KR20140130816A - Electronic contorl brake system and control method of thereof - Google Patents
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Abstract
전자제어 브레이크 시스템 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법은 브레이크 디스크의 온도를 추정하여 디스크 브레이크의 과열을 방지하기 위한 제어를 수행하는 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서, 차량의 외기 온도 및 차량 속도를 검출하고, 검출된 차량의 외기온도 및 차량 속도를 근거로 브레이크 디스크의 방열온도를 산출하고, 산출된 브레이크 디스크의 방열온도 및 브레이크 디스크의 발열온도에 따라 브레이크 디스크의 온도를 추정하고, 추정된 브레이크 디스크를 근거로 하여 디스크 브레이크의 과열 방지 제어를 수행하는 것을 포함한다.An electronic control brake system and a control method thereof are disclosed. The control method of an electronic control brake system according to an embodiment of the present invention is a control method of an electronic control brake system that performs control to prevent overheating of a disc brake by estimating the temperature of the brake disc, The brake ECU is configured to detect the vehicle speed, calculate the heat radiation temperature of the brake disk based on the detected outdoor temperature and vehicle speed of the vehicle, estimate the temperature of the brake disk according to the heat radiation temperature of the brake disk and the heat generation temperature of the brake disk, And performing an overheat preventing control of the disc brake based on the estimated brake disc.
Description
본 발명은 전자제어 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 차량용 브레이크 디스크의 온도를 보다 정확히 추정하여 브레이크 디스크의 성능저하를 효과적으로 방지할 수 있는 전자제어 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic control brake system and a control method thereof, and more particularly, to an electronic control brake system and a control method thereof that can more accurately estimate the temperature of a brake disk for a vehicle to effectively prevent performance degradation of the brake disk.
일반적으로 안티록 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System ; ABS)나, 트랙션 컨트롤 시스템(Traction Control System ; TCS) 또는 전자식 주행안정 제어 시스템(Electronic Stability Control system ; ESC) 등의 전자제어 브레이크 시스템은 각 바퀴의 제동력을 제어한다.Generally, an electronically controlled brake system such as an anti-lock brake system (ABS), a traction control system (TCS) or an electronic stability control system (ESC) Of the braking force.
차량에 장착된 디스크 브레이크는 전자제어 브레이크 시스템에 의해 캘리퍼가가 이동하면서 패드를 바퀴에 부착된 디스크에 밀착시켜 회전 바퀴에 제동력을 제공함으로서 제동하도록 구성되어 있다. 그런데, 차량 주행시 브레이크를 과도하게 사용하면, 브레이크 패드와 디스크 사이에서 심한 마찰이 발생하여 브레이크 패드가 쉽게 마모될 뿐만 아니라 마찰열에 의한 온도상승이 일어나게 되고, 이렇게 브레이크 패드와 디스크의 마찰온도가 상승하여 과열되면, 브레이크의 기능이 저하되어 안전사고를 유발할 가능성이 있다.The disc brake mounted on the vehicle is configured to brake by providing the braking force to the rotary wheel by bringing the pad into contact with the disk attached to the wheel while the caliper is moved by the electronically controlled brake system. However, when the brake is excessively used when the vehicle is running, severe friction occurs between the brake pads and the disc, so that the brake pads are easily worn and the temperature rises due to frictional heat. As a result, If overheated, the function of the brake may deteriorate and cause a safety accident.
따라서, 브레이크 디스크의 온도를 추정하고, 추정된 브레이크 디스크의 온도가 과도하게 상승한 경우에는 전자제어 브레이크 시스템의 동작을 제한함으로써 브레이크의 성능저하를 방지할 필요가 있다.Therefore, when the temperature of the brake disk is estimated and the estimated temperature of the brake disk excessively increases, it is necessary to prevent the performance of the brake from deteriorating by limiting the operation of the electronic control brake system.
브레이크 디스크의 온도를 보다 정확히 추정하기 위해서는 브레이크 디스크의 발열온도와 방열온도를 정확히 추정할 수 있어야 한다.In order to estimate the temperature of the brake disk more precisely, it is necessary to accurately estimate the heat generation temperature and the heat radiation temperature of the brake disk.
브레이크 디스크의 발열온도를 추정하는 방법과 관련해서는 브레이크 디스크의 발열온도가 대략 브레이크의 작동시간에 비례하기 때문에 브레이크의 작동시간을 근거로 하여 브레이크 디스크의 발열온도를 추정하거나, 휠 압력과 휠 속도를 근거로 하여 브레이크 디스크의 발열온도를 추정하는 등 다양한 온도 추정 방법이 개발되어 있다.In regard to the method of estimating the heat generation temperature of the brake disc, since the heat generation temperature of the brake disc is approximately proportional to the operation time of the brake, the heat generation temperature of the brake disc is estimated based on the operation time of the brake, Various temperature estimation methods such as estimating the heat generation temperature of the brake disk have been developed.
하지만, 브레이크 디스크의 방열온도를 추정하는 방법과 관련해서는 브레이크 디스크의 방열온도를 차량 속도와 외기 온도에 관계없이 일률적으로 미리 설정된 값으로 추정한다. 따라서, 실시간으로 변화하는 차량속도와 외기온도를 반영할 수 없어 급격한 속도와 온도 변화에 둔감할 수 밖에 없고, 고속이나 고온인 주행환경에 대한 고려가 없어 온도 추정 오차가 증가할 수 밖에 없다. 이로 인해, 정확하지 못한 브레이크 디스크 방열온도로 인해 결국 브레이크 디스크의 온도를 잘못 추정할 수 있고, 잘못 추정된 브레이크 디스크의 온도를 기반으로 전자제어 브레이크 제어를 수행하는 경우, 운전자의 안전과 편의성에 좋지 않은 영향을 초래할 수 있다.However, regarding the method of estimating the heat radiation temperature of the brake disk, the heat radiation temperature of the brake disk is uniformly estimated to be a preset value irrespective of the vehicle speed and the ambient temperature. Therefore, the vehicle speed and temperature outside the vehicle can not be reflected in real time, and thus the vehicle must be insensitive to rapid changes in speed and temperature. Therefore, there is no consideration of high-speed or high-temperature driving environment. This makes it possible to infer the temperature of the brake disc eventually due to an inaccurate heat release temperature of the brake disc and to perform electronically controlled brake control based on a mistakenly estimated temperature of the brake disc for the safety and convenience of the driver Can have a negative effect.
본 발명의 실시예는 차량속도와 외기온도를 실시간으로 반영하여 브레이크 디스크의 온도를 보다 정확히 추정할 수 있는 전자제어 브레이크 시스템 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide an electronic control brake system and a control method thereof that can more accurately estimate the temperature of a brake disk by reflecting vehicle speed and outside air temperature in real time.
본 발명의 일 측면에 따르면, 브레이크 디스크의 온도를 추정하여 디스크 브레이크의 과열을 방지하기 위한 제어를 수행하는 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서, 차량의 외기 온도 및 차량 속도를 검출하고, 상기 검출된 차량의 외기온도 및 차량 속도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 방열온도를 산출하고, 상기 산출된 브레이크 디스크의 방열온도 및 상기 브레이크 디스크의 발열온도에 따라 상기 브레이크 디스크의 온도를 추정하고, 상기 추정된 브레이크 디스크를 근거로 하여 상기 디스크 브레이크의 과열 방지 제어를 수행하는 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a control method of an electronically controlled brake system for performing control to prevent overheating of a disc brake by estimating a temperature of the brake disc, Calculating a heat radiation temperature of the brake disk based on the outside temperature and the vehicle speed of the vehicle, estimating the temperature of the brake disk according to the heat radiation temperature of the brake disk and the heat generation temperature of the brake disk, There is provided a control method of an electronic control brake system that performs overheat prevention control of the disc brake based on the brake disc.
또한, 상기 브레이크 디스크의 방열온도(Tcool)는 다음의 식 [1] 및 [2]에 의하여 산출되는 것을 포함할 수 있다.Further, the heat radiation temperature (T cool ) of the brake disk may include what is calculated by the following equations [1] and [2].
여기서, Adisk는 디스크 유효 면적, H는 대류 열 전달계수, Tair는 외기온도, mdisk는 디스크 질량, cdisk는 디스크 비열, λ는 공기의 열전도율, Vair는 각 휠 속도에 따른 차량속도, rwheel는 타이어 반경, vair는 공기 동점성 계수, c와 n은 대류 계수이다.Here, A disk is disk effective area, H is the convection heat transfer coefficient, T air is outside temperature, m disk is disk mass, c disk is disk specific heat, λ is the thermal conductivity, V air of the air vehicle speed for each wheel speed , r wheel is the tire radius, v air is the air kinematic viscosity, and c and n are the convection coefficients.
또한, 상기 브레이크 디스크의 온도는 상기 브레이크 디스크의 발열온도에서 상기 산출된 브레이크 디스크의 방열온도를 뺀 값인 것을 포함할 수 있다.The temperature of the brake disk may be a value obtained by subtracting the heat radiation temperature of the brake disk from the heat generation temperature of the brake disk.
본 발명의 다른 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법은 브레이크 디스크의 온도를 추정하여 디스크 브레이크의 과열을 방지하기 위한 제어를 수행하는 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서, 차량의 외기 온도, 휠 속도 및 휠 압력을 검출하고, 상기 검출된 차량의 휠 압력과 휠 속도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 발열온도를 산출하고, 상기 산출된 브레이크 디스크의 발열온도, 상기 검출된 차량의 휠 속도에 따른 차량속도 및 외기온도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 방열온도를 산출하고, 상기 산출된 브레이크 디스크의 방열온도 및 상기 브레이크 디스크의 발열온도에 따라 상기 브레이크 디스크의 온도를 추정하고, 상기 추정된 브레이크 디스크를 근거로 하여 상기 디스크 브레이크의 과열 방지 제어를 수행하는 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.Another control method of an electronically controlled brake system of the present invention is a control method of an electronically controlled brake system for performing control to prevent overheating of a disc brake by estimating the temperature of the brake disc, Calculating a temperature of the brake disk based on the detected wheel pressure and the wheel speed of the vehicle, calculating a temperature of the brake disk based on the calculated temperature, a vehicle speed corresponding to the detected wheel speed of the vehicle, Estimating a temperature of the brake disc based on the heat radiation temperature of the brake disc and the heat temperature of the brake disc based on the calculated heat radiation temperature of the brake disc, An electronic control brace that performs overheat prevention control of the disc brake There is a method of controlling large systems can be provided.
또한, 상기 브레이크 디스크의 방열온도(Tcool)는 다음의 식 [1] 및 [2]에 의하여 산출되는 것을 포함할 수 있다.Further, the heat radiation temperature (T cool ) of the brake disk may include what is calculated by the following equations [1] and [2].
여기서, Adisk는 디스크 유효 면적, H는 대류 열 전달계수, Tair는 외기온도, mdisk는 디스크 질량, cdisk는 디스크 비열, λ는 공기의 열전도율, Vair는 각 휠 속도에 따른 차량속도, rwheel는 타이어 반경, vair는 공기 동점성 계수, c와 n은 대류 계수이다.Here, A disk is disk effective area, H is the convection heat transfer coefficient, T air is outside temperature, m disk is disk mass, c disk is disk specific heat, λ is the thermal conductivity, V air of the air vehicle speed for each wheel speed , r wheel is the tire radius, v air is the air kinematic viscosity, and c and n are the convection coefficients.
또한, 상기 브레이크 디스크의 발열온도(Tdisk)는 다음의 식 [3]에 의하여 산출되는 것을 포함할 수 있다.Further, the heat generation temperature (T disk ) of the brake disk may be calculated by the following equation [3].
여기서, μ는 마찰계수, K는 단위변환상수, Pwheel 는 휠 압력, Spad 는 마찰재면적, Vwheel 는 차량속도, ldisk 는 디스크원주, lwheel 는 바퀴원주이다.Where P is the friction coefficient, K is the unit conversion constant, P wheel is the wheel pressure, S pad is the friction area, V wheel is the vehicle speed, l disk is the disk circumference, and l wheel is the wheel circumference.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자제어 브레이크 시스템은 브레이크 디스크를 가진 디스크 브레이크를 포함하는 전자제어 브레이크 시스템에 있어서, 바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도센서; 바퀴의 휠 압력을 검출하는 휠 압력센서; 차량의 외기 온도를 검출하는 외기온도센서; 상기 검출된 차량의 휠 압력과 휠 속도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 발열온도를 산출하는 발열온도산출부; 상기 산출된 브레이크 디스크의 발열온도, 상기 검출된 차량의 휠 속도에 따른 차량속도 및 외기온도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 방열온도를 산출하는 방열온도산출부; 상기 산출된 브레이크 디스크의 방열온도 및 상기 브레이크 디스크의 발열온도에 따라 상기 브레이크 디스크의 온도를 추정하고, 상기 추정된 브레이크 디스크를 근거로 하여 상기 디스크 브레이크의 과열 방지 제어를 수행하는 제어부;를 포함하는 전자제어 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.An electronic control brake system according to another embodiment of the present invention is an electronic control brake system including a disc brake having a brake disc, comprising: a wheel speed sensor for detecting a wheel speed of the wheel; A wheel pressure sensor for detecting the wheel pressure of the wheel; An outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature of the vehicle; A heat generation temperature calculation unit for calculating a heat generation temperature of the brake disk based on the detected wheel pressure and wheel speed of the vehicle; A heat radiation temperature calculation unit for calculating a heat radiation temperature of the brake disk based on the heat generation temperature of the brake disk, the vehicle speed according to the detected vehicle speed, and the outdoor temperature; And a controller for estimating a temperature of the brake disk in accordance with the calculated heat radiation temperature of the brake disk and the heat temperature of the brake disk and performing the overheat prevention control of the disk brake based on the estimated brake disk An electronically controlled brake system may be provided.
또한, 상기 방열온도산출부는 상기 브레이크 디스크의 방열온도(Tcool)를 다음의 식 [1] 및 [2]에 의하여 산출하는 것을 포함할 수 있다.Further, the heat radiation temperature calculation section may include calculating the heat radiation temperature (T cool ) of the brake disk by the following equations [1] and [2].
여기서, Adisk는 디스크 유효 면적, H는 대류 열 전달계수, Tair는 외기온도, mdisk는 디스크 질량, cdisk는 디스크 비열, λ는 공기의 열전도율, Vair는 각 휠 속도에 따른 차량속도, rwheel는 타이어 반경, vair는 공기 동점성 계수, c와 n은 대류 계수이다.Here, A disk is disk effective area, H is the convection heat transfer coefficient, T air is outside temperature, m disk is disk mass, c disk is disk specific heat, λ is the thermal conductivity, V air of the air vehicle speed for each wheel speed , r wheel is the tire radius, v air is the air kinematic viscosity, and c and n are the convection coefficients.
본 발명의 실시예는 차량 속도와 외기 온도를 실시간으로 반영하여 보다 정확한 브레이크 디스크의 방열온도를 산출하기 때문에 브레이크 디스크의 온도를 보다 정확히 추정할 수 있어 브레이크의 과열을 보다 신뢰성 있게 판단할 수 있고 브레이크 과열로 인한 성능 저하를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.Since the heat radiation temperature of the brake disk is accurately calculated by reflecting the vehicle speed and the outside air temperature in real time, the temperature of the brake disk can be estimated more accurately, the overheat of the brake can be more reliably determined, It is possible to more effectively prevent performance degradation due to overheating.
도 1은 본 발명의 일실시예에 ?른 전자제어 브레이크 시스템의 디스크 브레이크의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어 브레이크 시스템의 브레이크 액압 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어 브레이크 시스템의 개략적인 제어블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어 브레이크 시스템에서 차량용 브레이크 디스크의 온도 추정방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a disc brake of an electronic control brake system according to an embodiment of the present invention.
2 is a brake hydraulic pressure circuit diagram of an electronic control brake system according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic control block diagram of an electronic control brake system according to an embodiment of the present invention.
4 is a control flowchart for explaining a method of estimating the temperature of a vehicle brake disc in an electronic control brake system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
본 명세서에서 "및/또는"이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, "연결되는/결합되는"이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.The expression "and / or" is used herein to mean including at least one of the elements listed before and after. Also, the expression "coupled / connected" is used to mean either directly connected to another component or indirectly connected through another component. The singular forms herein include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, components, steps, operations and elements referred to in the specification as " comprises "or" comprising " refer to the presence or addition of one or more other components, steps, operations, elements, and / or devices.
도 1은 본 발명의 일실시예에 ?른 전자제어 브레이크 시스템의 디스크 브레이크의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a disc brake of an electronic control brake system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 디스크 브레이크(1)는 제동 유압에 의해 진퇴 운동하도록 피스톤(2)이 설치된 캘리퍼 하우징(3)과, 차체에 고정되며 캘리퍼 하우징(3)이 슬라이딩 가능하게 결합되는 캐리어(9)와, 패드플레이트(4)(5) 사이에 외주연 일부가 삽입되면서 휠과 함께 회전 운동하는 디스크(6)를 포함한다.1, the disc brake 1 includes a caliper housing 3 in which a piston 2 is mounted to move back and forth by braking hydraulic pressure, a carrier 9 fixed to the vehicle body and to which the caliper housing 3 is slidably engaged And a disk 6 that rotates together with the wheel while a part of the outer periphery is inserted between the
캘리퍼 하우징(3)의 일측에는 제동 유압이 전달되며 피스톤(2)이 진퇴운동 가능하게 설치되는 실린더(3a)가 마련된다. 캘리퍼 하우징(3)의 타측에는 후술하는 아웃터 패드플레이트(5)를 감싸도록 하측 방향으로 연장되는 핑거부(3b)가 일체로 마련된다. 핑거부(3b)는 제동 시에 아웃터 패드플레이트(5)의 패드(5a)를 디스크(6)에 밀착시킨다.A cylinder 3a is provided at one side of the caliper housing 3, to which a braking oil pressure is transmitted and a piston 2 is installed to be movable back and forth. On the other side of the caliper housing 3, there is integrally provided a fingertip 3b extending downward so as to surround an outer pad plate 5 to be described later. The fingering refit 3b brings the pad 5a of the outer pad plate 5 into close contact with the disk 6 during braking.
또한 실린더(3a)의 내주와 피스톤(2)의 외주 사이에는 시일(7)이 설치되어 피스톤(2)에 복원력을 가하게 되며, 실린더(3a)의 입구에는 이물질의 유입을 방지할 수 있도록 탄성재질로 마련된 부우트(8)가 배치된다. A
한편, 캐리어(9)는 차체의 너클에 볼트로 고정되며, 캐리어에는 패드(4a)(5a)가 부착된 한 쌍의 패드플레이트(4)(5)가 내측 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 패드플레이트(4)(5)는 피스톤(2)의 선단과 접하여 압력을 직접적으로 전달받도록 배치된 이너 패드플레이트(4)와, 핑거부(3b)의 내면과 접하도록 배치된 아웃터 패드플레이트(5)로 구분된다.On the other hand, the carrier 9 is fixed to the knuckle of the vehicle body by bolts, and the carrier is provided with a pair of
이와 같이 구성된 디스크 블레이크를 갖춘 차량의 주행 시에 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 마스터실린더에서 제동 유압이 형성되어 실린더(3a) 내로 전달되고 이에 따라 피스톤(2)이 전진한다.When the driver depresses the brake pedal when the vehicle is equipped with the disk brake thus configured, the braking hydraulic pressure is generated in the master cylinder and is transmitted into the cylinder 3a, thereby advancing the piston 2. [
피스톤(2)이 전진하면 이너 패드플레이트(4)에 부착된 패드(4a)가 순간적으로 디스크(6)의 일 측면에 압착된다. 아울러 실린더(3a)에는 제동 유압이 잔존하기 때문에, 캘리퍼 하우징(3) 자체가 피스톤(2)의 반대 방향으로 이동하며, 이에 따라 아웃터 패드플레이트(5)에 부착된 패드(5a)가 디스크(6)의 타측면에 압착되어 제동 작용을 한다.When the piston 2 advances, the
그리고 운전자가 브레이크페달에서 발을 떼면, 제동 유압이 해제되어 피스톤(2)이 복원되고, 패드(4a)(5a) 역시 디스크(6)로부터 다시 이격되어 디스크 브레이크의 초기 상태로 된다.When the driver releases his / her foot from the brake pedal, the braking hydraulic pressure is released to restore the piston 2, and the
이러한 디스크 브레이크를 이용하여 고속으로 회전하는 브레이크 디스크(1)를 압력에 의해 제동하는 경우에는 굉장히 큰 마찰력이 발생된다. When the brake disk 1 that rotates at high speed is braked by pressure using such a disk brake, a very large frictional force is generated.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어 브레이크 시스템의 브레이크 액압 회로도이다.2 is a brake hydraulic pressure circuit diagram of an electronic control brake system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 브레이크 페달(BP)의 압박에 의한 진공부스터(VB)의 작동에 의해 브레이크 압력을 발생시키는 마스터실린더(MC)를 포함한다.Referring to Fig. 2, a master cylinder MC for generating a brake pressure by the operation of the vacuum booster VB by the pressure of the brake pedal BP is included.
이 마스터실린더(MC)는 두 개의 챔버(MCP, MCS)를 가지며, 마스터실린더(MC)로부터 휠 실린더(WFR, WRL)에 전달되는 브레이크 액압을 제어하기 위해 첫 번째 챔버(MCP)와 전륜 우측 바퀴(FR)와 후륜 좌측 바퀴(RL)에 각각 설치된 휠 실린더(WFR, WRL) 사이의 액압라인에는 노멀오픈형 입구밸브(PC1, PC2)가 마련된다.The master cylinder MC has two chambers MCP and MCS and has a first chamber MCP and a second chamber MCP for controlling the brake hydraulic pressure transmitted from the master cylinder MC to the wheel cylinders WFR and WRL. Normally open type inlet valves PC1 and PC2 are provided on hydraulic pressure lines between the wheel cylinders WFR and WRL respectively provided on the left wheel FR and the rear wheel RL.
또한, 브레이크액이 휠 실린더(WFR, WRL)의 출구측에는 노멀클로즈형 출구밸브(PC5, PC6)가 마련된다. 이 노멀클로즈형 출구밸브(PC5, PC6)의 출구측에는 휠 실린더(WFR, WRL)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(RS1) 및 이 저압 어큐뮬레이터(RS1)에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 강제 환류시키는 유압펌프(HP1)와 모터(M)가 마련된다.Normally closed type outlet valves PC5 and PC6 are provided at the outlet sides of the wheel cylinders WFR and WRL. A low pressure accumulator RS1 for temporarily storing the brake fluid discharged from the wheel cylinders WFR and WRL and a brake fluid stored in the low pressure accumulator RS1 are provided at the outlet side of the normally closed type outlet valves PC5 and PC6, A hydraulic pump HP1 and a motor M for reflux are provided.
한편, 전륜 좌측 바퀴(FL)와 후륜 우측 바퀴(RR)의 유압회로에서는 각각의 부품들이 상술한 전륜 우측 바퀴(FR)와 후륜 좌측 바퀴(RL)의 유압회로와 동일하게 구성된다. 참고로, 참조부호 WS1~WS4는 휠 속도센서이다.On the other hand, in the hydraulic circuits of the front wheel left wheel FL and the rear wheel right wheel RR, respective components are configured in the same manner as the hydraulic circuits of the front wheel right wheel FR and the rear wheel left wheel RL. For reference, reference numerals WS1 to WS4 are wheel speed sensors.
도 2의 노멀오픈형 입구밸브(PC1~PC4)와 노멀클로즈형 출구밸브(PC5~PC8), 모터(M), 및 유압펌프(HP1,HP2)는 전반적인 제어를 전자제어유닛(ECU)에 의해 작동된다.The normal open type inlet valves PC1 to PC4 and the normally closed type outlet valves PC5 to PC8, the motor M and the hydraulic pumps HP1 and HP2 in Fig. 2 are operated by the electronic control unit ECU do.
ABS 제어시 제동력의 증가시에는 모터(M)를 통해 유압펌프(HP1)를 구동하여 유압을 생성한 후 노멀오픈형 밸브(PC1,PC2)를 개방하여 휠 실린더(WFR, WRL)에 유압을 유입시킨다. 이에 따라, 휠 실린더(WFR, WRL)측으로 유입된 유압에 의해 전륜 우측바퀴와 후륜 좌측바퀴에 장착된 디스크 브레이크의 캘리퍼가 각각 이동하면서 패드가 바퀴에 부착된 디스크에 밀착되어 전륜 우측바퀴와 후륜 좌측바퀴가 제동된다.In the ABS control, when the braking force increases, the hydraulic pump HP1 is driven through the motor M to generate the hydraulic pressure, and then the normally open valves PC1 and PC2 are opened to introduce hydraulic pressure into the wheel cylinders WFR and WRL . Accordingly, the caliper of the disk brake mounted on the right wheel of the front wheel and the wheel brake of the rear wheel by the hydraulic pressure introduced into the wheel cylinders WFR, WRL are respectively brought into close contact with the disk attached to the wheels, The wheel is braked.
한편, 제동력의 감소시에는 노멀오픈형 밸브(PC1,PC2)를 닫은 상태에서 노멀클로즈형 밸브(PC5,PC6)를 개방시켜 휠 실린더(WFR, WRL)로부터 유압을 유출시킨다. 이에 따라, 디스크 브레이크의 캘리퍼가 원래 위치로 복귀되면서 패드가 디스크에서 밀착 해제되어 전륜 우측바퀴와 후륜 좌측바퀴가 제동 해제된다.On the other hand, when the braking force decreases, normally closed valves PC5 and PC6 are opened while normally open valves PC1 and PC2 are closed, and oil pressure is discharged from the wheel cylinders WFR and WRL. As a result, the caliper of the disc brake is returned to its original position, and the pad is released from the disc, thereby releasing the front wheel right wheel and the rear wheel left wheel.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어 브레이크 시스템의 개략적인 제어블록도이다.3 is a schematic control block diagram of an electronic control brake system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 전자제어 브레이크 시스템은 전자제어 브레이크 시스템의 전반적인 제어를 수행하는 전자제어유닛(10)을 구비한다. 이 전자제어유닛(10)은 제어부(11)와, 발열온도산출부(12)와, 방열온도산출부(13)와, 브레이크온도추정부(14)로 이루어진다.Referring to FIG. 3, the electronic control brake system includes an
제어부(11)의 입력측에는 각 바퀴마다 설치되어 휠 속도를 검출하는 휠 속도센서(WS1-WS4)와, 각 휠 실린더에서의 브레이크압력을 검출하는 휠 압력센서(PS1-PS4)와, 차량의 외기온도를 검출하는 외기온도센서(OT)가 전기적으로 연결된다. 또한, 이 제어부(11)의 출력측에는 각종 밸브(TC1,TC2, PC1~PC4, PC5~PC8) 및 모터(M)를 작동시키는 유압장치 등 액추에이터부(20)가 전기적으로 연결된다.A wheel speed sensor WS1-WS4 provided for each wheel to detect a wheel speed, wheel pressure sensors PS1-PS4 for detecting a brake pressure in each wheel cylinder, An outside temperature sensor OT for detecting the temperature is electrically connected. The
발열온도산출부(12)는 제어부(11)에 의해 입력된 휠 속도정보와 휠 압력 정보를 이용하여 브레이크 디스크의 마찰열 등의 발열온도를 산출한다. 브레이크 디스크의 발열온도는 휠 속도와 휠 압력에 의해 미리 설정된 값일 수 있다.The heat generation
예를 들면, 브레이크 디스크의 단위 시간당 발열온도(Tdisk)는 다음의 식 [1]에 의하여 산출될 수 있다.For example, the heat generation temperature T disk per unit time of the brake disk can be calculated by the following equation [1].
여기서, μ는 마찰계수, K는 단위변환상수, Pwheel 는 휠 압력, Spad 는 마찰재면적, Vwheel 는 차량속도, ldisk 는 디스크원주, lwheel 는 바퀴원주이다.Where P is the friction coefficient, K is the unit conversion constant, P wheel is the wheel pressure, S pad is the friction area, V wheel is the vehicle speed, l disk is the disk circumference, and l wheel is the wheel circumference.
방열온도산출부(13)는 제어부(11)에 의해 입력된 휠 속도정보와 외기온도정보를 이용하여 브레이크 디스크의 방열온도를 산출한다.The heat radiation
예를 들면, 브레이크 디스크의 단위 시간당 방열온도(Tcool)는 다음의 식 [2]에 의하여 산출될 수 있다.For example, the heat radiation temperature T cool per unit time of the brake disk can be calculated by the following equation [2].
여기서, Adisk는 디스크 유효 면적, H는 대류 열 전달계수, Tair는 외기온도, mdisk는 디스크 질량, cdisk는 디스크 비열이다.Where A disk is the effective area of the disk, H is the convection heat transfer coefficient, T air is the outside temperature, m disk is the disk mass, and c disk is the disk specific heat.
대류 열 전달계수(H)는 차량의 주행 중일 때와 정차 중일 다른 값을 가진다.The convective heat transfer coefficient (H) has different values during and after the vehicle.
대류 열 전달계수(H)는 차량이 정차 중 일 때는 일정한 값인 미리 설정된 값을 가지고, 차량이 주행 중일 때는 식 [3]에 의해 산출될 수 있다.The convective heat transfer coefficient (H) has a predetermined value which is a constant value when the vehicle is stopped, and can be calculated by Equation [3] when the vehicle is running.
여기서, λ는 공기의 열전도율, Vair는 각 휠 속도에 따른 차량속도, rwheel는 타이어 반경, vair는 공기 동점성 계수, c와 n은 대류 계수이다.Here, λ is the thermal conductivity, V air of the air is the vehicle velocity, r is wheel tire radius, v is the air air dynamic viscosity, and c n is the convection coefficient according to each of the wheel speed.
한편, 브레이크온도추정부(14)는 발열온도산출부(12)에 의해 산출된 브레이크 디스크의 발열온도와 방열온도산출부(13)에 의해 산출된 브레이크 디스크의 방열온도를 근거로 하여 브레이크 디스크의 온도를 추정한다. On the other hand, the brake
예를 들면, 브레이크 디스크의 온도는 브레이크 디스크의 발열온도에서 방열온도를 뺀 값일 수 있다. 한편, 이외에도 발열온도와 방열온도에 서로 다른 가중치를 적용하고, 이러한 가중치가 적용된 두 가지의 온도를 이용하여 브레이크 디스크의 온도를 산출할 수 있다.For example, the temperature of the brake disk may be a value obtained by subtracting the heat radiation temperature from the heat generation temperature of the brake disk. On the other hand, different weights are applied to the exothermic temperature and the exothermic temperature, and the temperatures of the brake discs can be calculated using the two temperatures to which the weights are applied.
상기와 같이 본 발명의 실시예에서는 차량 속도와 외기 온도를 실시간으로 반영하여 보다 정확한 브레이크 디스크의 방열온도를 산출하기 때문에 브레이크 디스크의 온도를 보다 정확히 추정할 수 있어 브레이크의 과열을 보다 신뢰성 있게 판단할 수 있고 브레이크 과열로 인한 성능 저하를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, since the heat radiation temperature of the brake disk is accurately calculated by reflecting the vehicle speed and the outside air temperature in real time, the temperature of the brake disk can be estimated more accurately and the overheat of the brake can be judged more reliably And can more effectively prevent performance degradation due to overheating of the brake.
상기한 구성을 가지는 전자제어유닛(10)의 제어부(11)는 각각의 휠 속도센서(WS1-WS4), 휠 압력센서(PS-PS4) 및 외기 온도센서(OT)를 통해 휠 속도, 휠 압력 및 외기온도를 각각 검출하여 발열온도산출부(12)와 방열온도산출부(13)을 통해 브레이크 디스크의 발열온도와 방열온도를 각각 산출하여 브레이크온도추정부(14)에 제공한다. 브레이크온도추정부(14)는 제공된 브레이크의 발열온도와 방열온도를 이용하여 각 브레이크 디스크의 온도를 추정하고 추정된 각 브레이크 디스크의 온도를 제어부(11)에 제공한다. 이에 따라, 제어부(11)는 브레이크 디스크의 온도를 미리 설정된 온도값과 비교하여 제공된 각 브레이크 디스크의 온도 중 어느 하나라도 미리 설정된 온도값보다 높으면, AB, TCS 등의 전자제동 제어를 금지시켜 디스크 브레이크의 과열을 방지하는 디스크 브레이크의 과열을 방지하기 위한 제어를 수행한다.The
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자제어 브레이크 시스템에서 차량용 브레이크 디스크의 온도 추정방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다.4 is a control flowchart for explaining a method of estimating the temperature of a vehicle brake disc in an electronic control brake system according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 전자제어유닛(10)은 먼저 작동모드 100에서 ABS 제어조건을 만족하는지를 판단하고(100), ABS 제어조건을 만족하면, ABS 제어를 수행한다(101).Referring to FIG. 4, the
ABS 제어를 수행하는 중에 전자제어유닛(10)은 각각의 휠압력과 휠 속도를 검출한다(102,103).During the execution of the ABS control, the
전자제어유닛(10)은 작동모드 104에서 상술한 식 [1]을 이용하여 디스크 브레이크의 발열온도(Tdisk)를 산출한다(104). 이때, μ, K, Spad, ldisk, lwheel는 상수이므로, 각 휠 압력과 각 휠 속도들의 평균속도를 식 [1]에 대입하여 브레이크 디스크의 발열온도를 산출한다.The
이와 함께 전자제어유닛(10)은 작동모드 105 및 106에서 외기 온도와 차량 속도를 검출한다(105,106).At the same time, the
전자제어유닛(10)은 작동모드 107에서 상술한 식 [2]를 이용하여 디스크 브레이크의 방열온도(Tair)를 산출한다(107). 이때, Adisk, mdisk, cdisk는 상수이므로, 외기온도와 차량속도를 식 [2]에 대입하여 브레이크 디스크의 방열온도를 산출한다. 이때, 전자제어유닛(10)은 차량이 주행 중이면, 상술한 식 [3]을 이용하여 대류 열전달계수를 산출하고, 차량이 정차 중이면 일정한 값으로 대류 열전달계수를 적용하여 브레이크 디스크의 방열온도를 산출한다.The
브레이크 디스크의 발열온도와 방열온도를 산출한 후 전자제어유닛(10)은 산출된 브레이크 디스크의 발열온도와 방열온도를 이용하여 브레이크 디스크의 최종적인 온도(T)를 추정한다(108).After calculating the heat generation temperature and the heat radiation temperature of the brake disk, the
브레이크 디스크의 온도(T)를 추정한 후 전자제어유닛(10)은 브레이크 디스크의 온도(T)와 과열 판단을 위해 미리 설정된 온도(Tref)를 비교하여 브레이크 디스크의 온도(T)가 미리 설정된 온도(Tref) 이상인지를 판단한다(109).After estimating the temperature T of the brake disk, the
만약, 작동모드 109의 판단결과 추정된 브레이크 디스크의 온도(T)가 미리 설정된 온도(Tref) 미만이면 작동모드 102로 리턴하여 이하의 작동모드를 수행한다.If the estimated temperature T of the brake disk is less than the predetermined temperature Tref as a result of the determination in the
한편, 작동모드 109의 판단결과 추정된 브레이크 디스크의 온도(T)가 미리 설정된 온도(Tref) 이상이면 작동모드 110에서 브레이크 디스크 혹은 디스크 브레이크의 과열을 방지할 수 있도록 ABS 제어를 금지시킨다(110).On the other hand, if the estimated temperature T of the brake disk is equal to or higher than the predetermined temperature Tref as a result of the determination in the
10 : 전자제어유닛 11 : 제어부
12 : 발열온도산출부 13 : 방열온도산출부
14 : 브레이크온도추정부 20 : 액추에이터부10: Electronic control unit 11:
12: heat generation temperature calculation unit 13: heat radiation temperature calculation unit
14: Brake temperature estimating part 20: Actuator part
Claims (8)
차량의 외기 온도 및 차량 속도를 검출하고,
상기 검출된 차량의 외기온도 및 차량 속도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 방열온도를 산출하고,
상기 산출된 브레이크 디스크의 방열온도 및 상기 브레이크 디스크의 발열온도에 따라 상기 브레이크 디스크의 온도를 추정하고,
상기 추정된 브레이크 디스크를 근거로 하여 상기 디스크 브레이크의 과열 방지 제어를 수행하는 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법.1. A control method of an electronic control brake system for performing control for estimating a temperature of a brake disc to prevent overheating of a disc brake,
Detects the outside air temperature and the vehicle speed of the vehicle,
Calculating a heat radiation temperature of the brake disk based on the detected outside temperature and the vehicle speed of the vehicle,
Estimating the temperature of the brake disk according to the heat radiation temperature of the brake disk and the heat generation temperature of the brake disk,
And controlling the overheat prevention of the disc brake based on the estimated brake disc.
상기 브레이크 디스크의 방열온도(Tcool)는 다음의 식 [1] 및 [2]에 의하여 산출되는 것을 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법.
여기서, Adisk는 디스크 유효 면적, H는 대류 열 전달계수, Tair는 외기온도, mdisk는 디스크 질량, cdisk는 디스크 비열, λ는 공기의 열전도율, Vair는 각 휠 속도에 따른 차량속도, rwheel는 타이어 반경, vair는 공기 동점성 계수, c와 n은 대류 계수이다.The method according to claim 1,
Wherein the heat radiation temperature (T cool ) of the brake disk is calculated by the following formulas [1] and [2].
Where, Adisk is the effective area of the disk, H is the convection heat transfer coefficient, T air is the outside air temperature, m disk is the disk mass, c disk is the specific heat of the disk, λ is the thermal conductivity of the air, V air is the vehicle speed, r wheel is the tire radius, v air is the air dynamic viscosity, and c and n are the convection coefficients.
상기 브레이크 디스크의 온도는 상기 브레이크 디스크의 발열온도에서 상기 산출된 브레이크 디스크의 방열온도를 뺀 값인 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법.The method according to claim 1,
Wherein the temperature of the brake disk is a value obtained by subtracting the heat radiation temperature of the brake disk from the heat generation temperature of the brake disk.
차량의 외기 온도, 휠 속도 및 휠 압력을 검출하고,
상기 검출된 차량의 휠 압력과 휠 속도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 발열온도를 산출하고,
상기 산출된 브레이크 디스크의 발열온도, 상기 검출된 차량의 휠 속도에 따른 차량속도 및 외기온도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 방열온도를 산출하고,
상기 산출된 브레이크 디스크의 방열온도 및 상기 브레이크 디스크의 발열온도에 따라 상기 브레이크 디스크의 온도를 추정하고,
상기 추정된 브레이크 디스크를 근거로 하여 상기 디스크 브레이크의 과열 방지 제어를 수행하는 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법.1. A control method of an electronic control brake system for performing control for estimating a temperature of a brake disc to prevent overheating of a disc brake,
Detects the outside air temperature of the vehicle, the wheel speed and the wheel pressure,
Calculating a heat generation temperature of the brake disk based on the detected wheel pressure and wheel speed of the vehicle,
Calculating a heat radiation temperature of the brake disk based on the calculated heat temperature of the brake disk, the vehicle speed according to the detected wheel speed of the vehicle, and the outdoor temperature,
Estimating the temperature of the brake disk according to the heat radiation temperature of the brake disk and the heat generation temperature of the brake disk,
And controlling the overheat prevention of the disc brake based on the estimated brake disc.
상기 브레이크 디스크의 방열온도(Tcool)는 다음의 식 [1] 및 [2]에 의하여 산출되는 것을 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법.
여기서, Adisk는 디스크 유효 면적, H는 대류 열 전달계수, Tair는 외기온도, mdisk는 디스크 질량, cdisk는 디스크 비열, λ는 공기의 열전도율, Vair는 각 휠 속도에 따른 차량속도, rwheel는 타이어 반경, vair는 공기 동점성 계수, c와 n은 대류 계수이다.5. The method of claim 4,
Wherein the heat radiation temperature (T cool ) of the brake disk is calculated by the following formulas [1] and [2].
Where, Adisk is the effective area of the disk, H is the convection heat transfer coefficient, T air is the outside air temperature, m disk is the disk mass, c disk is the specific heat of the disk, λ is the thermal conductivity of the air, V air is the vehicle speed, r wheel is the tire radius, v air is the air dynamic viscosity, and c and n are the convection coefficients.
상기 브레이크 디스크의 발열온도(Tdisk)는 다음의 식 [3]에 의하여 산출되는 것을 전자제어 브레이크 시스템의 제어방법.
여기서, μ는 마찰계수, K는 단위변환상수, Pwheel 는 휠 압력, Spad 는 마찰재면적, Vwheel 는 차량속도, ldisk 는 디스크원주, lwheel 는 바퀴원주이다.6. The method of claim 5,
Wherein the heat generation temperature (T disk ) of the brake disk is calculated by the following equation [3].
Where P is the friction coefficient, K is the unit conversion constant, P wheel is the wheel pressure, S pad is the friction area, V wheel is the vehicle speed, l disk is the disk circumference, and l wheel is the wheel circumference.
바퀴의 휠 속도를 검출하는 휠 속도센서;
바퀴의 휠 압력을 검출하는 휠 압력센서;
차량의 외기 온도를 검출하는 외기온도센서;
상기 검출된 차량의 휠 압력과 휠 속도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 발열온도를 산출하는 발열온도산출부;
상기 산출된 브레이크 디스크의 발열온도, 상기 검출된 차량의 휠 속도에 따른 차량속도 및 외기온도를 근거로 상기 브레이크 디스크의 방열온도를 산출하는 방열온도산출부;
상기 산출된 브레이크 디스크의 방열온도 및 상기 브레이크 디스크의 발열온도에 따라 상기 브레이크 디스크의 온도를 추정하고, 상기 추정된 브레이크 디스크를 근거로 하여 상기 디스크 브레이크의 과열 방지 제어를 수행하는 제어부;를 포함하는 전자제어 브레이크 시스템.An electronic control brake system comprising a disc brake with a brake disc,
A wheel speed sensor for detecting the wheel speed of the wheel;
A wheel pressure sensor for detecting the wheel pressure of the wheel;
An outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature of the vehicle;
A heat generation temperature calculation unit for calculating a heat generation temperature of the brake disk based on the detected wheel pressure and wheel speed of the vehicle;
A heat radiation temperature calculation unit for calculating a heat radiation temperature of the brake disk based on the heat generation temperature of the brake disk, the vehicle speed according to the detected vehicle speed, and the outdoor temperature;
And a controller for estimating a temperature of the brake disk in accordance with the calculated heat radiation temperature of the brake disk and the heat temperature of the brake disk and performing the overheat prevention control of the disk brake based on the estimated brake disk Electronic control brake system.
상기 방열온도산출부는 상기 브레이크 디스크의 방열온도(Tcool)를 다음의 식 [1] 및 [2]에 의하여 산출하는 전자제어 브레이크 시스템.
여기서, Adisk는 디스크 유효 면적, H는 대류 열 전달계수, Tair는 외기온도, mdisk는 디스크 질량, cdisk는 디스크 비열, μ는 공기의 열전도율, Vair는 각 휠 속도에 따른 차량속도, rwheel는 타이어 반경, vair는 공기 동점성 계수, c와 n은 대류 계수이다.8. The method of claim 7,
Wherein the heat radiation temperature calculation unit calculates the heat radiation temperature (T cool ) of the brake disk by the following equations [1] and [2].
Here, A disk is the effective area of the disk, H is the convection heat transfer coefficient, T air is the outside air temperature, m disk is the disk mass, c disk is the disk specific heat, μ is the thermal conductivity of the air, V air is the vehicle speed , r wheel is the tire radius, v air is the air kinematic viscosity, and c and n are the convection coefficients.
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