KR100921283B1 - 브레이크 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크 제어 방법에 관한 것으로, 마스터실린더(300)에 마련된 압력센서에서 오일의 압력을 측정하고, 이를 전자제어장치(500)에서 수신하는 과정인 압력정보수신 단계와; 상기 전자제어장치(500)에서 수신된 수신압력이 이미 설정되어 있는 에이비에스 작동압력 이상인지를 판단하는 단계와; 상기 수신압력이 에이비에스 작동압력 이상인 경우에 진행되는 휠슬립 발생여부를 판단하는 단계와; 상기 휠슬립이 발생되지 않는 경우에 진행되는 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명은 산악 지대나 긴 비탈면에서의 하강 운행 중에 장시간 제동으로 인하여 패드의 온도가 급격하게 증가 되었을 때 발생되는 페이드 현상으로 인한 제동력 상실부분을 일정 부분 보강시켜 줄 수 있기 때문에 제동 안정성 측면에서 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

브레이크, 제어, 전자제어장치, 페이드, 모터

Description

브레이크 제어 방법{Brake Control Method}

본 발명은 페이드 현상이 방지되는 브레이크 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 페이드 현상(Fade)은 자동차가 빠른 속도로 달릴 때 제동을 걸면 브레이크가 잘 작동되지 않는 현상이다.

즉, 페이드 현상은 자동차가 빠른 속도로 달릴 때 운전자가 풋브레이크를 지나치게 사용하면 브레이크가 흡수하는 마찰에너지는 매우 크게 되는데, 이 에너지가 모두 열이 되어 브레이크라이닝과 드럼 또는 디스크의 온도를 상승시키고, 이에 따라 브레이크 패드의 마찰계수가 극히 작아져서 자동차가 미끄러지고 브레이크가 작동되지 않게 되는 현상을 말한다.

이러한 페이드 현상은 긴 내리막길이나 뜨거운 노면 위에서 브레이크 페달을 자주 밟는 경우에 패드(Pad)와 라이닝(Lining)이 가열되어 발생된다.

패드에 사용되는 마찰재는 마찰재 특성상 온도가 증가됨에 따라서 마찰계수가 급격하게 떨어지게 되며, 이 때는 운전자가 같은 압력을 주어도 바퀴의 회전을 정지시킬 수 없다.

따라서, 바퀴가 회전되지 않으면서 미끄러지는 휠 슬립(Wheel Slip)이 발생 되지 않기 때문에 에이비에스(ABS: Anti-lock Brake System)가 작동되지 않는다.

상기와 같이 종래의 차량에는 브레이크 장치의 페이드 현상으로 인하여 제동거리가 길어져 사고의 위험이 높은 문제가 있다.

본 발명은 브레이크 패드의 마찰계수가 줄어드는 상황에서도 페이드 현상이 발생되지 않도록 동일한 제동력이 발휘될 수 있는 브레이크 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명인 브레이크 제어 방법은 마스터실린더(300)에 마련된 압력센서에서 오일의 압력을 측정하고, 이를 전자제어장치(500)에서 수신하는 과정인 압력정보수신 단계와;

상기 전자제어장치(500)에서 수신된 수신압력이 이미 설정되어 있는 에이비에스 작동압력 이상인지를 판단하는 단계와;

상기 수신압력이 에이비에스 작동압력 이상인 경우에 진행되는 휠슬립 발생여부를 판단하는 단계와;

상기 휠슬립이 발생되지 않는 경우에 진행되는 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 방법을 제공한다.

그리고 상기 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계는 상기 전자제어장치(500)에서 상기 에이비에스 장치(400)에 마련된 모터(410)를 구동하여 에이비에스 장치(400) 내에서 이동되는 오일의 유압을 증대시키는 과정일 수 있다.

또한, 상기 휠슬립 발생여부 판단 단계에서 휠슬립이 발생되지 않는 것으로 판단되는 경우에는 휠슬립이 발생될 때까지 상기 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계가 진행될 수 있고, 상기 휠슬립 발생여부 판단 단계에서 휠슬립이 발생되는 경우에는 에이비에스 작동 단계가 진행될 수 있다.

한편, 상기 휠슬립 발생여부 판단 단계는 휠에 마련되어 있는 휠 스피드 센서를 통하여 휠의 회전을 감지하여 이를 상기 전자제어장치(500)에 보내고, 상기 전자제어장치(500)에서 보내온 정보를 통하여 휠슬립이 발생되는지를 판단하는 과정일 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 수신압력이 에이비에스 작동압력 미만인 경우에 진행되는 씨비에스 제동 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 산악 지대나 긴 비탈면에서의 하강 운행 중에 장시간 제동으로 인하여 패드의 온도가 급격하게 증가 되었을 때 발생되는 페이드 현상으로 인한 제동력 상실부분을 일정 부분 보강시켜 줄 수 있기 때문에 제동 안정성 측면에서 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

그리고 이미 사용되고 있는 장치들을 이용하기 때문에 별도의 설치비용 등이 절약되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 브레이크 패드의 온도가 변할 때 패드 마찰계수와 에이비에스 작동압의 상관관계를 나타내는 그래프이고, 도 2는 페이드 현상이 발생되지 않도록 제어하는 과정이 나타나는 순서도이고, 도 3은 페이드 현상이 발생될 것으로 판단되는 경우에 가압 상태의 유압흐름도이며, 도 4는 도 3의 가압 상태의 유압을 나타내는 그래프이다.

도 1에서 패드 마찰계수와 에이비에스 작동압의 반비례 관계를 알 수 있다. 패드 페이드 증가 시점 A 이후로는 에이비에스 작동압이 급격하게 증가 된다.

따라서, 패드 페이드 증가 시점 A 이후의 브레이크 패드 온도 상태에서는 페이드 현상을 제거하기 위해서 운전자가 브레이크 페달(100)을 밟아서 낼 수 있는 최대 압력 이상의 압력이 필요하다.

본 발명에서는 페이드 현상을 제거하기 위해서 기계적으로 모터(410)를 구동하여 유압을 강제 구동시킴으로써 운전자가 브레이크 페달(100)을 밟아서 낼 수 있는 압력 이상의 압력을 보충하게 된다.

한편, 본 발명에서 페이드 현상을 제거하기 위해서 유압을 강제 구동시킴으 로써 운전자가 브레이크 페달(100)을 밟아서 낼 수 있는 압력 이상의 압력을 보충해야하는 이유를 식으로 표현하면 다음과 같다.

즉, 제동 토크는,

T = BF * A * LP * r ----- (식 1)

과 같이 표현 될 수 있다.

[T : 제동 토크, BF: 마찰계수, A: 휠 실린더 면적

LP : 브레이크 유압, r: 디스크 유효반경]

상기 식 1에서 에이비에스가 작동되기 위한 제동 토크 T=α 라고 할 때 브레이크에 페이드 현상이 발생되어 패드 마찰계수인 BF값이 떨어지게 되면 제동 토크 T는 상기 α 보다 떨어지게 된다.

그리고 상기 α 보다 떨어진 제동 토크 T를 보충하기 위해서는 상기 식 1에서 브레이크 장치에 의해서 고정된 값을 가지는 상기 휠 실린더 면적 A와 디스크 유효반경 r을 제외한 브레이크 유압 LP값을 증가 시키는 방법 밖에 없다.

따라서, 이하에서는 에이비에스(ABS)가 작동될 수 있는 토크를 내기 위해서는 에이비에스 장치(400)의 모터(410)를 강제 구동시킴으로 LP 값을 증가시키는 브레이크 제어 방법을 설명하고자 한다.

본 발명인 브레이크 제어 방법은 도 2와 같이 제동시작 단계인 제 1 단계(S100)와, 상기 제 1 단계(S100)를 거친 후에 진행되는 압력정보수신 단계인 제 2 단계(S200)와, 상기 제 2 단계(S200)를 거친 후에 진행되는 제 2 단계(S200)에서 얻은 수신압력이 에이비에스 작동압력 이상인지를 판단하는 단계인 제 3 단계(S300)와, 상기 제 3 단계(S300)에서 수신압력이 에이비에스 작동압력 미만인 경우에 진행되는 씨비에스 제동 단계인 제 4 단계(S400)와, 상기 제 3 단계(S300)에서 수신압력이 에이비에스 작동압력 이상인 경우에 진행되는 휠슬립 발생여부를 판단하는 단계인 제 5 단계(S500)와, 상기 제 5 단계(S500)에서 휠슬립이 발생되지 않는 경우에 진행되는 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계인 제 6 단계(S600)와, 상기 제 6 단계(S600)를 거친 후에 다시 상기 제 5 단계(S500)가 진행되어 휠슬립이 발생되는 경우에 진행되는 에이비에스 작동 단계인 제 7 단계(S700)를 포함하여 구성된다.

상기 제 1 단계(S100)인 제동시작 단계는 운전자가 주행 중에 브레이크를 작동시키기 위해서 브레이크 페달(100)을 밟는 과정이고, 이 과정에서 페달(100)에 발생된 압력은 부스터(200)를 통하여 증폭된 후에 마스터실린더(300)를 통하여 에이비에스 장치(400)로 오일을 보내게 된다.

그리고 상기 제 2 단계(S200)인 압력정보수신 단계는 마스터실린더(300)에 마련된 압력센서에 의해서 마스터실린더(300)에서 에이비에스 장치(400)로 보내지는 오일의 압력을 측정하고, 이를 전자제어장치(ECU: Electric Control Unit)(500)에서 수신하는 과정이다.

상기 제 3 단계(S300)인 수신압력이 에이비에스 작동압력 이상인지를 판단하는 단계는 상기 전자제어장치(500)에서 수신된 수신압력이 각각의 차량마다 이미 설정되어 있는 에이비에스 작동압력 이상인지를 판단하는 과정이다.

그리고 상기 제 4 단계(S400)는 상기 제 3 단계(S300)에서 수신압력이 에이비에스 작동압력 미만인 경우에 진행되는 씨비에스(CBS: Conventional Brake System) 제동 단계이고, 상기 씨비에스 제동 단계는 에이비에스 장치(400)가 작동되지 않는 상태에서 브레이크가 작동되는 일반적인 제동과정이다.

한편, 상기 제 5 단계(S500)는 상기 제 3 단계(S300)에서 수신압력이 에이비에스 작동압력 이상인 경우에 진행되는 휠슬립(Wheel Slip) 발생여부를 판단하는 단계이고, 상기 휠슬립 발생여부 판단 단계는 휠에 마련되어 있는 휠 스피드 센서를 통하여 휠의 회전을 감지하여 이를 상기 전자제어장치(500)에 보내고, 상기 전자제어장치(500)에서 보내온 정보를 통하여 휠슬립이 발생되는지를 판단하는 과정이다.

그리고 상기 제 6 단계(S600)는 상기 제 5 단계(S500)에서 휠슬립이 발생되지 않는 경우에 진행되는 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계이고, 상기 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계는 상기 전자제어장치(500)에서 휠슬립이 발생되지 않는 것으로 판단하고 상기 에이비에스 장치(400)에 마련된 모터(410)를 구동하여 에이비에스 장치(400) 내에서 이동되는 오일의 유압을 증대시키는 과정이다.

이 과정에서 휠슬립이 발생되지 않는다는 것은 에이비에스 작동압력 이상으로 운전자가 압력을 주었음에도 휠슬립이 발생되지 않는다는 것으로 전자제어장치(500)에서는 이 상태를 페이드 현상이 발생되었다고 판단하고 상기 에이비에스 장치(400)에 마련된 모터(410)를 구동하여 에이비에스 장치(400) 내에서 이동되는 오일의 유압을 증대시킨다.

이때, 상기 에이비에스 장치(400) 내부의 유압 흐름은 도 3과 같이 가압상태의 유압흐름을 나타내고, 도 4는 페이드 현상이 발생되는 유압크기를 나타내는 제 1 선(710)과 페이드 현상이 방지되는 유압크기를 나타내는 제 2 선(720)이 시각화 되어 있다.

상기 가압상태의 유압흐름은 일반적으로 알려진 것으로 자세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 제 6 단계(S600)를 거친 후에는 다시 제 5 단계(S500)가 진행되는데, 제 5 단계(S500)에서 휠슬립이 발생되지 않는 경우에는 휠슬립이 발생될 때까지 제 6 단계(S600)와 제 5 단계(S500)가 반복된다.

한편, 상기 제 7 단계(S700)는 상기 제 5 단계(S500)가 진행되어 휠슬립이 발생되는 경우에 진행되는 에이비에스 작동 단계이며, 상기 에이비에스 작동 단계를 통하여 제동거리를 줄이고 차량의 안정성을 높이는 에이비에스 장치(400)의 기능이 이루어진다.

한편, 위에서 설명된 모터(410)나 센서 등의 장치는 이미 브레이크 장치에 사용되고 있는 것으로 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 본 발명은 산악 지대나 긴 비탈면에서의 하강 운행 중에 장시간 제동으로 인하여 패드의 온도가 급격하게 증가 되었을 때 발생되는 페이드 현상으로 인한 제동력 상실부분을 일정 부분 보강시켜 줄 수 있기 때문에 제동 안정성 측면에서 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

그리고 이미 사용되고 있는 장치들을 이용하기 때문에 별도의 설치비용 등이 절약되는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 브레이크 패드의 온도가 변할 때 패드 마찰계수와 에이비에스 작동압의 상관관계를 나타내는 그래프.

도 2는 페이드 현상이 발생되지 않도록 제어하는 과정이 나타나는 순서도.

도 3은 페이드 현상이 발생될 것으로 판단되는 경우에 가압 상태의 유압흐름도.

도 4는 도 3의 가압 상태의 유압을 나타내는 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 페달 200: 부스터

300: 마스터실린더 400: 에이비에스 장치

410: 모터 500: 전자제어장치

Claims (6)

1. 마스터실린더(300)에 마련된 압력센서에서 오일의 압력을 측정하고, 이를 전자제어장치(500)에서 수신하는 과정인 압력정보수신 단계와;

   상기 전자제어장치(500)에서 수신된 수신압력이 이미 설정되어 있는 에이비에스 작동압력 이상인지를 판단하는 단계와;

   상기 수신압력이 에이비에스 작동압력 이상인 경우에 진행되는 휠슬립 발생여부를 판단하는 단계와;

   상기 휠슬립이 발생되지 않는 경우에 진행되는 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계는 상기 전자제어장치(500)에서 상기 에이비에스 장치(400)에 마련된 모터(410)를 구동하여 에이비에스 장치(400) 내에서 이동되는 오일의 유압을 증대시키는 과정인 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 휠슬립 발생여부 판단 단계에서 휠슬립이 발생되지 않는 것으로 판단되 는 경우에는 휠슬립이 발생될 때까지 상기 모터(410) 구동을 통한 유압 증대 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 방법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,

   상기 휠슬립 발생여부 판단 단계에서 휠슬립이 발생되는 경우에는 에이비에스 작동 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 휠슬립 발생여부 판단 단계는 휠에 마련되어 있는 휠 스피드 센서를 통하여 휠의 회전을 감지하여 이를 상기 전자제어장치(500)에 보내고, 상기 전자제어장치(500)에서는 보내온 정보를 통하여 휠슬립이 발생되는지를 판단하는 과정인 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 방법.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 수신압력이 에이비에스 작동압력 미만인 경우에는 씨비에스 제동 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 방법.

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