KR101619418B1 - 차량의 제동 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동 장치는 브레이크 페달의 조작 상태, 차속, 차량의 감속도를 포함하는 운전 정보를 감지하는 감지부; 차량의 휠에서 발생하는 슬립을 감지하여 상기 휠에 인가되는 제동력을 제어하는 ABS; 및 상기 감지부를 통해 감지되는 브레이크 페달의 조작 상태, 차속, 및 차량의 감속도부터 차량의 제동 상태를 판단하고, 차량의 제동 상태에 따라 상기 ABS에 의한 제어와 차량의 피치 모션을 저감시키는 의한 피치 모션 제어를 선택적으로 수행하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 차량의 제동 장치 및 방법에 의하면, 차량의 급제동에 의해 피치 모션이 발생할 때, 피치 모션을 최소화하는 피치 모션 제어를 수행함으로써, 차량의 제동 거리를 최소화할 수 있다.

Description

차량의 제동 장치 및 방법 {BRAKE APPARARATUS OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 제동 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이 급제동할 때 발생하는 피치 모션을 최소화하여 제동 거리를 단축시킬 수 있는 차량의 제동 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 유압 브레이크에서는 브레이크 페달의 작동에 의해 제동 유압이 차륜에 인가되어 제동이 이루어진다. 이때, 노면과 타이어 사이의 정지 마찰력보다 큰 제동력이 타이어에 가해질 경우 타이어가 노면에서 미끄러지는 슬립 현상이 발생한다.
운동마찰계수는 정지마찰계수보다 작으므로 최상의 제동이 이루어지기 위해서는 이러한 슬립 현상이 방지되어야 한다. 또한, 이러한 슬립 현상으로 인해 브레이크 작동시 핸들 잠김 현상이 방지되어야 한다.
따라서, 각 차륜이 유압 브레이크로 인가되는 제동 유압을 제어하여 슬립 현상 또는 핸들 잠김 현상이 발행하는 것을 방지하고 안정된 제동력을 확보하기 위해 ABS(Antilock Brake System)가 사용되고 있다. ABS는 기본적으로 각 유압 브레이크 측으로 전달되는 제동 유압을 제어하기 위한 다수의 솔레노이드 밸브와, 어큐물레이터, 유압 펌프 등의 유압제어장치, 그리고 전기/전자 부품을 제어하기 위한 ECU(Electric Control Unit)를 포함하여 구성된다.
ABS는 차량의 급제동시 또는 미끄러운 노면에서 브레이크 작동으로 발생하는 바퀴의 슬립을 감지하여 제동 유압을 감압 또는 유지 또는 증압함으로써 적당한 코너링 포스를 확보하고, 조향 안정성을 유지하면서 차량이 최단 거리에서 정지할 수 있도록 제어한다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 급제동을 위해 운전자가 강하게 브레이크 페달을 밟으면, 차체의 무게 중심이 서스펜션보다 높은 위치에 있기 때문에 차체의 앞 부분이 고꾸라지는 피치 모션(다른 표현으로 '노우즈다이브(nosedive)' 현상)이 발생한다.
이때, ABS가 동작하면, 유압제어장치에 의해 차륜에 높은 제동 유압이 형성되고, 이후, 차륜에 인가되는 제동 유압이 줄어들면서 차량의 감속도가 손실된다. 이로 인해 차량의 제동 거리가 증가하는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량이 급제동할 때 발생하는 피치 모션에 의해 차량의 제동 거리가 증가하는 것을 방지하는 차량의 제동 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동 장치는 브레이크 페달의 조작 상태, 차속, 차량의 감속도를 포함하는 운전 정보를 감지하는 감지부; 차량의 휠에서 발생하는 슬립을 감지하여 상기 휠에 인가되는 제동력을 제어하는 ABS; 및 상기 감지부를 통해 감지되는 브레이크 페달의 조작 상태, 차속, 및 차량의 감속도부터 차량의 제동 상태를 판단하고, 차량의 제동 상태에 따라 상기 ABS에 의한 제어와 차량의 피치 모션을 저감시키는 의한 피치 모션 제어를 선택적으로 수행하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 감지부로부터 감지되는 차량이 감속도가 일정값 이상이고, 상기 감지부부터 감지되는 차속 및 차량의 감속도의 변화량으로부터 산출되는 피치 계수가 제1 설정값 이상이면 상기 피치 모션 제어를 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 피치 계수가 제2 설정값 보다 작으면 상기 피치 모션 제어를 중단하고, 상기 ABS 제어를 수행할 수 있다.
상기 피치 모션 제어는 상기 휠에 일정 시간 동안 일정 크기의 제동력을 인가한 후, 상기 피치 계수에 따라 상기 휠에 인가되는 제동력을 단계적으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 차량의 제동 방법은 차량의 제동 여부를 판단하는 단계; 차량이 급제동 상태인지를 판단하는 단계; 차량의 속도와 감속도로부터 피치 계수를 산출하는 단계; 차량이 급제동 상태이고 상기 피치 계수가 일정값 이상인지를 판단하는 단계; 및 차량이 급제동 상태이고 상기 피치 계수가 일정값 이상이면, 차량의 휠에 일정 시간 동안 일정 크기의 제동력을 인가한 후, 단계적으로 제동력의 크기를 증가시키는 피치 모션 제어를 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
차량의 감속도가 일정 크기 이상이면 차량이 급제동 상태인 것으로 판단할 수 있다.
상기 피치 계수는 차량의 속도 및 차량의 감속도로부터 맵 데이터로 저장될 수 있다.
상기 피치 계수가 제2 설정값보다 작으면, 상기 피치 모션 제어를 중단하고, ABS 제어를 수행할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 차량의 제동 장치 및 방법에 의하면, 차량의 급제동에 의해 피치 모션이 발생할 때, 피치 모션을 최소화하는 피치 모션 제어를 수행함으로써, 차량의 제동 거리를 최소화할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 차량의 급제동시 발생하는 피치 모션을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 차량의 감속도, 피치 계수, 및 제동력의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 차량의 속도, 제동력, 및 감속도를 도시한 그래프이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 제동 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 제동 장치는 차량의 운전 정보를 감지하는 감지부(20)와, 차량에 구비된 휠(10)에서 발생하는 슬립을 감지하여 상기 휠(10)에 인가되는 제동력을 제어하는 ABS(30)(antilock brake system), 및 상기 감지부(20)를 통해 감지되는 운전 정보로부터 차량의 제동 상태를 판단하고, 상기 ABS(30)에 의한 제어와 차량의 피치 모션을 저감시키는 의한 피치 모션 제어를 선택적으로 수행하는 제어부(40)를 포함한다.
상기 감지부(20)는 운전자의 조작에 의한 브레이크 페달의 조작 상태, 차량의 속도, 및 차량의 감속도를 포함하는 전반적인 운전 정보를 감지하고, 감지된 운전 정보는 상기 제어부(40)로 제공된다.
운전자에 의한 상기 브레이크 페달의 조작은 차량에 구비된 브레이크 페달 센서로부터 감지될 수 있다. 상기 차량의 속도는 차량의 휠(10)에 구비된 휠속 센서로부터 감지될 수 있다. 그리고 상기 차량의 감속도는 상기 휠(10)에 구비된 가속도 센서로부터 감지될 수 있고, 상기 휠속 센서로부터 감지된 휠 속도를 미분하여 감지할 수도 있다.
상기 제어부(40)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.
상기 제어부(40)는 상기 브레이크 페달의 조작 상태와 차량의 감속도에 따라 차량이 급제동 상태인지 여부를 판단한다. 구체적으로, 상기 브레이크 페달이 조작되고 상기 차량의 감속도가 일정값 이상이면 차량이 급제동 상태인 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부(40)는 차량의 속도 및 차량의 감속도의 변화량으로부터 피치 계수를 산출한다. 상기 피치 계수는 차량의 급제동으로 인해 차량의 앞 부분이 전방으로 고꾸라지는 현상을 정량적으로 판단하기 위한 것이다. 상기 피치 계수는 차량의 속도 및 차량의 감속도에 따라 맵 데이터 형식으로 상기 제어부(40)에 기 저장된다.
상기 피치 계수가 제1 설정값 이상이면 상기 제어부(40)는 피치 모션 제어를 수행한다.
상기 피치 모션 제어는 차량의 급제동시에 차량의 앞 부분이 전방으로 고꾸라지는 것을 방지하기 위해, 차량의 휠(10)에 인가되는 제동력을 일정량 제한하는 방법이다. 구체적으로, 상기 피치 모션 제어는 상기 휠(10)에 일정 시간 동안 일정 크기의 제동력을 인가한 후, 상기 피치 계수가 제2 설정값보다 작아질 때까지 상기 휠(10)에 인가되는 제동력을 단계적으로 증가시킨다.
상기 피치 계수가 제2 설정값보다 작아지면 상기 피치 모션 제어를 중단하고, 상기 휠(10)의 슬립이 발생하면 상기 ABS(30)를 통해 휠 슬립을 감지하여 휠 슬립이 발생하거나 핸들 잠김 현상을 방지하기 위한 ABS(30) 제어를 수행한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 제동 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동 방법을 도시한 순서도이다. 도 4는 차량의 감속도, 피치 계수, 및 제동력의 관계를 도시한 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제어부(40)는 상기 감지부(20)를 통해 차량이 제동상태인지 여부를 판단한다(S10). 차량이 제동 상태인지 여부를 브레이크 페달 센서로부터 전달되는 신호로부터 판단할 수 있다.
차량이 제동 상태이면, 상기 제어부(40)는 상기 감지부(20)로부터 감지된 차량의 감속도로부터 차량이 급제동 상태인지 여부를 판단한다(S20). 이때, 상기 제어부(40)는 차량의 감속도가 설정값(도 4의 'a' 참조) 이상이면 차량이 급제동 상태(도 4의 't1' 참조)인 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부(40)는 피치 계수를 산출한다(S30). 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 피치 계수는 상기 차속 및 상기 차량의 감속도에 따라 맵 데이터 형식으로 저장될 수 있다.
상기 피치 계수가 제1 설정값(도 4의 'b' 참조) 이상이면(S40), 상기 제어부(40)는 차량의 급제동으로 인해 차량의 앞 부분이 고꾸라지는 현상인 피치 모션이 발생한 것으로 판단하고, 't2' 시각부터 피치 모션 제어를 수행한다(S50).
구체적으로, 상기 피치 모션 제어는 일정 시간 동안 일정 크기의 제동력을 상기 휠(10)에 인가한다.
그리고 상기 피치 계수를 제2 설정값과 비교하여, 상기 피치 계수가 제2 설정값 이상이면, 상기 S20 단계로 이동하여, 상기 휠(10)에 인가되는 제동력을 단계적으로 증가시킨다. 상기 피치 계수가 상기 제2 설정값보다 작다는 것은 피치 모션이 발생하지 않는다는 것을 의미한다. 이때, 상기 제2 설정값은 상기 제1 설정값보다 작게 설정된다.
다시 말해, 상기 피치 계수가 제1 설정값(도 4의 'b' 참조)일 때(도 4의 't2' 참조)부터 제2 설정값(도 4의 'c' 참조)보다 작아질 때(도 4의 't3' 참조)까지 상기 휠(10)에 인가되는 제동력을 단계적으로 증가시킨다.
즉, 상기 피치 계수가 상기 제1 설정값보다 크면 상기 피치 모션 제어를 수행하고, 상기 피치 계수가 상기 제2 설정값보다 작아질 때까지 상기 피치 모션 제어를 수행함으로써, 상기 휠(10)에 인가되는 제동력을 단계적으로 증가시킨다(도 4의 제동력 그래프의 '피치모션 제어구간' 참조).
만약, 상기 피치 모션 제어를 위한 피치 계수가 제2 설정값보다 작으면(S60), 상기 제어부(40)는 피치 모션 제어를 중단한다.
이후, 상기 감지부(20)를 통해 차량의 휠(10)의 상태를 감지하여, 상기 휠(10)에 슬립이 발생하면(S70), 일반적인 ABS(30)에 의한 ABS(30) 제어 단계를 수행하여(S80), 휠(10)의 슬립과 핸들 잠김 현상을 방지한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동 방법과 종래 기술에 의한 차량의 제동 방법을 비교하여 설명한다. 종래 기술에 의한 차량의 제동 방법은 차량이 급제동할 때, 휠 슬립을 감지하여 ABS(30) 제어만을 수행하는 것을 말한다.
도 5는 차량의 속도, 제동력, 및 감속도를 도시한 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 차속이 급격하게 감소할 때, ABS(30) 제어만을 수행하면, ABS(30) 제어 초기에 휠(10)에 높은 제동력이 인가되었다가 다시 감소된다. 이로 인해, 휠속이 급격하게 감소하다가 다시 급격하게 증가한다. 이로 인해, 차량의 감속도가 증가하다가 감소(도 5의 'x' 표시 부분 참조)되고, 차량의 제동거리가 증가되는 것을 알 수 있다.
그러나 본 발명에 의한 차량의 제동 방법에 의하면, ABS(30) 제어를 수행하기 전에 피치 모션 제어를 통해 휠(10)에 인가되는 제동력을 제한함으로써, 차량의 감속도가 감소되는 것이 최소화되고, 차량의 제동거리가 증가되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 제동 장치 및 방법에 의하면, 차량이 급제동 상태이고 피치 계수가 제1 설정값보다 크면 피치 모션이 발생한 것으로 판단하여 피치 모션 제어를 수행한다.
피치 모션 제어를 통해 차량의 휠(10)에 인가되는 제동력을 단계적으로 증가시키면, 단순히 ABS(30) 제어를 수행할 때와 비교하여, 차속이 감소함에 따라 차량의 감속도가 손실되는 것을 방지할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 휠
20: 감지부
30: ABS
40: 제어부

Claims (8)

  1. 브레이크 페달의 조작 상태, 차속, 차량의 감속도를 포함하는 운전 정보를 감지하는 감지부;
    차량의 휠에서 발생하는 슬립을 감지하여 상기 휠에 인가되는 제동력을 제어하는 ABS; 및
    상기 감지부를 통해 감지되는 브레이크 페달의 조작 상태, 차속, 및 차량의 감속도로부터 차량의 제동 상태를 판단하고, 차량의 제동 상태에 따라 상기 ABS에 의한 제어와 차량의 피치 모션을 저감시키는 의한 피치 모션 제어를 선택적으로 수행하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 감지부로부터 감지되는 차량이 감속도가 일정값 이상이고, 상기 감지부로부터 감지되는 차속 및 차량의 감속도의 변화량으로부터 산출되는 피치 계수가 제1 설정값 이상이면 상기 피치 모션 제어를 수행하고, 상기 피치 계수가 제2 설정값 보다 작으면 상기 피치 모션 제어를 중단하고, 상기 ABS 제어를 수행하며,
    상기 피치 모션 제어는 상기 휠에 일정 시간 동안 일정 크기의 제동력을 인가한 후, 상기 피치 계수에 따라 상기 휠에 인가되는 제동력을 단계적으로 증가시키는 차량의 제동 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 차량의 제동 여부를 판단하는 단계;
    차량이 급제동 상태인지를 판단하는 단계;
    차량의 속도와 감속도로부터 피치 계수를 산출하는 단계;
    차량이 급제동 상태이고 상기 피치 계수가 제1 설정값 이상인지를 판단하는 단계; 및
    차량이 급제동 상태이고 상기 피치 계수가 제1 설정값 이상이면, 차량의 휠에 일정 시간 동안 일정 크기의 제동력을 인가한 후, 단계적으로 제동력의 크기를 증가시키는 피치 모션 제어를 수행하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 피치 계수가 제2 설정값보다 작으면, 상기 피치 모션 제어를 중단하고, ABS 제어를 수행하는 차량의 제동 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    차량의 감속도가 일정 크기 이상이면 차량이 급제동 상태인 것으로 판단하는 차량의 제동 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 피치 계수는 차량의 속도 및 차량의 감속도로부터 맵 데이터로 저장되는 차량의 제동 방법.
  8. 삭제
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