KR100503533B1 - 차량 브레이크 구동력 제어 시스템의 제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS; Break traction control system)에 사용되는 유압제어 회로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 종래에 휠브레이크의 환류라인에 설치되는 저압 어큐뮬레이터(LPA)를 대신하여 마스터실린더의 저장탱크와 연결되는 흡입라인이 설치된 차량의 브레이크 구동력 제어시스템의 제어회로에 관한 것이다.

Description

차량 브레이크 구동력 제어 시스템의 제어회로{Vehicle's BTCS control circuit}

본 발명은 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS; Break traction control system)에 사용되는 유압제어 회로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 종래에 휠브레이크의 환류라인에 설치되는 저압 어큐뮬레이터(LPA)를 대신하여 마스터실린더의 저장탱크와 연결되는 흡입라인이 설치된 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 구동력 제어시스템(TCS, 이하, 'TCS'라 한다)은 차량의 제동시에 차량의 출발 및 가속시에 구동륜의 스핀을 방지하도록 슬립율이 대략 10∼20%로 되도록, 휠브레이크의 제동압을 감압, 유지, 증압하는 시스템이다. TCS(Traction control system)는 브레이크방식인 BTCS, 엔진방식인 ETCS, 브레이크와 엔진의 통합방식인 FTCS가 있으며, 본 발명은 BTCS 또는 FTCS에서의 브레이크방식 부분에 적용되는 제어회로이다.

종래에는 도 1에 도시되듯이, 비에 젖은 노면이나 얼어붙은 노면과 같은 미끄러지기 쉬운 노면 위에서의 차의 출발할 때나 가속할 때, 구동 바퀴의 타이어가 스핀하는 경우에, 전자제어장치(ECU)는 휠속도센서에서 입력되는 신호에 따라 TCS를 작동시키며, 이때 TCS솔레노이드밸브(45)는 폐쇄된다. 구동력이 최대가 되는 슬립율 대략 10~20%가 달성되도록, 작동유의 유압을 증압, 유지, 감압한다. 그런데, TCS가 작동하여 감압되는 경우에는, 우선 아웃렛솔레노이드밸브(42)가 개방되어 휠브레이크(20)의 작동유가 어큐뮬레이터(47)로 환류되어 휠브레이크(20)의 제동압이 감압되었다.

그러나, 종래의 저압 어큐뮬레이터(47)는 각 휠브레이크(20)로부터 빠져나온 작동유를 임시 저장하여 유압펌프(44)로 토출하지만, 아웃렛솔레노이드밸브(42)가 개방되는 순간 저장탱크(11)쪽으로 급격히 작동유가 빠져나아 유압펌프(44)의 작용을 방해할 수 있다.

또한, 저압 어큐뮬레이터(47)는 부피가 크고 부품수가 많아, 유압제어장치(HCU)와 전자제어장치(ECU)를 일체화한 모듈레이터 블록을 소형 경량화하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고가의 저압 어큐뮬레이터 대신하여 환류라인에 작동유가 저장탱크로 급격히 빠져나가는 것을 방지할 있는 구조를 갖는 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 마스터실린더에서 발생되는 제동압이 휠브레이크로 공급되는 통로를 형성하는 브레이크라인과, 상기 브레이크라인을 제어하는 유압제어장치(HCU)와, 상기 유압제어장치를 제어하는 전자제어장치(ECU)를 포함하는 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로에 있어서,

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

상기 전자제어장치는 휠의 속도센서에 의한 휠속도신호를 입력받아 각각의 휠 가감속도를 연산한 후 상기 인렛솔레노이드밸브, 상기 아웃렛솔레노이드밸브에 개폐신호 및 상기 환류라인에 설치된 유압펌프에 작동신호를 출력하며;

상기 유압펌프의 입구측에 위치하는 상기 환류라인에서 분기되어 상기 마스터실린더에 장착된 저장탱크와 연결되는 흡입라인이 설치되며;

상기 환류라인에서 상기 흡입라인이 분기되는 지점의 상류측에 오리피스가 설치되며;

상기 브레이크라인에서 상기 환류라인과 합류되는 지점의 상류측에 평상시에 개방되어 있는 TCS솔레노이드밸브가 설치된 구성을 채택하고 있다.

이 구성을 통하여, 고가의 저압 어큐뮬레이터 대신하여 환류라인에 작동유가 저장탱크로 급격히 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 TCS솔레노이드밸브의 전후에 마스터실린더에서 휠브레이크 쪽으로 흐르는 바이패스라인이 설치됨으로써, TCS 작동시 감압하는 경우에 갑작스런 감압에 의한 수격현상이 방지되고 연속적으로 감압될 수 있다.

한편, 상기 유압펌프의 맥동이 적어지도록, 상기 전자제어장치가 상기 아웃렛솔레노이드밸브의 개폐시간에 따라 상기 유압펌프에 연결된 모터의 회전속도를 제어하여, 종래 유압펌프 토출구측에 설치되는 댐퍼나 오리피스의 설치가 불필요하게 된다.

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

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)에 사용되는 유압 제어회로도이다. 도 2에 도시되듯이, 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로는 크게 마스터실린더(10), 휠브레이크(20), 유압제어장치(HCU) 및 전자제어장치(ECU)(미도시) 및 TCS솔레노이드밸브(45)로 구성되며, 유압의 작동라인은 브레이크라인(30), 환류라인(31), 흡입라인(32)으로 이루어진다.

먼저, 브레이크라인(30)은 마스터실린더(10)의 출구에서 휠브레이크(20)의 입구까지 형성되는 유압라인이며, 운전자가 페달(12)을 밟는 경우에 마스터실린더(10)와 배력장치(13)에 의해 형성된 제동압이 휠브레이크(20)까지 전달되는 통로를 형성한다. TCS가 작동되는 경우에는, TCS솔레노이드밸브(45)가 폐쇄되어, 마스터실린더(10)의 제동압이 휠브레이크(20)로 전달되는 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), TCS솔레노이드밸브(45)를 포함한다.

TCS솔레노이드밸브(45)가 상기 마스터실린더(10)의 하류측에 위치하는 브레이크라인(30)에 설치되어 있고, 평상시에는 개방되어 있으며, 전자제어장치(ECU)의 신호에 따라 개폐된다. TCS솔레노이드밸브(45)는 TCS 작동시 폐쇄되며, TCS가 작동하지 않는 경우에 개방된다. 상기 TCS솔레노이드밸브(45)의 전후에 마스터실린더(10)에서 휠브레이크(20) 쪽으로 흐르는 바이패스라인(48)이 설치되어, TCS 작동 중에 운전자가 브레이크 페달(13)을 밟는 경우 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)의 신호에 따라 폐쇄되어, 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 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 예컨대, 피스톤펌프이고, 상기 유압펌프(44)의 토출량은 모터(43)의 회전속도에 의해 소정의 관계로 결정된다. 상기 전자제어장치(ECU)에 의하여 아웃렛솔레노이드밸브(42)의 개폐시간에 따라 유압펌프(44)에 연결된 모터(43)의 회전속도가 제어되어, 유압펌프(44)의 맥동이 적어지게 된다. 구체적인 제어방법의 예를 들면, 아웃렛솔레노이드밸브(42)의 개폐시간에 따른 브레이크라인(30)의 작동유 감소량이 전자제어장치(ECU)에서 계산되고, 이에 따라 모터(43)의 회전속도가 제어되고, 브레이크라인(30)의 작동유 감소량에 상응하는 유압펌프(44)의 토출량이 토출되어, 종래 유압펌프(44)의 토출측에 설치되는 댐퍼 및 오리피스가 불필요하게 된다.

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

상기 흡입라인(32) 분기점의 상류측에 오리피스(60)가 설치된다. 이 오리피스(60)는 휠브레이크(20)에 가해져 있던 압력이 아웃렛솔레노이드밸브(42)가 개방되는 순간 마스터실린더(10)의 저장탱크(11) 쪽으로 작동유가 급격히 빠져 나가는 것을 방지함으로써 작용유의 압력속도를 일정 속도로 완화시켜, 일부는 유압펌프(44)로 나머지는 저장탱크(11) 쪽으로 빠져 나가게 하는 기능을 한다. 이 오리피스(60)의 크기는 차종에 따라 조절될 수 있음은 물론이다.

또한, 전자제어장치(ECU)는 ABS 작동시에 모터(43)의 회전속도를 인렛솔레노이드밸브(41), 아웃렛솔레노이드밸브(42)의 밸브 개방 시간에 따라 모터(43)의 회전속도를 제어하여 마스터실린더(10) 쪽으로 고압에 의한 진동이 전달되는 것을 최소화시키는 기능도 한다.

상기 전자제어장치(ECU)는 가속도 페달센서(미도시)와 휠의 속도센서(미도시)에 의한 신호를 입력받아, 각 휠의 가감속도를 연산한 후에 TCS 작동여부를 판단하여 유압제어장치(HCU)의 인렛솔레노이느밸브(41), 아웃렛솔레노이드밸브(42), 유압펌프(44)를 구동하는 모터(43), TCS솔레노이드밸브(45)에 작동신호를 출력한다.

이하, 본 발명에 의한 차량 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로의 작용에 대하여 설명한다.

TCS는 안티록 브레이크시스템(ABS)과 반대로 차량이 출발이나 가속시 구동륜에 슬립이 발생할 때 이를 적절히 조절하여 차량의 가속력을 최대로 하는 시스템이다. 구동륜에 슬립이 발생하는 경우에, TCS솔레노이드밸브(45)를 폐쇄하고 슬립율이 대략 15~20%가 되도록 제동압을 증압, 유지, 감압한다.

평상시에는 운전자가 페달(12)을 밟는 경우에는 제동압이 곧바로 휠브레이크(20)에 전달된다. 그런데, 휠록(Wheel Lock)이 발생되어 ABS 작동이 시작되는 경우에는 슬립율이 대략 15~20%가 되도록 제동압을 감압, 유지, 증압한다.

제동압이 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.

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

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

TCS 작동시에 운전자가 브레이크페달(12)을 밟는 경우에, 우선적으로 TCS솔레노이드밸브(45)의 바이패스라인(48)에 의해 제동압이 휠브레이크(20)로 전달되고, 전자제어장치(ECU)에서 TCS작동을 정지시키고 통상의 ABS작동으로 복귀시킨다.

본 발명에 따른 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1)마스터실린더에서 발생되는 제동압이 휠브레이크로 공급되는 통로를 형성하는 브레이크라인과, 상기 브레이크라인을 제어하는 유압제어장치(HCU)와, 상기 유압제어장치를 제어하는 전자제어장치(ECU)를 포함하는 차량 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로에 있어서, 상기 유압제어장치에는 상기 휠브레이크의 상류측에 위치하는 상기 브레이크라인에 설치되며 평상시 개방되어 있는 인렛솔레노이드밸브와, 상기 휠브레이크의 하류측에 위치하는 환류라인에 설치되며 평상시 폐쇄되어 있는 아웃렛솔레노이드밸브가 포함되며; 상기 전자제어장치는 휠의 속도센서에 의한 휠속도신호를 입력받아 각각의 휠 가감속도를 연산한 후 상기 인렛솔레노이드밸브, 상기 아웃렛솔레노이드밸브에 개폐신호 및 상기 환류라인에 설치된 유압펌프에 작동신호를 출력하며; 상기 유압펌프의 입구측에 위치하는 상기 환류라인에서 분기되어 상기 마스터실린더에 장착된 저장탱크와 연결되는 흡입라인이 설치되며; 상기 환류라인에서 상기 흡입라인이 분기되는 지점의 상류측에 오리피스가 설치되며; 상기 브레이크라인에서 상기 환류라인과 합류되는 지점의 상류측에 평상시에 개방되어 있는 TCS솔레노이드밸브가 설치됨으로써, ①휠브레이크에 가해져 있던 압력이 아웃렛솔레노이드밸브가 열리는 순간 마스터실린더의 저장탱크 쪽으로 급격히 빠져 나가는 것을 방지하여 일정 속도로 완화시켜 유압펌프의 작용이 원활히 이루어지며 ②ABS 작동시에 모터의 회전속도를 인렛솔레노이드밸브, 아웃렛솔레노이드밸브의 밸브 열림 시간에 따라 모터의 회전속도를 제어하여 마스터실린더 쪽으로 고압에 의한 진동이 전달되는 것을 최소화시킬 수 있고 ③환류라인에 저압어큐뮬레이터가 필요없어, 소형 경량화된 ABS 모듈레이터블록이 제공될 수 있으며, 또한 부품수가 줄어들어 가공 및 조립비용이 감소될 수 있다.

(2)상기 TCS솔레노이드밸브의 전후에 마스터실린더에서 휠브레이크 쪽으로 흐르는 바이패스라인이 설치됨으로써, TCS 작동시 감압하는 경우에 갑작스런 감압에 의한 수격현상이 방지되고 연속적으로 감압될 수 있다.

(3)상기 유압펌프의 맥동이 적어지도록, 상기 전자제어장치가 상기 아웃렛솔레노이드밸브의 개폐시간에 따라 상기 유압펌프에 연결된 모터의 회전속도를 제어함으로써, 유압펌프의 토출구 측에 설치되는 댐퍼 및 오리피스가 불필요하게 된다.

도 1은 종래의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)에 사용되는 유압 제어회로도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)에 사용되는 유압 제어회로도이다.

*도면의 주요기호에 대한 간략한 설명*

10...마스터실린더 11...저장탱크,

12...페달 13...배력장치

20...휠브레이크 30...브레이크라인

31...환류라인 32...흡입라인

41...인렛솔레노이드밸브 42...아웃렛솔레노이드밸브

43...모터 44...유압펌프

45...TCS솔레노이드밸브 47...저압어큐뮬레이터(LPA)

48...바이패스라인 60...오리피스

Claims (3)

1. 마스터실린더에서 발생되는 제동압이 휠브레이크로 공급되는 통로를 형성하는 브레이크라인과, 상기 브레이크라인을 제어하는 유압제어장치(HCU)와, 상기 유압제어장치를 제어하는 전자제어장치(ECU)를 포함하는 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로에 있어서,

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

   상기 전자제어장치는 휠의 속도센서에 의한 휠속도신호를 입력받아 각각의 휠 가감속도를 연산한 후 상기 인렛솔레노이드밸브, 상기 아웃렛솔레노이드밸브에 개폐신호 및 상기 환류라인에 설치된 유압펌프에 작동신호를 출력하며;

   상기 유압펌프의 입구측에 위치하는 상기 환류라인에서 분기되어 상기 마스터실린더에 장착된 저장탱크와 연결되는 흡입라인이 설치되며;

   상기 환류라인에서 상기 흡입라인이 분기되는 지점의 상류측에 오리피스가 설치되며;

   상기 브레이크라인에서 상기 환류라인과 합류되는 지점의 상류측에 평상시에 개방되어 있는 TCS솔레노이드밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 TCS솔레노이드밸브의 전후에 마스터실린더에서 휠브레이크 쪽으로 흐르는 바이패스라인이 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유압펌프의 맥동이 적어지도록, 상기 전자제어장치가 상기 아웃렛솔레노이드밸브의 개폐시간에 따라 상기 유압펌프에 연결된 모터의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 구동력 제어시스템(BTCS)의 제어회로.