KR100589173B1 - 다이나모를 이용한 에이비에스 모의 시뮬레이션 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이나모를 이용한 에이비에스 모의 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 다이나모에서 차량 제동시 처해지는 다양한 제동 조건과 마찰재의 열이력 발생 전·후를 고려한 제동 압력 변화를 통한 실험을 통해 장착된 ABS 모듈의 종류에 관계없는 실 차량에서의 정확한 제동거리를 산출함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실험시 주어진 변수에 대한 그 응답성이 매우 빠른 다이나모를 이용해 ABS를 이루는 모듈(Module)의 종류에 관계없이 장착 차량에서 최적으로 제동거리를 산출할 수 있음은 물론, 실 차량에서 접하는 도로 조건에 따른 변수 도입을 통한 최적의 실험결과를 얻을 수 있어 이론적인 제동거리와 실제적인 제동거리의 오차를 크게 줄일 수 있는 특징이 있게 된다.

Description

다이나모를 이용한 에이비에스 모의 시뮬레이션 방법{Anti Brake System imitation simulation method using DYNO}

도 1은 본 발명에 따른 다이나모를 이용한 에이비에스 모의 시뮬레이션 방법의 순서도

본 발명은 에이비에스 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일한 다이나모를 이용해 실제 차량에 장착된 ABS의 제동 특성을 보다 정확하게 구현시킨 결과를 얻을 수 있도록 된 다이나모를 이용한 에이비에스 모의 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.

일반적으로 신차가 개발되면, 그 자동차의 성능이나 내구성 및 주행성 등을 정확하게 판단하여 발생할 수 있는 문제점이나 위험성을 예방하기 위하여, 개발 단계에서뿐만 아니라 신차의 개발 후에도 각 해당장치의 여러 가지 테스트를 실시하게 되고, 특히 차량의 고성능화에 따라 강력하면서 안정적인 제동 성능을 확보하기 위하여 어떠한 조건에서도 충분한 제동력과 안정성을 갖는 브레이크 시스템이 매우 중요한 사항임은 물론이다.

이로 인해, 통상적으로 브레이크 다이나모 시험에 의해 브레이크의 일반 성능인 스퀼소음과 마찰재의 마모 및 고속이상 진동 및 효력 특성(즉, 고속, 저속, 온도별, 액압별 특성)을 측정하는데 이는, 실 차량을 다이나모 메타 시험으로 시뮬레이션 함으로써 차량의 브레이크의 성능을 파악하는데 즉, 브레이크 디스크, 드럼, 패드, 라이닝 등에 온도 측정기(thermo-scope)를 부착하여 하이드로릭 액압을 발생시켜 스코링(scoring)과 입출력 변화량, DTV 및 런 아웃(run-out)등을 검출하여 특히, 마찰재에 대한 평가를 주로 하게된다.

그러나, 이와 같은 방법의 브레이크 다이나모 시험은 우선적으로 실차와 동일한 조건에서 이루어지지 않기 때문에, 차량의 제동 또는 엔진 브레이크 작동 등에 의한 구동축 상의 하중천이 현상을 실차와 동일한 조건에서 재현할 수 없고 이로 인해, 그 시험 결과치의 정확도와 신뢰도가 떨어짐은 물론 브레이크의 종합적인 시험이 어렵다는 한계가 있게 됨은 물론이다.

예를 들어, 이와 같은 실험(Simulation)방법은 ABS(Anti Brake System)의 경우 다이나모에서 정확한 ABS 작동 알고리즘을 구현하여야 하지만 실제적으로 다이나모에서 ABS 작동 알고리즘을 구현 할 수 있는 적합한 장비가 없고 이로 인해, 마찰재가 열이력을 받지 않았을 때 제동에 따른 휠락(Wheel Lock)이 발생하기 시작하는 압력(즉, 설계상의 이론적인 휠락이 발생하는 압력임)으로 제동 압력을 주어 제동거리를 산출해 실제 차량에 적용하게 되는데, 이는 가장 근본적인 결점인 마찰재에 열이력이 발생되지 않을 때와 발생되었을 때 마찰재의 마찰 성능 차이를 전혀 고려하지 않는 경우로서 실 차량에서의 ABS에 대한 신뢰성을 전혀 얻을 수 없게 되는 한계가 있게 됨은 물론이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 다이나모에서 차량 제동시 처해지는 다양한 제동 조건과 마찰재의 열이력 발생 전·후를 고려한 제동 압력 변화를 통한 실험을 통해 장착된 ABS 모듈의 종류에 관계없는 실 차량에서의 정확한 제동거리를 산출함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 제동성능을 시뮬레이션하기 위해 주행 차량이 처하는 환경인 도로 조건을 설정한 후 주행 차속과 제동 토크 및 제동거리 산출을 위해 요구되는 페달 답력에 준하는 액압을 제어변수로서 설정하는 설정단계,

상기 설정단계 후 차량 제동시 발생되는 타이어 토크 대 노면 마찰 토크가 제동토크와 같도록 제어하면서 제동을 수행하는 일정 토크 제어 제동단계,

상기 초기 제동단계 수행 후 측정된 차속이 0Kph 일 때 실험을 종료하면서 차속이 0Kph 이상인 경우에는 현재 가해지는 브레이크 페달 답력이 제동거리 산출을 위해 요구되는 페달 답력 이상의 답력인지 여부를 판단하는 1차 수정단계,

상기 1차 수정단계에서 페달 답력이 제동거리 산출을 위해 요구되는 페달 답력 이하 일 때 마찰재에서 열이력이 발생치 않고 ABS의 작동에 따라 차량을 제동하는 상태로 판단해 일정 토크 제어 제동단계로 복귀하고, 상기 페달 답력이 제동거 리 산출을 위해 요구되는 페달 답력 이상인 경우에 답력이 그 상태로 일정하게 유지되는 상태까지 제동을 반복적으로 수행하는 답력 일정 제어 제동상태,

상기 답력 일정 제어 제동상태 수행 후 차속이 0Kph인지 여부를 다시 판단해 0Kph인 경우 실험을 종료하면서 차속이 0Kph 이상인 경우에는 차량의 제동 조건에서 제동시 발생되는 제동토크가 타이어 토크 대 노면 마찰 토크보다 큰 상태인 비 일정 제동 토크 상태인지 여부를 판단해 일정 토크 제어 제동단계로 복귀하거나 답력 일정 제어 제동상태로 복귀하여 제동을 수행하는 2차 수정단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 다이나모를 이용한 에이비에스 모의 시뮬레이션 방법의 순서도를 도시한 것인바, 본 발명에서 사용되는 다이나모는 실험시 주어진 변수에 대한 그 응답성이 매우 빨라 특히, 다이나모에 ABS에 대한 시뮬레이션을 적용하게 되면 빠른 응답성으로 인해 ABS를 이루는 모듈(Module)의 종류에 관계없이 장착 차량에서 최적으로 제동거리를 산출할 수 있음은 물론, 실 차량에서 접하는 도로 조건에 따른 변수 도입을 통한 최적의 실험결과를 얻을 수 있게 됨은 물론이다.

본 발명에서는 우선적으로 다이나모에 주행 차량이 처하는 환경조건인 눈길이나 빗길, 아스팔트길 또는 진흙길등을 설정하여 차량의 제동성능을 시뮬레이션할 도로 조건을 설정하게 된다.

이어, 상기 다이나모에 차속과 제동 토크 및 100Kgf 답력에 준하는 액압을 제어변수로서 설정하는데 이때, 상기 차속은 제동을 시작할 때 차량의 주행속도이며, 상기 제동 토크는 일정 차속을 갖는 차량의 제동시 발생되는 토크(Torque)이고, 또한 상기 100Kgf 답력에 준하는 액압은 브레이크 페달을 밟을 때 발생하는 것을 의미한다.

이후, 차량의 제동 조건에서 제동시 발생되는 제동토크가 타이어 토크 대 노면 마찰 토크와 같게 제어 즉, 제동토크가 ABS가 작동하는 것과 같이 타이어와 노면의 마찰력과 동일한 크기의 제동토크로 제어하게 된다.

이어, 차량 제동 조건 실행 후 차속이 0Kph인지 여부를 판단해 0Kph인 경우 실험을 종료하면서 제동거리에 대한 실험 데이터를 근거로 분석하거나, 차속이 0Kph 이상인 경우에는 현재 가해지는 브레이크 페달 답력이 100Kgf 이상인지 여부를 판단하게 된다.

이후, 상기 브레이크 페달 답력이 100Kgf 이하 일 경우에는 마찰재에서 열이력이 발생치 않고 ABS의 작동에 따라 차량을 제동할 수 있도록 토크(Torque)를 제어하는 과정을 반복하고 만약, 상기 브레이크 페달 답력이 100Kgf 이상인 경우에 따른 제동 상태 제어와 상기 페달 답력이 100Kgf 이하로서 일정 차속을 갖는 차량의 제동시 마찰재에서 열이력이 발생해 실차에서 휠락(Wheel Lock)이 발생할 수 있는 제동토크 제어를 반복적으로 수행한 후, 상기 답력을 100Kgf이 되도록 조절하면서 이를 일정하게 유지시킨 상태에서 차량 제동 성능을 지속적으로 실험하게 된다.

이어, 다시 차량 제동 조건 실행 후 차속이 0Kph인지 여부를 판단해 0Kph인 경우 실험을 종료하면서 제동거리에 대한 실험 데이터를 근거로 분석하거나, 차속이 0Kph 이상인 경우에는 차량의 제동 조건에서 제동시 발생되는 제동토크가 타이어 토크 대 노면 마찰 토크보다 큰 상태의 제동토크인지 여부를 판단하게 된다.

이때, 상기 제동토크가 상대적으로 더 작으면 마찰재의 열이력에 따른 마찰재 성능 저하로 인해 저하된 제동토크로 즉, 타이어 토크 대 노면 마찰 토크가 제동토크보다 큰 상태인 ABS 미 작동에 따른 제동 상태이므로 100Kgf로 일 정하게 유지하면서 제어하는 단계로 복귀하게 된다.

그러나, 상기 제동토크가 상대적으로 더 크면 마찰재의 열이력 미 발생에 따라 마찰재 성능 저하가 발생되지 않으므로, ABS 작동에 따른 제동 상태인 제동토크와 타이어 토크 대 노면 마찰 토크가 일정하게 유지되면서 제동작용을 하는 단계로 복귀되어진다.

한편, 상기 제동거리 산출을 위해 요구되는 페달 답력이 100Kgf로 본 발명을 설명하였으나, 이와 같은 페달 답력의 수치 한정은 설명을 위해 편의상 도입된 수치이며 실제 차량의 조건이 모두 다르므로 그 값이 달라짐은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 실험시 제동거리의 산출 기준이 되는 100Kgf 페달 답력에 따른 제동 조건에 더하여 제동 마찰열을 발생하는 마찰재의 열이력 여부에 따라 ABS 작동과 미 작동 상태로 구분된 제동 조건을 통해 ABS 장착 실차량의 이론과 실제 제동거리 산출간의 오차를 크게 줄여줄 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 각각 사양이 따른 모듈 종류를 갖는 ABS에 관계없이 동일한 조건에서 동일한 실험을 수행할 수 있으므로 범용적인 실험성이 있어 모듈 종류에 따른 실험 시간 증가가 없게 되는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 차량의 제동성능을 시뮬레이션하기 위해 주행 차량이 처하는 환경인 도로 조건을 설정한 후 주행 차속과 제동 토크 및 제동거리 산출을 위해 요구되는 페달 답력에 준하는 액압을 제어변수로서 설정하는 설정단계;

   상기 설정단계 수행 후 차량 제동시 발생되는 제동토크가 타이어와 노면의 마찰력에 상당하는 토크로 제어되도록 제동을 수행하는 일정 토크 제어 제동단계;

   상기 일정 토크 제어 제동단계 수행 후 측정된 차속이 0Kph 일 때 실험을 종료하지만, 상기 차속이 0Kph 이상인 경우에는 현재 가해지는 브레이크 페달 답력이 제동거리 산출을 위해 요구되는 페달 답력 이상의 답력인지 여부를 판단하는 1차 수정단계;

   상기 1차 수정단계에서 페달 답력이 제동거리 산출을 위해 요구되는 페달 답력 이하일 때 마찰재에서 열이력이 발생하지 않고 ABS의 작동에 따라 차량을 제동하는 상태로 판단해 일정 토크 제어 제동단계로 복귀하지만, 상기 페달 답력이 제동거리 산출을 위해 요구되는 페달 답력 이상인 경우에는 답력이 그 상태로 일정하게 유지되는 상태까지 제동을 반복적으로 수행하는 답력 일정 제어 제동상태 단계; 및

   상기 답력 일정 제어 제동상태 단계 수행 후 차속이 0Kph인지 여부를 다시 판단하여 0Kph인 경우 실험을 종료하지만, 상기 차속이 0Kph 이상인 경우에는 차량의 제동 조건에서 제동시 발생되는 제동토크가 타이어와 노면의 마찰력에 상당하는 토크보다 큰 상태인 비 일정 제동 토크 상태인지 여부를 판단한 후 일정 토크 제어 제동단계로 복귀하거나 답력 일정 제어 제동상태 단계로 복귀하여 제동을 수행하는 2차 수정단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이나모를 이용한 에이비에스 모의 시뮬레이션 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 2차 수정단계에서 답력 일정 제어 제동상태 단계로 복귀하는 경우는 제동토크가 타이어와 노면의 마찰력에 상당하는 토크보다 상대적으로 더 작을 때 마찰재의 열이력에 따른 마찰재 성능 저하로 판단되는 경우인 것을 특징으로 하는 다이나모를 이용한 에이비에스 모의 시뮬레이션 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 2차 수정단계에서 일정 토크 제어 제동단계로 복귀하는 경우는 제동토크가 타이어와 노면의 마찰력에 상당하는 토크보다 상대적으로 더 클 때 마찰재의 성능 저하가 없는 경우로 판단되는 경우인 것을 특징으로 하는 다이나모를 이용한 에이비에스 모의 시뮬레이션 방법.

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