KR100378749B1

KR100378749B1 - 전자 유압 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR100378749B1
Application number: KR10-1998-0059998A
Authority: KR
Inventors: 김주곤; 김차환
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR20000043600A

Abstract

본 발명은 전자 유압 브레이크(Electrohydraulic Brake : EHB) 시스템에 관한 것으로서, 브레이크 페달(100)에 제공된 힘에 대응하는 유압을 발생시키는 마스터 실린더(101)에 장착된 포텐셔메터 센서(102) 및 압력 센서(103)는 브레이크 페달의 이동 변위 및 마스터 실린더(100)내의 유압을 각각 검출하여 제어기(112)에 제공하며, 휠 압력 센서(116-119)는 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공되는 유압을, 휠 속도 센서(120-123)는 휠의 회전 속도를 제어기(112)에 제공하고 속도 센서(124)는 차량의 속도 정보를 제어기(112)에 제공한다. 제어기(112)는 뉴럴 네트워크 구조(131)로 구성되어, 일반 유압식 제동 장치의 브레이크 페달(1000의 구동 시에 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공하는 유압과 동일한 유압이 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공되도록 펌프(109,110)의 구동을 모터로(115)로서 제어한다.

Description

전자 유압 브레이크 시스템(ELECTROHYDRAULIC BRAKE SYSTEM)

본 발명은 전자 유압 브레이크(Electrohydraulic Brake : EHB) 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자가 브레이크 작동감을 느낄 수 있게 한 EHB시스템에 관한 것이다.

현재의 제동 장치는 부스터 장치를 포함한 유압 시스템이며 ABS, TCS 시스템 등이 추가되어 적용 보급되고 있는 실정이다. 제동 시스템의 발전 방향은 운전자가 안락하고 운전하기 쉬운 쪽으로 진행되고 있다. 그 예로 IVHHS(Intelligent Vehicle Highway System)에 필요한 ACC(Autonomous Cruise Control), CAS(Collision Avoidance System)과 같은 AVGS(Autonomous Vehicle Guiding System) 기능, 힐-홀더(Hill-Holder) 시스템과 같은 업 그레이딩(upgrading)기능, PA(Parking Aid) 기능 등을 갖는다. 이러한 기능을 갖기 위해서 각각에 대해서 복잡한 기능의 많은 시스템을 쉽게 통합하는 기능을 가진 제동 장치가 요구된다. 그러나, 기존에 사용되고 있는 유압 하드웨어는 이런 기능을 발휘하는데 한계를 갖고 있다.

한편 최근에 개발되고 있는 전자적인 제어 방식이 가격적인 면이나 복잡한 여러 시스템을 쉽게 통합하는 면에서 보다 우수한 성능을 가짐에 따라서 제동 장치의 하드웨어 개발에 이를 이용하는 연구가 많이 진행되고 있다.

이러한 연구의 결과, 도 1에 도시된 바와 같은 EHB 시스템이 제안되고 있다. 도시된 EHB 시스템은 미국 특허 공보 제 5,558,409를 개략적으로 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이 제어기(3) 및 모터(8)를 이용하여 휠 브레이크(11)에 제공되는 유압을 제어한다.

즉, 도시된 바와 같이 운전자가 페달(1)을 밟으면, 페달(1)의 이동 변위는 포텐셔메터 센서(2)에 감지되어 제어기(3)로 제공된다. 한편, 페달(1)의 변위는 기계적으로 마스터 실린더(4)에 제공되고, 압력 센서(5)는 마스터 실린더(4)에 제공된 유압 정보를 제어기(3)에 인가한다.

마스터 실린더(3)는 브레이크 페달(1)을 통하여 가해진 운전자의 힘에 대응하는 유압을 라인(6)을 통하여 솔레노이드 밸브(7)에 제공하며, 솔레노이드 밸브(7)는 제어기(3)의 제어에 따라 개폐된다.

여기서, 제어기(3)는 포텐셔메터 센서(2) 및 압력 센서(5)를 통하여 브레이크 페달(1)의 구동을 감지하여 솔레노이드 벨브(7)를 닫고 브레이크 페달(1)의 구동력에 대응하여 모터(8)를 구동시킨다. 모터(8)의 구동에 따라서 브레이크 압력 조절기(9)는 통로(10)를 통한 유압의 압력을 조절하여 휠 브레이크(11)에 제공한다.

즉, 도시된 종래의 EHB시스템에서는 브레이크 페달(1)이 구동하면 제어기(3)는 솔레노이드 밸브(7)를 닫고 페달(1)의 구동력에 대응하여 모터(8)를 구동시키므로서 브레이크 압력 조절기(9)를 통해 휠 브레이크(11)에 제공되는 유압력을 제어하는 것이다.

따라서, 사용자가 적은 힘으로 페달을 구동시키는 경우에도 모터(8)에 의한 힘에 의하여 통로(10)를 통한 강한 유압이 휠 브레이크(11)에 제공될 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 이러한 종래의 발명에서는 브레이크 페달(1)의 구동 시에 모터(8)의 구동을 어떻게 제어하여 브레이크 압력 조절기(9)에 의한 유압을 어느 정도를 제공할 지 전혀 제시되고 있지 않다. 즉, 운전자가 브레이크 페달(1)의 구동시킨 압력에 대응하여 브레이크 압력 조절기(9)는 유압을 발생시켜야 하나, 어느 정도의 압력을 발생시킬 것인 지에 대하여는 정확히 제시되고 있지 않아 실시상에 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 사용자가 브레이크 페달의 구동에 따라 적절한 유압을 발생시킬 수 있는 EHB 시스템을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전자 유압 브레이크 시스템으로서, 브레이크 페달에 제공되는 힘에 대응하는 유압을 발생하는 마스터 실린더와; 마스터 실린더에 장착되어 브레이크 페달의 이동 변위를 검출하는 포텐셔메터 센서와; 브레이크 페달의 구동에 따른 마스터 실린더의 압력을 검출하는 압력 센서와; 휠 속도를 검출하는 휠 속도 센서와; 차량의 주행 속도를 검출하는 속도 센서와; 모터의 구동에 따른 소정 유압을 제공하는 펌프와; 펌프로부터의 유압과 상기 마스터 실린더로부터의 유압을 선택하여 출력하는 솔레노이드 벨브와; 포테션메터 센서, 압력 센서, 휠 속도 센서및 속도 센서에 감지된 정보에 대응하여 모터의 구동을 제어하여 펌프를 구동시키며, 솔레노이드 벨브의 구동을 제어하는 제어기와; 솔레노이드 벨브로부터의 유압에 따라 휠을 제동하하는 휠 브레이크를 구비한다.

도 1은 종래 전자 유압 브레이크 시스템의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 전자 유압 브레이크 시스템의 개략 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 전자 유압 브레이크 시스템에 구성되는 제어기의 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 전자 유압 브레이크 시스템에 사용되는 기본 학습 데이타 검출부에 데이타를 저장시키기 위한 일반 유압식 제동 장치의 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 브레이크 페달 101 : 마스터 실린더

102 : 포텐셔메터 센서 103 : 압력 센서

112 : 제어기 124 : 속도 센서

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 EHB시스템의 개략 블록도이다. 도시된 바와 같이 브레이크 페달(100)에는 마스터 실린더(101)가 연결되어 있고, 마스터 실린더(101)는 브레이크 페달(100)을 통하여 제공되는 힘에 대응하는 유압을 발생시킨다. 한편, 마스터 실린더(101)에는 포텐셔메터 센서(102)가 장착되고, 포텐셔메터 센서(102)는 브레이크 페달(100)의 이동 변위를 감지하고, 감지된 이동 변위를 제어기(112)에 제공한다. 또한 마스터 실린더(101)에는 압력 센서(103)가 장착되어 있으며, 압력 센서(103)는 브레이크 페달(100)의 구동에 의한 마스터 실린더(100)의 유압에 대한 정보를 제어기(112)에 제공한다.

마스터 실린더(101)에 발생한 유압은 통로(104, 105)를 통하여 솔레노이드 밸브(107, 108)에 각각 제공된다. 솔레노이드 벨브(107),(108)는 제어기(112)의 제어에 따라 계폐가 제어되며, 솔레노이드 벨브(107,108)는 개방시에는 통로(104,105)로부터의 유압을 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공하나, 폐쇄시에는 펌프(109,110)로부터 통로(113, 114)를 통하여 제공되는 유압을 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공한다.

한편, 통로(113, 114)에는 펌프(109),(110)에 의한 유압이 제공되며, 펌프(109),(110)는 모터(115)의 구동에 따라 오일 탱크(115)로부터의 오일에 소정 유압을 발생시켜 통로(113,114)에 제공한다. 통로(113,114)에는 축압기(Accumulator)(116, 117)가 연결되어 있고, 축압기(116,117)는 펌프(109, 110)로부터 통로(113, 114)에 제공되는 유압 맥동을 조절하는 한편 고압 저장기로서 작동한다.

솔레노이드 밸브(107, 108)로부터의 유압은 상술한 바와 같이 휠 브레이크(WB1,WB2),(WB3,WB4)에 각각 제공되며, 휠 브레이크(WB1,WB2),(WB3,WB4)는 공급 유압에 따라 해당 휠(W1-W4)에 대한 제동을 행하게 된다. 여기서, 휠(W1)는 차량 우측 전륜, (W2)는 차량의 좌측 후륜, (W3)은 차량의 좌측 전륜, (W4)는 차량의 우측 후륜에 장착될 수 있으나, 이는 필요에 따라서 변경이 가능함은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다.

한편, 휠 브레이크(WB1,WB2),(WB3,WB4)에는 휠 압력 센서(116-119)가 장착되어 솔레노이드 밸브(107, 108)로부터의 유압을 측정할 수 있으며, 휠 회전 속도 센서(120-123)는 각 휠(W1-W4)의 회전 속도를 검출하도록 구성되어 있다, 휠 압력 센서(116-119)및 휠 회전 속도 속도 센서(120-123)에 검출된 유압 및 각 휠의 회전 속도는 제어기(112)에 제공된다. 한편, 차량내에는 별도의 차량 속도 센서(124)가 구성되며, 차량 속도 센서(124)는 차량의 주행 속도를 감지하여 제어기(112)에 제공한다.

상술한 구성을 갖는 장치에서 운전자가 브레이크 페달(100)을 구동하면 제어기(112)는 솔레노이드 밸브(107, 108)를 닫고 페달(100)의 구동력에 대응하여 모터(115)를 구동시키므로서 펌프(109, 110)를 통해 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공되는 유압력을 제어한다. 따라서, 사용자가 적은 힘으로 페달을 구동시키는 경우에도 모터(115)에 의하여 강압된 유압이 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 제어기(112)는 브레이크 페달(100)의 구동 즉, 브레이크 페달(100)의 움직임 변위 및 압력에 대응하여 모터(115)를 구동시켜야 할 것이며, 이를 위하여 본 발명에서는 뉴럴 네트워크(Neural Network)를 이용하여 제어기(112)를 구성하였다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에서의 제어기(112)는 뉴럴 네트워크 구조(131) 및 가산기(132)를 구비한다. 여기서, 뉴럴 네트워크 구조(131)를 학습시키기 위하여 기본 학습 데이타를 필요로 한다. 즉, 본 발명에서는 운전자가 브레이크 페달을 작동시키면 부스터를 통하여 고압의 유압을 발생시켜 휠 브레이크에 제공하는 일반 유압식 제동 장치에서와 동일한 유압을 모터(115)로 발생시켜 휠 브레이크에 제공하기 위한 것인 바, 일반 유압식 제동 장치에서 브레이크 페달의 작동에 따른 휠 브레이크 압력을 이용하여 뉴럴 네트워크 구조(131)를 학습시켜야 하는 것이다.

도 4에는 뉴럴 네트 워크 구조(131)를 학습 시키기 위한 기본 학습 데이타를 검출하는 장치가 도시되어 있다.

도시된 장치는 종래의 일반 유압식 제동 장치로서, 브레이크 페달(100)의 작동 시에에 부스터(142)에 의하여 강압된 압력이 마스터 실린더(101)를 통하여 각 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공된다. 여기서, 마스터 실린더(101)에는 포텐셔메터 센서(102)및 압력 센서(103)가 구성되어 브레이크 페달(100)의 움직임 변위 및 압력을 검출하여 기본 학습 데이타 검출부(142)에 제공한다.

한편, 각 휠 브레이크(WB1-WB4)에는 휠 압력 센서(116-119)가 구성되어 부스터(142)로부터 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공되는 유압을 측정하여 기본 학습 데이타 검출부(142)에 제공하며, 휠 회전 속도 속도 센서(120-123)는 각 휠(W1-W4)의 회전 속도를 검출하여 기본 학습 데이타 검출부(141)에 제공한다.

또한, 이 장치 내에는 별도의 속도 센서(124)가 구성되어 차량의 속도 정보를 기본 학습 데이타 검출부(141)에 제공한다.

따라서, 기본 학습 데이타 검출부(141)에는 차량의 속도, 휠 회전 속도에 따라 브레이크 페달(100)의 구동 시에 검출되는 포텐셔메터 센서(102)및 유압 센서(103)에 제공되는 브레이크 페달(100)의 변위및 압력에 따라 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공되는 유압을 차량의 속도, 휠 회전 속도 별로 저장할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은 방법으로 검출된 기본 학습 데이타 검출부(141)가 본 발명의 제어기(112)내에 제공된다.

이러한 기본 학습 데이타 검출부(141)가 내장된 제어기(112)에서 뉴럴 네트워크 구조(131)의 학습 과정은 다음과 같다.

먼저, 도 4의 구성을 갖는 차량에서 운전자가 브레이크 페달(100)을 작동시키면, 제어기(112)내에는 포텐셔메터 센서(102), 압력 센서(103), 휠 압력 센서(116-119)및 속도 센서(124)로부터의 각각의 정보 즉, 브레이크 페달(100)의 움직임 변위, 브레이크 페달(100)의 압력, 휠 속도 및 차량 속도가 입력된다. 뉴럴 네트워크 구조(131)는 이들 입력 신호들에 대응하는 출력 즉 모터(115)를 구동시키기 위한 임의의 제어 신호 출력하는 한편, 밸브(107, 108)를 닫음으로써 모터(115)의 구동에 따른 유압을 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공한다.

이때, 뉴럴 네트워크 구조(131)가 학습되지 않은 상태에서 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공되는 유압은 상술한 도 4의 일반 유압식 제동 장치에서 브레이크 페달(100)의 작동에 따른 유압과는 상이할 것이다. 따라서, 이러한 뉴럴 네트워크 구조(131)를 학습시키기 위하여 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공되는 유압 즉, 휠 압력 센서(116-119)에 검출된 유압과 기본 학습 데이타 검출부(141)에 검출되었던 유압을 가산기(132)에서 감산하여 그 차값을 뉴럴 네트워크 구조(131)에 제공하여 뉴럴 네트워크 구조(131)의 결합 계수를 학습시킨다. 즉, 뉴럴 네트워크 구조(131)는 가산기(132)로부터의 차값 정보에 따라 결합 계수를 변화시킴으로써 브레이크 페달(100)의 움직임 변위 및 압력 따라 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공되는 유압이 일반 유압식 제동 장치에서 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공하는 유압과 동일하도록 결합 계수를 변화시키는 것이다. 이러한 학습 과정은 상술한 바와 같이 휠의 회전 속도, 차량의 속도 별로 각각 수행될 것이다.

따라서, 본 발명의 뉴럴 네트워크 구조(131)는 상술한 학습 과정을 연속하여 수행함에 따라서 일반 유압식 제동 장치 내 브레이크 페달(100)의 움직임 변위 및 압력에 대응하는 유압을 휠 속도 및 차량 속도에 따라 휠 브레이크(WB1-WB4)에 제공하도록 모터(115)를 적절히 제어할 수 있음을 알 수 있다.

상술한 도 3에서의 제어기(112)에서는 뉴럴 네트워크 구조(131)외에 기본 학습 데이타 검출부(141)및 가산기(142)가 구성되어 있으나, 이러한 기본 학습 데이타 검출부(141), 가산기(142)는 뉴럴 네트워크(131)를 학습시키기 위한 구조이며, 필요에 따라서는 생략하여 차량 내에 설치할 수 있을 것이다. 즉, 뉴럴 네트워크 구조(131)가 적절히 학습되었다고 판단되는 경우에는 기본 학습 데이타 검출부(141), 가산기(142)가 생략된 뉴럴 네트워크 구조(131)만의 제어기(112)를 차량내에 설치할 수 있을 것이다. 그러나, 뉴럴 네트워크 구조(131)가 적절히 학습되었다고 판단되어도 뉴럴 네트워크 구조(131)를 연속하여 학습시키고자 하는 경우에는 제어기(112)내에 기본 학습 데이타 검출부(141) 및 가산기(142)를 포함시켜 구성하여야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 EHB 시스템에 있어서 브레이크 페달의 구동에 따라 적절한 유압을 휠 브레이크에 제공할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

전자 유압 브레이크(Electrohydraulic Brake : EHB) 시스템으로서,

브레이크 페달에 제공되는 힘에 대응하는 유압을 발생하는 마스터 실린더와;

상기 마스터 실린더에 장착되어 상기 브레이크 페달의 이동 변위를 검출하는 포텐셔메터 센서와;

상기 브레이크 페달의 구동에 따른 마스터 실린더 내 유압을 검출하는 압력 센서와;

휠 속도를 검출하는 휠 속도 센서와;

차량의 주행 속도를 검출하는 속도 센서와;

모터의 구동에 따른 소정 유압을 제공하는 펌프와;

상기 펌프로부터의 유압과 상기 마스터 실린더로부터의 유압을 선택하여 출력하는 솔레노이드 밸브와;

상기 포텐셔메터 센서, 압력 센서, 휠 속도 센서및 속도 센서에 감지된 정보에 대응하여 상기 모터의 구동을 제어하여 펌프를 구동시키며, 상기 솔레노이드 벨브의 구동을 제어하는 제어기와;

상기 솔레노이드 밸브로부터의 유압에 따라 휠을 제동하는 휠 브레이크를 구비하는 전자 유압 브레이크 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 포텐셔메터 센서, 압력 센서, 휠 속도 센서 및 속도 센서에 감지된 정보에 대응하여 상기 휠 브레이크에 소정 유압을 제공할 수 있도록 상기 모터의 구동의 정보가 학습되어 있는 뉴럴 네트워크 구조로 구성한 전자 유압 브레이크 시스템
제 2 항에 있어서, 상기 제어기는

상기 유압식 제동 장치에서 브레이크 페달의 움직임 변위, 압력에 따라 휠 브레이크에 제공되는 유압이 차량의 속도 및 휠 속도별로 저장되어 있는 기본 학습 데이타 검출부와;

휠 속도 및 차량 속도별로 상기 휠 브레이크에 제공되어 상기 휠 압력 센서에 검출된 유압과 상기 기본 학습 데이타 검출부에 저장되어 있는 흴 브레이크 제공 유압을 감산하여 상기 뉴럴 네트워크 구조의 결합 계수를 휠 속도 및 차량 속도별로 갱신하는 가산기를 더 구비하는 전자 유압 브레이크 시스템.