KR20150100304A - Esc 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 브레이크 시스템에 구비된 브레이크 마찰재의 교환시기를 자동으로 인지하고, 운전자에게 공지하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 최근 대다수의 자동차에 마찰재 마모감지 시스템(ESC)이 기본으로 장착되는 추세에 맞춰 상기 ESC 시스템의 ECU 제어 로직을 이용하여 별도의 추가 장치의 부가 없이 브레이크 시스템의 마찰재 교환시기를 자동으로 검지 및 운전자에게 공지하는 기술에 관한 것이다.

Description

ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템 {System for Abrasion Warning of Brake Friction Pad Using ESC System}

본 발명은 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 최근 대다수의 자동차에 마찰재 마모감지 시스템(ESC)이 기본으로 장착되는 추세에 맞춰 상기 ESC 시스템의 ECU 제어 로직을 이용하여 별도의 추가 장치의 부가 없이 브레이크 시스템의 마찰재 교환시기를 자동으로 검지 및 운전자에게 공지하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 브레이크 시스템에 적용되는 브레이크 패드(마찰재)는 마찰력에 의하여 차량을 정지시키기 위하여 구비되며, 매 제동시 마다 마찰력을 이용하므로 필연적으로 마모가 이루어지게 된다. 따라서, 상기 브레이크 패드는 마모에 의하여 닳게 되면 마찰력이 저하되고 이에 따라 제동 능력이 저하되기 때문에, 주기적으로 새 브레이크 패드로의 교환을 요구한다.

공지의 브레이크 패드는 일반적으로 해당 차량의 오너 매뉴얼에 그 교환주기를 명시하고 있지만, 운전자의 운전습관 및 평소 주행 상태에 따라 패드 교환 주기가 달라지게 된다.

따라서, 일반적으로 차량에서는 도 1과 같이 패드 백 플레이트(back plate)에 클립형 핀이 브레이크 디스크 표면과 갭(gap)을 형성하여 장착되어 있다.

이때 패드가 마모되어 핀과 디스크 표면 사이 gap이 점점 줄어들면서 마침내 핀과 디스크가 닿아 주행시 스퀵성 노이즈가 발생하면 운전자는 패드 교환시기임을 인식하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 클립형 핀이 디스크 표면에 닿아 발생하는 소리를 통해 패드 교환시기를 알려주는 공지의 방법은 소리를 통하여 운전자로 하여금 패드를 교환하도록 유도할 수는 있으나, 마찰에 의하여 디스크 표면이 클립에 의해 지속적으로 손상되어 상기 패드 뿐만아니라 디스크까지 교환해야 하는 문제가 발생하였다. 따라서, 상기와 같은 패드 교환시 손상된 디스크까지 교환 하게되면 교환작업 비용 및 교체를 위한 패드 및 디스크를 포함한 부품비용이 추가적으로 발생하여, 총 비용이 상승하는 단점이 있었다.

만약, 비용의 상승을 방지하기 위하여 손상된 디스크를 교환하지 않을 경우에는, 상기 디스크 표면의 DTV(DISC THICKNESS VARIATION)에 영향을 미치게 되고, 이것은 제동시발생하는 저더(JUDDER) 문제에 커다란 영향을 미치게 된다.

한편, 패드의 마모를 인지하기 위한 공지의 다른 방법으로는 패드 마모 인지 센싱 장치를 부가하여 직접적으로 상기 패드의 마모를 센싱하는 방법이 공지되어 있다.

도 2는 이러한 공지의 패드 마모 인지 센싱 장치를 도시하고 있다.

상기 패드 마모 인지 센싱 장치는 통상적으로 고급차량에 적용되는데, 패드 백 플레이트에 전기적 센싱 장치를 추가하여 패드 교환시기를 전기적 신호로 변환하여 운전자로 하여금 교환 아내 메시지를 통해 인식하도록 구성된다.

그러나, 상기와 같은 공지의 패드 마모 인지 센싱 장치는 패드에 전기적 장치를 추가하여 구성되므로, 원가 상승의 요인이 되어 일반적인 소형차에 적용하기 적합하지 않다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서,

차량에 설치된 마찰재 마모감지 시스템(ESC)의 ECU 제어 로직을 이용하여 별도의 추가 장치의 부가 없이 브레이크 시스템의 마찰재 교환시기를 자동으로 산출하고, 마찰재 교환시기에 맞춰 운전자에게 공지함으로써, 운전자의 편의성을 향상시키는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,

ESC 시스템을 구비하는 차량의 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템에 있어서,

상기 ESC 시스템은, 차량의 휠스피드센서와 연계하여 속도변화를 인지하고, 차량의 감속시 상기 ESC 시스템에 포함된 압력센서로부터 제동압력을 측정하며, 측정된 제동압력에 비례하는 마모지수를 산출하여 누적하고, 누적된 마모지수가 사전 설정된 기준치를 초과하면 알림메세지를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 ESC 시스템은 차량 외기온도센서로부터 차량 외기온도센서 정보를 더 수신하고, 차량 외기온도가 열간상태인 것으로 판단되면 마모지수 산출에 제1가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 ESC 시스템은 레인센서로부터 레인센서신호를 수신하거나 또는 차체제어부로부터 와이퍼작동신호를 수신하는 것 중 하나 이상을 더 수행하고, 상기 레인센서신호 또는 와이퍼작동신호 중 어느 하나를 수신하면 마모지수 산출에 제2가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 ESC 시스템은 MDPS 시스템으로부터 조향제어신호를 수신하거나 또는 또는 YAW 센서로부터 YAW 센서정보를 수신하는 것 중 하나 이상을 더 수행하고, 수신된 상기 조향제어신호 또는 YAW 센서정보를 통하여 차량 선회상태를 판단하고, 차량 선회시 마모지수 산출에 제3가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 ESC 시스템은 서스펜션 높이 센서로부터 서스펜션 높이 센서 정보를 더 수신하고, 상기 서스펜션 높이 센서 정보를 통하여 차량의 하중 증가를 판단하고, 차량의 하중 증가시 마모지수 산출에 제4가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 ESC 시스템은 차량의 종-G센서로부터 종-G센서 정보를 더 수신하고, 상기 종-G센서 정보를 통하여 차량의 강판주행 상태를 판단하고, 강판주행시 상기 마모지수 산출에 제5가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 ESC 시스템은 차량의 브레이크 시스템으로부터 브레이크 페달 작동신호롤 더 수신하고, 상기 브레이크 페달 작동신호를 통하여 설정시간 내에 반복 제동이 이루어진 것으로 판단되면 마모지수 산출에 제6가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 이하의 효과를 제공한다.

1. 상품성 및 성능 향상

차량에 기 구비된 ESC 시스템을 통하여 브레이크 마찰재의 교환시기를 지속적으로 모니터링 하고, 브레이크 마찰재의 마모에 의하여 상기 브레이크 부품이 손상되는 시점 전에 미리 상기 브레이크 마찰재를 교환하도록 알림메세지를 제공함으로써, 편의성을 향상시키고, 이에 따른 차량 상품성을 향상시키는 효과를 제공한다.

2. 원가 중량 절감

차량에 기 구비된 ESC 시스템을 통하여 브레이크 마찰재의 교환시기를 모니터링 하도록 구성함으로써, 브레이크 마찰재의 마모를 모니터링 하기 위한 별도의 추가 수단을 요구하지 않으며, 이에따라, 차량의 제조비용의 증가 없이도 브레이크 마찰재의 마모를 모니터링 할 수 있도록 하는 장점을 제공한다.

도 1은 패드 백 플레이트(back plate)에 클립형 핀이 브레이크 디스크 표면과 갭(gap)을 형성하여 장착되어 있는 종래의 패드 마모 인지 메카니즘을 나타낸다.
도 2는 공지의 패드 마모 인지 센싱 장치를 도시한다.
도 3은 본발명의 바람직한 실시예에 따른 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESC 시스템의 브레이크 마찰재의 마모량을 산출하는 과정을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 차량의 클러스터 상에 표시되어 브레이크 마찰재 교환 시기를 나타내는 알림메세지의 일 실시예를 나타낸다.

본 발명은 자동차의 브레이크 시스템에 구비된 브레이크 마찰재의 교환시기를 자동으로 산출하고, 교환시기를 운전자에게 공지하는 기술에 관한 것으로서, 자동차에 마찰재 마모감지 시스템(ESC)이 기본으로 장착되는 추세에 맞춰 상기 ESC 시스템의 ECU 제어 로직을 이용하여 브레이크 시스템의 마찰재 교환시기를 자동으로 산출 및 운전자에게 공지하도록 이루어진다.

이하, 도면을 참조하여 상기와 같은 구성의 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템을 나타내는 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 ESC 시스템(100)을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템은 차량에 구비된 휠스피드센서(10), 압력센서(20), 서스펜션링크 높이센서(30), MDPS(40) 및 YAW-G센서(the yaw rate/lateral g-sensor)(41), 외기온도센서(50) 및 레인센서 또는 와이퍼(60)와 연결되어 상기 나열된 각각의 장치로부터 센싱정보 또는 작동정보를 수신하여 이를 바탕으로 브레이크 마찰재의 마모량을 판단하도록 이루어진다.

상기 ESC 시스템(100)은 상기 각 장치들 중 하나 이상으로부터 수신한 정보들을 통하여 브레이크 마찰재의 마모지수를 산출하고, 상기 마모지수의 누적치가 사전 설정된 기준치, 다시말해, 마찰재 마모 스펙(spec)보다 크면 운전자에게 브레이크 마찰재의 교환을 공지하도록 구성된다.

기본적으로, 상기 ESC 시스템(100)은, 차량의 휠스피드센서(10)(이하 WSS)와 연계하여 속도변화율을 인지하고, 통해서 차량 감속/가속 여부를 판단하여 차량 제동을 인식하고, 차량의 제동시 상기 ESC 시스템(100)에 포함된 압력센서(20)로부터 제동압력을 측정하며, 측정된 제동압력에 비례하여 마모지수를 산출하여 누적하고, 누적된 마모지수가 사전 설정된 기준치를 초과하면 알림메세지를 생성하여 출력하는 구성을 가진다.

차량 감속의 경우, 크게 제동 시스템을 통한 감속과 엔진브레이크를 통한 비제동 감속으로 구분 할 수 있으며, 상기 ESC 시스템(100)은 브레이크 페달 작동신호 (BLS : BRAKE LAMP SIGNAL)를 통해 제동시스템에 의한 제동이 이루어진 것으로 차량의 제동상태를 구분할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 ESC 시스템(100)은 상기와 같은 구성을 통하여 제동이 이루어진 것을 인식하고, 제동이 이루어질 때 마다 마모지수를 산출하여 누적함으로써, 사전 설정된 기준치와 비교하여 브레이크 마찰재의 교환시기를 추정하도록 이루어진다.

상기 기준치는 차량개발단계에서 브레이크 마찰재 개발시 마모성능 평가를 위해 다이나모 환경에서 수행된 평가를 통하여 산출될 수 있으며, 본 발명의 기술이 적용되는 차량에 따라 달라질 수 있음은 당업자에게 자명하다.

상기 ESC시스템(100)이 브레이크 마찰재의 교환시기를 판단하는 마모지수를 산출함에 있어서, 상기 휠스피드센서(10)를 이용하여 인식된 제동시 마모지수를 누적하는 것 만으로는 브레이크 마찰재 교환주기를 정확하게 판단할 수 없으므로, 본 발명의 ESC 시스템(100)은 차량에 구비된 각종 장치들과 연계하여 브레이크 마찰재 교환주기 판단의 정확성을 향상시키도록 이루어진다.

일반적으로 운전자의 브레이크 조작 및 제동 환경에 따라 제동상태의 강약은 달라질 수 있으며, 따라서, 상기 ESC 시스템(100)은 제동상태의 강약을 마모지수를 산출하는데 반영하기 위하여 ESC 모듈레이터 시스템내에 내장되어 있는 압력센서(20)를 통해 제동시 제동압력의 크기를 검출하고, 검출된 제동압력의 크기에 비례하여 마모지수를 산출하여 누적하도록 이루어진다.

더 나아가, 공지의 브레이크 마찰재는 차량하중, 주행조건, 주변환경온도/습도에 매우 민감하게 작동되는 화학적 성질이 강한 시스템이므로 본 발명의 ESC 시스템(100)은 상기와 같이 기본적으로 산출되는 마모지수에 부가하여 이하의 기술되는 구성을 통한 가중치를 마모지수에 부가 적용하도록 이루어진다.

상기 '가중치'의 단어는 본 발명의 명세서 상에서 "마모지수의 산출 및 누적시, 정상 주행시 발생하는 브레이크 마찰재의 마모량 보다 더 많은 마모가 이루어지는 상황을 상기 마모지수의 산출에 반영하기 위한 값"을 나타내는 단어로서 사용되었으며, 상기 가중치의 값은 사전에 수행된 실험 또는 테스트에 의하여 설정될 수 있다. 이하 기술되는 다양한 상황의 가중치는 상기와 같은 정의를 따른다.

먼저, 상기 ESC 시스템(100)은 차량의 전/후륜 하중상태 정보를 수신하기 위하여 에어서스펜션 차량에 장착되는 서스펜션링크 높이센서(30)와 연결되고, 상기 서스펜션링크 높이센서(30)로부터 차량의 전/후륜 하중상태 정보를 수신하여 마모지수를 산출하는데 가중치로 이용하도록 구성된다. 이때, 바람직하게는, 해당 브레이크 마찰재에 하중이 증가할 수록 가중치가 증가하도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 ESC 시스템(100)은 차량 선회시 휠 횡력에 의한 브레이크 디스크 편마모 가능 상태 정보를 수신하기 위하여 차량의 MDPS 시스템(40)과 연결되어 차량의 조향 상태 정보를 수신하거나, 또는 차량에 구비된 YAW-G 센서(41)와 연결되어 요 레이트 정보를 수신하여 상기 차량의 조향상태 정보 및 상기 요 레이트 정보를 마모지수를 산출하는데 이용한다. 이때, 바람직하게는 차량 조향상태에 의하여 해당 브레이크 마찰재에 가해지는 휠 횡력이 증가하거나, 요레이트가 증가하는 경우, 상기 마모지수에 부가되는 가중치를 증가시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 ESC 시스템(100)은 차량 주행시 주변 온도를 수신하기 위하여 차량 외기온도센서(50)와 연결되고, 상기 차량 외기온도센서(50) 정보를 수신하여 브레이크 마찰재의 마모지수를 산출하는데 사용한다. 이때, 바람직하게는, 브레이크 마찰재의 마모가 고온에서 더 많이 이루어지기 때문에, 외기온도가 증가할 수록 상기 마모지수에 부가되는 가중치를 증가시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 ESC 시스템(100)은 상기 브레이크 마찰재의 마모량을 산출하는데 있어, 습도를 고려하도록 구성될 수 있는데, 이를 위하여 레인센서(60)와 연결되거나, 차체제어부와 연결되어 와이퍼의 작동 정보를 수신할 수 있다. 통상적으로 브레이크 마찰재의 마모에 있어, 마찰이 이루어지는 환경 중 습도도 큰 영향을 미칠 수 있으며, 특히, 우천시 주행조건상태에서 마찰재 마모가 큰 영향을 받을 수 있으므로, 상기 레인센서(60) 정보 또는 와이퍼 작동 정보를 통해 차량 주행 주변 환경 상태를 판단하여 습도가 증가할 수록 가중치를 증가시켜 브레이크 마찰재의 마모지수에 반영될 수 있도록 구성한다.

이하, 상기와 같이 이루어지는 본 발명의 구성을 [식 1] 및 [식 2]를 참조로 하여 구체적으로 설명한다.

상술한 바와 같이, 상기 ESC 시스템(100)은 차량의 감속모드 여부를 판단하여 브레이크 마찰재의 마모량을 산출하도록 구성된다.

상기 감속모드는 차량 개발 단계에서 평가 및 튜닝을 통해 결정되는 항목으로서, 통상적으로 차량개발단계에서 브레이크 마찰재 개발시 마모성능 평가를 위해 다이나모 환경에서 평가를 수행하게 되는데, 이때 차량초기 속도를 세팅하고 감속도별로 반복제동을 통해 마모성능을 확인하다. 열간모드 또는 냉간모드등 주변 환경조건을 추가하여 평가하기도 한다. 이러한 마찰재 개발단계에서 이루어지는 평가 데이터를 이용하여 본 발명의 ESC 시스템(100)은 브레이크 마찰재의 마모량을 더욱 정확하게 예측할 수 있다.

상기 ESC 시스템(100)의 차량의 감속모드 여부 판단은 상기 ESC 시스템(100)내에 내장되어 있는 압력센서(20)를 통하여 이루어지며, 그 과정은 이하 기술된다.

먼저, 상기 ESC 시스템(100)은 차량의 감속 상태를 로직 개발 컨셉에 따라 1 ~ N단계로 구분해 놓는다. 예를 들어 0.1g 감속도 간격으로 감속상태를 구분하여 모드화 하면 최대 감속도가 통상 1.0g로 판단되므로 10개의 감속상태 모드로 구분하게 되며, 만약 0.05g 간격으로 감속상태를 구분하면 총 20개의 감속상태 모드로 구분된다.

또한, 상기 최대 감속 로직 개발 컨셉에 따라 N의 수를 조정할 수 있으며, N의 크기가 크면 클수록 좀더 정밀한 예측이 가능하다고 판단할 수 있다.

이러한 각 감속도 모드로 제동시 마찰재의 마모 정도는 다르다. 저 감속 또는 고 감속의 경우 마찰재 마모 정도가 다르다고 볼 수 있다.

저감속 모드를 1로 놓고 계 숫자 모드가 커짐에 따라 고감속 이라고 정의 한다.( 모드 N은 최대 감속도 모드라고 볼 수 있음)

모드 1인 경우로만 반복 제동시 A1회 실시 후 마찰재의 두께가 마모 경고 수준에 도달했고, 모드 2인 경우로만 반복 제동시 A2회 실시 후 마찰재의 두께가 마모 경고 수준에 도달한다고 사전 다이나모 평가를 통해 DATA 산출되었다면, 여기서 A2값은 A1값보다 작은 값이다. 모드 2가 고 감속이기 때문에 모드1 대비 제동회수가 더 작을 수 밖에 없다. 이때 모든2는 모드 1대비 동일 반복 횟수에 대해 비교할 때 마모지수를 부여할 수 있다. 예를 들어 A2값이 A1값의 90%수준이라고 하면, 모드2에서는 모드1 제동회수 대비 90% 수준에서 마모 기준에 도달할 수 있는 것이다. 이러한 개념으로 모드3의 마모기준 도달 조건 반복 제동 횟수를 A3, 모드 4는 제동횟수가 A4, …… 모드 N은 반복제동이 AN 일 때 마찰재 마모 기준에 도달하게 된다.

이때, 값의 크기는 A1 > A2 > A3 > …… > AN 이다.

사전 설정된 브레이크 마찰재의 설정값을 Z 라고 하면( Z 는 통상 마찰재 두께에서 2mm남는 시점에 경고가 나오게 설정하는 것이 바람직하다), 마모지수는 이하의 공식에 따라 산출된다.

[식 1]

상기 [식 1]의 마모지수의 산출은, 상술한 바와 같이, 차량의 주행 환경 조건에 따라 가중치를 부여하여 적용할 수 있다. 냉간 상태 (상온조건)에서의 기본적인 감속 모드별 마모 횟수를 갖고 추정하는 공식은 [식 1]의 컨셉대로 로직을 구성하게 되고, 차량 외기 온도 정보 및 시간 구간별 반복 제동횟수를 통해 열간상태의 마모 지수를 측정하여 로직 공식에 가중치를 반영 할 수 있다. 열간상태에서는 냉간상태의 마모대비 110% 마모가 발생한다고 하면 가중치를 1.1를 부여 할 수 있다.

여기에 추가로 전/후륜간의 추가 가중치 부여가 필요하다. 제동시 전륜으로 하중이동이 발생하며 이러한 하중 이동량은 감속도에 따라 달라지게 된다.

제동성능 이론식을 통해 각 하중 이동량 검토 가능하며 동일 감속도가 발생하여도 하중부하에 따른 가중치를 후륜 대비 전륜에 추가로 부여해야 한다.

그리고, 차량 옵션에 따라 가중치 부여 개념이 추가로 부여될 수 있다. 급선회 주행 또는 제동시 내/외륜간 차이 가중치가 필요하며, 서스펜션 링크의 높이 센서를 통해 전/후륜 중량에 따른 가중치를 추가로 부여할 수 있다. 레인센서 또는 와이퍼 작동 정보를 통해 비오는날 (습한 상황)에서의 가중치도 부여가 가능하다. 또, 종g 센서(41)을 통해 내리막길 제동 조건이 인식되면 기존의 전륜 하중 이동량 대비 추가 이동이 발생 할 수 있으므로 내리막길 제동상태의 가중치도 부여 할 수 있다.

상기와 같이 각 수단들로부터 인식된 차량 주행 환경에 따른 가중치는 마모지수의 누적 산출에 부가되어 최종적으로 누적 산출된 마모지수가 사전 설정된 설정값을 초과하면 클러스터(200)을 통해 안내 메세지를 출력하도록 함으로써, 운전자로 하여금 마찰재 교환시기를 인지하도록 구성된다.

상기와 같은 가중치는 각 수단들로부터 산출된 가중치를 W1, W2, W3, …… Wm 라고 정의하면, 각 수단별 가중치가 포함된 마모지수의 총 누적치가 사전 설정된 설정값 보다 크게 될 때 마모 경고를 표시함으로써, 브레이크 마찰재의 교체를 유도할 수 있으며, 이러한 구성은 이하의 공식을 따른다.

[식 2]

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESC 시스템(100)의 브레이크 마찰재의 마모량을 산출하는 과정을 나타내는 플로우차트로서, 차량에 구비된 브레이크 마찰재 중 임의의 브레이크 마찰재(차량 좌측 전륜의 브레이크 마찰재)의 마모량을 산출하는 실시예를 나타낸다.

도 4는 차량의 좌측 전륜의 마모량을 산출하는 과정을 일 실시예로서 나타내고 있으나, 동일한 과정을 통하여 차량의 우측 전륜 및 좌우측 후륜의 마모량 역시 산출가능하며, 이러한 구성은 단지 각 부분에 동일한 구성을 적용하여 달성되는 부분으로 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 상기 ESC 시스템(100)은 최초 시작 이후, 브레이크 페달의 입력을 모니터링하고, 브레이크 페달 작동신호 (BLS : BRAKE LAMP SIGNAL)를 통해 상기 브레이크 페달의 입력이 이루어지는지 판단한다(S001).

상기 브레이크 페달의 작동신호를 모니터링하는 것은, 차량 감속의 경우 제동시스템을 통한 감속의 경우와 엔진브레이크를 통한 비제동 감속의 경우가 모두 존재하므로, 상기 ESC 시스템(100)은 상기와 같은 브레이크 페달의 입력을 모니터링함으로써, 제동감속을 인지할 수 있다.

상기 ESC 시스템(100)은 상기 단계 S001을 통하여 브레이크 페달의 작동 신호를 수신하여 브레이크 페달의 작동이 이루어져 제동감속이 이루어지는 것을 인지하면, 상기 ESC 시스템(100)에 포함된 압력센서(20)가 작동중인지 판단한다(S002). 상기 압력센서(20)는 상술한 바와 같이, 운전자의 브레이크 조작 및 제동 환경에 따라 제동상태의 강약이 다르기 때문에, 이러한 제동상태의 강약의 차이를 인지하기 위하여 수신한다.

상기 ESC 시스템(100)은 상기 단계 S002를 통하여 상기 압력센서(20)가 작동하는 것으로 판단되면, 상기 압력센서(20)로부터 측정된 제동압력를 수신하여 제동상태의 강약의 차이를 인식한다(S003).

한편, 상기 ESC 시스템(100)은 차량 외기온도센서(50)를 통하여 차량의 외기온도 정보를 수신하고, 수신된 차량의 외기온도가 냉간상태(상온조건)인지 판단한다(S004). 이 단계는 외기 온도에 따라 상기 브레이크 마찰재의 마모량이 차이가 발생하기 때문에 수행되는 단계이다.

상기 단계 S004에서 차량의 외기온도가 냉간상태인 것으로 판단되면, 상기 ESC 시스템(100)은 현재 차량이 냉간상태를 주행중인 것으로 간주하기에 앞서, 차량의 브레이크 시스템으로부터 브레이크 페달 작동신호(BLS)를 수신하여 제동상태 횟수를 인식하고, 반복제동이 이루어지는 구간인지 우선적으로 판단한다(S005).

이때, 상기 ESC 시스템(100)은 반복제동을 판단함에 있어서, 사전 설정된 설정시간(임의의 시간) 내에 이루어지는 제동 횟수를 카운트하고, 설정시간 내에 제동 횟수가 특정한 횟수를 초과하면 반복제동이 이루어진 것으로 판단할 수 있다.

상기 단계에서 상기 ESC 시스템(100)이 반복제동 여부를 판단하는 이유는 냉간상태에서 주행중인 차량에서 반복제동이 이루어지면 브레이크 마찰재가 열간상태에서 주행중인 차량의 상태와 유사한 마모기준에 도달하는 것으로 사전에 수행된 마모성능 평가에서 도출되었기 때문이다.

상기 단계 S005에서 상기 ESC 시스템(100)은 현재 반복제동이 이루어진 것으로 판단되면 마모지수의 산출에 있어 가중치를 부가하도록 설정한다(S007). 이때 부가되는 가중치는 열간상태에서 주행중인 차량에 부가되는 가중치와 동일할 수 있으며, 상세 사항은 이하 기술된다.

그러나, 상기 단계 S005에서 상기 ESC 시스템(100)이 현재 반복제동 구간이 아닌 것으로 판단되면 현재 차량이 냉간상태(상온 조건)에서 주행중인 것으로 간주하고, 상기 단계 S003에서 압력센서(20)로부터 측정된 제동압력에 비례하여 외기온도에 따른 가중치의 부가 없이 마모지수를 산출하여 누적한다(S006). 상기 단계 S006에서 상기 냉간상태를 주항해는 차량에 대하여 외기온도에 따른 가중치를 부가하지 않는 것을 바람직한 실시예로서 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 특정한 가중치가 부가될 수 있다.

반면, 상기 단계 S004에서 차량의 외기온도가 냉간상태가 아닌 것으로 판단되거나, 또는 상기 단계 S005에서 반복제동이 이루어진 것으로 판단되면, 상기 ESC 시스템(100)은 현재 차량이 열간상태를 주행중인 것으로 판단하고,

상기 단계S003에서 압력센서(20)로부터 측정된 제동압력에 비례하여 마모지수를 산출하되, 외기온도에 따른 가중치를 부가하여 마모지수를 산출하여 누적한다(S007).

상기와 같은 외기온도에 다른 가중치의 부가에 있어서, 통상적으로 상기 브레이크패드의 마찰재는 열간상태에서 냉간상태 보다 더 크게 마모되기 때문에, 상기 열간상태에서 산출된 마모지수가 상기 냉간상태에서 산출된 마모지수 보다 더 크게 설정되어야 한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 열간상태에서 산출된 마모지수에 외기온도에 따른 가중치를 부가하여 마모지수를 산출하는 것이 바람직하며, 그 외에 본 발명의 다른 실시예에서는, 열간상태 및 냉간상태에서 산출된 마모지수에 각각 가중치를 부가하되, 열간상태의 가중치가 냉간상태의 가중치 보다 더 크게 설정될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 열간주행모드의 마모지수 산출에 있어서, 사전 측정된 결과에 따라 산출된 가중치가 부가될 수 있는데, 예를 들어, 열간상태의 주행시 측정된 마모가 냉간상태 주행시 측정된 마모대비 110%의 마모가 이루어진 것으로 발생한 것으로 측정된다면 가중치를 열간주행시 마모지수를 냉간주행시 마모지수 대비 1.1 증가하도록 가중치를 부여할 수 있다.

한편, 상기 ESC 시스템(100)은 상기와 같은 브레이크 마찰재의 마모지수의 산출에 있어서, 습도를 반영하여 산출할 수 있도록 차량에 기 구비된 레인센서 및/또는 차체제어부와 연동하여 상기 레인센서로부터 우천시 주행상태임을 판단하거나 또는 상기 차체제어부로부터 와이퍼 작동 정보를 수신하여 우천시 주행상태임을 판단한다(S008).

상기 단계(S008)에서 상기 ESC 시스템(100)은 우천시 주행중인 것으로 판단되면 현재 다습한 환경에서 주행하는것으로 판단하고, 상기 단계 S006 또는 단계 S007에서 설정된 마모지수에 우천시에 따른 가중치를 부가한다(S009). 이 단계에서는 통상적으로 우천시에 상기 브레이크 마찰재의 마모가 더 크게 발생하므로, 상기 마모지수에 가중치를 부가함으로써, 상기 브레이크 마찰재의 마모지수의 산출에 습도를 반영시킨다.

또한, 상기 ESC 시스템(100)은 서스펜션링크 높이센서(30)를 통하여 서스펜션링크 높이센서(30) 정보를 수신하고 이를 통하여 차량 전/후륜 하중상태를 판단한다(S010). 이 단계에서, 상기 ESC 시스템(100)은 현재 브레이크 마찰재의 마모지수를 설정하고 있는 해당 위치의 하중, 다시말해서, 본 실시예에서 좌측 전륜에 가해지는 하중에 비례하여 마모지수에 하중에 따른 가중치를 부가한다.

통상적으로, 하중이 가해지는 측의 브레이크 마찰재는 하중이 가해지지 않는 브레이크 마찰재 보다 더 많이 마모되기 때문에 상기 단계 S010에서 해당 브레이크 마찰재에 가해지는 하중이 통상의 범위보다 증가한 것으로 판단되면 마모지수에 가중치를 부가한다(S011).

또한, 상기 ESC 시스템(100)은 MDPS 시스템(40)과 연동하여 상기 MDPS 시스템(40)으로부터 조향정보를 수신하고, 이를 통하여 차량 선회상태를 판단한다(S012).

이 단계에서, 상기 ESC 시스템(100)은 차량 선회상태에 따라 휠 횡력에 의하여 차량의 각 부분별로 다른 하중이 가해지고 이로 인하여 차량의 전/후륜 및 좌/우륜 각각의 브레이크패드가 서로 다르게 마모되는 편마모 현상에 대응할 수 있다.

차량 선회상태에 따라 현재 브레이크 마찰재의 마모지수를 설정하고 있는 해당 위치 각각의 하중, 다시말해서, 본 실시예에서는 좌측 전륜에 가해지는 하중에 비례하여 상기 마모지수에 선회상태에 따른 가중치를 부가한다.

상술한 바와 같이, 하중이 가해지는 측의 브레이크 마찰재는 상대적으로 하중이 덜 가해지는 측의 브레이크 마찰재 보다 더 많이 마모되기 때문에 상기 단계 S012에서 상기 ESC 시스템(100)은 차량 선회상태에 따라 해당 브레이크 마찰재에 가해지는 하중이 통상의 범위보다 증가한 것으로 판단되면 마모지수에 가중치를 부가한다(S013).

또한, 상기 ESC 시스템(100)은 차량의 종-g 센서(41)와 연동하여 상기 종-g 센서(41)로부터 정보를 수신하고, 이를 통하여 현재 차량이 강판주행 상태인지 판단한다(S014).

이 단계에서, 상기 ESC 시스템(100)은 강판주행 여부에 따라 현재 마모지수를 누적 산출하고 있는 임의의 브레이크 마찰재에 가해지는 하중, 다시말해서, 본 실시예에서 좌측 전륜에 가해지는 하중이 증가할 수 있으므로, 강판주행 여부에 따라 증가한 하중에 비례하여 상기 마모지수에 강판주행 여부에 따른 가중치를 부가한다.

따라서, 상기 단계 S014 에서 해당 브레이크 마찰재에 가해지는 하중이 강판주행에 따라 통상의 범위보다 증가한 것으로 판단되면 마모지수에 가중치를 부가한다(S015).

상기 ESC 시스템(100)은 상기 단계들을 통하여 부가된 가중치들을 반영하여 마모지수를 누적 산출하고(S016), 산출된 마모지수를 사전 설정된 설정값과 비교한다(S017). 상기 설정값은 사전에 수행된 브레이크 마찰재의 마모성능 평가에 의하여 설정된 값으로, 테스트에 의하여 브레이크 마찰재가 교체해야 할 정도로 마모된 상태에서 획득된 값이 될 수 있다.

따라서, 상기 단계 S001 내지 S015를 통하여 누적된 마모지수가 상기 설정값을 초과하는 경우, 해당 위치의 브레이크 마찰재는 교체가 필요할 정도로 마모된 것으로 판단할 수 있다. 상기 마모지수와 상기 설정값은 상기 브레이크 마찰재의 마모성능 평가에 의하여 도출되어 설정된다.

상기 ESC 시스템(100)은 상기 단계 S016에서 상기 마모지수가 상기 설정값을 초과한 것으로 판단되면 알림메세지를 생성하여 출력하고(S018), 상기 알림메세지는 차량의 클러스터(200)로 전송되어 알림메세지를 표시함으로써, 운전자로 하여금 해당 브레이크 마찰재를 교환하도록 유도한다(S019).

도 5는 차량의 클러스터 상에 표시되어 브레이크 마찰재 교환 시기를 나타내는 알림메세지의 일 실시예를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 ESC 시스템은 차량에 구비된 4개의 각 브레이크 마찰재에 대한 마모지수를 각각 산출하고, 이에 대한 알림메세지를 각각 생성하여 클러스터(200)로 전송하도록 이루어진다.

따라서, 차량의 클러스터(200)는 상기 ESC 시스템으로부터 알림메세지를 수신하여 운전자에게 브레이크 마찰재를 교환해야 할 필요가 있는 특정 브레이크 마찰재에 대한 표시를 하도록 이루어지며, 이는 차량의 FR, FL, RR, RL에 구비된 각각의 브레이크 마찰재를 단순화 하여 도시한 도 5의 그림과 같이 나타낼 수 있다.

따라서, 본 발명이 적용된 차량을 운전하는 운전자는 클러스터에 표시되는 상기와 같은 그림을 통하여 차량의 특정 브레이크 마찰재의 교환 시기를 용이하게 인식할 수 있다.

이상으로 본 발명의 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 휠스피드센서
20: 압력센서
30: 서스펜션 높이센서
40: MDPS 시스템
41: YAW-G 센서
50: 외기온도센서
60: 레인센서
100: ESC 시스템
200: 클러스터

Claims (7)

1. ESC 시스템을 구비하는 차량의 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템에 있어서,
   상기 ESC 시스템은,
   차량의 휠스피드센서와 연계하여 속도변화를 인지하고,
   차량의 감속시 상기 ESC 시스템에 포함된 압력센서로부터 제동압력을 측정하며,
   측정된 제동압력에 비례하는 마모지수를 산출하여 누적하고,
   누적된 마모지수가 사전 설정된 기준치를 초과하면 알림메세지를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 ESC 시스템은 차량 외기온도센서로부터 차량 외기온도센서 정보를 더 수신하고,
   차량 외기온도가 열간상태인 것으로 판단되면 마모지수 산출에 제1가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 하는 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템.
   
3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 ESC 시스템은 레인센서로부터 레인센서신호를 수신하거나 또는 차체제어부로부터 와이퍼작동신호를 수신하는 것 중 하나 이상을 더 수행하고,
   상기 레인센서신호 또는 와이퍼작동신호 중 어느 하나를 수신하면 마모지수 산출에 제2가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 하는 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템.
   
4. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 ESC 시스템은 MDPS 시스템으로부터 조향제어신호를 수신하거나 또는 또는 YAW 센서로부터 YAW 센서정보를 수신하는 것 중 하나 이상을 더 수행하고,
   수신된 상기 조향제어신호 또는 YAW 센서정보를 통하여 차량 선회상태를 판단하고, 차량 선회시 마모지수 산출에 제3가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 하는 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템.
   
5. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 ESC 시스템은 서스펜션 높이 센서로부터 서스펜션 높이 센서 정보를 더 수신하고,
   상기 서스펜션 높이 센서 정보를 통하여 차량의 하중 증가를 판단하고,
   차량의 하중 증가시 마모지수 산출에 제4가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 하는 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템.
   
6. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 ESC 시스템은 차량의 종-G센서로부터 종-G센서 정보를 더 수신하고,
   상기 종-G센서 정보를 통하여 차량의 강판주행 상태를 판단하고,
   강판주행시 상기 마모지수 산출에 제5가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 하는 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템.
   
7. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 ESC 시스템은 차량의 브레이크 시스템으로부터 브레이크 페달 작동신호롤 더 수신하고,
   상기 브레이크 페달 작동신호를 통하여 설정시간 내에 반복 제동이 이루어진 것으로 판단되면 마모지수 산출에 제6가중치를 부가 적용하는 것을 특징으로 하는 ESC 시스템을 이용한 브레이크 마찰재 마모 경고 시스템.
   
   

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