KR20030093694A

KR20030093694A - 에이비에스 차량의 압력제어방법

Info

Publication number: KR20030093694A
Application number: KR1020020031504A
Authority: KR
Inventors: 윤팔주
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2003-12-11
Also published as: KR100751232B1

Abstract

본 발명은 차량용 미끄럼 방지방법에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 각 바퀴에 장착된 휠 속도센서 및 압력센서를 이용하여 노면의 마찰계수 대신에 마찰력에 의한 토크를 추정하고, 이를 이용하여 각 노면에 따른 최적의 슬립율 범위 내에서 제동이 이루어지도록 브레이크 압력을 제어하는 데 있다.

본 발명에서는 휠 속도센서를 통해 검출된 바퀴의 회전속도에 기초하여 차량의 슬립율을 산출하고, 휠 속도센서와 압력센서를 통해 검출된 값을 이용하여 상기 바퀴에 작용하는 마찰력에 의한 토크를 추정하며, 그 슬립율과 마찰토크를 이용하여 ABS 제어시 상기 마찰토크에 대한 슬립율의 변화량이 미리 설정된 범위 내에 있도록 상기 휠 실린더에서의 브레이크 압력을 조절한다. 이에 따라, 본 발명은 주행 차량의 노면의 상태를 정확히 반영함으로서 차량이 최적의 슬립율 부근에서 ABS 작동을 하도록 하여 제동거리를 단축시키는 효과가 있다.

Description

에이비에스 차량의 압력제어방법{Method for control break pressure in a vehicle comprising Anti-lock Brake system}

본 발명은 차량용 미끄럼 방지방법에 관한 것으로, 제동시 노면의 상태에 관계없이 최적의 슬립율 제어를 가능하게 하여 제동거리를 단축시키는 ABS의 압력제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 차량의 제동능력향상과 제동중의 조향안정성 확보를위해 차량 미끄럼 방지장치(Anti-lock Brake System 이하 ABS라 칭함) 구비하고 있다. 이러한 ABS 시스템은 제동 중 차륜은 회전하지 않아도 차량은 미끄러져 진행하게 되는 차륜의 상태를 대비한 것으로서, 제동중 차륜의 고착상태(locking)가 있기 전에 이를 사전에 감지하고 발생을 방지한다.

종래의 ABS 시스템에서의 브레이크 압력을 제어하는 방법은 차량의 전후륜에 설치된 휠 속도센서를 통해 차속을 추정하고 이를 기초로 현재의 슬립율과 감속도를 계산한 후, 이를 이용하여 주행 차량의 노면 마찰계수를 추정하고, 이 노면의 마찰계수와 슬립율의 일정관계에 기초하여 차량의 슬립율이 노면의 최대마찰계수에 해당하는 슬립율 범위에 도달하도록 브레이크 압력을 증압, 유지 및 감압시킨다.

종래에는 실제 노면의 마찰계수를 직접적으로 측정하기 곤란하기 때문에 슬립율과 차륜의 감가속도를 이용하여 추정하였다. 그러나, 이러한 노면 마찰계수의 추정은 차륜의 속도에 기초하여 이루어지기 때문에 노면의 상태를 정확하게 반영하지 못하여 차량의 제동거리가 상대적으로 길어지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 각 바퀴에 장착된 휠 속도센서 및 압력센서를 이용하여 노면의 마찰계수 대신에 마찰력에 의한 토크를 추정하고, 이를 이용하여 각 노면에 따른 최적의 슬립율 범위 내에서 제동이 이루어지도록 브레이크 압력을 제어하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 ABS 시스템을 장착한 차량의 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 ABS 차량의 브레이크 압력제어방법에 대한 흐름도이다.

도 3은 ABS 제어시 최적의 슬립율 제어를 위해 마찰토크에 대한 슬립율의 변화량의 유효범위를 설명하기 위한 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 휠 속도센서20 : 압력센서

30 : ECU40 : 유압밸브

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각 바퀴의 회전속도를 검출하기위한 휠 속도센서 및 각 휠 실린더에서의 브레이크 압력을 검출하기 위한 압력센서를 구비한 ABS 차량에서의 브레이크 압력을 조절하기 위한 방법에 있어서, 상기 휠 속도센서를 통해 검출된 바퀴의 회전속도에 기초하여 차량의 슬립율을 산출하는 단계, 상기 휠 속도센서와 압력센서를 통해 검출된 값을 이용하여 상기 바퀴에 작용하는 마찰력에 의한 토크를 추정하는 단계, 상기 슬립율과 마찰토크를 이용하여 ABS 제어시 상기 마찰토크에 대한 슬립율의 변화량이 미리 설정된 범위 내에 있도록 상기 휠 실린더에서의 브레이크 압력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 ABS 시스템을 장착한 차량의 블록도이다. 도 1에 도시된바와 같이, 각 차륜에 마련되며 차륜의 속도를 검출하기 위한 휠 속도센서(10), 각 휠 실린더에서의 실제 압력을 검출하기 위한 압력센서(20), 휠 속도센서(10)와 압력센서(20)의 검출신호로부터 슬립율 및 노면과 타이어의 마찰력에 의한 토크를 추정하여 각 바퀴의 압력제어모드를 제어하는 ECU(Electrical Control Unit 이하 ECU라 칭함)(30), ECU(30)의 제어신호에 따라 온 또는 오프되어 각 휠 실린더에 제공되는 압력을 제어하는 유압밸브(40)로 이루어져 있다.

도 2는 본 발명에 따른 실시예로 ABS 차량의 브레이크 압력제어방법에 대한 흐름도이다. 도 2에 도시된바와 같이, ECU(30)는 각 휠 속도센서(10)로부터 휠 속도을 읽어 들이고(S100), 각 압력센서를 통해 각각의 휠 실린더의 압력을 읽어 들인다(S110). 이어서, ECU(3)는 각 휠 속도센서(10)를 통해 읽어 들인 휠 속도에 기초하여 바퀴의 감속도 또는 가속도를 산출하고, 차체속도를 추정한다(S120).

단계(S120)에서 차체속도가 추정되면, ECU(30)는 각 휠 실린더의 휠 속도 및 차체속도를 이용하여 차량의 슬립율(S)을 산출한다(S130).

차량의 슬립율이 산출되면, ECU(30)는 산출된 슬립율에 기초하여 ABS 개시조건인지를 판단하게 된다(S140).

단계(S140)에서의 판단결과 ABS 개시조건이면, ECU(30)는 단계(S100)에서 읽어들인 휠 속도로부터 산출된 바퀴의 감속도 또는 가속도와 단계(S130)에서 검출된 각 휠 실린더의 압력을 이용하여 마찰토크를 추정한다(S150). 이때, 일반적으로 마찰토크는 다음의 관계식으로 구할 수 있다.

I * (dw/dt) = TF - TB----식(1)

TB = Rb * mub * Ab * Pb = Kb * Pb---- 식(2)

(바퀴의 관성모멘트 I, 바퀴의 각속도 w의 시간에 따른 미분치인 각가속도 dw/dt, 바퀴에 작용하는 마찰토크 TF, 제동토크 TB, 브레이크 디스크의 반경 Rb, 브레이크 디스크와 마찰재간의 마찰계수 mub, 브레이크 디스크와 마찰재간의 유효 접촉면적 Ab, 브레이크의 휠 실린더의 압력 Pb)

식(2)를 식(1)에 대입하여 식(1)을 다시 정리하면,

TF = I * (dw/dt) + Kb * Pb---- 식(3)

식(3)에서 I와 Kb는 차량과 브레이크의 사양에 따라 결정되는 상수이다. 따라서, 마찰토크는 휠 실린더의 압력과 바퀴의 각가속도에 의해 결정된다.

일반적으로 마찰토크는 다음의 식에 의해 구할 수 있다.

TF = Rw * muf * M * g = Kf * muf---- 식(4)

(바퀴의 반경 Rw, 노면과 타이어간의 마찰계수 muf, 차량의 무게 M, 중력가속도 g)

식(4)에서 알 수 있듯이 Kf는 차량의 사양에 따라 정해지는 상수임으로 마찰토크는 노면의 마찰계수에 비례한다(마찰토크 TF는 식(4)에 의해 구할 수 있으나, 노면의 마찰계수 muf는 직접 측정이 곤란한 값이기 때문에 식(3)을 이용하여 구한다).

따라서, 도 3에 도시된바와 같이, 마찰토크와 슬립율의 선도는 노면의 마찰계수와 슬립율의 선도와 마찬가지로 주행 차량의 노면의 상태를 정확히 반영하게 된다.

단계(S150)후에 ECU(30)는 슬립율과 마찰토크로부터 도 3에서의 곡선의 기울기(dTF/dS)를 계산한다(S160).

단계(S160)에서 곡선의 기울기(dTF/dS)가 계산되면, ECU(30)는 계산된 곡선의 기울기값이 미리 설정된 유효범위의 기울기인지를 판단한다(S170). 이때, 차량의 제동력이 최대가 되는 최적의 슬립율은 곡선의 기울기값이 영인 지점이며(dTF/dS = 0). 이 값을 중심으로 미리 설정된 상한 임계치((dTF/dS)H) 및 하한 임계치((dTF/dS)L)의 범위 내에 단계(S150)에서 계산된 곡선의 기울기가 속하는 지를 판단하게 된다.

차량이 최적의 슬립율에서 제동되도록, 단계(S170)의 판단결과 dTF/dS >(dTF/dS)H 이면, 해당 휠 실린더의 브레이크 압력을 증압시킨다(S180). 만약, 판단결과 (dTF/dS)L < dTF/dS < (dTF/dS)H 이면, 해당 휠 실린더의 브레이크 압력을 유지시킨다(S190). 한편, 판단결과 dTF/dS < (dTF/dS)L 이면, 해당 휠 실린더의 브레이크 압력을 감압시킨다(S200).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 각 바퀴에 작용하는 마찰토크를 통해 주행 차량의 노면의 상태를 정확히 반영함으로서 차량이 최적의 슬립율부근에서 ABS 작동을 하도록 하여 제동거리를 단축시키는 효과가 있다.

Claims

각 바퀴의 회전속도를 검출하기 위한 휠 속도센서 및 각 휠 실린더에서의 브레이크 압력을 검출하기 위한 압력센서를 구비한 ABS 차량에서의 브레이크 압력을 조절하기 위한 방법에 있어서,

상기 휠 속도센서를 통해 검출된 바퀴의 회전속도에 기초하여 차량의 슬립율을 산출하는 단계,

상기 휠 속도센서와 압력센서를 통해 검출된 값을 이용하여 상기 바퀴에 작용하는 마찰력에 의한 토크를 추정하는 단계,

상기 슬립율과 마찰토크를 이용하여 ABS 제어시 상기 마찰토크에 대한 슬립율의 변화량이 미리 설정된 범위 내에 있도록 상기 휠 실린더에서의 브레이크 압력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이비에스 차량의 압력제어방법.
제 1항에 있어서,

상기 마찰토크를 추정하는 단계는 상기 휠 속도센서로부터 검출된 바퀴의 회전속도에 따른 감가속도를 산출하는 단계,

상기 압력센서를 통해 상기 휠 실린더에서의 브레이크 압력을 검출하는 단계,

상기 감가속도 및 브레이크 압력을 미리 설정된 식에 대입하여 상기 마찰토크를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이비에스 차량의 압력제어방법.
제 1항에 있어서,

상기 브레이크 압력조절단계에서는 상기 마찰토크에 대한 슬립율의 변화량이 0인 부근의 유효범위를 설정하고, ABS 제어시, 상기 변화량의 값을 확인하여 상기 변화량이 상기 설정된 유효범위를 초과하는 경우, 상기 브레이크 압력을 증압시키며, 상기 변화량이 상기 유효범위미만인 경우, 상기 브레이크 압력을 감압시키며, 상기 변화량이 상기 유효범위내에 속하는 경우, 상기 브레이크 압력을 유지시키는 것을 특징으로 하는 에이비에스 차량의 압력제어방법.