KR102643095B1 - Esc 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Esc 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 오일이 저장된 리저브부와 연결되며, 브레이크 페달의 가압에 의해 유압을 생성하는 페달 실린더부, 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 구동하는 모터, 상기 페달 실린더부와 연결되며, 상기 모터의 구동에 의해 전후진 이동하는 마스터 피스톤을 통해 제동 유압을 형성하는 마스터 실린더부, 차량이 회생제동 협조 제어모드인 상태에서, 후륜 회생제동력이 발생한 경우 상기 브페이크 페달에 의한 운전자의 요구 압력에 따라 상기 모터를 전륜 압력제어하고, 상기 후륜 회생제동력의 천이가 발생하는 경우 상기 후륜 회생제동력의 변화량만큼 상기 모터를 후진 압력제어하며, 상기 후륜 회생제동력 천이가 완료되는 경우 상기 모터를 전진방향 압력제어하는 제어부, 상기 리저브부로부터 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더 사이를 연결하는 유압라인에 구비되어, 상기 제어부의 제어에 따라 개폐되는 유압 조절 밸브를 포함한다.

Description

ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REGENERATIVE BRAKING OF ESC INTEGRATED BRAKE SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ESC(Electronic Stability Control) 통합형 회생제동 시스템에서 회생제동 협조 제어 시, 유압을 선형적으로 생성할 수 있는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
회생 제동 시스템은 관성에 의하여 자동차가 주행할 수 있는 여유 동력이 있을 때 발전기를 구동시켜 전기에너지를 생성하는 시스템을 말한다. 이러한 회생 제동 시스템은 브레이크와 연동된 하나의 시스템으로서 작동되는 것이 일반적이다.
회생 제동 시스템에서 가장 중요한 역할을 하는 것은 브레이크이다. 모터가 발전기로 작동하는 회생 제동이 구현되는 동안 에너지는 재생되지만, 회생 브레이크만으로 운전자가 원하는 만큼의 제동력을 구현하는데 한계가 있어 유압 브레이크와 함께 제동력을 발현하는 통합형 브레이크 제어기와 유압 공급 장치를 활용한 ESC 통합형 회생 제동 시스템이 개발되고 있다. 일예로, ESC 통합형 회생 제동 시스템은 4휠 기반으로 회생제동 협조제어를 진행하였다.
한편, 후륜구동 EV가 개발되면서 후륜만으로 회생제동 협조 제어를 해야만 하는 상황이 발생하였다. 이에, ESC 통합형 회생 제동 시스템을 H-Split으로 구성하고, Split 밸브를 이용하고 있다. 이때, Split 밸브는 서킷 페일의 경우를 대비하여, Spring력을 높여 일정 압력 이상을 형성하도록 설계되어야 된다. 이러한 구성의 시스템에서 brake on시 후륜에 회생제동력이 발생하면, 유압은 우선 전륜에만 생성시키고, 회생제동력이 감소되는 크기만큼 후륜에 유압을 생성시켜, 운전자의 요구 제동력을 맞추게 된다.
그러나, 종래의 ESC 통합형 회생제동 시스템은 후륜 회생제동 시, Split 밸브의 Spling력이 높아 회생제동력이 선형적으로 변하는 만큼 유압을 선형적으로 발생시키지 못해 제동력이 불균일한 문제가 있다.
이에, ESC 통합형 회생제동 시스템에서 회생제동 협조 제어시 유압을 선형적으로 생성할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2019-0016200호(2019. 02. 18 공개, 발명의 명칭: 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 ESC 통합형 회생제동 시스템에서 회생제동 협조 제어시 유압을 선형적으로 생성할 수 있는 ESC 통합형 회생제동 시스템에서 후륜 회생제동 제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어장치는, 오일이 저장된 리저브부와 연결되며, 브레이크 페달의 가압에 의해 유압을 생성하는 페달 실린더부, 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 구동하는 모터, 상기 페달 실린더부와 연결되며, 상기 모터의 구동에 의해 전후진 이동하는 마스터 피스톤을 통해 제동 유압을 형성하는 마스터 실린더부, 차량이 회생제동 협조 제어모드인 상태에서, 후륜 회생제동력이 발생한 경우 상기 브페이크 페달에 의한 운전자의 요구 압력에 따라 상기 모터를 전륜 압력제어하고, 상기 후륜 회생제동력의 천이가 발생하는 경우 상기 후륜 회생제동력의 변화량만큼 상기 모터를 후진 압력제어하며, 상기 후륜 회생제동력 천이가 완료되는 경우 상기 모터를 전진방향 압력제어하는 제어부, 상기 리저브부로부터 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더 사이를 연결하는 유압라인에 구비되어, 상기 제어부의 제어에 따라 개폐되는 유압 조절 밸브를 포함한다.
본 발명에 있어 상기 유압 조절 밸브는, 상기 리저브부와 페달 실린더부의 제1 챔버 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제1 유압 조절 밸브, 싱기 페달실린더부의 제1 챔버와 마스터 실린더부의 제3 챔버 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제2 유압 조절 밸브, 상기 페달실린더부의 제2 챔버와 마스터실린더부의 제4 챔버 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제3 유압 조절 밸브, 상기 리저브부와 마스터 실린더부의 제4 챔버 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제4 유압 조절 밸브, 상기 마스터 실린더부의 제3 챔버와 휠 실린더 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제5 유압 조절 밸브, 상기 마스터 실린더부의 제4 챔버와 휠 실린더 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제6 유압 조절 밸브. 상기 제5 유압 조절 밸브와 상기 제6 유압 조절 밸브 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제7 유압 조절 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 후륜 회생제동력이 발생한 경우, 상기 제7 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)시키고, 제1 유압 조절 밸브 및 제3 유압 조절 밸브를 개방(open)시킨 후, 상기 모터를 전진 또는 후진시켜 전륜의 압력을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 전륜측에 구비된 제1 압력센서를 통해 회생 제동량을 감지하고, 그 감지결과에 기초하여 상기 모터의 전륜 압력제어를 수행할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 후륜 회생제동력의 천이가 발생하는 경우, 상기 제7 유압 제어 밸브를 클로즈(close)시키고, 제5 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)하여 전륜 유압을 유지시키며, 상기 제2 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)시킨 후, 후륜 회생제동력의 변화량만큼 상기 모터를 후진 압력제어하여, 후륜 압력을 선형적으로 형성할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 후륜 측에 구비된 제2 압력센서를 통해 회생 제동량을 감지하고, 그 감지 결과에 기초하여 상기 모터를 후진 압력제어할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 후륜 회생제동력 천이가 완료되는 경우, 상기 제6 유압 조절 밸브를 클로즈(close)시키고, 상기 제2 유압 조절 밸브, 제5 유압 조절 밸브 및 제7 유압 조절 밸브를 개방(On)시킨 후, 상기 모터를 전진 방향으로 동작시켜 운전자의 요구 제동력만큼 4휠의 압력을 동시에 형성시킬 수 있다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 전륜측에 구비된 제1 압력센서를 통해 회생 제동량을 감지하고, 그 감지결과에 기초하여 상기 모터의 전진 방향으로 동작시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 방법은, 차량이 회생제동 협조 제어모드인 상태에서 후륜 회생제동 제어 방법에 있어서, 후륜 회생제동력이 발생한 경우, 제어부가 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)하고, 제1 유압 조절 밸브 및 제3 유압 조절 밸브를 개방(open)시키는 단계, 상기 제어부가 브페이크 페달에 의한 운전자의 요구 압력에 따라 모터를 전륜 압력제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어 상기 모터를 전륜 압력제어하는 단계 이후, 상기 후륜 회생제동력의 천이가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 제7 유압 제어 밸브를 클로즈(close)시키고, 제5 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)하여 전륜 유압을 유지시키며, 제2 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)시키는 단계, 상기 제어부가 후륜 회생제동력의 변화량만큼 상기 모터를 후진 압력제어하여, 후륜 압력을 선형적으로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 후륜의 요구압력을 선형적으로 형성하는 단계 이후, 상기 후륜 회생제동력 천이가 완료되는 경우, 상기 제어부가 제6 유압 조절 밸브를 클로즈(close)시키고, 상기 제2 유압 조절 밸브, 제5 유압 조절 밸브 및 제7 유압 조절 밸브를 개방(On)시키는 단계, 상기 제어부가, 상기 모터를 전진 방향으로 동작시켜 운전자의 요구 제동력만큼 4휠의 압력을 동시에 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, ESC 통합형 회생제동 시스템에서 회생제동 협조 제어 시, 유압 선형제어성이 우수한 모터를 이용하여 후륜의 선형적인 유압 제어를 진행함으로써, 후륜 회생제동을 위해 별도의 밸브 개발 또는 추가없이 회생제동 협조제어 성능 구현이 가능하고, 밸브 제어로 인한 노이즈를 개선할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESC 통합형 제동 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 협조제어 시, 후륜 회생제동을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESC 통합형 회생제동 시스템에서 후륜 회생제동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESC 통합형 회생제동 시스템에서 후륜 회생제동 제어 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 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.
또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESC 통합형 제동 시스템을 개략적으로 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 협조제어 시, 후륜 회생제동을 설명하기 위한 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESC 통합형 제동 시스템은 리저브부(80), 페달 실린더부(20), 모터(30), 마스터 실린더부(40), 휠 실린더(111, 112, 121, 122), 유압조절밸브(51, 52, 53, 54, 56, 57), 제어부(100)를 포함한다.
리저브부(80)는 페달 실린더부(20)의 상부에 결합되어 오일을 저장한다.
페달 실린더부(20)는 브레이크 페달(10)의 가압에 의해 유압을 생성한다.
페달 실린더부(20)는 페달 실린더(22)와 페달 시뮬레이터(21)를 포함하고, 2개의 챔버를 형성할 수 있다. 일예로, 페달 실린더부(20)는 제1 챔버(20a)와 제2 챔버(20b)를 구비할 수 있다. 브레이크 페달(10)에 운전자의 답력이 인가되면 페달 실린더(22)에 의해 유압이 발생하고, 발생된 유압은 페달 시뮬레이터(21)의 피스톤으로 공급되어 페달 시뮬레이터(21)의 탄성체가 가압되게 되며, 가압되는 탄성체의 반력에 의해 운전자의 페달필이 구현된다.
모터(30)는 브레이크 페달(10)의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동한다. 제어부(100)는 브레이크 페달(10)의 회전 감지신호를 수신하여 모터(30)의 구동을 제어할 수 있다.
마스터 실린더부(40)는 제어부(100)에 의해 제어되는 모터(30)에 의해 구동되어 유압을 생성하여 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(111, 112, 121, 122)에 공급한다. 여기서, 제어부(100)는 자동차의 대표적인 제어장치인 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다. 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟을 경우, 스트로크 센서(미도시)가 브레이크 페달(10)의 스트로크를 감지하여 제어부(100)로 전달하고, 제어부(100)는 스트로크 센서가 감지한 브레이크 페달(10)의 행정거리에 근거하여 모터(30)를 제어함으로써 마스터 실린더부(40)에서 생성되는 유압을 제어하게 된다. 모터(30)는 브레이크 페달(10)이 가압됨에 따라 페달 스트로크 센서(미도시) 및 페달 실린더 압력센서로부터 각각 출력되는 신호를 기반으로 제동 유압을 형성하기 위해 제어부(90)의 제어에 따라 동작한다.
마스터 실린더부(40)는 마스터 피스톤(41)을 포함할 수 있고, 2개의 챔버를 형성할 수 있다. 일예로, 마스터 실린더부(40)는 제3 챔버(40a)와 제4 챔버(40b)를 구비할 수 있다.
휠 실린더(111,112,113,114)는 차량의 전방 좌측 휠을 제동하는 제1 휠 실린더(111), 차량의 전방 우측 휠을 제동하는 제2 휠 실린더(112), 차량의 후방 좌측 휠을 제동하는 제3 휠 실린더(113), 차량의 후방 우측 휠을 제동하는 제4 휠 실린더(114)를 포함한다.
각 휠 실린더(111,112,113,114)로 공급되는 브레이크 오일을 단속하기 위한 인렛 밸브(61-64)가 구비되며, 각 휠 실린더(111,112,113,114) 및 리저브부(80) 사이의 유압 유로에는 각 휠 실린더(111,112,113,114)로부터 토출되는 브레이크 오일을 단속하기 위한 아웃렛 밸브(71,72,73,74)가 구비된다.
유압 조절 밸브(51, 52, 53, 54, 56, 57)는 유압유로에 마련되어, 제어부의 제어에 따라 개폐된다. 이러한 유압 조절 밸브(51, 52, 53, 54, 56, 57)는 제1 내지 제7 유압 조절 밸브를 포함할 수 있다.
제1 유압 조절 밸브(51)는 리저브부(80)와 페달 실린더부(20)의 제1 챔버(20a) 사이를 연결하는 유압유로에 구비되며, 제어부(100)의 제어에 따라 개폐하여 유압을 조절한다. 제2 유압 조절 밸브(52)는 페달 실린더부(20)의 제1 챔버(20a)와 마스터 실린더부(40)의 제3 챔버(40a) 사이를 연결하는 유압유로에 구비되며, 제어부(100)의 제어에 따라 개폐하여 유압을 조절한다. 제3 유압 조절 밸브(53)는 페달 실린더부(20)의 제2 챔버(20b)와 마스터 실린더부(40)의 제4 챔버(40b) 사이를 연결하는 유압유로에 구비되며, 제어부(100)의 제어에 따라 개폐하여 유압을 조절한다. 제4 유압 조절 밸브(54)는 리저브부(80)와 마스터 실린더부(40)의 제4 챔버(40b) 사이를 연결하는 유압유로에 구비되며, 제어부(100)의 제어에 따라 개폐하여 유압을 조절한다. 제5 유압 조절 밸브(55)는 마스터 실린더부(40)의 제3 챔버(40a)와 휠 실린더 사이를 연결하는 유압유로에 구비되며, 제어부(100)의 제어에 따라 개폐하여 유압을 조절한다. 제6 유압 조절 밸브(56)은 마스터 실린더부(40)의 제4 챔버(40b)와 휠 실린더 사이를 연결하는 유압유로에 구비되며, 제어부(100)의 제어에 따라 개폐하여 유압을 조절한다.
제7 유압 조절 밸브(57)는 제5 유압 조절 밸브(55)와 휠 실린더(121, 122) 사이를 연결하는 유압유로, 제6 유압 조절 밸브(56)와 휠 실린더(111, 112) 사이를 연결하는 유압유로를 연결하는 유압유로에 구비되며, 제어부(100)의 제어에 따라 개폐하여 유압을 조절한다. 여기서, 제5 유압 조절 밸브(55)와 휠 실린더(121, 122) 사이를 연결하는 유압유로는, 마스터 실린더부(40)의 제3 챔버(40a)에 연결되고, 2개의 후륜바퀴에 각각 장착되는 제3 및 제4 휠 실린더(121, 122)로 유압을 안내한다. 또한, 제5 유압 조절 밸브(55)와 휠 실린더(121, 122) 사이를 연결하는 유압유로에는 유압을 측정하는 제2 압력센서(95)를 포함할 수 있다. 제6 유압 조절 밸브(66)와 휠 실린더(111, 112) 사이를 연결하는 유압유로는, 마스터 실린더부(40)의 제4 챔버(40b)에 연결되고, 2개의 전륜바퀴에 각각 장착되는 제1 및 제2 휠 실린더(111, 112)로 유압을 안내한다. 또한, 제6 유압 조절 밸브(56)와 휠 실린더 사이를 연결하는 유압유로에는 유압을 측정하는 제1 압력센서(90)를 포함할 수 있다.
상술한 제1 내지 제7 유압 조절 밸브(51, 52, 53, 54, 56, 57)는 상시 작동 밸브일수 있고, 제어부(100)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브로 이루어질 수 있다. 이때, 제4 유압조절 밸브(54)는 원가 절감을 위해 생략 가능하다. 또한. 제7 유압 조절 밸브(57)는 Line Split 밸브로, 오프(off) 상태에서 일정 이상의 압력을 유지할 수 있는 스트링력을 세팅할 수 있다.
상기와 같이 구성된 ESC 통합형 제동 시스템의 구조를 개괄적으로 설명하면, 브레이크 페달(10)에 운전자의 답력이 인가되면 페달 실린더부(20)에 의해 유압이 발생하고, 발생된 유압은 페달 시뮬레이터(21)의 피스톤으로 공급되어 페달 시뮬레이터(21)의 탄성체가 가압되게 되며, 가압되는 탄성체의 반력에 의해 운전자의 페달필이 구현된다. 모터(30)는 브레이크 페달(10)이 가압됨에 따라 페달 스트로크 센서(미도시) 및 페달 실린더부 압력센서로부터 각각 출력되는 신호를 기반으로 제동 유압을 형성하기 위해 제어부(100)의 제어에 따라 동작하며, 마스터 실린더부(40)는 모터(30)에 의해 전후진 이동하는 마스터 피스톤(41)을 통해 제동 유압을 형성한다.
전술한 ESC 통합형 제동 시스템의 구조에 기초하여, 이하에서는 본 실시예에 따른 ESC 통합형 제동 시스템에서 후륜 회생제동시 모터를 제어하는 동작에 대해 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
ESC 통합형 제동 시스템에서 회생제동 협조제어 시, 후륜 회생제동이 발생하면, 도 2에 도시된 바와 같은 제동력이 발생한다. 도 2를 참조하면, ① 구간은 회생제동 협조제어 시 후륜 Full 회생제동 저압 동작 구간을 의미하고, ② 구간은 회생제동 협조제어 시 후륜 회생제동 천이 구간을 의미하며, ③ 구간은 회생제동 협조제어 시 후륜 회생제동 완료구간을 의미한다.
이하, 도 2에 도시된 각 구간별로 ESC 통합형 제동 시스템의 동작에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 회생제동 협조제어 시 후륜 Full 회생제동 저압 동작 구간에 대해 설명하기로 한다.
이 경우는 후륜 Full 회생제동 중이므로, 제어부(100)는 후륜에 유압이 발생하지 않도록, 제7 유압 조절 밸브(57)를 Close하고, 제1 유압 조절 밸브(51) 및 제3 유압 조절 밸브(53)만을 개방(open)시킨다.
그런 후, 제어부(100)는 운전자의 요구 제동력에 따라 모터(30)를 전/후진하여 전륜의 압력을 증가 또는 감소시킨다. 즉, 모터(30)를 전진 또는 후진시키면, 모터(30)의 회전력은 마스터 실린더(40)로 전달되며, 마스터 실린더(40)는 마스터피스톤(41)이 전/후진하면서, 제3 챔버(40a)에 액압을 발생시킨다. 마스터 실린더(40)에서 토출되는 액압은 전륜 휠에 각각 마련되는 제1 및 제2 휠 실린더(111, 112)에 전달되어 제동력을 발생시킨다. 제어부(100)는 마스터 실린더(40)로부터 전륜 측으로 전달되는 액압 제동력을 감지한다. 이때, 제어부(100)는 전륜 측에 마련된 제1 압력센서(90)를 통해 회생 제동량의 크기를 입력받고, 운전자의 요구 제동량과 회생 제동량의 차이에 따라 마찰 제동량의 크기를 계산하며, 모터(30)를 전/후진하여 전륜의 압력을 증가 또는 감소시킨다. 운전자 요구 제동력은 전륜 유압 제동력, 후륜 회생제동력 및 후륜 유압제동력의 합과 같을 수 있다.
다음으로, 회생제동 협조제어 시 후륜 회생제동 천이 구간의 동작에 대해 설명하기로 한다. 후륜 회생제동 천이 구간에서는 후륜 회생제동력이 감소하므로, 제어부(100)는 제7 유압 제어 밸브(57)를 클로즈(close) 상태를 유지시키고, 제5 유압 조절 밸브(55)를 클로즈(Close)하여 전륜 유압을 그대로 유지시킨다. 또한, 제어부(100)는 제2 유압 조절 밸브(52)를 클로즈(Close)하고, 후륜 회생제동력이 변하는 만큼 모터(30)를 후진(2단 동작) 압력제어하여, 후륜의 요구압력을 선형적으로 형성시킨다. 이때, 제어부(100)는 후륜에 마련된 제2 압력센서(95)를 통해 회생 제동량의 크기를 입력받아, 후륜 회생제동력이 차이를 산출할 수 있다. 만약, 제2 압력센서(95)가 없다면, 제어부(100)는 압력제어가 아닌 후륜 소요액량 대 압력 테이블(Table)로부터 압력 지령을 변위 지령으로 변경하여 변위제어로 요구 압력을 형성시킬 수 있다. 구체적으로, 모터(30)를 구동시키면, 모터(30)의 회전력은 마스터 실린더부(40)로 전달되며, 마스터 실린더부(40)는 마스터 피스톤(41)이 후진하면서, 제4 챔버(40b)에 액압을 발생시킨다. 마스터 실린더부(40)에서 토출되는 액압은 후륜 휠에 각각 마련되는 제3 및 제4 휠 실린더(121, 122)에 전달되어 제동력을 발생시킨다. 제어부(100)는 마스터 실린더부(40)로부터 제3 및 제4 휠 실린더(121, 122)으로 전달되는 액압제동력을 제2 압력센서(95)를 통해 감지할 수 있다.
마지막으로, 회생제동 협조제어 시 후륜 회생제동 완료 구간의 동작에 대해 설명하기로 한다. 후륜 회생제동이 완료되면, 후륜 유압과 전륜 유압이 같아지므로, 제어부(100)는 제6 유압 조절 밸브(56)를 클로즈(close)시키고, 제2, 제5 및 제7 유압 조절 밸브(52, 55, 57)를 개방(On)시킨다. 그런 후, 제어부(100)는 모터(30)를 전진 방향(1단 동작)으로 동작시켜 운전자의 요구 제동력만큼 4휠의 압력을 동시에 형성시킨다. 이때, 제어부(100)는 전륜측에 마련된 제1 압력센서(90)를 통해 회생 제동량의 크기를 입력받고, 운전자의 요구 제동량과 회생 제동량의 차이에 따라 마찰 제동량의 크기를 계산하며, 모터(30)를 전진 방향으로 동작시켜 4휠의 압력을 동시에 형성시킨다.
구체적으로, 모터(30)를 구동시키면, 모터(30)의 회전력은 마스터 실린더부(40)로 전달되며, 마스터 실린더부(40)는 마스터 피스톤(41)이 전진하면서, 제3 챔버(40a)에 액압을 발생시킨다. 마스터 실린더부(40)에서 토출되는 액압은 전륜 휠 및 후륜 휠에 각각 마련되는 휠 실린더(111,112,121,122)에 전달되어 제동력을 발생시킨다. 제어부(100)는 마스터 실린더부(40)로부터 제1 및 제2 휠 실린더(111,112)로 전달되는 액압 제동력을 제1 압력센서(90)를 통해 감지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESC 통합형 회생제동 시스템에서 후륜 회생제동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(100)는 시스템이 온되면(S310), 피스톤 위치 제어를 초기화한다(S320). 이때, 제어부(100)는 제1 유압 조절 밸브(51) 및 제7 유압 조절 밸브(57)를 오픈(open) 시키고, 제3 유압 제어 밸브(53)를 클로즈시킨다.
단계 S320의 수행 후, 운전자에 의한 제동이 시작(brake on)되면(S330), 제어부(100)는 차량에 후륜 회생 제동력이 발생하는지를 판단한다(S340). 즉, 운전자에 의한 제동이 시작되면, 제어부(100)는 운전자가 밟는 브레이크 페달(10)의 압력 등의 정보를 통해 운전자의 요구 제동력을 감지할 수 있다.
단계 S340의 판단결과, 후륜 회생 제동력이 발생된 것으로 판단되면, 제어부(100)는 모터(30)를 전/후진하여 전륜 압력을 증가 또는 감소시킨다(S350).
단계 S350이 수행되면, 제어부(100)는 후륜 회생제동력이 천이되는지를 판단한다(S360). 이때, 제어부(100)는 후륜에 마련된 제2 압력센서(95)를 통해 회생 제동량의 크기를 입력받아, 후륜 회생제동력이 천이되는지를 판단할수 있다.
단계 S360의 판단결과, 후륜 회생제동력의 천이가 발생하면, 제어부(100)는 후륜 회생제동력이 변하는 만큼 모터(30)를 후진 압력제어하여, 후륜의 요구압력을 선형적으로 형성시킨다(S370). 이때, 제어부(100)는 후륜에 유압이 발생하지 않도록 제7 유압 제어 밸브(57)를 클로즈(close) 상태를 유지시키고, 제5 유압 조절 밸브(55)를 클로즈(Close)하여 전륜 유압을 그대로 유지시킨 후, 모터(30)를 후진 압력제어한다.
단계 S370이 수행되면, 제어부(100)는 후륜 회생제동력 천이가 완료되었는지를 판단한다(S380).
단계 S380의 판단결과, 후륜 회생제동력 천이가 완료되면, 제어부(100)는 모터(30)를 전진 방향으로 동작시켜 운전자의 요구 제동력만큼 4휠의 압력을 동시에 형성시킨다(S390). 즉, 후륜 회생제동력 천이가 완료되어, 전륜 유압과 후륜 유압이 같아지면, 제어부(100)는 제6 유압 조절 밸브(56)를 클로즈(close)시키고, 제2, 제5 및 제7 유압 조절 밸브(52,55,57)를 개방(On)시킨 후, 모터(30)를 전진 방향으로 동작시켜 운전자의 요구 제동력만큼 4휠의 압력을 동시에 형성시킨다.
만약, 단계 S330의 판단결과, 운전자에 의한 제동이 시작(brake on)되지 않으면, 제어부(100)는 초기 위치 제어를 수행한다(S400).
만약, 단계 S340의 판단결과, 후륜 회생 제동력이 발생되지 않으면, 제어부(100)는 전진방향 4휠 압력 제어를 수행한다(S410).
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치 및 방법은, 회생제동 협조 제어 시, 유압 선형제어성이 우수한 모터를 이용하여 후륜의 선형적인 유압 제어를 진행함으로써, 후륜 회생제동을 위해 별도의 밸브 개발 또는 추가없이 회생제동 협조제어 성능 구현이 가능하고, 밸브 제어로 인한 노이즈를 개선할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 브레이크 페달
20: 페달 실린더부
21: 페달 시뮬레이터
30: 모터
40: 마스터 실린더부
41: 마스터 피스톤
51, 52, 53, 54, 55, 56, 57: 유압 조절 밸브
61, 62, 63, 64: 인렛 밸브
71, 72, 73, 74: 아웃렛 밸브
80: 리저브부
100: 제어부

Claims (11)

  1. 오일이 저장된 리저브부와 연결되며, 브레이크 페달의 가압에 의해 유압을 생성하는 페달 실린더부;
    상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 구동하는 모터;
    상기 페달 실린더부와 연결되며, 상기 모터의 구동에 의해 전후진 이동하는 마스터 피스톤을 통해 제동 유압을 형성하는 마스터 실린더부;
    차량이 회생제동 협조 제어모드인 상태에서, 후륜 회생제동력이 발생한 경우 상기 브레이크 페달에 의한 운전자의 요구 압력에 따라 상기 모터를 전륜 압력제어하고, 상기 후륜 회생제동력의 천이가 발생하는 경우 상기 후륜 회생제동력의 변화량만큼 상기 모터를 후진 압력제어하여 후륜의 요구압력을 선형적으로 형성하며, 상기 후륜 회생제동력 천이가 완료되는 경우 상기 모터를 전진방향 압력제어하는 제어부; 및
    상기 리저브부로부터 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더 사이를 연결하는 유압유로에 구비되어, 상기 제어부의 제어에 따라 개폐되는 유압 조절 밸브;
    를 포함하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유압 조절 밸브는,
    상기 리저브부와 페달 실린더부의 제1 챔버 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제1 유압 조절 밸브;
    싱기 페달 실린더부의 제1 챔버와 마스터 실린더부의 제3 챔버 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제2 유압 조절 밸브;
    상기 페달 실린더부의 제2 챔버와 마스터 실린더부의 제4 챔버 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제3 유압 조절 밸브;
    상기 리저브부와 마스터 실린더부의 제4 챔버 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제4 유압 조절 밸브;
    상기 마스터 실린더부의 제3 챔버와 휠 실린더 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제5 유압 조절 밸브;
    상기 마스터 실린더부의 제4 챔버와 휠 실린더 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제6 유압 조절 밸브; 및
    상기 제5 유압 조절 밸브와 상기 제6 유압 조절 밸브 사이를 연결하는 유압유로의 유압을 조절하는 제7 유압 조절 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 후륜 회생제동력이 발생한 경우, 상기 제7 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)시키고, 제1 유압 조절 밸브 및 제3 유압 조절 밸브를 개방(open)시킨 후, 상기 모터를 전진 또는 후진시켜 전륜의 압력을 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    전륜측에 구비된 제1 압력센서를 통해 회생 제동량을 감지하고, 그 감지결과에 기초하여 상기 모터의 전륜 압력제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 후륜 회생제동력의 천이가 발생하는 경우, 상기 제7 유압 조절 밸브를 클로즈(close)시키고, 제5 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)하여 전륜 유압을 유지시키며, 상기 제2 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)시킨 후, 후륜 회생제동력의 변화량만큼 상기 모터를 후진 압력제어하여, 후륜 압력을 선형적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    후륜측에 구비된 제2 압력센서를 통해 회생 제동량을 감지하고, 그 감지 결과에 기초하여 상기 모터를 후진 압력제어하는 것을 특징으로 하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 후륜 회생제동력 천이가 완료되는 경우, 상기 제6 유압 조절 밸브를 클로즈(close)시키고, 상기 제2 유압 조절 밸브, 제5 유압 조절 밸브 및 제7 유압 조절 밸브를 개방(On)시킨 후, 상기 모터를 전진 방향으로 동작시켜 운전자의 요구 제동력만큼 4휠의 압력을 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    전륜측에 구비된 제1 압력센서를 통해 회생 제동량을 감지하고, 그 감지결과에 기초하여 상기 모터의 전진 방향으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 장치.
  9. 차량이 회생제동 협조 제어모드인 상태에서 후륜 회생제동 제어 방법에 있어서,
    후륜 회생제동력이 발생한 경우, 제어부가 제7 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)시키고, 제1 유압 조절 밸브 및 제3 유압 조절 밸브를 개방(open)시키는 단계; 및
    상기 제어부가 브페이크 페달에 의한 운전자의 요구 압력에 따라 모터를 전륜 압력제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 모터를 전륜 압력제어하는 단계 이후,
    상기 후륜 회생제동력의 천이가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 제7 유압 조절 밸브를 클로즈(close)시키고, 제5 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)하여 전륜 유압을 유지시키며, 제2 유압 조절 밸브를 클로즈(Close)시키는 단계; 및
    상기 제어부가, 후륜 회생제동력의 변화량만큼 상기 모터를 후진 압력제어하여, 후륜 압력을 선형적으로 형성하는 단계를 더 포함하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 후륜의 요구압력을 선형적으로 형성하는 단계 이후,
    상기 후륜 회생제동력 천이가 완료되는 경우, 상기 제어부가 제6 유압 조절 밸브를 클로즈(close)시키고, 상기 제2 유압 조절 밸브, 제5 유압 조절 밸브 및 제7 유압 조절 밸브를 개방(On)시키는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 모터를 전진 방향으로 동작시켜 운전자의 요구 제동력만큼 4휠의 압력을 동시에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ESC 통합형 회생제동 시스템의 후륜 회생제동 제어방법.
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