KR20210109781A

KR20210109781A - 전자식 유압 브레이크 장치 및 그 제동 방법

Info

Publication number: KR20210109781A
Application number: KR1020200024802A
Authority: KR
Inventors: 임재일; 허재웅; 천세영; 전성용
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-09-07

Abstract

전자식 유압 브레이크 장치가 개시된다. 전자식 유압 브레이크 장치는 차량의 휠에 제동력을 공급하는 복수의 휠브레이크 기구; 운전자의 페달 입력에 따라 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된 백업 마스터실린더; 주제동 모터에 연동하여 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된 메인 마스터실린더; 보조제동 모터에 연동하여 브레이크 오일을 펌핑하도록 구성된 하나 이상의 오일 펌프; 및 백업 마스터실린더, 상기 메인 마스터실린더 및 상기 오일 펌프에서 형성된 브레이크 오일의 유압 중 하나 이상을 상기 휠브레이크 기구에 전달하도록 구성된 유압회로밸브장치를 포함한다.

Description

전자식 유압 브레이크 장치 및 그 제동 방법{ELECTRIC HYDRAULIC BRAKE DEVICE AND BRAKING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 전자식 유압 브레이크 장치 및 그 제동 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래의 기술을 구성하는 것이 아니다.

일반적으로 전자식 유압 브레이크장치는 운전자의 페달압력이 센서를 통해 감지된 후 유압식 모듈레이터를 이용하여 각 휠의 제동압력을 조절한다.

전자식 유압 브레이크장치는 운전자가 원하는 제동압력을 알 수 있도록 페달의 행정거리를 감지하는 센서와, 운전자가 일반 유압식 브레이크 장치에서와 같은 페달압력을 느낄 수 있도록 하는 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)를 구비한다.

제어부는 페달 스트로크 센서와 압력센서 등을 통해 운전자의 요구 제동력을 판단하여 별도의 휠브레이크 메커니즘을 구동하여 휠브레이크에 제동력을 발생시킨다.

휠브레이크 메커니즘은 일반적으로 유압을 형성하기 위한 메인 마스터 실린더 구조 및 메인 마스터에서 형성된 유압을 차량 휠에 장착된 브레이크 기기에 전달하기 위한 유압 회로 및 밸브들을 포함한다.

도 9는 종래의 전자식 유압 브레이크 장치의 일 예를 도시하는 블록도이다.

도 9에 도시된 종래의 전자식 유압 브레이크 장치는 페달 시뮬레이터가 운전자의 답력의 정도를 센싱하면서 운전자에게 반력감을 제공하기 위한 본래의 기능과 더불어, 주 제동 장치의 작동 이상 시 보조적으로 제동력을 제공하기 위한 백업 마스터 실린더의 기능도 함께 수행하도록 구성되어 있다.

즉, 브레이크 시스템에 전력 공급이 차단되거나, 전기식 액츄에이터 또는 전자식 제어 밸브 등의 기능에 문제가 발생되는 상황인, 소위 폴백 모드(fall-back mode)에서, 모터에 의해 구동되는 메인 마스터 실린더가 작동하지 않더라도, 운전자의 답력에 의해, 운전자의 답력에 의해 브레이크가 구동될 수 있도록, 유압 회로 및 밸브가 배치된다.

그러나, 종래의 전자식 유압 브레이크 장치는, 폴백 모드에서도 기본적으로 운전자가 주행 중이면서 주변 사물에 대한 주의력을 지속적으로 기울이고 있는 것을 전제로, 사람에 의한 물리적 제동력을 제공하도록 구성된다. 즉, 예를 들어, 종래의 전자식 유압 브레이크 장치는, 스마트 크루즈 컨트롤(smart cruise control) 모드로 주행하거나, 자율 주행 모드로 운행하는 경우에, 운전자가 제동장치의 고장에 빠르게 대처하지 못하여 페달을 물리적으로 조작하기 위한 시기를 놓쳐 대형 사고로 이어질 수 있다.

또한, 종래의 전자식 유압 브레이크 장치는 백업 마스터 실린더에 압력 부스터와 같은 승압 수단이 없기 때문에, 설령 운전자가 적절한 시기에 브레이크 페달을 밟더라도 제동 압력 및 그 증가 기울기가 비상 제동에 적합할 정도로 형성되지 않는다는 어려움이 있다.

이에, 본 발명은 자율 주행 또는 스마트 크루즈 컨트롤과 같은 운전자의 주행 배제 또는 주행 주의력 경감 상황에서, 주제동 장치의 기능 이상 상황에서 적절히 보조 제동력을 제공할 수 있는 전자제어식 브레이크 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자식 유압 브레이크 장치는, 차량의 휠에 제동력을 공급하는 복수의 휠브레이크 기구; 운전자의 페달 입력에 따라 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된 백업 마스터실린더; 주제동 모터에 연동하여 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된 메인 마스터실린더; 보조제동 모터에 연동하여 브레이크 오일을 펌핑하도록 구성된 하나 이상의 오일 펌프; 및 백업 마스터실린더, 상기 메인 마스터실린더 및 상기 오일 펌프에서 형성된 브레이크 오일의 유압 중 하나 이상을 상기 휠브레이크 기구에 전달하도록 구성된 유압회로밸브장치를 포함한다.

한편, 상기 유압회로밸브장치는 상기 백업 마스터실린더 및 상기 메인 마스터실린더 중 하나 이상으로부터 이어지는 오일 유동경로를 개폐 가능하게 구성된 주제동 제어밸브 및 상기 주제동 제어밸브로부터 이어지는 오일 유동경로를 개폐 가능하게 구성되는 보조제동 제어밸브를 포함한다.

또한, 상기 유압회로밸브장치는 자세제어 신호를 기초로 상기 보조제동 제어밸브와 상기 복수의 휠브레이크 기구 사이의 오일 유동경로를 개폐하도록 구성되는 자세제어 제어밸브를 더 포함한다.

또한, 상기 주제동 제어밸브 및 상기 메인 마스터실린더 중 하나 이상의 기능이상이 발생한 경우, 상기 보조제동 제어밸브는 상기 메인 마스터실린더로부터 이어지는 오일 유동경로를 폐쇄하며, 보조제동 제어신호에 따라 상기 보조제동 모터가 가동되어 상기 오일 펌프가 상기 복수의 휠브레이크 기구에 브레이크 오일의 유압을 전달하도록 구성된다.

또한, 브레이크 장치는, 내부에 브레이크 오일을 저장하는 리저버를 더 포함하고, 여기서, 상기 유압회로밸브장치는 상기 메인 마스터실린더에서 형성된 유압을 전달하는 하나 이상의 메인 유로 및 상기 메인 유로로부터 전달된 유압을 상기 복수의 휠브레이크 기구에 분배하도록 구성된 하나 이상의 브레이크 유로, 상기 브레이크 유로와 상기 리저버 사이에서 배치된 하나 이상의 회수 유로, 일단이 상기 회수 유로에 연결되고 타단이 상기 오일 펌프의 입력단에 연결되는 하나 이상의 보조제동 입력유로 및 일단이 상기 보조제동 입력유료의 출력단에 연결되고 타단이 상기 메인 유로 또는 상기 브레이크 유로에 연결되는 하나 이상의 보조제동 출력유로를 포함한다.

또한, 상기 유압회로밸브장치는 상기 메인 유로를 개폐 가능하게 배치되는 하나 이상의 트랙션 컨트롤 밸브 및 상기 트랙션 컨트롤 밸브 및 상기 브레이크 유로 사이에서 상기 메인 유로를 개폐 가능하게 배치되는 하나 이상의 보조제동 제어밸브를 더 포함한다.

또한, 상기 트랙션 컨트롤 밸브 및 상기 보조제동 제어밸브는 노멀 오픈 타입의 밸브이다.

또한, 상기 주제동 모터는 주제동 모터제어코어를 포함하는 주제동 드라이버에 의해 제어되고, 상기 보조제동 모터는 보조제동 제어코어를 포함하는 보조제동 드라이버에 의해 제어되고, 상기 주제동 제어코어 및 상기 보조제동 제어코어는 별도의 IC 칩이다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자식 유압 브레이크 장치를 이용한 제동 방법은, 제동 신호 발생 시 제동 동작을 시작하는 시작단계; 전기공급 계통의 고장, 주제동 모터의 고장, 및 주제동 제어 밸브의 고장 중 하나 이상을 확인하는 확인단계; 상기 확인단계에서 고장이 있는 것으로 확인된 경우 보조제동 제어밸브를 가동하는 밸브가동단계; 상기 밸브가동단계 이후, 보조제동 모터를 가동하여 오일 펌프를 작동시키는 모터가동단계; 상기 오일 펌프에 의해 승압된 브레이크 오일로 복수의 휠브레이크에 제동력을 형성하는 보조 제동 단계; 및 상기 확인단계에서 고장이 없는 것으로 확인된 경우 정상 제동을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 크루즈 컨트롤 또는 자율 주행 시, 주제동 장치의 기능 이상에 대해 전자제어 방식으로 신속하게 대응할 있음은 물론, 운전자의 직접 주행 상황에서도 주제동 장치의 기능 이상에 적절하고 빠르게 대처할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치의 기능적 연결관계를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 전자식 유압 브레이크의 브레이크 오일 유로 연결관계를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치의 제동방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 전기공급 계통의 고장 시 보조 제동이 이루어지는 과정을 나타내는 타이밍 선도이다.
도 5는 주제동 모터의 고장 시 보조 제동 동작이 이루어지는 과정을 나타내는 타이밍 선도이다.
도 6은 주제동 제어밸브의 고장 시 보조 제동 동작이 이루어지는 과정을 나타내는 타이밍 선도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치를 회로적 관점에서 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치에서 제어기 기능 이상별로 제어 상태를 판별하기 위한 맵핑 테이블이다.
도 9는 종래의 전자식 유압 브레이크 장치의 일 예를 도시하는 블록도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일하거나 유사한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성을 위해서 그리고 설명의 편의를 위해 다소 과장되거나 왜곡되어 표현될 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치의 기능적 연결관계를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치(1)는, 차량의 휠에 제동력을 공급하는 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4), 운전자의 페달 입력에 따라 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된 백업 마스터실린더(100), 주제동 모터(120)에 연동하여 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된 메인 마스터실린더(122), 보조제동 모터(130)에 연동하여 브레이크 오일을 펌핑하도록 구성된 오일 펌프(132), 브레이크 오일의 유압을 상기 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)에 선택적으로 전달하도록 구성된 유압회로밸브장치(140) 및 제어부(110)를 전부 또는 일부 포함한다.

복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)는 유압을 이용해 차량의 휠에 제동력을 가하도록 구성된다. 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)는, 예를 들어, 캘리퍼 브레이크일 수 있다. 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)는 유압회로밸브장치(140)를 통해 백업 마스터실린더(100), 메인 마스터실린더(122) 및 오일 펌프(132) 중 하나 이상에 선택적으로 유체 연통될 수 있다. 예를 들어, 유압회로밸브장치(140)를 통해 메인 마스터실린더(122) 또는 오일 펌프(132)에서 생성된 유압이 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)에 인가될 수 있다. 이 때, 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)는 인가된 유압에 상응하는 제동력을 차량의 휠에 가할 수 있다.

백업 마스터실린더(100)는 페달의 이동에 연동하여 내부의 브레이크 오일의 압력을 증감시키면서 페달 측에 페달 이동에 상응하는 반발력을 제공하도록 구성된다. 이러한 반발력은 운전자에게 브레이크 페달을 밟은 때의 저항감 또는 답력으로 정의될 수 있다.

백업 마스터실린더(100) 내부의 오일 유동경로는 유압회로밸브장치(140)의 주제동 제어밸브(142)로 이어지며 백업 마스터실린더(100) 내부의 브레이크 오일의 유압은 유압회로밸브장치(140)를 통해 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 전달될 수 있다.

메인 마스터실린더(122)는 주제동 모터(120)에 연동하여 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된다. 메인 마스터실린더(122) 내부의 오일 유동경로는 유압회로밸브장치(140)의 주제동 제어밸브(142)로 이어지며 메인 마스터실린더(122) 내부의 브레이크 오일의 유압은 유압회로밸브장치(140)를 통해 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 전달될 수 있다.

주제동 모터(120)는 제어부(110)의 주제동 제어신호를 기초로 제어되며 메인 마스터실린더(122) 내부의 피스톤을 이동시켜 메인 마스터실린더 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된다.

오일 펌프(132)는 보조제동 모터(130)에 연동하여 브레이크 오일을 펌핑하도록 구성된다. 오일 펌프(132)를 지나는 오일 유동경로는 유압회로밸브장치(140)의 보조제동 제어밸브(144)와 자세제어 제어밸브(146) 사이의 오일 유동경로로 이어지며 오일 펌프(132)에 의해 전달된 브레이크 오일의 유압은 유압회로밸브장치(140)를 통해 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 전달될 수 있다.

보조제동 모터(130)는 제어부(110)의 보조제동 제어신호를 기초로 제어되며 오일 펌프(132)를 가동시켜 오일 펌프(132)가 리저버(도 2의 200)으로부터 공급되는 브레이크 오일을 펌핑하도록 한다.

유압회로밸브장치(140)는 리저버(도 2의 200), 백업 마스터실린더(100), 메인 마스터실린더(122), 오일 펌프(132) 및 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4) 중 하나 이상과 유체 연통된다. 유압회로밸브장치(140)는 제어부(110)의 밸브제어신호에 응답하여 내부의 오일 유동경로, 즉, 리저버(도 2의 200), 백업 마스터실린더(100), 메인 마스터실린더(122), 오일 펌프(132) 및 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4) 사이에 유압이 전달되는 오일 유동경로를 변경할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에서, 유압회로밸브장치(140)는 주제동 제어밸브(142), 보조제동 제어밸브(144) 및 자세제어 제어밸브(146)를 일부 또는 전부 포함한다.

주제동 제어밸브(142)는 백업 마스터실린더(100) 및 메인 마스터실린더(122) 중 하나 이상으로부터 이어지는 오일 유동경로를 선택적으로 개폐하도록 구성된다.

차량이 정상적으로 운행될 때, 주제동 제어밸브(142)는 백업 마스터실린더(100)로부터 전달되는 브레이크 오일의 오일 유동경로를 차단하고 메인 마스터실린더(122)로부터 전달되는 브레이크 오일의 오일 유동경로를 개방하도록 구성된다. 또한, 차량의 주제동 모터(120) 또는 메인 마스터실린더(122)의 기능 이상이 발생한 경우, 또는 차량의 전원 공급이 차단되는 상황에서, 주제동 제어밸브(142)는 백업 마스터실린더(100)로부터 전달되는 브레이크 오일의 오일 유동경로를 개방하도록 구성된다.

주제동 제어밸브(142)를 통과하는 유일 유동경로는 보조제동 제어밸브(144)로 이어진다.

보조제동 제어밸브(144)는 주제동 제어밸브(142)로부터 이어지는 오일 유동경로를 선택적으로 개폐하도록 구성된다.

차량이 정상적으로 운행될 때, 보조제동 제어밸브(144)는 메인 마스터실린더(122)로부터 전달되는 브레이크 오일의 오일 유동경로를 개방하도록 구성된다.

또한, 차량의 주제동 모터(120) 또는 메인 마스터실린더(122)의 기능 이상이 발생한 경우, 보조제동 제어밸브(144)는 메인 마스터실린더(122)로부터 이어지는 브레이크 오일의 오일 유동경로를 폐쇄하도록 구성된다. 이 때, 보조제동 모터(130)는 제어부(110)의 보조제동 제어신호에 따라 가동되고, 보조제동 모터(130)에 연동된 오일 펌프(132)가 유압회로밸브장치(140)로 가압된 브레이크 오일을 전달한다. 브레이크 오일은 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 전달되어, 보조 제동 상황에서, 전자식 제어에 의한 효과적인 보조 제동이 이루어질 수 있다.

즉, 본 발명에 따를 때, 스마트 크루즈 컨트롤 또는 자율 주행과 같은 운전자의 주행 배제 또는 주행 주의력 경감 상황에서, 주제동 장치의 기능 이상이 발생하더라도 적절히 보조 제동력을 제공할 수 있다.

또한, 전자제어식 브레이크 기능을 수행하는 장치에 대해 기능이상이 발생될 가능성을 고려하여, 비슷한 기능을 갖는 추가적인 장치를 더 포함함으로써 이러한 기능이상으로 인한 문제 발생의 가능성을 해소할 수 있는, 소위, 리던던시가 확보된 브레이크 장치가 실현될 수 있다. 특히, 본 발명에 따를 때, 이러한 리던던시 확보 측면에서 실질적으로 별도의 추가 브레이크 시스템을 도입하지 않고 펌프 및 밸브 시스템을 추가하는 것만으로 주제동 장치의 기능 이상 상황에 적절한 제동 기능을 달성할 수 있다.

자세제어 제어밸브(146)는 제어부(110)의 자세제어 신호를 기초로 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 전달되는 유압을 조절하도록 구성된다. 자세제어 신호를 기초로 자세제어 제어밸브(146)는 보조제동 제어밸브(144)와 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4) 사이의 오일 유동경로를 개폐하도록 구성된다. 자세제어 제어밸브(146)는 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4) 각각의 제동력을 독립적으로 제어하도록 구성되며, 예를 들어, ABS(Anti-lock Braking System), TCS(Traction Control system) 및 ESC(Electronic Stability Control) 기능을 구현하도록 구성된다.

제어부(110)는 주제동 제어부(112), 보조제동 제어부(116) 및 자세 제어부(118)를 전부 또는 일부 포함한다.

주제동 제어부(112)는 제어부(110)는 페달이 회전한 정도 또는 별도의 자율 주행 장치로부터 제공되는 제동 신호에 상응하는 제동력이 발생하도록 유압회로밸브장치(140)의 제어 밸브들 및 메인 마스터실린더(122)에 연동된 모터를 제어한다. 주제동 제어부(112)는 메인 마스터실린더(122)에 연동된 주제동 모터(120)를 제어하기 위한 주제동 제어신호를 생성하여 주제동 모터(120)에 전달할 수 있다. 메인 마스터실린더(122)에서 형성된 유압은 유압회로밸브장치(140)를 통해 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 전달된다. 이 때, 주제동 제어부(112)는 유압회로밸브장치(140)의 전자식 밸브들의 개폐 여부를 조절하기 위한 밸브조절신호를 유압회로밸브장치(140)의 전자식 밸브들에 전달하여 메인 마스터실린더(122)와 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4) 사이의 오일 유동경로를 형성한다.

보조제동 제어부(116)는, 보조제동 상황에서, 사용자의 페달 입력 또는 별도의 자율 주행 장치로부터 제공되는 제동 신호를 기초로 보조 제동력을 제공하기 위한 보조제동 신호를 생성하여 보조제동 모터(130)로 전달한다. 자세 제어부(118)는 자세제어 신호를 생성하여 자세제어 제어밸브(146)로 전달한다.

본 발명의 일 실시예에서, 주제동 제어부(112)는 보조제동 제어부(116) 및 자세 제어부(118)와 물리적으로 구별되는 별도의 구동회로로 구성되며, 보조제동 제어부(116) 및 자세 제어부(118)는 다른 프로세스 칩 및 회로를 포함하는 보조 구동 회로(114)에 통합될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 주제동 제어부(112)의 기능을 수행하는 구동 회로에 기능 이상이 있더라도 보조제동 제어부(116)의 기능을 수행하는 보조 구동 회로(114)는 적절히 보조 제동 기능을 수행하여 리던던시를 확보할 수 있다.

이어, 도 2를 참조하여 앞서 설명된 유압회로밸브장치(140)가 백업 마스터실린더(100), 메인 마스터실린더(122) 및 오일 펌프(132)로부터 공급된 유압을 어떻게 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)에 선택적으로 전달하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 전자식 유압 브레이크의 브레이크 오일 유로 연결관계를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예 따른 전자식 유압 브레이크 장치(1)는 리저버(200)를 포함한다.

리저버(200)는 액체를 사용하는 계통에서 온도의 변화에 따라 액체의 체적이 변할 경우 부족한 액을 보충하기 위해 설치되며 리저브 탱크라고도 불리운다. 전자식 브레이크 장치(1)에 사용되는 리저버(200)의 내부에는 브레이크 오일이 저장된다.

운전자의 조작에 의해 회전되는 페달(21)은 백업 마스터실린더(100)에 연결된다.

백업 마스터실린더(100)는 페달(21)의 이동에 연동하여 페달(21) 측에 그에 상응하는 반발력을 제공하도록 구성된다. 이러한 반발력은 운전자에게 브레이크 페달(21)을 밟은 때의 저항감 또는 답력으로 정의될 수 있다.

본 발명에 따른 백업 마스터실린더(100)는 도 2에 도시된 일 실시예에 따른 구조로 제한되지 않는다. 백업 마스터실린더(100)의 구조 및 기능은 답력과 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키는 기술사상 안에서 다양한 형태로 구성될 수 있다.

백업 마스터실린더(100)는 유압회로밸브장치(140)를 통해 리저버(200) 및 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4) 중 하나 이상에 선택적으로 유체 연통될 수 있다.

메인 마스터실린더(122)는 제어부(110)에 의해 제어되는 주제동 모터(252)에 의해 구동되어 유압을 생성하여 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)에 공급한다. 여기서, 제어부(110)는 자동차의 대표적인 제어장치인 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다. 운전자가 브레이크 페달(21)을 밟을 경우, 스트로크 센서(22)가 브레이크 페달(21)의 스트로크를 감지하여 제어부(110)로 전달하고, 제어부(110)는 스트로크 센서(22)가 감지한 브레이크 페달(21)의 행정거리에 근거하여 주제동 모터(252)를 제어함으로써 메인 마스터실린더(122)에서 생성되는 유압을 제어하게 된다.

복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)는, 자동차의 전방 좌측 휠을 제동하는 제1 휠브레이크(w1)와, 상기 자동차의 후방 우측 휠을 제동하는 제2 휠브레이크(w2)와, 상기 자동차의 후방 좌측 휠을 제동하는 제3 휠브레이크(w3)와, 상기 자동차의 전방 우측 휠을 제동하는 제4 휠브레이크(w4)를 포함한다.

백업 마스터실린더(100), 메인 마스터실린더(122) 및 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)의 결합관계에 대해 설명하면 다음과 같다.

제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)는 제1 브레이크 유로(261)를 통해 연결된다. 즉, 제1 브레이크 유로(261)는 분지되어 일측이 제1 휠브레이크(w1)에 연결되고, 타측은 제2 휠브레이크(w2)에 연결된다.

제1 브레이크 유로(261)에는 제1 브레이크 유로(261)를 개폐하는 제1 인렛 밸브(281) 및 제2 인렛 밸브(282)가 설치된다. 제1 인렛 밸브(281)는 제1 휠브레이크(w1)에 인접하게 배치되고, 제2 인렛 밸브(282)는 제2 휠브레이크(w2)에 인접하게 배치된다.

제1 인렛 밸브(281)에는 브레이크 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(281a)가 설치되고, 제2 인렛 밸브(282)에도 브레이크 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(282a)가 설치된다.

제1 브레이크 유로(261)에는 제1 브레이크 유로(261) 내의 브레이크 오일 압력을 측정하는 제1 압력센서(23)가 설치된다. 제1 압력센서(23)는 제1 인렛 밸브(281) 및 제2 인렛 밸브(282) 사이에 해당하는 제1 브레이크 유로(261)에 설치된다.

제1 휠브레이크(w1) 및 제1 인렛 밸브(281) 사이에 해당하는 제1 브레이크 유로(261)에는, 제1 회수 유로(262)의 일단이 연결된다. 그리고, 제2 휠브레이크(w2) 및 제2 인렛 밸브(282) 사이에 해당하는 제1 브레이크 유로(261)에는, 제1 회수 유로(262)의 타단이 연결된다.

제1 회수 유로(262)에는 제1 회수 유로(262)를 개폐하는 제1 아웃렛 밸브(285) 및 제2 아웃렛 밸브(286)가 설치된다. 제1 아웃렛 밸브(285)는 제1 회수 유로(262)의 일단과 인접하게 배치되고, 제2 아웃렛 밸브(286)는 제1 회수 유로(262)의 타단과 인접하게 배치된다.

제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4)는 제2 브레이크 유로(263)를 통해 연결된다. 즉, 제2 브레이크 유로(263)는 분지되어 일측이 제3 휠브레이크(w3)에 연결되고, 타측은 제4 휠브레이크(w4)에 연결된다.

제2 브레이크 유로(263)에는 제2 브레이크 유로(263)를 개폐하는 제3 인렛 밸브(283) 및 제4 인렛 밸브(284)가 설치된다. 제3 인렛 밸브(283)는 제3 휠브레이크(w3)에 인접하게 배치되고, 제4 인렛 밸브(284)는 제4 휠브레이크(w4)에 인접하게 배치된다.

제3 인렛 밸브(283)에는 브레이크 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(283a)가 설치되고, 제4 인렛 밸브(284)에도 브레이크 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(284a)가 설치된다.

제2 브레이크 유로(263)에는 제2 브레이크 유로(263) 내의 브레이크 오일 압력을 측정하는 제2 압력센서(24)가 설치된다. 제2 압력센서(24)는 제3 인렛 밸브(283) 및 제4 인렛 밸브(284) 사이에 해당하는 제2 브레이크 유로(263)에 설치된다.

제3 휠브레이크(w3) 및 제3 인렛 밸브(283) 사이에 해당하는 제2 브레이크 유로(263)에는, 제2 회수 유로(264)의 일단이 연결된다. 그리고, 제4 휠브레이크(w4) 및 제4 인렛 밸브(284) 사이에 해당하는 제2 브레이크 유로(263)에는, 제2 회수 유로(264)의 타단이 연결된다. 제2 회수 유로(264)에는 제2 회수 유로(264)를 개폐하는 제3 아웃렛 밸브(287) 및 제4 아웃렛 밸브(288)가 설치된다. 제3 아웃렛 밸브(287)는 제2 회수 유로(264)의 일단과 인접하게 배치되고, 제4 아웃렛 밸브(288)는 제2 회수 유로(264)의 타단과 인접하게 배치된다.

제1 유압 챔버(226)에는 제1 메인 유로(265)의 일단이 연결된다. 즉, 제1 메인 유로(265)는 일단이 제1 유압 챔버(226)와 통하게 메인 마스터실린더(122)에 연결된다. 그리고, 제1 메인 유로(265)의 타단은 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291) 및 제1 보조제동 제어밸브(144_1)를 경유해 제1 브레이크 유로(261)에 있는 제1 인렛 밸브(281) 및 제2 인렛 밸브(282)에 연결된다.

제1 메인 유로(265)에는 제1 메인 유로(265)를 개폐하는 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291) 및 제1 보조제동 제어밸브(144_1)가 설치된다. 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291)는 제어부(110)의 주제동 제어부(112)의 주제동 신호에 의해 제어되어 제1 메인 유로(265)를 개폐하는 솔레노이드 밸브로서, 제1 유압 챔버(226)의 유압을 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 공급하는 유로에 설치될 수 있다. 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291)에는 체크밸브(291a)가 설치된다. 체크밸브(291a)는 제1 유압 챔버(226) 내의 유압이 일정 압력 이상일 때 개방되어, 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291)가 닫힌 상태에서 제1 유압 챔버(226) 내의 유압이 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 공급될 수 있도록 우회시킨다.

제1 보조제동 제어밸브(144_1)는 제어부(110)의 보조제동 제어부(116)의 보조제동 신호에 의해 제어되어 제1 메인 유로(265)를 개폐하는 솔레노이드 밸브로서, 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291)와 제1 브레이크 유로(261) 사이에서 제1 유압 챔버(226)의 유압을 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 공급하는 유로에 설치될 수 있다. 제1 보조제동 제어밸브(144_1)에는 체크밸브(144a)가 설치된다.

제2 유압 챔버(225)에는 제2 메인 유로(266)의 일단이 연결된다. 즉, 제2 메인 유로(266)는 일단이 제2 유압 챔버(225)와 통하게 메인 마스터실린더(122)에 연결된다. 그리고, 제2 메인 유로(266)의 타단은 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292) 및 제2 보조제동 제어밸브(144_2)를 경유해 제2 브레이크 유로(263)에 있는 제3 인렛 밸브(283) 및 제4 인렛 밸브(284)에 연결된다.

제2 메인 유로(266)에는 제2 메인 유로(266)를 개폐하는 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292)가 설치된다. 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292)는 제어부(110)에 의해 제어되어 제2 메인 유로(266)를 개폐하는 솔레노이드 밸브로서, 제2 유압 챔버(225)의 유압을 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 공급하는 유로에 설치된다. 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292)에는 체크밸브(292a)가 설치된다. 체크밸브(292a)는 제2 유압 챔버(225) 내의 유압이 일정 압력 이상일 때 개방되어, 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292)가 닫힌 상태에서 제2 유압 챔버(225) 내의 유압이 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 공급될 수 있도록 우회시킨다.

제2 보조제동 제어밸브(144_2)는 제어부(110)의 보조제동 제어부(116)의 보조제동 신호에 의해 제어되어 제2 메인 유로(266)를 개폐하는 솔레노이드 밸브로서, 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292)와 제2 브레이크 유로(263) 사이에서 제2 유압 챔버(225)의 유압을 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 공급하는 유로에 설치될 수 있다. 제2 보조제동 제어밸브(144_2)에는 체크밸브(144b)가 설치된다.

제1 메인 유로(265) 중 제1 보조제동 제어밸브(144_1) 및 제1 브레이크 유로(261) 사이의 노드에 혼합 유로(267)의 일단이 연결된다. 그리고, 제2 메인 유로(266) 중 제2 보조제동 제어밸브(144_2) 및 제2 브레이크 유로(263) 사이의 노드에 혼합 유로(267)의 타단이 연결된다. 혼합 유로(267)에는 혼합 유로(267)를 개폐하는 혼합 밸브(293)가 설치된다.

백업 마스터실린더(100)는 제1 백업 유로(571)를 통해 리저버(200)에 연결된다.

리저버(200)에는 제3 회수 유로(268)의 일단이 연결된다. 제3 회수 유로(268)의 타단은 제1 아웃렛 밸브(285) 및 제2 아웃렛 밸브(286) 사이에 해당하는 제1 회수 유로(262)에 연결된다.

또한, 리저버(200)에는 제4 회수 유로(269)의 일단이 연결된다. 제4 회수 유로(569)의 타단은 제3 아웃렛 밸브(287) 및 제4 아웃렛 밸브(288) 사이에 해당하는 제2 회수 유로(264)에 연결된다.

백업 마스터실린더(100)는 또한 제2 백업 유로(272)를 통해 리저버(200)에 연결된다.

제2 백업 유로(272)에는 제2 백업 유로(272)를 개폐하는 제1 백업 밸브(294)가 설치된다. 제1 백업 밸브(294)에는 브레이크 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(294a)가 설치된다.

제1 백업 유로(271)는 백업 마스터실린더(100)와 리저버(200) 사이에 연결된다. 제3 백업 유로(273)의 일단은 리저버(200)에 연결되고 타단은 제1 메인 유로(265)에 연결된다. 제3 백업 유로(273)에는 브레이크 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(25)가 설치된다.

제4 백업 유로(574)는 일단이 백업 마스터실린더(100)를 통해 제1 백업 유로(271)에 연결되고 타단이 체크밸브(26) 또는 제2 백업 밸브(295)를 통해 메인 마스터실린더(122)의 제2 유압 챔버(225)에 연결된다. 제4 백업 유로(274)에는 제4 백업 유로(274)를 개폐하는 제2 백업 밸브(295)가 설치된다. 또한, 제4 백업 유로(274)에는 브레이크 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(26)가 설치된다.

백업 마스터실린더(100)는 또한 제5 백업 유로(275)의 일단에 연결된다. 즉, 제5 백업 유로(275)는 메인 마스터 실린더 제3 백업 밸브(296)을 통해 그 타단이 제2 메인 유로(266)에 연결된다.

제5 백업 유로(275)에는 제5 백업 유로(275)를 개폐하는 제3 백업 밸브(296)가 설치된다. 또한, 제5 백업 유로(275)에는 제5 백업 유로(275) 내의 브레이크 오일 압력을 측정하는 제3 압력센서(27)가 설치된다.

백업 마스터실린더(100)는 또한 제6 백업 유로(276)의 일단에 연결된다. 그리고, 제6 백업 유로(276)의 타단은 제4 백업 밸브(297)을 통해 제1 메인 유로(265)에 연결된다. 제4 백업 밸브(297)은 제6 백업 유로(576)를 개폐하며, 노말 오픈 타입의 밸브로 구성된다.

제1 보조제동 입력유로(134a)는 그 일단이 제3 회수 유로(268)에 연결되고 그 타단이 제1 오일펌프(132a)의 입력단에 연결된다. 제1 보조제동 출력유로(136a)는 그 일단이 체크밸브(133a)를 통과해 제1 오일펌프(132a)의 출력단에 연결되고 그 타단이 제1 메인 유로(265) 중 제1 보조제동 제어밸브(144_1) 및 제1 브레이크 유로(261) 사이의 노드에, 즉, 혼합 유로(267)의 일단이 이어지는 노드에 연결된다.

제2 보조제동 입력유로(134b)는 그 일단이 제4 회수 유로(269)에 연결되고 그 타단이 제2 오일펌프(132b)의 입력단에 연결된다. 제2 보조제동 출력유로(136b)는 그 일단이 체크밸브(133b)를 통과해 제2 오일펌프(132b)의 출력단에 연결되고 그 타단이 제2 메인 유로(266) 중 제2 보조제동 제어밸브(144_2) 및 제2 브레이크 유로(263) 사이의 노드에, 즉, 혼합 유로(267)의 타단이 이어지는 노드에 연결된다.

보조제동 모터(130)는 제1 오일펌프(132a) 및 제2 오일펌프(132b)에 구동력을 제공하도록 배치된다.

도시된 실시예에서, 하나의 보조제동 모터(130)가 두 개의 오일펌프, 즉, 제1 오일펌프(132a) 및 제2 오일펌프(132b)에 연결되는 것으로 예시되었다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 보조제동 모터(130)의 개수 및 오일펌프의 개수는 적절한 펌핑력을 얻기 위해 필요한 개수로 변경될 수 있다.

상술한 제1 인렛 밸브(281) 내지 제4 인렛 밸브(284)와, 제1 아웃렛 밸브(285) 내지 제4 아웃렛 밸브(288)와, 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292)와, 제1 보조제동 제어밸브(144_1) 및 제2 보조제동 제어밸브(144_2)와, 혼합 밸브(293)와, 제1 백업 밸브(294) 내지 제4 밸브(297)는 제어부(110)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브로 이루어진다.

제1 인렛 밸브(281), 제2 인렛 밸브(282), 제3 인렛 밸브(283) 및 제4 인렛 밸브(284)는 제어부(110)로부터 제어신호가 입력되지 않을 때인 비전원 모드에 개방되어 있는 노말 오픈 타입으로 형성된다.

그리고, 제1 아웃렛 밸브(285), 제2 아웃렛 밸브(286), 제3 아웃렛 밸브(87) 및 제4 아웃렛 밸브(88)는 제어부(110)로부터 제어신호가 입력되지 않을 때인 비전원모드에 닫혀 있는 노말 클로즈 타입으로 형성된다.

제1 트랙션 컨트롤 밸브(291), 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292), 제1 보조제동 제어밸브(144_1) 및 제2 보조제동 제어밸브(144_2)는 제어신호가 입력되지 않을 때인 비전원 모드에서 개방되어 있는 노말 오픈 타입으로 형성된다. 그리고, 혼합 밸브(293)는 제어부(110)로부터 제어신호가 입력되지 않을 때인 비전원 모드에서 닫혀 있는 노말 클로즈 타입으로 형성된다.

제1 백업 밸브(294) 및 제2 백업 밸브(295)는 제어부(110)로부터 제어신호가 입력되지 않을 때인 비전원모드에서 닫혀 있는 노말 클로즈 타입으로 형성된다. 그리고, 제3 백업 밸브(296) 및 제4 백업 밸브(297)는 제어부(110)로부터 제어신호가 입력되지 않을 때인 비전원 모드에서 개방되어 있는 노말 오픈 타입으로 형성된다.

정상 주행 시, 제어부(110)에 의하여 자동차의 브레이크가 제어되는 경우, 제어부(110)는 제1 백업 밸브(294), 제2 백업 밸브(295), 제3 백업 밸브(296) 및 제4 백업 밸브(297)를 모두 닫는다. 그러면, 제1,2,3,4 백업 밸브(294,295,296,297)는 모두 닫힌 상태로 되므로, 백업 마스터실린더(100)와 메인 마스터실린더(122) 사이의 모든 유로가 차단된다. 따라서, 이 경우 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)는 메인 마스터실린더(122)가 공급하는 유압에 의해서만 제동력이 발생된다.

그런데, 만일 제어부(110)에 전원이 완전히 공급되지 않는 경우, 제1 백업 밸브(294) 및 제2 백업 밸브(295)는 노멀 클로즈 타입이므로 폐쇄 상태를 유지하고, 제3 백업 밸브(296) 및 제4 백업 밸브(297)는 노말 오픈 타입이므로 개방 상태를 유지한다.

따라서, 제어부(110)에 비전원 모드에서, 운전자가 브레이크 페달(21)을 밟으면, 리저버(200)로부터 브레이크 오일을 공급받아 백업 마스터실린더(100)에 형성되는 유압은 제5 백업 유로(275)를 통해 제2 브레이크 유로(263)에 유압이 전달되어 제3 브레이크 기구(w3) 및 제4 브레이크 기구(w4)에 제동력이 형성된다.

또한, 리저버(200)로부터 브레이크 오일을 공급받아 백업 마스터실린더(100)에 형성되는 유압은 제6 백업 유로(276)을 통해 제1 메인 유로(265)로 전달되고, 이후 이어진 제1 브레이크 유로(261)에 유압이 전달되어 제1 브레이크 기구(w1) 및 제2 브레이크 기구(w2)에 제동력이 형성된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치는 비전원 상태 또는 주제동 장치 결함 시, 운전자의 페달(21) 답력을 통해 비상 제동이 가능하게 구성되어 있다.

그러나, 이는 운전자가 주행 중이면서 주변 사물에 대한 주의력을 지속적으로 기울일 때를 전제로 하고 있다. 즉, 예를 들어, 스마트 크루즈 컨트롤(smart cruise control) 모드로 주행하거나, 자율 주행 모드로 운행하는 경우에, 운전자가 제동장치 고장에 빠르게 대처하지 못하면 대형 사고로 이어질 수 있다.

아울러, 유압 부스터와 같은 브레이크 오일의 승압 기구물이 없기 때문에, 운전자가 페달(21)을 밟더라도 유압이 비상 제동에 필요한 적절한 브레이크 압력까지 급상승하기 어려울 수 있다.

이에, 본 발명에 따르면, 주제동 장치의 기능 이상과 같이 보조제동이 필요한 상황에서, 제어부(110)의 제어에 따라 보조제동 모터(130)가 가동되며, 이로써, 제1 브레이크 유로(261) 및 제2 브레이크 유로(263)이 가압될 수 있다.

도 2에는 보조제동 상황 시, 제1 보조제동 입력유로(134a), 제1 보조제동 출력유로(136a), 제2 보조제동 입력유로(134b) 및 제2 보조제동 출력유로(136b)의 오일 공급 방향을 화살표로 표시되었다.

보조제동 상황 시, 제어부(110)의 보조제동 제어부(116)는 제1 보조제동 제어밸브(144_1) 및 제2 보조제동 제어밸브(144_2)를 폐쇄한다. 그리고, 보조제동 모터(130)를 가동시켜 제1 오일펌프(132a) 및 제2 오일펌프(132b)를 작동시킨다. 이로써, 제3 회수 유로 및 제4 회수 유로를 통해 리저버(200)에 있는 브레이크 오일이 제1 보조제동 입력유로(134a) 및 제2 보조제동 입력유로(134b)에 각각 공급된다. 제1 오일펌프(132a) 및 제2 오일펌프(132b)에서 가압된 브레이크 오일은 각각 제1 브레이크 유로 및 제2 브레이크 유로로 공급되며, 이로써, 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)들에 보조 제동력이 인가될 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 제1 오일펌프(132a) 및 제2 오일펌프(132b)에 의해 제공되는 브레이크 오일은 제1 브레이크 유로 및 제2 브레이크 유로로 독립적으로 제공된다. 즉, 보조제동 상황에서, 제1 내지 제4 인렛 밸브 또는 제1 내지 제4 아웃렛 밸브의 일부가 기능 이상 상태에 있어 그와 연관된 휠브레이크 기구가 작동 불능인 상황에서, 최소한 기능 이상이 아닌 다른 쪽 브레이크 유로와 연결된 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)에는 보조 제동력을 제공할 수 있다. 즉, 보조제동 상황에서, 자세제어 밸브들의 기능 이상에 대한 추가적인 리던던시 제공이 가능하다.

여기서, 제1 휠브레이크 기구는 전륜의 일측 휠에 제동력을 제공하고, 제2 휠브레이크 기구는 후륜의 타측 휠에 제동력을 제공한다. 또한, 제3 휠브레이크 기구는 전륜의 타측 휠에 제동력을 제공하고, 제4 휠브레이크 기구는 후륜의 일측 휠에 제동력을 제공한다. 즉, 제1 브레이크 유로 또는 제2 브레이크 유로에 각각 연결된 2 개의 휠브레이크 기구들은 차량을 중심으로 서로 대각선에 위치되어, 2 개의 휠브레이크 기구들만으로 제동이 이루어져야 하는 상황에서 차량이 노면상에서 스핀되는 것을 최소화한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치의 제동방법을 나타내는 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 방법은 제동 신호 발생 시 제동 동작을 시작한다(S300).

여기서, 제동 신호는 사용자가 페달(21)의 답력을 인가하는 것은 물론 스마트 크루즈 컨트롤 또는 자율 주행 상황에서 전자식 주행 제어 장치에서 발생되는 신호를 포함한다.

제동 신호가 발생된 이후, 전기공급 계통의 고장을 확인하는 단계가 수행된다(S310). 전기공급 계통의 고장은, 제어부(110)의 주제동 제어부(112)를 이루는 구동 회로, 주제동 모터(120) 및 주제동 제어밸브(142) 등을 구동하기 위한 구동 장치가 고장 나거나 이 구동 장치에 전원 공급이 이루어지지 않는 상황으로 예시될 수 있다.

만일, 전기공급 계통의 고장이 감지되면, 보조제동 제어밸브(144)를 가동하는 단계(S350)가 수행된다.

여기서, 보조제동 제어밸브(144)를 가동하는 것은, 도 2의 제1 보조제동 제어밸브(144_1) 및 제2 보조제동 제어밸브(144_2)를 폐쇄하는 것으로 이해될 수 있다.

이어, 제어부(110)의 보조제동 제어부(116)가 보조제동 모터(130)를 가동하는 단계(S360)이 수행된다.

보조제동 모터(130)를 가동함으로써, 보조제동 모터(130)에 연동된 오일 펌프(132)가 가동되어 보조 제동력 형성을 위한 유압이 생성될 수 있다.

여기서, 오일 펌프(132)가 가동되는 것은 도 2의 제1 오일펌프(132a) 및 제2 오일펌프(132b)가 가동되는 것에 대응되며, 제1 오일펌프(132a) 및 제2 오일펌프(132b)는 제3 회수 유로 및 제4 회수 유로로부터 공급되는 브레이크 오일을 제1 브레이크 유로 및 제2 브레이크 유로로 전달한다.

이어, 복수의 휠브레이크 기구(w1,w2,w3,w4)로 유압이 전달되어 보조 제동이 이루어지는 단계(S370)가 수행된다.

도 4는 전기공급 계통의 고장 시 보조 제동이 이루어지는 과정을 나타내는 타이밍 선도이다.

도 4를 참조하면, 전기공급 계통의 고장이 고장 시점(t01)에 일어날 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치는 이 고장 시점(t01)까지 주제동 영역에서 제동 기능을 수행한다.

주제동 제어 영역에서 주제동 제어밸브(142)는 그 기능에 따라 개방 또는 폐쇄 상태를 유지하거나 그 상태를 스위칭 할 것이다. 또한, 주제동 영역에서 주제동 모터(120)는 정상적으로 작동할 것이다.

고장 시점에서 고장(fail) 의심 추정 신호가 트리거된다. 보조제동 제어부(116)는 고장 의심 추정신호로부터 전기공급 계통의 이상이 있음을 감지할 수 있다. 이에 따라, 주제동 제어 영역에 문제(fail)가 생긴 것으로 간주되며 보조 제동 제어로 전환된다. 고장 시점(to1)에서 보조 제동 제어 밸브에 보조제동 제어신호가 인가될 것이며, 이로써, 보조 제동 제어 밸브는 메인 유로를 폐쇄하여 보조 제동 상태로 전환할 수 있다.

보조 제동 전환 시점(ti1)에서, 주제동 모터(120)의 제어는 해제되며 보조제동 모터(130)가 가동된다. 보조제동 모터(130)의 가동에 따라 휠에 대한 제동력(휠 압력)이 다시 증가될 것이다. 제동 입력이 해소될 때까지(t03) 적절한 보조제동이 이루어질 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 단계(S310)에서, 만일 전기공급 계통의 고장이 아닌 것으로 판단되면(정상), 주제동 모터(120)의 고장 여부를 확인하는 단계(S320)가 수행된다.

만일, 주제동 모터(120)가 고장인 것으로 판단되면 추가로 보조제동 제어밸브(144)가 아닌 다른 제어 밸브들, 예를 들어, 주제동 제어밸브(142)의 이상 여부를 판단한다(S380). 단계(380)에서 다른 제어 밸브들의 기능 이상이 감지된 경우, 보조제동 제어밸브(144)를 가동하여 제1 메인 유로(265) 및 제2 메인 유로(266)를 차단하고(S350), 이후 보조제동 모터(130)를 가동(S360)하여, 보조 제동 단계(S370)을 수행한다.

만일, 단계(380)에서 주제동 제어밸브(142) 및 자세제어 제어밸브(146)의 기능 이상이 없다면, 보조제동 제어밸브(144)를 가동하지 않고 기존의 밸브들 예를 들어, 제1 및 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292, 292)를 이용하여 제1 메인 유로(265) 및 제2 메인 유로(266)를 폐쇄하여 보조제동을 수행할 수 있다. 이 경우, 자세제어 제어밸브(146)를 이용하여 ABS, TCS 및 ECS 등의 자세제어 기능도 함께 수행할 수 있다.

도 5는 주제동 모터(120)의 고장 시 보조 제동 동작이 이루어지는 과정을 나타내는 타이밍 선도이다.

도 5를 참조하면, 주제동 모터(120)의 고장이 고장 시점(t02)에 일어날 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치는 이 고장 시점(t02)까지 주제동 영역에서 제동 기능을 수행한다. 주제동 모터(120)의 기능 이상과 무관하게 주제동 제어밸브(142)는 정상 상태를 유지할 수 있다. 이에, 주제동 제어밸브(142)는 고장 시점(t02) 이후에도 적절히 제어될 수 있다.

고장 시점에서 고장(Fail) 의심 추정 신호가 트리거된다. 보조제동 제어부(116)는 이 고장 의심 추정신호로부터 주제동 모터(120)가 이상이 있음을 감지할 수 있다. 이에 따라, 주제동 제어 영역에 문제(Fail)가 생긴 것으로 간주되며 보조제동 제어 상태로 전환된다. 고장 시점(to2)에서, 주제동 제어밸브(142)의 이상 여부에 따라 보조제동 제어밸브(144)의 사용 여부가 결정될 수 있다. 주제동 제어밸브(142) 또는 보조제동 제어밸브(144)를 이용해 제1 메인 유로(265) 및 제2 메인 유로(266)가 차단된다.

이후 보조 제동 전환 시점(ti2)에서, 주제동 모터(120)의 제어는 해제되며 보조제동 모터(130)가 가동된다. 보조제동 모터(130)의 가동에 따라 휠에 대한 제동력(휠 압력)이 다시 증가될 것이다. 제동 입력이 해소될 때까지(t03) 적절한 보조제동이 이루어질 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 단계(S320)에서, 만일 주제동 모터(120)의 고장이 아닌 것으로 판단되면(정상), 주제동 제어밸브(142)의 고장 여부를 확인하는 단계(S330)이 수행된다.

만일, 주제동 제어밸브(142)가 고장인 것으로 판단되면 보조제동 제어밸브(144)를 가동하여 제1 메인 유로(265) 및 제2 메인 유로(266)를 차단하고(S350), 이후 보조제동 모터(130)를 가동(S360)하여, 보조 제동 단계(S370)을 수행한다.

도 6은 주제동 제어밸브(142)의 고장 시 보조 제동 동작이 이루어지는 과정을 나타내는 타이밍 선도이다.

도 6을 참조하면, 주제동 제어밸브(142)의 고장이 고장 시점(t03)에 일어날 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치는 이 고장 시점(t03)까지 주제동 영역에서 제동 기능을 수행한다.

고장 시점에서 고장(Fail) 의심 추정 신호가 트리거 된다. 보조제동 제어부(116)는 이 고장 의심 추정신호로부터 주제동 제어밸브(142)가 이상이 있음을 감지할 수 있다. 이에 따라, 주제동 제어 영역에 문제(Fail)가 생긴 것으로 간주되며 보조 제동 제어로 전환된다. 고장 시점(to3)에서, 보조제동 제어밸브(144)를 이용해 제1 메인 유로(265) 및 제2 메인 유로(266)가 차단된다.

이후 보조 제동 전환 시점(ti3)에서, 주제동 모터(120)의 제어는 해제되며 보조제동 모터(130)가 가동된다. 보조제동 모터(130)의 가동에 따라 휠에 대한 제동력(휠 압력)이 다시 증가될 것이다. 제동 입력이 해소될 때까지(t03) 적절한 보조제동이 이루어질 수 있다.

여기서, 제1 보조제동 제어밸브(144_1) 및 제2 보조제동 제어밸브(144_2)는 각각 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292)의 대체 수단으로 사용될 수도 있다.

즉, 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292)를 포함하는 주제동 제어밸브(142)들이 고장난 상황에서, 보조제동 모터(130) 및 오일 펌프(132)를 가동하지 않고, 메인 마스터실린더(122)를 이용한 정상 제동을 수행할 수도 있다.

이 경우, 제1 보조제동 제어밸브(144_1) 및 제2 보조제동 제어밸브(144_2)가 각각 제1 트랙션 컨트롤 밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤 밸브(292)의 기능을 수행한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치를 회로적 관점에서 나타낸 블록도이다.

도 7을 참조하면, 주제동 모터(120)는 주제동 모터 드라이버로(712)부터 주제동 모터(120) 구동을 위한 신호, 예를 들어, 전압 신호를 공급받는다. 이 때, 주제동 모터(120) 드라이버가 얼마나 빠르게 어느 방향으로 주제동 모터(120)를 회전시키는 지 여부에 대한 계산은 주제동 모터 제어코어(710)에서 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서, 주제동 모터 제어코어(710)는 하나의 IC 칩 및 그 회로 패키지 모듈로 이루어진다.

보조제동 모터(130)는 보조제동 드라이버의 보조제동 모터 드라이버(724)로부터 보조제동 모터(130) 구동을 위한 신호, 예를 들어, 전압 신호를 공급받는다. 이 때, 보조제동 모터 드라이버(724)의 가동 여부 및 가동의 정도를 계산하는 것은 보조제동 제어 코어(720)에서 이루어진다.

보조제동 제어밸브(144) 및 자세제어 제어밸브(146)는 각각 보조제동 드라이버(722)의 밸브 드라이버(726)에 의해 제어된다. 보조제동 제어밸브(144) 및 자세제어 제어밸브(146)의 개폐 여부에 대한 판단은 보조제동 제어 코어(720)에서 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서, 보조제동 제어 코어(720)는 하나의 IC 칩 및 그 회로 패키지 모듈로 이루어지며, 주제동 모터 제어 코어(710)와는 구별되는 별도의 IC 칩으로 구현된다.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(110)는 보조제동 제어 백업코어(730)를 더 포함한다.

보조제동 제어 백업코어(730)는 보조제동 제어코어(720)에 상응하는 기능을 수행할 수 있도록 구현될 수 있다. 보조제동 제어 백업코어(730)는 보조제동 제어코어(720)의 기능 이상 여부를 지속적으로 감시하며, 만일 보조제동 제어 코어(720)의 기능 이상이 발견될 시, 보조제동 제어코어(720)의 기능을 대신 수행한다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 보조제동 제어를 수행하는 IC 칩 및 그 회로 패키지 모듈의 기능 이상에 대한 리던던시를 확보할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치에서 제어기 기능 이상별로 제어 상태를 판별하기 위한 맵핑 테이블이다.

도 8을 참조하면, 정상상태에서, 주제동 모터(120)의 고장 등을 거쳐 모든 제어기가 고정됨에 따른 주제동장치, 보조제동장치, 백업MCU등의 제어 상태가 테이블에서 보여 진다. 상태 이상별로 운전자에게 경고가 알려지며, 모든 제어기 고장시 자동으로 정차가 유도된다.

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. 또한 자동차에 사용되는 전자식 브레이크 장치를 예로 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 자동차가 아닌 다른 장치에 설치된 브레이크장치에도 본 발명에 의한 전자식 브레이크 장치가 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

차량의 휠에 제동력을 공급하는 복수의 휠브레이크 기구;
운전자의 페달 입력에 따라 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된 백업 마스터실린더;
주제동 모터에 연동하여 내부의 브레이크 오일의 압력을 변화시키도록 구성된 메인 마스터실린더;
보조제동 모터에 연동하여 브레이크 오일을 펌핑하도록 구성된 하나 이상의 오일 펌프; 및
백업 마스터실린더, 상기 메인 마스터실린더 및 상기 오일 펌프에서 형성된 브레이크 오일의 유압 중 하나 이상을 상기 휠브레이크 기구에 전달하도록 구성된 유압회로밸브장치를 포함하되,
상기 유압회로밸브장치는 상기 백업 마스터실린더 및 상기 메인 마스터실린더 중 하나 이상으로부터 이어지는 오일 유동경로를 개폐 가능하게 구성된 주제동 제어밸브 및 상기 주제동 제어밸브로부터 이어지는 오일 유동경로를 개폐 가능하게 구성되는 보조제동 제어밸브를 포함하는 전자식 유압 브레이크 장치.
제1 항에 있어서, 상기 유압회로밸브장치는 자세제어 신호를 기초로 상기 보조제동 제어밸브와 상기 복수의 휠브레이크 기구 사이의 오일 유동경로를 개폐하도록 구성되는 자세제어 제어밸브를 더 포함하는 전자식 유압 브레이크 장치.
제1 항에 있어서, 상기 주제동 제어밸브 및 상기 메인 마스터실린더 중 하나 이상의 기능이상이 발생한 경우, 상기 보조제동 제어밸브는 상기 메인 마스터실린더로부터 이어지는 오일 유동경로를 폐쇄하며, 보조제동 제어신호에 따라 상기 보조제동 모터가 가동되어 상기 오일 펌프가 상기 복수의 휠브레이크 기구에 브레이크 오일의 유압을 전달하도록 구성된 전자식 유압 브레이크 장치.
제1 항에 있어서, 내부에 브레이크 오일을 저장하는 리저버를 더 포함하되,
상기 유압회로밸브 장치는 상기 메인 마스터실린더에서 형성된 유압을 전달하는 하나 이상의 메인 유로 및 상기 메인 유로로부터 전달된 유압을 상기 복수의 휠브레이크 기구에 분배하도록 구성된 하나 이상의 브레이크 유로, 상기 브레이크 유로와 상기 리저버 사이에 배치된 하나 이상의 회수 유로, 일단이 상기 회수 유로에 연결되고 타단이 상기 오일 펌프의 입력단에 연결되는 하나 이상의 보조제동 입력유로 및 일단이 상기 보조제동 입력유료의 출력단에 연결되고 타단이 상기 메인 유로 또는 상기 브레이크 유로에 연결되는 하나 이상의 보조제동 출력유로를 포함하는 전자식 유압 브레이크 장치.
제4 항에 있어서, 상기 유압회로밸브장치는 상기 메인 유로를 개폐 가능하게 배치되는 하나 이상의 트랙션 컨트롤 밸브 및 상기 트랙션 컨트롤 밸브 및 상기 브레이크 유로 사이에서 상기 메인 유로를 개폐 가능하게 배치되는 하나 이상의 보조제동 제어밸브를 더 포함하는 전자식 유압 브레이크 장치.
제5 항에 있어서, 상기 트랙션 컨트롤 밸브 및 상기 보조제동 제어밸브는 노멀 오픈 타입의 밸브인 전자식 유압 브레이크 장치.
제1 항에 있어서, 상기 주제동 모터는 주제동 모터제어코어를 포함하는 주제동 드라이버에 의해 제어되고, 상기 보조제동 모터는 보조제동 제어코어를 포함하는 보조제동 드라이버에 의해 제어되고, 상기 주제동 제어코어 및 상기 보조제동 제어코어는 별도의 IC 칩인 전자식 유압 브레이크 장치.
제1 항에 따른 전자식 유압 브레이크를 이용한 제동 방법에 있어서,
제동 신호 발생 시 제동 동작을 시작하는 시작단계;
전기공급 계통의 고장, 주제동 모터의 고장, 및 주제동 제어 밸브의 고장 중 하나 이상을 확인하는 확인단계;
상기 확인단계에서 고장이 있는 것으로 확인된 경우 보조제동 제어밸브를 가동하는 밸브가동단계;
상기 밸브가동단계 이후, 보조제동 모터를 가동하여 오일 펌프를 작동시키는 모터가동단계;
상기 오일 펌프에 의해 승압된 브레이크 오일로 복수의 휠브레이크에 제동력을 형성하는 보조 제동 단계; 및
상기 확인단계에서 고장이 없는 것으로 확인된 경우 정상 제동을 수행하는 단계를 포함하는 제동 방법.