KR20030088068A - 제동시의 노면상태변화 판단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제동시의 노면상태변화 판단방법에 관한 것으로, 노면 상태변화에 대한 판단 시작 시점에서의 노면 조건이 스플릿 제어조건인지 여부를 판단하는 제 1 단계와, 상기 판단결과 스플릿 제어조건에 해당되는 경우, 저 마찰쪽 차륜의 휠 스레스홀드에 대한 증가여부를 판단하는 제 2 단계와, 상기 판단결과 저 마찰쪽 차륜의 휠 스레스홀드 증가로 판단되는 경우, 상기 증가된 휠 스레스홀드에 상응하여 상기 저 마찰쪽 차륜에 제동압을 단속적으로 인가하고, 그 제동압의 인가횟수를 카운트하는 제 3 단계와, 상기 카운트한 제동압 인가횟수가 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우에는 스플릿 노면에서 고마찰 노면으로의 노면상태 변화로 판단하고, 그렇지 않은 경우에는 스플릿 노면상태를 유지하는 것으로 판단하는 제 4 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 제동시 노면상태가 변화하더라도 이를 정확히 판단하여 안정적이고 효율적인 제동력 제어를 행할 수 있다.

Description

제동시의 노면상태변화 판단방법{The method which judges road surface change of state when braking}

본 발명은 제동시 노면상태변화 판단방법에 관한 것으로서, 상세하게는 제동시 노면상태의 변화에 상관없이 차량의 안정적인 제동효율을 보장하기 위해서 보다 빠르고 정확하게 노면상태를 파악하는 제동시 노면상태변화 판단방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 정지 및 속도 제어를 위하여 제동장치(brake system)를 장착하고 있는데, 최근에는 차량의 제동 능력 향상과 제동중의 조향 안정성을 확보하기 위하여 안티록 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 제동중 차륜의 고착상태가 있기 전에 이를 사전에 감지하여 그 현상을 방지하기 위한 시스템이다.

즉, 이 시스템은 제동시, 차량의 전후륜에 설치된 차륜속도 검출센서를 이용하여 차속을 추정하고 이를 기초로 현재의 슬립률과 감속도를 계산한 후, 이들 자료를 입력변수로 하여 차량의 고착 상태 발생을 예측하고 그 전에 브레이크 압력을 감소시켜 차륜회전 속도를 차속에 근접시키고 다시 차륜의 회전속도가 일정치를 초과하기 전에 브레이크 압력을 증가시켜 차륜을 제동시키는, 일련의 동작을 반복하여 슬립률을 바람직한 상태로 유지 시키도록 제어하는 것으로서, 차륜의 고착상태가 발생함으로써 조향성상실 및 주행안정성 상실의 상태가 되는 것을 사전에 방지하고 제동능력을 향상시킨다.

한편, 차륜과 노면간의 마찰계수는 노면의 상태에 따라 변화하게 되어, 마찰계수가 큰 노면과 비교할 때 마찰계수가 작은 노면에서는 차륜의 미끄러짐이 심하므로 차륜에 약간의 제동력을 가해도 고착상태로 돌입하기 쉽다. 따라서 ABS 제어시에도 마찰계수가 큰 노면에서와 작은 노면에서 그 제어방식을 달리하여 마찰계수가 작은 노면에서의 제동압이 큰 노면에서의 제동압보다 일반적으로 작다.

이러한 이유로 노면의 상태에 따라 마찰계수가 급격히 변화하는 경우에는 제어상태를 빠르게 변화시키지 않으면 안된다. 즉, 제동시에 있어서, 마찰계수가 낮은 노면에서 높은 노면으로 급격한 변화가 있게 되면, 차륜 휠의 스레스홀드(threshold) 자체가 증가하기 때문에 제동력 향상을 위해서 제동압을 증가시켜야 한다.

여기서 특히 문제가 되는 것은, 제동시에 스플릿노면(예, 한 쪽 차륜에 대해서는 아스팔트 노면이고, 다른 쪽 차륜에 대해서는 아이스 노면)에서 고마찰 노면으로 급격한 노면변화가 있는 경우이다. 일반적으로 노면 변화에 따른 유압제어 방식으로는, 구동륜인 전륜에 대해서는 좌우 차륜의 노면상황에 따라서 독립적으로 제어하는 방식이 많이 쓰이고, 종동륜인 후륜에 대해서는 상기 독립제어 방식외에 노면 마찰 계수가 작은 쪽을 기준으로 해서 이 작은 쪽이 록킹으로 향하면 양쪽 다같이 감압하는 셀렉트 로우 방식이 이미 알려져 있다. 상기 셀렉터 로우 방식에 의하는 경우에는 스플릿 노면을 감지 못하는 경우에도 어느 정도의 안전성은 확보할 수 있지만 제동거리가 길어진다는 문제가 발생하고, 제동력의 향상을 위해서 후륜에 대한 제어를 독립제어방식에 의하는 경우에는 후륜에 가해지는 급격한 제동압차이로 인해 차량이 스핀(Spin)하는 문제가 발생한다.

따라서 상기와 같은 점을 보완하기 위해서 제동시 노면 상태 변화에 따라 적합한 제어를 수행하기 위해, 우선적으로 노면 상태의 변화를 정확히 판단할 수 있는 로직이 필요한데, 종래에는 스플릿 노면에서 제동 후 고마찰 노면으로의 노면상태가 변화한 경우 이를 감지할 수 있는 별도의 로직을 구비하지 못하였다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종동륜 중 저마찰쪽 차륜의 휠 스레스홀드 증가여부와, 이에 상응하는 제동압 제어를 수행하는 횟수를 이용하여 스플릿 노면에서 고마찰 노면으로의 노면상태 변화를 판단할 수 있는 제동시의 노면상태변화 판단방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 ABS 유압 회로도를 나타낸 도면.

도 2는 일반적인 ABS 제어패턴을 나타내는 그래프.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제동시 노명상태변화 판단방법을 나타내는 흐름도.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10:브레이크 페달 20:마스터 실린더

30:노말오픈 솔레이드 밸브 40:노말클로즈 솔레노이드 밸브

50:액압펌프 60:모터

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제동시의 노면상태변화 판단방법은, 노면 상태변화에 대한 판단 시작 시점에서의 노면 조건이 스플릿 제어조건인지 여부를 판단하는 제 1 단계와, 상기 판단결과 스플릿 제어조건에 해당되는 경우, 저 마찰쪽 차륜의 휠 스레스홀드에 대한 증가여부를 판단하는 제 2 단계와, 상기 판단결과 저 마찰쪽 차륜의 휠 스레스홀드 증가로 판단되는 경우, 상기 증가된 휠 스레스홀드에 상응하여 상기 저 마찰쪽 차륜에 제동압을 단속적으로 인가하고, 그 제동압의 인가횟수를 카운트하는 제 3 단계와, 상기 카운트한 제동압 인가횟수가 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우에는 스플릿 노면에서 고마찰 노면으로의 노면상태 변화로 판단하고, 그렇지 않은 경우에는 스플릿 노면상태를 유지하는 것으로 판단하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 일반적인 ABS 유압 회로도를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 운전자에 의한 브레이크 페달(10)의 작동으로 마스터 실린더(20)에서 제동유압이 형성되고, 이 제동유압은 전륜(FL,FR)과 후륜(RL,RR)의 입구측에 설치된 노말오픈 솔레이드 밸브(NO)(30)와 출구측에 설치된 노말클로즈 솔레노이드 밸브(NC)(40)에 의해 전,후륜의 휠 실린더(FL,FR,RL,RR)에 전달된다. 그리고, 휠 실린더측으로부터 토출된 오일이 일시 저장되는 저압어큐뮬레이터(LPA)에는 한 쌍의 액압 펌프(50)가 연결되고, 그 액압 펌프(50)는 모터(60)의 구동에 의해 저압어큐뮬레이터(LPA)에 저장된 오일을 펌핑하여 고압어큐뮬레이터(HPA)로 전달한다. 고압어큐뮬레이터(HPA)는 펌프(50)의 작동으로 인한 압력맥동을 감쇠시킨다. 이와 같이 휠 실린더에 제동압이 전달되어 제동력이 발휘되며 이때 노면과의 마찰력이 충분하지 못하여 과도한 슬립률이 야기되어 바퀴 록킹이 발생되면 ABS 제어부에서는 휠 실린더의 입구측 솔레노이드 밸브(NO)를 닫고 출구측 솔레노이드 밸브(NC)를 열어 감압시키고, 이어 입구측과 출구측의 솔레노이드 밸브(NO)(NC)를 모두 닫아 제동압을 유지하며, 이어 입구측 솔레노이드 밸브(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.

도 2는 일반적인 ABS 제어패턴을 나타내는 그래프이다.

도 2를 참조하면, ABS의 작동시 차체의 속도은 그래프(G1)와 같이 시간(t)이경과할수록 감소하고, 휠 속도는 그래프(G2)처럼 가/감을 반복한다. 이때, 휠실린더에 공급되는 유압, 즉 휠제동압은 그래프(G3)처럼 가압 또는 감압된다.이를 상세히 설명하면, 운전자가 시점(t1)에서 브레이크 페달(10)을 밟으면, 시점(t1)이후에는 휠제동압이 점차 증가되고 이에 따라 휠속도 및 차체속도는 감소되고, 휠은 로크되려는 경향을 보이게 된다. 이와같이 휠의 속도가 점차 감소되어 기설정된 기준속도보다 낮아지게 되는 시점(t2)에 이르면, 전자제어장치는 솔레노이드밸브(30, 40)에 감압신호를 인가하고, 이에 따라 휠실린더의 브레이크오일은 마스터실린더(20)로 리턴된다. 그러므로, 휠실린더의 유압은 느슨하게 된다. 그 시점(t2)이후 차륜의 속도가 회복되는 시점에 이르면, 전자제어장치는 휠실린더의 유압을 단계적으로 증가시키는데, 이러한 유압의 증가율은 보통 휠실린더의 현재 유압과 로킹압력과의 차에 따라 결정된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제동시 노명상태변화 판단방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 스플릿 노면에서 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟으면, 전자제어장치는 유압제어수단(미도시)을 통해 각 휠의 거동에 상응하여 제동압을 인가하게 되는데, 이때 전자제어장치는 스플릿 노면에서 고마찰 노면으로의 노면상태 변화를 판단하기 위해서 종동륜인 후륜에 대해 계속해서 현재의 제어조건이 스플릿 제어조건인지를 판단한다(S100).

상기 판단결과 일단 스플릿 제어조건이라고 판단되는 경우에는, 저마찰쪽의 노면에 놓여져 있는 종동륜의 휠 스레스홀드의 증가여부를 모니터링한다(S200). 상기 휠 스레스홀드란 차륜이 록킹되지 않는 한도내에서 노면에 최대 마찰력을 전달할 수 있는 차륜의 슬립률에 대한 임계값을 의미한다. 상기 휠 스레스홀드의 값은 저마찰 노면에서 고마찰 노면으로 이동할수록 커진다.

상기 단계200의 판단결과, 휠 스레스홀드가 증가하지 않는다고 판단되는 경우에는 스플릿 노면상태를 유지한다고 판단하고 이전의 제어패턴으로 종동륜을 제어한다(S600). 그러나, 상기 판단결과 휠 스레스홀드가 증가한다고 판단되는 경우에는, 상기 증가된 휠 스레스홀드에 상응하여 저마찰 쪽의 종동륜에 제동압을 단속적으로 인가하여 제동압 자체를 증가시키고, 상기 제동압 인가횟수를 카운트한다(S300).

한편, 상기 제동압을 증압시키는 도중, 상기 저 마찰쪽 차륜의 슬립률이 미리 설정된 임계치를 벗어나는 경우에는 제동압을 감압시키고 그때 까지의 제동압 인가횟수 카운트 값을 "0"으로 초기화 시킨 후, 다시 제동압을 단속적으로 인가하여 그 횟수를 카운트한다.

상기 과정을 반복하면서 제동압 인가횟수가 미리 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 계속해서 판단하게 되는데(S400), 상기 기준값을 초과하는 경우에는

는 스플릿 노면에서 고마찰 노면으로의 노면상태 변화로 판단하고(S500), 그에 따라 종동륜을 적절히 제어한다. 만약, 상기 기준값 이하인 경우에는 스플릿 노면상태를 유지하는 것으로 판단하고(S600), 그에 따라 종전과 같이 종동륜을 제어한다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제동시의 노면상태변화 판단방법에 의하면, 제동시 보다 정확한 노면의 현재상태를 판단하여 감지함으로써 ABS 제어시 노면의 상태가 변화하더라도 안정적이고 효율적인 제동력 제어를 행할 수 있다.

Claims (2)

1. 제동시 종동륜 제어를 위한 노면 상태변화를 판단하는 방법에 있어서,

   노면 상태변화에 대한 판단 시작 시점에서의 노면 조건이 스플릿 제어조건인지 여부를 판단하는 제 1 단계;

   상기 판단결과 스플릿 제어조건에 해당되는 경우, 저 마찰쪽 차륜의 휠 스레스홀드에 대한 증가여부를 판단하는 제 2 단계;

   상기 판단결과 저 마찰쪽 차륜의 휠 스레스홀드 증가로 판단되는 경우, 상기 증가된 휠 스레스홀드에 상응하여 상기 저 마찰쪽 차륜에 제동압을 단속적으로 인가하고, 그 제동압의 인가횟수를 카운트하는 제 3 단계;

   상기 카운트한 제동압 인가횟수가 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우에는 스플릿 노면에서 고마찰 노면으로의 노면상태 변화로 판단하고, 그렇지 않은 경우에는 스플릿 노면상태를 유지하는 것으로 판단하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제동시의 노면상태변화 판단방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 3 단계의 제동압을 증압시키는 도중, 상기 저 마찰쪽 차륜의 슬립률이 미리 설정된 임계치를 벗어나는 경우에는 제동압을 감압시키고 그때 까지의 카운트 값을 "0"으로 초기화하는 것을 특징으로 하는 제동시의 노면상태변화 판단방법.