KR100779461B1 - 차량 제어 방법 - Google Patents

Abstract

차량 제어 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 차량 제어 방법은 차량 제동중에 노면 상태가 변화하더라도 차량이 안정성을 유지할 수 있도록 노면 상태를 정확히 검출할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 차량 제어 방법은, 전륜 좌측 휠의 브레이크 압력과 전륜 우측 휠의 브레이크 압력을 단속적으로 제어하는 안티록 브레이크 시스템을 포함하는 차량에서, 안티록 브레이크 시스템이 동작할 때 좌측 휠의 브레이크 압력의 감소 정도를 대표하는 제 1 압력 감소 값과 우측 휠의 브레이크 압력의 감소 정도를 대표하는 제 2 압력 감소 값을 각각 2회 이상 획득하여 누산하고, 제 1 압력 감소 값의 누산 결과와 제 2 압력 감소 값의 누산 결과의 차이가 미리 설정된 값 이상일 때 주행 노면이 단일마찰 노면에서 스플리트 노면으로 변화한 것으로 판정한다.

Description

차량 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING VEHICLE}

도 1은 차량 제동 중에 주행 노면이 고마찰 노면에서 스플리트 노면으로 바뀌는 경우 차량의 상태를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안티록 브레이크 시스템의 브레이크 액압 회로도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안티록 브레이크 시스템에서, 주행 노면이 고마찰 노면에서 스플리트 노면으로 바뀔 때의 전륜 좌우측의 휠 압력 변화를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 장치의 제어 계통을 나타낸 블록도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 장치에서 휠 압력의 증압 모드 및 감압 모드에 따른 카운트 값의 변화를 나타낸 도면.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

1a : 배력 장치

1b : 마스터 실린더

9 : 모듈레이터 블록

3a : 전륜 좌측 솔레노이드밸브

3b : 전륜 우측 솔레노이드밸브

10 : 제어부

20a ~ 20d : 휠 속도센서

30 : 펄스폭 변조부

본 발명은 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 주행 노면이 고마찰 노면에서 좌우 노면 마찰 계수가 서로 다른 스플리트 노면으로의 변화를 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

안티록 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System ; 이하 ABS라 칭함)의 성능을 평가하는데 있어서 가장 중요한 항목은 제동 거리와 안정성(stability)이다. 제동 거리의 경우 차량의 네 개의 바퀴 모두 건조한 아스팔트(Dry asphalt) 또는 빙판(ice)과 같이 동일한 노면 마찰 계수를 갖는 노면에서의 제동 상황에서 그 성능을 평가하며, 안정성의 경우 노면 마찰 계수의 급격한 변화가 있거나, 차량 양쪽 사이드의 바퀴가 서로 다른 노면 마찰 계수를 갖는 스플리트 노면에서의 제동 상황에서 평가한다.

이 중에서 차량이 스플리트 노면을 계속해서 주행하다가 제동 진입시 차량의 양 사이드 바퀴가 위치한 노면이 서로 다른 노면 마찰 계수를 갖고 있다는 정보를 미리 판단하여 처음부터 안정성을 유지하는 방향으로 제어가 수행된다. 그러나 도 1과 같이, 건조한 아스팔트 등의 높은 노면 마찰 계수를 갖는 고마찰 노면에서 제동 중에 갑자기 스플리트 노면으로 진입하는 경우 미리 안정성을 위한 제어를 실시하지 않으면 차량은 급격히 안정성을 잃고 스핀 아웃(spin-out) 상태로 빠지는 문제가 있다.

본 발명에 따른 차량 제어 방법은 차량 제동중에 노면 상태가 변화하더라도 차량이 안정성을 유지할 수 있도록 노면 상태를 정확히 검출할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 차량 제어 방법은, 전륜 좌측 휠의 브레이크 압력과 전륜 우측 휠의 브레이크 압력을 단속적으로 제어하는 안티록 브레이크 시스템을 포함하는 차량에서, 안티록 브레이크 시스템이 동작할 때 좌측 휠의 브레이크 압력의 감소 정도를 대표하는 제 1 압력 감소 값과 우측 휠의 브레이크 압력의 감소 정도를 대표하는 제 2 압력 감소 값을 각각 2회 이상 획득하여 누산하고, 제 1 압력 감소 값의 누산 결과와 제 2 압력 감소 값의 누산 결과의 차이가 미리 설정된 값 이상일 때 주행 노면이 단일마찰 노면에서 스플리트 노면으로 변화한 것으로 판정한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시예를 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안티록 브레이크 시스템의 브레이크 액압 회로도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 운전자에 의해 브 레이크 페달(1)의 조작이 발생하면 이 브레이크 페달(1)로부터 전달된 힘이 배력장치(1a) 및 마스터실린더(1b)에 의해 증폭되어 브레이크 액압이 생성된다. 이와 같이 생성된 브레이크 액압은 다수의 솔레노이드밸브(3a~3d, 4a~4d)에 의해 휠 실린더(2)에 공급된다. 휠 실린더(2)에서 배출된 브레이크액은 일시적으로 저압 어큐뮬레이터(LPA : 5)에 저장되며, 이 저압 어큐뮬레이터(5)에 저장된 브레이크액은 모터(6) 및 펌프(7)에 의해 휠 실린더(2)로 환류된다. 고압어큐뮬레이터(HPA; 8)는 펌프(7) 구동 시 환류되는 브레이크액의 맥동을 감쇄시키기 위한 것이다. 이와 같은 각각의 구성 요소들은 하나의 모듈레이터 블록(9)으로 컴팩트하게 구성된다.

솔레노이드밸브(3a~3d, 4a~4d)는 마스터실린더(1b)에서 발생되어 휠 실린더(2)로 공급되는 브레이크액을 유입 또는 배출시키기 위해 휠 실린더(2)의 입구측과 출구측에 각각 배설되는데, 솔레노이드 밸브(3)는 평상시에는 유로를 개방시키고 전기적인 신호에 의해 작동하여 유로를 폐쇄시키는 상시 개방형이고, 솔레노이드 밸브(4)는 평상시에는 유로를 폐쇄시키고 전기적인 신호에 의해 작동하여 유로를 개방시키는 상개폐쇄형이다.

ABS 제동시 ABS 제어부는 솔레노이드밸브(3a~3d, 4a~4d)를 구동하여 해당 휠에서의 브레이크 액압을 감압, 유지 또는 증압시킨다. ABS 제어부는 해당 바퀴의 브레이크 액압을 증압시킬 때 휠 실린더 입구측의 상개 개방형 솔레노이드밸브는 개방시키고, 상시 폐쇄형 솔레노이드밸브는 폐쇄시켜 휠 실린더에서의 브레이크 액압이 증가하도록 한다. 또한, 감압시에는 상시 개방형 솔레노이드밸브를 폐쇄시키고, 상시 폐쇄형 솔레노이드밸브를 개방시켜 휠 실린더에서의 브레이크 액압을 감 소시킨다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안티록 브레이크 시스템에서, 주행 노면이 고마찰 노면에서 스플리트 노면으로 바뀔 때의 전륜 좌우측의 휠 압력 변화를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, ABS를 장착한 차량에서는 ABS에 의한 제동 시 좌우 휠이 위치한 노면의 마찰 계수가 서로 같은 고마찰 노면(즉 단일 마찰 계수의 노면)이면 전륜 좌우측의 휠 압력은 거의 동일한 증압 및 감압 패턴을 갖는다(도 3의 t0~t1 구간 참조).

그러나 차량 제동 중에 주행 노면이 고마찰 노면에서 스플리트 노면으로 변화하면, 전륜 좌우측 휠에서의 휠 압력의 감압 패턴이 크게 달라진다(도 3의 t1 이후 구간 참조). 즉, 고마찰 노면에서 스플리트 노면으로 진입하는 시점에는 전륜 좌우 휠 가운데 어느 하나는 계속해서 고마찰 노면을 주행하게 되고, 나머지 휠은 고마찰 노면에서 저마찰 노면으로 주행 노면이 변화하게 되므로 전륜 좌우 휠의 노면 마찰 계수의 차이로 인해 저마찰 노면측 바퀴의 감압 모드가 고마찰 노면측 바퀴의 감압 모드보다 길어진다. 또한, 스플리트 노면으로 진입한 이후에도 전륜 좌우측 휠의 휠 압력 사이에는 압력차가 상대적으로 높게 나타난다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 장치의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 차량의 전반적인 제어 동작에 관여하는 제어부(10)의 입력단에는 네 개의 차륜에 각각 대응하도록 마련되는 네 개의 휠 속도 센서(20a~20d)가 연결된다.

제어부(10)의 출력단에는 전륜 좌우 휠의 상시 개방형 솔레노이드밸브(3a, 3b)를 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation ; 이하 PWM 라 칭함) 제어하는 펄스폭 변조부(30)가 연결된다.

제어부(10)에는 카운터(10a)가 마련되는데, 이 카운터(10a)는 펄스폭 변조부(30)에서 발생하는 펄스폭 변조 신호의 듀티비에 따라 카운트 값을 증가 또는 감소시킨다.

제어부(10)는 전륜 좌우 휠의 상시 개방형 솔레노이드밸브(3a, 3b)를 PWM 제어하여 이 상시 개방형 솔레노이드밸브(3a, 3b)에 공급되는 전류의 PWM 듀티비를 조절함으로써 밸브의 개도를 조절한다. 즉, 기존의 오/오프 제어 대신에 PWM 제어하여 증압 모드에서 밸브를 한꺼번에 여는 것이 아니라 처음에는 일부만 열고 이후 조금씩 더 열어서 휠 압력이 서서히 선형적으로 증가하도록 제어한다. 이때 밸브의 개폐 정도는 밸브 내의 솔레노이드코일의 마그네틱 힘을 PWM 제어를 통해 조절해 주는 것으로 마그네틱 힘은 곧 PWM 듀티비의 크기와 비례한다고 할 수 있다. 즉, PWM 듀티비 0%는 노멀오픈형 솔레노이드밸브를 완전 개방하였을 때를 의미하고, PWM 듀티비는 100%는 밸브를 완전히 폐쇄했을 때를 의미하고, 중간 값은 일부만 열었을 때에 해당한다.

저마찰 노면의 마찰 계수와 고마찰 노면의 마찰 계수의 차이가 그다지 크지 않은 경우에는 두 노면의 차이를 정확하게 검출하는 것이 쉽지 않다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 전륜 좌우측 휠의 휠 압력의 감압 정도를 누산하여 스플리트 노면으로의 진입을 검출함으로써 보다 정확한 검출이 가능하도록 하는데, 이를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 장치에서 휠 압력의 증압 모드 및 감압 모드에 따른 카운트 값의 변화를 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 하나의 휠 압력만을 생각하면 ABS가 동작할 때에는 휠 압력의 증가와 감소가 주기적으로 반복된다. 즉 증압 모드 #1과 감압 모드 #1, 증압 모드 #2, 감압 모드 #2가 차례로 반복되는데, 증압 모드 #1과 증압 모드 #2에서는 카운터(10a)의 카운트 값이 감소하고, 감압 모드 #1과 감압 모드 #2에서는 반대로 카운트 값이 증가한다.

본 발명의 실시예에서는 고마찰 노면에서 스플리트 노면으로의 변화를 검출하기 위하여 감압 모드에서의 휠 압력의 변화를 참조하는데, 고마찰 노면의 마찰 계수와 저마찰 노면의 마찰 계수의 차이가 그다지 크지 않으면 스플리트 노면을 정확하게 검출하는 것이 곤란하므로 두 주기 이상의 감압 모드에서의 카운트 값을 누산하여 그 누산 결과를 통해 스프리트 노면 여부를 검출한다. 즉, 도 5에서 감압 모드 #1에서의 카운트 값과 감압 모드 #2에서의 카운트 값을 누산하고, 전륜 좌우 휠 각각에서의 누산 결과를 서로 비교하여 현재 차량이 단일 마찰 계수의 노면에서 스플리트 노면으로 진입했는지를 판정한다.

본 발명에 따른 차량 제어 방법은 저마찰 노면의 마찰 계수와 고마찰 노면의 마찰 계수의 차이가 그다지 크지 않은 경우에도 전륜 좌우측 휠의 휠 압력의 감압 정도를 누산하여 스플리트 노면으로의 진입을 검출함으로써 보다 정확한 검출이 가능하도록 하여 차량 제동중에 노면 상태가 변화하더라도 차량이 안정성을 유지할 수 있도록 노면 상태를 정확히 검출할 수 있도록 한다.

Claims (5)

1. 전륜 좌측 휠의 브레이크 압력과 전륜 우측 휠의 브레이크 압력을 단속적으로 제어하는 안티록 브레이크 시스템을 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서,

   상기 안티록 브레이크 시스템이 동작할 때, 상기 좌측 휠의 브레이크 압력의 감소 정도를 대표하는 제 1 압력 감소 값과 상기 우측 휠의 브레이크 압력의 감소 정도를 대표하는 제 2 압력 감소 값을 각각 2회 이상 획득하여 누산하고;

   상기 제 1 압력 감소 값의 누산 결과와 상기 제 2 압력 감소 값의 누산 결과의 차이가 미리 설정된 값 이상일 때 주행 노면이 단일마찰 노면에서 스플리트 노면으로 변화한 것으로 판정하는 차량 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 압력 감소 값의 누산 결과와 상기 제 2 압력 감소 값의 누산 결과의 차이가 미리 설정된 값 이상일 때 주행 노면이 고 마찰 계수 노면에서 스플리트 노면으로 변화한 것으로 판정하는 차량 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 안티록 브레이크 시스템이 동작함으로써 상기 각 휠의 브레이크 압력의 증가 및 감소가 주기적으로 반복될 때 적어도 2주기 동안의 상기 제 1 및 제 2 압력 감소 값을 검출하여 누산하는 차량 제어 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 각각의 휠의 브레이크 압력이 감소 추세인 동안 카운트 값이 증가하고, 상기 각각의 휠의 브레이크 압력이 증가 추세인 동안 카운트 값이 감소하는 적어도 두 개의 카운터가 상기 각각의 휠마다 대응되도록 마련되고;

   상기 적어도 2주기 동안 상기 각각의 카운터의 증가하는 카운트 값들을 누산하여 그 차이를 통해 스플리트 노면으로의 변화를 판정하는 차량 제어 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 전륜 좌측 휠의 브레이크 압력을 조절하기 위한 제 1 밸브와;

   상기 전륜 우측 휠의 브레이크 압력을 조절하기 위한 제 2 밸브와;

   상기 제어부로부터 제공되는 제어값에 따라 상기 제 1 및 제 2 밸브를 주기적으로 개폐시키기 위한 펄스폭 변조 신호를 발생시키는 펄스폭 변조 신호 발생부를 더 포함하고;

   상기 각각의 카운터는 상기 펄스 폭 변조 신호의 듀티비의 변화 추세에 따라 상기 카운트 값을 증가 또는 감소시키는 차량 제어 방법.

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