KR101714276B1 - 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법 - Google Patents

주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량이 P단 주정차를 할 경우, 운전자 브레이크 페달 오프 시에 발생하는 저크(jerk)를 방지하기 위한 차량 제동 제어 방법이다. 이를 위해, 본 발명에서는 차량의 주정차 상태에서 종방향 가속도를 고려하여 ESC를 이용하여 일정한 제동력을 전/후륜 차륜에 인가하고 서서히 제동압을 빼줌으로써 저크(Jerk)를 방지하는 방법을 제공한다. 특히, 또한 차량의 종방향과 경사도 방향이 일치하지 않아 종/횡방향 가속도가 동시에 나올 경우뿐만 아니라, 경사로 주정차 시에 조향을 돌려놓는 경우를 고려하여, 어떠한 상황에서도 운전자에게 P단 주정차 시에 안정감을 향상시키는 것에 특징이 있다.

Description

주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법 {Method for controlling the braking of vehicle to prevent parking jerk}
본 발명은 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량이 경사로에 주차 브레이크를 사용해 주정차한 경우 발생할 수 있는 차량의 울컥거림(jerk)를 방지하기 위한 제동 제어 방법에 관한 것이다.
차량이 P단 주정차를 할 경우, 운전자 브레이크 페달이 오프되는 경우, 즉, 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼면서 브레이크 페달 입력이 사라지면, 기구적 유격으로 인해 주차 브레이크의 제동력이 발생하는 시점까지 시간 지연이 발생한다. 이로 인해, 차량의 울컥거림이 발생하게 되는데, 이를 저크(jerk)라고 한다. 여기서 저크(jerk)는 종방향 가속도의 변화를 말하며 가가속도로 불리운다.
운동의 분석에서는 가속도까지 고려하는 것으로 충분하지만, 가가속도는 승강기 제어에서와 같이 승차감을 고려할 때 널리 쓰이며 보통 2.0 m/s3의 종방향 저크까지는 사람이 수용가능한 수준으로 알려져 있다.
도 1에서와 같이 차량이 경사로에 P단으로 주정차한 후, 운전자가 브레이크 페달을 오프하게 되면 브레이크 페달로 형성된 전/후륜 4개 차륜의 유압이 빠지게 된다. 이 때 유효한 체결력을 위한 차륜의 유격으로 일순간 밀림이 발생하고 차량이 울컥거림(jerk)와 함께 정지하게 된다. 이러한 경우 운전자는 불안감과 불쾌감을 느끼게 된다.
대한민국 공개특허 제10-2007-0027805호 (2007. 03. 12.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서는 차량의 주정차 상태에서 종방향 가속도를 고려하여, 주차 브레이크에서 유효한 제동력을 제공하기 전, 브레이크 오프로 인해 제거되는 제동압을 보상하는 제동 제어 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는 차량의 종방향은 물론 횡방향 가속도를 함께 고려함으로써, 주정차 시 보다 개선된 안정감을 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.
ESC(Electronic Stability Control)를 이용하여 일정한 제동력을 전/후륜 차륜에 인가하고 서서히 제동압을 빼줌으로써 저크(jerk)를 방지하는 방법을 제안한다.
또한 차량의 종방향과 경사도 방향이 일치하지 않아 종/횡방향 가속도가 동시에 나올 경우와 경사로 주정차 시에 조향을 돌려놓는 경우를 고려하여 운전자에게 P단 주정차 시에 안정감을 향상시키고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 (a) 경사면에 차량이 정지하고, 주차브레이크가 작동하였는지 확인하는 단계; (b) 차량이 정지하고, 주차브레이크가 작동하였다면, 경사면에 따른 종방향 가속도 성분을 상쇄하기 위하여 각 바퀴에 요구되는 필요제동토크를 산출하는 단계; (c) ESC 제어기에 의해 브레이크 시스템을 제어하여, 산출된 필요제동토크를 각 바퀴에 제공하는 단계;를 포함하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
또한, (d) 상기 (b)단계 이전에 조향각을 검출하는 단계;를 더 포함하고, 상기 (b)단계에서 산출되는 필요제동토크는 종방향 가속도, 횡방향 가속도 및 조향각을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (b)단계 및 상기 (c)단계는 종방향 가속도가 미리 설정된 제1기준치를 초과하거나 횡방향 가속도가 미리 설정된 제2기준치를 초과하는 경우에만 수행되는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
또한, (e) 상기 ESC 제어기에 의해, 소정의 감소율에 따라 상기 (b)단계에서 산출된 필요제동토크를 점진적으로 감소시켜, 각 바퀴의 목표 제동압력이 점진적으로 감소하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (e) 단계는 각 바퀴의 필요 제동 토크가 모두 소정의 임계값 이상인 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
또한, (f) 상기 (c)단계 이후, 상기 (e) 단계 이전에는 요레이트를 모니터링하는 단계를 더 포함하고, 상기 요레이트가 미리 설정된 제3기준치 미만인 경우에만 (e)단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
또한, (g) 상기 요레이트가 상기 제3기준치 이상인 경우, 상기 (b)단계에서 산출된 필요제동토크를 감소시키지 않고 유지시켜, 각 바퀴의 목표 제동압력을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 조향각이 0도인 경우, 아래와 같은 수학식에 의하여 전측과 후측 바퀴의 필요제동토크가 결정되는 것
Figure 112015122256031-pat00001
Figure 112015122256031-pat00002
(여기서, m은 차량 질량, ax는 종방향 가속도, g는 중력가속도, lf는 전륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, lr은 후륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, h는 차량 높이임) 을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 조향각이 0도가 아니고, 횡방향 가속도 성분이 0인 경우, 아래와 같은 수학식에 의하여 전측과 후측 바퀴의 필요제동토크가 결정되는 것
Figure 112015122256031-pat00003
Figure 112015122256031-pat00004
(여기서, m은 차량 질량, ax는 종방향 가속도, g는 중력가속도, lf는 전륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, lr은 후륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, h는 차량 높이, δF는 조향각임) 을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 조향각이 0도가 아니고, 횡방향 가속도 성분도 0이 아닌 경우, 아래와 같은 수학식에 의하여 전측과 후측 바퀴의 필요제동토크가 결정되는 것
Figure 112015122256031-pat00005
Figure 112015122256031-pat00006
Figure 112015122256031-pat00007
Figure 112015122256031-pat00008
(여기서, m은 차량 질량, ax는 종방향 가속도, g는 중력가속도, lf는 전륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, lr은 후륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, h는 차량 높이, δF는 조향각, ay는 횡방향 가속도이고, w는 좌우 바퀴 사이의 거리, δFL은 좌전륜의 타이어각, δFR은 우전륜의 타이어각임) 을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 주차 브레이크를 사용하여 주정차 시 발생하는 울컥거림을 방지함으로써 탑승자에게 안정감을 제공함으로써 차량 상품성을 향상시키는 효과가 있다.
특히, 본 발명에서는 경사면과 정렬되지 않은 채 주정차가 이루어진 경우는 물론, 차량의 조향이 틀어진 경우라 하더라도, 주정차 시 발생하는 저크를 근본적으로 방지할 수 있으므로, 탑승자에게 일정한 안정감을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법은 하드웨어의 변경 또는 추가 없이, 기존 ESC 로직 내에서 구현이 가능하므로 소프트웨어 업데이트 등의 방식을 통해 기출고된 차량에도 간단하게 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 경사에 주정차한 차량 및 차량에 대한 종횡방향의 가속도를 도시한 것이고,
도 2는 차량 저크 발생 시 차량 거동을 나타낸 그래프이고,
도 3은 본 발명을 구현하기 위한 시스템 구성도를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법의 순서도이고,
도 5는 본 발명에 따른 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어가 적용된 차량에서 경사로 주정차 시 차량의 거동을 나타내는 그래프이고,
도 6은 경사로에 주정차된 차량의 상태를 도시한 것이고,
도 7은 경사로의 경사 방향과 나란하게 주정차된 상태에서 조향각이 0도인 경우를 나타낸 것이고,
도 8은 경사로의 경사 방향과 나란하게 주정차된 상태에서 조향각이 0도가 아닌 경우를 나타낸 것이고,
도 9는 경사로의 경사 방향과 나란하지 않게 주정차된 상태에서 조향각이 0도인 경우를 나타낸 것이고,
도 10은 경사로의 경사 방향과 나란하지 않게 주정차된 상태에서 조향각이 0도가 아닌 경우를 나타낸 것이고,
도 11은 조향각과 타이어각의 특성곡선을 나타낸 것이다.
본 발명은 차량이 P단 주정차를 할 경우, 운전자 브레이크 페달 오프 시에 발생하는 저크(jerk)를 방지하기 위한 차량 제동 제어 방법이다.
이를 위해, 본 발명에서는 차량의 주정차 상태에서 종방향 가속도를 고려하여 ESC를 이용하여 일정한 제동력을 전/후륜 차륜에 인가하고 서서히 제동압을 빼줌으로써 저크(Jerk)를 방지하는 방법을 제공한다.
특히, 또한 차량의 종방향과 경사도 방향이 일치하지 않아 종/횡방향 가속도가 동시에 나올 경우뿐만 아니라, 경사로 주정차 시에 조향을 돌려놓는 경우를 고려하여, 어떠한 상황에서도 운전자에게 P단 주정차 시에 안정감을 향상시키는 것에 특징이 있다.
즉, 본 발명에서는 경사로에 차량을 주정차함에 따라, 주차 브레이크가 유효한 제동력을 제공하지 못하는 공백으로 인해 저크가 발생하는 문제점에 착안하여, 이러한 지연 시간 동안 제동력을 부가적으로 공급하여주도록 구성된다. 다만, 차량의 각 차륜에 필요한 제동토크는 경사로에 대한 차량의 정렬도 및 차량의 조향에 따라 달라지는 바, 본 발명에서는 이와 같이 가변적인 차륜 별 필요제동토크를 연산하고, 연산된 필요제동토크를 ESC에 의하여 각 차륜 별 제동 제어를 실시하도록 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1에서는 경사로에 주정차한 차량 및 차량에 대한 종횡방향의 가속도를 도시하고 있으며, 도 2에서는 차량 저크 발생 시 차량 거동을 그래프로 나타내고 있다.
도 1의 예에서와 같이, 등판 경사로에 차량이 주정차한 경우, 차량이 뒤로 밀리면서 저크가 발생한다. 이 때, 차량의 거동과 관련, 종방향으로의 가속도 성분과 횡방향의 가속도 성분이 존재한다. 가량, 차량이 경사로의 경사에 정확하게 정렬되어 있는 경우라면, 횡방향의 가속도 성분은 '0'이 되지만, 완전한 정렬을 이루지 않은 경우라면 횡방향의 가속도 성분도 함께 존재한다.
경사로에 차량을 주정차한 경우, 도 2에서와 같이 속도, 가속도 및 가가속도(저크)의 변화가 발생하고, 이에 따라 탑승자는 차량의 울컥거림을 느끼게 된다.
도 3은 본 발명을 구현하기 위한 시스템 구성도를 도시한 것으로, 주차브레이크의 입력을 받아, ESC 제어기를 통해 브레이크 유압을 제어함에 따라 각 차륜에 대한 제동토크를 조정하도록 구성된다.
여기서, ESC 제어기는 차속, 변속단 및 시동 상태 등을 모니터링하도록 구성될 수 있으며, 모니터링된 결과와 함께 주차브레이크가 작동하였는지에 따라 주정차 여부를 판단하게 된다. 가령, 차속이 '0'이고, 변속단이 'P'에 위치한 상태에서, 주차브레이크가 동작하였다면 차량이 주정차 상태에 있다고 판단하게 된다. 또한, 시동 오프 여부를 추가로 고려할 수도 있다.
또한, ESC 제어기는 경사로에 위치하고 있는지를 확인하여, 경사로라고 판단된 경우에만 본 발명에 따른 제어 방법을 수행하도록 한다.
따라서, 경사로 상에 차량이 주정차한 상태인 것으로 확인된 경우, ESC 제어기는 브레이크를 제어하여 각 차륜에 부가적인 제동토크를 제공함으로써 저크를 방지하게 된다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법은 도 4에 상세하게 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 먼저 차량 상태를 모니터링하여(S101), 차량이 정차 상태에서 최종 주차가 이루어졌는지를 확인하는 단계(S102)가 수행된다.
ESC 제어기에 의해 모니터링되는 값들은 차속, 변속단수, 시동 상태, 종방향 및 횡방향 가속도 등이 될 수 있으며, 이들 값들은 휠속센서, 엔진/변속기, G센서 등에 의하여 검출된 값으로 이용될 수 있다.
이러한 차량 상태 값들로부터 주정차 상태임을 확인하는 한편, 종방향 가속도 또는 횡방향 가속도가 각각 소정의 기준치를 초과하는지를 확인하게 된다(S102).
종횡방향의 가속도는 차량의 저크를 발생시키는 인자로, 종방향 및 횡방향 가속도 모두가 소정의 기준치 이하라 한다면, 저크가 일어나지 않거나, 무시할 수 있는 수준의 저크가 발생하는 것으로 판단하여 제어를 종료한다.
반면, 종방향 가속도 또는 횡방향 가속도 중 어느 하나라도 소정의 기준치를 초과한다면, 저크의 발생 가능성이 있는 것으로 보아 후속 제어를 실시하게 된다. 이러한 기준치는 실험적으로 검증된 데이터를 통해 얻어진 값을 사용할 수 있으며, 어떠한 특정한 값으로 정의되지 않으며 필요에 따라 조정될 수 있다.
주정차 상태이며, 종방향 가속도 또는 횡방향 가속도 중 어느 하나가 기준치를 초과할 경우, 조향각 센서를 통해 조향각을 검출한다(S103).
검출된 조향각은 종횡방향의 가속도 값과 함께 각 바퀴의 필요제동토크를 연산하는 과정(S104)에서 이용된다. 이와 관련, 각 바퀴의 필요제동토크를 연산하는 과정은 후술하기로 한다.
각 바퀴의 필요제동토크를 산출하였다면, 산출된 필요제동토크를 기준치와 비교하는 단계를 거치도록 구성할 수 있다(S105). 필요제동토크와 기준치와의 비교 단계의 경우, 작은 제동토크가 요구되는 경우라면 저크 방지가 필수적이지 않다고 판단하여 후속 단계를 수행하지 않기 위함이다. 따라서, 이러한 단계는 앞서 종횡방향의 가속도가 소정의 기준치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계와 마찬가지로 필수적인 단계는 아니며, 빈번한 동작을 막기 위하여 선택적으로 적용될 수 있다.
따라서, 각 바퀴의 필요제동토크가 기준치 보다 크다면, ESC 제어기가 브레이크 시스템을 제어하여 필요제동토크만큼의 제동력을 각 바퀴에 제공하게 된다.
부가적으로, ESC 제어기는 각 바퀴에 공급된 제동력을 지속적으로 감소시키도록 브레이크를 제어할 수 있다(S108). 이 경우, 브레이크 입력이 제거된 순간부터 지속적으로 제동력 감소를 진행함으로써 안정감 있게 차량이 주정차 상태를 유지할 수 있도록 한다.
제동력 감소는 미리 설정된 감소율에 따라 지속적으로 제동력을 감소시키도록 구성할 수 있으나, 제동력이 감소되는 정도는 변경이 가능한 설계적 요소로 규정한다. 또한, 제동력의 감소는 주차 브레이크 유격으로 인한 지연 시간 내에 모든 제동력이 제거되도록 구성함이 바람직하다.
한편, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 요레이트를 모니터링하고(S106), 현재 요레이트를 기준치와 비교(S107)한 결과에 따라 제동력을 감소시키지 않고, 제동력이 유지(S109)되도록 구성할 수 있다.
구체적으로, 도 4에서와 같이, ESC 제어기에서는 요레이트를 모니터링하게 되는데, 요레이트가 크게 변하는 경우, 예를 들어 주차 타워에서 테이블 위에 정차된 차가 회전하는 경우에는 각 바퀴의 제동력을 유지시켜줌으로써 안정감을 향상시키도록 구성할 수 있다.
즉, 도 4의 단계 S107에서와 같이, ESC 제어기를 통해, 측정된 요레이트가 기준치 이하인 것으로 판단되면 일반적인 제동력 감소 단계(S108)를 수행하게 되나, 만일 측정된 요레이트가 기준치를 초과한다면, 차량 안정감을 위해 각 바퀴의 제동력을 지속적으로 유지하는 제어를 수행한다(S109). 이러한 제동력 유지 단계(S109)는 요레이트가 기준치 이하로 감소될 때까지 수행되는 것이 바람직하다.
도 4에 따른 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어가 적용된 차량에서 경사로 주정차 시 차량의 거동은 도 5에 도시되어 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제동 제어 방법이 적용된 경우, 도 2의 예에서와는 달리, ESC 시스템에 의하여 각 바퀴에 보조적으로 제공되는 제동토크에 의하여 주차 브레이크의 제동 유격을 완충시킬 수 있으므로, 저크를 수용가능한 수준까지 감소시키게 된다.
한편, 도 6은 경사로에 정지되어 있는 차량을 도시한 것으로, 차량에 가해지는 종가속도 텀을 함께 도시하고 있다.
이하, 도 6에 도시된 파라미터들과 함께 각 바퀴의 필요제동토크를 연산하는 방범에 대하여 구체적으로 살펴본다.
차량에 장착된 G센서를 이용하여, 경사로에 의한 종가속도 성분을 검출할 수 있다. 1차적으로는 이러한 종가속도 성분만에 의하여 저크가 발생하는 것을 가정한다. 이러한 종가속도 성분을 상쇄하기 위한 전/후측 륜의 제동토크는 아래와 같이 연산된다.
먼저, 모멘트 평형식으로부터 경사도에 의한 전/후측 바퀴의 수직하중은 아래 수학식 1, 2와 같이 구할 수 있다.
Figure 112015122256031-pat00009
Figure 112015122256031-pat00010
위 수식으로부터 종가속도에 의한 하중 이동을 고려한 전/후측의 저크(jerk) 방지를 위한 필요제동토크를 연산한다.이를 위해, 수직하중값을 중력가속도로 나누면 각 바퀴에 가해지는 질량이 산출되고, 이를 차량의 종방향 가속도와 곱하면 각 바퀴가 감당해야 할 힘이 도출된다. 이 값에 바퀴의 반지름을 곱하면 각 바퀴에 필요한 제동토크가 산출된다.
이에 따라 산출된 전후측 바퀴의 필요제동토크는 아래 수학식 3, 4와 같습니다.
Figure 112015122256031-pat00011
여기서, m은 차량 질량, ax는 종방향 가속도, g는 중력가속도, lf는 전륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, lr은 후륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, h는 차량 높이(차륜의 중심에서 차량 중심까지의 높이)임.
Figure 112015122256031-pat00012
따라서, 종방향 가속도 성분만을 상쇄시키기 위해서는 위 수학식 3, 4와 같은 필요제동토크 각각의 전륜 및 후륜에 제공되면 된다.
이와 관련, 도 7은 경사로의 경사 방향과 나란하게 주정차된 상태에서 조향각이 0도인 경우를 나타내며, 이러한 도 7의 예에서는 위 수학식 3, 4에 따른 제동토크가 필요제동토크로 설정된다.
이는 도 7의 경우에는 횡방향 가속도 성분이 없고, 조향각이 '0'이기 때문이다. 이와 같이 연산된 필요제동토크는 ESC시스템을 통해 전/후륜에 인가되어 P단 주정차 시 울컥거림을 방지한다.
한편, 앞서 설명된 바와 같이, 종가속도 만을 고려된 상황은 도 7과 같이 경사각 방향과 차량 종방향이 일치하여 종방향 가속도 센서값만 존재하고 횡방향 가속도 센서값이 존재하지 않는 경우에 한정된다. 이러한 상황은 실제 가능성이 희박한 상황이며 도로환경 및 차량상태에 따라 종/횡방향 가속도가 동시에 발생하는 것이 일반적이다.
이와 같은 상황에서 종가속도만을 고려한다면, 잉여의 전/후륜 제동토크가 발생되거나 불충분한 전/후륜 제동토크가 발생될 수 있는 문제점이 있다. 이러한 부분을 고려하면 다음과 같다.
또한, 경사로 주차 시 운전자는 조향각를 돌려놓는 경우가 많으며, 이러한 경우 필요 전륜 제동 토크도 줄어들게 된다.
이러한 점을 고려하여, 본 발명에 따른 바람직한 구현예에서는 횡방향 가속도 뿐만 아니라 조향각을 함께 고려하여 필요제동토크를 산출한다.
구체적인 예를 살펴보면, 도 8에서는 경사로의 경사 방향과 나란하게 주정차된 상태에서 조향각이 0도가 아닌 경우를 나타내고 있다. 이러한 예에서는 횡방향 가속도 성분은 존재하지 않으나, 조향각으로 인해 전륜 측 종방향 가속도 성분이 감소된다.
Figure 112015122256031-pat00013
여기서, δF는 조향각임.
따라서, 전측 바퀴에 필요한 제동토크는 조향각에 따라 줄어들게 되고, 과도한 ESC증압이 불필요하게 된다.
Figure 112015122256031-pat00014
도 8의 예에서, 후측 바퀴에 대한 필요제동토크는 앞선 수학식 4와 동일하다.
한편, 도 9에서와 같이 조향각이 0도이며, 종/횡방향 가속도가 모두 존재할 경우에는 횡방향 가속도의 값은 타이어의 종방향 힘에 영향을 미치지 않기 때문에 추가적인 제동토크를 필요하지 않는다. 조향각이 0도이면 종방향 가속도의 의한 필요제동토크만으로 충분하다.
따라서, 제동토크와 관계된 것은 종방향 가속도가 유일하며, 따라서, 앞서 도 7의 예에서와 같이 수학식 3, 4에 따른 필요제동토크가 산출된다.
반면, 도 10에서와 같이, 경사로의 경사 방향과 나란하지 않게 주정차된 상태에서 조향각이 0도가 아닌 경우는 조향각과 종방향 및 횡방향의 가속도 성분이 모두 고려되어야 한다.
먼저, 모멘트 평형식에 의해, 종방향 가속도 및 횡방향 가속도에 의한 하중 이동으로 4개의 타이어에 각각 가해지는 하중은 아래 수학식 7 내지 10과 같다.
Figure 112015122256031-pat00015
Figure 112015122256031-pat00016
Figure 112015122256031-pat00017
Figure 112015122256031-pat00018
여기서, ay는 횡방향 가속도이고, w는 좌우 바퀴 사이의 거리임.
한편, 도 10의 경우, 전륜에 대한 종방향 가속도는 아래 수학식 11과 같다.
Figure 112015122256031-pat00019
도 11과 같은 조향각(δSWA)과 타이어각(δF)의 특성곡선을 이용하면, 전륜의 내/외측 바퀴에 가해지는 종방향 가속도는 아래와 같다.
Figure 112015122256031-pat00020
여기서, δFL은 좌전륜의 타이어각임.
Figure 112015122256031-pat00021
여기서, δFR은 우전륜의 타이어각임.
이와 같이 산출된 전륜 외측 및 내측 바퀴에 대한 종방향 가속도 및 수학식 7 내지 10을 이용하면, 각 바퀴에 대한 필요제동토크는 아래와 같이 산출된다.
Figure 112015122256031-pat00022
Figure 112015122256031-pat00023
Figure 112015122256031-pat00024
Figure 112015122256031-pat00025
따라서, 도 10에서와 같이, 횡방향 가속도 성분은 물론, 조향각이 0도가 아닌 상태에서 주정차가 이루어지더라도, 각 바퀴 별로 다르게 설정된 필요제동토크를 공급할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 경사로에 주정차한 경우라도 ESC를 이용하여 4개 차륜의 제동압력을 이용하여 울컥거림(Jerk)의 수준을 사람이 수용가능한 수준까지 낮출 수 있으며, ESC를 이용하여 제동력 감소 패턴을 수정하여 운전자가 느끼는 울컥거림을 제거할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 요소들에 대한 수정 및 변경의 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 특별한 상황들이나 재료에 대하여 많은 변경이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명으로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위 내에서 모든 실시 예들을 포함할 것이다.

Claims (10)

  1. (a) 경사면에 차량이 정지하고, 주차브레이크가 작동하였는지 확인하는 단계;
    (b) 차량이 정지하고, 주차브레이크가 작동하였다면, 경사면에 따른 종방향 가속도 성분을 상쇄하기 위하여 각 바퀴에 요구되는 필요제동토크를 산출하는 단계;
    (c) ESC 제어기에 의해 브레이크 시스템을 제어하여, 산출된 필요제동토크를 각 바퀴에 제공하는 단계; 및
    (e) 상기 ESC 제어기에 의해, 소정의 감소율에 따라 상기 (b)단계에서 산출된 필요제동토크를 점진적으로 감소시켜, 각 바퀴의 목표 제동압력이 점진적으로 감소하도록 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 각 바퀴의 목표 제동압력은 주차 브레이크 유격으로 인한 지연 시간 내에 모두 제거되는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (d) 상기 (b)단계 이전에 조향각을 검출하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 (b)단계에서 산출되는 필요제동토크는 종방향 가속도, 횡방향 가속도 및 조향각을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b)단계 및 상기 (c)단계는 종방향 가속도가 미리 설정된 제1기준치를 초과하거나 횡방향 가속도가 미리 설정된 제2기준치를 초과하는 경우에만 수행되는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (e) 단계는 각 바퀴의 필요 제동 토크가 모두 소정의 임계값 이상인 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    (f) 상기 (c)단계 이후, 상기 (e) 단계 이전에는 요레이트를 모니터링하는 단계를 더 포함하고, 상기 요레이트가 미리 설정된 제3기준치 미만인 경우에만 (e)단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    (g) 상기 요레이트가 상기 제3기준치 이상인 경우, 상기 (b)단계에서 산출된 필요제동토크를 감소시키지 않고 유지시켜, 각 바퀴의 목표 제동압력을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 조향각이 0도인 경우, 아래와 같은 수학식에 의하여 전측과 후측 바퀴의 필요제동토크가 결정되는 것
    Figure 112015122256031-pat00026

    Figure 112015122256031-pat00027

    (여기서, m은 차량 질량, ax는 종방향 가속도, g는 중력가속도, lf는 전륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, lr은 후륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, h는 차량 높이임)
    을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 조향각이 0도가 아니고, 횡방향 가속도 성분이 0인 경우, 아래와 같은 수학식에 의하여 전측과 후측 바퀴의 필요제동토크가 결정되는 것
    Figure 112015122256031-pat00028

    Figure 112015122256031-pat00029

    (여기서, m은 차량 질량, ax는 종방향 가속도, g는 중력가속도, lf는 전륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, lr은 후륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, h는 차량 높이, δF는 조향각임)
    을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 조향각이 0도가 아니고, 횡방향 가속도 성분도 0이 아닌 경우, 아래와 같은 수학식에 의하여 전측과 후측 바퀴의 필요제동토크가 결정되는 것
    Figure 112015122256031-pat00030

    Figure 112015122256031-pat00031

    Figure 112015122256031-pat00032

    Figure 112015122256031-pat00033

    (여기서, m은 차량 질량, ax는 종방향 가속도, g는 중력가속도, lf는 전륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, lr은 후륜 중심에서 차량 중심까지의 거리, h는 차량 높이, δF는 조향각, ay는 횡방향 가속도이고, w는 좌우 바퀴 사이의 거리, δFL은 좌전륜의 타이어각, δFR은 우전륜의 타이어각임)
    을 특징으로 하는 주정차시 차량 저크를 방지하기 위한 제동 제어 방법.
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