KR101854121B1 - 상용차량의 자세 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상용차량의 자세 제어 초기에 증압 보조 기구를 통해 브레이크 부스터에 예압을 형성시킴으로써 차량 자세 제어의 응답성을 향상시킬 수 있도록 한 상용차량의 자세 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 브레이크 부스터; 상기 브레이크 부스터에 예압을 형성시키기 위한 증압 보조 기구; 및 센서 입력신호에 따라 차량 자세 제어가 필요하다고 판단되면 상기 증압 보조 장치를 구동시킨 후 차량 자세 제어를 수행하는 ECU;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

상용차량의 자세 제어 장치 및 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING ELECTRONIC STABILITY OF COMMERCIAL VEHICLE AND METHOD}

본 발명은 상용차량의 자세 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 ESC(Electronic Stability Control) 시스템을 상용차에 적용시 차량 자세 제어 초기에 증압 보조 기구를 통해 브레이크 부스터에 예압을 형성시킴으로써 차량 자세 제어의 응답성을 향상시킬 수 있도록 한 상용차량의 자세 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 ESC(Electronic Stability Control) 시스템은 차량이 선회시 한계성능을 넘어가려고 할 때 유압을 이용한 제동력을 발생하여 차량의 거동을 안정화시켜 주는 차량용 자세 제어 시스템이다.

이러한 ESC 시스템의 차량 자세를 제어하는 방법은 크게 엔진 토크를 제어하는 엔진 작동 개입과 브레이크를 제어하는 브레이크 작동 개입의 두 가지로 나누어진다.

엔진 작동 개입은 엔진 제어에 ESC 시스템이 개입하여 엔진 출력을 강제로 감소시켜 차량자세를 보정하는 경우이고, 브레이크 작동 개입은 ESC 시스템이 각 휠의 브레이크를 작동시켜 차량 자세를 보정하는 경우이다.

상용차는 브레이크 파이프가 승용차 대비 약 60cm 길기 때문에 승용차용 ESC 시스템을 상용차에 적용시 브레이크 시스템의 초기에 필요한 액량이 과도하므로 승용차용 ESC 시스템을 그대로 적용하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 배경기술로는 "대한민국 공개특허공보 2009-0040963(2009. 04. 28 공개, 발명의 명칭 : 차량 ESC 시스템의 브레이크 제어 방법)"에 개시되어 있다.

본 발명은 승용차용 ESC(Electronic Stability Control) 시스템을 상용차에 적용시 차량의 자세 제어 초기에 증압 보조 기구를 통해 브레이크 부스터에 예압을 형성시킴으로써 자세 제어의 응답성을 향상시키고 압력 저하에 따른 기능 구현 문제를 해결할 수 있는 상용차량의 자세 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 상용차량의 자세 제어 장치는 브레이크 부스터; 상기 브레이크 부스터에 예압을 형성시키기 위한 증압 보조 기구; 및 센서 입력신호에 따라 차량 자세 제어가 필요하다고 판단되면 상기 증압 보조 기구를 구동시킨 후 차량 자세 제어를 수행하는 ECU;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 증압 보조 기구는 하우징; 상기 하우징에 직선 왕복 이동 가능하도록 축 삽입되는 아마츄어; 상기 하우징에 의해 상기 아마츄어를 탄성적으로 지지하는 스프링; 및 상기 ECU로부터 전류가 인가되면 전자기장을 형성하여 상기 아마츄어를 일측 방향으로 밀도록 상기 하우징 내측에 권선되는 코일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 아마츄어와 상기 브레이크 부스터의 로드를 연결시키는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 센서 입력신호는 휠속 센서, 횡G 센서, 요레이트 센서, 조향각 센서 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 의한 상용차량의 자세 제어 방법은, 센서 입력신호에 따라 차량의 상태 및 운전자 의도를 모니터링하는 단계; 모니터링 결과 차량 자세가 불안정하다고 판단되면 브레이크 부스터에 예압을 형성시키기 위해 증압 보조 기구를 구동시키는 단계; 및 상기 브레이크 부스터의 예압 형성 후 차량 자세 제어를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 ESC 시스템을 상용차량에 적용시 자세 제어 초기에 증압 보조 기구를 통해 브레이크 부스터에 예압을 형성시킴으로써 차량 자세 제어의 응답성을 향상시키고 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 브레이크 부스터의 예압 형성을 통해 압력 저하에 따른 기능 구현 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상용차량의 자세 제어 장치의 구성을 설명기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증압 보조 기구의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증압 보조 기구의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상용차량의 자세 제어 장치 동작시 유압의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상용차량의 자세 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상용차량의 자세 제어 장치의 구성을 설명기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증압 보조 기구의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증압 보조 기구의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 자세 제어 장치는 브레이크 부스터(1), 증압 보조 기구(2), ECU(3), 및 센싱부(5)를 포함한다.

브레이크 부스터(1)는 구동시 유압을 이용하여 제동력을 발생시킨다.

이러한 브레이크 부스터(1)는 노멀 모드에서는 운전자의 답력에 비례하는 유압으로 제동력을 발생시키고, ESC(Electronic Stability Control)의 TCS(Traction Control System)/VDC(Vehicle Dynamic Control) 제어시에는 운전자가 별도로 제동을 가하지 않더라도 ECU(3)의 제어에 의해 제동을 위한 유압을 발생시켜 각 휠의 브레이크를 작동시킴으로써 차량 자세를 보정한다.

증압 보조 기구(2)는 브레이크 부스터(1)에 예압을 형성시키기 위한 장치로, 브레이크 부스터(1)의 로드(3)를 밀어 브레이크 부스터(1)에 예압을 형성시킨다. 이러한 증압 보조 기구(2)는 ECU(3)가 차량의 자세가 불안정하다고 판단되면 ECU(3)로부터 전류를 인가받아 구동한다.

증압 보조 기구(2)의 구성과 동작을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3을 참고하면, 증압 보조 기구(2)는 하우징(24)과, 하우징(24)에 직선 왕복 이동 가능하도록 축 삽입되는 아마츄어(21)와, 하우징(24)에 의해 아마츄어(21)를 탄성적으로 지지하는 스프링(22)과, ECU(3)로부터 전류가 인가되면 형성되는 전자기장에 의해 아마츄어(21)를 일측 방향으로 밀도록 하우징(24) 내측에 권선되는 코일(23)을 포함한다.

여기서, 아마츄어(21)는 브레이크 부스터(1)의 로드(3)와 연결부재(4)를 통해 연결된다.

이러한 증압 보조 기구(2)는 노멀 모드에서는 스프링(22)의 탄성에 의해 도 2에 도시한 바와 같이 아마츄어(21)가 스프링(22)이 지지하는 방향으로 밀착되어 동작한다.

그리고, ECU(3)로부터 전류가 코일(23)로 인가되면 도 3에 도시한 바와 같이 코일(23)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 전자기장에 의해 아마츄어(21)가 스프링(22)이 지지하는 반대방향으로 밀착되어 동작한다.

이러한 아마츄어(21)의 이동으로 연결부재(4)를 통해 브레이크 부스터(1)의 로드(3)가 이동하여 브레이크 부스터(1)에 예압을 형성시킨다.

그리고, 도 1에 도시한 바와 같이 센싱부(5)는 휠속 센서, 횡G 센서, 요레이트 센서, 조향각 센서 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한다. 각각의 센서들은 검출한 센싱신호를 ECU(3)로 전송한다.

ECU(3)는 센싱부(5)의 휠속 센서, 횡G 센서, 요레이트 센서, 조향각 센서 등의 각종 센서로부터 검출되는 센싱신호에 따라 차량 자세의 불안정 여부를 판정한다.

여기서, 차량의 자세가 불안정하다고 판단되면 ECU(3)는 증압 보조 기구(2)의 코일(23)로 전류를 인가한다.

또한, ECU(3)는 증압 보조 기구(2)에 전류를 인가시켜 브레이크 부스터(1)에 예압을 형성시킨 후 차량의 자세 제어를 수행한다. 차량의 자세 제어는 ABS(Anti-lock Brake System), TCS(Traction Control System), VDC(Vehicle Dynamic Control) 제어가 될 수 있다.

차량의 자세 제어시 ECU(3)는 브레이크 부스터(1)를 구동시켜 제동을 위한 유압을 발생시키고, 브레이크 부스터(1)로부터 발생한 유압이 각 휠 실린더로 전달되도록 액츄에이터를 구동시킴으로써 차량 자세를 보정한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상용차량의 자세 제어 장치 동작시 유압의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참고하면, 브레이크 부스터(1)로부터 발생한 유압은 ECU(3)의 제어에 의해 액츄에이터(모터)가 구동하고, 액츄에이터의 구동에 의해 펌프와 밸브가 구동되어 유압이 각 휠 실린더로 전달된다.

본 발명의 일 실시예에서는 차량의 자세 제어가 필요하다고 판단되면 증압 보조 기구(2)를 통해 브레이크 부스터(1)에 예압을 형성시킨 후 차량의 자세 제어를 수행하므로 펌핑 후 휠실린더에 원하는 압력 도달시간까지의 시간을 단축시킨다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 자세 제어 장치는 브레이크 파이프가 승용차 대비 약 60cm 긴 상용차에 적용되는 경우에도 증압 보조 기구(2)를 통해 브레이크 부스터(1)에 예압을 형성시킨 후 차량의 자세 제어를 수행하므로 펌핑 후 휠 실린더에 원하는 압력 도달시간까지의 시간을 단축시킴으로써 응답성을 향상시키고, 압력 저하에 따른 기능 구현 문제를 해결할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상용차량의 자세 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참고하면, 먼저 ECU(3)는 휠속 센서, 횡G 센서, 요레이트 센서, 조향각 센서 등을 포함하는 센싱부(5)로부터 각각의 센싱신호를 입력받아 차량의 상태 및 운전자 의도를 모니터링한다(S1).

이어서, 센싱신호를 통해 차량의 자세 불안정 여부를 판단한다(S2).

이때, 차량의 자세가 불안정하다고 판단되면 증압 보조 기구(2)로 전류를 인가하여 작동시킨다(S3).

도 2에 도시한 바와 같이, 증압 보조 기구(2)는 구동전 스프링(22)의 탄성에 의해 아마츄어(21)가 스프링(22)이 지지하는 방향으로 밀착되어 있다.

이때, ECU(3)로부터 코일(23)로 전류가 인가되면 도 3에 도시한 바와 같이 코일(23)에 흐르는 전류에 의해 전자기장이 형성된다.

이러한 전자기장에 의해 아마츄어(21)가 스프링(22)이 지지하는 반대방향으로 밀착되어 동작한다.

그리고 아마츄어(21)의 이동으로 연결부재(4)를 통해 브레이크 부스터(1)의 로드(3)가 이동하여 브레이크 부스터(1)에 예압(5 ~ 10bar)을 형성시킨다.

이어서, 브레이크 부스터(1)에 예압을 형성시킨 후 ABS, TCS, VDC 등의 차량 자세 제어를 수행하여(S5) 차량의 자세를 안정화 시킨다(S6).

이와 같이 본 발명은 차량의 자세 제어 초기에 증압 보조 기구(2)를 통해 브레이크 부스터(1)에 예압을 형성시킴으로써 차량 자세 제어의 응답성을 향상시키고 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 브레이크 부스터의 예압 형성을 통해 압력 저하에 따른 기능 구현 문제를 해결할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 브레이크 부스터 2 : 증압 보조 기구
3 : ECU 4 : 연결부재
5 : 센싱부 21 : 아마츄어
22 : 스프링 23 : 코일
24 : 하우징

Claims (5)

1. 브레이크 부스터;
   상기 브레이크 부스터에 예압을 형성시키기 위한 증압 보조 기구; 및
   센서 입력신호에 따라 차량 자세 제어가 필요하다고 판단되면 상기 증압 보조 기구를 구동시킨 후 차량 자세 제어를 수행하는 ECU;를 포함하되,
   상기 ECU는,
   상기 센서 입력신호에 기초하여 차량의 상태 및 운전자 의도를 모니터링하고, 상기 센서 입력신호를 통해 차량의 자세 불안정 여부를 판단하며, 상기 차량의 자세가 불안정하다고 판단되면 상기 증압 보조 기구로 전류를 인가하여 작동시키고,
   상기 증압 보조 기구는,
   하우징; 상기 하우징에 직선 왕복 이동 가능하도록 축 삽입되는 아마츄어; 상기 하우징에 의해 상기 아마츄어를 탄성적으로 지지하는 스프링; 및 전류가 인가되면 전자기장을 형성하여 상기 아마츄어를 일측 방향으로 밀도록 상기 하우징 내측에 권선되는 코일;을 포함하고,
   상기 증압 보조 기구에서,
   구동 전 스프링의 탄성에 의해 상기 아마츄어는 상기 스프링이 지지하는 방향으로 밀착되어 있고, 상기 코일에 전류가 인가되면 상기 코일에 흐르는 전류에 의해 전자기장이 형성되며, 상기 형성된 전자기장에 의해 상기 아마츄어는 상기 스프링이 지지하는 반대방향으로 밀착되어 동작하고, 상기 아마츄어의 이동으로 상기 브레이크 부스터의 로드가 이동하여 상기 브레이크 부스터에 예압을 형성시키는 것을 특징으로 하는 상용차량의 자세 제어 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 증압 보조 기구는,
   상기 아마츄어와 상기 브레이크 부스터의 로드를 연결시키는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 상용차량의 자세 제어 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 입력신호는
   휠속 센서, 횡G 센서, 요레이트 센서, 조향각 센서 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 상용차량의 자세 제어 장치.
   
5. 센서 입력신호에 따라 차량의 상태 및 운전자 의도를 모니터링하는 단계;
   모니터링 결과 차량 자세가 불안정하다고 판단되면 브레이크 부스터에 예압을 형성시키기 위해 증압 보조 기구를 구동시키는 단계; 및
   상기 브레이크 부스터의 예압 형성 후 차량 자세 제어를 수행하는 단계;를 포함하되,
   상기 증압 보조 기구는,
   하우징; 상기 하우징에 직선 왕복 이동 가능하도록 축 삽입되는 아마츄어; 상기 하우징에 의해 상기 아마츄어를 탄성적으로 지지하는 스프링; 및 전류가 인가되면 전자기장을 형성하여 상기 아마츄어를 일측 방향으로 밀도록 상기 하우징 내측에 권선되는 코일;을 포함하고,
   상기 증압 보조 기구를 구동시키는 단계에서,
   구동 전 스프링의 탄성에 의해 아마츄어가 상기 스프링이 지지하는 방향으로 밀착되어 있고, 코일에 전류가 인가되면 상기 코일에 흐르는 전류에 의해 전자기장이 형성되며, 상기 형성된 전자기장에 의해 상기 아마츄어가 상기 스프링이 지지하는 반대방향으로 밀착되어 동작하고, 상기 아마츄어의 이동으로 상기 브레이크 부스터의 로드가 이동하여 상기 브레이크 부스터에 예압을 형성시키는 것을 특징으로 하는 상용차량의 자세 제어 방법.

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