KR100458018B1 - 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 발명에 따르면 기존과 같이 고가의 릴리프 밸브와 우회 유로를 마련해야 하는 제약으로부터 벗어나기 위해 저가의 고압 챔버와 체크밸브를 사용하므로 브레이크 시스템의 구성을 간소화시킬 수 있으며 저렴하게 구현할 수 있는 이점이 있다.

아울러, 본 발명은 유압 펌프의 출구측에 설치된 고압 챔버를 통하여 과도한 제동유압이 흡수되어 휠 실린더에 적정한 제동유압이 가해질 수 있고, 마스터 실린더와 고압 챔버 사이에 체크밸브를 마련하여 통상 제동시 마스터 실린더의 제동유압이 고압 챔버에 유입됨으로 인한 제동불능 상태를 효과적으로 방지할 수 있다

Description

브레이크 트랙션 콘트롤 시스템{BRAKE TRACTION CONTROL SYSTEM}

본 발명은 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는기존의 릴리프 밸브 대신에 고압 챔버와 체크밸브를 사용하고 모터의 구동을 제어하여 유압 펌프의 토출 압력을 조절하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전자제어장치(ECU)를 장착한 차량에서는 각종 센서들로부터 차량의 운행정보를 입력받아 여러 가지 기능을 전자적으로 제어하며, 일예로 안티록 브레이크 시스템(ABS)은 제동시 바퀴의 록킹을 방지하여 차량의 미끄러짐을 억제하는 것이고, 트랙션 콘트롤 시스템(TCS)은 차량의 급발진이나 급가속시 과대한 슬립을 방지하는 것이다. 이러한 ABS 기능과 TCS 기능을 수행하기 위한 종래 기술의 유압회로도가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에서, 마스터 실린더(1)에서 휠 실린더(2)로 연결된 유로상에 설치된 노말오픈 솔레노이드 밸브(NO)(3)와 노말클로즈 밸브(NC)(4)를 구비한다. 또한, 차륜측에서 복귀하는 제동유압을 재가압하여 제동유압을 생성하는 유압펌프(5)가 구비되며, 유압펌프(5)의 상,하류측에는 저압어큐뮬레이터(6)와 고압어큐뮬레이터(7)가 구비된다. 그리고, 전자제어장치는 솔레노이드 밸브(3)(4)의 개폐를 제어하여 차륜측으로 공급되는 제동유압을 증압 또는 감압하고 아울러 유압 펌프(5)의 구동을 제어하여 차륜측으로 재가압함으로써 제동이 이루어지게 한다.

또한, 차량의 출발시 차륜과 노면의 슬립현상을 방지하여 차량이 원활하게 출발할 수 있도록 하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템(Brake Traction Control System; BTCS)이 알려져 있다.

브레이크 트랙션 콘트롤 시스템은 마스터 실린더(1)의 출구측 유로와 유압펌프(5)의 입구측 유로를 연결하는 우회 유로(8a)을 구비한다. 그리고, 이 우회 유로(8a)에 왕복형 유압밸브(8)가 설치된다. 또한, 마스터 실린더(1)의 출구측과 고압어큐뮬레이터(7)의 출구측을 연결하는 유로(9a)에는 평소 열린 상태를 유지하는 트랙션 콘트롤용 솔레노이드 밸브(9)가 설치된다. 그리고 고압어큐뮬레이터(7)의 출구측에서 마스터 실린더(1)의 출구측을 연통시키는 우회 유로(10a)에는 릴리프 밸브(10)가 설치된다.

이러한 구성의 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템은 운전자가 브레이크 페달(1a)을 조작하는 것과 무관하게 차량 바퀴의 슬립현상이 감지될 때, 전자제어장치에 의하여 유압 펌프(5)가 구동되어 휠 실린더의 입구측에 설치된 솔레노이드 밸브(NO)(3)를 통해 제동압을 가하게 된다. 이때 트랙션 콘트롤용 솔레노이드 밸브(9)와 휠 실린더의 출구측에 설치된 솔레노이드 밸브(NC)(4)는 닫힌상태를 유지하기 때문에, 오일은 마스터 실린더(1)의 출구측에서 왕복형 유압밸브(8)를 거쳐 유압 펌프(5)로 공급되고, 유압 펌프(5)는 이를 가압하여 바퀴의 제동이 이루어지게 함으로써 노면 슬립 현상을 방지한다. 또한 이때 유압 펌프(5)의 출구측 제동유압이 너무 높을 때에는 릴리프 밸브(10)가 열려서 오일이 우회 유로(10a)를 통해 우회하여 휠 실린더(2)측으로 가해지는 제동유압이 항시 적정상태로 유지된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템은 유압펌프의 출구측 압력이 과다 상승하는 것을 방지하기 위해 별도의 우회 유로를 마련하여야 하고, 이 우회 유로에는 유압펌프의 출구측 압력을 감지하여 밸브가 열리도록 하는 고가의 릴리프 밸브를 별도로 구비하여야 한다. 이러한 릴리프 밸브는 내부의 플런저가 압입 고정된 시트면을 막고 있으며 저압에서는 무리없이 작동이 이루어짐에 반하여 고압 상태에서는 시트면에 과도한 압력이 가해지는 관계로 내마모성이 강한 밸브 구조체를 설계하여야 하기 때문에, 브레이크 시스템의 구성이 복잡해지며 제조원가가 비싸질 뿐만 아니라 장치의 부피가 커지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 릴리프 밸브 대신에 고압 챔버와 체크밸브를 통해 휠 실린더의 적절하게 조절될 수 있도록 한 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 유압회로도,

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 유압회로도,

도 3은 본 발명에 따른 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 구성도,

도 4는 본 발명에 따라 모터를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 적용되는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 고압 챔버 31a : 스프링

31b : 피스톤 32 : 체크밸브

41 : 휠속도검출부 42 : 제어부

43 : 밸브구동부 44 : 모터구동부

45 : 전류검출부

상기와 같은 본 발명에 따른 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템은 마스터 실린더와 휠 실린더의 유압 라인상에 설치된 유압 펌프와 그 유압 펌프의 작동에 의해 전달되는 제동유압이 휠 실린더에 가해지도록 휠 실린더의 입구측과 출구측에 복수개 설치된 솔레노이드 밸브를 구비한 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템에 있어서, 상기 유압 펌프의 토출 압력이 사전 설정된 제어 압력을 넘으면 그 초과분을 흡수하도록, 상기 마스터 실린더와 상기 유압 펌프의 유압 라인상에 설치된 고압 챔버; 및 상기 마스터 실린더의 제동유압이 상기 고압 챔버로의 유입을 방지하도록, 상기 마스터 실린더와 상기 고압 챔버 사이에 설치된 체크 밸브에 의하여 달성된다.

상기 고압 챔버는 상기 제어 압력에 상당하는 장력을 갖는 스프링과 그 스프링에 지지된 피스톤이 장착된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 유압 펌프를 작동시키기 위한 동력을 발생하는 모터; 상기모터를 구동시키기 위한 모터제어신호에 따라 상기 모터에 구동전류를 인가하는 모터 구동부; 상기 모터의 구동전류를 검출하는 전류검출부; 및 상기 전류검출부에 의해 검출된 구동전류에 기초하여 상기 유압 펌프의 토출 압력이 사전 설정된 제어 압력이면 상기 모터를 단속 운전하도록 상기 모터 구동부에 모터제어신호를 출력하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명이 적용되는 유압 회로도는 도 2에 도시한 바와 같이, 기존과 같이 고가의 릴리프 밸브와 별도의 우회 유로를 마련하지 않는 대신에 마스터 실린더(20)와 유압 펌프(26)의 유압 라인상에 설치된 고압 챔버(31)와 체크밸브(32)를 구비하고 있다.

상기 고압 챔버(31)는 상기 유압 펌프(26)에서 토출되는 과도한 제동유압을 흡수하기 위한 것으로, 실린더 본체 내부에 스프링(31a)과 피스톤(31b)이 장착되어 있다. 상기 스프링(31a)의 장력은 상기 유압 펌프(26)의 토출 압력이 사전 설정된 제어 압력을 넘을 때 움직이도록 설계되어 있으며, 이 제어 압력을 넘는 제동 유압이 피스톤(31b)에 가해질 때 스프링(31a)의 장력을 이기면서 고압 챔버(31) 내부로 유입되게 된다.

그리고, 상기 체크밸브(32)는 상기 고압 챔버(31)의 앞단에 설치되어 통상적인 제동시 즉 브레이크 페달(22)의 답력에 대응하여 마스터 실린더(20)에서 형성된 제동유압이 고압 챔버(31)에 흡수되는 것을 방지하며, 만약 이 체크밸브(32)를 구비하지 않으면 마스터 실린더(20)의 제동유압이 휠 실린더(23)로 충분하게 공급되지 않고 고압 챔버(31)로 흡수됨에 따른 제동불능 상태로 돌입하게 된다.

한편, 본 발명에서는 기존의 릴리프 밸브 대신에 상기 고압 챔버(31)와 체크밸브(32)를 사용하여 트랙션 제어를 수행할 때 상기 유압 펌프(26)의 토출 압력을 조절하기 위해 모터(M) 구동을 제어하며, 이러한 동작은 전자제어장치의 제어부에 의하여 이루어진다.

즉, 도 3에서, 바퀴에 설치된 휠속도검출부(41)의 휠 속도센서(S1-S4)는 바퀴속도에 상응한 검출신호를 제어부(42)로 출력한다. 상기 제어부(42)는 휠속도검출부(41)를 통해 검출한 바퀴속도에 따라 차속을 계산하고 이 차속과 바퀴속도에 따라 슬립률을 연산한다. 그리고, 브레이크 스위치(221)는 운전자에 의한 브레이크 페달(22)의 조작여부를 검출하여 상기 제어부(42)에 인가한다.

상기 제어부(42)는 브레이크 스위치(22a)를 통해 브레이크가 조작되지 않은 상태에서 과도한 슬립이 발생하면 트랙션 제어를 수행하기 위해, 모터구동부(44)에 소정 전압의 모터제어신호를 출력하여 모터(M)를 구동시킨다. 이 모터(M)의 구동으로 유압 펌프(26)가 작동되어 제동유압이 휠 실린더(23)에 가해지게 된다. 이때, 전류검출부(45)는 모터(M)에 인가되는 구동전류를 검출하여 상기 제어부(42)에 인가하며, 상기 제어부(42)는 모터의 구동전류에 따라 유압 펌프(26)의 토출압력이 사전 설정된 제어 압력인지를 판단하고, 제어 압력일 때 상기 모터구동부(44)에 인가하는 모터제어신호를 듀티비를 조절하여 상기 모터(M)를 단속 운전한다.

상기 제어부(42)는 상기 모터(M)의 구동전류에 따라 상기 유압 펌프(26)의토출 압력을 판단하는데, 이는 도 4의 (A)와 같이 모터의 구동전류(i)가 클수록 유압 펌프(26)의 토출 압력이 증가하기 때문이다.

그리고, 도 4의 (B)와 같이 유압 펌프(26)의 토출 압력이 증가하여 너부 높게 되면 즉 제어압력(P1)에 이르는 시간(t1) 이후부터 유압 펌프(26)의 토출 압력을 일정하게 유지하는 것이 요구되며, 이를 위해 상기 제어부(42)는 전류검출부(45)에 의해 검출된 모터의 구동전류(i)가 소정 시간(t1)에서 기준값(i1)이면[도 4의 (C)] 상기 모터구동부(44)를 제어하여 상기 모터(M)를 단속 운전한다. 즉, 상기 제어부(42)는 트랙션 제어의 초기에 도 4의 (D)와 같이 소정 전압(Va)의 모터제어신호를 상기 모터구동부(44)로 출력하며 이에 따라 상기 모터(M)는 연속 운전을 수행하여 유압 펌프(26)의 토출 압력이 증가하게 된다. 이후, 소정 시간(t1)이 경과하여 상기 전류검출부(45)에 의해 검출된 모터의 구동전류(i)가 기준전류(i1)에 이르면 즉, 유압 펌프(26)의 토출 압력이 제어 압력(P1)일 때, 상기 제어부(42)는 상기 모터구동부(44)로 모터제어신호의 듀티비를 가변하여 출력한다. 즉, 도 4의 (D)와 같이 온,오프의 모터제어신호를 상기 모터구동부(44)로 출력하며, 이에 따라 상기 모터구동부(44)는 모터(M)의 구동전류를 인가 또는 차단시켜 모터(M)를 단속적으로 구동시키게 된다.

이렇게, 상기 모터(M)의 단속 운전으로 유압 펌프(26)의 토출 압력은 일정 압력을 유지할 수 있으며, 일시적으로 과도한 제동 유압이 발생되더라도 고압 챔버(31)에서 흡수됨에 따라 휠 실린더(23)에 가해지는 제동유압은 항시 적정하게 유지할 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명에 적용하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템의 동작을 흐름도에 따라 설명한다.

먼저, 차량 전원을 공급받는 휠속도검출부(41)의 휠 속도센서(S1-S4)가 온되면 바퀴 속도에 상응하는 검출신호를 상기 제어부(42)로 출력하고, 이 검출신호를 입력받는 상기 제어부(42)는 차속을 계산하고 이로부터 슬립률을 연산한다(S110-S120).

이어, 상기 제어부(42)는 연산된 슬립률과 브레이크스위치(22a)의 검출신호에 따라 트랙션 제어조건에 해당하는지를 판단한다(S130). 그 판단 결과 브레이크 페달(21)의 조작과 무관하게 즉 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않은 상태에서 과도한 슬립률이 발생한 경우 상기 제어부(42)는 트랙션 제어조건에 해당하는 것으로 판단하여 모터구동부(44)로 모터제어신호를 인가하여 모터(M)를 연속운전시키며 상기 전류검출부(45)를 통해 검출한 모터의 구동전류를 입력받는다(S140).

이어, 상기 제어부(42)는 상기 유압 펌프(26)의 토출 압력이 사전 설정된 제어 압력(P1)인지를 판단하는데(S150), 그 판단 결과 소정 시간(t1)이 경과하여 모터의 구동전류(i)가 기준전류(i1)이면 상기 모터(M)를 단속 운전하기 위한 모터제어신호를 상기 모터구동부(44)로 출력한다. 이에 따라 상기 유압 펌프(26)의 토출 압력은 제어 압력(P1)을 유지할 수 있고 일시적으로 과도한 제동유압이 유압 펌프(26)로부터 토출되더라도 상기 고압 챔버(31)에 의해 흡수되기 때문에 휠 실린더(23)에 가해지는 제동유압은 항시 적정하게 유지할 수 있게 된다(S160).

한편, 단계 S130의 판단 결과 트랙션 제어 조건에 해당하지 않은 경우 상기제어부(42)는 ABS 제어 조건인가를 판단한다(S170). 그 판단 결과 ABS 제어조건인 경우 즉, 브레이크 페달(21)을 조작한 상태에서 과도한 슬립률이 발생하면 휠 실린더(23)의 입구측과 출구측에 다수의 설치된 솔레노이드 밸브(NO)(NC)의 개폐동작을 제어하기 위한 밸브제어신호를 밸브구동부(43)로 인가하고, 이에 따라 밸브(NO)(NC)의 개폐 동작에 의해 휠 실린더(23)의 제동유압이 감압-유지-증압 모드로 진행하여 ABS 제어동작을 수행하게 된다(S180).

또, 단계 S170의 판단 결과 ABS 제어조건에 해당하지 않은 경우 즉, 통상적인 제동시 브레이크 페달(22)의 답력에 따라 휠 실린더(23)에 제동유압이 전달되도록 상기 제어부(42)는 밸브(NO)(NC)를 제어하며, 이때 상기 체크밸브(32)는 브레이크 페달(22)의 답력에 대응하여 마스터 실린더(20)에서 형성된 제동유압이 고압 챔버(31)에 흡수되는 것을 방지함으로써 마스터 실린더(20)의 제동유압이 휠 실린더(23)로 충분하게 공급되도록 한다.

이상과 같이 본 발명은 기존과 같이 고가의 릴리프 밸브와 우회 유로를 마련해야 하는 제약으로부터 벗어나기 위해 저가의 고압 챔버와 체크밸브를 사용하므로 브레이크 시스템의 구성을 간소화시킬 수 있으며 저렴하게 구현할 수 있는 이점이 있다. 아울러, 본 발명은 유압 펌프의 출구측에 설치된 고압 챔버를 통하여 과도한 제동유압이 흡수되어 휠 실린더에 적정한 제동유압이 가해질 수 있고, 마스터 실린더와 고압 챔버 사이에 체크밸브를 마련하여 통상 제동시 마스터 실린더의 제동유압이 고압 챔버에 유입됨으로 인한 제동불능 상태를 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 마스터 실린더와 휠 실린더의 유압 라인상에 설치된 유압 펌프와 그 유압 펌프의 작동에 의해 전달되는 제동유압이 휠 실린더에 가해지도록 휠 실린더의 입구측과 출구측에 복수개 설치된 솔레노이드 밸브를 구비한 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템에 있어서,

   상기 유압 펌프의 토출 압력이 사전 설정된 제어 압력을 넘으면 그 초과분을 흡수하도록, 상기 마스터 실린더와 상기 유압 펌프의 유압 라인상에 설치된 고압 챔버;

   상기 마스터 실린더의 제동유압이 상기 고압 챔버로의 유입을 방지하도록, 상기 마스터 실린더와 상기 고압 챔버 사이에 설치된 체크 밸브;

   상기 유압 펌프를 작동시키기 위한 동력을 발생하는 모터;

   상기 모터를 구동시키기 위한 모터제어신호에 따라 상기 모터에 구동전류를 인가하는 모터 구동부; 상기 모터의 구동전류를 검출하는 전류검출부; 및

   상기 전류검출부에 의해 검출된 구동전류에 기초하여 상기 유압 펌프의 토출 압력이 사전 설정된 제어 압력이면 상기 모터를 단속 운전하도록 상기 모터 구동부에 모터제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 트랙션 콘트롤 시스템.