KR100779464B1 - 에이비에스 제어를 위한 노면상태 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법 관한 것으로, 제동시 노면 상태를 감지하는 방법에 있어서, 각 차륜의 차륜 속도로부터 차체속도와 감속도를 산출하며, 상기 차륜속도와 차체속도로부터 각 차륜의 슬립률을 계산하는 제 1 단계, 상기 제 1 단계에서 산출한 차체속도가 미리 설정된 기준값을 초과하는지를 판단하는 제 2 단계, 상기 판단결과 상기 차체속도가 상기 기준값 초과 시, 상기에서 계산한 각 차륜의 슬립률을 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지하는 경우 전륜의 양차륜 중 어느 일측 차륜의 슬립률이 기 설정된 전륜 임계값을 벗어나고 상기 일측 차륜과 같은 사이드의 후륜에 대한 슬립률이 소정 시간 안에 기 설정된 후륜 임계값을 벗어나면 노면의 상태가 상기 일측 차륜 측에 대해서만 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지, 또는 상기 전륜의 슬립률과 상기 감속도에 따라 판단된 후륜의 노면상태를 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지하는 제 3 단계를 포함하여 이루어 짐으로써, 제동시 보다 정확한 노면의 현재상태를 판단하여 감지함으로써 ABS 제어시 노면의 상태가 변화하더라도 안정적이고 효율적인 제동력 제어를 행할 수 있다.

Description

에이비에스 제어를 위한 노면상태 감지방법{The road surface condition perception method for the anti-lock brake system}

도 1은 일반적인 ABS를 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 2는 일반적인 ABS 제어패턴의 한 예를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 ABS 제어시 노면상태 감지방법을 설명하기 위한 흐름도.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10:전자 제어 장치 20:차륜속도 감지부

30:제동 감지부 40:유압 제어 수단

50:유압 모듈

본 발명은 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법에 관한 것으로서, 상세하게는 각 차륜이 놓여있는 노면의 상태를 감지하여 각 차륜의 브레이크 유압을 제어함으로써 ABS 제어의 전반적인 성능향상을 도모할 수 있도록 한 ABS 제어용 노면상태 감지방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 정지 및 속도 제어를 위하여 제동장치(brake system)를 장착하고 있는데, 최근에는 차량의 제동 능력 향상과 제동중의 조향 안정성을 확보하기 위하여 안티록 브레이크 시스템(anti-lock brake system, 이하' ABS'라 한다)을 구비하고 있다.

ABS는 제동 마찰 계수가 낮은 노면에서 고속주행 중 제동할 때 제동력을 노면에 전달하지 못하여 발생하는 차량의 미끄러짐 현상을 방지하기 위하여 제동중 차륜의 고착상태가 있기 전에 이를 사전에 감지하여 그 현상을 방지하기 위한 시스템이다.

즉, 이 시스템은 제동시, 차량의 전후륜에 설치된 차륜속도 검출센서를 이용하여 차속을 추정하고 이를 기초로 현재의 슬립률과 감속도를 계산한 후, 이들 자료를 입력변수로 하여 차량의 고착 상태 발생을 예측하고 그 전에 브레이크 압력을 감소시켜 차륜회전 속도를 차속에 근접시키고 다시 차륜의 회전속도가 일정치를 초과하기 전에 브레이크 압력을 증가시켜 차륜을 제동시키는, 일련의 동작을 반복하여 슬립률을 바람직한 상태로 유지 시키도록 제어하는 것으로서, 차륜의 고착상태가 발생함으로써 조향성상실 및 주행안정성 상실의 상태가 되는 것을 사전에 방지하고 제동능력을 향상시킨다.

한편, 차륜과 노면간의 마찰계수는 노면의 상태에 따라 변화하게 되어, 마찰계수가 큰 노면과 비교할 때 마찰계수가 작은 노면에서는 차륜의 미끄러짐이 심하므로 차륜에 약간의 제동력을 가해도 고착상태로 돌입하기 쉽다. 따라서 ABS 제어 시에도 마찰계수가 큰 노면에서와 작은 노면에서 그 제어방식을 달리하여 마찰계수가 작은 노면에서의 제동압이 큰 노면에서의 제동압보다 일반적으로 작다.

이러한 이유로 노면의 상태에 따라 마찰계수가 급격히 변화하는 경우에는 제어상태를 빠르게 변화시키지 않으면 안된다. 즉, 제동시에 있어서, 마찰계수가 높은 노면에서 낮은 노면으로 급격한 변화가 있게 되면, 제동력이 커서 고착상태로 돌입하기 쉬우므로 제동압을 급격히 낮추어야 한다.

여기서 특히 문제가 되는 것은, 제동시에 고마찰의 균일노면에서 스플릿노면(예, 한 쪽 차륜에 대해서는 아스팔트 노면이고, 다른 쪽 차륜에 대해서는 아이스 노면)으로 급격한 노면변화가 있는 경우이다. 일반적으로 노면 변화에 따른 유압제어 방식으로는, 구동륜인 전륜에 대해서는 좌우 차륜의 노면상황에 따라서 독립적으로 제어하는 방식이 많이 쓰이고, 비구동륜인 후륜에 대해서는 상기 독립제어 방식외에 노면 마찰 계수가 작은 쪽을 기준으로 해서 이 작은 쪽이 록킹으로 향하면 양쪽 다같이 감압하는 셀렉트 로우 방식이 이미 알려져 있다.여기서 차량안전성을 확보한 상태에서 제동능력 향상을 이루기 위해서는 비구동륜인 후륜에 대한 제동압 제어가 특히 중요한데, 상기와 같은 노면의 급격한 변화시 상기 독립제어 방식에 의하는 경우에는 후륜에 가해지는 급격한 제동압차이로 인해 차량이 스핀하는 문제가 발생하고, 또한 셀렉트 로우 방식에 의하는 경우에는 제동거리가 길어진다는 문제가 발생한다.

따라서 상기와 같은 점을 보완하기 위해서는 독립제어방식과 셀렉트 로우방식을 절충한 새로운 제어방식, 즉 비구동륜 중 슬립이 크게 발생하는 바퀴는 그 휠 의 거동에 따라 적절히 제어함과 동시에 반대편 바퀴는 그 휠의 거동 및/또는 비구동륜의 양 바퀴에 가해지는 제동압의 압력편차를 이용하여 제어할 필요가 제기된다.

그런데, 상기 제어방식을 이용하기 위해서는 먼저 선행되어야 할 것이 노면 상태에 대한 정확한 판단이다. 종래에는 전륜 휠의 거동(슬립률, 차륜 가속도등)에 따라서만 스플릿 노면으로의 변화를 판단했으나, 실제 예측하기 힘든 수 많은 노면 조건을 모두 커버하기에는 부족해서 스플릿 노면으로의 변화를 감지 하지 못하는 경우도 생김으로써, 제동시 보다 정확하고도 빠른 노면 상태 감지 방법의 제안이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 요구에 따라 안출된 것으로서, 전륜 및 후륜의 슬립률을 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 판단하거나, 또는 전륜의 슬립률과 연산기에서 판단된 후륜의 노면상태를 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 판단하도록 하여, 차량의 안전성이 확보된 상태에서 제동거리를 줄이도록 하는 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법은, 제동시 노면 상태를 감지하는 방법에 있어서, 각 차륜의 차륜 속도로부터 차체속도와 감속도를 산출하며, 상기 차륜속도와 차체속도로부터 각 차륜의 슬립률을 계산하는 제 1 단계, 상기 제 1 단계에서 산출한 차체속도가 미리 설정된 기준값을 초과하는지를 판단하는 제 2 단계, 상기 판단결과 상기 차체속도가 상기 기준값 초과 시, 상기에서 계산한 각 차륜의 슬립률을 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지하는 경우 전륜의 양차륜 중 어느 일측 차륜의 슬립률이 기 설정된 전륜 임계값을 벗어나고 상기 일측 차륜과 같은 사이드의 후륜에 대한 슬립률이 소정 시간 안에 기 설정된 후륜 임계값을 벗어나면 노면의 상태가 상기 일측 차륜 측에 대해서만 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지, 또는 상기 전륜의 슬립률과 상기 감속도에 따라 판단된 후륜의 노면상태를 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 일반적인 ABS를 설명하기 위한 개략적인 구성도를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 전자 제어장치(10)는 차륜 속도 감지부(20)로부터 전달되는 현재의 각 차륜 속도와 제동 감지부(30)로부터 전달되는 현재의 제동값을 분석하여 현재 주행 상황에 맞는 적절한 ABS 제어값을 발생시킨다. 상기 ABS 제어값에 따라 유압 제어 수단(40)이 유압 모듈(50)을 제어한다. 즉, 전자 제어 장치(10)는 제동시, 차량의 전후륜에 설치된 차륜회전 속력 검출센서를 이용하여 차속을 추정하고 이를 기초로 감속도와 {(차체속도-휠속도)/차체속도}×100(%)}로 산출되는 현재의 슬립률을 추정한다. 전자 제어 장치(10)는 상술한 추정된 자료를 입력 변수로 하여 차량의 고착상태 발생을 예측하고, 그 전에 유압 제어 수단(40)을 이용하여 브레이크 압력을 감소시킴으로써 휠속도를 차체속도에 근접시킨다. 그리고 휠의 속도가 일정치를 초과하기 전에 브레이크 압력을 증가시켜 차륜을 제동시키는, 일련의 동작을 반복하여 제동중인 차량의 슬립률을 바람직한 상태로 유지 시키도록 제어한다.

도 2는 일반적인 ABS 제어패턴의 한 예를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하여 도 2를 설명하면, 먼저 전자 제어 장치(10)는 각 차륜 속도 감지부(20)로부터 입력된 신호에 의해 각 차륜의 속도, 가감속도 및 추정 차체 속도를 계산한다. 브레이크 페달을 밟아서 브레이크 유압이 각 휠 실린더에 전달되면, 각 차륜 속도는 저하를 시작한다. 어느 쪽인가의 차륜이 록킹 되려고 하는 경우, 즉 차륜의 속도가 제어를 위해 미리 설정된 기준 차륜 속도보다 낮아지면, 전자 제어 장치는 해당되는 차륜의 솔레노이드 밸브로 "유지"신호를 보내고, 이어서 "감압"신호를 보내서 휠 실린더 유압을 느슨하게 한다.

감압 시간은 차륜의 회전 감속 정도에서 전자 제어 장치의 프로그램에 의해 정해 진다(영역 A). 그 후, 솔레노이드 밸브는 "유지"상태에 놓여지고 전자 제어 장치는 그 후 차륜 회전의 회복 상태를 차륜 속도 및 차륜 가감속도에 의해 감시를 계속한다. 차륜 회전 속도의 회복이 너무 빠르면, "가압", "유지"의 세세한 제어를 되풀이한다(영역 B). 재차 차륜이 록 영역에 들어 가려고 하면, "감압"신호를 내어 유압 조절을 실시하고(영역 C), 가압, 감압의 제어를 반복하여 정지에 이르게 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법에 대한 흐름도이다.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법은 크게, 각 차륜의 차륜 속도로부터 차체속도와 감속도를 추정하며 상기 차륜속도와 차체속도로부터 각 차륜의 슬립률을 계산하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에서 추정한 차체속도가 미리 설정된 기준값을 초과하는지를 판단하는 제 2 단계와, 상기 판단결과 상기 차체속도가 상기 기준값을 초과하는 경우, 상기에서 계산한 각 차륜의 슬립률을 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지하거나, 또는 상기 전륜의 슬립률과 상기 감속도에 따라 판단된 후륜의 노면상태를 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지하는 제 3 단계를 포함하여 이루어져 있다.

상기 노면상태 감지방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 전자 제어 장치(10)는 각 차륜 속도 감지부(20)로부터 입력된 속도신호에 의해 차체속도와 가감속도를 산출하며, 상기 각 차륜속도와 차체속도로부터 각 차륜의 진행상태에 따른 슬립률을 계산한다(S10).

전자제어장치(10)는 상기 단계 10에서 산출한 차체속도가 미리 설정한 기준값을 초과하는 경우에만 제어를 시작한다(S20). 왜냐하면, 기준값 이하에서는 제동시 급격한 노면 변화가 있더라도 차량의 주행안정성이 충분히 확보되므로 제동성 위주로 제어가 가능하기 때문이다.

상기 단계 20에서 차체속도가 기준값을 초과하는 경우, 전자제어장치(10)는 전륜의 양 차륜에 대해 계산한 각각의 슬립률이 제어를 위해 미리 설정된 전륜 임계값을 벗어나는 지를 판단한다(S30).

상기 단계 30의 판단결과 전륜 중 어느 한 차륜만이 전륜 임계값을 벗어나는 경우에는 소정의 제어시간을 설정하고(S40), 상기 제어시간동안 같은 사이드의 후 륜을 계속하여 모니터링 한다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 상기 제어시간은, 제동 중 노면상태의 급격한 변화로 인해 상기 전륜중 어느 일측 차륜이 록킹되어 그 슬립률이 상기 전륜 임계값을 벗어나는 시점부터, 상기 차륜이 회복된 후 재차 그 슬립률이 커져 기 설정된 소정값에 도달되는 시점까지를 의미한다.

상기 모니터링하던 후륜에 대한 슬립률이 상기 제어시간동안 제어를 위해 미리 설정된 후륜 임계값을 벗어나는지, 또는 상기 제어시간동안 후륜에 대해 전자제어장치에서 연산한 노면 상태가 고마찰 노면인지를 판단한다(S50).이와 같이 전륜에 대한 정보외에 후륜에 대한 정보를 부가하여 판단의 근거로 삼는 이유는, 전륜에 대한 정보만으로는 실제 예측하기 힘든 수 많은 노면 조건을 모두 커버하기에 부족하기 때문이다. 특히, 후륜에 대한 판단 조건 중, 전자제어장치에서 연산한 노면상태가 고마찰 노면인지를 판단하는 이유는, 실제로 상기 일측 후륜의 저마찰 노면으로의 진입과 전자제어장치에서의 노면 마찰계수 판정은 동시에 이루어지는 것이 아니라, 노면 마찰계수 판정이 소정시간 지연되기 때문이다. 즉, 상기 일측 후륜이 저마찰 노면으로 진입한 직후에 판정되는 노면상태는 고마찰 노면이라는 것이다.

상기 단계 50의 조건 성취여부는 상기 제어시간동안 계속해서 판단하고, 상기 제어시간이 경과 할 때까지 상기 조건이 성취되지 않았다고 판단되는 경우에는 급격한 노면상태의 변화가 아니라고 판단한다(S60).

상기 단계 50의 두가지 조건은 서로 OR 개념이므로, 두 가지 중 어느 한 조건만 만족하면 전자제어장치는 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 의 변화가 있다고 판단한다(S70).

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법에 의하면, 제동시 보다 정확한 노면의 현재상태를 판단하여 감지함으로써 ABS 제어시 노면의 상태가 변화하더라도 안정적이고 효율적인 제동력 제어를 행할 수 있다.

Claims (4)

1. 제동시 노면 상태를 감지하는 방법에 있어서,

   각 차륜의 차륜 속도로부터 차체속도와 감속도를 산출하며, 상기 차륜속도와 차체속도로부터 각 차륜의 슬립률을 계산하는 제 1 단계;

   상기 제 1 단계에서 산출한 차체속도가 미리 설정된 기준값을 초과하는지를 판단하는 제 2 단계;

   상기 판단결과 상기 차체속도가 상기 기준값 초과 시, 상기에서 계산한 각 차륜의 슬립률을 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지하는 경우 전륜의 양차륜 중 어느 일측 차륜의 슬립률이 기 설정된 전륜 임계값을 벗어나고 상기 일측 차륜과 같은 사이드의 후륜에 대한 슬립률이 소정 시간 안에 기 설정된 후륜 임계값을 벗어나면 노면의 상태가 상기 일측 차륜 측에 대해서만 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지, 또는 상기 전륜의 슬립률과 상기 감속도에 따라 판단된 후륜의 노면상태를 기초로 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로의 노면상태 변화를 감지하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 3 단계의 전륜의 슬립률과 후륜의 노면상태를 기초로 노면 변화를 감지하는 경우,

   전륜 중 어느 일측 차륜의 슬립률이 기 설정된 전륜 임계값을 벗어나고, 상기 일측 차륜과 같은 사이드의 후륜의 노면에 대해 소정 시간동안 제어기에서 고 마찰 노면이라고 판단하면, 노면의 상태가 상기 일측에 대해서만 균일한 고마찰 상태에서 스플릿 상태로 변화 되었다고 감지하는 것을 특징으로 하는 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법.
4. 제 1항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 소정 시간은,

   상기 전륜중 어느 일측 차륜이 록킹되어 그 슬립률이 상기 전륜 임계값을 벗어나는 시점부터, 상기 일측 차륜이 회복된 후 재차 그 슬립률이 커져 기 설정된 소정값에 도달되는 시점까지인 것을 특징으로 하는 ABS 제어를 위한 노면상태 감지방법.

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