KR20200122440A - 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템 및 방법 - Google Patents

자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브레이크 패드의 마찰계수를 포함하는 브레이크 팩터를 추정하고, 추정된 브레이크 팩터를 기반으로 브레이크 팩터 옵셋의 산출 및 업데이트 과정을 통하여, 궁극적으로 브레이크 팩터의 보정이 이루어지도록 함으로써, 전동식 브레이크 시스템의 제동 선형성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템 및 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CORRECTING FRICTION COEFFICIENT OF BRAKE PAD FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 궁극적으로 브레이크 패드의 마찰계수 옵셋을 보정하여 전동식 브레이크 시스템의 제동 선형성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
하이브리드 자동차, 연료전지 자동차, 전기 자동차 등과 같은 친환경 차량에는 내연기관 차량과 같이 엔진 부압에 의하여 작동하는 진공부스터를 적용할 수 없기 때문에 일종의 전동식 부스터인 액티브 유압 부스터(AHB, Active Hydraulic Booster)를 포함하는 전동식 브레이크 시스템이 탑재되고 있다.
상기 액티브 유압 부스터를 포함하는 전동식 브레이크 시스템은 운전자에게 브레이크 페달감 만을 제공하고, 실질적인 제동 유압을 별도로 생성하여 각 바퀴 의 휠 실린더에 전달하여 제동이 이루어지도록 한 시스템을 말한다.
여기서, 종래의 전동식 브레이크 시스템에 의한 제동 과정을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 종래의 전동식 브레이크 시스템에 의한 제동 과정을 도시한 순서도이다.
먼저, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 스트로크 감지 센서에서 브레이크 페달 스트로크를 감지한다(S101).
다음으로, 제동 제어기(10)에서 감지된 브레이크 페달 스트로크에 해당하는 운전자 요구 제동유압을 결정한다(S102).
상기 운전자 요구 제동유압은 페달 스트로크에 따라 고정된 튜닝값으로서, 도 1의 좌측 그래프와 같이 제동 제어기(10)에 저장된 맵 테이블로부터 결정된다.
이어서, 상기 제동 제어기(10)에서 운전자 요구 제동토크를 연산한다(S103).
상기 운전자 요구 제동토크는 상기한 단계 S102에서 결정된 운전자 요구 제동유압에 미리 정해진 토크 팩터를 곱하여 연산된다.
다음으로, 상기 제동 제어기(10)에서 상위 제어기(20, HCU : Hybrid Control Unit)로부터 회생 제동토크 정보를 수신하여 실제 유압 제동을 위한 유압 제동토크(Th)를 연산한다(S104).
이때, 친환경 차량(하이브리드 차량, 전기자동차 등)의 제동시 제동력은 모터에 의한 회생 제동토크가 반영되므로, 상기 유압 제동토크(Th)는 상기한 단계 S103에서 연산된 운전자 요구 제동토크인 총 제동토크(Ttotal)에서 회생 제동토크(Tregen)를 차감하여 결정된다.
이어서, 상기 제동 제어기(10)에서 실제 유압 제동을 위한 목표 제동유압(Ptarget)을 연산한다(S105).
상기 목표 제동유압(Ptarget)은 상기한 단계 S104에서 연산된 유압 제동토크(Th)를 미리 정해진 토크 팩터로 나눈 값으로 결정된다.
최종적으로, 위와 같이 결정된 목표 제동유압(Ptarget)이 각 바퀴의 휠 실린더에 인가되도록 한 유압 제어 실행이 이루어진다(S106).
따라서, 친환경 차량의 제동이 유압 제어 실행에 의한 유압 제동력과 회생제동력의 합으로 이루어지게 된다.
한편, 상기 토크 팩터는 브레이크 팩터(Brake Factor)라고 불리우며, 아래 (식 1)과 같이 브레이크 패드 마찰계수와, 브레이크 패드를 구속하는 캘리퍼의 피스톤 면적과, 휠 중심으로부터 브레이크 패드가 디스크에 접촉되는 지점까지의 거리인 유효반경을 곱하여 산출되는 상수값이며, 유압 1bar 당 발생하는 제동토크로 정의할 수 있다.
(식 1) : 토크 팩터 = 마찰계수 × 캘리퍼 피스톤 면적 × 유효반경
상기 토크 팩터 즉, 브레이크 팩터는 고정된 상수값으로 활용됨에 따라 상기 마찰계수가 변화하게 되면, 상기 유압 제동토크(Th)를 토크 팩터로 나눈 목표 제동유압도 변하게 되어, 결국 차량의 제동력 및 제동감이 달라질 수 있다.
첨부한 도 2는 브레이크 패드의 마찰계수 변화 및 그에 따른 제동 선형성 문제를 설명하는 그래프이다.
도 2의 좌측 그래프를 참조하면, 상기 브레이크 패드의 마찰계수는 브레이크 온도와 계절별 온도에 따라 편차를 갖는다.
예를 들어, 상기 브레이크 패드의 마찰계수는 브레이크 온도가 낮으면 떨어지는 반면 브레이크 온도가 높으면 높아지고, 또한 고온 다습한 여름철과 저온 건조한 겨울철에 따라 편차를 나타낸다.
이에, 상기 브레이크 패드의 마찰계수가 변화함에 따라 상기한 브레이크 팩터가 달라지게 되어, 제동시 제동감에도 변동이 발생될 수 있다.
즉, 상기 브레이크 팩터는 브레이크 패드의 마찰계수와, 캘리퍼의 피스톤 면적과, 휠 중심으로부터 브레이크 패드가 디스크에 접촉되는 지점까지의 거리인 유효반경을 곱하여 산출되는 상수값이므로, 상기 브레이크 패드의 마찰계수가 변화하면 브레이크 팩터가 달라지게 되어, 제동감 변동에 영향을 미치게 된다.
도 2의 우측 그래프를 참조하면, 상기 브레이크 패드의 마찰계수가 변화하게 되면 상기 목표 제동유압(Ptarget)을 연산하기 위한 브레이크 팩터가 달라지게 됨으로써, 제동감에 산포가 발생하게 되고, 감속도에 따른 제동 선형성이 일정하지 않게 되어, 결국 제동시 운전자가 이질감을 느끼게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 브레이크 패드의 마찰계수를 포함하는 브레이크 팩터를 추정하고, 추정된 브레이크 팩터를 기반으로 브레이크 팩터 옵셋의 산출 및 업데이트 과정을 통하여, 궁극적으로 브레이크 팩터의 보정이 이루어지도록 함으로써, 전동식 브레이크 시스템의 제동 선형성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 감속도 신호를 제동 제어기에 입력하는 G 센서; 휠 속도 신호를 제동 제어기에 입력하는 휠속센서; 제동시 휠 압력 신호를 제동 제어기에 입력하는 휠 압력센서; 회생 제동토크 및 타행 주행 제동토크 신호를 제동 제어기에 입력하는 상위 제어기; 를 포함하고,
상기 제동 제어기는: 브레이크 팩터 추정을 위한 활성화 조건을 판단하는 센서 신호 처리 유닛; 브레이크 팩터 추정 활성화 조건이 충족되면, 브레이크 팩터를 추정하는 브레이크 팩터 추정 유닛; 브레이크 팩터 추정 유닛에 의하여 추정된 브레이크 팩터와, 이전 브레이크 팩터 간의 차이를 연산하여 브레이크 팩터 옵셋을 산출하는 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛; 및 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛에서 산출된 브레이크 팩터 옵셋에 대한 업데이트를 수행하는 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 제동 제어기의 센서 신호 처리 유닛에서 브레이크 팩터 추정을 위한 활성화 조건을 판단하는 단계; 상기 브레이크 팩터 추정 활성화 조건이 충족되면, 제동 제어기의 브레이크 팩터 추정 유닛에서 브레이크 팩터를 추정하는 단계; 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛에서 상기 브레이크 팩터 추정 유닛에 의하여 추정된 브레이크 팩터와, 이전 브레이크 팩터 간의 차이를 연산하여 브레이크 팩터 옵셋을 산출하는 단계; 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛에서 상기 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛에서 산출된 브레이크 팩터 옵셋에 대한 업데이트를 수행하는 단계; 및 상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛에 의하여 최종 결정된 브레이크 팩터 옵셋을 기반으로 상기 제동 제어기에서 브레이크 패드의 마찰계수를 보정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 방법을 제공한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면 브레이크 팩터 옵셋 즉, 브레이크 패드의 마찰계수 옵셋을 보정함으로써, 기존에 브레이크 팩터가 달라짐에 따라 제동감에 산포가 발생하게 되고, 감속도에 따른 제동 선형성이 일정하지 않게 되어 제동 이질감을 발생시키던 문제점과 달리, 제동감 산포 및 제동 이질감을 방지함과 함께 제동 선형성을 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 1은 종래의 전동식 브레이크 시스템에 의한 제동 과정을 도시한 순서도,
도 2는 브레이크 패드의 마찰계수 변화 및 그에 따른 제동 선형성 문제를 설명하는 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템을 도시한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 브레이크 패드 마찰계수 보정 방법을 도시한 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이, 브레이크 팩터는 브레이크 패드의 마찰계수와, 브레이크 패드를 구속하는 캘리퍼의 피스톤 면적과, 휠 중심으로부터 브레이크 패드가 디스크에 접촉되는 지점까지의 거리인 유효반경을 곱하여 산출되는 상수값이며, 유압 1bar 당 발생하는 제동토크로 정의된다.
상기 캘리퍼의 피스톤 면적과 상기 유효반경은 변경되지 않는 값이지만, 상기 브레이크 패드의 마찰계수는 브레이크 온도와 계절별 온도에 따라 변화될 수 있으므로, 이하에서 설명되는 브레이크 팩터를 추정하는 것은 브레이크 패드의 마찰계수를 추정하는 것과 같다고 볼 수 있다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 브레이크 패드 마찰계수 추정 시스템을 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 브레이크 패드 마찰계수 추정 방법을 도시한 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제동 제어기(10)는 센서 신호 처리 유닛(11)과, 브레이크 팩터 추정 유닛(12)과, 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛(13)과, 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛(14)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제동 제어기(10)의 센서 신호 처리 유닛(11)에는 ESC(Electronic Stability Control) 시스템에 포함된 G(gravity) 센서(1)의 감속도 센싱 신호와, 휠속센서(2)의 속도 신호와, 휠 압력센서(4)의 제동시 휠 제동압력 신호와, 차량 제동 및 자세 제어와 관련된 ABS(Anti-lock Brake System), TCS(Traction Control System), VDC(Vehicle Dynamic Control) 제어 신호와 같은 주행 상태 신호가 입력된다.
또한, 상기 제동 제어기(10)의 센서 신호 처리 유닛(11)에는 상위 제어기(20)로부터 회생 제동토크 및 타행 주행 제동토크 신호가 입력되고, 제동 제어기(10)에서 연산되는 운전자 요구 제동토크로 입력된다.
먼저, 상기 센서 신호 처리 유닛(11)에서 브레이크 팩터 추정을 위한 활성화 조건을 판단한다(S201).
이를 위해, 상기 센서 신호 처리 유닛(11)은 입력신호에 대한 신호처리를 수행하고, 이를 기반으로 브레이크 팩터 추정 활성화 조건을 판단한다.
바람직하게는, 상기 센서 신호 처리 유닛(11)은 브레이크 팩터 추정 신뢰도를 향상시키기 위하여 센서 신호 처리 유닛(11)에 입력되는 각 신호별 위상에 대한 동기화를 수행한다.
예를 들어, 상기 G 센서(1)의 감속도 센싱 신호(Ax)와, 상기 휠속 센서(2)로부터의 속도 신호와, 상기 휠 압력센서(4)로부터의 제동시 휠 압력 신호와, 상기 상위 제어기(20)로부터 회생 제동토크 및 타행 주행 제동토크와, 제동 제어기(10)에서 연산되는 운전자 요구 제동토크 등을 필터링하여 동기화시킨다.
상기 센서 신호 처리 유닛(11)은 운전자 요구 제동토크, 휠속, 휠 압력, 회생 제동토크, 회생 제동토크 기울기가 각각 기준값 이상일 때 브레이크 팩터 추정을 위한 활성화 조건을 충족하는 것으로 판단한다.
보다 상세하게는, 상기 센서 신호 처리 유닛(11)에서 브레이크 팩터 추정 활성화 조건을 판단할 때, 아래 ① 내지 ⑤의 활성화 조건을 충족하는 여부를 판정한다.
① 운전자 요구 제동토크가 브레이크 팩터 추정 활성화를 위한 소정의 기준값 이상(운전자 요구 제동토크 >= 기준값),
② 휠속이 브레이크 팩터 추정 활성화를 위한 소정의 기준값 이상(휠속 >= 기준값),
③ 휠 압력이 브레이크 팩터 추정 활성화를 위한 소정의 기준값 이상(휠압 >= 기준값(예, 1bar)),
④ 회생 제동토크가 브레이크 팩터 추정 활성화를 위한 소정의 기준값 이상(회생 제동토크 >= 기준값),
⑤ 회생 제동토크 기울기가 브레이크 팩터 추정 활성화를 위한 소정의 기준값 이상(회생 제동토크 기울기 >= 기준값).
이때, 상기 센서 신호 처리 유닛(11)에서 브레이크 팩터 추정 활성화 조건을 판단할 때, 위의 ① 내지 ⑤의 활성화 조건을 충족하는 여부를 판정하는 이유는 ① 내지 ⑤의 활성화 조건을 충족하는 경우에 마찰계수 변화로 인하여 브레이크 팩터가 달라질 수 있기 때문이다.
다음으로, 상기 브레이크 팩터 추정 활성화를 위한 상기 ① 내지 ⑤의 활성화 조건이 충족되면, 브레이크 팩터 추정 유닛(12)에서 브레이크 팩터를 추정한다(S202).
즉, 상기 센서 신호 처리 유닛(11)에서 상기 ① 내지 ⑤의 활성화 조건을 충족하는 것으로 판정하여 상기 브레이크 팩터 추정 유닛(12)에 충족 신호를 전송하면, 브레이크 팩터 추정 유닛(12)에서 휠 동역학을 이용하여 브레이크 팩터를 추정한다.
이때, 상기 브레이크 팩터 추정 유닛(12)은 제동력과 휠 동역학을 역산하는 방식으로 브레이크 팩터를 추정하는 직접식 추정부(12-1)와, 칼만필터 및 휠 동역학을 이용하여 브레이크 팩터를 추정하는 간접식 추정부(12-2)로 구성된다.
상기 직접식 추정부(12-1)는 휠 동역학 요소를 역산하여 브레이크 팩터를 추정하되, 관성토크에 포함되는 휠 감속도, 제동력 토크, 회생 제동토크 및 휠압 등의 입력 신호를 기반으로 브레이크 팩터를 추정하게 된다.
즉, 상기 G 센서(1)로부터 입력된 휠 감속도 신호와, 상기 제동 제어기(10)에서 연산되는 제동력 토크와, 상기 상위 제어기(20)로부터 입력되는 회생 제동토크와, 상기 휠 압력센서(4)로부터 입력된 휠압 신호를 기반으로 브레이크 팩터를 추정하게 된다.
상기 직접식 추정부(12-1)에서 휠 동역학 요소를 역산하여 추정하는 브레이크 팩터를 수학식으로 표현하면 아래의 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
위의 수학식 1에서, Cp : 추정 브레이크 팩터,
Figure pat00002
: 관성토크, r : 휠 중심에서 브레이크 패드가 디스크에 접촉되는 지점까지의 거리인 유효반경, Fb : 브레이크 패드가 디스크에 접촉하여 발생하는 제동력, r × Fb : 제동력 토크, Treg : 회생 제동토크, Pwheel : 휠압.
상기 직접식 추정부(12-1)에서 위의 수학식 1을 이용하여 브레이크 팩터를 추정할 때, 관성토크에 포함되는 휠 감속도, 회생 제동토크, 휠압 등을 정해진 고정값이지만, 상기 제동력은 제동 제어기에서 산출되는 추정 신호이므로, 제동력 추정 성능이 양호할 경우 브레이크 팩터 추정 정확성을 확보할 수 있지만, 제동력 추정이 완벽하지 않으면 브레이크 팩터 추정 정확성이 떨어질 수 있다.
이렇게 상기 제동력 추정이 완벽하지 않을 수 있는 점을 감안하여, 상기 간접식 추정부(12-2)는 칼만 필터(kalman filter)를 이용한 수학적 모델을 사용하여 브레이크 팩터 및 제동력을 동시에 추정한다.
참고로, 상기 칼만 필터(kalman filter)는 팩터 변화율, G 센서의 센싱 신호(Ax) 옵셋 등을 상태 변수로 가지는 상태 방정식을 이용하여 브레이크 팩터 및 제동력을 동시에 추정한다.
따라서, 상기 브레이크 팩터 추정 유닛(12)의 직접식 추정부(12-1)에서 상기 수학식 1을 통하여 계산된 브레이크 팩터를 다음 단계인 브레이터 팩터 옵셋 산출에서 사용하는 것이 바람직하지만, 상기 직접식 추정부(12-1)에서 추정된 브레이크 팩터에 상기 간접식 추정부(12-2)에서 칼만 필터(kalman filter)를 이용한 수학적 모델을 사용하여 추정된 브레이크 팩터를 가중합시킨 브레이크 팩터를 다음 단계인 브레이터 팩터 옵셋 산출에 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 상기 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛(13)에서 상기한 단계 S202에서 브레이크 팩터 추정 유닛(12)에 의하여 추정된 브레이크 팩터와, 이전 브레이크 팩터 간의 차이를 연산하여 브레이크 팩터 옵셋을 산출한다(S203).
상기 브레이크 팩터 옵셋 산출의 일례로서, 상기 브레이크 팩터 추정 유닛(12)의 직접식 추정부(12-1)에 의하여 추정된 브레이크 팩터와, 이전 브레이크 팩터 간의 차이로 브레이크 팩터 옵셋을 산출하되, 산출된 브레이크 팩터 옵셋이 일정시간 동안 일정범위 내에 속할 경우 브레이크 팩터 옵셋의 수렴이 완료된 것으로 판단하고, 수렴이 완료된 브레이크 팩터 옵셋이 기준값 이상일 경우에만 산출하고자 하는 브레이크 팩터 옵셋으로 결정한다.
상기 브레이크 팩터 옵셋 산출의 다른 예로서, 칼만필터를 이용하여 얻어진 브레이크 팩터 분산이 일정 값 이하에서 국소 최소값을 가질 때 이동 평균값을 계산하고, 이 이동 평균값과 이전 브레이크 팩터 간의 차이로 브레이크 팩터 옵셋을 산출하되, 산출된 브레이크 팩터 옵셋이 일정시간 동안 일정범위 내에 속할 경우 브레이크 팩터 옵셋의 수렴이 완료된 것으로 판단하고, 수렴이 완료된 브레이크 팩터 옵셋이 기준값 이상일 경우에만 산출하고자 하는 브레이크 팩터 옵셋으로 결정한다.
이때, 위와 같이 수렴이 완료된 브레이크 팩터 옵셋이 기준값 이상일 경우에만 산출하고자 하는 브레이크 팩터 옵셋으로 결정하는 이유는 브레이크 팩터 옵셋이 빈번하거나 민감하게 업데이트되는 것을 방지하기 위함에 있다.
한편, 상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛(14)은 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛(13)에서 산출된 브레이크 팩터 옵셋에 대한 신뢰도를 연산 판단하여 브레이크 팩터 옵셋 업데이트를 수행한다(S204).
예를 들어, 상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛(14)은 업데이트 요청변수 설정 시(예를 들어, 상기한 단계 S203에서 브레이크 팩터 옵셋의 수렴성을 판단하는 신호 수신시), 차량 정지 직전(예, 차속 = 3kph)에 브레이크 팩터 옵셋을 업데이트한다.
상기 브레이크 팩터 옵셋의 업데이트 방법의 일례로서, 브레이크 패드의 마찰계수가 브레이크 온도에 따라 달라지는 점을 감안하여, 브레이크 팩터 옵셋을 실시간으로 업데이트하는 방법이 채택될 수 있다.
상기 브레이크 팩터 옵셋의 업데이트 방법의 다른 예로서, 브레이크 패드의 마찰계수가 계절별 온도에 따라 편차를 갖는 점을 감안하여, 미리 설정된 주기(여름철 및 겨울철)별로 브레이크 팩터 옵셋을 업데이트하는 방법이 채택될 수 있다.
예를 들어, 상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛(14)은 상기 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛(13)에서 산출된 브레이크 팩터 옵셋을 이용하여 아래 식과 같이 최종 브레이크 팩터 옵셋을 결정하는 업데이트를 수행한다.
(식) : 최종 브레이크 팩터 옵셋 = 이전 최종 브레이크 팩터 옵셋 + A*(산출된 브레이크 팩터 옵셋 - 이전 최종 브레이크 팩터 옵셋)
위의 식에서, A : 필터 상수.
이렇게 상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛(14)에 의하여 최종 결정된 브레이크 팩터 옵셋은 브레이크 패드의 마찰계수 옵셋과 같다고 볼 수 있다.
즉, 상기 브레이크 팩터는 브레이크 패드의 마찰계수와, 브레이크 패드를 구속하는 캘리퍼의 피스톤 면적과, 휠 중심으로부터 브레이크 패드가 디스크에 접촉되는 지점까지의 거리인 유효반경을 곱하여 산출되는 바, 상기 캘리퍼의 피스톤 면적과 상기 유효반경은 변경되지 않는 값이지만, 상기 브레이크 패드의 마찰계수는 브레이크 온도와 계절별 온도에 따라 변화될 수 있으므로, 결국 상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛(14)에 의하여 최종 결정된 브레이크 팩터 옵셋은 브레이크 패드의 마찰계수 옵셋과 같다고 볼 수 있다.
따라서, 상기 제동 제어기(10)에서 상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛(14)에 의하여 최종 결정된 브레이크 팩터 옵셋을 기반으로 브레이크 팩터 즉, 브레이크 패드의 마찰계수를 보정한다(S205).
예를 들어, 상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛(14)에 의하여 최종 결정된 브레이크 팩터 옵셋을 이전 브레이크 팩터에 더하거나 차감하여, 브레이크 팩터 즉, 브레이크 패드의 마찰계수를 보정함으로써, 제동 선형성을 일정하게 유지시킬 수 있다.
다시 말해서, 상기 제동 제어기(10)에서 상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛(14)에 의하여 최종 결정된 브레이크 팩터 옵셋을 기반으로 브레이크 팩터 즉, 브레이크 패드의 마찰계수를 보정함으로써, 기존에 브레이크 팩터가 달라짐에 따라 제동감에 산포가 발생하게 되고, 감속도에 따른 제동 선형성이 일정하지 않게 되어, 제동 이질감을 발생시키던 문제점을 해결할 수 있다.
1 : G 센서
2 : 휠속 센서
3 : 감속도 센서
4 : 휠 압력센서
10 : 제동 제어기
11 : 센서 신호 처리 유닛
12 : 브레이크 팩터 추정 유닛
13 : 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛
14 : 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛
20 : 상위 제어기

Claims (13)

  1. 감속도 신호를 제동 제어기에 입력하는 G 센서;
    휠 속도 신호를 제동 제어기에 입력하는 휠속센서;
    제동시 휠 압력 신호를 제동 제어기에 입력하는 휠 압력센서;
    회생 제동토크 및 타행 주행 제동토크 신호를 제동 제어기에 입력하는 상위 제어기;
    를 포함하고,
    상기 제동 제어기는:
    브레이크 팩터 추정을 위한 활성화 조건을 판단하는 센서 신호 처리 유닛;
    브레이크 팩터 추정 활성화 조건이 충족되면, 브레이크 팩터를 추정하는 브레이크 팩터 추정 유닛;
    브레이크 팩터 추정 유닛에 의하여 추정된 브레이크 팩터와, 이전 브레이크 팩터 간의 차이를 연산하여 브레이크 팩터 옵셋을 산출하는 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛;
    브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛에서 산출된 브레이크 팩터 옵셋에 대한 업데이트를 수행하는 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서 신호 처리 유닛은:
    운전자 요구 제동토크, 휠속, 휠 압력, 회생 제동토크, 회생 제동토크 기울기가 각각 기준값 이상일 때 브레이크 팩터 추정을 위한 활성화 조건을 충족하는 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 브레이크 팩터 추정 유닛은:
    제동력과 휠 동역학을 역산하는 방식으로 브레이크 팩터를 추정하는 직접식 추정부와, 칼만필터 및 휠 동역학을 이용하여 브레이크 팩터를 추정하는 간접식 추정부로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 직접식 추정부는
    Figure pat00003
    에 의하여 브레이크 팩터를 추정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템.
    상기 Cp : 추정 브레이크 팩터,
    Figure pat00004
    : 관성토크, r : 휠 중심에서 브레이크 패드가 디스크에 접촉되는 지점까지의 거리인 유효반경, Fb : 브레이크 패드가 디스크에 접촉하여 발생하는 제동력, r × Fb : 제동력 토크, Treg : 회생 제동토크, Pwheel : 휠압.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛은:
    브레이크 팩터 추정 유닛에 의하여 추정된 브레이크 팩터와, 이전 브레이크 팩터 간의 차이로 브레이크 팩터 옵셋을 산출하되, 산출된 브레이크 팩터 옵셋이 일정시간 동안 일정범위 내에 속할 경우 브레이크 팩터 옵셋의 수렴이 완료된 것으로 판단하고, 수렴이 완료된 브레이크 팩터 옵셋이 기준값 이상일 경우에만 브레이크 팩터 옵셋으로 결정하도록 구성된 것을 특징으로 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛은:
    브레이크 패드의 마찰계수가 브레이크 온도에 따라 달라지는 점을 감안하여 브레이크 팩터 옵셋을 실시간으로 업데이트하거나, 브레이크 패드의 마찰계수가 계절별 온도에 따라 편차를 갖는 점을 감안하여 미리 설정된 주기별로 브레이크 팩터 옵셋을 업데이트하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 시스템.
  7. 제동 제어기의 센서 신호 처리 유닛에서 브레이크 팩터 추정을 위한 활성화 조건을 판단하는 단계;
    상기 브레이크 팩터 추정 활성화 조건이 충족되면, 제동 제어기의 브레이크 팩터 추정 유닛에서 브레이크 팩터를 추정하는 단계;
    브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛에서 상기 브레이크 팩터 추정 유닛에 의하여 추정된 브레이크 팩터와, 이전 브레이크 팩터 간의 차이를 연산하여 브레이크 팩터 옵셋을 산출하는 단계;
    브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛에서 상기 브레이크 팩터 옵셋 산출 유닛에서 산출된 브레이크 팩터 옵셋에 대한 업데이트를 수행하는 단계;
    상기 브레이크 팩터 옵셋 업데이트 유닛에 의하여 최종 결정된 브레이크 팩터 옵셋을 기반으로 상기 제동 제어기에서 브레이크 패드의 마찰계수를 보정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 브레이크 팩터 추정을 위한 활성화 조건을 판단하는 단계에서,
    운전자 요구 제동토크, 휠속, 휠 압력, 회생 제동토크, 회생 제동토크 기울기가 각각 기준값 이상일 때 브레이크 팩터 추정을 위한 활성화 조건을 충족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 브레이크 팩터를 추정하는 단계는,
    브레이크 팩터 추정 유닛의 직접식 추정부에서 제동력과 휠 동역학을 역산하는 방식으로 브레이크 팩터를 추정하여 진행되는 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 브레이크 팩터를 추정하는 단계는,
    브레이크 팩터 추정 유닛의 직접식 추정부에서 칼만필터 및 휠 동역학을 이용하여 브레이크 팩터를 추정하여 진행되는 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 직접식 추정부는
    Figure pat00005
    에 의하여 브레이크 팩터를 추정하는 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 방법.
    상기 Cp : 추정 브레이크 팩터,
    Figure pat00006
    : 관성토크, r : 휠 중심에서 브레이크 패드가 디스크에 접촉되는 지점까지의 거리인 유효반경, Fb : 브레이크 패드가 디스크에 접촉하여 발생하는 제동력, r × Fb : 제동력 토크, Treg : 회생 제동토크, Pwheel : 휠압.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 브레이크 팩터 옵셋을 산출하는 단계에서,
    브레이크 팩터 추정 유닛에 의하여 추정된 브레이크 팩터와, 이전 브레이크 팩터 간의 차이로 브레이크 팩터 옵셋을 산출하되, 산출된 브레이크 팩터 옵셋이 일정시간 동안 일정범위 내에 속할 경우 브레이크 팩터 옵셋의 수렴이 완료된 것으로 판단하고, 수렴이 완료된 브레이크 팩터 옵셋이 기준값 이상일 경우에만 산출하고자 하는 브레이크 팩터 옵셋으로 결정하는 것을 특징으로 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 방법.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 브레이크 팩터 옵셋에 대한 업데이트를 수행하는 단계에서,
    브레이크 패드의 마찰계수가 브레이크 온도에 따라 달라지는 점을 감안하여 브레이크 팩터 옵셋을 실시간으로 업데이트하거나, 브레이크 패드의 마찰계수가 계절별 온도에 따라 편차를 갖는 점을 감안하여 미리 설정된 주기별로 브레이크 팩터 옵셋을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 패드 마찰계수 보정 방법.
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