KR101274846B1 - 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법에 관한 것으로, 언덕길과 같은 비대칭 노면에서 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템 작동 시, 바퀴가 굴러가기 어려운 정도로 휠에 과도한 제동압력이 가해지지 않도록 해, 구동력을 분배 제어하는 차동 기어에 의한 헌팅 현상을 방지하여 안정적인 주행 상태를 유지하도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 작동 제어는, 주행중인 차량의 바퀴에서 슬립(Slip)이 발생되는지 여부를 판단해, 슬립 발생인 경우 트랙션 콘트롤 시스템(TCS)을 작동시켜 제어를 수행하고, 트랙션 콘트롤 시스템제어를 수행하는 과정에서 지속적인 제동 압력 크기를 측정해 제동압력이 일정수준에 다다르면, 그 이후부터 제동압력의 상승기울기를 조정하는 TCS 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법{Braking pressure control method of Brake Traction Control System}

도 1은 본 발명에 따른 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법의 순서도

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 산출 제어표

도 3(가),(나)는 본 발명에 따르지 않는 경우와 따른 경우의 시험 데이터 선도

본 발명은 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비대칭 노면 조건에서 과도한 제동 압력이 발생되지 않도록 하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 운전자의 브레이크 페달 조작력을 배력하는 유압을 이용해 주행중인 차량을 제동하는 제동시스템은, 회전중인 차륜을 잡아 회전을 못하게 하는 단 순 방식으로 인해 차량의 주행 상태와 노면 조건에 따라 최적의 제동 성능을 구현하지 못하게 된다.

이와 같은, 단순 제동시스템의 한계를 극복하기 위해 차륜속도로부터 연산되는 슬립률에 따라 휠에 가해지는 제동압을 적절히 조절하여 바퀴의 록킹(locking)을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti lock brake system)을 사용하거나 또는, 차량의 급 발진이나 급 가속시 과대한 슬립을 방지하기 위해 엔진의 구동력을 조절하는 트랙션 콘트롤 시스템(Traction control system)을 이용하여, 차량의 안정성을 향상하게 된다.

이러한 트랙션 콘트롤 시스템(TCS)에서 더 나아가 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템(Brake Traction Control System; BTCS)은, 차량의 출발 시 차륜과 노면의 슬립(Slip)현상을 방지하여 차량이 원활하게 출발할 수 있도록 제어를 수행하는 방식이다.

이를 위해 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템 방식의 전형적인 유압 회로는, 트랙션 콘트롤 시스템의 유압 회로에서 마스터 실린더의 출구측 유로와 유압펌프의 입구측 유로를 연결하는 우회 유로을 구비하며, 상기 우회 유로에는 왕복형 유압밸브가 설치되고, 상기 마스터 실린더의 출구측과 고압어큐뮬레이터의 출구측을 연결하는 유로에는 평소 열린 상태를 유지하는 트랙션 컨트롤 용 솔레노이드 밸브가 설치되며, 상기 고압어큐뮬레이터의 출구측에서 마스터 실린더의 출구측을 연통시키는 우회 유로에는 릴리프 밸브를 설치한 구성을 갖게 된다.

이에 따라 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템 방식은 특수한 노면 조건인 빙판 길과 같은 미끄러운 노면에서 차량의 제동력을 제어하여 최대의 구동력을 얻도록 해, 특히 언덕길 같은 곳의 미끄러운 노면에서 트랙션 콘트롤 시스템을 이용한 제어를 보다 정밀하게 수행할 수 있게 한다.

그러나, 이러한 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템 방식을 사용하더라도, 차량의 중심을 기준으로 좌측과 우측의 노면상태가 다른 비대칭 노면을 갖는 언덕과 같은 오르막길에서 휠에 과도한 제동압력이 가해지면, 바퀴가 굴러가기 어려운 정도에 다다라 차동 기어에서는 엔진의 구동토크가 제동력이 걸리지 않은 반대편 구동 바퀴로 보내, 결국 한쪽 바퀴는 돌지 않고 반대편만 구동하게 되어 상당히 불안정한 제어가 되면서, 차동 기어의 이러한 작용으로 인해 헌팅 현상(Hunting Effect, 제동압력이 좌우로 번갈아 가해지는 현상)이 발생되어져 차량의 불안정성을 오히려 가중시키는 현상을 가져오게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 언덕길과 같은 비대칭 노면에서 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템 작동 시, 바퀴가 굴러가기 어려운 정도로 휠에 과도한 제동압력이 가해지지 않도록 해, 구동력을 분배 제어하는 차동 기어에 의한 헌팅 현상을 방지하여 안정적인 주행 상태를 유지하도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주행중인 차량 바퀴의 슬립 율과 휠 가속도에 의해 슬립(Slip)이 판단되면 TCS(트랙션 콘트롤 시스템)제어를 시작하고, 슬립이 해소되면 TCS 제어 수행을 중지해 초기화하는 단계;

TCS 제어 수행 중 지속적으로 측정된 제동 압력 크기에 따라 TCS 제어를 지속하거나, 제동압력의 상승기울기를 조정하는 TCS 제어를 수행하기 위해 펌프 모터와 밸브의 작동시간과 더불어 펌프의 단위시간당 토출량과 휠 실린더의 체적을 계산하여, 현재 휠에 가해지는 제동 압력 크기를 산출하는 단계;

제동 압력 증가율을 측정하도록 판단 시점부터 펌프 모터와 밸브의 작동시간을 카운트(Count)하는 단계;

휠에 가해지는 제동 압력이 과도하게 증가함에 따라 발생되는 휠 불안정성 여부를 판단하여, 필요 시 제동 압력 기울기를 조정해 휠 불안정성을 약화시키는 단계;

휠 불안정성에 따른 제동 압력 기울기를 조정해 휠 불안정성이 해소될 때까지 모터와 밸브를 동시에 제어하고, 휠 불안정성 해소 시 주행중인 차량의 차량속도를 측정하면서 바퀴의 슬립(Slip)발생 여부에 따라 필요 시 TCS 제어를 반복 수행해주는 단계; 로 수행되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 휠 불안정성 해소를 위한 제어가 반복 수행될 때, 반복되는 제어 과정에서 최적의 제동 압력을 맞추기 위해서 이전 제어 사이클(Cycle)에 비해 보다 작은 증압 기울기로 제동 압력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법의 순서도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 작동 제어는 주행중인 차량의 바퀴에서 슬립(Slip)이 발생되는지 여부를 판단해, 슬립 발생인 경우 트랙션 콘트롤 시스템(이하 TCS라 함)을 작동시키게 된다.

이때, 상기 TCS 제어를 시작하는 슬립(Slip)의 판단은 측정 바퀴의 슬립 율(Slip Ratio, (바퀴속도-차량속도)/바퀴속도)과 휠 가속도에 의해 결정된다.

이와 같이 휠 슬립이 일정임계값 이상이 되어 바퀴가 미끄러진다고 판단됨에 따라 TCS 제어를 수행하는 과정에서, 지속적인 제동 압력 크기를 측정해 제동압력이 일정수준에 다다르면 그 이후부터 제동압력의 상승기울기를 조정하는 TCS 제어를 수행하게 된다.

이때, 측정되는 제동압력이 일정수준에 다다르지 않은 상태에서 슬립 현상이 해소되면 TCS 제어를 종료하게 된다.

또한, 측정된 제동압력이 일정수준에 다다른다는 것은, 가해진 제동 압력으로 인해 바퀴가 멈추기(Locking) 전까지로서, 브레이크 사양에 따라 달리 산출되어진다.

이어 제동압력의 상승기울기를 조정하는 TCS 제어를 수행하게 되면, 우선적으로 펌프 모터와 밸브의 작동시간과 더불어 펌프의 단위시간당 토출량과 휠 실린더의 체적을 계산하여, 현재 휠에 가해지는 제동 압력 크기를 산출한다.

이와 같이 산출된 휠의 제동 압력 크기가 일정수준에 다다를 위험성이 있으면서 지속적인 증가를 가져오는 경우, 판단 시점부터 펌프 모터와 밸브의 작동시간 을 카운트(Count)하여 제동 압력 증가율을 측정하게 된다.

이때, 제동 압력 증가율은 과도한 제동압력에 다다르기 전에 최적의 구동력을 얻을 수 있는 시점까지만 증압이 되도록 제어하며, 이를 위한 압력예측 방법은 일례로 ON-OFF 제어방식인 밸브의 ON 시간을 측정한 다음, 일정압력(차동기어에 의해 구동력이 옮겨지지 않을 만큼)까지는 일반적인 제어를 수행하는 반면, 그 시점 이후부터는 압력 유지의 시간을 늘려 증압 기울기를 조절하는 방식으로 수행되어진다.

이어 휠에 가해지는 제동 압력이 과도하게 증가함에 따라 발생되는 휠 불안정성 여부를 판단하여, 필요 시 제동 압력 기울기를 조정해 휠 불안정성을 약화시키게 된다.

이때, 휠 불안정성에 대한 판단은 구동륜에 가해지는 제동압력이 과다한 경우 휠 감속도가 급속히 커지는 현상을 통해 알 수 있으며, 이는 일정 제동 압력이상에서 휠 감속도가 커질 때 구동륜이 불안정한 상태이므로 휠 불안정성에 대한 판단을 하게 된다.

또한, 휠 불안정성에 따른 제동 압력 기울기 조정은 도 2에 도시된 바와 같이, 정해진 기준에 따라 소, 중, 대로 분류한 슬립율의 크기와 감속, 등속, 가속으로 분류한 휠 가속도를 서로 조합하여 산출한다. 슬립율의 크기(소, 중, 대)의 3가지 조건과 휠 가속도(감속, 등속도, 가속)의 3가지 조건을 조합하면 도 2에 도시된 바와 같이, 9가지 경우가 나오는데, '슬립율 대 - 휠 감속', '슬립율 중 - 휠 등속', '슬립율 소 - 휠 가속' 인 경우에는 슬립율이 유지되는 상태이므로 증압 기울기를 유지하고, '슬립율 대 - 휠 등속', '슬립율 대 - 휠 가속', '슬립율 중 - 휠 가속'인 경우에는 슬립율이 증가하는 상태이므로 증압 기울기를 낮추며, '슬립율 중 - 휠 감속', '슬립율 소 - 휠 등속 ', '슬립율 소 - 휠 가속'인 경우에는 슬립율이 감속하는 상태이므로 증압 기울기를 높이도록 제어한다. 예를 들어 슬립율이 큰 값(대)이면서 휠 가속 상태이면 슬립율이 증가 상태이므로 이에 맞추어 증압 기울기를 낮추어준다.

이어 휠 불안정성에 따른 제동 압력 기울기를 조정 예를 들어, 증압 기울기를 낮추는 방향으로 제어가 되는 경우, 모터와 밸브에 대한 작동을 제동 압력이 줄 어들도록 제어해 휠 불안정성이 해소되면, 주행중인 차량의 차량속도를 측정하면서 바퀴의 슬립(Slip)발생 여부를 감지해 필요 시 TCS 제어를 반복 수행해주게 된다.

한편, 이와 같은 증압 기울기를 낮추면서 제동 압력을 맞추는 제어가 반복 수행되는 경우, 지속적으로 측정되는 정보를 통해 슬립율의 크기(소, 중, 대)와 휠 가속도(감속, 등속도, 가속)등을 통해 증압 기울기 조절 값을 산출해 제어를 수행하게 되며, 이때 반복되는 제어 과정에서는 최적의 제동 압력을 맞추기 위해서 이전 제어 사이클(Cycle)에 비해 보다 작은 증압 기울기로 제동 압력을 제어하게 되며, 이는 휠의 불안정성을 감소하고 보다 편안함(Comfort)을 주기 위함이다.

이와 같이 주행중인 차량의 슬립(Slip) 발생 시 TCS을 작동시켜 제어를 수행하고, 이와 같은 TCS를 수행하는 과정에서 지속적인 제동 압력 크기를 측정해 제동압력이 일정수준에 다다르면, 그 이후부터 제동압력의 상승기울기를 조정하는 TCS 제어를 수행함에 따라, TCS제어 만 수행하는 도3(가)에 비해 본 발명을 나타낸 도3(나)에서 알 수 있는 것 같이 차동기어로 인해 발생되는 헌팅 현상이 방지된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 슬립(Slip)제어를 위한 트랙션 콘트롤 시스템(TCS) 제어를 수행하는 과정에서 지속적으로 측정되는 제동압력의 크기에 따라, 제동압력의 상승기울기를 조정하는 TCS 제어를 수행해 언덕과 같은 오르막길에서 휠에 과도한 제동압력이 가해지면서 발생되는 헌팅 현상을 방지는 물론 승차감도 증진할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 제동압력의 상승기울기를 조정하는 TCS 제어를 수행함에 따라 헌팅 현상이 방지되므로, 특히 미끄러운 언덕길에서 가속성능 향상할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 주행중인 차량 바퀴의 슬립 율과 휠 가속도에 의해 슬립(Slip)이 판단되면 TCS(트랙션 콘트롤 시스템)제어를 시작하고, 슬립이 해소되면 TCS 제어 수행을 중지해 초기화하는 단계;

   TCS 제어 수행 중 지속적으로 측정된 제동 압력 크기에 따라 TCS 제어를 지속하거나, 제동압력의 상승기울기를 조정하는 TCS 제어를 수행하기 위해 펌프 모터와 밸브의 작동시간과 더불어 펌프의 단위시간당 토출량과 휠 실린더의 체적을 계산하여, 현재 휠에 가해지는 제동 압력 크기를 산출하는 단계;

   제동 압력 증가율을 측정하도록 판단 시점부터 펌프 모터와 밸브의 작동시간을 카운트(Count)하는 단계;

   휠에 가해지는 제동 압력이 과도하게 증가함에 따라 발생되는 휠 불안정성 여부를 판단하여, 필요 시 제동 압력 기울기를 조정해 휠 불안정성을 약화시키는 단계;

   휠 불안정성에 따른 제동 압력 기울기를 조정해 휠 불안정성이 해소될 때까지 모터와 밸브를 동시에 제어하고, 휠 불안정성 해소 시 주행중인 차량의 차량속도를 측정하면서 바퀴의 슬립(Slip)발생 여부에 따라 필요 시 TCS 제어를 반복 수행해주는 단계;

   로 수행되는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제동압력의 일정수준은 가해진 제동 압력으로 인해 바퀴가 멈추기(Locking) 전까지인 것을 특징으로 하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제동 압력 증가율은 과도한 제동압력에 다다르기 전에 최적의 구동력을 얻을 수 있는 시점까지만 증압이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 휠 불안정성에 대한 판단은 휠 감속도가 급속히 커질 때인 것을 특징으로 하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 휠 불안정성에 따른 제동 압력 기울기 조정은, 정해진 기준에 따라 소, 중, 대로 분류한 슬립율의 크기와 감속, 등속, 가속으로 분류한 휠 가속도를 서로 조합하여 산출하는 것을 특징으로 하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 휠 불안정성 해소를 위한 제어가 반복 수행될 때, 반복되는 제어 과정에서 최적의 제동 압력을 맞추기 위해서 이전 제어 사이클(Cycle)에 비해 보다 작은 증압 기울기로 제동 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 제동 압력 제어 방법.

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