KR102132763B1 - 브레이크의 마스터 실린더 압력 추정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크의 마스터 실린더 압력 추정 방법은, 페달의 작동시 페달 변위값과 진공압을 검출하는 검출 단계와, 검출된 진공압과 목표 진공압을 비교하는 비교단계와, 검출된 진공압 수준별로 마스터 실린더 압력으로 맵핑하여 적용하는 맵핑단계와, 브레이크 페달 변위값으로 브레이크 페달 변화율에 대하여 마스터 실린더 보상압력으로 보상하는 보상단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 브레이크 페달 변화율, 압력값과 휠 제동압력에 의한 마스터 실린더의 압력을 보상함으로써 마스터 실린더 압력 추정 성능을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 전자제어 브레이크 시스템의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

Description

브레이크의 마스터 실린더 압력 추정 방법 {METHOD TO ESTIMATE MASTER CYLINDER PRESSURE OF BRAKE}

본 발명은 브레이크의 마스터 실린더 압력 추정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브레이크 페달 신호, 브레이크 페달 변화율 신호, 부압 신호, 휠 추정압력 신호를 조합하여 마스터 실린더 압력 신호를 계산할 수 있는 브레이크의 마스터 실린더 압력 추정 방법에 관한 것이다.

최근 연비 향상 및 배기가스 저감을 위하여 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차, 전기 자동차 등의 개발이 완료되었거나 진행 중에 있다. 이러한 차량에는 제동장치 즉, 브레이크가 필수적으로 설치된다. 이 차량용 브레이크는 달리고 있는 자동차의 속도를 줄이거나 자동차를 정지시키기 기능을 하는 장치를 말한다.

이 차량용 브레이크 중 유압을 사용하여 제동력을 발생하는 유압 브레이크에서 전자 제어 유압 브레이크는 운전자가 페달을 밟으면 제어부가 이를 감지하고, 유압 제어유닛을 작동하여 유압을 마스터 실린더에 공급함으로써, 각 바퀴의 휠 실린더에 제동유압을 전달하여 제동력을 발생하는 장치이다.

이러한 전자제어 유압 브레이크는 압력센서가 장착됨과 아울러 브레이크 페달에 연결된 마스터 실린더와, 전후륜에 장착되고 압력센서가 설치된 휠 실린더와, 휠 실린더에 공급되는 유압을 제어하기는 다수의 솔레노이드 밸브로 구성되는 바, 운전자가 브레이크 페달을 밟게 되면 마스터 실린더에서 유압을 발생시켜 휠 실린더에 공급하고 휠 실린더가 브레이크 라이닝을 가압하여 정지시키게 되는 것이다.

이러한 종래의 브레이크는 브레이크 페달 센서가 장착된 차량에서는 브레이크 페달 신호와 마스터 실린더 압력 신호를 2차원 맵핑하는 것으로, 마스터 실린더 압력 신호를 추정하여 운전자의 제동의지 및 요구 제동량 판단을 수행하는데, 이는 브레이크 페달 변화율, 진공 수준별, 휠 잔존 압력 별로 상이한 마스터 실린더 압력을 추정하기에 오차가 크게 된다. 이러한 오차는 전자 브레이크 시스템의 진입시점 및 제어량에 관련하여 전자 제어 제동 시스템의 성능 감소를 유발하는 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 10-2008-0086249(2008.09.25)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 브레이크 변화율에 의한 마스터 실런더의 압력 보상, 진공압 신호를 참조하여 진공 수준별 3차원 맵핑, 휠 추정 압력에 의한 마스터 실린더 압력을 보상할 수 있도록 한 차량용 브레이크의 마스터 실린더 압력 추정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 페달에 구비되어 운전자가 페달을 밟을 대 페달의 변위값을 검출하는 페달센서와, 페달의 변위값과 진공압으로부터 마스터 실린더의 압력을 보상하기 위한 보상압력을 연산하는 전자제어부와, 전자제어부에서 연산된 값으로 진공압 수준별로 마스터 실린더의 압력을 맵핑하기 위한 BAS(Brake Assist System)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전자제어부는 페달센서로부터 전송되는 페달 변위값으로부터 마스터 실린더의 보상압력을 연산하고, 휠 제동압력으로 마스터 실린더에 대한 보상압력을 연산하기 위한 보상압력 연산부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 페달의 작동시 페달 변위값과 제동시 발생되는 진공압을 검출하는 검출 단계와, 검출된 진공압과 목표 진공압을 비교하는 비교단계와, 검출된 진공압 수준별로 마스터 실린더 압력으로 맵핑하여 적용하는 맵핑단계와, 브레이크 페달 변위값으로 브레이크 페달 변화율에 대하여 마스터 실린더 보상압력으로 보상하는 보상단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 맵핑단계는, 검출된 진공압이 목표 진공압보다 작으면, 진공압 부족수준별로 마스터실린더 압력을 맵핑하는 단계와, 검출된 진공압이 목표 진공압보다 크거나 같을 때 정상 진공압 별로 마스터실린더 압력을 맵핑하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 운전자의 비 제동상황에서 추정된 휠의 압력으로 휠의 제동압력이 존재하는지를 판단하는 단계와, 휠의 제동압력이 존재하면 휠의 제동압력을 마스터 실린더 압력으로 보상하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 판단단계와 보상단계 사이에는 보상압력 연산부에서 휠의 제동압력에 대하여 마스터 실린더 압력으로 보상하는 보상압력을 연산하는 연산단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 브레이크 페달 변화율, 부스터 압력값과 휠 제동압력에 의한 마스터 실린더의 압력을 보상함으로써 마스터 실린더 압력 추정 성능을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 전자제어 브레이크 시스템의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유로의 두지점에서 압력 관계를 수식으로 나타내기 위하여 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마스터 실린더의 압력 추정 장치를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상 압력 추정 방법을 도시한 순서도.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

참고로, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유로의 두지점에서 압력 관계를 수식으로 나타내기 위하여 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마스터 실린더의 압력 추정 장치를 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상 압력 추정 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 자동차 브레이크의 마스터 실린더 압력 추정 제어장치는, 페달센서(110), 보상압력 연산부(150), 전자제어부(140), BAS(Brake Assist System)(160)를 포함한다.

페달센서(110)는 운전자가 밟아서 브레이크를 작동시키기 위한 페달에 구비되며, 운전자가 페달을 밟을 때 페달의 변위 값을 검출하게 된다. 이 페달센서(110)는 페달의 변위값을 후술하는 보상압력 연산부(150)로 전송하게 된다.

보상압력 연산부(150)는 페달센서(110)로부터 페달 변위값을 전송받아 브레이크 페달 변화율에 대한 보상 진공압력을 연산한 후에 전자제어부(140)로 전달하게 된다. 그리고 보상압력 연산부(150)는 휠의 제동압력을 진공압력에 대한 보상 압력으로 연산한 후에, 전자제어부(140)로 전송하게 된다.

전자제어부(140)는 자동차의 브레이크 작동에 사용되는 각 부품들로부터 각종 정보를 입력 받도록 구성된다. 즉, 전자제어부(140)는 브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달센서(110)로부터 운전자가 브레이크 페달을 밟을 때 페달의 변위값을 전송 받도록 구성된다. 그리고 전자제어부(140)는 진공압력 신호를 전달받도록 구성된다.

진공압력 신호는 진공 발생기구로부터 발생되는 진공압력에 대한 값으로, 이 진공압 발생기구에 구비되는 진공압 검출부(120)에서 검출하여 발생하게 되는 것이다. 진공압은 브레이크의 작동시 페달에 가해지는 힘을 휠씬 크게 하기 위하여 발생되는 압력으로 부스터에서 발생되는 것이 통상적이나, 전기나 하이브리드 차량의 경우에는 부스터 대신에 AHB(Active Hydraulic Booster)에서 발생되는 제동압으로 대용된다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서의 진공 발생기구는 부스터와 AHB를 포함한다.

본 발명의 실시예에서의 진공압은 부스터에서 발생되는 것을 일예로 사용한다.

여기서, 전자제어부(140)는 브레이크 페달 변위값으로부터 마스터 실린더의 보상압력을 연산하고, 휠의 제동압력으로부터 마스터 실린더의 보상압력을 연산하기 위한 보상압력 연산부(150)를 포함한다.

BAS(160)는 전자제어부(140)에서 연산된 값으로 진공압 수준별로 마스터 실린더의 압력을 맵핑하는 역할을 하게 된다.

여기서, 운전자가 브레이크 페달을 밟을 때, 페달의 변화율에 대한 보상 압력은 도 1과 후술하는 식에 의하여 도출된다.

도 1의 유로와 후술하는 식에서 D는 유로 너비, L은 두 지점 압력 사이의 거리, P₁은 마스터 실린더 압력, P₂는 휠 압력, a는 가속도, ρ는 유체밀도를 나타낸다.

즉, 운전자가 브레이크 페달을 신속하게 밟게 되면 두지점 사이에서 가속도가 발생하게 되고, 상기와 같은 식에 의하여 한 지점에서의 압력은 기본 압력과 가속도를 압력으로 하는 보상 압력의 합으로 나타나게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 마스터 실린더의 압력 추정 방법은, 브레이크 페달의 변위값을 검출하고, 진공압을 검출하는 단계(S100), 검출된 진공압과 목표 진공압을 비교하는 단계(S110), 검출된 진공압 수준별로 마스터 실린더 압력을 맵핑하여 적용하는 맵핑 단계(S130), 브레이크 페달 변화율에 대하여 마스터 실린더 보상압력으로 보상하는 단계(S140)를 포함한다.

먼저, 운전자가 브레이크 작동시키기 위하여 브레이크 페달을 밟게 되면, 브레이크 페달에 구비되는 페달센서(110)가 브레이크 작동을 검출하여 전자제어부(140)로 전송하게 된다.

그런 다음, 페달의 작동에 의해 진공압 검출부(120)는 진공압력을 검출하여 전자제어부(140)로 전송하게 된다.

이후에, 전자제어부(140)에서 진공압 검출부(120)로부터 전달되는 진공압과 목표 진공압과 비교하는 단계를 갖는다.(S110)

즉, 전자제어부(140)는 검출된 진공압과 목표 진공압을 비교한 후에, 검출된 진공압이 목표 진공압보다 적은 경우에 부족한 진공압 수준별로 마스터실린더 압력을 맵핑 적용한다. 그리고 검출된 진공압력이 목표 진공압력과 같거나 크게 되면, 정상 진공압 수준별로 브레이크 페달-마스터실린더 압력을 맵핑 적용한다.(S130)

이후에, 브레이크 페달의 작동시 검출된 페달의 변위값으로 브레이크 페달 변화율에 대한 마스터 실린더의 보상압력으로 보상하는 단계를 갖는다.(140)

즉, 압력 보상단계(140)는 보상압력 연산부(150)가 페달센서(110)로부터 검출된 페달의 변위값으로부터 브레이크 페달 변화율에 대한 마스터 실린더의 보상압력을 연산하는 단계를 포함한다.

이후에, 운전자가 페달 작동을 하지 않는 즉, 운전자의 비제동 상황에서 휠의 제동압력으로부터 휠의 제동압력이 존재하는가를 판단하는 단계를 갖는다.(150)

즉, 운전자가 페달을 작동하지 않을 때 휠의 제동압력으로부터 휠의 제동압력이 잔존하게 되는지를 판단하게 된다.

여기서, 휠의 제동압력은 추정된 휠의 압력값으로, 이 추정된 휠의 압력값은 차량에 구비되는 ESC(Electronic Stability Control) 시스템에서 계산되는 휠의 압력값을 전송받게 된다. 이 ESC는 이미 공지된 기술로서 그에 대한 구조 및 작동에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고 이 ESC는 차량의 운행시 차량에 구비되는 다양한 장치로부터 전반적인 정보를 받는 차량 네트워크에 연결되어 휠의 압력값을 전송하도록 구성된다. 따라서, 전자제어부(140)는 차량 네트워크로부터 휠의 압력값을 전달받도록 구성된다.

이후에, 휠의 제동압력이 존재하게 되면, 휠의 제동압력을 마스터 실린더 압력으로 보상하는 단계를 갖는다.(S160)

여기서, 휠의 제동압력이 존재하는가를 판단하는 단계(S150)와 마스터 실린더 압력으로 보상하는 단계(S160) 사이에는, 휠 압력센서에서 휠의 제동압력이 검출되면 휠의 잔존압력을 마스터 실린더 압력으로 보상하기 위한 보상압력을 연산하는 단계를 더 갖는다. 즉, 연산단계는 보상압력 연산부(150)가 휠 압력센서(130)로부터 휠의 잔존압력을 전송받은 후에 휠 잔존압력으로 마스터 실린더 압력으로 보상하기 위한 보상압력을 연산하는 것이다.

상기와 같이, 브레이크 페달 변화율, 부스터 압력값과 휠 제동압력에 의한 마스터 실린더의 압력을 보상함으로써 마스터 실린더 압력 추정 성능을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 전자제어 브레이크 시스템의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예에 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

110: 페달센서
120 : 진공압 검출부
140 : 전자제어부
150 : 보상 압력 연산부
160 : BAS

Claims (9)

1. 브레이크 페달에 구비되어 운전자가 페달을 밟을 때 페달의 변위값을 검출하는 페달센서; 및
   비제동 상황에서 휠의 제동압력이 존재하는지 판단하고, 상기 휠의 제동압력이 잔존한다고 판단되면, 상기 휠의 제동압력을 기초로 마스터 실린더의 보상압력을 연산하는 전자제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상압력 추정 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전자제어부는,
   상기 페달의 변위값을 기초로 상기 마스터 실린더의 보상압력을 더 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상압력 추정 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 마스터 실린더 보상압력은,
   상기 페달의 변위값에 기초하여 유로의 미리 정해진 두 지점 사이에서 산출되는 가속도에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상압력 추정 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 전자제어부는,
   상기 페달의 변위값과 진공압을 기초로 상기 마스터 실린더의 보상압력을 더 연산하고,
   상기 전자제어부에서 연산된 값으로 진공압 수준별로 상기 마스터 실린더의 압력을 맵핑하기 위한 BAS(Brake Assist System)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상압력 추정 장치.
5. 페달의 작동시 페달 변위값을 검출하는 검출 단계;
   운전자의 비제동 상황에서 휠의 제동압력이 존재하는지 판단하는 단계;
   상기 운전자의 비제동 상황에서 상기 휠의 제동압력이 잔존한다고 판단되면, 상기 휠의 제동압력을 기초로 마스터 실린더 보상압력을 연산하고, 상기 연산된 마스터 실린더 보상압력으로 보상하는 보상단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상 압력 추정 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 보상단계 이전에,
   상기 페달 변위값을 기초로 마스터 실린더 보상압력을 더 연산하는 단계를 포함하는 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상 압력 추정 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 마스터 실린더 보상압력은,
   상기 페달의 변위값에 기초하여 유로의 미리 정해진 두 지점 사이에서 산출되는 가속도에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상 압력 추정 방법.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 검출 단계는,
   제동시 발생되는 진공압을 더 검출하고,
   상기 검출된 진공압과 목표 진공압을 비교하는 비교단계;
   검출된 진공압을 수준별로 마스터 실린더 압력으로 맵핑하여 적용하는 맵핑단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상 압력 추정 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 맵핑단계는,
   상기 진공압이 목표 진공압보다 작으면, 진공압 부족수준별로 마스터실런더 압력을 맵핑하는 단계;
   검출된 진공압이 목표 진공압보다 크거나 같을 때, 정상 진공압별로 마스터실린더 압력을 맵핑하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크의 마스터 실린더 보상 압력 추정 방법.

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