KR20230005563A - 차량의 제동력 보조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 제동력 보조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 최대 감속도가 필요한 주행 상황에서 주제동력인 제1제동력이 부족할 때 제2제동력을 발생시켜 제1제동력을 보충함으로써 제동력 부족으로 인한 사고를 방지하는 차량의 제동력 보조 방법에 관한 것이다.

Description

차량의 제동력 보조 방법 {Method for assisting braking power of vehicle}

본 발명은 차량의 제동력 보조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 최대 감속도가 필요한 주행 상황에서 주제동력인 제1제동력이 부족할 때 제2제동력을 발생시켜 제1제동력을 보충함으로써 제동력 부족으로 인한 사고를 방지하는 차량의 제동력 보조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 트럭과 같은 상용차량은 그 규모에 따라 적재 중량이 차별화되며 휠축의 개수가 다양하게 적용된다. 상용차량은 설계된 적재 중량보다 과적한 상태로 주행하는 경우가 많으며, 과적 상태로 주행하는 경우 통상 후륜축에 중량이 훨씬 많이 실리게 된다.

따라서 상용차량이 과적 상태로 주행 중에 급제동하는 경우, 전륜은 제동력이 충분하나 후륜은 제동력이 부족한 상황이 발생할 수 있다.

또한 대형 상용차량의 경우, 화물 적재 시 국부적인 하중의 불균형이 발생할 수 있으며 그로 인하여 급제동 시 일부 휠의 제동력이 부족한 상황이 발생할 수 있다.

급제동 시의 제동력 부족은 차량 안정성을 저하시키는 것은 물론이고 사고를 유발할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 최대 감속도가 필요한 제동 상황에서 주제동력인 제1제동력이 부족할 때 제2제동력을 발생시켜 제1제동력을 보완함으로써 제동력 부족으로 인한 사고를 방지하는, 차량의 제동력 보조 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 차량의 제동력 보조 방법은 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 차량의 제동력 보조 방법은: 주행 중 ABS(Anti-lock Brake System)의 제동압력 제어를 통한 최대 감속도 발생이 필요한 제1제동상황이 발생하는지를 판단하는 제1단계; 상기 제1제동상황이면 차량의 모든 휠에 대해 상기 ABS의 제동압력 제어가 실행되는지를 판단하는 제2단계; 상기 제1제동상황에서 상기 ABS의 제동압력 제어가 미실행되는 ABS 미작동 휠이 하나라도 있으면, 상기 ABS 미작동 휠에 제2제동력을 제공하기 위한 제2제동수단이 작동 가능한지를 판단하는 제3단계; 상기 제2제동수단이 작동 가능하면 상기 제2제동수단을 작동시켜서 상기 ABS 미작동 휠에 상기 제2제동수단이 발생하는 제2제동력을 공급하는 제4단계;를 포함한다.

구체적으로, 상기 제4단계에서는 상기 ABS 미작동 휠에 대해 ABS의 제동압력 제어가 실행되기 전까지 제2제동수단의 제2제동력을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제4단계에서 상기 ABS 미작동 휠에 대해 ABS의 제동압력 제어가 시작되면 그 시작 시점의 제2제동력을 유지시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제4단계에서 상기 ABS 미작동 휠에 대해 ABS의 제동압력 제어가 시작되지 않으면 상기 제2제동력을 최대로 발생시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2단계에서는 각 휠의 휠브레이크 작동 시 정해진 최대제동압력 도달시간(T1)이 경과한 후에 ABS의 제동압력 제어 실행 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1제동상황은 브레이크 페달이 풀 작동되는 제동상황이거나 또는 휠브레이크가 풀 제동 모드로 작동되는 제동상황인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2제동력은 구동모터에 의해 발생하는 회생제동력과 보조제동장치에 의해 발생하는 보조제동력 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2제동력은 휠축별로 선택적으로 공급되거나 또는 휠별로 선택적으로 공급되는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제의 해결 수단에 의하면 본 발명은, 급제동시나 전방충돌방지보조장치(FCA)의 3단계 작동시와 같이 최대 감속도가 요구되는 제동상황에서 ABS 제어 실행 여부에 따라 제동력이 부족한 휠(즉, ABS 미작동 휠)을 판별할 수 있으며, 상기 ABS 미작동 휠에 제2제동력을 공급하여 주제동력인 제1제동력을 보조함으로써 제동 감속도를 증대하고 차량 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 휠브레이크의 작동 시 ABS가 제동압력 제어에 진입하는 시점 및 ABS 제어영역을 나타낸 그래프
도 2는 타이어 마찰계수 슬립 곡선을 일례로 나타낸 그래프
도 3은 노면 상태에 따른 타이어 마찰계수 슬립 곡선을 나타낸 그래프
도 4는 상용차량의 화물 적재 상태를 일례로 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 따른 차량의 제동력 보조 방법을 실행하기 위한 시스템 구성을 일례로 도시한 도면
도 6은 본 발명에 따른 차량의 제동력 보조 방법을 도시한 순서도

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예를 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 "제1", "제2" 등으로 구분한 것은 명칭이 동일한 구성들을 구분하기 위한 것일 뿐 그 순서 등을 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 차량의 제동력 보조 방법은, 주행 중 최대 감속도가 요구되는 제동상황에서 각 휠별로 주제동력인 제1제동력이 부족한지를 판별하고 제1제동력이 부족한 휠에 제2제동력을 제공하여 감속도를 증대시킴으로써 최대 감속도를 확보할 수 있도록 한다.

특히 본 발명에서는, 차량에 탑재되어 있는 ABS(Anti-lock Brake System)에 의한 제동압력 제어가 각 휠별로 실행되는지 여부에 따라 각 휠의 제1제동력 부족 여부를 판단하며, 판단 결과 제1제동력이 부족한 휠에 대하여 상기 ABS에 의한 제동압력 제어가 실행되기 전까지 제2제동력을 최대한 사용하여 제동 감속도를 증대시킨다.

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 ABS의 제어 실행 여부에 따라 휠의 제1제동력 부족 여부를 판단할 수 있는 근거를 살펴보도록 한다.

첨부한 도 1은 휠에 장착된 휠브레이크의 작동 시 ABS가 제동압력 제어에 진입하는 시점 및 ABS 제어영역을 나타낸 것이고, 도 2는 일반 노면의 타이어 마찰계수 슬립 곡선을 나타낸 것이다.

알려진 바와 같이, ABS(Anti-lock Brake System)는 차량의 급제동 시 타이어 슬립률에 따라 차륜이 잠기는 것을 방지하기 위하여 휠브레이크의 압력 제어용으로 사용되는 시스템이다.

도 1에 보듯이, 휠브레이크의 작동 시 차량 감속도가 증가함에 따라 소정 시점에 ABS가 작동하여 휠브레이크의 제동압력을 제어하게 되고, 차량 감속도는 ABS의 제동압력 제어에 따른 최대 감속도를 일정 수준으로 유지하게 된다.

또한 도 2에 보듯이, 타이어와 노면 간에 마찰계수(μ) 특성은 타이어 슬립율(S)에 따라 변화하며, 이를 그래프로 나타낸 것을 타이어 μ-슬립 곡선이라고 한다. 이때 타이어 슬립율(S)은 아래 식 1과 같이 계산할 수 있다.

식 1: S(%) = (V - Vt)/V×100

상기 V는 차량 속도이고, 상기 Vt는 타이어(휠)의 회전속도이다.

상기 식 1을 참조하면, 타이어 슬립율(S)이 0% 라는 것은 브레이크가 작동하지 않고 차량 속도(V)와 타이어 회전속도(Vt)가 동일하다(V=Vt)는 것이며, 타이어 슬립율(S)이 100% 라는 것은 차량은 주행 중이나 타이어 회전은 멈춘 상태(Vt=0)라는 것이다.

차량의 ABS는 통상 타이어 슬립율(S)이 5~10% 일 때 제동압력 제어모드에 진입한다. ABS는 휠브레이크의 제동압력을 가감 조절하면서 타이어와 노면 간에 마찰계수(μ)를 최대치(peak)보다 3% 낮은 수준으로 유지하여 감속도를 최대화시킨다.

정상 조건에서 급제동 시 제동력은 항상 ABS가 제동압력 제어모드에 진입할 수 있는 수준으로 충분하게 발생해야 한다. 도 1을 참조하면, 급제동 시 제동력이 증가하는 단계를 거쳐 타이어 슬립이 발생하기 시작하면서 ABS가 제동압력 제어모드에 진입하는 단계가 진행되고, 이어서 ABS 제어에 따라 제동력이 조절된다.

실제로 제동력이 아무리 크다 하더라도 ABS가 제동압력 제어모드에 진입하기 전까지만 휠브레이크의 제동력이 증대된다. 예를 들어, 휠브레이크의 최대 제동력이 3000N이라고 하더라도, 제동력이 1500N일 때 ABS가 제동압력 제어모드에 진입하면 제동압력 증압이 중단되고 1500N 부근에서 제동력이 조절된다.

한편, 트럭과 같은 상용차량은 화물을 적재하지 않은 상태의 공차 중량과 설계 목표에 따른 최대 화물을 적차한 상태의 목표적차 중량에 따라 ABS가 제동압력 제어모드에 진입하는 시점의 제동력에 차이가 있다. 예를 들어, 목표적차 중량은 공차 중량의 2배일 수 있다. 또한, 과적 중량은 목표적차 중량보다 일정치 이상 큰 중량의 화물을 더 적재한 상태의 차량 중량이며 공차 중량의 3배 이상일 수 있다.

휠브레이크의 제동압력은 각 휠별로 제어되므로 1개의 휠에 대하여 예를 들어 살펴하도록 한다. 휠의 최대 제동력이 22000N이고, ABS가 제동압력 제어모드에 진입하는 시점의 타이어 마찰계수(μ)가 1.0이고, ABS 제동압력 제어영역의 타이어 최대 마찰계수(μ)가 1.1 인 차량의 경우, 마찰계수(μ)가 1.0~1.1 일 때 ABS의 제동압력 제어가 이루어지며, B=μW이고 F=ma이고 B=F이므로 a=B/m=Bg/W=μg 이다.

상기 B는 휠의 제동력이고, 상기 μ는 타이어 마찰계수이고, 상기 W는 휠의 동하중이고, 상기 m은 차량 중량이고, 상기 g는 중력가속도이고, 상기 a는 휠의 감속도이다.

상용차량이 공차 중량 상태인 경우, B=μW = 1.0×10kN = 10kN이고 제동력이 10kN일 때 ABS가 제동압력 제어에 진입하고 ABS에 의하여 제동력이 10kN ~ 11kN으로 제어되면서 최대 감속도로 제동 가능하게 된다.

차량이 목표적차 중량 상태인 경우, B=μW = 1.0×20kN = 20kN이고 제동력이 20kN일 때 ABS가 제동압력 제어에 진입하고 ABS에 의하여 제동력이 20kN ~ 22kN으로 제어되면서 최대 감속도로 제동 가능하게 된다.

이때 휠의 감속도(a)는 1.0g ~ 1.1g 로 유지하면서 제동 가능하다.

한편, 상용차량의 경우 목표적차 중량 상태를 기준으로 설계되므로 과적 중량 상태인 경우의 최대 제동력은 목표적차 중량 상태일 때의 최대 제동력이 된다. 따라서 과적 중량 상태일 때 타이어 마찰계수 μ= B/W = 22kN/30kN = 0.73 이며, 설계조건에 따라 정해지는 타이어 μ-슬립 곡선(도 2 참조)에 의하면 타이어 슬립율(S)은 4%이기 때문에 ABS가 제동압력 제어모드에 진입하지 않으며 이때 휠의 감속도(a)는 0.73g 이다.

또한, 차량 제동 계통의 고장이나 내구 열화 및 발열 등으로 인하여 제동력이 최대 10kN 밖에 발생하지 않을 경우, 차량이 목표적차 중량 상태일지라도 타이어 마찰계수(μ)는 μ= B/W = 10kN/20kN = 0.5이며, 따라서 ABS는 제동압력 제어모드에 진입하지 않고 휠의 감속도(a)는 0.5g 정도 밖에 되지 않는다.

이와 같이 상용차량은 과적 중량 상태이거나 제동 계통에 고장이 발생한 경우, 휠에 최대 제동력이 발생하는 상황임에도 불구하고 ABS가 제동압력 제어모드에 진입하지 않기 때문에, 감속도가 공차 상태 또는 목표적차 상태일 때보다 현저히 낮게 발생할 수 있다.

좀더 말하면, 상용차량이 과적 상태 또는 제동 계통에 고장이 발생한 상태로 주행 중 최대 감속도가 필요한 제동 상황에서, ABS가 제동압력 제어모드에 진입하지 않는다는 것은 즉, ABS가 작동하지 않는다는 것은, ABS가 작동하기에 타이어 슬립이 충분하지 않다는 의미이며, 이는 휠의 제동력이 부족하다는 의미와 동일하다.

따라서 주행 중 ABS의 제동압력 제어를 통한 최대 감속도 발생 및 유지가 필요한 제동상황에서 상기 ABS에 의한 제동압력 제어가 실행되지 않는 휠(이하, "ABS 미작동 휠"이라고 함)이 존재한다면 상기 ABS 미작동 휠에 휠브레이크에 의한 제동력인 제1제동력 외에 제2제동력을 추가 공급하여 차량 감속도를 증대시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 ABS 미작동 휠은 차량의 전체 휠 중 어느 하나의 휠이거나 또는 둘 이상의 휠일 수 있으며, 또한 상기 ABS 미작동 휠은 적어도 하나의 휠축에 연결된 한 쌍의 좌우 휠일 수 있다.

여기서, 주행 중 최대 감속도가 필요한 제동상황은 급제동 시이거나 또는 전방충돌방지보조장치(FCA: Forward Collision-Avoidance Assist)의 3단계 조건일 수 있다. 차량의 급제동 시에는 브레이크 페달이 운전자에 의해 풀(100%)로 밟혀서 작동되며, 전방충돌방지보조장치(FCA)의 3단계 진입 시 브레이크가 풀(100%) 제동 조건으로 작동된다.

상기 전방충돌방지보조장치(FCA)는 감지센서를 통해 전방 차량을 인식하여 충돌이 예상되는 경우 운전자에게 경고하고 긴급 상황에서는 브레이크를 자동으로 작동시켜 충돌을 회피하거나 피해를 최소화시키는 장치로, 자동비상제동장치(AEB, Autonomous Emergency Brake)라고도 불린다.

상기 전방충돌방지보조장치(FCA)는 1단계 조건에서 운전자에게 경고를 하고 2단계 조건에서 부분 제동 조건으로 브레이크를 작동시키며 3단계 조건에서 풀 제동 조건으로 브레이크를 작동시킨다.

첨부한 도 3은 노면 상태에 따른 타이어 마찰계수 슬립 곡선을 나타낸 그래프이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 타이어 마찰계수(μ)-슬립 곡선은 노면 점착계수에 따라 다양하게 변한다.

목표적차 상태에서 휠의 최대 제동력이 22kN이고, 드라이한 일반 노면에서 ABS가 제동압력 제어모드에 진입하는 시점의 타이어 마찰계수(μ)가 1.0이고, ABS 제동압력 제어영역의 타이어 최대 마찰계수(μ)가 1.1 인 조건으로 설계된 상용차량의 경우, 눈이 내린 스노우(snow) 노면에서는 ABS가 제동압력 제어모드에 진입하는 시점의 타이어 마찰계수(μ)가 0.2로 바뀌게 된다.

따라서 스노우 노면과 같은 저마찰 노면에서 주행하는 경우, 과적 조건에서도 ABS가 제동압력 제어모드에 진입 가능하게 된다. 예를 들어, 스노우 노면에서 과적 조건(W = 30kN)의 상용차량은, 휠의 제동력(B)이 B =μW = 0.2 × 30kN = 6kN 이고 상기 제동력(B = 6kN)만으로도 ABS 제동압력 제어영역에 진입하게 되어 더 이상의 제동력은 필요치 않기 때문에 제2제동력(회생제동력 포함)의 추가 발생이 필요없게 된다. ABS가 제동압력 제어모드에 진입한 조건에서 제2제동력이 크게 발생하게 되면 오히려 차량 안정성이 저하된다.

또한 저마찰 노면에서 주행하는 경우, 과적 적차 상태 및 차량 제동 계통 고장 등의 조건에서도 ABS가 제동압력 제어모드에 진입 가능하게 된다. 예를 들어, 과적 적차, 차량 제동 계통의 고장, 내구 열화, 발열 등으로 인하여 최대 제동력이 10kN이라고 할지라도, 스노우 노면의 경우 6kN의 제동력만으로도 ABS 제어영역에 진입하기 때문에 제2제동력의 개입은 필요치 않게 된다.

또한 예를 들어, 과적 상태로 비가 내린 젖은(wet) 노면(μ=0.8)에서 주행하는 경우, 마찰계수(μ)가 0.8이며 ABS 제어영역 진입을 위해 필요한 제동력(B)은 B =μW = 0.8 × 30kN = 24kN 이므로 22kN의 제동력으로는 ABS 제어영역에 진입하지 못하며, 따라서 제2제동력의 개입을 통해 차량 감속도를 증대시킬 수 있다.

즉, 노면의 상태가 변화하더라도 급제동 조건 및 전방충돌방지보조장치(FCA)의 3단계 진입 조건에서 ABS 작동 유무를 통해 제2제동력의 발생이 필요한지를 알 수 있다.

한편, 상용차량은 설계된 적재 중량인 목표적차 중량보다 과적한 상태로 주행하는 경우가 많으며, 과적 상태로 주행하는 경우 통상 후륜축에 중량이 훨씬 많이 실리게 된다. 다시 말해, 상용차량은 과적 상태로 주행하는 경우, 운전석 하측에 배치되어 화물 하중을 상대적으로 적게 받는 전륜축 대비 화물 하중을 집중적으로 받는 후륜축에 상대적으로 높은 하중이 작용하게 된다.

따라서 상용차량이 과적 상태로 주행 중에 풀 제동하는 경우, 전륜은 제동력이 충분하기 때문에 ABS에 의한 제동압력 제어가 실행되고, 후륜은 제동력이 부족하기 때문에 ABS에 의한 제동압력 제어가 실행되지 않는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우 후륜에만 제2제동력을 추가 공급하여 ABS 제어영역에 진입하기 직전까지 제동 감속도를 증대시킬 수 있다.

반대로, 급제동 시 감속도가 높기 때문에 전륜 동하중은 증대되고 후륜 동하중은 낮아지는 현상으로 인하여 전륜은 ABS 제어영역에 진입하기에 제동력이 부족하고 후륜은 제동력이 충분한 상황이 발생할 수 있으며, 이 경우 전륜에만 제2제동력을 추가 제공하여 ABS 제어영역에 진입하기 직전까지 제동 감속도를 증대시킬 수 있다.

또한, 대형 상용차량의 경우 화물 적재 시 과적 상태는 아니더라도 국부적인 하중의 불균형으로 인하여 일부 휠(즉, ABS 미작동 휠)의 제동력이 부족한 상황이 발생할 수 있으며, 이 경우에도 상기 ABS 미작동 휠에 제2제동력을 추가 제공하여 ABS 제어영역에 진입하기 직전까지 제동 감속도를 증대시킬 수 있다.

예를 들면, 대형 상용차량의 경우, 도 4의 상측 도면에 보듯이 앞에서부터 뒤로 차례로 배열된 4개의 휠축(제1휠축 내지 제4휠축) 중에서 제3휠축과 제4휠축의 상측 화물칸 영역에 집중적으로 과적을 하고 주행할 때 급제동 또는 전방충돌방지보조장치(FCA)의 3단계 작동이 발생하게 되면, ABS 제어영역에 미진입함으로 인하여 제3휠축과 제4휠축의 제동력이 부족하게 되는데, 이때 제3휠축과 제4휠축에 연결된 구동모터를 회생제동모드로 작동시켜서 회생제동력을 최대로 사용하여 제3휠축과 제4휠축의 휠이 ABS 제어영역에 진입하기 직전까지 감속도를 증대시킬 수 있다.

반면, 도 4의 하측 도면에 보듯이 상용차량의 화물칸에 화물이 균등하게 배분되어 적재되더라도, 급제동 시 무게가 차량 전방으로 치우치기 때문에 전방 휠축인 제1휠축과 제2휠축의 동하중이 크게 증대되고, 이 경우 제1휠축과 제2휠축의 동하중이 커짐에 따라 제동력이 부족하여 ABS의 제동압력 제어가 미실행된다. 이때, 상기 제1휠축과 제2휠축에 연결된 구동모터를 회생제동모드로 작동시켜 회생제동력을 최대로 사용함으로써 ABS의 제동압력 제어가 실행되기 전까지 휠의 제동력을 증대시킬 수 있다.

이때 만약 휠축의 구분없이 회생제동력을 최대로 발생시키게 되면 저마찰 노면에서 주행하는 경우 차량 안정성이 저하되고 사고 위험이 증가하게 된다. 따라서 풀 제동시에 제1제동력이 부족하다고 판단되는 경우에만 선택적으로 회생제동력을 발생시켜 제1제동력을 보조하도록 한다.

본 발명에서는 급제동 시나 전방충돌방지보조장치(FCA)의 3단계 작동 시와 같이 휠브레이크에 의한 제1제동력이 부족하여 ABS 제어가 적용되지 않는 휠(즉, ABS 미작동 휠)이 있으면 상기 ABS 미작동 휠이 ABS 제어영역에 진입하기 전까지 상기 ABS 미작동 휠에 제2제동력을 추가 제공하여 감속도를 증대시킴으로써 차량 안정성을 확보한다.

첨부한 도 5는 본 발명에 따른 차량의 제동력 보조 방법을 실행하기 위한 시스템 구성을 일례로 도시한 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량의 제동력 보조 방법을 일례로 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제동력 보조 방법을 실행하기 위한 시스템은, 브레이크페달 위치센서(11)와 전방충돌방지보조장치(FCA, 12)와 브레이크 제어기(13)와 휠속센서(14)와 제2제동수단(15) 및 주제어기(10)를 포함하여 구성될 수 있다.

브레이크페달 위치센서(11)는 브레이크 페달이 작동될 때 발생하는 브레이크페달 위치센서(11)의 검출정보(즉, 브레이크 페달 위치 정보)를 주제어기(10)로 송출한다.

전방충돌방지보조장치(FCA)(12)는 그 작동 단계 정보를 주제어기(10)로 전송한다.

브레이크 제어기(13)는, 휠속센서(14)로부터 각 휠의 휠속도 정보를 수신하여 각 휠의 휠속도와 차속을 모니터링하고, 휠속도와 차속을 대비하여 각 휠의 휠슬립 발생 여부를 판단하고, 휠슬립 발생 여부에 따라 각 휠의 ABS 제어영역 진입 여부를 모니터링하고 판단한 결과를 주제어기(10)에 송출한다.

또한 브레이크 제어기(13)는 각 휠의 제동압력을 모니터링하고 그 모니터링 정보를 주제어기(10)에 송출한다.

주제어기(10)는, 브레이크페달 위치센서(11)와 전방충돌방지보조장치(12)와 휠속센서(14) 및 브레이크 제어기(13)로부터 받은 정보를 최종 취합하여 최대 감속도가 필요한 제동 상황에서 선택적으로 제2제동수단(15)을 작동시킨다. 여기서 주제어기(10)는 전기차의 VCU(Vehicle Control Unit)이거나 내연기관 차량의 ECU(Engine Control Unit) 일 수 있다.

상기 제2제동수단(15)은 주제어기(10)의 요구에 따라 작동하여 제동력이 부족한 ABS 미작동 휠에 제2제동력을 제공한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 시스템은 도 6에 도시된 바와 같은 제어과정을 통해 ABS 미작동 휠의 제동력을 선택적으로 증대시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 먼저 주행 중 ABS의 제동압력 제어를 통한 최대 감속도 발생이 필요한 제동상황(즉, 제1제동상황)이 발생하는지를 판단한다(S100).

상기 제1제동상황은 브레이크페달 위치센서(11)의 정보가 100% 인 급제동 상황이거나 또는 전방충돌방지보조장치(FCA)의 작동 단계 정보가 휠브레이크를 풀 제동 모드로 작동시키는 3단계일 수 있다.

상기 제1제동상황에서는 휠브레이크가 최대 감속도로 제동을 한다(S115). 따라서, 상기 제1제동상황이 발생한 것으로 판단되면, 모든 휠에 대하여 ABS의 제동압력 제어가 실행되는지 여부를 판단한다(S110).

휠브레이크의 작동 시 휠의 제동력이 증가하여 휠슬립이 발생하기 시작하면 ABS가 휠브레이크의 제동압력 제어를 위한 제동압력 제어모드에 진입하여 제동압력 제어를 시작하게 되므로, 휠브레이크가 작동하기 시작하면 정해진 최대제동압력 도달시간(T1)이 경과한 이후에 각 휠에 대한 ABS의 제동압력 제어 여부를 판단한다.

여기서, 상기 최대제동압력 도달시간(T1)은 휠브레이크의 작동 시 제동압력이 0bar에서부터 상승하여 최대제동압력에 도달하는데 소요되는 시간으로 정해질 수 있다.

상기 S110 단계에서 판단한 결과, 차량의 전체 휠 중 ABS에 의한 제동압력 제어가 실행되지 않는 ABS 미작동 휠이 하나라도 존재하는 것으로 판단되면, 상기 ABS 미작동 휠에만 제2제동력을 제공하기 위한 제2제동수단(15)의 작동 가능 여부를 판단한다(S120).

상기 S110 단계에서 판단한 결과, 상기 ABS 미작동 휠이 존재하지 않는 것으로 판단되면 즉, 차량의 전체 휠에 대하여 ABS의 제동압력 제어가 실행되면, 다시 상기 S100 단계로 돌아가서 제1제동상황인지를 재판단한다.

또한 상기 제2제동수단(15)의 작동이 불가하다고 판단되면, 다시 상기 S100 단계로 돌아가서 제1제동상황인지를 재판단한다.

상기 제2제동수단(15)의 작동이 가능하다고 판단되면, 제2제동수단(15)을 작동시켜서 상기 ABS 미작동 휠에만 제2제동력을 추가 공급한다(S130). 상기 제2제동력은 ABS 미작동 휠에 대한 ABS의 제동압력 제어가 실행되기 전까지 증대시킬 수 있다.

상기 제2제동수단(15)은 휠브레이크 이외에 휠에 제동력을 제공할 수 있는 수단이며, 회생제동력을 발생할 수 있는 구동모터도 상기 제2제동수단(15)에 포함될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2제동수단(15)으로는 후륜에만 작동하는 디젤차량의 배기 브레이크와 제이크 브레이크 및 리타더 등의 보조제동장치가 있으며, 또한 후륜 구동 차량 및 4륜 구동 차량 등에서 회생제동모드로 작동 가능한 구동모터가 있다.

즉, 상기 제2제동수단(15)이 발생하는 제2제동력은 구동모터에 의해 발생하는 회생제동력과 상기 보조제동장치에 의해 발생하는 보조제동력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

구동모터의 경우 통상 휠축에 선택적으로 장착되기 때문에 하나의 휠축에 연결된 좌우 휠에 모두 회생제동력이 제공된다. 예를 들어, 2륜 구동 차량의 경우 전륜축에 연결된 좌우 휠 또는 후륜축에 연결된 좌우 휠에 구동모터의 회생제동력이 제공될 수 있으며, 4륜 구동 차량의 경우 전륜축과 후륜축에 연결된 좌우 휠에 모두 구동모터의 회생제동력이 제공될 수 있다.

따라서, 적어도 하나의 휠축에 구동모터가 적용된 차량의 경우 휠축별로 회생제동력을 선택적으로 제공하는 것이 가능하다.

한편, 인휠모터의 경우 휠별로 적용되기 때문에 각각의 휠에 개별적으로 회생제동력이 제공될 수 있다. 예를 들어, 각 휠마다 인휠모터가 장착된 4축 상용차량의 경우, 3축 좌륜에 제동력이 부족하다고 판단되는 경우 3축 좌륜의 인휠모터만 회생제동모드로 작동시킴으로써 3축 좌륜에만 선택적으로 회생제동력을 제공할 수 있다.

따라서, 각 휠마다 인훨모터가 장착되어서 각 휠의 개별 구동 제어가 가능한 차량의 경우, 각 휠별로 회생제동력을 선택적으로 제공하는 것이 가능하다.

상기 S130 단계에 이어서, 상기 ABS 미작동 휠이 ABS 제어영역에 진입하는지 여부를 판단한다(S140).

상기 S130 단계에서 ABS 미작동 휠의 제2제동력이 증대됨으로써 상기 ABS 미작동 휠이 ABS 제어영역에 진입하게 되면 즉, 상기 ABS 미작동 휠에 대한 ABS의 제동압력 제어가 시작되면, ABS 미작동 휠에 대한 제동압력 제어가 시작되는 시점의 제2제동력을 유지시킴으로써 휠브레이크의 제동력에 상기 제2제동력이 추가됨에 따라 발생가능한 최대 감속도로 차량을 제동시킬 수 있다(S150).

또한, 상기 S130 단계에서 ABS 미작동 휠에 제2제동력을 추가 공급함에도 상기 ABS 미작동 휠에 대한 ABS의 제동압력 제어가 시작되지 않으면, ABS 미작동 휠의 제2제동력을 최대로 증대시켜 사용함으로써 휠브레이크의 제동력에 상기 제2제동력이 추가됨에 따라 발생가능한 제동 감속도로 차량을 제동시킬 수 있다(S160).

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 급제동시나 전방충돌방지보조장치(FCA)의 3단계 작동시와 같이 ABS의 제동압력 제어에 따른 최대 감속도가 요구되는 제동 상황에서 휠브레이크의 제1제동력만으로 최대 감속도에 도달하는 것이 불가한 경우, 추가 제동력이 필요한 휠에만 선택적으로 제2제동력을 더 공급함으로써 ABS 제동압력 제어가 실행되기 전까지 제동 감속도를 증대시킬 수 있으며, 결과적으로 차량의 제동 안정성을 확보할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 급제동시나 전방충돌방지보조장치(FCA)의 3단계 작동시는 물론이고 그외의 다른 제동상황에서 ABS의 제동압력 제어에 의한 최대 감속도 발생이 필요하나 차량 감속도가 상기 최대 감속도에 도달하지 못하는 경우에도 적용 가능하다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 또한 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 주제어기
11 : 브레이크페달 위치센서
12 : 전방충돌방지보조장치(FCA)
13 : 브레이크 제어기
14 : 휠속센서
15 : 제2제동수단

Claims (8)

1. 주행 중 ABS(Anti-lock Brake System)의 제동압력 제어를 통한 최대 감속도 발생이 필요한 제1제동상황이 발생하는지를 판단하는 제1단계;
   상기 제1제동상황이면 차량의 모든 휠에 대해 상기 ABS의 제동압력 제어가 실행되는지를 판단하는 제2단계;
   상기 제1제동상황에서 상기 ABS의 제동압력 제어가 미실행되는 ABS 미작동 휠이 하나라도 있으면, 상기 ABS 미작동 휠에 제2제동력을 제공하기 위한 제2제동수단이 작동 가능한지를 판단하는 제3단계;
   상기 제2제동수단이 작동 가능하면 상기 제2제동수단을 작동시켜서 상기 ABS 미작동 휠에 상기 제2제동수단이 발생하는 제2제동력을 공급하는 제4단계;
   를 포함하는 차량의 제동력 보조 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제4단계에서는 상기 ABS 미작동 휠에 대해 ABS의 제동압력 제어가 실행되기 전까지 제2제동수단의 제2제동력을 증대시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제동력 보조 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제4단계에서 상기 ABS 미작동 휠에 대해 ABS의 제동압력 제어가 시작되면 그 시작 시점의 제2제동력을 유지시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제동력 보조 방법.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제4단계에서 상기 ABS 미작동 휠에 대해 ABS의 제동압력 제어가 시작되지 않으면 상기 제2제동력을 최대로 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제동력 보조 방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2단계에서는 각 휠의 휠브레이크 작동 시 정해진 최대제동압력 도달시간(T1)이 경과한 후에 ABS의 제동압력 제어 실행 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동력 보조 방법.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1제동상황은 브레이크 페달이 풀 작동되는 제동상황이거나 또는 휠브레이크가 풀 제동 모드로 작동되는 제동상황인 것을 특징으로 하는 차량의 제동력 보조 방법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2제동력은 구동모터에 의해 발생하는 회생제동력과 보조제동장치에 의해 발생하는 보조제동력 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동력 보조 방법.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2제동력은 휠축별로 선택적으로 공급되거나 또는 휠별로 선택적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 차량의 제동력 보조 방법.

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