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KR100779466B1 - 제동시 노면상태 판단방법 - Google Patents

제동시 노면상태 판단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제동시 노면상태 판단방법에 관한 것으로, 전륜의 좌우측 중 어느 일측이 기준 슬립률을 초과하는지를 판단하는 제 1 단계와, 상기 판단결과 상기 어느 일측이 기준 슬립률을 벗어났다고 판단되는 경우에는 그 때의 노면상태가 스플릿 상태인지를 판단하기 위해 각 차륜의 거동 검출용 정보를 연산하는 제 2 단계와, 상기 연산한 정보를 이용하여 전륜의 거동만을 보고 일차적으로 스플릿 노면인지를 판단하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계의 판단결과 스플릿 노면이 아니라고 판단되는 경우, 상기 제 2 단계에서 연산한 정보를 이용하여 전륜 및 후륜의 거동까지 살펴 재차적으로 스플릿 노면인지를 판단하는 제 4 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 제동시 좀 더 정확한 노면의 상태를 판단하여 감지함으로써 ABS 제어시 노면의 상태가 변화하더라도 안정적이고 효율적인 제동력 제어를 행할 수 있다.

Description

제동시 노면상태 판단방법{the Road surface condition judgement method when braking}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제동시 노명상태 판단방법을 나타내는 전체 흐름도
도 2a는 도 1의 단계200에 대한 상세 흐름도.
도 2b는 도 1의 단계300에 대한 상세 흐름도.
도 2c는 도 1의 단계400에 대한 상세 흐름도.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
ΔSf :전륜에 대한 양 차륜의 슬립률차
ΔVf :전륜에 대한 양 차륜의 휠속차
ΔSr :후륜에 대한 양 차륜의 슬립률차
ΔVr :후륜에 대한 양 차륜의 휠속차
ΔSf1_thr :제1임계값 ΔVf1_thr :제2임계값
ΔSf2_thr :제3임계값 ΔVf2_thr :제4임계값
ΔSr2_thr :제5임계값 ΔVr2_thr :제6임계값
본 발명은 제동시 노면상태 판단방법에 관한 것으로서, 상세하게는 제동시 노면상태의 변화에 상관없이 차량의 안정적인 제동효율을 보장하기 위해서 보다 빠르고 정확하게 노면상태를 파악하는 제동시 노면상태 판단방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 정지 및 속도 제어를 위하여 제동장치(brake system)를 장착하고 있는데, 최근에는 차량의 제동 능력 향상과 제동중의 조향 안정성을 확보하기 위하여 안티록 브레이크 시스템(anti-lock brake system, 이하' ABS'라 한다)을 구비하고 있다.
ABS는 제동 마찰 계수가 낮은 노면에서 고속주행 중 제동할 때 제동력을 노면에 전달하지 못하여 발생하는 차량의 미끄러짐 현상을 방지하기 위하여 제동중 차륜의 고착상태가 있기 전에 이를 사전에 감지하여 그 현상을 방지하기 위한 시스템이다.
즉, 이 시스템은 제동시, 차량의 전후륜에 설치된 차륜속도 검출센서를 이용하여 차속을 추정하고 이를 기초로 현재의 슬립률과 감속도를 계산한 후, 이들 자료를 입력변수로 하여 차량의 고착 상태 발생을 예측하고 그 전에 브레이크 압력을 감소시켜 차륜회전 속도를 차속에 근접시키고 다시 차륜의 회전속도가 일정치를 초과하기 전에 브레이크 압력을 증가시켜 차륜을 제동시키는, 일련의 동작을 반복하여 슬립률을 바람직한 상태로 유지 시키도록 제어하는 것으로서, 차륜의 고착상태가 발생함으로써 조향성상실 및 주행안정성 상실의 상태가 되는 것을 사전에 방지 하고 제동능력을 향상시킨다.
한편, 차륜과 노면간의 마찰계수는 노면의 상태에 따라 변화하게 되어, 마찰계수가 큰 노면과 비교할 때 마찰계수가 작은 노면에서는 차륜의 미끄러짐이 심하므로 차륜에 약간의 제동력을 가해도 고착상태로 돌입하기 쉽다. 따라서 ABS 제어시에도 마찰계수가 큰 노면에서와 작은 노면에서 그 제어방식을 달리하여 마찰계수가 작은 노면에서의 제동압이 큰 노면에서의 제동압보다 일반적으로 작다.
이러한 이유로 노면의 상태에 따라 마찰계수가 급격히 변화하는 경우에는 제어상태를 빠르게 변화시키지 않으면 안된다. 즉, 제동시에 있어서, 마찰계수가 높은 노면에서 낮은 노면으로 급격한 변화가 있게 되면, 제동력이 커서 고착상태로 돌입하기 쉬우므로 제동압을 급격히 낮추어야 한다.
여기서 특히 문제가 되는 것은, 제동시에 스플릿노면(예, 한 쪽 차륜에 대해서는 아스팔트 노면이고, 다른 쪽 차륜에 대해서는 아이스 노면)으로 급격한 노면변화가 있는 경우이다. 일반적으로 노면 변화에 따른 유압제어 방식으로는, 구동륜인 전륜에 대해서는 좌우 차륜의 노면상황에 따라서 독립적으로 제어하는 방식이 많이 쓰이고, 비구동륜인 후륜에 대해서는 상기 독립제어 방식외에 노면 마찰 계수가 작은 쪽을 기준으로 해서 이 작은 쪽이 록킹으로 향하면 양쪽 다같이 감압하는 셀렉트 로우 방식이 이미 알려져 있다. 상기 셀렉터 로우 방식에 의하는 경우에는 스플릿 노면을 감지 못하는 경우에도 어느 정도의 안전성은 확보할 수 있지만 제동거리가 길어진다는 문제가 발생하고, 제동력의 향상을 위해서 후륜에 대한 제어를 독립제어방식에 의하는 경우에는 후륜에 가해지는 급격한 제동압차이로 인해 차량 이 스핀(Spin)하는 문제가 발생한다.
따라서 상기와 같은 점을 보완하기 위해서 노면 상태 변화에 따라 적합한 제어를 수행하기 위해, 우선적으로 노면 상태의 변화를 정확히 판단할 수 있는 로직이 필요했던바, 종래에는 스플릿 노면의 감지를 전륜 휠의 거동만을 보고 판단했다. 즉, 전륜 휠의 거동만을 보고 판단하므로 노면의 상태를 빨리 인식해서 그에 적합한 제어를 수행할 수 있었다.
그러나, 상기 종래와 같은 로직(Logic)으로는 실제 예측하기 힘든 수 많은 노면조건이나 운전자에 의한 조작조건(급제동, 브레이크 페달을 깊숙이 밟는 경우 등)을 모두 커버 하기에는 부족해서 스플릿 노면을 감지하지 못하는 경우도 생김으로써, 제동시 보다 정확한 노면상태 판단방법이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기 요구에 따라 안출된 것으로서, 전륜의 거동만을 보고 일차적으로 스플릿 노면인지를 판단하고, 상기 판단결과 스플릿 노면이 아니라고 판단되는 경우라도 다시한번 전륜 및 후륜의 거동까지 살핌으로써 재차적으로 스플릿 노면인지를 판단하는 제동시 노면상태 판단방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제동시 노면상태 판단방법은, 전륜의 좌우측 중 어느 일측이 기준 슬립률을 초과하는지를 판단하는 제 1 단계와, 상기 판단결과 상기 어느 일측이 기준 슬립률을 벗어났다고 판단되는 경우에는 그 때의 노면상태가 스플릿 상태인지를 판단하기 위해 각 차륜의 거동 검출용 정보를 연산하는 제 2 단계와, 상기 연산한 정보를 이용하여 전륜의 거동만을 보고 일차적으로 스플릿 노면인지를 판단하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계의 판단결과 스플릿 노면이 아니라고 판단되는 경우, 상기 제 2 단계에서 연산한 정보를 이용하여 전륜 및 후륜의 거동까지 살펴 재차적으로 스플릿 노면인지를 판단하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제동시 노명상태 판단방법을 나타내는 전체 흐름도이고, 도 2a는 도 1의 단계200에 대한 상세 흐름도, 도 2b는 도 1의 단계300에 대한 상세 흐름도, 도 2c는 도 1의 단계400에 대한 상세 흐름도이다.
도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하면, 우선 운전자가 차량의 제동을 위해 브레이크 페달을 조작하면 마스터 실린더에 제동유압이 형성되고, 상기 형성된 제동유압은 각 차륜의 휠 실린더로 전달되어 제동력을 발휘하게 된다. 이때 제어부는 각 차륜의 거동을 감시하여 차륜의 좌우측 중 어느 일측의 슬립률이 미리 설정된 기준 슬립률을 초과하는 지를 판단한다(S100).
상기 판단결과 기준 슬립률을 초과하지 않는다고 판단되는 경우에는 현재의 노면상태가 균일한 노면으로 판단하고, 기준 슬립률을 초과한다고 판단되는 경우에는 일단은 스플릿 노면일 가능성이 있다는 전제하에 현재의 노면상태가 정말로 스 플릿 노면인지를 판단하기 위해 각 차륜에 대한 휠 거동 정보를 연산한다(S200).
도 2a 에 도시되어 있듯이, 상기 제어부에서 연산되는 정보는 전후륜 각각에 대한 슬립률차와 휠속차이다. 즉, 제어부는 각 차륜의 휠속으로부터 차체속도를 산출하고, 상기 휠속과 차체속도를 이용하여 각 차륜의 슬립률을 산출하며, 상기 산출된 각 차륜의 슬립률과 휠속을 이용하여 전륜에 대한 양 차륜의 슬립률차(ΔSf)와 휠속차(ΔVf)를 연산한다(S210). 아울러 후륜에 대해서도 상기와 같은 과정을 통해 후륜에 대한 양 차륜의 슬립률차(ΔSr)와 휠속차(ΔVr)를 연산한다(S220).
한편, 제어부는 상기 단계200에서 연산한 전륜에 대한 정보와 미리 설정한 각각의 임계값을 비교하여 일차적으로 현재의 노면상태가 스플릿 노면인지를 판단한다(S300).
도 2b는 이를 상세히 설명한 것으로서 도 2b를 참조하면, 제어부는 전륜에 대한 양 차륜의 슬립률차(ΔSf)가 미리 설정된 제1임계값(ΔSf1_thr)을 벗어나는지 및 전륜에 대한 양 차륜의 휠속차(ΔVf)가 미리 설정된 제2임계값(ΔVf1_thr)을 벗어나는지를 판단하여(S310,S320), 상기 슬립률차와 휠속차가 각각의 임계값을 모두 벗어나는 경우에는 단계500으로 진행하여 현재의 노면상태를 바로 스플릿 노면이라고 판단하고, 그렇지 않는 경우에는 좀 더 정확한 판단을 위해 단계400로 진행하여 재차적인 스플릿 노면 판단단계를 수행하게 된다. 이와 같이 단계 300에서 일차적으로 러프(Rough)하게 스플릿 노면을 판단하는 이유는 좌우측 차륜에 대한 슬립률차가 크게 나타나는 경우에는 전륜의 휠거동만을 이용하여 빠르게 스플릿 노면이라고 판단할 필요가 있기 때문이다.
한편, 상기와 같이 전륜의 휠거동만을 이용하여 판단하는 경우에는 설정 임계치에 대한 절대값이 높게 설정됨으로 인해서, 실제 예측하기 힘든 수 많은 노면조건이나 운전자에 의한 조작조건(급제동, 브레이크 페달을 깊숙이 밟는 경우 등)을 모두 커버 하기에는 역부족인 바, 이를 보완하기 위해서 제어부는 상기 단계300에서 스플릿 노면이 아니라고 판단되는 경우라도 다시한번 전륜 및 후륜의 거동까지 살펴 재차적으로 스플릿 노면인지를 판단하는 단계를 수행하게 된다(S400).
도 2c는 이를 상세히 설명한 것으로서 도 2c를 참조하면, 제어부는 전륜에 대한 양 차륜의 슬립률차(ΔSf) 값과 제3임계값(ΔSf2_thr), 전륜에 대한 양 차륜의 휠속차(ΔVf) 값과 제4임계값(ΔVf2_thr)을 각각 비교 판단하고, 후륜에 대한 양 차륜의 슬립률차(ΔSr) 값과 제5임계값(ΔSr2_thr), 후륜에 대한 양 차륜의 휠속차(ΔVr) 값과 제6임계값(ΔVr2_thr)을 각각 비교 판단한다(S410~S440). 상기 판단결과 상기 슬립률차 값과 휠속차 값이 상기 각각의 소정 임계값을 모두 벗어나는 경우에는 스플릿 노면이라고 판단하고(S500), 그렇지 않은 경우에는 균일 노면이라고 판단한다(S600).
여기서, 상기 단계300의 일차적 판단을 위해 설정한 제1임계값 및 제2임계값에 대한 각각의 절대값은, 상기 단계400의 재차적 판단을 위해 설정한 제3임계값 및 제4임계값에 대한 각각의 절대값보다 각각 크게 설정하는 바람직하다. 왜냐하면, 재차적으로 스플릿 노면인지를 판단하는 단계에서는 설정 임계치 자체를 더 낮춤으로써, 일차적인 판단단계에서 스플릿 노면이 아니라고 판단한 경우라도 또 다른 조건(급제동, 브레이크 페달을 깊숙이 밟는 경우 등)을 감안하여 스플릿 노면으 로 판단할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 단계400의 재차적 판단을 위해 설정한 전륜에 대한 제3임계값및 제4임계값에 대한 각각의 절대값은, 후륜에 대한 제5임계값 및 제6임계값에 대한 각각의 절대값보다 각각 크게 설정하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 제동시 차량의 안정성 확보를 위해 전륜보다는 후륜에 대한 스플릿 노면 반응성을 더 예민하게 가져갈 필요가 있기 때문이다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제동시 노면상태 판단방법에 의하면, 제동시 보다 정확한 노면의 현재상태를 판단하여 감지함으로써 ABS 제어시 노면의 상태가 변화하더라도 안정적이고 효율적인 제동력 제어를 행할 수 있다.

Claims (5)

  1. 제동시 노면 상태를 판단하는 방법에 있어서,
    전륜의 좌우측 중 어느 일측이 기준 슬립률을 벗어나는지를 판단하는 제 1 단계;
    상기 판단결과 상기 어느 일측이 기준 슬립률을 벗어났다고 판단되는 경우에는 그 때의 노면상태가 스플릿 상태인지를 판단하기 위해 각 차륜의 거동 검출용 정보를 연산하는 제 2 단계;
    상기 연산한 정보를 이용하여 전륜의 거동만을 보고 일차적으로 스플릿 노면인지 판단 시, 전륜에 대한 양 차륜의 슬립률차 값과 제1임계값 , 전륜에 대한 양 차륜의 휠속차 값과 제2임계값을 각각 비교 판단하고, 상기 판단결과 상기 슬립률차 값과 휠속차 값이 상기 각각의 소정 임계값을 벗어나는 경우에는 스플릿 노면이라고 판단하는 제3단계;
    상기 제 3 단계의 판단결과 스플릿 노면이 아니라고 판단되는 경우, 상기 제 2 단계에서 연산한 정보를 이용하여 전륜 및 후륜의 거동까지 살펴 재차적으로 스플릿 노면인지를 판단하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제동시 노면상태 판단방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 단계에서 연산되는 각 차륜의 거동 검출용 정보는,
    전륜에 대한 양 차륜의 슬립률차와 휠속차 및 후륜에 대한 양 차륜의 슬립률차와 휠속차인 것을 특징으로 하는 제동시 노면상태 판단방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 단계의 전륜 및 후륜의 거동까지 살펴 재차적으로 스플릿 노면인지를 판단하는 경우에는,
    전륜에 대한 양 차륜의 슬립률차 값과 제3임계값, 전륜에 대한 양 차륜의 휠속차 값과 제4임계값을 각각 비교 판단하고, 후륜에 대한 양 차륜의 슬립률차 값과 제5임계값, 후륜에 대한 양 차륜의 휠속차 값과 제6임계값을 각각 비교 판단하여, 상기 판단결과 상기 슬립률차 값과 휠속차 값이 상기 각각의 소정 임계값을 벗어나는 경우에는 스플릿 노면이라고 판단하고, 그렇지 않은 경우에는 균일 노면이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 제동시 노면상태 판단방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1임계값은 상기 제3임계값보다 크고, 상기 제3임계값은 상기 제5임계값보다 큰 것을 특징으로 하고, 상기 제2임계값은 상기 제4임계값보다 크고, 상기 제4임계값은 상기 제6임계값보다 큰 것을 특징으로 하는 제동시 노면상태 판단방법.
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