KR20050019425A - 전자 유압 제동제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 유압 제동제어 시스템에 관한 것으로, 특히 더욱 상세하게는 제동시 좌우측 차륜의 회전감속도를 검출하고, 상기 검출한 회전감속도를 토대로 자동차의 편제동상태를 판단하여 제동제어를 수행하는 차량용 제동제어 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 운전자의 제동의지를 판단하는 단계, 제동상태이면 전륜측 각각의 좌우휠에 발생하는 회전 감속도를 측정하는 단계, 상기 측정된 각각의 감속도의 차가 미리 설정된 설정값 이상인지 판단하는 단계, 설정값 이상이면 편제동 상태로 판단하여 감속도가 낮은측 휠의 목표 제동압력을 설정하는 단계, 설정된 목표 제어압력에 추종되도록 압력상승률을 결정하는 단계, 상기 결정된 목표 제동압력과 압력 상승률에 대응되도록 회전 감속도가 낮은측 휠에 제동압 제어신호를 출력하는 단계로 수행된다.

Description

전자 유압 제동제어 시스템{Electronic brake control system}

본 발명은 전자 유압 제동제어 시스템에 관한 것으로, 특히 더욱 상세하게는 제동시 좌우측 차륜의 회전감속도를 검출하고, 상기 검출한 회전감속도를 토대로 자동차의 편제동상태를 판단하여 제동제어를 수행하는 차량용 제동제어 시스템에 관한 것이다.

현재의 제동 장치는 부스터(booster) 장치를 포함한 유압 시스템이며, ABS, TCS 시스템등이 추가 보급되고 있는 실정이다. 제동 시스템의 발전 방향은 운전자가 안락하고 운전하기 쉬운 쪽으로 진행되고 있다. 그예로, IVHHS(Intelligent Vehicle Highway System)에 필요한 ACC(Autonomous Cruise Control), CAS(Collision Avoidance System)와 같은 AVGS(Autonomous Vehicle Guiding System) 기능, 힐-홀더(Hill-Holder) 시스템과 같은 업 그레이딩(upgrading) 기능, PA(Parking Aid) 기능 등을 갖는다. 이러한 기능을 갖기 위해서는 복잡한 기능의 많은 시스템을 쉽게 통합하는 기능을 지닌 제동 장치가 요구된다. 그러나, 기존에 사용되고 있는 유압 하드웨어는 이런 기능을 발휘하는데 한계를 지니고 있었다.

최근에 개발된 차량용 제동시스템 중에는 운전자의 페달압력을 센서를 통해 감지한 후 유압식 모듈레이터를 이용하여 각 휠의 제동압력을 조절하는 전자유압제동시스템(EHB : Electro-Hydraulic Brake system)이 있다.

이러한 전자유압제동시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 브레이크페달(1)의 동작여부를 감지하는 페달동작센서(2)와 가압력을 감지하는 유압센서(3)를 갖춘 마스터실린더(4)와, 오일탱크(5)의 오일을 흡입하여 제동압을 형성하는 유압펌프(6), 그리고 유압펌프(6)에서 가압된 오일을 축압하는 어큐뮬레이터(7)를 포함한다. 또 전자유압브레이크시스템은 어큐뮬레이터(7)로부터 바퀴측 휠실린더(8)로 연결되는 유압라인에 설치되어 어큐뮬레이터(7)에 축압된 오일이 휠실린더(8)로 공급되거나 차단되도록 하는 입구측 솔레노이드밸브(8a)와, 휠실린더(8)로부터 오일탱크(5)로 연결되는 복귀 유압라인에 설치되는 출구측 솔레노이드밸브(8b)를 구비한다. 그리고 시스템의 고장 등을 대비한 것으로 마스실린더(4)에서 형성된 제동압이 휠실린더(8) 쪽으로 직접 공급되어 제동이 이루어지도록 하는 별도의 유압라인(9)과, 이 유압라인(9)을 개폐하는 솔레노이드밸브(9a)도 포함한다.

이러한 구성의 전자유압제동시스템은 마스터실린더(4) 측의 유압센서(3)를 통해 브레이크페달(1)의 가압이 감지되면, 별도의 전자제어장치(ECU)의 제어를 통해 평소 축압된 상태를 유지하는 어큐뮬레이터(7)로부터 바퀴측의 휠실린더(8)로 제동압이 가해지도록 입구측 솔레노이드밸브(8a)가 열린다. 어큐뮬레이터(7)의 내에는 평소 설정된 제동압이 유지되도록 유압펌프(6)의 구동에 의해 오일이 축압되며, 유압펌프(6)의 구동시기는 어큐뮬레이터(7)의 출구 측에 마련된 압력센서(7a)의 감지를 통해 제어된다.

제동이 해제될 때는 전자제어장치의 제어를 통해 입구측 솔레노이드밸브(10)가 닫히고 출구측 솔레노이드밸브(8b)가 열려 휠실린더(8) 측 오일이 마스터실린더 (4)쪽 오일탱크(5)로 복귀된다. 이때 입구측 솔레노이드밸브(10)와 출구측 솔레노이드밸브(20)는 전자제어장치의 제어를 통해 번갈아 반복 개폐됨으로써 통상의 ABS의 동작원리와 마찬가지로 휠실린더(8)에 반복적인 제동압이 가해지도록 하여 바퀴의 노면슬립이 방지되도록 한다. 또 이러한 전자유압제동시스템에 있어서 입구측 솔레노이드밸브(8a)와 출구측 솔레노이드밸브(8b)는 시스템의 특성 및 유로의 개폐성 등을 고려하여 평소 닫힌 상태를 유지하는 노말 클로즈(Normal Close)형 솔레노이드밸브(이하 'NC형 솔레노이드밸브'라 함)가 채용된다.

상기와 같이 구성된 종래의 전자유압제동시스템은 운전자가 브레이크 페달(1)을 조작하면 그에 적절한 목표 제동압력 및 압력 상승률을 산출하여 제동압력을 조절하여 주는데, 전륜 및 후륜측 제동압력 패턴을 동일하게 제어하게 된다.

상기와 같은 제동압력 제어에서 좌우측 휠에 발생하는 제동압력에 편차가 발생하면, 즉 편제동이 발생하면 후륜측에는 좌우 제동력의 편차를 보완하여 주는 전자 제동분배 장치(EBD : Electronic brake distribution)를 이용하여 제어를 수행하였으나, 전륜측 즉, 앞바퀴에는 상기와 같은 장치가 구성되어 있지 않아 전륜측 좌우 휠에 인가되는 제동압에 편차가 발생하면 차량 자세가 불안정하게 되고 그에 따라 제동거리도 길어지게 되어 급제동이 필요한 상황에서 큰 사고를 유발할 문제점을 내포하고 있는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 제동시 좌우측 휠의 회전감속도를 검출하여 이를 토대로 자동차의 편제동 상태를 판단하고, 판단된 편제동 상태에 대응되는 제동압 제어를 수행하도록 하는 차량용 제동제어 시스템을 제공하도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 운전자의 제동의지를 판단하는 단계, 제동상태이면 전륜측 휠에 편제동 상태인가를 판단하는 단계, 편제동 상태이면 편제동 상태를 해제하기 위한 제동압 제어를 수행하는 단계로 수행된다.

상기 편제동 상태인가를 판단하는 단계는 전륜측 각각의 좌우휠에 발생하는 회전 감속도를 측정하는 단계, 상기 측정된 각각의 감속도의 차가 미리 설정된 설정값 이상인지 판단하는 단계, 설정값 이상이면 편제동 상태로 판단함을 특징으로 한다.

상기 제동압 제어를 수행하는 단계는 감속도가 낮은측의 휠의 목표 제동압력을 설정하는 단계, 설정된 목표 제어압력에 추종되도록 압력 상승률을 결정하는 단계, 상기 결정된 목표 제동압력과 압력 상승률에 대응되는 제동압 제어신호를 출력하는 단계로 수행됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 단계를 수행하기 위한 본 발명의 장치는 전륜측 각각의 좌우 휠 속도를 측정하기 위한 휠 속도센서와, 상기 휠 속도센서에서 출력하는 속도신호를 입력하여 편제동 상태인가를 판단하고, 편제동 상태이면 그 편제동 상태를 해제하기 위한 제동압 제어신호를 출력하는 제어부로 구성된다.

상기 제어부는 상기 각각의 좌우측 휠 속도센서로부터 출력되는 속도신호를 입력하여 각각의 회전 감속도를 산출하는 회전 감속도 산출부와,

상기 산출된 각각의 좌우측 회전 감속도를 입력하여 그 오차를 산출하는 회전 감속도 오차 산출부와,

상기 산출된 회전 감속도 오차를 입력하여 편제동 상태인가를 판단하고, 편제동 상태이면 회전 감속도가 낮은측의 휠 제동압력을 제어하도록 제동압 제어신호를 출력하는 제동압 제어부로 구성된다.

상기 제동압 제어부는 편제동 상태에 따라 목표 제동압력을 설정하는 목표 압력설정부와, 상기 목표 압력설정부에서 설정된 목표 제동압력에 추종되도록 압력 상승률을 결정하는 압력상승률 결정부를 포함하여 구성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세 구성 및 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 제동제어 시스템의 구성을 보인 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 제동제어 시스템의 흐름을 보인 플로우 챠트이다.

먼저, 도 2를 참조하여 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 차량용 제동제어 시스템은 차량의 휠 속도를 측정하기 위한 측정부(10)와, 상기 측정부(10)에서 측정된 휠 속도를 입력하여 편제동 상태인가를 판단하고, 편제동 상태이면 그 상태를 해제하기 위한 제동 제어신호를 출력하는 제어부(20)와, 상기 제어부(20)의 제동 제어신호를 입력하여 제동압력 제어를 수행하는 압력 모듈레이터(30)로 구성된다.

상기 측정부(10)는 각각의 전륜측 좌우 속도를 측정하기 위한 전륜 우측 속도센서(11)와, 전륜 좌측 속도센서(12)로 구성되고,

상기 제어부(20)는 각각의 전륜 우측 속도센서(11)와, 전륜 좌측 속도센서(12)에서 측정된 속도신호를 입력하여 각각의 전륜 좌우측 회전 감속도를 산출하기 위한 전륜 우측 회전감속도 산출부(21), 전륜 좌측 회전감속도 산출부(22)와,

상기 각각의 회전감속도 산출부(21,22)에서 산출된 각각의 회전감속도를 입력하여 좌우 휠의 회전감속도 오차를 산출하는 회전감속도 오차 산출부(23)와,

상기 회전감속도 오차 산출부(23)에서 산출된 오차값을 입력하여 현재 제동상태가 편제동 상태인가를 판단하여, 편제동 상태이면 그 상태를 해제 하기 위한 제동 제어신호를 출력하는 제동압 제어부(24)로 구성된다.

상기 제동압 제어부(24)는 편제동 상태에 따라 목표 제동압력을 설정하는 목표 압력설정부(24a)와, 상기 목표 압력설정부(24a)에서 설정된 목표 제동압력에 추종되도록 압력 상승률을 결정하는 압력상승률 결정부(24b)를 포함하여 구성된다.

도 3을 참조하여 그 제어흐름을 살펴보면 다음과 같다.

운전자의 제동의지를 판단하여 제동상태이면 전륜측 좌우 휠의 속도를 측정하는 단계, 측정된 휠 속도를 이용하여 각각의 전륜측 좌우 휠의 감속도를 산출하는 단계, 상기 산출된 각각의 좌우 휠의 감속도를 이용하여 좌우 감속도 오차를 연산하는 단계, 상기 연산된 좌우 감속도 오차가 설정값 이상인지 판단하여 설정값 이상이면 편제동 상태로 판단, 감속도가 낮은측의 휠 제동압력을 제어하는 단계로 수행된다.

이하 본 발명의 상세 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.

운전자에 의한 브레이크 페달(1)이 조작되면 상기 브레이크 페달(1)이 조작됨에 따라 마스터 실린더(4)의 제동압력이 각각의 휠 실린더(8)에 인가되어 각각의 휠은 감속을 하게 된다.

이때, 각각의 전륜우측 휠 속도센서(11)와 전륜좌측 휠 속도센서(12)에서 출력된 속도신호를 각각의 전륜우측 회전감속도 산출부(21)와 전륜좌측 회전감속도 산출부(22)에서는 입력하여 제동압력에 의한 휠의 감속도를 산출하게 된다.

상기 각각의 회전 감속도 산출부(21, 22)에서 산출된 각각의 회전 감속도를 회전감속도 오차 산출부(23)는 입력하여 산출된 두 회전 감속도의 오차를 산출하게 된다. 상기 산출된 회전감속도 오차를 제동압 제어부(24)는 입력하여 현재 차량의 제동상태가 편제동 상태인가를 판단하기 위해 미리 설정된 설정값과 비교하게 된다.

상기 산출된 회전감속도 오차값이 미리 설정된 값 이내이면 제동압 제어부(24)는 현재의 제동상태를 유지하나, 미리 설정된 값 이상이면 제동압 제어부(24)는 편제동 상태로 판단하게 되는 것이다.

상기와 같이 편제동 상태가 발생하면 제동압 제어부(24)의 목표 압력설정부(24a)는 회전 감속도가 낮은측 휠을 제어하기 위한 목표 제동압력을 설정하게 되고, 압력상승률 결정부(24b)는 상기 설정된 목표 제동압력에 추종되도록 회전 감속도가 낮은측 휠의 제동압력의 상승률을 결정하게 된다.

즉, 회전 감속도가 낮다는 의미는 인가되는 제동압의 크기가 다른측 휠의 제동압력보다 낮다는 의미로써, 제동동작이 천천히 수행된다는 것이다. 제동동작이 천천히 수행됨에 따라 급제동이 필요한 상황에서 제동거리가 길어짐을 방지하기 위해 상기 회전 감속도가 낮은측 휠의 제동압력을 회전 감속도가 높은측 휠의 제동압력에 추종되도록 제어를 수행하는 것이다.

제동압 제어부(24)는 회전 감속도가 낮은측의 휠 제동압을 높여주고 다시 전륜측 좌우휠의 회전감속도 오차를 산출, 산출된 회전감속도 오차가 설정값 이내이면 현재의 제동상태를 유지하고, 설정값 이상이면 다시 회전 감속도가 낮은측의 휠 제동압을 높여주게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에서는 차량의 제동시에 휠의 회전 감속도를 이용하여 편제동 상태인가를 판단하고, 편제동 상태이면 회전 감속도가 낮은측의 휠 제동압력을 제어하여 줌으로써, 제동시 흔히 발생하는 편제동 상태를 신속하게 해제하여 주어 차량의 불안정한 자세를 신속히 안정상태로 제어하여 주며, 상기 회전 감속도가 낮은측의 휠 제동압력을 높은측의 휠 제동압력에 추종되도록 제어하여 줌으로써 급제동이 필요한 상황에서 제동거리가 단축되는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 전자유압브레이크시스템의 구성을 보인 유압회로도.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 제동제어 시스템의 구성을 보인 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 제동제어 시스템의 흐름을 보인 플로우 챠트.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 측정부 20 : 제어부

30 : 압력모듈레이터

Claims (4)

1. 차량의 움직임 정보를 감지하기 위한 다수개의 센서가 구성된 차량에 있어서,

   운전자에 의한 제동동작시 전륜의 각각 좌우측 휠의 회전감속도를 이용하여 편제동상태를 판단하고, 편제동상태이면 회전감속도가 낮은측의 휠의 제동압력을 제어하는 신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자유압제동제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 전륜의 각각 좌우측 휠에 발생하는 회전감속도를 측정하기 위한 회전감속도 연산부, 상기 각각의 좌우측 회전감속도 산출부에서 산출된 각각의 회전감속도를 입력하여 좌우 휠의 회전감속도 오차를 산출하는 회전감속도 오차 산출부, 상기 회전감속도 오차 산출부에서 산출된 오차값을 입력하여 현재 제동상태가 편제동 상태인가를 판단하여, 편제동 상태이면 그 상태를 해제 하기 위한 제동 제어신호를 출력하는 제동압 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 전자유압 제동제어 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제동압 제어부는 편제동 상태에 따라 회전 감속도가 낮은측 휠의 목표 제동압력을 설정하는 목표 압력설정부와, 상기 목표 압력설정부에서 설정된 목표 제동압력에 추종되도록 압력 상승률을 결정하는 압력상승률 결정부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전자유압 제동제어 시스템.
4. 차량의 제동시 편제동 상태를 해제하기 위한 방법에 있어서,

   운전자의 제동의지를 판단하는 단계, 제동상태이면 전륜측 각각의 좌우휠에 발생하는 회전 감속도를 측정하는 단계, 상기 측정된 각각의 감속도의 차가 미리 설정된 설정값 이상인지 판단하는 단계, 설정값 이상이면 편제동 상태로 판단하여 감속도가 낮은측 휠의 목표 제동압력을 설정하는 단계, 설정된 목표 제어압력에 추종되도록 압력상승률을 결정하는 단계, 상기 결정된 목표 제동압력과 압력 상승률에 대응되도록 회전 감속도가 낮은측 휠에 제동압 제어신호를 출력하는 단계로 수행됨을 특징으로 하는 전자유압 제동제어 시스템