KR19990001342A

KR19990001342A - 저가형 abs와 tcs 통합 모듈레이터

Info

Publication number: KR19990001342A
Application number: KR1019970024628A
Authority: KR
Inventors: 김영일
Original assignee: 오상수; 만도기계 주식회사
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 1999-01-15
Also published as: JPH1143037A; KR100235334B1

Abstract

본 발명은 ABS에 간단한 부품의 추가로 TCS 기능이 통합되도록 한 저가형 통합 모듈레이터를 제공함에 있다.

본 발명은 브레이크페달(13)의 작동시 유압을 발생시키는 부스터(14) 및 마스터실린더(15)와, TCS 작동시 오일을 공급 및 회수하는 오일탱크(16)와, 마스터실린더(15)에 연결된 제1유로(a)에 설치되어 ABS와 TCS에 따라 개폐 전환되는 모드전환 솔레노이드(1)와, 제2,3유로(b)(c)에 설치되어 양측 차륜(4a,4b)을 제어하도록 유압의 흐름을 개폐하는 고압차단 솔레노이드 밸브(2a,2b)와, 제동시 차륜(4a,4b)의 슬립을 감지하도록 차륜(4a,4b)에 설치되는 차륜속도센서(5a,5b)와, 제4,5유로(d)(e)상 설치되어 ABS작동시 개방되는 저압차단 솔레노이드(3a,3b)와, 저압차단 솔레노이드(3a,3b)에 의해 안내되는 차륜(4a,4b)의 유압을 축압하는 저압어큐무레이터(6)와, 이 저압어큐무레이터(6)에 일체됨과 더불어 파이롯밸브 기능을 하도록 제6유로(f)에 연결되는 첵크밸브(8)와, 상기 저압어큐무레이터(6)에서 유입되는 유압을 고압으로 토출시키는 고압펌프(7)와, 이 고압펌프(7)에서 토출된 고압력의 맥동을 감소시키도록 제1유로(a)상에 설치되는 버퍼챔버(9) 및 오리피스(10)와, 상기 오리피스(10)를 통과한 유압이 역류되지 않도록 하는 첵크밸브(11)와, 제1유로(a)와 제6유로(f) 사이에 연결되어 TCS작동시 제1유로(a)에 흐르는 유압이 일정하게 유지되도록 하는 릴리프밸브(12)로 구성된다.

Description

저가형 ABS와 TCS 통합 모듈레이터

차량에는 운전자의 필요에 의해 주행중인 차량을 제동하기 위한 제동장치가 구비되어 있는 바, 최근의 차량에는 전자제어장치와 연계하여 보다 안정적인 제동을 할 수 있는 지능형 제동장치가 제안되었다.

그중 대표적인 지능형 제동장치가 제동시 차륜의 슬립 현상을 방지하는 미끄럼 방지장치(Anti-lock Brake System ; 이하 ABS라 함)이다.

이 ABS는 통상 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 마스터실린더(100)와, 솔레노이드(200) 및 유량조절밸브(300)로 되는 모듈레이터와, 피스톤펌프(400)와, 브레이크(500)로 구성되어 있다.

이러한 구성으로 된 종래의 ABS는 정상 상태 즉, 미끄럼이 일어나지 않는 상태에서 플런저(220)가 스프링(210)에 의해서 피스톤펌프(400)로 통하는 유로(240)를 막고 있어, 마스터실린더(100)에서 발생한 유압은 유량조절밸브(300)내의 스풀(320) 및 유로(340)를 통하여 브레이크(500)로 직접 전달되어 제동이 이루어지고, 슬립율이 증가하여 제동압력의 감소가 필요한 경우, 콘트롤러(600)가 솔레노이드(200)에 전류를 공급하여 밸브헤드(230)를 들어 올려서 유량조절밸브(300)와 피스톤펌프(400)사이의 유로(240)를 개방하여 피스톤펌프(400)를 작동하게 된다.

이때, 피스톤펌프(400)의 작동에 의해서 피스톤펌프(400)로 가는 유로(240)와 연결된 압력실(330)의 압력이 감소하므로 스풀(320)은 도 2와 같이 스프링(310)의 힘을 이기고 좌측으로 이동하여 브레이크(500)와 마스터실린더(100)를 차단시키고, 브레이크(500)와 유로(240)를 연결하게 되어 브레이크(500) 압력은 감소하게 된다.

압력 감소가 계속되어 차륜(700)의 슬립율이 규정된 값 이하로 떨어지면, 솔레노이드(200)에 전류공급을 중단하여 유량조절밸브(300)가 브레이크(500)에서 피스톤펌프(400)로 연결되는 유로(240)를 차단하여 압력실(330)의 압력을 회복시킴으로써 스풀(320)은 다시 우측으로 이동하기 시작한다.

이때 스풀(320)은 유로(350)가 열리는 순간까지만 이동하여 오리피스(360)양단부의 압력과 스프링(310)의 힘이 평형을 이루는 위치에 위치하게 되고, 또한 오리피스(360)의 크기와 이 오리피스(360)를 사이에 두고 있는 두 개의 챔버에서 일정하게 유지되는 압력차에 의해서 브레이크(500)에 공급되는 유량은 일정하므로 브레이크(500)에서의 증가율이 조절된다.

이 압력 증가가 계속되어 브레이크(500)의 압력이 마스터실린더(100) 압력과 같게 되면, 스풀(320) 양단의 평형은 잃게 됨에 따라 스풀(320)은 다시 우측으로 이동하게 되어 정상 제동상태가 된다.

압력증가 상태중에도 다시 압력의 감소가 필요한 경우에는 솔레노이드(200)가 작동되어 압력감소 상태로의 복귀가 가능하므로 브레이크(500) 압력을 적절하게 조정할 수 있게 된다.

이와 같이 통상의 ABS는 운전자가 브레이크 페달(800)을 밟아 유압에 의해 제동부를 가압하여 제동력을 주는 것으로, 갑작스런 제동력에 의해 차륜(700)의 잠김현상이 일어나, 차량의 미끄럼현상이 발생하지 않도록 제동부를 가압하는 유압을 조절하여, 차륜(700)에 작용하는 제동력을 연속적으로 풀어주었다 감아주었다 하여 차량이 안전하게 정지할 수 있도록 하는 것이다.

그러나, 상기 ABS는 유압브레이크의 제동압력을 조절하여 제동시 차륜(700)의 슬립현상을 방지하여 제동의 안정성 및 승차감 향상을 목적으로 하는 것으로 구동력제어는 불가하기 때문에, 차량의 선회시나 급가속시 운전자의 페달 조작없이도 브레이크(500)의 구동력을 자동제어하여 과도한 구동력으로 인한 구동차륜의 미끄러짐을 줄이고, 노면과의 적절한 마찰력을 얻어 차량의 직진 안정성과 조향 성능을 보장을 통한 주행안정성을 향상시키기 위해서는 별도의 구동력 제어장치(Traction Control System ; 이하 TCS라 함)를 구비해야만 하였다.

그러나, 별도의 구동력 제어장치를 장착하게 될 경우 원가가 상승하게 됨은 물론 장착을 위한 차지 공간이 크기 때문에 소형 차량의 경우에는 비용 측면이나 차지 공간측면에서 장착하는데 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, ABS에 간단한 부품의 추가로 TCS 기능이 통합되도록 함으로써 차량의 제동 안정성을 높이면서도 저가의 소형화된 모듈레이터를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 브레이크페달의 작동시 유압을 발생시키는 부스터 및 마스터실린더와, 작동유가 충진되어 TCS 작동시 오일을 공급 및 회수하는 오일탱크와, 마스터실린더에 연결된 제1유로에 설치되어 ABS와 TCS에 따라 개폐 전환되는 모드전환 솔레노이드와, 제2,3유로에 설치되어 양측 차륜을 제어하도록 유압의 흐름을 개폐하는 고압차단 솔레노이드와, 제동시 차륜의 슬립을 감지하여 전자제어장치(ECU)에 신호를 보내어 ABS가 작동하도록 차륜에 설치되는 차륜속도센서와, 제2, 3유로에 연결된 제4,5유로상에서 ABS작동시 개방되는 저압차단 솔레노이드와, 저압차단 솔레노이드에 의해 안내되는 차륜의 유압을 축압하는 저압어큐무레이터와, 이 저압어큐무레이터에 일체됨과 더불어 파이롯밸브 기능을 하도록 제6유로에 연결되는 첵크밸브와, 상기 저압어큐무레이터에서 유입되는 유압을 고압으로 토출시켜 차륜을 제동하도록 유압을 공급하는 고압펌프와, 이 고압펌프에서 토출된 고압력의 맥동을 감소시키도록 제1유로상에 설치되는 버퍼챔버 및 오리피스와, 상기 오리피스를 통과한 유압이 역류되지 않도록 하는 첵크밸브와, 제1유로와 제6유로 사이에 연결되어 TCS작동시 제1유로에 흐르는 유압이 일정하게 유지되도록 하는 릴리프밸브로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 그 구성 및 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1, 2는 종래의 차량용 미끄럼 방지장치(ABS)의 동작상태도

도 3 은 본 발명이 적용된 ABS/TCS 통합 모듈레이터의 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 ; 모드전환 솔레노이드2a,2b ; 고압차단 솔레노이드

3a,3b ; 저압차단 솔레노이드4a,4b,700 ; 차륜

5a,5b ; 차륜속도센서6 ; 저압어큐무레이터

6a : 피스톤 8 ; 첵크밸브

7 : 고압펌프8a ; 체크볼

8b ; 핀9 ; 버퍼챔버

10,360 ; 오리피스11 ; 첵크밸브

12 ; 릴리프밸브13,800 ; 브레이크페달

4 ; 부스터15,100 ; 마스터실린더

16 ; 오일탱크a ; 제1유로b ; 제2유로

c ; 제3유로d ; 제4유로

e ; 제5유로f ; 제6유로

240,340,350 ; 유로200 ; 솔레노이드

220 ; 플런저230 ; 밸브헤드

300 ; 유량조절밸브320 ; 스풀

330 ; 압력실400 ; 피스톤펌프

500 ; 브레이크600 ; 콘트롤러

도 3은 본 발명이 적용된 ABS/TCS가 통합된 제동장치의 구성도로써, 본 발명은 브레이크페달(13)의 작동시 유압을 발생시키는 부스터(14) 및 마스터실린더(15)와, 작동유가 충진되어 TCS 작동시 오일을 공급 및 회수하는 오일탱크(16)와, 마스터실린더(15)에 연결된 제1유로(a)에 설치되어 ABS와 TCS에 따라 개폐 전환되는 모드전환 솔레노이드(1)와, 제2,3유로(b)(c)에 설치되어 양측 차륜(4a,4b)을 제어하도록 유압의 흐름을 개폐하는 고압차단 솔레노이드 밸브(2a,2b)와, 제동시 차륜(4a,4b)의 슬립을 감지하여 전자제어장치(도시안됨)에 신호를 보내어 ABS가 작동하도록 차륜(4a,4b)에 설치되는 차륜속도센서(5a,5b)와, 제2, 3유로(b)(c)에 연결된 제4,5유로(d)(e)상 설치되어 ABS작동시 개방되는 저압차단 솔레노이드(3a,3b)와, 저압차단 솔레노이드(3a,3b)에 의해 안내되는 차륜(4a,4b)의 유압을 축압하는 저압어큐무레이터(6)와, 이 저압어큐무레이터(6)에 일체됨과 더불어 파이롯밸브 기능을 하도록 제6유로(f)에 연결되는 첵크밸브(8)와, 상기 저압어큐무레이터(6)에서 유입되는 유압을 고압으로 토출시키는 고압펌프(7)와, 이 고압펌프(7)에서 토출된 고압력의 맥동을 감소시키도록 제1유로(a)상에 설치되는 버퍼챔버(9) 및 오리피스(10)와, 상기 오리피스(10)를 통과한 고압의 유압이 역류되지 않도록 하는 첵크밸브(11)와, 제1유로(a)와 제6유로(f) 사이에 연결되어 TCS작동시 제1유로(a)에 흐르는 유압이 일정하게 유지되도록 하는 릴리프밸브(12)로 구성되어 있다.

상기 구성에 있어 모드전환 솔레노이드(1)는 ABS 작동 인지, TCS작동 인지에 따라 밸브개폐 여부를 전자제어장치로부터 제어받게 되어 있다. 즉, ABS 작동일 때는 모드전환 솔레노이드(1)가 개방되어 마스터실린더(15)의 유압이 제1유로(a)와 제3유로(c)를 통해 차륜(4b)에 공급되고, TCS 작동일 때는 모드전환 솔레노이드(1)가 차단되어 제1유로(a)를 통해 유압이 공급되지 않게 된다.

그리고, 상기 저압어큐무레이터(6)와 첵크밸브(8)를 일체시킴에 있어 첵크밸브(8)의 체크볼(8a)이 저압어큐무레이터(6)의 피스톤(6a)에 핀(8b)으로 연결되므로써, 유압이 축압되어 피스톤(6a)이 내려가면 첵크밸브(8)를 차단하게 되고, 유압이 작동하지 않으면 피스톤(6a)을 지지하는 스프링(6b) 탄성에 의해 첵크밸브(8)가 개방되게 된다. 또한 첵크밸브(8)가 파이롯밸브 기능을 할 수 있도록 저압어큐무레이터(6)와 일체되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, ABS 작동과정을 설명하면, 운전자가 브레이크페달(13)을 밟으면, 마스터실린더(15)에서 유압이 발생하고 그 유압은 제1유로(a)를 거쳐 일부는 제2유로(b)로 공급되고 나머지는 모드전환 솔레노이드(1)를 통하여 제3유로(c)로 각각 공급되며, 이때 제1유로(a)로 유압의 계속적인 진행은 첵크밸브(11)에 의하여 차단된다. 그리고, 제2,3유로(b)(c)로 공급된 유압은 고압차단 솔레노이드(2a,2b)를 통과하여 차륜(4a,4b)에 공급되므로 차량의 속도를 감속하며 제동하게 된다.

그런데, 차륜(4a,4b)의 제동이 이루어지면서 차량의 추진력에 의하여 얼음판과 같은 미끄러운 노면에서 차륜(4a,4b)에 슬립현상이 발생하게 되는 경우, 차륜속도센서(5a,5b)가 이를 감지하여 그 신호를 전자제어장치에 보내게 되고, 이에 전자제어장치는 그 신호를 받아 미리 입력된 데이터와 비교하여 차륜(4a,4b)의 미끄러짐을 판단하게 되며, 그 판단에 따라 제동압력을 제어하기 위하여 전자제어장치는 고압차단 솔레노이드(2a,2b)의 마스터실린더(15)쪽으로 유압작용을 차단하는 동시에 저압차단 솔레노이드(3a,3b)를 개방하게 된다.

그러면 차륜(4a,4b)에 공급되어 작용되던 유압은 저압차단 솔레노이드(3a,3b)를 각각 통과하여 제4,5유로(d)(e)의 안내를 받아 저압어큐무레이터(6)로 이송되어 축압되며,이때 차륜(4a,4b)에 작용하던 제동압력이 감소되어 차륜(4a,4b)의 잠김이 일시 해지되면서 다시 회전하게 되므로 차륜(4a,4b)의 미끄러지는 현상이 사라지게 된다.

이후 다시 차륜(4a,4b)에 제동압력을 증가시켜야 차량이 정지되므로 설정된 일정시간이 지난 후에 전자제어장치가 다시 고압차단 솔레노이드(2a,2b)를 개방시키는 동시에 저압차단 솔레노이드(3a,3b)를 차단시켜 원상복귀시키게 되고, 저압어큐무레이터(6)에 축압된 유압은 고압펌프(7)로 흡입되어 펌프작동에 의하여 고압의 유압으로 토출된다. 이렇게 토출된 유압은 제1유로(a)의 안내를 받아 일부는 제3유로(c)로 공급되고, 나머지는 모드전환 솔레노이드(1)를 거쳐 제2유로(b)로 공급되어 상술한 과정을 거쳐서 차륜(4a,4b)에 공급되므로써 차륜(4a,4b)이 다시 제동되게 된다.

다음은 TCS 작동과정을 설명하면, 차량의 급가속, 급출발등으로 구동륜의 미끄러짐이 발생할 경우 차륜(4a,4b)측에 설치된 차륜속도센서(5a,5b)가 이를 감지하여 전자제어장치에 신호를 보내게 되고, 전자제어장치는 그 신호를 받아 미리 입력된 데이터와 비교하여 차륜(4a,4b)의 미끄러짐을 판단하게 되며, 그 판단에 따라 구동력제어를 위하여 마스터실린더(15)와 연결된 모드전환 솔레노이드(1)를 차단함과 동시에 고압펌프(7)를 작동시켜 오일탱크(16)에 충진되어 있는 오일을 흡입하게 된다.

즉, 운전자가 브레이크페달(13)을 밟지 않더라도 고압펌프(7)가 작용하게 되면 흡입력에 의해 오일탱크(16)의 오일이 마스터실린더(15) → 제1유로(a) → 제6유로(f)를 거쳐 저압어큐무레이터(6)의 스프링(6b)에 의해 지지 개방된 첵크밸브(8)를 통과하여 고압펌프(7)로 흡입된다.

이렇게 고압펌프(7)로 이송된 오일은 고압의 압력으로 토출되어 버퍼챔버(9) → 오리피스(10) → 첵크밸브(11) → 제1유로(a)를 거쳐 제3유로(c)로 공급되고(이때 모드전환 솔레노이드(1)는 차단되어 제2유로(b)로 유압이 공급되지 못함), 제3유로(c)로 공급되는 유압은 고압차단 솔레노이드(2a,2b)를 통과하여 차륜(4b)에 공급되므로 차륜(4b)의 구동력을 감소시키게 된다.

한편, 고압펌프(7) 작동으로 제1유로(a)로 공급되는 고압의 오일중 일부는 릴리프밸브(12)를 통해 제6유로(f)로 빠져나감으로 인해 제3유로(c)로 흐르는 오일의 유압이 설정된 일정한 압력을 유지하면서 공급되게 되어 차륜(4b)에 적절한 제동압을 공급하게 된다.

그리고, 제동압력 해제시에는 모드전환 솔레노이드(1)를 전자제어장치가 개방시켜 원위치하게 되고, 제동을 위한 차륜(4b)에 공급된 오일은 제3유로(c) → 제1유로(a) → 모드전환 솔레노이드(1)를 거쳐 오일탱크(16)로 회수되므로써 작동이 완료된다.

이와 같이 본 발명은 ABS에 몇가지 부품을 추가하여 TCS기능을 통합하므로써, 차량 제동시 차륜(4a,4b)의 슬립현상을 방지하여 제동의 안정성 및 승차감 향상시키면서도 차량의 선회시나 급가속시 운전자의 페달 조작없이도 브레이크의 구동력을 자동제어하여 과도한 구동력으로 인한 구동차륜의 미끄러짐을 줄이고, 노면과의 적절한 마찰력을 얻어 차량의 직진 안정성과 조향 성능을 보장을 통한 주행안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 ABS와 TCS가 통합된 제동시스템을 차량의 전후 4개의 차륜에 각각 사용하면, 간단하면서도 소형화된 저가격의 CDC(Car Dynamic Control)를 구현할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 미끄럼 방지장치(ABS)에 모드전환 솔레노이드, 저압어큐무레이터에 일체된 체크밸브, 릴리프밸브를 추가하여 구동력 제어장치(TCS)가 통합되도록 함으로써, 차량 제동시 차륜의 슬립현상을 방지하여 제동의 안정성 및 승차감 향상시키게 됨은 물론, 차량의 선회시나 급가속시 운전자의 페달 조작없이도 브레이크의 구동력을 자동제어하여 노면과의 적절한 마찰력을 얻어 차량의 직진 안정성과 조향 성능을 보장을 통한 주행안정성을 향상시킬 수 있게 되고, 구조적인 측면에서도 크기가 현저하게 축소되어 제작이 매우 편리한 동시에 원가가 절감되며, 차지공간도 현저히 감소되므로 소형차량에도 장착하기 용이하다는 효과가 있다.

본 발명은 차량의 제동시스템에 있어 미끄럼 방지장치(ABS)에 모드전환 솔레노이드 저압어큐무레이터에 일체된 체크밸브, 릴리프밸브를 추가로 장착하여 구동력 제어장치(TCS)의 기능을 다할 수 있게 한 통합 모듈레이터를 제공함에 있는 것이다.

Claims

차량의 제동 안정성을 높이기 위한 미끄럼 방지장치(ABS)와 구동력 제어장치(TCS)에 있어서,

상기 TCS 작동시 오일을 공급 및 회수하는 오일탱크(16)와, 유압을 발생시키는 부스터(14) 및 마스터실린더(15)와, 마스터실린더(15)에 연결된 제1유로(a)에 설치되는 모드전환 솔레노이드(1)와, 제2,3유로(b)(c)에 설치되어 양측 차륜(4a,4b)을 제어하는 고압차단 솔레노이드(2a,2b)와, 제동시 차륜(4a,4b)의 슬립을 감지하여 ABS가 작동하도록 차륜(4a,4b)에 설치되는 차륜속도센서(5a,5b)와, 제2,3유로(b)(c)에 연결된 제4,5유로(d)(e)상 설치되어 ABS작동시 개방되는 저압차단 솔레노이드(3a,3b)에 의해 안내되는 차륜(4a,4b)의 유압을 축압하는 저압어큐무레이터(6) 및 제6유로(f)에 연결되는 첵크밸브(8)와, 상기 저압어큐무레이터(6)에서 유입되는 유압을 고압으로 토출시키는 고압펌프(7)와, 이 고압펌프(7)에서 토출된 고압력의 맥동을 감소시키도록 제1유로(a)상에 설치되는 버퍼챔버(9) 및 오리피스(10)와, 상기 오리피스(10)를 통과한 고압의 유압이 역류되지 않도록 하는 첵크밸브(11)와, 제1유로(a)와 제6유로(f) 사이에 연결되어 TCS작동시 제1유로(a)에 흐르는 유압이 일정하게 유지되도록 하는 릴리프밸브(12)로 구성됨을 특징으로 하는 저가형 ABS와 TCS 통합 모듈레이터.
제1항에 있어서, 상기 저압어큐무레이터(6)와 첵크밸브(8)가 일체화될 때 첵크밸브(8)의 체크볼(8a)이 저압어큐무레이터(6)의 피스톤(6a)에 핀(8b)으로 연결되어 파이롯밸브 기능을 하도록 됨을 특징으로 하는 저가형 ABS와 TCS 통합 모듈레이터.