KR0154385B1 - 자동차의 구동력 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 구동력 제어장치에 관한 것으로, 부스터와 일체로 형성되는 오일탱크(3)로부터의 오일로 페달에 의해 제동압을 형성하는 마스터 실린더(2) 상기 마스터 실린더(2)로부터의 압유를 증압시키는 고압펌프(46) 차륜센서(41,42)로부터 신호를 받아 전자제어장치에 의해 제어되어 차륜으로 전달되는 제동압력을 감압, 유지 증압상태로 조절하는 솔레노이드 밸브(31-34)를 포함한 자동차의 구동력 제어장치에 있어서, 상기 오일탱크(3)와 연결된 보조오일탱크(10)로부터 배출되는 오일을 증압시켜 제동압유 공급유로 및 고압펌프에 공급하도록 하는 가압장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 구동력 제어장치.

Description

자동차의 구동력 제어장치

제1도는 종래 자동차의 구동력 제어장치의 유압 회로도.

제2도는 본 발명에 의한 구동력 제어장치의 유압 회로도.

제3도는 제2도와 다른 실시예의 구동력 제어장치의 유압회로도.

제4도는 제2도와 3도의 구동력 제어장치에 사용되는 가압장치의 개략적인 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 부스터 2 : 마스터 실린더

3 : 오일탱크 10 : 오일탱크

11,11-1 : 역류방지 체크밸브 12 : 피스톤

13 : 실링 14 : 배력판

15 : 리턴 스프링 16,16-1 : 스토퍼(STOPER)

17 : 3/2 절환밸브 18 : 진공연결관

19 : 메인 오일탱크 연결관 21 : 마스터 실린더 차단 솔레노이드 밸브

22 : 릴리프 밸브 23 : 체크 밸브

26 : 연결관로 29 : 차단 밸브

32,34 : 저압차단 솔레노이드 밸브 31,33 : 고압차단 솔레노이드 밸브

36,37 : 압력해지용 체크밸브 41,42 : 차륜센서

43 : 종동륜 44 : 구동륜

45 : 저압탱크 46 : 고압펌프

47 : 버퍼챔버

본 발명은 차량의 구동력 제어장치(TCS:TRACTION CONTROL SYSTEM)에 관한 것으로써 특히 별도의 TCS용 펌프에 두지 않고 엔진에서 발생된 진공압을 가압장치로 프리차징하는 구동력 제어장치(TCS)에 관한 것이다. TCS는 일반적으로 급출발, 급가속 등 순간적인 과도한 구동력으로 인하여 구동륜의 미끄러짐이 발생할 때 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않은 상태에서도 구동륜의 구동력을 제어하여 구동륜이 헛돌지 않게 하여 최적의 구동력으로 구동륜의 헛도는 것을 줄여 노면과 적절한 마찰력을 얻게 함으로써 차량의 부드러운 출발 및 조정안정성과 조향성능을 향상시킨 장치이다.

TCS는 빠른 응답이 요구되는 관계로 프리차징 기능을 가진 유압장치를 필요로 하는데 이러한 제어장치에 필요한 유압을 만들기 위해서 유압펌프로 사용하고 있다. 현재 적용되고 있는 방식은 펌프에 의한 프리차징 방식이다. 그러나 이 방식은 저온에서는 브레이크액의 점도 증가로 인하여 펄프내로 순조롭게 흡입되지 않는 문제가 있고, 펌프 구동을 위하여 별도의 전원장치를 필요로 하는 등 성능 및 성에너지 차원에서 불과하다.

본 고안은 간단한 구성으로 시스템의 외부 온도와 무관하고 별도의 구동용 전원장치를 부가하지 않고, 응답시간을 빠르게 할 수 있도록 TCS 장치에 관한 것이다.

종래기술 미국특허 5,342,120호는 제1도와 같이 부스터(121), 마스터실린더(18), 오일탱크(160), 고압펌프(141,152), 저압펌프(158), 압력유지용 릴리프밸브(157), 유압회로보호용 릴리프밸브(167), 고압차단밸브(136,137), 저압탱크(139), 휠(116,117,113,114), 차륜속도센서(172,173), 저압펌프에 의한 유량유입방지 체크밸브(166), 오일탱크로의 압력 차단용 솔레노이드 밸브(156), 고압펌프에 의한 작동압이 마스터실린더 측으로 가는 것을 방지하는 차단 솔레노이드 밸브(154), TCS 작동중 제동필요시 마스터 실린더부터의 압력작용을 원활히 하기 위한 체크밸브(163), 휠의 미끄러짐이 발생할 때 액추에이터를 제어하는 전자제어장치(171)등이 있으며, 안티로크 브레이크장치(ABS:ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM)이 작동될 때 제동압력을 감압, 유지 중압 시키는 솔레노이드 밸브(132,136,133,137)와 고압펌프(141,152)등으로 구성된다.

상기 종래기술은 제1도와 같은 구성에서 차량의 급출발, 급가속 등으로 구동륜의 미끄러짐이 발생할 경우 차륜센서(172,173)에서 들어온 신호를 전자제어장치(171)가 휠(116)의 미끄러짐을 판단하고 구동력을 제어하기 위하여 마스터 실린더(118)와 연결된 솔레노이드 밸브(154)를 차단하며, 저압펌프(158)를 구동하여 릴리프밸브(157)에서 성정된 압력으로 각 휠-(116,117,113,114)에 제동압을 공급한다. 일부는 관로(165)를 통하여 고압펌프(141)의 입구로 흡입된다. 저압펌프(158)에 의하여 토출된 일정압력의 브레이크액은 체크밸브(166)에 의하여 저압측으로 가는 것이 방지되어 압력저하를 차단하며, 솔레노이드 밸브(132,133,136,137)의 작동에 의하여 제동압력을 조절할 때 영향을 주지 못하게 한다.. 체크밸브(150)을 통하여 고압펌프(141)의 입구로 흡입된 브레이크액은 펌프작용에 의하여 고압으로 되며 이 압력이 작용하여 구동륜(116,117)의 회전을 감소시킨다.

이상적인 구동력 제어는 차륜속도센서(172,173)와 차속센서로부터 들어온 신호를 전자제어장치(171)가 판단하여 휠실린더에 압력을 조절하는 것으로 솔레노이드 밸브(32,33)을 온/오프 시킴으로써 이루어진다. 즉 솔레노이드 밸브(132,136,133,173)의 조합으로 제동압의 증가, 유지, 감소가 이루어지며, 이때 고압펌프(155)는 연속적으로 구동된다. 제동압력의 증가시에는 솔레노이드 밸브(136,137,146,147)를 닫아서 제동압을 증가시키고, 감소시에는 저압차단 솔레노이드 밸브(136,137,146,147)을 열어서 저압측으로 브레이크액을 보낸다. 이때 솔레노이드 밸브(156)는 열려있는 상태로 브레이크액은 오일탱크로 흘러 순환하게 된다. 차륜의 잠김이 일어날 때는 ABS가 작동하게 되는데 이때는 TCS 기능과 반대로 제동압을 감소시키며 차륜과 접지면과의 사이에 마찰계수를 얻을 수 있는 범위에서 제동압을 조절함으로써 보향력과 제동력을 유지하도록 한다.

종래기술 미국특허 5,342,120호의 유압발생장치는 저압펌프(158)와 고압펌프(141)로 구성되어 있다. 이중 저압펌프(158)는 종동륜의 미끄러짐 제어와 브레이크액이 고압펌프(141)의 흡입구로 원활하게 들어가도록 하는 배합형성의 작용을 하게 된다. 실제 종동륜을 제어하는 압력은 정압으로도 가능하지만, 구동력을 발생하는 구동륜을 제어하기 위해서는 빠른 압력상승율이 필요하며 이것을 해결하기 위하여 고압펌프(141)가 이용되고 있다.

그러나, 고압펌프를 작동시키기 위해서는 저압펌프의 작용이 원활하게 되어야 하는데 저온인 경우에는 저압펌프의 토출작용이 지연도어 고압펌프부 흡입구로의 배압형성이 지연되며 따라서 빠른 구동력 제어를 실현하는데 어려움이 있다. 또한 TCS 기능에 필요한 압력은 초기 일정량의 유량이 유압시스템에 공급되는 것만으로 가능하므로 저압펌프(158)를 연속적으로 구동하여 제동압력을 발생시킬 필요성이 없어진다. TCS는 빠른 응답이 요구되는 관계로 프리차징 기능을 가진 유압장치를 필요로 하는데 이러한 제어장치에 필요한 유압을 만들기 위해서 유압펌프로 사용하고 있다. 현재 적용되고 있는 방식은 펌프에 의한 프리차징 방식이다. 그러나 이 방식은 저온에서는 브레이크액의 점도 증가로 인하여 펌프내로 순조롭게 흡입되지 않는 문제가 있고, 펌프 구동을 위하여 별도의 전원장치를 필요로 하는 등 성능 및 성에너지 차원에서 불과하다.

본 발명은 상술한 종래기술의 단점을 해소하도록 안출된 것으로, 구성을 보다 단순화하고 시스템의 외부 온도와 무관하고 별도의 구동용 전원장치를 부가하지 않고, 응답시간을 빠르게 할 수 있도록 하는 TCS 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동차 구동력 제어장치는 부스터와 일체로 형성되는 오일탱크(3)로부터의 오일로 페달에 의해 제동압을 형성하는 마스터 실린더(2) 상기 마스터 실린더(2)로부터의 압유를 증압시키는 고압펌프(46) 차륜센서(41,42)로부터 신호를 받아 전자제어장치에 의해 제어되어 차륜으로 전달되는 제동압력을 감압, 유지 증압상태로 조절하는 솔레노이드 밸브(31-34), 상기 오일탱크(3)와 연결된 보조오일탱크(10)로부터 배출되는 오일을 증압시켜 제동압유 공급유로 및 고압펌프에 공급하도록 하는 가압장치를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따라 제1도의 저압펌프(158)을 없애고 제2도의 오일탱크(4)와 제4도의 관로(19)로서 연결되는 가압장치를 구성하며, 여기에서 발생된 압력이 직접 각 구동륜과 고압펌프(46)의 흡입구를 연결되는 연결관로(26)를 둔다. 가압장치는 저온에서 발생하는 브레이크액의 점도 증가에 의한 고압펌프(46)의 흡입구를 연결되는 연결관로(26)를 둔다. 가압장치는 저온에서 발생하는 브레이크액의 점도 증가에 의한 고압펌프(46)로의 흡입문제를 해결하며, 이 방법으로 흡입문제를 해결하여 하나의 펄프로써 ABS/TCS의 기능을 수행하는 고압펌프(46)와 정상 제동시 마스터 실린더에서 나오는 제동압을 이용하여 유로를 차단하는 차단밸브(29), TCS 기능시 차체의 불안정으로 인하여 운전자가 임의로 제동할 필요가 있을 때 빠른 압력증가를 위한 체크 밸브(23)를 둔다.

그리고 ABS 기능시의 차륜(43,44)의 속도를 감지하는 차륜센서(41,42), 제동압력을 감압,유지,중압상태로 조절하는 솔레노이드 밸브(31,32,33,34) 페달에 의한 제동압력을 형성하는 마스터 실린더(2), 부스터(1)등이며, 가압장치와 연결되는 보조오일탱크(10)는 피스톤의 전단부로 연결되며, 역류방지 체크밸브(11,11-1), 피스톤(12), 누설방지 실링(13)과 엔진에서 발생된 진공압과 대기압을 절환하는 3/2절환밸브(17)와 배력판(14), 진공연결관(18), 일정 스트로크를 유지하는 스토퍼(16,16-1)등으로 구성된다. 그리고 빠른 구동력 제어를 위하여 유압장치의 회로내에 직접 연결함으로써 증압률을 높이도록 했으며, 필요 압력에 따른 배력비 조절이 가능하다.

제2도와 같은 구성도에서 구동륜이 헛돌게 되어 차륜의 구동력 제어가 필요하면 TCS가 작동되는데 이때 전자제어장치의 신호에 따라 소레노이드 밸브(21)가 닫히게 되며, 동시에 3/2 절환밸브를 열어 제1 진공포드를 대기압과 연결시켜 진공압과 대기압과의 차압을 배력으로 작용시켜 피스톤을 전진시킨다. 이때 실린더 내에는 충분한 양의 브레이크액이 충진된 상태로 피스톤의 전진에 따라 펌핑작용이 되므로 압력이 발생되며 역류방지를 위한 체크밸브(11-1)의 작용에 의하여 오일탱크로 들어가지 않으므로 이것이 각 휠실린더와 고압펌프의 흡입구로 들어간다. 제동압에 따라 각 차륜은 회전력이 제어되어 적절한 구동력을 얻을 수 있게 된다. 적절한 구동력을 얻기 위해서는 압력조절이 필요한데 이때는 솔레노이드 밸브(31,32,33,34)의 온/오프로 제어가 가능하다.

일단 구동을 제어하기 위해 필요한 양만큼 브레이크액이 유입시스템내로 유인되면 감압작용에 의하여 저압탱크(45)에 브레이크액이 충진되고, 이 브레이크액이 순환되게 됨으로 원활하게 계속적으로 구동력을 제어할 수 있다. TCS의 전체 기능이 끝나면 가압장치에 의하여 유압시스템내로 들어온 잉여유량은 마스터 실린더의 센터밸브를 통하여 오일탱크(3)로 흘러 들어가게 된다.

시스템적인 동작은 차량의 급출발, 급가속 등으로 구동차륜의 미끄러짐이 발생할 경우 차륜센서(41,42)에서 들어온 신호로부터 전자제어장치가 차륜(43,44)의 미끄러짐을 판단하면 솔레노이드 밸브(21)는 마스터 실린더(2)측을 차단하고 고압펌프(46)을 구동하여 릴리프밸브(22)에 설정된 압력이하로 구동륜(44)에 제동압을 공급한다. 제동압을 높이기 위하여 브레이크액은 마스터 실린더(2)로부터 연결관로(26)를 통하여 고압펌프(46)의 흡입구로 흡입되는데 이를 원활하게 하거나 직접 제동압을 작용시키기 위하여 제2도나 제3도와 같이 가압장치를 사용한다. 가압장치에 의해 증압된 압력은 직접 제동압으로 작용하고 고압펌프(46)에 의해 증압된 압력은 압력맥동이 크기 때문에 이를 줄이기 위하여 버퍼챔버(47)와 오리피스(49)를 통하게 한다. 이 압력이 연결된 관로를 통하여 구동륜에 제동압을 가하게 된다. 차륜의 잠김이 일어날때는 ABS가 작동하게 된다. 이때는 TCS 기능과 반대로 제동압을 감소시켜 제동력이 낮게 유지되도록 하며 이것은 차륜센서에서 들어온 신호를 않으면서 제동을 하도록 한다.

TCS의 작동시 차량의 불안정성으로 인하여 제동이 필요하면 체크밸브(23)를 통하여 신속하게 제동압이 차륜에 도달할 수 있도록 하는 역할을 한다.

이러한 구성으로 된 구동력 제어장치는 제2와 같은 엔진의 진공압을 이용하는 가압장치를 구성함에 따라 별도의 구동전원을 필요로 하지 않으며, 소요 유량에 따라 솔레노이드 밸브의 온/오프 회수를 조절함으로 구동에 필요한 최적의 토출량을 쉽게 산정할 수 있으며, 진공 부스터의 배력비를 달리함으로써 설정압력조정이 용이하여 구동륜의 압력제어에 유리하다.

그리고 구동륜을 제어하기 위한 압력발생은 ABS/TCS 공용 고압펌프를 이용하므로, 유압회로가 간단해진다. 이러한 수단에 의하여 저가격 및 경량의 유압장치를 구성할 수 있다.

또한 엔진의 진공압을 동력원으로 사용함으로써 모터구동방식에 비하여 밧데리의 전력절감 효과가 크며, 임의의 유압 라인에 가압유를 공급할 수 있으므로 적은 유량으로도 목표하는 압력상승효과를 낼 수 있다. 3/2 절환밸브(17)를 사용함으로써 모터구동방식에서 사용되는 릴레이에 의한 작동시간지연을 감소시킬 수 있어 빠른 제어가 가능하며 주행중에 비구동륜의 구동력을 제어할 필요가 있을 때에도 충분한 압력으로 유량을 공급할 수 있으므로 이상적인 4륜제어도 가능한 장점이 있다.

Claims (5)

1. 부스터와 일체로 형성되는 오일탱크(3)로부터의 오일로 페달에 의해 제동압을 형성하는 마스터 실린더(2) 상기 마스터 실린더(2)로부터의 압유를 증압시키는 고압펌프(46) 차륜센서(41,42)로부터 신호를 받아 전자제어장치에 의해 제어되어 차륜으로 전달되는 제동압력을 감압, 유지 증압상태로 조절하는 솔레노이드 밸브(31-34)를 포함한 자동차의 구동력 제어장치에 있어서, 상기 오일탱크(3)와 연결된 보조오일탱크(10)로부터 배출되는 오일을 증압시켜 제동압유 공급유로 및 고압펌프에 공급하도록 하는 가압장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 구동력 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가압장치는 엔진 흡입부의 진공압과 대기압을 절환하는 절환밸브(17)와 배력판(14), 상기 배력판의 스트로크를 제한하는 스토퍼(16,16-1) 및 압력설정을 위한 스프링(15), 상기 배력판(14)에 연결되어 보조오일탱크(10)로부터 공급되는 오일을 가압토출하는 피스톤(12)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 구동력 제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 가압장치는 보조오일탱크(10)의 토출구측과 피스톤(12)에 의해 토출되는 유로에 체크밸브(11,11-1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 구동력 제어장치.
4. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 가압장치의 토출구는 고압펌프(46) 유입구측의 유로에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차의 구동력 제어장치.
5. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 가압장치의 토출구는 고압펌프(46)의 토출구측의 유로에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차의 구동력 제어장치.