KR20150082822A - 직진 제동시 차량 제어 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직진 제동시 차량의 제어 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 브레이크 페달을 밟을 때 페달 변위값을 검출하는 페달센서와, 브레이크 작동시 브레이크 액압을 검출하는 압력센서와, 전후륜의 휠속도를 검출하는 휠속도센서와, 차량의 요우량을 검출하기 위한 요우센서와, 페달센서, 압력센서, 휠속도센서, 요우센서로부터 페달변위값, 브레이크 액압, 전후륜의 휠속도, 요우량을 전송받아 후륜의 제동압력을 제어하기 위한 전자제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 제동시 브레이크 액압을 검출하여 차량의 급제동이 이루어졌는지를 판단하고, 급제동이 이루어졌을 때 차량이 요우량을 검출하여 차량의 후륜에 가해지는 제동압력을 제어함으로써, 보다 최적화된 직진 제동 제어를 수행할 수 있는 것이다.

Description

직진 제동시 차량 제어 장치 및 그의 제어 방법 {VEHICLE CONTROL DEVICE AND METHED THEREOF}

본 발명은 직진 제동시 차량 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후륜 제동제어에 추가된 SLS(Straight Line Stability)를 통해 직진 제동에서의 차량의 요우(yaw)와 전, 후륜 휠 슬립 발생정도를 실제 제어 진입 조건에 반영하고, 차량의 요우와 전후륜 휠 슬립 발생 정도에 따라 휠의 제동압력을 제어할 수 있는 직진 제동시 차량 제어장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

자동차 브레이크는 달리고 있는 자동차의 속도를 줄이거나 자동차를 정지시키기 기능을 하는 장치를 말한다.

이 브레이크는 운전자의 브레이크 페달 조작력을 배력으로 하는 유압을 이용하는 것으로, 회전중인 차륜을 잡아 회전을 못하게 하는 단순 방식으로 인하여 차량의 주행 상태와 노면의 조건에 따라 최적의 제동 성능을 구현하지 못하게 된다. 이와 같은 브레이크 시스템의 한계를 극복하기 위하여 차륜속도로부터 연산되는 슬립율에 따라 휠에 가해지는 제동압을 적절히 조절하여 바퀴의 록킹을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS: Anti-Lock Brake System, 이하 "ABS"라 한다), 차량의 급 발진이나 급 가속시 과대한 슬립을 방지하기 위해 엔진의 구동력을 조절하는 트랙션 컨트롤 시스템(TCS: Traction Control System, 이하 "TCS"라 한다)을 이용하여 차량의 안정성을 향상하게 된다.

이중 ABS 장치에서 직진 제동시 차량의 하중 이동이 발생하여 후륜의 잠김 발생이 빨라지므로 후륜의 압력을 적절히 제한하는 EBD (Electric Brake Distribution) 제어를 수행하게 된다.

그러나, 종래의 ABS 장치를 갖춘 차량은 다양한 주행상황 및 차량의 상태에 따라 요우(yaw)의 변화량은 작지만 과도한 휠 슬립이 발생하거나 휠슬립은 작지만 과도한 요우의 변화량이 발생하는 불안정한 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 10-2011-0063893(2011.06.15)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 차량의 직진 제동시 차량의 요우와 전후륜 휠 슬립 발생 정도에 따라 휠의 제동압력을 제어할 수 있는 직진 제동시 차량 제어장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 페달을 밟을 때 페달 변위값을 검출하는 페달센서와, 브레이크 작동시 브레이크 액압을 검출하는 압력센서와, 전후륜의 휠속도를 검출하는 휠속도센서와, 차량의 요우량을 검출하기 위한 요우센서와, 페달센서, 압력센서, 휠속도센서, 요우센서로부터 페달변위값, 브레이크 액압, 전후륜의 휠속도, 요우량을 전송받아 후륜의 제동압력을 제어하기 위한 전자 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 압력센서는 운전자가 브레이크 페달을 밟을 때 마스터 실린더에서 생성되는 브레이크 액압을 검출하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 전자 제어 유닛은, 후륜으로의 유압을 차단하거나 개방하는 유압밸브를 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 운전자의 제동의지를 판단하는 제동의지 판단단계와, 운전자의 제동의지에 의해 차량의 제동이 이루어질 때, 차량의 급제동 여부를 판단하는 급제동 판단단계와, 급제동으로 판단된 후에, 차량의 직진 제동 여부를 판단하는 직진 제동판단단계와, 직진 제동이 이루어진 것으로 판단되거나 직진 제동이 이루어지지 않을 때 후륜의 제동압을 제어하기 위한 제동압 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제동의지 판단단계는, 운전자가 페달을 밟을 때, 페달 변위를 검출하여 페달 변위값을 전자 제어 유닛으로 전송하는 검출단계와, 전자 제어 유닛에서 검출된 페달 변위로 운전자의 제동의지를 판단하는 판단단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 판단단계는, 전자 제어 유닛이 페달센서로부터 페달 변위값이 있으면 운전자의 제동의지가 있는 것으로 판단하고, 페달 변위값이 없으면 운전자의 제동의지가 없는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

또한, 급제동 판단단계는, 운전자가 페달을 밟을 때 브레이크 액압이 발생되는 것을 검출하여 전자 제어 유닛으로 전송하는 검출단계와, 전자 제어 유닛에서 검출된 브레이크 액압을 목표 브레이크 액압과 비교하여 급제동 여부를 판단하는 판단단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 판단단계는, 검출된 브레이크 액압이 목표 브레이크 액압보다 높으면 전자 제어 유닛이 차량이 급제동상태인 것으로 판단하고, 검출된 브레이크 액압이 목표 브레이크 액압보다 크지 않으면 정상 제동상태로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 직진제동 판단단계는, 요우센서에서 차량의 요우변화량을 검출하는 요우량 검출단계와, 검출된 요우변화량과 목표 요우 변화량을 비교하여 직진 제동 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 판단단계는, 검출된 요우변화량이 목표 요우변화량보다 크게 되면, 차량이 직진 제동상태가 아닌 것으로 판단하여 선회하려고 하는 선회 쪽 후륜의 제동압을 제어하고, 검출된 요우변화량이 목표 요우변화량보다 크지 않으면, 차량이 직진 제동상태인 것으로 판단하여 후방 양륜의 제동압을 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 후륜의 제동압 제어는, 후륜에 가해지는 제동압력을 감압하도록 된 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 차량의 주행 중 직진 제동시 브레이크 액압을 검출하여 차량의 급제동이 이루어졌는지를 판단하고, 급제동이 이루어졌을 때 차량이 요우량을 검출하여 차량의 후륜에 가해지는 제동압력을 제어함으로써, 보다 최적화된 직진 제동 제어를 수행할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 직진 제동시 차량 제어장치를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 직진 제동시 차량 제어 방법을 도시한 순서도.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

참고로, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 직진 제동시 차량 제어장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 직진 제동시 차량 제어 방법을 도시한 순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 시스템의 제동압 제어 장치는 직진 주행 중 브레이크 작동시 차량의 하중 이동이 발생하게 되어 후륜의 잠김 발생이 빨라지므로, 후륜의 압력을 적절히 제한하기 위하여 후륜의 제동압력을 제어하기 위한 것으로, 페달센서(110), 압력센서(120), 휠속도센서(130), 요우센서(140), 전자 제어 유닛(150), 유압밸브(160)를 포함한다.

페달센서(110)는 운전자가 속도를 줄이거나 차량을 정지시키기 위하여 발로 작동하기 위한 브레이크 페달에 구비되며, 운전자가 페달을 발로 밟을 때 페달이 작동되는 것을 검출한다. 즉, 페달센서(110)는 운전자가 페달을 발로 밟을 때 페달의 변위값을 검출하는 것으로, 이 페달의 변위 값이 검출되면 운전자의 제동 의지가 있다고 판단한다. 이 페달센서(110)는 전자 제어 유닛(150)에 연결되어 페달의 변위값을 전송하도록 구성된다.

압력센서(120)는 전자 제어 유닛(150)에 연결되며, 운전자의 제동시 차량이 급제동이 이루어졌는지를 판단하기 위하여 운전자가 브레이크 페달을 밟아 마스터 실린더에서 생성되는 브레이크 액압을 검출하여 전자 제어 유닛(150)으로 전송하게 된다.

즉, 일정시간 동안 압력센서(120)에서 검출되는 압력이 목표 압력보다 상승한 때를 급제동이 이루어진 것으로 판단하고, 일정시간 동안 압력센서(120)에서 검출되는 압력이 목표 압력과 같게 되면 통상적인 제동이 이루어진 것으로 판단하게 된다.

휠속도센서(130)는 전륜과 후륜에 각각 구비되고, 전륜과 후륜의 휠속도를 검출하는 역할을 하게 된다.

즉, 전륜에서 검출된 휠속도와 후륜에서 검출된 휠속도 차이를 연산한 후에 기설정된 휠속도 차와 비교하여 후륜이 잠기는 현상을 알 수 있으며, 이 후륜이 잠기기 전에 후륜에 가해지는 제동압력 제어를 시작하는 기준이 되는 것이다.

요우센서(140)는 차량의 제동시 차량의 요우(yaw) 변화량을 검출하여 전자 제어 유닛(150)으로 전송하도록 구성된다. 즉, 전자 제어 유닛(150)은 요우센서(140)에서 검출되는 요우량을 목표 요우변화량과 비교한 후에 차량의 직진 제동을 위한 제어를 할 것인가를 판단하게 된다.

여기서, 목표 요우 변화량은 조향각 센서와 휠속도 센서로부터 검출되는 조향각도와 차량의 휠속도를 가지고, 하기 식에서 구할 수 있는 것이다.

이러한 목표 요우 변화량을 구하는 상기 식은 이미 공지된 기술로서 그에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

전자 제어 유닛(150)은 페달센서(110), 압력센서(120), 요우센서(140), 휠속도센서(130)에 연결되어 운전자가 브레이크를 작동할 때 페달센서(110)에서 검출한 페달의 변위값, 페달의 작동시 압력센서(120)에서 검출한 압력값, 전륜과 후륜에 구비된 휠속도센서(130)에서 검출한 휠속도 값을 전달받도록 구성된다.

이때, 전자 제어 유닛(150)은 페달의 변위값으로부터 운전자의 제동의지를 판단하고, 압력값으로부터 차량이 급제동 상태인지를 판단하며, 전후륜의 휠속도 차이값으로부터 후륜으로 유압을 전달하기 위한 유압라인을 개방하거나 차단하는 유압밸브(160)를 제어하게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 직진 제동시 차량 제어 방법은, 운전자의 제동의지를 판단하는 제동의지 판단단계(S110), 차량의 급제동을 판단하는 급제동 판단단계(S120), 차량의 직진 제동여부를 판단하는 직진제동 판단단계(S130), 차량의 직진 제동으로 판단되면 차량이 선회하려고 하는 방향의 후륜의 제동압을 제어하는 제동압 제어단계(S140)를 포함한다.

운전자의 제동의지 판단단계(S110)는 운전자가 발로 밟는 페달에 구비되는 페달센서(110)가 페달의 변위 값을 검출하는 단계(S111), 페달 변위 값이 있는 지를 판단하여 운전자의 제동의지를 판단하게 되는 단계(S112)를 포함한다.

운전자가 브레이크 페달에 발을 올려 놓고만 있으면 페달의 변위값이 발생되지 않은 것으로 운전자의 제동의지가 없는 것으로 판단하고, 페달의 변위값이 발생하면 운전자가 브레이크 페달을 밟아 브레이크 시스템을 작동시키기 때문에 운전자의 제동의지가 있는 것으로 판단하게 된다.

즉, 전자 제어 유닛(150)은 페달센서(110)로부터 페달 변위값이 검출되어 전송되면 운전자의 제동의지가 있는 것으로 판단하고, 페달 변위값이 검출되지 않으면 운전자의 제동의지가 없는 것으로 판단하게 된다.

차량의 급제동 판단 단계(S120)는 운전자의 브레이크 작동이 급제동인지를 판단하는 것으로, 압력센서(120)에서 운전자가 페달을 밟을 때 발생되는 브레이크 액압을 검출하는 액압 검출단계(S121), 검출된 브레이크 액압을 목표 브레이크 액압과 비교하여 차량의 급제동 상태를 판단하는 판단단계(S122)를 포함한다.

여기서, 브레이크 액압 검출 단계(S121)는 운전자가 브레이크 페달을 밟아 브레이크를 작동할 때 압력센서(120)가 브레이크 액압을 검출하여 전자 제어 유닛(150)으로 전송하게 된다.

이때, 전자 제어 유닛(150)은 압력센서(120)로부터 전송된 검출된 브레이크 액압과 목표 브레이크 액압을 비교한 후에 차량이 급제동 상태인지를 판단하게 된다.(S122)

여기서, 목표 브레이크 액압은 정상 적인 제동 작동이 이루어질 때 일정시간 동안 검출되는 브레이크 액압을 기준으로 하는 것이 바람직하다. 그리고 목표 브레이크 액압은 차량 종류에 따라 각각 모두 다르게 설정되며 많은 반복 적인 실험에 의해 정해지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 전자 제어 유닛(150)은 1초(second) 동안 검출된 브레이크 액압이 목표 브레이크 액압보다 크게 되면, 운전자가 브레이크 페달을 급격하게 밟아서 차량의 급제동이 이루어진 것으로 판단하고, 검출된 브레이크 액압이 목표 브레이크 액압보다 작거나 같게 되면, 운전자가 브레이크 페달을 천천히 밟아 정상적인 제동이 이루어진 것으로 판단하게 되는 것이다.

여기서, 브레이크 액압은 운전자가 제동을 위하여 브레이크 페달을 밟을 때, 마스터 실린더가 브레이크 페달로부터 전달된 힘을 증폭시켜 발생되는 것이다.

차량이 정상적인 제동이 이루어진 것으로 판단되면, 전자 제어 유닛(150)은 정상적인 ABS 작동루틴 실행하게 된다.

또한, 차량의 급제동으로 이루어진 것을 판단되면, 차량의 급제동시 차량이 직진 제동이 이루어졌는지 즉, 차량의 선회가 일어났는지를 판단하게 된다.(S130)

먼저, 차량의 요우센서(140)에서 차량의 요우변화량을 검출하게 된다.(S131) 요우변화량은 차량이 급제동이 이루어졌을 때, 차량의 선회정도에 관한 값으로, 후술하는 후륜의 제동압력 제어시 제동압력의 감압량을 설정하는데 기준이 된다.

이후에, 검출된 요우변화량과 목표 요우 변화량을 비교하는 단계를 갖는다.(132)

검출된 요우 변화량이 목표 요우 변화량보다 크게 되면, 차량의 급제동시 직진 제동이 이루어지지 않고 선회가 발생하려는 것으로 판단한다.

이 검출된 요우 변화량과 목표 요우 변화량과의 차이값을 구한 후에, 이 차이값으로 후류의 제동압을 구한 다음, 선회하려는 내측 후륜의 제동압을 제어하게 된다.(S140)

이 내측 후륜의 제동압 제어(S140)는 전자 제어 유닛(150)이 후륜으로 제동압력을 전달하는 유압라인을 차단하거나 개방하는 유압밸브(160)를 제어하여 선회하려는 내측 후륜으로 가해지는 제동압을 줄이는 감압제어를 하는 것이 바람직하다. (S140)

또한, 검출된 요우 변화량이 목표 요우 변화량보다 작으면, 차량의 급제동시 직진 제동이 이루어진 것으로 판단하고, 전륜 휠속도와 후륜 휠속도를 검출하여 슬립율을 구한 후에, 전륜 슬립율과 후륜 슬립율을 비교하게 된다.(S150)

이후에, 후륜 슬립율이 전륜 슬립율보다 크면, 후륜으로 가해지는 제동압력을 감압시키는 후륜 감압 제어를 수행하게 된다.(S160)

그리고 후륜 슬립율이 전륜 슬립율보다 크지 않으면, 후륜의 제동압 제어를 수행하지 않게 된다.

따라서, 상기와 같이, 차량의 주행 중 직진 제동시 브레이크 액압을 검출하여 차량의 급제동이 이루어졌는지를 판단하고, 급제동이 이루어졌을 때 차량이 요우량을 검출하여 차량의 후륜에 가해지는 제동압력을 제어함으로써, 보다 최적화된 직진 제동 제어를 수행할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예에 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

110 : 페달센서
120 : 압력센서
130 : 휠속도센서
140: 요우센서
150 : 전자제어유닛
160 : 유압밸브

Claims (11)

1. 브레이크 페달을 밟을 때 페달 변위값을 검출하는 페달센서;
   브레이크 작동시 브레이크 액압을 검출하는 압력센서;
   전후륜의 휠속도를 검출하는 휠속도센서;
   차량의 요우량을 검출하기 위한 요우센서;
   페달센서, 압력센서, 휠속도센서, 요우센서로부터 페달변위값, 브레이크 액압, 전후륜의 휠속도, 요우량을 전송받아 후륜의 제동압력을 제어하기 위한 전자 제어 유닛;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 직진 제동시의 차량 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   압력센서는
   운전자가 브레이크 페달을 밟을 때 마스터 실린더에서 생성되는 브레이크 액압을 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 직진 제동시의 차량 제어 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   전자 제어 유닛은,
   후륜으로의 유압을 차단하거나 개방하는 유압밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 직진 제동시의 차량 제어 장치.
4. 운전자의 제동의지를 판단하는 제동의지 판단단계;
   운전자의 제동의지에 의해 차량의 제동이 이루어질 때, 차량의 급제동 여부를 판단하는 급제동 판단단계;
   급제동으로 판단된 후에, 차량의 직진 제동 여부를 판단하는 직진 제동판단단계;
   직진 제동이 이루어진 것으로 판단되거나 직진 제동이 이루어지지 않을 때 후륜의 제동압을 제어하기 위한 제동압 제어단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 직진 제동시 차량 제어 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   제동의지 판단단계는,
   운전자가 페달을 밟을 때, 페달 변위를 검출하여 페달 변위값을 전자 제어 유닛으로 전송하는 검출단계;
   전자 제어 유닛에서 검출된 페달 변위로 운전자의 제동의지를 판단하는 판단단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 직진 제동시 차량 제어 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   판단단계는,
   전자 제어 유닛이 페달센서로부터 페달 변위값이 있으면 운전자의 제동의지가 있는 것으로 판단하고, 페달 변위값이 없으면 운전자의 제동의지가 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 직진 제동시 차량 제어 방법.
7. 청구항 4에 있어서,
   급제동 판단단계는,
   운전자가 페달을 밟을 때 브레이크 액압이 발생되는 것을 검출하여 전자 제어 유닛으로 전송하는 검출단계;
   전자 제어 유닛에서 검출된 브레이크 액압을 목표 브레이크 액압과 비교하여 급제동 여부를 판단하는 판단단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 직진 제동시 차량 제어 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   판단단계는,
   검출된 브레이크 액압이 목표 브레이크 액압보다 높으면 전자 제어 유닛이 차량이 급제동상태인 것으로 판단하고, 검출된 브레이크 액압이 목표 브레이크 액압보다 크지 않으면 정상 제동상태로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 직진 제동시 차량 제어 방법.
9. 청구항 4에 있어서,
   직진제동 판단단계는,
   요우센서에서 차량의 요우변화량을 검출하는 요우량 검출단계;
   검출된 요우변화량과 목표 요우 변화량을 비교하여 직진 제동 여부를 판단하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 직진 제동시 차량 제어 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    판단단계는,
    검출된 요우변화량이 목표 요우변화량보다 크게 되면, 차량이 직진 제동상태가 아닌 것으로 판단하여 선회하려고 하는 선회 쪽 후륜의 제동압을 제어하고,
    검출된 요우변화량이 목표 요우변화량보다 크지 않으면, 차량이 직진 제동상태인 것으로 판단하여 후륜의 제동압을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 직진 제동시 차량 제어 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    후륜의 제동압 제어는,
    후륜에 가해지는 제동압력을 감압하도록 된 것을 특징으로 하는 직진 제동시 차량 제어 방법.
    

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