KR20130047819A

KR20130047819A - 유압 제동 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20130047819A
Application number: KR1020110112596A
Authority: KR
Inventors: 백승철
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-05-09
Also published as: DE102012021714A1; CN103085792A; KR101301906B1; US20130106170A1; CN103085792B; US8870302B2

Abstract

본 발명은 브레이크 페달이 가압되면 유압 파워부의 고압 어큐뮬레이터에 저장된 고압의 브레이크액이 부스터에 공급되도록 유압 파워부의 컷 밸브의 폐쇄 및 어플라이 밸브의 개방을 제어하고, 부스터에 공급된 마스터 실린더의 브레이크액이 휠 실린더에 공급되도록 유압조절부의 구동을 제어하여 제동을 수행하고, 고압 어큐뮬레이터의 압력을 제1압력센서를 통해 감지하고, 부스터의 압력을 제2압력센서를 통해 감지하고, 마스터 실린더의 압력을 제3압력센서를 통해 감지하고, 제1압력센서를 통해 감지된 고압 어큐뮬레이터의 압력, 제2압력센서를 통해 감지된 부스터의 압력, 제3압력센서를 통해 감지된 마스터 실린더의 압력 중 적어도 두 개의 압력의 상관관계에 기초하여 제2압력센서의 고장을 판단하고, 제2압력센서의 고장 여부에 기초하여 유압 파워부 및 유압 조절부의 구동을 제어한다.
본 발명에 따르면 부스터 압력 센서의 고장을 판단하고 고장 시 이를 운전자에게 알려 주고, 고장에 따른 제동을 수행함으로써, 과제동, 급제동, 미제동을 방지할 수 있고, 제동감 및 제동력을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 차량 제동 시 적절한 제동력을 발생시킬 수 있어 안정성을 향상시킬 수 있고, 제동 성능을 향상시킬 수 있으며, 안전사고도 감소시킬 수 있다.

Description

유압 제동 장치 및 그 제어 방법 {Hydraulic brake device and method for controlling the same}

본 발명은 고장을 검출하기 위한 유압 제동 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

하이브리드 차량 및 전기 차량(Electric Vehicle)은 내연기관인 엔진과 배터리에 저장된 전기에너지를 공급받아 구동되는 모터가 장착되어 있고, 이 엔진과 모터의 구동을 통해 주행하는 차세대 환경 차량이다.

하이브리드 차량과 전기 차량은 마스터 실린더의 유압 및 모터를 제어하여 제동을 수행하는데, 이 제동 성능의 향상을 위해 부스터(Booster)나 액티브 유압 부스트(AHB : Active Hydraulic Boost)를 포함하고 있다.

여기서 액티브 유압 부스트는 고압으로 충전된 브레이크 액을 직접 부스터에 공급하여 운전자의 제동의지에 해당하는 제동력을 발생시키는 장치로, 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)와 마스터 실린더를 가지는 브레이크 액추에이션부 및 유압 파워부를 포함한다.

페달 시뮬레이터는 운전자에 의해 가압된 브레이크 페달의 답력에 대응하는 반력을 발생시키고, 유압 파워부는 브레이크 액을 고압으로 충전하고 있다가 브레이크 페달의 답력에 대응하는 압력을 부스터에 공급하여 마스터 실린더가 충분한 압력을 발생시킬 수 있도록 한다.

즉 액티브 유압 부스트는 운전자에 의해 브레이크 페달이 가압되면 마스터 실린더에서 발생된 압력이 횔 실린더로 공급되도록 한다. 이때 휠 실린더는 마스터 실린더로부터 공급된 압력을 이용하여 제동력을 발생시킨다.

유압 파워부는 고압 어큐뮬레이터로부터 유압 조절부로 공급되는 압력을 검출하는 압력 센서를 가지는데, 제어부는 이 압력 센서에 의해 검출된 압력과 목표 제어 압력과의 차이를 이용하여 제어량을 결정한다.

즉, 브레이크 페달의 가압에 대응되는 운전자의 제동의지를 파악하여 제동량을 결정하면 이 제동량을 목표압력으로 설정하고 이때 유압 파워부 내에 마련된 밸브를 제어한다. 이때 유압 파워부 내에 마련된 압력센서를 통해 목표압력이 검출된다.

만약, 유압 파워부에 마련된 압력센서에 이상이 발생되어 0bar 부근으로 센서의 출력값이 고착되면 압력센서의 압력과 목표압력과의 차이가 지속적으로 발생하여 제어기는 밸브의 개도가 더 많이 개방되게 제어하거나 밸브가 더 자주 개방되게 제어한다.

이때 유압 파워부에 충진된 압력은 고스란히 휠에 전달되고 이로 인해 과제동/급제동/미제동/제동감 이상/제동력 이상 등의 심각한 문제를 초래한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 마스터 실린더 압력 센서, 유압 파워부에 마련되어 유압 조절부로 전달되는 압력을 검출하는 압력 센서 및 고압 어큐뮬레이터 압력 센서 사이의 압력의 상관관계를 이용하여 유압 파워부에 마련된 부스터 압력 센서의 고장을 판단하는 유압 제동 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 마스터 실린더 압력 센서와, 유압 파워부에 마련되어 유압 조절부로 전달되는 압력을 검출하는 압력 센서 사이의 압력의 상관관계를 이용하여 유압 파워부에 마련되어 유압 조절부로 전달되는 압력을 검출하는 압력 센서의 고장을 판단하는 유압 제동 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 유압 제동 장치는, 브레이크 페달, 마스터 실린더, 부스터, 리저버, 휠 실린더를 가지고 브레이크 페달의 답력에 대응하는 목표 압력을 발생시키는 브레이크 액추에이션부; 브레이크액을 고압으로 충전하는 고압 어큐뮬레이터와, 고압 어큐뮬레이터의 압력을 감지하는 제1압력센서와, 부스터의 압력을 감지하는 제2압력센서를 가지고, 브레이크 페달의 답력에 대응하는 브레이크액을 부스터에 공급하여 마스터 실린더에 목표 압력이 발생되도록 하는 유압 파워부; 마스터 실린더에서 휠 실린더로 공급되는 브레이크 액의 압력을 감지하는 제3압력센서; 목표 압력이 발생되도록 유압 파워부를 제어하고, 제1, 2, 3 압력센서 중 적어도 두 압력 센서를 통해 감지된 압력 데이터의 상관관계를 이용하여 제2압력센서의 고장을 판단하는 제어부를 포함한다.

유압 제동 장치는 마스터 실린더에서 휠 실린더로 공급되는 브레이크 액의 압력을 조절하는 유압 조절부를 더 포함한다.

유압 파워부는, 리저버의 브레이크액의 공급을 조절하는 컷밸브와, 리저버의 브레이크액을 펌핑하여 고압 어큐뮬레이터로 토출시키는 펌프와, 브레이크 페달이 가압되면 개방되어 부스터로의 브레이크액 공급을 조절하는 어플라이 밸브와, 브레이크 페달이 가압 해제되면 개방되어 리저버로 공급되는 브레이크액을 조절하는 릴리즈 밸브를 더 포함한다.

제어부는, 제1압력센서를 통해 감지된 압력이 감소되는 상태에서 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 비증가되면 제2압력센서의 고장으로 판단한다.

제어부는, 제2압력센서를 통해 감지된 압력과 제3압력센서를 통해 감지된 압력의 압력 차가 일정 압력보다 크면 제2압력센서의 고장으로 판단한다.

제어부는, 제3압력센서를 통해 감지된 압력이 목표 압력의 제1수준보다 높은 상태에서 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 목표 압력의 제2수준보다 낮으면 제2압력센서의 고장으로 판단한다.

목표 압력의 제1수준은 목표 압력의 제2수준보다 낮다.

본 발명의 다른 측면에 따른 유압 제동 장치의 제어 방법은, 브레이크 페달이 가압되면 유압 파워부의 고압 어큐뮬레이터에 저장된 고압의 브레이크액이 부스터에 공급되도록 유압 파워부의 컷 밸브의 폐쇄 및 어플라이 밸브의 개방을 제어하고, 부스터에 공급된 마스터 실린더의 브레이크액이 휠 실린더에 공급되도록 유압조절부의 구동을 제어하여 제동을 수행하고, 고압 어큐뮬레이터의 압력을 제1압력센서를 통해 감지하고, 부스터의 압력을 제2압력센서를 통해 감지하고, 마스터 실린더의 압력을 제3압력센서를 통해 감지하고, 제1압력센서를 통해 감지된 고압 어큐뮬레이터의 압력, 제2압력센서를 통해 감지된 부스터의 압력, 제3압력센서를 통해 감지된 마스터 실린더의 압력 중 적어도 두 개의 압력의 상관관계에 기초하여 제2압력센서의 고장을 판단하고, 제2압력센서의 고장 여부에 기초하여 유압 파워부 및 유압 조절부의 구동을 제어한다.

제2압력센서의 고장을 판단하는 것은, 제1압력센서를 통해 감지된 압력이 감소되는지 판단하고, 제1압력센서를 통해 감지된 압력이 감소되면 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 증가되는지 판단하고, 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 증가되면 제2압력센서의 고장으로 판단하는 것을 포함한다.

제2압력센서의 고장을 판단하는 것은, 제2압력센서를 통해 감지된 압력과 제3압력센서를 통해 감지된 압력의 압력 차를 산출하고, 산출된 압력 차가 일정 압력보다 큰지 판단하고, 산출된 압력 차가 일정 압력보다 크면 제2압력센서의 고장으로 판단하는 것을 포함한다.

제2압력센서의 고장을 판단하는 것은, 제3압력센서를 통해 감지된 압력이 목표 압력의 제1수준보다 높은지 판단하고, 제3압력센서를 통해 감지된 압력이 목표 압력의 제1수준보다 높으면 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 목표 압력의 제2수준보다 낮은지 판단하고, 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 목표 압력의 제2수준보다 낮으면 제2압력센서의 고장으로 판단하는 것을 포함한다.

본 발명에 따르면 마스터 실린더 압력 센서, 유압 파워부에 마련되어 유압 조절부로 전달되는 압력을 검출하는 압력 센서 및 고압 어큐뮬레이터 압력 센서 사이의 압력의 상관관계를 이용하여 유압 파워부에 마련된 부스터 압력 센서의 고장을 판단하고 고장 시 이를 운전자에게 알려 주고, 고장에 따른 제동을 수행함으로써, 과제동, 급제동, 미제동을 방지할 수 있고, 제동감 및 제동력을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 차량 제동 시 적절한 제동력을 발생시킬 수 있어 안정성을 향상시킬 수 있고, 제동 성능을 향상시킬 수 있으며, 안전사고도 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압 제동 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압 제동 장치에 마련된 유압 파워부의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유압 제동 장치에 마련된 유압 조절부의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 유압 제동 장치의 제어 순서도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압 제동 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압 제동 장치에 마련된 유압 파워부의 상세 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유압 제동 장치에 마련된 유압 조절부의 상세 구성도이다.

본 실시예에서 유압 제동 장치는 브레이크 액추에이터부 및 유압 파워부를 가지는 전자식 유압 제동장치(AHB, Active hydraulic booster)이다.

도 1에 도시된 바와 같이 유압 제동 장치는, 차량의 전후좌우에 회전 가능하게 마련된 휠(10)과, 브레이크 페달(21)의 답력에 대응하는 목표 제동력이 발생되도록 하는 브레이크 액추에이션부(20)와, 브레이크액을 고압으로 충전하고 브레이크 페달(21)의 답력에 대응하는 브레이크액을 부스터(22)에 공급하여 마스터 실린더(23)에 충분한 압력이 발생될 수 있도록 하는 유압 파워부(30)와, 마스터 실린더(23)에서 휠 실린더(26)로 공급되는 유압 작용력을 증압 또는 감압하여 압력을 조절하는 유압 조절부(40)와, 유압 파워부(30) 내의 압력 센서의 고장 여부를 판단하고, 판단 결과를 기초로 유압 파워부(30) 및 유압조절부(40)를 제어하여 운전자의 제동 의지에 따른 목표 제동력에 대응하는 유압 제동력이 발생되도록 하는 제어부(50)와, 고장 여부를 출력하는 출력부(60)를 포함한다.

각 구성부의 구조를 도 1 내지 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 액추에이션부(20)는 운전자에 의해 가압 또는 가압 해제되어 차량의 제동을 지시하는 브레이크 페달(21)과, 브레이크 페달(21)의 답력을 배력시키는 부스터(22)와, 부스터(22)의 배력에 의해 유압을 발생시키는 마스터 실린더(23)와, 마스터 실린더(23)와 유압 라인(L1)을 통해 연결되고 브레이크액을 저장하는 리저버(24)와, 유압 파워부(30)와 유압라인(L3)을 통해 연결되고 운전자에 의해 가압된 브레이크 페달의 답력에 대응하는 반력을 발생시키는 페달 시뮬레이터(25), 각 휠(10)에 설치되고 유압라인(L4)을 통해 마스터 실린더(23)로부터 공급되는 유압 작용력을 기계적 힘으로 변환하는 휠 실린더(26)와, 브레이크 페달(21)의 기계적인 운동량(브레이크 페달의 위치)인 페달 스트로크를 감지하는 페달 스트로크 검출부(27)와, 마스터 실린더의 압력을 검출하는 압력 센서(28, 이하, 제3압력센서)를 포함한다.

여기서 유압라인(L1)은 저압의 브래이크액이 흐른다.

아울러 부스터(22)는 외관을 형성하고 배력을 형성시키는 하우징(H)과, 이 하우징(H)에 마련되어 브레이크 페달(21)의 가압에 대응하여 이동하는 피스톤(PS)과, 피스톤(PS)에 마련되어 마스터 실린더(23)와의 기밀을 유지하는 실(S)로 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 유압 파워부(30)는 리저버(24)와 페달 시뮬레이터(25) 사이의 유압 라인(L3)에 마련되어 페달 시뮬레이터(25)의 압력을 검출하는 페달 시뮬레이터 압력 센서(31)와, 리버저(24)와 페달 시뮬레이터(25) 사이의 유압 라인(L3)에 마련되어 리저버(24)와 페달 시뮬레이터(25) 사이의 브레이크액의 공급을 조절하는 컷밸브(32)와, 리저버(24)의 브레이크액을 펌핑하여 토출시키는 펌프(33)와, 펌프(33)로부터 토출된 브레이크액의 노이즈 및 맥동을 감소시키고 이 브레이크액을 임시 저장하는 고압 어큐뮬레이터(34)와, 펌프(33)와 고압 어큐뮬레이터(34) 사이의 유압 라인(L2)에 마련되어 고압 어큐뮬레이터(34)의 압력을 감지하는 고압 어큐뮬레이터 압력 센서(35, 이하 제1압력센서), 고압 어큐뮬레이터(34)에 연결된 유압라인(L2)과 부스터(22)에 연결된 유압 라인(L4) 사이에 마련되고 브레이크 페달(21)이 가압되면 개방되어 부스터(22)로의 브레이크액 공급을 조절하는 어플라이 밸브(36)와, 리저버(24)에 연결된 유압라인(L1)과 부스터(22)에 연결된 유압라인(L4) 사이에 마련되고 브레이크 페달(21)이 가압 해제되면 개방되어 리저버(24)로의 브레이크액 공급을 조절하는 릴리즈 밸브(37)와, 부스터(22)의 압력을 감지하는 부스터 압력 센서(38, 이하 제2압력센서)를 포함한다.

여기서 유압라인(L2)은 고압의 브래이크 액이 흐른다.

도 3에 도시된 바와 같이, 유압조절부(40)는 마스터 실린더(23)와 유압 라인을 통해 연결되어 있어 마스터 실린더(23)로부터 브레이크액을 공급받고, 공급받은 브레이크액을 조절하여 휠 실린더(26)로 공급한다.

이러한 유압조절부(40)는 리저버(24)의 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더(26) 측으로 공급하는 유압펌프(Pump)와, 유압펌프에 의해 펌핑된 브레이크액을 임시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(LPA1, LPA2)와, 마스터 실린더(23)로부터 공급된 브레이크액을 휠실린더(26)로 공급 또는 리저버(24)로 복귀시키는 솔레노이드밸브(TC1, TC2, ESV1, ESV2, IN1 내지 IN4, out 1 내지 out4)를 포함한다.

좀 더 구체적으로, 마스터실린더(23)는 두 개의 챔버를 가지며, 마스터실린더(23)의 첫 번째 챔버와 전륜 우측 휠(FR) 및 후륜 좌측 휠(RL)에 각각 설치된 휠 실린더(26) 사이의 유압 라인에는 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1)가 마련된다. 이 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1)는 마스터실린더(23)로부터 휠 실린더(26)에 전달되는 브레이크액을 제어한다.

그리고 마스터실린더(23)의 두 번째 챔버와 전륜 좌측 휠(FL) 및 후륜 우측 휠(RR)에 각각 설치된 휠 실린더(26) 사이의 유압 라인에는 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC2)가 마련된다. 이 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC2)는 마스터실린더(23)로부터 각 휠(10: RR, FL)의 휠 실린더(26)에 전달되는 브레이크액을 제어한다.

그리고, 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC1)와 각 휠(10: RL, FR)의 휠 실린더(26) 사이의 유압라인에는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(IN1, IN2)가 마련되고, 노멀 오픈형 트랙션 컨트롤 밸브(TC2)와 각 휠(10: RR, FL)의 휠 실린더(26) 사이의 유압라인에는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(IN3, IN4)가 마련된다.

또한, 각 휠(10: RL, FR)의 휠 실린더(26)의 출구 측에는 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT1, OUT2)가 마련되고, 각 휠(10: RR, FL)의 휠 실린더(26)의 출구 측에는 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT3, OUT4)가 마련된다.

노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT1, OUT2)의 출구 측에는 각 휠(10: RL, FR)의 휠 실린더(26)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(LPA1)가 마련되고, 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(OUT3, OUT4)의 출구 측에는 각 휠(10: RR, FL)의 휠 실린더(26)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(LPA2)가 마련된다.

저압 어큐뮬레이터(LPA1, LPA2)에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더(26)측으로 강제 환류시키는 두 유압펌프(Pump)와, 두 유압펌프(Pump)에 접속된 한 개의 유압모터가 마련된다.

한편, 두 유압펌프(Pump)의 흡입 측과 마스터실린더(23)의 각 챔버 사이의 보조 유압 라인에는 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1, ESV2)가 마련된다.

이에 따라, 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1, ESV2)가 개방되면 마스터 실린더(23)와 각 유압펌프(Pump) 사이의 보조 유압라인이 개방되고, 노멀 클로즈형 전자식 셔틀 밸브(ESV1, ESV2)가 폐쇄되면 마스터 실린더(23)와 마스터 실린더(23)와 각 유압펌프(Pump) 사이의 보조 유압라인이 폐쇄된다.

여기서 노멀 오픈형(NO: Normal Open) 밸브는 통전되기 전에는 밸브 유로를 개방하고 통전되면 밸브 유로를 폐쇄하고, 노멀 클로즈형(NC: Normal Close) 밸브는 통전되기 전에는 밸브 유로를 폐쇄하고 통전되면 밸브 유로를 개방한다.

이러한 유압조절부(40)는 휠 실린더(26)의 유압 제동력 증가 시, 제어부(50)의 명령에 따라 노멀 오픈 솔레노이드 밸브를 개방시키고 유압펌프를 구동시켜 리저버(24) 또는 저압 어큐뮬레이터의 브레이크액을 노멀 오픈 솔레노이드 밸브를 통해 휠 실린더(26)로 공급하여 휠 실린더(26)의 압력을 증가시킨다. 이 때, 마스터 실린더(23) 측의 유압 라인을 거치지 않고 리저버(24)와 유압펌프 사이에 연결된 유압 라인을 통해 리저버(24)에서 휠 실린더(26)로 압력을 직접 공급하는 것이 가능하다.

그리고 유압조절부(40)는 휠 실린더(26)의 유압 제동력 감소 시, 제어부(50)의 명령에 따라 유압펌프를 정지시키고 노멀 클로즈 솔레노이드밸브를 개방시켜 휠 실린더(26)의 브레이크액을 노멀 클로즈 솔레노이드밸브를 통해 리저버(24)로 귀환되도록 함으로써 휠 실린더(26) 내의 압력을 감소시킨다. 이때 휠 실린더(26)에서 방출된 브레이크액은 저압 어큐뮬레이터에 임시적으로 저장되는 것도 가능하다.

그리고 유압조절부(40)는 감압 및 증압을 통하여 휠 실린더(26)에 적정 압력이 작용하면 제어부(50)의 명령에 따라 노멀 오픈 솔레노이드 밸브 및 노멀 클로즈 솔레노이드 밸브를 닫아 휠 실린더(26)의 압력을 유지시킨다.

제어부(50)는 페달 시뮬레이터 압력 센서(31)로부터 전송된 페달 시뮬레이터(25)의 압력과 페달 스트로크 검출부(27)로부터 전송된 브레이크 페달(21)의 스트로크를 근거로 하여 운전자의 제동 의지에 따른 목표 제동량을 판단하고, 목표 제동량에 도달하도록 유압 파워부(30)와 유압 조절부(40)의 구동을 제어한다.

여기서 목표 제동량에 따라 마스터 실린더(23)의 목표 압력이 결정된다.

제어부(50)는 부스터(22)의 브레이크액이 마스터 실린더(23)로 공급되면 유압조절부(40)의 구동을 제어하여 브레이크액이 증압 또는 감압시킨 후 휠 실린더(26)로 공급되도록 한다. 여기서 마스터 실린더(23)에 공급된 부스터(33)의 브레이크액은 최적 제동 성능을 위해 유압 파워부(30)에 의해 조절된 것이다.

제어부(50)는 주행 중 컷 밸브(32)의 구동을 제어하여 컷 밸브(32)가 개방되도록 하고, 어플라이 밸브(36) 및 릴리즈 밸브(37)의 구동을 제어하여 어플라이 밸브(36) 및 릴리즈 밸브(37)가 폐쇄되도록 하고, 펌프(33)의 구동을 제어하여 리저버(24)의 브레이크액을 펌핑시켜 고압 어큐뮬레이터(34)에 공급함으로써 고압 어큐뮬레이터(34)에 브레이크액이 충전되도록 한다.

좀 더 구체적으로 최적 제동 성능 향상을 위한 제어를 수행하는 제어부(50)는, 제동 시 컷 밸브(32)의 구동을 제어하여 컷 밸브(32)가 폐쇄되도록 하고 어플라이 밸브(36)의 구동을 제어하여 어플라이 밸브(36)가 개방되도록 함으로써, 고압 어큐뮬레이터(34)에 저장된 고압의 브레이크액을 어플라이 밸브(36)를 통해 부스터(22)에 공급되도록 한다.

이때 부스터(22)에 공급된 브레이크액은 유압 조절부(40)를 거쳐 휠 실린더(26)로 전달된다. 여기서 유압 조절부(40)를 통과할 때 브레이크액의 압력은 제3압력센서(28)에 의해 압력이 검출된다.

그리고 제어부(50)는 운전자의 페달(21) 가압이 해제되면 컷 밸브(32)의 구동을 제어하여 컷 밸브(32)가 폐쇄되도록 하고, 릴리즈 밸브(37)의 구동을 제어하여 릴리즈 밸브(37)가 개방되도록 함으로써 부스터(22)의 브레이크액이 릴리즈 밸브(37)를 통해 리저버(24)에 공급되도록 한다. 이때 마스터 실린더(25)에 공급되는 브레이크액이 감소하게 된다.

제어부(50)는 제1압력센서(35) 및 제2압력센서(38)로부터 고압 어큐뮬레이터 압력 데이터 및 부스터 압력 데이터를 전송받아 고압 어큐뮬레이터의 압력 상태 및 부스터의 압력 상태를 모니터링하고, 제1압력센서(35)의 고압 어큐뮬레이터, 제2압력센서(38)의 부스터 압력 데이터 및 제3압력센서(28)의 마스터 실린더 압력 데이터 중 적어도 두 개의 상관관계에 기초하여 제2압력센서의 고장을 판단한다.

이러한 유압 제동 장치 내 유압 파워부와 유압 조절부의 압력 간의 상관관계는 다음과 같다.

운전자에 의해 브레이크 페달(21)이 가압(Apply)되면 브레이크 페달(21)의 스트로크(Pedal Travel) 데이터가 상승하고, 브레이크 페달(21)의 가압에 대응하는 목표 압력이 상승하며, 제동 성능 향상을 위해 어플라이 밸브(36)가 개방되어 고압 어큐뮬레이터(34)의 브레이크액이 부스터(22)로 공급됨으로써 고압 어큐뮬레이터(34)의 압력이 감소하고, 목표 압력을 추종하기 위해 브레이크액이 휠 실린더(26)로 공급되기 때문에 마스터 실린더(23)의 압력이 상승한다. 이때 마스터 실린더(23)는 고압 어큐뮬레이터(34)에서 공급받은 브레이크액을 휠 실린더(26)로 공급한다.

여기서 고압 어큐뮬레이터(34)의 압력 감소량과, 부스터(22), 마스터 실린더(23)의 압력 증가량은 유사하고, 부스터(22)와 마스터 실린더(23)의 압력은 목표 압력까지 증가한다.

반면 운전자에 의해 브레이크 페달(21)의 가압 상태가 해제(Release)되면 브레이크 페달(21)의 스트로크(Pedal Travel) 데이터가 하강하고, 브레이크 페달(21)의 가압 해제에 대응하는 목표 압력(Target Pressure)이 하강하며, 어플라이 밸브(36)의 폐쇄 및 릴리즈 밸브(37)의 개방에 따라 고압 어큐뮬레이터(34)의 브레이크액이 부스터(22)로의 공급이 차단되어 고압 어큐뮬레이터(34)의 압력이 상승하고, 목표 압력을 추종하기 위한 브레이크액이 휠 실린더(26)로 공급됨에 따라 마스터 실린더(23)의 압력이 하강한다. 이때 마스터 실린더(23)는 부스터(22)에서 공급받은 브레이크액을 휠 실린더(26)로 공급한다.

출력부(60)는 운전자가 식별할 수 있도록 제2압력센서의 고장을 출력한다. 이러한 출력부(60)는 디스플레이 또는 사운드로 이루어진다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유압 제동 장치의 제어 순서도로, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

유압 제동 장치는 차량 주행 중 컷 밸브(32)를 개방시키고, 어플라이 밸브(36) 및 릴리즈 밸브(37)를 폐쇄시킨다. 그리고 펌프(33)를 주기적으로 구동시켜 리저버(24)의 브레이크액을 펌핑하여 고압 어큐뮬레이터(34)에 충전시켜 둔다.

유압 제동 장치는 차량 제동 시 최적 제동 성능 향상을 위해, 유압 파워부(30)의 구동을 제어하여 마스터 실린더(23)에 적절한 유압이 형성되도록 한다.

즉, 유압 제동 장치는 운전자에 의해 브레이크 페달(21)이 가압(101)되면, 컷 밸브(32)를 폐쇄(102)시키고 어플라이 밸브(36)를 개방시킴으로써 능동형 유압 부스터(AHB, Active hydraulic booster) 제동 제어를 수행(101)한다.

유압 제동 장치는 고압 어큐뮬레이터(34)에 저장된 고압의 브레이크액을 어플라이 밸브(36)를 통해 부스터(22)에 공급하고, 이때 부스터(22)에 공급된 브레이크액은 마스터 실린더(23)로 공급하고, 마스터 실린더(23)의 브레이크액은 유압조절부(40)에서 조절한 후 휠 실린더(26)로 공급함으로써 차량의 제동력을 발생시킨다.

이러한 유압 제동 장치는 제동을 수행하면서, 제1압력센서(35)를 통해 감지된 압력을 모니터링하고, 이때 제1압력센서를 통해 감지된 고압 어큐뮬레이터의 압력이 감소되는지 판단(102)한다.

여기서 제1압력센서(35)를 통해 감지된 고압 어큐뮬레이터(34)의 압력 감소 판단 방법은 다음과 같다.

제1압력센서(35)를 통해 감지된 고압 어큐뮬레이터(34)의 압력과 제1기준압력의 압력 차를 비교하고, 이 압력차가 제1일정치보다 큰지 판단함으로써 제1기준압력으로부터의 고압 어큐뮬레이터(34)의 압력 감소치를 판단하고 이때 고압 어큐뮬레이터의 압력 감소치가 제2압력센서의 고장 발생 가능한 범위의 압력까지 감소되었는지 판단한다.

즉 고압 어큐뮬레이터(34)의 압력과 제1기준압력의 압력 차가 제1일정치 이하이면 제2압력센서의 상태를 정상으로 판단하고, 반면 고압 어큐뮬레이터(34)의 압력과 제1기준압력의 압력 차가 제1일정치 보다 크면 고압 어큐뮬레이터(354)의 압력이 제2압력센서(38)의 고장 발생 가능한 범위의 압력까지 감소하였다고 판단하여 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력을 모니터링한다.

유압 제동 장치는 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력이 증가되는지 판단(103)하고, 이때 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력이 증가되지 않았으면 제2압력센서(38)의 상태를 고장으로 판단(104)한다.

여기서 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력 증가 판단 방법은 다음과 같다.

제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력과 제2기준압력의 압력 차를 비교하고, 이 압력차가 제2일정치보다 큰지 판단함으로써 제2기준압력으로부터의 부스터(22)의 압력 증가치를 판단한다.

여기서 제1기준압력과 제2기준압력은 정상적인 능동형 유압 부스터 제동 제어 시에 발생되는 압력이다.

반면 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력과 제2기준압력의 압력 차가 제2일정치 이하이면, 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력과 제3압력센서(28)를 통해 감지된 마스터 실린더(23)의 압력과의 상관관계를 이용하여 제2압력센서(38)의 고장 여부를 판단한다.

좀 더 구체적으로, 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력과 제3압력센서(28)를 통해 감지된 마스터 실린더의 압력과의 압력차를 산출하고, 산출된 압력차가 일정 압력보다 큰지 판단(105)하며, 이때 산출된 압력차가 일정 압력보다 크면 제2압력센서(38)의 고장으로 판단(104)한다.

반면 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력과 제3압력센서(28)를 통해 감지된 마스터 실린더(23)의 압력과의 압력차가 일정 압력 이하이면 제3압력센서(28)를 통해 감지된 마스터 실린더(23)의 압력이 목표 압력의 제1수준(목표압력*a%)인지 판단(106)한다.

이때 제3압력센서(28)를 통해 감지된 마스터 실린더(23)의 압력이 목표 압력의 제1수준이면 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력이 목표 압력의 제2수준(목표압력*b%)인지 판단(107)한다.

유압 제동 장치는 제3압력센서(28)를 통해 감지된 마스터 실린더(23)의 압력이 목표 압력의 제1수준(목표압력*a%)인 상태에서 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력이 목표 압력의 제2수준(목표압력*b%)이상이면 제2압력센서(38)의 상태를 정상으로 판단한다.

반면, 제3압력센서(28)를 통해 감지된 마스터 실린더(23)의 압력이 목표 압력의 제1수준(목표압력*a%)인 상태에서 제2압력센서(38)를 통해 감지된 부스터(22)의 압력이 목표 압력의 제2수준(목표압력*b%) 보다 작으면 제2압력센서(38)의 상태를 고장으로 판단(104)한다.

여기서 목표 압력의 제1수준은 목표 압력의 제2수준보다 낮다.

예를 들어, 목표 압력의 제1수준이 목표 압력의 1%인 경우 목표 압력의 제2수준은 목표압력의 2%이고, 목표 압력의 제1수준이 목표 압력의 3%인 경우 목표 압력의 제2수준은 목표압력의 4%이다.

유압제동 장치는 제2압력센서(38)의 고장으로 판단되면 제2압력센서(38)의 고장을 고려하여 제동을 수행하고, 운전자가 용이하게 알 수 있도록 출력부(60)를 통해 제2압력센서(38)의 상태가 고장임을 출력한다.

유압 제동 장치는 운전자의 페달(21) 가압이 해제되면 컷 밸브(32)의 폐쇄 상태를 유지시킨 상태에서 릴리즈 밸브(37)를 개방시키고 부스터(22)의 브레이크액을 릴리즈 밸브(37)를 통해 리저버(24)로 공급한다. 이때 마스터 실린더(23)에 공급되는 브레이크액이 감소하게 되고, 이때 감소된 브레이크액이 휠실린더(26)로 공급된다.

10: 휠 20: 브레이트 액추에이션부
30: 유압 파워부 40: 유압 조절부
50: 제어부 60: 출력부

Claims

브레이크 페달, 마스터 실린더, 부스터, 리저버, 휠 실린더를 가지고 상기 브레이크 페달의 답력에 대응하는 목표 압력을 발생시키는 브레이크 액추에이션부;
브레이크액을 고압으로 충전하는 고압 어큐뮬레이터와, 상기 고압 어큐뮬레이터의 압력을 감지하는 제1압력센서와, 상기 부스터의 압력을 감지하는 제2압력센서를 가지고, 상기 브레이크 페달의 답력에 대응하는 브레이크액을 상기 부스터에 공급하여 상기 마스터 실린더에 목표 압력이 발생되도록 하는 유압 파워부;
상기 마스터 실린더에서 상기 휠 실린더로 공급되는 브레이크 액의 압력을 감지하는 제3압력센서;
상기 목표 압력이 발생되도록 상기 유압 파워부를 제어하고, 상기 제1, 2, 3 압력센서 중 적어도 두 압력 센서를 통해 감지된 압력 데이터의 상관관계를 이용하여 상기 제2압력센서의 고장을 판단하는 제어부를 포함하는 유압 제동 장치.
제 1항에 있어서,
상기 마스터 실린더에서 상기 휠 실린더로 공급되는 브레이크 액의 압력을 조절하는 유압 조절부를 더 포함하는 유압 제동 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 유압 파워부는,
상기 리저버의 브레이크액의 공급을 조절하는 컷밸브와,
상기 리저버의 브레이크액을 펌핑하여 상기 고압 어큐뮬레이터로 토출시키는 펌프와,
상기 브레이크 페달이 가압되면 개방되어 상기 부스터로의 브레이크액 공급을 조절하는 어플라이 밸브와,
상기 브레이크 페달이 가압 해제되면 개방되어 상기 리저버로 공급되는 브레이크액을 조절하는 릴리즈 밸브를 더 포함하는 유압 제동 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1압력센서를 통해 감지된 압력이 감소되는 상태에서 상기 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 비증가되면 상기 제2압력센서의 고장으로 판단하는 유압 제동 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제2압력센서를 통해 감지된 압력과 상기 제3압력센서를 통해 감지된 압력의 압력 차가 일정 압력보다 크면 상기 제2압력센서의 고장으로 판단하는 유압 제동 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제3압력센서를 통해 감지된 압력이 목표 압력의 제1수준보다 높은 상태에서 상기 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 상기 목표 압력의 제2수준보다 낮으면 상기 제2압력센서의 고장으로 판단하는 유압 제동 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 목표 압력의 제1수준은 상기 목표 압력의 제2수준보다 낮은 유압 제동 장치.
브레이크 페달이 가압되면 유압 파워부의 고압 어큐뮬레이터에 저장된 고압의 브레이크액이 부스터에 공급되도록 상기 유압 파워부의 컷 밸브의 폐쇄 및 어플라이 밸브의 개방을 제어하고,
상기 부스터에 공급된 마스터 실린더의 브레이크액이 휠 실린더에 공급되도록 유압조절부의 구동을 제어하여 제동을 수행하고,
상기 고압 어큐뮬레이터의 압력을 제1압력센서를 통해 감지하고,
상기 부스터의 압력을 제2압력센서를 통해 감지하고,
상기 마스터 실린더의 압력을 제3압력센서를 통해 감지하고,
상기 제1압력센서를 통해 감지된 고압 어큐뮬레이터의 압력, 상기 제2압력센서를 통해 감지된 부스터의 압력, 상기 제3압력센서를 통해 감지된 마스터 실린더의 압력 중 적어도 두 개의 압력의 상관관계에 기초하여 상기 제2압력센서의 고장을 판단하고, 상기 제2압력센서의 고장 여부에 기초하여 상기 유압 파워부 및 유압 조절부의 구동을 제어하는 유압 제동 장치의 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제2압력센서의 고장을 판단하는 것은,
상기 제1압력센서를 통해 감지된 압력이 감소되는지 판단하고,
상기 제1압력센서를 통해 감지된 압력이 감소되면 상기 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 증가되는지 판단하고,
상기 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 증가되면 상기 제2압력센서의 고장으로 판단하는 것을 포함하는 유압 제동 장치의 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제2압력센서의 고장을 판단하는 것은,
상기 제2압력센서를 통해 감지된 압력과 상기 제3압력센서를 통해 감지된 압력의 압력 차를 산출하고,
상기 산출된 압력 차가 일정 압력보다 큰지 판단하고,
상기 산출된 압력 차가 일정 압력보다 크면 상기 제2압력센서의 고장으로 판단하는 것을 포함하는 유압 제동 장치의 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제2압력센서의 고장을 판단하는 것은,
상기 제3압력센서를 통해 감지된 압력이 목표 압력의 제1수준보다 높은지 판단하고,
상기 제3압력센서를 통해 감지된 압력이 목표 압력의 제1수준보다 높으면 상기 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 상기 목표 압력의 제2수준보다 낮은지 판단하고,
상기 제2압력센서를 통해 감지된 압력이 상기 목표 압력의 제2수준보다 낮으면 상기 제2압력센서의 고장으로 판단하는 것을 포함하는 유압 제동 장치의 제어 방법.