KR20130123783A - 롤오버방지 제어 해제시 차체자세제어장치의 유압 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤오버방지 제어 해제시 차체자세제어장치의 유압 제어 방법에 관한 것으로, 차량의 롤오버방지 제어가 해제되는지 판단하는 단계 및 롤오버방지 제어가 해제되면 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 유압 해제 기울기에 따라 해제하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 차체자세제어장치의 롤오버방지 제어 해제 시에 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 서서히 해제함으로써 롤뎀핑을 줄여 롤오버를 방지하고, 승차감과 안정성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 더불어 별도의 하드웨어 추가없이 VDC의 제어 변경만으로 수행될 수 있어 유압 회로의 설계변경이 필요하지 않으며, 제작비용이 추가되지 않고 손쉽게 구현될 수 있다.

Description

롤오버방지 제어 해제시 차체자세제어장치의 유압 제어 방법{AN OIL PRESSURE CONTROL METHOD OF VDC WHILE CONTROLLING ROLLOVER PREVENTION OFF}

본 발명은 롤오버방지 제어 해제시 차체자세제어장치의 유압 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차체자세제어장치에서 롤오버방지 제어 해제 시에 추가적인 롤오버방지를 위해 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 서서히 해제하여 안정성과 승차감을 개선한 롤오버방지 제어 해제시 VDC의 유압 제어 방법에 관한 것이다.

차체자세제어장치는 주행중인 차체를 운전자의 의도대로 방향 전환하여 안전한 운행을 도와주는 장치이다. 다만 자동차 업체에 따라 DSC(Dynamic Stability Control), ESP(Electronic Stability Program) 및 VDC(Vehicle Dynamic Control, 이하 VDC) 등의 여러가지 명칭으로 불려지지만 모두 동일한 기능을 수행한다.

본 발명에서는 VDC라는 명칭을 이용하여 차체자세제어장치를 설명하겠다.

VDC는 운전자가 별도로 제동을 가하지 않더라도 차량의 미끄러짐을 스스로 감지하여 각 휠의 브레이크 유압과 엔진 출력을 자동으로 제어한다. 즉, 스핀이나 언더스티어가 발생하면 VDC는 좌측 또는 우측 휠에 제동을 가해 차량의 자세를 제어함으로써 안정된 상태를 유지시킨다.

그러나 차량이 급격하게 방향전환을 하거나 불균일한 노면상황에서 고속으로 주행하는 경우 차량이 뒤집히는 롤오버 발생 위험이 있고, 롤오버 발생시에는 운전자 사망률이 다른 교통사고에 비해 높아 롤오버 발생전에 미리 감지하고 예방하는 방법에 대한 관심이 높아지고 있다.

VDC는 상기한 롤오버방지를 위해서 차량의 조향각, 속도 또는 횡가속도 등을 측정하여 출력값이 안정범위를 벗어나는 경우에 브레이크 유압 및 엔진 출력을 제어하여 차량의 속도를 감속시키면서 차량의 안정성을 확보한다.

본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 10-2011-0020968호(2011.03.04.공개, 발명의 명칭 : 차량 전복 방지 장치 및 방법)가 있다.

종래의 VDC를 통해 롤오버를 제어하는 방식은 점화플러그에 의한 가스폭발을 일으켜 전복이 일어나는 방향의 역방향으로 순간적인 모멘트를 발생시킴으로써 차량의 자세를 바로잡는 방식과 브레이크 유압을 조절하여 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 증가시키는 방식 등 여러가지가 있다.

그러나 브레이크 유압을 증가시키는 방식은 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 롤오버방지 제어가 해제되면 즉시 해제함으로써 차량의 롤모션 반대 방향으로 롤 댐핑이 발생하게 되어 추가적인 롤오버를 발생시키거나 운전자에게 불안감을 증가시킨다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 롤오버방지 제어 해제 시에 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 즉각 해제하지 않고 서서히 해제하여 안정성과 승차감을 개선한 롤오버방지 제어 해제시 차체자세제어장치의 유압 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 롤오버방지 제어 해제시 차체자세제어장치의 유압 제어 방법은 제어부가 차량의 롤오버방지 제어가 해제되는지 판단하는 단계; 및 상기 롤오버방지 제어가 해제되면 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 유압 해제 기울기에 따라 해제하는 단계를 포함한다.

본 발명에서 상기 유압 해제 기울기는 상기 롤오버방지 제어가 해제되는 시점의 횡가속도에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 유압 해제 기울기는 상기 횡가속도를 통해 계산된 롤각 및 롤레이트를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, VDC의 롤오버방지 제어 해제 시에 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 서서히 해제함으로써 롤뎀핑을 줄여 롤오버를 방지하고, 승차감과 안정성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

더불어 본 발명은 별도의 하드웨어 추가없이 VDC의 제어 변경만으로 수행될 수 있어 유압 회로의 설계변경이 필요하지 않으며, 제작비용이 추가되지 않고 손쉽게 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤오버방지 제어 해제시 VDC의 유압 제어 과정의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤오버방지 제어 해제시 VDC의 유압 제어 방법을 설명하는 절차 흐름도이다.
도 3은 종래의 발명에 따라 롤오버방지 제어 해제시 유압을 즉시 해제한 경우와 본 발명의 일 실시예에 따라 유압을 서서히 해제한 경우의 효과를 비교한 도면이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤오버방지 제어 해제시 VDC의 유압 제어 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤오버방지 제어 해제시 VDC의 유압 제어 과정의 기능 블록도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 롤오버방지 제어 해제시 VDC의 유압 제어는 센서부(10), 제어부(20) 및 유압 제어 장치(30)를 포함하여 이루어진다.

여기서 롤오버방지 제어란 롤오버 발생 가능성이 감지되면 이를 방지하는 제어과정을 의미하고, 롤오버방지 제어 해제는 롤오버 발생 가능성을 감지하고 이를 방지함에 따라 기존에 동작한 롤오버방지 제어를 종료시키는 것을 의미한다.

그리고 센서부(10)는 롤오버를 발생시킬 수 있는 요인을 측정하여 측정값을 제어부(20)로 전달하는 역할을 한다.

이러한 센서부(10)는 실제 차의 진행 방향과 자세를 계산하는 횡가속도 센서(11) 및 요레이트 센서와 운전자의 조종 의도를 판단하기 위하여 조향핸들의 회전 각도를 측정하는 조향각 측정센서(12), 차량의 속도를 측정하는 속도 측정센서(13) 및 브레이크 페달의 작동 여부를 판단하는 마스터실린더 압력 측정센서(14) 등을 포함한다.

따라서 센서부(10)에는 롤오버를 발생시킬 수 있는 요인을 측정하는 센서는 무엇이든지 포함될 수 있다.

제어부(20)는 센서부(10)로부터 측정된 측정값을 입력받아서 자동으로 차량 의 휠에 제동을 가해 차체의 자세를 제어함으로써 롤오버 발생을 방지함과 동시에 운전자가 차체를 의도하는 대로 제어할 수 있도록 한다.

이 과정에서 제어부(20)는 차량의 롤오버방지 제어를 하고, 롤오버방지 제어가 해제된 것으로 판단되면, 유압 제어 장치(30)를 제어하여 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 유압을 서서히 해제한다.

즉, 제어부(20)는 차량의 롤오버를 방지하고, 이후 롤오버방지 제어가 해제되면, 횡가속도 측정센서(11)에서 측정한 횡가속도값을 이용해서 롤각 및 롤레이트 값을 계산하고 롤각 및 롤레이트 값을 이용하여 유압 해제 기울기를 결정한다. 따라서 롤오버방지 제어가 해제되는 시점의 횡가속도값에 따라서 유압 해제 기울기는 다르게 결정된다.

여기서 유압 해제 기울기는 롤오버방지 제어가 해제되는 시점의 횡가속도에 의해 결정되는 값으로써, 브레이크 유압을 서서히 감소시키기 위해 결정되는 브레이크 유압의 변화량을 나타낸다.

유압 제어 장치(30)는 제어부(20)의 명령에 따라 좌측 또는 우측 휠에 유압을 공급하는 역할을 한다. 유압의 공급에 따라 휠에 제동을 가하는 과정은 일반적으로 모터에 의해 펌프를 동작시키고 이 펌프의 힘으로 마스터실린더의 브레이크 오일이 브레이크 캘리퍼로 주입되는 경로를 따른다.

이러한 경로로 주입되는 브레이크 오일에 의해 브레이크 캘리퍼내의 브레이크 유압이 증가하고, 이를 통해 브레이크 패드와 회전하는 디스크를 마찰시킴으로써 차량에 제동을 발생시키는 것이다.

FL(좌측 전방 휠)(40)과 FR(우측 전방 휠)(42)은 차량의 전방 좌우측에 위치한 휠을 의미하는 것으로 유압 제어 장치(30)를 통해 주입된 유압에 의해 제동된다.

본 발명의 실시예에서는 VDC의 2륜구동 자동차에 수행되는 유압 제어를 예로 들어 FL과 FR만을 도시하고 있으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않으므로 4륜구동 자동차라면 FL과 FR이외에도 RL(좌측 후방 휠) 및 RR(우측 후방 휠) 중 어느 하나 이상의 브레이크 유압을 제어하는 것도 모두 포함한다고 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤오버방지 제어 해제시 VDC의 유압 제어 방법을 설명하는 절차 흐름도이다.

도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 롤오버방지 제어 해제시 VDC의 유압 제어 방법을 살펴보면, 먼저 제어부(20)는 센서부(10)에서 측정된 측정값을 이용하여 롤오버방지 제어가 해제되었는지를 판단한다(S10).

이러한 판단은 롤오버방지 제어가 해제되지 않은 경우라면 롤오버 발생 위험이 있는 것으로 판단하고 계속해서 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 브레이크 유압을 유지하기 위하여 판단하는 것이다.

따라서 판단 결과 롤오버방지 제어가 해제되지 않은 경우에는 기존의 롤오버방지 제어에 따라서 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 유지한다(S12).

이 과정에서 제어부(20)는 롤오버방지 제어가 해제되면 횡가속도 측정센서(11)에서 측정된 차량의 횡가속도값을 전달받고, 이 횡가속도값을 이용해서 차량의 롤각 및 롤레이트를 계산한다(S20). 이 때의 횡가속도 값은 롤오버방지 제어가 해제되는 시점에서 측정된 횡가속도이다.

다음으로 차량의 롤각 및 롤레이트를 이용하여 유압 해제 기울기를 결정한다(S30). 유압 해제 기울기는 롤오버방지 제어가 해제되는 당시의 횡가속도에 따라서 다르게 결정될 수 있다.

제어부(20)는 결정된 유압 해제 기울기에 따라서 유압 제어 장치(30)를 제어하여 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 유압 해제 기울기에 따라 서서히 해제하고(S40), 그 결과 추가적인 롤오버를 방지하고, 승차감과 안정성을 향상시킨다.

도 3은 종래의 발명에 따라 롤오버방지 제어 해제시 유압을 즉시 해제한 경우와 본 발명의 일 실시예에 따라 유압을 유압 해제 기울기에 따라 서서히 해제한 경우의 효과를 비교한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 빠른 횡가속도로 좌측으로 선회하는 2륜구동 차량에 브레이크 유압이 가해진 경우를 나타내는 것으로, 좌측으로 선회하고 있기 때문에 롤오버가 발생되는 축방향은 우측방향이 되고 FR(우측 전방 휠)에 브레이크 유압이 가해진다.

도 3을 참조하여 롤오버방지 제어 해제시 유압을 즉시 해제한 경우와 유압을 서서히 해제한 경우의 효과 차이를 살펴보면, (A)는 롤오버방지 제어 해제시 유압을 즉시 해제한 경우의 그래프로 롤오버방지를 위해 a1시점에서 FL의 브레이크 유압을 제거하고 FR의 브레이크 유압을 증가시켰다.

그리고 롤오버방지 제어가 해제될 때(a2 시점) FR에 가해진 브레이크 유압을 즉시 해제함에 따라 횡가속도가 안정적인 수치로 도달하는데 오랜 시간이 걸린다.

(B)는 롤오버방지 제어 해제시 FR에 가해진 브레이크 유압을 유압 해제 기울기에 따라 서서히 해제한 경우의 그래프로 (A)와 마찬가지로 롤오버방지를 위해 b1시점에서 FL의 브레이크 유압을 제거하고 FR의 브레이크 유압을 증가시켰다.

그리고 롤오버방지 제어가 해제될 때(b2 시점) FR에 가해진 브레이크 유압을 유압 해제 기울기에 따라 서서히 해제함에 따라 (A)의 경우보다 신속하게 횡가속도가 정상적인 상태로 돌아와 종래 방식에 비해 안정적인 승차감을 제공함을 확인할 수 있다.

참고로 도 3을 통해 확인한 본 발명의 효과는 차량이 2륜구동 자동차를 예시로 설명한 것이다. 그러나 전술한대로 본 발명의 기술적 범위는 4륜구동 자동차에를 포함하므로 4륜구동 자동차의 경우에는 FR 및 RR(우측 후방 휠)에 가해진 브레이크 유압을 서서히 해제해야 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: 센서부 11: 횡가속도 측정센서
12: 조향각 측정센서 13: 속도 측정센서
14: 마스터실린더 압력 측정센서 20: 제어부
30: 유압 제어 장치 40: FL(좌측 전방 휠)
42: FR(우측 전방 휠)

Claims (3)

1. 제어부가 차량의 롤오버방지 제어가 해제되는지 판단하는 단계; 및
   상기 롤오버방지 제어가 해제되면 롤오버가 발생되는 축방향의 휠에 가해진 브레이크 유압을 유압 해제 기울기에 따라 해제하는 단계를 포함하는 롤오버방지 제어 해제시 차체자세제어장치의 유압 제어 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 유압 해제 기울기는 상기 롤오버방지 제어가 해제되는 시점의 횡가속도에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 롤오버방지 제어 해제시 차체자세제어장치의 유압 제어 방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 유압 해제 기울기는 상기 횡가속도를 통해 계산된 롤각 및 롤레이트를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 롤오버방지 제어 해제시 차체자세제어장치의 유압 제어 방법.
   

Images