KR100667439B1 - 차량 제동용 부압조절장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 운전상태에 따라 부압증폭장치로 공급되는 공기를 단속하여 제동시에는 브레이크부스터로 제공되는 부압을 적절히 공급할 수 있도록 하면서도, 비제동시에는 엔진의 흡입공기량 제어가 정확하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 항상 원활하고 정확한 엔진 작동상태 및 확실한 브레이크 작동상태를 동시에 확보할 수 있도록 한다.

Description

차량 제동용 부압조절장치 및 그 제어방법{VACUUM PRESSURE ADJUSTING APPARATUS AND CONTROL METHODE THEREOF FOR BRAKING OF A VEHICLE}

도 1은 종래 기술에 의한 부압증폭장치를 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 부압조절장치를 설명한 도면,

도 3은 도 2에 비교된 작동상태를 설명한 도면,

도 4는 본 발명의 제어방법을 이용하는 제어 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 스로틀밸브 3; ISA

5; 부압증폭장치 7; 서지탱크

9; 솔레노이드밸브 11; 컨트롤러

13; 브레이크부스터

본 발명은 차량 제동용 부압조절장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크부스터에 제공되는 부압을 차량의 운전상태에 따라 적절히 제공할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

종래에는 엔진 흡기측의 부압이 충분히 크지 못하고, 이를 보상할만큼 브레이크부스터의 직경을 크게 할 수 없는 경우에 도 1과 같은 부압증폭장치를 채용하고 있는바, 부압증폭장치(500)의 벤츄리관(502)에서 공기의 압력이 떨어지는 것을 이용하여 흡기매니폴드 또는 서지탱크(504)에 형성되는 부압보다 더 큰 부압을 브레이크부스터(506)에 제공할 수 있도록 하는 것이다.

그런데, 상기한 바와 같은 부압증폭장치(500)를 구비한 엔진의 경우, 스로틀밸브(508)와 ISA(Idle Speed Actuator: 510)를 통과하는 제어가능 공기량 이외에 상기 부압증폭장치(500)를 통해 상기 스로틀밸브(508) 및 ISA를 우회하는 공기량에 의해 엔진의 제어가 적절히 이루어지지 못하는 경우가 있다.

특히, 엔진의 아이들 운전시와 같이 엔진으로 유입되는 공기량이 매우 적은 경우에, 상기와 같이 부압증폭장치(500)를 통한 제어가 불가능한 공기량이 상대적으로 큰 비중을 차지하게 되면, ISA를 통한 엔진의 아이들제어가 매우 불안정해지게 될 수 있다.

본 발명은 차량의 운전상태에 따라 브레이크부스터로 제공되는 부압을 적절히 공급할 수 있도록 하면서도, 엔진의 흡입공기량 제어가 정확하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 항상 원활하고 정확한 엔진 작동상태 및 확실한 브레이크 작동상태를 동시에 확보할 수 있도록 한 차량 제동용 부압조절장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량 제동용 부압조절장치는

엔진 흡기관과 서지탱크 사이에 스로틀밸브 및 ISA를 우회하여 설치된 부압증폭장치와;

상기 부압증폭장치의 공기유입구에 설치되어 부압증폭장치로 통과하는 공기를 단속하는 솔레노이드밸브와;

차량의 운전상태에 따라 상기 솔레노이드밸브를 제어하는 컨트롤러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 차량 제동용 부압조절장치의 제어방법은

측정된 서지탱크의 압력으로 서지탱크부압을 계산하여, 부압기준값과 비교하는 단계와;

상기 서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 경우, 브레이크스위치의 작동 여부를 판단하는 단계와;

브레이크스위치가 작동한다고 판단되는 경우, 상기의 솔레노이드밸브로 부압증폭장치의 공기유입구를 개방하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진 흡기관과 서지탱크(7) 사이에 스로틀밸브(1) 및 ISA(3)를 우회하여 설치된 부압증폭장치(5)와; 상기 부압증 폭장치(5)의 공기유입구에 설치되어 부압증폭장치(5)로 통과하는 공기를 단속하는 솔레노이드밸브(9)와; 차량의 운전상태에 따라 상기 솔레노이드밸브(9)를 제어하는 컨트롤러(11)를 포함하여 구성된다.

즉, 종래의 부압증폭장치(5)의 공기유입구를 단속할 수 있도록 솔레노이드밸브(9)를 추가한 것이다.

따라서, 상기 솔레노이드밸브(9)가 닫힌 상태에서는 상기 부압증폭장치(5)로 공기가 통과하지 않아, 엔진의 내부로는 스로틀밸브(1)와 ISA(3)를 통한 제어 가능한 공기량만 유입되어, 엔진의 공기량을 정확하게 제어할 수 있게 된다.

상기 컨트롤러(11)는 차량의 운전상태를 감시하고 있다가, 부압증폭장치(5)의 작동이 필요한 경우에만 도 3과 같이 상기 솔레노이드밸브(9)를 개방하여 부압증폭장치(5)에 의해 증폭된 부압으로 브레이크부스터(13)의 배력이 충분히 발휘되어 원하는 적절한 제동력을 얻을 수 있도록 하고, 그렇지 않은 경우에는 도 2와 같이 상기 솔레노이드밸브(9)를 닫아 스로틀밸브(1) 및 ISA(3)에 의한 정밀하고 정확한 엔진의 공기량 제어가 이루어질 수 있도록 한다.

도 4에는 상기 컨트롤러(11)로 상기 솔레노이드밸브(9)를 제어하는 예가 도시되어 있다. 참고로 이 순서도는 브레이크스위치가 장착되어 있어서 브레이크스위치로부터 브레이크의 작동여부를 전기적 신호로 컨트롤러(11)에 제공하는 차량과, 별도의 브레이크스위치가 장착되지 않은 차량 모두에 범용적으로 적용할 수 있는 제어방법을 도시하고 있다.

컨트롤러(11)는 엔진이 시동된 후 서지탱크(흡기매니폴드)의 압력이 안정화 되는 데에 필요한 시간 TIME1동안 대기한다.

서지탱크(7)의 압력을 측정한 후 대기압과 차이를 구해 서지탱크부압(P_im)을 계산하여, 부압기준값과 비교한다.

상기 부압기준값은 브레이크부스터(13)의 적정 압력을 형성하기 위해 필요한 부압으로 실험이나 설계 등에 의해 미리 결정되는 값이다.

브레이크스위치가 있는 차량의 경우에는 상기 서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 경우, 브레이크스위치의 작동 여부를 판단하고, 브레이크스위치가 작동한다고 판단되는 경우, 상기 솔레노이드밸브(9)로 부압증폭장치(5)의 공기유입구를 개방하여, 부압증폭장치(5)에서 증폭된 부압을 브레이크부스터(13)에 제공하도록 한다.

만약, 상기 서지탱크부압이 부압기준값보다 크거나 브레이크스위치가 작동하지 않는 경우라면 상기 솔레노이드밸브(9)를 닫아 엔진의 정밀한 공기량 제어를 꾀한다.

브레이크스위치가 구비되지 않은 차량의 경우, 상기 컨트롤러(11)는 측정된 서지탱크(7)의 압력으로 서지탱크부압을 계산하여, 부압기준값과 비교하는 단계와; 상기 서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 경우, 차량의 감속중에 브레이크가 작동하는 것으로 판단되는지를 판단하는 감속제동판단단계와; 상기 서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 경우, 차량의 정지중에 브레이크가 작동하는 것으로 판단되는지를 판단하는 정지제동판단단계와; 상기 감속제동판단단계와 정지제동판단단계 중 어느 하나로부터 브레이크가 작동하는 것으로 판단되면 상기 솔레노이드밸브(9)로 부압증폭장치(5)의 공기유입구를 개방하는 단계를 수행한다.

여기서, 상기 감속제동판단단계는 서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 상태에서 브레이크를 밟을 경우 브레이크 밀림이 발생할 수 있는 차속과 현재의 차속을 비교하는 차속비교단계와; 브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 엔진회전수 변화율의 최소값과 현재의 엔진회전수 변화율을 비교하는 회전수변화율비교단계와; 브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 차속 변화율의 최소값과 현재의 차속 변화율을 비교하는 차속변화율비교단계와; 상기 비교결과 현재의 차속이 브레이크 밀림이 발생할 수 있는 차속 이상이고 현재의 엔진회전수변화율이 브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 엔진회전수 변화율의 최소값보다 작은 경우를 감속중에 브레이크가 작동하는 것으로 판단하는 단계와; 상기 비교결과 현재의 차속이 브레이크 밀림이 발생할 수 있는 차속 이상이고 현재의 차속변화율이 브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 차속 변화율의 최소값보다 작은 경우를 감속중에 브레이크가 작동하는 것으로 판단하는 단계로 이루어진다.

여기서, 상기 서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 상태에서 브레이크를 밟을 경우 브레이크 밀림이 발생할 수 있는 차속과, 브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 엔진회전수 변화율의 최소값과, 브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 차속 변화율의 최소값은 각각 실험에 의해 결정되는 값이다.

상기 정지제동판단단계는 차속이 0이고 스로틀밸브(1)의 개방각도가 0이며 자동변속기의 변속레인지가 R 또는 D레인지인 경우를 정지중에 브레이크가 작동하 는 것으로 판단한다.

즉, 상기 컨트롤러(11)는 브레이크스위치가 없는 차량에서는 상기한 바와 같은 판단방법에 의해 브레이크가 작동중인지를 판단해 내어, 그에 따라 상기 솔레노이드밸브(9)를 개폐하는 제어로 브레이크 작동중인 경우 부압증폭장치(5)를 작동시켜 브레이크부스터(13)로 증폭된 부압을 제공하고, 그렇지 않은 경우 부압증폭장치(5)를 막아 정밀한 공기량제어가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

참고로, 도 4의 Cond_Brake ON은 컨트롤러(11)의 변수로서 브레이크스위치가 있는 차량의 경우 운전자가 브레이크를 작동시켰다는 것을 true로 그렇지 않다는 것을 false로 나타내고, 브레이크스위치가 없는 차량의 경우 운전자가 브레이크를 작동시킨 것으로 판단되는 상태라는 것을 true로 그렇지 않다는 것을 false로 나타내는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 차량의 운전상태에 따라 부압증폭장치로 공급되는 공기를 단속하여 제동시에는 브레이크부스터로 제공되는 부압을 적절히 공급할 수 있도록 하면서도, 비제동시에는 엔진의 흡입공기량 제어가 정확하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 항상 원활하고 정확한 엔진 작동상태 및 확실한 브레이크 작동상태를 동시에 확보할 수 있도록 한다.

Claims (5)

1. 엔진 흡기관과 서지탱크 사이에 스로틀밸브 및 ISA를 우회하여 설치된 부압증폭장치와;

   상기 부압증폭장치의 공기유입구에 설치되어 부압증폭장치로 통과하는 공기를 단속하는 솔레노이드밸브와;

   차량의 운전상태에 따라 상기 솔레노이드밸브를 제어하는 컨트롤러;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 제동용 부압조절장치.
2. 측정된 서지탱크의 압력으로 서지탱크부압을 계산하여, 부압기준값과 비교하는 단계와;

   상기 서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 경우, 브레이크스위치의 작동 여부를 판단하는 단계와;

   브레이크스위치가 작동한다고 판단되는 경우, 상기 청구항 1의 솔레노이드밸브로 부압증폭장치의 공기유입구를 개방하는 단계;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 제동용 부압조절장치의 제어방법.
3. 측정된 서지탱크의 압력으로 서지탱크부압을 계산하여, 부압기준값과 비교하는 단계와;

   상기 서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 경우, 차량의 감속중에 브레이크가 작동하는 것으로 판단되는지를 판단하는 감속제동판단단계와;

   상기 서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 경우, 차량의 정지중에 브레이크가 작동하는 것으로 판단되는지를 판단하는 정지제동판단단계와;

   상기 감속제동판단단계와 정지제동판단단계 중 어느 하나로부터 브레이크가 작동하는 것으로 판단되면 상기 청구항 1의 솔레노이드밸브로 부압증폭장치의 공기유입구를 개방하는 단계;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 제동용 부압조절장치의 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 감속제동판단단계는

   서지탱크부압이 부압기준값보다 작은 상태에서 브레이크를 밟을 경우 브레이크 밀림이 발생할 수 있는 차속과 현재의 차속을 비교하는 차속비교단계와;

   브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 엔진회전수 변화율의 최소값과 현재의 엔진회전수 변화율을 비교하는 회전수변화율비교단계와;

   브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 차속 변화율의 최소값과 현재의 차속 변화율을 비교하는 차속변화율비교단계와;

   상기 비교결과 현재의 차속이 브레이크 밀림이 발생할 수 있는 차속 이상이고 현재의 엔진회전수변화율이 브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 엔진회전수 변화율의 최소값보다 작은 경우를 감속중에 브레이크가 작동하는 것으로 판단하는 단계와;

   상기 비교결과 현재의 차속이 브레이크 밀림이 발생할 수 있는 차속 이상이고 현재의 차속변화율이 브레이크를 밟지 않는 감속 상황에서의 차속 변화율의 최소값보다 작은 경우를 감속중에 브레이크가 작동하는 것으로 판단하는 단계;

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 제동용 부압조절장치의 제어방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 정지제동판단단계는

   차속이 0이고 스로틀밸브의 개방각도가 0이며 자동변속기의 변속레인지가 R 또는 D레인지인 경우를 정지중에 브레이크가 작동하는 것으로 판단하는 것

   을 특징으로 하는 차량 제동용 부압조절장치의 제어방법.

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