KR100907693B1 - 안티 록 브레이크 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안티 록 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 수동변속 차량의 ABS 제어시, 기어가 인 기어상태인지 중립상태인지를 정확히 판단하여 그에 맞는 적절한 ABS 제어가 이루질 수 있도록 함으로써 ABS 제어성능을 향상시킨다.

이를 위해 본 발명은 차륜의 휠 속도를 검출하는 휠 속도검출부, 휠 속도의 감가속도를 산출하는 휠 감가속도산출부, 휠 감가속도와 미리 설정된 값을 비교하여 휠 가속도의 피크값과 휠 감속도의 피크값을 출력하는 비교출력부, 휠 가속도의 피크값로부터 휠 감속도의 피크값에 도달할 때까지의 시간을 카운트하는 시간카운트부, ABS 제동 초기에 상기 카운트된 시간이 미리 설정된 시간보다 짧고, 상기 피크값의 절대값이 미리 설정된 값보다 모두 크면, 차량이 인 기어상태로 저마찰노면에서 제동중인 것으로 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

안티 록 브레이크 시스템 및 그 제어방법{Anti-lock brake system and control method thereof}

도 1은 인 기어인 상태로 빙판노면에서 ABS 제어를 수행할 때의 휠 가속도의 파형도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안티록 브레이크 시스템의 제어블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 안티록 브레이크 시스템에서 기어가 인 기어상태인지 중립상태인지를 판단하는 방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : ECU 11 : 휠 가속도산출부,

12 : 비교출력부ㅇ 13 : 시간카운트부

14 : 제어부 20 : 휠 속도산출부

본 발명은 안티 록 브레이크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수동 변속기를 장착한 차량에 장착되어 급제동시 기어 상태에 따라 차량을 적절히 제동시키는 안티록 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 안티 록 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System ; 이하 ABS라 칭함)은 차체속도와 각 차륜의 휠 속도를 비교하여 슬립율을 산출하고, 산출된 슬립율이 목표 슬립율보다 높은 슬립의 차륜에는 제동 토크를 감소시키고, 낮은 차륜에는 제동 토크를 증가시켜 목표 슬립율을 유지시킴으로써 주행안정성을 확보함과 동시에 조향이 안정되게 하기 위한 장치이다.

이러한 ABS 장치는 각 차륜에 대해서 제동 토크를 단순히 증가 또는 감소만하도록 제어를 하면, 제동 토크의 변화가 심하여 ABS 성능 자체뿐만 아니라 소음과 진동이 심해질 수 있다.

따라서 최근의 ABS 장치는 제동 토크를 부드럽게 증가 또는 감소시키거나 경우에 따라서는 일정하게 유지시키는 통상 리니어 플로우 제어(Linear Flow Control ; 이하 LFC)라 일컫는 LFC 제어를 적용하고 있다.

이 LFC 제어는 각 차륜의 휠 실린더에 공급되는 브레이액을 조절하여 차륜의 제동 토크를 조절하는 솔레노이드 밸브를 스위칭 방식으로 단순히 완전개방 또는 완전폐쇄시키는 대신에, 솔레노이드 밸브에 공급되는 전류의 듀티비를 소정 사이클별로 조절하는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation ; 이하 PWM이라 칭함)방식으로 밸브의 개도를 조절하여 차륜의 제동 토크를 부드럽게 증가 또는 감소시킨다.

이러한 LFC 제어를 적용한 ABS 장치에서는 첫 사이클의 듀티비를 맞추는 것이 제어 안정성 확보에 중요하다.

그러나, 수동 변속기를 장착한 차량의 제동시, 기어가 중립(neutral)일 때와, 기어가 일예로, 1, 2, 3, 4, 5단 등에 구속된 인 기어(In-gear)상태일 때와 는 바퀴의 거동이 달라지기 때문에 첫 사이클의 듀티비를 정확히 맞추는 것이 그 만큼 더 어렵다. 이러한 현상은 특히 저마찰노면에서의 제동시 더욱 크게 나타난다.

따라서, 종래에는 기어가 중립상태인 경우 ABS 제동과 기어기 인 기어상태인 경우의 ABS 제동을 구분하고, 각각의 경우에 맞게 서로 다른 ABS 제어를 수행함으로써 첫 사이클의 듀티비를 정확히 맞춘다.

이를 위해서는 기어가 중립상태인지 인 기어상태인지를 정확히 판단할 필요가 있는데, 일반적으로 수동 변속 차량에는 기어 상태를 별도로 감지할 수 있는 장치가 마련되어 있지 않으므로 종래에는 바퀴의 거동에 기초하여 기어 상태를 판단한다.

즉, 바퀴의 진동주기를 모니터링하여 그 주기가 미리 설정된 주기보다 긴 경우에 기어가 중립상태인 것으로 판단하고, 미리 설정된 주기보다 짧은 경우에는 인 기어상태로 판단한다.

그러나, 다른 요인에 의해 기어가 중립상태임에도 진동주기가 미리 설정된 주기보다 짧아지거나, 인 기어상태임에도 진동주기가 미리 설정된 주기보다 길어질 수 있다.

따라서, 종래에는 기어 상태를 오판할 수 있으며, 이러한 경우, 현재의 기어 상태에 적합하지 않은 ABS 제어를 수행하게 되므로 ABS 제어성능이 상대적으로 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수동변속 차량의 ABS 제어시, 기어가 인 기어상태인지 중립상태인지를 정확히 판단하여 기어 상태별로 적절한 ABS 제어를 수행할 수 있는 안티 록 브레이크 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안티록 브레이크 시스템은 수동 변속차량에 마련되고, 기어가 중립상태일 때와 인 기어상태일 때 서로 다른 ABS 제어를 수행하는 안티록 브레이크 시스템에 있어서, 차륜의 휠 속도를 검출하는 휠 속도검출부, 상기 휠 속도의 감가속도를 산출하는 휠 감가속도산출부, 상기 휠 감가속도와 미리 설정된 값을 비교하여 휠 가속도의 피크값과 휠 감속도의 피크값을 출력하는 비교출력부, 상기 휠 가속도의 피크값로부터 상기 휠 감속도의 피크값에 도달할 때까지의 시간을 카운트하는 시간카운트부, ABS 제동 초기에 상기 카운트된 시간이 미리 설정된 시간보다 짧고, 상기 피크값의 절대값이 미리 설정된 값보다 모두 크면, 차량이 인 기어상태로 저마찰노면에서 제동중인 것으로 판단하는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 안티록 브레이크 시스템의 제어방법은 수동 변속차량에 마련되고, 기어가 중립상태일 때와 인 기어상태일 때 서로 다른 ABS 제어를 수행하는 안티록 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서, 차륜의 휠 속도를 검출하고,

상기 휠 속도의 감가속도를 산출하고, 상기 휠 감가속도와 미리 설정된 값을 비교하여 휠 가속도의 피크값과 휠 감속도의 피크값을 출력하고, 상기 휠 가속도의 피크값로부터 상기 휠 감속도의 피크값에 도달할 때까지의 시간을 카운트하고,

ABS 제동 초기에 상기 카운트된 시간이 미리 설정된 시간보다 짧고 상기 피크값들의 절대값이 미리 설정된 값보다 모두 큰 경우가, 여러 번이면, 차량이 인 기어상태로 저마찰노면에서 제동중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 수동변속 차량의 ABS 제동초기에 기어가 중립상태인지 인 기어상태인지를 판단하여 기어 상태에 맞는 적절한 ABS 제어를 수행할 수 있도록 인 기어상태로 저마찰노면에서 ABS 제어하는 경우의 휠 가속도의 거동을 이용하여 기어 상태를 정확히 판단한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 실험결과 수동변속차량이 인 기어상태로 빙판노면에서 ABS 제어를 수행하는 경우, 휠 속도가 불안정한 영역에서 휠 가속도를 모니터링하게 되면 제동초기 휠 가속도의 거동은 점선으로 구분된 영역에서와 같이 진폭이 큰 파형이 반복적으로 나타나게 되나, 중립상태인 경우에는 그 이후의 나머지 휠 가속도의 거동과 같이 그러한 특이 파형이 나타나지 않게 된다.

점선으로 구분된 영역을 좀더 자세히 살펴보면, 휠 감가속도의 파형에서 미리 설정된 값 이상인 휠 가속도의 피크값과 휠 감속도의 피크값이 여러 번(일예로, 도 1에서는 4회)에 걸쳐 반복적으로 나타나게 되며, 연속된 휠 감가속도의 피크값 중에서 임의의 휠 가속도의 피크값으로부터 그 다음의 휠 감속도의 피크값에 도달하는 데 소요되는 시간(일예로, t1, t2, t3, t4)은 중립상태일 때의 휠 감가속도의 거동과 유사한 제동이 어느 정도 이루어진 후의 임의의 휠 가속도의 피크값으로부터 그 다음의 휠 감속도의 피크값에 도달하는 시간(t0)보다 짧아짐을 알 수 있다.

본 발명에서는 이러한 몇 가지의 조건을 체크함으로써 ABS 제어시, 기어상태가 인 기어상태인지 중립상태인지를 판단하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 안티록 브레이크 시스템은 전반적인 제어를 수행하는 전자제어유닛(Electronic Control Unit ; 이하 ECU라 칭함)를 포함한다.

이 ECU(10)의 입력측에는 각 차륜의 휠 속도를 검출하는 휠 속도검출부(20)가 전기적으로 연결된다.

이 ECU(10)는 휠 속도검출부(20)를 통해 검출된 휠 속도의 감가속도를 산출하는 휠 감가속도산출부(11)와, 이 휠 감가속도산출부(11)를 통해 산출된 휠 감가속도와 미리 설정된 값을 비교하여 휠 가속도의 피크값과 휠 감속도의 피크값을 출력하는 비교출력부(12)와, 이 비교출력부(12)에서 출력된 휠 가속도의 피크값로부터 휠 감속도의 피크값에 도달할 때까지의 시간을 카운트하는 시간카운트부(13)와, 전반적인 제어를 수행하는 제어부(14)를 포함한다.

이 제어부(14)는 ABS 제동 초기에 시간카운트부(13)를 통해 카운트된 시간이 미리 설정된 시간보다 짧고, 비교출력부(12)에서 출력된 휠 감가속도의 피크값의 절대값이 미리 설정된 값보다 모두 크면, 차량이 인 기어상태로 저마찰노면에서 제동중인 것으로 판단한다.

또한, ECU(10)는 바람직하게는 카운트된 시간이 미리 설정된 시간보다 짧고 휠 감가속도의 피크값의 절대값이 미리 설정된 값보다 모두 큰 경우를 카운트하는 횟수카운트부(미도시)를 포함하고, 제어부(14)는 이 횟수카운트부를 통해 카운트된 횟수가 복수 회이면, 차량이 인 기어상태로 저마찰노면에서 제동중인 것으로 판단한다.

도 3은 본 발명에 따른 안티록 브레이크 시스템에서 기어가 인 기어상태인지 중립상태인지를 판단하는 방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다. 도 3을 살펴보면, ABS 제어시, 단계 S100에서 휠 속도검출부를 이용하여 휠 속도를 검출한다.

휠 속도를 검출한 후 단계 S101에서 검출된 휠 속도를 이용하여 휠 감가속도를 산출한다.

그리고, 단계 S102에서 산출된 휠 감가속도와 미리 설정된 값을 비교하여 휠 가속도가 미리 설정된 값보다 큰 경우에는 단계 S103과 같이 휠 가속도의 피크값을 출력하고, 휠 감속도가 미리 설정된 값보다 큰 경우에는 단계 S104와 같이 휠 감속도의 피크값을 출력한다.

단계 105에서는 단계 S103과 단계 S104에서 출력된 휠 가속도의 피크값(A)과 휠 감속도의 피크값(A')을 이용하여 휠 가속도의 피크값(A)에서 휠 감속도의 피크값(A')에 도달하는 데 소요되는 시간을 카운트한다.

그런 후 단계 106과 단계107에서 카운트된 시간이 미리 설정된 시간보다 크고, 휠 감가속도의 피크값(A, A')의 절대값이 미리 설정된 값보다 크며, 이러한 경우가 여러 번 반복되는 경우인지를 판단하고, 단계 S108에서 그러한 경우에는 차량이 인 기어상태로 저마찰노면에서 제동 중인으로 판단한다.

이러한 경우, 인 기어상태로 저마찰노면에서 차량이 ABS 제어를 수행하게 되면, 제동 초기 독특한 바퀴 거동을 보여준다. 즉, 바퀴에 제동압력을 가하지 않아도 슬립이 생겼다 회복되었다를 반복한다. 따라서, 이것을 감지하여 첫 사이클의 듀티비를 맞추게 되면 ABS 제어가 안정되어 차량의 안정성 및 제동감을 개선시킬 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 기어가 인 기어상태인지 중립상태인지를 정확히 판단함으로써 기어 상태별로 적절한 ABS 제어를 수행할 수 있어 ABS 제어성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 수동 변속차량에 마련되고, 기어가 중립상태일 때와 인 기어상태일 때 서로 다른 ABS 제어를 수행하는 안티록 브레이크 시스템에 있어서,

   차륜의 휠 속도를 검출하는 휠 속도검출부,

   상기 휠 속도의 감가속도를 산출하는 휠 감가속도산출부,

   상기 휠 감가속도와 미리 설정된 값을 비교하여 휠 가속도의 피크값과 휠 감속도의 피크값을 출력하는 비교출력부,

   상기 휠 가속도의 피크값로부터 상기 휠 감속도의 피크값에 도달할 때까지의 시간을 카운트하는 시간카운트부,

   ABS 제동 초기에 상기 카운트된 시간이 미리 설정된 시간보다 짧고, 상기 피크값의 절대값이 미리 설정된 값보다 모두 크면, 차량이 인 기어상태로 저마찰노면에서 제동중인 것으로 판단하는 제어부를 포함하는 안티록 브레이크 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 카운트된 시간이 미리 설정된 시간보다 짧고 상기 피크값의 절대값이 미리 설정된 값보다 모두 큰 경우가, 복수 회 반복되면, 상기 차량이 인 기어상태로 저마찰노면에서 제동중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안티록 브레이크 시스템.
3. 수동 변속차량에 마련되고, 기어가 중립상태일 때와 인 기어상태일 때 서로 다른 ABS 제어를 수행하는 안티록 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서,

   차륜의 휠 속도를 검출하고,

   상기 휠 속도의 감가속도를 산출하고,

   상기 휠 감가속도와 미리 설정된 값을 비교하여 휠 가속도의 피크값과 휠 감속도의 피크값을 출력하고,

   상기 휠 가속도의 피크값로부터 상기 휠 감속도의 피크값에 도달할 때까지의 시간을 카운트하고,

   ABS 제동 초기에 상기 카운트된 시간이 미리 설정된 시간보다 짧고 상기 피크값들의 절대값이 미리 설정된 값보다 모두 큰 경우가, 여러 번이면, 차량이 인 기어상태로 저마찰노면에서 제동중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안티록 브레이크 시스템의 제어방법.

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