KR20050100240A - 시험데이터를 이용한 에이비에스 시스템에서 마스터실린더의 액압 계산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에이비에스 시스템(ABS System)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에이비에스 시스템에서 마스터 실린더의 액압을 계산을 통해 예측하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의해 마스터 실린더의 액압을 계산하는 방법은, 브레이크 작동 여부를 판단하는 단계와; 브레이크 작동 시에 차체 감속도로부터 브레이크액의 평균 액압을 계산하는 단계와; 에이비에스(ABS) 시스템의 감압모드 절환 여부를 판단하는 단계와; 에이비에스 제어부로부터 감압모드 절환 명령 신호가 발생한 시점부터 에이비에스 엑츄에이터에 의해 실제 감압이 이루어지기까지의 시간 △t 동안 증가된 브레이크 액압 △P를 계산하는 단계와; 상기 평균 액압과 상기 △t 동안 증가된 브레이크 액압을 더함으로서 에이비에스 시스템의 마스터 실린더 액압을 계산하는 단계를; 포함하여 이루어지되, 상기 △P는 차륜 감속도에 대한 휠 실린더 액압의 시험데이터를 이용하여 계산하게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

시험데이터를 이용한 에이비에스 시스템에서 마스터 실린더의 액압 계산 방법{Method for assuming the brake oil pressure in a master cylinder of ABS system by using a experimental data}

본 발명은 에이비에스 시스템(ABS System)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에이비에스 시스템에서 마스터 실린더의 액압을 시험데이터를 통해 계산하여 예측하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량이 일정한 속도로 주행하고 있을 때는 바퀴의 차륜속도와 차체의 속도는 일치하고 있으나, 차륜에 제동력이 작용되면, 차체속도와 차륜속도는 일치되지 않게 된다. 이것은 타이어와 도로면 사이에 슬립(slip)이 발생하기 때문이다. 따라서, 에이비에스 시스템은 차체속도와 차륜속도를 구하고, 이로부터 슬립률을 연산하여 연산된 슬립률이 일정범위(예 15-20%)를 유지할 수 있도록 브레이크의 제동압을 가압, 유지, 감압제어하여 자동차의 제동 거리를 단축시킨다.

이와 같은 에이비에스 시스템은 대한민국 공개특허공보 특2000-0055766에 소개된 것을 비롯하여 종래에 주지되어 널리 사용되고 있다.

그런데, 종래의 에이비에스 시스템에서는 마스터 실린더의 액압을 정확하게 예측하지 못하여, 감압모드에서 가압모드로 절환하여 휠 실린더 액압을 증압시키는 경우 적절한 증압기울기로 증압시킬 수 있도록 솔레노이드를 적절히 제어하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 에이비에스 시스템에 있어 마스터 실린더의 액압을 시험데이터를 이용해 얻을 수 있는 방법을 제공함으로서, 결과적으로 가압모드 절환시에 휠 실린더의 액압을 증압시키는 그 증압기울기의 적절한 제어가 가능하도록 하는데 목적이 있다.

본 발명에 의해 마스터 실린더의 액압을 계산하는 방법은, 브레이크 작동 여부를 판단하는 단계와; 브레이크가 작동되는 경우에 차체 감속도로부터 브레이크액의 평균 액압을 계산하는 단계와; 에이비에스(ABS) 시스템의 감압모드 절환 여부를 판단하는 단계와; 에이비에스 제어부로부터 감압모드 절환 명령 신호가 발생한 시점부터 증압된 마스터 실린더 액압 △P를 계산하는 단계와; 상기 평균 액압과 상기 증압된 △P를 더함으로서 에이비에스 시스템의 마스터 실린더 액압을 계산하는 단계를; 포함하여 이루어지되, 상기 △P는 차륜 감속도에 대한 휠 실린더 액압의 시험데이터를 이용하여 계산하게 되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세하게 설명하도록 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세하게 설명하도록 한다.

우선, 도1에는 본 발명에 의해 마스터 실린더의 액압을 계산하는 과정을 도식적으로 나타내고 있다.

도1에서 브레이크의 작동 여부를 판단하는 단계는 브레이크등 스위치 신호를 이용하여 판단할 수 있다. 여기서 브레이크가 작동되지 않으면 액압을 계산하지 않고, 작동되면 마스터 실린더 액압의 계산을 시작하게 되는 것이다.

도2에서 평균 액압을 계산하는 단계는 브레이크 작동 시에 나타나는 차체 감속도로부터 브레이크액의 평균 액압을 계산하는 단계로서, 차체 감속도는 바람직하게는 각 차륜에 설치되어 있는 차륜 속도센서를 이용하여 얻게 된다.

구체적으로 브레이크액의 평균 액압 P_mean은 다음 식에 의해 구하게 된다.

(1)

상기의 식에서, W는 차체 중량, a는 차체 감속도, CF는 전륜의 휠 실린더 액압을 제동력으로 환산하는 상수, CR은 후륜의 휠 실린더 액압을 제동력으로 환산하는 상수이다. 이비디 제어나 에이비에스 제어가 개시되지 않은 시점에서는 마스터 실린더의 액압과 휠 실린더의 액압은 같게 되며, 그 액압은 상기 평균 압력이 될 것이다.

다음으로, 에이비에스 시스템의 감압모드 절환 여부를 판단하는 단계는 에이비에스 제어부에서 차륜의 슬립상태로부터 판단하게 되는 단계이다.

차륜의 슬립상태가 일정치에 달하여 에이비에스 시스템이 감압모드로 절환되는 경우, 에이비에스 제어부는 감압모드 절환 명령 신호를 발생시키고 이로 인해 에이비에스 액츄에이터에서는 솔레노이드밸브가 작동하여 휠 실린더 액압을 감압시키게 된다. 이때, 솔레노이드밸브의 작동에 의해 실제 감압이 이루어지는 시점에서는 마스터 실린더에서 휠 실린더로 통하는 브레이크액은 차단되고, 마스터 실린더 액압은 계속 상승하다 운전자가 브레이크 페달 밟는 동작을 정지할 때 일정하게 유지된다.

상기에서 에이비에스 제어부가 감압모드 절환 명령 신호를 발생시킨 시점부터는 차륜이 슬립상태에 있는 것이기 때문에, 상기 식(1)과 같이 구한 평균 액압은 더 이상 브레이크액의 액압과 같은 값이 아니다. 다만, 에이비에스 제어부에서 감압모드 절환 명령 신호를 발생시킨 시점까지는 상기 식(1)과 같이 구한 평균 액압을 브레이크 액압으로 보더라도 오차가 크지 않을 것이며, 이 오차는 에이비에스 제어가 개시되는 차륜의 슬립조건에 따라 달라지게 될 것이다.

앞서 기술한 바와 같이, 에이비에스 액츄에이터에 의해 감압이 실제 이루어지더라도 마스터 실린더의 액압은 계속 증압되다 일정하게 되며, 상기 평균 액압이상으로 △P만큼 증압된다.

따라서, 상기의 △P를 계산하여 상기 평균 액압 P_mean과 합하면 그 합한 액압은 감압모드에서 마스터 실린더의 액압이 된다.

이하에서는 상기의 △P를 시험데이터를 이용해 계산하는 과정을 설명하기로 한다. 우선, 도2에는 차륜의 감속도에 따른 휠 실린더 액압을 나타내고 있으며, 이와 같은 데이터는 시험을 통해 얻을 수 있다. 그리고, 도3에는 시간에 따른 마스터 실린더의 액압 상태를 도식적으로 나타내고 있다.

도3에서 t₁은 에이비에스 엑츄에이터에 의해 실제 감압이 이루어지는 시점이며, 도2에서 α₁은 이 시점에서의 차륜의 감속도를 나타낸다.

에이비에스 액츄에이터에 의해 실제 감압이 이루어지기 직전까지는 마스터 실린더 액압 및 휠 실린더 액압은 같기 때문에, 실제 감압이 이루어지는 시점 t₁에서의 휠 실린더 액압을 알면 그 때의 마스터 실린더 액압을 알 수 있다. 따라서, 차륜 속도 센서로부터 에이비에스 액츄에이터가 작동하여 감압이 이루어지는 시점에서의 차륜의 감속도 α₁을 알면, 도2와 같은 시험데이터로부터 마스터 실린더의 액압 P₁을 알 수 있다.

또한, 도3에서 마스터 실린더의 액압의 상승기울기를 k△P로 나타낼 수 있는데, 여기서, k는 브레이크 액압 상승기울기 조절 상수이며, 이는 부스터(booster)의 특성과 운전자가 브레이크 페달을 밟는 정도에 따라 상기 기울기 k△P가 달라지게 되기 때문에, 마찬가지로 부스터의 특성과 운전자가 브레이크 페달을 밟는 정도에 따라 달라질 수 있는 상수이다. k는 도3에서서 t₀(에이비에스 제어부에서 감압모드 절환 명령 신호를 발생시키는 시점)와 상기 식(1)로부터 구한 평균 압력을 이용해 구할 수도 있을 것이다.

도3으로부터 △P는 다음과 같은 식(2)로부터 얻을 수 있음을 알 수 있다.

식(2)

즉, α₁을 차륜속도 센서로부터 얻고, 이로부터 도2와 같은 시험데이터를 이용해 P₁을 구하면, △P를 구할 수 있다.

한편, 정상 에이비에스 제어로 인해 모든 차륜에 대해 에이비에스 감압모드가 적용되는 경우에는, 상기 △P는 모든 차륜의 감속도를 고려하여 얻을 수 있다. 즉, 전륜의 최소 감속도를 각각 α₁, α₂라 하고, 후륜의 최소 감속도를 각각 α₃ , α₄라 하면, 도2와 같은 시험데이터로부터 각 휠 실린더의 액압 P₁, P₂, P₃, P₄를 알 수 있으며, 이로부터 식(2)를 통해 각 휠실린더에 대한 △P₁, △P₂, △P₃, △P₄를 구할 수 있다. 따라서, 상기 △P₁, △P₂, △P₃, △P₄로부터 △P의 평균값을 취하고, 이를 상기 식(1)로부터 얻은 평균 압력과 합하여 마스터 실린더의 액압으로 취할 수 있다.

한편, 이비디(EBD; Electronic Braking-force Distribution) 기능이 부가된 에이비에스 시스템에 있어서 마스터실린더의 액압을 계산하는 방법은, 이비디(EBD) 제어 여부를 판단하는 단계와; 이비디 제어 시에 이비디 제어 직전 및 직후 사이의 차체 감속도 변화량으로부터 전륜의 휠 실린더 액압 증가량을 계산하는 단계와; 상기 평균 액압과 상기 휠 실린더 액압 증가량을 더함으로서 에이비에스 시스템의 마스터 실린더 액압을 계산하는 단계를; 추가로 포함할 수 있다.

도3에는 상기와 같은 경우에 대한 바람직한 실시예를 나타내고 있다. 도3에서, 제어부가 이비디 제어 여부를 판단하게 되고, 이비디 제어시에는 이비디 제어로 인한 브레이크 액압의 증압량 ΔP를 계산하여 이를 상기 식(1)의 평균 압력과 합하여 마스터 실린더 액압을 계산할 수 있다.

상기에서 이비디 제어시에는 후륜의 휠 실린더 액압만이 증압되고, 이와 같이 후륜 휠 실린더의 액압이 증압되며, 차량이 추가적으로 감속되면 그 감속정도에 따라 전륜의 휠 실린더 액압이 증압되게 된다. 따라서, 이비디 제어시에는 마스터 실린더의 액압은 전륜 휠 실린더의 액압과 같고, 상기 전륜 휠 실린더의 이비디 제어로 인한 증압량 ΔP는 아래의 식(5)를 통해 계산하여 얻을 수 있다.

식(5)

상기에서, Δa는 이비디 제어로 인한 차량의 감속도 변화량이다.

본 발명에 의하면, 에이비에스 시스템에 있어 마스터 실린더의 액압을 시험데이터를 이용해 계산하여 얻을 수 있기 때문에, 가압모드 절환시에 휠 실린더의 액압을 증압시키는 그 증압기울기의 적절한 제어가 가능하게 된다.

또한, 에이비에스 제어중 배출되는 액압도 정확하게 알 수 있게 되므로 리턴 모터를 결제적으로 제어할 수 있게 된다.

도1은 본 발명에 의해 마스터 실린더 액압을 계산하는 제1실시예를 나타내는 블록도이다.

도2는 차륜의 감속도에 대한 휠 실린더 액압을 나타내는 시험데이터의 일례를 나타낸다.

도3은 시간에 따른 마스터 실린더 액압 상태를 도식적으로 나타내고 있다.

도4는 본 발명에 의해 마스터 실린더 액압을 계산하는 제2실시예를 나타내는 블럭도이다.

Claims (2)

1. 브레이크 작동 여부를 판단하는 단계와;

   브레이크가 작동되는 경우에 차체 감속도로부터 브레이크액의 평균 액압을 계산하는 단계와;

   에이비에스(ABS) 시스템의 감압모드 절환 여부를 판단하는 단계와;

   에이비에스 제어부로부터 감압모드 절환 명령 신호가 발생한 시점부터 증압된 마스터 실린더 액압 △P를 계산하는 단계와;

   상기 평균 액압과 상기 증압된 △P를 더함으로서 에이비에스 시스템의 마스터 실린더 액압을 계산하는 단계를; 포함하여 이루어지되,

   상기 △P는 차륜 감속도에 대한 휠 실린더 액압의 시험데이터를 이용하여 계산하게 되는 것을 특징으로 하는, 에이비에스 시스템의 마스터 실린더 액압을 계산하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   이비디(EBD) 제어 여부를 판단하는 단계와;

   이비디 제어 시에 이비디 제어 직전 및 직후 사이의 차체 감속도 변화량으로부터 전륜의 휠 실린더 액압 증가량을 계산하는 단계와;

   상기 평균 액압과 상기 휠 실린더 액압 증가량을 더함으로서 에이비에스 시스템의 마스터 실린더 액압을 계산하는 단계를;

   추가로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 에이비에스 시스템의 마스터 실린더 액압을 계산하는 방법.