KR20190058100A - 캘리퍼 고장 시 abs를 이용한 제동 보상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법에 관한 것으로서, 특히 캘리퍼의 고장 시 차량의 주행 속도 및 고장 부위에 따라 브레이크 유압을 조절하여 ABS로 제어하는 제동 보상 방법에 관한 것이다. 본 발명은 브레이크가 작동되어 캘리퍼의 클램핑력이 증가되는 경우 캘리퍼의 고장을 판단하는 단계; 캘리퍼가 고장인 경우 주행 차량의 속도가 기 설정된 제1 임계속도를 초과하는지 판단하여 초과하는 경우 캘리퍼의 고장 부위가 전륜 또는 후륜인지 판단하는 단계; 및 고장 부위의 브레이크 유압을 차단하고 고장 부위가 전륜 또는 후륜인지 판단하여 편측에서 작동 중인 부위의 브레이크 유압을 증가시켜 제동 모멘트를 조절하며 주행 차량의 속도를 기 설정된 제2 임계속도 미만으로 낮추는 단계;를 포함하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 기존 차량에 추가되는 구성 없이도 캘리퍼 고장 상황에서 직진 제동 안정성을 유지할 수 있어 제동으로 인한 쏠림이 발생되더라도 추돌 위험성을 최소화하여 승객 상해율을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법{METHOD FOR BRAKING COMPENSATION USING ABS WHEN A CALIPER FAILS}
본 발명은 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법에 관한 것으로서, 특히 캘리퍼의 고장 시 차량의 주행 속도 및 고장 부위에 따라 브레이크 유압을 조절하여 ABS로 제어하는 제동 보상 방법에 관한 것이다.
전자제어식 브레이크 시스템은 기존의 유압을 사용하는 브레이크 개념을 벗어나 ECU(Electronic Control Unit)와 모터를 이용하여 모터의 구동력으로 캘리퍼를 동작시켜 차량의 제동력을 얻는 시스템을 말한다. 전자제어식 브레이크 시스템은 유압을 사용하지 않음으로써 차량의 무게를 가볍게 할 수 있으며, 엔진의 동력 손실을 줄여 연비를 향상시킬 수 있다. 차량 제동을 위한 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 안전에 큰 영향을 미치는 제동 시스템이기 때문에 페일 세이프(Fail-Safe)에 대하여 항상 고려하여야 한다. 특히, 제동력을 연산하는 CECU와 구동을 하는 WECU 사이의 통신의 고장에 대해 생각을 해야 하고 대안책을 마련해야 한다.
이와 관련, 종래의 한국공개특허 제10-2015-0101584호(전자식 주차 브레이크의 고장 검출 장치 및 고장 검출 방법)는 바퀴에 제동력을 발생시키는 적어도 하나의 엑츄에이터에 인가되는 전류를 검출하는 검출부와 정상 상태에서 엑츄에이터에 인가되는 전류의 패턴인 정상 전류 패턴과 검출부에서 검출된 전류의 패턴을 비교하여 전자식 주차 브레이크의 고장 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 전자식 주차 브레이크의 고장 검출 장치를 개시하고 있다.
다만, 종래 기술의 경우 주차 브레이크의 고장만을 검출하고 검출 후 후속 조치가 없으며, 후속조치가 있다 하여도 좌우 제동 토크가 상이하면 차량 주행이 불안정하게 될 수 있다. 또한 종래기술이 적용된 ABS solo + Non-MDPS(HPS) 사양의 경우 제동 쏠림이 과다 발생하는 문제점을 해결하지 못하여 신속한 운전자 대처가 어려우며, 편제동으로 인한 사고 발생율이 높아질 수 있다.
한국등록특허 제10-2015-0101584호
본 발명은 캘리퍼 고장 발생 시 좌우 쏠림 현상을 방지하도록 차량 주행 속도 및 고장 부위의 브레이크 유압을 조절하고 차량에 설치된 ABS를 이용하여 직진성을 확보하는 제동 보상 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 주행 차량의 속도에 따라 브레이크의 유압을 조절하여 제동 모멘트를 제어하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법에 있어서, 브레이크가 작동되어 캘리퍼의 클램핑력이 증가되는 경우 캘리퍼의 고장을 판단하는 단계; 캘리퍼가 고장인 경우 주행 차량의 속도가 기 설정된 제1 임계속도를 초과하는지 판단하여 초과하는 경우 캘리퍼의 고장 부위가 전륜 또는 후륜인지 판단하는 단계; 및 고장 부위의 브레이크 유압을 차단하고 고장 부위가 전륜 또는 후륜인지 판단하여 편측에서 작동 중인 부위의 브레이크 유압을 증가시켜 제동 모멘트를 조절하며 주행 차량의 속도를 기 설정된 제2 임계속도 미만으로 낮추는 단계;를 포함하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 주행 차량의 속도가 제2 임계속도 미만으로 낮아진 경우 고장 부위의 브레이크 유압 차단을 유지하고 고장 부위 외 차륜의 브레이크 유압을 증가시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 캘리퍼의 고장을 판단하는 단계는, 브레이크가 작동된 후 일정 시간 내에 브레이크 유압의 누유와 고착 또는 캘리퍼의 마모 중 적어도 어느 하나를 측정하여 판단할 수 있다.
바람직하게, 캘리퍼가 고장이 아니거나 주행 차량의 속도가 제1 임계속도 이하인 경우 주행 차량에 장착된 ABS로 제동하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 캘리퍼의 고장 부위가 좌측전륜인 경우, 좌측전륜의 브레이크 유압을 차단하고 좌측후륜의 브레이크 유압을 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0을 초과할 때까지 증압하는 과정; 및 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0을 초과 시 제동 모멘트가 0이 될 때까지 우측전륜의 브레이크 유압을 감압하는 과정;을 포함할 수 있다.
바람직하게, 주행차량의 차속이 제2 임계속도 미만이 될 때까지 우측후륜의 브레이크 유압을 증압할 수 있다.
바람직하게, 캘리퍼의 고장 부위가 우측전륜인 경우, 우측전륜의 브레이크 유압을 차단하고 우측후륜의 브레이크 유압을 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0 미만이 될 때까지 증압하는 과정; 및 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0 미만 시 제동 모멘트가 0이 될 때까지 좌측전륜의 브레이크 유압을 감압하는 과정;을 포함할 수 있다.
바람직하게, 주행차량의 차속이 제2 임계속도 미만이 될 때까지 우측후륜의 브레이크 유압을 증압할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존 차량에 추가되는 구성 없이도 캘리퍼 고장 상황에서 직진 제동 안정성을 유지할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은, 캘리퍼 고장 시 제동으로 인한 쏠림이 발생되더라도 추돌 위험성을 최소화하여 승객 상해율을 저감시키는 이점이 있다.
또한 본 발명은, Non-MPDS사양에서도 차륜별 제동 컨셉을 이용하여 직진 제동이 충분히 가능하도록 구현할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 전자식 주차 브레이크의 고장 검출 장치 및 방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 순서도를 나타낸다.
도 3은 종래기술이 적용되는 경우 제동 시 발생할 수 있는 좌우측 쏠림 현상을 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제동 시 발생할 수 있는 좌우측 쏠림 현상을 해결하는 모습을 보여준다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 종래의 전자식 주차 브레이크의 고장 검출 장치 및 방법을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 전자식 주차 브레이크의 고장 검출 장치(10)는 바퀴의 제동력을 발생시키는 엑츄에이터에 인가되는 전류를 검출하는 검출부(11), 전류 패턴을 저장하는 저장부(12), 검출부(11)에서 검출된 전류의 패턴에 기초하여 고장 여부를 판단하는 제어부(13)를 포함할 수 있다.
다만, 종래 기술의 경우 주차 브레이크의 고장만을 검출하고 검출 후 후속 조치가 없으며, 후속조치가 있다 하여도 좌우 제동 토크가 상이하면 차량 주행이 불안정하게 될 수 있다. 또한 종래기술이 적용된 ABS solo + Non-MDPS(HPS) 사양의 경우 제동 쏠림이 과다 발생하는 문제점을 해결하지 못하여 신속한 운전자 대처가 어려우며, 편 제동으로 인한 사고 발생율이 높아질 수 있다.
도 2는 본 발명의 순서도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 본 발명은 기존 전자식 주차 브레이크의 고장을 검출한 후 ABS를 이용하여 제동을 보상할 수 있다. 본 발명은 브레이크가 작동되어 캘리퍼의 클램핑력이 증가되는 경우 캘리퍼의 고장을 판단하는 단계(S1); 캘리퍼가 고장인 경우 주행 차량의 속도가 기 설정된 제1 임계속도를 초과하는지 판단하여 초과하는 경우 캘리퍼의 고장 부위가 전륜 또는 후륜인지 판단하는 단계(S2); 고장 부위의 브레이크 유압을 차단하고 고장 부위가 전륜 또는 후륜인지 판단하여 편측에서 작동 중인 부위의 브레이크 유압을 증가시켜 제동 모멘트를 조절하며 주행 차량의 속도를 기 설정된 제2 임계속도 미만으로 낮추는 단계(S3); 및 상기 주행 차량의 속도가 상기 제2 임계속도 미만으로 낮아진 경우 상기 고장 부위의 브레이크 유압 차단을 유지하고 상기 고장 부위 외 차륜의 브레이크 유압을 증가시키는 단계(S4);를 포함할 수 있다.
캘리퍼의 고장을 판단하는 단계(S1);는 전자식 주차 브레이크의 고장을 검출하는 것으로, 전반적인 동작에 따른 엑츄에이터의 전류 변화에 기초하여 검출할 수 있다. 본 단계는, 초기 브레이크 페달 ON 신호로부터 설정되는 모니터링 시간 이내에 상태를 판단하여 진행된다. 제동 압력에 의해 캘리퍼 클램핑력이 증가되고(S11), 전자적 주차 브레이크의 각 동작에 따라 상이하게 나타나는 엑츄에이터의 전류 패턴을 통해 검출된 전류의 패턴과 정상 상태의 전류 패턴을 비교하여 전자적 주차 브레이크의 고장 상태를 검출할 수 있다(S12). 브레이크가 작동된 후 일정 시간 내에 브레이크 유압의 누유, 고착 또는 캘리퍼의 마모 중 적어도 어느 하나를 측정하여 판단할 수 있다.
주행 차량의 속도가 기 설정된 제1 임계속도를 초과하는지 판단하는 과정(S21)은, 차량의 주행 속도에 따라 제동 모멘트를 조절하기 위한 것으로 차량의 주행 속도가 제1 임계속도를 기준으로 고속에서는 작은 모멘트 변화에도 위험성을 초래할 수 있기에 속도 조건을 참고하여 이후 제어 개입 여부를 결정할 수 있다.
캘리퍼가 고장이 아니거나 주행 차량의 속도가 제1 임계속도 이하인 경우 주행 차량에 장착된 ABS로 제동하는 단계(S5);를 더 포함할 수 있다. 차량의 주행 속도가 제1 임계속도를 기준으로 저속에서는 제동 모멘트의 불균일로 인한 차량 쏠림 현상이 천천히 발생되기 때문에 일반 ABS 제어 모드로 충분히 제동이 가능하기 때문이다.
캘리퍼의 고장 부위가 전륜 또는 후륜인지 판단하는 단계(S22);는 고장난 차륜의 이상 작동을 방지하기 위해 해당 유로를 차단하는 과정이다. 이 경우, 편측에서 작동 중인 부위의 브레이크 유압을 증가시켜 제동 모멘트를 조절할 수 있다.
고장 부위의 브레이크 유압은 차단시키고, 해당 편측의 작동 중인 부위의 브레이크 유압을 증가시켜 제동 모멘트를 증가시키는 과정이다. 이 경우, 후륜 EBD(Electronic Brake Distribution)의 작동으로 후륜의 액압이 홀딩된 상태에서 제동 모멘트를 판단할 수 있다.
도 3은 종래기술이 적용되는 경우 제동 시 발생할 수 있는 좌우측 쏠림 현상을 보여준다. 도 3(a)는 좌측전륜이 고장난 경우, 도 3(b)는 좌측후륜이 고장난 경우를 나타낸다. 우측전륜과 우측후륜은 도시되지 않았지만 도 3(a) 및 도 3(b)와 반대로 쏠림이 일어날 수 있음을 예측할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제동 시 발생할 수 있는 좌우측 쏠림 현상을 해결하는 모습을 보여준다.
도 4(a)를 참조하면, 전륜에 있어서 고장 부위의 편측 후륜 액압을 최대한 증압하여 제동 모멘트가 0을 유지하도록 보상을 제어하고 후륜의 제동 토크가 EBD제어로 인하여 유압 홀딩된 경우, 제동 모멘트를 0으로 유지하기가 어려울 수 있기 때문에 고장난 반대편 전륜의 액압을 미소 감소하는 과정으로 해결할 수 있다(S33. S34)
도 4(b)를 참조하면, 후륜에 있어서는 후륜의 액압을 최대한 차단하고 전륜의 제동 액압을 최대한 증압시켜 제동 모멘트가 0을 유지하도록 보상을 제어하고 전륜의 제동 토크가 EBD제어로 인하여 유압 홀딩된 경우, 제동 모멘트를 0으로 유지하기가 어려울 수 있기 때문에 전륜의 액압을 미소 감소하는 과정으로 해결할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 캘리퍼의 고장 부위가 좌측전륜인 경우(S31), 좌측전륜의 브레이크 유압을 차단하고 좌측후륜의 브레이크 유압을 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0을 초과할 때까지 증압하는 과정 및 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0을 초과 시 제동 모멘트가 0이 될 때까지 우측전륜의 브레이크 유압을 감압하는 과정;을 포함할 수 있다. 그 후, 주행차량의 차속이 제2 임계속도 미만이 될 때까지 우측후륜의 브레이크 유압을 증압할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 캘리퍼의 고장 부위가 우측전륜인 경우(S32), 우측전륜의 브레이크 유압을 차단하고 우측후륜의 브레이크 유압을 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0 미만이 될 때까지 증압하는 과정 및 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0 미만 시 제동 모멘트가 0이 될 때까지 좌측전륜의 브레이크 유압을 감압하는 과정;을 포함할 수 있다. 그 후, 주행차량의 차속이 제2 임계속도 미만이 될 때까지 우측후륜의 브레이크 유압을 증압할 수 있다.
전륜이 고장난 경우, 고장 부위의 반대 전륜 부위의 액압을 미소 감압시켜 제동모멘트를 유지할 수 있다. 즉, 제동 모멘트의 균형이 유지되는 제동 액압 조건을 유지할 수 있다.
주행 차량의 속도를 기 설정된 제2 임계속도 미만으로 낮추는 단계(S4)는 캘리퍼의 고장으로 있어도 일반 ABS로 제어를 하기 위한 과정이다. 주행차량의 속도가 제2 임계속도 미만으로 낮아진 경우 고장 부위의 브레이크 유압 차단을 유지하고 고장 부위 외 차륜의 브레이크 유압을 증가시킬 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

Claims (6)

  1. 주행 차량의 속도에 따라 브레이크의 유압을 조절하여 제동 모멘트를 제어하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법에 있어서,
    상기 브레이크가 작동되어 상기 캘리퍼의 클램핑력이 증가되는 경우 상기 캘리퍼의 고장을 판단하는 단계;
    상기 캘리퍼가 고장인 경우 상기 주행 차량의 속도가 기 설정된 제1 임계속도를 초과하는지 판단하여 초과하는 경우 상기 캘리퍼의 고장 부위가 전륜 또는 후륜인지 판단하는 단계; 및
    상기 고장 부위의 브레이크 유압을 차단하고 상기 고장 부위가 상기 전륜 또는 후륜인지 판단하여 편측에서 작동 중인 부위의 브레이크 유압을 증가시켜 상기 제동 모멘트를 조절하며 상기 주행 차량의 속도를 기 설정된 제2 임계속도 미만으로 낮추는 단계;를 포함하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 차량의 속도가 상기 제2 임계속도 미만으로 낮아진 경우 상기 고장 부위의 브레이크 유압 차단을 유지하고 상기 고장 부위 외 차륜의 브레이크 유압을 증가시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 캘리퍼의 고장을 판단하는 단계는,
    상기 브레이크가 작동된 후 일정 시간 내에 상기 브레이크 유압의 누유와 고착 또는 상기 캘리퍼의 마모 중 적어도 어느 하나를 측정하여 판단하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캘리퍼가 고장이 아니거나 상기 주행 차량의 속도가 상기 제1 임계속도 이하인 경우 상기 주행 차량에 장착된 상기 ABS로 제동하는 단계;를 더 포함하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 캘리퍼의 고장 부위가 좌측전륜인 경우,
    상기 좌측전륜의 브레이크 유압을 차단하고 좌측후륜의 브레이크 유압을 상기 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0을 초과할 때까지 증압하는 과정; 및
    상기 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0을 초과 시 상기 제동 모멘트가 0이 될 때까지 우측전륜의 브레이크 유압을 감압하는 과정;을 포함하고,
    상기 주행차량의 차속이 제2 임계속도 미만이 될 때까지 상기 우측후륜의 브레이크 유압을 증압하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캘리퍼의 고장 부위가 우측전륜인 경우,
    상기 우측전륜의 브레이크 유압을 차단하고 우측후륜의 브레이크 유압을 상기 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0 미만이 될 때까지 증압하는 과정; 및
    상기 제동 모멘트가 시계방향 기준으로 0 미만 시 상기 제동 모멘트가 0이 될 때까지 상기 좌측전륜의 브레이크 유압을 감압하는 과정;을 포함하고,
    상기 주행차량의 차속이 제2 임계속도 미만이 될 때까지 상기 우측후륜의 브레이크 유압을 증압하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 고장 시 ABS를 이용한 제동 보상 방법.
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