KR100264909B1 - 차륜잠김 방지장치의 전자 제어 회로 - Google Patents

차륜잠김 방지장치의 전자 제어 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안전 보증용 기계적 릴레이와 직류모터용 기계적 릴레이 대신 파워 솔리드 스테이트 릴레이인 집적회로소자를 사용하여 복잡했던 전기배선을 간단하게 구성하는 동시에 장착공간을 줄여 생산 원가를 줄일 수 있도록 하고, ABS 경고등을 초소형 리드 릴레이를 이용하여 점등시켜 차륜잠김 방지장치의 정상 동작 유무를 표시할 수 있도록 한 것으로, 이는 제 1, 제 2집적소자 릴레이의 입력단이 축전지 전원에 연결되고 각 출력단은 솔레노이드 밸브의 여자코일과 직류모터에 연결되어, 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로의 제어신호에 따라 제 1, 제 2집적소자 릴레이가 "온"되는 경우 솔레노이드 밸브의 여자코일과 직류모터에 축전지의 전원이 각각 공급되면서 직류모터가 회전하고, 제 1, 제 2집적소자 릴레이가 오프되는 경우에는 솔레노이드 밸브의 여자코일과 직류모터에 공급되는 축전지의 전원이 차단되어 직류모터가 회전하지 않으며, 제 1, 제 2집적소자 릴레이와 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로와 차륜잠김 방지장치가 비정상인 경우 ABS 경고등을 점등하여 ABS 경고표지를 표시하고, 제 1, 제 2집적소자 릴레이와 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로와 차륜잠김 방지장치가 정상인 경우 ABS 경고등을 소등시켜 ABS 경고표지가 표시되지 않도록 제어한다.

Description

차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로
본 발명은 차륜잠김 방지장치의 전기배선 및 전자제어 회로에 관한 것으로, 특히 안전 보증용 기계적 릴레이(electromechanical relay)와 직류모터용 기계적 릴레이 대신 파워 솔리드 스테이트 릴레이(power solid state relay)인 집적회로소자를 사용하여 복잡했던 전기배선을 간단하게 구성하는 동시에 장착 공간을 줄여 생산 원가를 줄일 수 있도록 하고, ABS 경고등을 초소형 리드 릴레이를 이용하여 점등시켜 차륜잠김 방지장치의 정상 동작 유무를 표시할 수 있도록 한 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 솔레노이드 밸브 구동회로를 집적소자 릴레이로 구성하면서 솔레노이드 밸브 여자코일의 개방 혹은 단선을 진단하여 과전류로 인한 여자코일의 품질저하를 방지하는 한편, 차량 수명에 따른 여자코일의 전기 화학적 부식을 줄일 수 있도록 하는 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로에 관한 것이다.
도 1은 종래의 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로 및 그와 관련된 차량의 전기배선 회로를 나타낸 도면으로서, 음극단자가 접지(G1)를 통해 차체에 접지되고, 차량 전기장치의 작동에 필요한 전력을 공급하는 축전지(1)와, 부하에서 단락과 같은 전기적 결함으로 인해 퓨즈의 정격전류를 초과하는 과전류가 흐를 경우 상기 축전지(1)의 전원을 즉시 차단하는 제 1퓨즈∼제 5퓨즈(F1∼F5)와, 이 제 1퓨즈(F1)에 접속되어서 미도시된 시동 스위치에 연동되는 점화 스위치(S1)와, 필라멘트 백열등을 사용하여 계기판에 위치한 ABS 경고표지(3)를 통해 차륜잠김 방지장치의 정상 동작 유무를 표시하는 ABS 경고등(2)과, 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)에 축전지(1)의 전압을 공급 또는 차단하기 위한 안전 보증용 기계적 릴레이(10)와 직류모터(5)에 축전지(1)의 전압을 공급 또는 차단하기 위한 직류모터용 기계적 릴레이(20)와 다이오드(19)로 구성된 ABS 릴레이(4)와, 미도시된 유압펌프를 구동시키는 직류모터(M)(5)와, 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)을 작동 또는 비작동시켜 브레이크 캘리퍼 내의 유압을 조절하여 차륜의 잠김현상을 방지하고 직류모터(5)를 회전 또는 비회전시켜 유압펌프의 구동을 제어하는 전자 제어기(30)로 구성된다.
이 ABS 릴레이(4) 내의 안전 보증용 기계적 릴레이(10)는 단자가 다섯 개로 여자코일(11)과 세 개의 접점(12,13,14)을 갖는 전도성 스위치(15)로 이루어져, 여자코일(11)에 소정의 전류가 흐르지 않을 경우에는 전도성 스위치(15)의 접점(12)과 접점(14)이 연결되고, 여자코일(11)에 소정의 전류가 흐를 경우에는 전도성 스위치(15)의 접점(12)과 접점(13)이 연결된다.
그리고, 이 ABS 릴레이(4) 내의 직류모터용 기계적 릴레이(20)는 단자가 네 개로 여자코일(21)과 세 개의 접점(22,23,24)을 갖는 전도성 스위치(25)로 이루어져, 여자코일(21)에 소정의 전류가 흐르지 않을 경우에는 전도성 스위치(25)의 접점(22)과 접점(24)이 연결되고, 여자코일(21)에 소정의 전류가 흐를 경우에는 전도성 스위치(25)의 접점(22)과 접점(23)이 연결된다.
이 제 1퓨즈(F1)의 정격전력은 ABS 경고등(2)과 안전 보증용 기계적 릴레이(10)의 여자코일(11) 및 전자 제어기(30)의 정격전류 합을 만족하고, 제 2퓨즈(F2)의 정격전력은 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)의 정격전류 합을 만족하며, 제 3퓨즈(F3)의 정격전력은 직류모터(5)의 정격전류를 만족하는 한편, 제 4퓨즈(F4)의 정격전력은 ABS 경고등(2)의 정격전류를 만족하고, 제 5퓨즈(F5)의 정격전력은 안전 보증용 기계적 릴레이(10)의 여자코일(11)과 전자 제어기(30)의 정격전류 합을 만족하도록 결정된다.
그리고, 각각의 전선(41,42,45,46)은 안전 보증용 기계적 릴레이(10)의 단자에 연결된 전선을 나타내고, 전선(43,47,48)은 ABS 경고등(2)에 연결된 전선을 나타내며, 전선(51,52,53)은 직류모터용 기계적 릴레이(20)의 단자에 연결된 전선을 나타내고, 전선(44)은 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)을 안전 보증용 기계적 릴레이(10)와 직류모터용 기계적 릴레이(20)의 단자에 함께 연결된다.
이 전자 제어기(30)는 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln) 또는 직류모터(5)의 전기적 결함 유무에 따른 진단신호에 따라 "온/오프" 제어신호 및 구동 제어신호를 출력하는 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)와, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)에서 출력되는 구동 제어신호에 따라 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)을 작동 또는 비작동시키는 솔레노이드 밸브 구동회로(32)와, 이 축전지(1)의 전압을 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)와 솔레노이드 밸브 구동회로(32)에서 필요로 하는 전압으로 조정하는 전압조정 회로와, 이 ABS 경고등(2)에 접속되어 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)에서 출력되는 "온/오프" 제어신호에 따라 "온/오프" 동작하는 제 1파워 전계효과 트랜지스터(power MOSFET)(TR1)와, 이 직류모터용 기계적 릴레이(20)의 여자코일(21)에 접속되어 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)에서 출력되는 "온/오프" 제어신호에 따라 "온/오프" 동작하는 제 2파워 전계효과 트랜지스터(TR2)와, 이 안전 보증용 기계적 릴레이(10)의 여자코일(11)에 접속되어 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)에서 출력되는 온/오프 제어신호에 따라 "온/오프" 동작하는 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)로 구성된다.
이렇게 구성된 종래의 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로의 동작을 설명하면, 먼저 차량의 시동을 걸면 점화 스위치(S1)가 닫혀 안전 보증용 기계적 릴레이(10)의 여자코일(11)에 축전지(1)의 전원이 연결된다.
이후, 전자 제어기(30)의 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)에서 출력되는 "하이(High)"의 제어신호에 따라 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)가 "온(on)" 되면, 축전지(1)의 양극단자로부터 제 1퓨즈(F1), 점화 스위치(S1), 제 5퓨즈(F5), 전선(42), 안전 보증용 기계적 릴레이(10)의 여자코일(11), 전선(45), 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3), 접지(G6), 차체, 접지(G1)를 통해 축전지(1)의 음극단자로 전류가 흘러, 여자코일(11)에서 발생된 자력이 전도성 스위치(15)를 동작시켜 접점(12)과 접점(13)이 연결된다.
이에 따라, 축전지(1)의 전원은 제 2퓨즈(F2), 전선(41), 전도성 스위치(15), 전선(44)을 경유하여 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)에 공급된다.
여기서, 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)가 "온"되어 접점(12)과 접점(13)이 연결되면 계기판의 ABS 경고등(2)이 소등되어 ABS 경고표지(3)가 표시되지 않아 운전자는 차륜잠김 방지장치가 정상적으로 동작될 수 있음을 인지하게 된다.
반면에 전자 제어기(30)의 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)에서 출력되는 "로우(Low)"의 제어신호에 따라 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)가 "오프(off)"되는 경우에는 여자코일(11)에 발생된 자장이 소멸되면서 전도성 스위치(15)가 스프링력으로 인해 원래의 위치로 복귀되어 접점(12)과 접점(14)이 연결되므로 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)에 공급되는 축전지(1)의 전원이 차단된다.
이때, 축전지(1)의 양극단자로부터 제1 퓨즈(F1), 점화 스위치(S1), 제4 퓨즈(F4), 전선(47), ABS 경고등(2), 전선(43), 다이오드(19), 전도성 스위치(15), 전선(46), 접지(G2), 차체, 접지(G1)를 통해 축전지(1)의 음극단자로 전류가 흘러서 ABS 경고등(2)이 점등된다.
또한, 전자 제어기(30)가 부착되지 않은 상태로 차량의 시동을 거는 경우에도 여자코일(11)이 자화될 수 없으므로 이 ABS 경고등(2)이 점등된다.
이 ABS 경고등(2)의 점등으로 ABS 경고표지(3)가 밝게 표시되어 운전자는 차륜잠김 방지장치가 동작될 수 없음을 인지하게 된다.
이때, 이 다이오드(19)는 제 2파워 전계효과 트랜지스터(TR2)와 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)가 모두 "온"되었을 때 이 ABS 경고등(2)이 점등되는 것을 방지한다.
한편, 직류모터(5)는 차륜잠김 방지기능이 정상으로 작동할 경우에는 회전하며, 차륜잠김 방지기능이 비정상적으로 작동할 경우에는 회전하지 않는다.
즉, 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)가 "온"되어 전선(44)에 축전지(1)의 전원이 접속되어야만 직류모터용 기계적 릴레이(20)의 여자코일(21)의 한 단에 축전지(1)의 전원이 연결될 수 있게 되는데, 이때 전자 제어기(30)의 제 2파워 전계효과 트랜지스터(TR2)가 "온"되면 축전지(1)의 양극단자로부터 제 2퓨즈(F2), 전선(41), 안전 보증용 기계적 릴레이(10)의 전도성 스위치(15), 여자코일(21), 전선(52), 제 2파워 전계효과 트랜지스터(TR2), 접지(G5), 차체, 접지(G1)를 통해 축전지(1)의 음극단자로 전류가 흘러, 여자코일(21)에서 발생된 자력이 전도성 스위치(25)를 동작시켜 접점(22)과 접점(23)이 연결된다.
이에 따라, 축전지(1)의 전원이 제 3퓨즈(F3), 전선(51), 전도성 스위치(25), 전선(53)을 경유하여 직류모터(5)에 공급되어 직류모터(5)가 회전하게 된다.
반면에 이 제 2파워 전계효과 트랜지스터(TR2)가 "오프"되면 여자코일(21)에 발생된 자장이 소멸되면서 직류모터(5)는 회전하지 않게 된다.
그리고, 이 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)가 "오프"되는 경우에는 제 2파워 전계효과 트랜지스터(TR2)의 "온" 및 "오프"에 상관없이 여자코일(21)에 발생된 자장이 소멸되면서 전도성 스위치(25)가 스프링력으로 인해 원래의 위치로 복귀하여 접점(22)과 접점(24)이 연결되므로 직류모터(5)에 공급되는 전원이 차단되어 직류모터(5)가 회전하지 않게 된다.
전자 제어기(30) 내의 전압조정 회로는 12V의 축전지(1)의 전압을 5V 전압으로 조절하여 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)와 솔레노이드 밸브 구동회로(32)에 공급한다.
이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)는 저단측 스위치로 작용하는 솔레노이드 밸브 구동회로(32)를 경유하여 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)을 작동 및 비작동시키며, 특히 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)의 단선, 개방, 단락 및 누설전류와 같은 전기적 결함을 감시하여 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)의 비정상 상태를 탐지하는 경우에는 솔레노이드 밸브 구동회로(32)를 통하여 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1, L2,..,Ln)을 비작동시킨다.
이러한 솔레노이드 밸브 구동회로(32)의 구동을 도 2에 의해서 보다 상세히 살펴보면, 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)에서 출력되는 제어신호(VDR1,VDR2,...,VDRn)에 의해 파워 전계효과 트랜지스터(MT1,MT2,...,MTn)가 "온" 혹은 " 오프" 상태로 동작되는데, 파워 전계효과 트랜지스터(MT1,MT2,..., MTn)가 "온" 상태로 동작되는 경우에는 각각 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,...,Ln)이 통전되어 솔레노이드 밸브가 작동된다. 즉 파워 전계효과 트랜지스터(MT1,MT2,..., MTn)는 저단측 스위치로 작동한다.
마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)는 제어신호(VDR1,VDR2,...,VDRn) 에 의해 파워 전계효과 트랜지스터(MT1,MT2,...,MTn)가 "온" 상태로 동작되어서 여자코일(L1,L2,...,Ln)이 통전되었을때에는 진단신호(VMN1,VMN2,...,VMNn)를 판독하여 여자코일(L1,l2,...Ln)의 단락을 감시하며, 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,...,Ln)이 차단되었을때에는 진단신호(VMN1,VMN2,...VMNn)를 판독하여 여자코일(L1,L2,...,Ln)의 단선 및 개방을 감시한다.
그 결과 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,...,Ln)에서 전기적 결합을 탐지시에 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)는 파워 전계효과 트랜지스터(MT1,MT2,...,MTn)에 "로우" 상태의 제어신호(VDR1,VDR2,..., VDRn)를 출력하여 여자코일(L1,L2,...,Ln)을 비작동시킨다.
또한, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)는 마이크로 콘트롤러의 오동작을 감시하고, 전선(54)을 통하여 직류모터(5) 코일의 단선 및 단락과 같은 전기적 결함과 작동 상태를 감시하여, 전자 제어기(30)의 비정상 상태를 탐지하는 경우에는 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)를 "오프"시켜 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)에 공급되는 축전지(1)의 전원을 즉시 차단한다.
이때, 이 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)가 "오프"되면 ABS 경고등(2)이 점등되어 운전자는 제동장치가 보통 브레이크로 작용할 수 밖에 없음을 인지하게 된다.
한편, 차량이 정지된 상태에서 차륜잠김 방지장치의 고장을 진단하는 경우에는 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(31)가 제 3파워 전계효과 트랜지스터(TR3)를 "온"시키며, 메모리에 저장된 고장 코드에 따라 제 1파워 전계효과 트랜지스터(TR1)를 "온" 및 "오프"시켜 ABS 경고등(2)을 점멸하여 ABS 경고표지(3)가 고장 코드를 표시하도록 한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로에 있어서, 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)에 축전지(1)의 전원을 공급 또는 차단하기 위하여 안전 보증용 기계적 릴레이(10)를 이용하고, 직류모터(5)를 동작시키기 위하여 직류모터용 기계적 릴레이(20)를 사용함에 따라 다수의 전선이 추가적으로 필요하게 되고, 상기 안전 보증용 기계적 릴레이(10)와 직류모터용 기계적 릴레이(20)를 포함하는 ABS 릴레이(4)의 장착 공간이 요구되게 되는 문제점이 있다.
또한, 솔레노이드 밸브는 전자 제어기(30)의 저단측 스위치에 의하여 작동 및 비작동되므로 두 가지 면에서 불리하다. 첫째는 솔레노이드 밸브의 저단측 전선이 접지전위에 단락되면 솔레노이드 밸브의 여자코일에 과전류가 흘러서 코일의 품질이 떨어지는 결점을 갖는다. 둘째는 솔레노이드 밸브의 작동 및 비작동에 상관없이 고단측 전선이 축전지 전원에 항상 연결되어 있으므로 장기간의 차량 수명에 따른 솔레노이드 밸브의 여자코일의 전기 화학적 부식이 발생되는 결점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 안전 보증용 기계적 릴레이와 직류모터용 기계적 릴레이 대신 파워 솔리드 스테이트 릴레이인 집적회로소자를 사용하여 복잡했던 전기배선을 간단하게 구성하는 동시에 장착 공간을 줄여 생산 원가를 줄일 수 있도록 하고, ABS 경고등을 초소형 리드 릴레이를 이용하여 점등시켜 차륜잠김 방지장치의 정상 동작 유무를 표시할 수 있도록 한 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로를 제공하고자 하는데 그 목적이 있는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 솔레노이드 밸브 구동회로를 집적소자 릴레이로 구성하면서 솔레노이드 밸브 여자코일의 개방 혹은 단락을 진단하여 과전류로 인한 여자코일의 품질저하를 방지하는 한편, 차량 수명에 따른 여자코일의 전기 화학적 부식을 줄일 수 있도록 하는 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로를 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로는, 전자 제어기 내에 포함된 제 1집적소자 릴레이와 제 2집적소자 릴레이의 입력단이 축전지 전원에 연결되고 각 출력단은 솔레노이드 밸브의 여자코일과 직류모터에 연결되어, 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로의 제어신호에 따라 이 제 1집적소자 릴레이와 제 2집적소자 릴레이가 "온"되는 경우에는 솔레노이드 밸브의 여자코일과 직류모터에 축전지의 전원이 각각 공급되면서 직류모터가 회전하고, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로의 제어신호에 따라 이 제 1집적소자 릴레이와 제 2집적소자 릴레이가 "오프"되는 경우에는 솔레노이드 밸브의 여자코일과 직류모터에 공급되는 축전지의 전원이 차단되어 직류모터가 회전동작하지 않으며, 이 제1, 제2 집적소자 릴레이와 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로와 차륜잠김 방지장치가 비정상인 경우 ABS 경고등을 점등하여 ABS 경고표지를 밝게 표시하고, 이 제1, 제 2집적소자 릴레이와 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로와 차륜잠김 방지장치가 정상인 경우 이 ABS 경고등을 소등시켜 ABS 경고표지가 표시되지 않도록 제어하여 운전자가 이를 인식할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
도 1은 종래 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로도.
도 2는 도 1의 솔레노이드 밸브 구동회로의 상세도.
도 3은 본 발명에 의한 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로도.
도 4는 도 3의 솔레노이드 밸브 구동회로의 상세도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 축전지 F1∼F5 : 제 1퓨즈∼제 5퓨즈
S1 : 점화 스위치 2 : ABS 경고등
3 : ABS 경고표지 5 : 직류모터
60 : 초소형 리드 릴레이 66 : 여자코일
67 : 전도성 스위치 70 : 전자 제어기
71 : 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로
72 : 제 1집적소자 릴레이 73 : 제 2집적소자 릴레이
74 : 솔레노이드 밸브 구동회로 75 : 경고등 구동회로
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로도로서, 전자제어 회로 및 그와 관련된 차량의 전기배선 회로를 나타낸다.
이때, 종래와 동일한 구성부분에 대해서는 같은 부호를 사용한다.
본 발명에 의한 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로는, 음극단자가 접지(G1)를 통해 차체에 접지되고, 차량 전기장치의 작동에 필요한 전력을 공급하는 축전지(1)와, 부하에서 단락과 같은 전기적 결함으로 인하여 퓨즈의 정격전류를 초과하는 과전류가 흐를 경우 이 축전지(1)의 전원을 즉시 차단하는 제 1퓨즈∼제 5퓨즈(F1∼F5)와, 이 제 1퓨즈(F1)에 접속된 점화 스위치(S1)와, 유압펌프를 구동하는 직류모터(5)와, 이 전자 제어기(70)의 경고등 구동회로(75)의 구동에 연동되어서 경고등(2)의 점등상태를 결정하는 릴레이(60)와, 계기판에 위치한 ABS 경고표지(3)를 통해 차륜잠김 방지장치의 정상 동작 유무를 표시하는 ABS 경고등(2)과, 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)을 작동 또는 비작동시켜 브레이크 캘리퍼 내의 유압을 조절하여 차륜의 잠김현상을 방지하고 직류모터(5)를 회전 또는 비회전시켜 유압펌프의 구동을 제어하는 전자 제어기(70)로 구성된다.
이 초소형 리드 릴레이(60)의 여자코일 양단에는 축전지(1)와 경고등 구동회로(75)가 각각 접속되고, 경고등(2)에 접속된 전도성 스위치(67)는 여자코일(66)의 여자상태에 따라 접지 혹은 단선상태를 유지하도록 구성되어있다.
그리고, 이 전자 제어기(70)는 집적소자 릴레이(72)(73)와 솔레노이드 밸브 구동회로(74) 그리고 경고등 구동회로(75)를 구동시키기위한 제어신호(예를 들면, 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)의 전기적 결함 유무에 따른 진단신호(SMON)에 따라 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,.., Ln)에 축전지(1)의 전원을 공급 또는 차단하기 위한 제어신호(SDRV)와, 상기 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)을 작동 또는 비작동시키기 위한 구동 제어신호와, 직류모터(5)의 전기적 결함 유무에 따른 진단신호(MMON)에 따라 직류모터(5)를 회전 또는 비회전시키기 위한 제어신호(MDRV)와, ABS 경고등(2)을 구동시키기 위한 제어신호 등을 말한다)를 출력하는 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)와, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에서 출력되는 제어신호(SDRV)에 따라 이 축전지(1)의 전원을 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)에 공급 또는 차단하고, 자체 진단작용을 통해 전기적 결함을 탐지하는 경우 진단신호(SMON)를 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)로 출력하는 제 1집적소자 릴레이(72)와, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에서 출력되는 제어신호(MDRV)에 따라 상기 축전지(1)의 전원을 직류모터(5)에 공급 또는 차단하고, 자체 진단작용을 통해 전기적 결함을 탐지하는 경우 진단신호(MMON)를 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)로 출력하는 제 2집적소자 릴레이(73)와, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에서 출력되는 구동 제어신호에 따라 이 제 1집적소자 릴레이(72)에 의해 공급 또는 차단되는 축전지(1)의 전원을 입력하여 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)을 작동 또는 비작동시키고, 진단작용을 통해 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)의 전기적 결함을 탐지하는 경우 진단신호를 상기 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)로 출력하는 솔레노이드 밸브 구동회로(74)와, 도면에는 미도시되었으나, 이 축전지(1)의 전압을 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)와 솔레노이드 밸브 구동회로(74) 및 경고등 구동회로(75)에서 필요로 하는 전압으로 조정하는 전압조정 회로와, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에서 출력되는 제어신호에 따라 ABS 경고등(2)을 구동시키는 경고등 구동회로(75)로 구성된다.
이 제 1집적소자 릴레이(72)는 종래 안전 보증용 기계적 릴레이로 작용하며, 제 2집적소자 릴레이(73)는 직류모터용 기계적 릴레이로 작용한다.
이 제 2퓨즈(F2)와 제 3퓨즈(F3)의 정격전력은 각각 직류모터(5)와 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,...Ln)의 정격전류를 만족하고, 제 4퓨즈(F4)의 정격전력은 ABS 경고등(2)의 정격전류를 만족하는 한편, 제 5퓨즈(F5)의 정격전력은 초소형 리드 릴레이(60)의 정격전류를 만족하도록 결정된다.
도 4는 솔레노이드 밸브 구동회로(74)의 상세회로도로서, 이 솔레노이드 구동회로(74)는 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)의 제어신호(RDRV1,RDRV2, ...RDRVn)를 인가받아 작동되어서 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,...,Ln)에 공급되는 구동전원을 단속하는 다수개의 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)로 이루어져 있으며, 이 솔레노이드 구동회로(74)의 각 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)는 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)의 "오프" 동작 혹은 "온" 동작시 여자코일(L1,L2,...Ln)의 개방 혹은 단락상태를 진단하고, 이에 대응하는 "로우" 혹은 "하이" 레벨의 진단신호(RMON1, RMON2,...RMONn)를 생성하여 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에 공급하도록 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 차량을 시동하면 점화 스위치(S1)가 닫히고 초소형 리드 릴레이(60)의 여자 코일(66)이 자화되지 않았을 때에는 단자(62)와 단자(64)가 연결되므로 축전지(1)의 양극단자로부터 퓨즈((F1), 점화 스위치(S1), 퓨즈(F4), 초소형 리드 릴레이(60)의 단자(62), 단자(64), 접지(G7), 차체, 접지(G1)에서 축전지(1)의 음극단자로 전류가 흘러서 경고등(2)이 점등된다.
그러므로 전자제어기(70)가 부착되지 않은 상태로 차량을 시동하면, 여자 코일(66)이 자화될 수 없으므로 경고등(2)이 점등된다.
계기판의 경고등(2)이 점등되면, ABS 경고표지(3)가 밝게 표시되어서 운전자는 차륜잠김 방지장치가 동작될 수 없음을 인지한다.
차량이 시동된 후에 차륜 잠김 방지장치 및 전자제어기(70)에 결함이 없을 때 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에 의해서 파워 전계효과 트랜지스터(TR4)가 "온" 되고, 초소형 리드 릴레이(60)의 여자 코일(66)이 자화되어서 전도성 스위치(67)가 단자(62)와 단자(65)를 연결하므로 경고등(2)이 소등된다. 따라서 ABS 경고표지(3)가 표시되지 않아서 운전자는 차륜잠김 방지장치가 정상적으로 동작될 수 있음을 인지한다.
안전 보증용 집적 소자 릴레이(72)와 직류모터용 집적소자 릴레이(73)는 입력단자(VDD)에 축전지(1) 전원이 접속되어 다음과 같이 동작한다.
입력단자(IN)가 "하이" 일때에는 출력단자(OUT)가 "온" 되어 입력단자(VDD)에 입력되는 축전지(1)의 전압이 그대로 출력단자(OUT)로 출력된다. 반대로 입력단자(IN)가 "로우" 일때에는 출력단자(OUT)도 "오프" 상태가 된다. 개방 드레인 출력단자(MON)를 통한 진단결과 릴레이 집적소자가 정상 작동중일때에는 출력단자(MON)의 출력전압신호(SMON)(MMON)가 "하이" 상태가 된다. 그렇지만, 입력단자(VDD)에 입력되는 축전지(1) 전압이 저전압 혹은 고전압인 결함조건을 나타내거나, 출력단자(OUT)에 연결된 부하가 단락되어 과전류가 흘러서 릴레이 집적소자가 고온상태로 되거나, 출력단자(OUT)에 연결된 부하가 개방되었을때와 같은 결함조건을 탐지시에는 입력단자(IN)이 입력신호에 상관없이 출력단자(OUT)가 "오프" 되며, 동시에 진단신호(SMOM)(MMON)가 "로우" 상태로 된다. 이때 저항(R1)과 저항(R2)은 일반적으로 5V인 전원(VCC)을 개방 드레인 출력단자(M0N)에 연결한다.
차량이 시동된 후에 차륜잠김 방지장치 및 전자 제어기(70)에 결함이 없을때 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)는 안전 보증용 집적소자 릴레이(72)의 입력단자(IN)로 출력되는 제어신호(SDRV)를 "하이" 상태로 출력하여 안전 보증용 집적소자 릴레이(72)를 "온" 시킨다. 그러면, 축전지(1)의 전원이 퓨즈(F2), 안전 보증용 집적소자 릴레이(72)를 통해서 솔레노이드 밸브 구동회로(74)에 구동전원(SPWR)으로 공급된다.
차륜잠김 방지기능이 정상 작동중에 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)는 직류모터용 집적소자 릴레이(73)의 입력단자(IN)에 "하이" 상태의 제어신호(MDRV)를 출력하여 직류모터용 집적소자 릴레이(73)를 "온" 시킨다. 그러면, 축전지(1)의 전원이 퓨즈(F3), 직류모터용 집적소자 릴레이(73)를 통해 직류모터(5)에 구동전원(MPWR)으로 공급되므로 직류모터(5)가 회전한다.
차륜잠김 방지장치가 비작동중에는 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)가 "로우" 상태의 제어신호(MDRV)를 직류 모터용 집적소자 릴레이(73)에 공급하여 직류모터용 집적소자 릴레이(73)가 "오프" 되므로 제동장치는 보통 브레이크로 작동된다.
마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)는 안전 보증용 집적소자 릴레이(72)에서 공급되는 진단신호(SMON)를 인가받아 솔레노이드 밸브 구동회로(74)의 결함상태를 감시하며, 직류모터용 집적소자 릴레이(73)에서 공급되는 진단신호(MMON)를 인가받아 직류모터(5) 코일의 단선이나 단락과 같은 전기적 결함을 감시하는 한편, 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)의 오동작을 감시한 결과, 차륜잠김 방지장치가 비정상상태로 탐지되면, 안전 보증용 집적소자 릴레이(72)에 "로우" 상태의 제어신호(SDRV)를 출력한다. 그러므로 솔레노이드 밸브 구동회로(74)에 공급되는 축전지(1) 전원이 즉시 차단된다.
마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)는 제어신호(SDRV)를 "로우" 상태로 출력할 때 제어신호(MDRV)도 함께 "로우" 상태로 출력하여 직류모터(5)가 동작되지 않으며, 파워 전계효과 트랜지스터(TR4)를 "오프" 시켜 경고등(2)이 점등되므로 운전자는 제동장치가 보통 브레이크로 작용할 수 밖에 없음을 인지한다.
차량이 정지된 상태에서 차륜잠김 방지장치의 고장을 진단시에 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)는 메모리에 저장된 고장코드에 따라 파워 전계효과 트랜지스터(TR4)를 "온" 혹은 "오프" 상태로 작동시켜 경고등(2)을 점멸하여 ABS 경고표지(3)가 고장코드를 표시하도록 한다.
여기서, 솔레노이드 밸브 구동회로(74)의 작동상태를 도 4에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
고단측 스위치로 작용하는 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)는 그 기능이 안전 보증용 집적소자 릴레이(72) 혹은 직류모터용 집적소자 릴레이(73)와 유사하며, 부가적으로 "오프" 상태에서 출력단자(OUT)에 연결된 부하의 개방상태를 탐지할 수 있다. 여기서, 저항(R1,R2,R3,...,Rn)은 부하의 개방상태를 탐지하는데 필요로 하는 저항요소로서, 그 저항치가 부하로 작용하는 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)의 저항치보다 훨씬 크다.
마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)가 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)을 작동시키기위해서 각각의 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)에 "하이" 상태의 제어신호(RDRV1, RDRV2, RDRV3,...,RDRVn)를 출력하면, 축전지(1)에서 공급되는 구동전원(SPWR)이 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)를 경유하여 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)에 공급되므로, 솔레노이드 밸브가 작동된다.
마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)가 각각의 집적소자 릴레이(91) (92)(93)(94)에 "로우" 상태의 제어신호(RDRV1, RDRV2, RDRV3,...RDRVn)를 출력하면, 각각의 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)에 구동전원(SPWR)이 공급되지 않으므로 솔레노이드 밸브가 작동되지 않는다. 여기서, 커패시터(C1,C2,C3, ...,Cn)는 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)가 "오프" 상태로 될 때 단자(VDD)에 발생할 수 있는 과전압을 극복하는 역할을 한다.
집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)가 "오프" 상태일 때에는 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)의 개방 혹은 단선상태를 감시하며, 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)의 저단측이 축전지(1) 전위로 단락된 결함도 감시한다. 즉, 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)이 개방상태이거나 혹은 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)의 저단측이 축전지(1) 전위로 단락되면, 출력단자(DGN)가 "로우" 상태로 되고, 정상이면 출력단자(DGN)이 " 하이" 상태로 된다.
반면에 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)가 "온" 되었을 때에는 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)의 단락으로 인한 과전류를 감시한다. 즉, 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)이 단락이면, 출력단자(OUT)가 "오프" 됨과 동시에 출력단자(DGN)는 "로우" 상태로 되지만, 정상이면 출력단자(DGN)가 "하이" 상태로 된다.
따라서, 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)는 진단신호(RMON1,RMON2,RMON3,...,RMONn)에 의해 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,... ,Ln)의 개방 및 단락과 같은 전기적 결함을 탐지하며, 그 결과에 따라 "로우" 상태의 제어신호(RDRV1,RDRV2, RDRV3,...,RDRVn)를 생성하여 각각의 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)에 출력하므로 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,L3,...,Ln)이 비작동된다. 그러므로 제동장치는 보통 브레이크로 작용한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 안전 보증용 기계적 릴레이와 직류모터용 기계적 릴레이 대신 전자 제어기 내에 포함되는 집적소자 릴레이를 사용함에 따라 전기 배선이 간단해지는 동시에 부품의 장착 공간이 절약될 뿐만 아니라 생산 원가가 저렴해지는 효과가 있다.
또한, 경고등의 소등으로 운전자가 차륜잠김 방지장치의 정상 동작을 확인할 수 있음은 물론 전선이 단선되는 등 차륜잠김 방지장치에 전기적 결함이 발생하는 경우 경고등의 점등으로 ABS 경고표지가 표시되지 않아 운전자가 차륜잠김 방지장치의 비정상 동작을 용이하게 확인할 수 있게 되는 효과가 있다.
그리고 솔레노이드 밸브 구동회로가 집적소자 릴레이로 구성되어서 솔레노이드 밸브의 여자코일에 과전류가 흐르는 것을 차단하여 솔레노이드 밸브의 여자코일의 품질저하를 피할 수 있으며, 장기간의 수명에 따른 솔레노이드 밸브의 여자코일의 전기 화학적 부식을 방지할 수 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)을 작동 또는 비작동시켜 브레이크 캘리퍼 내의 유압을 조절하여 차륜의 잠김현상을 방지하고, 직류모터(5)를 회전 또는 비회전시켜 유압 펌프의 구동을 제어하는 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로에 있어서,
    이 집적소자 릴레이(72)(73)와 솔레노이드 밸브 구동회로(74) 그리고 경고등 구동회로(75)에 각각 제어신호를 출력하게 되는 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)와, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에서 출력되는 제어신호(SDRV)에 따라 이 축전지(1)의 전원을 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)에 공급 또는 차단하고, 자체 진단작용을 통해 전기적 결함을 탐지하는 경우 진단신호(SMON)를 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)로 출력하는 제 1집적소자 릴레이(72)와, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에서 출력되는 제어신호(MDRV)에 따라 이 축전지(1)의 전원을 직류모터(5)에 공급 또는 차단하고, 자체 진단작용을 통해 전기적 결함을 탐지하는 경우 진단신호(MMON)를 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)로 출력하는 제2 집적소자 릴레이(73)와, 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에서 출력되는 구동 제어신호에 따라 이 제 1집적소자 릴레이(72)에 의해 공급 또는 차단되는 축전지(1)의 전원을 입력하여 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)을 작동 또는 비작동시키고, 진단작용을 통해 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,..,Ln)의 전기적 결함을 탐지하는 경우 진단신호를 이 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)로 출력하는 솔레노이드 밸브 구동회로(74)와, 상기 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로에서 출력되는 제어신호에 따라 ABS 경고등을 구동시키는 ABS 경고등 구동회로(75)로 이루어지는 전자 제어기(70)와;
    이 전자 제어기(70)의 경고등 구동회로(75)의 구동에 연동되어서 경고등(2)의 점등상태를 결정하는 릴레이(60);
    이 릴레이(60)에 의해 점등되어서 차륜잠김 방지장치의 동작 유무를 계기판의 ABS 경고표지(3)를 통해 표시하는 ABS 경고등(2)을 포함하여 구성되어짐을 특징으로 하는 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로.
  2. 제 1항에 있어서, 이 솔레노이드 구동회로(74)는 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)의 제어신호(RDRV1, RDRV2,...,RDRVn)를 인가받아 작동되어서 솔레노이드 밸브의 여자코일(L1,L2,...,Ln)에 공급되는 구동전원을 단속하는 다수개의 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)로 이루어짐을 특징으로 하는 차륜잠김 방지장치의 전자제어 회로.
  3. 제 2항에 있어서, 이 솔레노이드 구동회로(74)의 각 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)는 집적소자 릴레이(91)(92)(93)(94)의 "오프" 동작 혹은 "온" 동작시 여자코일(L1,L2,...Ln)의 개방 혹은 단락상태를 진단하고, 이에 대응하는 "로우" 혹은 "하이" 레벨의 진단신호(RMON1, RMON2,...RMONn)를 생성하여 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에 공급하도록 이루어짐을 특징으로 하는 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로.
  4. 제 1항에 있어서, 이 경고등 구동회로(75)는 파워 전계효과 트랜지스터(TR4)로 구성되어서 차륜잠김 방지장치의 고장 진단시 마이크로 콘트롤러 및 인터페이스 회로(71)에서 출력되는 고장코드에 의해 작동되어짐을 특징으로 하는 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로.
  5. 제 1항에 있어서, 이 릴레이(60)의 여자코일 양단에는 축전지(1)와 경고등 구동회로(75)가 각각 접속되고, 경고등(2)에 접속된 전도성 스위치(67)는 여자코일(66)의 여자상태에 따라 접지 혹은 단선상태를 유지하도록 구성되어짐을 특징으로 하는 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로.
  6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 경고등(2)의 점등을 결정하는 릴레이(60)가 초소형 리드 릴레이로 이루어짐을 특징으로 하는 차륜잠김 방지장치의 전자 제어회로.
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