KR101055973B1 - 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량이 경사로에 정차할 때 경사도에 맞춰서 적절한 브레이크압을 유지시켜 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼어도 차량이 정차 상태를 유지하도록 함과 아울러 차량이 출발할 때 차량 출발전까지 브레이크를 제어하여 차량이 뒤로 밀리지 않도록 함으로써, 운전자의 운전 편의성을 향상시킬 수 있는 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법을 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명은, 차량이 경사로에 진입하게 되면 종가속도 센서에서의 출력값과 차량 속도 연산부에서의 차량 가속도로 현재 경사로의 경사도를 연산하는 단계와, 경사로에서 정차 시 ESP 제어부가 휠실린더 압력 센서로부터의 출력값을 통해 현재 브레이크압이 경사진 노면에서 차량을 안정적으로 정차시킬 수 있는지를 연산하는 단계와, 연산 후 상기한 브레이크압이 노면의 경사도에 비해 작다고 판단되면 ESP 제어부가 유압펌프를 작동시켜서 휠실린더에 유압을 증가시켜 차량을 안정적으로 정차시키는 단계와, 차량이 안정적으로 경사로에 정차하고 있는 상태에서 운전자가 출발을 하기 위해 악셀러레이터 페달을 밟게 되면 ESP 제어부가 TPS에 의해 드로틀 밸브의 개방 각도를 체크하여 엔진 토크를 연산하는 단계와, 엔진의 토크를 연산하여 노면의 경사도에 따른 출발 토크의 범위이내가 되면 상기한 ESP 제어부가 TC 밸브를 단계적으로 개방시켜 휠실린더의 유압을 점차적으로 감소시켜 차량을 출발시키는 단계와, 차량이 출발하게 되면 ESP 제어부는 다시 TC 밸브를 차단 시켜 원상태로 리턴시키는 단계로 구성함을 특징으로 한다.

차량, 경사로, 정차, 브레이크, 제어

Description

차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법{Method of brake control for stopping in slant road}

도 1은 일반적인 ESP 장착 차량의 브레이크 유압 회로도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법의 제어 상태를 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법의 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

50: 마스터실린더 51, 52: 압력센서

53: 휠실린더 54: 셔틀밸브

55: TC 밸브 P: 펌프

본 발명은 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량이 경사로에 정차할 때 경사도에 맞춰서 브레이크압을 조절하여 정차를 용이하게 함과 아울러 차량이 경사로에서 출발할 때 뒤로 밀리지 않도록 함으로써 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있는 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 주행중에 안정성을 향상시키기 위한 장치로서는 제동 시 슬립 방지를 위한 ABS(ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM)와, 급발진 시 슬립을 방지하기 위한 TCS(TRACTION CONTROL SYSTEM) 및 차량의 주행중 자세를 안정적으로 유지하기 위한 차량 안정성 시스템 ESP(ELECTRONIC STABILITY PROGRAM)을 사용하게 된다.

즉, 차량에 장착된 ABS는 제동시의 안정성을 확보하는 것이고, TCS는 출발시의 미끄러짐을 방지하는 것이며, ESP는 ABS와 연계하여 선회 시 차량 자세를 브레이크 또는 엔진 토크로 제어하면서 안정적으로 유지하게 되는 것이다.

상기한 브레이크 유압 회로는 도 1에 도시된 바와 같이 브레이크 페달의 작동에 의해 유압을 발생시키는 마스터 실린더(50)와, 상기한 마스터 실린더(50)의 유압을 검출하는 압력 센서(51)와, 휠 실린더(52)의 유압을 검출하는 압력 센서(53)와, 상기한 마스터 실린더(50)의 유압을 휠 실린더(52)에 전송할 때 ESP 작동중 또는 ESP 미작동시에 각각 온/오프되면서 유압을 제어하는 셔틀밸브(54) 및 TC(Traction Control) 밸브(55)와, 상기한 휠 실린더(52)에 유압을 인가/배출하도록 설치된 제어 밸브(56)로 이루어져 있다.

상기한 TC 밸브(55)는 ESP 미작동시에는 항상 열려있는 상태이고, 셔틀 밸브(54)는 항상 닫혀있는 상태인 바, ESP가 작동하게 되면 TC 밸브(55)는 닫히고 셔틀 밸브(54)는 열리면서 유압펌프(P)에 의해 급속도로 유압이 휠실린더(52)에 작용하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 ESP 시스템을 통해 브레이크를 제어하여도 차량이 경사로에 정차하였을 때 운전자가 충분한 힘으로 브레이크 페달을 밟지 않으면 차량이 전면 또는 후방으로 밀리게 되어 후방 또는 전방 차량과 추돌할 위험이 있을 뿐만 아니라 차량이 경사로에서 정차한 후 다시 출발할 때 차량이 뒤로 밀리면서 후방 차량과 추돌하는 경우가 많이 발생됨으로써, 이로 인해 운전자가 매우 불안해함과 아울러 운전의 스트레스를 많이 받게 되는 문제점이 있다.

즉, 경사도가 클 경우에 운전자가 다른 생각을 하다가 브레이크를 밟는 힘을 늦추게 되면 차량이 전방 또는 후방으로 밀리는 경우가 발생되고, 경사로 출발시에도 어느 정도는 후방으로 밀리기 때문에 운전자가 항상 신경을 많이 쓰게 되어 피로도가 급증하게 되는 것이다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량이 경사로에 정차할 때 경사도에 맞춰서 적절한 브레이크압을 유지시켜 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼어도 차량이 정차 상태를 유지하도록 함과 아울러 차량이 출발할 때 차량 출발전까지 브레이크를 제어하여 차량이 뒤로 밀리지 않도록 함으로써, 운전자의 운전 편의성을 향상시킬 수 있는 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량이 경사로에 진입하게 되면 종가속도 센서에서의 출력값과 차량 속도 연산부에서의 차량 가속도로 현재 경사로의 경사도를 연산하는 단계와, 상기한 경사로에서 정차 시 ESP 제어부가 휠실린더 압력 센서로부터의 출력값을 통해 현재 브레이크압이 경사진 노면에서 차량을 안정적으로 정차시킬 수 있는지를 연산하는 단계와, 연산 후 상기한 브레이크압이 노면의 경사도에 비해 작다고 판단되면 ESP 제어부가 유압펌프를 작동시켜서 휠실린더에 유압을 증가시켜 차량을 안정적으로 정차시키는 단계와, 차량이 안정적으로 경사로에 정차하고 있는 상태에서 운전자가 출발을 하기 위해 악셀러레이터 페달을 밟게 되면 ESP 제어부가 TPS에 의해 드로틀 밸브의 개방 각도를 체크하여 엔진 토크를 연산하는 단계와, 상기한 엔진의 토크를 연산하여 노면의 경사도에 따른 출발 토크의 범위이내가 되면 상기한 ESP 제어부가 TC 밸브를 단계적으로 개방시켜 휠실린더의 유압을 점차적으로 감소시켜 차량을 출발시키는 단계와, 차량이 출발하게 되면 ESP 제어부는 다시 TC 밸브를 차단시켜 원상태로 리턴시키는 단계로 구성함을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법의 제어 상태를 도시한 블록도로서, 차량의 휠 속도센서(10)의 신호값에 따라 차량의 속도 및 가속도를 연산하는 차량 속도 및 가속도 연산부(11)와, 차량의 종방향(길이방향) 경사에 따라 신호값을 출력하도록 차량 종방향으로 설치된 종가속도 센서(12)(G 센서)와, 상기한 종가속도 센서(12)의 출력값과 차량의 가속도값으로 현재 차량의 경사도를 추정하는 경사도 추정부(13)와, 휠실린더 압력센서(14)에서의 출력값과 경 사도 추정부(13)에서의 출력값을 비교하여 휠실린더의 압력이 경사도에 따른 차량의 정차에 적절한지 여부를 추정하는 브레이크압 추정부(15)와, 상기한 브레이크압 연산부(15)와 경사도 추정부(13)에서의 신호로 유압 펌프(16) 및 TC 밸브(17)를 제어하는 ESP 제어부(18)로 이루어져 있다.

또한, 엔진 토크 정보를 TPS(Throttle Position Sensor)(19)의 신호에 의해 연산하고 이를 ESP 제어부(18)로 전송하는 토크 연산부(20)가 설치되어 있고, 휠실린더(20)의 압력이 경사도에 비해 약할 경우 강제적으로 휠실린더(20)의 압력을 증대시키는 유압펌프(16)가 설치되어 있다.

즉, 차량이 경사로에서 정차중에 브레이크의 압력(휠실린더의 압력)이 감소되거나 경사도에 비해 약할 경우에는 ESP 제어부(18)가 강제적으로 유압펌프(16)를 작동시켜 휠실린더(20)의 압력을 증대시켜 차량이 안정적으로 정차 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이고, 차량이 경사로에서 출발 시 상기한 토크 증가에 따라 상기한 TC 밸브(17)를 듀티(DUTY) 제어하여 휠실린더 압력을 단계적으로 감소시킴으로써 차량이 뒤로 밀리지 않고 출발할 수 있도록 하는 것이다.

도 3을 예를 들어 상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 경사도 추정부에서 차량이 경사로에 진입했는지를 판단한다(단계 S10).

차량이 주행중 경사로에 진입하게 되면 종가속도 센서에서의 출력값과 차량 속도 연산부에서의 차량 가속도로 현재 경사로의 경사도를 하기한 수학식1에 따라 연산하게 된다.

Gsen: 종가속도 센서에서의 출력값

G : 중력 가속도

i : 휠의 가속도
θ : 노면의 경사도

상기한 수학식1에 따라 현재 차량의 경사도 즉, 노면의 경사도가 추정되는 바, 이 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 밟아서 차량이 정차를 하게 되면 휠속도센서에서의 출력값에 의해 ESP 제어부가 현재 차량이 정차 상태임을 파악하게 된다.

차량이 정차 상태이면 ESP 제어부가 휠실린더 압력 센서로부터의 출력값을 통해 휠실린더의 압력을 체크하고(단계 S20), 현재 브레이크압이 경사진 노면에서 차량을 안정적으로 정차시킬 수 있는지를 판단하여(단계 S30), 상기한 브레이크압이 노면의 경사도에 비해 작다고 판단되면 ESP 제어부가 유압펌프를 작동시켜서 휠실린더에 유압을 증가시키게 된다(단계 S40). 휠실린더에 유압이 증가되면 차량의 브레이크압이 증가하게 됨으로써, 차량이 정차 상태를 유지하게 되는 것이다.

특히, 운전자가 경사로에서 정차하고 있는 도중에 무의식적으로 브레이크 페달을 밟는 힘이 약해지게 되면, 휠실린더의 압력이 약해지게 되는 바, 이를 ESP 제어부가 감지하여 유압펌프를 강제 작동시키면서 휠실린더의 압력을 증가시킴으로 써, 차량이 경사로에서 안정적으로 정차하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같이 차량이 안정적으로 경사로에 정차하고 있는 상태에서 운전자가 출발을 하려고 하면, 브레이크 페달에서 발을 떼게 되지만, 상기한 바와 같이 ESP 제어부에 의해 휠실린더의 압력이 유지되기 때문에 차량은 정차 상태를 유지하게 된다.

이 상태에서 운전자가 악셀러레이터 페달을 밟게 되면 드로틀 밸브가 개방되면서 엔진 토크가 상승하게 되면서 차량이 출발하게 되는 바(단계 S50), 상기한 드로틀 밸브가 개방되면 ESP 제어부가 TPS에 의해 드로틀 밸브의 개방 각도를 체크하게 된다.

TPS 의 개방각도를 체크하게 되면 상기한 드로틀 밸브의 개방에 따른 토크의 상승을 토크 연산부에서 연산하게 된다.

현재 차량의 엔진 토크를 연산함과 아울러 차량의 경사각도에 따른 적정한 출발 토크(차량이 뒤로 밀리지 않으면서 출발할 수 있는 토크)를 연산함과 아울러 상기한 ESP 제어부가 TC 밸브를 단계적으로 개방시켜 휠실린더의 유압을 점차적으로 감소시키게 된다(단계 S60).

즉, 운전자가 악셀러레이터 페달을 밟는 것에 따른 토크의 상승에 따라 휠실린더의 유압을 점차적으로 감소시켜 경사로에서도 차량이 뒤로 밀리지 않으면서 부드럽게 출발할 수 있도록 제어하게 되는 것이다(단계 S70).

물론, 상기한 토크의 상승에 따른 TC 밸브의 해제시점은 차량에 따라 각각 상이한 값이 되지만, 토크의 상승값이 차량의 경사로 출발에 적정한 값이 되도록 차량마다 세팅하게 된다.

차량이 출발하게 되면 ESP 제어부는 다시 TC 밸브를 차단시켜 원상태로 리턴시키게 된다(단계 S80).

본 발명은 차량이 경사로에서 정차할 때 브레이크압을 경사도에 맞춰서 적절하게 유지하여 차량이 경사로에서 전면 또는 후방으로 밀리는 것을 자동적으로 방지할 수 있고, 차량이 오르막 경사로에서 정차한 후 출발할 때 휠실린더의 유압을 유지시키면서 엔진 토크가 상승하면 이에 맞춰서 휠실린더의 유압을 점차 감소시켜, 운전자가 신경을 쓰지 않아도 자동적으로 차량의 뒤로 밀림을 방지할 수 있고 이로 인해 운전자의 편의성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 차량이 경사로에 진입하게 되면 종가속도 센서(12)에서의 출력값과 차량 속도 연산부(11)에서의 차량 가속도로 현재 경사로의 경사도를 연산하는 단계와,

   상기한 경사로에서 정차 시 ESP 제어부(18)가 휠실린더 압력 센서(14)로부터의 출력값을 통해 현재 브레이크압이 경사진 노면에서 차량을 안정적으로 정차시킬 수 있는지를 연산하는 단계와,

   연산 후 상기한 브레이크압이 노면의 경사도에 비해 작다고 판단되면 ESP 제어부(18)가 유압펌프(16)를 작동시켜서 휠실린더(53)에 유압을 증가시켜 차량을 안정적으로 정차시키는 단계와,

   차량이 안정적으로 경사로에 정차하고 있는 상태에서 운전자가 출발을 하기 위해 악셀러레이터 페달을 밟게 되면 ESP 제어(18)부가 TPS(Throttle Position Sensor)(19)에 의해 드로틀 밸브의 개방 각도를 체크하여 엔진 토크를 연산하는 단계와,

   상기한 엔진의 토크를 연산하여 노면의 경사도에 따른 출발 토크의 범위이내가 되면 상기한 ESP 제어부(18)가 TC(Traction Control) 밸브(17)를 단계적으로 개방시켜 휠실린더(53)의 유압을 점차적으로 감소시켜 차량을 출발시키는 단계와,

   차량이 출발하게 되면 ESP 제어부(18)는 다시 TC 밸브(17)를 차단시켜 원상태로 리턴시키는 단계로 구성함을 특징으로 하는 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기한 경사도의 측정은 하기한 식에 따라 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 경사로 정차 브레이크 제어 방법.

   

   Gsen: 종가속도 센서에서의 출력값

   G : 중력 가속도

   i : 휠의 가속도

   θ: 노면의 경사도

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