KR102623779B1 - 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 조절하기 위해 마련된 적어도 하나 이상의 밸브, 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 측정하는 압력 측정부, 적어도 하나 이상의 밸브의 개폐가 미리 설정된 시간 이내에 미리 설정한 횟수 이상 감지되는 경우, 해당 휠 실린더로 액압을 전달하는 적어도 하나 이상의 밸브를 모두 개방하고, 상기 해당 휠 실린더를 제외한 나머지 휠 실린더로 액압을 전달하는 적어도 하나 이상의 밸브를 모두 폐쇄하고, 상기 측정한 압력을 상기 적어도 하나 이상의 밸브가 모두 개방된 휠 실린더의 액압으로 동기화하는 제어부를 포함한다.

Description

전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법{Electric brake system and control method thereof}
본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 페달의 변위에 대응하는 전기적 신호를 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 각 휠의 브레이크 추정압력과 실제 제동압의 오차를 최소화하기 위한 제어 방법에 관한 것이다.
차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다.
브레이크 시스템의 일례로는 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS: Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS: Brake Traction Control System)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(ESC: Electronic Stability Control System) 등이 있다.
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.
위와 같은 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템은 유럽 등록특허 EP 2 520 473호에 개시되어 있다. 개시된 문헌에 따르면, 액압 공급장치는 브레이크 페달의 답력에 따라 모터가 작동하여 제동압을 발생시키도록 이루어진다. 이때, 제동압은 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압함으로써 발생하게 된다.
또 전자식 브레이크 시스템은 운전자에게 브레이크 답력에 따른 반력을 제공할 수 있는 시뮬레이션 장치를 포함한다. 이 때, 시뮬레이션 장치는 오일 리저버와 연결되며, 시뮬레이션 장치와 리저버가 연결되는 오일 유로에는 시뮬레이터 밸브가 설치된다.
이 때, 전자식 브레이크 시스템은 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어하는 등의 경우에 있어서, 각 휠 실린더와 유로 사이에 위치한 밸브의 반복적인 개방 또는 폐쇄 동작으로 인하여 각 휠에서의 추정된 제동 압력과 실제 제동 압력의 오차가 크게 벌어지는 문제점이 있다.
EP 2 520 473 A1 (Honda Motor Co., Ltd.) 2012. 11. 7.
본 발명의 실시예들은 ABS, TCS 등의 제동 제어 시 각 휠에 위치한 밸브의 반복적인 개방 또는 폐쇄로 인하여 추정한 제동 압력가 실제 제동 압력 사이의 오차가 커지는 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 조절하기 위해 마련된 적어도 하나 이상의 밸브;와 상기 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 측정하는 압력 측정부;와 상기 적어도 하나 이상의 밸브의 개폐가 미리 설정된 시간 이내에 미리 설정한 횟수 이상 감지되는 경우, 해당 휠 실린더로 액압을 전달하는 적어도 하나 이상의 밸브를 모두 개방하고, 상기 해당 휠 실린더를 제외한 나머지 휠 실린더로 액압을 전달하는 적어도 하나 이상의 밸브를 모두 폐쇄하고, 상기 측정한 압력을 상기 적어도 하나 이상의 밸브가 모두 개방된 휠 실린더의 액압으로 동기화하는 제어부; 를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더;과 상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버;와 상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서;와 상기 페달 변위센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 및 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 상기 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 유압 제어 유닛; 을 더포함하고, 상기 제어부는 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 밸브들을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 휠 실린더의 압력을 동기화한 이후, 상기 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 밸브들의 제어를 재시작할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 ABS(Anti-Lock Brake System) 또는 TCS(Traction Control System) 제어 시 상기 적어도 하나 이상의 밸브의 개폐가 미리 설정된 시간 이내에 미리 설정한 횟수 이상 감지할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 적어도 하나 이상의 밸브의 개폐로 조절하는 단계;와 상기 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 측정하는 단계;와 상기 적어도 하나 이상의 밸브의 개폐가 미리 설정된 시간 이내에 미리 설정한 횟수 이상 감지되는지 판단하는 단계;와 상기 적어도 하나 이상의 밸브의 개폐가 상기 미리 설정된 시간 이내에 상기 미리 설정한 횟수 이상 감지되면, 해당 휠 실린더로 액압을 전달하는 적어도 하나 이상의 밸브를 모두 개방하고, 상기 해당 휠 실린더를 제외한 나머지 휠 실린더로 액압을 전달하는 적어도 하나 이상의 밸브를 모두 폐쇄하는 단계; 및 상기 측정한 압력을 상기 적어도 하나 이상의 밸브가 모두 개방된 휠 실린더의 액압으로 동기화하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버와 상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서와 상기 페달 변위센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치와 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 상기 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 유압 제어 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 휠 실린더의 압력을 동기화한 이후, 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 밸브들의 제어를 재시작하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나 이상의 밸브의 개폐가 미리 설정된 시간 이내에 미리 설정한 횟수 이상 감지되는지 판단하는 단계;는 ABS(Anti-Lock Brake System) 또는 TCS(Traction Control System) 제어 시 에 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 ABS, TCS 등의 제동 제어 시 각 휠에 위치한 밸브의 반복적인 개방 또는 폐쇄로 인하여 추정한 제동 압력가 실제 제동 압력 사이의 오차가 커지는 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동 시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 정상적으로 제동 작동되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 정상적으로 제동 해제되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 통하여 ABS 작동되는 상태를 설명하기 위한 유압회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템 내 메인 프로세서의 개략적인 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 다른 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 비 제동 시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 1을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 통상적으로, 액압을 발생 시키는 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 발생 시킬 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 후술할 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.
도 1을 참고하면, 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, 도면에는 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.
한편, 도면에는 여러 개의 리저버(30)가 도시되어 있고 각각의 리저버(30)는 동일한 도면 부호를 사용하고 있다. 다만, 이들 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.
한편, 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.
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 해제시 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 동작 모습에 대하여 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 해제시 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.
본 발명의 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)과, 상기 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)와, 액압 정보와 페달 변위 정보를 기반으로 액압 공급장치(100)와 밸브들(54, 221, 222, 223, 224, 231, 232, 241, 242, 261, 262)을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 도 5의 2)을 포함할 수 있다.
액압 공급장치(100)는 휠 실린더(40)로 전달되는 오일 압력을 제공하는 압력 제공유닛(110)과, 페달 변위센서(11)의 전기적 신호에 의해 회전력을 발생 시키는 모터(120)와, 모터(120)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 압력 제공유닛(110)에 전달하는 동력변환부(130)를 포함한다.
압력 제공유닛(110)은 오일을 공급받아 저장되도록 소정 공간이 형성되는 압력챔버(111)와, 압력챔버(111) 내에 마련되는 유압피스톤(112)과, 유압피스톤(112)과 압력챔버(111) 사이에 마련되어 유압피스톤(112)을 탄성 지지하는 유압스프링(122)을 포함할 수 있다.
압력챔버(111)는 오일유로(114)에 의해 리저버(30)와 연결되고, 리저버(30)로부터 오일을 공급받아 저장할 수 있다. 오일유로(114)는 압력챔버(111)의 입구 측에 형성되는 제1 연통홀(111a)과 연통될 수 있다. 일 예로, 제1 연통홀(111a)은 유압피스톤(112)이 전진할 때 압력이 발생되는 압력챔버(111)의 입구 측에 형성될 수 있다.
또한, 오일유로(114)에는 압력챔버(111)의 압력이 역류되는 것을 방지하는 체크밸브(115)가 설치될 수 있다. 체크밸브(115)는 유압피스톤(112)이 전진 시 압력챔버(111) 내의 오일이 오일유로(114)를 통해 리저버(30)로 유실되는 것을 차단하고, 유압피스톤(112)이 복귀 시 리저버(30)의 오일이 흡입되어 압력챔버(111) 입구 측에 저장되는 것을 허용하도록 마련된다.
또한, 액압 공급장치(100)는 유압피스톤(112)이 복귀하며 압력챔버(111) 내의 액압을 흡수하는 과정에서 압력챔버(111) 내의 압력이 대기압으로 해제되지 않는 경우를 방지하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 압력챔버(111)에는 제2 연통홀(111b)이 형성되고, 압력챔버(111)의 출구 측과 오일유로(114) 사이에는 제2 연통홀(111b)과 오일유로(114)를 연결하는 연결유로(116)가 형성된다. 이때, 제2 연통홀(111b)은 유압피스톤(112)의 초기 위치(즉, 유압피스톤(112)이 압력챔버(111)의 출구 측으로 후퇴하여 압력챔버(111) 내의 압력이 해제된 상태에서의 유압피스톤(112)의 위치)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 따라서 유압피스톤(112)이 복귀하면서 압역챔버(111) 출구 측이 연결유로(116)를 통해 자동으로 리저버(30)와 연결되어 압력이 대기압으로 복귀할 수 있다.
모터(120, 도 5의 41)는 전자제어유닛(도 5의 2)으로부터 출력된 신호에 의해 회전력을 발생 시키는 장치로서, 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생 시킬 수 다. 모터(120)의 회전각속도와 회전각은 정밀하게 제어될 수 있다. 이러한 모터(120)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 전자제어유닛(2)은 모터(120, 도 5의 41)를 포함하여 후술할 본 발명의 전자식 브레이크 시스템(1)에 구비된 복수의 밸브(도 5의 31)들을 제어한다. 브레이크 페달(10)의 변위에 따라 복수의 밸브들이 제어되는 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
모터(120, 도 5의 41)의 구동력은 동력변환부(130)를 통해 유압피스톤(112)의 변위를 발생 시키고, 압력챔버(111) 내에서 유압피스톤(112)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, 도 5의 41)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 이동 시키고, 구동축(133)은 피스톤(111)과 연결되어 피스톤(111)을 압력챔버(111) 내에서 슬라이딩 이동시킨다.
이상의 동작들을 다시 설명하면, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(ECU, 도 5의 2)에 전달되고, 전자제어유닛(2)은 모터(120, 도 5의 41)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 유압피스톤(112)이 이동하면서 압력챔버(111)에 액압을 발생 시킨다.
반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 전자제어유닛(2)은 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 반대 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(112)이 복귀한다. 이 때, 유압스프링(113)은 유압피스톤(112)에 탄성력을 제공함으로써 압력챔버(111) 내의 액압을 신속하게 흡입할 수 있다.
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 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 제어유닛(200)에 대하여 설명하기로 한다.
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.
또한, 유압 제어유닛(200)은 제1 유압서킷(201)과 액압 공급장치(100)를 연결하는 제1 유압유로(211)와, 제2 유압서킷(202)과 연결되는 제2 유압유로(212)를 통해 액압 공급장치(100)로부터 액압을 전달받을 수 있다. 이때, 제2 유압유로(212)는 제1 유압유로(211)로부터 분기된 분기유로(214)와 연결될 수 있다.
그리고 제1 및 제2 유압유로(211, 212)는 분기유로(214)를 통해 서로 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 전달받아 각 유압서킷(201, 202)의 휠 실린더(40)로 전달하게 된다. 이때, 각 유압서킷(201, 202)은 액압의 흐름을 제어하도록 복수의 인렛밸브(221)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(221)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(221)가 마련될 수 있다.
이러한 복수의 인렛밸브(221)는 휠 실린더(40)의 상류측에 배치되며 평상시 열려있다가 전자제어유닛(2)으로부터 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 평상시 개방형(Normally Open type) 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
또한, 유압 제어유닛(200)은 제동 해제시 성능향상을 위하여 리저버(30)와 연결되는 복수의 아웃렛밸브(222)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 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 유압유로(211)에 마련되는 제1 절환밸브(231)와, 제2 유압유로(212)에 마련되는 제2 절환밸브(232)를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 절환밸브(231, 232)는 각각 독립적으로 제어되며, 평상시 닫혀있다가 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)는 요구되는 압력에 따라 선택적으로 개폐되어 휠 실린더(40)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 역할을 수행한다. 예컨대, 제1 유압서킷(201)에 마련된 휠 실린더(40)로만 액압을 제공해야 하는 경우 제1 절환밸브(231)만 개방하여 액압 공급장치(100)를 통해 토출되는 액압이 제2 유압서킷(202)으로 전달되지 않고 제1 유압서킷(201)으로 전달되도록 할 수 있다. 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)의 작동구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 설정된 목표 압력값 대비 압력이 높게 발생하는 경우 이를 목표 압력값에 추종하도록 제어하는 릴리즈밸브(233)를 더 포함할 수 있다.
릴리즈밸브(233)는 두 유압서킷(201, 202)을 연결하는 분기유로(214)와 리버저(30)를 연결하는 유로에 마련될 수 있다. 즉, 릴리즈밸브(233)는 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)와 상기 액압 공급장치(100) 사이에 마련될 수 있다. 이러한 릴리즈밸브(233)는 평상시 닫혀있다가 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 비 정상적으로 작동하는 때에 마스터 실린더(20)로부터 토출된 오일을 직접 휠 실린더(40)로 공급할 수 있는 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 더 포함할 수 있다.
제1 백업유로(251)에는 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)가 마련되고, 제2 백업유로(252)에는 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 마련될 수 있다. 또한, 제1 백업유로(251)는 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하고, 제2 백업유로(252)는 제2 유압포트(25b)와 제2 유압서킷(202)을 연결할 수 있다.
그리고 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)의 작동구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
한편, 미설명된 참조부호 "PS11"은 제1 유압서킷(201)의 액압을 감지하는 제1 유압유로 압력센서고, "PS12"는 제2 유압서킷(202)의 액압을 감지하는 제2 유압유로 압력센서며, "PS2"는 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서다. 그리고 "MPS"는 모터(120)의 회전각 또는 모터의 전류를 제어하는 모터 제어센서다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작에 대해서 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 제동 작동되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 2를 참조하면, 운전자에 의한 제동이 시작되면 페달 변위센서(11)를 통하여 운전자가 밟는 브레이크 페달(10)의 압력 등의 정보를 통해 운전자의 요구 제동량을 감지할 수 있다. 전자제어유닛(미도시)은 페달 변위센서(11)로부터 출력된 전기적 신호를 입력받아 모터(120)를 구동하게 된다.
또한, 전자제어유닛(2)은 마스터 실린더(20)의 출구 측에 마련된 백업유로 압력센서(PS2)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)에 마련된 제1 및 제2 유압유로 압력센서(PS11, PS12)를 통하여 회생 제동량의 크기를 입력 받고, 운전자의 요구 제동량과 회생 제동량의 차이에 따라 마찰 제동량의 크기를 계산하여 휠 실린더(40)의 증압 또는 감압의 크기를 파악할 수 있다.
구체적으로, 제동 초기에 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟으면 모터(120)가 작동하고, 이 모터(120)의 회전력이 동력전달부(130)에 의해 압력 제공유닛(110)으로 전달되며, 압력 제공유닛(110)에서 토출되는 액압이 제1 유압유로(211)와 제2 유압유로(212)로 전달된다.
한편, 액압 공급장치(100)에서 액압을 발생 시 마스터 실린더(20)의 제1 및 제2 유압포트(24a, 24b)와 연결된 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 설치된 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)가 폐쇄되어 마스터 실린더(20)에서 토출되는 유압이 휠 실린더(40)로 전달되지 않게 된다.
또한, 액압 공급장치(100)로부터 토출된 액압은 인렛밸브(221)가 개방됨에 따라 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 설치된 휠 실린더(40)로 전달되어 제동력을 발생 시키게 된다. 이때, 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 전달되는 압력이 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 목표 압력값에 비하여 높게 측정될 경우 릴리즈밸브(233)를 개방시켜 목표 압력값에 추종하도록 제어하게 된다.
한편, 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 마스터 실린더(20)의 가압에 따라 발생된 압력은 마스터 실린더(20)와 연결된 시뮬레이션 장치(50)로 전달된다. 이때, 시뮬레이션 챔버(51)의 후단에 배치된 평상시 폐쇄형 시뮬레이터 밸브(54)가 개방되어 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 시뮬레이션 챔버(51) 내에 채워진 오일이 리저버(30)로 전달된다. 또한, 반력 피스톤(52)이 움직이고 반력 피스톤(52)을 지지하는 반력 스프링(53) 하중에 상응하는 압력이 시뮬레이션 챔버(51) 내에 형성되어 운전자에게 적절한 페달감을 제공하게 된다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 정상 작동시 제동된 상태에서 제동력을 해제하는 경우에 대하여 살펴보기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 제동 해제되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 3을 참고하면, 브레이크 페달(10)에 가해진 답력이 해제되면 모터(120)가 제동 시의 반대방향으로 회전력을 발생하여 동력변환부(130)로 전달하고, 동력변환부(130)의 웜샤프트(131), 웜휠(132), 및 구동축(133)은 제동 시의 반대방향으로 회전하여 유압피스톤(112)을 원래의 위치로 후진시킴으로써 압력 제공유닛(110)의 압력을 해제한다. 그리고 압력 제공유닛(110)은 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통해 전달받아 리저버(30)로 전달하게 된다.
한편, 인렛밸브(221)와, 아웃렛밸브(222)와, 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)와, 릴리즈밸브(233)와, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 제동 시와 동일한 개폐동작 상태로 제어된다. 즉, 아웃렛밸브(222)와, 릴리즈밸브(233)와, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 폐쇄되고, 인렛밸브(221)와, 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)는 개방된다. 이에, 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압은 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통하여 압력챔버(111) 내로 전달된다.
한편, 시뮬레이션 장치(50)는 반력 피스톤(52)이 반력 스프링(53)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀됨에 따라 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일이 마스터 실린더(20)로 전달되고, 리저버(30)와 연결되는 시뮬레이터 밸브(54) 및 시뮬레이터 체크밸브(55)를 통해 오일이 시뮬레이션 챔버(51) 내로 다시 채워짐으로써 페달 시뮬레이터 압력의 빠른 리턴이 보장된다.
또한, 액압 공급장치(100)를 통하여 유압피스톤(112)이 이동 시 압력챔버(111) 내의 오일 흐름은 리저버(30)와 연결된 오일유로(114) 및 연결유로(116)를 통하여 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 두 유압서킷(201, 202)의 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 마련된 휠 실린더(40)의 요구되는 압력에 따라 유압 제어유닛(200)에 마련된 밸브들(221, 222)을 제어함으로써 제어범위를 특정하여 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)을 통하여 ABS 작동되는 상태를 설명하기 위한 유압회로도이다.
도 4는 ABS 작동 중 해당 휠 실린더만 제동하고자 할 경우를 나타내는 것으로서, 제1 유압서킷(201)의 차륜(RL, FR) 만을 제동 시키는 상태가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 모터(120)가 작동하고, 이 모터(120)의 회전력이 동력전달부(130)를 통해 압력 제공유닛(110)으로 전달됨에 따라 액압을 발생 시킨다. 이때, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)가 폐쇄되어 마스터 실린더(20)에서 토출되는 유압이 휠 실린더(40)로 전달되지 않게 된다.
또한, 제1 절환밸브(231)만 개방되고, 제2 절환밸브(232)는 폐쇄되어 액압 공급장치(100)로부터 토출되는 액압은 제2 유압서킷(202)으로 전달되지 않게 된다. 그리고 액압 공급장치(100)로부터 토출되는 액압은 제1 유압유로(211)를 통해 제1 유압서킷(201)에 마련된 우측 전류(FR)과 좌측 후륜(RL)의 휠 실린더(40)로만 액압이 전달된다. 따라서 제1 유압서킷(201)의 차륜(RL, FR)으로만 액압이 전달된다.
한편, 위와 같이 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)의 개폐동작을 통하여 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하는 구조는 일 실시예를 나타낸 것에 불과하고, 본 발명의 실시예는 인렛밸브(221)와 아웃렛밸브(222), 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)를 각각 독립적으로 개폐함으로써 각 차륜(RL, RR, FL, FR)에 전달되는 액압을 증압 또는 감압시킬 수 있는 다양한 제어모듈을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 모터(120)와, 각 밸브들(54, 221, 222, 231, 232, 233, 261, 262)의 동작을 독립적으로 제어함으로써 요구되는 압력에 따라 선택적으로 각 차륜(RL, RR, FL, FR)의 휠 실린더(40)에 액압을 전달하거나 배출시킬 수 있어 정밀한 압력제어가 가능하게 된다.
다음으로, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 개략적인 블록도이다.
구체적으로, 도 5를 참조하면, 차량의 전자식 브레이크 시스템(1)은 유압 장치 내 액압을 감지하는 압력 측정부(10)와 제동 제어를 수행하는 전자 제어 유닛(2)과, 전자 제어 유닛(2)에서 산출된 제어 신호에 따라 구동되는 유압 회로 내 복수의 밸브(31) 및 모터(41, 도 1의 120)를 포함한다.
압력 측정부(10)는 복수의 압력 센서를 포함한다. 구체적으로, 각 휠(FR, FL, RR, RL)과 연결된 유로에 포함된 압력 센서로 도 1에 도시된 PS11 제1 유압서킷(201)의 액압을 감지하는 제1 유압유로 압력센서, 도 1에 도시된 PS12는 제2 유압서킷(202)의 액압을 감지하는 제2 유압유로 압력센서, 도 1에 도시된 "PS2"는 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서들이 이에 해당된다.
따라서, 압력 측정부(10)에 포함된 복수의 압력 센서에서 측정한 압력을 전자 제어 유닛(2)으로 송신할 수 있다.
또한, 도시되지는 않았으나, 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 페달 입력부(미도시)를 포함하여, 도 1에 도시된 페달 변위센서(11)를 통하여 측정한 압력을 전자 제어 유닛(2)으로 송신할 수 있다.
다음으로, 전자 제어 유닛(2)은 본 발명에 따른 차량의 전자식 브레이크 시스템(1)을 총괄적으로 제어한다.
구체적으로, 페달 입력부(미도시)로부터 운전자의 제동 의지와 제동량을 감지하여, 운전자의 요구 제동 압력에 맞는 제동압을 산출하고, 각 휠 실린더와 유로 사이에 위치한 밸브의 반복적인 개방 또는 폐쇄 동작으로 인하여 각 휠에서의 추정된 제동 압력과 실제 제동 압력의 오차가 크게 벌어지는 문제점을 해결하기 위하여 밸브 제어를 수행하는 메인 프로 세서(21)와 각종 데이터를 저장하는 메모리(22)를 포함한다.
이하, 도 6에서는 메인 프로세서(21) 내 소프트웨어적으로 각종 처리를 나타내기 위한 블록도이다. 구체적으로, 메인 프로세서(21)는 밸브의 반복적인 개폐로 인하여, 특정 휠 실린더 내 추정된 액압이 실제 액압과 오차가 커질 수 있는 상황인지를 판단하는 판단부(23), 오차가 큰 상황으로 판단된 경우에 있어서 특정 휠 실린더의 액압을 유압 회로 내의 압력으로 동기화하기 위하여 복수의 밸브를 제어하는 제어부(25) 및 유압 회로의 압력을 재설정하기 위한 압력 생서부(27)를 포함한다.
따라서, 전자 제어 유닛(2) 내 메인 프로세서(21)는 전자식 브레이크 시스템(1) 내 포함된 복수의 밸브(31) 및 모터(41)의 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 메인 프로세서(21)내 판단부(23)는 ABS(Anti-Lock Brake System) 또는 TCS(Traction Control System)과 같이, 휠 실린더와 유로 사이에 위치한 인렛 밸브(221)의 반복적인 개폐동작이 필요한 경우에 있어서, 특정 휠 실린더의 추정된 액압이 실제 휠 실린더의 액압과 오차가 커질 수 있는 상황인지를 판단한다.
이를 판단하기 위하여 판단부(23)는 미리 설정한 시간(임계 시간)이내에 인렛 밸브(221)가 미리 설정한 횟수(임계 횟수)이상 개폐되는 경우, 해당 휠 실린더 내 추정되는 액압이 실제 액압과 오차가 커질 수 있는 상황으로 판단한다.
다음으로, 판단부(23)에서 특정 휠 실린더와 연결된 인렛 밸브(221)의 개폐동작이 임계 시간 이내에 임계 횟수이상 동작되는 경우로 판단하면, 메인 프로세서(21) 내 제어부(25)에서 복수의 밸브(31)에 포함되는 밸브 중에서 특히 인렛 밸브(221)를 제어한다.
구체적으로, 제어부(25)는 오차가 발생한 휠 실린더의 액압을 동기화하기 위하여 해당 휠 실린더와 연결된 인렛 밸브(221)는 개방하고, 해당 휠 실린더를 제외한 휠 실린더와 연결된 나머지 인렛 밸브(221)는 모두 폐쇄시킨다.
예를 들어, 우측 후륜(RR)에 포함된 휠 실린더와 연결된 인렛 밸브(RR의 221)에서 미리 설정한 시간 이내에 미리 설정한 횟수 이상 개폐동작이 감지된 경우에, 제어부(25)는 해당 인렛 밸브(RR의 221)는 개방시키고, 나머지 인렛 밸브(FL,RL,FR의 221)의 인렛 밸브는 폐쇄시킨다.
이에, 우측 후륜(RR)으로의 유로가 완전히 개방되어 유압 회로 내의 압력이 휠 실린더와 평형을 이룰 수 있는 환경이 마련될 수 있다.
다음으로, 압력 생성부(27)는 해당 휠 실린더와 연결된 유로의 액압을 재설정하기 위한 회로 압력을 요청한다.
예를 들어, 우측 후륜(RR)으로의 유로가 완전히 개방되어 유압 회로 내의 압력이 휠 실린더와 평형을 이룰 수 있는 환경이 마련된 이후, 해당 유로의 압력과 휠 실린더의 압력이 동일해지면(동기화), 유로의 압력을 해당 휠 실린더의 압력과 동일해지도록 요청한다.
이후, 메인 프로세서(21)는 유로에 설치된 압력 센서로부터 측정된 압력값이 휠 실린더의 추정 압력과 동일해지면 동기화 단계가 종료된 것으로 판단하여 본 발명에 따른 추정한 제동 압력가 실제 제동 압력 사이의 동기화 작업을 종료한다.
다음으로, 전자 제어 유닛(2) 내 메모리(22)는 다음으로, S램(S-RAM), D랩(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
비휘발성 메모리는 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 반 영구적으로 저장할 수 있으며, 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리로부터 제어 프로그램 및 제어 데이터를 불러와 임시로 기억하고, 각종 센서 정보 및 메인 프로세서에서 출력하는 각종 제어 신호를 임시로 저장할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 구성에 대하여 설명하였다.
이하 도 7에서는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 제어 방법에 대한 순서도이다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 운전자의 제동 의지 및 제동 상황을 고려하여 각 휠에 포함된 인렛 밸브(221)의 개폐 제어를 수행한다(S31).
구체적으로, 메인 프로세서(21)는 페달 입력부(미도시)로부터 운전자의 제동 의지와 제동량을 감지하여, 운전자의 요구 제동 압력에 맞는 제동압을 산출하고, 각 휠 실린더와 유로 사이에 위치한 밸브의 반복적인 개방 또는 폐쇄 동작으로 인하여 각 휠에서의 추정된 제동 압력과 실제 제동 압력의 오차가 크게 벌어지는 문제점을 해결하기 위하여 인렛 밸브(221)의 제어를 수행한다.
이후, 전자식 브레이크 시스템(1)는 ABS(Anti-Lock Brake System) 또는 TCS(Traction Control System)과 같이, 휠 실린더와 유로 사이에 위치한 인렛 밸브(221)의 반복적인 개폐동작이 필요한 경우에 있어서, 특정 휠 실린더의 추정된 액압이 실제 휠 실린더의 액압과 오차가 커질 수 있는 상황인지를 판단하기 위하여 각 휠에 포함된 인렛 밸브(221)의 개폐 횟수를 카운트한다(S20).
이에, 전자 제어 유닛(21)에서 카운트한 인렛 밸브(221)의 개폐 횟수 카운트가 미리 설정한 시간(임계 시간)이내에 미리 설정한 횟수(임계 횟수)이상 개폐되는 경우(S30), 해당 휠 실린더 내 추정되는 액압이 실제 액압과 오차가 커질 수 있는 상황으로 판단하여, 해당 휠 실린더와 연결된 해당 인렛 밸브를 개방하고(S40), 해당 인렛 밸브를 제외한 나머지 인렛 밸브는 모두 폐쇄시킨다(S50).
따라서, 유로가 완전히 개방되어 유압 회로 내의 압력이 휠 실린더와 평형을 이룰 수 있는 환경이 마련되고, 해당 유로의 압력과 휠 실린더의 압력이 동일(동기화)해지도록 제어한다(S60).
이후, 도시되지는 않았으나, 메인 프로세서(21)는 유로의 압력을 해당 휠 실린더의 압력과 동일해지도록 요청하고 유로에 설치된 압력 센서로부터 측정된 압력값이 휠 실린더의 추정 압력과 동일해지면 동기화 단계가 종료된 것으로 판단하여 본 발명에 따른 추정한 제동 압력가 실제 제동 압력 사이의 동기화 작업을 종료할 수 있다.
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.
10: 브레이크 페달 11: 페달 변위센서
20: 마스터 실린더 30: 리저버
40: 휠 실린더 50: 시뮬레이션 장치
54: 시뮬레이터 밸브 60: 검사밸브
100: 액압 공급장치 110: 압력 제공유닛
120: 모터 130: 동력변환부
200: 유압 제어유닛 201: 제1 유압서킷
202: 제2 유압서킷 211: 제1 유압유로
212: 제2 유압유로 221: 인렛밸브
222: 아웃렛밸브 231: 제1 절환밸브
232: 제2 절환밸브 233: 릴리즈밸브
241: 제1 밸런스밸브 242: 제2 밸런스밸브
251: 제1 백업유로 252: 제2 백업유로
261: 제1 컷밸브 262: 제2 컷밸브

Claims (8)

  1. 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 조절하기 위해 마련된 적어도 하나 이상의 밸브;
    상기 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 측정하는 압력 측정부;
    상기 각 차륜에 마련되는 휠 실린더 중 제1 휠 실린더에 연결된 하나 이상의 제1 밸브의 개폐 횟수를 카운트 하며, 상기 하나 이상의 제1 밸브의 개폐 횟수가 미리 설정된 시간 이내에 미리 설정한 횟수 이상 감지되는 경우, 상기 하나 이상의 제1 밸브를 개방하고, 상기 제1 휠 실린더를 제외한 나머지 휠 실린더로 액압을 전달하는 하나 이상의 제2 밸브를 폐쇄하고, 상기 측정한 압력을 상기 하나 이상의 제1 밸브가 개방된 상기 제1 휠 실린더의 액압으로 동기화하는 제어부; 를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자식 브레이크 시스템은
    브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더;
    상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버;
    상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서;
    상기 페달 변위센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 및
    상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 상기 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 유압 제어 유닛; 을 더포함하고,
    상기 제어부는 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 밸브들을 제어하는 전자식 브레이크 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 휠 실린더의 압력을 동기화한 이후, 상기 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 상기 밸브들의 제어를 재시작하는 전자식 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 ABS(Anti-Lock Brake System) 또는 TCS(Traction Control System) 제어 시 상기 적어도 하나 이상의 밸브의 개폐를 미리 설정된 시간 이내에 미리 설정한 횟수 이상 감지하는 전자식 브레이크 시스템.
  5. 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 적어도 하나 이상의 밸브의 개폐로 조절하는 단계;
    상기 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압을 측정하는 단계;
    상기 각 차륜에 마련된 휠 실린더 중 제1 휠 실린더에 연결된 하나 이상의 제1 밸브의 개폐 횟수를 카운트하는 단계;
    상기 하나 이상의 제1 밸브의 개폐 횟수가 미리 설정된 시간 이내에 미리 설정한 횟수 이상 감지되는지 판단하는 단계;
    상기 하나 이상의 제1 밸브의 개폐가 상기 미리 설정된 시간 이내에 상기 미리 설정한 횟수 이상 감지되면, 상기 하나 이상의 제1 밸브를 개방하고, 상기 제1 휠 실린더를 제외한 나머지 휠 실린더로 액압을 전달하는 하나 이상의 제2 밸브를 모두 폐쇄하는 단계; 및
    상기 측정한 압력을 상기 하나 이상의 제1 밸브가 개방된 상기 제1 휠 실린더의 액압으로 동기화하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버와 상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서와 상기 페달 변위센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치와 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 상기 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 유압 제어 유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 휠 실린더의 압력을 동기화한 이후, 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 밸브들의 제어를 재시작하는 단계;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 밸브의 개폐가 상기 미리 설정된 시간 이내에 상기 미리 설정한 횟수 이상 감지되는지 판단하는 단계는
    ABS(Anti-Lock Brake System) 또는 TCS(Traction Control System) 제어 시에 수행하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
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