KR20190047457A - 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190047457A
KR20190047457A KR1020170141374A KR20170141374A KR20190047457A KR 20190047457 A KR20190047457 A KR 20190047457A KR 1020170141374 A KR1020170141374 A KR 1020170141374A KR 20170141374 A KR20170141374 A KR 20170141374A KR 20190047457 A KR20190047457 A KR 20190047457A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wheel
hydraulic pressure
hydraulic
flow rate
brake system
Prior art date
Application number
KR1020170141374A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102421448B1 (ko
Inventor
김현호
김학범
Original Assignee
주식회사 만도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 만도 filed Critical 주식회사 만도
Priority to KR1020170141374A priority Critical patent/KR102421448B1/ko
Publication of KR20190047457A publication Critical patent/KR20190047457A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102421448B1 publication Critical patent/KR102421448B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/221—Procedure or apparatus for checking or keeping in a correct functioning condition of brake systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/68—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves
    • B60T13/686—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves in hydraulic systems or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/745—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on a hydraulic system, e.g. a master cylinder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/171—Detecting parameters used in the regulation; Measuring values used in the regulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/176—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS
    • B60T8/1761—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS responsive to wheel or brake dynamics, e.g. wheel slip, wheel acceleration or rate of change of brake fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2220/00—Monitoring, detecting driver behaviour; Signalling thereof; Counteracting thereof
    • B60T2220/04—Pedal travel sensor, stroke sensor; Sensing brake request
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/301—Sensors for position or displacement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/306—Pressure sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/81—Braking systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더와 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버와 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 상기 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치와 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 1 유압 회로 및 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 2 유압 회로;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 모터의 위치를 측정하는 모터 위치 센서와 유압을 측정하는 제 1 압력 센서 및 모터 위치 센서값을 기초로 피스톤으로부터 토출되는 유량을 추정하고, 상기 측정된 유압을 기초로 차륜에 유입되는 유량을 추정하고, 상기 피스톤으로부터 토출되는 유량과 상기 차륜에 유입되는 유량을 비교하여 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크 발생 여부를 판단하는 제어부를 더 포함한다.

Description

전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법{Electric brake system and method thereof}
본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 페달의 변위에 대응하는 전기적 신호를 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템에 관한 것이다.
차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다.
브레이크 시스템의 일례로는 제동시 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.
또한, 브레이크 시스템은 운전자에게 페달의 답력을 측정하기 위하여 운전자의 답력에 따라 유압을 공급받아 운전자에게 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터를 포함한다.
따라서, 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템은 운전자가 가하는 페달의 답력에 대해 획득한 페달 위치 센서의 센서값을 기초로 제동압을 발생시킬 뿐만 아니라, 페달 위치 센서값을 기초로 페달 시뮬레이터가 동작한다.
다만, 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 누유(Leak)가 발생한 경우를 어떻게 판단할지에 대한 방법에 대한 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.
EP 2 520 473 A1 (Honda Motor Co., Ltd.) 2012. 11. 7.
본 발명의 실시예는 ABS 동작 중일 때에도 리크 판단이 가능한 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더; 상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버; 상기 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 상기 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 1 유압 회로; 및 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 2 유압 회로;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 모터의 위치를 측정하는 모터 위치 센서;
유압을 측정하는 제 1 압력 센서; 및 상기 모터 위치 센서값을 기초로 피스톤으로부터 토출되는 유량을 추정하고, 상기 측정된 유압을 기초로 차륜에 유입되는 유량을 추정하고, 상기 피스톤으로부터 토출되는 유량과 상기 차륜에 유입되는 유량을 비교하여 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크 발생 여부를 판단하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 피스톤으로부터 토출되는 유량과 상기 차륜에 유입되는 유량의 비율이 제 1 임계값보다 크면, 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 전자식 브레이크 시스템에 리크가 발생한 것으로 판단하고, 상기 적어도 하나 이상의 차륜의 슬립값이 미리 설정한 임계값보다 작으면 상기 차륜에서의 리크로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제 1 유압 회로는, 상기 액압 공급장치에서 토출되는 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 인렛 밸브를 더 포함하고, 상기 제 2 유압 회로는, 상기 액압 공급장치에서 토출되는 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 인렛 밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 인렛 밸브의 전류 및 상기 측정된 유압을 기초로 상기 차륜에 유입되는 유량을 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더; 상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버;
상기 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 상기 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 1 유압 회로; 및 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 2 유압 회로;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 모터 위치 센서가 모터의 위치를 측정하는 단계; 압력 센서가 유압을 측정하는 단계; 및상기 모터 위치 센서값을 기초로 피스톤으로부터 토출되는 유량을 추정하고, 상기 측정된 유압을 기초로 차륜에 유입되는 유량을 추정하고, 상기 피스톤으로부터 토출되는 유량과 상기 차륜에 유입되는 유량을 비교하여 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크 발생 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 피스톤으로부터 토출되는 유량과 상기 차륜에 유입되는 유량의 비율이 제 1 임계값보다 크면, 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크로 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전자식 브레이크 시스템에 리크가 발생한 것으로 판단하고, 상기 적어도 하나 이상의 차륜의 슬립값이 미리 설정한 임계값보다 작으면 상기 차륜에서의 리크로 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 ABS 동작 중일 때에도 리크 판단이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 ABS 작동되는 상태를 나타내는 것으로, 도 2는 유압피스톤이 전진하면서 선별적으로 제동하는 상황을, 도 3은 유압피스톤이 후진하면서 선별적으로 제동하는 상황을 나타내는 유압회로도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 도시한 구성도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 내부 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법을 나타낸 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 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 비 제동시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
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 제1 마스터 챔버(20a)와 제2 마스터 챔버(20b)를 구비할 수 있다.
도 1을 참조하면, 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, 도면에 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 실시예를 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) 내의 오일을 리저버(30)로 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 작동 시 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, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)을 포함할 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. 또는 액압 제공유닛(110)은 모터(120)에서 공급되는 구동력이 아니라 고압 어큐뮬레이터에서 제공되는 압력에 의해 동작할 수도 있다.
다음으로, 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)에 연결되는 유로들(211, 212, 213, 214, 215, 216, 217)과 밸드들(231, 232, 233, 234, 235, 236, 241, 242, 243)에 대하여 설명하기로 한다.
제2 유압유로(212)는 제1 유압서킷(201)과 연통되고, 제3 유압유로(213)는 제2 유압서킷(202)과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)으로 액압이 전달될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제2 및 제3 유압유로(212, 213)에 각각 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브(231)와 제2 제어밸브(232)를 포함할 수 있다.
그리고 제1 및 제2 제어밸브(231, 232)는 제1 압력챔버(112)에서 제1 또는 제2 유압서킷(201, 202)으로 향하는 방향의 오일 흐름만을 허용하고, 반대 방향으로의 오일 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제1 또는 제2 제어밸브(231, 232)는 제1 압력챔버(112)의 액압이 제1 또는 제2 유압서킷(201, 202)으로 전달되는 것을 허용하면서도, 제1 또는 제2 유압서킷(201, 202)의 액압이 제2 또는 제3 유압유로(212, 213)를 통해 제1 압력챔버(112)로 누설되는 것은 방지할 수 있다.
한편, 제4 유압유로(213)는 도중에 제5 유압유로(215)와 제6 유압유로(216)로 분기되어 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 연통될 수 있다. 일 예로, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제5 유압유로(215)는 제1 유압서킷(201)과 연통되고, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제6 유압유로(216)는 제2 유압서킷(202)과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 후진에 의해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202) 모두에 액압이 전달될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제5 유압유로(215)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브(233)와 제6 유압유로(216)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제4 제어밸브(234)를 포함할 수 있다.
제3 제어밸브(233)는 제2 압력챔버(113)와 제1 유압서킷(201) 사이의 오일 흐름을 제어하는 양방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 그리고 제3 제어밸브(233)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
그리고 제4 제어밸브(234)는 제2 압력챔버(113)에서 제2 유압서킷(202)으로 향하는 방향의 오일 흐름만을 허용하고, 반대 방향으로의 오일 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제4 제어밸브(234)는 제2 유압서킷(202)의 액압이 제6 유압유로(216)와 제4 유압유로(214)를 통해 제2 압력챔버(113)로 누설되는 것은 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)를 연결하는 제7 유압유로(217)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제5 제어밸브(235)와, 제2 유압유로(212)와 제7 유압유로(217)를 연결하는 제8 유압유로(218)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제6 제어밸브(236)를 포함할 수 있다. 그리고 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛(2000)으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 제1 제어밸브(231) 또는 제2 제어밸브(232)에 이상이 발생하였을 때, 개방되도록 작동하여 제1 압력챔버(112)의 액압이 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 전달될 수 있도록 할 수 있다.
그리고 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 휠 실린더(40)의 액압을 빼내어 제1 압력챔버(112)로 보내는 때에 개방되도록 작동할 수 있다. 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)에 마련되는 제1 제어밸브(231)와 제2 제어밸브(232)가 일 방향 오일 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되기 때문이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 및 제2 덤프유로(116, 117)에 각각 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 덤프밸브(241)와 제2 덤프밸브(242)를 더 포함할 수 있다. 덤프밸브(241, 242)는 리저버(30)에서 제1 또는 제2 압력챔버(112, 113)로의 방향만을 개방하고, 반대 방향은 폐쇄하는 체크밸브일 수 있다. 즉, 제1 덤프밸브(241)은 리저버(30)에서 제1 압력챔버(112)로 오일이 흐를 수 있도록 허용하되, 제1 압력챔버(112)에서 리저버(30)로 오일이 흐르는 것은 차단하는 체크밸브일 수 있고, 제2 덤프밸브(242)은 리저버(30)에서 제2 압력챔버(113)로 오일이 흐를 수 있도록 허용하되, 제2 압력챔버(113)에서 리저버(30)로 오일이 흐르는 것은 차단하는 체크밸브일 수 있다.
또한, 제2 덤프유로(117)는 바이패스 유로를 포함할 수 있고, 바이패스 유로에는 제2 압력챔버(113)와 리저버(30) 사이의 오일 흐름을 제어하는 제3 덤프밸브(243)가 설치될 수 있다.
제3 덤프밸브(243)는 양방향 흐름을 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있고, 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 제공유닛(110)은 복동식으로 동작할 수 있다. 즉, 유압피스톤(114)이 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 액압은 제1 유압유로(211)와 제2 유압유로(212)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제1 유압유로(211)와 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(114)이 후진하면서 제2 압력챔버(113)에 발생되는 액압은 제4 유압유로(214)와 제5 유압유로(215)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제4 유압유로(214)와 제6 유압유로(216)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.
또한, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제1 유압서킷(201), 제2 유압유로(212), 및 제1 유압유로(211)를 통해 제1 압력챔버(112)로 전달시킬 수 있고, 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제2 유압서킷(202), 제3 유압유로(213), 및 제1 유압유로(211)를 통해 제1 압력챔버(112)로 전달시킬 수 있다.
다음으로 액압 공급장치(100)의 모터(120)와 동력변환부(130)에 대하여 설명하기로 한다.
모터(120)는 전자제어유닛(2000)으로부터 출력된 신호에 의해 회전력을 발생시키는 장치로서, 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다. 모터(120)의 회전 각속도와 회전각은 정밀하게 제어될 수 있다. 이러한 모터(120)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 전자제어유닛은 모터(120)를 포함하여 후술할 본 발명의 전자식 브레이크 시스템(1)에 구비된 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어한다. 브레이크 페달(10)의 변위에 따라 복수의 밸브들이 제어되는 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
모터(120)의 구동력은 동력변환부(130)를 통해 유압피스톤(114)의 변위를 발생시키고, 압력챔버 내에서 유압피스톤(114)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 유압피스톤(114)과 연결되어 유압피스톤(114)을 실린더블록(111) 내에서 슬라이딩 이동시킨다.
이상의 동작들을 다시 설명하면, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(2000)에 전달되고, 전자제어유닛은 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 유압피스톤(114)이 전진 이동하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킨다.
반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 전자제어유닛은 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 반대 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 복귀하면서(후진 이동하면서) 제1 압력챔버(112)에 부압을 발생시킨다.
한편, 액압과 부압의 발생은 위와 반대 방향으로도 가능하다. 즉, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(ECU, 미도시)에 전달되고, 전자제어유닛은 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)를 반대 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트(131)의 회전력은 웜휠(132)을 거쳐 구동축(133)에 전달되고, 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 후진 이동하면서 제2 압력챔버(113)에 액압을 발생시킨다.
반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 전자제어유닛은 모터(120)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 일 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 복귀하면서(전진 이동하면서) 제2 압력챔버(113)에 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.
한편, 모터(120)가 일 방향으로 회전하는 경우 제1 압력챔버(112)에 액압이 발생하거나 제2 압력챔버(113)에 부압이 발생할 수 있는데, 액압을 이용하여 제동할 것인지, 아니면 부압을 이용하여 제동을 해제할 것인지는 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어함으로써 결정될 수 있다. 이에 대하여는 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.
도면에 도시되지는 않았지만 동력변환부(130)는 볼스크류 너트 조립체로 구성될 수도 있다. 예컨대, 모터(120)의 회전축과 일체로 형성되거나 모터(120)의 회전축과 같이 회전하도록 연결되는 스크류와, 회전이 제한된 상태로 스크류와 나사결합되어 스크류의 회전에 따라 직선운동하는 볼너트로 구성될 수 있다. 유압피스톤(114)은 동력변환부(130)의 볼너트와 연결되어 볼너트의 직선운동에 의해 압력챔버를 가압한다. 이와 같은 볼스크류 너트 조립체의 구조는 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 장치로서 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 동력변환부(130)는 상기 볼스크류 너트 조립체의 구조 이외에 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있다면 어떠한 구조를 갖더라도 채용 가능한 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 비 정상적으로 작동하는 때(폴백 모드, fallback mode)에 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(24b)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.
다음으로, 도 1을 참고하여 본 발명의 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.
제1 유압서킷(201)은 제1 유압유로(211) 및 제2 유압유로(212)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압유로(212)는 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)으로 연결되는 두 유로로 분기된다. 마찬가지로, 제2 유압서킷(202)은 제1 유압유로(211) 및 제3 유압유로(213)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제3 유압유로(213)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 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
또한, 유압서킷(201, 202)은 각각의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들의 전방과 후방을 연결하는 바이패스 유로에 마련되는 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들을 포함할 수 있다. 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들은 휠 실린더(40)에서 액압 제공유닛(110) 방향으로의 오일의 흐름만을 허용하고, 액압 제공유닛(110)에서 휠 실린더(40) 방향으로의 오일의 흐름은 제한하도록 마련될 수 있다. 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들은 휠 실린더(40)의 제동압을 신속하게 뺄 수 있도록 할 수 있고, 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들이 정상적으로 작동하지 않는 경우에 휠 실린더(40)의 액압이 액압 제공유닛(110)으로 유입되도록 할 수 있다.
또한, 유압서킷(201, 202)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 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 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 백업유로(251)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압서킷(202)은 제2 백업유로(252)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받을 수 있다.
이 때, 제1 백업유로(251)는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)의 상류에서 제1 유압서킷(201)에 합류할 수 있다. 마찬가지로, 제2 백업유로(252)는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)의 상류에서 제2 유압서킷(202)에 합류할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 폐쇄하는 경우 액압 공급장치(100)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있고, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 개방하는 경우 마스터 실린더(20)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있다. 이 때, 복수의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들은 개방된 상태이기 때문에 동작 상태를 전환시킬 필요가 없다.
한편, 미설명된 참조부호 "PS11"은 제1 유압서킷(201)의 액압을 감지하는 제1 유압유로 압력센서고, "PS12"은 제2 유압서킷(202)의 액압을 감지하는 제2 유압유로 압력센서고, "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 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작에 대해서 자세히 설명한다.
액압 공급장치(100)는 저압 모드와 고압 모드를 구분하여 사용할 수 있다. 저압 모드와 고압 모드는 유압 제어유닛(200)의 동작을 달리함으로써 변경될 수 있다. 액압 공급장치(100)는 고압 모드를 사용함으로써 모터(120)을 출력을 증가시키기 않고서도 높은 액압을 생성할 수 있다. 따라서 브레이크 시스템의 가격과 무게를 낮추면서도 안정적인 제동력을 담보할 수 있게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 유압피스톤(114)은 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킨다. 유압피스톤(114)이 초기 상태에서 전진할수록, 즉, 유압피스톤(114)의 스트로크가 증가할 수록 제1 압력챔버(112)에서 휠 실린더(40)로 전달되는 오일의 양이 증가하면서 제동압력이 상승한다. 하지만, 유압피스톤(114)의 유효 스트로크가 존재하기 때문에 유압피스톤(114)의 전진으로 인한 최대 압력이 존재한다.
이 때, 저압 모드의 최대 압력은 고압 모드의 최대 압력 보다 작다. 그러나 고압 모드는 저압 모드와 비교할 때 유압피스톤(114)의 스트로크 당 압력 증가율이 작다. 제1 압력챔버(112)에서 밀려난 오일이 모두 휠 실린더(40)로 유입되는 것이 아니라 일부가 제2 압력챔버(113)로 유입되기 때문이다. 이에 대해서는 도 5에서 상세히 설명하도록 한다.
따라서 제동 응답성이 중요한 제동 초기에는 스트로크 당 압력 증가율이 큰 저압 모드를 사용하고, 최대 제동력이 중요한 제동 후기에는 되대 압력이 큰 고압 모드를 사용할 수 있다.
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(2000)은 페달 변위센서(11)로부터 출력된 전기적 신호를 입력받아 모터(120)를 구동하게 된다.
또한, 전자제어유닛은 마스터 실린더(20)의 출구 측에 마련된 백업유로 압력센서(PS2)와 제2 유압서킷(202)에 마련된 유압유로 압력센서(PS1)를 통하여 회생 제동량의 크기를 입력 받고, 운전자의 요구 제동량과 회생 제동량의 차이에 따라 마찰 제동량의 크기를 계산하여 휠 실린더(40)의 증압 또는 감압 크기를 파악할 수 있다.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)이 ABS 작동되는 상태를 나타내는 것으로, 도 2은 유압피스톤(114)이 전진하면서 선별적으로 제동하는 상황을, 도 3은 유압피스톤(114)이 후진하면서 선별적으로 제동하는 상황을 나타내는 유압회로도이다.
브레이크 페달(10)의 답력에 따라 모터(120)가 작동하면, 이 모터(120)의 회전력이 동력전달부(130)를 통해 액압 제공유닛(110)으로 전달됨에 따라 액압을 발생시킨다. 이때, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)가 폐쇄되어 마스터 실린더(20)에서 토출되는 유압이 휠 실린더(40)로 전달되지 않게 된다.
도 2을참고하면, 유압피스톤(114)이 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시키고, 제4 인렛밸브(221d)는 열린 상태로 마련되어 제1 유압유로(211)과 제3 유압유로(213)를 통해 전달되는 액압이 좌측 전륜(FL)에 위치하는 휠 실린더(40)를 작동 시켜 제동력을 발생시킨다.
이 때, 제1 내지 제3 인렛밸브들(221a, 221b, 221c)은 닫힌 상태로 전환되고, 제1 내지 제4 아웃렛밸브들(222a, 222b, 222c, 222d)은 닫힌 상태를 유지한다. 그리고 제3 덤프밸브(243)는 열린 상태로 마련되어 리저버(30)로부터 제2 압력챔버(113)에 오일을 충진시킨다.
도 3을 참고하면, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제2 압력챔버(113)에 액압을 발생시키고, 제1 인렛밸브(221a)가 열린 상태로 마련되어 제4 유압유로(214)와 제2 유압유로(212)를 통해 전달되는 액압이 우측 전륜(FR)에 위치하는 휠 실린더(40)를 작동 시켜 제동력을 발생시킨다.
이 때, 제2 내지 제4 인렛밸브들(221b, 221c, 221d)은 닫힌 상태로 전환되고, 제1 내지 제4 아웃렛밸브들(222a, 222b, 222c, 222d)은 닫힌 상태를 유지한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 모터(120)와, 각 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)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 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 내부 블록도인 것으로, 전자식 브레이크 시스템(1)을 총괄적으로 제어하는 전자 제어 유닛(2000)과 전자식 브레이크 시스템(1)에 포함된 브레이크 장치(1000)에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도이고, 도 5은 세부 블록도이다.
도 5을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 전자 제어 유닛(2000)은 입력부(102)와 판단부(104) 및 산출부(106)와 제어부(108)를 포함한다.
입력부(102)는 브레이크 장치(1000)의 모터 위치 센서(121), 브레이크 페달(10), 모터(120), 피스톤(114), 압력 센서(ps1), 및 인렛 밸브(221)로부터 동작 신호를 입력 받는다.
여기서, 브레이크 장치(1000)는 부스팅 압력과 제동 압력을 하나의 모터(121)로 발생시키는 IDB(Integrated Dynamic Brake)일 수가 있고, 제동 압력을 모터로 발생시키는 모든 브레이크 수단일 수가 있다. 즉, 도 1에 도시된 전자식 브레이크 시스템(1)이 이에 해당할 수 있다.
이러한, 모터(121)은 도시하지는 않았지만, 영구자석 동기모터(미도시)일 수가 있고, 영구자석 동기모터(미도시)는 매입형 영구자석 동기모터(미도시)와 표면부착형 영구자석 동기모터(미도시)중 적어도 하나일 수가 있다.
판단부(104)는 입력부(102)에 입력된 모터 위치 센싱값을 기초로 전자식 브레이크 시스템(1)에서 리크 고장 상태인지를 이후에 진술할 제어부(108)의 제어에 따라 판단한다.
산출부(106)는 입력부(102)에서 획득한 모터 위치 센서값을 기초로 피스톤의 이동거리를 산출한다. 또한, 산출부(106)는 피스톤의 이동거리와 전자식 브레이크 시스템(1)의 펌프의 단면적 정보를 기초로 펌프 토출 유량을 계산한다. 즉, 펌프 토출 유량은 피스톤의 이동거리와 펌프 단면적의 곱으로 산출될 수 있다.
또한, 산출부(106)는 각 휠(FR,FL,RR,RL)의 실린더(40)로 유입되는 유량을 추정한다. 즉, 휠 인렛 밸브(221)를 통하여 휠 실린더로 유액이 유입될 때, 휠 실린더로 유입되는 유량을 추정하는데, 입력부(102)가 압력 센서(PS)로부터 획득한 서킷 압력값과, 인렛 밸브(221)에 흘러간 전류를 이용하여 유량을 추정할 수 있다.
구체적으로, 휠 실린더로 흘러간 유량은 [식 1]에 의하여 산출될 수 있다.
[식 1]
Figure pat00001
이 때, V는 휠 실린더로 흘러간 유량을 의미하고, Cd는 인렛 밸브의 전류량을, A orifice 는 단면적을 의미하며, ρ는 상수, P supply 는 산출부(106)에서 산출한 펌프 유압을 의미하고, P wheel은 휠 실린더로 유입되는 서킷 압력을 의미한다.
따라서, 산출부(106)는 [식 1]에 기초하여, 휠 실린더로 유입되는 유량을 추정할 수 있다.
다음으로, 제어부(108)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전자식 브레이크 시스템(1)이 ABS 동작 중일 때에, 펌프에서 토출하는 유량과 인렛 밸브를 통하여 휠 실린더로 유입되는 추정 유량의 비율을 계산하여 미리 설정한 임계값과 비교하여 해당 임계값을 초과하는 경우, 리크가 발생한 것으로 판단한다.
이후, 판단부(104)는 제어부(108)의 제어에 따라 리크가 발생한 것으로 판단하면, 적어도 하나의 휠 중 어느 휠에서 리크가 발생한 것인지를 판단하기 위하여 각 휠의 슬립량을 획득한다.
구체적으로, 입력부(102)가 각 휠의 슬립을 검출한 값을 획득하면, 판단부(104)는 휠 슬립이 미리 설정한 임계값(제 2 임계값) 이내로 계속 유지되는 경우에 해당 휠의 리크로 판단한다.
이상에서는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 구성에 대하여 설명하였다.
이하에서는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 제어 방법에 대하여 설명한다. 구체적으로, 도 6은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 전자식 브레이크 시스템(1)은 모터 위치 센서값을 기초로 피스톤으로부터 토출되는 유량(V1)을 산출한다(600,610,620). 즉, 전자식 브레이크 시스템(1) 내 산출부(106)는 입력부(102)에서 획득한 모터 위치 센서값을 기초로 피스톤의 이동거리를 산출하고(610), 펌프 토출 유량(v1)을 산출할 수 있다.
또한, 전자식 브레이크 시스템(1)은 브레이크 장치(1000)에 포함된 복수의 압력 센서(PS)로부터 압력 센서값을 획득하고, 휠의 인렛 밸브(221)를 구동하는 밸브 전류량을 획득한다(640). 이후, 전자식 브레이크 시스템(1)은 전술한 [식 1]에 기초하여 휠 실린더로 유입되는 유량(v2)를 추정한다.
단, 전자식 브레이크 시스템(1) 내 600 , 610 단계와 630의 단계는 병렬적으로 진행될 수 있다.
이후, 전자식 브레이크 시스템(1)의 제어부는 피스톤으로부터 토출되는 유량과 휠 실린더로 유입되는 유량을 비교한다. 구체적으로, 제어부(108)는 미리 설정해놓은 전자식 브레이크 시스템(1) 내 제 1 임계값으로 설정된 비율값과 비교를 수행할 수 있다(660). 따라서, (V1/V2)로 나타낼 수 있는 피스톤으로부터 토출되는 유량과 휠 실린더로 유입되는 유량의 비율이 제 1 임계값보다 크면, ABS 진행 중에 리크 발생으로 판단한다(670).
따라서, 제어부(108)는 추가적으로 각 휠 중 어느 휠에서 리크가 발생한 지 판단하기 위하여 FR, FL, RR, RL 의 슬립량을 모니터링한다(680).
일 예로, 도 6의 690에 도시된 바와 같이, FR, Fl, RR, Rl 중 적어도 하나의 휠에서 제 1 슬립이 발생한 경우에 있어서, 제 1 슬립이 미리 설정한 제 2 임계값보다 작게 유지되면(690의 예), 해당 제 1 슬립 발생한 휠의 리크로 판정한다(700)
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: 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: 제4 유압유로 215: 제5 유압유로
216: 제6 유압유로 217: 제7 유압유로
218: 제8 유압유로 221: 인렛밸브
222: 아웃렛밸브 223: 체크밸브
231: 제1 제어밸브 232: 제2 제어밸브
233: 제3 제어밸브 234: 제4 제어밸브
235: 제5 제어밸브 236: 제6 제어밸브
241: 제1 덤프밸브 242: 제2 덤프밸브
243: 제3 덤프밸브 251: 제1 백업유로
252: 제2 백업유로 261: 제1 컷밸브
262: 제2 컷밸브

Claims (8)

  1. 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더;
    상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버;
    상기 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 상기 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
    상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 1 유압 회로; 및
    상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 2 유압 회로;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서,
    모터의 위치를 측정하는 모터 위치 센서;
    유압을 측정하는 제 1 압력 센서; 및
    상기 모터 위치 센서값을 기초로 피스톤으로부터 토출되는 유량을 추정하고, 상기 측정된 유압을 기초로 차륜에 유입되는 유량을 추정하고, 상기 피스톤으로부터 토출되는 유량과 상기 차륜에 유입되는 유량을 비교하여 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크 발생 여부를 판단하는 제어부;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤으로부터 토출되는 유량과 상기 차륜에 유입되는 유량의 비율이 제 1 임계값보다 크면, 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크로 판단하는 전자식 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전자식 브레이크 시스템에 리크가 발생한 것으로 판단하고, 상기 적어도 하나 이상의 차륜의 슬립값이 미리 설정한 임계값보다 작으면 상기 차륜에서의 리크로 판단하는 전자식 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제 1 유압 회로는, 상기 액압 공급장치에서 토출되는 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 인렛 밸브를 더 포함하고,
    상기 제 2 유압 회로는, 상기 액압 공급장치에서 토출되는 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 인렛 밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 인렛 밸브의 전류 및 상기 측정된 유압을 기초로 상기 차륜에 유입되는 유량을 결정하는 전자식 브레이크 시스템.
  6. 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더;
    상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버;
    상기 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 상기 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
    상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 1 유압 회로; 및
    상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나 이상의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 2 유압 회로;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서,
    모터 위치 센서가 모터의 위치를 측정하는 단계;
    압력 센서가 유압을 측정하는 단계; 및
    상기 모터 위치 센서값을 기초로 피스톤으로부터 토출되는 유량을 추정하고, 상기 측정된 유압을 기초로 차륜에 유입되는 유량을 추정하고, 상기 피스톤으로부터 토출되는 유량과 상기 차륜에 유입되는 유량을 비교하여 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크 발생 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 피스톤으로부터 토출되는 유량과 상기 차륜에 유입되는 유량의 비율이 제 1 임계값보다 크면, 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크로 판단하는 단계;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전자식 브레이크 시스템에 리크가 발생한 것으로 판단하고, 상기 적어도 하나 이상의 차륜의 슬립값이 미리 설정한 임계값보다 작으면 상기 차륜에서의 리크로 판단하는 단계;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.








KR1020170141374A 2017-10-27 2017-10-27 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법 KR102421448B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170141374A KR102421448B1 (ko) 2017-10-27 2017-10-27 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170141374A KR102421448B1 (ko) 2017-10-27 2017-10-27 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190047457A true KR20190047457A (ko) 2019-05-08
KR102421448B1 KR102421448B1 (ko) 2022-07-18

Family

ID=66580402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170141374A KR102421448B1 (ko) 2017-10-27 2017-10-27 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102421448B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001018778A (ja) * 1999-07-08 2001-01-23 Nissan Motor Co Ltd ブレーキ制御装置
EP2520473A1 (en) 2010-02-26 2012-11-07 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle brake device and vehicle brake device control method
JP2014019339A (ja) * 2012-07-19 2014-02-03 Honda Motor Co Ltd 車両用ブレーキシステム及びその制御方法
KR20170046787A (ko) * 2014-10-09 2017-05-02 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 유압식 안전 시스템, 브레이크 시스템 및 작동 방법
KR20170066726A (ko) * 2015-12-04 2017-06-15 주식회사 만도 전자식 브레이크 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001018778A (ja) * 1999-07-08 2001-01-23 Nissan Motor Co Ltd ブレーキ制御装置
EP2520473A1 (en) 2010-02-26 2012-11-07 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle brake device and vehicle brake device control method
JP2014019339A (ja) * 2012-07-19 2014-02-03 Honda Motor Co Ltd 車両用ブレーキシステム及びその制御方法
KR20170046787A (ko) * 2014-10-09 2017-05-02 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 유압식 안전 시스템, 브레이크 시스템 및 작동 방법
KR20170066726A (ko) * 2015-12-04 2017-06-15 주식회사 만도 전자식 브레이크 시스템

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EP 2 520 473 A1 (Honda Motor Co., Ltd.) 2012. 11. 7.

Also Published As

Publication number Publication date
KR102421448B1 (ko) 2022-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10583819B2 (en) Electronic brake system
KR102068995B1 (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어방법
KR20170066726A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR20180109179A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR20190034931A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR20170089450A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR20170059043A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR20170059039A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR20180039356A (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법
KR20180045556A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR20180128191A (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법
KR20170130995A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR20170031396A (ko) 전자식 브레이크 시스템
US20180370508A1 (en) Electric brake system and method for controlling the same
US10457261B2 (en) Electronic brake system
KR101969892B1 (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR102530382B1 (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법
KR20180128187A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR102500083B1 (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어방법
KR20170130997A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR20190035125A (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법
KR102021465B1 (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어방법
KR20190101130A (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법
KR20170031394A (ko) 전자식 브레이크 시스템
KR102469183B1 (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant