KR20130135441A - 전자식 브레이크 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치는 브레이크 페달, 상기 브레이크 페달에 연결되어 상기 브레이크 페달의 조작 압력을 증대시키는 부스터, 상기 부스터에 연결되어 상기 부스터의 가압에 따라 브레이크 압력을 생성하기 위한 유압을 발생시키는 마스터 실린더, 상기 마스터 실린더의 출구 측에 연결되어 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절 유닛, 및 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 유지되거나 해제되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

전자식 브레이크 장치 및 그 제어 방법 {ELECTRONIC BRAKE APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 전자식 브레이크 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력 조절 유닛을 제어하여 브레이크 압력을 유지하거나 해제하는 전자식 브레이크 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드 차량 또는 전기 차량은 동력원으로 기존의 엔진과 전기 모터를 함께 사용하는 자동차로서, 차량의 부하와 속도에 따라 엔진 또는 전기 모터의 동력을 선택적으로 사용하며, 남는 에너지는 모터를 사용하여 전기 에너지로 전환함으로써 높은 연비와 저공해를 달성할 수 있는 자동차이다.

하이브리드 차량 또는 전기 차량은 브레이크 페달로부터 마스터 실린더에 전달되는 힘을 증대시키기 위한 부스터 장치를 구비하는데, 이 중 전동식 부스터는 마스터 실린더에 유압을 발생시키기 위한 모터가 이용된다. 이러한 전동식 부스터는 모터에 의해 구동되므로, 강한 브레이크 압력을 생성하기 위해서 많은 전류의 소모가 요구된다. 특히, 운전자가 브레이크 페달을 장시간 동안 가압하여 장시간 정차하는 경우에는, 차량이 밀리지 않을 정도의 브레이크 압력을 생성하기 위해서 모터에 일정량 이상의 전류가 지속적으로 흐르게 된다. 이에 따라, 부스터를 구동하는 모터에 일정량 이상의 전류가 장시간 흐르게 되면, 모터가 소손되는 결과가 초래되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마스터 실린더로부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절 유닛을 구비하는 전자식 브레이크 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치는 브레이크 페달, 상기 브레이크 페달에 연결되어 상기 브레이크 페달의 조작 압력을 증대시키는 부스터, 상기 부스터에 연결되어 상기 부스터의 가압에 따라 브레이크 압력을 생성하기 위한 유압을 발생시키는 마스터 실린더, 상기 마스터 실린더의 출구 측에 연결되어 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절 유닛, 및 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 유지되거나 해제되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.

또한, 상기 제어 유닛은, 상기 부스터의 구동 시간이 기준 시간을 경과한 경우에는 상기 부스터의 구동을 정지시키고, 상기 압력 조절 유닛을 구동하여 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 유지되도록 한다.

또한, 상기 제어 유닛은, 상기 압력 조절 유닛의 구동 시간이 기준 시간을 경과한 경우에는 상기 압력 조절 유닛의 구동을 정지시키고, 전자식 주차 브레이크 제어 기능이 수행되도록 한다.

또한, 상기 제어 유닛은, PWM을 이용한 상기 압력 조절 유닛의 피드백 제어를 통해 상기 브레이크 페달의 가압의 해제 정도에 대응되어 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 해제되도록 한다.

또한, 상기 제어 유닛은, 상기 브레이크 페달의 가압이 전면적으로 해제되거나 가속 페달이 가압되는 경우 상기 압력 조절 유닛을 구동하여 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 전면적으로 해제되도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 제어 방법은 브레이크 페달의 가압을 감지하는 단계, 상기 브레이크 페달의 가압을 기초로 부스터를 구동하여 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 휠 실린더에 전달되도록 하는 단계, 상기 부스터를 구동한 후 제1 기준 시간이 경과되었는지 판단하는 단계, 및 제1 기준 시간이 경과된 경우 상기 마스터 실린더의 출구 측에 연결된 압력 조절 유닛을 구동하여 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 유지되도록 하고 상기 부스터의 구동을 정지시키는 단계를 포함한다.

또한, 상기 압력 조절 유닛을 구동한 후 제2 기준 시간이 경과되었는지 판단하는 단계, 제2 기준 시간이 경과된 경우 전자식 주차 브레이크 제어 기능이 수행되도록 하고 상기 압력 조절 유닛의 구동을 정지시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 브레이크 페달이 가압된 시간이 기준 시간을 경과하면, 압력 조절 유닛을 구동하여 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 유지되도록 하고 부스터의 구동을 정지시킬 수 있으므로, 장시간 정차로 인해 부스터를 구동하는 모터가 소손되는 것을 방지하고 부스터의 구동을 위해 소모되는 에너지를 절감할 수 있다.

또한, 부스터의 구동을 정지시킨 후 기준 시간을 경과하면, EPB 제어 기능이수행되도록 하여 압력 조절 유닛의 구동을 정지시킬 수 있으므로, 제동 브레이크 모드에서 주차 브레이크 모드로 자연스럽게 전환되는 효율적인 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 유압 회로를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 제어 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 브레이크 압력을 해제하는 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 브레이크 압력을 제공하는 방법의 개략적인 흐름도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 유압 회로를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 유압 회로는 부스터(11), 마스터 실린더(12), 압력 조절 유닛(13), 노멀 오픈 밸브(14), 노멀 클로즈 밸브(15), 저압 어큐뮬레이터(16), 모터(17), 유압 펌프(18), 고압

어큐뮬레이터(19), 휠 실린더(20)를 포함한다.

브레이크 페달(10)은 운전자의 조작에 의해 가압되거나 해제되고, 부스터(11)는 브레이크 페달(10)에 연결되어 브레이크 페달(10)의 조작 압력을 증대시킨다.

마스터 실린더(12)는 브레이크 페달(10)의 조작에 따라 유압을 발생시킨다. 마스터 실린더(12)는 브레이크 페달(10)이 가압되면, 부스터(11)의 가압에 의해 유압을 발생시킨다.

마스터 실린더(12)는 제1 실린더와 제2 실린더를 구비할 수 있다. 제1 실린더와 제2 실린더는 독립적으로 동작될 수 있으며, 마스터 실린더(12)에는 제1 실린더의 출구와 제22 실린더의 출구가 각각 설치될 수 있다.

압력 조절 유닛(13)은 마스터 실린더(12)의 출구 측에 연결되어 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 조절한다. 압력 조절 유닛(13)은 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 유지하여 부스터(11)의 구동이 정지된 경우에도 브레이크 압력이 제공되도록 하거나, 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 해제하여 브레이크 압력이 해제되도록 할 수 있다.

압력 조절 유닛(13)은 코일을 포함하여 전자 제어 유닛에 의해 제어될 수 있으나, 코일을 이용하여 제어되는 경우 장시간 구동시 발열로 인한 소손 위험이 존재하므로, 밸브를 이용한 제어가 바람직하다.

휠 실린더(20)는 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 이용하여 휠의 제동을 수행한다. 휠 실린더(20)는 각 휠의 제동을 수행하기 위한 좌측 전륜(FL) 휠 실린더와 우측 후륜(RR) 휠 실린더와 좌측 후륜(RL) 실린더와 우측 전륜(FR) 실린더를 포함한다.

유압 회로는 제1 유압 회로(미도시)와 제2 유압 회로(미도시)로 구성되어, 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 각 휠 실린더(20)에 전달하기 위해 이들을 연결한다. 유압 회로는 오일이 순환하는 폐회로를 형성하며, 모터(17)에 연결되는 유압 펌프(18)를 각각 구비한다.

제1 유압 회로는 마스터 실린더(12)와 좌측 전륜(FL) 휠 실린더 및 우측 후륜(RR) 휠 실린더 사이로 오일이 순환될 수 있도록 오일 라인을 구비하며, 제2 유압 회로는 마스터 실린더(12)와 좌측 후륜 휠 실린더(RL) 및 우측 전륜(FR) 휠 실린더 사이로 오일이 순환될 수 있도록 오일 라인을 구비한다.

노멀 오픈 밸브(14)는 평소 열린 상태를 유지하는 밸브로서, 마스터 실린더(12)와 각 휠 실린더(20)의 입구 측을 연결하는 오일 라인에 설치된다. 노멀 오픈 밸브(14)는 마스터 실린더(12)로부터 전달되어 각 휠 실린더(20)로 유입되는 유압을 조절한다.

노멀 클로즈 밸브(15)는 평소 닫힌 상태를 유지하는 밸브로서, 유압 펌프(18)와 각 휠 실린더(20)의 출구 측을 연결하는 오일 라인에 설치된다. 노멀 클로즈 밸브(15)는 각 휠 실린더(20)에서 저압 어큐뮬레이터(16)로 유출되는 유압을 조절한다.

저압 어큐뮬레이터(16)는 노멀 클로즈 밸브(15)의 출구 측을 연결하는 오일 라인에 설치되어, 노멀 클로즈 밸브(15)로부터 유출되는 저압의 오일을 일시 저장한다.

유압 펌프(17)는 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 가압하여 브레이크 압력을 생성하며, 유압 펌프(17)의 일 측에는 유압 펌프(17)를 구동하기 위한 모터(17)가 연결된다.

고압 어뮤큘레이터(19)는 유압 펌프(17)의 출구 측을 연결하는 오일 라인에 설치되어, 유압 펌프(17)에 의해 생성된 고압의 오일을 임시 저장한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 제어 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 제어 구성은 브레이크 페달 감지부(100), 전자 제어 유닛(이하 ‘ECU’라 한다; 200), EPB(Electronic Parking Brake) 제어 블록(300)을 포함한다.

브레이크 페달 감지부(100)는 브레이크 페달(10)의 기계적인 운동량(브레이크 페달의 위치)을 감지한다.

ECU(200)는 브레이크 페달 감지부(100)로부터 전송된 브레이크 페달(10)의 기계적인 운동량을 기초로 운전자의 목표 제동량을 판단한다. ECU(200)는 판단된 운전자의 목표 제동량에 따라 부스터(11)와 압력 조절2유닛(13)의 구동을 제어한다.

ECU(200)는 브레이크 페달(10)이 가압되면 운전자의 목표 제동량에 따라 부스터(11)를 구동하고, 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압이 각 휠 실린더(20)에 전달되어 브레이크 압력이 생성되도록 한다.

그리고, ECU(200)는 브레이크 페달(10)의 가압이 해제되면, 압력 조절 유닛(13)을 구동하여 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 해제하고, 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압이 해제됨에 따라 각 휠 실린더(20)에 전달된 브레이크 압력이 해제된다. 이 때, ECU는 PWM(Pulse Width Modulation)을 이용한 피드백 제어를 수행하여, 브레이크 페달(10)의 가압의 해제 정도에 대응되도록 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 해제한다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치는 부스터(11)를 구동하지 않고도 브레이크 압력이 해제되도록 할 수 있다.

예를 들어, 브레이크 페달(10)의 가압이 전면적으로 해제되는 경우, ECU(200)는 압력 조절 유닛(13)을 구동하여 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압이 전면적으로 해제되도록 한다. 반면, 브레이크 페달(10)의 가압이 서서히 부분적으로 해제되는 경우, ECU(200)는 압력 조절 유닛(13)을 구동하여 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압이 서서히 부분적으로 해제되도록 한다.

가속 페달(미도시)이 가압되는 경우에는 브레이크 페달(10)의 가압이

전면적으로 해제되는 경우와 동일하게 제어될 수 있다.

또한, ECU(200)는 브레이크 페달(10)이 가압된 시간을 판단하여 미리 정해진 기준 시간을 경과하였다고 판단되면, 압력 조절 유닛(13)을 구동하여 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압이 유지되도록 하고, 부스터(11)의 구동을 정지시킨다. 장시간 정차로 인해 부스터(11)의 구동이 장시간 지속되는 경우, 부스터(11)를 구동하는 모터(미도시)에 일정량 이상의 전류가 흐르게 되어 모터가 소손되는 결과를 초래할 수 있기 때문이다. 또한, 이에 의하면 장시간 정차하는 경우 부스터(11)의

구동을 위해 소모되는 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, ECU(200)는 부스터(11)의 구동을 정지시킨 후 브레이크 페달(10)이 가압된 시간이 미리 정해진 기준 시간을 경과하였다고 판단되면, EPB 제어 블록(300)을 통해 EPB 제어 기능이 수행되도록 하고, 압력 조절 유닛(13)의 구동을 정지시킨다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치가 적용된 차량의 경우, 제동 브레이크 모드에서 주차 브레이크 모드로 자연스럽게 전환함으로써

효율적인 제어가 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 언덕에서 정차 후 출발 시 브레이크 압력을 유지하여 차량의 밀림을 방지하는 HAS(Hill Start Assist) 기능이 제공될 수 있다. 즉 언덕에서 브레이크 페달(10)의 가압이 해제되는 것이 감지되면, 차량이 언덕에서 밀리지 않을 수준으로 압력 조절 유닛(13)이 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 유지함으로써 HAS 기능을 제공할 수 있다. 가파른 경사길에서도 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 HDC(Hill Descent Control)의 기능을 경우에도 동일한 방식으로 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 브레이크 압력을 해제하는 방법의 개략적인 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 브레이크 압력을 해제하는 방법은 먼저 브레이크 페달 감지부(100)가 브레이크 페달(10)의 가압을 감지한다(410).

다음으로, ECU(200)는 감지된 브레이크 페달(10)의 가압을 기초로 운전자의 제동 의지에 따라 부스터(11)를 구동하고, 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압이 각 휠 실린더(20)에 전달되어 브레이크 압력이 생성되도록 한다(420). 다음으로, ECU(200)는 운전자의 가속 의지에 따라 가속 페달의 가압 또는 브레이크 페달(10)의 가압의 전면 해제를 감지한다(430). 가속 페달의 가압 또는 브레이크 페달(10)의 가압의 전면 해제가 있는 경우 ECU(200)는 압력 조절 유닛(13)을 구동하여 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압을 해제하여 브레이크 압력이 전면 해제되도록 한다(440).

가속 페달의 가압 또는 브레이크 페달(10)의 가압의 전면 해제가 없고, 브레이크 페달(10)의 가압이 부분적으로 해제되는 경우, ECU(200)는 압력 조절 유닛(13)을 구동하여 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압이 서서히 부분적으로 해제되도록 한다(450).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 브레이크 압력을 제공하는 방법의 개략적인 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치의 브레이크 압력을 제공하는 방법은 먼저 브레이크 페달 감지부(100)가 운전자의 제동 의지에 따라 브레이크 페달(10)의 가압을 감지한다(510).

다음으로, ECU(200)는 운전자의 제동 의지에 따라 부스터(11)를 구동하고, 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압이 각 휠 실린더(20)에 전달되어 브레이크 압력이 생성되도록 한다(520).

다음으로, ECU(200)는 부스터(11)를 구동한 후 제1 기준 시간이 경과되었는지 판단한다(530). 제1 기준 시간이 경과한 경우2ECU(200)는 압력 조절 유닛(13)을 구동하여 마스터 실린더(12)로부터 발생된 유압이 유지되도록 하고, 부스터(11)의 구동을 정지시킨다(540).

다음으로, ECU(200)는 압력 조절 유닛(13)을 구동한 후 제2 기준 시간이 경과되었는지 판단한다(550). 제2 기준 시간이 경과한 경우 ECU(200)는 EPB 제어 블록(300)을 통해 EPB 제어 기능이 수행되도록 하고, 압력 조절 유닛(13)의 구동을 정지시킨다(560).

10: 브레이크 페달 11: 부스터
12: 마스터 실린더 13: 압력 조절 유닛
20: 휠 실린더 100: 브레이크 페달 감지부
200: ECU 300: EPB 제어 블록

Claims (7)

1. 브레이크 페달;
   상기 브레이크 페달에 연결되어 상기 브레이크 페달의 조작 압력을 증대시키는 부스터;
   상기 부스터에 연결되어 상기 부스터의 가압에 따라 브레이크 압력을 생성하기 위한 유압을 발생시키는 마스터 실린더;
   상기 마스터 실린더의 출구 측에 연결되어 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절 유닛; 및
   상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 유지되거나 해제되도록 상기 압력 조절 유닛을 제어하는 제어 유닛; 를 포함하는 전자식 브레이크 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
   상기 부스터의 구동 시간이 기준 시간을 경과한 경우에는 상기 부스터의 구동을 정지시키고, 상기 압력 조절 유닛을 구동하여 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 유지되도록 하는 전자식 브레이크 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
   상기 압력 조절 유닛의 구동 시간이 기준 시간을 경과한 경우에는 상기 압력 조절 유닛의 구동을 정지시키고, 전자식 주차 브레이크 제어 기능이 수행되도록 하는 전자식 브레이크 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
   PWM을 이용한 상기 압력 조절 유닛의 피드백 제어를 통해 상기 브레이크 페달의 가압의 해제 정도에 대응되어 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 해제되도록 하는 전자식 브레이크 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
   상기 브레이크 페달의 가압이 전면적으로 해제되거나 가속 페달이 가압되는 경우 상기 압력 조절 유닛을 구동하여 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 전면적으로 해제되도록 하는 전자식 브레이크 장치.
6. 브레이크 페달의 가압을 감지하는 단계;
   상기 브레이크 페달의 가압을 기초로 부스터를 구동하여 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 휠 실린더에2전달되도록 하는 단계;
   상기 부스터를 구동한 후 제1 기준 시간이 경과되었는지 판단하는 단계; 및
   제1 기준 시간이 경과된 경우 상기 마스터 실린더의 출구 측에 연결된 압력 조절 유닛을 구동하여 상기 마스터 실린더로부터 발생된 유압이 유지되도록 하고 상기 부스터의 구동을 정지시키는 단계; 를 포함하는 전자식 브레이크 장치의 제어 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 압력 조절 유닛을 구동한 후 제2 기준 시간이 경과되었는지 판단하는 단계;
   제2 기준 시간이 경과된 경우 전자식 주차 브레이크 제어 기능이 수행되도록 하고 상기 압력 조절 유닛의 구동을 정지시키는 단계; 를 더 포함하는 전자식 브레이크 장치의 제어 방법.

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