KR20000003071A - 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법에 관한 것으로써, 차륜속도센서로부터 검출한 차륜속도를 연산하여 안티록 브레이크 개시 요구가 있는 가를 판단하는 개시판단단계와, 상기 개시판단단계에서 안티록 브레이크 개시 요구가 있는 것으로 판단되면 모타에 공급되는 전압의 세기를 체크하는 전압체크단계와, 상기 전압체크단계가 완료되면 상기 차륜속도센서로부터 검출한 차륜속도를 연산하여 주행중인 노면의 상태를 체크하는 노면상태체크단계와, 모타에 공급되는 전압의 세기 및 노면의 상태에 따라 모타의 구동시간을 미리 결정하여 상기 전압체크단계와 상기 노면상태체크단계에서 체크된 전압과 노면의 상태에 따른 모타의 구동시간을 세트하는 세트단계와, 제동동작시 상기 세트단계에서 세트된 구동시간에 의거하여 모타를 구동하는 구동단계와, 제동동작시 안티록 브레이크 종료 요구가 있는 것으로 판단되면 모타의 구동을 정지시켜 안티록 브레이크 제동동작을 완료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다

Description

안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법

본 발명은 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법에 관한 것으로, 특히 배터리 전압의 세기 및 노면의 마찰정도에 의거하여 제동동작시 필요한 제동압만이 생성되도록 모타의 구동시간을 최적화하여, 모타의 과도한 동작으로 인한 소음저감 및 페달 페닝(FEELING)현상을 개선하는 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법에 관한 것이다.

차량이 일정한 속도로 주행하고 있을 때는 차륜의 회전속도와 차체의 속도는 일치하고 있으나, 차륜에 제동력이 작용하면 차륜의 회전속도와 차체의 속도는 일치하지 않는다. 이는 제동동작시 차륜의 타이어와 도로면 사이에 슬립(SLIP)이 발생하기 때문이다. 안티록 브레이크 시스템은 이러한 슬립발생시 차륜의 회전속도와 차체속도를 구하고, 이로부터 슬립율을 연산하여 연산된 슬립율이 일정범위(예 15-20%)를 유지할 수 있도록 휠 실린더의 제동압을 감압, 유지, 가압제어하여 제동거리를 단축시킨다.

도 1은 일반적인 안티록 브레이크 시스템의 유압회로도이다. 이를 도 2를 참조하여 종래 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법을 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 마스터실린더(3)와 각 차륜(FR,RL,RR,FL)에 장착된 휠 실린더(W) 사이에는 노말오픈밸브(NO)가 배치되고, 휠 실린더(W)로부터 마스터실린더(3)로 환류하는 관로에는 노말클로즈밸브(NC)가 배치된다. 또, 환류관로에는 환류하는 브레이크액을 잠시동안 저장하는 저압어큐뮤레이터(LPA)와, 저압어큐뮤레이터(LPA)에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 강제 환류시키는 모타(4) 및 펌프(5), 펌핑된 브레이크액의 급격한 압력파형을 감소시키는 고압어큐뮤레이터(HPA) 및 오리피스(미부호)가 마련된다. 또한, 차륜속도센서(미도시)로부터 차륜속도를 읽어들여 미리 짜여진 프로그램에 따라 연산, 분석, 그 리고 판정하며, 그 결과에 의거해서 휠 실린더(W)의 액압조절수단인 노말오픈밸브(NO) 및 노말클로즈밸브(NC), 그리고 모타(4)의 구동에 따른 펌프(5)의 작동을 제어하는 ABS제어부(미도시)가 마련된다.

전술한 구성에서 최초 노말오픈밸브(NO)는 개방되어 있고, 노말클로즈밸브(NC)는 폐쇄되어 있으므로, 마스터실린더(3)와 휠 실린더(W)는 연통하고 있으며, 그 사이의 액압회로는 폐회로가 된다. 이때, 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟게되면, 마스터실린더(3)의 제동압은 휠 실린더(W)에 직접 작용하여 가압상태가 된다.

그리고 노면조건보다 과도한 제동압이 휠 실린더(W)에 전달되면 차륜(FR,RL,RR,FL)은 회전을 멈춘채 노면을 미끄러지게 된다. 이러한 현상은 각 차륜(FR,RL,RR,FL)에 장착된 차륜속도센서에 의해 감지되고, 이어서 차량은 안티록 브레이크 제어(이하 ABS라 한다)에 들어간다.

즉, ABS제어부는 ABS개시 조건인가를 판단하는 판단단계(S21)를 수행한다.

상기 판단단계(S21)에서 ABS개시 조건으로 판단되면, ABS제어부는 모타(4)를 구동하는 모타구동단계(S22)를 수행한다.

상기 모타구동단계(S22)의 수행으로, 마스터실린더(3)와 휠 실린더(W) 사이에 펌프(5)로부터 계속적으로 브레이크 오일이 공급되고, 각 휠 실린더(W)의 제동압을 조절하는 액압조절밸브(NO,NC)가 차륜(FR,RL,RR,FL)의 제동상태에 따라 온/오프제어된다.

즉, ABS제어부는 로크된 차륜이 감지되면 해당 차륜의 노말클로즈밸브를 열어 휠 실린더(W)에 가해진 제동압을 감압하여 차륜이 로크에서 벗어나 미끄러지지 않도록 한다. 이후, ABS제어부는 각 차륜속도센서로부터 계속적으로 속도정보를 입력받아 차륜의 회전속도가 너무 빠르게 회복되거나, 차륜회전속도가 제어를 위해 설정된 기준속도보다 낮아지게 되면 각 차륜측에 마련된 노말오픈밸브(NO) 및 노말클로즈밸브(NC)를 제어하여 휠 실린더(W)에 가해지는 브레이크 액압을 세세하게 제어하므로써, 제동에 이르게 한다.

그리고 ABS제어부는 제동동작이 완료되었는 가를 판단하는 ABS종료 판단단계(S23)를 수행한다.

상기 판단단계(S23)에서 제동이 완료된 것으로 판단되면 최종적으로 모타(4)의 구동을 정지시키는 단계(S24)를 수행한다.

그러나 종래 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 일반적으로 안티록 브레이크 시스템에 장착되는 모타는 극한의 조건, 예를 들면 배터리 전압 9V(정격전압 12V), 외기온도 -30℃, 마스터실린더 압력 160 BAR에서도 동작되도록 설계되어 있는바, 평상시 ABS제어를 위해 생성되는 액압이 과도한 상태이다. 따라서, 휠 실린더에 가해지는 제동압을 제어할 목적으로 액압조절밸브를 연속적으로 개폐동작시킬 경우 마스터실린더와 휠 실린더간에 액압변화가 발생되는데, 과도한 액압으로 인하여 그 변화가 커 운전자가 브레이크 페달을 밟고 있는 경우 페달이 떨리는 페닝(FEELING)현상이 크게 나타나는 문제점이 있었다.

또, 안티록 브레이크 시스템의 모타는 ABS제어가 개시됨과 동시에 동작되어 ABS제어가 종료될 때 까지 계속적으로 동작되므로서, 모타의 구동에 따른 소음을 저감시키는데 한계가 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 배터리 전압의 세기 및 노면의 마찰정도에 따라 안티록 브레이크 작동에 필요한 제동압만이 생성되도록 모타의 구동시간을 최적화하여 모타의 과도한 동작으로 인한 소음 및 페달 페닝현상을 개선할 수 있도록 한 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 브레이크 시스템의 유압회로도,

도 2는 종래 안티록 브레이크 시스템의 플로우챠트,

도 3은 본 발명에 적용되는 안티록 브레이크 시스템의 제어 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 안티록 브레이크 시스템의 플로우챠트,

도 5는 본 발명에 따른 안티록 브레이크 시스템의 모타 구동 타임챠트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

4:모타 20:경보등구동부 30:브레이크등구동부

40:솔레노이드구동부 50:모타구동부 60:배터리

100:ABS제어부 S1-S4:차륜속도센서

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 모타의 구동으로 제동압을 생성하는 펌프와, 상기 펌프를 포함하며 마스터실린더와 각 차륜에 장착된 휠 실린더 사이에 마련되어 상기 휠 실린더에 제동압을 공급하는 노말오픈밸브와 상기 휠 실린더의 제동압을 배출하는 노말클로즈밸브가 마련된 안티록 브레이크 유압회로와, 상기 차륜의 차륜속도를 검출하는 차륜속도센서를 구비한 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법에 있어서, 상기 차륜속도센서로부터 검출한 차륜속도를 연산하여 안티록 브레이크 개시 요구가 있는 가를 판단하는 개시판단단계와, 상기 개시판단단계에서 안티록 브레이크 개시 요구가 있는 것으로 판단되면 상기 모타에 공급되는 전압의 세기를 체크하는 전압체크단계와, 상기 전압체크단계가 완료되면 상기 차륜속도센서로부터 검출한 차륜속도를 연산하여 주행중인 노면의 상태를 체크하는 노면상태체크단계와, 모타에 공급되는 전압의 세기 및 노면의 상태에 따라 모타의 구동시간을 미리 결정하여 상기 전압체크단계와 상기 노면상태체크단계에서 체크된 전압과 노면의 상태에 따른 모타의 구동시간을 세트하는 세트단계와, 제동동작시 상기 세트단계에서 세트된 구동시간에 의거하여 상기 모타를 구동하는 구동단계와, 제동동작시 안티록 브레이크 종료 요구가 있는 것으로 판단되면 상기 모타의 구동을 정지시켜 안티록 브레이크 제동동작을 완료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 적용되는 안티록 브레이크 시스템의 제어 블록도, 도 4는 본 발명에 따른 안티록 브레이크 시스템의 플로우챠트, 도 5는 본 발명에 따른 안티록 브레이크 시스템의 모타 구동 타임챠트이다.

전술한 도 1과 도 2를 참조하여 안티록 브레이크 시스템을 개략적으로 설명한다. 도시된 바와 같이, 각 차륜(FR,RL,RR,FL)에 장착되며 차륜(FR,RL,RR,FL)의 회전수에 비례하는 교류신호를 출력하는 차륜속도센서(S1-S4)로 이루어진 차륜속도센서부(10)와, 휠 실린더(W)에 공급되는 브레이크 오일을 조절하는 노말오픈밸브(NO) 및 노말클로즈밸브(NC)의 개폐동작을 제어하는 솔레노이드구동부(40)와, ABS동작시 제동압이 발생되도록 휠 실린더(W)에 브레이크 오일을 공급하는 모타(4)의 구동을 제어하는 모타구동부(50)와, ABS동작시 페일하였을 때 운전자에게 이를 알리는 경보등(22)의 점멸을 제어하는 경보등구동부(20)와, 차륜속도센서(S1-S4)로부터 출력되는 교류신호, 즉 차륜속도 신호를 미리 짜여진 프로그램에 따라 연산, 분석, 그리고 판정하며, 그 결과에 의거해서 솔레노이드구동부(40) 및 모타구동부(50), 그리고 경보등구동부(20)에 구동지령을 발하는 ABS제어부(100)로 구성된다. 그리고 60은 ABS제어부(100) 및 경고등(22), 브레이크등(31), 솔레노이드밸브(미부호), 모타(4) 등에 전원을 공급하는 배터리이다.

상기 차륜속도센서(S1-S4)는, 차륜(FR,RL,RR,FL)의 회전수에 비례하는 교류신호를 출력하는데, ABS제어부(100)는 이를 펄스신호로 변환한 후 펄스를 계수하여 차륜속도를 계산한다. 또, 계산된 차륜속도에 의거하여 차체속도를, 그리고 차륜속도 및 차체속도에 의거하여 슬립율을 계산한다.

또, 상기 솔레노이드구동부(40)는 각각의 솔레노이드밸브를 통전하기 위한 스위칭소자(TR3-TR10)가 마련되며, 스위칭소자의 베이스단자는 ABS제어부(100)의 지령신호 출력단에 접속되어, ABS제어부(100)의 지령에 따라 솔레노이드밸브의 구동전원을 통전한다. 즉, 솔레노이드밸브로 이루어지며 휠 실린더(W)에 공급되는 브레이크 오일을 조절하는 노말오픈밸브(NO)와, 휠 실린더(W)에 공급된 브레이크 오일을 환류하여 제동압을 조절하는 노말클로즈밸브(NC)의 개폐동작을 ABS제어부(100)로부터 지령을 받아 수행한다.

또한, 상기 모타구동부(50)는 모타(4)의 구동전원을 통전하기 위한 스위칭소자(TR1)가 마련되며, 상기 스위칭소자의 베이스단자는 ABS제어부(100)의 지령신호 출력단에 접속되어 ABS제어부(100)의 지령에 따라 모타(4)의 구동전원을 통전한다. 즉, 휠 실린더(W)에 브레이크 오일을 공급하는 펌프(5)를 작동시켜 휠 실린더(W)에 제동압을 가압하는 모타(4)의 구동을 ABS제어부(100)로부터 지령을 받아 수행한다. 그리고 상기 모타(4)는 극한의 조건, 예를 들면 배터리 전압 9V(정격전압 12V), 외기온도 -30℃, 마스터실린더 압력 160 BAR에서도 동작되도록 설계되어 있다.

또, 상기 경보등구동부(20)는 이그니션스위치(IGN S/W)의 개폐동작에 따라 전원을 공급받는 경보등(22)과, 경보등(22)에 공급되는 전류를 단속하는 최초 회로를 닫고 있는 엔씨(NC)릴레이(21)로 마련된다. 엔씨릴레이(21)의 여자코일은 ABS제어부(100)의 지령신호의 출력단(ABS W/L)에 접속되어 통상시 ABS제어부(100)의 지령신호에 의하여 여자되어 경보등(22)이 소등되도록 회로를 개방시킨다. 그리고 ABS의 페일시 ABS제어부(100)의 지령신호는 출력되지 않아 여자코일은 소자되어 경보등(22)이 소등되도록 회로를 닫는다.

또한, 이그니션스위치(IGN S/W)의 개폐동작에 따라 IGN입력단으로 입력되는 배터리 전압의 세기를 감지하는 전압감지부가 ABS제어부(100)내에 마련된다.

또, 제동동작시 브레이크 작동에 따라 개폐동작되는 브레이크등 스위치(B S/W)와, 브레이크등(31)이 마련된다.

이하, 전술한 구성부 및 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 작용효과를 설명한다.

먼저, 주행중 ABS제어부(100)는 각각의 차륜속도센서(S1-S4)로부터 차륜속도를 지속적으로 읽어들인다. 즉, 차륜속도센서(S1-S4)로부터 차륜(FR,RL,RR,FL)의 회전수에 비례하여 출력되는 교류신호를 펄스신호로 변환한 후 펄스를 계수하여 차륜속도를 계산한다. 또, 계산된 차륜속도에 의거하여 차체속도, 차륜속도 및 차체속도에 의거하여 슬립율, 그리고 차륜감/가속도를 계산한다.

그리고 계산된 각 차륜(FR,RL,RR,FL)의 슬립율과 타이어와 노면간의 마찰력이 극대점을 이루는 기준슬립율과를 비교하여 ABS개시조건을 판단한다(S51).

즉, 판단단계(S51)에서 계산된 슬립율증 어느 하나라도 기준슬립율 범위를 벗어난 것으로 판단되면, ABS제어부(100)는 ABS개시조건으로 판단하고, 계산된 슬립율이 기준슬립율 범위내에 존재하는 것으로 판단되면, 통상의 제어동작을 수행할 목적으로 제어수순을 초기단계로 리턴시킨다.

상기 판단단계(S51)에서 ABS개시조건으로 판단되면, ABS제어부(100)는 이그니션스위치(IGN S/W)의 개폐동작에 따라 공급되는 배터리(60)의 전압 세기를 전압감지부를 통하여 체크하는 단계를 수행한다(S52).

상기 체크단계(S52)가 완료되면, ABS제어부(100)는 연산된 차륜감/가속도와 미리 노면상태에 따라 설정된 기준치와 비교하여 노면상태를 체크하는 단계를 수행한다(S53).

상기 체크단계(S53)가 완료되면, ABS제어부(100)는 미리 짜여진 모타(4)의 구동시간이 세트된 테이블에서 상기 체크단계(S52,S53)에서 체크된 배터리(60) 전압의 세기와 노면의 상태에 따른 모타(4)의 구동시간을 세트하는 단계를 수행한다.(S54) 예를 들면, 배터리의 전압이 기준치 이하로 체크되고, 노면의 상태가 빙판길 또는 눈길인 것으로 체크되면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 모타(4)가 ABS제동시 지속적으로 동작되도록 모타(4) 구동시간을 세트하고, 배터리(60)의 전압이 기준치 이상으로 체크되고, 노면의 상태가 아스팔트로 체크되면 도 (b)에 도시된 바와 같이 모타(4)가 ABS제동시 소정주기로 동작되도록 모타 구동시간을 세트한다(S55).

그리고 상기 ABS제어부(100)는 상기 단계(S55)에서 세트된 모타(4)의 구동시간에 따라 모타(4)를 구동하는 단계를 수행한다(S55).

따라서, 제동동작시 휠 실린더(W)에 필요한 브레이크 오일만이 공급되어 휠 실린더(W)에 적정 제동압만이 전달된다. 이에 따라, 개폐동작에 따라 휠 실린더(W)에 공급되는 브레이크 오일을 조절하는 솔레노이드밸브의 동작특성을 향상시킬 수 있으며, 개폐동작에 따라 마스터실린더(3)와 휠 실린더(W)간에 발생하는 액압변화를 약화시켜 운전자가 브레이크 페달(1)을 밟고 있는 경우 페달(1)이 떨리는 페달 페닝현상을 개선할 수 있다. 또, 세트된 모타(4)의 구동시간에 따라, ABS동작시 모타(4)가 소정주기로 동작되므로서 모타구동에 따른 소음 발생을 저감할 수 있다.

그리고 ABS제어부(100)는 제동동작이 완료되었는 가를 판단하는 ABS종료 판단단계(S56)를 수행한다. 즉, ABS제어부(100)는 차량이 정지되었거나, 운전자가 브레이킹 동작을 해제시켰는 가를 감지하여 ABS종료를 판단한다.

상기 판단단계(S56)에서 ABS동작이 종료된 것으로 판단되면 ABS제어부(100)는 최종적으로 모타(4)의 구동을 정지시키는 단계를 수행한다(S57).

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 배터리 전압의 세기 및 노면의 마찰정도에 따라 안티록 브레이크 작동에 필요한 제동압만이 생성되도록 모타의 구동시간을 세트하므로써, 모타의 과도한 동작으로 인한 소음 및 페달 페닝현상을 개선하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 모타의 구동으로 제동압을 생성하는 펌프와, 상기 펌프를 포함하며 마스터실린더와 각 차륜에 장착된 휠 실린더 사이에 마련되어 상기 휠 실린더에 제동압을 공급하는 노말오픈밸브와 상기 휠 실린더의 제동압을 배출하는 노말클로즈밸브가 마련된 안티록 브레이크 유압회로와, 상기 차륜의 차륜속도를 검출하는 차륜속도센서를 구비한 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법에 있어서,

   상기 차륜속도센서로부터 검출한 차륜속도를 연산하여 안티록 브레이크 개시 요구가 있는 가를 판단하는 개시판단단계와,

   상기 개시판단단계에서 안티록 브레이크 개시 요구가 있는 것으로 판단되면 상기 모타에 공급되는 전압의 세기를 체크하는 전압체크단계와,

   상기 전압체크단계가 완료되면 상기 차륜속도센서로부터 검출한 차륜속도를 연산하여 주행중인 노면의 상태를 체크하는 노면상태체크단계와,

   모타에 공급되는 전압의 세기 및 노면의 상태에 따라 모타의 구동시간을 미리 결정하여 상기 전압체크단계와 상기 노면상태체크단계에서 체크된 전압과 노면의 상태에 따른 모타의 구동시간을 세트하는 세트단계와,

   제동동작시 상기 세트단계에서 세트된 구동시간에 의거하여 상기 모타를 구동하는 구동단계와,

   제동동작시 안티록 브레이크 종료 요구가 있는 것으로 판단되면 상기 모타의 구동을 정지시켜 안티록 브레이크 제동동작을 완료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 안티록 브레이크 시스템의 모타 제어방법.