KR101281999B1 - 차량의 능동 유압 부스트 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 차량의 능동 유압 부스터 장치는 차량의 휠에 제동을 지시하는 브레이크 페달의 스트로크를 검출하는 페달 스트로크 검출부; 휠에 제동력을 발생시키는 휠 실린더; 휠 실린더에 브레이크 액을 공급하는 마스터실린더; 마스터 실린더에 브레이크 액을 공급하는 펌프; 페달 스트로크에 기초하여 브레이크 어시스트 여부를 판단하고 브레이크 어시스트가 판단되면 펌프의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 능동 유압 부스트 장치의 펌프를 이용하여 마스터 실린더에 높은 압력을 형성시킴으로써 큰 제동력을 확보할 수 있어 브레이크 어시스트를 수행할 수 있다. 이로써 운전자의 제동 의지를 보조할 수 있다.

Description

차량의 능동 유압 부스트 장치 및 그 제어 방법 {Vehicles active hydraulic boost apparatus and method of controlling the same}
본 발명은 차량의 능동 유압 부스트 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 어시스트를 수행하기 위한 차량의 능동 유압 부스트 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)은 내연기관인 엔진과 배터리에 저장된 전기에너지를 공급받아 구동되는 모터가 장착되어, 엔진과 모터의 구동에 의해 주행되는 차세대 환경 차량이다.
이러한 하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)은 제동 시 모터의 회생 제동 및 마스터 실린더의 유압 제동을 통해 제동력을 발생시킨다. 이 하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)은 유압 제동 시 엔진과 연결된 부스터에서 진공을 만들고 이 진공을 이용하여 제동력을 발생시킨다.
여기서 부스터는 하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)에 선택적으로 설치되는 것으로, 하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)에 부스터가 설치되어 있지 않거나, 또는 부스터가 설치되어 있으나 작동하지 않으면(하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)에서 엔진이 항시 작동하는 것이 아니기 때문에 부스터 또한 항시 작동하지 않음) 제동 시 충분한 진공을 만들어주지 못해 운전자가 원하는 제동력을 발생시키지 못한다.
이에 따라 하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)은 긴급한 상황에서 운전자가 빠르게 페달을 밟았지만 제동력이 충분하지 않다고 판단되거나, 빈번한 제동으로 인한 브레이크의 과열로 브레이크가 페이딩되면, 자세 안정 제어 장치(ESC: Electronic Stability Control)를 제어하여 마스터 실린더에 추가적인 압력을 부가해줌으로써 브레이크 어시스트(BA: Brake Assist) 기능을 수행한다.
하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)은 브레이크 어시스트 제어 시, ESC에 의해 브레이크 액이 펌핑되어 마스터 실린더의 압력이 상승되면 마스터 실린더의 압력이 일정하지 못할 뿐만 아니라 브레이크 액의 출렁임이 발생되며, 이 현상이 심해지게 되면 마스터 실린더의 압력이 거의 0까지 떨어지게 되어 브레이크 어시스트 제어가 해제되거나 다른 제어에 영향을 주는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 펌프를 이용하여 브레이크 어시스트를 수행하는 차량의 능동 유압 부스트 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 휠 속도와 페달 스트로크에 기초하여 브레이크 어시스트를 제어하는 차량의 능동 유압 부스트 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 능동 유압 부스터 장치는 차량의 휠에 제동을 지시하는 브레이크 페달의 스트로크를 검출하는 페달 스트로크 검출부; 휠에 제동력을 발생시키는 휠 실린더; 휠 실린더에 브레이크 액을 공급하는 마스터실린더; 마스터 실린더에 브레이크 액을 공급하는 펌프; 페달 스트로크에 기초하여 브레이크 어시스트 여부를 판단하고 브레이크 어시스트가 판단되면 펌프의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 브레이크 어시스트 제어 시, 상기 펌프를 구동시키는 압력 상승 시점을 결정하고, ABS 제어부로부터 전송된 ABS 구동 신호에 기초하여 목표 어시스트 압력을 결정하고, 결정된 목표 어시스트 압력에 기초하여 상기 펌프의 구동을 제어하는 것을 포함한다.
제어부는, 페달 스트로크에 기초한 페달 트래블 레이트를 산출하고, 산출된 페달 트래블 레이트가 미리 설정된 기준치보다 높으면 패닉 브레이크 발생으로 판단하여 브레이크 어시스트를 제어한다.
차량의 능동 유압 부스터 장치는 휠 속도를 검출하는 휠 속도 검출부를 더 포함하고, 제어부는 휠 속도에 기초하여 차량의 속도를 산출하고, 차량의 속도에 기초하여 차량의 감가속도를 산출하고, 산출된 차량의 감가속도에 기초하여 페이딩 브레이크 발생 여부를 판단하고, 페이딩 브레이크가 발생되면 브레이크 어시스트를 제어한다.
펌프는, 능동 유압 부스트 액추에이터에 마련되고, 능동 유압 부스트 액추에이터에 마련된 모터의 구동에 대응하여 펌핑한다.
삭제
목표 어시스트 압력은, ABS 구동 시 발생될 제동력에 대응한다.
제어부는, 마스터 실린더의 압력을 목표 어시스트 압력으로 유지 제어한다.
차량의 능동 유압 부스터 장치는 차량의 감가속도를 검출하는 가속도 검출부를 더 포함하고, 제어부는 차량의 감가속도에 기초하여 페이딩 브레이크 발생 여부를 판단하고, 페이딩 브레이크가 발생되면 브레이크 어시스트를 제어한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 능동 유압 부스터 장치의 제어 방법은 차량의 휠에 제동을 지시하는 브레이크 페달의 스트로크를 검출하고, 페달 스트로크에 기초한 페달 트래블 레이트를 산출하고, 페달 트래블 레이트에 기초하여 패닉 브레이크 발생 여부를 판단하고, 패닉 브레이크가 발생되면 유압 부스터 장치의 펌프의 구동을 제어하여 브레이크 어시스트를 수행하고, 상기 브레이크 어시스트를 수행하는 것은, 상기 펌프를 구동시키는 압력 상승 시점을 결정하고, ABS 제어부로부터 전송된 ABS 구동 신호에 기초하여 목표 어시스트 압력을 결정하고, 상기 목표 어시스트 압력에 기초하여 상기 펌프의 구동을 제어하는 것을 포함한다.
능동 유압 부스터 장치의 제어 방법은 휠의 속도를 검출하고, 휠의 속도에 기초하여 차량의 속도를 산출하고, 차량의 속도에 기초하여 차량의 감가속도를 산출하고, 산출된 차량의 감가속도에 기초하여 페이딩 브레이크 발생 여부를 판단하고, 페이딩 브레이크가 발생되면 브레이크 어시스트를 수행하는 것을 더 포함한다.
삭제
능동 유압 부스터 장치의 제어 방법은 마스터 실린더의 압력을 목표 어시스트 압력으로 유지 제어하는 것을 더 포함한다.
능동 유압 부스터 장치의 제어 방법은 차량의 감가속도를 검출하고, 차량의 감가속도에 기초하여 페이딩 브레이크 발생 여부를 판단하고, 페이딩 브레이크가 발생되면 브레이크 어시스트를 수행하는 것을 더 포함한다.
본 발명은 능동 유압 부스트 장치의 펌프를 이용하여 마스터 실린더에 높은 압력을 형성시킴으로써 큰 제동력을 확보할 수 있어 브레이크 어시스트를 수행할 수 있다. 이로써 운전자의 제동 의지를 보조할 수 있다.
따라서 큰 제동력을 발생시킬 수 있어 안정성을 향상시킬 수 있고 제동 성능을 향상시킬 수 있으며, 안전사고도 감소시킬 수 있다.
능동 유압 부스트 장치의 펌프를 이용하여 마스터 실린더의 압력을 조절함으로써 마스터 실린더 내에서의 브레이크 액의 출렁임을 방지할 수 있고, 이로 인해 다른 시스템에 미치는 악영향을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 능동 유압 부스트 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 능동 유압 부스트 액추에이터부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유압조절부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 능동 유압 부스트 장치의 제어 순서도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 능동 유압 부스트 장치의 구성도로, 브레이크 액을 직접 마스터 실린더(MC)에 공급하여 운전자의 제동의지에 해당하는 제동력을 발생시키는 차량의 능동 유압 부스트 장치(AHB: Active Hydraulic Boost)는 휠 속도 검출부(110), 페달 스트로크 검출부(120), 가속도 검출부(130), 제어부(140), AHB 액추에이터부(150)를 포함한다.
휠 속도 검출부(110)는 전후좌우 휠의 휠 속도를 검출한다.
이러한 휠 속도 검출부(110)는 우측 전륜(FR)의 림에 설치된 FR휠 속도 검출부, 좌측 전륜(FL)의 림에 설치된 FL 휠 속도 검출부, 우측 후륜(RR)의 림에 설치된 RR휠속도 검출부, 좌측 후륜(RL)의 림에 설치된 RL휠속도 검출부를 가지고, 각 휠 속도 검출부(110)는 각 휠의 회전 속도를 검출하고 검출된 휠의 회전 속도를 제어부(140)에 전송한다.
페달 스트로크 검출부(120)는 브레이크 페달(Pedal)의 페달 스트로크 신호를 검출하여 제어부(140)에 전송한다.
가속도 검출부(G센서, 130)는 차량의 종방향 감가속도를 검출하여 제어부(140)에 전송한다.
제어부(140)는 페달 스트로크 검출부(120)로부터 전송된 페달 스트로크 신호에 기초하여 운전자의 긴급 제동 의지를 판단하고, 긴급 제동 상황에서 운전자의 제동 의지에 못 미치는 제동력이 발생되는 패닉 브레이크(Panic Brake)가 발생되면 AHB액추에이터부(150)의 펌프(153)의 구동을 제어하여 마스터 실린더(MC)에 유압을 제어함으로써 브레이크 어시스트(Brake Assist)가 수행되도록 한다.
좀 더 구체적으로, 제어부(140)는 페달 스트로크 신호에 기초하여 페달 트래블 레이트(Pedal Travel Rate)를 산출하고, 산출된 페달 트래블 레이트에 기초하여 패닉 브레이크(Panic Brake)를 판단한다. 이때 페달 트래블 레이트(Pedal Travel Rate)가 미리 설정된 기준치보다 높으면 패닉 브레이크로 판단한다.
제어부(140)는 제동력이 감소되는 페이딩 브레이크(Fading Brake)가 발생되면 AHB액추에이터(150)의 펌프(153)의 구동 및 컷 밸브(152), 어플라이 밸브(156), 릴리즈 밸브(157)를 제어하여 마스터 실린더(MC)에 유압을 제어함으로써 브레이크 어시스트(Brake Assist)가 수행되도록 한다.
좀 더 구체적으로 제어부(140)는 휠 속도를 이용하여 차량 속도를 산출하고 산출된 차량 속도에 기초하여 긴급 제동 진입 시점과 긴급 제동 해제 시점을 판단하고, 판단된 긴급 제동 진입 시점과 긴급 제동 해제 시점 사이의 시간에 대응한 차량의 감가속도를 산출하고 산출된 감가속도에 기초하여 페이딩 브레이크(Fading Brake: 제동력 감소)를 판단한다.
여기서 감가속도는 가속도 검출부(130)에서 직접 검출된 감가속도를 이용하는 것도 가능하다.
아울러 제어부(140)는 가속도 검출부(130)에서 검출된 차량의 가속도를 적분한 속도에 기초하여 차량 속도를 보정하는 것도 가능하다.
제어부(140)는 패닉 브레이크 또는 페이딩 브레이크 제어 수행이 판단되면 브레이크 어시스트를 위한 압력 상승 시점을 결정하고, ABS 제어부(170)로부터 전송된 ABS 구동 신호를 이용하여 목표 어시스트 압력을 결정하며, 결정된 목표 어시스트 압력에 기초하여 AHB 액추에이터부(150)의 모터(M), 컷 밸브(152), 어플라이 밸브(156), 릴리즈 밸브(157)를 제어함으로써 AHB 액추에이터부(150)의 펌프(153)에서 마스터 실린더(MC)로 공급되는 브레이크 액을 제어하여 마스터 실린더(MC)의 압력을 조절한다.
제어부(140)는 마스터 실린더(MC)의 압력에 기초하여 마스터 실린더(MC)의 압력이 목표 어시스트 압력이면 마스터 실린더(MC)의 압력을 목표 어시스트 압력으로 유지 제어한다.
여기서 목표 어시스트 압력은 ABS가 수행되기 전까지의 최대 압력이고, 마스터 실린더(MC)의 압력은 마스터 실린더(MC)에 마련된 압력 검출부(미도시)를 이용하여 검출하는 것이 가능하다.
이와 같이 긴급 제동 상황에서 AHB 액추에이터부(150)의 펌프(153)에서 마스터 실린더(MC)에 유압이 공급되도록 하고, 복수 솔레노이드밸브(IN1 내지 IN4, OUT1 내지 OUT4)를 제어하여 브레이크액을 증압 또는 감압시킨 후 휠 실린더(WC1 내지 WC4)에 공급되도록 한다. 이로써 각 휠(FR, RL, FL, RR)의 휠 실린더(WC1 내지 WC4)에 목표 어시스트 압력에 대응하는 유압 제동력을 발생시켜 차량이 긴급 제동되도록 한다.
제어부(140)는 패닉 브레이크 및 페이딩 브레이크가 발생되지 않은 상태에서의 제동이 지시되면, 브레이크 모터(미도시)의 회생 제동 및 마스터 부스터(B)를 이용한 마스터 실린더(MC)의 유압 제동을 제어한다.
이러한 능동 유압 부스트 장치를 차량에 부가하여 브레이크 어시스트를 수행함으로써, 차량은 엔진의 도움 없이 주행함에도 불구하고 안정적인 제동력을 얻을 수 있다.
제어부(140)는, 운전자의 일반 제동 의지에 따른 목표 제동력에 대응하는 유압 제동력이 발생되도록 AHB 액추에이터부(150) 및 유압조절부(160)를 제어한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 제어부(140)는 일반 제동 시 페달 시뮬레이터 압력 감지부(151)로부터 전송된 페달 시뮬레이터(PS)의 압력과 페달 스트로크 검출부(120)로부터 전송된 브레이크 페달(Pedal)의 스트로크를 근거로 하여 운전자의 제동 의지에 따른 목표 제동량을 판단하고, 목표 제동량에 도달하도록 AHB 액추에이터부(150)와 유압 조절부(160)의 구동을 제어한다.
제어부(140)는 마스터 부스터(B)의 브레이크액이 마스터 실린더(MC)로 공급되면 유압조절부(160)의 구동을 제어하여 브레이크액이 증압 또는 감압시킨 후 휠 실린더(WC1 내지 WC4)로 공급되도록 한다. 여기서 마스터 실린더(MC)에 공급된 부스터(153)의 브레이크액은 최적 제동 성능을 위해 AHB 액추에이터부(150)에 의해 조절된 것이다.
아울러 제어부(140)는 고압 어큐뮬레이터 압력 감지부(155) 및 부스터 압력 감지부(158)로부터 고압 어큐뮬레이터 압력 데이터 및 부스터 압력 데이터를 전송받아 고압 어큐뮬레이터의 압력 상태 및 부스터의 압력 상태를 모니터링 한다.
좀 더 구체적으로 최적 제동 성능 향상을 위한 제어를 수행하는 제어부(140)는, 제동 시 컷 밸브(152)의 구동을 제어하여 컷 밸브(152)가 폐쇄되도록 하고 어플라이 밸브(156)의 구동을 제어하여 어플라이 밸브(156)가 개방되도록 함으로써, 고압 어큐뮬레이터(154)에 저장된 고압의 브레이크액을 어플라이 밸브(156)를 통해 마스터 부스터(B)에 공급되도록 한다.
그리고 제어부(140)는 일반 제동 시 운전자의 페달(Pedal) 가압이 해제되면 컷 밸브(151)의 구동을 제어하여 컷 밸브(151)가 폐쇄되도록 하고, 릴리즈 밸브(157)의 구동을 제어하여 릴리즈 밸브(157)가 개방되도록 함으로써 마스터 부스터(B)의 브레이크액이 릴리즈 밸브(157)를 통해 리저버(R)에 공급되도록 한다. 이때 마스터 실린더(MC)에 공급되는 브레이크액이 감소하게 된다.
그리고 제어부(140)는 주행 중 컷 밸브(152)의 구동을 제어하여 컷 밸브(152)가 개방되도록 하고, 어플라이 밸브(156) 및 릴리즈 밸브(157)의 구동을 제어하여 어플라이 밸브(156) 및 릴리즈 밸브(157)가 폐쇄되도록 하고, 펌프(153)의 구동을 제어하여 리저버(R)의 브레이크액을 펌핑시켜 고압 어큐뮬레이터(154)에 공급함으로써 고압 어큐뮬레이터(154)에 브레이크액이 충전되도록 한다.
능동 유압 부스트(AHB) 액추에이터부(150)는 브레이크액을 고압으로 충전하고 브레이크 페달(Pedal)의 답력에 대응하는 브레이크액을 마스터 부스터(B)에 공급하여 마스터 실린더(MC)가 충분한 압력을 발생시킬 수 있도록 하는 것으로, 모터(Mo)와, 이 모터(Mo)에 회전에 대응하여 펌핑하는 펌프(153)를 가지고, 모터(Mo)의 회전에 따른 펌프(153)의 펌핑 동작을 통해 마스터 실린더(MC)의 유압을 제어함으로써 브레이크 어시스트(Brake Assist)를 수행한다. 이를 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이 AHB 액추에이터부(150)는 리버저(R)와 페달 시뮬레이터(PS) 사이의 유압 라인에 마련되어 페달 시뮬레이터(PS)의 압력을 감지하는 페달 시뮬레이터 압력 감지부(151)와, 리버저(R)와 페달 시뮬레이터(PS) 사이의 유압 라인에 마련되어 리저버(R)와 페달 시뮬레이터(PS) 사이의 브레이크액의 공급을 조절하는 컷밸브(152)와, 리버저(R)의 브레이크액을 펌핑하여 토출시키는 펌프(153)와, 펌프(153)로부터 토출된 브레이크액의 노이즈 및 맥동을 감소시키고, 이 브레이크액을 임시 저장하는 고압 어큐뮬레이터(154)와, 펌프(153)와 고압 어큐뮬레이터(154) 사이의 유압 라인에 마련되어, 고압 어큐뮬레이터(154)의 압력을 감지하는 고압 어큐뮬레이터 압력 감지부(155), 고압 어큐뮬레이터(154)와 마스터 부스터(B) 사이의 유압 라인에 마련되고 브레이크 페달(Pedal)이 가압되면 개방되어 마스터 부스터(B)로의 브레이크액 공급을 조절하는 어플라이 밸브(156)와, 리저버(R)와 마스터 부스터(B) 사이의 유압 라인에 마련되고 브레이크 페달(Pedal)이 가압 해제되면 개방되어 리저버(R)로의 브레이크액 공급을 조절하는 릴리즈 밸브(157)와, 부스터(B)의 압력을 감지하는 부스터 압력 감지부(158)를 포함한다.
아울러 차량은, 운전자에 의해 가압 또는 가압 해제되어 차량의 제동을 지시하는 브레이크 페달(Pedal)과, 브레이크 페달(Pedal)의 답력을 배력시키는 마스터 부스터(B)와, 마스터 부스터(B)의 배력에 의해 유압을 발생시키는 마스터 실린더(MC)와, 브레이크액을 저장하는 리저버(R)와, 운전자에 의해 가압된 브레이크 페달의 답력에 대응하는 반력을 발생시키는 페달 시뮬레이터(PS)와, 각 차륜에 설치되어 마스터 실린더(MC)로부터 공급되는 유압 작용력을 기계적 힘으로 변환하는 휠 실린더(WC1 내지 WC4)와, 마스터 실린더(MC)에서 휠 실린더(WC1 내지 WC4)로 공급되는 유압 작용력을 증압 또는 감압하여 압력을 조절하는 유압 조절부(160)를 더 포함한다.
여기서 유압조절부(160)는 마스터 실린더(MC)에서 휠 실린더(WC1 내지 WC4)로 공급되는 유압 작용력을 증압 또는 감압하여 압력을 조절한다. 이를 도 3을 참조하여 설명한다.
유압조절부(160)는, 차량의 전후좌우에 회전 가능하게 마련된 휠(RR, RL, FR, FL)과, 각 휠(RR, RL, FR, FL)에 설치되고 유압라인을 통해 마스터 실린더(MC)로부터 공급되는 유압 작용력을 기계적 힘으로 변환하는 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4)와, 리저버(R)의 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더 측으로 공급하는 두 유압펌프(Pump)와, 각 유압펌프(Pump)에 의해 펌핑된 브레이크액을 임시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(LPA1, LPA2)와, 마스터 실린더(MC)로부터 공급된 브레이크액을 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4)로 공급 또는 리저버(R)로 복귀시키는 복수의 솔레노이드밸브(IN1 내지 IN4, OUT1 내지 OUT4)를 포함한다.
좀 더 구체적으로, 마스터실린더(MC)는 두 개의 챔버를 가지며, 마스터실린더(MC)의 첫 번째 챔버와 전륜 우측 바퀴(FR) 및 후륜 좌측 바퀴(RL)에 각각 설치된 휠 실린더(WC1, WC2) 사이의 유압 라인에는 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1)가 마련된다. 이 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1)는 마스터실린더(MC)로부터 휠 실린더(WC1, WC2)에 전달되는 브레이크액을 제어한다.
그리고 마스터실린더(MC)의 두 번째 챔버와 전륜 좌측 바퀴(FL) 및 후륜 우측 바퀴(RR)에 각각 설치된 휠 실린더(WC3, WC4) 사이의 유압 라인에는 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC2)가 마련된다. 이 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC2)는 마스터실린더(MC)로부터 휠 실린더(WC3, WC4)에 전달되는 브레이크액을 제어한다.
그리고, 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1)와 각 휠 실린더(WC1, WC2) 사이의 유압라인에는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(IN1, IN2)가 마련되고, 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC2)와 각 휠 실린더(WC3, WC4) 사이의 유압라인에는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(IN3, IN4)가 마련된다.
또한, 각 휠 실린더(WC1, WC2)의 출구 측에는 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT1, OUT2)가 마련되고, 각 휠 실린더(WC3, WC4)의 출구 측에는 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT3, OUT4)가 마련된다.
노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT1, OUT2)의 출구 측에는 각 휠 실린더(WC1, WC2)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(LPA1)가 마련되고, 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT3, OUT4)의 출구 측에는 각 휠 실린더(WC3, WC4)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(LPA2)가 마련된다.
저압 어큐뮬레이터(LPA1, LPA2)에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더(WC1 내지 WC4)측으로 강제 환류시키는 두 유압펌프(Pump)와, 두 유압펌프(Pump)에 접속된 한 개의 유압모터가 마련된다.
한편, 두 유압펌프(Pump)의 흡입 측과 마스터실린더(MC)의 각 챔버 사이의 보조 유압 라인에는 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1, ESV2)가 마련된다.
이에 따라, 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1, ESV2)가 개방되면 마스터 실린더(MC)와 각 유압펌프(Pump) 사이의 보조 유압라인이 개방되고, 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1, ESV2)가 폐쇄되면 마스터 실린더(MC)와 마스터 실린더(MC)와 각 유압펌프(Pump) 사이의 보조 유압라인이 폐쇄된다.
여기서 노멀 오픈형(NO: Normal Open) 밸브는 통전되기 전에는 밸브 유로를 개방하고 통전되면 밸브 유로를 폐쇄하고, 노멀 클로즈형(NC: Normal Close) 밸브는 통전되기 전에는 밸브 유로를 폐쇄하고 통전되면 밸브 유로를 개방한다.
이러한 유압조절부(160)는 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4)의 유압 제동력 증가 시, 제어부(미도시)의 명령에 따라 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브를 개방시키고 유압펌프를 구동시켜 저압 어큐뮬레이터(LPA1, LPA2)의 브레이크액을 노멀 오픈 솔레노이드 밸브(IN1 내지 IN4)를 통해 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4)로 공급하여 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4)의 압력을 증가시킨다.
유압조절부(160)는 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4)의 유압 제동력 감소 시, 제어부(0)의 명령에 따라 유압펌프(Pump)를 정지시키고 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(OUT1 내지 OUT4)를 개방시켜 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4)의 브레이크액을 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(OUT1 내지 OUT4)를 통해 리저버(R)로 귀환되도록 함으로써 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4) 내의 압력을 감소시킨다.
그리고 유압조절부(160)는 감압 및 증압을 통하여 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4)에 적정 압력이 작용하면 제어부(0)의 명령에 따라 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(IN1 내지 IN4) 및 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT1 내지 OUT4)를 닫아 휠 실린더(WC1, WC2, WC3, WC4)의 압력을 유지시킨다.
안티 록 브레이크 장치(ABS: Anti-lock Brake System)는 미끄러운 노면에서의 슬립에 의한 브레이크의 잠김을 방지하고 제동 중 운전자에 의한 조향이 가능하도록 하는 것으로, ABS 제어부(170)는 휠의 속도와 차량 속도에 기초하여 슬립 변화율을 산출하고, 산출된 슬립 변화율에 기초하여 ABS 구동 여부를 결정한다.
즉, ABS는 구동 시 슬립 변화율에 대응하여 각 휠(FR, FL, RR, RL)의 유압을 선택적으로 증압 혹은 감압한다.
이러한 ABS 제어부(170)는 능동 유압 부스트 장치의 제어부(140)와 통신을 수행하고, ABS 구동 여부에 대응하는 ABS 구동 신호를 제어부(140)에 전송한다. 이때 ABS 구동 시의 슬립 변화율에 기초한 제동력을 전송한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 능동 유압 부스트 장치의 제어 순서도로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.
능동 유압 부스트 장치(AHB)는 차량 주행 중 휠 속도, 차량 가속도 등을 검출하고, 브레이크 페달의 가압에 대응하는 운전자의 제동 의지를 판단하되, 페달 스트로크 신호에 기초하여 운전자의 긴급 제동 의지를 판단한다.
좀 더 구체적으로, 능동 유압 부스트 장치(AHB)는 페달 스트로크 신호에 기초한 페달 트래블 레이트(Pedal Travel Rate)를 산출하고, 페달 트래블 레이트(Pedal Travel Rate)가 미리 설정된 기준치보다 낮으면 패닉 브레이크(Panic Brake)를 판단(201)한다.
다음 능동 유압 부스트 장치(AHB)는 휠 속도를 이용하여 차량 속도를 산출(202)하고 산출된 차량 속도에 기초하여 긴급 제동 진입 시점과 긴급 제동 해제 시점을 판단하고, 판단된 긴급 제동 진입 시점과 긴급 제동 해제 시점 사이의 시간에 대응한 차량의 가속도를 산출하고, 산출된 가속도에 기초하여 페이딩 브레이크(Fading Brake: 제동력 감소)를 판단(203)한다. 즉, 가속도가 감소하는지 판단한다.
여기서 가속도는 가속도 검출부(130)에서 직접 검출된 감가속도를 이용하는 것도 가능하다.
아울러 능동 유압 부스트 장치(AHB)는 차량 속도 검출 시 가속도 검출부(130)에서 검출된 차량의 가속도를 적분한 속도에 기초하여 차량 속도를 보정하는 것도 가능하다.
다음 능동 유압 부스트 장치(AHB)는 긴급 제동 상황에서 운전자의 제동 의지에 못 미치는 제동력이 발생되는 패닉 브레이크(Panic Brake) 또는 빈번한 제동으로 인한 브레이크의 과열로 인해 제동력이 감소되는 페이딩 브레이크(Fading Brake)가 발생되었다고 판단(204)되면, 브레이크 어시스트가 필요한지 판단한다.
다음 능동 유압 부스트 장치(AHB)는 브레이크 어시스트가 필요하다고 판단되면 AHB 액추에이터부(150)의 펌프(153)를 구동시키기 위한 압력 상승 시점을 결정(205)한다.
다음 능동 유압 부스트 장치(AHB)는 ABS 제어부(170)로부터 전송된 ABS 구동 신호에 기초하여 목표 어시스트 압력을 결정(206)하고, 결정된 목표 어시스트 압력에 기초하여 AHB 액추에이터부(150)의 모터(Mo)를 제어함으로써 AHB 액추에이터부(150)의 펌프(153)에서 마스터 실린더(MC)로 공급되는 브레이크 액을 제어하여 마스터 실린더(MC)의 압력을 조절(207)한다.
다음 능동 유압 부스트 장치(AHB)는 조절된 마스터 실린더(MC)의 압력을 검출하고, 검출된 마스터 실린더(MC)의 조절 압력이 목표 어시스트 압력인지 판단(208)하고, 마스터 실린더(MC)의 압력이 목표 어시스트 압력이면 마스터 실린더(MC)의 압력을 목표 어시스트 압력으로 유지(209)시킨다. 여기서 목표 어시스트 압력은 ABS가 수행되기 전까지의 최대 압력이다.
즉 목표 어시스트 압력은 ABS 구동 시 슬립 변화율에 대응하여 발생될 유압 제동력이다. 즉, 여기서 슬립 변화율은 휠의 속도와 차량 속도에 기초하여 산출된 것으로, 산출된 슬립 변화율이 기준 슬립 변화율을 초과하는 경우 ABS 구동이 결정된다.
이와 같이 능동 유압 부스트 장치(AHB)는 긴급 제동 상황에서 컷밸브(152), 어플라이 밸브(156), 릴리즈 밸브(157)의 개폐를 제어하고 펌프(153)의 구동을 제어하여 AHB 액추에이터부(150)의 펌프(153)에서 마스터 실린더(MC)에 유압이 공급되도록 하고, 복수 솔레노이드밸브(IN1 내지 IN4, OUT1 내지 OUT4)를 제어하여 브레이크액을 증압 또는 감압시킨 후 휠 실린더(WC1 내지 WC4)에 공급되도록 한다.
이로써 각 휠(FR, RL, FL, RR)의 휠 실린더(WC1 내지 WC4)에 목표 어시스트 압력에 대응하는 유압 제동력이 발생되어 차량이 긴급 제동된다.
만약 차량은 제동 시 패닉 브레이크 및 페이딩 브레이크가 발생되지 않으면 마스터 부스터(B)를 이용하여 마스터 실린더(MC)의 압력을 조절(210)함으로써 유압 제동이 수행되도록 한다.
여기서 유압조절부(160)는 차량 제동 시 페달 스트로크 검출부(120)로부터 전송된 브레이크 페달(Pedal)의 스트로크에 기초하여 운전자의 제동 의지에 따른 목표 제동력을 판단하고, 목표 제동력에 도달하도록 부스터(B)의 압력을 조절 제어한다.
그리고 유압조절부(160)는 마스터 부스터(B)의 압력을 제어함으로써 마스터 부스터(B)의 브레이크액이 마스터 실린더(MC)로 공급되면 복수 솔레노이드밸브(IN1 내지 IN4, OUT1 내지 OUT4)를 제어하여 브레이크액을 증압 또는 감압시킨 후 휠 실린더(WC1 내지 WC4)에 공급되도록 한다.
이로써 각 휠(FR, RL, FL, RR)의 휠 실린더(WC1 내지 WC4)에 유압 제동력을 발생시켜 차량이 제동되도록 한다.
FL, FR, RL, RR: 휠 WC1 내지 WC4: 휠 실린더
B: 마스터 부스터 MC: 마스터 실린더
R: 리저버 110: 휠 속도 검출부
120: 페달 스트로크 검출부 130: 가속도 검출부
140: 제어부 150: AHB 액추에이터
153: 펌프 Mo: 모터
160: 유압조절부 170: ABS 제어부

Claims (13)

  1. 차량의 휠에 제동을 지시하는 브레이크 페달의 스트로크를 검출하는 페달 스트로크 검출부;
    상기 휠에 제동력을 발생시키는 휠 실린더;
    상기 휠 실린더에 브레이크 액을 공급하는 마스터실린더;
    상기 마스터 실린더에 브레이크 액을 공급하는 펌프;
    상기 페달 스트로크에 기초하여 브레이크 어시스트 여부를 판단하고 상기 브레이크 어시스트가 판단되면 상기 펌프의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 브레이크 어시스트 제어 시, 상기 펌프를 구동시키는 압력 상승 시점을 결정하고, ABS 제어부로부터 전송된 ABS 구동 신호에 기초하여 목표 어시스트 압력을 결정하고, 결정된 목표 어시스트 압력에 기초하여 상기 펌프의 구동을 제어하는 차량의 능동 유압 부스터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 페달 스트로크에 기초한 페달 트래블 레이트를 산출하고, 산출된 페달 트래블 레이트가 미리 설정된 기준치보다 낮으면 패닉 브레이크 발생으로 판단하여 상기 브레이크 어시스트를 제어하는 차량의 능동 유압 부스터 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠 속도를 검출하는 휠 속도 검출부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 휠 속도에 기초하여 상기 차량의 속도를 산출하고, 상기 차량의 속도에 기초하여 상기 차량의 감가속도를 산출하고, 상기 산출된 차량의 감가속도에 기초하여 페이딩 브레이크 발생 여부를 판단하고, 상기 페이딩 브레이크가 발생되면 상기 브레이크 어시스트를 제어하는 차량의 능동 유압 부스터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 펌프는,
    능동 유압 부스트 액추에이터에 마련되고, 상기 능동 유압 부스트 액추에이터에 마련된 모터의 구동에 대응하여 펌핑하는 차량의 능동 유압 부스터 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 목표 어시스트 압력은,
    상기 ABS 구동 시 발생될 제동력에 대응하는 차량의 능동 유압 부스터 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 마스터 실린더의 압력을 상기 목표 어시스트 압력으로 유지 제어하는 차량의 능동 유압 부스터 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량의 감가속도를 검출하는 가속도 검출부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 차량의 감가속도에 기초하여 페이딩 브레이크 발생 여부를 판단하고, 상기 페이딩 브레이크가 발생되면 상기 브레이크 어시스트를 제어하는 차량의 능동 유압 부스터 장치.
  9. 차량의 휠에 제동을 지시하는 브레이크 페달의 스트로크를 검출하고,
    상기 페달 스트로크에 기초한 페달 트래블 레이트를 산출하고,
    상기 페달 트래블 레이트에 기초하여 패닉 브레이크 발생 여부를 판단하고,
    상기 패닉 브레이크가 발생되면 유압 부스터 장치의 펌프의 구동을 제어하여 브레이크 어시스트를 수행하고,
    상기 브레이크 어시스트를 수행하는 것은,
    상기 펌프를 구동시키는 압력 상승 시점을 결정하고,
    ABS 제어부로부터 전송된 ABS 구동 신호에 기초하여 목표 어시스트 압력을 결정하고,
    상기 목표 어시스트 압력에 기초하여 상기 펌프의 구동을 제어하는 능동 유압 부스터 장치의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 휠의 속도를 검출하고,
    상기 휠의 속도에 기초하여 상기 차량의 속도를 산출하고,
    상기 차량의 속도에 기초하여 상기 차량의 감가속도를 산출하고,
    상기 산출된 차량의 감가속도에 기초하여 페이딩 브레이크 발생 여부를 판단하고,
    상기 페이딩 브레이크가 발생되면 상기 브레이크 어시스트를 수행하는 것을 더 포함하는 능동 유압 부스터 장치의 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서,
    마스터 실린더의 압력을 상기 목표 어시스트 압력으로 유지 제어하는 것을 더 포함하는 능동 유압 부스터 장치의 제어 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 차량의 감가속도를 검출하고,
    상기 차량의 감가속도에 기초하여 페이딩 브레이크 발생 여부를 판단하고,
    상기 페이딩 브레이크가 발생되면 상기 브레이크 어시스트를 수행하는 것을 더 포함하는 능동 유압 부스터 장치의 제어 방법.
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