KR20220098060A - 회생제동이 가능한 자율주행 차량용 브레이크 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

회생제동이 가능한 자율주행 차량용 브레이크 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 의하면, 동일한 구성 및 기술적 특징을 갖는 복수의 유압모듈을 포함함으로써, 마일드 하이브리드 제어가 가능한 리던던시 시스템을 제공한다.

Description

회생제동이 가능한 자율주행 차량용 브레이크 시스템 및 그 제어방법{Brake System for Autonomous Driving Vehicle Capable of Regenerative Braking and Control Method Thereof}
본 개시는 회생제동이 가능한 자율주행 차량용 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
차량의 자율주행(autonomous driving) 로드맵(roadmap)은 완전 비자동화인 0 단계, 운전자 보조 가능한 1단계, 부분 자동화가 가능한 2단계, 조건부 자동화가 가능한 3단계, 고도 자동화가 가능한 4단계 및 완전 자동화가 가능한 5 단계로 나뉘어진다.
자율주행용 차량은 차량의 주행뿐만 아니라, 차량의 제동(braking)의 자동화가 가능하다. 이때, 주제동시스템(main braking system)의 페일(fail) 시, 운전자의 개입 전까지(3 단계) 또는 운전자의 개입이 없더라도(4단계 이상), 리던던시(redundancy)가 가능한 제동 능력이 요구된다. 이를 위하여, 주제동시스템과 별도의 전원(power source)을 사용하는 유압모듈(hydraulic pressure module)을 추가로 연결하여 리던던시 기능을 확보한다.
한편, 리던던시 기능을 확보하기 위하여, 종래의 제동시스템은 주제동시스템에 보조제동시스템(redundancy braking system) 모듈을 추가하는 방식을 채택한다. 이때, 주제동시스템 모듈이 정상작동하는 경우, 보조제동시스템 모듈은 작동을 하지 아니하므로, 제동시스템의 비효율성이 존재하는 문제점이 있다.
또한, 주제동시스템 모듈 및 보조제동시스템 모듈이 기설정된 우선순위에 따라 작동한다. 이를 위해 각 모듈에 적용하기 위한 독립적인 로직 개발이 필요하다. 따라서, 종래의 브레이크 시스템은 제품 개발 시, 로직 복잡성(complexcity)이 증대되고 시스템 오류 발생 가능성이 높다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 브레이크 시스템은 페달감(pedal feel)을 형성하기 위해 페달 시뮬레이터(pedal simulator)를 포함하게 되어, 브레이크 시스템의 중량이 증가하고 제조원가가 증대되는 문제점이 있다.
이에, 본 개시는 우선순위 구분이 없는 복수의 유압모듈을 포함함으로써 비효율성이 개선된 브레이크 시스템을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 동일한 로직을 사용하는 복수의 유압모듈을 포함함으로써 로직 복잡성이 감소된 브레이크 시스템을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 복수의 유압모듈을 이용하여 페달감을 형성함으로써, 페달 시뮬레이터가 삭제된 브레이크 시스템을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 일반 내연기관 차량 및 전기자동차와 다양한 자율주행 레벨에 모두 적용가능한 브레이크 시스템을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 브레이크 오일(brake oil)을 수용하도록 구성된 레저버(reservoir); 브레이크 페달(brake pedal)의 답입(pedaling)에 상응하여, 상기 레저버로부터 토출된 브레이크 오일에 압력을 제공하도록 구성된 마스터실린더(master cylinder); 상기 마스터실린더 및 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake apparatus)의 사이에서 상기 레저버로부터 토출된 브레이크 오일의 적어도 일부를 상기 복수의 휠브레이크 기구에 전달하며, 자율주행 모드에서 요구되는 페달필(desirable pedal feel)을 운전자에게 제공하도록 구성된 제1 서킷(first circuit); 상기 마스터실린더 및 상기 복수의 휠브레이크 기구의 사이에서 상기 레저버로부터 토출된 브레이크 오일의 적어도 일부를 상기 복수의 휠브레이크 기구에 전달하며, 자율주행 모드에서 요구되는 페달필을 운전자에게 제공하도록 구성된 제2 서킷(second circuit); 및 상기 제1 서킷 및 상기 제2 서킷에 의해 상기 복수의 휠브레이크 기구에게 제공되는 브레이크 오일의 압력이 증가 또는 감소되도록 제어하는 제어부(electric control unit);를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템을 제공한다.
또한, 복수의 브레이크 모듈을 이용하여 복수의 휠브레이크 기구에 유압을 제공하도록 구성된 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서, 운전자의 제동개입을 판단하는 과정; 운전자의 제동개입이 없다고 판단되면 자율주행모드를 개시하는 과정; 회생제동모드 개시여부를 판단하는 과정; 회생제동모드 개시 시, 전륜 아웃렛밸브 또는 후륜 아웃렛밸브 중 하나 이상을 개방함으로써, 요구되는 페달필이 운전자에게 제공되는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 제어방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 브레이크 시스템의 복수의 유압모듈은 우선순위가 구분되지 않는다. 따라서, 페일(fail)이 발생하지 않는 경우에도 복수의 제동시스템이 구동되므로, 전체 브레이크 시스템의 효율성이 증대되는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 브레이크 시스템의 복수의 유압모듈은 동일한 로직을 사용한다. 따라서, 로직 복잡성이 감소하고 시스템 오류 발생 가능성이 낮다는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 브레이크 시스템은 별도의 페달 시뮬레이터를 포함하지 아니하므로 중량이 감소하고 제조원가가 절감되는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 브레이크 시스템은 일반 내연기관 차량 및 전기자동차에 모두 적용가능하여, 범용성이 높다는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 일부를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 유압회로도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템이 회생제동 차량에 장착된 경우의 유압회로도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템이 일반 내연기관 차량에 장착된 경우의 유압회로도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 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 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 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 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 일부를 나타낸 예시도이다. 도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 브레이크 시스템(1)은 페달(pedal, 10; 도 2 참조), 레저버(reservoir, 11; 도 2 참조), 마스터실린더(master cylinder, 12), 제1 서킷(first circuit, Ⅰ)의 적어도 일부를 포함하는 제1 유압모듈(first module, 100) 및 제2 서킷(second circuit, Ⅱ)의 적어도 일부를 포함하는 제2 유압모듈(second module, 200)의 전부 또는 일부를 포함한다.
레저버(11)는 브레이크 오일(brake oil)을 수용하도록 구성되며, 내부 압력이 대기압과 동일하다.
마스터실린더(12)는 레저버(11)에 유체 연통되며(fluid communication), 레저버(11)로부터 토출된 브레이크 오일의 적어도 일부가 수용된다. 마스터실린더(12)는 운전자에 의해 페달(10)의 답입이 있는 경우, 운전자의 요구 제동력을 형성하도록 형성된다. 바람직하게는, 마스터실린더(12)는 텐덤타입(tandem type)으로 형성될 수 있으며, 복수의 실린더(미도시)로부터 토출되는 브레이크 오일은 각각 제1 서킷(Ⅰ) 및 제2 서킷(Ⅱ)으로 유동한다.
한편, 본 개시에서는 도시되어 있지 아니하나, 진공부스터(vacuum booster)가 페달(10) 및 마스터실린더(12)의 사이에 배치될 수 있다. 진공부스터에 의해 페달의 답입력(pedal effort)이 배력(boosting)될 수 있다.
제1 유압모듈(100)은 제1 서킷(Ⅰ)의 적어도 일부를 포함하며, 마스터실린더(12) 및 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)의 사이에 배치된다. 마스터실린더(12)로부터 토출된 브레이크 오일의 적어도 일부는 제1 서킷(Ⅰ)을 통과하여 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)에 공급된다. 즉, 제1 유압모듈(100)은 제1 서킷(Ⅰ) 상에 배치되며, 제1 유압모듈(100)에 의해 제1 서킷(Ⅰ)을 유동하는 브레이크 오일의 유압(hydraulic pressure)이 증가 또는 감소될 수 있다.
제1 유압모듈(100)은 바람직하게는 ESC(electronic stability control) 모듈일 수 있다.
복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL; 도 2 참조)는 레저버(11)로부터 토출된 브레이크 오일의 유압을 이용하여 복수의 차륜(wheel, 미도시)에 제동력(braking force)을 발생시킨다.
제2 유압모듈(200)은 제2 서킷(Ⅱ)의 적어도 일부를 포함하며, 마스터실린더(12) 및 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)의 사이에 배치된다. 제2 서킷(Ⅱ) 및 제2 유압모듈(200)의 구조 및 기술적 특징은 제1 서킷(Ⅰ) 및 제1 유압모듈(100)의 그것과 동일하거나 동일성 있으므로, 이에 관한 설명은 상기한 제1 서킷(Ⅰ) 및 제1 유압모듈(100)에 관한 설명으로 갈음하도록 한다. 한편, 제1 유압모듈(100) 및 제2 유압모듈(200)은 동일한 구성을 갖기 때문에, 동일한 알고리즘으로 제어될 수 있다. 따라서 제품 개발 시, 로직 복잡성이 감소하고, 오류 발생 가능성이 감소할 수 있다.
마스터실린더(12)의 내부에 구비된 복수의 실리더(미도시)에 제1 서킷(Ⅰ) 및 제2 서킷(Ⅱ)은 각각 연결된다. 이로 인해, 제1 서킷(Ⅰ) 및 제2 서킷(Ⅱ)은 유체적으로 연통되지 아니한다.
제1 유압모듈(100) 및 제2 유압모듈(200)은 상호 독립적으로 작동한다. 제1 유압모듈(100)은 제1 유압모듈(100)에 구비된 제1 제어부(first electronic control unit, 150)에 의해 제어되고, 제2 유압모듈(200)은 제2 유압모듈(200)에 구비된 제2 제어부(second electronic control unit, 250)에 의해 제어된다. 또한 제1 제어부(150) 및 제2 제어부(250)는 별도의 전원(power source, 미도시)를 구비함으로써, 제1 유압모듈(100) 및 제2 유압모듈(200)은 별도의 전력계통(power system)을 사용하게 된다. 따라서, 브레이크 시스템(1)은 독립적으로 제어 및 구동되는 복수의 모듈(100 및 200)을 포함함으로써, 어느 하나의 모듈에 페일(fail)이 발생하는 경우, 다른 하나의 모듈로 브레이크 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 본 개시에 의한 브레이크 시스템(1)은 리던던시 기능이 확보될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 유압회로도이다. 본 개시에서, 유로의 상대적 위치와 관련하여, "전방(forward)" 또는 "후방(backward)"으로 지칭되는 것은 브레이크 오일이 유동할 때, 레저버(11)로부터 더 가까운 거리에 배치된 부분을 "전방"이라 지칭하고, 더 먼 거리에 배치된 부분을 "후방"이라 지칭한다. 그러나 이는 직접적으로 연속하여 전방 또는 후방인 것을 의미하는 것뿐만 아니라, 이격되어 있더라도 상대적으로 더 먼 유로를 의미한다.
또한, 본 개시에서는 제1 유압모듈(100)이 제1 휠브레이크 기구(FL) 및 제2 휠브레이크 기구(RR)에 유압을 제공하고, 제2 유압모듈(200)이 제3 휠브레이크 기구(FR) 및 제4 휠브레이크 기구(RL)에 유압을 제공하는, X-split 형태의 도관(conduit)인 것으로 도시되었다. 그러나, 본 개시는 반드시 이에 한정되지 아니하고, H-split 형태의 도관이 채택될 수 있다.
도 2를 참조하여, 복수의 유압모듈(100 및 200)의 구성요소에 관하여 설명하도록 한다. 제1 유압모듈(100)은 제1 메인 인렛유로(first main inlet line, 110), 제1 구동부(first actuating unit, 120), 제1 메인 아웃렛유로(first main outlet line, 130), 제1 순환유로(first circulation line, 140) 및 제1 제어부(first electronic control unit, 150)의 전부 또는 일부를 포함한다.
제1 메인 인렛유로(110)는 제1 유압모듈(100)의 내부에 형성되며, 제1 서킷(Ⅰ)으로부터 유입된 브레이크 오일을 하나 이상의 휠브레이크 기구(FL 및 RR)에 전달하도록 구성된다.
제1 메인 인렛유로(110) 상의 일 지점에는 제1 트랙션 컨트롤밸브(first traction control valve, TCV 1)가 배치될 수 있다. 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)에 의해 제1 메인 인렛유로(110)의 개폐가 조절된다. 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)는 노멀오픈타입(normally open type)으로 형성된다. 따라서, 제동신호가 인가되지 않을 때인 비전원모드(non-powered mode)인 경우, 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)는 개방된다. 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)가 폐쇄되는 경우, 제1 구동부(120)에 의해 증압된 브레이크 오일의 일부가 마스터실린더(12)로 역류되지 않을 수 있다.
제1 메인 인렛유로(110)는 제1 인렛유로(112) 및 제2 인렛유로(114)로 분기(branched out)된다. 제1 인렛유로(112) 및 제2 인렛유로(114)는 제1 유압모듈(100)의 내부에 형성되며 각각 제1 휠브레이크 기구(FL) 및 제2 휠브레이크 기구(RR)에 연결된다.
제1 인렛유로(112) 상의 일 지점에는 제1 인렛밸브(FLIV)가 배치되며, 제1 인렛밸브(FLIV)에 의해 제1 인렛유로(112)의 개폐가 조절된다. 제1 인렛유로(112) 및 제1 펌프(SP1)의 출구부가 연결되는 지점의 전방에 제1 인렛밸브(FLIV)가 배치된다. 제1 인렛밸브(FLIV)는 노멀오픈타입(normally open type)으로 형성된다. 따라서, 비전원모드인 경우, 제1 인렛밸브(FLIV)는 개방된다. 제1 인렛밸브(FLIV)가 폐쇄되는 경우, 제1 펌프(SP1)에 의해 증압된 브레이크 오일의 일부가 휠브레이크 기구(FL)에게 전달되지 않는다.
제2 인렛유로(114) 및 제2 인렛밸브(RRIV)에 관한 설명은 각각 제1 인렛유로(112) 및 제1 인렛밸브(FLIV)에 관한 설명으로 갈음한다.
제1 구동부(120)는 제1 펌프(SP1) 및 제1 펌프(SP1)를 구동하도록 형성된 모터(M)를 포함한다. 제1 펌프(SP1)의 출구부는 제1 메인 인렛유로(110) 상의 일 지점에 연결된다. 이때, 제1 펌프(SP1)의 출구부 및 제1 메인 인렛유로(110)가 연결되는 지점은, 제1 인렛유로(112) 및 제2 인렛유로(114)의 분기점(bifurcation)의 전방에 형성된다. 제1 펌프(SP1)가 구동되면, 인렛유로들(110, 112 및 114) 중 하나 이상의 내부 유압이 증가할 수 있다.
제1 메인 아웃렛유로(130)는 제1 인렛유로(112) 및 제2 인렛유로(114) 중 하나 이상으로부터 토출된 브레이크 오일의 적어도 일부를 제1 구동부(120)에게 전달하도록 형성된다.
제1 아웃렛유로(132)의 일단은 제1 인렛밸브(FLIV)의 후방에 형성된 제1 인렛유로(112) 상의 분기점에 연결되고, 타단은 제1 메인 아웃렛유로(130) 상의 일 지점에 연결된다.
제1 아웃렛유로(132) 상의 일 지점에는 제1 아웃렛밸브(FLOV)가 배치되고, 제1 아웃렛밸브(FLOV)에 의해 제1 아웃렛유로(132)의 개폐가 조절된다. 제1 아웃렛밸브(FLOV)는 노멀클로즈타입(normally close type)으로 형성된다. 따라서, 비전원모드인 경우, 제1 아웃렛밸브(FLOV)는 폐쇄된다. 제1 아웃렛밸브(FLOV)가 개방되면, 제1 인렛유로(112)를 유동하는 브레이크 오일의 적어도 일부가 제1 아웃렛유로(132)로 토출된다.
제2 아웃렛유로(134) 및 제2 아웃렛밸브(RROV)에 관한 설명은 각각 제1 아웃렛유로(132) 및 제1 아웃렛밸브(FLOV)에 관한 설명으로 갈음한다. 제1 아웃렛유로(132) 및 제2 아웃렛유로(134)는 제1 메인 아웃렛유로(130) 상에 형성된 일 지점에서 합류된다.
제1 메인 아웃렛유로(130) 상에는 제1 어큐뮬레이터(A1)가 배치될 수 있다. 이때, 제1 어큐뮬레이터(A1)는 제1 아웃렛유로(132) 및 제2 아웃렛유로(134)의 합류점의 후방에 배치된다. 제1 아웃렛유로(132) 및 제2 아웃렛유로(134) 중 하나 이상으로부터 토출된 브레이크 오일의 전부 또는 일부가 제1 어큐뮬레이터(A1)에 일시적으로 수용될 수 있다. 따라서, 브레이크 오일의 맥동으로 인해 복수의 아웃렛유로(130, 132 및 134)에 발생하는 피해를 최소화할 수 있다. 여기서, 복수의 아웃렛유로(130, 132 및 134)에 발생하는 피해라 함은, 예컨대 지속적인 맥동에 유로가 장기간 노출된 경우, 유로의 적어도 일부에 발생하는 피로, 변형 또는 마모 등을 포함한다.
제1 순환유로(140)는, 일단이 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)의 전방에 형성된 제1 메인 인렛유로(110) 상의 일 지점에 연결된다. 제1 순환유로(140)의 타단은 제1 펌프(SP1)의 입구부에 인접한 제1 메인 아웃렛유로(130) 상의 일 지점에 연결된다. 이때, 제1 순환유로(140)의 타단이 제1 메인 아웃렛유로(130)에 연결되는 지점은, 바람직하게는 제1 어큐뮬레이터(A1)의 후방에 형성된다. 레저버(11)로부터 공급된 브레이크 오일의 전부 또는 일부가 제1 순환유로(140)를 통과하여 제1 구동부(120)에게 공급될 수 있다.
제1 순환유로(140) 상의 일 지점에는 제1 고압 스위칭밸브(high pressure switching valve, HSV1)가 배치되고, 제1 고압 스위칭밸브(HSV1)에 의해 제1 순환유로(140)의 개폐가 조절된다. 제1 고압 스위칭밸브(HSV1)는 노멀클로즈타입으로 형성된다. 따라서, 비전원모드인 경우, 제1 고압 스위칭밸브(HSV1)는 폐쇄된다. 제1 고압 스위칭밸브(HSV1)가 개방되면, 레저버(11)로부터 공급된 브레이크 오일의 전부 또는 일부가 제1 구동부(120)에 공급될 수 있다.
제1 메인 아웃렛유로(130) 상에는 제1 체크밸브(first check vavle, ACV1)가 배치된다. 이때, 제1 체크밸브(ACV1)는 제1 순환유로(140) 및 제1 메인 아웃렛유로(130)의 합류점의 전방에 형성된 일 지점에 배치된다. 이때, 제1 체크밸브(ACV1)는 제1 어큐뮬레이터(A1)의 후방에 배치된다. 이로 인해, 제1 순환유로(140)로부터 유입된 브레이크 오일이 제1 어큐뮬레이터(A1)로의 유입이 방지될 수 있다.
제1 제어부(150)는 제1 유압모듈(100)에 장착된다. 제1 제어부(150)는 제1 유압모듈(100)에 장착된 복수의 밸브들, 구동부 등의 동작을 제어한다. 다시 말해, 제1 제어부(150)는 제동에 필요한 유압이 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL) 중 적어도 일부에게 제공되도록 제1 유압모듈(100)에 전기적 신호를 인가한다.
제2 유압모듈(200)의 구성 및 기술적 특징은 제1 유압모듈(100)과 동일하거나 동일성 있는 범위이므로, 제2 유압모듈(200)에 관한 상세한 설명은 제1 유압모듈(100)에 관한 설명으로 갈음한다.
제1 제어부(150)는 제1 전원(미도시)에 의해 전력을 공급받고, 제2 제어부(250)는 제2 전원(미도시)에 의해 전력을 공급받는다. 따라서, 제1 전원 및 제2 전원 중 어느 하나에 이상(fail)이 발생할 경우, 다른 하나의 전원에 연결된 제어부가 정차하기 위한 유압을 생성하도록 유압모듈에 전기적 신호를 인가할 수 있다. 이로 인해, 본 개시에 의한 브레이크 시스템(1)은 리던던시가 확보된다.
본 개시에 의한 브레이크 시스템(1)은 제1 메인 인렛유로(110) 또는 제2 메인 인렛유로(210) 중 어느 하나의 내부 압력을 센싱(sensing)하도록 형성된 유압센서(도면부호 미표시)를 더 포함할 수 있다. 압력센서는 페달(10)의 가압이 있거나, 자율주행 중 복수의 모듈(100 및 200)의 강제 구동이 있는 경우, 마스터실린더(12)의 압력을 측정함으로써, 시스템의 비정상 작동 여부를 확인할 수 있다. 일 예시적으로, 페달(10)의 답입이 있음에도 압력센서에 의해 마스터실린더(12)의 압력이 변동하지 아니하는 경우, 브레이크 시스템(1)의 적어도 일부에 비정상(fail)이 검출될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템이 회생제동 차량에 장착된 경우의 유압회로도이다. 도 3을 참조하여, 회생제동 차량에 장착된 브레이크 시스템(1)이 회생제동모드를 개시한 경우를 설명한다. 도 3에서는 증압된 브레이크 오일의 유동이 굵은 선 또는 중간 선으로 표시되었다.
본 개시에 의한 브레이크 시스템(1)이 3 단계 이상의 자율주행이 가능한 자율주행용 차량에 장착될 수 있다. 자율주행 중 제동이 필요하다고 판단될 시, 제1 제어부(150) 및 제2 제어부(250)는 유압모듈들(100 및 200)의 전부 또는 일부를 구동하여 제동에 필요한 유압을 생성할 수 있다.
차량에 장착된 회생제동부(미도시)를 이용하여 차량이 회생제동을 수행하는 경우, 브레이크 시스템(1)은 어큐뮬레이터(A1 및 A2)의 적어도 일부를 이용하여 페달필을 형성한다. 이때, 운전자의 페달 답입이 있더라도, 차량은 회생제동 중이므로 페달 답입에 의해 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)에게 제공되는 유압이 실제로 증가하지 아니한다.
차량의 회생제동 모드에서 회생제동에 의한 페달 이질감을 방지하기 위하여, 전륜측 아웃렛밸브(FLOV 및 FROV) 중 적어도 일부가 개방된다. 이로 인해, 전륜측 인렛유로(112 및 212)로 유동하는 브레이크 오일의 적어도 일부가 어큐뮬레이터(A1 및 A2) 측으로 토출된다. 한편, 어큐뮬레이터(A1 및 A2)의 구체적인 형상은 본 개시에서 도시되어 있지 아니하나, 통상적인 어큐뮬레이터의 형상이 채택될 수 있다. 예컨대, 어큐뮬레이터(A1 및 A2)의 내부에는 스프링, 고무 등의 탄성체가 구비되어 있어 운전자가 페달을 답입할 시, 탄성체에 의해 운전자에게 반력감이 제공될 수 있다. 또한, 일반적으로 회생제동 시, 차속 감소로 인해 회생제동력이 감소될 수 있는데, 이로 인한 페달 스트로크 센서에서 센싱된 요구제동력, 회생제동력 및 마찰제동력 간의 차이는 유압모듈들(100 및 200)의 작동을 통해 만족될 수 있다.
한편, 페달의 답입량에 따라, 제1 아웃렛밸브(FLOV) 및 제3 아웃렛밸브(FROV) 중 어느 하나가 개방되거나 모두 개방될 수 있다. 예컨대, 완제동의 경우, 전륜측 아웃렛밸브(FLOV 및 FROV) 중 어느 하나만 개방된다. 또한, 급제동의 경우, 전륜측 아웃렛밸브(FLOV 및 FROV) 모두 개방된다. 즉, 아웃렛밸브의 개방 정도를 조절하여 페달 스트로크에 상응하는 답입감이 제공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 개시에 의한 브레이크 시스템(1)은 별도의 페달시뮬레이터를 구비하지 아니하더라도, 운전자에게 적절한 답입감을 제공할 수 있다. 따라서, 브레이크 시스템(1)은 페달시뮬레이터를 포함하지 아니하므로, 전체적으로 중량이 감소하고 연비가 상승하는 효과가 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템이 일반 내연기관 차량에 장착된 경우의 유압회로도이다. 도 4를 참조하여, 일반 내연기관을 포함하는 차량에 장착된 브레이크 시스템(1)의 동작을 설명한다. 도 4에서는 증압된 브레이크 오일의 유동이 굵은 선으로 표시되었다.
본 개시에 의한 브레이크 시스템(1)이 일반적인 내연기관을 포함하는 차량에 장착되는 경우, 차량을 제동하기 위해 제어부(150 및 250)는 유압모듈(100 및 200)을 구동하지 아니할 수 있다. 페달(10)의 답입이 있는 경우, 답입에 의해 증압된 브레이크 오일이 유압모듈들(100 및 200)을 통과하여 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)에게 전달된다. 이때, 각 구동부(120 및 220)은 증압을 위해 구동되지 아니한다.
다만, ABS(anti-lock braking system), TCS(traction control system), ESC(electronic stability control) 등의 기능이 요구될 때, 제어부(150 및 250)는 유압모듈(100 및 200)의 적어도 일부를 구동할 수 있다. 예컨대, 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)에게 제공되는 유압의 일시적 감소를 위해, 아웃렛밸브(FLOV, RROV, FROV 및 RLOV) 중 어느 하나가 개방될 수 있다. 이때, 개방되는 아웃렛밸브가 배치된 인렛유로 상의 인렛밸브는 바람직하게는 폐쇄된다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템(1)의 제어방법은 운전자의 제동 개입 여부를 판단하는 과정을 포함한다(S510). 운전자의 제동 개입이 없다고 판단되는 경우, 즉, 운전자의 페달(10) 답입으로 인해 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)에게 제공되는 유압이 증가하는 경우에는, 복수의 유압모듈(100 및 200)은 구동되지 아니한다. 한편, 운전자의 제동 개입이 있다고 판단되는 경우, 복수의 유압모듈(100 및 200) 중 적어도 일부는 구동된다.
회생제동모드가 개시되는지 여부가 판단된다. 즉, 차량에 구비된 회생제동 시스템과 연결되는지 여부가 판단된다(S520).
회생제동 모드가 개시된다고 판단되는 경우, 제어부(150 및 250)는 전륜측 아웃렛밸브(FROV 및 FLOV)의 적어도 일부 또는 후륜측 아웃렛밸브(RLOV 및 RROV)의 적어도 일부가 개방되도록 제어한다(S530).
아웃렛밸브(OV)를 통과하여 배출된 브레이크 오일은 어큐뮬레이터(A1 및 A2)의 적어도 일부에 일시적으로 저장된다. 즉, 본 개시에 의한 어큐뮬레이터(A1 및 A2)는 페달시뮬레이터의 기능을 수행한다(S540). 이로 인해, 운전자에게 적절한 답입감이 제공될 수 있다.
회생제동 모드가 개시되지 아니한다고 판단되는 경우면서, 유압모듈들(100 및 200)의 작동이 필요 없다고 판단되는 경우, 제어부(150 및 250)에 의한 브레이크 시스템(1)의 제어는 종료된다(S550).
한편, 회생제동 모드가 개시되지 아니한다고 판단되는 경우임에도 제어부(150 및 250)는 유압모듈(100 및 200)을 이용하여 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)에게 제공되는 유압을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 여기서, 유압의 감소를 위해, 제어부(150 및 250)는 아웃렛밸브(FLOV, RROV, FROV 및 RLOV) 중 적어도 하나를 선택적으로 개방한다. 개방된 아웃렛밸브가 배치된 아웃렛유로를 통해 어큐뮬레이터(A1 및 A2)의 적어도 일부로 브레이크 오일이 토출된다. 한편, 개방되는 아웃렛밸브가 배치된 인렛유로 상의 인렛밸브는 바람직하게는 폐쇄된다. 즉, 본 개시에 의한 어큐뮬레이터(A1 및 A2)는, 자율주행용 차량이 회생제동 시스템과 연결되지 아니한 경우, 브레이크 오일의 감압 기능을 수행하게 된다.
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.

Claims (9)

  1. 브레이크 오일(brake oil)을 수용하도록 구성된 레저버(reservoir);
    브레이크 페달(brake pedal)의 답입(pedaling)에 상응하여, 상기 레저버로부터 토출된 브레이크 오일에 압력을 제공하도록 구성된 마스터실린더(master cylinder);
    운전자의 상기 브레이크 페달 답입 시, 상기 페달의 행정거리를 센싱하도록 구성된 페달 스트로크 센서(pedal stroke sensor);
    상기 마스터실린더 및 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake apparatus)의 사이에서 상기 레저버로부터 토출된 브레이크 오일의 적어도 일부를 상기 복수의 휠브레이크 기구에 전달하며, 자율주행 모드에서 요구되는 페달필(desirable pedal feel)을 운전자에게 제공하도록 구성된 제1 서킷(first circuit);
    상기 마스터실린더 및 상기 복수의 휠브레이크 기구의 사이에서 상기 레저버로부터 토출된 브레이크 오일의 적어도 일부를 상기 복수의 휠브레이크 기구에 전달하며, 자율주행 모드에서 요구되는 페달필을 운전자에게 제공하도록 구성된 제2 서킷(second circuit); 및
    상기 제1 서킷 및 상기 제2 서킷에 의해 상기 복수의 휠브레이크 기구에게 제공되는 브레이크 오일의 압력이 증가 또는 감소되도록 제어하는 복수의 제어부(electric control unit)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서킷 및 상기 제2 서킷은, 각각,
    상기 서킷들로 유입된 브레이크 오일을 증압하도록 구성된 하나 이상의 구동부(actuator);
    상기 구동부에 의해 증압된 브레이크 오일의 적어도 일부가 일시적으로 저장되도록 구성된 하나 이상의 어큐뮬레이터(accumulator); 및
    상기 구동부 및 상기 어큐뮬레이터 사이에 형성된 유로 상의 일 지점에 배치되며, 상기 어큐뮬레이터로 유동하는 브레이크 오일의 유동을 조절하도록 형성된 하나 이상의 아웃렛밸브(oulet valve)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제어부는 차량의 회생제동모드(regenerative braking mode)에서,
    상기 하나 이상의 아웃렛밸브 중 적어도 하나를 개방하여 브레이크 오일의 적어도 일부가 상기 하나 이상의 어큐뮬레이터로 유동하도록 함으로써, 요구되는 페달필을 운전자에게 제공하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서킷의 적어도 일부를 포함하는 제1 유압모듈(first hydraulic module) 및 상기 제2 서킷의 적어도 일부를 포함하는 제2 유압모듈(second hydraulic module)을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 유압모듈 및 상기 제2 유압모듈은 ABS(anti-lock braking system) 또는 ESC(electric stability control) 기능 중 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 제어부는 상기 제1 유압모듈 및 상기 제2 유압모듈 중 어느 하나의 비정상 작동 시, 다른 하나를 이용하여 차량을 제동하도록 각각의 유압모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 제어부는, 상기 제1 유압모듈 및 상기 제2 유압모듈을 동일한 제어 알고리즘으로 제어하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  8. 복수의 브레이크 모듈을 이용하여 복수의 휠브레이크 기구에 유압을 제공하도록 구성된 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서,
    운전자의 제동개입을 판단하는 과정;
    운전자의 제동개입이 없다고 판단되면 자율주행모드를 개시하는 과정;
    회생제동모드 개시여부를 판단하는 과정;
    회생제동모드 개시 시, 전륜 아웃렛밸브 또는 후륜 아웃렛밸브 중 하나 이상을 개방함으로써, 요구되는 페달필이 운전자에게 제공되는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 브레이크 모듈은 각각 하나 이상의 어큐뮬레이터를 포함하고,
    상기 하나 이상의 어큐뮬레이터를 이용하여 요구되는 페달필이 운전자에게 제공되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 제어방법.
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