KR20210033180A

KR20210033180A - 전동부스터를 이용한 제동장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20210033180A
Application number: KR1020190114564A
Authority: KR
Inventors: 김종성
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2021-03-26
Also published as: CN112519743B; US11724680B2; CN112519743A; US20210078555A1

Abstract

전동부스터를 이용한 제동장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 본 발명의 일 측면에 따른 전동부스터를 이용한 제동 장치는, 마스터 실린더와 연결되어 브레이크 페달을 가압하는 운전자의 페달력과 함께 모터의 전동력으로 상기 마스터 실린더의 피스톤을 가압하여 제동유압을 토출하는 전동부스터, 상기 마스터 실린더와 한쌍의 유압라인을 통해 연결되어, 상기 마스터 실린더로부터 토출되는 제동유압을 상기 유압라인 및 아웃렛밸브(Outlet Valve)를 통해 어큐뮬레이터에 저장하고, 상기 어큐뮬레이터에 저장된 제동유압을 이용하여 펌핑모터를 구동시켜 ESC(Electronic Stability Control) 제동을 수행하는 전동 유압 제동부, 상기 전동부스터와 상기 전동 유압 제동부를 제어하고, ESC 제동 필요 시, 상기 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압과 기 설정된 기준유압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 전동 유압 제동부에 의한 ESC 제동 또는 상기 전동부스터에 의한 제동을 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

전동부스터를 이용한 제동장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR BRAKING USED ELECTRIC BOOSTER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 전동부스터를 이용한 제동장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동부스터를 적용하여 제동제어를 수행할 때 전동 유압 제동부의 어큐뮬레이터에 제동유압을 저장하고, 그 저장된 제동유압을 이용하여 ESC 제동을 수행하는 전동부스터를 이용한 제동장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

전동식 부스터 제동 시스템은 기존의 진공 부스터의 제동 메카니즘을 대부분 유지하되, 진공 부스터와 같이 공기압과 진공압(Vacuum Pressure) 간의 차압으로 제동 유압을 배력하는 대신, 전기에너지를 이용한 전동 부스터(즉, 모터)의 힘으로 제동 유압을 배력하는 점에서 진공 부스터와 그 배력 메카니즘 상의 차이점이 존재한다.

전동식 부스터 제동 시스템은 페달 시뮬레이터의 장착 여부에 따라 두 가지 타입으로 구분될 수 있다. 페달 시뮬레이터가 장착된 전동식 부스터 제동 시스템의 경우, 운전자가 브레이크 페달을 가압하여 발생하는 운전자의 페달력을 차단하고 전동 부스터의 힘만으로 제동을 수행하며, 운전자의 페달감에 있어서는 페달 시뮬레이터의 고무 댐퍼 또는 스프링에 의한 반력을 통해 운전자로 하여금 기존의 진공 부스터 방식의 제동 시스템이 제공하였던 페달감과 유사한 페달감을 느끼도록 한다.

반면, 페달 시뮬레이터가 장착되지 않은 전동 부스터 방식의 제동 시스템의 경우, 제동력 중 일부를 운전자의 페달 답력이 부담하는 방법으로 운전자의 페달감을 형성한다. 예를 들어, 전동 부스터의 배력비가 10:1이라면 전체 제동력 중 10%는 운전자의 페달 답력이 부담하는 제동력이고 90%는 전동 부스터가 부담하는 제동력이 된다. 즉, 페달 시뮬레이터가 장착되지 않은 전동 부스터 방식의 제동 시스템의 경우에는 전체 제동력 중 일부를 운전자의 페달 답력이 부담하도록 함으로써 운전자의 페달감을 형성한다.

전동부스터는 기존의 진공부스터에서 진공압과 대기압의 차이를 이용하여 배력을 구현했던 것을 대기압 대신 모터의 구동력을 이용하여 배력을 하는 전자 제어식 부스터를 의미한다. 진공 부스터가 그러하듯이 배력되는 최대 지점(전부하점) 이전에는 운전자의 힘 : 모터의 힘 (약 1:8 ~ 1:9)의 배분비로 출력이 형성되나 이후 구간의 추가적인 힘은 운전자의 힘으로만 형성된다. 이러한 전동부스터를 적용하여 제동 제어를 수행하고 있으나, 전동부스터 시장의 가격 경쟁이 심화되고 있다.

이에, 전동부스터를 적용하여 제동제어를 수행할 때, 보다 원가 경쟁력 있는 제동 기술이 필요한 실정이다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0044300호(2008.05.20 공개, 자동차 제동 시스템)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전동부스터를 적용하여 제동제어를 수행할 때 전동 유압 제동부의 어큐뮬레이터에 제동유압을 저장하고, 그 저장된 제동유압을 이용하여 ESC 제동을 수행하는 전동부스터를 이용한 제동장치 및 그 제어방법을 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 전동부스터를 이용한 제동 장치는, 마스터 실린더와 연결되어 브레이크 페달을 가압하는 운전자의 페달력과 함께 모터의 전동력으로 상기 마스터 실린더의 피스톤을 가압하여 제동유압을 토출하는 전동부스터, 상기 마스터 실린더와 한쌍의 유압라인을 통해 연결되어, 상기 마스터 실린더로부터 토출되는 제동유압을 상기 유압라인 및 아웃렛밸브(Outlet Valve)를 통해 어큐뮬레이터에 저장하고, 상기 어큐뮬레이터에 저장된 제동유압을 이용하여 펌핑모터를 구동시켜 ESC(Electronic Stability Control) 제동을 수행하는 전동 유압 제동부, 상기 전동부스터와 상기 전동 유압 제동부를 제어하고, ESC 제동 필요 시, 상기 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압과 기 설정된 기준유압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 전동 유압 제동부에 의한 ESC 제동 또는 상기 전동부스터에 의한 제동을 수행하는 제어부를 포함한다.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 요구 제동압이 상기 기준유압 이하인 경우 상기 전동 유압 제동부에 의한 ESC 제동을 수행하고, 상기 요구 제동압과 상기 기준유압을 초과하는 경우 상기 전동부스터에 의한 ESC 제동을 수행할 수 있다.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 전동 유압 제동부에 의한 ESC 제동 수행 시, 상기 아웃렛밸브를 열고, 상기 마스터 실린더의 피스톤을 전진시켜 제동유압을 토출시키며, 상기 어큐뮬레이터에 상기 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압이 저장되면 상기 아웃렛밸브를 닫고 상기 마스터 실린더의 피스톤을 후진시킨 후, 상기 ESC 제동이 수행되도록 제어할 수 있다.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 마스터 실린더의 피스톤 후진 시, 상기 피스톤이 컷오프 홀(cut-off hole) 이하까지 후진되지 않도록 할 수 있다.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 어큐뮬레이터에 상기 요구 제동유압의 저장이 완료될 때까지 상기 펌핑 모터를 동작시키지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 ESC 제동이 완료되면, 상기 마스터 실린더의 피스톤을 홈 위치(home position)까지 이동시키고, 상기 펌핑 모터를 기 설정된 일정 시간동안 추가 작동시킬 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 전동부스터를 이용한 제동장치의 제어방법은, 마스터 실린더와 연결되어 브레이크 페달을 가압하는 운전자의 페달력과 함께 모터의 전동력으로 상기 마스터 실린더의 피스톤을 가압하여 제동유압을 토출하는 전동부스터를 이용한 제동장치의 제어방법에 있어서, ESC 제동 필요 시, 제어부가 상기 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압과 기 설정된 기준유압을 비교하는 단계, 상기 요구 제동압이 상기 기준유압 이하인 경우, 상기 제어부가 상기 마스터 실린더와 한쌍의 유압라인을 통해 연결된 전동 유압 제어부에 의한 ESC 제동을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명에서 상기 전동 유압 제어부에 의한 ESC 제동을 수행하는 단계는, 상기 제어부가 전동 유압 제어부의 아울렛밸브를 열고, 상기 마스터 실린더의 피스톤을 전진시켜 상기 마스터 실린더로부터 토출되는 제동유압을 상기 유압라인 및 상기 아웃렛밸브를 통해 어큐뮬레이터에 저장하는 단계, 상기 어큐뮬레이터에 상기 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압이 저장되면, 상기 제어부가 상기 마스터 실린더의 피스톤을 후진시키고 상기 아웃렛밸브를 닫은 후(close), ESC 제동을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 상기 ESC 제동을 수행하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 마스터 실린더의 피스톤 후진 시, 상기 피스톤이 컷오프 홀(cut-off hole) 이하까지 후진되지 않도록 할 수있다.

본 발명은 상기 ESC 제동을 수행하는 단계 이후, 상기 제어부가 상기 마스터 실린더의 피스톤을 홈 위치(home position)까지 이동시키고, 상기 펌핑 모터를 기 설정된 일정 시간동안 추가 작동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 요구 제동압이 상기 기준유압을 초과하는 경우, 상기 제어부는 상기 전동부스터에 의한 ESC 제동을 수행할 수 있다.

본 발명에서 상기 전동 유압 제어부에 의한 ESC 제동을 수행하는 단계는, 상기 제어부가 상기 전동 유압 제어부의 아울렛밸브를 열고, 상기 마스터 실린더의 피스톤을 전진 또는 후진시켜 상기 마스터 실린더로부터 토출되는 제동유압을 상기 유압라인 및 상기 아웃렛밸브를 통해 어큐뮬레이터에 저장하면서 ESC 제동을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 전동부스터를 이용한 제동장치 및 그 제어방법은 전동부스터를 적용하여 제동제어를 수행할 때 전동 유압 제동부의 어큐뮬레이터에 제동유압을 저장하고, 그 저장된 제동유압을 이용하여 ESC 제동을 수행함으로써, 전동부스터가 적용되는 제동 장치의 원가가 절감되는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동부스터를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전동부스터를 이용한 제동장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동부스터를 이용한 제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰컵을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 실린더의 피스톤 후진을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제동유압 유지 기능을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동부스터를 이용한 제동 장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동부스터를 이용한 제동 장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동부스터를 이용한 제동장치 및 그 제어방법을 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 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동부스터를 개략적으로 나타낸 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 전동부스터를 이용한 제동장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터(20)는 마스터 실린더(10)와 연결되어 운전자의 페달력과 함께 모터(30)의 전동력으로 리액션 디스크(70)를 가압함으로써 푸쉬로드(80)를 통해 마스터 실린더(10)의 피스톤을 가압하여 제동력을 발생시킬 수 있다.

여기서, 전동 부스터(20)는 모터(30)에 제1 기어(41), 제2 기어(42) 및 제3 기어(43)를 포함하는 기어부(40)가 연결되고, 제3 기어(43)와 함께 회전되도록 동축 상에 제3 기어(43)에 구속되도록 너트 스크류부(50)가 연결되며, 너트 스크류부(50)의 회전 중심축을 통과하여 너트 스크류부(50)와 볼트 스크류부(60)가 나사 결합되어 너트 스크류부(50)의 회전운동을 직선운동으로 전환하여 리액션 디스크(70)를 가압할 수 있도록 연결된다.

또한, 볼트 스크류부(60)의 중공을 통해 리액션 디스크(70)를 운전자의 페달력으로 가압할 수 있도록 작동로드(90)가 구비된다.

따라서 모터(30)가 구동될 경우 기어부(40)를 통해 토크 배력이 발생되면, 제3 기어(43)에 의해 너트 스크류부(50)에 토크가 전달되고, 너트 스크류부(50)의 회전운동이 구속되어 볼트 스크류부(60)의 직선운동으로 리액션 디스크(70)를 가압함으로써 푸쉬로드(80)가 마스터 실린터(10)의 피스톤을 가압하여 제동력을 발생시킨다.

이때 리액션 디스크(70)의 중심부는 운전자의 페달력으로 작동로드(90)를 작동시켜 리액션 디스크(70)의 중심부를 가압함으로써, 모터(30)에 의한 전동력과 함께 운전자의 페달력으로 제동력을 발생시키게 된다.

여기서 전동부스터(20)의 페달감을 형성하는 메커니즘을 살펴보면, 운전자의 페달력은 작동로드(90)를 통해 리액션 디스크(70)를 거쳐 푸쉬로드(80)에 전달되고, 푸쉬로드(80)는 마스터 실린더(10) 피스톤을 가압하여 제동압으르 발생시킨다. 이때 모터(30)에 의해 발생되는 전동력과 함께 푸쉬로드(80)를 가압하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 전동부스터(20)를 이용한 제동장치는 2 Box 제동 시스템으로서, ESC 기능을 수행하는 전동 유압 제동부(200)와 전동부스터(20)의 조합으로 필요한 제동 기능을 수행하며, 도 2의 (b)와 같이 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전동 부스터를 이용한 제동장치는 ESC가 갖고 있는 기능의 일부를 전동부스터(20)의 협조 제어로 수행하므로, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 마스터 실린더와 전동 유압 제동부(200)를 연결하며, 유압라인(210) 상에 형성된 4개의 밸브를 삭제하는 것을 특징으로 한다. 이때, 삭제되는 솔레노이드 밸브는 ESC 기능 수행시 브레이크 액을 레저버 및 마스터 실린더로부터 suction할 때 필요한 suction valve와 브레이크 페달을 밟지 않은 상태에서 차량의 자세 제어가 필요할 때 ESC는 ESC 제동을 하게 되는데 그때 발생된 제동압력이 레저버로 새어 나가지 않게 하는 TCV이고, 이 밸브들은 circuit당 1개씩으로 각 2개가 필요한데 본 발명을 적용하면 모두 삭제되어 총 4개의 솔레노이드 밸브 삭제가 가능하다. 이처럼 총 4개의 솔레노이드 밸브의 삭제로 제어부(ECU) 측면에서도 솔레노이드 밸브를 작동시키는 솔레노이드 코일 역시 제거됨으로써, 원가가 절감되는 효과가 더 증가할 수 있다.

상기와 같이 suction valve와 TCV가 제거됨으로써, 제거된 밸브를 대신하여 전동부스터(20)의 적절한 작동 및 제어가 필요하다.

이에, 본 발명에 따른 전동부스터(20)를 이용한 제동장치는 Suction Valve의 제거로 인한 제동유압 저장 기능(즉, 액량 확보)을 수행하고, TCV의 제거로 인한 제동압 유지 기능 수행을 수행한다.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 전동부스터(20)를 이용한 제동장치의 동작을 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동부스터(20)를 이용한 제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰컵을 설명하기 위한 예시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 실린더의 피스톤 후진을 설명하기 위한 예시도, 도 6은 본 발명에 따른 제동유압 유지 기능을 설명하기 위한 예시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동부스터(20)를 이용한 제동 장치는 전동부스터(20), 전동 유압 제동부(200) 및 제어부(300)를 포함한다.

전동부스터(20)는 마스터 실린더(10)와 연결되어 브레이크 페달(300)을 가압하는 운전자의 페달력과 함께 모터(30)의 전동력으로 리액션 디스크를 가압하여 푸쉬로드(80)를 가압하고, 푸쉬로드(80)를 통해 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 가압하여 제동유압을 토출한다. 전동부스터(20)는 도 1에서 설명하였으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전동 유압 제동부(200)는 전동부스터(20)의 마스터 실린더(10)와 한쌍의 유압라인(210)을 통해 연결되어, 마스터 실린더(10)로부터 토출되는 제동유압을 유압라인(210) 및 아웃렛밸브(Outlet Valve)(224)를 통해 어큐뮬레이터(230)에 저장하고, 어큐뮬레이터(230)에 저장된 제동유압을 이용하여 펌핑모터(M)(240)를 구동시켜 ESC 제동을 수행한다.

제어부(300)는 전동부스터(20)와 전동 유압 제동부(200)를 제어하고, ESC 제동 필요 시, 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압과 기 설정된 기준유압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 전동 유압 제동부에 의한 ESC 제동 또는 전동부스터(20)에 의한 제동을 수행한다. 이때, 제어부(300)는 요구 제동압이 기준유압 이하인 경우 전동 유압 제동부(200)에 의한 ESC 제동을 수행하고, 요구 제동압이 기준유압을 초과하는 경우 전동부스터(20)에 의한 제동을 수행한다. 기준유압은 전동 유압 제동부(200) 작동 또는 전동부스터(eBooster)(100) 작동을 판단하기 위힌 기준 유압일 수 있다. 전동부스터(20)에 의한 제동은 종래의 방법와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 제어부(300)가 전동 유압 제동부(200)에 의한 ESC 제동을 수행하는 경우에 대해 설명하기로 한다.

제어부(300)는 전동 유압 제동부(200)에 의한 ESC 제동 수행 시, 아웃렛밸브(224)를 열고, 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 전진시켜 제동유압을 토출시키며, 어큐뮬레이터(232)에 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압이 저장되면 아웃렛밸브(224)를 닫고 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 후진시킨 후, ESC 제동이 수행되도록 제어한다.

즉, 제어부(300)는 (a)에 도시된 바와 같이 ESC 제동을 위한 제동유압 확보하고, (b)에 도시된 바와같이 확보된 제동유압을 이용하여 ESC 제동을 수행한다.

구체적으로, 제어부(300)는 ESC 제동의 필요로 Suction이 필요할 때 전동 유압 제동부(200)의 OV(Outlet Valve)(224)를 열고 전동부스터(20) 작동으로 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 전진시킨다. 마스터 실린더(10)에서 토출되는 제동유압은 한쌍의 유압라인(210)을 구성하는 제1 유압라인(212)과 제2 유압라인(214)을 통해 아웃렛밸브(224)를 거쳐 전동 유압 제동부(200)의 어큐뮬레이터(230)에 저장된다. 이후, 제어부(300)는 아웃렛밸브(224)를 닫고, 전동부스터(20)를 다시 리턴되는 방향으로 작동시킨다. 이때, 제어부(300)는 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)이 cut-off hole 이하까지 후진되지 않도록 할 수 있다. 제어부(300)는 어큐뮬레이터(230)에 요구 제동유압의 저장이 완료될 때까지 전동 유압 제동부(200)의 펌핑 모터(240)를 동작시키지 않으며, 전동부스터(20)에 의한 마스터 실린더 피스톤(12) 전진시 토출된 제동유압은 어큐뮬레이터에 저장되어 있고, 전동부스터에 의한 마스터 실린더 피스톤(12) 후진시에는 씰컵 메커니즘의 특성에 의해 제동유압이 Circuit 안에 추가로 Suction된다. 즉, 마스터 실린더(10)와 마스터 실린더(10)의 피스톤(12) 사이의 틈새를 실링하도록, 마스터 실린더(10)와 마스터 실린더(10)의 피스톤(12) 사이에는 도 4와 같은 씰컵이 설치되어 있다. 따라서, 도 5와 같이 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 후진시킬 경우, 씰컵에 의해 제동유압이 유압라인(210)을 통해 추가로 Suction될 수 있다.

Suction 기능 수행 시 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 전진 및 후진 시키는 과정에서 도 6의 (a)와 같이 마스터 실린더 피스톤(12)의 cut-off hole이 seal-cup을 지나 있도록 하는 위치에 유지시키면, 전동 유압 제동부(200)에서 발생된 제동유압이 리저버로 새어 나가지 않고 유지되게 할 수 있다. 만약, 도 6의 (b)와 같이 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)이 완전히 home position까지 되돌아오게 되면, 전동 유압 제동부(200)의 유로는 리저버까지 뚫려 있기 때문에, 제동유압은 리저버로 새어 나가게 되고 유지될 수 없다.

상기와 같은 과정을 통해 어큐뮬레이터(230)에 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압이 저장되면, 제어부(300)는 ESC 제동이 수행되도록 제어한다. 여기서, 제동유압 확보 과정에서 필요한 제동유압은 일반적으로 ESC에 의한 부가 기능시 필요한 제동을 고려하여(예컨대, 자세제어, Hill Hold 기능 등) 충분한 액량을 확보하며, 그보다 많은 제동유압이 필요한 긴급 제동이나 고압 제동의 경우는 ESC에 의한 제동을 수행하지 않고 전동부스터의 능동 제동으로 그 기능을 수행할 수 있다.

제어부(300)는 ESC 제동이 완료되면, 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 홈 위치(home position)까지 이동시키고, 펌핑 모터(140)를 기 설정된 일정 시간동안 추가 작동시킨다. 즉, ESC 제동이 끝나면, 전동부스터 모터(30)는 추가 후진하여 피스톤(12)을 Home Position까지 이동시키고, ESC 펌핑 모터(140)는 그 이후에 일정 시간 동안 추가 작동한다. 이는 저압 어큐뮬레이터(230)에 잔존할 수 있는 유량(또는 액량 또는 브레이크 액량)을 다시 리저버로 되돌려 놓기 위함일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전동 유압 제동부(200)의 어큐뮬레이터 용량을 기존 사양보다 크게 설계할 수 있다. ESC 작동을 위해 어큐뮬레이터(230)에 이미 확보된 액량으로 인해 ABS 제어 필요 상황 발생시 감압이 필요할 때 어큐뮬레이터 용량이 부족하면 안되기 때문이다.

일반적인 ESC 제동에 의한 부가 기능 제동은 급제동시의 경우가 아니며 제동유압 확보 과정 시 전동부스터 작동은 매우 빠른 시간 안에 이루어지므로 전동유압확보 과정으로 인한 지연(delay)은 성능에 큰 영향을 주지 않는다. 단, 일반적인 자세제어나 Hill hold 기능 등으로서의 ESC 제동이 아니라 AEB(Autonomous Emergency Braking)와 같은 긴급 상황 시에는 전동부스터의 능동 제어로 제동 기능을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동부스터를 이용한 제동 장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 제어부(300)는 ESC 제동 필요 여부를 판단하여(S710), ESC 제동이 필요한 경우 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압과 기 설정된 기준유압(a)을 비교한다(S720).

단계 S720의 비교결과, 요구 제동유압이 기준유압을 초과하면, 제어부(300)는 전동부스터(20)에 의한 제동을 수행한다(S730).

만약, 단계 S720의 비교결과, 요구 제동유압이 기준유압 이하이면, 제어부(300)는 전동 유압 제어부(200)의 아울렛밸브(224)를 열고, 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 전진시켜 상기 마스터 실린더(10)로부터 토출되는 제동유압을 유압라인(210) 및 상기 아웃렛밸브(224)를 통해 어큐뮬레이터(230)에 저장한다(S740).

단계 S740의 수행으로 어큐뮬레이터(230)에 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압이 저장되면, 제어부(300)는 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 후진시킨다(S750). 이때, 제어부(300)는 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 홈 위치(home position)와 마스터 실린더 무효 스트로크의 합의 위치까지 후진시킬 수 있다.

단계 S750이 수행되면, 제어부(300)는 아웃렛밸브(224)를 닫고, ESC 제동을 수행한다(S760).

그런 후, 제어부(300)는 펌핑 모터(240)를 기 설정된 일정 시간(t)동안 추가 작동시킨다(S770).

한편 상기에서는 제동유압을 저장하는 단계와 ESC 제동 단계를 구분하여 동작하였으나, 제동유압을 저장하는 단계와 ESC 제동 단계를 구분하지 않고 동시에 수행할 수 있다.

이하, 제동유압을 저장하는 단계와 ESC 제동 단계를 구분하지 않고 동시에 수행하는 경우에 대해 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동부스터를 이용한 제동 장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 제어부(300)는 ESC 제동 필요 여부를 판단하여(S810), ESC 제동이 필요한 경우 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압과 기 설정된 기준유압(a)을 비교한다(S820).

단계 S820의 비교결과, 요구 제동유압이 기준유압을 초과하면, 제어부(300)는 전동부스터(20)에 의한 제동을 수행한다(S830).

만약, 단계 S820의 비교결과, 요구 제동유압이 기준유압 이하이면, 제어부(300)는 전동 유압 제어부(200)의 아울렛밸브(224)를 열고, 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)을 전진 또는 후진시켜 마스터 실린더(10)로부터 토출되는 제동유압을 유압라인(210) 및 아웃렛밸브(224)를 통해 어큐뮬레이터(230)에 저장하면서 ESC 제동을 수행한다(S840).

그런 후, 제어부(300)는 펌핑 모터를 기 설정된 일정 시간(t)동안 추가 작동시킨다(S850).

한편, 상기와 같이 제동유압을 저장하는 단계와 ESC 제동 단계를 구분하지 않고 동시에 수행하는 경우, 전동부스터(20)에 의해 마스터 실린더(10)의 피스톤(12)이 리턴될 때, 전동 유압 제동부(200)의 모터 펌핑에 의해 저압 어큘뮬레이터에 있는 제동유압이 유로로 다시 올라오기 때문에 레저버로부터 제동유압이 Suction되는 양이 다소 줄어들 수 있다, 이때, ESC 모터 펌핑보다 전동부스터에 의한 리턴 속도를 더 빠르게 하고, 마스터 실린더의 피스톤 리턴 스프링력을 좀 더 강하게 하여 이런 단점을 보완할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 전동부스터를 이용한 제동장치 및 그 제어방법은 전동부스터를 적용하여 제동제어를 수행할 때 전동 유압 제동부의 어큐뮬레이터에 제동유압을 저장하고, 그 저장된 제동유압을 이용하여 ESC 제동을 수행함으로써, 전동부스터가 적용되는 제동 장치의 원가가 절감되는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 마스터 실린더
20 : 전동 부스터
30 : 모터
40 : 기어부
41 : 제1 기어
42 : 제2 기어
43 : 제3 기어
50 : 너트 스크류부
60 : 볼트 스크류부
70 : 리액션 디스크
80 : 푸쉬로드
90 : 작동로드
100 : 브레이크 페달
200 : 전동 유압 제동부
210 : 유압라인
222 : 인렛 밸브
224 : 아웃렛 밸브
230 : 어큐뮬레이터
240 : 펌핑모터
300 : 제어부

Claims

마스터 실린더와 연결되어 브레이크 페달을 가압하는 운전자의 페달력과 함께 모터의 전동력으로 상기 마스터 실린더의 피스톤을 가압하여 제동유압을 토출하는 전동부스터;
상기 마스터 실린더와 한쌍의 유압라인을 통해 연결되어, 상기 마스터 실린더로부터 토출되는 제동유압을 상기 유압라인 및 아웃렛밸브(Outlet Valve)를 통해 어큐뮬레이터에 저장하고, 상기 어큐뮬레이터에 저장된 제동유압을 이용하여 펌핑모터를 구동시켜 ESC(Electronic Stability Control) 제동을 수행하는 전동 유압 제동부; 및
상기 전동부스터와 상기 전동 유압 제동부를 제어하고, ESC 제동 필요 시, 상기 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압과 기 설정된 기준유압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 전동 유압 제동부에 의한 ESC 제동 또는 상기 전동부스터에 의한 제동을 수행하는 제어부
를 포함하는 전동부스터를 이용한 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 요구 제동유압이 상기 기준유압 이하인 경우 상기 전동 유압 제동부에 의한 ESC 제동을 수행하고, 상기 요구 제동유압이 상기 기준유압을 초과하는 경우 상기 전동부스터에 의한 ESC 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 전동부스터를 이용한 제동 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전동 유압 제동부에 의한 ESC 제동 수행 시, 상기 아웃렛밸브를 열고, 상기 마스터 실린더의 피스톤을 전진시켜 제동유압을 토출시키며, 상기 어큐뮬레이터에 상기 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압이 저장되면 상기 아웃렛밸브를 닫고 상기 마스터 실린더의 피스톤을 후진시킨 후, 상기 ESC 제동이 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전동부스터를 이용한 제동 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 마스터 실린더의 피스톤 후진 시, 상기 피스톤이 컷오프 홀(cut-off hole) 이하까지 후진되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전동부스터를 이용한 제동 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 어큐뮬레이터에 상기 요구 제동유압의 저장이 완료될 때까지 상기 펌핑 모터를 동작시키지 않는 것을 특징으로 하는 전동부스터를 이용한 제동 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 ESC 제동이 완료되면, 상기 마스터 실린더의 피스톤을 홈 위치(home position)까지 이동시키고, 상기 펌핑 모터를 기 설정된 일정 시간동안 추가 작동시키는 것을 특징으로 하는 전동부스터를 이용한 제동 장치.
마스터 실린더와 연결되어 브레이크 페달을 가압하는 운전자의 페달력과 함께 모터의 전동력으로 상기 마스터 실린더의 피스톤을 가압하여 제동유압을 토출하는 전동부스터를 이용한 제동장치의 제어방법에 있어서,
ESC 제동 필요 시, 제어부가 상기 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압과 기 설정된 기준유압을 비교하는 단계; 및
상기 요구 제동유압이 상기 기준유압 이하인 경우, 상기 제어부가 상기 마스터 실린더와 한쌍의 유압라인을 통해 연결된 전동 유압 제어부에 의한 ESC 제동을 수행하는 단계
를 포함하는 전동부스터를 이용한 제동장치의 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 전동 유압 제어부에 의한 ESC 제동을 수행하는 단계는,
상기 제어부가 전동 유압 제어부의 아울렛밸브를 열고, 상기 마스터 실린더의 피스톤을 전진시켜 상기 마스터 실린더로부터 토출되는 제동유압을 상기 유압라인 및 상기 아웃렛밸브를 통해 어큐뮬레이터에 저장하는 단계; 및
상기 어큐뮬레이터에 상기 운전자의 페달력에 의한 요구 제동유압이 저장되면, 상기 제어부가 상기 마스터 실린더의 피스톤을 후진시키고 상기 아웃렛밸브를 닫은 후(close), ESC 제동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동부스터를 이용한 제동장치의 제어방법.
제8항에 있어서,
상기 ESC 제동을 수행하는 단계에서,
상기 제어부는 상기 마스터 실린더의 피스톤 후진 시, 상기 피스톤이 컷오프 홀(cut-off hole) 이하까지 후진되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전동부스터를 이용한 제동장치의 제어방법.
제8항에 있어서,
상기 ESC 제동을 수행하는 단계 이후,
상기 제어부가 상기 마스터 실린더의 피스톤을 홈 위치(home position)까지 이동시키고, 상기 펌핑 모터를 기 설정된 일정 시간동안 추가 작동시키는 단계를 더 포함하는 전동부스터를 이용한 제동장치의 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 요구 제동압이 상기 기준유압을 초과하는 경우, 상기 제어부는 상기 전동부스터에 의한 ESC 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 전동부스터를 이용한 제동장치의 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 전동 유압 제어부에 의한 ESC 제동을 수행하는 단계는,
상기 제어부가 상기 전동 유압 제어부의 아울렛밸브를 열고, 상기 마스터 실린더의 피스톤을 전진 또는 후진시켜 상기 마스터 실린더로부터 토출되는 제동유압을 상기 유압라인 및 상기 아웃렛밸브를 통해 어큐뮬레이터에 저장하면서 ESC 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 전동부스터를 이용한 제동장치의 제어방법.