KR100506364B1 - Operating Method of Vehicle Braking system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 급제동시 발생되는 위험 상황을 극복하기 위하여 차량의 급제동 시점을 판단하여, 상기 급제동시 차량의 휠 속도에 비례하는 구동 주파수를 가지며 ABS 엑추에이터가 구동되도록 제어신호의 펄스 주파수를 가변제어하는 차량 제동 시스템의 동작방법에 관한 것으로서, 각각의 휠이 회전하는 속도를 감지하는 제 1 단계와; 운전자에 의해 조작되는 브레이크 유압을 감지하여 급제동을 판단하는 제 2 단계와; 상기 제 1 단계에서 감지된 휠 속도를 고속/중속/저속레벨로 구분하고, 상기 제2단계에서 급제동으로 판단되면 상기 휠 속도레벨에 따라 ABS 시스템을 구동하는 구동펄스의 주파수를 가변 제어하는 제 3 단계와; 상기 펄스 주파수가 가변제어된 제어신호에 따라 브레이크 유압을 조절하여 ABS 시스템을 구동하는 제 4 단계로 이루어짐에 따라, 급제동시 휠 속도에 따라 상이한 제동력을 가지며 ABS 시스템이 구동되어 신속하고 안전한 제동이 이루어진다. The present invention determines a sudden braking time of the vehicle in order to overcome the dangerous situation generated during sudden braking, the vehicle having a driving frequency proportional to the wheel speed of the vehicle during the sudden braking and variable control the pulse frequency of the control signal to drive the ABS actuator A method of operating a braking system, comprising: a first step of sensing a speed at which each wheel rotates; A second step of determining brake braking by sensing brake hydraulic pressure operated by the driver; A third step of dividing the wheel speed detected in the first step into a high speed / middle speed / low speed level, and variably controlling the frequency of a driving pulse for driving the ABS system according to the wheel speed level if it is determined that rapid braking is performed in the second step. Steps; According to the fourth step of driving the ABS system by adjusting the brake hydraulic pressure according to the control signal of which the pulse frequency is variable controlled, the braking force is different depending on the wheel speed during sudden braking, and the ABS system is driven to achieve quick and safe braking. .
Description
본 발명은 차량 제동 시스템의 동작방법에 관한 것으로서, 특히 급제동시 제동력을 극대화하고 제동거리를 짧게 하기 위하여 ABS시스템의 로킹 및 안티 로킹의 구동 주파수를 휠 속도에 비례하도록 가변 제어함에 따라 최적화된 제동이 수행되도록 하는 차량 제동 시스템의 동작방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of operating a vehicle braking system, and in particular, in order to maximize braking force and short braking distance during sudden braking, the braking optimized by varying the driving frequency of the locking and anti-locking of the ABS system in proportion to the wheel speed A method of operating a vehicle braking system to be performed.
도 1 은 일반 차량과 ABS 시스템이 장착된 차량의 제동 모습의 도시된 도면으로서, 좌측이 ABS 시스템이 미장착된 일반 차량(C1)이고 우측이 상기 ABS 시스템이 장착된 차량(C2)이다. 1 is a diagram illustrating a braking state of a general vehicle and a vehicle equipped with an ABS system, the left side being a general vehicle C1 without an ABS system and the right side a vehicle C2 equipped with the ABS system.
최근 많은 차량에 채용되고 있는 ABS시스템(Anti Lock Brake System)은 주행하는 도로면이 빙판, 빗물 등으로 어떤 악조건이 생기더라도 브레이크를 완전 록(Lock) 시키지 않음으로써 운전자는 핸들의 조절을 가능하게 하면서 가능한 최단거리로 차량을 정지시킬 수 있게 하는 시스템이다. ABS system (Anti-Lock Brake System), which is adopted in many vehicles recently, does not lock the brake completely even if any bad condition occurs due to ice or rain, so that the driver can adjust the steering wheel. It is a system that makes it possible to stop a vehicle in the shortest possible distance.
만약 브레이크가 완전 록 되는 경우 타이어의 회전이 차단되므로 운전자는 핸들로 앞타이어의 주행 방향을 조작할 수 없어 위험할 뿐만 아니라, 제동거리가 길어지게 된다. 따라서 ABS시스템의 브레이크액은 각 바퀴별로 노면의 조건에 따라 달라지므로 바퀴의 미끄러짐을 방지하여 핸들의 조향성능을 최대한 유지하면서 바퀴가 미끄러지기 직전의 상태로 각 바퀴의 제동을 ON·OFF로 제어하는 것이다.If the brakes are fully locked, the rotation of the tires is blocked, so the driver cannot manipulate the driving direction of the front tires with the steering wheel, which is dangerous and the braking distance is long. Therefore, the brake fluid of the ABS system varies according to the road surface conditions for each wheel, thus preventing the wheels from slipping and maintaining the steering wheel's steering performance to the maximum while controlling the braking of each wheel to ON and OFF in the state just before the wheel slips. will be.
즉, 바퀴를 제동할 때 완전 록 되지 않도록 1초에 10회 이상 지속적으로 펌핑을 반복한다. 이를 위하여 ABS는 바퀴마다 스피드 센서를 설치하고 여기서 들어오는 정보를 분석하여 만일 한쪽 바퀴가 잠기면 그 바퀴만 펌핑을 해줘 네바퀴의 접지력이 동일하도록 만들어준다. 따라서 미끄러지는 스키드 현상이 일어나지 않아 조종력을 잃지 않으며, 타이어 잠김이 생기지 않기 때문에 제동거리도 훨씬 짧아진다. 따라서 도 1 의 우측 차량(C2)과 같이 운전자는 제동중에도 차량 조향 제어를 할 수 있으므로 좌측의 일반 차량(C1)보다 제동시 발생 가능한 사고의 위험이 현저히 줄어들 수 있어 안전하다. 특히 경사/커브길에서 급제동 상황이 발생하는 경우 운전자가 조향 제어를 할 수 없는 경우 심각한 사고 위험이 있으므로 ABS 시스템 장착이 필수적이다. That is, pumping is repeated 10 times or more per second so that the wheel is not locked when braking. To this end, ABS installs a speed sensor for each wheel and analyzes the information coming from it, so if one wheel is locked, only the wheels are pumped so that the four wheels have the same grip. This prevents skid skids from slipping and loses control, and the braking distance is much shorter because of no tire lock. Therefore, as in the right vehicle C2 of FIG. 1, the driver may control the vehicle even during braking, so that the risk of an accident that may occur during braking may be significantly reduced, compared to the general vehicle C1 on the left. In particular, if a sudden braking situation occurs on the slope / curve road, the ABS system is essential because there is a serious accident risk when the driver cannot control the steering.
그러나 종래의 ABS 시스템은 제동시 타이어 잠금을 방지하기 위하여 동일 속도로 펌핑을 수행함에 따라 시간이 흐름에 따라 위급해지는 상황에 신속하게 대응할 수 없다. 또한 급제동 조작 순간 휠 속도, 즉 차량의 주행속도가 빠를수록 더 큰 제동력이 요구되므로 일정한 펌핑 속도를 가지는 종래의 ABS 시스템은 저속 주행시에만 안전하게 제동력을 제공하지만, 상기 차량이 고속으로 주행하는 경우에는 제동의 안전성을 보장할 수 없다는 문제점이 있다. However, the conventional ABS system is not able to respond quickly to an emergency situation as time passes by pumping at the same speed to prevent tire locking during braking. In addition, since a greater braking force is required as the wheel speed, i.e., the faster the vehicle travels, the faster the braking operation, the conventional ABS system having a constant pumping speed provides a braking force only when driving at a low speed, but when the vehicle is traveling at a high speed, the braking force is applied. There is a problem that can not guarantee the safety.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 에이비에스(ABS) 시스템을 장착한 차량의 운전자가 브레이크를 조작하여 급제동하고자 할 때 상기 ABS 시스템을 제어하는 ECU부가 감지한 휠 속도에 비례하여 상기 ABS 시스템이 구동되는 펄스 주파수를 가변 제어함에 따라 휠 속도에 최적화된 제동력을 가지며 차량이 제동되어 신속하고 민첩하게 위험 상황에 대응할 수 있는 차량 제동 시스템의 동작방법을 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of which is to detect the ECU to control the ABS system when the driver of the vehicle equipped with the ABS (ABS) system wants to brake rapidly by operating the brake By controlling the pulse frequency driven by the ABS system in proportion to one wheel speed, it provides an operation method of the vehicle braking system that has the braking force optimized for the wheel speed and the vehicle can be braked to respond to the dangerous situation quickly and agile. have.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 차량 제동 시스템의 동작방법은 각각의 휠이 회전하는 속도를 감지하는 제 1 단계와; 운전자에 의해 조작되는 브레이크 유압을 감지하여 급제동을 판단하는 제 2 단계와; 상기 제 1 단계에서 감지된 휠 속도를 고속/중속/저속레벨로 구분하고, 상기 제2단계에서 급제동으로 판단되면 상기 휠 속도레벨에 따라 ABS 시스템을 구동하는 구동펄스의 주파수를 가변 제어하는 제 3 단계와; 상기 펄스 주파수가 가변제어된 제어신호에 따라 브레이크 유압을 조절하여 ABS 시스템을 구동하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of operating a vehicle braking system, the method including: detecting a speed at which each wheel rotates; A second step of determining brake braking by sensing brake hydraulic pressure operated by the driver; A third step of dividing the wheel speed detected in the first step into a high speed / middle speed / low speed level, and variably controlling the frequency of a driving pulse for driving the ABS system according to the wheel speed level if it is determined that rapid braking in the second step Steps; And a fourth step of driving the ABS system by adjusting the brake hydraulic pressure according to the control signal in which the pulse frequency is variable controlled.
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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2 는 본 발명의 차량 제동 시스템의 구성도이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a block diagram of a vehicle braking system of the present invention.
적당한 제동력을 확보하면서 조향성을 유지하여 제동거리를 가장 짧게 되도록 하는 ABS 시스템은 각 차륜의 회전속도를 검출하는 휠 속도 센서(100)와, 자동차 제동시에 각 바퀴의 휠 실린더에 가해지는 브레이크 유압을 감압 또는 증압하여 압력을 조절하는 ABS 액추에이터(ABS 모듈, 200)와, 상기 휠 속도 센서(100)로부터 입력받은 휠 속도에 의해 차체 속도를 추측하고 아울러 각 바퀴의 회전 상황을 감지하여 도로면의 상태에 적합한 최적의 제동력을 얻을 수 있도록 브레이크 유압의 증압 또는 감압의 제어신호를 상기 ABS 액추에이터(200)로 보내는 ECU(electronic control unit, 300)를 포함하여 구성된다. The ABS system, which maintains steering power and keeps the braking distance shortest while securing a proper braking force, reduces the brake hydraulic pressure applied to the wheel cylinders of each wheel when the vehicle brakes, and the wheel speed sensor 100 which detects the rotational speed of each wheel. Alternatively, the vehicle body speed may be estimated based on the ABS actuator (ABS module 200) that adjusts the pressure by increasing the pressure, and the wheel speed input from the wheel speed sensor 100, and also detects the rotation of each wheel to change the state of the road surface. It includes an electronic control unit (ECU) 300 which sends control signals for increasing or reducing the pressure of the brake hydraulic pressure to the ABS actuator 200 so as to obtain a suitable optimum braking force.
특히, 상기 ECU부(300)는 휠 속도 센서(100)로부터 받은 차륜 속도 신호에 의해 각 차륜의 속도, 각 차륜의 가감속도 및 차체 속도를 추정하여 계산하고, 아울러 각 차륜의 회전 상황을 감시하여 도로면의 상태에 적합한 최적의 제동력을 얻을 수 있도록 브레이크 유압의 증압 또는 감압의 제어 지령을 ABS 액추에이터(200)로 보낸다. 또한 시스템의 이상 유무를 실시간 감시한다. In particular, the ECU 300 estimates and calculates the speed of each wheel, the acceleration / deceleration speed of each wheel, and the body speed based on the wheel speed signal received from the wheel speed sensor 100, and monitors the rotation of each wheel. In order to obtain an optimum braking force suitable for the state of the road surface, a control command for increasing or reducing the pressure of the brake hydraulic pressure is sent to the ABS actuator 200. It also monitors the system for abnormalities in real time.
또한 상기 ECU부(300)는 운전자가 브레이크 페달(110)을 밟을 때 가해지는 압력을 감지하여 상기 브레이크 페달을 통해 변동하는 브레이크 유압이 각 휠 실린더에 전달되면 차륜 속도를 저하시키는 제어신호를 출력한다. In addition, the ECU unit 300 senses the pressure applied when the driver presses the brake pedal 110 and outputs a control signal that decreases the wheel speed when the brake hydraulic pressure that is changed through the brake pedal is transmitted to each wheel cylinder. .
이러한 상기 ECU부(300)는 브레이크 유압의 변동을 감지하여 급제동을 판단하는 급제동 판단부(310)와, 상기 급제동 판단부에서 급제동으로 판단되는 경우 상기 휠 속도 센서(100)에서 감지된 휠 속도에 비례하여 상기 ABS 액추에이터(200)를 구동하는 제어신호의 펄스 주파수를 가변하는 펄스주파수 가변부(320)와, 상기 펄스주파수 가변부에서 가변된 펄스 주파수를 가지는 제어신호를 상기 ABS 액추에이터(200)에 출력하여 ABS 시스템을 구동시키는 ABS 구동부(330)를 포함하여 구성된다. The ECU 300 may be configured to detect a sudden braking by detecting a change in brake hydraulic pressure and a sudden braking determination unit 310, and when the sudden braking determination unit determines rapid braking to the wheel speed detected by the wheel speed sensor 100. The pulse frequency variable part 320 for varying the pulse frequency of the control signal for driving the ABS actuator 200 in proportion, and the control signal having a variable pulse frequency in the pulse frequency variable part to the ABS actuator 200 It is configured to include an ABS drive unit 330 to output and drive the ABS system.
운전자의 브레이크 조작 후 급제동 상황을 판단한 후 작동되는 ABS 시스템에 의한 시간-거리 그래프는 도 3에 도시된 바와 같고, 급제동 상황 판단 후 상기 펄스주파수 가변부(320)에서 생성된 상기 ABS 액추에이터(200)의 구동 펄스는 도 4 에 도시된 파형과 같다. The time-distance graph by the ABS system operated after determining the braking situation after the driver's brake operation is shown in FIG. 3, and the ABS actuator 200 generated by the pulse frequency variable unit 320 after the braking situation is determined. The driving pulse of is the same as the waveform shown in FIG.
도 3의 t0시점에서 차량 운전자가 급브레이크를 조작함에 따라 이를 감지한 ECU부(300)가 급제동 상황임을 판단하게 되는데 상기 t0 시점으로부터 급제동 상황을 판단하는 시점, t1까지의 구간을 편의상 급제동 판단구간이라 한다. t0일때의 휠 속도는 V0이고, 급제동 판단을 완료한 시점 t1일 때의 휠 속도는 V1이다. When the vehicle driver operates the sudden brake at time t0 of FIG. 3, it is determined that the ECU 300 detects the sudden braking situation. This is called. The wheel speed at t0 is V0, and the wheel speed at t1 when the sudden braking judgment is completed is V1.
상기 급제동 여부를 판단한 후 상기 ECU부(300)는 급제동 판단시의 휠 속도(V1)에 비례하여 ABS 시스템을 구동하는 제어신호의 주파수를 가변 제어하는데, 이를 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. After determining the braking, the ECU 300 variably controls the frequency of the control signal for driving the ABS system in proportion to the wheel speed V1 at the time of the sudden braking determination, which will be described with reference to FIG. 4.
상기 휠 속도를 일정구간으로 나누어 고속/중속/저속레벨로 구분하여 각 레벨에 따른 ABS 시스템의 제어신호를 살펴보면, 80km/h 이하의 저속레벨(①)인 경우 상기 ABS 시스템에 기설정된 펄스주기 및 이에 따른 펄스 주파수를 유지한다. When the wheel speed is divided into high speed / middle speed / low speed levels and the control signal of the ABS system according to each level is examined, the low-speed level (①) of 80 km / h or less, the pulse period preset in the ABS system and Accordingly, the pulse frequency is maintained.
휠 속도가 80~100km/h정도의 중속레벨(②)인 경우 상기 차량 급제동을 위해 요구되는 제동력은 저속레벨은 경우보다 커야 하므로 상기 ECU부는 상기 ABS시스템을 구동하는 제어신호의 펄스주기를 단축시켜 펄스 주파수를 높인다. When the wheel speed is 80 ~ 100km / h, the brake speed required for the vehicle braking should be greater than that of the low speed level. Therefore, the ECU reduces the pulse period of the control signal for driving the ABS system. Raise the pulse frequency.
휠 속도가 100km/h 정도의 고속레벨(③)인 경우 상기 차량의 급제동을 위해 요구되는 제동력은 최대가 되어야 하므로 상기 ECU부는 상기 ABS시스템을 구동하는 제어신호의 펄스주기를 단축시켜 고주파수로 브레이크 유압의 증/감이 이루어지도록 한다. When the wheel speed is at a high speed level (③) of about 100 km / h, the braking force required for the rapid braking of the vehicle should be maximum. Therefore, the ECU unit shortens the pulse period of the control signal for driving the ABS system to brake hydraulic pressure at a high frequency. To increase / decrease.
본 발명의 차량 제동 시스템의 동작방법을 도 5를 참조로 하여 설명하면 다음과 같다. An operation method of the vehicle braking system of the present invention will be described with reference to FIG. 5 as follows.
ECU 부는 각각의 휠이 회전하는 속도를 실시간으로 감지하여 차체 속도를 추정한다. (S1)The ECU unit estimates the vehicle speed by detecting the speed at which each wheel rotates in real time. (S1)
운전자에 의해 조작되는 브레이크 페달에 가해지는 압력을 감지한다. (S2)The pressure applied to the brake pedal operated by the driver is sensed. (S2)
ECU 부는 상기 브레이크 페달에 일정시간을 초과하여 지속적인 압력이 가해지는지 여부를 비교하여, 급제동 상황인지를 판단한다. (S3) The ECU unit determines whether the brake pedal is in a sudden braking state by comparing whether or not the continuous pressure is applied to the brake pedal for more than a predetermined time. (S3)
상기 ECU 부는 휠 속도를 저속/중속/고속레벨로 구분한 후(S4), 급제동으로 판단되면 상기 휠 속도레벨에 따라 ABS 시스템을 구동하는 구동펄스의 주파수를 가변 제어한다. 상기 휠 속도레벨이 고속일수록 상기 구동펄스의 주파수를 증가시켜 브레이크 유압의 증감이 신속하게 수행되도록 한다. 급제동이 아닌 경우는 상기 ABS 시스템이 구동되지 않는다.(S5)The ECU unit divides the wheel speed into low / medium / high speed levels (S4), and if it is determined to be sudden braking, variably controls the frequency of a driving pulse for driving the ABS system according to the wheel speed level. As the wheel speed level is higher, the frequency of the driving pulse is increased so that the increase / decrease of the brake hydraulic pressure is performed quickly. If it is not a sudden braking, the ABS system is not driven (S5).
상기 주파수 가변 제어된 제어신호를 ABS 액추에이터로 출력하고,(S6) 상기 제어신호를 수신한 ABS 액추에이터는 브레이크 유압을 조절하여 ABS 시스템을 구동한다. 이에 따라 휠 속도에 따라 상이한 제동력을 가지며 차량이 제동되므로 효율적이다. (S7)The frequency variable controlled control signal is output to the ABS actuator (S6), and the ABS actuator receiving the control signal drives the ABS system by adjusting the brake hydraulic pressure. Accordingly, it is effective because the vehicle is braked with different braking force according to the wheel speed. (S7)
상기와 같이 구성되는 본 발명의 차량 제동 시스템의 동작방법은 운전자의 브레이크 조작을 감지하여 급제동 상황을 판단함과 동시에 급제동 판단시 휠 속도에 비례하여 제어신호의 펄스주파수를 가변 제어함에 따라 차량 속도에 대응하여 브레이크의 로킹/안티로킹이 민첩하게 작동되어 최적화된 제동력을 가지며 차량이 제동되어 안전하고 효율적인 효과가 있다. The operating method of the vehicle braking system of the present invention configured as described above determines the sudden braking situation by detecting the brake operation of the driver and simultaneously controls the pulse frequency of the control signal in proportion to the wheel speed when determining the sudden braking. Correspondingly, the locking / anti-locking of the brake is operated agilely to have an optimized braking force, and the vehicle is braked to have a safe and efficient effect.
도 1 은 일반 차량과 ABS 시스템이 장착된 차량의 제동 상황이 도시된 도면, 1 is a diagram illustrating a braking situation of a general vehicle and a vehicle equipped with an ABS system;
도 2 는 본 발명의 차량 제동 시스템의 구성도,2 is a configuration diagram of a vehicle braking system of the present invention;
도 3 은 본 발명의 차량 제동 시스템에 의한 그래프, 3 is a graph by the vehicle braking system of the present invention;
도 4 는 본 발명의 차량 제동 시스템에 의한 ABS 시스템의 제어신호의 파형이 도시된 도면, 4 is a view showing the waveform of the control signal of the ABS system by the vehicle braking system of the present invention,
도 5 는 본 발명의 차량 제동 시스템의 동작방법이 도시된 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of operating a vehicle braking system according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
100: 휠 속도센서 110: 브레이크 페달100: wheel speed sensor 110: brake pedal
200: ABS 액추에이터 300: ECU부200: ABS actuator 300: ECU
310: 급제동 판단부 320: 펄스 생성부310: rapid braking determination unit 320: pulse generator
330: ABS 구동부330: ABS drive unit
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20090702 Year of fee payment: 5 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |