KR101038431B1

KR101038431B1 - 전자제어식 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR101038431B1
Application number: KR1020060086336A
Authority: KR
Inventors: 유동현
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2011-06-01
Also published as: KR20080022764A

Abstract

본 발명은 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 특히 본 발명은 TPMS 제어모듈을 전자제어식 브레이크 시스템에 기본적으로 장착되며 차량의 무게 중심 측에 설치되는 요레이트센서에 통합시켜 통합된 일체로 구성함으로서 TPMS 제어모듈을 별도 설치할 필요없어 설치가 용이하고, 차량의 레이아웃을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라, 두 장치간의 중복부품을 공용화할 수 있어 제조비용을 낮출 수 있는 효과가 있다. 이를 위해 본 발명은 각 타이어 내부에 설치되어 타이어압력을 검출하는 4개의 TPMS 센서모듈과, 상기 TPMS 센서모듈에 외부 명령을 무선 송신하는 4개의 LFI 안테나와, 차량의 요레이트를 검출하는 요레이트센서와, 상기 요레이트센서와 통신하여 정보를 수신하는 전자제어유닛을 포함하고, 상기 요레이트센서는, 상기 각각의 LFI 안테나와 유선 연결되어 상기 각각의 TPMS 센서모듈에 각 타이어 압력정보의 제공을 요구하기 위한 제어 명령을 상기 각각의 LFI 안테나에 출력하여 상기 각각의 TPMS 센서모듈에 무선 송신하고, 상기 각각의 TPMS 센서모듈로부터 무선 송신된 타이어 압력정보를 수신하고, 상기 요레이트 및 각 타이어 압력정보를 상기 전자제어유닛에 전송하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자제어식 브레이크 시스템{ELECTRIC CONTROL BRAKE SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 액압회로도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 구성도이다.

도 3은 도 2의 요레이트센서의 제어블록도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 전자제어유닛 12 : 요레이트센서

20-23 : TPMS 센서모듈 30-33 : LFI 안테나

40 : 센싱부 50 : 마이컴

60 : 전압레귤레이터부 70 : 캔통신부

80 : RF 수신부 90 : LFI 인터페이스부

본 발명은 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이의 압력을 감지할 수 있는 타이어 압력 감지기능을 갖는 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 전자제어식 브레이크 시스템은 일예로, 차량 자세제어장치(Electronic Stability Program ; 이하 ESP 시스템이라 칭함)는 차량의 주행자세를 최적으로 제어하기 위한 장치로, 제동시에 차바퀴의 잠김을 막는 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System ; ABS)의 차세대 장치이다. ESP 시스템은 차량이 미끄러지려고 할 때 안정성을 유지하기 위해 순간적으로 네 바퀴를 각각 독립적으로 제어하여 건조한 노면, 빗길, 자갈길, 눈길 등에서 주행안정성을 강화해 준다.

최근에는 차량의 주행안정성을 보다 향상시킬 수 있도록 ESP 시스템에 타이어의 압력변화를 모니터링하는 타이어 압력 감지시스템(Tire Pressure Monitoring System ; 이하 TPMS 시스템 이라 칭함)이 통합되는 추세에 있다. 이 TPMS 시스템은 운행 중인 자동차의 타이어 공기압을 실시간으로 운전자에게 알려주어 주행 중 타이거가 펑크 나거나 날 가능성 등을 운전자에게 경고하기 위한 장치이다.

이 TPMS 시스템은 타이어의 압력을 검출하여 무선 송신하는 4개의 TPMS 센서모듈과, 이 TPMS 센서모듈로부터 타이어의 압력정보를 무선 수신하여 타이어 압력의 변화를 감지하기 위한 TPMS 제어모듈과, 이 TPMS 제어모듈의 제어명령을 TPMS 센서모듈에 무선 송신하기 위한 4개의 LFI(Low Frequency Initiator ; 이 LFI라 칭함) 안테나를 구비한다.

따라서, TPMS 제어모듈은 LFI 안테나를 통해 TPMS 센서모듈에 제어명령을 무선 송신하고, TPMS 센서모듈은 이러한 제어명령에 따라 타이어의 압력정보를 검출하여 TPMS 제어모듈로 타이어 압력정보를 무선 송신한다. 이에 따라, TPMS 제어모 듈은 수신된 타이어의 압력에 이상인 발생한 경우, 이를 운전자에게 경고한다.

통상, TPMS 센서모듈은 타이어 내부에 삽입 설치되고, LFI 안테나는 TPMS 제어모듈과 유선 연결되어 타이어에 최대한 인접한 차량 부위에 설치되고, TPMS 제어모듈은 한 개의 수신안테나만을 구비하는 것이 일반적이므로, 각 TPMS 센서모듈로부터의 무선신호가 모두 양호하게 수신될 수 있도록 하기 위해서 각 TPMS 센서모듈로부터 중간지점인 차량의 무게중심(Center of Gravity ; CG) 측에 설치된다.

그러나, TPMS 제어모듈 외에도 근래에 개발되는 차량의 많은 장치들은 차량의 무게 중심측에 장착해야만 그 성능이 보장되거나 높아지는 추세에 있어 TPMS 제어모듈의 장착이 어렵고 차량의 레이아웃(layout)이 복잡해지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 TPMS 제어모듈을 차량의 무게중심 측에 편리하게 장착할 수 있으면서도 차량의 레이아웃을 단순화할 수 있는 전자제어식 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자제어식 브레이크 시스템은 각 타이어 내부에 설치되어 타이어압력을 검출하는 4개의 TPMS 센서모듈과, 상기 TPMS 센서모듈에 외부 명령을 무선 송신하는 4개의 LFI 안테나와, 차량의 요레이트를 검출하는 요레이트센서와, 상기 요레이트센서와 통신하여 정보를 수신하는 전자제어유닛을 포함하고, 상기 요레이트센서는, 상기 각각의 LFI 안테나와 유선 연결되어 상기 각각의 TPMS 센서모듈에 각 타이어 압력정보의 제공을 요구하기 위한 제어 명 령을 상기 각각의 LFI 안테나에 출력하여 상기 각각의 TPMS 센서모듈에 무선 송신하고, 상기 각각의 TPMS 센서모듈로부터 무선 송신된 타이어 압력정보를 수신하고, 상기 요레이트 및 각 타이어 압력정보를 상기 전자제어유닛에 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 요레이트센서는 요레이트를 검출하는 센싱부와, 상기 전자제어유닛과의 캔통신을 위한 캔통신부와, 상기 각각의 TPMS 센서모듈로부터 무선 송신된 무선신호를 수신하기 위한 RF 수신부와, 상기 각각의 LFI 안테나에 제어명령을 전송하기 위한 LFI 인터페이스부와, 상기 센싱부를 통해 검출된 요레이트값을 상기 캔통신부를 통해 상기 전자제어유닛에 전송함과 함께 상기 각각의 LFI 안테나로 제어명령을 출력하고 상기 RF 수신부를 통해 수신된 각 타이어압력정보를 상기 캔통신부를 통해 상기 전자제어유닛에 전송하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템 일예로, ESP 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(BP)의 압박에 의한 진공부스터(VB)의 작동에 의해 브레이크 압력을 발생시키는 마스터실린더(MC)를 구비한다.

이 마스터실린더(MC)는 두 개의 챔버(MCP, MCS)를 가지며, 마스터실린더(MC)로부터 휠 실린더(WFR, WRL)에 전달되는 브레이크 액압을 제어하기 위해 첫 번째 챔버(MCP)와 전륜 우측 바퀴(FR)와 후륜 좌측 바퀴(RL)에 각각 설치된 휠 실린더(WFR, WRL) 사이의 주액압라인(MF)에는 노멀오픈형 컷밸브(SC1)가 마련된다. 그리고, 이 노멀오픈형 컷밸브(SC1)와 휠 실린더(WFR, WRL) 사이의 유압라인(MFr,MFl)에는 노멀오픈형 입구밸브(PC1, PC2)가 마련된다. 이 노멀오픈형 입구밸브(PC1, PC2)에는 병렬로 각각 체크밸브(CV1, CV2)가 설치된다. 휠 실린더(WFR, WRL)에서의 브레이크액은 이 체크밸브(CV1, CV2)를 거쳐 컷밸브(SC1)를 통해 마스터실린더(MC)로 리턴한다.

또한, 브레이크액이 휠 실린더(WFR, WRL)의 출구측에는 노멀클로즈형 출구밸브(PC5, PC6)가 마련된다. 이 노멀클로즈형 출구밸브(PC5, PC6)의 출구측에는 휠 실린더(WFR, WRL)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(RS1) 및 이 저압 어큐뮬레이터(RS1)에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더측으로 강제 환류시키는 유압펌프(HP1)와 이 유입펌프(HP1)를 구동시키는 모터(M)가 마련된다.

한편, 유압펌프(HP1)의 흡입측과 마스터실린더(MC)의 첫 번째 챔버(MCP)사이의 보조액압라인(MFc)사이에는 노멀클로즈형의 밸브(SI1)가 마련된다. 그리고, 체크밸브(CV5, CV6)는 보조액압라인(MFc)에 의해 분기되는 두 개의 액압라인상에 각각 설치된다. 이에 따라, 밸브(SI1)가 폐쇄되면 마스터 실린더(MC)와 유압펌프(HP1)사이의 보조액압라인(MFc)는 차단되고, 밸브(SI1)가 개방되면 마스터 실린더(MC)와 유압펌프(HP1)사이의 보조액압라인(MFc)는 연결된다. 이때, 체크밸브(CV5)는 브레이크액이 저압 어큐뮬레이터(RS1)로 유입되는 것을 방지한다.

한편, 전륜 좌측 바퀴(FL)와 후륜 우측 바퀴(RR)의 유압회로에서는 각각의 부품들이 상술한 전륜 우측 바퀴(FR)와 후륜 좌측 바퀴(RL)의 유압회로와 동일하게 구성된다.

도 1의 각각의 밸브들(SC1, SC2, SI1, SI2, PC1-PC4, PC5-PC8), 유압펌프(HP1,HP2)를 작동시키는 모터(M)는 ESP 모드 등의 제어모드를 수행하는 전자제어유닛(ECU)(10)에 의해 작동된다.

전륜 좌우측 바퀴(FL, FR)와 후륜 좌우측 바퀴(RL, RR)에 각각 마련된 휠 속도센서(WS1-WS4)는 검출된 바퀴의 속도를 제공할 수 있도록 전자제어유닛(ECU)(10)에 전기적으로 연결된다. 또한, 전자제어유닛(10)에는 핸들의 조향 샤프트에 설치되며 운전자의 핸들 조작에 따른 조향각 및 조향각속도를 검출하는 조향각센서(11)와, 차량의 요레이트를 검출하는 요레이트센서(12)와, 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도센서(13)가 전기적으로 연결된다.

상기한, 전자제어유닛(10)은 각 휠 속도센서(WS1-WS4)로부터 차속정보을 얻고, 조향각센서(11)로부터, 조향각 및 조향각속도 정보를 얻고, 요레이트센서(12)로부터, 요레이트정보를 얻고, 횡가속도센서(13)로부터, 횡가속도정보를 얻고, 상기한 각각의 정보들을 이용하여 ESP 제어를 수행하여 각 바퀴의 제동력을 조절하게 된다.

또한, 전자제어유닛(10)은 차량모델로부터 추정된 운전자가 원하는 요레이트와, 요레이트센서(12)를 통해 검출한 측정 요레이트사이의 요레이트량 편차를 산출하고, 이 산출된 요레이트량 편차로부터 ESP 제어를 수행하게 된다.

상술한 바와 같이, 최근에는 차량의 주행안정성을 보다 향상시킬 수 있도록 ESP 시스템에 타이어의 압력변화를 모니터링하는 TPMS 시스템이 통합되는 추세에 있다.

ESP 시스템은 상기한 ESP 제어를 위한 구성요소들 외에 TPMS 제어를 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 타이어의 압력을 검출하여 무선 송신하는 4개의 TPMS 센서모듈(30-33)과, 기본적으로 차량의 요레이트를 검출하며, TPMS 제어모듈로서 작동하여 TPMS 센서모듈(30-33)로부터 타이어의 압력정보를 무선 수신하여 타이어 압력의 변화를 감지하는 요레이트센서(12)와, 이 요레이트센서(12)의 제어명령을 TPMS 센서모듈(30-33)에 무선 송신하기 위한 4개의 LFI 안테나(20-23)를 구비한다.

TPMS 센서모듈(30-33)은 타이어 내부에 삽입 설치되며, 타이어의 압력을 검출하기 위한 압력센서, 전반적인 제어를 수행하는 마이컴, LFI 안테나(20-23)로부터 무선 송신된 신호를 수신하는 수신안테나, 마이컴의 제어신호에 따라 압력센서에 의해 검출된 타이어 압력과 관련된 무선신호를 무선 송신하는 송신안테나를 구비한다.

요레이트센서(12)는 차량의 무게중심 측에 설치되며, 각각의 TPMS 센서모듈(30-33)로부터 무선 송신된 무선신호를 수신할 수 있도록 1개의 수신안테나를 구비하고, 유선 연결된 각각의 LFI 안테나(20-23)를 통해 각 TPMS 센서모듈(30-33)에 제어명령을 송신하고, 각 TPMS 센서모듈(30-33)로부터 타이어 압력정보를 수신안테나를 통해 무선 수신하여 ESP 시스템의 전자제어유닛(ECU)(10)에 캔통신을 통해 전송한다. 이에 따라, 전자제어유닛(10)은 타이어 압력정보를 인식하여 타이어의 압력이상여부를 판단하고, 이상이 있는 경우, 이를 사용자에게 경고한다.

상기한 구성과 같이, TPMS 제어모듈을 요레이트센서(12)에 통합시켜 일체화함으로서 TPMS 제어모듈을 별도 설치할 필요가 없어 설치작업이 쉽고 TPMS 제어모듈의 설치를 위한 설치공간을 고려할 필요가 없어 차량의 레이아웃이 단순해진다. 또한, TPMS 모듈과 요레이트센서를 일체로 구성함으로서 두 장치간의 중복부품을 공용화할 수 있어 제조비용을 낮출 수 있다.

상기한 TPMS 제어모듈이 통합된 요레이트센서(12)는 도 3에 도시된 바와 같이, 센싱부(40)와, 마이컴(50), 전압레귤레이터부(60)와, 캔통신부(70)와, RF 수신부(80)와, LFI 인터페이스부(90)로 이루어진다.

센싱부(40)는 요레이트를 검출할 수 있도록 센서셀(41)과 신호처리IC(42)를 구비하고, 마이컴(50)과 SPI 통신 연결된다. 센서셀(41)은 요레이트를 검출하기 위한 센싱소자이고, 신호처리IC(42)는 센서셀(41)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호처리하기 위한 신호처리소자이다.

캔통신부(70)는 요레이트센서(12) 내의 마이컴(50)과 전자제어유닛(10)과의 캔통신을 위한 장치이다.

RF 수신부(80)는 TPMS 센서모듈(30-33)로부터의 타이어 압력과 관련된 무선 신호를 수신안테나(81)를 통해 수신하기 위한 장치이다.

전압레귤레이터부(60)는 센싱부(40)와, 마이컴(50)과, 각각의 LFI 안테나(20-23)에 일정한 구동전원을 제공하기 위한 장치이다.

LFI 인터페이스부(90)는 마이컴(50)이 각 LFI 안테나(20-23)를 통해 각 TPMS 센서모듈(30-33)에 제어 명령을 전달할 수 있도록 제어 명령을 각 LFI 안테나(20-23)에 전송하기 위한 장치이다.

따라서, 요레이트센서(12)에서 요레이트를 검출하는 경우에는 자체 내의 마이컴(50)은 센싱부(40)를 통해 차량의 요레이트를 검출하고, 캔통신부(70)를 통해 전자제어유닛(10)에 검출된 요레이트를 전송한다. 한편, 각 타이어의 압력정보를 검출하는 경우에는 마이컴(50)은 LFI 인터페이스부(90)를 통해 각 LFI 안테나(20-23)에 각 타이어의 압력정보 요구하기 위한 제어명령을 출력한다. 이에 따라, 각각 LFI 안테나(20-23)는 제어명령을 수신하여 무선신호로 변환한 후 각 TPMS 센서모듈(30-33)에 무선 송신하게 되고, 이에 각 TPMS 센서모듈(30-33)은 자체 내의 압력센서를 통해 타이어 압력정보를 수집하여 무선 신호화한 후 자체 내의 송신안테나를 통해 무선 송신하게 된다. RF 수신부(80)는 각 TPMS 센서모듈(30-33)로부터 무선 송신된 무선신호를 수신안테나(81)를 통해 수신하여 마이컴(50)에 전달한다. 마이컴(50)은 전달받은 타이어 압력정보와 관련된 신호를 캔통신부(70)를 통해 전자제어유닛(10)에 전송하여 전자제어유닛(10)에서 타이어의 압력이상여부를 판단하여 이상이 있는 경우 이를 사용자에게 경고할 수 있도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 TPMS 제어모듈을 전자제어식 브레이크 시스템에 기본적으로 장착되며 차량의 무게 중심 측에 설치되는 요레이트센서에 통합시켜 통합된 일체로 구성함으로서 TPMS 제어모듈을 별도 설치할 필요없어 설치가 용이하고 차량의 레이아웃을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 TPMS 모듈과 요레이트센서를 일체로 구성함으로서 두 장치 간의 캔통신회로, 전압레귤레이터, 마이컴 등의 중복부품을 공용화할 수 있어 제조비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.

Claims

각 타이어 내부에 설치되어 타이어압력을 검출하는 4개의 TPMS 센서모듈과,

상기 TPMS 센서모듈에 외부 명령을 무선 송신하는 4개의 LFI 안테나와,

차량의 요레이트를 검출하는 요레이트센서와, 상기 요레이트센서와 통신하여 정보를 수신하는 전자제어유닛을 포함하고,

상기 요레이트센서는, 상기 각각의 LFI 안테나와 유선 연결되어 상기 각각의 TPMS 센서모듈에 각 타이어 압력정보의 제공을 요구하기 위한 제어 명령을 상기 각각의 LFI 안테나에 출력하여 상기 각각의 TPMS 센서모듈에 무선 송신하고, 상기 각각의 TPMS 센서모듈로부터 무선 송신된 타이어 압력정보를 수신하고, 상기 요레이트 및 각 타이어 압력정보를 상기 전자제어유닛에 전송하는 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서, 상기 요레이트센서는 요레이트를 검출하는 센싱부와, 상기 전자제어유닛과의 캔통신을 위한 캔통신부와, 상기 각각의 TPMS 센서모듈로부터 무선 송신된 무선신호를 수신하기 위한 RF 수신부와, 상기 각각의 LFI 안테나에 제어명령을 전송하기 위한 LFI 인터페이스부와, 상기 센싱부를 통해 검출된 요레이트값을 상기 캔통신부를 통해 상기 전자제어유닛에 전송함과 함께 상기 각각의 LFI 안테나로 제어명령을 출력하고 상기 RF 수신부를 통해 수신된 각 타이어압력정보를 상기 캔통신부를 통해 상기 전자제어유닛에 전송하는 마이컴을 포함하는 것을 특징 으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템.