KR20070060516A - Anti-skid system for start in slant road - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 전자제어식 브레이크 장치의 유압 회로도이다.1 is a hydraulic circuit diagram of a general electronically controlled brake device.
도 2는 본 발명에 따른 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템을 도시한 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing a skid prevention system at the start of the ramp in accordance with the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템의 제어를 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating the control of the anti-rolling system at the start of the ramp in accordance with the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for main parts of the drawings
50: 마스터실린더 51, 52: 압력센서50:
53: 휠실린더 54: 셔틀밸브53: wheel cylinder 54: shuttle valve
55: TC 밸브 P: 펌프55: TC valve P: pump
본 발명은 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하 게는 일반적인 수동 변속기 차량이 경사로에서 정차 후 출발할 때 뒤로 밀리지 않도록 함으로써 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있는 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a skid prevention system at the start of a ramp, and more particularly, to a skid prevention system at the start of a ramp that can improve driver convenience by preventing a general manual transmission vehicle from being pushed back when starting after stopping at a ramp. will be.
일반적으로, 차량의 주행중에 안정성을 향상시키기 위한 장치로서는 제동 시 슬립 방지를 위한 ABS(ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM)과, 급발진 시 슬립을 방지하기 위한 TCS(TRACTION CONTROL SYSTEM) 및 차량의 주행 중 자세를 안정적으로 유지하기 위한 차량 안정성 시스템 ESP(ELECTRONIC STABILITY PROGRAM)을 사용하게 된다.In general, as a device for improving stability while driving, ABS (ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM) for preventing slip during braking, TCS (TRACTION CONTROL SYSTEM) for preventing slip during sudden start and vehicle attitude during driving The vehicle stability system ESP (ELECTRONIC STABILITY PROGRAM) will be used to maintain stability.
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.That is, ABS mounted on the vehicle ensures stability during braking, TCS prevents slipping at the start, and ESP is linked with ABS to maintain the vehicle stance by turning brake or engine torque when turning. Will be.
상기한 브레이크 제어를 위한 유압 회로도는 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.The hydraulic circuit diagram for the brake control is a
상기한 제어 밸브(56)는 노말 오픈형 및 노말 클로즈형이 하나 이상씩 설치된 다수의 솔레노이드 밸브들로 구성된다.The
여기서, 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 펌프(P)에 의해 급속도로 유압이 휠실린더(52)에 작용하게 되는 것이다.Here, the
그러나, 상기한 바와 같이 ESP 시스템을 통해 브레이크를 제어하면서 차량 자세를 안정적으로 유지하고, ABS 및 TCS 시스템을 통해 안정적인 제동 및 출발이 가능하도록 하여도, 차량이 경사로에서 정차한 후 다시 출발할 때에는 별도의 안전장치가 없기 때문에 차량이 뒤로 밀리면서 출발하게 되고, 이로 인해 운전자가 매우 불안해함과 아울러 운전의 스트레스를 많이 받게 되는 문제점이 있다.However, as described above, even when the vehicle is stably maintained while controlling the brakes through the ESP system and stable braking and starting are possible through the ABS and the TCS system, when the vehicle stops on the ramp and starts again, Since there is no safety device, the vehicle is pushed back and started, which causes the driver to be very anxious and suffers from driving stress.
즉, 수동 변속기 차량의 경우에는 클러치 페달과 브레이크 페달을 동시에 작동시키면서 변속레버를 조작하여 출발을 해야 하기 때문에, 경사로 출발 시 약간씩 뒤로 밀리게 되고, 자동 변속기 차량의 경우에도 경사도가 클 경우에는 뒤로 밀리면서 출발을 하게 됨으로써, 운전자가 후방 차량을 항상 신경써야 하는 문제점이 있는 것이다.That is, in the case of a manual transmission vehicle, it is necessary to operate the shift lever while simultaneously operating the clutch pedal and the brake pedal, so that the vehicle is pushed back slightly at the start of the ramp. Being pushed off, there is a problem that the driver should always care about the rear vehicle.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량이 경사로에서 정차한 후 다시 출발할 때 ESP 제어부에서 자동적으로 차량 출발 전까지 브레이크를 제어하여 차량이 뒤로 밀리지 않도록 함으로써, 운전자의 운전 편의성을 향상시킬 수 있는 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems, and when the vehicle stops on a slope and starts again, the ESP control unit automatically controls the brake until the vehicle starts to prevent the vehicle from being pushed back, thereby improving driver's driving convenience. It is to provide a skid prevention system at the start of the ramp.
상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량의 종방향 경사에 따라 신호값을 출력하도록 차량 종방향으로 설치된 종가속도 센서와, 상기한 종가속도 센서 의 출력값으로 현재 차량이 오르막 경사로에 진입했는지를 판단하는 경사로 추정부와, 차량이 현재 정차 중인지를 휠속도 센서에서의 출력값으로 추정하는 차량 속도 연산부와, 경사로 정차중인 차량의 출발 여부를 마스터 실린더의 브레이크 압력 센서와 휠실린더 압력 센서로부터의 출력값으로 추정하고 ESP 제어부가 TC 밸브를 단계적으로 해제시켜 차량을 출발시킬 수 있도록 엔진 토크 정보를 TPS(Throttle Position Sensor)의 신호에 의해 연산하는 토크 연산부로 구성함을 특징으로 한다.In order to realize the above object, the present invention provides a longitudinal acceleration sensor installed in the vehicle longitudinal direction so as to output a signal value according to the longitudinal slope of the vehicle, and whether the current vehicle has entered the uphill slope with the output value of the longitudinal acceleration sensor. A slope estimating unit for judging, a vehicle speed calculating unit for estimating whether the vehicle is currently stopped, as an output value from the wheel speed sensor, and whether or not the vehicle is being stopped at the slope is outputted from the brake pressure sensor and the wheel cylinder pressure sensor of the master cylinder. It is characterized in that it comprises a torque calculation unit for estimating the engine torque information by the signal of the Throttle Position Sensor (TPS) so that the ESP controller can start the vehicle by releasing the TC valve in stages.
또한, 본 발명에 따른 차량의 밀림 방지 제어는, 차량 주행중 종가속도 센서에서의 출력값을 통해 경사로 추정부에서 현재 차량이 오르막에 진입했는지 여부를 판단하여 ESP 제어부에 전송하는 단계와,In addition, the anti-rolling control of the vehicle according to the present invention, the step of determining whether the current vehicle has entered the uphill from the ramp estimator through the output value from the longitudinal acceleration sensor during vehicle driving and transmitting to the ESP control unit,
오르막 진입 시 차량 속도 연산부에서 차량의 휠속도 센서의 출력값으로 현재 차량이 정차중인지 여부를 판단하여 ESP 제어부에 전송하는 단계와,Determining whether the vehicle is stopped by the output value of the wheel speed sensor of the vehicle when the vehicle enters an uphill road and transmitting it to the ESP controller;
ESP 제어부에서 차량의 오르막길 진입 정보 및 차량 정차 정보를 받은 후 마스터 실린더의 브레이크 압력 및 휠실린더의 압력을 체크하여 압력이 저하되는지를 판단하는 단계와,Determining whether the pressure is lowered by checking the brake pressure of the master cylinder and the pressure of the wheel cylinder after receiving the uphill entry information and the vehicle stop information of the vehicle from the ESP control unit;
브레이크 압력 및 휠실린더의 압력이 저하되면 ESP 제어부가 TC 밸브를 차단시켜서 휠실린더의 유압을 유지시키는 단계와,Maintaining the hydraulic pressure of the wheel cylinder by blocking the TC valve by the ESP control unit when the brake pressure and the pressure of the wheel cylinder are reduced;
휠실린더의 유압이 유지된 상태에서 운전자가 출발을 위해 악셀러레이터 페달을 밟아 엔진 토크가 상승하는 것을 판단하는 단계와,Determining, by the driver, that the engine torque is increased by depressing the accelerator pedal for starting while the hydraulic pressure of the wheel cylinder is maintained;
상기한 엔진 토크가 상승될 때 일정 범위에 도달되면 ESP 제어부가 TC 밸브를 단계적으로 개방시켜 휠실린더의 유압을 점차적으로 감소시켜 차량이 출발할 수 있도록 하는 단계와,When the engine torque is raised to reach a predetermined range, the ESP control unit gradually opens the TC valve to gradually reduce the hydraulic pressure of the wheel cylinder so that the vehicle can start;
차량 출발 후 TC 밸브를 복귀시키는 단계로 구성함을 특징으로 한다.And returning the TC valve after the vehicle starts.
도 2는 본 발명에 따른 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템을 도시한 블록도로서, 차량의 종방향(길이방향) 경사에 따라 신호값을 출력하도록 차량 종방향으로 설치된 종가속도 센서(G 센서)(10)와, 상기한 종가속도 센서(10)의 출력값으로 현재 차량이 경사로에 진입했는지를 판단하는 경사로 추정부(11)와, 차량이 현재 정차 중인지를 휠속도 센서(12)에서의 출력값으로 추정하는 차량 속도 연산부(13)와, 마스터 실린더의 브레이크 압력 센서(17)와 휠실린더 압력 센서(19), 및 엔진 토크 정보를 TPS(Throttle Position Sensor)(20)의 신호에 의해 연산하는 토크 연산부(18)로부터 출력신호를 입력 받고 경사로에 정차중인 차량의 출발 여부를 추정하는 차량 출발 추정부(16)로 이루어져 있다.2 is a block diagram illustrating a skid prevention system at the start of a ramp according to the present invention, wherein a longitudinal acceleration sensor (G sensor) 10 is installed in a vehicle longitudinal direction so as to output a signal value according to the longitudinal (length) inclination of the vehicle. ), And the
즉, 상기한 경사로 추정부(11)에 의해 차량이 오르막 경사로에 위치해있는지를 판단한 후, 휠속도센서(12)의 정보로 차량 속도 연산부(13)에서 현재 차량이 정차 상태인지를 판별하게 된다.That is, after determining whether the vehicle is located on the uphill slope by the
그리고 오르막 경사로 정차상태에서 운전자가 출발을 위해 브레이크 페달에서 발을 떼면, 이를 브레이크 압력 센서(17), 휠실린더 압력센서(19), 토크 연산부(18)로부터 입력된 신호를 기반으로 차량 출발 추정부에서 차량의 출발을 추정하여추정된 신호를 ESP 제어부(15)에 전달하고 ESP 제어부(15)는 TC 밸브(14)를 제어하여 브레이크의 휠실린더 압력을 점차적으로 해제시키면서 차량이 뒤로 밀리지 않으 면서 출발할 수 있도록 한다.When the driver takes his or her foot off the brake pedal to start the vehicle in the uphill slope, the vehicle start estimator is based on the signals input from the
상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 차량이 주행중 경사로에 진입하게 되면(단계 S10) 종가속도 센서에서의 출력값으로 경사로 추정부에서 현재 차량이 오르막에 진입했는지 아니면 내리막에 진입했는지를 판단하게 된다(단계 S20).Referring to the operation and effect of the present invention as described above, when the vehicle enters the ramp while driving (step S10), the ramp estimation unit determines whether the current vehicle has entered the uphill or the downhill as an output value from the longitudinal acceleration sensor. (Step S20).
예를 들어, 종가속도 센서에서의 출력값이 (+)값이면 오르막길로 추정하고, (-)값이면 내리막길로 추정하게 되는 바, 상기한 출력값의 크기에 따라 오르막길 또는 내리막길의 경사도를 추정할 수 있게 된다.For example, if the output value of the longitudinal acceleration sensor is a positive value, it is estimated to be an uphill road, and if it is a negative value, it is estimated to be an uphill road, and the slope of the uphill or downhill road is estimated according to the magnitude of the output value. It becomes possible.
경사로 추정부에서 현재 차량이 오르막길에 진입한 것으로 판단하게 되면 오르막길의 경사도를 추정함과 아울러 오르막길 정보를 ESP 제어부에 전송하게 된다.When the slope estimator determines that the current vehicle has entered the uphill road, the slope estimator estimates the slope of the uphill road and transmits the uphill information to the ESP controller.
또한, 차량 속도 연산부에서 차량의 휠속도 센서의 출력값으로 현재 차량이 정차중인지 여부를 판단하게 되는 바(단계 S30), 차량 속도 연산부에서 현재 차량 상태가 정차중인 것으로 판별하게 되면 이를 ESP 제어부로 전송하게 된다.In addition, the vehicle speed calculating unit determines whether the vehicle is currently stopped by the output value of the wheel speed sensor of the vehicle (step S30). When the vehicle speed calculating unit determines that the current vehicle state is stopped, the vehicle speed calculating unit transmits it to the ESP control unit. do.
ESP 제어부에서 차량의 오르막길 진입 정보 및 차량 정차 정보를 받게 되면, ESP 제어부에서 브레이크 압력과 휠 실린더 압력을 실시간으로 체크하게 된다(단계 S40).When the ESP controller receives the uphill entry information and the vehicle stop information of the vehicle, the ESP controller checks the brake pressure and the wheel cylinder pressure in real time (step S40).
즉, 경사로에서 출발시에는 운전자가 가장 먼저 브레이크 페달에서 발을 떼게 될 것인 바, 마스터 실린더의 브레이크 압력 및 휠실린더의 압력을 체크하고 있게 되는 것이다.In other words, when starting from the ramp, the driver will first release the brake pedal, so the brake pressure of the master cylinder and the pressure of the wheel cylinder are checked.
그리고, 브레이크 압력과 휠실린더 압력이 저하되었는지를 판단하여(단계 S50), 브레이크 압력 및 휠실린더의 압력을 체크하면서 압력이 낮아지게 되면(브레이크 페달을 해제시켰을 때)ESP 제어부에서 차량의 출발로 판단하고, ESP 제어부가 TC 밸브를 차단시켜서 휠실린더의 유압이 마스터실린더로 리턴되지 않도록 하는 바, 상기한 휠실린더의 유압을 대략 15bar 정도로 유지시키도록 TC 밸브를 차단하게 된다(단계 S60).Then, it is determined whether the brake pressure and the wheel cylinder pressure are reduced (step S50), and when the pressure is lowered (when the brake pedal is released) while checking the brake pressure and the pressure of the wheel cylinder, the ESP control unit determines that the vehicle starts. Then, the ESP control unit blocks the TC valve so that the hydraulic pressure of the wheel cylinder is not returned to the master cylinder, and the TC valve is blocked to maintain the hydraulic pressure of the wheel cylinder at about 15 bar (step S60).
상기한 휠실린더의 유압을 차량의 4바퀴에서 15bar 정도로 유지시키게 되면 대략 경사도 30% 정도의 경사로에서도 차량이 뒤로 밀리지 않을 정도가 된다. 즉, ESP 제어부가 브레이크의 유압을 15bar 정도로 유지시키게 되면 운전자가 브레이크 페달에서 발을 떼어도 차량이 정지된 상태를 유지하게 된다. When the hydraulic pressure of the wheel cylinder is maintained at about 15 bar at four wheels of the vehicle, the vehicle is not pushed back even at an incline of about 30%. That is, when the ESP control unit maintains the hydraulic pressure of the brake at about 15 bar, the vehicle remains stopped even if the driver takes his foot off the brake pedal.
다음으로, ESP 제어부는 차량의 엔진 토크가 상승되는지를 확인한다(단계 S70). 즉, 운전자가 출발을 위해 악셀러레이터 페달을 밟게 되면 엔진의 토크가 상승하게 되고, 엔진 토크의 상승은 드로틀 밸브의 각도 변화를 TPS가 검출하여 토크 연산부로 전송하게 됨으로써, 상기한 토크 연산부에서 토크의 상승을 ESP 제어부에 전송하게 되면 ESP 제어부는 운전자의 출발 의지로 판단하여 TC 밸브를 단계적으로 개방시켜 휠실린더의 유압을 점차적으로 감소시키게 된다(단계 S80).Next, the ESP controller checks whether the engine torque of the vehicle is increased (step S70). That is, when the driver presses the accelerator pedal to start, the torque of the engine increases, and the increase of the engine torque causes the TPS to detect an angle change of the throttle valve and transmit the torque to the torque calculating unit. When the rising of the ESP control unit transmits to the ESP control unit, the ESP control unit judges the driver's intention to start and gradually opens the TC valve to gradually reduce the hydraulic pressure of the wheel cylinder (step S80).
즉, 운전자가 악셀러레이터 페달을 밟는 것에 따른 토크의 상승에 따라 휠실린더의 유압을 점차적으로 감소시켜 차량이 뒤로 밀리지 않으면서 부드럽게 출발할 수 있도록 제어하게 되는 것이다(단계 S90).In other words, as the torque increases as the driver presses the accelerator pedal, the hydraulic pressure of the wheel cylinder is gradually reduced to control the vehicle to start smoothly without being pushed back (step S90).
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.Of course, the release time of the TC valve according to the rise of the torque is a different value depending on the vehicle, but is set for each vehicle so that the rise value of the torque is an appropriate value for starting the ramp on the vehicle.
상기한 TC 밸브의 해제시에는 급격한 해제에 따른 노이즈 발생을 억제하기 위해 바람직하게는 1초 이상의 시간으로 TC 밸브를 해제시키게 된다.When the TC valve is released, the TC valve is preferably released for a time of 1 second or more in order to suppress noise generation due to abrupt release.
차량이 출발하게 되면 ESP 제어부는 다시 TC 밸브를 차단시켜 원상태로 리턴시키게 된다(단계 S100).When the vehicle starts, the ESP control unit returns to the original state by blocking the TC valve again (step S100).
이상과 같이 본 발명은 차량이 오르막 경사로에서 정차한 후 출발할 때 휠 실린더의 유압을 유지시키면서 엔진 토크가 상승하면 이에 맞춰서 휠 실린더의 유압을 점차 감소시킴으로써, 운전자가 신경을 쓰지 않아도 자동적으로 차량의 뒤로 밀림을 방지할 수 있고 이로 인해 운전자의 편의성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, when the engine torque rises while maintaining the hydraulic pressure of the wheel cylinder when the vehicle starts and stops on an uphill slope, the hydraulic pressure of the wheel cylinder is gradually reduced accordingly, so that the driver does not care about the vehicle automatically. There is an advantage that can prevent the back push and greatly improve the convenience of the driver.
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