KR102057735B1 - 안티 록 브레이크 시스템의 모터제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 마스터실린더, 어큐뮬레이터 및 모터를 포함하는 안티 록 브레이크 시스템의 모터제어방법에 있어서, 모터의 제어주기를 가변주기로 제어하도록 하는 안티 록 브레이크 시스템의 모터제어방법이 제공된다.

Description

안티 록 브레이크 시스템의 모터제어방법{method for controlling motor of antilock brake system}

본 발명은 차량의 모터제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안티 록 브레이크 시스템의 모터제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 유압브레이크에서는 브레이크 페달의 작동에 의해 마스터 실린더로부터 제동유압이 인가되어 제동이 이루어지는데, 대부분의 차량은 제동 능력 향상과 제동 중의 조향 안정성을 확보하기 위하여 안티-록 브레이크 시스템(anti-lock brake system, 이하' ABS'라 한다)을 구비하고 있다.

ABS는 제동 마찰 계수가 낮은 노면에서 고속주행 중 제동할 때 제동력을 노면에 전달하지 못하여 발생하는 차량의 미끄러짐 현상을 방지하기 위하여 제동 중 차륜이 고착상태가 되기 전에 이를 사전에 감지하여 그 현상을 방지하기 위한 시스템이다.

이러한 ABS 중에서 전자제어장치는 차륜 속도 감지부로부터 전달되는 현재의 각 차륜 속도와 제동감지부로부터 전달되는 현재의 제동값을 분석하여 현재 주행 상황에 맞는 적절한 ABS 제어값을 발생시키며, 상기 ABS 제어값에 따라 유압제어수단이 유압모듈을 제어한다. 즉, 전자제어장치는 제동시, 차량의 전후륜에 설치된 차륜회전 속력검출센서를 이용하여 차속을 추정하고, 이를 기초로 감속도와 현재의 슬립률을 추정한다. 전자제어장치는 상술한 추정된 자료를 입력 변수로 하여 차량의 고착상태 발생을 예측하며, 그 전에 유압제어수단을 이용하여 브레이크 압력을 감소시킴으로써 휠속도를 차체속도에 근접시키도록 한다. 그리고 휠의 속도가 일정치를 초과하기 전에 브레이크 압력을 증가시켜 차륜을 제동시키는 일련의 동작을 반복하여 제동 중인 차량의 슬립률을 바람직한 상태로 유지시키도록 제어한다.

한편, 운전자에 의한 브레이크 페달의 작동으로 마스터 실린더에서 제동유압이 형성되고, 이 제동유압은 전륜(FL,FR)과 후륜(RL,RR)의 입구측에 설치된 노말오픈 솔레노이드 밸브(NO)와 출구측에 설치된 노말클로즈 솔레노이드 밸브(NC)에 의해 전,후륜의 휠 실린더(FL,FR,RL,RR)에 전달된다. 그리고, 휠 실린더측으로부터 토출된 브레이크액이 일시 저장되는 저압어큐뮬레이터(LPA)에는 한 쌍의 액압펌프가 연결되고, 상기 액압펌프는 모터의 구동에 의해 저압어큐뮬레이터(LPA)에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 고압어큐뮬레이터(HPA)로 전달한다. 상기 고압어큐뮬레이터(HPA)는 펌프의 작동으로 인한 압력맥동을 감쇠시킨다. 이와 같은 방식으로 휠 실린더에 제동압이 전달되어 제동력이 발휘되며 이때 노면과의 마찰력이 충분하지 못하여 과도한 슬립률이 야기되어 바퀴 록킹이 발생되면 ABS 제어부에서는 휠 실린더의 입구측 솔레노이드밸브(NO)를 닫고 출구측 솔레노이드밸브(NC)를 열어 감압시키고, 이어 입구측과 출구측의 솔레노이드밸브(NO)(NC)를 모두 닫아 제동압을 유지하며, 이어 입구측 솔레노이드밸브(NO)를 열고 출구측 솔레노이드 밸브(NC)를 닫아서 증압시키는 ABS 제어동작을 수행한다. 이러한 ABS 제어동작에 의하여 제동 중 슬립률이 일정범위에서 유지되고 바퀴의 록킹이 방지되기 때문에 노면에 충분한 마찰력이 전달되고 제동거리를 단축할 수 있게 된다. 상기 ABS 제어 중 사용되는 모터는 일반적으로 모터 PWM 제어방식을 사용하여 제어하고 있다.

상기 서술된 모터와 같이 일정한 속도영역에서 회전하도록 형성된 장치는 고유의 진동수를 구비하고 있는데, 이것은 모터제어주기와 밀접한 관계를 지니고 있다. 즉, 모터제어주기에 따라 모터의 고유진동수가 결정될 수 있다. 한편, ABS 제어 중, 모터를 일정한 고정주기로 제어를 행하는 경우, 상기 모터의 고유진동수와 타브레이크 시스템의 고유진동수가 일치하게 되는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우, 그 시스템은 공진 및 공명현상이 발생하여 차체에 진동과 노이즈를 유발하게 된다는 문제가 있다. 또한, 상기 발생된 진동과 노이즈는 브레이크 페달로 전달되어 운전자에게 제동 불쾌감을 유발할 수 있다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 출원인은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 모터제어방법을 발명하게 되었다.

본 발명의 실시예들은 상술한 바와 같은 문제를 해소하기 위해, ABS 제어시 사용되는 모터를 가변주기로 제어하도록 하는 ABS 시스템의 모터제어방법을 제공하도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 마스터실린더, 어큐뮬레이터 및 모터를 포함하는 안티 록 브레이크 시스템의 모터제어방법에 있어서, 모터의 제어주기를 가변주기로 제어하도록 하는 안티 록 브레이크 시스템의 모터제어방법이 제공될 수 있다.

여기서, 상기 모터의 가변주기는 모터 구동시 생성되는 모터 역기전력을 모니터링하여 생성하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들은 ABS 제어시 모터를 가변주기로 제어하도록 하는 것에 의해, 타브레이크 시스템과 고유진동수 일치에 따라 발생하는 공진 및 공명 현상이 발생하지 않음에 따라 차체에 발생하는 진동 및 노이즈를 감소시킬 수 있다. 또한, 운전자 브레이크 페달 NVH 성능을 향상시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 안티 록 브레이크 시스템에서 모터를 제어하는 과정을 도시한 제어흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 가변주기제어 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터제어방법에 따라 제어된 결과 데이터를 도시한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 ABS 제어시 모터제어방법을 설명한다.

ABS 제어시 사용되는 모터는 종래 기술에서 설명한 바와 같이, PWM 제어방식을 사용하고 있는 바, 보다 상세하게는 제어 듀티를 변경하여 제어상황에 적정한 모터 듀티를 출력하는 것에 의해 모터제어를 행하고 있다. 그러나, 이미 설명한 바와 같이 상기 모터제어에 의해 발생하는 모터의 고유진동수는 ABS 제어시 타브레이크 시스템의 고유진동수와 일치하게 되는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 공진 및 공명 현상에 의해 차체에 진동과 노이즈를 발생시킨다는 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 출원인은 ABS 제어시 모터를 가변주기로 제어하도록 하는 것에 의해 상술한 바와 같은 기술적 문제를 해결하도록 한다. 보다 구체적으로는 ABS 제어 중 모터 구동 시 생성되는 모터 역기전력을 모니터링하여 모터를 가변주기로 제어하도록 하는 것에 의해, 상기 서술한 바와 같이 고유진동수 일치에 따른 진동 및 노이즈의 발생을 제거하도록 한 기술을 특징으로 한다.

ABS 제어 중 모터는 휠 감압에 의해 충전된 어큐뮬레이터의 유량을 마스터실린더로 리턴시키는 기능을 행한다. 이때, 유량 리턴 속도가 빠르면 브레이크 페달은 운전자의 발을 밀고 나오는 킥-백(Kick-back) 현상이 발생하고, 유량 리턴 속도가 느리면 어큐뮬레이터에 잔압이 증가하여 브레이크 페달이 들어가는 싱크(sink) 현상이 발생하게 된다. 따라서, ABS 제동 중 항상 일정한 답력이 브레이크 페달에 전달되도록 모터를 제어할 필요가 있으며, 이렇게 브레이크 페달의 답력을 일정하게 유지시키는 방법으로는 어큐뮬레이터의 부하를 일정하게 유지시키는 방법이 있다.

한편, 모터의 역기전력은 모터가 받는 부하가 크면 모터 오프(OFF)시 빠른 속도로 떨어지고, 모터가 받는 부하가 적으면 천천히 떨어지는 특성을 지닌다. 따라서, 모터의 역기전력을 일정한 속도로 떨어뜨린다면 모터가 받는 부하는 일정하게 되고, 이로 인하여 브레이크 페달로 전해지는 힘도 일정하게 유지될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 모터 역기전력을 일정한 기울기로 떨어뜨리기 위해 모터의 제어주기를 가변으로 제어하도록 하는 것에 의해, 모든 노면 및 부하 상황하에서도 일정한 모터 부하가 발생하도록 하는 것에 의해 브레이크 페달감을 향상시키도록 하는 것과 동시에, 상기 서술한 바와 같이, 고유진동수 일치에 따라 차체에 발생하는 노이즈 및 진동을 감소시킬 수 있도록 한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 ABS 제어시 모터제어방법이 도시되어 있는 바, 도면을 참고하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

ABS 제어가 시작되면(100), 모터제어를 시작하며(110), 일정시간 모터를 구동시키고 모터를 오프시킨다. 이때, 모터의 역기전력을 1msec 단위로 모니터링을 한다(120). 상기 역기전력이 목표로 하는 역기전력 아래로 떨어지면 모터를 다시 구동한다. 그리고, 모터를 오프한 시점부터 목표 역기전력 아래로 떨어지는 시간을 측정하여 모터의 제어주기를 측정한다(140). 상기 측정된 제어주기와 목표로 하는 모터의 제어주기와 비교를 행한다(150). 상기 측정된 제어주기가 목표로 하는 범위 내에 들어오면 모터 작동 시간은 이전 작동시간과 동일하게 출력하고, 목표로 하는 모터의 제어주기보다 크게 되면 모터의 구동시간은 이전보다 작게하여 출력한다(170). 또한, 목표로 하는 모터의 제어주기보다 작게되면 다음 모터의 구동시간은 더 길게 되도록 출력한다(160). 그리고, ABS가 종료될 때까지 상기 제어사이클을 반복하도록 한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 ABS 제어 중 모터제어방법은 상술한 바와 같은 방법에 의해 동작하게 되며, 이렇게 동작하게 되면 모터는 약 10 내지 100 Hz 범위의 주기를 랜덤하게 유지하며 가변주기로 제어될 수 있다. 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 가변주기제어 개념도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터제어방법에 의해 제어된 결과데이터가 도시된다.

따라서, 상술한 바와 같은 방법에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 가변주기로 제어하도록 하는 것에 의해, 종래가 문제가 되었던 타브레이크 시스템과 고유진동수의 일치에 따라 발생하였던 공진 및 공명현상을 제거할 수 있도록 함으로써, 차체에 발생하는 노이즈 및 진동 현상을 최소화할 수 있다는 기술적 장점이 있다. 이에 추가하여, 본 발명의 일 실시예는 브레이크 페달의 답력을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 것에 의해, 브레이크 페달의 NVH 향상을 가져올 수 있다는 장점이 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 마스터실린더, 어큐뮬레이터 및 모터를 포함하는 안티 록 브레이크 시스템의 모터제어방법에 있어서,
   상기 안티 록 브레이크 시스템의 제어 중, 일정시간 모터를 구동시키고 오프시킨 다음 모터의 역기전력을 모니터링하는 단계;
   상기 모니터링된 모터의 역기전력을 목표로 하는 역기전력과 비교하는 단계;
   상기 모터를 오프한 시점부터 목표로 하는 역기전력 아래로 떨어지는 시간을 측정하여 모터의 제어주기를 측정하는 단계; 및
   상기 모터의 제어주기를 목표로 하는 제어주기와 비교하는 단계;를 포함하여 모터의 가변주기를 형성하도록 하며,
   상기 모터의 역기전력은 1msec 단위로 모니터링하고,
   상기 모터의 역기전력을 목표로 하는 역기전력과 비교하여, 상기 역기전력이 목표로 하는 역기전력 아래로 떨어지면 모터를 다시 구동하며,
   상기 모터의 제어주기를 목표로 하는 제어주기와 비교하는 단계는,
   모터의 제어주기가 목표로 하는 제어주기보다 짧으면, 다음 모터의 구동시간은 이전보다 크게 되도록 하되, 모터의 제어주기가 목표로 하는 제어주기보다 크게 되면, 다음 모터의 구동시간은 이전보다 작게 되도록 함으로써, 모터의 제어주기가, 10 내지 100Hz 범위의 주기를 유지하도록 하는 안티 록 브레이크 시스템의 모터제어방법.
   
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