KR102518715B1 - 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 유압 제동 장치에서 누유등으로 인해 한 쪽 배관에 페일(Fail)이 발생하였을 경우, 정상배관 차륜에 가해진 제동력을 페일(Fail)이 발생한 배관 측 차륜으로 전달할 수 있도록 구성함으로써, 생성가능한 제동력의 한계를 높여, 보다 여유있는 제동이 가능한 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치 및 그 제어방법 {Emergency braking control system using Limited Slip Differential and method for the same}
본 발명은 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제동장치의 누유 등으로 인해 일부 배관에 파손이 발생한 경우 차동제한장치를 이용하여 효과적으로 제동 제어를 실시하기 위한 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
주행중인 차량을 감속 또는 정지시키고, 주차 상태를 유지하기 하기 위한 장치로, 차량에는 제동장치가 구비된다. 이러한 제동장치는 브레이크 페달의 답력을 증폭하여 차량을 정지시키기 위한 제동력을 생성하기 위한 장치이다.
이러한 제동장치로서, 브레이크 오일을 이용한 유압식 제동장치가 널리 이용되고 있다. 유압식 제동장치는 밀폐된 용기에 담긴 비압축성 유체(예를 들어, 브레이크 오일)에 가해진 압력이 모든 지점에 동일하게 전달됨에 따라 큰 힘을 낼 수 있다.
도 1은 유압식 제동장치에서 제동력이 전달되는 순서를 개략적으로 도시하고 있는 것이다.
브레이크 페달을 통해 운전자 제동 답력이 전달되면, 부스터에서는 엔진의 흡기부압을 이용하여 운전자 답력을 증폭시키게 된다. 증폭된 페달 답력을 마스터 실린더를 통해 유압으로 변환되고, 마스터실린더에서 생성된 유압은 유압배관을 통해 각 차륜의 캘리퍼 내 실린더로 전달된다. 이 때, 유압 배관을 통해 전달된 유압은 캘리퍼 및 브레이크 패드로 전달되는데, 브레이크 패드는 회전하는 차륜의 디스크를 압착함으로써 제동력을 생성하게 된다.
여기서, 제동 시스템의 유압배관에 물리적 파손이 일어나 브레이크 오일이 새는 누유가 발생한다면, 운전자의 답력으로 생성된 유압은 모두 누유되는 곳을 빠지게 된다. 결국, 파손이 발생한 유압배관 측에 연결된 디스크로는 유압이 전달되지 않아, 제동력을 생성시킬 수 없게 된다.
따라서, 누유 발생 시에도 기본적인 제동력을 유지하기 위해 좌우 2바퀴씩 유압 배관을 분리하여 설계한다. 이 경우, 하나의 배관에 누유가 발생하더라도, 다른 배관에 의해서 제동력을 생성시킬 수 있게 된다. 다만, 최대로 발휘 할 수 있는 제동력은 정상 배관에 비해 ½로 줄어들게 되므로, 한쪽 배관 만으로 제동력을 발생시키는 경우 정상 상황에서의 2배의 답력으로 제동력을 생성하여야 하는 문제점이 존재하였다. 또한, 약한 제동 상황에서는 1개의 배관으로 제동성능을 충분히 발휘할 수 있으나, 강한 제동 상황에서는 정상 배관에 연결된 차륜에서 쉽게 차륜 잠김이 발생하므로 충분한 제동력을 생성시킬 수 없는 한계가 존재하였다.
특허문헌: 한국등록특허 제4193534호 (2015.10.01)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 유압 제동 장치에서 누유등으로 인해 한 쪽 배관에 페일(Fail)이 발생하였을 경우, 정상배관 차륜에 가해진 제동력을 페일(Fail)이 발생한 배관 측 차륜으로 전달할 수 있도록 구성함으로써, 생성가능한 제동력의 한계를 높여, 보다 여유있는 제동이 가능한 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 제어기에 의해, 제동 시스템의 페일을 감지하는 단계; 제어기에 의해, 제동 상황인지를 감지하는 단계; 제동 시스템의 페일 상태에서, 제동 상황이 감지된 경우, 제어기에 의해, 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 단계; 및 상기 차동제한장치가 체결 제어됨에 따라 페일이 발생한 배관 측 구동륜으로 제동력이 배분되는 단계;를 포함하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어방법을 제공한다.
또한, 좌우측 구동륜들에 대한 유압 배관들이 분할되어 형성되는 브레이크 회로; 상기 구동륜들의 차동을 제한하도록 설치되는 차동제한장치; 상기 브레이크 회로의 페일 여부 및 제동 상황인지를 감지하고, 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 제어기;를 포함하고, 상기 제어기는 브레이크 회로의 페일 상태에서, 제동 상황이 감지된 경우, 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하여, 페일이 발생한 배관 측 구동륜으로 제동력을 배분하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치를 제공한다.
이로써, 본 발명에 따른 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치 및 그 제어방법에 의하면, 제동장치 페일(fail) 시, 차동제한장치를 제어하여, 정상배관 차륜에 가해진 제동력을 페일 배관 차륜으로 전달하여 보다 여유있는 제동을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 유압식 제동장치에서 제동력이 전달되는 순서를 개략적으로 도시하고 있는 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 구현예로서, X자형으로 분할된 브레이크 회로 및 차동제한장치를 포함하는 제동 시스템을 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 경우 제동력이 형성되는 예를 도시하고 있는 것으로, 도 3a는 차동제한장치가 작동하지 않은 상황에서 제동력이 형성되는 예를 도시한 것이고, 도 3b는 차동제한장치가 작동하는 상황에서 제동력이 형성되는 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 차동제한장치를 이용한 비상 제동 제어 방법을 도시하고 있는 플로우 차트이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 경우, 페달 답력이 낮은 저답력 상태에서의 시험 결과로서, 도 5a는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 전륜의 각 타이어 종방향 힘 변화를 도시한 것이고, 도 5b는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 차륜 속도 변화를 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 도 2의 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 경우, 페달 답력이 상대적으로 높은 고답력 상태의 시험 결과로서, 도 6a는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 전륜의 각 타이어 종방향 힘 변화를 도시한 것이고, 도 6b는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 차륜 속도 변화를 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b는 도 2의 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 경우, 도 6a 및 도 6b의 예에서 보다 페달 답력이 더 높은 초고답력 상태의 시험 결과로서, 도 7a는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 전륜의 각 타이어 종방향 힘 변화를 도시한 것이고, 도 7b는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 차륜 속도 변화를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제동 시스템의 페일 또는 브레이크 회로의 페일이라 함은, 제동 시스템의 유압배관에 물리적 파손이 일어나 브레이크 오일이 새는 누유가 발생하는 경우와 같이, 브레이크 디스크로 제동 유압이 전달되지 않아, 제동력을 생성시킬 수 없는 경우를 말한다. 따라서, 제동 시스템 또는 브레이크 회로의 페일은 분할된 브레이크 회로들 중 어느 하나가 정상적인 기능을 발휘하지 못하는 경우를 통괄하여 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 차동제한장치를 이용한 비상 제동 제어 장치를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 구현예로서, X자형으로 분할된 브레이크 회로 및 차동제한장치를 포함하는 제동 시스템을 도시한 것이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 제동 시스템의 유압배관에 물리적 파손이 일어나 누유가 발생하는 경우라도 기본적인 제동력을 유지하기 위해 좌우 2바퀴씩 유압 배관을 분리하여 설계하는 X자형 분할 회로를 포함하도록 구성한다. 이러한 X자형 분할 브레이크 회로의 경우, 하나의 배관에 누유가 발생하더라도, 정상적인 다른 배관에 의해서 제동력을 생성시킬 수 있게 된다. 구체적으로, 도 2의 예에서와 같이, X자형 분할 브레이크 회로의 유압 배관(230)은 페달부에 연결되는 마스터 실린더(220) 측으로부터 유압을 전달받을 수 있도록 구성되며, 좌측 전륜과 우측 후륜을 연결하는 제1회로(231)와, 우측 전륜과 좌측 후륜을 연결하는 제2회로(232)로 분할 구성된다.
다만, 본 발명은 차동제한장치(240)가 설치된 구동축(250)에 대한 좌륜과 우륜이 분할된 회로로써, 차동제한장치(240)에 의해 해당 좌우측 차륜이 체결될 수 있는 구조이면 충분하며, X자형 분할 브레이크 회로로만 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 또 다른 구현예에서는 좌측 전후륜을 연결하는 제1회로(231)와, 우측 전후륜을 연결하는 제2회로(232)를 포함하는 H자형 분할 브레이크 회로로 이루어질 수도 있다.
또한, 도 2의 예에서는 전륜 구동 차량으로, 전륜 구동축(250)의 차동을 방지하기 위한 차동제한장치(240)가 전륜 구동축(250) 상에 설치된다. 이러한 차동제한장치(240)는 차동 장치 옆에 장착되어, 구동축(250)의 차동을 방지하기 위한 다판 마찰 클러치 구조로 이루어질 수 있다. 이 경우, 차동제한장치(240)의 다판 마찰 클러치를 작동시켜 좌우 구동축(251, 252)을 체결시킴으로써 구동축(250) 차동을 방지하게 된다. 다만, 차동제한장치(240)의 예로는 이러한 다판 마찰 클러치 구조를 포함하는 예에 한정되는 것은 아니며, 차동제한장치(240)를 통해 구동축(250)의 차동을 방지하여 좌우측으로 제동력을 배분할 수 있는 구조라면 제한 없이 적용가능하다. 한편, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 전자 제어 방식으로 차동을 제한할 수 있는 전자제어 차동제한장치(240)(Electronic Limited Slip Differential, ELSD)가 사용된다. 이러한 전자제어 차동제한장치(240)는 제동 시스템의 페일 여부 및 제동 여부를 감지한 결과에 따라, 즉각적으로 차동제한장치(240)를 제어할 수 있기 때문에, 비상 제동 장치의 기능을 달성하는데 적합하다.
차동제한장치(240)는 브레이크 원리와 비슷하기 때문에, 일반적으로, 속도가 빠른 차륜 (ex, 선회외측 or 미끄러운 노면 차륜)에서 속도가 느린 차륜 (ex, 선회 내측 or 고마찰 노면 차륜)으로 구동력 전달이 가능하다.
반면, 본 발명의 경우, 차동제한장치(240)는 제동 상황에서 동작하게 되는데, 차동제한장치(240)의 작동 시, 정상 배관의 전륜 제동력이 페일 배관 측으로 분배되도록 기능한다. 즉, 차동제한장치(240)가 동작함에 따라 좌우 구동축(251, 252)을 체결시킴으로써 정상 배관 측 전륜 제동력이 페일 배관 측으로 분배된다.
즉, 본 발명에서의 차동제한장치(240)는 구동륜의 차동을 제한하는 일반적인 기능 이외에, 제동 시스템의 페일 상태에서 제동이 이루어지는 경우, 좌우측 구동륜을 기계적으로 연결시켜 제동력을 배분하는 기능을 수행하게 된다. 따라서, 제동 시스템 페일로 인해 유압 배관(230)을 통해 제동력이 전달될 수 없는 경우라 하더라도, 좌우측 구동륜을 구동축을 통해 기계적으로 체결함으로써, 유압 제동력 형성이 가능한 정상 배관에 형성된 제동력을 페일 배관 측 차륜으로 분배할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 도 2에서와 같이, 차동제한장치(240)의 동작을 제어하기 위한 제어기(210)를 포함하도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 제어기(210)는 제동 시스템의 페일 여부 및 차량의 제동 상황을 감지하도록 구성될 수 있으며, 감지 결과에 따라 차동제한장치(240)의 작동을 제어하도록 구성할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제어기(210)는 마스터 실린더(220) 압력 등의 정보를 입력받아, 제동 상황을 감지할 수 있으며, 또한 마스터 실린더(220) 압력 정보로부터 전달 가능한 제동력을 연산하고, 이를 바탕으로 차동제한장치(240)의 체결토크를 연산하도록 구성할 수 있다.
한편, 도 2의 제어기(210)와는 다른 별도의 제어기(210)를 통해 페일 여부 및 제동 상황을 검출하고, 검출된 정보를 차동제한장치(240)에 대한 제어기(210)에서 전달받도록 구성할 수도 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 경우 제동력이 형성되는 예를 도시하고 있는 것이다.
먼저, 도 3a는 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 상황에서, 차동제한장치(240)가 작동하지 않은 경우 제동력이 형성되는 예를 도시한 것이다.
도 3a에 도시되었듯이, 전측 우륜과 후측 좌륜을 연결하는 제2회로(232)의 페일이 발생한 상황에서 차동제한장치(240)가 동작하지 않는 경우라면, 제2회로(232)에서는 제동력이 생성되지 않는다. 반면, 제1회로(231)는 전후륜의 제동 배분비에 따라 제동력이 분배된다.
반면, 도 3b는 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 상황에서, 차동제한장치(240)를 동작시킴으로써 좌우측 전륜에 제동력이 분배되는 예를 도시한 것이다.
도 3a의 예에서와는 달리, 도 3b의 예에서는 차동제한장치(240)가 작동하여 전륜 구동축(250)이 체결되기 때문에, 제1회로(231)의 전측 좌륜의 제동력이 전측 우륜 측으로 분배된다. 따라서, 도 3a에서와는 달리, 제동력이 전륜의 좌우측륜에 각각 배분되게 된다.
따라서, 페일 배관 측에 연결된 차륜, 즉, 우측 전륜으로 제동력을 전달할 수 있기 때문에, 좌측 전륜의 제동력을 상대적으로 작게 할 수 있으며, 결국 좌우측 제동 배분을 통해 제동 시스템 페일 시에도 충분한 제동 성능을 발휘할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 차동제한장치(240)를 이용한 비상제동 제어방법을 도시하고 있는 플로우 차트이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 구현예에 따르면, 제동 시스템 페일 및 제동 상황인지를 감지하고, 제동 시스템의 페일 상태에서, 제동 상황이 감지된 경우, 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 것에 특징이 있다. 이 때, 차동제한장치가 체결 제어됨에 따라 페일이 발생한 배관 측 구동륜으로 제동력이 배분된다.
특히, 제동 시스템의 페일을 감지하는 과정은 단계 401 ~ 단계 403에 도시되어 있다. 구체적으로, 단계 401은 차량의 종가속도와 관련된 정보를 수집 및 연산하는 한편, 각 차륜별 슬립율을 연산하는 단계이고, 단계 402는 수집된 정보들로부터 제동 시스템 페일 여부를 판단하는 단계이다.
이와 관련, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어방법에서는, 제동 시스템의 페일 여부를 판단함에 있어서, 차량의 종가속도의 오차 정보 또는 차륜별 슬립율 비교 결과를 이용할 수 있다.
예를 들어, 차량의 종가속도 오차 정보를 이용하는 경우, 차량의 실제 종가속도 정보와 제동 입력으로부터 산출된 모델 종가속도 정보를 비교하고, 그 결과에 따라 제동 시스템의 페일 여부를 결정하게 된다.
이와 관련, 차량의 실제 종가속도 정보는 종가속도 센서로부터 검출되는 종가속도 정보가 이용될 수 있으며, 모델 종가속도는 운전자의 요구제동력과 차량 중량과의 관계로부터 산출되는 모델 가속도 값이 이용될 수 있다.
아래는 모델 종가속도를 산출하기 위한 수학식이다.
Figure 112018036133290-pat00001
여기서, αmodel은 모델 종가속도이고, n은 캘리퍼 실린더 개수이고, P는 마스터 실린더 압력, A는 캘리퍼 실린더 접촉면적, m은 차량 중량이다.
제어기(210)에서는, 위 식으로부터 산출된 모델 종가속도를 실제 종가속도 값과 비교하게 되는데, 비교 결과 모델종가속도 크기가 실제 종가속도 보다 큰 경우 제동 시스템의 페일을 의심할 수 있다.
예를 들어, 제어기(210)에는 제동 시스템 페일 여부를 판단하기 위한 종가속도 임계치 값을 저장하고, 연산된 모델 종가속도와 실제 종가속도의 차가 미리 설정된 종가속도 임계치 이상인 경우 상기 제동 시스템의 페일로 판단하도록 구성할 수 있다.
한편, 제동 시스템의 페일 여부를 판단함에 있어서, 차륜별 슬립율 비교 결과를 이용할 수도 있다.
이 경우, 각 차륜들의 슬립율을 연산하여, 좌우측 전륜들의 슬립율을 비교하고, 좌우측 후륜들의 슬립율을 비교하도록 구성할 수 있다. 예를 들어, X자형 분할 브레이크 회로로 제1회로(231)가 고장인 도 3a의 경우를 고려하면, 좌측 전륜의 슬립율이 우측 전륜의 슬립율에 비해 훨씬 크고, 우측 후륜의 슬립율 또한 좌측 후륜의 슬립율에 비해 훨씬 크게 된다.
즉, 본 구현예에 따르면, 좌우측 전륜들의 슬립율을 비교하고, 좌우측 후륜들의 슬립율 차이를 비교한 다음, 각각의 슬립율 차이가 미리 설정된 각각의 슬립율 임계치 이상인 경우, 제동 시스템의 페일로 판단하도록 구성할 수 있다.
한편, 위 언급된 두 가지 제동 시스템의 페일 감지 방법은 상호 독립적 또는 상호 보완적으로 적용될 수 있으며, 종가속도 비교 결과 및 슬립율 비교 결과를 함께 고려하여, 제동 시스템 페일 여부를 결정함이 바람직하다.
이 경우, 상기 제동 시스템의 페일을 감지함에 있어서, 차량의 차속, 휠속, 종가속도 및 마스터 실린더(220) 압력에 관한 정보를 수집하고, 수집된 정보로부터 모델 종가속도 및 각 차륜 별 슬립율을 연산하는 단계 (단계 401), 연산된 상기 모델 종가속도를 실제 종가속도와 비교하고, 전륜들의 슬립율을 비교하고, 후륜들의 슬립율을 비교하고 (단계 402), 종가속도 비교 결과 및 슬립율 비교 결과에 따라 상기 제동 시스템의 페일 여부를 결정하는 단계 (단계 403)를 포함하도록 구성할 수 있다.
이 때, 제동 시스템의 페일이 아닌 것으로 감지된 경우, 단계 401-402의 과정을 반복하고, 제동 시스템의 페일로 판단된 경우, 제동 상황에 따라 차동제한장치의 체결 제어를 선택적으로 실시하는 단계 404 내지 단계 407의 과정이 실시된다.
구체적으로, 제동 상황인지를 감지하는 단계 (단계 404)는 운전자의 제동 의지에 따라 제동이 이루어지려는 상황인지 여부를 감지하는 단계이다.
따라서, 본 단계 404에서는 브레이크 스위치 입력을 검출하거나 또는 마스터 실린더 압력에 따라 제동 상황인지 여부를 판단(단계 405)하도록 구성할 수 있다.
이후, 제동 상황이 감지되지 않았다면, 단계 401-402의 과정을 반복하고, 제동 상황이 감지된 경우라면, 차동제한장치의 체결토크를 연산하고(단계 406), 체결토크를 바탕으로 체결 제어를 실시하게 된다 (단계 407).
이와 관련, 단계 406에서는 마스터 실린더 압력으로부터 전달 가능한 제동력을 연산하고, 연산된 제동력을 바탕으로 체결토크를 연산하도록 구성할 수 있다. 또한, 단계 407에서는 연산된 체결토크에 따라 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 단계로 이와 같은 차동제한장치 체결 제어를 통해, 페일 배관 측 구동륜으로도 제동력을 배분할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 단계에서는, 운전자 요구 제동력이 미리 설정된 제동력 임계치를 초과하는 경우에만 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하고, 운전자 요구 제동력이 상기 제동력 임계치 이하인 경우, 상기 차동제한장치를 체결하지 않도록 제어할 수도 있다.
이는 비교적 낮은 제동력이 요구되는 경우, 굳이 차동제한장치를 작동시키지 않더라도 차륜 잠김 및 제동력 부족 등의 문제가 발생하지 않기 때문이다. 반면, 운전자 요구 제동력이 미리 설정된 제동력 임계치를 초과하는 경우라면, 차륜 잠김 및 제동력 부족 문제가 발생할 수 있으므로, 단계 406-407에서와 같이, 차동제한장치 체결 제어를 실시하게 된다.
이와 관련, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 경우, 페달 답력이 낮은 저답력 상태에서의 시험 결과이다. 특히, 도 5a는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 전륜의 각 타이어 종방향 힘 변화를 도시한 것이고, 도 5b는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 차륜 속도 변화를 도시한 것이다.
이와 같은 저답력 상태, 즉, 운전자 요구 제동력이 비교적 낮은 상태에서는 차동제한장치를 미작동 상태(OFF)로 제어하더라도, 차륜 잠김은 발생하지 않는다. 다만, 차동제한장치를 체결시킴으로써 페일 배관 측 차륜에 대한 제동력이 발생함을 확인할 수 있다.
한편, 도 6a 및 도 6b는 도 2의 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 경우, 페달 답력이 상대적으로 높은 고답력 상태의 시험 결과이다. 도 6a는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 전륜의 각 타이어 종방향 힘 변화를 도시한 것이고, 도 6b는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 차륜 속도 변화를 도시한 것이다.
이 경우, 차동제한장치를 작동시키지 않은 경우, 좌측 전륜의 차륜 잠김이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
반면, 차동제한장치를 작동시키는 경우, 도 6a에서와 같이 페일 배관 측 차륜으로 제동력이 분배되는 것을 확인할 수 있으며, 도 6b에서와 같이 차륜 잠김 또한 발생하지 않게 된다.
도 7a 및 도 7b는 도 2의 제동 시스템의 일측 회로에서 페일이 발생한 경우, 도 6a 및 도 6b의 예에서 보다 페달 답력이 더 높은 초고답력 상태의 시험 결과로서, 도 7a는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 전륜의 각 타이어 종방향 힘 변화를 도시한 것이고, 도 7b는 차동제한장치의 작동 여부에 따른 차륜 속도 변화를 도시한 것이다.
도 7a, 도 7b의 경우도 도 6a 및 도 6b의 경우와 마찬가지로, 차동제한장치를 작동시키지 않은 경우, 좌측 전륜의 차륜 잠김이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
반면, 차동제한장치를 작동시키는 경우에도 역시, 도 7a에서와 같이 페일 배관 측 차륜으로 제동력이 분배되는 것을 확인할 수 있으며, 도 7b에서와 같이 차륜 잠김 또한 발생하지 않게 된다.
따라서, 차동제한장치의 체결 제어를 통해 제동력을 좌우측 구동륜으로 배분할 수 있으며, 그 결과 실질적인 제동력 생성 한계를 높일 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
210: 제어기
220: 마스터 실린더
230: 유압 배관
231: 제1회로
232: 제2회로
240: 차동제한장치
250: 구동축

Claims (15)

  1. 제어기에 의해, 제동 시스템의 페일을 감지하는 단계;
    제어기에 의해, 제동 상황인지를 감지하는 단계;
    제동 시스템의 페일 상태에서, 제동 상황이 감지된 경우, 제어기에 의해, 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 단계; 및
    상기 차동제한장치가 체결 제어됨에 따라 페일이 발생한 배관 측 구동륜으로 제동력이 배분되는 단계;
    를 포함하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 시스템의 페일을 감지하는 단계에서는,
    차량의 실제 종가속도 정보와 제동 입력으로부터 산출된 모델 종가속도 정보를 비교하고,
    비교 결과, 모델 종가속도와 실제 종가속도의 차가 미리 설정된 종가속도 임계치 이상인 경우 상기 제동 시스템의 페일로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 시스템의 페일을 감지하는 단계에서는,
    각 차륜들의 슬립율을 연산하여, 좌우측 전륜들의 슬립율을 비교하고, 좌우측 후륜들의 슬립율을 비교하는 단계를 포함하고,
    비교 결과, 좌우측 전륜들의 슬립율 차이 및 좌우측 후륜들의 슬립율 차이가 미리 설정된 각각의 슬립율 임계치 이상인 경우, 상기 제동 시스템의 페일로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 시스템의 페일을 감지하는 단계는,
    차량의 차속, 휠속, 종가속도 및 마스터 실린더 압력에 관한 정보를 수집하는 단계;
    수집된 정보로부터 모델 종가속도 및 각 차륜 별 슬립율을 연산하는 단계;
    연산된 상기 모델 종가속도를 실제 종가속도와 비교하고, 전륜들의 슬립율을 비교하고, 후륜들의 슬립율을 비교하는 단계;
    종가속도 비교 결과 및 슬립율 비교 결과에 따라 상기 제동 시스템의 페일 여부를 결정하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 상황인지를 감지하는 단계에서는,
    브레이크 스위치 입력을 검출하거나 또는 마스터 실린더 압력에 따라 제동 상황인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 단계는,
    마스터 실린더 압력으로부터 전달 가능한 제동력을 연산하고, 연산된 제동력을 바탕으로 체결토크를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 체결토크에 따라 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 단계에서는,
    운전자 요구 제동력이 미리 설정된 제동력 임계치를 초과하는 경우에만 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하고, 운전자 요구 제동력이 상기 제동력 임계치 이하인 경우, 상기 차동제한장치를 체결하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어방법.
  8. 좌우측 구동륜들에 대한 유압 배관들이 분할되어 형성되는 브레이크 회로;
    상기 구동륜들의 차동을 제한하도록 설치되는 차동제한장치;
    상기 브레이크 회로의 페일 여부 및 제동 상황인지를 감지하고, 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하는 제어기;를 포함하고,
    상기 제어기는 브레이크 회로의 페일 상태에서, 제동 상황이 감지된 경우, 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하여, 페일이 발생한 배관 측 구동륜으로 제동력을 배분하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어기는 차량의 실제 종가속도 정보와 제동 입력으로부터 산출된 모델 종가속도 정보를 비교하고,
    비교 결과, 모델 종가속도와 실제 종가속도의 차가 미리 설정된 종가속도 임계치 이상인 경우 제동 시스템의 페일로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 브레이크 회로는 좌측 전륜과 우측 후륜을 연결하는 제1회로 및 우측 전륜과 좌측 후륜을 연결하는 제2회로를 포함하는 X자형 분할 브레이크 회로인 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어기는 각 차륜들의 슬립율을 연산하여, 좌우측 전륜들의 슬립율 차이 및 좌우측 후륜들의 슬립율 차이가 미리 설정된 각각의 슬립율 임계치 이상인 경우, 제동 시스템의 페일로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 브레이크 회로에 연결되는 마스터 실린더를 더 포함하고,
    상기 제어기는 브레이크 스위치 입력을 검출하거나 상기 마스터 실린더 압력이 검출되는 경우 제동 상황으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 브레이크 회로에 연결되는 마스터 실린더를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 마스터 실린더 압력으로부터 전달 가능한 제동력을 연산하고, 연산된 제동력을 바탕으로 체결토크를 연산하도록 구성되며,
    상기 제어기는 상기 연산된 체결토크에 따라 차동제한장치의 체결 제어를 실시하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어기에는 미리 설정된 제동력 임계치 정보가 저장되고,
    상기 제어기는 운전자 요구 제동력이 미리 설정된 제동력 임계치를 초과하는 경우에만 상기 차동제한장치의 체결 제어를 실시하고,
    운전자 요구 제동력이 상기 제동력 임계치 이하인 경우, 차동제한장치를 체결하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치.
  15. 청구항 8에 있어서,
    상기 차동제한장치는 전자제어 차동제한장치인 것을 특징으로 하는 차동제한장치를 이용한 비상제동 제어장치.
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