ABS/DSC-컨트롤 유닛은 ABS와 DSC 기능을 포함하고 있다. ABS는 앤티 록 브레이크 시스템, 그리고 DSC는 다이내믹 스태빌리티 컨트롤의 약자이다.
앤티 록 브레이크 시스템은 휠의 블로킹을 방지하여, 전부하 제동시에도 차량의 주행안정성과 조향능력을 향상시킨다.
다이내믹 스태빌리티 컨트롤은 오토매틱 스태빌리티 컨트롤+트랙션의 후속개발부품이다. 오토매틱 스태빌리티 컨트롤+트랙션 (ASC+T)은 가속시 구동 휠들의 헛도는 현상을 방지하여, 주행안정성과 차량의 궤적 유지성을 향상시킨다.
트랙션 컨트롤 시스템 ABS와 ASC+T에서는 항상 길이방향 슬립, 즉 앞차축과 뒤차축간의 휠 회전속도 차이가 제어변수로 사용된다. 다이내믹 스태빌리티 컨트롤에서는 추가로 가로방향 슬립, 즉 앞차축의 두 휠들간의 회전속도 차이가 구동력 제어와 관련이 있다. 따라서 고속으로 커브 선회시 차량의 언더 스티어링 또는 오버 스티어링이 더 이상 일어나지 않을 만큼 엔진출력이 감소될 수 있다.
두개의 앞 회전속도센서와 조향각 센서의 신호들은, 가로방향 슬립 산출을 위한 기초자료로 사용된다.
이것에 대한 기능설명은 다음 장에 분류되어 있다:
컨트롤 유닛은 주로 다음과 같은 부품으로 구성되어 있다:
지침
ABS/DSC-컨트롤 유닛은 점화 키 스위치 위치 2에서부터 작동가능한 상태가 된다. 전원공급은 DME-메인 릴레이를 통해 이루어진다.점화를 OFF한 후에도, 전원공급은 약 5 ~ 20초동안 유지된다 (DME-유지 회로).
ABS/DSC-컨트롤 유닛의 안전상 주요한 특징은, 두 마이크로 컨트롤러에서의 병렬식 신호 컨디셔닝과 병렬식 신호처리이다.
두개의 마이크로 컨트롤러가 같은 프로그램을 처리하기 때문에, 입력변수가 같을 경우에는 출력변수도 같아야만 한다. 만약 그렇지 못할 경우에는, 고장으로 감지되어, 전체 ABS/DSC-시스템은 OFF된다. 이 내부 고장 모니터링은 지속적으로 이루어진다.
주행을 시작시마다 6 km/h의 주행속도를 초과할 경우, 솔레노이드 밸브와 리턴펌프가 잠깐동안 트리거링되고, 최종단계의 피드백이 이루어지게 된다. 고장이 발생할 경우에도 전체 시스템이 OFF된다.
회전속도센서와 회전속도센서 라인들은, 정차상태에서 뿐만 아니라 주행중에도 다양한 방법으로, 예를 들면 회전속도센서 라인들의 전압 레벨 모니터링, 기준 주행속도와 휠 회전속도의 비교, 정적 슬립 모니터링 등과 같은 방법으로 확실하게 감시된다.
솔레노이드 밸브의 라인들이 트리거링 상태와 관련되어, (+)나 접지로 단선 또는 단락되었는지의 여부가 감시된다.
스위치 ON 상태와 리턴펌프 모터의 애프터 러닝도 전기적으로 감시된다. 트리거링 후, 일정시간동안 펌프 모터에 전압이 인가되지 않을 경우, 또는 트리거링이 종료된 후 전압값이 특정한 시간내에 제시된 최소값 이하로 되지 않으면, 고장으로 인지되어 전체 시스템이 OFF된다.
지침
안전장치가 차단된 후, 엔진 제어시스템 뿐만 아니라 정상적인 주제동 브레이크 장치가 제한없이 사용가능하도록 준비되어있다.
휠 회전속도 신호는 4개의 "능동" 회전속도센서에 의해 형성되어진다.
능동 회전속도센서는, 자장 강도의 변화를 통해 교류전압 (그 주파수가 휠 회전속도에 대한 기중으로 사용되는)을 발생시키는 Hall-원리에 따라 작동한다. 수동 회전속도센서에서와는 반대로, 능동 회전속도센서에서는 고유의 센서요소와 신호 컨디셔닝을 위한 전자회로가 회전속도센서안에 집적되어 있다.
능동 센서의 장점:
회전속도 신호는 일정한 진폭 (로우-레벨 = 0.75 V, 하이-레벨 = 2.5 V)을 가진 구형파 신호이며, 0 ~ 250 km/h의 주행속도 범위를 위해 타이어 원주에 따라 0 ~ 약 1700 Hz 범위의 주파수를 발생시킨다.
능동 센서의 전원 (7.6 ~ 8.4 V 직류전압)은 ABS/DSC-컨트롤 유닛을 통해 공급된다.
다른 컨트롤 유닛들, 예를 들면 집적식 계기판 일렉트로닉 (IKE) 또는 전자식 댐퍼 제어 (EDC)도, 휠 회전속도를 필요로 한다. 이를 위해, 회전속도 신호는 ABS/DSC-컨트롤 유닛에서 적합하게 처리된다.
회전속도 출력신호는 일정한 진폭 (로우-레벨 < 1 V, 하이-레벨 > 11 V)을 가진 구형파 신호이고, 주파수는 휠 회전속도에 좌우되며 0 ~ 1700 Hz (0 ~ 250 km/h) 범위내에 있다.
가로방향 다이내믹을 계산하기 위해, ABS/DSC-컨트롤 유닛은 다른 측정변수 외에도 조향각을 필요로 한다.
조향각은 별도의 조향각 센서에 의해 측정된다. 이 조향각 센서는 360도-포텐시오미터로 설계되었다. 측정 범위는 2 x 180 도이다.
정확한 측정결과를 보장하기 위해, 조향각 센서가 이중으로 설계되었다. 두 슬라이더 접점은 서로 90도 정도 오프셋되어 있다.
예를 들면, 휠들이 직진주행위치에 있을 때, 슬라이더에 매우 낮은 전압이 인가되도록, 조향각 센서를 설치할 수 있다.
조향 핸들을 우측 또는 좌측으로 돌리면, 슬라이더로부터의 전압이 180도의 회전각도에서 약 5 V의 최대값에 도달할 때까지 직선으로 상승한다. 조향 핸들을 같은 방향으로 계속해서 돌리면, 슬라이더에서의 전압은 약 0.5 V의 최소값에 도달할 때까지 직선으로 하강한다.
포텐시오미터에 의해 이렇게 형성된 델타-전압은, 컨트롤 유닛에 의해 평가되어 조향각으로 변환된다.
두 포텐시오미터의 (+) 전원과 (-) 전원공급은 ABS/DSC-컨트롤 유닛에 의해 이루어진다. 전원전압은 5 V이다.
지침
조향각 센서를 교환할 때, 센서의 위치를 조향 핸들에 대해 조정할 필요는 없다. 그러나 장착한 후에는, 진단 시스템과 정보 시스템으로 조향각을 조정해야만 한다 ("서비스 기능" 장, "조향각 조정" 부분).
유압 유닛은 솔레노이드 밸브, 2-회로 리턴펌프 그리고 각 브레이크회로마다 하나의 어큐뮬레이터로 구성되어 있다.
솔레노이드 밸브들은 ABS/DSC-컨트롤 유닛에 의해 스위칭된다. 이 솔레노이드 밸브들은 스위칭 상태에 따라 휠 브레이크 실린더를 대응되는 브레이크 매스터 실린더 회로 또는 리턴펌프 회로와 연결하거나, 또는 두 회로에 대해 휠 브레이크 실린더를 차단한다.
4개의 제어회로 각각용으로 2개의 솔레노이드 밸브, 즉 1개의 흡입밸브와 1개의 배출밸브가 필요하다. DSC-제어를 위해, 추가로 흡입밸브와 스위칭 밸브가 필요하다. 흡입밸브는 리턴펌프내의 자기흡입식 펌프 엘리먼트를 통해 압력형성을 가능하게 한다. 스위칭 밸브는 제어 사이클동안 브레이크액이 리저버 탱크로 역류되는 것을 방지한다.
솔레노이드 밸브의 (+) 전원은 밸브 릴레이를 통해 흐른다. 이 릴레이의 트리거링은 점화 키 스위치 위치 2에서부터 ABS/DSC-컨트롤 유닛에 의해 이루어진다.
감압시, 리턴펌프는 휠 브레이크 실린더로부터 흘러나온 브레이크액을 배정된 어큐뮬레이터를 거쳐 브레이크 매스터 실린더의 해당 회로로 되돌려 보낸다. 리턴펌프의 (+) 전원은 모터 릴레이를 거쳐 흐른다. 이 릴레이의 트리거링은 점화 키 스위치 위치 2에서부터 ABS/DSC-컨트롤 유닛에 의해 이루어진다.
유압 유닛내의 어큐뮬레이터는, 감압시 갑자기 유입된 브레이크액을 일시적으로 저장하는데 사용된다.
ABS/DSC-시스템 에러 또는 시스템 상태는, ABS-표시등과 다기능 램프를 통해 계기판에 디스플레이된다.
ABS-표시등과 다기능 램프는 점화 키 스위치 위치 2에서부터 점등된다. 전체 시스템에 고장이 없으면, 두 램프는 약 2초 후에 소등된다 (램프 점검).
안전 회로가 ABS 서브시스템에서 고장을 인지하게 되면, 전체 시스템, 즉 ABS와 DSC 서브시스템은 OFF된다 (ABS-표시등과 다기능 램프는 점등된다). 다음에 다시 시작할 때 고장이 더 이상 발생하지 않으면, 두 램프는 램프 점검 후에 소등된다.
안전 회로가 DSC 서브시스템에서 고장을 인지하게 되면, 고장종류에 따라 전체 시스템 또는 DSC 서브시스템만이 OFF된다 (ABS-표시등 그리고/또는 다기능 램프는 점등된다).
DSC-스위치로 DSC 서브시스템을 OFF하였을 경우, 다기능 램프가 지속적으로 점등된다.
주행중에 다기능 램프가 점멸하면 (주파수 약 3 Hz) 운전자는 DSC-제어 기능에 주의를 기울이게 된다.
지침
진단중에 (진단 시스템 그리고 정보 시스템과의 통신) ABS-표시등과 다기능 램프가 점등된다.
브레이크 페달의 작동이 제동등 스위치를 통해 ABS/DSC-컨트롤 유닛에 전달된다. 이것은 DSC-제어중에 경우에 따라 브레이크 간섭을 즉시 중단시키므로서, 제어안락성을 개선시킨다.
제동등 스위치 회로의 고장이 폴트메모리에 수록되지만, ABS-표시등은 트리거링되지 않는다.
핸드 브레이크가 당겨졌음이, 핸드 브레이크 스위치를 통해 ABS/DSC-컨트롤 유닛으로 전달된다. 이것은 엔진 드래그 토크 컨트롤 (MSR)의 슬립 한계값을 상승시켜, 제어안락성을 개선시킨다.
DSC 기능은 DSC-스위치로 OFF할 수 있다. 이것은 계기판에 다기능 램프가 점등되므로서 디스플레이된다. ABS-제어 기능은 계속 작동가능한 상태이다.
뒤바퀴 최대 주행속도와 앞바퀴 최소 주행속도의 차이가 20 km/h 보다 작을 경우에만, 버튼을 다시 누르므로서 DSC가 다시 작동가능하게 된다.
ABS-제어시, 앞바퀴들은 각각 제어되며, 뒤바퀴들은 함께 제어된다. ABS-제어 사이클은 3 단계, 즉 압력유지, 압력감소 그리고 압력형성으로 이루어진다.
회전속도센서가 심각한 휠 감속도를 알리면, 즉 블로킹되는 경향이 있을 때, 이 휠의 브레이크 압력은 당분간 상승되지 않는다, 즉 압력은 이전에 도달된 수준을 유지한다.
그럼에도 휠 감속도가 계속해서 상승될 경우, 브레이크 압력은 감소되고, 그로 인해 휠은 그리 강하지 않게 제동된다.
그리 강하지 않은 브레이크 압력때문에, 휠의 회전속도는 다시 빨라지게 된다. 특정한 회전속도 한계값에 도달하게 되면, 압력은 다시 상승한다. 압력이 상승되므로서, 휠의 회전속도는 다시 감속되게 된다.
노면상태에 따라 초당 약 5 - 12까지의 제어 사이클이 이루어지며, 제어중 리턴펌프는 지속적으로 트리거링된다.
정지상태에서 흡입밸브는 비통전 상태로 열려져 있으며, 정지상태에서 배출밸브는 비통전 상태로 닫혀져 있다:
압력단계 |
솔레노이드 밸브 / 상태 |
|---|---|
압력유지 |
흡입밸브 / 닫혀있음 (통전) |
|
배출밸브 / 닫혀있음 (비통전) |
압력감소 |
흡입밸브 / 닫혀있음 (통전) |
|
배출밸브 / 열려있음 (통전) |
압력형성 |
흡입밸브 / 열려있음 (비통전) |
|
배출밸브 / 닫혀있음 (비통전) |
구동 휠들이 헛돌거나 또는 차량의 언더 스티어링 또는 오버 스티어링시에, ABS/DSC-컨트롤 유닛은 구동 토크를 감소시킨다.
이것은 다음과 같은 간섭에 의해 달성된다:
엔진 제어의 간섭은 전자식 엔진출력제어장치 (EML)와 디지털 엔진 일렉트로닉 (DME)을 통해 이루어진다.
구동 휠에 대한 브레이크 간섭은 ABS-제어와 마찬가지로 3가지 트리거링 단계, 즉 압력형성, 압력유지 그리고 압력감소로 이루어진다. DSC-제어중 브레이크 간섭에 필요한 압력은, 흡입밸브와 자가흡입식 펌프 엘리먼트를 통해 직접 해당 휠 브레이크에 공급된다. 스위칭 밸브는 제어 사이클동안 브레이크액이 리저버 탱크로 역류되는 것을 방지한다.
시스템 압력은 압력제한밸브에 의해 약 90 bar로 제한된다. 압력제한밸브는 스위칭 밸브안에 집적되어 있다.
ABS/DSC-컨트롤 유닛은 전자식 엔진출력제어장치 (EML), 디지털 엔진 일렉트로닉 (DME) 그리고 적응식 변속기 제어 (AGS)로 연결되는 인터페이스를 가지고 있다.
전자식 엔진출력제어장치와 디지털 엔진 일렉트로닉은 구동 토크를 감소시키며, 적응식 변속기 제어는 다양한 주행 조건과 주위 조건을 인지하기 위해 ABS/DSC-컨트롤 유닛으로부터의 정보를 필요로 한다.
이 컨트롤 유닛들간의 데이터 교환은, 이전처럼 많은 수의 개별 배선을 통해 이루어지는 것이 아니라, 직렬 버스 시스템, 즉 CAN-버스 (Controller Area Network)를 통해 이루어진다. 이 버스 시스템은 2개의 데이터 라인 (CAN_L과 CAN_H)과 외부의 방해 신호로부터 보호하기 위한 차폐 (CAN_S)로 구성되어 있다.
이 버스 시스템에서 모든 접속유닛은 동등한 권리를 가지고 있다, 즉 각각의 컨트롤 유닛은 전송 뿐만 아니라 수신도 할 수 있다. 한개의 접속유닛에 고장이 있을 경우에도, 버스는 나머지 접속유닛을 위해 계속 사용가능하도록 준비되어 있다.
지침
버스 시스템에 접속된 모든 컨트롤 유닛들은 동일한 버스-인덱스를 가지고 있어야 한다. 이 인덱스는 컨트롤 유닛-확인의 첫 페이지, 진단 프로그램에 표시되어 있다.
전자식 엔진출력제어장치는 ABS/DSC-컨트롤 유닛의 요구에 따라 구동축의 토크를 감소시키거나 또는 증가시키며, 동시에 그 요구에 대응하여 스로틀밸브의 개도가 조정되게 된다. 이러한 간섭은 DSC-제어중에 구동 토크의 감소에 대한 비교적 느린 첫번째 대책이다.
전자식 엔진출력제어장치는 가속페달과 스로틀밸브 사이의 기계적 연결을 대체시켰다. 가속페달의 위치는 페달 포지션 센서에 의해 전기 신호로 변환된 다음, EML-컨트롤 유닛에서 스로틀밸브를 작동시키기 위해 전기식 액추에이터의 제어 전압으로 변환된다.
ABS/DSC-컨트롤 유닛의 요구에 의해, 디지털 엔진 일렉트로닉은 점화시기를 변경하거나 또는 점화 펄스와 분사 펄스를 중단시킨다:
간섭 |
영향 |
|---|---|
"지각" 방향으로 점화 진각 |
구동 토크의 급격한 감소 |
점화중단/분사중단 |
구동 토크의 급격한 감소 |
적응식 변속기 제어는 "DSC 수동" 또는 "DSC 능동" 메시지 뿐만 아니라 4개의 휠 회전속도 신호를 지속적으로 받는다.
휠 회전속도 신호를 통해, AGS-컨트롤 유닛은 커브 선회와 겨울-주행을 인지한다.
"DSC 수동" 메시지는 겨울-주행 프로그램의 선택을 방지한다.