KR102538538B1 - 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

개시된 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은, 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부 판단에 이용되는 모터전류의 제한값을 가변 설정함으로써 시스템의 기구적 손상을 방지하기 위해, 실린더블록과, 상기 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 유압 피스톤과, 상기 유압 피스톤의 전방 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 압력챔버 및 회전력을 발생시켜 상기 유압 피스톤을 이동시키는 모터를 포함하고, 상기 유압 피스톤의 이동에 의해 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 모터 회전속도를 측정하는 모터위치센서; 모터에 인가되는 모터전류를 측정하는 모터전류센서; 및 구동 초기에, 상기 유압 피스톤이 초기 위치로 이동하도록 상기 모터를 제어하고, 상기 모터 회전속도와 상기 모터 전류에 기초하여 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하며, 판단 결과에 따라 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 전자제어장치;를 포함한다.

Description

전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법{ELECTRIC BRAKE SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 전자식 브레이크 시스템의 구동 초기에 액압 공급장치의 유압 피스톤을 초기 위치로 이동시키고, 유압 피스톤이 초기 위치에 도달한 경우 모터의 작동을 중지시키기 위한 전류값을 가변 제어하는 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자식 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 휠 실린더로 압력을 공급하는 액압 공급장치를 포함한다. 액압 공급장치는 브레이크 페달의 답력에 따라 모터가 작동하여 제동압을 발생시키도록 이루어진다. 이때, 제동압은 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압함으로써 발생하게 된다.

시스템의 구동 초기에 제동압을 생성하기 위해서는 피스톤을 초기 위치로 이동시키는 과정, 즉, 피스톤을 액압 공급장치의 실린더블록 후면으로 이동시키는 과정이 필요하다. 그런데 피스톤이 실린더블록 후면으로 이동을 완료하여 더 이상 이동할 수 없는 경우임에도 불구하고 모터에 전류가 과도하게 인가되는 경우에는 시스템에 기구적 손상이 발생할 수 있다. 또한, 그로 인해 기구의 내구성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 피스톤의 초기 위치 도달을 판단하는 기술이 필요하다.

일 측면은, 액압 공급장치 내의 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단할 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.

다른 측면은, 액압 공급장치 내의 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부 판단 시 이용되는 모터전류의 제한값을 가변 설정할 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은, 실린더블록과, 상기 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 유압 피스톤과, 상기 유압 피스톤의 전방 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 압력챔버 및 회전력을 발생시켜 상기 유압 피스톤을 이동시키는 모터를 포함하고, 상기 유압 피스톤의 이동에 의해 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 모터 회전속도를 측정하는 모터위치센서; 모터에 인가되는 모터전류를 측정하는 모터전류센서; 및 구동 초기에, 상기 유압 피스톤이 초기 위치로 이동하도록 상기 모터를 제어하고, 상기 모터 회전속도와 상기 모터 전류에 기초하여 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하며, 판단 결과에 따라 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 전자제어장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전자제어장치는, 상기 모터에 지령 회전속도 값을 포함하는 제어 신호를 전송하고, 일정 시간 동안 측정되는 상기 모터 회전속도 및 상기 모터전류 각각의 평균값을 연산하며, 상기 모터 회전속도의 평균값 및 상기 모터전류의 평균값에 기초하여 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 전자제어장치는, 상기 모터 회전속도의 안정화 시간을 설정하고, 상기 안정화 시간 경과 이후 일정 시간 동안 측정되는 상기 모터 회전속도 및 상기 모터전류 각각의 평균값을 연산할 수 있다.

또한, 상기 전자제어장치는, 상기 모터 회전속도의 평균값이 미리 설정된 기준범위 내에 있는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류의 제한값을 설정할 수 있다.

또한, 상기 전자제어장치는, 상기 모터전류의 평균값이 미리 설정된 값을 초과하는지 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류의 제한값을 설정할 수 있다.

또한, 상기 전자제어장치는, 상기 모터전류센서에 의해 측정되는 모터전류와 상기 모터전류의 제한값을 이용하여 상기 유압 피스톤이 초기 위치에 도달한 것을 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류를 차단하여 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어할 수 있다.

일 실시예에 따른 실린더블록과, 상기 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 유압 피스톤과, 상기 유압 피스톤의 전방 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 압력챔버 및 회전력을 발생시켜 상기 유압 피스톤을 이동시키는 모터를 포함하고, 상기 유압 피스톤의 이동에 의해 액압을 발생시키는 액압 공급장치, 모터에 인가되는 모터전류를 측정하는 모터전류센서 및 모터 회전속도를 산출하고, 상기 모터를 제어하는 전자제어장치를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법에 있어서, 전자식 브레이크 시스템 제어 방법은, 상기 전자식 브레이크 시스템 구동 초기에, 상기 유압 피스톤이 초기 위치로 이동하도록 상기 모터를 제어하는 단계; 상기 모터 회전속도와 상기 모터전류에 기초하여 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계; 및 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부 판단 결과에 따라 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계는, 일정 시간 동안 측정되는 상기 모터 회전속도 및 상기 모터전류 각각의 평균값을 연산하는 단계; 및 상기 모터 회전속도의 평균값 및 상기 모터전류의 평균값에 기초하여 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 평균값을 연산하는 단계는, 상기 모터 회전속도의 안정화 시간을 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 안정화 시간 경과 이후 일정 시간 동안 측정되는 상기 모터 회전속도 및 상기 모터전류 각각의 평균값을 연산할 수 있다.

또한, 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계는, 상기 모터 회전속도의 평균값이 미리 설정된 기준범위 내에 속하는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류의 제한값을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계는, 상기 모터전류의 평균값이 미리 설정된 값을 초과하는지 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류의 제한값을 설정할 수 있다.

또한, 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 단계는, 상기 모터전류와 상기 모터전류의 제한값을 이용하여 상기 유압 피스톤이 초기 위치에 도달한 것을 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류를 차단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

일 측면의 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법에 따르면, 액압 공급장치 내의 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단할 수 있다.

일 측면의 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법에 따르면, 액압 공급장치 내의 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부 판단에 이용되는 모터전류의 제한값을 가변 설정함으로써 시스템의 기구적 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 유압 회로도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 전자제어장치와 모터의 관계를 설명하는 블록도이다.
도 3은 액압 제공유닛의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 도 1에 도시된 액압 제공유닛의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 액압 제공유닛(110)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 모터의 회전속도와 모터에 인가되는 전류의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 7은 모터의 구동 상태에 따라 모터전류의 제한값이 다르게 설정되는 것을 보여주는 그래프이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 유압 회로도이다.

도 1을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 통상적으로, 액압을 발생시키는 마스터 실린더(20)와, 마스터 실린더(20)의 상부에 결합되어 오일을 저장하는 리저버(30)와, 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 마스터 실린더(20)를 가압하는 인풋로드(12)와, 액압이 전달되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(40)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11) 및 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치(50)를 구비한다.

마스터 실린더(20)는 적어도 하나의 챔버를 구비하도록 구성되어 액압을 발생시킬 수 있다. 일 예로, 마스터 실린더(20)는 두 개의 챔버를 구비하도록 구성되고, 각각의 챔버에는 제1 피스톤(21a)과 제2 피스톤(22a)이 마련되며, 제1 피스톤(21a)은 인풋로드(12)와 연결될 수 있다.

한편, 마스터 실린더(20)는 두 개의 챔버를 가짐으로써 고장시 안전을 확보할 수 있다. 예컨대, 두 개의 챔버 중 하나의 챔버는 차량의 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)에 연결되고, 다른 하나의 챔버는 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)에 연결될 수 있다. 또는 이와 달리 두 개의 챔버 중 하나의 챔버를 두 개의 전륜(FR, FL)에, 그리고 다른 하나의 챔버를 두 개의 후륜(RR, RL)에 연결할 수도 있다. 이와 같이, 두 개의 챔버를 독립적으로 구성함으로써 한 쪽 챔버가 고장나는 경우에도 차량의 제동이 가능하도록 할 수 있다. 이를 위해, 마스터 실린더(20)는 두 개의 챔버로부터 각각 액압이 배출되는 제1 및 제2 유압포트(24a, 24b)가 형성될 수 있다.

또한, 마스터 실린더(20)의 제1 피스톤(21a)과 제2 피스톤(22a) 사이에는 제1 스프링(21b)이 마련되고, 제2 피스톤(22a)과 마스터 실린더(20)의 끝단 사이에는 제2 스프링(22b)이 마련될 수 있다.

제1 스프링(21b)과 제2 스프링(22b)은 두 챔버에 각각 마련되고, 브레이크 페달(10)의 변위가 달라짐에 따라 제1 피스톤(21a)과 제2 피스톤(22a)이 압축되면서 제1 스프링(21b)과 제2 스프링(22b)에 탄성력이 저장된다. 그리고 제1 피스톤(21a)을 미는 힘이 탄성력 보다 작아지면 제1 스프링(21b)과 제2 스프링(22b)이 저장된 탄성력을 이용하여 제1 및 제2 피스톤(21a, 22a)을 밀어서 원상복귀 시킬 수 있다.

한편, 마스터 실린더(20)의 제1 피스톤(21a)을 가압하는 인풋로드(12)는 제1 피스톤(21a)과 밀착되게 접촉될 수 있다. 즉, 마스터 실린더(20)와 인풋로드(12) 사이의 갭(gap)이 존재하지 않을 수 있다. 따라서 브레이크 페달(10)을 밞으면 페달 무효 스트로크 구간 없이 직접적으로 마스터 실린더(20)를 가압할 수 있다.

시뮬레이션 장치(50)는 제1 백업유로(251)와 연결되어 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 제공할 수 있다. 운전자가 제공하는 답력을 보상하는 만큼 반력이 제공됨으로써 운전자는 의도하는 대로 세밀하게 제동력을 조절할 수 있게 된다.

시뮬레이션 장치(50)는 마스터 실린더(20)의 제1 유압포트(24a)에서 유출되는 오일을 저장할 수 있도록 마련된 시뮬레이션 챔버(51)와 시뮬레이션 챔버(51) 내에 마련된 반력 피스톤(52)과 이를 탄성 지지하는 반력 스프링(53)을 구비하는 페달 시뮬레이터 및 시뮬레이션 챔버(51)의 후단부에 연결된 시뮬레이터 밸브(54)를 포함한다. 반력 피스톤(52)과 반력 스프링(53)은 시뮬레이션 챔버(51)로 유입되는 오일에 의해 시뮬레이션 챔버(51) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 설치된다.

한편, 도 1에 도시된 반력 스프링(53)은 반력 피스톤(52)에 탄성력을 제공할 수 있는 하나의 실시예에 불과한 것으로, 형상 변형에 의해 탄성력을 저장할 수 있는 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 일 예로, 고무 등의 재질로 마련되거나, 코일 또는 판 형상을 구비함으로써 탄성력을 저장할 수 있는 다양한 부재를 포함한다.

시뮬레이터 밸브(54)는 시뮬레이션 챔버(51)의 후단과 리저버(30)를 연결하는 유로에 마련될 수 있다. 시뮬레이션 챔버(51)의 전단은 마스터 실린더(20)와 연결되고, 시뮬레이션 챔버(51)의 후단은 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)와 연결될 수 있다. 따라서 반력 피스톤(52)이 복귀하는 경우에도 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)의 오일이 유입됨으로써 시뮬레이션 챔버(51)의 내부 전체가 오일로 채워질 수 있다.

시뮬레이터 밸브(54)는 평소 닫힌 상태를 유지하는 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(54)는 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하는 경우 개방되어 시뮬레이션 챔버(51)와 리저버(30) 사이에 제동 오일을 전달할 수 있다.

도 1에는 여러 개의 리저버(30)가 도시되어 있고 각각의 리저버(30)는 동일한 도면 부호를 사용하고 있다. 복수의 리저버는 동일 부품으로 마련되거나 서로 다른 부품으로 마련될 수 있다. 일 예로, 시뮬레이션 장치(50)와 연결되는 리저버(30)는 마스터 실린더(20)와 연결되는 리저버(30)와 동일하거나, 마스터 실린더(20)와 연결되는 리저버(30)와 별도로 오일을 저장할 수 있는 저장소일 수 있다.

또한, 페달 시뮬레이터와 리저버(30) 사이에는 시뮬레이터 밸브(54)와 병렬 연결되도록 시뮬레이터 체크밸브(55)가 설치될 수 있다. 시뮬레이터 체크밸브(55)는 리저버(30)의 오일이 시뮬레이션 챔버(51)로 흐르는 것을 허용하되, 시뮬레이션 챔버(51)의 오일이 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 리저버(30)로 흐르는 것을 차단할 수 있다. 브레이크 페달(10)의 답력 해제 시 시뮬레이터 체크밸브(55)를 통해 오일이 시뮬레이션 챔버(51) 내로 공급될 수 있기 때문에 페달 시뮬레이터 압력의 빠른 리턴이 보장될 수 있다.

페달 시뮬레이션 장치(50)의 동작을 설명하면, 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 제공 시 페달 시뮬레이터의 반력 피스톤(52)이 반력 스프링(53)을 압축하면서 밀어내는 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일은 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)로 전달되고, 이 과정에서 운전자는 페달감을 제공받게 된다. 그리고 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 해제할 때 반력 스프링(53)이 반력 피스톤(52)을 밀어내면서 반력 피스톤(52)이 원래의 상태로 복귀하고, 리저버(30)의 오일이 시뮬레이터 밸브(54)가 설치되는 유로와 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 시뮬레이션 챔버(51) 내에 유입되면서 시뮬레이션 챔버(51) 내부에 오일이 가득 찰 수 있다.

이와 같이, 시뮬레이션 챔버(51) 내부는 항상 오일이 채워진 상태이기 때문에 시뮬레이션 장치(50)의 작동시 반력 피스톤(52)의 마찰이 최소화되어 시뮬레이션 장치(50)의 내구성이 향상됨은 물론, 외부로부터 이물질의 유입이 차단될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적으로 작동하는 액압 공급장치(100)와, 각각 두 개의 차륜(RR, RL, FR, FL)에 마련되는 휠 실린더(40)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 구성된 유압 제어유닛(200)을 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하는 제1 백업유로(251)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)와, 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷(202)을 연결하는 제2 백업유로(252)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어장치(300)에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 비 정상적으로 작동하는 때에 마스터 실린더(20)로부터 토출된 오일을 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통해 직접 휠 실린더(40)로 공급할 수 있다.

액압 공급장치(100)는 휠 실린더(40)로 전달되는 오일 압력을 제공하는 액압 제공유닛(110)과, 페달 변위센서(11)의 전기적 신호에 의해 회전력을 발생시키는 모터(120)와, 모터(120)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 액압 제공유닛(110)에 전달하는 동력변환부(130)를 포함할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 전자제어장치와 모터의 관계를 설명하는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 액압 정보와 페달 변위 정보를 기반으로 도 1에 도시된 액압 공급장치(100)와 복수의 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 234, 250)을 제어하는 전자제어장치(ECU, 300)를 포함할 수 있다.

모터(120)는 전자제어장치(ECU, 300)로부터 출력된 신호에 의해 회전력을 발생시키는 장치로서, 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다. 즉, 전자제어장치(300)는 모터(120)에 전류를 인가하여 모터(120)가 회전하도록 하고, 모터(120)의 회전속도와 회전각을 정밀하게 제어할 수 있다.

MPS(Motor　Position　Sensor)는 모터위치센서로서 모터(120)의 회전속도 및/또는 회전각을 측정할 수 있고, 전류센서는 모터(120)에 인가되는 전류를 측정할 수 있다.

모터(120)를 구동하기 위해 전자제어장치(300)는 PWM 인버터로 모터 제어신호를 전달하며, PWM 인버터는 전달받은 모터 제어신호에 따라 모터의 3상 각각에 전압을 인가한다.

모터의 3상에 전압이 인가되면, 모터의 3상 각각에 전류가 흐르게 되며, 이 때 각 상에 흐르는 전류가 전류센서에 의해 측정된다.

한편, 도 2에서는 모터의 2개 상에 대한 전류를 측정하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 전류센서는 모터의 3상 전류를 모두 측정하거나 어느 하나의 상 전류만 측정할 수도 있다.

또한, 전자제어장치(300)는 특정 알고리즘 또는 수학 모델을 이용하여 모터(120)의 회전속도와 회전각을 산출할 수도 있다. 이 경우 전자식 브레이크 시스템(1)은 모터위치센서를 포함하지 않을 수 있다.

도 3은 액압 제공유닛의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 도 1에 도시된 액압 제공유닛(110)의 구조를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 액압 제공유닛(110)은 오일을 공급받아 저장되는 압력챔버(112: 112a, 112b)가 형성되는 실린더블록(111)과, 실린더블록(111) 내에 수용되는 유압 피스톤(113: 113a, 113b)과, 유압 피스톤(113)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 압력챔버(112)를 밀봉하는 실링부재(115: 115a, 115b)를 포함한다.

액압 제공유닛(110)은 2개 이상의 압력챔버를 구비하도록 구성되어 액압을 발생시킬 수 있다. 일 예로, 액압 제공유닛(110)는 두 개의 압력챔버(112a, 112b)를 포함하도록 구성되고, 제1 압력챔버(112a)에는 제1 유압 피스톤(113a)이, 제2 압력챔버(112b)에는 제2 유압 피스톤(113b)이 마련되며, 제1 유압 피스톤(113a)은 동력변환부(130)의 구동축(133)과 연결될 수 있다.

제1 유압 피스톤(113a)의 전방(전진 방향, 도면의 좌측 방향)에 위치하는 제1 압력챔버(112a)는 제2 유압 피스톤(113b)의 후단과 제1 유압 피스톤(113a)의 전단 및 실린더블록(111)에 의해 구획되는 공간일 수 있다. 그리고 제2 유압 피스톤(113b)의 전방에 위치하는 제2 압력챔버(112b)는 제2 유압 피스톤(113b)의 전단과 실린더블록(111)에 의해 구획되는 공간일 수 있다.

또한, 제1 유압 피스톤(113a)과 제2 유압 피스톤(113b) 사이에는 제1 유압스프링(114a)이 마련되고, 제2 유압 피스톤(113b)과 실린더블록(111)의 전방 측 내면 사이에는 제2 유압 스프링(114b)이 마련될 수 있다.

제1 유압 스프링(114a)과 제2 유압 스프링(114b)은 두 압력챔버(112a, 112b)에 각각 마련되고, 제1 유압 피스톤(113a)과 제2 유압 피스톤(113b)이 압축되면서 제1 유압 스프링(114a)과 제2 유압 스프링(114b)에 탄성력이 저장된다. 그리고 제1 유압 피스톤(113a)을 미는 힘이 탄성력 보다 작아지면 제1 유압 스프링(114a)과 제2 유압 스프링(114b)이 저장된 탄성력을 이용하여 제1 및 제2 유압 피스톤(113a, 113b)을 밀어서 원상복귀 시킬 수 있다.

실링부재(115)는 제1 유압 피스톤(113a)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 밀봉하는 제1 실링부재(115a)와, 제2 유압 피스톤(113b)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 밀봉하는 제2 실링부재(115b)를 포함할 수 있다.

제1 또는 제2 실링부재(115a, 115b)는 한 쌍의 실링부재가 연속적으로 배치되는 것일 수 있다. 일 예로, 링 형상의 마련되는 실링부재는 제1 또는 제2 유압 피스톤(113a, 113b)의 길이 방향으로 두 개가 연속적으로 배치될 수 있다.

실링부재(115)는 압력챔버(112)를 밀봉하여 액압 또는 부압이 누설되지 않도록 한다. 일 예로, 제1 유압 피스톤(113a)의 전진 또는 후진에 의해 발생하는 제1 압력챔버(112a)의 액압 또는 부압은 제1 및 제2 실링부재(115a, 115b)에 의해 차단되어 제2 압력챔버(112b)와 실린더블록(111) 외부로 누설되지 않고 제1 유압유로(211)에 전달될 수 있다. 그리고 제2 유압 피스톤(113b)의 전진 또는 후진에 의해 발생하는 제2 압력챔버(112b)의 액압 또는 부압은 제2 실링부재(115b)에 의해 차단되어 제1 압력챔버(112a)로 누설되지 않고 제2 유압유로(212)에 전달될 수 있다.

도 4는 다른 실시예에 따른 액압 제공유닛(110)의 구조를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 액압 제공유닛(110)은 도 3에 도시된 액압 제공유닛과는 다르게 하나의 유압 피스톤(113)을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 액압 제공유닛(110)의 압력챔버는 유압 피스톤(113)의 후방(후진 방향, 도면의 우측 방향)에 위치하는 제1 압력챔버(112a)와, 유압피스톤(113)의 전방(전진 방향, 도면의 좌측 방향)에 위치하는 제2 압력챔버(112b)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 압력챔버(112a)는 실린더블록(111)과 유압 피스톤(113)의 후단에 의해 구획되며, 유압 피스톤(113)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련되고, 제2 압력챔버(112b)는 실린더블록(111)과 유압 피스톤(113)의 전단에 의해 구획되며, 유압 피스톤(113)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련된다.

도 4에 도시된 제1 압력챔버(112a) 및 제2 압력챔버(112b)는 각각 덤프유로(116, 117)에 의해 리저버(30)와 연결되고, 리저버(30)로부터 오일을 공급받아 저장하거나 제1 또는 제2 압력챔버(112a, 112b)의 오일을 리저버(30)로 전달할 수 있다. 일 예로, 덤프유로(116, 117)는 제1 압력챔버(112a)로부터 분기되어 리저버(30)와 연결되는 제1 덤프유로(116)와, 제2 압력챔버(112b)로부터 분기되어 리저버(30)와 연결되는 제2 덤프유로(117)를 포함할 수 있다. 제1 압력챔버(112a)는 제3 연통홀(111c)를 통해 제1 덤프유로(116)와 연결되고, 제2 압력챔버(112b)는 제4 연통홀(111d)을 통해 제2 덤프유로(117)와 연결될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 액압 제공유닛(110) 외에도, 본 발명의 액압 제공유닛(110)은 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 즉, 액압 제공유닛(110)은 다양한 구조의 실린더블록(111)과 유압피스톤(113)으로 형성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 제1 압력챔버(112a)는 실린더블록(111)의 후방(후진 방향, 도면의 우측 방향) 측에 형성되는 제1 연통홀(111a)을 통해 제1 유압유로(211)에 연결된다. 그리고 제2 압력챔버(112b)는 실린더블록(111)의 전방(전진 방향, 도면의 좌측 방향) 측에 형성되는 제2 연통홀(111b)을 통해 각각 제2 유압유로(212)에 연결된다.

여기서 제1 유압유로(211)는 제1 압력챔버(112a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하고, 제2 유압유로(212)는 제2 압력챔버(112b)와 제2 유압서킷(202)을 연결한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 유압유로(211)와 제2 유압유로(212)를 연통하는 제3 유압유로(213)를 더 포함할 수 있다. 그리고 제3 유압유로(213)는 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)을 연통할 수 있다. 또한, 제3 유압유로(213)는 제1 유압유로(211)에서 제1 제어밸브(231)의 하류 측과 제2 유압유로(212)에서 제2 제어밸브(232)의 하류 측을 연결할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제3 유압유로(213)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 서킷 밸런스밸브(250)를 더 포함할 수 있다.

서킷 밸런스밸브(250)는 정상상태에서는 닫혀 있다가 전자제어장치(300)에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 즉, 서킷 밸런스밸브(250)는 제1 유압유로(211)에서 제2 유압유로(212) 방향의 오일의 흐름을 제어할 수 있고, 반대로 제2 유압유로(212)에서 제1 유압유로(211) 방향의 오일의 흐름을 제어할 수 있다.

압력챔버는 덤프유로(214, 215)에 의해 리저버(30)와 연결되고, 리저버(30)로부터 오일을 공급받아 저장하거나 압력챔버의 오일을 리저버(30)로 전달할 수 있다. 일 예로, 덤프유로는 제1 압력챔버(112a)와 리저버(30)를 연결하는 제1 덤프유로(214)과, 제2 압력챔버(112b)와 리저버(30)를 연결하는 제2 덤프유로(215)를 포함할 수 있다.

제1 덤프유로(214)는 제1 유압유로(211)로부터 분기되어 리저버(30)와 연통될 수 있다. 그리고 제1 덤프유로(214)는 제1 제어밸브(231)의 상류 측에서 분기될 수 있다. 그리고 제2 덤프유로(215)는 제2 유압유로(212)로부터 분기되어 리저버(30)와 연통될 수 있다. 그리고 제2 덤프유로(215)는 제2 제어밸브(232)의 상류 측에서 분기될 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 것과 달리, 제1 덤프유로(214)는 제1 유압챔버(112a)에 형성되는 연통홀과 리저버(30)를 연통하고, 제2 덤프유로( 215)는 제2 유압챔버(112b)에 형성되는 연통홀과 리저버(30)를 연통하도록 마련될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 것과 같이, 제1 압력챔버(112a)에는 제1 유압유로(211)와 연통되는 제1 연통홀(111a)과, 제1 덤프유로(116)와 연통되는 제3 연통홀(111c)이 형성될 수 있다. 그리고 제2 압력챔버(112b)에는 제2 유압유로(212)와 연통되는 제2 연통홀(111b)과, 제2 덤프유로(117)와 연통되는 제4 연통홀(111d)이 형성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 덤프유로(214, 215)의 개폐를 제어하는 덤프밸브(241, 242)를 더 포함할 수 있다. 덤프밸브(241, 242)는 일 방향으로만 액압을 전달할 수 있는 체크밸브로 마련될 수 있으며, 리저버(30)로부터 제1 또는 제2 압력챔버(112a, 112b)로 전달되는 액압을 허용하되, 제1 또는 제2 압력챔버(112a, 112b)로부터 리저버(30)로 전달되는 액압을 차단할 수 있다.

덤프밸브는 제1 덤프유로(214)에 설치되어 오일 흐름을 제어하는 제1 덤프밸브(241)와, 제2 덤프유로(215)에 설치되어 오일 흐름을 제어하는 제2 덤프밸브(242)를 포함한다. 덤프밸브(241, 242)가 설치되는 덤프유로(214, 215)는 제1 또는 제2 압력챔버(112a, 112b)의 액압을 보충하는 데 사용될 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 제공유닛(110)은 텐덤식으로 동작할 수 있다. 즉, 제1 유압피스톤(113a)이 전진하면서 제1 압력챔버(112a)에 발생되는 액압은 제1 유압서킷(201)에 전달되어 좌측 후륜(LR)과 우측 전륜(FR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제2 유압피스톤(113b)이 전진하면서 제2 압력챔버(112b)에 발생되는 액압은 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.

도 4에 도시된 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 제공유닛(110)은 복동식으로 동작할 수 있다. 즉, 유압피스톤(113)이 후진하면서 제1 압력챔버(112a)에 발생되는 액압은 제1 유압유로(211)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제3 유압유로(213)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다. 마찬가지로, 유압피스톤(113)이 전진하면서 제2 압력챔버(112b)에 발생되는 액압은 제3 유압유로(213)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제2 유압유로(212)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.

본 발명의 액압 제공유닛(110)은 다양한 구조의 실린더블록(111)과 유압 피스톤(113)으로 형성될 수 있으므로, 액압 제공유닛(110)은 다양한 동작 실시예들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 액압 제공유닛(110)은 구조에 따라 텐덤식, 복동식, 단동식 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 단동식은 하나의 유압 피스톤이 전진하는 경우에만 액압이 발생하는 방식으로서 이미 공지된 일반적인 기술에 해당하므로 자세한 설명을 생략한다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 도 1 및 도 3에 도시된 액압 제공유닛(110)을 이용하여 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작을 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 모터(120)는 전자제어유닛(ECU, 300)으로부터 출력된 신호에 의해 회전력을 발생시키는 장치로서, 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다. 모터(120)의 구동력은 동력변환부(130)를 통해 제1 유압 피스톤(113a)의 변위를 발생시키고, 실린더블록(111) 내에서 제1 유압 피스톤(113a)과 제2 유압 피스톤(113b)이 슬라이딩 이동하면서 발생하는 액압은 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통해 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 설치된 휠 실린더(40)로 전달된다.

동력변환부(130)는 회전력을 직선운동으로 변환하는 장치로서, 일 예로 웜샤프트(131)와 웜휠(132)과 구동축(133)으로 구성될 수 있다. 웜샤프트(131)는 모터(120)의 회전축과 일체로 형성될 수 있고, 외주면에 웜이 형성되어 웜휠(132)과 맞물리도록 결합하여 웜휠(132)을 회전시킨다. 웜휠(132)은 구동축(133)과 맞물리도록 연결되어 구동축(133)을 직선 이동시키고, 구동축(133)은 제1 유압 피스톤(113a)과 연결되어 제1 유압 피스톤(113a)을 실린더블록(111) 내에서 슬라이딩 이동시킨다.

다시 설명하면, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어장치(300)에 전달되고, 전자제어장치(300)는 모터(120)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)를 일 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트(131)의 회전력은 웜휠(132)을 거쳐 구동축(133)에 전달되고, 구동축(133)과 연결된 제1 유압피스톤(113a)이 전진 이동하면서 압력챔버에 액압을 발생시킨다.

반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 전자제어자치(300)는 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 반대 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 제1 유압피스톤(113a)이 복귀(후진 이동)하면서 압력챔버에 부압을 발생시킨다.

이처럼 액압 공급장치(100)는 모터(120)로부터 발생된 회전력의 회전방향에 따라 액압을 휠 실린더(40)로 전달하거나 액압을 흡입하여 리저버(30)로 전달하는 역할을 수행하게 된다.

다음으로, 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 유압 제어유닛(200)에 대해 설명한다.

유압 제어유닛(200)은 액압을 공급받아 각각 두 개의 차륜을 제어하는 제1 유압서킷(201)과, 제2 유압서킷(202)으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)은 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)을 제어하고, 제2 유압서킷(202)은 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)을 제어할 수 있다. 그리고 각각의 차륜(FR, FL, RR, RL)에는 휠 실린더(40)가 설치되어 액압을 공급받아 제동이 이루어진다.

제1 유압서킷(201)은 제1 유압유로(211)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제1 유압유로(211)는 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)으로 연결되는 두 유로로 분기된다. 마찬가지로, 제2 유압서킷(202)은 제2 유압유로(212)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압유로(212)는 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)으로 연결되는 두 유로로 분기된다.

유압서킷(201, 202)은 액압의 흐름을 제어하도록 복수의 인렛밸브(221: 221a, 221b, 221c, 221d)를 구비할 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)에는 제1 유압유로(211)와 연결되어 두 개의 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221a, 221b)가 마련될 수 있다. 또한, 제2 유압서킷(202)에는 제2 유압유로(212)와 연결되어 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221c, 221d)가 마련될 수 있다.

그리고 인렛밸브(221)는 휠 실린더(40)의 상류측에 배치되며 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어장치(300)로부터 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

또한, 유압 제어유닛(200)은 제동 해제시 성능향상을 위하여 리저버(30)와 연결되는 복수의 아웃렛밸브(222: 222a, 222b, 222c, 222d)를 더 구비할 수 있다. 아웃렛밸브(222)는 각각 휠 실린더(40)와 연결되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)으로부터 액압이 빠져나가는 것을 제어한다. 즉, 아웃렛밸브(222)는 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동압력을 감지하여 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 압력을 제어할 수 있다.

그리고 아웃렛밸브(222)는 평상시 닫혀 있다가 전자제어장치(300)로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

또한, 유압 제어유닛(200)은 백업유로(251, 252)와 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)은 제1 유압유로(211)를 통해 제1 백업유로(251)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압서킷(202)은 제2 유압유로(212)를 통해 제2 백업유로(252)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받을 수 있다.

따라서 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 닫힌 상태로 전환하고 복수의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들을 열린 상태로 유지하는 경우 액압 공급장치(100)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있고, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 열린 상태로 유지하고, 복수의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들을 열린 상태로 유지하는 경우 마스터 실린더(20)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있다.

한편, 참조부호 "PS1"은 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)의 액압을 감지하는 제1 유압유로 압력센서고, "PS2"는 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서이다.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 구성에 대해 구체적으로 살펴보았다.

이하에서는 전자식 브레이크 시스템(1)의 기구적 손상을 방지하기 위해, 액압 공급장치(100) 내의 유압 피스톤(113)의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 방법을 설명한다.

앞서 배경기술에서 설명한 바와 같이, 전자식 브레이크 시스템(1)의 구동 초기에 제동압을 생성하기 위해서는 유압 피스톤(113)을 초기 위치로 이동시키는 과정, 즉, 유압 피스톤(113)을 실린더블록(111) 후면까지 이동시키는 과정이 필요하다. 이것은 유압 피스톤(113)을 실린더블록(111) 내의 기준 위치에 위치시키기 위한 것이다.

여기서 유압 피스톤(113)의 초기 위치는 유압 피스톤(113)의 후면이 실린더블록(111)의 후면과 맞닿는 상태에 놓이게 되는 위치를 의미할 수 있다. 실린더블록(111)의 후면은 유압 피스톤(113)의 후진 방향에 위치하여 후진 방향과 수직인 면을 의미할 수 있다. 또한, 기준 위치는 유압 피스톤(113)이 실린더블록(111)의 후면으로부터 일정 거리만큼 떨어진 위치를 의미할 수 있다.

도 3에 도시된 텐덤식으로 동작하는 액압 제공유닛(110)을 예로 들어 설명하면, 시스템의 구동 초기에 제1 유압 피스톤(113a)이 기준 위치에 위치할 수 있도록 하기 위해, 제1 유압 피스톤(113a)은 초기 위치인 실린더블록(111)의 후면까지 후진하여 이동해야 한다. 이후 제1 유압 피스톤(113a)은 실린더블록(111)의 후면을 기준으로 일정 거리(예를 들면, 2 mm) 떨어진 기준 위치에 놓이게 된다.

또한, 마찬가지로 도 4에 도시된 복동식으로 동작하는 액압 제공유닛(110)의 경우에도 시스템 구동 초기에 유압 피스톤(113)이 초기 위치인 실린더블록(111)의 후면까지 도달한 이후 기준 위치로 이동하게 된다.

이와 같이, 액압 제공유닛(110)의 구조가 상이하더라도 시스템 구동 초기에 유압 피스톤(113)이 초기 위치로 이동해야 하는 것은 반드시 필요한 과정이다.

그런데 유압 피스톤(113)이 실린더블록(111) 후면으로 이동을 완료하여 더 이상 이동할 수 없는 경우임에도 불구하고, 모터(120)에 전류가 과도하게 인가되는 경우에는 시스템에 기구적 손상이 발생할 수 있고, 그에 따라 기구의 내구성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 종래기술은 유압 피스톤(113)이 실린더블록(111)의 후면까지 도달했음에도 불구하고 모터(120)에 지속적으로 20A의 전류를 인가하였기 때문에 액압 공급장치(100)의 손상을 유발하였다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해, 유압 피스톤(113)의 초기 위치 도달 여부 판단에 이용되는 모터전류의 제한값을 가변 설정할 필요가 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템 제어 방법의 흐름도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 모터의 회전속도와 모터에 인가되는 전류의 변화를 보여주는 그래프이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)에 포함된 전자제어장치(300)는 시스템의 구동 초기에, 유압피스톤(113)이 초기 위치로 이동하도록 모터(120)를 제어하고, 모터위치센서(MPS)에 의해 측정된 모터(120)의 회전속도와 모터전류센서에 의해 측정된 모터(120)에 인가되는 모터전류에 기초하여 유압 피스톤(113)의 초기 위치 도달 여부를 판단한다. 또한 전자제어장치(300)는 유압 피스톤(113)이 초기 위치에 도달하면 모터(120)의 작동이 중지되도록 제어할 수 있다.

구체적으로, 전자제어장치(300)는 모터(120)에 지령 회전속도 값이 포함된 제어 신호를 전송하여 모터(120)가 유압 피스톤(113)을 후진 시키도록 제어할 수 있다(S410). 예를 들면, 전자제어장치(300)는 모터(120)의 지령 회전속도를 -300 rpm으로 하여 모터(120)에 제어 신호를 전송할 수 있다.

모터위치센서(MPS)는 모터(120)의 회전속도를 측정할 수 있다(S420). 도 5에서 모터위치센서(MPS)는 전자제어장치(300)로부터 모터(120)에 제어 신호가 전송된 이후 모터(120)의 회전 속도를 측정하는 것으로 도시되어 있으나, 모터위치센서(MPS)는 전자식 브레이크 시스템의 구동이 시작된 시점부터 항상 모터(120)의 회전속도를 측정할 수 있다.

한편, 모터(120)가 전자제어장치(300)로부터 수신한 지령 회전속도를 안정적으로 추종하기 위해서는 일정 시간(안정화 시간)이 필요하다. 전자제어장치(300)는 안정화 시간을 시스템의 사양에 맞도록 미리 설정할 수 있다. 예를 들면, 안정화 시간은 모터위치센서(MPS)에 의해 측정된 모터 회전속도가 처음으로 지령 회전속도 값을 갖는 때를 시작 시점으로 하여 일정 시간 이후 시점까지로 설정될 수 있다. 도 6을 참조하면, 측정된 모터의 회전속도 그래프(측정모터속도 그래프)와 지령 회전속도 그래프(지령모터속도 그래프)가 처음으로 교차하는 시점은 안정화 시간의 시작 시점이면서, 동시에 유압 피스톤(113)의 초기 위치 도달 여부를 판단하고 모터에 인가되는 전류의 제한값을 가변 설정하는 로직의 작동 시작 시점이 된다.

또한, 전자제어장치(300)는 모터(120)의 회전속도 안정화 시간 경과 여부를 판단하고(S430), 안정화 시간 경과 이후 일정 시간 동안 측정되는 모터 회전속도 및 모터(120)에 인가되는 전류 각각의 평균값을 연산할 수 있다(S440). 일정 시간 동안 모터(120) 회전속도의 평균값과 모터(120)에 인가되는 전류의 평균값을 연산하는 이유는 모터(120)의 구동 상태를 반영하여 모터(120)에 인가되는 모터전류의 제한값을 가변 설정하기 위함이다.

즉, 유압 피스톤(113)이 초기 위치에 도달했을 때, 모터(120)가 유압 피스톤(113)을 초기 위치로 이동시키는 동안 연산된 모터 회전속도 평균값 및 모터전류 평균값에 따라 모터전류의 제한값이 설정될 수 있다.

여기서 모터(120) 회전속도의 평균값 및 모터전류의 평균값을 연산하는데 이용되는 일정 시간은, 특정 주기로 변동하는 모터(120) 회전속도의 한 주기에 해당하는 시간일 수 있다. 또한, 모터전류의 평균값은 모터전류의 크기에 대한 평균값일 수 있고, 모터전류의 제한값은 시스템의 사양에 따라 다르게 설정될 수 있다. 모터전류의 제한값은 모터 과부하 조건일 때 전류 제한값과 모터 정상부하 조건일 때 전류 제한값 범위 내에서 설정될 수 있다.

이후, 전자제어장치(300)는 모터 회전속도의 평균값이 미리 설정된 기준범위 내에 있는지 판단한다(S450). 모터 회전속도의 평균값이 미리 설정된 기준범위 내에 속하는 경우, 전자제어장치(300)는 모터(120)에 인가되는 모터전류의 평균값이 미리 설정된 값을 초과하는지 판단한다(S460). 모터(120)에 인가되는 모터전류의 평균값이 미리 설정된 값을 초과하지 않는 경우, 전자제어장치(300)는 모터(120)에 인가되는 모터전류의 제한값을 정상부하 조건일 때 전류 제한값으로 설정할 수 있다(S470).

여기서 모터 회전속도 평균값에 대해 미리 설정된 기준범위는 지령 회전속도 값의 10% 이내 범위일 수 있고, 모터전류의 평균값에 대해 미리 설정된 값은 2A일 수 있다.

반대로 모터 회전속도의 평균값이 미리 설정된 기준범위를 벗어나거나 모터전류의 평균값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우, 전자제어장치(300)는 모터(120)에 인가되는 전류의 제한값을 과부하 조건일 때 전류 제한값으로 설정할 수 있다(S480).

따라서 유압 피스톤(113)이 초기 위치에 도달한 후 모터(120)에 인가되는 모터전류가 설정된 제한값에 도달하면, 전자제어장치(300)는 유압 피스톤(113)이 초기 위치에 도달한 것으로 판단하여 모터(120)에 인가되는 모터전류를 차단하고 모터(120)의 작동을 중지시킬 수 있다(S490).

도 7은 모터의 구동 상태에 따라 모터전류의 제한값이 다르게 설정되는 것을 보여주는 그래프이다. 도 7a는 모터 회전속도의 평균값과 모터전류의 평균값이 설정된 기준범위를 벗어난 경우를 보여주고, 도 7b는 모터 회전속도의 평균값과 모터전류의 평균값이 설정된 기준범위 이내인 경우를 보여준다.

도 7a을 참조하면, 모터(120)의 회전에 대한 구속이 큰 경우에는 실제 모터 회전속도가 크게 변동하여 지령 회전속도와 차이가 발생할 수 있고, 모터전류의 변동폭도 커질 수 있다. 구체적으로, 모터(120)가 회전력을 발생시켜 유압 피스톤(113)을 이동시키는데 있어서 마찰력 등의 원인으로 모터(120)의 회전에 구속이 발생할 수 있다. 예를 들어, 모터(120)의 회전에 구속이 발생하면, 지령 회전속도는 -300 rpm인데 측정되는 모터(120)의 회전속도는 -260 rpm일 수 있다. 다시 말하면, 측정되는 모터 회전속도의 평균값이 지령 회전속도 값의 10% 이내 범위를 벗어나는 경우에는 모터(120)의 회전에 대한 구속이 큰 것으로 판단될 수 있다. 이 때, 전자제어장치(300)는 모터(120)의 회전속도를 증가시키기 위해 모터(120)에 보다 큰 전류를 인가해주어야 한다. 즉, 모터(120)에 인가되는 모터전류의 평균값이 미리 설정된 값(2A)을 초과하는 경우에도 모터(120)의 회전에 대한 구속이 큰 것으로 판단될 수 있다

이 경우에는 유압 피스톤(113)이 초기 위치에 도달한 후 모터전류가 증가하는 정도가 상대적으로 클 것이므로, 모터전류 제한값의 크기를 크게 설정할 필요가 있다. 도 7a에서, 유압 피스톤(113)이 실린더블록(111)의 후면에 도달한 후 모터전류의 크기가 증가하여 모터전류가 과부하 조건일 때 전류 제한값에 도달하면, 전자제어장치(300)는 유압 피스톤(113)이 초기 위치에 도달한 것으로 판단하여 모터(120)의 작동을 중지시킨다.

도 7b를 참조하면, 모터(120)의 회전에 대한 구속이 작은 경우에는 실제 모터 회전속도와 모터전류의 변동이 작기 때문에, 측정되는 모터 회전속도와 지령 회전속도의 차이가 작을 수 있다. 예를 들어, 지령 회전속도가 -300 rpm인데 측정되는 모터(120)의 회전속도는 -290 rpm일 수 있다. 다시 말하면, 측정되는 모터 회전속도의 평균값이 지령 회전속도 값의 10% 이내 범위에 있는 경우에는 모터(120)의 회전에 대한 구속이 작은 것으로 판단될 수 있다. 이와 같이 모터(120)의 회전에 대한 구속이 작은 경우에는 모터 회전속도를 증가시킬 필요가 없으므로, 모터(120)에 인가되는 모터전류를 증가시킬 필요가 없고, 따라서 모터(120)에 인가되는 모터전류의 평균값이 미리 설정된 값(2A)보다 작을 수 있다.

이 경우에는 유압 피스톤(113)이 초기 위치에 도달한 후 모터전류가 증가하는 정도가 상대적으로 작을 것이므로, 모터전류 제한값의 크기를 작게 설정하여 모터(120)에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지할 필요가 있다. 도 7b에서는 유압 피스톤(113)이 실린더블록(111)의 후면에 도달한 후 모터전류의 크기가 증가하여 모터전류가 정상부하 조건일 때 전류 제한값에 도달하면, 전자제어장치(300)는 유압 피스톤(113)이 초기 위치에 도달한 것으로 판단하여 모터(120)의 작동을 중지시킨다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 유압 피스톤(113)의 초기 위치 도달 여부 판단에 이용되는 모터전류의 제한값을 가변 설정함으로써, 시스템의 기구적 손상을 방지할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 모터(120)의 구동 상태를 고려하여 유압 피스톤(113)이 초기 위치 도달 시 모터(120)에 인가되는 모터전류의 크기를 감소시킬 수 있으므로, 모터(120)에 과도한 전류가 흐르지 않게 할 수 있고, 따라서 시스템의 손상을 방지할 수 있다.

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

1: 전자식 브레이크 시스템
10: 브레이크 페달 11: 페달 변위센서
20: 마스터 실린더 30: 리저버
40: 휠 실린더 50: 시뮬레이션 장치
54: 시뮬레이터 밸브
100: 액압 공급장치 110: 액압 제공유닛
120: 모터 130: 동력변환부
200: 유압 제어유닛 201: 제1 유압서킷
202: 제2 유압서킷 211: 제1 유압유로
212: 제2 유압유로 213: 제3 유압유로
214: 제1 덤프유로 215: 제2 덤프유로
221: 인렛밸브 222: 아웃렛밸브
231: 제1 제어밸브 232: 제2 제어밸브
233: 제3 제어밸브 234: 제4 제어밸브
234: 제4 덤프밸브 250: 서킷 밸런스 밸브
251: 제1 백업유로 252: 제2 백업유로
261: 제1 컷밸브 262: 제2 컷밸브
300: 전자제어장치
MPS: 모터위치센서

Claims (12)

1. 실린더블록과, 상기 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 유압 피스톤과, 상기 유압 피스톤의 전방 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 압력챔버 및 회전력을 발생시켜 상기 유압 피스톤을 이동시키는 모터를 포함하고, 상기 유압 피스톤의 이동에 의해 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
   모터 회전속도를 측정하는 모터위치센서;
   상기 모터에 인가되는 모터전류를 측정하는 모터전류센서; 및
   구동 초기에, 상기 유압 피스톤이 초기 위치로 이동하도록 상기 모터를 제어하고, 상기 모터 회전속도와 상기 모터 전류에 기초하여 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하며, 판단 결과에 따라 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 전자제어장치를 포함하고,
   상기 전자제어장치는,
   상기 모터에 지령 회전속도 값을 포함하는 제어 신호를 전송하고, 일정 시간 동안 측정되는 상기 모터 회전속도 및 상기 모터전류 각각의 평균값을 연산하며, 상기 모터 회전속도의 평균값 및 상기 모터전류의 평균값에 기초하여 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하고,
   상기 모터 회전속도의 안정화 시간을 설정하고, 상기 안정화 시간 경과 이후 일정 시간 동안 측정되는 상기 모터 회전속도 및 상기 모터전류 각각의 평균값을 연산하는 전자식 브레이크 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 전자제어장치는,
   상기 모터 회전속도의 평균값이 미리 설정된 기준범위 내에 있는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류의 제한값을 설정하는 전자식 브레이크 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전자제어장치는,
   상기 모터전류의 평균값이 미리 설정된 값을 초과하는지 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류의 제한값을 설정하는 전자식 브레이크 시스템.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 전자제어장치는,
   상기 모터전류센서에 의해 측정되는 모터전류와 상기 모터전류의 제한값을 이용하여 상기 유압 피스톤이 초기 위치에 도달한 것을 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류를 차단하여 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 전자식 브레이크 시스템.
7. 실린더블록과, 상기 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 유압 피스톤과, 상기 유압 피스톤의 전방 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 압력챔버 및 회전력을 발생시켜 상기 유압 피스톤을 이동시키는 모터를 포함하고, 상기 유압 피스톤의 이동에 의해 액압을 발생시키는 액압 공급장치, 모터 회전속도를 측정하는 모터위치센서, 모터에 인가되는 모터전류를 측정하는 모터전류센서 및 상기 모터를 제어하는 전자제어장치를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법에 있어서,
   상기 전자식 브레이크 시스템 구동 초기에, 상기 유압 피스톤이 초기 위치로 이동하도록 상기 모터를 제어하는 단계;
   상기 모터 회전속도와 상기 모터전류에 기초하여 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부 판단 결과에 따라 상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계는,
   일정 시간 동안 측정되는 상기 모터 회전속도 및 상기 모터전류 각각의 평균값을 연산하는 단계; 및
   상기 모터 회전속도의 평균값 및 상기 모터전류의 평균값에 기초하여 상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하고,
   상기 평균값을 연산하는 단계는,
   상기 모터 회전속도의 안정화 시간을 설정하는 단계를 더 포함하고,
   상기 안정화 시간 경과 이후 일정 시간 동안 측정되는 상기 모터 회전속도 및 상기 모터전류 각각의 평균값을 연산하는 전자식 브레이크 시스템 제어 방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,
    상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계는,
    상기 모터 회전속도의 평균값이 미리 설정된 기준범위 내에 속하는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류의 제한값을 설정하는 단계를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템 제어 방법.
11. 제7항에 있어서,
    상기 유압 피스톤의 초기 위치 도달 여부를 판단하는 단계는,
    상기 모터전류의 평균값이 미리 설정된 값을 초과하는지 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류의 제한값을 설정하는 단계를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템 제어 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 모터의 작동이 중지되도록 제어하는 단계는,
    상기 모터전류와 상기 모터전류의 제한값을 이용하여 상기 유압 피스톤이 초기 위치에 도달한 것을 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 모터전류를 차단하는 단계;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템 제어 방법.

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