KR20210131686A - 전자식 유압 브레이크 장치 - Google Patents

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Abstract

브레이크 액을 저장하는 레저버(reservoir); 브레이크 페달(brake pedal)의 답입량을 감지하도록 구성된 답입량 센서(stroke sensor); 차륜에 제동력(braking force)을 제공하도록 구성된 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake assembly); 레저버로부터 유입된 브레이크 액을 제1 메인유로로 토출시키는 메인 마스터 실린더(main master cylinder); 운전자의 답입력을 배력하도록 구성된 전동부스터(electric booster); 제1 메인유로를 통해 메인 마스터 실린더로부터 토출되는 브레이크 액을 공급받으며, 내부에 형성된 복수개의 밸브를 개방 또는 폐쇄하여, 메인 마스터 실린더로부터 토출되는 브레이크 액의 압력을 변화시키도록 구성된 유압제어장치(ESC); 및 답입량이 제1 기준보다 작거나 같은 경우 유압제어장치에 공급된 유압이 복수의 휠브레이크 기구의 적어도 일부만을 제동하도록 유압제어장치를 제어하고, 답입량이 제1 기준보다 큰 경우 유압제어장치에 공급된 유압이 복수의 휠브레이크 기구의 전부를 제동하도록 유압제어장치를 제어하는 제어부(ECU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치를 제공한다.

Description

전자식 유압 브레이크 장치{Electrohydraulic Brake}
본 발명의 실시예는 전자식 유압 브레이크 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
종래의 전자식 유압 브레이크는 운전자가 페달을 답입하면 전동부스터가 전체 휠브레이크의 제동을 담당한다. 즉 제동을 위해 필요한 브레이크 액의 소요 액량은 전체 휠브레이크를 제동할 수 있을 만큼이 필요하다. 따라서 전동부스터는 전체 휠브레이크를 제동할 수 있는 브레이크 액의 소요 액량에 대하여 운전자의 답입력에 대응한다. 이렇듯 브레이크 액의 소요 액량이 큰 만큼 토크 사양이 높은 모터를 사용해야 한다. 따라서 모터의 원가경쟁력 측면에서 불리한 문제가 존재한다.
또한 휠브레이크의 제동을 위한 소요 액량이 큰 차량의 경우, 종래의 전동부스터는 운전자의 답입 요구량이 과다해짐으로 인해, 운전자에게는 제동시 차량이 밀리는 듯한 제동감이 느껴지는 등 감성품질이 저하되는 문제가 존재한다.
이에, 본 발명의 실시예는 저답력 제동시(low-response braking) 복수의 휠 중 일부 휠만을 제동함으로써 종래의 전체 휠의 제동을 담당하는 전동부스터와 비교할 때 모터의 요구 토크 사양을 감소시켜 제조원가가 절감된 브레이크 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
또한 본 발명의 실시예는 고답력 제동시(high-response braking) 유압제어장치의 제동력이 전동부스터의 제동력에 추가되어 전동부스터의 모터가 저답력 제동시의 경우보다 적게 회전함으로써, 고답력 제동과 저답력 제동시 간의 페달필 차이를 발생시켜 운전자의 페달필 개선효과를 제공하는 데 다른 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 브레이크 액을 저장하는 레저버(reservoir); 브레이크 페달(brake pedal)의 답입량을 감지하도록 구성된 답입량 센서(stroke sensor); 차륜에 제동력(braking force)을 제공하도록 구성된 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake assembly); 레저버로부터 유입된 브레이크 액을 제1 메인유로로 토출시키는 메인 마스터 실린더(main master cylinder); 운전자의 답입력을 배력하도록 구성된 전동부스터(electric booster); 제1 메인유로를 통해 메인 마스터 실린더로부터 토출되는 브레이크 액을 공급받으며, 내부에 형성된 복수개의 밸브를 개방 또는 폐쇄하여, 메인 마스터 실린더로부터 토출되는 브레이크 액의 압력을 변화시키도록 구성된 유압제어장치(ESC); 및 답입량이 제1 기준보다 작거나 같은 경우 유압제어장치에 공급된 유압이 복수의 휠브레이크 기구의 적어도 일부만을 제동하도록 유압제어장치를 제어하고, 답입량이 제1 기준보다 큰 경우 유압제어장치에 공급된 유압이 복수의 휠브레이크 기구의 전부를 제동하도록 유압제어장치를 제어하는 제어부(ECU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 저답력 제동시 복수의 휠 중 일부 휠 만을 제동하고, 고답력 제동시 유압제어장치의 제동력이 전동부스터에 의한 제동력에 추가되어 전체 휠을 제동한다. 저답력 제동시 복수의 휠 중 일부 휠만을 제동함으로써 종래의 전체 휠의 제동을 담당하는 전동부스터보다 모터의 토크 사양을 감소시켜 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예는 고답력 제동시 유압제어장치의 제동력이 전동부스터에 의한 제동력에 추가되어 전동부스터의 모터의 회전이 저답력 제동시의 경우보다 감소시킬 수 있다. 모터의 회전이 감소하면 고답력 제동시 운전자는 차량의 제동을 위해 저답력 제동시의 경우 보다 더 큰 힘의 답입력을 필요로 한다. 즉, 저답력 제동시 운전자는 상대적으로 적은 답입력을 요하고, 고답력 제동시 운전자는 상대적으로 큰 답입력을 필요로 한다. 여기서 발생한 답입력 차이로 인하여 운전자의 페달필이 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압제어장치의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제동배분에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예 들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 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.
본 발명에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치의 블럭도이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치(100)는 메인 바디(main body, 110), 전동부스터(electric booster, 120), 제어부(electronic control unit, 130), 유압제어장치(electronic stability control, 200) 및 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake assembly; FR, FL, RR 및 RL)를 전부 또는 일부 포함한다.
메인 바디(110)는 답입량 센서(stroke sensor, 미도시), 메인 마스터 실린더(main master cylinder, 111), 레저버(reservoir, 112), 푸쉬로드(push rod, 115), 메인 피스톤(main piston, 116), 리턴 스프링(return spring, 117) 및 메인 챔버(main chamber, 119)를 전부 또는 일부 포함한다.
전동부스터(120)는 모터(motor, 121), 제1 기어(122), 제2 기어(123), 제3 기어(124), 너트-스크류(125) 및 볼트-스크류(126), 오퍼레이팅 로드(operating rod, 127), 리액션 디스크(reaction disc, 128), 브레이크 페달(brake pedal, 129)을 전부 또는 일부 포함한다.
메인 마스터 실린더(111)는 브레이크 액(brake fluid)을 가압하여 제동에 사용되는 유압을 형성하도록 구성된다. 레저버(112)는 내부에 브레이크 액을 저장하도록 구성된다. 푸쉬로드(115)는 메인 피스톤(116)을 가압하도록 구성된다. 메인 피스톤(116)은 푸쉬로드(115)의 가압에 따라 메인 마스터 실린더(111) 내부에서 직선운동 하도록 구성된다. 리턴 스프링(117)은 메인 피스톤의 직선운동에 따라 압축(compression) 또는 팽창(expansion)하도록 구성된다. 메인 챔버(119)는 메인 마스터 실린더(111)의 내부공간이다. 메인 챔버(119)에 메인 마스터 실린더(111)로부터 토출된 브레이크 액이 유입된다.
제1 기어(gear, 122), 제2 기어(123) 및 제3 기어(124)는 모터(121)의 회전운동을 너트-스크류(nut screw, 125)에 전달하는 기어(gear)이다. 너트-스크류(125)는 모터(121)의 회전운동을 전달받아 볼트-스크류(bolt screw, 126)로 하여금 직선운동을 하게한다.
메인 바디(110)는 우측단이 개방된다. 메인 피스톤(116)의 좌측단에는 리턴 스프링(117)이 배치된다.
메인 바디(110)의 개방된 우측단에는 메인 피스톤(116)의 좌측단이 삽입 배치된다. 우측단은 메인 피스톤(116)에 의해 폐쇄된다. 메인 피스톤 (116)은 메인 마스터 실린더(111)의 내벽과 밀착된 채로 좌우로 직선 이동 가능하도록 배치된다.
메인 피스톤(116)의 우측단은 푸쉬로드(115)의 좌측단에 연결된다. 푸쉬로드(115)의 우측단은 리액션 디스크(128)의 좌측단에 연결된다. 오퍼레이팅 로드(127)의 좌측단은 리액션 디스크(128)의 우측단의 중심부에 연결된다. 오퍼레이팅 로드(127)는 운전자의 브레이크 페달(129)에 연결된다. 오퍼레이팅 로드(127)는 운전자의 답입력을 리액션 디스크(128)에 전달하도록 구성된다. 리액션 디스크(128)는 푸쉬로드(115)를 가압하도록 구성된다. 즉 운전자의 브레이크 페달(129)의 답입력에 의해 오퍼레이팅 로드(127)는 리액션 디스크(128)의 우측단 중심부를 가압한다.
리액션 디스크(128)의 우측단의 외곽부는 볼트-스크류(126)에 연결된다. 제1 기어(122) 및 제2 기어(123)는 모터(121)로부터 토크를 전달받아 회전운동한다. 이 회전운동은 제3 기어(124)에 전달된다. 제3 기어(124)는 회전운동에 의한 토크를 너트-스크류(125)에 전달한다. 볼트-스크류(126)는 너트-스크류(125)의 회전운동에 따라 직선운동한다. 따라서 리액션 디스크(128)의 우측단의 외곽부는 볼트-스크류(126)의 직선운동에 의해 가압된다. 결과적으로 푸쉬로드(115)는 운전자의 브레이크 페달(129)의 답입력과 전동부스터(120)의 배력(boosting)에 의해 가압된다.
메인 피스톤(116)은 푸쉬로드(115)에 의해 가압되어, 메인 마스터 실린더(111) 내의 브레이크 액을 제1 메인유로(230, 도 2 참조)로 토출시킨다. 즉, 레저버(112)로부터 토출된 브레이크 액은 메인 마스터 실린더(111)로 전달되고, 메인 마스터 실린더(111)로부터 토출된 브레이크 액은 제1 메인유로(230)를 따라 유압제어장치(200)로 전달된다. 여기서 제1 메인유로(230)는 메인 마스터 실린더(111)로부터 토출된 브레이크 액을 유압제어장치(200)로 전달하도록 구성된다.
본 개시에서는, 운전자의 답입량이 제1 기준과 같거나 이보다 작은 경우를 저답력 제동(low-response braking)이라 한다. 운전자의 답입량이 제1 기준보다 큰 경우를 고답력 제동(high-response braking)이라 한다. 여기서 제1 기준이란 도 3의 그래프 (b)의 a 지점을 의미한다.
운전자가 브레이크 페달(129)을 답입(pedaling)하는 경우, 답입량 센서는 답입량을 감지하여 제어부(130)로 전달한다.
제어부(130)는 답입량 센서가 측정한 답입량을 수신한다. 제어부(130)는 답입량이 제1 기준과 같거나 이보다 작은 경우 제1 제동신호(braking signal)를 생성하는 한편, 답입량이 제1 기준보다 큰 경우를 제2 제동신호를 생성한다. 제1 제동신호는 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)의 적어도 일부 휠브레이크(예컨대, FR 및 RL)에만 제동력을 생성하기 위하여 전달되는 전기적 신호이다. 제2 제동신호는 전체 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)에 제동력을 생성하기 위하여 전달되는 전기적 신호이다. 제어부(130)는 이들 전기적 신호를 유압제어장치(ESC, 200)에 전달한다.
유압제어장치(200)의 유압제어부(미도시)가 제1 제동신호를 수신하는 경우, 복수의 휠브레이크 (FR, FL, RR 및 RL) 중 적어도 일부 휠브레이크만이 차륜에 제동력을 제공한다. 여기서 적어도 일부 휠브레이크란 바람직하게는 전륜(FR 및 FL)측 휠브레이크를 의미한다. 한편, 유압제어장치(200)의 유압제어부(미도시)가 제2 제동신호를 수신하는 경우, 전체 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)가 차륜에 제동력을 제공하게 된다.
본 실시예에 의하면, 메인 마스터 실린더(111) 내부의 메인 챔버(119)는 단일 챔버(single chamber) 구조이다. 여기서 단일 챔버 구조란 메인 마스터 실린더(111) 내부의 공간이 하나의 영역으로 구성된 챔버(chamber)이고, 템덤 챔버(tandem chamber) 구조란 메인 마스터 실린더(111) 내부의 공간이 복수의 영역으로 구성된 챔버이다. 본 실시예에 따른 전동부스터(120)는 저답력 제동시 복수의 휠브레이크 중 적어도 일부만의 제동을 담당하므로 복수의 휠브레이크 전부를 제동하는 경우와 비교하여 휠브레이크 제동을 위해 소요되는 브레이크 액의 액량이 감소한다.
본 실시예는 텐덤 챔버 구조로 구성된 메인 마스터 실린더를 사용하는 경우보다 감소된 브레이크 액의 소요 액량만큼 메인 마스터 실린더(111)의 부피를 감소시킬 수 있다. 메인 마스터 실린더(111)의 부피 감소로 메인 마스터 실린더(111)의 직경이 감소되고, 이에 따라 메인 피스톤(116)의 직경 또한 감소한다. 전동부스터(120)의 출력이 동일한 경우 메인 마스터 실린더(111)의 직경이 작을수록 토출되는 브레이크 액의 유압배력비는 증가한다. 여기서, 유압배력비란 휠브레이크 기구에 연결된 피스톤(미도시)의 단면적과 메인 피스톤(116)의 단면적의 비를 의미한다. 그러므로, 메인 피스톤(116)의 단면적이 작아지면 휠브레이크에 연결된 피스톤(미도시) 단면적의 상대적인 비가 커지므로, 이에 따라 배력비가 증가한다.
모터(121)의 출력은 모터(121)의 토크사양과 모터(121)의 RPM으로 결정되는데, 유압배력비의 증가로 인해 종래의 모터보다 더 낮은 출력을 갖는 모터(121)를 사용할 수 있다. 모터(121)의 출력이 낮아짐에 따라 RPM의 증가 없이도 토크사양이 낮은 모터(121)를 사용할 수 있다. 즉, 모터(121)의 토크사양을 감소시키더라도 종전과 같은 크기의 유압을 형성할 수 있다. 따라서 토크사양이 낮은 모터(121)를 사용함에 따라 전동부스터(120)의 모터(121)의 원가가 절감되는 효과가 있다.
메인 마스터 실린더(111)를 종래 방식의 텐덤 챔버(tandem chamber)가 아닌 단일 챔버(single chamber)로 구성하여 복수의 휠브레이크(FR, FL, RR 및 RL) 중 일부 휠브레이크(예컨대, FR, FL)만을 제동하더라도 비상제동 성능과 관련한 법규를 만족할 수 있다. 만약 전동부스터(120)의 메인 마스터 실린더(111)측 유압회로에 누유(leakage)가 발생하여 제동성능에 문제가 발생하더라도, 유압제어장치(200)에 의한 휠브레이크의 제동이 가능하다. 따라서 비상제동시 유압 회로의 여분(redundancy) 확보가 가능해지기 때문에 비상제동성능 법규를 만족하는데 문제가 없다. 결국 단일 챔버로 구성된 메인 마스터 실린더(111)는 텐덤 챔버로 구성된 메인 마스터 실린더와 대비할 때 원가가 절감된다.
또한 본 실시예에 따른 전동부스터(120)는 고답력 제동시 유압제어장치(200)의 제동력이 추가되어 전동부스터(120)의 모터(121)의 회전이 저답력 제동시보다 감소한다. 모터(121)의 회전이 감소하면 고답력 제동시 운전자는 차량의 제동을 위해 저답력 제동시보다 더 큰 답입력을 필요로 한다. 즉, 저답력 제동시 운전자는 상대적으로 적은 답입력을 요하고, 고답력 제동시 운전자는 상대적으로 큰 답입력을 필요로 한다. 여기서 발생한 답입력 차이로 인하여 운전자의 페달필이 개선된 브레이크 장치를 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압제어장치의 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압제어장치(200)는 유압측정센서(pressure sensor, 201), 제1 인렛 유로(inlet line, 210), 제2 인렛 유로(211), 제3 인렛 유로(220), 제4 인렛 유로(221), 제1 인렛 밸브(inlet valve, 212), 제2 인렛 밸브(213), 제3 인렛 밸브(222), 제4 인렛 밸브(223), 제1 아웃렛 밸브(outlet valve, 212a), 제2 아웃렛 밸브(213a), 제3 아웃렛 밸브(222a), 제4 아웃렛 밸브(223a), 제1 메인유로(main line, 230), 제2 메인유로(240), 복수의 어큐뮬레이터(accumulator, 252 및 254), 복수의 트랙션 컨트롤밸브(traction control valve, 256 및 257), 복수의 고압 흡입밸브(high pressure suction valve, 258 및 259), 구동부(260), 유압펌프(262), 유압제어부(미도시)를 전부 또는 일부 포함한다.
복수의 휠브레이크(FR, FL, RR 및 RL)는 자동차의 전방 우측 휠(151)을 제동하는 제1 휠브레이크(FR), 자동차의 전방 좌측 휠(152)을 제동하는 제2 휠브레이크(FL), 자동차의 후방 우측 휠(153)을 제동하는 제3 휠브레이크(RR), 자동차의 후방 좌측 휠(154)을 제동하는 제4 휠브레이크(RL)를 전부 또는 일부 포함한다.
유압측정센서(201)는 유압제어장치(200) 내부에 설치된다. 유압측정센서(201)는 유압제어장치(200) 내에서 유압을 측정하여 유압제어부(미도시)에 전달한다. 유압제어부(미도시)는 제어부(130)으로 전달받은 제동신호와 더불어 유압측정센서(201)에서 측정된 값을 기준으로 (b)의 a 지점을 판단하여 유압제어장치(200)을 제어한다. 그러나, 본 실시예는 여기서 한정되지 않고, 제어부(130)에서 전달받은 제동신호만을 이용하여 (b)의 a지점을 판단할 수 있다.
유압제어장치(200)는 복수의 트랙션 컨트롤밸브(traction control valve, 256 및 257), 복수의 고압 흡입밸브(high switch valve, 258 및 259), 구동부(260), 복수의 인렛밸브(212, 213, 222 및 223) 및 복수의 아웃렛밸브(212a, 213a, 222a 및 223a)의 개폐를 제어하여, 유로를 통해 브레이크 액이 메인 마스터 실린더(111), 레저버(112) 및 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)로 이동되도록 한다.
복수의 트랙션 컨트롤밸브(256 및 257)는 유압제어장치(200) 내의 유압을 단속하도록 구성된다. 제1 트랙션 컨트롤밸브(256)는 제1 메인유로(230)에 대응되는, 즉, 제1 및 제2 휠브레이크 (FR 및 FL)에 유압을 공급하는 유로의 경로 상에 적절하게 배치될 수 있다. 제2 트랙션 컨트롤밸브(257)는 제2 메인유로(240)에 대응되는, 즉, 제3 및 제4 휠브레이크 기구(RR 및 RL)에 유압을 공급하는 유로의 경로 상에 적절하게 배치될 수 있다.
복수의 고압 흡입밸브(258 및 259)는 유압펌프(262)의 입구 측에 공급되는 브레이크 액의 유압을 단속하도록 구성된다. 제1 고압 흡입밸브(258)는 제1 메인유로(230)에 대응되는, 즉, 제1 및 제2 휠브레이크(FR 및 FL)에 유압을 공급하는 유로의 경로 상에 적절하게 배치될 수 있다. 제2 고압 흡입밸브(259)는 제2 메인유로(240)에 대응되는, 즉, 제3 및 제4 휠브레이크(RR 및 RL)에 유압을 공급하는 유로의 경로 상에 적절하게 배치될 수 있다.
복수의 아웃렛 밸브(212a, 213a, 222a 및 223a)는 복수의 아웃렛 유로(210a 및 220a) 상에 배치된다. 복수의 아웃렛 밸브(212a, 213a, 222a 및 223a)는 복수의 휠브레이크(FR, FL, RR 및 RL)로부터 토출되는 유압을 단속하도록 구성된다.
유압제어장치(200)는 저압 어큐뮬레이터(low pressure accumulator, 252, 254)를 더 포함할 수 있다. 복수의 어큐뮬레이터(252, 254)는 복수의 휠브레이크(FR, FL, RR 및 RL)로부터 토출된 브레이크 액을 일시 저장하도록 구성된다. 한편, 어큐뮬레이터(252, 254)는 유압제어장치(200) 내부에 배치될 수 있다.
제1 인렛 유로(210)는 제1 인렛 밸브(212)를 포함한다. 제2 인렛 유로(211)는 제2 인렛 밸브(213)를 포함한다. 제1 인렛 밸브(212)는 제1 휠브레이크(FR)에 인접하게 배치되고, 제2 인렛 밸브(213)는 제2 휠브레이크(FL)에 인접하게 배치된다.
유압제어장치(200)는 제1 인렛 밸브(212) 및 제2 인렛 밸브(213)를 개방 또는 폐쇄하여 제1 인렛 유로(210) 및 제2 인렛 유로(211) 내부의 브레이크 액의 유압을 변화시킨다. 즉, 제1 인렛 유로(210) 및 제2 인렛 유로(211)는 유압의 변화에 따라 복수의 휠브레이크(FR, FL, RR 및 RL) 중 적어도 일부의 휠브레이크(예컨대, FR 및 FL)에만 브레이크 액을 전달한다.
제3 인렛 유로(220)는 제3 인렛 밸브(222)를 포함한다. 제4 인렛 유로(221)는 제4 인렛 밸브(223)를 포함한다. 제3 인렛 밸브(222)는 제3 휠브레이크(RR)에 인접하게 배치되고, 제4 인렛 밸브(223)는 제4 휠브레이크(RL)에 인접하게 배치된다.
유압제어장치(200)는 제3 인렛 밸브(222) 및 제4 인렛 밸브(223)를 개방 또는 폐쇄하여 제3 인렛 유로(220) 및 제4 인렛 유로(221) 내부의 브레이크 액의 유압을 변화시킨다. 즉, 제3 인렛 유로(220) 및 제4 인렛 유로(221)는 유압의 변화에 따라 복수의 휠브레이크(FR, FL, RR 및 RL) 중 다른 휠브레이크(RR 및 RL)에 브레이크 액을 전달한다.
제1 메인유로(230)는 메인 마스터 실린더(111)로부터 유압제어장치(200)로 연결된다. 제1 메인유로(230)는 메인 마스터 실린더(111)로부터 토출된 브레이크 액을 유압제어장치(200)로 전달하도록 구성된다.
제2 메인유로(240)는 레저버(112)로부터 유압제어장치(200)에 직접 연결된다. 여기서 직접 연결이란 브레이크 액이 레저버(112)로부터 메인 마스터 실린더(111)를 거치지 않고 유압제어장치(200)에 연결되는 것을 의미한다. 따라서 레저버(112)로부터 토출된 브레이크 액은 제2 메인유로(240)를 따라 유압제어장치(200)로 전달된다.
복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)는 유압제어장치(200)로부터 토출된 브레이크 액의 유압을 이용하여 복수의 차륜(wheel, 151, 152, 153 및 154)에 제동력(braking force)을 제공한다.
제1 휠브레이크(FR)는 제1 인렛 유로(210)를 통해 연결된다. 제2 휠브레이크(FL)는 제2 인렛 유로(211)를 통해 연결된다. 제3 휠브레이크(RR)는 제3 인렛 유로(220)를 통해 연결된다. 제4 휠브레이크(RL)는 제4 인렛 유로(221)를 통해 연결된다.
유압제어부(미도시)가 제1 제동신호를 수신하면 메인 마스터 실린더(111)로부터 유입된 브레이크 액은 제1 인렛 유로(210) 및 제2 인렛 유로(211)로만 토출된다. 유압제어부(미도시)가 제2 제동신호를 수신하면 고압흡입밸브(259)는 개방되고, 구동부(260)를 제어함으로써 제2 메인유로(240)을 통해 레저버(112)로부터 브레이크 액을 흡입하여 유압제어장치(200)에 의한 제동력이 추가된다. 유압제어장치(200)으로 유입된 브레이크 액은 모든 인렛 유로(210, 211, 220, 221)를 통해 토출된다. 즉 제1 제동신호를 수신하면 복수의 휠브레이크(FR, FL, RR 및 RL) 중 적어도 일부 휠브레이크(예컨대, FR, FL)만을 제동하고, 제2 제동신호를 수신하면 전체 휠브레이크(FR, FL, RR 및 RL)를 제동한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제동배분에 대한 그래프이다.
도 3을 참조하면, (a)의 그래프에 따라 종래의 제동 배분은 운전자의 제동요구가 발생함에 따라 후륜 제동량과 전륜 제동량이 처음부터 함께 발생하여 제동력을 형성한다. 본 발명의 실시예에 따른 제동 배분은 (b)의 그래프에 따라 급제동이나 고답력 제동(high-response braking)이 아닐 경우(그래프‘a’지점까지) 전동부스터(120)에 의해 전륜만 제동한다.
종래의 전륜 구동 모터를 구비한 전기차 또는 하이브리드 차량의 경우 회생제동(regenerative brake)을 할 때 전륜만 회생제동을 하게 되는데, 이와 마찬가지로 본 실시예의 저답력 제동(low-response braking)의 경우는 전륜만 제동을 해도 안전상에 큰 문제가 없다는 사실이 이미 알려져 있으므로 유압제어장치(200)의 작동을 최소화할 수 있다.
운전자의 답입량이 a 지점보다 큰 경우 유압제어장치(200)에 의한 후륜 제동이 시작되어 (b)의 그래프와 같이 제동된다. 알려진 통계에 따르면, 0.3g(g는 중력가속도) 미만의 제동이 전체 제동의 95 % 정도에 해당한다. 이에 준하여 제동 방안을 수립할 경우 유압제어장치(200)는 5 % 미만의 급제동시에만 작동되므로 유압제어장치(200)의 내구 성능에는 별로 영향이 없다. 또한 저답력 제동시 전동부스터(120)에 의해서만 제동되므로 유압제어장치(200)의 작동에 의한 소음 문제도 발생하지 않는다.
고답력 제동시의 전륜 제동에 있어서는 전동부스터(120)에 의해서만 전륜 제동이 이루어지는 것이 아니라 유압제어장치(200)와 전동부스터(120)가 동시에 작동하는 구간이 되어 전동부스터(120)는 저답력 제동시보다 모터가 적게 구동한다. 따라서 모터 사양을 더욱 낮출 수 있으며 이를 통해 원가 절감은 더욱 커진다.
종래의 진공부스터(vacuum booster)를 사용하는 제동장치와 대비할 때, 진공부스터는 수동적(passive)으로만 작동하지만 전동부스터(120)는 능동적(active)인 제어가 가능하므로, 저답력 제동시에는 복수의 휠 중 일부 휠만을 제동하여 고답력 제동시보다 모터가 더 많이 회전하고, 운전자의 고답력 제동시에는 유압제어장치에 의해 다른 휠의 제동이 추가되는 만큼 모터가 적게 회전한다. 즉, 저답력 제동시 운전자는 상대적으로 적은 답입력을 요하고, 고답력 제동시 운전자는 상대적으로 큰 답입력을 필요로 한다. 여기서 발생한 답입력 차이로 인하여 운전자의 페달필이 개선된 브레이크 장치를 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 유압 브레이크 장치의 흐름도이다.
운전자가 브레이크 페달(129)을 답입하는 경우(S410), 답입량 센서가 답입량을 측정한다(S420).
제어부(130)는 측정된 답입량을 제1 기준과 비교하여(S430) 답입량이 제1기준과 같거나 이보다 작은 경우 제1 제동신호를 생성하고(S440), 답입량이 제1 기준보다 큰 경우 제2 제동신호를 생성하여(S450) 유압제어장치(200)로 전달한다.
제동신호를 수신하면 유압제어장치(200)는 내부에 형성된 복수개의 밸브를 개방 또는 폐쇄하여, 브레이크 액의 유압을 변화시켜 복수의 휠브레이크 기구(FL, RR, RL 및 FR)를 제어한다.
제1 제동신호를 수신하면, 전동부스터(120)의 모터(121)가 구동되어 운전자의 답입력을 배력한다(S441). 운전자의 답입력에 따라 메인 마스터 실린더(111)로부터 브레이크 액이 토출된다. 브레이크 액은 제1 메인유로(230)를 따라 유압제어장치(200)로 유입되고, 그 후 유압제어장치(200)는 제1 인렛 유로(210)및 제2 인렛 유로(211)를 개방한다(S442). 브레이크 액은 제1 인렛 유로(210)및 제2 인렛 유로(211)를 따라 복수의 휠브레이크 (FL, RR, RL 및 FR) 중 일부만의 휠브레이크(예컨대 FR, 및 FL)에 제동력을 전달한다(S443).
제2 제동신호를 수신하면, 전동부스터(120)의 모터(121)가 구동되어 운전자의 답입력을 배력한다(S451). 운전자의 답입력에 따라 메인 마스터 실린더(111)에서 브레이크 액이 토출된다. 브레이크 액은 제1 메인유로(230)를 따라 유압제어장치(200)로 유입된다. 또한 브래이크 액은 구동부(260)가 작동함에 따라 고압 흡입밸브(259)가 개방되고, 제2 메인유로(240)를 따라 유압제어장치(200)로 유입된다. 그 후 유압제어장치(200)는 모든 인렛 유로(210, 211, 220 및 221)를 개방한다(S452). 브레이크 액은 모든 인렛 유로(210, 211, 220 및 221)를 따라 전체 휠브레이크(FL, RR, RL 및 FR)를 제동한다(S453).
제어부(130)는 제동과정을 반복하며 운전자의 답입량을 지속적으로 측정하여 이후, 답입량이 0에 도달하는 경우(S460) 유압제어장치(200)의 모든 인렛 유로(210, 211, 220 및 221)가 폐쇄되어 제동 제어과정은 종료된다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 메인 바디 120: 전동부스터 130: 제어부
200: 유압제어장치 150: 복수의 휠
FL, RR, RL 및 FR: 복수의 휠브레이크

Claims (9)

  1. 브레이크 액을 저장하는 레저버(reservoir);
    브레이크 페달(brake pedal)의 답입량을 감지하도록 구성된 답입량 센서(stroke sensor);
    차륜에 제동력(braking force)을 제공하도록 구성된 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake assembly);
    상기 레저버로부터 유입된 상기 브레이크 액을 제1 메인유로로 토출시키는 메인 마스터 실린더(main master cylinder);
    운전자의 답입력을 배력하도록 구성된 전동부스터(electric booster);
    상기 제1 메인유로를 통해 상기 메인 마스터 실린더로부터 토출되는 브레이크 액을 공급받으며, 내부에 형성된 복수개의 밸브를 개방 또는 폐쇄하여, 상기 메인 마스터 실린더로부터 토출되는 브레이크 액의 압력을 변화시키도록 구성된 유압제어장치(ESC); 및
    상기 답입량이 제1 기준보다 작거나 같은 경우 상기 유압제어장치에 공급된 유압이 상기 복수의 휠브레이크 기구의 적어도 일부만을 제동하도록 상기 유압제어장치를 제어하고, 답입량이 제1 기준보다 큰 경우 상기 유압제어장치에 공급된 유압이 상기 복수의 휠브레이크 기구의 전부를 제동하도록 상기 유압제어장치를 제어하는 제어부(ECU)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 마스터 실린더는 단일 챔버(single-chamber)인 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유압제어장치는 상기 복수의 휠브레이크 기구의 일부에 연결되는 제1 인렛 유로 및 제2 인렛 유로를 포함하고, 상기 답입량이 상기 제1 기준보다 작은 경우 제1 인렛 밸브 및 제2 인렛 밸브를 개방하여 상기 복수의 휠브레이크 기구의 적어도 일부만을 제동하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유압제어장치는 상기 복수의 휠브레이크 기구의 일부에 연결되는 제3 인렛 유로 및 제4 인렛 유로를 더 포함하고, 상기 유압제어장치는 상기 답입량이 상기 제1 기준보다 큰 경우 모든 인렛 밸브를 개방하여 상기 복수의 휠브레이크 기구의 전부를 제동하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 휠브레이크 기구의 적어도 일부는 전륜인 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  6. 답입량 센서가 브레이크 페달의 답입량을 감지하는 과정;
    상기 답입량이 제1 기준보다 작거나 같은 경우 제어부가 제1 제동신호를 생성하고, 상기 답입량이 상기 제1 기준보다 큰 경우 상기 제어부가 제2 제동신호를 생성하여 유압제어장치로 전달하는 과정; 및
    상기 제동신호에 따라 상기 유압제어장치 내부에 형성된 복수개의 밸브를 개방 또는 폐쇄하여, 메인 마스터 실린더로부터 토출된 브레이크 액의 압력을 변화시켜 복수의 휠브레이크 기구를 제동하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 휠브레이크를 제동하는 과정은 상기 제1 제동신호를 수신한 경우 제1 인렛 유로 및 제2 인렛 유로를 개방하여 상기 복수의 휠브레이크 기구의 적어도 일부만을 제동하는 과정인 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 제어방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 휠브레이크를 제동하는 과정은 상기 제2 제동신호를 수신한 경우 모든 인렛 유로를 전부 개방하여 상기 복수의 휠브레이크 기구의 다른 일부를 더 제동하는 과정인 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 휠브레이크를 제동하는 과정은 전륜만을 제동하는 과정인 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 제어방법.
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