KR20220106462A - 전자식 유압 브레이크 장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 의하면, 레저버; 복수의 휠브레이크 기구; 주제동 시스템; 및 보조제동 시스템을 포함하되, 보조제동 시스템은, 제1 유압입력부 및 제2 유압입력부; 증압밸브를 거치지 않고 주제동 시스템으로부터 브레이크 액을 공급받는 제3 유압입력부; 주제동 시스템 및 복수의 휠브레이크 기구 사이에서 유압을 전달하도록 구성된 제1 인렛유로 및 제2 인렛유로; 제3 유압입력부로부터 브레이크 액을 전달받아 복수의 휠브레이크 기구에 브레이크 액을 공급하도록 구성된 스플릿유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치를 제공한다.

Description

전자식 유압 브레이크 장치 및 제어방법{Method And Apparatus for Controlling Electric Hydraulic Brake}
본 개시는 전자식 유압 브레이크 장치 및 제어방법 에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
자율주행용 차량(autonomous driving vehicle)은 주제동 시스템(main braking system)의 기능 이상 발생 시, 주제동 시스템 및 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake mechanism)의 사이에 배치된 보조제동 시스템(auxiliary braking system)을 이용하여 페일세이프(fail-safe) 기능을 확보한다.
한편, 종래의 보조제동 시스템은 2 채널(2-channel) 증감압 제어 및 2 채널 감압 제어를 수행한다. 예컨대, 종래의 보조제동 시스템은 전륜(front wheel)의 증감압 및 후륜(rear wheel) 감압 기능을 수행한다. 이를 위하여, 입력배관 4개 및 출력배관 4개, 총 8개의 배관이 보조제동 시스템에 연결되어야 한다.
그러나, 주제동 시스템이 정상인 경우 주제동 시스템이 복수의 휠브레이크 기구에게 브레이크 액을 전달함에 있어, 보조 제동시스템에 장착된 다수의 솔레노이드 밸브를 통과한다. 다수의 솔레노이드 밸브를 통과하면, 유압 응답성능이 감소되는 문제가 있다.
한편, 보조 제동시스템에는 ABS 제어에 관여하는 다수의 솔레노이드 밸브가 장착된다. ABS 제어에 관여하는 다수의 솔레노이드 밸브는 오리피스 사이즈 오리피스 사이즈(orifice size)가 작기 때문에 유압 응답성능이 더욱 감소되는 문제가 있다.
이에, 본 개시는, 주제동 시스템이 보조제동 시스템에게 브레이크 액을 공급할 때 브레이크 액이 보조제동시스템에 장착된 특정 솔레노이드 밸브를 통과하지 않고, 스플릿 유로를 이용하여 복수의 휠브레이크 기구에 브레이크 액을 공급함으로써 유압 응답성능을 증가시키는 것을 주된 목적으로 한다.
또한, 스플릿 유로 상단에 오리피스 사이즈가 큰 개폐밸브를 설치함으로써, 유압 응답성능을 더욱 증가시키는 것을 주된 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 브레이크 액(brake fluid)을 저장하기 위한 레저버(reservoir); 복수의 차륜에 유압(hydraulic pressure)을 제공함으로써, 제동력(braking force)을 제공하도록 구성된 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake mechanism); 레저버 및 복수의 휠브레이크 기구 사이에 배치되며, 레저버로부터 토출된(discharged) 브레이크 액을 복수의 휠브레이크 기구로 전달하도록 구성된 주제동 시스템(main braking system); 및 주제동 시스템 및 복수의 휠브레이크 기구의 사이에 배치되고, 주제동 시스템에 고장이 발생한 경우 복수의 휠브레이크 기구에 브레이크 액을 공급하도록 구성된 보조제동 시스템(auxiliary braking system)을 포함하되, 보조제동 시스템은, 주제동 시스템에 장착된 증압밸브로부터 브레이크 액을 공급받는 제1 유압입력부(first hydraulic pressure input unit) 및 제2 유압입력부(second hydraulic pressure input unit); 증압밸브를 거치지 않고 주제동 시스템으로부터 브레이크 액을 공급받는 제3 유압입력부(third hydraulic pressure input unit); 주제동 시스템 및 복수의 휠브레이크 기구 사이에서 유압을 전달하도록 구성된 제1 인렛유로(first inlet line) 및 제2 인렛유로(second inlet line); 제3 유압입력부로부터 브레이크 액을 전달받아 복수의 휠브레이크 기구에 브레이크 액을 공급하도록 구성된 스플릿유로(split line)를 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면 주제동 시스템이 보조제동 시스템에게 브레이크 액을 공급할 때 브레이크 액이 보조제동시스템에 장착된 특정 솔레노이드 밸브를 통과하지 않고, 스플릿 유로를 이용하여 복수의 휠브레이크 기구에 브레이크 액을 공급함으로써 유압 응답성능을 증가시키는 효과가 있다.
또한, 스플릿 유로 상단에 오리피스 사이즈가 큰 개폐밸브를 설치함으로써, 유압 응답성능을 더욱 증가시키는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자유압식 브레이크 장치의 개념도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자유압식 브레이크 장치의 유압회로도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자유압식 브레이크 장치의 주제동 시스템이 정상인 경우 전륜 및 후륜 휠브레이크에 브레이크 액을 공급하는 과정을 설명하기 위한 유압회로도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자유압식 브레이크 장치의 주제동 시스템이 고장인 경우 보조제동 시스템을 이용하여 전륜 휠브레이크에 브레이크 액을 공급하는 과정을 설명하기 위한 유압회로도이다.
이하, 본 개시의 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 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.
본 개시에서, 유로의 상대적 위치와 관련하여, "전방(forward)" 또는 "후방(backward)"으로 지칭되는 것은 브레이크 액이 유동할 때, 레저버(10)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.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자유압식 브레이크 장치의 개념도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자유압식 브레이크 장치의 유압회로도이다.
한편, 도 2에 도시된 유압회로도는 설명의 편의를 위해 각 구성을 개념적으로 나타낸 것에 불과하여, 실제 유압블록(hydraulic pressure block) 및 유압블록 내부에 형성되는 유로(line)의 위치는 상이할 수 있음에 유의한다. 또한, 도 2에서 인렛유로(inlet line)는 굵은 선으로, 아웃렛유로(outlet line)는 중간 굵기의 선으로, 순환유로(circulation line)는 가는 선으로 표시되었다.
또한, 본 개시에서 레저버(reservoir, 10), 브레이크 페달(brake pedal, 11) 및 주제동 시스템(main braking system, 20)의 구체적인 구성요소는 통상의 기술자에게 용이하게 구현될 수 있으므로, 이와 관련된 구체적인 도시 및 설명은 생략된다.
또한, 본 개시에서는 보조제동 시스템(100)에 의해 유압이 조절되는 휠브레이크 기구가 전륜우측 휠브레이크 기구(FR) 및 전륜좌측 휠브레이크 기구(FL)인 것으로 도시되었으나, 이는 일 예시적인 것에 불과하며, 전륜우측, 전륜좌측, 후륜우측 및 후륜좌측 중 임의의 두 개일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전자유압식 브레이크 장치(1)는 레저버(10), 브레이크 페달(11), 주제동 시스템(20) 및 보조제동 시스템(100)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
레저버(10)는 내부에 브레이크 액(brake oil)을 저장하도록 구성된다.
브레이크 페달(11)은 사용자의 답입(pedaling)에 의해 주제동 시스템(20)의 마스터실린더(master cylinder, 미도시)의 내부에 배치된 피스톤(미도시)을 병진운동(translational motion)시킨다.
복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)는, 레저버(10)로부터 토출된 브레이크 액의 유압을 이용하여 복수의 차륜(wheel, 미도시)에 제동력(braking force)을 발생시킨다. 운전자가 브레이크 페달(11)을 답입하는 경우, 제어부(electric control unit, 미도시)는 페달 트래블 센서(PTS: Pedal Travel Sensor, 미도시)를 이용하여 운전자의 제동 요구를 감지한다. 운전자의 제동 요구를 감지한 제어부는 제동신호(braking signal)를 생성한다. 여기서, 제동신호는 운전자의 브레이크 페달(11)의 답입량에 따라 이에 상응하는 제동력을 각 제동 시스템(20 및 100)이 생성하게 하기 위하여 전달되는 전기적 신호이다.
주제동 시스템(20)은 레저버(10) 및 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)의 사이에 배치되며, 레저버(10)로부터 토출된 브레이크 액을 복수의 휠브레이크 기구(FR, FL, RR 및 RL)에게 전달하고 브레이크 액의 유압을 제어하도록 구성된다. 주제동 시스템(20)의 구성요소 중 적어도 일부에 이상(fail)이 발생하는 경우, 제어부가 보조제동 시스템(100)에게 보조제동신호를 전달한다. 제어부에 의해 보조제동신호가 보조제동 시스템(100)에 전달되면, 보조제동 시스템(100)의 구성요소 중 전부 또는 일부가 구동된다. 이로 인해, 본 개시에 의한 전자유압식 브레이크 장치(1)는 페일세이프(fail-safe) 기능을 수행할 수 있다.
보조제동 시스템(100)은 주제동 시스템(20) 및 복수의 휠브레이크 기구(FR 및 FL)의 사이에 배치된다. 차량의 자율주행(autonomous driving) 중 주제동 시스템(20)에 이상이 발생하는 경우 또는 운전자가 직접 제동에 개입할 때, 주제동 시스템(20)에 이상이 발생하는 경우 보조제동 시스템(100)은 구동된다.
보조제동 시스템(100)은 유압입력부(hydraulic pressure input unit, 101, 102, 103 및 104), 유압출력부(hydraulic pressure output unit, 105 및 106), 인렛유로(111 및 112), 스플릿 유로(split line, 113) 구동부(actuating unit), 트랙션 컨트롤밸브(traction control valve; TCV1 및 TCV2), 인렛밸브(inlet valve; FLIV 및 FRIV), 아웃렛유로(outlet line; 121, 122 및 123), 아웃렛밸브(outlet valve; FROV, FLOV 및 RLOV), 어큐뮬레이터(accumulator; A1 및 A2), 순환유로(circulation line; 141 및 142) 및 고압 스위칭밸브(high pressure switching valve; HSV1 및 HSV2)의 전부 또는 일부를 포함한다.
유압입력부(101, 102, 103 및 104)는 주제동 시스템(20)으로부터 토출된 브레이크 액이 보조제동 시스템(100)으로 유입되는 유로 상에 하나 이상 배치된다.
인렛유로(111 및 112)는 유압입력부(101, 102, 103 및 104)에 의해 주제동 시스템(20)과 유체연통(fluid communication)된다. 이를 위하여, 유압입력부(101, 102, 103 및 104)가 보조제동 시스템(100)에 배치된다. 본 개시에 따른 보조제동 시스템(100)은 제1 인렛유로(111), 제2 인렛유로(112) 및 스플릿유로(113)를 포함하고, 보조제동 시스템(100)은 제1 유압입력부(101), 제2 유압입력부(102) 및 제3 유압입력부(103)를 포함한다.
제1 유압입력부(101)는 주제동 시스템(20)에 장착된 우전륜 증압밸브(INFR)로부터 브레이크 액을 공급받는다. 제2 유압입력부(102)는 주제동 시스템(20)에 장착된 좌전륜 증압밸브(INFL)로부터 브레이크 액을 공급받는다. 제3 유압입력부(103)는 주제동 시스템(20)에 장착된 라인스플릿 밸브(LSV: Line Split Valve)와 연결되어 주제동 시스템(20)으로부터 브레이크 액을 공급받는다. 제4 유압입력부(104)는 레저버(10)로부터 직접 브레이크 액을 공급받는다.
유압출력부(105 및 106)는 보조제동 시스템(100)으로부터 토출된 브레이크 액이 복수의 휠브레이크 기구(FR 및 FL)로 유입되는 유로 상에 하나 이상 배치된다. 유압출력부(105 및 106)로 인해 인렛유로(111 및 112)가 복수의 휠브레이크 기구(FR 및 FL)와 유체연통된다. 본 개시에 따른 보조제동 시스템(100)은 제1 유압출력부(105) 및 제2 유압출력부(106)를 포함한다.
인렛유로(111 및 112)는 유압입력부(101 및 102) 및 유압출력부(105 및 106)의 사이에 형성되며, 주제동 시스템(20)으로부터 토출된 브레이크 액을 전륜 휠브레이크 기구(FR 및 FL)에게 전달한다. 인렛유로(111 및 112)는 제1 인렛유로(111) 및 제2 인렛유로(112)를 포함한다.
제1 인렛유로(111)는 주제동 시스템(20)으로부터 토출된 브레이크 액의 전부 또는 일부를 전륜좌측 휠브레이크 기구(FL)에게 전달하도록 구성된다. 또한, 제2 인렛유로(112)는 주제동 시스템(20)으로부터 토출된 브레이크 액의 전부 또는 일부를 전륜우측 휠브레이크 기구(FR)에 전달하도록 구성된다.
한편, 스플릿유로(113)는 주제동 시스템(20)으로부터 토출된 브레이크 액의 전부 또는 일부를 전륜우측 휠브레이크 기구(FR) 및 전륜좌측 휠브레이크 기구(FL)에 전달하도록 구성된다. 더욱 상세하게는, 스플릿유로(113)의 일단은 주제동 시스템(20)의 라인스플릿 밸브(LSV)가 장착된 유로의 일단에서 분기되고, 타단은 제1 인렛밸브(FLIV) 및 제2 인렛밸브(FRIV)와 유체연통된다.
제1 인렛유로(111) 및 제2 인렛유로(112)의 내부를 유동하는 유체의 유압은 구동부(actuating unit)에 의해 증가될 수 있다. 구동부는 제1 펌프(SP1) 및/또는 제2 펌프(SP2)를
구동하도록 형성된 모터(motor)를 포함한다. 제1 펌프(SP1)의 출구부는 제1 인렛유로(111) 상의 일 지점에 연결된다. 제2 펌프(SP2)의 출구부는 제2 인렛유로(112) 상의 일 지점에 연결된다. 제1 펌프(SP1) 및 제2 펌프(SP2) 중 하나 이상이 구동되면, 각 펌프(SP1 및 SP2)에 연결된 인렛유로(111 및 112) 중 하나 이상의 내부 유압이 증가할 수 있다.
제1 인렛유로(111) 상의 일 지점에는 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)가 배치되며, 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)에 의해 제1 인렛유로(111)의 개폐가 조절된다. 이때, 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)는 제1 인렛유로(111) 및 제1 펌프(SP1)의 출구부가 연결되는 지점의 전방에 배치된다. 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)는 노멀오픈타입(normal open type)으로 구성된다. 따라서, 보조제동신호가 인가되지 않을 때인 비전원모드(non-powered mode)인 경우, 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)는 개방된다. 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1)가 폐쇄되는 경우, 제1 펌프(SP1)에 의해 증압된 브레이크 액의 일부가 주제동 시스템(20)으로 역류하지 않을 수 있다.
제1 인렛유로(111) 상의 다른 지점에는 제1 인렛밸브(FLIV)가 배치되고, 제1 인렛밸브(FLIV)에 의해 제1 인렛유로(111)의 개폐가 조절된다. 한편, 제1 인렛밸브(FLIV)는 제1 인렛유로(111) 및 제1 펌프(SP1)의 출구부가 연결되는 지점의 후방에 배치된다. 제1 인렛밸브(FLIV)는 노멀오픈타입으로 구성된다. 따라서, 보조제동신호가 인가되지 않을 때인 비전원모드인 경우, 제1 인렛밸브(FLIV)는 개방된다. 제1 인렛밸브(FLIV)가 폐쇄되는 경우, 제1 펌프(SP1)에 의해 증압된 브레이크 액의 일부가 전륜좌측 휠브레이크 기구(FL)에게 전달되지 않는다. 위와 같이 인렛밸브의 개폐를 이용하여 브레이크 액의 압력제어가 가능하다.
제2 인렛유로(112), 제2 트랙션 컨트롤밸브(TCV2) 및 제2 인렛밸브(FRIV)에 관한 설명은 각각 제1 인렛유로(111), 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1) 및 제1 인렛밸브(FLIV)에 관한 설명으로 대체한다.
스플릿유로(113)는 주제동 시스템(20)으로부터 토출된 브레이크 액의 전부 또는 일부를 전륜좌측 휠브레이크 기구(FL) 및 전륜우측 휠브레이크 기구(FR)에게 전달하도록 구성된다. 제어부에 의하여 주제동신호가 인가되면, 제3 유압입력부(103)에 연결된 스플릿유로(113)는 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1) 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(TCV2)를 통과하지 않고, 전륜좌측 휠브레이크 기구(FL) 및 전륜우측 휠브레이크 기구(FR)에게 전달된다. 여기서 주제동신호란, 제어부가 차량을 제동하기 위해 주제동 시스템(20)을 제어하기 위한 신호이다. 한편, 보조제동신호란, 주제동 시스템(20)에 고장이 발생한 경우, 제어부가 차량을 제동하기 위해 보조제동 시스템(100)을 제어하기 위한 신호이다.
종래의 보조제동 시스템은 스플릿유로(113)를 포함하지 않기 때문에, 주제동 시스템(20)이 전륜좌측 휠브레이크 기구(FL) 및 전륜우측 휠브레이크 기구(FR)에게 브레이크 액을 전달할 때 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1) 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(TCV2)를 통과해야 한다. 또한, 브레이크 액이 주제동 시스템(20)의 전륜 증압밸브(INFL 및 INFR)를 통과하여 보조제동 시스템(100)에 유입된다.
그러나, 브레이크 액이 제1 트랙션 컨트롤밸브(TCV1) 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(TCV2)를 통과하거나 전륜 증압밸브(INFL 및 INFR)을 통과하게 되면, 전자식 브레이크 장치의 유압 응답성능이 지연된다. 유압 응답성능은 제어부가 주제동신호를 이용하여 차량을 제동할 때 유압이 휠브레이크 기구까지 전달되는 과정에서 발생하는 지연시간과 반비례한다. 즉, 지연시간이 길어지면 유압 응답성능은 저하되고, 지연시간이 짧아질수록 유압 응답성능은 향상된다.
따라서 본 개시의 일 실시예에 따른 보조제동 시스템(100)은 제3 유압입력부(103) 및 스플릿유로(113)를 더 포함함으로써, 주제동신호의 인가 시 유압 응답성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
보조제동 시스템(100)의 스플릿유로(113) 상에는 개폐밸브(103a)가 장착된다. 개폐밸브(103a)는 예컨대, 노멀오픈타입의 솔레노이드 밸브 또는 체크밸브 등이 될 수 있다. 체크밸브는 유로 내에서 브레이크 액의 역류를 방지하는 밸브이다. 예컨대, 체크밸브는 보조제동 시스템(100)에서 주제동 시스템(20) 방향으로 브레이크 액이 흐르지 않도록 설계된다.
본 개시의 일 실시예에 따른 보조제동 시스템(100)은 개폐밸브(103a)를 이용하여 스플릿유로(113)를 개방 또는 폐쇄함으로써 유압 응답성능을 더 향상시킬 수 있다.
개폐밸브(103a)로는 일반적인 솔레노이드 밸브, 예컨대, 인렛 밸브 또는 아웃렛 밸브와 달리 오리피스 사이즈(orifice size)가 큰 솔레노이드 밸브를 사용할 수 있다. 여기서 오리피스 사이즈는 브레이크 액이 솔레노이드 밸브를 통과하여 토출되는 지점의 솔레노이드 밸브의 단면적을 의미한다.
보조제동 시스템(100)에 유입되는 브레이크 액이 오리피스 사이즈가 큰 개폐밸브(103a)를 통과함으로써 브레이크 액이 신속하게 전륜 휠브레이크 기구(FL 및 FR)에 전달된다. 따라서 오리피스 사이즈가 큰 개폐밸브(103a)는 유압 응답성능을 더 향상시키는 효과가 있다.
아웃렛유로(121, 122 및 123)는 제1 아웃렛유로(121), 제2 아웃렛유로(122) 및 제3 아웃렛유로(123)를 포함한다.
제1 아웃렛유로(121) 및 제2 아웃렛유로(122)는 제1 인렛유로(111) 또는 제2 인렛유로(112)상의 일 지점에 연결됨으로써, 제1 인렛유로(111) 또는 제2 인렛유로(112) 내의 브레이크 액의 적어도 일부가 분기되도록 구성된다.
제1 아웃렛유로(121)의 일단은 제1 인렛밸브(FRIV)의 후방에 형성된 제1 인렛유로(111) 상의 분기점(bifurcation)에 연결되고, 타단은 제1 펌프(SP1)의 입구부에 연결된다.
제1 아웃렛유로(121) 상의 일 지점에는 제1 아웃렛밸브(FROV)가 배치되어, 제1 아웃렛밸브(FROV)에 의해 제1 아웃렛유로(121)의 개폐가 조절된다. 제1 아웃렛밸브(FROV)는 노멀클로즈타입(normal-close type)으로 구성된다. 따라서, 보조제동신호가 인가되지 않을 때인 비전원모드인 경우, 제1 아웃렛밸브(FROV)는 폐쇄된다. 제1 아웃렛밸브(FROV)가 개방되면, 제1 인렛유로(111)를 유동하는 증압된 브레이크 액의 적어도 일부가 제1 아웃렛유로(121)로 토출된다. 이로 인해, 전륜좌측 휠브레이크 기구(FL)에게 전달되는 유압이 감소할 수 있다.
제1 아웃렛밸브(FROV)의 후방에 형성된 제1 아웃렛유로(121) 상의 다른 지점에는 제1 어큐뮬레이터(A1)가 더 배치될 수 있다. 제1 어큐뮬레이터(A1)는 제1 아웃렛유로(121)로부터 전달된 브레이크 액의 전부 또는 일부를 일시적으로 수용하도록 구성된다. 따라서, 브레이크 액의 맥동(hydraulic pulsation)으로 인해 제1 아웃렛유로(121)에 발생하는 피해를 최소화할 수 있다. 여기서, 제1 아웃렛유로(121)에 발생하는 피해라 함은, 예컨대, 지속적인 맥동에 유로가 장기간 노출될 경우, 유로의 적어도 일부에 발생하는 피로(fatigue), 변형(deformation) 또는 마모(abrasion) 등을 포함한다.
제2 아웃렛유로(122), 제2 아웃렛밸브(FLOV) 및 제2 어큐뮬레이터(A2)에 관한 설명은 각각 제1 아웃렛유로(121), 제2 아웃렛밸브(FLOV) 및 제1 어큐뮬레이터(A1)에 관한 설명과 동일하므로 생략한다.
한편 제3 아웃렛유로(123)는 후륜좌측 휠브레이크 기구(RL)에 연결되어 후륜좌측 휠브레이크 기구(RL)에 공급되는 브레이크 액을 감압한다. 본 개시의 상세한 설명에서는 후륜좌측 휠브레이크 기구(RL)를 도면에 표시하였으나, 본 개시의 다른 실시예에서는 제3 아웃렛유로(123)는 후륜우측 휠브레이크 기구(RR)와 연결될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 보조제동 시스템(100)의 제어부(미도시)는 요구제동량에 따라 어큐뮬레이터(A1 및 A2)의 사용 여부를 결정한다. 예컨대, 완제동(slow braking)의 경우, 각 아웃렛밸브(FROV, FLOV 및 RLOV) 중 일부만이 개방됨으로써 개방된 아웃렛유로(121, 122 및 123)를 브레이크 액만이 통과하여 인렛유로(111 및 112)로부터 분기된다. 이때, 분기되는 브레이크 액의 양은 급제동(sudden braking)에 비하여 상대적으로 소량이므로 어큐뮬레이터(A1 및 A2)에 브레이크 액이 수용되지 않아도 된다. 그러나 급제동의 경우, 아웃렛밸브(FROV, FLOV 및 RLOV) 전부가 개방됨으로써, 브레이크 액이 아웃렛유로(121, 122 및 123) 전부를 통과하여 인렛유로(111 및 112)로부터 분기된다. 이때, 분기되는 브레이크 액의 양은 완제동에 비하여 대량이므로 어큐뮬레이터(A1 및 A2)에 브레이크 액이 수용된다.
제3 아웃렛유로(123)의 일단은 후륜좌측 휠브레이크와 연결된 유로 상의 일 지점에 연결되고, 타단은 제1 아웃렛유로(121)에 연결된다. 이때, 제3 아웃렛유로(123) 및 제1 아웃렛유로(121)가 연결되는 지점은 제1 아웃렛밸브(FROV)의 후방에 형성된다. 이로 인해, 제3 아웃렛유로(123)에 의해 전달된 브레이크 액이 제1 아웃렛유로(121)의 내부를 유동하는 브레이크 액과 합류될 수 있다.
제3 아웃렛유로(123)는 제1 아웃렛유로(121) 및 제2 아웃렛유로(122) 중 하나 이상에 연결된다. 예컨대, 본 개시의 도 2에 도시된 바와 같이 제1 아웃렛유로(121) 및 제2 아웃렛유로(122)는 서로 연결되어 있으며, 이들은 서로 유체연통될 수 있다. 이러한 경우, 제3 아웃렛유로(123)에 의해 전달된 브레이크 액은 제1 어큐뮬레이터(A1) 및 제2 어큐뮬레이터(A2) 중 적어도 하나에 수용될 수 있다. 그러나 반드시 본 개시가 이에 한정될 것은 아니며 제1 아웃렛유로(121) 및 제2 아웃렛유로(122)는 연결되지 않을 수 있으며, 이러한 경우, 제3 아웃렛유로(123)에 의해 전달된 브레이크 액은 제1 아웃렛유로(121)로만 합류되고, 제1 어큐뮬레이터(A1)에 수용된다. 한편, 어큐물레이터(A1 및 A2)를 포함하지 않는 다른 실시예에서는 레저버로 회수되도록 제3 아웃렛유로(123)를 설계할 수 있다.
제3 아웃렛유로(123) 상의 일 지점에는 제3 아웃렛밸브(RLOV)가 배치되고, 제3 아웃렛밸브(RLOV)에 의해 제3 아웃렛유로(123)의 개폐가 조절된다. 제3 아웃렛밸브(RLOV)는 노멀클로즈타입으로 형성된다. 따라서, 비전원모드인 경우, 제3 아웃렛밸브(RLOV)는 폐쇄된다.
제1 순환유로(141) 상의 일 지점에는 제1 고압 스위칭밸브(HSV1)가 배치되고, 제1 고압 스위칭밸브(HSV1)에 의해 제1 순환유로(141)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, 브레이크 액이 구동부에게 제공된다.
제2 순환유로(142) 및 제2 고압 스위칭밸브(HSV2)에 관한 설명은 제1 순환유로(141) 및 제1 고압 스위칭밸브(HSV1)에 관한 설명과 동일하므로 생략한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자유압식 브레이크 장치의 주제동 시스템이 정상인 경우 전륜 및 후륜 휠브레이크에 브레이크 액을 공급하는 과정을 설명하기 위한 유압회로도이다.
도 3을 참조하면, 굵은 실선으로 표시된 유로는 브레이크 액이 흐르는 유로를 나타낸다.
제어부는 운전자의 제동요구에 기초하여 제동신호를 생성하는 제동신호 생성하여 복수의 휠브레이크 기구(FL, FR, RL 및 RR)에 브레이크 액을 공급한다.
제어부는 복수의 휠브레이크 기구(FL, FR, RL 및 RR)에 브레이크 액을 공급하기에 앞서 주제동 시스템(20)이 정상인지 여부를 판단하는 고장여부 판단과정을 포함할 수 있다. 즉, 주제동 시스템(20)이 정상인 것으로 판단한 경우 제어부는 주제동 시스템(20)을 이용하여 휠브레이크 기구(FL, FR, RL 및 RR)에 브레이크 액을 공급한다.
주제동 시스템(20)이 정상인 경우, 제어부는 주제동 시스템(20)에게 주제동신호를 송신하여 복수의 휠브레이크 기구(FL, FR, RL 및 RR)에 브레이크 액을 공급하도록 제어한다. 예를들어, 제어부는 주제동 시스템(20)의 주제동 후륜 증압밸브(INRL 및 INRR)를 제어하여 후륜 휠브레이크 기구(RL 및 RR)에 브레이크 액을 공급하도록 제어한다. 또한, 제어부는 스플릿유로(113)를 이용하여 전륜 휠브레이크 기구(FL 및 FR)에 브레이크 액을 공급하도록 제어한다. 여기서 제어부가 전륜 휠브레이크 기구(FL 및 FR)를 증압시킬 때, 브레이크 액은 주제동 시스템(20)에 장착된 전륜 증압밸브(INFL 및 INFR) 및 보조제동 시스템(100)에 장착된 트랙션 컨트롤밸브(TCV1 TCV2)를 통과하지 않는다. 따라서 본 개시의 일 실시예에 따른 전자유압식 브레이크 장치(1)는 전륜 휠브레이크 기구(FL 및 FR)를 증압할 때 유압 응답성능을 증가시키는 효과가 있다.
이에 더하여, 개폐밸브(103a)로서 오리피스 사이즈가 큰 솔레노이드 밸브를 사용함으로써 전륜 휠브레이크 기구(FL 및 FR)를 증압할 때 유압 응답성능을 더욱 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자유압식 브레이크 장치의 주제동 시스템이 고장인 경우 보조제동 시스템을 이용하여 전륜 휠브레이크에 브레이크 액을 공급하는 과정을 설명하기 위한 유압회로도이다.
도 4를 참조하면, 굵은 실선으로 표시된 유로는 브레이크 액이 흐르는 유로를 나타낸다.
주제동 시스템(20)이 고장인 경우, 제어부는 보조제동 시스템(100)에게 주제동신호를 송신하여 전륜 휠브레이크 기구(FL 및 FR)에 브레이크 액을 공급하도록 제어한다. 또한, 제어부는 후륜은 전자식 주차브레이크(electronic parking brake)를 이용하여 제동한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 보조제동 시스템(100)은 후륜좌측 휠브레이크 기구(RL) 및 후륜우측 휠브레이크 기구(RR)의 증압제어에 관여하지 않는다. 즉, 보조제동 시스템(100)은 2 개의 휠브레이크 기구를 증압하고, 3 개의 휠브레이크 기구를 감압한다. 또한, 주제동 시스템(20)이 정상인 경우, 주제동 시스템(20)이 브레이크 액을 전륜 휠브레이크 기구(FL 및 FR)에 공급할 때 스플릿유로(113)를 이용하여 특정 솔레노이드 밸브를 거치지 않음으로써 유압 작동성능을 증가시키는 효과가 있다. 또한, 스플릿유로(113)를 개폐하는 밸브를 오리피스 사이즈가 큰 밸브를 사용함으로써 유압 작동성능을 더욱 증가시키는 효과가 있다.
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.
1: 브레이크 장치 10: 레저버
11: 브레이크 페달 20: 주제동 시스템
100: 보조제동 시스템 101, 102, 103, 104 유압입력부
105, 106 유압출력부 111, 112: 인렛유로
113: 스플릿유로 113a: 개폐밸브
121, 122, 123: 아웃렛유로
141, 142: 순환유로 TCV: 트랙션 컨트롤밸브
HSV: 고압 스위칭밸브 IN: 인렛밸브
OV: 아웃렛밸브 SP: 펌프

Claims (11)

  1. 브레이크 액(brake fluid)을 저장하기 위한 레저버(reservoir);
    복수의 차륜에 유압(hydraulic pressure)을 제공함으로써, 제동력(braking force)을 제공하도록 구성된 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake mechanism);
    상기 레저버 및 상기 복수의 휠브레이크 기구 사이에 배치되며, 상기 레저버로부터 토출된(discharged) 브레이크 액을 상기 복수의 휠브레이크 기구로 전달하도록 구성된 주제동 시스템(main braking system); 및
    상기 주제동 시스템 및 상기 복수의 휠브레이크 기구의 사이에 배치되고, 상기 주제동 시스템에 고장이 발생한 경우 상기 복수의 휠브레이크 기구에 상기 브레이크 액을 공급하도록 구성된 보조제동 시스템(auxiliary braking system)을 포함하되,
    상기 보조제동 시스템은,
    상기 주제동 시스템에 장착된 증압밸브로부터 상기 브레이크 액을 공급받는 제1 유압입력부(first hydraulic pressure input unit) 및 제2 유압입력부(second hydraulic pressure input unit);
    상기 증압밸브를 거치지 않고 상기 주제동 시스템으로부터 상기 브레이크 액을 공급받는 제3 유압입력부(third hydraulic pressure input unit);
    상기 주제동 시스템 및 상기 복수의 휠브레이크 기구 사이에서 유압을 전달하도록 구성된 제1 인렛유로(first inlet line) 및 제2 인렛유로(second inlet line); 및
    상기 제3 유압입력부로부터 상기 브레이크 액을 전달받아 상기 복수의 휠브레이크 기구에 브레이크 액을 공급하도록 구성된 스플릿유로(split line)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보조제동 시스템은,
    제1 펌프(first pump) 및 제2 펌프(second pump)를 포함하고, 상기 제1 인렛유로 상의 일 지점 및 상기 제2 인렛유로 상의 일 지점에 연결되며, 상기 제1 인렛유로의 내부 유압 및 상기 제2 인렛유로의 내부 유압을 증가시키도록 구성되는 구동부(actuating unit);
    상기 제1 인렛유로로부터 분기되며, 상기 제1 인렛유로의 분기점 및 상기 제1 펌프의 입구를 연결하는 제1 아웃렛유로(first outlet line); 및
    상기 제2 인렛유로로부터 분기되며, 상기 제2 인렛유로의 분기점 및 상기 제2 펌프의 입구 사이를 연결하는 제2 아웃렛유로(second outlet line)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 보조제동 시스템은,
    상기 스플릿유로를 개폐하도록 구성된 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 개폐밸브는,
    노멀오픈타입의 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 개폐밸브는,
    상기 보조제동 시스템에서 상기 주제동 시스템으로 상기 브레이크 액이 역류하지 않도록 구성된 체크밸브인 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 개폐밸브는,
    상기 증압밸브보다 오리피스 사이즈가 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 보조제동 시스템은,
    상기 제1 인렛유로 상에 배치되며, 상기 제1 인렛유로의 개폐를 조절하도록 형성된 제1 트랙션 컨트롤밸브(first traction control valve); 및
    상기 제2 인렛유로 상에 배치되며, 상기 제2 인렛유로의 개폐를 조절하도록 형성된 제2 트랙션 컨트롤밸브(second traction control valve)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 보조제동 시스템은,
    상기 제1 트랙션 컨트롤밸브의 후방에 형성된 상기 제1 인렛유로 상의 일 지점 및 상기 제1 아웃렛유로와의 분기점 사이에 배치되며, 상기 제1 인렛유로의 개폐를 조절하도록 형성된 제1 인렛밸브(first inlet valve); 및
    상기 제2 트랙션 컨트롤밸브의 후방에 형성된 상기 제2 인렛유로 상의 일 지점 및 상기 제2 아웃렛유로와의 분기점 사이에 배치되며, 상기 제2 인렛유로의 개폐를 조절하도록 형성된 제2 인렛밸브(second inlet valve)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 보조제동 시스템은,
    상기 제1 아웃렛유로에 배치되며, 상기 제1 아웃렛유로의 개폐를 조절하도록 형성된 제1 아웃렛밸브(first outlet valve); 및
    상기 제2 아웃렛유로에 배치되며, 상기 제2 아웃렛유로의 개폐를 조절하도록 형성된 제2 아웃렛밸브(second outlet valve)를
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 장치.
  10. 주제동 시스템(main braking system) 및 보조제동 시스템(auxiliary braking system)을 이용하여 복수의 휠브레이크 기구(wheel brake mechanism)에 브레이크 액(brake fluid)을 공급하는 전자식 유압 브레이크 제어방법에 있어서,
    운전자의 제동요구에 기초하여 제동신호를 생성하는 제동신호 생성과정;
    상기 주제동 시스템이 정상인지 여부를 판단하는 고장여부 판단과정;
    상기 주제동 시스템이 정상인 것으로 판단된 경우, 상기 제동신호에 기초하여 상기 주제동 시스템 및 상기 보조제동 시스템을 이용하여 상기 브레이크 액을 상기 복수의 휠브레이크 기구로 전달하는 유압전달과정을 포함하되,
    상기 유압전달과정은,
    상기 브레이크 액이 상기 주제동 시스템에서 상기 복수의 휠브레이크 기구로 이동할 때, 상기 보조제동 시스템을 통과하지 않도록 구성된 스플릿 유로(split line)를 이용하여 상기 브레이크 액을 상기 휠브레이크 기구에 공급하는 것
    을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 제어방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 유압전달과정은,
    상기 브레이크 액이 스플릿 유로(split line)를 통과함으로써 상기 보조제동 시스템에 포함된 제1 트랙션 컨트롤 밸브 및 제2 트랙션 컨트롤 밸브를 통과하지 않는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크 제어방법.
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