KR101198071B1 - 전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 제어 유압 장치에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차가 일정하게 유지되도록 밸브를 효율적으로 제어하는 전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 방법을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명은 마스터실린더의 압력을 측정하고, 휠 실린더의 압력을 측정하며, 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차가 기설정된 기준차압보다 소정치 이상이면, 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차에 따른 밸브가 개방되는 시점의 전류치를 나타내는 오픈 모델을 이용하여 밸브가 개방되도록 제어한다.

Description

전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 방법{Method for controlling valve in electronic oil pressure control system}
본 발명은 전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차가 일정하게 유지되도록 밸브를 제어하는 전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 브레이크 유압 제동 장치에는 제동 시 휠의 슬립을 방지하기 위한 ABS(Anti-lock Brake System), ESP(Electronic Stability Program) 및 TCS(Traction Control System) 등이 장착되어 자동차의 브레이크 장치 성능을 향상시키게 된다.
상기한 ABS, ESP, TCS 등의 장치는 마스터실린더의 압력, 노면상태, 차속 등에 따라 휠 실린더의 압력을 조절하면서 슬립 방지, 차량 자세 제어 등을 하게 되는 것이다.
상기한 자동차의 브레이크 유압 제동 장치는 브레이크 페달에 연결되고 압력 센서가 설치된 마스터실린더와, 전후륜에 장착되고 압력 센서가 설치된 휠 실린더와, 상기한 휠 실린더에 공급되는 유압을 제어하도록 설치된 다수의 솔레노이드 밸 브로 구성되는바, ABS, ESP, TCS가 작동하지 않는 비 제어중일 경우에는 솔레노이드 밸브가 작동하지 않아 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차가 일정하게 유지된다.
그러나, 종래의 자동차의 브레이크 유압 제동 장치는 ABS, ESP, TCS가 작동하는 경우에는 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력이 달라질 수 있는데, 이때, 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차가 일정하지 않으면 제동이 정상적으로 이루어지지 못하는 상황이 발생할 수 있으며, 제동시 페달에 이질감을 전해주는 문제점이 있었다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 마스터실린더의 압력을 측정하고, 휠 실린더의 압력을 측정하며, 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차가 기설정된 기준차압보다 소정치 이상이면, 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차에 따른 밸브가 개방되는 시점의 전류치를 나타내는 오픈 모델을 이용하여 밸브가 개방되도록 제어한다.
또한, 본 발명은 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차가 기설정된 기준차압보다 소정치 미만이면, 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차에 따른 밸브가 폐쇄되는 시점의 전류치를 나타내는 클로즈 모델을 이용하여 밸브를 폐쇄되도록 제어한다.
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상술한 바와 같이 본 발명의 전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 방법에 따르면, 제동시 유압 라인의 밸브에 대한 제어 방식을 개선하여 휠 실린더의 제동 압력을 정밀하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제동시 페달의 이질감이 없으며 정밀하게 유압을 유지할 수 있는 효과를 창출한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전자 제어 유압 장치(100)는 마스터실린더(110)의 압력을 측정하는 마스터압력센서(120), 휠 실린더(130)의 압력을 측정하는 휠압력센서(140), 다수 개의 입구밸브(150)와 출구밸브(160) 및 밸브의 개폐동작을 제어하는 제어부(170)를 포함한다.
일반적인 유압 장치의 작용에 대한 설명은 잘 알려진 내용이므로 간략하게 하고, 본 발명의 특징적 구성에 중점을 두어 설명하기로 한다.
마스터실린더(110)는 운전자에 의해 브레이크 페달이 작동되면 제동 유압이 형성되며, 마스터압력센서(120)는 이러한 제동 유압을 측정한다.
휠 실린더(130)는 마스터실린더(110)에서 형성된 제동 유압이 전달되는데, 이때, 다수개의 입구밸브(150)와 출구밸브(160)의 개폐동작에 의해 제동 유압이 전달된다.
이러한 입구밸브(150)는 일반적으로 적용하는 노말 오픈 솔레노이드 밸브를 사용하며, 출구밸브(160)는 노말 클로즈 솔레노이드 밸브를 사용하는 것이 바람직하며, 제어부(170)는 마스터압력센서(120)와 휠압력센서(140)에서 측정된 압력들을 이용하여 밸브의 개폐동작을 제어한다.
보다 구체적으로 설명하면, 제어부(170)는 마스터압력센서(120)와 휠압력센서(140)에서 측정된 압력들을 이용하여 밸브에 인가되는 전류를 조절하여 밸브를 제어하는데, 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차에 따른 전류치를 고려하여 밸브(150, 160)의 개폐동작을 제어한다.
도 2는 오픈 모델과 클로즈 모델을 예시한 도면 및 도 3은 피드포워드 게인을 구하는데 이용되는 그래프를 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제어부(170)는 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차가 기설정된 기준차압보다 소정치 이상이면, 오픈 모델을 이용하여 밸브가 개방되도록 제어한다.
즉, 제어부(170)는 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차가 기준차압보다 소정치 이상이면, 입구밸브(150)를 개방하여 휠 실린더(130)의 압력이 증가되도록 제어하며, 휠 실린더(130)의 압력이 증가되면 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차가 감소되어 차압을 일정하게 유지할 수 있다.
여기서, 오픈 모델이란 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차에 따른 입구밸브(150)가 개방되는 시점의 전류치를 나타낸 모델로서, 이러한 오픈 모델은 실험 데이터를 통계적인 방법을 이용하여 검출할 수 있는데, 입구밸브(150)가 닫혀 있는 상태에서 입구밸브(150)에 인가되는 전류치를 낮춰주어 입구밸브(150)가 열리는 시점을 포착하여 결과치를 그래프로서 표현한 것이다.
이와 같이 밸브의 압력 제어 시 피드포워드(Feedforward) 및 피드 백(Feedback) 제어에 의해 압력 제어에서의 오차를 보정하게 되는데, 피드포워드 제어는 전류와 휠 압력과의 관계식에 따라 보정을 하는 것이고, 피드백 제어는 목표 압력과 실제 압력 사이의 오차를 PID 제어기를 통해 보상하는 것이다.
이는 목표 휠 압력(TWP)과 휠 압력 센서의 압력값(WP)의 오차를 피드백 게인으로 보정하여 피드백 보정을 하고, 휠 압력(WP)을 소정 계산식으로 연산한 휠 압력(MWP)과 비교하여 피드포워드 게인으로 보정함으로써 휠 압력을 보정하게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 일실시예에서는 제어부(170)가 입구밸브(150)를 제어하여 차압을 일정하게 유지시키는 것에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 출구밸브(160)를 제어하여 차압을 일정하게 유지시킬 수도 있다.
또한, 제어부(170)는 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차가 기설정된 기준차압보다 소정치 미만이면, 클로즈 모델을 이용하여 밸브를 폐쇄되도록 제어한다.
여기서, 클로즈 모델은 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차에 따른 밸브가 폐쇄되는 시점의 전류치를 나타낸 모델로서, 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차인 차압이 일정하게 유지되다가 입구밸브(150)가 열린 상태에서 입구밸브(150)가 닫힌 상태로 전환하면서 차압이 증가하는 시점의 전류치를 나타낸 것이다.
이와 같이, 제어부(170)는 클로즈 모델을 이용하여 입구밸브(150)를 닫힌 상태로 전환하여 휠 실린더(130)의 압력이 감소되도록 제어함으로써 마스터실린 더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차를 증가시켜 차압이 일정하게 유지될 수 있도록 제어한다.
정리하면, 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차를 측정하고, 측정된 차압에 따라 오픈 모델과 클로즈 모델을 이용하여 피드포워드 게인을 검출하고, 나머지 오차에 대해서는 피드백 게인을 통해 제동함으로써 제동시 페달의 이질감이 없으며, 비교적 정밀하게 차압을 유지할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 과정을 설명하기 위한 제어흐름도로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 마스터실린더(110)의 압력을 측정한다(400).
다음으로, 휠 실린더(130)의 압력을 측정한다(410).
마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차와 기설정된 기준차압을 비교하여 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차가 기설정된 기준차압보다 소정치 이상인지 판단(420)하여 차압이 기준차압보다 소정치 이상이면, 오픈 모델을 이용하여 밸브를 개방한다(430).
예를 들어 설명하면, 마스터실린더의 압력이 100 bar, 휠 실린더의 압력이 77 bar, 기준차압이 20 bar, 소정치가 2 bar일 경우, 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차는 23 bar이므로 기준차압(20 bar)보다 소정치(2 bar)이상으로 판단되어 밸브를 개방한다.
이와 같이, 마스터실린더의 압력과 상기 휠 실린더의 압력차가 기준차압보다 소정치 이상이면, 밸브를 개방하여 휠 실린더의 압력이 증가되도록 제어하며, 휠 실린더의 압력이 증가되면 마스터실린더의 압력과 상기 휠 실린더의 압력차가 감소되어 차압이 일정하게 유지될 수 있도록 한다.
420단계에서 마스터실린더(110)의 압력과 휠 실린더(130)의 압력차가 기설정된 기준차압보다 소정치 이상이 아닐 경우, 차압이 기준차압보다 소정치 미만인지 판단(440)하여 차압이 기준차압보다 소정치 미만이면, 클로즈 모델을 이용하여 밸브를 폐쇄한다(450).
여기서, 클로즈 모델이란 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차에 따라 밸브가 폐쇄되는 시점의 전류값을 나타낸 모델로서, 차압이 일정하게 유지되다가 밸브가 열린 상태에서 밸브가 닫힌 상태로 전환하면서 차압이 증가하는 시점의 전류값을 나타낸다.
이와 같이, 클로즈 모델을 이용하여 밸브를 닫힌 상태로 전환하여 휠 실린더의 압력이 감소되도록 제어함으로써 마스터실린더의 압력과 휠 실린더의 압력차가 증가하여 차압이 일정하게 유지될 수 있도록 한다.
도 1은 전자 제어 유압 장치의 유압 회로도이다.
도 2는 오픈 모델과 클로즈 모델을 예시한 도면이다.
도 3은 피드포워드 게인을 구하는데 이용되는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
100...전자 제어 유압 장치 110...마스터실린더
120...마스터압력센서 130...휠 실린더
140...휠압력센서 150...입구밸브
160...출구밸브 170...제어부

Claims (5)

  1. 마스터실린더의 압력을 측정하고,
    휠 실린더의 압력을 측정하며,
    상기 마스터실린더의 압력과 상기 휠 실린더의 압력차가 기설정된 기준차압보다 소정치 이상이면, 상기 마스터실린더의 압력과 상기 휠 실린더의 압력차에 따른 밸브가 개방되는 시점의 전류치를 나타내는 오픈 모델을 이용하여 상기 밸브가 개방되도록 제어하는 전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마스터실린더의 압력과 상기 휠 실린더의 압력차가 기설정된 기준차압보다 소정치 미만이면, 상기 마스터실린더의 압력과 상기 휠 실린더의 압력차에 따른 상기 밸브가 폐쇄되는 시점의 전류치를 나타내는 클로즈 모델을 이용하여 상기 밸브를 폐쇄되도록 제어하는 전자 제어 유압 장치의 밸브 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
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