KR100521066B1 - 차량의제동력분배제어방법및제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 제동력 분배 제어방법과 제어장치에 관한 것이다. 제동 시스템의 영역에 에러가 발생한 경우에는, 제동력 분배 제어기가 비상모드로 동작한다. 차량의 속도와 감속도가 규정된 최대값을 초과하면 조정이 실시된다. 또한 본 발명은 특정 개별 에러가 발생되는 경우에 제동력 분배를 제어하기 위한 비상 조치에 관한 것이다.

Description

차량의 제동력 분배 제어방법 및 제어장치{Method and device for controlling braking force distribution in a motor vehicle}

본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 차량의 제동력 분배 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.

독일특허 제 41 12 388 A1 호(미국특허 제 5,281,012 호)에는 전륜과 후륜의 차륜속도에 기초하여 차량의 제동력 분배를 제어할 수 있는 제어방법과 제어장치가 공지되어 있다. 어떠한 이유로든 이러한 전자 제어 시스템이 고장나면, 특정 제동 상태에서, 과도하게 제동된 후차축 때문에 바람직하지 않은 주행 상태가 나타날 수 있다.

따라서, 예를 들어 독일특허 제 1 95 11 152 A1 호에는 2개의 속도 센서가 동시에 고장난 경우를 위하여 비상모드가 제안되어 있다. 이 경우, 교대하는 압력 상승과 압력강하에 의해, 운전자에 의해 규정된 입구 압력 미만의 포화 압력값이 후륜 브레이크에 설정된다.

독일특허 제 1 95 11 161 A1 호와 제 1 95 11 162 A1 호에는, 에러의 경우 차량의 전차축과 후차축 사이의 제동력 분배를 제어 또는 조절하기 위한 다른 조치가 기재되어 있다.

독일특허 제 1 95 11 161 A1 호에서는, 제어장치 내부에 에러가 있을 경우 제동력 분배 제어를 중단하거나, 그렇지 않으면 개별 고장의 경우 적어도 제한된 범위로 계속 작동된다. 예를 들어, 전륜이나 후륜에서 속도 센서에 결함이 발생하면, 대체 신호에 기초하여 제어를 계속하게 된다. 또한 전륜에서 감소되지 않은 제동력을 상승시키는 액추에이터의 결함이나, 리턴 펌프 영역의 에러나, 제동력 감소의 가능성을 없애는 액추에이터의 에러나, 부족 전압의 경우에도 제어는 계속 진행된다. 전륜에서 제동력 상승을 막는 액추에이터의 결함이나 후륜에서 감소되지 않은 제동력을 상승시키는 액추에이터의 결함이 발생하면, 제어장치는 패시브 모드로 스위칭된다.

독일특허 제 1 95 11 162 A1 호에는 회전수 신호에 에러가 발생할 때 제동력 분배 제어의 비상조치가 설명되어 있다. 이때 전륜 회전수 신호의 에러가 있는 경우 정상 기능을 하는 다른 전륜 회전수 신호가 제어에 기초가 되거나 또는 나머지 모든 차륜 중 가장 빠른 차륜들이 사용되고, 후륜 회전수 센서에 에러가 있는 경우 대체 신호로서 주행 속도 기준신호가 사용된다. 또한 에러의 경우, 제동력 분배 제어기의 감도가 증가된다.

에러 검출 방법은, 예를 들어 SAE 페이퍼 제 890870 호의 "스미토모 일렉트로닉 안티록 시스템의 전자 제어장치"에 기재되어 있다.

에러 발생시 제동력 분배 제어를 유지하기 위해, 공지된 방법은 거기에 기재된 개별 에러를 확실하며 효과적으로 통제한다. 그러나 특히, 제동과정을 예측하여 제어장치를 작동시키기 위해 그 위치를 평가하는 브레이크 페달 스위치에 에러가 있는 경우에, 제동력 분배 제어기의 상세한 비상대책은 기재되어 있지 않다.

도 1은 제동 시스템의 블록 회로도.

도 2는 선택된 에러의 경우 제동력 분배 제어의 실행을 컴퓨터 프로그램으로서 나타낸 순서도.

본 발명의 목적은, 에러의 경우에 차량의 전차축과 후차축 사이의 제동력 분배를 최적으로 제어하는 것이다.

이것은 독립 청구항의 특징에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 방법 및 장치는 차량의 제동력 분배 제어의 비상모드를 최적화한다.

특히 브레이크 페달 스위치의 에러를 통제하여 이러한 에러의 경우에도 제동력 분배 제어를 계속 진행하는 것이 특히 바람직하다.

또한 제어장치 동작이 없을 때는, 압력 상승 펄스열을 통해 후륜 브레이크에 제동압력을 빠르게 진입시킴으로써 후차축의 과도한 제동(overbraking)으로 인한 위험을 제거하는 것이 특히 바람직하다.

또한 시스템을 차단시키지 못하는 부족 전압의 경우와 리턴 펌프의 에러 및/ 또는 후차축에서 배출 밸브에 에러가 발생하는 경우에, 상응하는 흡입 밸브의 작동을 통하여 제동력 분배 제어가 실시되는 것이 특히 바람직하다. 후륜 브레이크 내에 압력의 빠른 진입을 억제하기 위해, 압력상승기울기 제한 시스템이 제공되는 것이 바람직하다.

또한 하나의 회전수 센서에 에러가 발생하는 경우에는 대체 신호로서 동일한 차량 측면의 회전수 신호를 이용하며, 두 개의 회전수 센서들에 에러가 발생하는 경우에는 선행 기술에 공지된 압력 제한을 적용하는 것이 특히 바람직하다. 이와 관련하여 차량이 정지상태에 있을 때 제한이 중단되고, 운전자의 입구 압력보다 낮은 추가의 압력 상승이 허용되므로 차량의 정지상태가 안전하게 유지될 수 있다.

이하의 실시예 설명과 종속 청구항들로부터 다른 장점들이 나타난다.

이하, 도면에 도시한 실시예들에 따라서 본 발명을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 제동 시스템의 블록 회로도를 도시한다. 적어도 하나의 마이크로컴퓨터(12)로 구성된 제어장치를 도면부호 10으로 표시한다. 마이크로컴퓨터(12)는 데이터를 교환하기 위해 버스 시스템(bus system;14)을 통하여 입력 모듈(16) 및 출력 모듈(18)과 연결된다. 바람직한 실시예에서, 마이크로컴퓨터(12)는 ABS 제어기(20), 제동력 분배 제어기(22) 및 에러 검출 유닛(24)를 포함한다. 상기 제어기 또는 에러 검출 유닛의 기본적인 동작 방식은 서두에 언급한 선행 기술에 공지되어 있다.

입력 모듈(16)에는, 차륜속도 센서(회전수 센서;30 내지 32)로부터의 입력 라인(26 내지 28), 브레이크 페달 스위치(36)로부터의 입력 라인(34), 브레이크 장치의 리턴 펌프(40)로부터의 입력 라인(38) 및, 밸브 계전기(44)로부터의 라인(42)이 연결된다. 라인(38 내지 42)들을 통해서, 모니터링을 위해 상응하는 부품들의 적당한 포텐셜이나 에러 정보가 제공된다. 입력 라인(46)은 입력 모듈(16)을 전원(48)에 연결한다. 또한 흡입 밸브 및 배출 밸브를 모니터링하기 위해 필요한 신호 변수가 라인(50 내지 52)을 통해 제공된다. 상기 라인들은 자동 슬립 제어 및/또는 차량 다이내믹 제어를 실시하기 위한 밸브(흡입 밸브, 전환 밸브)들의 상응하는 신호 변수도 포함한다. 제어장치(10)의 출력 모듈(18)로부터, 제 1 출력 라인(54)이 밸브 계전기(44)로, 출력 라인(56 내지 58)이 개별 차륜 브레이크의 액추에이터(60, 62)로 그리고 적어도 하나의 또 다른 출력 라인(64)이 적어도 하나의 경고등(66)으로 안내된다.

제동 시스템의 정상 작동 동안, 차륜들 중 적어도 하나가 록킹되면, ABS 제어기는 할당된 액추에이터의 규정된 작동을 통해 브레이크를 해제한다. 유압식 또는 공압식 브레이크 장치에서 액추에이터는, 예를 들어 흡입 밸브와 배출 밸브이다. 바람직한 실시예에서, 록킹은 적어도 하나의 차륜 회전수로 형성된 기준 속도와 관련 차륜의 회전수와의 편차에 의해 검출된다. 소위 ABS 상태가 나타나기 전에, 제동력 분배 제어기에 의해 후륜 브레이크가 과도하게 제동되지 않는 것, 다시 말해서 후차축의 차륜들이 전차축의 차륜들보다 먼저 록킹되지 않는 것이 보장된다. 이것은 바람직한 실시예에서 전술한 선행 기술에 따라 실시된다. 이것에 따라, 액추에이터의 작동에 의해 후륜 제동 압력은, 가장 느린 후륜이 가장 빠른 전륜보다 소정의 차이량 만큼 더 느리게 움직이도록 설정된다. 이로 인해, 후륜들이 록킹되기 시작하는 작동 범위로 진입하는 것이 방지된다. 따라서 적어도 몇몇 제동장치에서는 부분 제동 범위에서 제동장치에 의해 규정된, 전차축과 후차축 간의 제동력 분배의 편차를 야기하는 후륜 제동력의 제한이 이루어진다.

에러 검출 유닛은 마이크로컴퓨터의 작동방법이나 제어장치(10)의 다른 부품들을 검사하여, 특히 회전수 센서(30 내지 32), 밸브 계전기(44), 리턴 펌프(40), 액추에이터(60 내지 62)와 같은 외부 부품의 가능성을 검출하거나 공급 전압의 레벨을 검사한다. 에러 발생이 검출되면, 마이크로컴퓨터(12)는 적어도 몇가지 에러 상태에서 운전자에게 알리기 위하여 경고등(66)을 작동시킨다. 또한 ABS 제어기 및/또는 제동력 분배 제어기는 중단되거나 부분적으로 중단되거나 또는 그들의 기능을 유지한다.

원칙적으로 2중 에러가 회전수 센서의 영역에서 발생되는 것을 제외하고는 2중 에러가 발생될 때는 제동력 분배 제어기(EBC)가 차단된다. 개별 에러의 경우에는 에러에 따른 비상모드가 진행된다. 두 개의 회전수 센서에서의 결함, 브레이크 등 스위치에서의 결함, 부족 전압의 경우, 밸브 계전기 스티킹의 경우, 및 비상 타이어가 장착된 경우는 제어된다. 이러한 경우 EBC제어기가 비상모드로 작동한다.

제동력 분배 제어기(EBC)의 비상모드는 하기의 개별 에러 중 적어도 하나가 발생하거나 또는 ABS 제어기의 사용이 불가능할 때 개시된다. 후자의 경우에 제동력 분배 제어기에 대한 비상 조치로서, 브레이크 페달 스위치의 위치에 따라서가 아니라 차량속도 및 차량 감속도가 규정된 한계치를 초과하는지 여부에 따라 제어가 이루어진다. 제동이 이루어지는 동안 종래 기술에서 공지된 방식의 제어가 실시되며, 이때 감속도가 크고 제어가 이루어지지 않는 경우에 후륜의 제동압력에 대한 압력 상승 제한 기능이 시작된다. 이를 위해 후륜의 제동압력이 규정된 램프 업(ramp-up) 시간 후 상승하게 되며, 예를 들어 시간에 따라 램프형으로 상승하는 후륜 제동 압력 곡선을 야기하는 예정된 길이의 펄스 송출에 의해 상승하게 된다. 이로써 제동압력의 너무 빠른 조정과 후륜에서의 과도한 제동이 방지된다.

하한값의 이상의 범위에서 부족 전압이 발생된 경우와, 하나 또는 2개의 회전속도 센서에서 에러가 발생한 경우와, 밸브 계전기의 접점이 스티킹되는 경우와, 리턴 펌프에서 또는 리턴 펌프 중 하나에서 에러가 발생한 경우와, 전륜의 흡입 밸브 또는 배출 밸브의 공급 전압에 대한 단락의 경우나 밸브 스톨(stall)이 발생하는 경우와, 후륜의 배출 밸브에서 에러가 발생한 경우 제동력 분배 제어기가 비상모드의 범주에서 계속 작동된다.

제동력 분배 제어기가 즉시 중단되는 경우는, 공급 전압이 규정된 한계치를 초과하는 과전압의 경우와, 공급 전압이 하한값에 미달하는 부족 전압의 경우와, 제어장치에서 내부 에러가 발생한 경우와, 밸브 계전기가 중단된 경우와, 전륜의 흡입 밸브 또는 배출 밸브에서 접지에 대한 단락이 이루어지는 경우와, 후륜의 흡입 밸브에서 에러가 발생한 경우이다. 흡입 밸브 및 전환 밸브는 다른 밸브들과 마찬가지로 취급된다(접지에 대한 단락의 경우, 차단, 스톨 및 배터리 전압에 대한 단락의 경우 비상 모드).

도 2의 순서도에 따라서 제어기의 비상 모드 동안 실시되는 조치들에 관해 기술된다.

제동력 분배 제어기(EBC)의 비상 작동을 위한 도 2에 도시된 프로그램은, 정상 작동이 아닌 경우에 그리고 제동력 분배 제어기의 차단을 야기하는 에러가 발생하지 않은 경우에 항상 시작된다. 제 1 단계(100)에서는 검출된 에러 상태에 따라 소정의 비상 조치가 선택된다. ABS 제어기를 사용할 수 없는 경우에는 단계(102)에서 차량의 차륜속도(Vradi)가 판독입력 되고 상기 차륜속도들을 기초로 차량속도가 검출된다. 바람직한 일 실시예에서는 적어도 비상 모드시에 두 번째로 빠른 차륜속도로부터 차량속도(VFZ)를 산출한다. 그런 다음 산출된 차량속도(VFZ)로부터 바람직하게는 시간 도함수를 이용해 차량감속도(AFZ)를 산출한다. 적절한 필터 조치에 의해 상기 산출된 두 개의 신호들의 기울기를 제한한다. 다음 단계(104)에서는 신호(VFZ, AFZ)를 이용해 제동 과정이 실시되는지를 검사한다. 차량감속도가 최저 속도(VFZmin)보다 크고, 차량감속도가 최저 감속도(AFZmin)보다 크면 제동 과정이 실시되는 것이다. 제동 과정이 실시되지 않는 경우에는, 단계(116)에 따라 후륜의 액추에이터가 운전자의 규정에 따른 압력 강하를 허용하도록 작동된다. 단계(104)에서 제동 과정이 검출되면, 단계(106)에서 가장 빠른 전륜(VRADVA)과 가장 느린 후륜(VRADHA) 간의 편차(ΔV)를 산출한다. 상기 편차는 다음 단계(108)에서 설정값(ΔVS)과 비교된다. 편차(ΔV)가 설정값을 예정된 크기(ΔNOT1)만큼 초과 또는 미달하면, 단계(110)에 따라 후륜 브레이크에서의 압력은 흡입 밸브 및/또는 배출 밸브를 작동시킴으로써 설정값과 실제값 간의 차이에 따라, 설정값과 실제값간의 차이가 소정의 허용 범위(ΔNOT1)를 벗어나지 않도록 설정된다. 이때 제동력 분배 제어기의 에러 없는 작동과 비교해서 허용 범위(ΔNOT1)가 작기 때문에, 제어가 전반적으로 보다 민감하게 이루어진다. 설정값과 실제값 간의 차이가 허용 범위를 벗어나지 않는 경우 후륜 브레이크에서 제동압력이 운전자의 규정에 따라 상승한다. 그러나 단계(112)에 따라 차량감속도(AFZ)가 최저 한계치(AFZmin) 보다 큰 소정의 한계치(AFZ0)를 초과하면, 단계(114)에 따라 후륜 브레이크에서 압력이 소정의 시간 함수에 따라서 상향조정된다. 바람직한 실시예에서 이 과정은 소정의 펄스폭과 펄스간 주기를 갖는 펄스열을 통해 실현된다. 이로 인하여 후륜에서의 압력은 압력은 압력 상승의 제한에 의해 보다 서서히 상승하게 되고, 그 결과 감속도가 커서 운전자가 브레이크 페달을 강하게 작동시킬 때도 후차축의 압력이 지나치게 빨리 상승하지 않고 후차축이 과도하게 제동되지 않는다. 단계(108)가 제어를 시작하거나 또는 단계(112)에 따라 차량감속도가 (특히 히스테리시스 폭을 포함한) 한계값 미만으로 강하하면, 도 2에 도시된 프로그램의 주기적인 실행을 통해 상기 펄스열이 종료된다.

단계(100)에서, 정상 전압과 하한치 사이에 위치한 공급 전압(부족 전압)이 검출되거나, 리턴 펌프에서의 에러 또는 후륜 브레이크의 배출 밸브에서의 에러가 검출되면, 단계(118)에서 우선 앞서 언급한 단계(102 내지 106)들이 차량속도와, 차량감속도와, 제동과정과, 실제값(ΔV)의 결정을 위해 실시된다. 단계(104)에서 제동과정이 아니라고 검출되면, 단계(120)에 따라 압력이 감소되도록 후륜의 액추에이터가 조정된다. 제동과정 동안 상기 에러 중 하나가 발생하는 경우에, 단계(122)에서는 설정값과 실제값 간의 차이를 형성하고, 이 차이값이 허용값(ΔNOT2) 보다 작으면 단계(124)에 따라 후륜의 흡입 밸브가 폐쇄된다(흡입 밸브 세팅). 설정값과 실제값 간의 차이가 허용값(ΔNOT2)보다 크면(단계 126), 후륜이 전륜보다 느려지기 때문에, 단계(128)에 따라 압력 상승을 위해 흡입 밸브가 개방될 수 있다(흡입 밸브 리세팅). 설정값과 실제값 간의 차이가 허용 범위(ΔNOT2)를 벗어나지 않으면, 단계(114)와 유사하게 단계(130)에 따라 후륜 제동압력이 펄스열의 범주에서 상승된다. 상기 에러 중 하나가 발생하면 배출 밸브 및 리턴 펌프가 작동되지 않는다.

단계(100)에서 하나의 회전속도 센서에 결함이 있다고 검출되면, 단계(132)에서 에러가 있는 차륜신호(VradF)가 동일한 측면의 차륜속도 신호(Vrad)로 대체된다. 그후에 단계(134)에 따라 단계(102 내지 116)들이 실시된다.

단계(100)에서 두 개의 회전속도 센서의 에러가 검출되면, 단계(136)에서는 단계(102)에 상응하게 두 번째로 빠른 차륜속도를 기초로 차량속도가 산출되고, 이 차량속도(VFZ)를 기초로 차량감속도(AFZ)가 산출된다. 다음 단계(138)에서, 단계(104)와 유사하게 차량속도(VFZ)와 차량감속도(AFZ)를 최소값들과 비교함으로써 제동과정이 검출된다. 제동과정이 아니면, 단계(140)에 따라 제동압력의 강하가 가능하도록 밸브가 세팅된다. 제동과정이면, 단계(142)에 따라 후차축에서 서두에 언급한 종래의 기술과 마찬가지로 압력 제한이 이루어진다. 이 경우 차량이 정지하게 되면, 차륜 속도 신호가 더 이상 주어지지 않는다. 이것이 단계(144)에서 검출되면, 단계(146)에서 후차축용의 상승 펄스열이 제한된 펄스 길이로 시작된다. 이로써 후차축에서 제한 범위를 넘어 압력이 상승됨으로써 차량이 정지 상태로 유지된다. 바람직한 실시예에서는 다음 단계(148)에서, 압력 상승 펄스열이 시작된 후 경과한 시간이 최대값(Tmax)과 비교한다. 최대값에 도달하지 않았으면, 단계(146)에 따라 압력이 더욱 상승되고 그렇지 않은 경우에는 상기 프로그램 일부가 종료된다.

최대 시간은 하나의 대안이다. 다른 실시예에서는 최대 시간을 설정하지 않고, 운전자 입구 압력에 도달할 때까지 펄스열을 지속시킨다. 이것에 대한 대안으로서, 브레이크 페달 스위치를 이용해서 브레이크 페달의 해제가 검출될 때까지 후차축 브레이크에서 압력을 유지하는 방법도 있다.

여기서 기술한 해결 방법은 바람직하게 유압식이나 공압식 브레이크 장치에 사용될 수 있다. 또한, 기술한 해결 방법은 전기 체결장치를 갖는 브레이크 장치에도 상기 장점을 가지고 사용될 수 있다. 이 경우에는 브레이크 장치들에서 제어되는 제동력이나 제동 토크를 제동압력 대신 사용해야 한다. 또한 공기압 또는 전기-기계식 브레이크 장치에 사용할 경우 유압 부품들에 관한 사항은 생략되거나 적절하게 변형되어야 한다.

본 발명에 따른 방법의 설명 범주에서 제동력이란 제동압력, 제동 토크 등을 말한다.

Claims (10)

1. 전륜과 후륜의 차륜속도를 기초로 전차축과 후차축 사이에서 제동력 분배를 제어하는 제동력 분배 제어기가 제공되고, 에러가 발생하면 상기 제동력 분배 제어기에 대한 비상 조치가 제공되는 차량의 제동력 분배 제어방법에 있어서,

   에러가 발생하면 상기 제동력 분배 제어기는 차량속도와 차량감속도에 의존하여 작동되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 감속도가 크면, 후륜의 제동압력은 비상모드의 범주에서 소정의 제동력 상승함수에 따라 상승되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, ABS 제어기가 이용될 수 없거나 또는 특정 개별 에러가 검출되면, 비상모드가 개시되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 비상모드에서 실제값은 가장 빠른 전륜 속도와 가장 느린 후륜 속도의 차이로부터 산출되며, 상기 실제값을 설정값과 비교하여 소정의 허용오차 범위를 초과하는 경우에 상기 비상모드 동안 상기 실제값을 조정하여 상기 허용오차 범위 내로 되돌리도록 후륜 제동력이 제어되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
5. 제 1 항에 있어서, 제어 외에 제동력 상승 제한 기능이 제공되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
6. 제 1 항에 있어서, 부족 전압이 발생하는 경우 또는 리턴 펌프에 에러가 발생하는 경우 또는 후륜의 배출 밸브들 중 하나에 에러가 발생하는 경우에, 제동력 분배 제어는 후륜에 배치된 흡입 밸브의 작동에 의해서만 실시되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
7. 제 1 항에 있어서, 회전수 센서에 에러가 발생하는 경우에, 회전수 신호는 동일한 차량 측면에 있는 차륜의 회전수 신호로 대체되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 차량속도는 차량의 두 번째로 빠른 차륜의 회전수 신호를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
9. 제 1 항에 있어서, 두 개의 회전수센서에 에러가 발생하는 경우에, 후륜 브레이크에서 제동력 제한이 실시되며, 이때 차량이 정지되어 있는 상태에서 제동력이 유지되거나 제동력 상승 기능이 시작되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
10. 전륜 및 후륜의 회전수 신호를 기초로 차량의 전차축과 후차축 사이에서 제동력을 분배하는 제동력 분배 제어기와, 브레이크 장치의 범위에서 에러 상태를 검출하며 상기 제동력 분배 제어기에 대한 비상모드 조치를 개시하는 에러 검출 수단을 구비한 차량의 제동력 분배 제어장치에 있어서,

    에러가 발생하면, 차량속도와 차량감속도가 소정의 최소값을 초과할 때 제동력 분배 제어기가 작동되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어장치.