KR970010065B1 - 차량용 앤티록브레이크시스템의 브레이크압력 제어방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

차량용 앤티록브레이크시스템의 브레이크압력 제어방법

본 발명은 제동된 바퀴의 회전속도가 측정되고 이로부터 그 각감속도가 계산되며 바퀴의 슬립이 적어도 하나의 바퀴의 회전 속도에 따른 기준속도에 대하여 사전에 결정된 한계치를 초과하거나 또한 바퀴의 각감속도가 사전에 결정된 한계치를 초과할 때에 상기 바퀴의 브레이크압력이 감소되는 차량용 앤티록 브레이크시스템의 브레이크압력 제어방법에 관한 것이다.

앤티록제어기술에 있어서, 이상적인 경우에서 직접 측정불가능한 실제 차량속도에 가능한한 접근되어야하는 소위 차량의 기준속도를 얻기 위해 제어신호를 발생하는 것이 공지되어 있다. 일반적으로 차량의 기준속도는 차량의 최고속회전 비구동바퀴의 주면속도에 따라 얻어진다.

각 제동바퀴의 슬립은 차량기준속도에 대하여 얻어지며 바퀴의 각감속도(각가속도 포함함)와 함께 제어량으로서 이용된다. 즉 각 바퀴에서 브레이크압력의 증감은 바퀴의 슬립 또는 그 각감속도가 사전에 결정된 한계치를 초과하는가 하는 것에 따라 제어된다.

이러한 제어는 제동된 바퀴의 회전속도가 상기 언급된 기준속도를 벗어나 지연될 때에(네거티브 슬립) 또는 각가속도 값이 예정치보다 클 때에 각 바퀴의 브레이크압력이 바퀴가 다시 적정한 가속도에 이를때까지 감소되어 수행된다. 한계치는 네거티브슬립과 각감속도에 대하여 사전에 결정된다. 슬립에 대한 한계치는 예를들어 50%이며 각감속도에 대한 한계치는 주어진 차량에서 물리적인 최대차량감속도에 기초하여 얻을 수 있다. 즉 이는 차량감속이 최적한 제동에 의하여 이루어질 수 있는 주어진 차량속도에 대해 최적한 타이어와 노면조건(양호한 마찰)으로 결정되고 이에 따라서 각 바퀴의 각감속도에 관련된 한계치가 결정된다.

이들 관계는 전문가에게 잘 알려져 있으며 예를들어 BOSCH TECHNISCHE BERICHTE, VOL. 7, 1980, NO. 2, 84페이지(BOSCH TECHNOLOGICAL REPORTS, 영문판 1982년 2월 ISSN 0006-798X)에 소개되어 있다.

제동시에 차량의 모든 바퀴가 동시에 불안정하게 될 수 있다. 즉 모든 바퀴가 예를들어 -1.5g의 최대차량감속도 이상인 각감속도를 받을 수 있다. 특히, 이는 급격한 제동시에 또는 미끄러운 노면에서의 제동시에 일어날 수 있다. 이러한 경우에 있어서 또한 종래기술에 있어서는 더이상 최저속회전바퀴의 회전속도에 기초하여 기준속도를 얻을 수 없으나 물리적인 최대차량 감속도에 기초하여 예정시간동안 이론적인 계산만으로 얻을 수 있는 것이 알려져 있다. 그리고 각 바퀴의 브레이크압력이 바퀴의 회전속도가 이와 같은 방법으로 얻은 기준속도에 대하여 슬립현상(예를들어 50%)을 보이는 한 감소된다.

본 발명은 바퀴회전속도신호가 차량의 구동바퀴로부터의 신호에 의하여 유용하게 되고 구동바퀴가 스핀현상을 보일때에, 예를들어 운전자가 비교적 미끄러운 노면에서 급격히 가속하거나 오르막길을 가속하여 오르려할때에 앤티록제어에서 일어날 수 있는 문제점을 다룬다.

구동바퀴의 이러한 스핀현상이 일어나는 경우에 그 회전속도감지기는 속도신호를 발생하고 이로부터 공지된 방법으로 얻은 기준속도가 바퀴의 각가속도가 최대차량가속도를 초과하는 경우에도 제한된 증가율에 따를 것이다. 이러한 방법으로 공지된 앤티록 제어시스템은 적합한 마찰계수를 보이는 바퀴가 슬립현상을 보이는 경우에도 차량이 가속될 수 있으므로 프로그램된다. 따라서, 이와 같은 경우에 바퀴의 회전속도로부터의 순수 이론계산에 의하여 얻은 기준속도는 실제의 차량속도와는 현저히 다르며 이것이 앤티록제어에 있어서 심각한 문제가 될 수 있다.

차량의 스핀현상은 미끄러운 노면에서 특히 오르막길을 오르려고 출발할 때에 차량이 거의 가속되지 않으므로 보다 한계적으로 될 것이다. 만약 경사방향력이 타이어에 의하여 노면에 전달된 구동력을 보상하는 경우 차량은 바퀴가 회전하거나 뒤로 미끌어짐에도 불구하고 제자리에 있게 될 것이다. 이와 같은 경우에, 순수 이론계산으로 얻은 차량기준속도는 더이상 실제차량속도일 수 없으며 또한, 앤티록제어에 대하여 매우 불안전한 상태가 된다.

만약에 상기 언급된 어떤 상황에서 운전자가 비교적 장시간동안 크게 가속하는 경우 계산된 기준속도와 실제차량속도 사이의 차이는 특히 바퀴가 물리적인 최대가속도 이하로 슬립될 때에(예를들어 바퀴의 각가속도가 0.4g 이하일 때에) 매우 커진다. 이러한 경우에 있어서, 통상의 앤토록 컴퓨터는 이 컴퓨터가 바퀴의 슬립현상을 탐지할 수 없으므로 기준속도가 잘못된 방법으로 매우 신속하게 상승되도록 프로그램된다.

만약 바퀴의 이러한 슬립현상이 일어나는 중에 운전자가 그의 발을 악셀레이터 페달로부터 브레이크페달로 옮기는 바퀴의 회전속도는 매우 신속히 감속되는 반면에 기준속도는 그대로 높게 유지될 것이다. 따라서, 앤티록 컴퓨터가 매우 높은 슬립과 높은 각감속도를 탐지하여 각 바퀴의 브레이크압력을 감소시키도록 작용할 것이다. 이는 차량을 제동부족현상으로 유도하거나(제동거리가 확보되지 않음), 경사도로에서는 차량이 뒤로 굴러내려가게 될 것이다.

이와 같이 앤티록 제어장치에서는 스핀현상을 일으키는 바퀴가 그대로 회전속도신호를 발생하므로 이때에 문제가 된다. 만약 바퀴의 스핀이후에 운전자가 악셀레이터 페달에서 발을 떼는 경우 노면의 마찰계수에 의하여 바퀴는 강한 각감속도를 받게 된다. 그리고 제동이 이루어지는 경우에는 각감속도와/또는 슬립에 관련된 예상한계치가 급격히 초과할 수 있고 비록 불필요하다하여도 앤티록제어시스템은 브레이크압력을 감소시킬 것이다. 따라서 제동부족현상이 일어난다.

본 발명은 비록 바퀴의 스핀현상이 있고 이에 따른 제동이 이루어진다 하여도 최적한 제동이 허용되는 앤티록제어방법을 제공하는 문제점에 기초를 두고 있다. 바퀴의 스핀과 이에 따른 브레이크의 작동은 평탄한 노면을 지날때나 오르막길에나 출발할때를 염두에 두어야 한다.

본 발명에 따라서 이러한 문제점은 브레이크의 작동없이 바퀴의 각감속도가 사전에 결정된 한계치를 초과할 때에 예정시간후 기준속도가 차량의 최저속회전바퀴의 회전속도에 적응되도록 하여 해결된다.

본 발명의 다른 변형예에서는 브레이크의 작동없이 슬립이 사전에 결정된 네거티브한계치를 초과할 때에 예정시간후 기준속도가 차량의 최저속회전바퀴의 회전속도에 적응될 수 있게 되어 있다.

본 발명의 상기 언급된 두 변형예는 이후에 기준속도가 최저속바퀴의 속도에 적용되고 슬립과 각감속도가 이용되는 예정시간을 사전에 결정하기 위한 조건으로서 조합될 수 있다.

본 발명의 다른 개선점이 청구범위의 종속하에서 설명된다.

본 발명에서 포지티브 슬립은 구동슬립(구동)을 의미하고 네거티브 슬립은 제동슬립을 의미한다.

본 발명에서 기준속도는 차량기준속도와 바퀴기준속도를 의미한다.

이들 두 용어는 전문가에게 잘 알려진 것이다.

본 발명에 따라서, 사전에 결정된 파라메타에 따라 변회하는 예정시간의 이후에 차량의 최저속회전바퀴의 회전속도에 대한 기준속도의 적용이 수행된다. 이 시간중에(상기 언급된 작용까지) 기준속도가 공지된 방법으로 근사값에 가깝게 모사된다.

본 발명의 다른 개선점에서, 사전에 결정되는 예정시간은 바퀴가 각감속도의 피크값으로부터 출발하여 사전에 결정된 낮은 각감속도값에 이르는 데에 얼마나 오래 걸리느냐 하는 것에 따라서 설정된다. 예를들어 낮은 각감속도 값은 -1g이다.

바퀴의 스핀과 이에 연속되는 브레이크작동이후에 차량기준속도의 적용의 다른 개선점은 만약에 예정시간이 타이머에 의하여 사전에 결정되는 경우 바퀴의 각감속도가 예정치보다 클 때에 그 타이머의 작동이 정지되도록 하여 얻을 수 있다. 예정치는 예를들어 -1.5g이다.

다른 적용 개선점은 바퀴의 각가속도가 예정치보다 클때에 작동이 정지하는 타이머에 의하여 예정시간이 사전에 결정되도록 하여 얻을 수 있다.

예를들어 사전에 결정되는 이러한 예정치는 0.6g이다.

포지티브 슬립신호(이 용어 포지티브 슬립은 이미 정의한 바와 같다)의 발생시에 제어를 차단하는 것이 DE-C 2,740,419로부터 알려져 있다. 이 특허문헌에 소개된 기술은 바퀴속도가 차량속도를 능가하는 것을 방지하도록 되어 있다.

또한 총 기준속도를 얻기 위하여 차량의 초고속바퀴를 이용하는 것이 DE-C 2,706,132호로부터 알려져 있다. 동일 내용이 DE-A 3,345,730에도 적용되었다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 운행중 바퀴의 스핀과 이에 연속되는 제동시에 차량 기준속도를 설정하기 위한 제어알고리즘의 여러 측정량과 제어량을 공통시간좌표상에 보인 그래프.

제2도는 오르막길에서 출발하는 경우 바퀴의 스핀과 이에 연속되는 제동시에 차량기준속도의 적용을 위한 제어알고리즘의 측정 및 제어량을 공통시간좌표상에 보인 그래프.

제1a도와 제1e도에서는 횡축에 시간 t을 표시하였다.

제1a도에서는 시간변화에 따른 전형적인 바퀴속도 V_Rad, 계산된 차량기준속도 V_Ref와 가상된 실제차량속도 V_Fz를 보이고 있다. 속도의 단위는 km/h이다.

제1b도에서, 시간에 대하여 바퀴속도의 제1도 함수를 구성하여 얻은 바퀴감속도 a_Rad(회전속도로부터 주면속도를 얻음)가 도시되어 있으며, 중요한 순간을 부호 0, 1…13으로 표시하였다. 바퀴감속도(또는 가속도)가 g(중력가속도)의 단위로 표시되어 있다.

제1c도는 브레이크 압력을 감소시키기 위한 자기밸브가 작동되는 제어신호 MV를 보이고 있다.

제1d도는 브레이크등 스위치신호 BLS를 이용하는 간단한 방법으로 결정되는 브레이크작동의 시간변화를 보이고 있다.

제1e도는 이후 상세히 설명되는 적응타이어 t_anp의 시간변화를 보인 것이다.

운행중에 차량의 바퀴가 스립되는 것으로 가정된다. 즉 차량의 바퀴가 실제 차량속도보다 빠르게 회전하는 것으로 가정된다. 또한 이러한 스립현상은 제1a도의 순간 t₀에서 시작되는 것으로 가정된다. 순간 t₁에서 바퀴의 포지티브 가속도가 종료한다(제1b도). 도시된 바와 같이 스핀중에 바퀴주면속도 V_Rad는 실제차량속도 V_Fz보다 높게 되어 있다. 차량기준속도 V_Ref는 통상적인 방법으로 결정되고 제1a도에 따라서 처음에는 바퀴속도 V_Rad와 차량속도 V_Fz사이에 놓인다. 먼저 바퀴는 이 바퀴가 기준속도 V_Ref보다 빠르게 회전하므로 포지티브 슬립 상태이다.

운전자가 바퀴의 슬립상태를 감지하게 되므로 그는 그의 발을 악셀레이터 페달에서 떼되고(순간 t₁) 노면의 마찰계수에 따라서 바퀴는 순간 t₂에서 통상적인 방법으로 사전에 결정된 한계치에 이르렀을 때에 자기밸브제어신호를 발생시켜 브레이브압력이 감소되게 하는 현저한 각 감속도를 받게 된다. 이 순간 t₂에 운전자는 아직 브레이크를 작동시키지 않는다(제1d도 참조). 이 순간 t₂에서 운전자가 아직은 브레이크를 작동시키지 않고 이 시간에 순간 t₂에서 10km/h의 포지티브슬립 +λ가 나타나므로(따라서 이 슬립은 예를들어 5km/h의 예정된 한계치보다 크다), 순간 t₂에서 타이머가 작동하여 시간 t_anp를 제어한다. 그리고 타이머가 풀리어 정지하거나 이후 설명되는 바와 같이 연장될 수 있다. 타이머에 정지후에 기준속도가 리세트된다.

순간 t₅에서, 운전자는 브레이크페달을 밟게 된다(제1d도). 이때에 바퀴는 네거티브제동슬립현상을 보인다.

타이머의 초기 시간 t_anp는 예를들어 100ms로 설정되고 바퀴감속도의 값(순간 t₃에서 최소임)과 순간 t₄에서 예를들어 -1g인 예정한계치에 이른 값 사이의 시간만큼 연장된다(제1b도).

순간 t₄에서 예상시간 t_anp이 종료한다. 그러나 이러한 시간은 만약에 각감속도가 순간 t₆와 t₈사이에서 예를들어 -1.5g인 예정된 한계치를 초과하는 경우 제1e도에 따라 정지한다. 마찬가지로 바퀴의 각가속도가 순간 t₁₀과 t₁₂사이에서 예를들어 +0.6g의 예정된 한계치를 초과하는 경우 타이머의 작동이 정지된다.

상기 언급된 바와 같이 바퀴가속도의 피크값(순간 t₃)과 예정된 한계치의 도달값(순간 t₄) 사이의 시간과, 타이머의 사전에 결정된 시간 t_anp의 연장과 타이머작동의 정지사이의 시간을 측정하기 위한 이유는 다음과 같다.

운행중에 바퀴의 슬립현상이 있고 그 직후에 예를들어 100ms인 시간의 사전에 결정된 시간의 종료후에 제동되는 경우에 기준속도가 제동슬립때문에 너무 느릴 수도 있는 바퀴속도에 적용될 수 있다. 그러나, 바퀴가 브레이크제어싸이클에 놓여 있을 경우 바퀴가속도 또는 감속도에 관련한 상기 언급된 한계치가 초과되고 타이머의 작동이 정지된다. 바퀴감속도의 피크값과 예를들어 -1g의 한계치에 도달하는 시간사이의 시간간격은 전형적으로 수 10ms이다. 적응시간 t_anp은 이 시간만큼 바퀴의 회전속도가 실제 차량속도에 보다 양호하게 적용된다.

바퀴가 스핀되면서 오르막길을 출발할 때에 연속제동작동시의 바퀴속도는 100ms 이내에서 그 값이 0으로 가정되어 가속도에 관련한 상기 언급된 한계치에 도달하지 못한다.

역시 이와 같은 경우에 있어서, 차량감속도의 피크값에 예를들어 -1g의 한계치 도달사이의 시간는 매우 짧다. 이러한 경우에 타이머가 신속히 작동하여 제로(0)인 최저바퀴속도에 기준속도가 신속히 적응되게 한다.

순간 t₁₃에서, 시간 t_anp가 종료하고 제1a도에 따라서 기준속도는 이제 공지된 방법으로 최저속회전바퀴의 바퀴속도에 적응된다. 따라서 차량의 제동부족현상을 피할 수 있다.

제2도는 오르막길에서의 출발시에 바퀴의 스핀과 이에 연속된 제동의 관게를 나타내는 제1도에 따른 측정 및 제어량을 보인 것이다.

슬립현상은 순간 t₀에서부터 시작되는 것으로 가정된다. 순간 t₁에서 악셀레이터 페달이 해제된다. 이미 언급된 바와 같이, 공지된 방법으로 기준속도 V_Ref가 상승하고 실제 차량속도 V_Fz와 상당한 차이를 보인다. 스핀중에 바퀴는 상당한 포지티브 슬립 λ을 받는다.

노면에 대한 타이머의 마찰로 악셀레이터 페달의 해제는 순간 t₂이후에 바퀴감속도를 발생하고 순간 t₂에서 예정된 한계치에 이른다. 그리고 자기밸브제어장치가 신호 MV(제2c도)를 발생하고 이로써 브레이크압력의 감소가 개시된다. 순간 t₂에서 운전자가 아직은 브레이크를 작동치 않는다(브레이크등 전환신호 BLS가 없음). 또한 10km/h의 포지티브슬립이 순간 t₂에서 아직까지 존재하므로 상기 순간에서 타이머가 충전되어 작동되기 시작한다. 타이머의 순간유효시간은 상기 언급된 바와 같이 t_anp으로 지정되어 있다.

제2e도에 따라서, 예를들어 100ms로 사전에 설정된 시간이 순간 t₄와 t₅사이의 시간만큼 길어지고 이 시간은 바퀴감속도(t₄)의 피크값에 예를 들어 -1g의 한계치 도달시간(t₅) 사이에 시간에 해당한다.

순간 t₅로부터 타이머가 연속하여 작동하고 제1도에 따른 실시예와는 다르게 +0.6g보다 큰 바퀴가속도 신호와 -1.5g보다 큰 바퀴감속도신호가 발생되지 않으므로 정지되지 않는다. 따라서, 적응시간 t_anp는 비교적 신속히 종료되고 순간 t₆에서 기준속도 V_Ref는 이미 최저회전구동바퀴의 바퀴속도에 적응된다. 이와 같은 방법으로 바퀴가 스핀현상을 보이고 이에 연속되어 제동되는 차량이 오르막길을 출발시에 비교적 장시간동안 브레이크 압력이 가하여지지 않아 제어할 수 없어 후진하게 되는 것을 피할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 요지로 제한되었다. 감지기등을 포함하는 필수 하드웨어수단(포괄적인 의미의 수단임)은 전문가에게 잘 알려져 있다. 본 발명은 앤티록 시스템에 제공된 컴퓨터의 프로그래밍으로 보완될 수 있다.

Claims (9)

1. 제동된 바퀴의 회전속도(V_Rad)가 측정되고 이로부터 그 각감속도(a)가 계산되며 바퀴의 슬립이 기준속도(V_Raf)에 대하여 사전에 결정된 한게치를 초과하거나 바퀴의 각감속도가 사전에 결정된 한계치를 초과할때에 상기 바퀴의 브레이크 압력이 감소되는 차량용 앤티록 브레이크 시스템의 브레이크 압력제어방법에 있어서, 브레이크의 작동없이 바퀴의 각감속도(a)가 사전에 결정된 한계치를 초과할 때에 예정시간(t_anp)후에 기준속도(V_Ref)가 차량의 최저속 회전바퀴의 회전속도에 적응됨을 특징으로 하는 차량용 앤티록 브레이크 시스템의 브레이크 압력제어방법.
2. 제동된 바퀴의 회전속도(V_Rad)가 측정되고 이로부터 그 각감속도(a)가 계산되며 바퀴의 슬립이 기준속도(V_Raf)에 대하여 사전에 결정된 한게치를 초과하거나 바퀴의 각감속도가 사전에 결정된 한계치를 초과할때에 상기 바퀴의 브레이크 압력이 감소되는 차량용 앤티록 브레이크 시스템의 브레이크 압력제어방법에 있어서, 브레이크의 작동없이 슬립(λ)이 사전에 결정된 네거티브 한계치를 초과할 때에 예정시간(t_anp)후에 기준속도(V_Ref)가 차량의 최저속 회전바퀴의 회전속도에 적응됨을 특징으로 하는 차량용 앤티록 브레이크 시스템의 브레이크 압력제어방법.
3. 청구범위 제1항 또는 제2항의 어느 한 항에 있어서, 브레이크의 작동없이 각감속도(a)와 슬립(λ)이 사전에 결정된 한계치를 초과할 때에 예정시간(t_anp)후 기준속도(V_Ref)가 최저속 회전바퀴의 회전속도에 적응됨을 특징으로 하는 방법.
4. 청구범위 제1항에 있어서, 기준속도(V_Ref)가 최저속 회전구동바퀴의 회전속도에 적응됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제동된 바퀴의 회전속도(V_Rad)가 측정되고 이로부터 그 각감속도(a)가 계산되며 바퀴의 슬립이 기준속도(V_Ref)에 대하여 사전에 결정된 한게치를 초과하거나 바퀴의 각감속도가 사전에 결정된 한계치를 초과할때에 상기 바퀴의 브레이크 압력이 감소되는 차량용 앤티록 브레이크 시스템의 브레이크 압력제어방법에 있어서, 브레이크의 작동없이 슬립(λ) 또는 각감속도가 사전에 결정된 한계치를 초과할 때에 예정시간(t_anp)이 경과후 기준속도(V_Ref)가 최저속 회전바퀴의 회전속도에 적응됨을 특징으로 하는 차량용 앤티록 브레이크 시스템의 브레이크 압력제어방법.
6. 제동된 바퀴의 회전속도(V_Rad)가 측정되고 이로부터 그 각감속도(a)가 계산되며 바퀴의 슬립이 기준속도(V_Ref)에 대하여 사전에 결정된 한계치를 초과하거나 바퀴의 각감속도가 사전에 결정된 한계치를 초과할때에 상기 바퀴의 브레이크 압력이 감소되는 차량용 앤티록 브레이크 시스템의 브레이크 압력제어방법에 있어서, 브레이크의 작동없이 바퀴의 각감속도가 사전에 결정된 한계치를 능가할 때에 각감속도 한계치에 이르러 포지티브 슬립이 나타난 경우 예정시간(t_anp)의 경과후 기준속도(V_Ref)가 차량의 최저속 회전바퀴의 회전속도에 적응됨을 특징으로 하는 차량용 앤티록 브레이크 시스템의 브레이크 압력제어방법.
7. 청구범위 제5항에 있어서, 예정시간(t_anp)이 각감속도(a)의 피크값으로부터 시작하여 바퀴가 사전에 결정된 작은 각감속도 값에 이르는데 얼마나 오래 걸리느냐에 따라서 설정됨을 특징으로 하는 방법.
8. 청구범위 제5항에 있어서, 시간(t_anp)이 바퀴의 각감속도가 예정치보다 클 때에 작동이 정지되는 타이머에 의해 사전에 결정됨을 특징으로 하는 방법.
9. 청구범위 제5항에 있어서, 시간(t_anp)이 바퀴의 각감속도가 예정치보다 클 때에 작동이 정지되는 타이머에 의해 사전에 결정됨을 특징으로 하는 방법.

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