KR100405560B1 - 차량의 경사로 슬립방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 경사로 슬립방지 시스템에 관한 것으로, 경사로에서 한쪽이나 양쪽에서 차륜의 슬립이 발생되거나 또는 동일한 차륜의 슬립이 일어나더라도 측정된 차량의 경사 값을 차륜의 슬립제어 값에 반영하여스로틀밸브의 닫힘을 최대로 하지 않고 엔진의 구동력을 어느 정도 유지시켜 슬립을 벗어날 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜을 제동시키는 브레이크시스템의 유압을 콘트롤러(13)를 통해 제어하여 슬립 차륜(W)의 브레이크 제동 토오크를 제어하는 브레이크연동 TCS(10)와, 차륜(W)의 슬립 시 가속페달(21)의 조작에 따라 개·폐되는 스로틀밸브의 개폐각을 콘트롤러(22)를 통해 조절하여 엔진의 출력을 제어하는 엔진스로틀연동 TCS(20) 및 스피드센서(S)를 통해 측정되는 차륜(W)의 회전수와 차량에 설치된 경사센서(40)를 통해 측정되는 도로의 경사 값을 기준으로 상기 TCS(20,30)의 각 콘트롤러(13,22)의 작동을 제어하는 ECU(30)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 경사로 슬립방지 시스템{Traction control system in vehicle}

본 발명은 차량의 경사로 슬립방지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경사길에서 출발 시 슬립을 방지할 수 있도록 된 차량의 경사로 슬립방지 시스템에관한 것이다.

일반적으로 회전되는 차륜과 도로의 접촉에 따른 마찰력을 매개로 주행하는 차량은 그 특성상, 주행 시 도로의 상태에 의해 노면과 타이어 사이의 마찰력이 약해지는 슬립(Slip)이 발생되고 이에 따라, 이러한 슬립을 방지하기 위해 TCS라 불리는 슬립방지시스템(Traction Control System)을 적용하게 된다.

이러한 TCS는 그 방법에 따라 크게 브레이크연동방식과 엔진스로틀연동방식으로 분류되는데 이중, 브레이크연동방식은 평지 또는 경사로에서 출발 시 한 쪽 차륜에서 슬립이 발생되면 브레이크를 작동시키도록 된 것인 반면, 엔진스로틀연동방식은 평지 또는 경사로에서 출발 시 슬립이 발생되면 스로틀밸브를 닫아 주도록 된 것이다.

여기서, 상기 브레이크연동 TCS(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 각 차륜(W)에 설치된 스피드센서(S)의 신호를 받아 처리하는 ECU(30)와 연계하여 브레이크페달(11)의 조작력을 배력하는 마스터실린더(12)에서 발생된 유압을 제어하여 각 차륜(W)의 브레이크 제동 토오크를 제어하는 콘트롤러(13)로 이루어지게 된다.

즉, 상기 브레이크연동 TCS(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 차륜(W)중 슬립이 발생되어 마찰력이 적은 차륜(W)의 브레이크 토오크(Torque)를 제어하여 슬립이 발생되지 않는 마찰력이 큰 차륜(W)의 구동력을 이용하여 차량을 출발시키도록 된 것이다.

그러나, 이와 같은 브레이크연동 TCS(10)는 상대적으로 슬립이 적게 일어나는 차륜(W)의 구동력을 이용하여 차량을 출발하게 되므로 만약, 차륜(W)이 동시에슬립을 발생하는 경우에나 또는 경사로에서 출발 시 슬립이 발생되면 그 슬립을 감지하여 브레이크를 작동시키므로 차량을 전혀 출발시키지 못하게 되는 단점이 있게 된다.

물론, 이와 같은 상황에서 운전석에 구비된 TCS 작동 스위치를 오프(Off)시켜 브레이크를 조작시키지 않고 일반적인 방법으로 미끄러지면서 출발을 할 수 있지만 대개의 운전자가 상기 TCS 작동 스위치를 오프시키지 않는 경우가 빈번한 문제가 있게됨은 물론이다.

한편, 엔진스로틀연동 TCS(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 각 차륜(W)에 설치된 스피드센서(S)의 신호를 받아 처리하는 ECU(30)와 연계하여 가속페달(21)의 조작에 따라 엔진으로 유입되는 흡입공기량을 조절하는 스로틀밸브의 개폐각을 제어하여 각 차륜(W)의 슬립을 제어하는 콘트롤러(22)로 이루어지게 된다.

즉, 상기 엔진스로틀연동 TCS(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 ECU(30)를 통해 차륜(W)중 슬립이 일어난 상황을 인식하면 콘트롤러(22)가 가속페달을 밟더라도 가속페달과는 반대로 스로틀밸브를 최대한 닫아 엔진의 구동력을 저하시키면서 슬립을 줄여 차량을 출발시키도록 된 것이다.

그러나, 이와 같은 브레이크연동 방식이나 엔진스로틀연동 방식은 모두 특수한 상황 즉, 언덕길에서 차륜(W)의 슬립이 발생되는 경우나 또는 평지에서라도 도 3에 도시된 바와 같이 양 쪽 차륜(W)에 모두 슬립이 발생되는 경우에는 브레이크를 작동하거나 또는 스로틀밸브를 닫아버리게 되므로 차량을 출발시키기 위한 동작을전혀 할 수 없게 되는 문제가 있게 된다.

이와 같은 현상은 특히, 엔진스로틀연동 TCS(20)의 경우에 심한데 즉, 경사로에서 등판 시 구동되는 차륜(W)이 모두 슬립 되면 상기 엔진스로틀연동 TCS(20)의 작동을 차단하지 않은 상태에서 등판하기 위해 가속페달(21)을 밟더라도 콘트롤러(22)가 스로틀밸브를 최대한 닫아주게 되므로 경사에 의해 차량 후방으로 작용하는 중력에 의한 구배 저항 때문에 등판이 사실상 불가능하게 되는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 경사로에서 한쪽이나 양쪽에서 차륜의 슬립이 발생되거나 또는 동일한 차륜의 슬립이 일어나더라도 측정된 차량의 경사 값을 차륜의 슬립제어 값에 반영하여 브레이크의 제동과 스로틀밸브의 닫힘을 최대로 하지 않고 엔진의 구동력을 어느 정도 유지시켜 슬립을 벗어날 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 페달의 조작에 의해 발생되는 유압을 콘트롤러를 통해 제어하여 슬립 되는 차륜의 브레이크 제동 토오크를 제어하는 브레이크연동 TCS와, 구동 차륜의 동시 슬립 시 가속페달의 조작에 따라 개페되는 스로틀밸브의 개폐각을 콘트롤러를 통해 조절하여 엔진의 출력을 제어하는 엔진스로틀연동 TCS 및 스피드센서를 통해 측정되는 차륜의 회전수와 차량에 설치된 경사센서를 통해 측정되는 도로의 경사 값을 기준으로 상기 TCS의 각 콘트롤러의 작동을 제어하는 ECU로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 경사로 슬립방지 시스템의 구성도

도 2는 한쪽 차륜에 슬립이 발생된 상태도

도 3은 양쪽 차륜에 슬립이 발생된 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 브레이크연동TCS 11 : 브레이크페달

12 : 마스터실린더 13,22 : 콘트롤러

20 : 엔진스로틀연동TCS

21 : 가속페달 30 : ECU

40 : 경사센서 41 : 송신부

42 : 수신부 43 : 이동볼

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 경사로 슬립방지 시스템의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 차륜을 제동시키는 브레이크시스템의 유압을 콘트롤러(13)를 통해 제어하여 슬립 차륜(W)의 브레이크 제동 토오크를 제어하는 브레이크연동 TCS(10)와, 차륜(W)의 슬립 시 가속페달(21)의 조작에 따라 개·폐되는 스로틀밸브의 개폐각을 콘트롤러(22)를 통해 조절하여 엔진의 출력을 제어하는 엔진스로틀연동 TCS(20) 및 스피드센서(S)를 통해 측정되는 차륜(W)의 회전수와 차량에 설치된 경사센서(40)를 통해 측정되는 도로의 경사 값을 기준으로 상기 TCS(20,30)의 각 콘트롤러(13,22)의 작동을 제어하는 ECU(30)로 이루어진다.

여기서, 상기 경사센서(40)는 서로 간격을 두고 전 길이를 따라 등간격으로 배열되어 송·수신된 신호를 ECU(30)로 전송하는 송·수신부(41,42)와, 이 송·수신부(41,42)사이를 이동하는 이동볼(43)로 이루어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명은 차량이 평지에서 슬립이 발생되면 즉, ECU(30)가 유입되는 경사센서(40)의 신호가 설정된 경사 판단 값에 미치지 못하는 작은 값임을 판단하게 되면 전술한 종래의 경우와 같이, 각 차륜(W)의 슬립 상태에 따라 브레이크연동TCS(10)나 엔진스로틀연동 TCS(20)를 각각 작동시켜 슬립상태를 제어하여 차량을 출발시키게 된다.

즉, 구동륜 중 한 쪽 차륜(W)에 슬립이 크게 발생되면 마찰력이 적은 차륜(W)의 브레이크 토오크를 제어하여 슬립이 발생되지 않는 마찰력이 큰 차륜(W)의 구동력을 이용하여 차량을 출발시키는 브레이크연동 TCS(10)를 작동하는 한편, 구동륜 모두에서 슬립이 발생되면 가속페달(21)의 조작에 따라 엔진으로 유입되는 흡입공기량을 조절하는 스로틀밸브를 가속폐달의 조작과 반대로 닫아 엔진의 출력을 저하시켜 각 차륜(W)의 슬립을 제어하는 엔진스로틀연동 TCS(20)를 선택적으로 작동시키게 된다.

한편, 차량에 장착된 경사센서(40)가 경사진 도로에 따라 송·수신부(41,42)사이를 이동하는 이동볼(43)의 운동에 의해 도로의 경사에 상응되는 신호를 전송받은 ECU(30)가 스피드센서(S)의 신호를 통해 회전되는 차륜(W)이 경사가 있는 오르막에 위치된 상태에서 슬립이 발생되었다고 판단하면 상기 TCS(10,20)에 의한 제어조건에 인터럽트(Interrupt)하여 경사로에서 차량을 등판시키게 된다.

즉, 상기 ECU(30)가 경사로에서의 출발에서 출발된다고 판단되면 브레이크연동 TCS(10)와 엔진스로틀연동 TCS(20)을 작동하기 위한 제어신호를 모두 차단하고, 단지 상기 경사센서(40)에서 오는 신호에 따른 구동륜의 슬립유발을 방지하기 위해 제어 로직을 실행시키게 된다.

이와 같이, 상기 ECU(30)에 의해 제어되면 만약, 슬립조건이 상기 브레이크연동 TCS(10)의 작동조건일 경우에는 슬립이 일어나는 차륜(W)을 제동하는 브레이크의 제동압력을 상대적으로 줄여 차륜(W)의 회전력을 유지하는 한편, 만약 슬립조건이 상기 엔진스로틀연동 TCS(20)의 작동조건일 경우에는 스로틀밸브를 완전히 닫지 않고 열린 상태를 유지시켜 엔진의 출력이 어느 정도 유지되도록 하여 구동륜의 구동력을 크게 해 차량이 출발될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 스로틀밸브 닫힘량은 평지출발모드 조건의 스로틀밸브 닫힘량에 경사율을 곱해 산출 예를 들어, 평지출발모드 조건의 스로틀밸브 닫힘량이 20°이고 측정된 경사도가 30%(17°)이면 6°(20 x 0.3)정도만 스로틀밸브를 닫아 슬립 시 엔진의 출력을 상대적으로 높여 차량을 출발시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 경사로에서 차량의 구동륜에 슬립이 발생될 때 그 경사 정도에 따라 엔진의 구동력을 유지시켜 차량의 경사로 등판 능력을 유지시켜 주게됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 경사로에서 출발하는 차량에 슬립이 발생되면 그 경사정도에 따라 슬립을 방지하기 위해 닫혀지는 스로틀밸브의 열림량을 최소한도로 유지시켜 엔진의 구동력을 유지해 차량이 경사로를 등판할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 경사로에서 슬립이 발생되면 운전자가 TCS를 오프시키지 않더라도 마치, TCS가 작동되지 않는 상황에서 차량을 주행시키는 것과 같은 상태를유지해 차량이 경사로를 등판할 수 있도록 하므로 TCS 조작 스위치를 조작하는 번거로움이 없는 편리성을 주는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 차륜을 제동시키는 브레이크시스템의 유압을 콘트롤러(13)를 통해 제어하여 슬립 차륜(W)의 브레이크 제동 토오크를 제어하는 브레이크연동 TCS(10)와, 차륜(W)의 슬립 시 가속페달(21)의 조작에 따라 개·폐되는 스로틀밸브의 개폐각을 콘트롤러(22)를 통해 조절하여 엔진의 출력을 제어하는 엔진스로틀연동 TCS(20) 및 스피드센서(S)를 통해 측정되는 차륜(W)의 회전수와 차량에 설치된 경사센서(40)를 통해 측정되는 도로의 경사 값을 기준으로 상기 TCS(20,30)의 각 콘트롤러(13,22)의 작동을 제어하는 ECU(30)로 이루어진 차량의 경사로 슬립방지 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 경사센서(40)는 서로 간격을 두고 전 길이를 따라 등 간격으로 배열되어 송·수신된 신호를 ECU(30)로 전송하는 송·수신부(41,42)와, 이 송·수신부(41,42)사이를 이동하는 이동볼(43)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 경사로 슬립방지 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 ECU(30)는 평지출발모드 조건의 스로틀밸브 닫힘량에 경사율을 곱해 스로틀밸브의 닫힘량을 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 경사로 슬립방지 시스템.