KR101979413B1

KR101979413B1 - 브레이크 트랙션 제어 시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101979413B1
Application number: KR1020140073202A
Authority: KR
Inventors: 성승용
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2019-05-16
Also published as: CN105270368B; US20150360657A1; KR20150144468A; CN105270368A; DE102015007496A1

Abstract

브레이크 트랙션 컨트롤 시스템 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템은 각 바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도 센서와, 휠 속도 센서를 통해 검출된 각 바퀴의 휠 속도를 근거로 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하는 산출부 및 BTCS(Brake Traction Control System) 제어시 산출부를 통해 제어대상 바퀴의 스핀량 및 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 각각 산출하고, 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량과, 산출된 제어대상 바퀴의 스핀량과 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량간의 스핀량 차이를 근거로 하여 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하고, 헌팅 현상이 발생하면 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키는 제어부를 포함한다.

Description

브레이크 트랙션 제어 시스템 및 그 제어방법{BRAKE TRACTION CONTROL SYSTEM IN A VEHICEL AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 브레이크 트랙션 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동륜의 브레이크 압력을 제어하는 브레이크 트랙션 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 트랙션 제어 시스템(Traction Control System ; TCS)은 저 마찰 노면이나 비대칭 노면에서의 발진이나 가속 시 구동륜의 과도한 슬립을 방지하여 가속 성능 및 조종 안정성을 향상시키는 능동 안전 장치이다.

TCS의 제어방식으로는 슬립율을 제어하기 위해서 브레이크 압력을 조절하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템(BRAKE TRACTION CONTROL SYSTEM ; BTCS)이 있다.

BTCS는 브레이크 압력의 조절을 통해서 각 구동륜의 속도를 독립적으로 제어함으로써 TCS 성능을 발휘하는 시스템이다. 구동륜의 슬립율과 구동륜의 가속도를 기준으로 좌우 구동륜의 솔레노이드 밸브를 제어하여 제동토크를 형성하여 구동력을 제어한다.

차량을 좌우 노면의 마찰력 차이가 작거나 거의 없는 노면에서 가속할 경우, 좌우 바퀴에 전달되는 토크가 완벽히 동일하지 않을 뿐 아니라, 좌우 바퀴와 노면과의 마찰력이 완전히 같지 않기 때문에, 좌우 바퀴의 스핀 차이가 발생할 수 있고, 그 크기가 일정량 이상이 되면 제동력 제어가 적절하게 동작해야 한다.

하지만, 좌우 노면의 마찰력 차이가 작거나 거의 없는 노면에서는 두 바퀴와 노면과의 마찰력의 차이가 적기 때문에 적은 양의 제동력 제어도 쉽게 반대편 바퀴의 스핀을 유발시키는 헌팅(Hunting) 현상을 발생시킨다. 헌팅 현상은 좌우 노면의 마찰력 차이가 작거나 거의 없는 노면에서 차량을 가속할 때 두 바퀴의 스핀 차이를 제어하기 위한 제동력 제어가 반대편 바퀴의 스핀을 유발시켜, 반대편 바퀴에 불필요하게 브레이크 제어를 유발시키는 현상이다.

기존에는 이러한 헌팅 현상을 판단할 수 없어 차량의 가속 성능 및 조종 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, BTCS 제어시 제어대상 바퀴와 그 반대편 바퀴의 스핀 경향을 모니터링하여 헌팅 현상의 발생 여부를 보다 빠르고 정확하게 판단할 수 있는 브레이크 트랙션 제어 시스템 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 헌팅 현상 발생시 제어 대상 바퀴에 대하여 발생된 헌팅 현상에 적합한 브레이크 압력 제어를 이용하여 발생된 헌팅 현상을 조기에 해소시킬 수 있는 브레이크 트랙션 제어 시스템 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 각 바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도 센서; 상기 휠 속도 센서를 통해 검출된 각 바퀴의 휠 속도를 근거로 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하는 산출부; 및 BTCS(Brake Traction Control System) 제어시 상기 산출부를 통해 제어대상 바퀴의 스핀량 및 상기 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 각각 산출하고, 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량과, 상기 산출된 제어대상 바퀴의 스핀량과 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량간의 스핀량 차이를 근거로 하여 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하고, 상기 헌팅 현상이 발생하면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)보다 크고 상기 스핀량 차이의 절대값(C2)이 미리 설정된 제2 값(TP2)보다 크면, 상기 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템이 제공될 수 있다.

삭제

본 발명의 다른 측면에 따르면, 각 바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도 센서; 상기 휠 속도 센서를 통해 검출된 각 바퀴의 휠 속도를 근거로 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하는 산출부; 및 BTCS(Brake Traction Control System) 제어시 상기 산출부를 통해 제어대상 바퀴의 스핀량 및 상기 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 각각 산출하고, 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량과, 상기 산출된 제어대상 바퀴의 스핀량과 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량간의 스핀량 차이를 근거로 하여 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하고, 상기 헌팅 현상이 발생하면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)보다 크고 현재 제어주기의 상기 스핀량 차이의 절대값에서 이전 제어주기의 상기 스핀량 차이의 절대값을 뺀 차이값(ΔC2)이 0보다 작으면 상기 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 헌팅 현상이 발생하면, 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시킨 후 다음 제어주기에서 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 다시 제어할 때는 최초 브레이크 압력량을 이전 제어주기의 최초 브레이크 압력량보다 감소시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, BTCS 제어시 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하고, 상기 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하고, 상기 비 제어대상 바퀴의 스핀량과, 상기 제어대상 바퀴와 상기 비 제어대상 바퀴간의 스핀량 차이를 근거로 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하고, 상기 판단결과 상기 헌팅 현상이 발생하면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키고, 상기 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하는 것은, 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)보다 크고 상기 스핀량 차이의 절대값(C2)이 미리 설정된 제2 값(TP2)보다 크면, 상기 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.

삭제

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, BTCS 제어시 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하고, 상기 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하고, 상기 비 제어대상 바퀴의 스핀량과, 상기 제어대상 바퀴와 상기 비 제어대상 바퀴간의 스핀량 차이를 근거로 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하고, 상기 판단결과 상기 헌팅 현상이 발생하면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키고, 상기 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하는 것은, 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)보다 크고 현재 제어주기의 상기 스핀량 차이의 절대값에서 이전 제어주기의 상기 스핀량 차이의 절대값을 뺀 차이값(ΔC2)이 0보다 작으면 상기 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단하는 것을 포함하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키는 것은, 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시킨 후 다음 제어주기에서 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 다시 제어할 때는 최초 브레이크 압력량을 이전 제어주기의 최초 브레이크 압력량보다 감소시키는 것을 더 포함하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템의 제어방법.

또한, 상기 제어대상의 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키는 것은, 상기 제어대상 바퀴의 초기 브레이크 압력량을 감소시키고, 상기 비 제어대상 바퀴의 스핀량이 미리 설정된 값보다 크면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, BTCS 제어시 제어대상 바퀴와 그 반대편 바퀴의 스핀 경향을 모니터링하여 헌팅 현상의 발생 여부를 판단함으로써 헌팅 현상의 발생 여부를 판단할 수 있어 적절한 압력 제어를 통해 차량의 가속 성능 및 조종 안정성이 떨어지는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, BTCS 제어시 제어대상 바퀴와 그 반대편 바퀴의 스핀 경향을 모니터링하는 것에 의해 헌팅 현상의 발생 여부를 판단함으로써 헌팅 현상 발생을 보다 빠르고 정확하게 판단할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 헌팅 현상 발생시 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 헌팅 현상에 맞게 적절히 조절함으로써 헌팅 현상을 조기에 효과적으로 해소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템의 유압회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템의 개략적인 제어블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템의 제어부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템에서 헌팅 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템에서 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템에서 헌팅 현상 발생시 제어 대상 바퀴의 브레이크 압력을 제어하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템의 제어방법에 대한 제어흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템에서 헌팅 현상 발생시 제어 대상 바퀴의 브레이크 압력을 조절하는 것을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템의 유압회로도이다.

도 1을 참조하면, BTCS는 브레이크 페달 조작에 의해 유압을 발생시키는 마스터실린더 어셈블리(10)와, 마스터실린더 어셈블리(10)로부터 제공된 유압을 이용하여 휠의 제동을 수행하는 복수개의 휠 브레이크(20)와, 마스터실린더 어셈블리(10)와 복수 개의 휠 브레이크(20)를 연결하는 제1 및 제2 유압회로(30,40)와, 제1 및 제2유압회로(30,40) 상에 설치되며 모터(60)에 의해 구동되는 제1 및 제2펌프(50,70)을 포함한다.

마스터실린더 어셈블리(10)는 운전자의 조작에 의해 작동되는 브레이크 페달(11)과, 브레이크 페달(11)의 조작력을 증폭시키는 부스터(12)와, 부스터(12)의 가압에 의해 압유를 발생시키는 마스터실린더(14)와, 오일을 저장하는 오일 리저버(oil reservoir)(15)를 포함한다.

휠 브레이크(20)는 마스터실린더 어셈블리(10)에서 발생된 유압을 이용하여 각 휠(FL,FR,RL,RR)의 제동을 실행하기 위한 것으로, 휠과 함께 회전하는 디스크와 디스크를 양측에서 유압으로 가압하는 패드 및 패드를 진퇴시키기 위한 피스톤 등을 구비하는 캘리퍼 장치를 포함할 수 있다.

제1 유압회로(30)와 제2유압회로(40)는 마스터실린더 어셈블리(10)에서 발생된 유압을 각각의 휠 브레이크(20)로 전달하기 위해 이들을 연결한다. 각 회로(30, 40)는 브레이크 오일이 순환하는 폐회로를 형성하며, 하나의 모터(60)에 의해 동작하는 제1 및 제2유닛(50,70)을 각각 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 유압회로(30)와 제2 유압회로(40)는 각각 두 개씩의 휠 브레이크(20)를 연결하여 제어한다. 제2 유압회로(40)는 제1 유압회로(30)와 독립적으로 구성되지만 동일한 배치구조를 가지므로, 제2 유압회로(40)에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

제1 유압회로(30)는 BTCS 제어시 마스터실린더(14)와 제1 펌프(50)의 흡입측을 연결하는 흡입라인(32)을 포함한다. 이 흡입라인(32) 상에는 노멀 클로즈 타입(Normal Close Type)의 솔레노이드 밸브(33)가 설치된다. 흡입라인(32)은 제1 펌프(50)의 흡입측과 각각 연결될 수 있도록 분기된다. 제1 펌프(50)의 배출측은 배출라인(38)을 통해 마스터실린더(14)와 연결된다. 제1 펌프(50)의 배출측에는 역류를 방지하는 체크밸브가 각각 설치된다. 배출라인(38) 상에는 노멀 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브(39)가 설치된다.

한편, 제1 펌프(50)의 배출측에 마련되는 배출라인(38)에서는 브레이크 라인(34)이 분기되는데, 이 분기된 브레이크 라인(34)을 통해서도 마스터실린더(14)의 브레이크 오일이 솔레노이드 밸브(39)를 통해 휠 브레이크(20) 측으로 전달될 수 있다. 예컨대, 브레이크 라인(34)은 BTCS 제어시 제1 펌프(50)의 흡입측으로 브레이크 오일을 전달한다. 이 브레이크 라인(34) 상에는 휠 브레이크(20)로 브레이크 오일의 전달 및 배출을 제어하기 위한 복수 개의 솔레노이드 밸브(35,36)와, 브레이크 오일을 일시 저장하기 위한 저압 어큐뮬레이터(37)가 마련된다.

한편, 제2 유압회로(40)의 유로는 제1 유압회로(30)와 참조부호만 다를 뿐 구조 및 기능이 동일하므로 설명은 생략한다.

상기한 구성을 가진 BTCS는 구동륜에 슬립이 발생한 경우, BTCS 제어를 수행하여 솔레노이드 밸브(39)를 폐쇄하고, 슬립율이 기준 슬립율이 되도록 솔레노이드 밸브(35,45)와 솔레노이드 밸브(36,46)의 작동을 제어하여 구동륜의 브레이크 압력을 증압, 유지, 감압한다.

평상시에는 운전자가 브레이크 페달(11)을 밟는 경우에는 구동륜의 브레이크 압력이 곧바로 휠 브레이크(20)에 전달된다.

휠 브레이크(20)의 브레이크 압력을 증압할 경우 솔레노이드 밸브(35,45)를 개방시키고, 솔레노이드 밸브(36,46)를 폐쇄시키며, 브레이크 압력이 상승된 브레이크 오일이 휠 브레이크(20)에 공급되도록 펌프(50,70)를 구동시킨다. 이로 인해, 휠 브레이크(20)의 브레이크 압력이 증가된다.

휠 브레이크(20)의 브레이크 압력을 유지할 경우 솔레노이드 밸브(35,45)와 솔레노이드 밸브(36,46)를 각각 폐쇄시켜 휠 브레이크(20)의 브레이크 압력이 유지된다.

휠 브레이크(20)의 브레이크 압력을 감압할 경우 솔레노이드 밸브(36,46)를 개방시켜 휠 브레이크(20)의 브레이크 오일이 흡입라인(32)을 따라 오일 리저버(15)로 환류되게 한다. 이로 인해, 휠 브레이크(20)의 브레이크 압력이 감소된다.

일반적으로, BTCS는 구동륜의 슬립율과 구동륜의 가속도를 기준으로 좌우 구동륜의 솔레노이드 밸브를 제어하여 제동토크를 형성하여 구동력을 제어한다. 즉, BTCS는 미리 설정된 기준 슬립율을 넘어서는 슬립이 발생할 때 브레이크 압력을 발생시켜 BTCS 제어를 시작하고, 미리 설정된 슬립율 범위 내에서 구동륜의 슬립이 유지될 수 있도록 구동륜의 슬립과 구동륜의 가속도의 변화량을 이용하여 증압, 감압, 유지상태의 시간을 조절함으로써 제동 토크를 변화시켜 구동력을 제어한다.

상술한 바와 같이, 좌우 노면의 마찰력 차이가 작거나 거의 없는 노면에서는 두 바퀴와 노면과의 마찰력의 차이가 적기 때문에 적은 양의 제동력 제어도 쉽게 반대편 바퀴의 스핀을 반복적으로 유발시키는 헌팅(Hunting) 현상이 발생한다. 이 헌팅 현상으로 인해 차량의 가속 성능 및 조종 안정성이 떨어질 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 헌팅 현상의 발생을 BTCS 제어시 제어대상 바퀴와 그 반대편 바퀴의 스핀 경향을 모니터링하는 것에 의해 보다 빠르고 정확하게 판단할 수 있다. 이로 인해, 차량의 가속 성능 및 조종 안정성이 떨어지는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 헌팅 현상 발생시 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 헌팅 현상에 맞게 적절히 조절함으로써 헌팅 현상을 조기에 효과적으로 해소시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템의 개략적인 제어블록도이다.

도 2를 참조하면, BTCS는 BTCS의 전반적인 제어를 수행하는 제어부(100)를 포함한다.

제어부(100)의 입력측에는 센서부(110)가 전기적으로 연결되어 있다.

센서부(110)는 각 바퀴에 마련되어 각 바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도 센서(111)를 포함한다. 또한, 센서부는 핸들의 조향각을 검출하는 조향각센서, 차량의 종방향가속도를 검출하는 가속도센서 등 BTCS 제어에 필요한 각종 센서를 포함할 수 있다. 또한, 센서부(110)는 각 바퀴의 스핀량을 검출하는 센서를 포함할 수 있다.

제어부(100)의 출력측에는 산출부(120), 밸브구동부(130) 및 모터구동부(140)가 전기적으로 연결되어 있다.

산출부(120)는 각 바퀴의 스핀량을 산출한다. 산출부(120)는 각 휠 속도 센서(111)로부터 검출된 각 휠 속도에 기초하여 각 슬립율을 산출하고, 산출된 슬립율을 근거로 하여 제어대상 바퀴와 이 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀발생여부 및 스핀량을 산출한다. 산출부(120)는 각 바퀴의 스핀량을 각 바퀴(FR,FL,RL,RR)의 휠 속도에서 차량속도를 뺀 값으로 산출할 수도 있다.

밸브구동부(130)는 솔레노이드 밸브(33, 43), 솔레노이드 밸브(35, 45), 솔레노이드 밸브(36,46) 및 솔레노이드 밸브(39,49)를 구동시킨다. 밸브 구동부(130)는 각종 솔레노이드 밸브들을 온 또는 오프시키거나, 각 밸브들에 공급되는 전류를 제어하여 개도를 조절할 수 있다.

모터구동부(140)는 모터(60)를 구동시킨다.

제어부(100)는 BTCS 제어시 산출부(120)를 통해 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하고, 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 각각 산출한다.

또한, 제어부(100)는 산출된 제어대상 바퀴의 스핀량과 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량간의 스핀량 차이를 산출하고, 산출된 제어대상 바퀴의 스핀량과 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량간의 스핀량 차이와, 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량를 바탕으로 헌팅 현상의 발생 여부를 판단한다.

또한, 제어부(100)는 헌팅 현상이 발생하면 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시킨다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템의 제어부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 제어부(100)는 BTCS 제어시 바퀴의 스핀과 목표 스핀의 차이인 제어에러와 현재 브레이크 토크에 따라 제어명령을 생성하고, 생성된 제어명령에 따라 밸브 구동부(130)를 통해 트랙션 제어밸브들(35,36,45,46)를 구동시켜 트랙션 제어밸브들의 작동을 제어함으로써 해당 휠 브레이크(20)의 브레이크 압력을 조절한다. 즉, 현재 발생한 좌우 바퀴의 스핀을 목표 스핀으로 추종하게 위하여 해당 휠 브레이크의 브레이크 압력을 제어한다.

하지만, 압력제어의 특성에 의해서 제어명령하는 브레이크 압력과 실제로 유압회로에 형성되는 브레이크 압력에는 시간차가 존재하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템에서 헌팅 현상을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 세로축은 스핀량(S)과 압력(P)을 나타내고, 가로축은 시간(t)를 나타낸다. 실선은 브레이크 압력을 제어하는 바퀴의 일예인 좌측 바퀴 스핀(Left Wheel Spin)을 나타내고, 점선은 이 제어하는 바퀴인 좌측 바퀴의 반대편에 위치한 우측 바퀴의 우측 바퀴 스핀(Right Wheel Spin)을 나타낸다. 또한, 압력(P)에 대해서도 스핀과 동일한 방식으로 나타내고 있다.

시점 (A)의 순간에 제어하지 않는 바퀴의 스핀(Right Wheel Spin)이 제어하고 있는 바퀴의 스핀(Left Wheel Spin)과 같아지면 브레이크 압력 제어를 종료하여도 유압회로에 잔류 브레이크 압력이 남아 있게 된다. 이 잔류 브레이크 압력은 반대편 바퀴의 스핀(Right Wheel Spin)을 계속해서 증가시킨다. 이로 인해, 헌팅 현상이 발생되어 차량의 가속 성능 및 조종 안정성이 떨어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템에서 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 두 바퀴의 스핀이 역전되기 전에, 헌팅 현상의 발생여부를 판단해야 한다. 헌팅 현상의 판단은 두 바퀴의 스핀 경향을 모니터링하는 방법을 이용한다.

세로축은 스핀량(S)과 압력(P)을 나타내고, 가로축은 시간(t)를 나타낸다. 실선은 브레이크 압력을 제어하는 있는 바퀴의 스핀(Controlled Wheel Spin)을 나타내고, 점선은 브레이크 압력을 제어하는 있는 바퀴(Controlled Wheel)의 반대편에 위치하는 제어하지 않는 바퀴의 스핀(Non-Controlled Wheel Spin)을 나타낸다.

C1은 제어하지 않는 바퀴의 스핀량(이하 비 제어대상 바퀴의 스핀량이라 칭함)을 나타낸다. C1은 다음의 식 [1]과 같이 나타낼 수 있다.

식 [1]

또한, C2는 제어하고 있는 바퀴의 스핀량(이하 제어대상 바퀴의 스핀량이라 칭함)과 제어하지 않는 바퀴의 스핀량(비 제어대상 바퀴의 스핀량) 간의 스핀량 차이의 절대값을 나타낸다. C2는 다음의 식[2]와 같이 나타낼 수 있다.

식[2]

그리고, C1과 C2이 다음의 식 [3] 또는 식 [4] 중 적어도 어느 하나를 만족하면, 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단한다.

식 [3]

식 [4]

여기서, TP1은 미리 설정된 제1 값이고, TP2는 미리 설정된 제2 값이다.

C1과 C2가 위의 식(3)의 조건을 만족하거나, 일정 시간 동안 식(4)의 조건을 만족하면 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단한다. 이는 비 제어대상 바퀴의 스핀량이 제어대상 바퀴의 스핀량보다 커지기 전에, 미리 헌팅 현상의 발생 여부를 판단할 수 있도록 하기 위함이다.

식 [3]과 같이, 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)을 초과하고 스핀량 차이의 절대값(C2)이 미리 설정된 제 2값(TP2)을 초과하면, 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

식 [4]와 같이, 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)을 초과하고 현재 제어주기의 스핀량 차이의 절대값(C2_current)에서 이전 제어주기의 스핀량 차이의 절대값(C2_previous)을 뺀 차이값(ΔC2)(스핀량 차이의 변화량)이 0 미만이면(음수이면) 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템에서 헌팅 현상 발생시 제어 대상 바퀴의 브레이크 압력을 제어하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하여 도 6을 살펴보면, 세로축은 스핀량(S)과 압력(P)을 나타내고, 가로축은 시간(t)를 나타낸다. 실선은 제어대상 바퀴의 일예인 좌측 바퀴 스핀(Left Wheel Spin)을 나타내고, 점선은 제어대상 바퀴에 대응하는 비 제어대상 바퀴인 우측 바퀴 스핀(Right Wheel Spin)을 나타낸다. 또한, 압력(P)에 대해서도 스핀과 동일한 방식으로 나타내고 있다.

시점 (B)의 순간에 헌팅 현상이 발생하면, 제어대상 바퀴인 좌측 바퀴의 브레이크 압력을 감소시킨다. 이에 따라, 유압회로의 잔류 브레이크 압력이 미리 낮아지기 때문에 낮아진 잔류 브레이크 압력으로 인해 비 제어대상 바퀴인 우측 바퀴 스핀(Right Wheel Spin)이 증가되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 헌팅 현상이 반복되는 것을 방지할 수 있어 차량의 가속 성능 및 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

헌팅 현상이 발생하면, 크게 두 가지의 다른 제어 전략의 어느 하나 혹은 두 가지를 혼합하여 적용한다.

첫째, 비 제어대상 바퀴에 스핀이 발생하면, 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 즉시 실질적으로 ‘0’감소시킨다.

둘째, 다시 브레이크 압력을 제어할 때는, 초기 브레이크 압력량을 낮춘다.

헌팅 현상 발생 후 같은 노면에서 다시 스핀이 발생하여 브레이크 압력 제어를 수행할 때, 그 이전과 같은 브레이크 압력으로 제어하면 헌팅 현상이 다시 생기기 쉽다. 그러므로, 헌팅 현상이 발생한 상태에서는 브레이크 압력 제어를 하는 동안에 비 제어대상 바퀴에 적은 양의 스핀이 있어도 브레이크 압력을 즉시 ‘0’이 되도록 브레이크 압력을 감소시킴으로써 헌팅 현상이 발생하지 않도록 한다.

또한, 헌팅 현상 발생이 유지되면서 다시 브레이크 압력 제어를 시작할 때는, 더 낮은 압력으로 제어해서 비 제어대상 바퀴의 스핀이 발생할 때, 브레이크 압력을 ‘0’이 되도록 하는 응답성을 높일 수 있도록 한다. 헌팅 현상 발생시에는 두 바퀴의 스핀량 차이를 줄이기 위한 초기 브레이크 제어량을 좌우 바퀴의 노면마찰계수가 서로 다른 노면(Split-mu 노면)에서 인가하는 압력보다 적은 압력을 사용하고, 비 제어대상 바퀴의 스핀 발생시에는 브레이크 제어압력을 즉시 '0'으로 만들 수 있다. 예를 들면, 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 실질적으로 0으로 감소시킨 후 다음 제어주기에서 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 다시 제어할 때는 최초 브레이크 압력량을 이전 제어주기의 최초 브레이크 압력량보다 감소시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템의 제어방법에 대한 제어흐름도이다.

도 7을 참조하면, 제어부(100)는 BTCS 제어개시인지를 판단한다(200). 이때, 제어부(100)는 각 바퀴의 휠 속도에 따른 해당 바퀴의 슬립율을 산출하고, 산출된 슬립율이 미리 설정된 기준 슬립율보다 높으면 BTCS 제어개시시점인 것으로 판단할 수 있다.

BTCS 제어개시이면, 제어부(100)는 BTCS 제어를 시작하여 밸브구동부(130)와 모터구동부(140)를 통해 각종 밸브와 모터를 작동시켜 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 제어한다(202).

제어부(100)는 센서부(110)의 각 휠 속도센서(111)를 통해 각 휠 속도를 검출한다(204).

제어부(100)는 검출된 각 휠 속도 정보를 이용하여 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출한다(206). 또한, 제어부(100)는 검출된 각 휠 속도 정보를 이용하여 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)을 산출한다(208).

그리고, 제어부(100)는 제어대상 바퀴의 스핀량과 비 제어대상 바퀴의 스핀량의 스핀량 차이(C2)를 산출한다(210).

제어부(100)는 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)과 스핀량 차이(C2)를 이용하여 헌팅 현상 발생 여부를 판단한다(212). 상술한 식 [3]와 식 [4]를 이용하여 헌팅 현상 발생 여부를 판단한다.

제어부(100)는 헌팅 현상이 발생하면, 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시킨다(214). 이때, 헌팅 현상이 발생한 상태에서는 브레이크 압력 제어를 하는 동안에 비 제어대상 바퀴에 적은 양의 스핀이 있어도 브레이크 압력을 즉시 ‘0’이 되도록 브레이크 압력을 감소시킴으로써 헌팅 현상이 발생하지 않도록 한다.

한편, 헌팅 현상이 발생하지 않으면, BTCS 제어종료인지를 판단한다(216). BTCS 제어종료이면 BTCS 제어를 종료시킨다(218). 만약, BTCS 제어종료가 아니면 작동모드 202로 리턴하여 이하의 작동모드를 수행한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 트랙션 제어 시스템에서 헌팅 현상 발생시 제어 대상 바퀴의 브레이크 압력을 조절하는 것을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

도 8을 참조하면, 헌팅 현상이 발생하면, 제어부(100)는 제어대상 바퀴의 초기 브레이크 압력 제어량을 감소시킨다(300)(예를 들면, 도 4의 P1을 도 6의 P2로 감소시킴). 그리고, 감속된 브레이크 압력제어량에 따라 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 제어한다.

그리고, 제어부(100)는 비 제어대상의 바퀴의 스핀량이 미리 설정된 값(TP)를 초과하는지를 판단한다(302).

만약, 작동모드 302의 판단결과 비 제어대상의 스핀량이 미리 설정된 값(TP)를 초과하면, 제어부(100)는 제어 대상 바퀴의 브레이크 제어압력을 즉시 ‘0’으로 감소시킨다(304). 한편, 작동모드 302의 판단결과 비 제어대상의 스핀량이 미리 설정된 값(TP) 이하이면, 제어부(100)는 미리 설정된 루틴으로 리턴한다.

100 : 센서부 111 : 휠 속도 센서
120 : 산출부 130 : 밸브 구동부
140 : 모터 구동부

Claims

각 바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도 센서;
상기 휠 속도 센서를 통해 검출된 각 바퀴의 휠 속도를 근거로 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하는 산출부; 및
BTCS(Brake Traction Control System) 제어시 상기 산출부를 통해 제어대상 바퀴의 스핀량 및 상기 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 각각 산출하고, 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량과, 상기 산출된 제어대상 바퀴의 스핀량과 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량간의 스핀량 차이를 근거로 하여 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하고, 상기 헌팅 현상이 발생하면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)보다 크고 상기 스핀량 차이의 절대값(C2)이 미리 설정된 제2 값(TP2)보다 크면, 상기 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템.
삭제
각 바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도 센서;
상기 휠 속도 센서를 통해 검출된 각 바퀴의 휠 속도를 근거로 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하는 산출부; 및
BTCS(Brake Traction Control System) 제어시 상기 산출부를 통해 제어대상 바퀴의 스핀량 및 상기 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 각각 산출하고, 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량과, 상기 산출된 제어대상 바퀴의 스핀량과 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량간의 스핀량 차이를 근거로 하여 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하고, 상기 헌팅 현상이 발생하면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)보다 크고 현재 제어주기의 상기 스핀량 차이의 절대값에서 이전 제어주기의 상기 스핀량 차이의 절대값을 뺀 차이값(ΔC2)이 0보다 작으면 상기 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 헌팅 현상이 발생하면, 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시키는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시킨 후 다음 제어주기에서 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 다시 제어할 때는 최초 브레이크 압력량을 이전 제어주기의 최초 브레이크 압력량보다 감소시키는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템.
BTCS 제어시 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하고,
상기 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하고,
상기 비 제어대상 바퀴의 스핀량과, 상기 제어대상 바퀴와 상기 비 제어대상 바퀴간의 스핀량 차이를 근거로 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하고,
상기 판단결과 상기 헌팅 현상이 발생하면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키고,
상기 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하는 것은, 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)보다 크고 상기 스핀량 차이의 절대값(C2)이 미리 설정된 제2 값(TP2)보다 크면, 상기 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템의 제어방법.
삭제
BTCS 제어시 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하고,
상기 제어대상 바퀴의 반대편에 위치한 비 제어대상 바퀴의 스핀량을 산출하고,
상기 비 제어대상 바퀴의 스핀량과, 상기 제어대상 바퀴와 상기 비 제어대상 바퀴간의 스핀량 차이를 근거로 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하고,
상기 판단결과 상기 헌팅 현상이 발생하면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키고,
상기 헌팅 현상의 발생 여부를 판단하는 것은, 상기 산출된 비 제어대상 바퀴의 스핀량(C1)이 미리 설정된 제1 값(TP1)보다 크고 현재 제어주기의 상기 스핀량 차이의 절대값에서 이전 제어주기의 상기 스핀량 차이의 절대값을 뺀 차이값(ΔC2)이 0보다 작으면 상기 헌팅 현상이 발생한 것으로 판단하는 것을 포함하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템의 제어방법.
제6항에 있어서,
상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키는 것은, 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시키는 것을 포함하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템의 제어방법.
제9항에 있어서,
상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시킨 후 다음 제어주기에서 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 다시 제어할 때는 최초 브레이크 압력량을 이전 제어주기의 최초 브레이크 압력량보다 감소시키는 것을 포함하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템의 제어방법.
제6항에 있어서,
상기 제어대상의 바퀴의 브레이크 압력을 감소시키는 것은, 상기 제어대상 바퀴의 초기 브레이크 압력량을 감소시키고, 상기 비 제어대상 바퀴의 스핀량이 미리 설정된 값보다 크면 상기 제어대상 바퀴의 브레이크 압력을 0으로 감소시키는 것을 포함하는 브레이크 트랙션 컨트롤 시스템의 제어방법.