[정보] 차량 자세 제어 장치 (VDC) [BH]

[최동영[서경부지역장]]

개요

VDC(Vehicle Dynamic Control) 시스템은 스핀(SPIN) 또는 언더-스티어(UNDER-STEER)등의 발생을 억제하여 이로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있다. 이는 차량에 스핀 (SPIN) 또는 언더 - 스티어 (UNDER-STEER)등의 발생 상황에 도달하면 이를 감지하여 자동적으로 내측 차륜 또는 외측 차륜에 제동을 가해 차량의 자세를 제어함으로써 이로 인한 차량의 안정된 상태를 유지하며(ABS연계 제어), 스핀한계 직전에 자동 감속하며(TCS연계 제어), 이미 발생된 경우에는 각 휠 별로 제동력을 제어하여 스핀이나 언더-스티어의 발생을 미연에 방지하여 안정된 운행을 도모 하였다.

VDC는 요-모멘트 제어(YAW-MOMENT), 자동 감속 제어, ABS 제어, TCS 제어등에 의해 스핀방지, 오버-스티어제어, 굴곡로 주행시 요윙(YAWING)발생 방지, 제동시의 조종 안정성 향상, 가속시 조종 안정성 향상등의 효과가 있다.

이 시스템은 브레이크 제어식, TCS 시스템에 요-레이트(YAW-RATE) & 횡 가속도 센서, 마스터 실린더 압력 센서, 휠 조향각 센서를 추가한 구성으로 차속, 조향각 센서, 마스터 실린더 압력 센서로부터 운전자의 조종 의도를 판단하고, 요-레이트 & 횡 가속도 센서로부터 차체의 자세를 계산하여 운전자가 별도의 제동을 하지 않아도 4륜을 개별적으로 자동 제동해서 차량의 자세를 제어하여 차량 모든 방향(앞, 뒤, 옆 방향)에 대한 안정성을 확보한다.

VDC(Vehicle Dynamic Control) : 차량 자세 제어장치

제어의 개요

VDC 시스템은 ABS/EBD제어, 트랙션 컨트롤(TCS), 요 컨트롤 기능을 포함한다.

컨트롤 유닛(HECU)은 4개의 휠 속도 센서에서 구형파(Square wave)로 나오는 휠센서 신호(전류 신호)를 이용하여, 차속 및 4개 휠의 가, 감속을 산출한 후 ABS/EBD가 작동해야 할지 아닐지를 판단한다. 트랙션 컨트롤(TCS)기능은 브레이크 압력제어 및 CAN통신을 통해 엔진 토크를 저감시켜서 구동 방향의 휠 슬립을 방지한다.

요 컨트롤 기능은 요레이트 센서, 횡가속도 센서, 마스터 실린더 압력 센서, 조향휠 각속도 센서, 휠 속도 센서등의 입력 신호를 연산하여 자세 제어의 기준이 되는 요-모멘트와 자동 감속 제어의 기준이 되는 목표 감속도를 산출하여 이를 기초로 4륜 각각의 제동압력 및 엔진의 출력을 제어함으로써 차량의 안정성을 확보한다.

만약 차량의 자세가 불안정하다면(오버 스티어, 언더 스티어),요 컨트롤 기능은 특정 휠에 브레이크 압력을 주고, CAN통신으로 엔진 토크 저감 신호를 보낸다. 점화스위치 ON후, 컨트롤 유닛(HECU)은 지속적으로 시스템 고장을 자기진단한다. 만약 시스템 고장이 감지되면, HECU는 ABS및 VDC 경고등을 통해 시스템 고장을 운전자에게 알려준다.

구조

입출력도

VDC 작동원리

1.	1단계 VDC는 운전자의 의도를 분석한다.

2.	2단계 VDC 차량의 거동 상태 분석

3.

3단계

VDC 제동력을 통한 차량 자세 제어

•	ECU는 필요한 대책을 계산한다.

•	유압조절 장치는 신속히 각 바퀴의 제동력을 독립적으로 조절한다.

•	엔진과 연결된 통신 라인을 통하여 엔진 출력을 조절한다.

VDC 유압 회로도

1.

VDC 비작동시(일반제동)

솔레노이드 밸브	통전 상태	밸브 개폐	모터 펌프	TC 밸브
IN (NO)	OFF	열림	OFF	OFF
OUT (NC)	OFF	닫힘

2.

VDC 작동시

솔레노이드 밸브		통전 상태	밸브 개폐	모터 펌프	TC 밸브
언더스티어링시 (후륜 내측 휠만)	IN (NO)	OFF	열림	ON	ON
	OUT (NC)	OFF	닫힘
오버스티어링시 (전륜 외측 휠만)	IN (CO)	OFF	열림
	OUT (NC)	OFF	닫힘

ABS 시스템 작동원리

1.

ABS 비작동시

솔레노이드 밸브	통전 상태	밸브 개폐	개폐 통로
IN (NO)	OFF	열림	마스터 실린더 ⇔ 휠 실린더
OUT (NC)	OFF	닫힘	휠 실린더 ⇔ 리저버

통상 브레이크의 경우 HECU로부터 솔레노이드 밸브 IN, OUT에 통전이 되면 각 솔레노이드 밸브는 OFF상태가 된다.

이때 솔레노이드 밸브는 스프링의 작용에 의해 IN은 열리고 OUT은 닫힌다. 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더의 액압은솔레노이드 밸브를 지나 휠 실린더에 도달하며 브레이크가 작용한다.

그 후에 브레이크 페달을 놓으면 IN 및 체크 밸브를 지나 마스터 실린더로 돌아오면 브레이크가 해제된다.

2.

ABS 작동시

(1)

브레이크 압력 감소

솔레노이드 밸브	통전 상태	밸브 개폐	개폐 통로
IN (NO)	ON	닫힘	마스터 실린더 ⇔ 휠 실린더
OUT (NC)	ON	열림	휠 실린더 ⇔ 리저버

급제동시 바퀴가 LOCK 되려고 하면 HECU는 액압을 감압시키는 신호를 솔레노이드 밸브에 출력하고 각 솔레노이드 밸브는 ON이 된다.

이 때 솔레노이드 밸브 IN은 닫히고 마스터 실린더로 부터 액로를 차단한다.

또 한 솔레노이드 밸브 OUT은 열리고 휠 실린더로부터 리저버에 액로를 개방한다. 따라서 휠 실린더내의 액압은 솔레노이드 밸브 OUT을 지나 리저버에 도달하고, 감압을 하게된다.

(2)

브레이크 압력 감소

솔레노이드 밸브	통전 상태	밸브 개폐	개폐 통로
IN (NO)	ON	닫힘	마스터 실린더 ⇔ 휠 실린더
OUT (NC)	OFF	닫힘	휠 실린더 ⇔ 리저버

휠 실린더의 액압이 최종적인 상태까지 감압되면 HECU는 액압을 유지 시키는 신호를 솔레노이드 밸브에 출력하고 솔레노이드 밸브 IN은 ON, OUT은 OFF 된다.

이 때 솔레노이드 밸브 IN, OUT은 전부 닫혀 액로가 차단되기 때문에 휠 실린더내의 액압은 유지가 된다.

(3)

브레이크 압력 증가

솔레노이드 밸브	통전 상태	밸브 개폐	개폐 통로
IN (NO)	OFF	열림	마스터 실린더 ⇔ 휠 실린더
OUT (NC)	OFF	닫힘	휠 실린더 ⇔ 리저버

HECU는 바퀴에 LOCK 현상이 없다고 판단되면 HECU는 솔레노이드 밸브에 통전을 차단한다.

따라서 각 솔레노이드 밸브는 OFF 되고 펌프에 의한 액압은 솔레노이드 밸브 IN을 지나 휠 실린더에 도달하여 증압된다.

3.	페일 세이프 기능 HECU는 계통 및 하이드로릭의 이상이 발생한 경우 페일세이프 회로는 솔레노이드 밸브로 전원을 공급하는 릴레이를 OFF함과 동시에 제어 신호 출력을 정지하고 경고 램프를 점등시켜 운전자에게 ABS 이상을 가르키며 이 경우 ABS 비장착 차량과 똑같은 조건으로 통상 브레이크 기능을 확보한다.

[이경희[구미]]

VDC는 두번보고 댓글달지만 어렵네요

[이재균[안양]]

자료잘보고습득하겠습니다~ㅋ

[박태창[대구]]

완전 해제시키는 방법이 있나요?
맵핑으로 된다는 내용을 본적이 있는데......