KR100313806B1 - 배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기 브레이크의 전류 비례 제어시스템 및 제어방법을 제공하는 것으로, 상기 제어방법은, 배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템에서 배기 브레이크가 작동하면 전류 맵도에서 각 디지털 데이터에 해당되는 제어전류를 선택하는 제1 단계와, 상기 디지털 데이터에 따른 제어전류를 아날로그 신호로 변환하는 제2 단계와, 상기 변환된 제어전류가 설정된 목표전류와 동일한지 여부를 판별하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서 제어전류가 목표전류와 동일할 경우, 설정된 시간 동안 상기 제어전류에 의한 배기 브레이크 솔레노이드 밸브 제어를 유지한 후, 목표전류를 수정하여 최종 목표전류로 접근되도록 하는 제4 단계와, 상기 목표전류 수정후 최종 목표전류를 경과하는지 여부에 따라 전류제어 완료여부를 판정하는 제5 단계와, 상기 제5 단계에서 전류제어가 완료된 것으로 판정되면, 배기 브레이크 솔레노이드 밸브에 대한 전류제어를 해제하는 제6 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템 및 제어 방법{AN CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD OF EXHAUST BRAKE PROPORTIONING TO CURRENT}

본 발명은 배기 브레이크 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 배기 브레이크 작동시 차량의 충격을 방지하기 위하여 배기 브레이크 실린더의 개도를 전자 제어 장치(이하 ECU라 칭함)의 전류량에 비례하여 제어하기 위한 배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 배기 브레이크는 일반적으로 4사이클 디이젤 기관을 사용하는 대형차에서 사용되며, 푸트 브레이크(Foot Brake)를 보조하는 것으로 비탈길을 내려갈 때 사용하는 외에 고속 주행할 때의 감속용으로 사용한다.

이는 엔진의 배기관 도중에 설치된 밸브를 닫으면 배기 행정에서 배출 가스가 나오기 어렵게 되어 엔진의 회전이 방해받는 효과를 브레이크로 이용하는 것이다.

한편, 종래의 배기 브레이크 제어는 온/오프 제어를 함으로써 엔진 실린더 내부에 배기 가스가 급격히 증가 또는 감소함으로써 차량에서 상당한 충격 현상이 발생한다. 또한 현재 상용차에서 발생되는 공기 압력은 고압을 유지하고 있기 때문에 차량 충격을 방지할 수 없고, 배기 브레이크의 제동 성능과 상품성을 동시에 만족하기 어렵다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 배기 브레이크 작동시 차량의 충격을 방지하기 위하여 배기 브레이크 실린더의 개도를 ECU의 전류량에 비례하여 제어하기 위한 배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템의 구성도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 배기 브레이크의 전류 비례 제어방법의 순서도이다.

도3은 ECU내 마이콤의 디지털 데이터와 전류의 맵(map)도이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 배기 브레이크 제어 시스템은 배기 브레이크 스위치, 클러치 스위치, 엔진 회전수 센서, 악셀 페달 센서, 차속 센서, 냉각 수온 센서, ECU, 배기 브레이크 솔레노이드 밸브와 지시등으로 구성된다.배기 브레이크 스위치는 온 상태에서 악셀레이팅 페달을 놓으면 유압이 가해짐과 동시에 차단 밸브가 닫히게 되어 배압이 형성되고, 악셀레이팅 페달을 밟으면 유압이 방출되어 차단 밸브가 열리게 되어 배압이 해제된다.

클러치 스위치는 악셀레이팅 페달을 놓은 상태에서는 회로가 닫히고, 악셀레이팅 페달을 밟으면 회로가 열리도록 작용한다.

엔진 회전수 센서는 엔진의 회전수에 따라 연료의 공급량을 제어한다.

악셀 페달 센서는 악셀레이터 개도에 따라 출력 전압이 선형적으로 증가하며, 연료량 및 연료 분사 시기를 제어한다.

차속 센서는 변속기 출력 속도의 회전수에 비례하여 변하는 펄스 신호를 발생시킨다.

냉각 수온 센서는 출력 전압으로 엔진의 냉온 상태를 판정하여 엔진이 냉간 상태일 때 연료량을 적절히 증가시켜주는 역할을 한다.

ECU는 배기 브레이크 스위치, 클러치 스위치, 엔진 회전수 센서와 악셀 페달 센서의 출력을 인가 받아 수동적으로 기능을 설정하거나 해제하고, 배기 브레이크 비례 전류를 제어하며, 차속 센서와 냉각 수온 센서의 출력을 인가 받아 자동으로 크루즈(Cruise) 제어, 즉 정속 주행 제어, 속도 제한, 냉시동과 작동 표시 기능을 제어한다.

배기 브레이크 솔레노이드 밸브는 배기 스위치가 온 될 경우 유압이 공급되어 닫힘으로 배기 브레이크를 작동시키고, 배기 스위치가 오프 될 경우 유압이 방출되어 자동적으로 열린다.

지시등은 배기 브레이크 스위치가 온 되면 켜지고, 오프되면 꺼진다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 전류량에 비례하는 배기 브레이크 제어 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배기 브레이크 제어 시스템은 배기 브레이크 스위치(100), 클러치 스위치(200), 엔진 회전수 센서(300), 악셀 페달 센서(400), 차속 센서(500), 냉각 수온 센서(600), ECU(700), 배기 브레이크 솔레노이드 밸브(800)와 지시등(900)을 포함하고, ECU(700)는 수동 제어부(710)와 자동 제어부(720)로 되어 있다.

배기 브레이크는 감속 브레이크로서 배기 행정을 할 때 배기 다기관과 배기관의 차단 밸브 사이의 체적 내에서 발생되는 배압을 이용하여 제동력이 발생된다. 즉, 배기 브레이크 스위치(100)를 넣으면, 지시등(900)이 켜짐과 동시에 클러치 스위치(200)를 거쳐 전류가 ECU(700)로 공급되어 배기 브레이크 솔레노이드 밸브(800)를 닫아 배기 브레이크가 작동하게 된다.

또한, 배기 브레이크 스위치(100)를 끄면, 지시등(900)이 꺼짐과 동시에 전류가 끊기므로 유압이 방출되어 배기 브레이크 솔레노이드 밸브(800)는 자동적으로 열린다.

한편, 클러치 스위치(200)는 악셀 페달을 놓은 상태에서는 회로가 닫히고, 악셀 페달을 밟으면 회로가 열리도록 작용한다. 따라서 배기 브레이크가 작동하고 있을 때는 가속이나 변속하기 위하여 가속 페달이나 클러치 페달을 밟으면 클러치 스위치(200)가 열려 ECU(700)로 가는 회로가 끊겨 배기 브레이크가 자동적으로 개방된다. 또한, 변속이나 가속 조작이 끝나고 가속 페달 및 클러치 페달을 놓으면 배기 브레이크는 다시 작용하게 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 ECU 전류량에 비례하여 배기 브레이크 실린더 개도를 제어하는 방법을 상세히 설명한다.

도3은 ECU내 마이콤의 디지털 데이터와 전류의 맵(map)도이다.

도3에서 가로축은 ECU내 마이콤의 디지털 데이터를 나타내고, 세로축은 각 디지털 데이터에 해당되는 전류를 나타낸다. 예를 들어, 마이콤의 디지털 데이터가 '35'일 때 전류는 0.2A이고, 마이콤의 디지털 데이터가 '255'일 때 전류는 0.8A이다.

먼저, 도2에서와 같이, 배기 브레이크가 작동하면(S100), 전류 맵(map)도에서 각 디지털 데이터에 해당되는 전류를 선택한다(S200). 그다음, 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환하고(S300), 제어 전류가 목표 전류와 동일한지 판별한다(S400).

상기 단계 S400에서 제어 전류가 목표 전류와 동일할 경우, 미리 설정된 대기시간 동안 배기 브레이크 솔레노이드 밸브로 인가되는 전류를 상기 제어전류로 유지한 후(S500), 최종 목표전류쪽으로 접근하도록 목표전류를 수정한다(S600).즉, 상기 단계 S600에서 목표전류를 최종 목표전류쪽으로 단계적으로 수정하여 배기 브레이크 솔레노이드 밸브의 전류제어를 수행하는 것이다.그래서 단계적으로 수정되는 목표전류가 최종 목표전류에 도달되는지 여부로 전류제어의 완료여부가 결정된다. 이에 따라 전류제어의 완료 여부를 판정한다(S700).단계 S700에서 전류제어가 완료되지 않은 경우에는 단계 S400으로 복귀하여 수정된 목표전류에 따른 전류제어를 지속한다.이와는 달리, 단계 S700에서 전류제어가 완료된 것으로 판정되면 전류제어를 해제한다(S800).한편, 상기 단계 S400에서 제어전류가 목표전류보다 많은 경우에는 전류를 축소시키고(S410), 제어전류가 목표전류보다 적은 경우에는 전류를 증가시킨 후(S420), 단계 S200으로 복귀하여 전류 맵도에서 해당되는 전류를 선택하여 이하 동작을 반복한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템 및 제어방법은, 배기 브레이크의 성능을 향상시킴으로 차량의 충격을 방지하고, 겨울철 냉시동을 향상시키며, 배기 브레이크의 점진적인 제어로 화이트(White) 및 블랙(Black) 스모크를 현저하게 감소시킨다. 또한, 종래의 공기 제어 시스템을 유압 제어 시스템으로 전환함으로써 공기의 누출을 방지하고, 차량의 하중을 감소시킨다.

Claims (9)

1. (정정) 악셀레이팅 페달을 놓으면 유압이 가해짐과 동시에 차단 밸브가 닫히게 되어 배압이 형성되고, 상기 악셀레이팅 페달을 밟으면 유압이 방출되어 상기 차단 밸브가 열려 배압이 해제되어 배기 브레이크의 온/오프 작동여부를 제어하는 배기 브레이크 스위치와;

   상기 악셀레이팅 페달을 놓은 상태에서는 스위칭 회로가 닫히고, 상기 악셀레이팅 페달을 밟으면 스위칭 회로가 열리도록 작용하여 스위칭 상태에 따라 클러치를 개폐제어하는 클러치 스위치와;

   엔진 회전수에 따라 연료 공급량이 제어될 수 있도록 엔진의 회전수를 검출하여 출력하는 엔진 회전수 센서와;

   연료량 및 연료 분사 시기를 제어시 요구되는 악셀레이터 개도 정도를 검출하기 위하여 악셀레이터 개도에 따라 선형적으로 증가되는 전압을 출력하는 악셀 페달 센서와;

   변속기 출력축 회전수에 비례하여 변하는 펄스 신호를 발생시키는 차속 센서와;

   엔진의 냉각수의 냉온 상태를 지시하는 전압을 출력하여 엔진이 냉간 상태일 때 연료량을 적절히 증가시켜 줄수 있도록 하는 냉각 수온 센서와;

   수동제어모드에서 운전자의 선택적인 조작에 연동하여 작동하는 상기 배기 브레이크 스위치와, 클러치 스위치와, 엔진 회전수 센서 및 악셀 페달 센서의 출력을 각각 인가받아 배기 브레이크의 제어를 위한 비례전류를 출력함으로써 운전자의 선택에 따라 배기 브레이크 솔레노이드 밸브의 개폐제어가 이루어지도록 하며, 자동제어모드에서 상기 차속 센서와 냉각 수온 센서의 출력을 인가 받아 설정된 맵에 따라 차량의 정속주행, 차속제한, 냉시동과 지시등의 점등여부를 제어하는 ECU와;

   상기 배기 브레이크 스위치가 온 될 경우에는 배기 브레이크로 작동유압을 공급하여 상기 배기 브레이크를 작동시키고, 상기 배기 브레이크 스위치가 오프 될 경우에는 배기 브레이크의 유압을 방출시켜 상기 배기 브레이크의 작동을 중단시키는 배기 브레이크 솔레노이드 밸브와;

   상기 배기 브레이크 스위치의 온/오프 상태를 지시하기 위한 지시등을 포함하는 배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템.
2. (삭제)
3. (삭제)
4. 제 1항에 있어서,

   상기 배기 브레이크 스위치는

   압축 공기가 가해지고 방출되는 대신 유압을 이용하는 것을 특징으로 하는

   배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템.
5. (정정) 제 1항 또는 제4항에 있어서, 상기 배기 브레이크는,

   상기 배기 브레이크 실린더의 개도를 상기 ECU의 전류량에 비례하여 제어하는 것을 특징으로 하는 배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템.
6. (정정) 배기 브레이크의 전류 비례 제어 시스템에서 배기 브레이크가 작동하면 전류 맵도에서 각 디지털 데이터에 해당되는 제어전류를 선택하는 제1 단계와;

   상기 디지털 데이터에 따른 제어전류를 아날로그 신호로 변환하는 제2 단계와;

   상기 아날로그 변환된 제어전류가 설정된 목표전류와 동일한지 여부를 판별하는 제3 단계와;

   상기 제3 단계에서 제어전류가 목표전류와 동일할 경우, 설정된 시간 동안 상기 제어전류에 의한 배기 브레이크 솔레노이드 밸브 제어를 유지한 후, 목표전류를 수정하여 최종 목표전류로 접근되도록 하는 제4 단계와;

   상기 목표전류 수정후 최종 목표전류를 경과하는지 여부에 따라 전류제어 완료여부를 판정하는 제5 단계와;

   상기 제5 단계에서 전류제어가 완료된 것으로 판정되면, 배기 브레이크 솔레노이드 밸브에 대한 전류제어를 해제하는 제6 단계를 포함하는 배기 브레이크의 전류 비례 제어 방법.
7. (정정) 제 6항에 있어서,

   상기 제3 단계에서 상기 제어 전류가 상기 목표 전류보다 많은 경우, 상기 제어전류를 축소시킨 후 상기 제1 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 배기 브레이크의 전류 비례 제어 방법.
8. (정정) 제 6항에 있어서,

   상기 제3 단계에서 상기 제어 전류가 상기 목표 전류보다 적은 경우, 제어전류를 증가시킨 후 상기 제1 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 배기 브레이크의 전류 비례 제어 방법.
9. (정정) 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제5 단계에서 상기 전류 제어가 완료되지 않았다면, 다시 상기 제3 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 배기 브레이크의 전류 비례 제어 방법.