KR20190063932A - 주행 방식의 분석을 이용한 abs 제어모드의 변경 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법에 관한 것으로서, 특히 별도의 추가 시스템 없이 기존 시스템을 활용한 제어 로직의 변경만으로 서킷주행과 같은 ABS 제어모드를 변경하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량의 차체자세제어장치(ESC : Electronic Stability Control)의 1단 OFF 및 런치컨트롤의 ON을 확인하여 차량에 설치된 ABS의 작동을 둔화시려는 운전자의 의지가 있는지 판단하는 단계; 및 운전자의 의지가 있는 경우 차량의 엔진 RPM, 차량 가속도, 차량 속도 및 조향각을 기 설정된 각각의 임계값과 비교하여 만족하는 경우 ABS 일반 제어모드에서 ABS의 작동을 둔화시키는 ABS 스포츠 제어모드로 변경하는 단계;를 포함하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 운전자에게 서킷 주행에서의 드라이빙이 가능하도록 ABS의 제어 모드를 운전자 성향에 맞게 변경할 수 있고, 운전자의 의지를 반영하여 제어 모드의 허용 여부를 판단할 수 있는 이점이 있다.

Description

주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법{METHOD FOR CHANGING THE ABS CONTROL MODE USING ANALYSIS OF DRIVING PATTERN}
본 발명은 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법에 관한 것으로서, 특히 별도의 추가 시스템 없이 기존 시스템을 활용한 제어 로직의 변경만으로 서킷주행과 같은 ABS 제어모드를 변경하는 방법에 관한 것이다.
차량의 제동은 유압 브레이크의 경우 브레이크 페달이 작동하면 마스터 실린더로부터 제동 유압이 인가되어 이루어진다. 이때, 노면과 타이어 사이의 정지 마찰력 보다 큰 제동력이 타이어에 가해지게 되면, 슬립현상 즉, 타이어가 노면에서 미끄러지는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상을 방지하고 안정된 제동력을 확보하기 위해 ABS(Anti-lock Brake System)가 개발되었고, ABS는 슬립현상을 감지하여 그에 따라 제동유압을 조정하여 차량이 최단 거리로 정지할 수 있게 한다.
ABS는 전기적 엘리먼트들을 제어하기 위한 ECU, 각 유압 브레이크로 전달되는 제동 유압을 제어하기 위한 복수의 솔레노이드 밸브, 어큐뮬레이터, 유압 펌프 등의 유압 제어 장치를 포함할 수 있다. 보통, 센서에 의해 검출되는 휠 속도와 휠 속도로부터 추정되는 차체 속도에 기반하여 슬립값을 산출하고 산출된 슬립값이 기설정된 슬립값에 도달 시, ABS가 동작한다.
이와 관련, 종래의 한국공개특허 제10-2017-0078237호(차량용 ABS 제어 방법)는 차량의 슬립량을 산출하는 단계, ABS 작동을 위한 임계 슬립량을 산출하는 단계, 상기 슬립량이 상기 임계 슬립량보다 큰지 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 슬립량이 상기 임계 슬립량보다 큰 것으로 판단되는 것이 미리 설정된 복수의 회수 이상 연속으로 발생하는 경우 ABS가 작동하도록 제어하는 단계를 포함하는 차량용 ABS 제어 방법을 개시한다.
다만 종래 기술은, 슬립량만으로 ABS 작동을 제어하기 때문에 차량이 고속 주행하는 경우나 서킷에서 주행이 이루어지고 있는 상황과 같은 주행상태를 고려한 제동 여부를 결정하지 못하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2017-0078237호
본 발명은 차량이 고속 주행하는 경우나 서킷에서 주행이 이루어지고 있는 상황에서도 운전자의 의지를 반영시켜 ABS를 제어하는 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 별도의 추가 시스템 없이 기존 시스템을 활용한 제어 로직의 변경만으로 ABS 제어모드를 변경하는 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 정차 후 출발하는 차량의 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드 변경 방법에 있어서, 차량의 차체자세제어장치(ESC : Electronic Stability Control)의 1단 OFF 및 런치컨트롤의 ON을 확인하여 차량에 설치된 ABS의 작동을 둔화시려는 운전자의 의지가 있는지 판단하는 단계; 및 운전자의 의지가 있는 경우 차량의 엔진 RPM, 차량 가속도, 차량 속도 및 조향각을 기 설정된 각각의 임계값과 비교하여 만족하는 경우 ABS 일반 제어모드에서 ABS의 작동을 둔화시키는 ABS 스포츠 제어모드로 변경하는 단계;를 포함하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, ABS 스포츠 제어모드는, ABS의 휠 슬립율 또는 휠 감속도의 허용 범위를 증가시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 차량이 ABS 스포츠 제어모드로 운행 시 차체자세제어장치의 1단 OFF가 유지되는지 확인하여 ABS 스포츠 제어모드의 유지 여부를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 차체자세제어장치의 1단 OFF가 유지되는 경우 재시동 여부를 확인하고 차체자세제어장치의 1단 OFF가 유지되지 않는 경우 ABS 일반 제어모드로 변경하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 엔진 RPM, 차량 가속도 또는 차량 속도가 기 설정된 각각의 임계값을 초과하는지 판단하는 과정; 및 조향각이 기 설정된 임계값 미만인지 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.
바람직하게, 차량 가속도는, 차량에 장착된 요레이트 및 G 센서에서 측정된 종 가속도를 통해 산출될 수 있다.
바람직하게, ABS 스포츠 제어모드에서는 운전자의 운전 능력에 따라 타이어 그립력이 변동될 수 있다.
바람직하게, ABS 스포츠 제어모드는 제동 시 변화되는 차량의 휠 속도와 조절되는 휠 슬립율과의 차이를 감소시켜 제동 거리를 단축시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 운전자에게 서킷 주행에서의 드라이빙이 가능하도록 ABS의 제어 모드를 운전자 성향에 맞게 변경할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은, 운전자의 의지를 반영하여 제어 모드의 허용 여부를 판단할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 순서도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RPM 속도의 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가속도의 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 속도의 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 ABS 스포츠 제어 모드에서의 제동거리를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 ABS 일반 제어 모드에서의 제동거리를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 최적의 타이어 그립력을 각 제어 모드 및 각 도로 상태에 따라 표시한 그래프를 나타낸다.
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 본 발명의 순서도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 본 발명은 차량의 차체자세제어장치(ESC : Electronic Stability Control)의 1단 OFF 및 런치컨트롤의 ON을 확인하여 차량에 설치된 ABS의 작동을 둔화시려는 운전자의 의지가 있는지 판단하는 단계(S1); 및 운전자의 의지가 있는 경우 차량의 엔진 RPM, 차량 가속도, 차량 속도 및 조향각을 기 설정된 각각의 임계값과 비교하여 만족하는 경우 ABS 일반 제어모드에서 ABS의 작동을 둔화시키는 ABS 스포츠 제어모드로 변경하는 단계(S1);를 포함하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법을 제공한다.
본 발명은 ABS의 작동을 둔화시려는 운전자의 의지가 있는지 여부를 2가지로 평가하는데, 차체자세제어장치의 1단 OFF 및 런치컨트롤의 ON을 바탕으로 판단할 수 있다.
차체자세제어장치의 1단 OFF는, ABS 기능이나 엔진 토크 제어를 둔화시키게 된다. 즉, TCS(Traction Control System)의 제어를 우선 둔화시키는 것이다. TCS(Traction Control System)는 눈길이나 빗길 따위의 미끄러지기 쉬운 노면에서 차량을 출발하거나 가속할 때 과잉의 구동력이 발생하여 타이어가 공회전하지 않도록 차량의 구동력을 제어하는 시스템으로 보통 각종 센서나 엑츄에이터와 연결되어 구동력을 제어한다.
TCS를 제어하지 않는 경우에도 ABS(Anti-lock Brake System)나 EBD(Electronic Brake force Distribution)는 작동할 수 있다. 따라서 서킷주행을 위한 운전자의 ABS 스포츠 모드로의 전환을 위해서는 추가적인 단계가 필요하다.
런치컨트롤이라는 기능은 출발 시 동력성능을 최대한 끌어올리도록 브레이크와 가속페달을 동시에 밟으면 엔진 회전수(rpm)가 올라가고 브레이크에서 발을 떼는 순간 차를 급출발시키는 기능이다. 스타트를 빠르게 하기 위해 정지상태에서 활용되는 기능으로, 런치컨트롤 ON이 되어있는 상태라면 서킷 주행과 같은 ABS 스포츠 제어모드로 운행하고자 하는 운전자의 의지를 확인할 수 있다.
차체자세제어장치의 1단 OFF만을 확인하고 런치컨트롤 ON을 확인하지 않는다면, 일반 주행 조건에서 ABS 스포츠 제어모드로 변경되어 제어가 둔감해질 수 있는 문제점이 생길 수 있다. 예를 들어 ESC 1단 OFF에 대한 인식이 부족한 초보 운전자의 경우 무의식 작동 중에 급가속 및 고속 운전을 유지함으로써 급제동 시 충분한 제어가 개입하지 못하여 제동거리가 증가되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명은 안정성 측면에서 운전자의 의지를 반영하기 위해 위 2가지 조건이 필요하다.
서킷 주행 판단을 하여 ABS 제어 영역을 기존보다 더욱 둔감하게 제어하여, 운전자로 하여금 차량의 한계점을 체감하기 용이하도록 하는 것으로 기존 구성 시스템의 신호를 통해 고속 주행 및 서킷 주행이 이루어지는 상황으로 판단하면 본 기술이 구현될 수 있다.
ABS 스포츠 제어모드로 변경하는 단계(S2)는, 차량의 엔진 RPM(S21), 차량 가속도(S22), 차량 속도(S23) 및 조향각(S24)을 기 설정된 각각의 임계값과 비교하게 된다.
본 발명의 실시예에 따라 서킷 주행을 위해 별도의 스위치를 이용하여 제어모드를 변경하는 것이 아닌 주행 패턴을 이용하여 제어모드를 자동적으로 변경하는 것으로 위 사항을 고려하여 변경이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RPM 속도의 변화량을 나타낸 그래프이다. 도 2를 참조하면, 엔진 RPM은, 기 설정된 모니터링 시간(t) 동안 RPM 변화량을 측정하여 기 설정된 임계값과 비교될 수 있다(S21).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가속도의 변화량을 나타낸 그래프이다. 도 3을 참조하면, 차량 가속도는, 차량에 장착된 요레이트 및 G 센서에서 측정된 종 가속도를 통해 산출될 수 있다. 가속도는 기 설정된 모니터링 시간(t) 동안 가속도의 변화량을 측정하여 기 설정된 임계값과 비교될 수 있다(S22).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 속도의 변화량을 나타낸 그래프이다. 도 4를 참조하면, 차량 속도 변화는 기 설정된 모니터링 시간(t) 동안 속도의 변화량을 측정하여 기 설정된 임계값과 비교될 수 있다(S23).
도 2 내지 도 4는 차량의 엔진 RPM, 차량 가속도, 차량 속도의 변화는 ABS 스포츠 제어모드로 변경하기 위한 운전자의 의지가 반영된 주행 요소로 각 주행요소를 기 설정된 각각의 임계값과의 비교를 통해 제어모드의 변경 여부를 결정할 수 있다.
ABS 스포츠 제어모드로 변경하기 위해 엔진 RPM, 차량 가속도 또는 차량 속도가 기 설정된 각각의 임계값을 초과하는지 판단하는 과정과 이후 조향각이 기 설정된 임계값 미만인지 판단하는 과정을 포함할 수 있다.
조향각이 기 설정된 시간 동안 일정 각도 이하임을 판단(S24)하여, 서킷 출발 부근의 직진 코스 주행으로 판단할 수 있다. 조향각이 일정 시간 임계 각도 미만으로 유지된다면 직진을 하고자 하는 운전자의 의지를 판단할 수 있다.
상술한 도 2 내지 도 4에서 설정된 모니터링 시간(t)과 각 임계값은 각 주행 요소별로 상이하게 설정될 수 있다. 상술한 모니터링 시간(t)에서 t는 각 주행요소마다 t1 내지 tn으로 세분화할 수 있고, 각 임계값 또한 주행하고자 하는 ABS 스포츠 제어모드의 환경에 따라 각각 제1 임계값 내지 제n 임계값으로 설정될 수 있으며 특정 범위 및 특정 값으로 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 ABS 스포츠 제어 모드에서의 제동거리를 나타내고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 ABS 일반 제어 모드에서의 제동거리를 나타낸다.
ABS 스포츠 제어모드는, ABS의 휠 슬립율 또는 휠 감속도의 허용 범위를 증가시키는 단계(S3)를 더 포함할 수 있다. 제어모드가 ABS 스포츠 제어모드로 변경된 후 ABS 제어를 허용하는 휠 슬립율(S31) 및 휠 감속도(S32)를 증가시킬 수 있다.
도 1에 기재된 A% 및 B% 는 각 튜닝 파라미터로 보정계수가 될 수 있다. ABS 스포츠 제어모드를 유지시킬 수 있는 허용 범위를 나타내며, A% 및 B% 내에서 운행이 된다면 ABS 스포츠 제어모드는 계속 유지될 수 있으며 ABS 일반 제어모드로 변경되지 않는다.
도 5 및 도 6을 참조하면, ABS 스포츠 제어모드는 제어 개입 시점을 최대한 둔감하게 변화하여 각 상황에 따라 운전자의 실력에 의하여 차량의 한계 성능을 발휘할 수 있도록 하는 제어모드이다. ABS 제어 시 차량의 상태에 따라 제동 시 변화되는 차량의 휠 속도와 조절되는 휠 슬립율과의 차이를 감소시켜 제동 거리를 단축시킬 수 있다.
최적슬립선도는 차속이 감속하는 경우 차량의 주행 상태에 따라 요구되는 이상적인 슬립율을 보여주며 휠속은 차량의 주행 상태에 따라 매번 변화하는 값이다. 최적슬립선도는 주행 상태에 따라 변화되며 주행 상태의 결정은 타이어 온도, 타이어 마모상태, 마찰재 온도, 디스크 온도, 하중 이동량, 종감속도 등의 영향을 포함할 수 있다.
차속이 감속하는 경우 휠속은 주행 상태에 따라 감속하게 되는데 최적슬립선도도 이에 따라 감소하게 된다. 다만, 휠속은 운전자의 제동 능력이나 한계 성능에 따라 달라질 수 있다.
최적슬립선도와 휠속 차이량이 증가됨에 따라 제동거리도 증가하게 되는데, ABS 스포츠 제어모드에서는 운전자의 능력이 발휘되는 경우 ABS 일반 제어모드에서의 제동거리 보다 짧아질 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 최적의 타이어 그립력을 각 제어 모드 및 각 도로 상태에 따라 표시한 그래프를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 브레이크 슬립율이 작은 영역은 ABS 일반 제어모드이고, 보다 큰 영역은 ABS 스포츠 제어모드이다.
서킷 주행 시 주행요소의 변화에 따라 최적의 슬립 구간은 계속 변경될 수 있으며 ABS 스포츠 제어모드에서는 운전자의 스킬에 따라 최적의 타이어 그립력을 유지할 수 있다. 기존 ABS 일반 제어모드에서는 셋팅된 임계값으로만 주행할 수 있으나 운전자가 직접 변화를 할 수 있는 것이다.
본 발명은 ABS 스포츠 제어모드에서 운행을 하는 동안 지속적으로 차체자세제어장치의 1단 OFF가 유지되는 경우 재시동 여부를 확인(S42)하고 상기 차체자세제어장치의 1단 OFF가 유지되지 않는 경우 상기 ABS 일반 제어모드로 변경하는 단계(S41)를 포함할 수 있다.
운전자가 차체자세제어장치의 1단 OFF를 유지하지 않는다면 지속적으로 서킷 주행을 하고자 하는 의지가 없는 것이기 때문에 제동을 둔화시켜서는 안되고 이 경우 ABS 일반 제어모드로 변경된다.
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 (8)

  1. 정차 후 출발하는 차량의 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드 변경 방법에 있어서,
    상기 차량의 차체자세제어장치(ESC : Electronic Stability Control)의 1단 OFF 및 런치컨트롤의 ON을 확인하여 상기 차량에 설치된 ABS의 작동을 둔화시려는 운전자의 의지가 있는지 판단하는 단계; 및
    상기 운전자의 의지가 있는 경우 상기 차량의 엔진 RPM, 차량 가속도, 차량 속도 및 조향각을 기 설정된 각각의 임계값과 비교하여 만족하는 경우 ABS 일반 제어모드에서 상기 ABS의 작동을 둔화시키는 ABS 스포츠 제어모드로 변경하는 단계;를 포함하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 ABS 스포츠 제어모드는,
    상기 ABS의 휠 슬립율 또는 휠 감속도의 허용 범위를 증가시키는 단계;를 더 포함하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량이 상기 ABS 스포츠 제어모드로 운행 시 상기 차체자세제어장치의 1단 OFF가 유지되는지 확인하여 상기 ABS 스포츠 제어모드의 유지 여부를 결정하는 단계;를 더 포함하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차체자세제어장치의 1단 OFF가 유지되는 경우 재시동 여부를 확인하고 상기 차체자세제어장치의 1단 OFF가 유지되지 않는 경우 상기 ABS 일반 제어모드로 변경하는 단계;를 더 포함하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진 RPM, 차량 가속도 또는 차량 속도가 기 설정된 각각의 임계값을 초과하는지 판단하는 과정; 및
    상기 조향각이 기 설정된 임계값 미만인지 판단하는 과정;을 포함하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 차량 가속도는,
    상기 차량에 장착된 요레이트 및 G 센서에서 측정된 종 가속도를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 ABS 스포츠 제어모드에서는 상기 운전자의 운전 능력에 따라 타이어 그립력이 변동되는 것을 특징으로 하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 ABS 스포츠 제어모드는 제동 시 변화되는 상기 차량의 휠 속도와 조절되는 휠 슬립율과의 차이를 감소시켜 제동 거리를 단축시키는 것을 특징으로 하는 주행 방식의 분석을 이용한 ABS 제어모드의 변경 방법.
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