KR100491921B1 - 차량 자세 안정성의 제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 자세 안정성(ESP)의 제어회로에 관한 것으로서, 마스터실린더에서 발생되는 제동압이 휠브레이크로 공급되는 통로를 형성하는 브레이크라인과, 상기 브레이크라인을 제어하는 유압제어장치(HCU)와, 상기 유압제어장치를 제어하는 전자제어장치(ECU)를 포함하는 차량의 자세 안정성(ESP)의 제어회로에 있어서, 상기 유압펌프의 입구측에 위치하는 환류라인에서 분기되어 상기 마스터실린더에 장착된 저장탱크와 연결되는 셕션라인이 설치되며; 상기 브레이크라인에서 상기 환류라인과 합류되는 지점의 상류측에 평상시에 개방되어 있는 ESP솔레노이드밸브가 설치되며; 상기 ESP솔레노이드밸브의 상류측에 액압센서가 설치되어 전자제어장치(ECU)와 연결되어 있어, 종래의 어큐뮬레이터가 삭제가능하고 차량 ESP가 소형, 경량화되며 가공 및 조립이 단순해지고 비용이 절감되는 작용효과가 있다.

Description

차량 자세 안정성의 제어회로 { Vehicle's ESP control circuit }

본 발명은 차량의 자세 안정성(ESP; Electronic Stability Program)에 사용되는 유압제어 회로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 종래에 휠브레이크의 환류라인에서 설치되는 어큐뮬레이터를 대신하여 마스터실린더의 저장탱크와 연결되는 셕션라인이 설치되는 것에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 자세안정성 제어(ESP)는 위험한 운전상황에서 차량 스스로 브레이크를 작동시키어 위험에서 벗어나게 하는 장치이다. 예를 들어, 운전자가 통제하기 어려운 속도로 선회를 하고 있을 경우에, 차량에 장착된 ESP는 각종 센서를 통해 얻어진 차량 운동과 노면상태 등을 이용하여 정해진 안정 기준값보다 실제 차량 운동이 클 경우에 적절히 차륜을 제동하여 차량의 안정성을 확보한다.

후륜에서 먼저 타이어와 노면 사이에 접착한계에 도달하거나 선회 바깥쪽 전륜에 과도한 선회력이 작용하면, 운전자가 조작한 조향각보다 차량이 더 심하게 조향이 되는 오버스티어(oversteer)현상이 나타난다. 이때, ESP는 전륜의 제동장치를 제어하여, 전륜에 의해 발생하는 과도한 선회모멘트를 줄여준다.

한편, 전륜에서 먼저 타이어와 노면 사이에 접착한계에 도달하거나, 선회 안쪽 후륜에 과도한 선회력이 작용하면, 운전자가 조작한 조향각보다 차량이 덜 조향이 되는 언더스티어(understeer) 현상이 나타난다. 이때, ESP는 적절히 제어하여, 운전자가 원하는 방향으로 차량을 제어하여 안정성과 조향성을 향상시킨다.

종래에는 도1에 도시되듯이, 전자제어장치(ECU)는 휠속도센서, 요 레이트센서(Yaw rate sensor), 횡가속도센서, 조향 각도센서(도시안됨)에서 입력되는 신호에 따라 오버스티어, 언더스티어를 판단하여 ESP가 작동되며, 이때 ESP솔레노이드밸브(45)는 폐쇄된다. 운전자가 원하는 방향으로 차량이 선회되도록, 차량 전후좌우 휠에 각각 휠브레이크(20)가 제동되거나 해제된다. 한편, 휠브레이크(20)의 제동압을 감압하는 경우에, 우선 아웃렛솔레노이드밸브(42)가 개방되고 휠브레이크(20)의 작동유가 어큐물레이터(47)로 환류되어 휠브레이크(20)의 제동압이 감압되었다. 그러나, 종래의 어큐뮬레이터(47)는 부피가 크고, 부품수가 많아, 유압제어장치(HCU)와 전자제어장치(ECU)를 일체화한 한 묘듈레이터블럭을 소형, 경량화하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 환류라인에 저압어큐뮬레이터가 필요없는 저렴한 차량의 자세 안정성(ESP)의 제어회로를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 유압펌프의 토출구에 발생되기 쉬운 맥동이 저감되는 차량의 자세 안정성(ESP)의 제어회로를 제공하는 것이다.

상기한 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저압어큐뮬레이터를 대체하여, 종래의 셕션라인과 함께 마스터실린더의 저장탱크로 연결되고, 종래의 셕션밸브는 삭제된다.

본 발명은 마스터실린더에서 발생되는 제동압이 휠브레이크로 공급되는 통로를 형성하는 브레이크라인과, 상기 브레이크라인을 제어하는 유압제어장치(HCU)와, 상기 유압제어장치를 제어하는 전자제어장치(ECU)를 포함하는 차량의 자세 안정성(ESP)의 제어회로에 있어서, 상기 유압제어장치에는 휠브레이크의 상류측, 브레이크라인에 설치되며 평상시 개방되어 있는 인렛솔레노이드밸브와, 상기 휠브레이크에 하류측, 환류라인에 설치되며 평상시 닫혀있는 아웃렛솔레노이드밸브가 포함되며; 상기 전자제어장치는 휠의 속도센서에 의한 휠속도신호를 입력받아 연산 후에 상기 인렛솔레노이드밸브, 아웃렛솔레노이드밸브에 개폐신호 및 상기 환류라인에 설치된 유압펌프에 작동신호를 출력하며; 상기 유압펌프의 입구측 환류라인에서 분기되어 상기 마스터실린더에 장착된 저장탱크와 연결되는 셕션라인이 설치되며; 상기 브레이크라인에서 상기 환류라인과 합류되는 지점의 상류측에 평상시에 개방되어 있는 ESP솔레노이드밸브가 설치되며, 상기 ESP솔레노이드밸브의 상류측에 액압센서가 설치되어 전자제어장치(ECU)와 연결된다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도2에 도시되듯이, 본 발명에 의한 차량의 자세 안정성(ESP)의 제어회로는 크게 마스터실린더(10), 휠브레이크(20), 유압제어장치(HCU), 전자제어장치(ECU) 및 ESP솔레노이드밸브(45)로 구성되며, 유압의 작동라인은 브레이크라인(30), 환류라인(31), 셕션라인(32)으로 이루어진다.

먼저, 브레이크라인(30)은 마스터실린더(10)의 출구에서 휠브레이크(20)의 입구까지 형성되는 유압라인이며, 운전자가 페달(13)을 밟는 경우에 마스터실린더(10)와 배력장치(12)에 의해 형성된 제동압이 휠브레이크(20)까지 전달되는 통로를 형성한다. ESP가 작동되는 경우에는, ESP솔레노이드밸브(45)가 폐쇄되어, 마스터실린더(10)의 제동압이 휠브레이크(20)로 전단되는 통로가 차단되고, 유압펌프(44)에서 형성된 제동압이 브레이크라인(30)을 따라 휠브레이크(20)로 공급된다. 여기서 휠브레이크(20)는 드럼식 브레이크 또는 디스크식 브레이크이다.

상기 유압제어장치(HCU)는 인렛솔레노이드밸브(41), 아웃렛솔레노이드밸브(42), 모터(43), 유압펌프(44), ESP솔레노이드밸브(45), 액압센서(52)를 포함한다.

액압센서(52)는 마스터실린더(10)와 ESP솔레노이드밸브(45)의 사이에 위치되어, 작동유의 유압변동이 감지된다. 이에 따라 전자제어장치(ECU, 50)에서 브레이크 페달(13) 작동여부, 감속주행, 급제동 등이 판단된다. 그리고, 전자제어장치(ECU, 50)에서 상기 액압센서(52)의 신호를 입력받아 제동중 ESP 작동모드와 주행중 ESP작동모드로 나누어, 각각 상황에 따라 휠브레이크(20)를 제어한다.

ESP솔레노이드밸브(45)가 상기 마스터실린더(10)의 하류측에 위치하는 브레이크라인(30)에 설치되어 있고, 평상시에는 개방되어 있으며, 전자제어장치(ECU)의 신호에 따라 폐쇄된다. ESP솔레노이드밸브(45)는 ESP 작동시 폐쇄되며, ESP가 작동하지 않는 경우에 개방된다. 상기 ESP솔레노이드밸브(45)의 전후에 마스터실린더(10)에서 휠브레이크(20) 쪽으로 흐르는 바이패스라인(48)이 설치되어, ESP 작동 중에 운전자가 브레이크 페달(13)을 밟는 경우에 전자제어장치(ECU)와 함께 작동하여, 우선적으로 브레이크 작동(ABS)이 되게 한다.

인렛솔레노이드밸브(41)가 상기 브레이크라인(30)에 설치되어 있고, 평상시에는 개방되어 있으며, 전자제어장치(ECU, 도시안됨)의 신호에 따라 작동되어, 브레이크라인(30)의 개폐를 제어한다.

상기 환류라인(31)은 휠브레이크(20) 쪽 브레이크라인(30)에서 분기되어 다시 마스터실린더(10) 쪽 브레이크라인(30)에서 합류된다.

아웃렛솔레노이드밸브(42)가 상기 환류라인(31)에 설치되어 있으며, 평상시 폐쇄되어 있고, 전자제어장치(ECU)의 신호에 따라 개방된다.

유압펌프(44)가 상기 아웃렛솔레노이드밸브(42)의 하류측에 설치되어, 환류되는 작동유의 유압을 일정분 상승시킨다. 유압펌프(44)는 예를 들어 피스톤펌프이고, 상기 유압펌프(44)의 토출량은 모터(43)의 회전속도에 의해 소정의 관계로 결정된다. 상기 전자제어장치(ECU)에 의하여 상기 아웃렛솔레노이드밸브의 개폐시간에 따라 상기 유압펌프(44)에 연결된 모터(43)의 회전속도가 제어되어, 상기 유압펌프(44)의 맥동이 적어지게 된다. 구체적인 제어방법을 예를 들면, 상기 아웃렛솔레노이드밸브(42)의 개폐시간에 따른 브레이크라인(30)의 작동유 감소량이 상기 전자제어장치(ECU)에서 계산되고, 이에 따라 상기 모터(43)의 회전속도가 제어되고, 브레이크라인(30)의 작동유 감소량에 상응하는 유압펌프(44) 토출량이 토출되어, 종래의 설치되는 댐퍼 및 오리피스가 불필요하게 된다.

상기 셕션라인(32)은 상기 아웃렛솔레노이드밸브(42)와 유압펌프(44) 사이에서 분기되며 마스터실린더(10)의 저장탱크(11)와 연결되어, 환류되는 작동유가 일시 저장되도록 통로를 형성한다.

상기 전자제어장치(ECU)에는 휠속도센서, 요 레이트센서(Yaw rate sensor), 횡가속도센서, 조향 각도센서(도시안됨)와 액압센서(52)에 의한 신호가 각각 입력되어, 소정의 연산이 된 후에 ESP 작동여부가 판단된다. 이에 따라 유압제어장치(HCU)의 인렛솔레노이느밸브(41), 아웃렛솔레노이드밸브(42), 유압펌프(44)를 구동하는 모터(43), ESP솔레노이드밸브에 작동신호가 출력된다.

이하, 본 발명에 의한 차량의 자세 안정성(ESP)의 제어회로의 작용에 대하여 설명한다.

ESP의 전자제어장치(ECU, 50)에서 휠속도센서, 요 레이트센서(Yaw rate sensor), 횡가속도센서, 조향 각도센서(도시안됨)에서 입력되는 신호에 따라 오버스티어, 언더스티어가 판단되어, ESP의 작동신호가 출력된다. 그리고 액압센서(52)에서 입력되는 신호에 따라 제동중 ESP 모드와 주행중 ESP 모드로 나누어 제어된다.

오버스티어인 경우에는 유압펌프(44)가 구동되며, 선회 바깥쪽 전륜에 위치하는 휠브레이크(20)에 제동압이 전달되어, 오버스티어현상이 해소된다.

언더스티어인 경우에는 유압펌프(44)가 구동되며, 선회 안쪽 전륜에 위치하는 휠브레이크(20)에 제동압이 전달되어, 언더스티어현상이 해소된다.

그리고, 제동중 ESP모드인 경우에는 후륜이 전륜보다 먼저 휠록(wheel lock)되는 것이 방지되면서, 브레이크의 제동력이 전후좌우의 휠브레이크(20)에 각각 전달되고 전후좌우의 휠브레이크(20)의 제동압이 상대적으로 증압, 유지, 감압되면서, 오버스티어, 언더스티어 현상이 억제된다.

증압인 경우에는 인렛솔레노이드밸브(41)가 개방되고, 아웃렛솔레노이드밸브(42)가 폐쇄되고, 유압펌프(44)에 의해 유압이 상승된 작동유가 휠브레이크(20)에 공급되어, 휠브레이크(20)의 제동압이 증가된다.

유지인 경우에는 인렛솔레노이드밸브(41)와 아웃렛솔레노이드밸브(42)가 각각 폐쇄되어, 휠브레이크(20)의 제동압이 유지된다.

감압인 경우에는 아웃렛솔레노이드밸브(42)가 개방되어, 휠브레이크(20)의 작동유가 셕션라인(32)을 따라 저장탱크(11)로 환류되어, 휠브레이크(20)의 제동압이 감소된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 환류라인에 저압어큐뮬레이터가 필요없어, 소형 경량화된 ESP 묘듈레이터 블럭이 제공될 수 있으며, 또한 부품수가 줄어들어 가공 및 조립비용이 감소되는 작용효과가 있다. 또한, 본 발명은 유압펌프의 토출구 측에 맥동이 적어지고 킥백(kick-back) 현상이 감소되어, 종래의 설치되는 댐퍼 및 오리피스가 불필요하게 되는 작용효과가 있다.

도1은 종래의 차량 자세 안정성(ESP)에 사용되는 유압 제어회로도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 의한 차량 자세 안정성(ESP)에 사용되는 유압 제어회로도이다.

*도면의 주요기호에 대한 간략한 설명*

10...마스터실린더, 11...저장탱크, 12...페달, 13...배력장치,

20...휠브레이크,

30...브레이크라인, 31...환류라인, 32...셕션라인,

41...인렛솔레노이드밸브, 42...아웃렛솔레노이드밸브, 43...모터,

44...유압펌프, 45...ESP솔레노이드밸브, 46...셕션밸브,

47...어큐뮬레이터,

50...전자제어장치(ECU), 52...액압센서

Claims (3)

1. 삭제
2. 마스터실린더에서 발생되는 제동압이 휠브레이크로 공급되는 통로를 형성하는 브레이크라인과, 상기 브레이크라인을 제어하는 유압제어장치(HCU)와, 상기 유압제어장치를 제어하는 전자제어장치(ECU)를 포함하는 차량의 자세 안정성(ESP)의 제어회로에 있어서,

   상기 유압제어장치에는 휠브레이크의 상류측에 위치하는 브레이크라인에 설치되며 평상시 개방되어 있는 인렛솔레노이드밸브와, 상기 휠브레이크에 하류측에 위치하는 환류라인에 설치되며 평상시 닫혀있는 아웃렛솔레노이드밸브가 포함되며;

   상기 전자제어장치는 휠의 속도센서에 의한 휠속도신호를 입력받아 연산 후에 상기 인렛솔레노이드밸브, 아웃렛솔레노이드밸브에 개폐신호 및 상기 환류라인에 설치된 유압펌프에 작동신호를 출력하며;

   상기 유압펌프의 입구측 환류라인에서 분기되어 상기 마스터실린더에 장착된 저장탱크와 연결되는 셕션라인이 설치되며;

   상기 브레이크라인에서 상기 환류라인과 합류되는 지점의 상류측에 평상시에 개방되어 있는 ESP솔레노이드밸브가 설치되며;

   상기 ESP솔레노이드밸브의 상류측에 액압센서가 설치되어 전자제어장치(ECU)와 연결되며;

   상기 ESP솔레노이드밸브의 전후에 마스터실린더에서 휠브레이크 쪽으로 흐르는 바이패스라인이 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 자세 안정성(ESP)의 제어회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 유압펌프의 맥동이 적어지도록, 상기 전자제어장치가 상기 아웃렛솔레노이드밸브의 개폐시간에 따라 상기 유압펌프에 연결된 모터의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 자세 안정성(ESP)의 제어회로.