KR20070060516A - 경사로 출발시 밀림 방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 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.

본 발명의 목적은, 차량이 경사로에서 정차한 후 다시 출발할 때 ESP 제어부에서 자동적으로 차량 출발전까지 브레이크를 제어하여 차량이 뒤로 밀리지 않도록 함으로써, 운전자의 운전 편의성을 향상시킬 수 있는 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템을 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은, 차량의 종방향 경사에 따라 신호값을 출력하도록 차량 종방향으로 설치된 종가속도 센서와, 종가속도 센서의 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.

Description

경사로 출발시 밀림 방지 시스템{Anti-skid system for start in slant road}

도 1은 일반적인 전자제어식 브레이크 장치의 유압 회로도이다.

도 2는 본 발명에 따른 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템을 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템의 제어를 도시한 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50: 마스터실린더 51, 52: 압력센서

53: 휠실린더 54: 셔틀밸브

55: TC 밸브 P: 펌프

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.

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.

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 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.

상기한 제어 밸브(56)는 노말 오픈형 및 노말 클로즈형이 하나 이상씩 설치된 다수의 솔레노이드 밸브들로 구성된다.

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.

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.

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.

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.

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.

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,

오르막 진입 시 차량 속도 연산부에서 차량의 휠속도 센서의 출력값으로 현재 차량이 정차중인지 여부를 판단하여 ESP 제어부에 전송하는 단계와,

ESP 제어부에서 차량의 오르막길 진입 정보 및 차량 정차 정보를 받은 후 마스터 실린더의 브레이크 압력 및 휠실린더의 압력을 체크하여 압력이 저하되는지를 판단하는 단계와,

브레이크 압력 및 휠실린더의 압력이 저하되면 ESP 제어부가 TC 밸브를 차단시켜서 휠실린더의 유압을 유지시키는 단계와,

휠실린더의 유압이 유지된 상태에서 운전자가 출발을 위해 악셀러레이터 페달을 밟아 엔진 토크가 상승하는 것을 판단하는 단계와,

상기한 엔진 토크가 상승될 때 일정 범위에 도달되면 ESP 제어부가 TC 밸브를 단계적으로 개방시켜 휠실린더의 유압을 점차적으로 감소시켜 차량이 출발할 수 있도록 하는 단계와,

차량 출발 후 TC 밸브를 복귀시키는 단계로 구성함을 특징으로 한다.

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.

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.

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.

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).

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.

경사로 추정부에서 현재 차량이 오르막길에 진입한 것으로 판단하게 되면 오르막길의 경사도를 추정함과 아울러 오르막길 정보를 ESP 제어부에 전송하게 된다.

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.

ESP 제어부에서 차량의 오르막길 진입 정보 및 차량 정차 정보를 받게 되면, ESP 제어부에서 브레이크 압력과 휠 실린더 압력을 실시간으로 체크하게 된다(단계 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.

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).

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.

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).

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).

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.

상기한 TC 밸브의 해제시에는 급격한 해제에 따른 노이즈 발생을 억제하기 위해 바람직하게는 1초 이상의 시간으로 TC 밸브를 해제시키게 된다.

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

Claims (4)

1. 차량의 종방향 경사에 따라 신호값을 출력하도록 차량 종방향으로 설치된 종가속도 센서와, 상기한 종가속도 센서의 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(Electronic Stability Program) 제어부가 TC(Traction Control) 밸브를 단계적으로 해제시켜 차량을 출발시킬 수 있도록 엔진 토크 정보를 TPS(Throttle Position Sensor)의 신호에 의해 연산하는 토크 연산부로 구성함을 특징으로 하는 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 TC 밸브의 차단 시 휠실린더의 유압을 15bar로 유지시키는 것을 특징으로 하는 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템.
3. 차량 주행중 종가속도 센서에서의 출력값을 통해 경사로 추정부에서 현재 차량이 오르막에 진입했는지 여부를 판단하여 ESP 제어부에 전송하는 단계와,

   오르막 진입 시 차량 속도 연산부에서 차량의 휠속도 센서의 출력값으로 현재 차량이 정차중인지 여부를 판단하여 ESP 제어부에 전송하는 단계와,

   ESP 제어부에서 차량의 오르막길 진입 정보 및 차량 정차 정보를 받은 후 마스터 실린더의 브레이크 압력 및 휠실린더의 압력을 체크하여 압력이 저하되는지를 판단하는 단계와,

   브레이크 압력 및 휠실린더의 압력이 저하되면 ESP 제어부가 TC 밸브를 차단시켜서 휠실린더의 유압을 유지시키는 단계와,

   휠실린더의 유압이 유지된 상태에서 운전자가 출발을 위해 악셀러레이터 페달을 밟아 엔진 토크가 상승하는 것을 판단하는 단계와,

   상기한 엔진 토크가 상승될 때 일정 범위에 도달되면 ESP 제어부가 TC 밸브를 단계적으로 개방시켜 휠실린더의 유압을 점차적으로 감소시켜 차량이 출발할 수 있도록 하는 단계와,

   차량 출발 후 TC 밸브를 복귀시키는 단계로 구성함을 특징으로 하는 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기한 TC 밸브의 해제시에는 급격한 해제에 따른 노이즈 발생을 억제하기 위해 1초 이상의 시간을 두고 TC 밸브를 해제시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 경사로 출발 시 밀림 방지 시스템.

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