대해 반시계방향으로 작용하는 요잉 모멘트가 증가된다. 따라서, 좌회전 언더스티어 경향은 중립 스티어를 향해 효과적으로 보상된다. 좌회전 오버스티어 상태가 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 탐지될 때, 브레이크 액압 제어 수단(110)은 제2 브레이크 라인(103)으로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 발생된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 브레이크 액압 선택 수단(107)을 작동시키며, 그리고 동시에 (외측 전륜 브레이크 실린더에 대응하는) 우측 전륜 브레이크 실린더(101C)로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 출력된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 제2 브레이크 라인(103)에 배치된 유압 제어 밸브(108C, 108D)를 작동시킨다. 그 결과, 우측 전륜에 작용하는 제동력은 다른 차륜과 비교하여 증가되며, 따라서 z축에 대해 시계방향으로 작용하는 요잉 모멘트가 증가된다. 따라서, 좌회전 오버스티어 경향은 중립 스티어를 향해 효과적으로 보상된다. 우회전 언더스티어 상태가 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 탐지될 때, 브레이크 액압 제어 수단(110)은 제2 브레이크 라인(103)으로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 발생된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 브레이크 액압 선택 수단(107)을 작동시키며, 그리고 동시에 (내측 전륜 브레이크 실린더에 대응하는) 우측 전륜 브레이크 실린더(101C)로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 출력된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 제2 브레이크 라인(103)에 배치된 유압 제어 밸브(108C, 108D)를 작동시킨다. 그 결과, 우측 전륜에 작용하는 제동력은 다른 차륜과 비교하여 증가되며, 따라서 z축에 대해 시계방향으로 작용하는 요잉 모멘트가 증가된다. 따라서, 우회전 오버스티어 경향은 중립 스티어를 향해 효과적으로 보상된다. 역으로, 우회전 오버스티어 상태가 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 탐지될 때, 브레이크 액압 제어 수단(110)은 제1 브레이크 라인(102)으로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 발생된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 브레이크 액압 선택 수단(106)을 작동시키며, 그리고 동시에 (외측 전륜 브레이크 실린더에 대응하는) 좌측 전륜 브레이크 실린더(101A)로 제어된 브레이크 액압 발생 수단(105)으로부터 출력된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 제1 브레이크 라인(102)에 배치된 유압 제어 밸브(108A, 108B)를 작동시킨다. 그 결과, 좌측 전륜에 작용하는 제동력은 다른 차륜과 비교하여 증가되며, 따라서 z축에 대해 시계방향으로 작용하는 요잉 모멘트가 효과적으로 방지된다. 따라서, 우회전 오버스티어 경향은 중립 스티어를 향해 효과적으로 보상된다. 양호하게는, 도1의 시스템은 회전 중 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 언더스티어 상태가 탐지될 때 차륜 브레이크 실린더(101A 내지 101D) 중 외측 후륜에서의 브레이크 액압을 감소시키도록 작동하며, 회전 중 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 오버스티어 상태가 탐지될 때 차륜 브레이크 실린더(101A 내지 101D) 중 내측 후륜에서의 브레이크 액압을 감소시키도록 작동된다. 양호한 구조에 따르면, 좌회전 언더스티어 상태에서, 우측 후륜 브레이크 실린더 압력이 감소되며, 따라서 z축에 대해 반시계방향으로 작용하는 요잉 모멘트는 증가된다. 따라서, 좌회전 언더스티어 상태 중, 실제 차량 이동 방향은 조향 입력에 기초하여 소정의 차량 운동 방향을 향하도록 보상된다. 이는 언더스티어 경향을 방지한다. 한편, 좌회전 오버스티어 상태에서, 좌측 후륜 브레이크 실린더 압력이 감소되며, 따라서 z축에 대해 시계방향으로 작용하는 요잉 모멘트가 증가된다. 따라서, 좌회전 오버스티어 상태 중, 실제 차량 이동 방향은 조향 입력에 기초하여 소정의 차량 이동 방향을 향하도록 보상됨으로써, 오버스티어 경향을 방지한다. 마찬가지로, 우회전 언더스티어 상태에서, 좌측 후륜 브레이크 실린더 압력이 감소되며, 따라서 z축에 대해 시계방향으로 작용하는 요잉 모멘트는 증가되어 언더스티어 경향을 방지한다. 역으로, 우회전 오버스티어 상태에서, 우측 후륜 브레이크 실린더 압력이 감소되며, 따라서, z축에 대해 시계 방향으로 작용하는 요잉 모멘트는 오버스티어 경향을 방지하도록 억제된다. 특히 양호하게는, 도1의 시스템에서, 회전 중 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 언더스티어 상태가 탐지될 때, 브레이크 액압 제어 수단(110)은 브레이크 액압 발생 수단(104)(마스터 실린더)으로부터 출력된 유압이 제1 및 제2 브레이크 라인(102, 103) 중 외측 전륜 브레이크 실린더 및 내측 후륜 브레이크 실린더 모두에 연결된 브레이크 라인으로 향해지거나 또는 공급될 수 있게 한다. 또한, 회전 중 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 오버스티어 상태가 탐지될 때, 브레이크 액압 제어 수단(110)은 브레이크 액압 발생 수단(104)으로부터 출력된 유압이 제1 및 제2 브레이크 라인(102, 103) 중 내측 전륜 브레이크 실린더 및 외측 후륜 브레이크 실린더 모두에 연결된 브레이크 라인으로 향해지거나 또는 공급될 수 있게 한다. 보다 양호한 구조에 따르면, 예를 들어 좌회전 언더스티어 상태가 차량 행동 탐지 수단(109)에 의해 탐지될 때, 브레이크 액압 제어 수단(110)은 브레이크 액압 발생 수단(104)으로부터 제2 브레이크 라인(103)으로 출력된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 제2 브레이크 액압 선택 수단(107)과 유압 제어 밸브(108C, 108D)를 작동시킨다. 이는 운전자 브레이크 페달의 압박 양에 기초하여 유압이 대각선으로 대향 쌍(즉, 우측 전륜 브레이크 실린더 및 좌측 후륜 브레이크 실린더)으로 향해질 수 있게 한다. 따라서, 대각선으로 대향된 쌍(우측 전륜 및 좌측 후륜)의 제동력은 운전자의 제동 작업에 따라 적절히 조절될 수 있다. 좌회전 오버스티어 상태가 탐지될 때, 브레이크 액압 제어 수단(110)은 브레이크 액압 발생 수단(104)으로부터 제1 브레이크 라인(102)으로 출력된 유압을 향하게 하거나 또는 공급하도록 제1 브레이크 액압 선택 수단(106)과 유압 제어 밸브(108A, 108B)를 작동시킨다. 이는 운전자 브레이크 페달의 압박 양에 기초하여 유압이 대각선으로 대향 쌍(즉, 좌측 전륜 브레이크 실린더 및 우측 후륜 브레이크 실린더)으로 향해질 수 있게 하며, 그 결과, 다른 대각선으로 대향된 쌍의 제동력은 운전자의 제동 작업에 따라 적절히 조절될 수 있다. 마찬가지로, 우회전 언더스티어 상태가 탐지될 때, 운전자 브레이크 페달의 압박 양에 기초한 브레이크 액압은 좌측 전륜 및 우측 후륜으로 공급되며, 따라서, 좌측 전륜 및 우측 후륜의 상에 작용하는 제동력은 운전자의 제동 작업에 따라 변화될 수 있다. 역으로, 우회전 오버스티어 상태가 탐지될 때, 운전자 브레이크 페달의 압박 양에 기초한 브레이크 액압은 우측 전륜 및 좌측 후륜으로 공급되며, 따라서, 우측 전륜 및 좌측 후륜의 상에 작용하는 제동력은 운전자의 제동 작업에 따라 변화될 수 있다.
상기에서 본 발명을 실행하는 양호한 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 본 명세서에서 도시되고 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며 이하의 특허 청구 범위에서 한정된 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 여러 가지 변경 및 변형이 이루어질 수 있다.
본 발명에 의해 종래 기술의 단점을 방지하는 차량 동적 제어 시스템을 제공하할 수 있으며, 중립 조향(neutral steer)으로 바람직하지 않은 차량의 코너링 행동(언더스티어 또는 오버스티어)을 효과적으로 보상하는 소위 대각선 분할식 브레이크 회로를 갖는 자동차용 차량 동적 제어 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 대각선 분할식 브레이크 회로를 갖는 자동차용 차량 동적 제어 시스템에 있어서, 대각선으로 대향한 제1 쌍의 차륜 브레이크 실린더(1, 2)에 연결된 제1 브레이크 라인(5)과, 대각선으로 대향한 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더(3, 4)에 연결된 제2 브레이크 라인(6)과, 브레이크 페달 압박 양에 따라 변화될 수 있는 제1 브레이크 액압을 발생시키기 위한 제1 브레이크 액압 발생기(8)와, 브레이크 페달 압박 양에 기초하여 상기 제1 브레이크 액압과 무관하게 제2 브레이크 액압을 발생시키기 위한 제2 브레이크 액압 발생기(13A, 13B)와, 상기 제1 및 제2 브레이크 액압 중 상기 제1 브레이크 라인(5)으로 공급될 브레이크 액압을 선택하기 위한 제1 브레이크 액압 선택 밸브 수단(19, 22; 41)과, 상기 제1 및 제2 브레이크 액압 중 상기 제2 브레이크 라인(6)으로 공급될 브레이크 액압을 선택하기 위한 제2 브레이크 액압 선택 밸브 수단(20, 24; 42)과, 상기 제1 브레이크 라인(5)을 포함하는 제1 브레이크 회로(5, 16A, 17A)에 배치되어 상기 대각선으로 대향된 제1 쌍의 차륜 브레이크 실린더(1, 2) 각각 내의 유압을 조절하기 위한 제1 압력 제어 밸브 수단(18A, 21, 25, 26)과, 상기 제2 브레이크 라인(6)을 포함하는 제2 브레이크 회로(6, 16B, 17B)에 배치되어 상기 대각선으로 대향된 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더(3, 4) 각각 내의 유압을 조절하기 위한 제2 압력 제어 밸브 수단(18B, 23, 27, 28)과, 차량의 코너링 행동을 탐지하기 위한 차량 행동 탐지기(29, 30, 31, 32, 33, 34, 35)와, 상기 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보에 반응하여 상기 제1 및 제2 브레이크 액압 선택 밸브 수단과 상기 제1 및 제2 압력 제어 밸브 수단을 제어하기 위한 브레이크 액압 제어 수단(36)을 포함하며;
    상기 브레이크 액압 제어 수단(36)은, 회전 중 상기 차량 행동 탐지기로부터의 상기 입력 정보가 차량 언더스티어를 표시할 때 대각선으로 대향된 상기 제1 및 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더(1, 2, 3, 4) 중 내측 전륜 브레이크 실린더에 상기 제2 브레이크 액압을 공급하도록 작동하며, 회전 중 상기 차량 행동 탐지기로부터의 상기 입력 정보가 차량 오버스티어를 표시할 때 대각선으로 대향된 상기 제1 및 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더(1, 2, 3, 4) 중 외측 전륜 브레이크 실린더에 상기 제2 브레이크 액압을 공급하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 브레이크 액압 제어 수단(36)은, 회전 중 상기 차량 행동 탐지기로부터의 상기 입력 정보가 차량 언더스티어를 표시할 때 대각선으로 대향된 상기 제1 및 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더(1, 2, 3, 4) 중 외측 후륜 브레이크 실린더 내의 유압을 감소시키도록 작동하며, 회전 중 상기 차량 행동 탐지기로부터의 상기 입력 정보가 차량 오버스티어를 표시할 때 대각선으로 대향된 상기 제1 및 제2 쌍의 차륜 브레이크 실린더(1, 2, 3, 4) 중 내측 후륜 브레이크 실린더 내의 유압을 감소시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 브레이크 액압 제어 수단(36)은, 회전 중 상기 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보가 차량 언더스티어를 표시할 때 상기 제1 브레이크 액압이 상기 제1 및 제2 브레이크 라인(5, 6) 중 외측 전륜 브레이크 실린더 및 내측 후륜 브레이크 실린더 모두에 연결된 브레이크 라인으로 공급될 수 있게 하며, 회전 중 상기 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보가 차량 오버스티어를 표시할 때 상기 제1 브레이크 액압이 상기 제1 및 제2 브레이크 라인(5, 6) 중 내측 전륜 브레이크 실린더 및 외측 후륜 브레이크 실린더 모두에 연결된 브레이크 라인으로 공급될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 브레이크 액압 제어 수단(36)은, 회전 중 상기 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보가 차량 언더스티어를 표시할 때 상기 제1 브레이크 액압이 상기 제1 및 제2 브레이크 라인(5, 6) 중 외측 전륜 브레이크 실린더 및 내측 후륜 브레이크 실린더 모두에 연결된 브레이크 라인으로 공급될 수 있게 하며, 회전 중 상기 차량 행동 탐지기로부터의 입력 정보가 차량 오버스티어를 표시할 때 상기 제1 브레이크 액압이 상기 제1 및 제2 브레이크 라인(5, 6) 중 내측 전륜 브레이크 실린더 및 외측 후륜 브레이크 실린더 모두에 연결된 브레이크 라인으로 공급될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 브레이크 액압 발생기(8)는 탠덤 내에 설정된 두 위치를 갖는 이중 브레이크 시스템 마스터 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 브레이크 액압 발생기(13A, 13B)는 상기 제1 및 제2 브레이크 회로에 각각 배치된 한 쌍의 단일 방향성 전기 모터 구동 유압 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 차량 행동 탐지기(29, 30, 31, 32, 33, 34, 35)는 적어도 좌측 전륜, 우측 전륜, 좌측 후륜 및 우측 후륜 속도(VFL, VFR, VRL, VRR)를 감시하기 위한 차륜 속도 센서와; 차량의 z축에 대한 요잉 속도(Y)를 감시하기 위한 요잉 속도 센서와; 차량에 가해지는 측방향 가속도(G)를 감시하기 위한 측방향 가속도 센서와; 조향 각도(D)를 감시하기 위한 조향 각도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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