KR20190088799A - Ebs 시스템을 이용한 브레이크 소음방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 EBS시스템을 이용한 브레이크 소음방지 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, EBS시스템 챔버내에 압력진동부와 챔버로드진동부를 구비하여, 차량의 브레이크 챔버 내의 압력 변화를 통한 소음 예측 및 브레이크 압력을 일시적으로 축소하여 소음을 방지하도록 한 EBS시스템을 이용한 브레이크 소음방지 방법에 관한 것이다.

Description

EBS 시스템을 이용한 브레이크 소음방지 방법{METHOD FOR PREVENTING BRAKE NOISE USING EBS SYSTEM}

본 발명은 EBS시스템을 이용한 브레이크 소음방지 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, EBS시스템 챔버내에 압력진동부와 챔버로드진동부를 구비하여, 차량의 브레이크 챔버 내의 압력 변화를 통한 소음 예측 및 브레이크 압력을 일시적으로 축소하여 소음을 방지하도록 한 EBS시스템을 이용한 브레이크 소음방지 방법에 관한 것이다.

전자 제동 시스템(EBS; Electronically-controlled Brake System)은 제동 시스템 내의 다양한 기능들을 수행하기 위해서 유압제어유닛(HCU)을 사용한다.

연방자동차 안전표준들(FMVSS) 및 유럽경제위원회(ECE) 표준들은 EBS의 적절한 기능성을 보증하기 위해 충족되어야 하는 다양한 안전 요건들을 요구한다.

그와 같은 하나의 표준은 EBS용 펌프 모터가 작동 중인 점화 사이클마다 HCU에 의해 요구되는 체크이다.

펌프 체크를 수행하기 위해서 HCU는 일정 기간동안 모터에 전류를 인가하며, 모터로의 전류 인가를 정지하며, 그 후에 모터가 계속해서 회전할 때, 즉 전류가 더 이상 인가되지 않을 때 발전기로서 작용할 때 모터에 의해 발생되는 전압을 측정한다.

그와 같이, 모터는 더 이상 HCU로부터 동력을 받지 못할 때, 측정 가능한 전압을 발생시키기 위해서 충분한 속도에 도달되어야 한다. 측정가능한 전압은 HCU가 데이터를 얻을 수 있는 충분한 레벨과 충분한 기간의 펌프 모터로부터의 출력을 요구한다.

그러나, 측정가능한 전압을 발생시키기에 충분한 회전 속도와 기간에 도달하기 위해서 펌프 모터는 차량의 승객실 내부로부터 듣거나 느낄 수 있는 바람직하지 않은 NVH 를 생성한다.

그러므로, 자동차 승객들이 이러한 NVH 를 감소시키기 위하여 펌프 체크에 의해 생성된 NVH 를 차폐하는(masking) 방법들을 개발할 필요성이 있다.

1. 한국 등록특허 제10-1591699호 (2016.01.29. 공보)

1. 한국 등록특허 제10-0867835호 (2008.11.03. 공보)

1. 한국 공개특허 제10-10-2012-0053212호 (2012.05.25. 공보)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 EBS 시스템이 적용된 상용차량의 각 휠을 제어하는 밸브의 압력 변화를 감지할 수 있도록 압력센서를 내장하여, 이 압력 변화의 패턴을 보고 소음 발생 유무를 판단하여 브레이크 압력 제어를 함으로써, 소음발생을 저지하도록 하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 브레이크 소음의 원인인 떨림(Stick-Slip)을 초기에 감지하여 소음이 예상되는 휠의 압력을 감소시켜 소음 발생을 미연에 방지하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, EBS시스템 챔버내에 압력진동부와 챔버로드진동부를 구비하여, 차량의 브레이크 챔버 내의 압력 변화를 통한 소음 예측 및 브레이크 압력을 일시적으로 축소하여 소음을 방지하도록 하는 구성을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.

첫째, EBS시스템에 챔버 압력진동부와 챔버로드진동부를 구비하여, 차량의 브레이크 챔버 내의 압력 변화를 통한 소음 예측 및 브레이크 압력을 일시적으로 축소하여 소음을 방지할 수가 있다.

둘째, 종래에는 소음을 줄이는 방안으로 마찰재를 개선하는 방법 등과 같이 기술에 소용되는 비용 및 기간을 대폭 축소를 할 수가 있어 경제적 이득을 취할 수가 있다.

셋째, 빅데이터 연계를 통해 소음발생 원인을 운전자 모드 분석 및 예방모드로에도 적용할 수가 있다.

넷째, 챔버 압력변화를 통한 브레이크 스틱-슬립현상을 감지할 수가 있으며, 이에 따른 소음발생도 예방할 수가 있다.

도 1 은 공압을 이용하는 EBS 시스템이 적용된 차량에 챔버압력진동부와 챔버로드 진동부가 설치된 상태를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2 는 브레이크에서 발생하는 소음 패턴의 주파수를 압력변화 주파수로 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 EBS시스템을 이용한 브레이크 소음방지 방법의 플로우챠트이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

설명에 앞서 본 발명에 적용되는 EBS시스템(100)은 전자제어식 압축공기브레이크의 주요 기능을 소개한다.

1) 전자제어식 브레이크

제동거리를 단축하고, 브레이크 라이닝의 수명을 연장하게 하는 기능이다.

2) 통합식 커플링 포스 제어(integrated coupling force control)

제동중 견인차와 피견인차 사이의 커플링 포스(coupling force)가 실질적으로 0 (zero)이 되도록 피견인차의 제동효과를 변환시키는 기능이다.

3) ABS-제어를 통한 제동

견인차의 조향성과 직진성(안정성)을 확보하는 기능이다.

4) TCS를 이용한 발진

한쪽 바퀴 또는 양쪽 바퀴가 미끄러운 노면에서 주행할 때, 접지력(발진력)을 증가시키는 기능이다.

5) ESP를 이용한 궤적 안정화(track stabilization)

시스템은 불안정한 주행조건을 인식하고, 임계상황(critical situations) 하에서도 자동차를 제어 가능한 상태를 복귀시키는 기능이다.

6) 적응식 정속주행(ACC: Adaptive Cruise Control)

주행속도에 따라, 앞차와의 간격을 일정하게 유지하는 기능이다.

따라서, 본 발명의 EBS시스템을 이용한 브레이크 소음방지 방법은, EBS 시스템 챔버(100) 내에 압력진동부(110)와 챔버로드 진동부(120)를 구비하여, 차량의 브레이크 챔버(100) 내의 압력 변화를 통한 소음 예측 및 브레이크 압력을 일시적으로 축소하여 소음을 방지할 수 있도록 한 것이다. 미설명 부호 200 은 EBS 밸브이고, 300 은 ECU 를 나타낸다.

상기 압력진동부(110)는 EBS 밸브의 압력센서로 하거나 브레이크 챔버의 로드 변화를 센싱하는 자동차용행정센서(Stroke Sensor)로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 소음 공압을 이용하는 차량의 파운데이션 브레이크의 소음 패턴(Stick-Slip)을 각 휠에 연결되어 있는 압력센서로 챔버 압력 변화를 계측하여 판단하는 것으로, 상기 판단시점은 운전자가 브레이크를 밟아서 제동시키는 시점이다.

이때, 브레이크에서 발생하는 소음 패턴의 주파수를 하기 표 1 에 기재된 바와 같이, 압력변화 주파수로 연계하여 판단한다.

소음 구분	소음 주파수 (로터 / 패드)	압력 변화 (EBS 밸브 센싱값)
저더, 그론/후진 노이즈	500~800Hz / 80~100 Hz	100~120 Hz, 30~50 Hz
스퀼	1.2kHz, 6kHz	500~800 0Hz

도 2 는 상기 표 1 에 나타낸 저더, 그론 및 스퀼 노이즈의 압력변화 주파수를 도시한 것이다.

상기 스퀼(Squeal) 노이즈는 마찰 진동으로 인한 맑은음의 소음(실제 소음 패턴: 끽-끽)이고, 저더(Judder) 노이즈는 고감속 저감속시 페달 및 핸들에 전달되는 소음(실제 소음 패턴: 더르륵 더르륵)이고, 그론(Groan) 노이즈는 고감속 저감속시 울리는 듯한 공명음(실제 소음 패턴: 응~)이다.

본 발명의 소음방지방법은, 압력 변화가 특정 브레이크 소음 발생 패턴에 포함되면 해당 브레이크의 압력을 감소시키는 구성으로서, ECU 와 EBS 밸브는 휠챔버 압력변화를 계산하여 소음 발생휠의 압력을 감소시키면서 대각선 방향휠의 압력을 증대시켜, 운전자가 똑같은 감속도를 느끼면서 동시에 브레이크 소음을 느끼지 못하게 하는 구성이다.

이때, 안전을 고려하여 ABS 작동 조건에 해당되면 본 발명의 소음 발생 패턴을 확인하는 기능을 불활성시켜 ABS 작동이 정상적으로 이루어도록 한다.

다음으로, 도 3 의 플로우챠트를 참조하여, 본 발명에 따른 EBS시스템을 이용한 브레이크 소음방지 방법을 구체적으로 설명한다.

먼저, 운전자가 브레이크 페달을 밟게 되면 자동차의 제동과정이 개시된다(S1).

그러면, 제동신호에 따라 각 휠(wheel)에 설치되어 있는 압력진동부(110)의 EBS 밸브압력센서에 의하여 각 휠의 브레이크챔버(100) 내의 압력이 센싱된다(S2).

그리고, 센싱된 각 휠의 브레이크챔버(100)내의 압력은 자동차의 ECU 로 전달되고 ECU 는 센싱된 각 휠의 브레이크챔버(100)의 압력을 분석한다(S3).

상기 압력의 분석은 기설정된 소정 시간 동안의 브레이크챔버(100)내의 압력의 변화량을 확인하여 상술한 표 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이 압력의 변화량이 주파수의 범위가 어느 범위에 있는지를 분석하는 것이다.

예를 들어, 브레이크챔버(100)의 압력의 변화량의 주파수 범위가 500-800 Hz 내에 있게 되면 스퀼 노이즈가 발생되는 것으로 분석하고, 해당 범위가 100-120 Hz 이면 저더 노이즈가 발생되는 것으로 분석하고, 해당 범위가 30-50 Hz 이면 그론 노이즈가 발생되는 것으로 분석한다.

다음으로, 상기 S3 단계의 분석결과, ECU 는 각 휠별로 브레이크챔버(100)의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴인지 아닌지 판단한다(S4).

상술한 바와 같이, 분석결과 브레이크챔버(100)의 압력의 변화량의 주파수 범위가 500-800 Hz 내에 있어 스퀼 노이즈가 발생되는 것으로 분석되면 소음발생 압력패턴으로 판단하고, 해당 범위가 100-120 Hz 내에 있어 저더 노이즈가 발생되는 것으로 분석되면 소음발생 압력패턴으로 판단하고, 해당 범위가 30-50 Hz 이면 그론 노이즈가 발생되는 것으로 분석되면 소음발생 압력패턴으로 판단한다.

상기 S4 단계의 판단 결과, 브레이크챔버(100)의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴으로 판단되면, ECU 는 소음발생 압력패턴이 발생된 것으로 판단된 해당 휠의 브레이크챔버(100)의 압력을 감소시키고(S5), 소음발생 압력패턴이 발생된 것으로 판단된 해당 휠의 대각선 방향으로 위치한 휠의 브레이크챔버(100)의 압력을 증대시킨다(S6).

따라서, S5 단계에서 소음발생 압력패턴이 발생된 것으로 판단된 해당 휠의 브레이크챔버(100)의 압력이 감소됨으로써 해당 휠의 브레이크 압력을 일시적으로 축소하여 소음을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 S6 단계의 해당 휠의 대각선 방향의 휠의 브레이크챔버(100)의 압력을 증대시키는 이유는 소음발생 압력패턴이 발생된 것으로 판단된 해당 휠의 제동력 부족분을 보충함과 동시에 운전자로 하여금 감속도가 일정하게 유지되는 것처럼 느끼게 하기 위함이다.

다음으로, ECU 는 상기 S5 및 S6 단계에서 소음발생 압력패턴으로 판단되어 브레이크챔버(100)의 압력이 감소된 해당 휠의 브레이크챔버(100)의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴에서 벗어났는지 판단한다(S7).

즉, 브레이크챔버(100)의 압력이 감소된 해당 휠의 브레이크챔버(100)의 압력의 변화량의 주파수 범위가 500-800 Hz 내의 스퀼 노이즈가 발생범위 또는 100-120 Hz 내의 저더 노이즈의 발생범위 또는 30-50 Hz 내의 그론 노이즈 발생범위를 벗어나면, 소음발생 압력패턴에서 벗어난 것으로 판단한다.

상기 S7 단계의 판단결과, 해당 휠의 브레이크챔버(100)의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴에서 벗어난 것으로 판단되면, 해당 휠의 브레이크챔버(100)의 압력을 정상 수준으로 복귀시켜 해당 휠의 브레이크 압력을 정상 상태로 환원시킨다(S8).

한편, 상기 S4 단계에서의 분석결과, 휠별로 브레이크챔버(100)의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴이 아니라고 판단되면 상술한 S8 단계로 진입하여 각 휠의 브레이크챔버(100)의 압력을 정상 수준으로 계속 유지하여 각 휠의 브레이크 압력을 정상 상태로 유지시킨다.

아울러, 본 발명은 상술한 바와 같이 작동하는 소음방지 방법에서 안전을 고려하여 ABS 의 작동 여부를 판단한다.

즉, 상술한 S1 및 S2 단계에서, 제동신호에 따라 각 휠에 설치되어 있는 압력진동부(110)의 EBS 밸브압력센서에 의하여 각 휠의 브레이크챔버(100) 내의 압력이 센싱되면, ECU 는 상술한 S3 단계의 수행과 동시에 휠의 슬립(slip) 발생 유무에 따라서 ABS 가 작동을 시작하였는지를 판단한다(S9).

상기 S9 단계에서 ABS 가 작동을 시작하였다면 ABS 가 작동을 종료할 때까지 ABS 가 작동되고(S10), 각 휠의 브레이크챔버(100)의 압력을 정상 수준으로 계속 유지하여 각 휠의 브레이크 압력을 정상 상태로 유지시킨다.

만일, 상기 S9 단계에서 ABS 가 작동을 시작하지 않았거나 또는 상기 S10 단계이후 ABS 의 작동이 종료되었다면, 상술한 S4 단계로 진입하여 ECU 가 각 휠별로 브레이크챔버(100)의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴인지 아닌지 판단하고, 판단 결과에 따라서 상술한 S5 단계 내지 S8 단계를 수행한다.

이때, 상기 S10 단계에서 ABS 의 작동시에는 소음이 발생할 수 있음을 운전자에게 표시등 또는 알람 음성으로 경고하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: EBS시스템 챔버
110: 압력진동부
120: 챔버로드 진동부
200: EBS밸브
300: ECU

Claims (8)

1. 운전자가 자동차의 브레이크 페달을 밟아 제동과정이 개시되면(S1), 제동신호에 따라 각 휠에 설치되어 있는 EBS 밸브압력센서에 의하여 각 휠의 브레이크챔버 내의 압력이 센싱되는 단계(S2);
   센싱된 각 휠의 브레이크챔버내의 압력은 자동차의 ECU 로 전달되고, ECU 는 센싱된 각 휠의 브레이크챔버의 압력을 분석하는 단계(S3);
   상기 S3 단계의 분석결과, ECU 는 각 휠별로 브레이크챔버의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴인지 아닌지 판단하는 단계(S4);
   상기 S4 단계의 판단 결과, 브레이크챔버의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴으로 판단되면, ECU 는 소음발생 압력패턴이 발생된 것으로 판단된 해당 휠의 브레이크챔버의 압력을 감소시키는 단계(S5);
   브레이크챔버의 압력이 감소된 해당 휠의 브레이크챔버의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴에서 벗어났는지 판단하는 단계(S7);
   상기 S7 단계의 판단결과, 해당 휠의 브레이크챔버의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴에서 벗어난 것으로 판단되면, 해당 휠의 브레이크챔버의 압력을 정상 수준으로 복귀시켜 해당 휠의 브레이크 압력을 정상 상태로 환원시키는 단계(S8);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 소음방지 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 S4 단계에서의 분석결과, 휠별로 브레이크챔버의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴이 아니라고 판단되면, 각 휠의 브레이크챔버의 압력을 정상 수준으로 계속 유지하는 구성을 특징으로 하는 브레이크 소음방지 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 S1 및 S2 단계의 제동신호에 따라 각 휠의 브레이크챔버 내의 압력이 센싱되면,
   ECU 는 ABS 가 작동을 시작하였는지를 판단하는 단계(S9);
   상기 S9 단계에서 ABS 가 작동을 시작하였다면 ABS 가 작동을 종료할 때까지 ABS 가 작동되는 단계(S10)를 수행하여,
   각 휠의 브레이크챔버의 압력을 정상 수준으로 계속 유지하여 각 휠의 브레이크 압력을 정상 상태로 유지시키는 구성을 특징으로 하는 브레이크 소음방지 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 S9 단계에서 ABS 가 작동을 시작하지 않았거나 또는 상기 S10 단계이후 ABS 의 작동이 종료되었다면,
   상기 S4 단계의 ECU 가 각 휠별로 브레이크챔버의 압력의 변화량이 소음발생 압력패턴인지 아닌지 판단하고, 판단 결과에 따라서 상기 S5 단계 내지 S8 단계를 수행하는 구성을 특징으로 하는 브레이크 소음방지 방법.
   
5. 제 3 항에 있어서, 상기 S10 단계의 ABS 의 작동시 소음이 발생할 수 있음을 운전자에게 경고하는 구성을 특징으로 하는 브레이크 소음방지 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 S3 단계의 브레이크챔버의 압력을 분석하는 단계(S3)는,
   기설정된 소정 시간 동안의 브레이크챔버내의 압력의 변화량을 확인하여 압력의 변화량이 주파수의 범위가 어느 범위에 있는지를 분석하는 것을 특징으로 하는 브레이크 소음방지 방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 브레이크챔버의 압력의 변화량의 주파수 범위가 500-800 Hz 내에 있게 되면 스퀼 노이즈가 발생되는 것으로 분석하고,
   해당 범위가 100-120 Hz 이면 저더 노이즈가 발생되는 것으로 분석하고,
   해당 범위가 30-50 Hz 이면 그론 노이즈가 발생되는 것으로 분석하는 구성을 특징으로 하는 브레이크 소음방지 방법.
   
8. 제 1 항에 있어서, ECU 가 소음발생 압력패턴이 발생된 것으로 판단된 해당 휠의 브레이크챔버의 압력을 감소시키는 단계(S5) 이후,
   소음발생 압력패턴이 발생된 것으로 판단된 해당 휠의 대각선 방향으로 위치한 휠의 브레이크챔버의 압력을 증대시키는 단계(S6); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 소음방지 방법.

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