KR101279164B1

KR101279164B1 - 전동 부스터 방식의 제동시스템 및 제동방법

Info

Publication number: KR101279164B1
Application number: KR1020110073264A
Authority: KR
Inventors: 정완교
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2013-06-26
Also published as: CN102887141B; CN102887141A; US8965656B2; KR20130011839A; US20130024083A1

Abstract

본 발명은 브레이크 페달에 가해지는 운전자의 답력을 감지하는 답력센서, 유압력을 휠브레이크로 전달하는 마스터실린더, 모터를 이용하여 상기 마스터실린더에 배력된 힘을 전달하는 부스터, 및 상기 답력의 감지값에 기초하여 상기 모터를 제어하는 ECU(electronic control unit)를 포함하는 전동 부스터 방식의 제동시스템에서의 제동방법으로서, ABS(anti-lock brake system) 모드가 활성화되어 있지 않은 경우에는 상기 ECU는 상기 마스터 실린더에서 상기 휠브레이크에 전달되는 유압력에 기초하여 상기 모터를 제어하고, ABS 모드가 활성화되는 경우에는 상기 ECU는 상기 모터에 인가되는 모터 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내로 유지되도록 제어하는 것에 의해 상기 모터를 제어하는, 전동 부스터 방식의 제동시스템에서의 제동방법에 관한 것이다.

Description

전동 부스터 방식의 제동시스템 및 제동방법{Motor-driven Booster Type Brake System and Method thereof}

본 발명은 전동 부스터 방식의 제동시스템 및 제동방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 전동부스터의 모터에 의한 배력작용에 의해 마스터 실린더에 유압을 발생시켜 차량을 제동시키는 전동 부스터 방식의 제동시스템 및 제동방법에 관한 것이다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제 2010-0098847호(2010. 09. 10 공개)에 개시되어 있다.

통상적으로 전동부스터 방식의 제동시스템에서, 운전자가 브레이크페달을 밟으면 답력 센서가 운전자의 답력을 감지하고, ECU(electronic control unit)는 답력센서의 감지값에 기초하여 부스터의 모터를 구동하여 마스터 실린더에 배력된 힘을 전달한다. 마스터 실린더는 부스터로부터 전달되는 배력된 힘에 기초하여 휠 브레이크(전후방 휠 브레이크)에 유압력을 전달한다. 그러면, 차량 자세제어장치(ESC, electronic stability control apparatus)는 제동 모드에 따라 전후방의 휠 브레이크에 전달되는 유압력을 조절하여 적정 제동동작이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 차량 자세제어장치는 정상동작 모드에서는 브레이크 오일이 각 휠브레이크에 전달될 수 있도록 한다. 하지만, ABS 모드에 진입하는 경우 즉 적어도 하나의 바퀴에 잠김현상이 발생하는 경우에는, 차량 자세제어장치는 일부 오일 경로는 닫는 등의 동작을 통해 ABS(anti-lock brake system) 제동이 이루어질 수 있도록 한다.

그런데, 이러한 종래의 전동 부스터 방식의 제동시스템에서는, 차량이 ABS 모드에 진입하게 되는 경우 차량 제동시 휠 브레이크에 가해지는 유압력이 과하게 증가하거나 진동하는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

이를 좀 더 자세히 살펴 보면, 종래 전동 부스터 방식의 제동시스템에서는, 전동부스터를 이용하여 마스터 실린더의 유압력 형성시, 마스터 실린더로부터 나오는 실제 유압력과 계산된 목표 유압력을 비교함으로써, 상기 마스터 실린더의 유압력을 목표 범위 내로 제어하는 방법을 사용하였다. 그런데, 이러한 방식에서는, ABS 모드에 진입하여 일부 휠 브레이크로의 유로가 차단되거나 개방되는 등의 동작이 반복되게 되면, 각 휠 브레이크에 가해져야 할 적정 요구 제동력을 제공하기 위한 마스터 실린더의 출력 유압력을 제때에 신속하게 변경할 수가 없어 때에 따라서는 과다한 압력이 휠 브레이크에 전해지는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 마스터 실린더로부터 나오는 실제 유압력과 계산된 목표 유압력을 단순히 비교하여 그 비교결과에 따라 부스터의 모터 구동을 변경하는 방식을 이용하고 있었기 때문에, ABS 동작에 따라 각 휠 브레이크에 인가되어야 할 요구제동력의 변동에 신속하게 효과적으로 대응하지 못함으로써 도 1의 하단부의 파형에 도시된 바와 같이 필요 이상의 과다한 제동력이 휠 브레이크에 가해지게 되거나 제동 압력이 진동하거나 발산하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 과다한 유압력 증가는 브레이크 시스템을 파손시킬 수도 있다.

도 1에서 상단부의 파형은 마스터 실린더에서 휠 브레이크로 전달되는 유압력의 추이를 나타내고 하단부의 파형은 휠 브레이크에 가해지는 압력의 추이를 나타낸다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 ABS(anti-lock brake system)을 사용하는 차량에서 ABS 모드에서 차량 제동시 마스터 실린더에서 휠브레이크에 전달되는 유압력이 과다하게 증가하거나 과하게 감소함에 따라 발생하는 유압력이나 제동 압력의 진동 또는 발산을 억제할 수 있는 전동 부스터 방식의 제동시스템 및 제동방법를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 브레이크 페달에 가해지는 운전자의 답력을 감지하는 답력센서, 유압력을 휠브레이크로 전달하는 마스터실린더, 모터를 이용하여 상기 마스터실린더에 배력된 힘을 전달하는 부스터, 및 상기 답력의 감지값에 기초하여 상기 모터를 제어하는 ECU(electronic control unit)를 포함하는 전동 부스터 방식의 제동시스템에서의 제동방법으로서, ABS(anti-lock brake system) 모드가 활성화되어 있지 않은 경우에는 상기 ECU는 상기 마스터 실린더에서 상기 휠브레이크에 전달되는 유압력에 기초하여 상기 모터를 제어하고, ABS 모드가 활성화되는 경우에는 상기 ECU는 상기 모터에 인가되는 모터 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내로 유지되도록 제어하는 것에 의해 상기 모터를 제어하는, 전동 부스터 방식의 제동시스템에서의 제동방법을 제공한다.

본 발명은 상기 제동방법은, 제동명령이 입력되는 단계; 상기 답력의 감지값에 기초하여 상기 마스터 실린더로부터 상기 휠브레이크로 전달되는 유압력에 대한 목표 압력을 계산하는 단계; ABS 모드가 활성화되어 있는지 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 단계에서 ABS모드가 활성화되어 있는 것으로 판단된 경우, 상기 ECU가 상기 모터를 제어하는 단계; 및 상기 모터 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내에 있는지 여부를 확인하는 단계를 포함하고, 상기 모터 입력전류의 확인 단계에서의 확인 결과, 상기 모터 입력전류가 상기 미리 설정된 전류범위 내에 있지 않은 경우 상기 모터 제어 단계로 회귀하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 판단 단계에서 ABS모드가 활성화되어 있지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 ECU가 상기 모터를 제어하는 것에 의하여 상기 마스터 실린더에서 상기 휠브레이크에 전달되는 유압력을 제어하는 단계; 및 상기 마스터 실린더에서 상기 휠브레이크에 전달되는 유압력이 미리 설정된 압력범위 내에 있는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하고, 상기 유압력의 확인 단계에서의 확인 결과, 상기 유압력이 상기 미리 설정된 압력범위 내에 있지 않은 경우 상기 유압력 제어 단계로 회귀하는 것이 바람직하다.

상기 미리 설정된 전류범위는 상기 유압력에 대한 목표 압력에 기초하여 설정되는 것이 바람직하고, 특히 상기 목표 압력에 비례하여 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 브레이크 페달에 가해지는 운전자의 답력을 감지하는 답력센서; 유압력을 휠브레이크로 전달하는 마스터실린더; 모터를 이용하여 상기 마스터실린더에 배력된 힘을 전달하는 부스터; 및 상기 답력의 감지값에 기초하여 상기 모터를 제어하는 ECU(electronic control unit)를 포함하되, 상기 ECU는 ABS 모드가 활성화되어 있지 않은 경우에는 상기 마스터 실린더에서 상기 휠브레이크에 전달되는 유압력에 기초하여 상기 모터를 제어하고, ABS 모드가 활성화되는 경우에는 상기 모터에 인가되는 모터 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내로 유지되도록 제어하는 것에 의해 상기 모터를 제어하는, 전동 부스터 방식의 제동시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 전동 부스터 방식의 제동시스템 및 제동방법은 ABS 모드에서 차량 제동시 마스터 실린더에서 휠브레이크를 향하여 전달되는 유압력이 과하게 증가하거나 감소함에 따라 발생하는 유압력이나 제동압력의 진동 또는 발산을 억제할 수 있고, 또한 이에 따라 과다한 유압력 증가로 인해 브레이크 시스템이 파손되는 현상을 억제할 수 있다.

도 1은 종래 전동 부스터 방식의 제동시스템에서 ABS 모드시 마스터 실린더의 유압력과 휠 브레이크에 전달되는 압력의 추이를 도시한 것이다.
도 2는 전동 부스터 방식의 제동시스템의 구성을 도시한 간략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터 방식의 제동시스템의 제동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 실시예에서 ABS 모드시 부스터에 포함된 모터에 인가되는 입력전류의 추이를 도시한 것이다.

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.

도 2는 전동 부스터 방식의 제동시스템의 구성을 도시한 간략도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터 방식의 제동시스템의 제동방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 4는 본 실시예에서 ABS 모드시 부스터에 포함된 모터에 인가되는 입력전류의 추이를 도시한 것이다.

도 2 내지 4를 참조하여 본 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동 부스터 방식의 제동시스템은 브레이크 페달(11)에 가해지는 운전자의 답력을 감지하는 답력센서(12); 유압력을 휠브레이크(70)로 전달하는 마스터실린더(30); 모터(21)를 이용하여 상기 마스터실린더(30)에 배력된 힘을 전달하는 부스터(20); 및 상기 답력의 감지값에 기초하여 상기 모터(21)를 제어하는 ECU(미도시)를 포함한다. ECU(미도시)는 ABS 모드가 활성화되어 있지 않은 경우에는 상기 마스터 실린더(30)에서 상기 휠브레이크(70)를 향하여 전달되는 유압력에 기초하여 상기 모터(21)를 제어하고, ABS 모드가 활성화되는 경우에는 상기 모터(21)에 인가되는 모터 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내로 유지되도록 제어하는 것에 의해 상기 모터(21)를 제어한다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 도 2 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.

운전자가 브레이크 페달(11)을 밟으면, 답력센서(12)는 브레이크 페달(11)에 가해지는 운전자의 답력을 감지하여 이를 ECU(미도시)에 제공하고 제동명령이 입력된다(S301). 답력센서(12)는 브레이크 페달(11)에 가해지는 운전자의 답력을 감지하는 센서로서, 페달각도센서 등 다양한 종류의 센서가 적용될 수 있다.

이어서, ECU(미도시)는 상기 답력의 감지값에 기초하여 마스터 실린더(30)로부터 휠브레이크를 향하여 전달되는 유압력에 대한 목표 압력을 계산한다(S302). 상기 목표 압력의 계산시, ECU는 상기 답력의 감지값 뿐만 아니라 페달 시뮬레이터(50)에서 감지되는 압력값도 이용할 수 있다. 페달 시뮬레이터(50)는 운전자가 브레이크 페달을 밟을 때 운전자에게 페달 반력을 형성하여 전달함으로써 운전자가 적정 브레이크감을 느낄 수 있도록 하는 역할을 한다.

부스터(20)는 모터(21)를 이용하여 운전자의 답력에 대하여 배력된 힘을 마스터실린더(30)에 전달한다. 부스터(20)로부터 전달되는 배력된 힘에 기초하여 마스터 실린더(30)는 휠 브레이크(70))를 향하여 유압력을 전달하며, 이 때에는 작동 유체 저장부(40)에 저장된 유체가 이용된다. 여기서, 마스터 실린더(30)로부터 전달되는 유압력은 각 휠브레이크에서 원하는 마찰제동력을 발생시키기 위하여 마스터 실린더(30)로부터 휠브레이크(70)를 향하여 발생되는 유체의 압력을 의미한다. 마스터 실린더(30)로부터 전달되는 상기 유압력은 마스터 실린더 부근에 설치되는 압력센서(미도시)에 의하여 측정될 수 있고, 물론 그 설치위치는 마스터 실린더 부근뿐만 아니라 다른 어떤 적절한 위치에도 설치될 수 있다.

차량 자세제어장치(ESC, 60)는 제동 모드에 따라 전후방의 휠 브레이크(70)에 전달되는 유압력을 조절하여 적정 제동동작이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 차량 자세제어장치(60)는 정상동작 모드에서는 브레이크 오일이 각 휠브레이크에 전달될 수 있도록 하되, ABS 모드에 진입하는 경우 즉 하나 이상의 바퀴에 잠김현상이 발생하는 경우에는 일부 오일 경로를 닫는(차단하는) 등의 동작을 통해 ABS(anti-lock brake system) 제동이 이루어질 수 있도록 한다.

ECU(미도시)는 ABS 모드가 활성화되어 있는지 여부를 판단한다(S303).

상기 판단 단계(S303)에서 ABS모드가 활성화되어 있는 것으로 판단된 경우에는, ECU는 부스터(20)의 모터(21)의 토크를 제어하는 등의 동작을 통해 모터(21)를 제어한다(S304).

이어서, ECU는 모터(21)에 인가되는 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내에 있는지 여부를 확인한다(S305). 이 때, 모터 입력전류의 확인 결과, 상기 모터 입력전류가 상기 미리 설정된 전류범위 내에 있지 않은 경우에는 상기 모터 제어 단계(S304)로 회귀하여 모터 입력전류가 상기 미리 설정된 전류범위 내에 있도록 제어한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, ABS 모드에 진입하는 경우(ABS 플래그가 하이레벨로 천이)에는 모터에 인가되는 입력전류를 미리 설정된 적정 수준의 범위에 위치하도록 한다. 이렇게 함으로써, ABS 동작시 마스터 실린더(30)로부터 제공되는 유압력에 의해 휠 브레이크(70)에 실제 가해지는 제동 압력이 과다하게 증가하거나 유압력 내지는 제동압력이 크게 진동하거나 발산하는 것을 억제할 수 있고, 이에 따라 과다한 유압력 증가로 인해 브레이크 시스템이 파손되는 것을 억제할 수 있다.

상기 미리 설정된 전류범위는 상기 유압력에 대한 목표 압력에 기초하여 설정될 수 있고, 특히, 상기 목표 압력에 비례하여 설정될 수 있는데, 상기 전류범위는 상기 목표 압력에 선형적으로 비례하도록 설정될 수도 있고 예를 들어 포물선과 같이 비선형적으로 비례하도록 설정될 수도 있다. 즉, 유압력에 대한 상기 목표 압력에 비례하도록 상기 전류범위를 설정함으로써, 필요한 적정 제동력과 실제의 제동력 간의 이격을 최소화할 수 있도록 한다.

상기 단계(S305)에서의 확인 결과, 모터 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내에 있는 것으로 확인되면, 그에 따라 마스터 실린더(30)에서 형성되는 유압력이 휠 브레이크(70)를 향하여 전달된다(S308).

한편, 상기 판단 단계(S303)에서 ABS모드가 활성화되어 있지 않은 것으로 판단된 경우에는, ECU는 부스터(20)의 모터(21)를 제어하는 것에 의하여 마스터 실린더(30)에서 휠브레이크(70)에 전달되는 유압력을 제어한다(S306).

이어서, ECU는 마스터 실린더(30)에서 휠브레이크(70)를 향하여 전달되는 유압력이 미리 설정된 압력범위 내에 있는지 여부를 확인한다(S307). 만약, 마스터 실린더(30)의 유압력의 확인 결과, 상기 유압력이 상기 미리 설정된 압력범위 내에 있지 않은 경우에는 상기 유압력 제어 단계(S307)로 회귀하여 마스터 실린더(30)로부터 제공되는 유압력이 상기 미리 설정된 압력범위 내에 있도록 제어한다.

상기 단계(S307)에서의 확인 결과, 마스터 실린더(30)의 유압력이 미리 설정된 압력범위 내에 있는 것으로 확인되면, 그에 따라 마스터 실린더(30)에서 형성되는 유압력이 휠 브레이크(70)를 향하여 전달된다(S308).

마지막으로, 제동 동작의 종료 여부를 확인한다(S309). 확인 결과 제동이 종료되지 않은 경우에는 다시 단계(S301)로 회귀하여 상술한 단계들을 반복하여 수행하지만, 제동이 종료되는 것으로 확인되면 제동 동작을 종료한다.

이상 살펴 본 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동 부스터 방식의 제동시스템 및 제동방법은 ABS 모드에서 차량 제동시 마스터 실린더에서 휠브레이크에 전달되는 유압력이 과하게 증가하거나 감소함에 따라 발생하는 유압력이나 제동압력의 진동 또는 발산을 억제할 수 있고, 또한 이에 따라 과다한 유압력 증가로 인해 브레이크 시스템이 파손되는 현상을 억제할 수 있다.

11 : 브레이크 페달 12 : 답력 센서
20 : 부스터 21 : 모터
30 : 마스터 실린더 40 : 작동 유체 저장부
50 : 페달시뮬레이터
60 : 차량 자세제어장치(ESC)
70 : 휠 브레이크

Claims

브레이크 페달에 가해지는 운전자의 답력을 감지하는 답력센서, 유압력을 휠브레이크로 전달하는 마스터실린더, 모터를 이용하여 상기 마스터실린더에 배력된 힘을 전달하는 부스터, 및 상기 답력의 감지값에 기초하여 상기 모터를 제어하는 ECU(electronic control unit)를 포함하는 전동 부스터 방식의 제동시스템에서의 제동방법으로서,
ABS(anti-lock brake system) 모드가 활성화되어 있지 않은 경우에는 상기 ECU는 상기 마스터 실린더에서 상기 휠브레이크로 전달되는 유압력을 미리 설정된 압력범위와 비교하여 상기 유압력이 상기 미리 설정된 압력범위 내에 있도록 상기 모터를 제어하고,
ABS 모드가 활성화되는 경우에는 상기 ECU는 상기 모터에 인가되는 모터 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내로 유지되도록 제어하는 것에 의해 상기 모터를 제어하는, 전동 부스터 방식의 제동시스템에서의 제동방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제동방법은,
제동명령이 입력되는 단계;
상기 답력의 감지값에 기초하여 상기 마스터 실린더로부터 상기 휠브레이크로 전달되는 유압력에 대한 목표 압력을 계산하는 단계;
ABS 모드가 활성화되어 있는지 여부를 판단하는 단계;
상기 판단 단계에서 ABS모드가 활성화되어 있는 것으로 판단된 경우, 상기 ECU가 상기 모터를 제어하는 단계; 및
상기 모터 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내에 있는지 여부를 확인하는 단계를 포함하되,
상기 모터 입력전류의 확인 단계에서의 확인 결과, 상기 모터 입력전류가 상기 미리 설정된 전류범위 내에 있지 않은 경우 상기 모터 제어 단계로 회귀하는, 전동 부스터 방식의 제동시스템에서의 제동방법.
제 2항에 있어서,
상기 판단 단계에서 ABS모드가 활성화되어 있지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 ECU가 상기 모터를 제어하는 것에 의하여 상기 마스터 실린더에서 상기 휠브레이크에 전달되는 유압력을 제어하는 단계; 및
상기 마스터 실린더에서 상기 휠브레이크에 전달되는 유압력이 상기 미리 설정된 압력범위 내에 있는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하되,
상기 유압력의 확인 단계에서의 확인 결과, 상기 유압력이 상기 미리 설정된 압력범위 내에 있지 않은 경우 상기 유압력 제어 단계로 회귀하는, 전동 부스터 방식의 제동시스템에서의 제동방법.
제 2항에 있어서,
상기 미리 설정된 전류범위는 상기 유압력에 대한 목표 압력에 비례하여 설정되는, 전동 부스터 방식의 제동시스템에서의 제동방법.
삭제
브레이크 페달에 가해지는 운전자의 답력을 감지하는 답력센서;
유압력을 휠브레이크로 전달하는 마스터실린더;
모터를 이용하여 상기 마스터실린더에 배력된 힘을 전달하는 부스터; 및
상기 답력의 감지값에 기초하여 상기 모터를 제어하는 ECU(electronic control unit)를 포함하되,
상기 ECU는 ABS 모드가 활성화되어 있지 않은 경우에는 상기 마스터 실린더에서 상기 휠브레이크에 전달되는 유압력을 미리 설정된 압력범위와 비교하여 상기 유압력이 상기 미리 설정된 압력범위 내에 있도록 상기 모터를 제어하고, ABS 모드가 활성화되는 경우에는 상기 모터에 인가되는 모터 입력전류가 미리 설정된 전류범위 내로 유지되도록 제어하는 것에 의해 상기 모터를 제어하는, 전동 부스터 방식의 제동시스템.
삭제
제 6 항에 있어서,
상기 ECU는 제동명령이 입력되면 상기 답력의 감지값에 기초하여 상기 마스터 실린더로부터 상기 휠브레이크로 전달되는 유압력에 대한 목표 압력을 계산하는, 전동 부스터 방식의 제동시스템.
제 8항에 있어서,
상기 미리 설정된 전류범위는 상기 유압력에 대한 목표 압력에 비례하여 설정되는, 전동 부스터 방식의 제동시스템.
삭제