KR102483015B1

KR102483015B1 - 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법

Info

Publication number: KR102483015B1
Application number: KR1020180091740A
Authority: KR
Inventors: 김종성
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2022-12-30
Also published as: KR20200016530A

Abstract

본 발명은 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법에 관한 것으로서, 브레이크 페달의 가압에 의해 이동되는 제1 피스톤을 통해 유압을 형성하는 제1 마스터 실린더, 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압 또는 전동부스터의 구동에 의해 가압되어 이동하는 제2 피스톤을 통해 제동 유압을 형성하는 제2 마스터 실린더, 및 브레이크 페달의 페달 스트로크를 토대로 결정되는 요구 제동력이 충족되도록 전동부스터의 구동을 제어하여 제2 마스터 실린더를 통해 요구 제동 유압을 형성하되, 전동부스터의 배력 한계점을 기준으로 결정되는 페달 스트로크의 제1 구간 및 제2 구간에서 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압을 요구 제동 유압의 형성에 선택적으로 반영하고 전동부스터의 구동을 차별적으로 제어함으로써 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법{BRAKING APPARATUS AND BRAKING CONTROL METHOD OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동식 부스터 제동 시스템의 페달감 및 제동감의 설계 용이성을 확보하기 위한 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법에 관한 것이다.

최근, 연비 개선을 위한 Vacuum-free Brake System을 구현하고, 긴급 제동 시스템(AEB: Autonomous Emergency Braking)과 같은 능동 제동 엑추에이터 및 전기 자동차의 회생 제동 협조 제어를 구현하기 위해 전동식 부스터 제동 시스템이 확대되는 추세이다.

일반적으로 전동식 부스터 제동 시스템은 기존의 진공 부스터의 제동 메카니즘을 대부분 유지하되, 진공 부스터와 같이 공기압과 진공압(Vacuum Pressure) 간의 차압으로 제동 유압을 배력하는 대신, 전기에너지를 이용한 전동부스터(즉, 모터)의 힘으로 제동 유압을 배력하는 점에서 진공 부스터와 그 배력 메카니즘 상의 차이점이 존재한다.

전동식 부스터 제동 시스템은 페달 시뮬레이터의 장착 여부에 따라 두 가지 타입으로 구분될 수 있다. 페달 시뮬레이터가 장착된 전동식 부스터 제동 시스템의 경우, 운전자가 브레이크 페달을 답입하여 발생하는 운전자의 페달력을 차단하고 전동부스터의 힘만으로 제동을 수행하며, 운전자의 페달감에 있어서는 페달 시뮬레이터의 고무 댐퍼 또는 스프링에 의한 반력을 통해 운전자로 하여금 기존의 진공 부스터 방식의 제동 시스템이 제공하였던 페달감과 유사한 페달감을 느끼도록 한다.

반면, 페달 시뮬레이터가 장착되지 않은 전동식 부스터 제동 시스템의 경우, 제동력 중 일부를 운전자의 페달 답력이 부담하는 방법으로 운전자의 페달감을 형성한다. 예를 들어, 전동부스터의 배력비가 10:1이라면 전체 제동력 중 10%는 운전자의 페달 답력이 부담하는 제동력이고 90%는 전동부스터가 부담하는 제동력이 된다. 즉, 페달 시뮬레이터가 장착되지 않은 전동식 부스터 제동 시스템의 경우에는 전체 제동력 중 일부를 운전자의 페달 답력이 부담하도록 함으로써 운전자의 페달감을 형성한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0044300호(2008.05.20 공개)에 개시되어 있다.

페달 시뮬레이터가 장착된 전동식 부스터 제동 시스템의 경우, 솔레노이드 밸브와 같은 추가적인 부품이 요구되기 때문에 원가 및 사이즈 측면에서는 단점이 존재하지만 운전자의 페달감을 형성하기 용이한 장점을 갖는다.

반면, 페달 시뮬레이터가 장착되지 않은 전동식 부스터 제동 시스템의 경우, 솔레노이드 밸브와 같은 추가적인 부품이 요구되지 않아 구조가 비교적 단순하고 원가를 절감시킬 수 있으며 품질 문제를 최소화시킬 수 있는 장점이 있으나, 운전자의 적절한 페달감을 형성하기가 용이하지 않고 제동감 및 제동 응답성의 설계 자유도에 제약이 있어 기존의 능동 제동 시스템 대비 단점이 존재한다. 나아가, 종래의 진공 부스터 시스템과 마찬가지로 제동감은 시스템에서 소요되는 브레이크 액량에 영향을 받을 수 밖에 없어 프리미엄 제동감 구현이 용이하지 않은 문제점이 존재한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 페달 시뮬레이터가 장착되지 않은 전동식 부스터 제동 시스템에 있어서 운전자에게 적절한 페달감을 제공함과 동시에 제동감 및 제동 응답성에 대한 튜닝 및 설계의 자유도를 확보할 수 있는 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 제동 장치는 브레이크 페달의 가압에 의해 이동되는 제1 피스톤을 통해 유압을 형성하는 제1 마스터 실린더, 상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압 또는 전동부스터의 구동에 의해 가압되어 이동하는 제2 피스톤을 통해 제동 유압을 형성하는 제2 마스터 실린더, 및 상기 브레이크 페달의 페달 스트로크를 토대로 결정되는 요구 제동력이 충족되도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하여 상기 제2 마스터 실린더를 통해 요구 제동 유압을 형성하되, 상기 전동부스터의 배력 한계점을 기준으로 결정되는 페달 스트로크의 제1 구간 및 제2 구간에서 상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압을 상기 요구 제동 유압의 형성에 선택적으로 반영하고 상기 전동부스터의 구동을 차별적으로 제어함으로써 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제1 마스터 실린더는, 상기 제1 피스톤에 상기 브레이크 페달 방향의 반력을 제공하는 댐퍼 부재 및 스프링 부재를 포함함으로써 페달감을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 페달 스트로크가 상기 전동부스터의 배력 한계점에 도달할 때까지의 상기 제1 구간에서는 상기 전동부스터의 구동만을 통해 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하고, 페달 스트로크가 상기 전동부스터의 배력 한계점에 도달한 이후의 상기 제2 구간에서는 상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압과 상기 전동부스터의 구동을 통해 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제1 구간에서, 상기 브레이크 페달이 가압됨에 따라 상기 제1 마스터 실린더를 통해 발생하는 유압에 의해 상기 제2 피스톤이 이동될 것으로 판단되는 이동 예상량 이상으로 상기 제2 피스톤이 이동되도록 상기 전동부스터를 구동시킴으로써 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제1 구간에서, 상기 제동 유압의 증압 시 상기 이동 예상량을 초과하여 상기 제2 피스톤이 이동되도록 상기 전동부스터를 구동시킬 때, 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기보다 크도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하되, 상기 기준 기울기는 상기 이동 예상량만큼 상기 제2 피스톤이 이동되는 경우의 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제1 구간에서 상기 이동 예상량을 초과하여 상기 제2 피스톤이 이동되도록 상기 전동부스터를 구동시켜 상기 제동 유압이 증압된 상태에서 상기 제동 유압의 감압이 이루어지는 경우, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더의 컷 오프 홀(Cut-Off Hole)을 통과할 때까지 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 상기 기준 기울기와 같도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제동 유압의 감압 시, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더의 컷 오프 홀을 통과한 이후에는 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 상기 기준 기울기보다 크도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제동 유압의 감압 시, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더의 컷 오프 홀을 통과하지 않은 상태에서 상기 제동 유압의 재증압이 이루어지는 경우, 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 상기 기준 기울기와 같도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 제동 제어 방법은 제어부가, 상기 브레이크 페달의 페달 스트로크를 토대로 결정되는 요구 제동력이 충족되도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하여 상기 제2 마스터 실린더를 통해 요구 제동 유압을 형성하되, 상기 전동부스터의 배력 한계점을 기준으로 결정되는 페달 스트로크의 제1 구간 및 제2 구간에서 상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압을 상기 요구 제동 유압의 형성에 선택적으로 반영하고 상기 전동부스터의 구동을 차별적으로 제어함으로써 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 전동부스터의 배력 한계점을 기준으로 결정되는 페달 스트로크의 제1 구간 및 제2 구간에서 제1 마스터 실린더에서 생성된 유압을 요구 제동 유압의 형성에 선택적으로 반영하는 방식과 전동부스터의 구동을 차별적으로 제어하는 방식을 통해 요구 제동 유압이 형성되도록 함으로써, 페달 시뮬레이터가 장착되지 않은 전동식 부스터 제동 시스템에 있어 운전자에게 적절한 페달감을 제공함과 동시에 제동감 및 제동 응답성에 대한 튜닝 및 설계의 자유도를 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 페달 스트로크에 따른 페달필의 구현예를 도시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 페달 스트로크에 따른 제동력, 운전자의 페달 답력 및 제1 마스터 실린더에 의해 소모되는 힘을 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 제동 유압의 감압 시 발생 가능한 페달 답력을 도시한 예시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 제동 유압의 증압 및 감압 시 페달 스트로크에 따른 전동부스터의 출력 요구량의 기울기를 도시한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치를 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 페달 스트로크에 따른 페달필의 구현예를 도시한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 페달 스트로크에 따른 제동력, 운전자의 페달 답력 및 제1 마스터 실린더에 의해 소모되는 힘을 도시한 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 제동 유압의 감압 시 발생 가능한 페달 답력을 도시한 예시도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 제동 유압의 증압 및 감압 시 페달 스트로크에 따른 전동부스터의 출력 요구량의 기울기를 도시한 예시도이다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치의 구조를 개괄적으로 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치는 브레이크 페달(10)의 가압에 의해 이동되는 제1 피스톤(미도시)을 통해 유압을 형성하는 제1 마스터 실린더(20), 제1 마스터 실린더(20)에 의해 형성된 유압 또는 전동부스터(모터, 30)의 구동에 의해 가압되어 이동하는 제2 피스톤(51)을 통해 제동 유압을 형성하는 제2 마스터 실린더(50), 및 브레이크 페달(10)의 페달 스트로크를 토대로 결정되는 요구 제동력이 충족되도록 전동부스터(30)의 구동을 제어하여 제2 마스터 실린더(50)를 통해 요구 제동 유압을 형성하는 제어부(60)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 제동력 전달부(40)는, 제1 마스터 실린더(20)에 의해 형성된 유압 및 전동부스터(30)의 회전 운동이 직선 운동으로 변환되어 가압되는 푸쉬로드(45)를 통해 제2 마스터 실린더(50)로 제동력을 전달하는 기능을 수행하며, 이에 따라 제2 마스터 실린더(50)의 제2 피스톤(51)은 푸쉬로드(45)에 의해 가압되어 이동될 수 있다.

운전자가 브레이크 페달(10)을 가압함에 따라 발생된 제1 마스터 실린더(20)의 유압은 제동력 전달부(40)의 푸쉬로드(45)를 가압하며, 가압된 푸쉬로드(45)의 이동에 따라 제2 마스터 실린더(50)의 제2 피스톤(51)이 가압된다. 푸쉬로드(45)에 작용하는 제1 마스터 실린더(20)의 유압은 제2 마스터 실린더(50)에 의해 형성되는 요구 제동 유압 중 운전자의 페달 답력이 부담하는 제동 유압을 의미한다.

제1 마스터 실린더(20)의 유압에 의해 가압되는 푸쉬로드(45)는 전동부스터(30)의 회전 운동이 스크류(41) 및 너트(43)에 의해 직선 운동으로 변환됨으로써(기어 또는 벨트(미도시) 등의 동력 전달 부재를 통해 전동부스터(30) 및 스크류(41)를 연결하여 전동부스터(30)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환할 수 있다.) 스크류(41)의 축 방향으로 이동하는 너트(43)에 의해서도 가압되며, 가압된 푸쉬로드(45)의 이동에 따라 제2 마스터 실린더(50)의 제2 피스톤(51)이 가압된다. 푸쉬로드(45)에 대한 너트(43)의 가압력은 제2 마스터 실린더(50)에 의해 형성되는 요구 제동 유압 중 전동부스터(30)가 부담하는 제동 유압을 의미한다.

즉, 일반적으로 브레이크 페달(10)의 페달 스트로크를 토대로 결정되는 요구 제동력은 전동부스터(30)의 힘과 운전자의 페달 답력의 합으로 결정된다. 다만, 본 실시예는 페달 시뮬레이터가 장착되지 않은 전동식 부스터 제동 시스템에 있어 운전자에게 적절한 페달감을 제공함과 동시에 제동감 및 제동 응답성에 대한 튜닝 및 설계의 자유도를 확보하기 위한 구성을 채용하며, 이하에서는 본 실시예의 구성을 제어부(60)의 동작을 중심으로 구체적으로 설명한다.

제어부(60)는 전동부스터(30)의 배력 가능한 배력 한계점(전부하점)을 기준으로 결정되는 페달 스트로크의 제1 구간 및 제2 구간에서 제1 마스터 실린더(20)에 의해 형성된 유압을 요구 제동 유압의 형성에 선택적으로 반영하고 전동부스터(30)의 구동을 차별적으로 제어함으로써 요구 제동 유압이 형성되도록 할 수 있다. 여기서, 제1 구간은 페달 스트로크가 전동부스터(30)의 배력 한계점에 도달할 때까지의 구간으로서 배력 구간을 의미하고, 제2 구간은 페달 스트로크가 전동부스터(30)의 배력 한계점에 도달한 이후의 구간으로서 미배력 구간을 의미한다.

구체적으로, 제어부(60)는 제1 구간에서는 전동부스터(30)의 구동만을 통해 요구 제동 유압이 형성되도록 할 수 있다. 즉, 제어부(60)는 제1 마스터 실린더(20)에 의해 형성된 유압이 요구 제동 유압의 형성에 반영되지 않도록 함으로써 운전자의 페달 답력이 제동력에 반영되지 않도록 할 수 있다.

제1 구간에서 제1 마스터 실린더(20)에 의해 형성된 유압이 요구 제동 유압의 형성에 반영되지 않도록 하기 위해, 제어부(60)는 브레이크 페달(10)이 가압됨에 따라 제1 마스터 실린더(20)를 통해 발생하는 유압에 의해 제2 피스톤(51)이 이동될 것으로 판단되는 이동 예상량 이상으로 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시킬 수 있다.

즉, 제어부(60)는 브레이크 페달(10)이 가압됨에 따라 제1 마스터 실린더(20)를 통해 발생하는 유압에 의해 제2 피스톤(51)이 이동될 것으로 판단되는 이동 예상량과 같거나 더 많이 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 마스터 실린더(20)를 통해 발생하는 유압은 제2 피스톤(51)의 이동에 영향을 미치지 않게 되며, 즉 운전자의 페달 답력은 요구 제동력에 반영되지 않게 된다. 만약, 전술한 이동 예상량보다 전동부스터(30)의 구동에 따른 제2 피스톤(51)의 이동량이 작으면 제1 마스터 실린더(20)를 통해 발생하는 유압에 의해 제2 피스톤(51)이 이동되어 운전자의 페달 답력이 요구 제동력에 반영되게 된다.

이에 따라, 제1 구간에서는 제1 마스터 실린더(20)에 의해 형성된 유압이 요구 제동 유압의 형성에 반영되지 않고 전동부스터(30)의 구동만에 의해 요구 제동 유압이 형성되며, 따라서 전동부스터(30)의 출력 요구량만에 대한 설계를 통해 페달감 및 제동감에 대한 튜닝을 보다 용이하게 수행할 수 있다. 한편, 제어부(60)는 제2 구간에서는 제1 마스터 실린더(20)에 의해 형성된 유압과 전동부스터(30)의 구동을 통해 요구 제동 유압이 형성되도록 할 수 있다.

본 실시예의 제1 마스터 실린더(20)는 제1 피스톤에 브레이크 페달(10) 방향의 반력을 제공하는 댐퍼 부재 및 스프링 부재를 포함함으로써 페달감을 형성할 수 있다. 즉, 제1 마스터 실린더(20)의 유압 형성 과정에서 제1 피스톤이 댐퍼 부재 및 스프링 부재를 가압하고 이에 따라 댐퍼 부재 및 스프링 부재가 제1 피스톤에 대하여 반력을 제공함으로써 브레이크 페달(10)에 가상적인 페달 답력이 형성될 수 있다. 제1 피스톤에 반력을 제공할 수 있는 범위 내에서 댐퍼 부재 및 스프링 부재는 다양한 구조로 구현될 수 있다. 제1 마스터 실린더(20)가 댐퍼 부재 및 스프링 부재를 포함함에 따라, 운전자의 페달 답력이 요구 제동력에 반영되지 않는 제1 구간에서도 운전자의 페달감이 형성될 수 있다. 도 2에서 ①은 전체 페달필에 대응되는 페달 답력이고, ②는 제1 마스터 실린더(20)의 댐퍼 부재 및 스프링 부재에 의해 형성되는 페달 답력이다.

한편, 제동 초기부터 운전자의 페달 답력과 전동부스터(30)의 구동력에 의해 요구 제동력이 형성되는 기존의 제동 시스템과 본 실시예를 비교할 때, 본 실시예는 전동부스터(30)의 구동력이 더 요구된다. 도 3의 화살표 ①은 기존의 제동 시스템에서 제동 초기 요구되는 전동부스터(30)의 구동력이고, 화살표 ②는 본 실시예에서 제1 구간에서 요구되는 전동부스터(30)의 구동력이다. 도 3에서 확인할 수 있듯이, 제동 초기 요구되는 전동부스터(30)의 구동력은 기존의 제동 시스템의 경우와 본 실시예의 경우 큰 차이가 발생하지 않는다. 즉, 기존의 제동 시스템에서 운전자가 부담하는 페달 답력(전체 요구 제동력의 10% 수준)을 전동부스터(30)가 부담하는 것이기 때문에, 전력 소모 등의 문제는 발생하지 않는다. 도 3에서 운전자의 페달 답력에서 제1 마스터 실린더(20)의 스프링/댐퍼에 의해 소모되는 힘을 감산한 값이 요구 제동력에 반영되는 운전자의 페달 답력이 된다.

한편, 위에서 제어부(60)는 브레이크 페달(10)이 가압됨에 따라 제1 마스터 실린더(20)를 통해 발생하는 유압에 의해 제2 피스톤(51)이 이동될 것으로 판단되는 이동 예상량 이상으로 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시키는 구성을 설명하였다. 이때, 이동 예상량만큼 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시키는 경우가 기존 페달 시뮬레이터가 없는 전동부스터(30) 시스템에서 구현 가능한 제동 응답성이 되는 것이며, 이동 예상량을 초과하여 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시킬 때 더 빠른 제동 응답성을 확보할 수 있고 sporty한 제동감 튜닝이 구현될 수 있다.

이를 위해, 제어부(60)는 제1 구간에서 제동 유압의 증압 시 이동 예상량을 초과하여 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시킬 때, 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기보다 크도록 전동부스터(30)의 구동을 제어할 수 있다. 여기서, 기준 기울기는 이동 예상량만큼 제2 피스톤(51)이 이동되는 경우의 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기로서 제어부(60)에 미리 설정되어 있을 수 있다. 도 5의 ①은 기준 기울기를 갖는 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량을 도시하고 있고, 도 5의 ②는 기준 기울기보다 큰 기울기값을 갖는 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량을 도시하고 있다.

페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기보다 크도록 전동부스터(30)를 구동시킬 때, 제2 마스터 실린더(50)의 제2 피스톤(51)과 제1 마스터 실린더(20)의 제1 피스톤의 간극이 더 벌어지는 만큼 제동 유압의 증압 시 레저버로부터 브레이크 오일이 제1 마스터 실린더(20)로 유입된다. 브레이크 오일이 제1 마스터 실린더(20)로 유입되는 메카니즘은 마스터 실린더의 씰컵 또는 립씰 구조에 의한 것으로서 일반적인 마스터 실린더가 갖는 메카니즘에 해당하므로 구체적인 설명은 생략한다.

제동 유압의 증압 시 제1 마스터 실린더(20)의 씰컵 구조에 의해 유입된 브레이크 오일은 제1 피스톤이 제1 마스터 실린더(20)의 컷 오프 홀(Cut-Off Hole)을 다시 통과하여 해제되기 전까지 다시 환원될 수 없으며, 이로 인해 제동 유압의 감압 시(또는 제동 해제 시) 무거운 페달감이 느껴질 수 있다. 즉, 기존의 제동 시스템에서는 댐핑 효과 등에 의해 감압 시의 페달 답력이 가압 시의 페달 답력보다 낮게 형성되나, 본 실시예에서는 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기보다 크도록 전동부스터(30)를 구동시킴에 따라 제1 피스톤이 제1 마스터 실린더(20)의 컷 오프 홀을 통과하기 전까지 도 4에 도시된 것과 같이 감압 시의 페달 답력이 증압 시의 페달 답력보다 높아지게 되므로 운전자로서 매우 좋지 않은 페달감을 느낄 수 있다(페달이 운전자의 다리를 밀어내는 느낌).

이를 위해, 도 5에 도시된 것과 같이 제어부(60)는 제1 구간에서 이동 예상량을 초과하여 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시켜 제동 유압이 증압된 상태에서 제동 유압의 감압이 이루어지는 경우, 제1 피스톤이 제1 마스터 실린더(20)의 컷 오프 홀(Cut-Off Hole)을 통과할 때까지 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기와 같도록 전동부스터(30)의 구동을 제어할 수 있다. 전술한 것과 같이 도 5의 ①은 기준 기울기를 갖는 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량이고, 도 5의 ②는 기준 기울기보다 큰 기울기값을 갖는 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량이다. 위 구성을 통해, 제동 유압의 감압 시 페달 답력이 증가하는 현상이 제거될 수 있다.

또한, 제어부(60)는 제동 유압의 감압 시, 제1 피스톤이 제1 마스터 실린더(20)의 컷 오프 홀을 통과한 이후에는 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기보다 크도록 전동부스터(30)의 구동을 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 피스톤이 빠르게 home position으로 복귀될 수 있다.

또한, 제어부(60)는 제동 유압의 감압 시, 제1 피스톤이 제1 마스터 실린더(20)의 컷 오프 홀(Cut-Off Hole)을 통과하지 않은 상태에서 제동 유압의 재증압이 이루어지는 경우, 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기와 같도록 전동부스터(30)의 구동을 제어할 수 있다. 이에 따라, 도 6에 도시된 것과 같이 감압 시 및 재증압시의 경로를 일치시켜 제어 로직의 복잡성이 회피될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 제어 방법은 제어부(60)가 브레이크 페달(10)의 페달 스트로크를 토대로 결정되는 요구 제동력이 충족되도록 전동부스터(30)의 구동을 제어하여 제2 마스터 실린더(50)를 통해 요구 제동 유압을 형성하되, 전동부스터(30)의 배력 한계점을 기준으로 결정되는 페달 스트로크의 제1 구간 및 제2 구간에서 제1 마스터 실린더(20)에 의해 형성된 유압을 요구 제동 유압의 형성에 선택적으로 반영하고 전동부스터(30)의 구동을 차별적으로 제어함으로써 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 단계는 도 7에 도시된 것과 같이 제1 구간 단계(S10) 및 제2 구간 단계(S20)로 구분될 수 있다.

먼저, 제어부(60)는 페달 스트로크가 전동부스터(30)의 배력 한계점에 도달할 때까지의 제1 구간에서는 전동부스터(30)의 구동만을 통해 요구 제동 유압이 형성되도록 한다(S10).

S10 단계에서, 제어부(60)는 브레이크 페달(10)이 가압됨에 따라 제1 마스터 실린더(20)를 통해 발생하는 유압에 의해 제2 피스톤(51)이 이동될 것으로 판단되는 이동 예상량 이상으로 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시킴으로써 요구 제동 유압이 형성되도록 한다.

이때, 제동 유압의 증압 시 이동 예상량을 초과하여 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시킬 때, 제어부(60)는 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기보다 크도록 전동부스터(30)의 구동을 제어한다. 기준 기울기는 이동 예상량만큼 제2 피스톤(51)이 이동되는 경우의 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기를 의미한다.

한편, 이동 예상량을 초과하여 제2 피스톤(51)이 이동되도록 전동부스터(30)를 구동시켜 제동 유압이 증압된 상태에서 제동 유압의 감압이 이루어지는 경우, 제어부(60)는 제1 피스톤이 제1 마스터 실린더(20)의 컷 오프 홀(Cut-Off Hole)을 통과할 때까지 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기와 같도록 전동부스터(30)의 구동을 제어한다. 이때, 제1 피스톤이 제1 마스터 실린더(20)의 컷 오프 홀을 통과한 이후에는 제어부(60)는 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기보다 크도록 전동부스터(30)의 구동을 제어한다.

또한, 제동 유압의 감압 시, 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더(20)의 컷 오프 홀을 통과하지 않은 상태에서 제동 유압의 재증압이 이루어지는 경우, 제어부(60)는 페달 스트로크에 따른 전동부스터(30)의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기와 같도록 전동부스터(30)의 구동을 제어한다.

S10 단계 이후, 제어부(60)는 페달 스트로크가 전동부스터(30)의 배력 한계점에 도달한 이후의 제2 구간에서는 제1 마스터 실린더(20)에 의해 형성된 유압과 전동부스터(30)의 구동을 통해 요구 제동 유압이 형성되도록 한다(S20).

이와 같이 본 실시예는 전동부스터의 배력 한계점을 기준으로 결정되는 페달 스트로크의 제1 구간 및 제2 구간에서 제1 마스터 실린더에서 생성된 유압을 요구 제동 유압의 형성에 선택적으로 반영하는 방식과 전동부스터의 구동을 차별적으로 제어하는 방식을 통해 요구 제동 유압이 형성되도록 함으로써, 페달 시뮬레이터가 장착되지 않은 전동식 부스터 제동 시스템에 있어 운전자에게 적절한 페달감을 제공함과 동시에 제동감 및 제동 응답성에 대한 튜닝 및 설계의 자유도를 확보할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 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.

10: 브레이크 페달
20: 제1 마스터 실린더
30: 전동부스터
40: 제동력 전달부
41: 스크류
43: 너트
45: 푸쉬로드
50: 제2 마스터 실린더
51: 제2 피스톤
53: 유압실
60: 제어부

Claims

브레이크 페달의 가압에 의해 이동되는 제1 피스톤을 통해 유압을 형성하는 제1 마스터 실린더;
상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압 또는 전동부스터의 구동에 의해 가압되어 이동하는 제2 피스톤을 통해 제동 유압을 형성하는 제2 마스터 실린더; 및
상기 브레이크 페달의 페달 스트로크를 토대로 결정되는 요구 제동력이 충족되도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하여 상기 제2 마스터 실린더를 통해 요구 제동 유압을 형성하되, 상기 전동부스터의 배력 한계점을 기준으로 결정되는 페달 스트로크의 제1 구간 및 제2 구간에서 상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압을 상기 요구 제동 유압의 형성에 선택적으로 반영하고 상기 전동부스터의 구동을 차별적으로 제어함으로써 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 제어부;
를 포함하고,
상기 제어부는, 페달 스트로크가 상기 전동부스터의 배력 한계점에 도달할 때까지의 상기 제1 구간에서는 상기 전동부스터의 구동만을 통해 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하고,
상기 제어부는, 상기 제1 구간에서, 상기 브레이크 페달이 가압됨에 따라 상기 제1 마스터 실린더를 통해 발생하는 유압에 의해 상기 제2 피스톤이 이동될 것으로 판단되는 이동 예상량 이상으로 상기 제2 피스톤이 이동되도록 상기 전동부스터를 구동시킴으로써 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하고,
상기 제어부는, 상기 제1 구간에서, 상기 제동 유압의 증압 시 상기 이동 예상량을 초과하여 상기 제2 피스톤이 이동되도록 상기 전동부스터를 구동시킬 때, 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기보다 크도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 마스터 실린더는, 상기 제1 피스톤에 상기 브레이크 페달 방향의 반력을 제공하는 댐퍼 부재 및 스프링 부재를 포함함으로써 페달감을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 페달 스트로크가 상기 전동부스터의 배력 한계점에 도달한 이후의 상기 제2 구간에서는 상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압과 상기 전동부스터의 구동을 통해 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 기준 기울기는 상기 이동 예상량만큼 상기 제2 피스톤이 이동되는 경우의 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기인 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 구간에서 상기 이동 예상량을 초과하여 상기 제2 피스톤이 이동되도록 상기 전동부스터를 구동시켜 상기 제동 유압이 증압된 상태에서 상기 제동 유압의 감압이 이루어지는 경우, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더의 컷 오프 홀(Cut-Off Hole)을 통과할 때까지 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 상기 기준 기울기와 같도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제동 유압의 감압 시, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더의 컷 오프 홀을 통과한 이후에는 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 상기 기준 기울기보다 크도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제동 유압의 감압 시, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더의 컷 오프 홀을 통과하지 않은 상태에서 상기 제동 유압의 재증압이 이루어지는 경우, 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 상기 기준 기울기와 같도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
브레이크 페달의 가압에 의해 이동되는 제1 피스톤을 통해 유압을 형성하는 제1 마스터 실린더; 및 상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압 또는 전동부스터의 구동에 의해 가압되어 이동하는 제2 피스톤을 통해 제동 유압을 형성하는 제2 마스터 실린더;를 포함하는 차량의 제동 장치를 제어하는 차량의 제동 제어 방법으로서,
제어부가, 상기 브레이크 페달의 페달 스트로크를 토대로 결정되는 요구 제동력이 충족되도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하여 상기 제2 마스터 실린더를 통해 요구 제동 유압을 형성하되, 상기 전동부스터의 배력 한계점을 기준으로 결정되는 페달 스트로크의 제1 구간 및 제2 구간에서 상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압을 상기 요구 제동 유압의 형성에 선택적으로 반영하고 상기 전동부스터의 구동을 차별적으로 제어함으로써 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 단계;
를 포함하고,
상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 단계는,
상기 제어부가, 페달 스트로크가 상기 전동부스터의 배력 한계점에 도달할 때까지의 상기 제1 구간에서는 상기 전동부스터의 구동만을 통해 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 제1 구간 단계;를 포함하고,
상기 제1 구간 단계에서, 상기 제어부는,
상기 브레이크 페달이 가압됨에 따라 상기 제1 마스터 실린더를 통해 발생하는 유압에 의해 상기 제2 피스톤이 이동될 것으로 판단되는 이동 예상량 이상으로 상기 제2 피스톤이 이동되도록 상기 전동부스터를 구동시킴으로써 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하고,
상기 제1 구간 단계에서, 상기 제어부는,
상기 제동 유압의 증압 시 상기 이동 예상량을 초과하여 상기 제2 피스톤이 이동되도록 상기 전동부스터를 구동시킬 때, 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 기준 기울기보다 크도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 단계는,
상기 제어부가, 페달 스트로크가 상기 전동부스터의 배력 한계점에 도달한 이후의 상기 제2 구간에서는 상기 제1 마스터 실린더에 의해 형성된 유압과 상기 전동부스터의 구동을 통해 상기 요구 제동 유압이 형성되도록 하는 제2 구간 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
삭제
제9항에 있어서,
상기 기준 기울기는 상기 이동 예상량만큼 상기 제2 피스톤이 이동되는 경우의 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기인 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1 구간 단계에서, 상기 제어부는,
상기 이동 예상량을 초과하여 상기 제2 피스톤이 이동되도록 상기 전동부스터를 구동시켜 상기 제동 유압이 증압된 상태에서 상기 제동 유압의 감압이 이루어지는 경우, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더의 컷 오프 홀(Cut-Off Hole)을 통과할 때까지 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 상기 기준 기울기와 같도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 구간 단계에서, 상기 제어부는,
상기 제동 유압의 감압 시, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더의 컷 오프 홀을 통과한 이후에는 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 상기 기준 기울기보다 크도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 구간 단계에서, 상기 제어부는,
상기 제동 유압의 감압 시, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 마스터 실린더의 컷 오프 홀을 통과하지 않은 상태에서 상기 제동 유압의 재증압이 이루어지는 경우, 페달 스트로크에 따른 상기 전동부스터의 출력 요구량의 기울기가 상기 기준 기울기와 같도록 상기 전동부스터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.