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KR102530382B1 - 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법 Download PDF

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KR102530382B1
KR102530382B1 KR1020180061702A KR20180061702A KR102530382B1 KR 102530382 B1 KR102530382 B1 KR 102530382B1 KR 1020180061702 A KR1020180061702 A KR 1020180061702A KR 20180061702 A KR20180061702 A KR 20180061702A KR 102530382 B1 KR102530382 B1 KR 102530382B1
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Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버와 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치와 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 1 유압 회로와 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 2 유압 회로와 상기 제 1 유압 회로로 전달되는 액압을 조절하는 제 1 컷 밸브와 상기 제 2 유압 회로로 전달되는 액압을 조절하는 제 2 컷 밸브를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서,페달 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치; 및 상기 시뮬레이션 장치 고장 시, 상기 제 1 컷 밸브 및 상기 제 2 컷 밸브를 차단하고, 상기 시뮬레이션 장치 내 압력에 따른 타겟 압력으로 제동 제어를 수행하는 제어부;를 포함한다.

Description

전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법{ELECTRIC BRAKE SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자식 브레이크 시스템 내 페달 시뮬레이터 밸브의 고장 시 전자식 브레이크 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.
차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다.
브레이크 시스템의 일례로는 제동시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS: Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS: Brake Traction Control System)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(ESC: Electronic Stability Control System) 등이 있다.
일반적으로 전자식 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 휠 실린더로 압력을 공급하는 액압 공급장치를 포함한다.
위와 같은 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템은 유럽 등록특허 EP 2 520 473호에 개시되어 있다. 개시된 문헌에 따르면, 액압 공급장치는 브레이크 페달의 답력에 따라 모터가 작동하여 제동압을 발생시키도록 이루어진다. 이때, 제동압은 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압함으로써 발생하게 된다.
또한, 브레이크 시스템은 운전자에게 페달의 답력을 측정하기 위하여 운전자의 답력에 따라 유압을 공급받아 운전자에게 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터를 포함한다.
따라서, 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템은 운전자가 가하는 페달의 답력에 대해 획득한 페달 위치 센서의 센서값을 기초로 제동압을 발생시킬 뿐만 아니라, 페달 위치 센서값을 기초로 페달 시뮬레이터가 동작한다.
다만, 페달 시뮬레이터 동작 시 페달 시뮬레이터 밸브의 고장이 발생하는 경우, 운전자에게 페달감을 제공하지 못하고, 결과적으로 차량의 제동력을 생성시킬 수 없는 문제점이 있다.
EP 2 520 473 A1 (Honda Motor Co., Ltd.) 2012. 11. 7. 대한민국 공개특허공보10-2015-0061210호
일 실시예는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 페달 시뮬레이터 밸브가 고장나는 경우에도 운전자의 제동 의지를 반영하여 차량의 제동력을 생성하고자 한다.
또한, 일 실시예는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 페달 시뮬레이터 밸브가 고장나는 경우 주기적으로 컷 밸브의 개방 폐쇄 동작으로 단속적인 페달 감(Pedal Feel)만을 제공하게 되는 문제점을 해결하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면,브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버와 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치와 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 1 유압 회로와 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 2 유압 회로와 상기 제 1 유압 회로로 전달되는 액압을 조절하는 제 1 컷 밸브와 상기 제 2 유압 회로로 전달되는 액압을 조절하는 제 2 컷 밸브를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 페달 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치; 및 상기 시뮬레이션 장치 고장 시, 상기 제 1 컷 밸브 및 상기 제 2 컷 밸브를 차단하고, 상기 시뮬레이션 장치 내 압력에 따른 타겟 압력으로 제동 제어를 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이션 장치는, 상기 마스터 실린더로부터 유출된 오일을 저장하는 시뮬레이션 챔버; 및 상기 시뮬레이션 챔버로 전달되는 액압을 조절하는 시뮬레이터 밸브;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 시뮬레이터 밸브가 고장으로 판단되면, 상기 시뮬레이션 챔버 내 액압에 기초하여 타겟 압력을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 시뮬레이션 챔버 내 유압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브의 고장으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 시뮬레이션 챔버 내 액압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브가 개방되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 마스터 실린더가 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하고, 액압 공급장치가 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키고, 적어도 하나의 유압 회로를 통해 적어도 하나의 휠 실린더로 상기 액압 공급 장치에서 전달된 액압을 전달할 때, 적어도 하나의 컷 밸브가 상기 액압을 조절하는 전자식 브레이크 제어 방법에 있어서,시뮬레이션 장치가 페달 답력에 따른 반력을 제공하는 단계; 와 상기 시뮬레이션 장치 고장 시, 상기 적어도 하나의 컷 밸브를 차단하는 단계; 와 상기 시뮬레이션 장치 내 압력을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 압력에 기초하여 산출된 타겟 압력으로 제동 제어를 수행하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 시뮬레이션 장치가 페달 답력에 따른 반력을 제공하는 단계; 는 시뮬레이션 챔버가 상기 마스터 실린더로부터 유출된 오일을 저장하는 단계; 및 시뮬레이터 밸브가 상기 시뮬레이션 챔버로 전달되는 액압을 조절하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이터 밸브가 고장으로 판단되면, 상기 시뮬레이션 챔버 내 액압에 기초하여 타겟 압력을 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이터 밸브가 고장으로 판단되면, 상기 시뮬레이션 챔버 내 액압에 기초하여 타겟 압력을 산출하는 단계;는 상기 시뮬레이션 챔버 내 유압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브의 고장으로 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이션 챔버 내 유압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브의 고장으로 판단하는 단계;는 상기 시뮬레이션 챔버 내 액압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브가 개방되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 페달 시뮬레이터 밸브가 고장나는 경우에도 운전자의 제동 의지를 반영하여 차량의 제동력을 생성할 수 있다.
또한, 일 실시예는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 페달 시뮬레이터 밸브가 고장나는 경우 주기적으로 컷 밸브의 개방 폐쇄 동작으로 단속적인 페달 감(Pedal Feel)만을 제공하게 되는 문제점을 해결할 수 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 내부 블록도이다.
도 4a는 페달 시뮬레이터 정상 시 시간에 따른 종류별 압력 변화를 나타낸 그래프이고, 도 4b는 페달 시뮬레이터 고장 시 시간에 따른 종류별 압력 변화를 나타낸 그래프이다. 도 5는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자시 브레이크 시스템의 비 제동 시의 상태를 나타내는 유압 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 마스터 실린더(20)의 상부에 결합되어 오일을 저장하는 리저버(30)와, 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 마스터 실린더(20)를 가압하는 인풋로드(12)와, 액압이 전달되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(40)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11) 및 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치(50)를 구비한다.
마스터 실린더(20)는 적어도 하나의 챔버를 구비하도록 구성되어 액압을 발생시킬 수 있다. 일 예로, 마스터 실린더(20)는 제1 마스터 챔버(20a)와 제2 마스터 챔버(20b)를 구비할 수 있다.
도 1을 참조하면, 시뮬레이션 장치(50)는 마스터 실린더(20)의 제1 유압포트(24a)에서 유출되는 오일을 저장할 수 있도록 마련된 시뮬레이션 챔버(51)와 시뮬레이션 챔버(51) 내에 마련된 반력 피스톤(52)과 이를 탄성 지지하는 반력 스프링(53)을 구비하는 페달 시뮬레이터 및 시뮬레이션 챔버(51)의 후단부에 연결된 시뮬레이터 밸브(54)를 포함한다.
반력 피스톤(52)과 반력 스프링(53)은 시뮬레이션 챔버(51)로 유입되는 오일에 의해 시뮬레이션 챔버(51) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 설치된다.
한편, 도 1에 도시된 반력 스프링(53)은 반력 피스톤(52)에 탄성력을 제공할 수 있는 하나의 실시예에 불과한 것으로, 형상 변형에 의해 탄성력을 저장할 수 있는 다양한 실시예를 포함할 수 있다. 일 예로, 고무 등의 재질로 마련되거나, 코일 또는 판 형상을 구비함으로써 탄성력을 저장할 수 있는 다양한 부재를 포함한다.
시뮬레이터 밸브(54)는 시뮬레이션 챔버(51)의 후단과 리저버(30)를 연결하는 유로에 마련될 수 있다. 시뮬레이션 챔버(51)의 전단은 마스터 실린더(20)와 연결되고, 시뮬레이션 챔버(51)의 후단은 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)와 연결될 수 있다. 따라서 반력 피스톤(52)이 복귀하는 경우에도 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)의 오일이 유입됨으로써 시뮬레이션 챔버(51)의 내부 전체가 오일로 채워질 수 있다.
한편, 도면에는 여러 개의 리저버(30)가 도시되어 있고 각각의 리저버(30)는 동일한 도면 부호를 사용하고 있다. 다만, 이들 리저버는 동일 부품으로 마련되거나 서로 다른 부품으로 마련될 수 있다. 일 예로, 시뮬레이션 장치(50)와 연결되는 리저버(30)는 마스터 실린더(20)와 연결되는 리저버(30)와 동일하거나, 마스터 실린더(20)와 연결되는 리저버(30)와 별도로 오일을 저장할 수 있는 저장소일 수 있다.
한편, 시뮬레이터 밸브(54)는 평소 닫힌 상태를 유지하는 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(54)는 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하는 경우 개방되어 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일을 리저버(30)로 전달할 수 있다.
또한, 페달 시뮬레이터와 리저버(30) 사이에는 시뮬레이터 밸브(54)와 병렬 연결되도록 시뮬레이터 체크밸브(55)가 설치될 수 있다. 시뮬레이터 체크밸브(55)는 리저버(30)의 오일이 시뮬레이션 챔버(51)로 흐르는 것을 허용하되, 시뮬레이션 챔버(51)의 오일이 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 리저버(30)로 흐르는 것을 차단할 수 있다. 브레이크 페달(10)의 답력 해제시 시뮬레이터 체크밸브(55)를 통해 오일이 시뮬레이션 챔버(51) 내로 공급될 수 있기 때문에 페달 시뮬레이터 압력의 빠른 리턴이 보장될 수 있다.
페달 시뮬레이션 장치(50)의 동작 모습에 대하여 설명하면, 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 제공 시 페달 시뮬레이터의 반력 피스톤(52)이 반력 스프링(53)을 압축하면서 밀어내는 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일은 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)로 전달되고, 이 과정에서 운전자는 페달감을 제공받게 된다. 그리고 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 해제시 반력 스프링(53)이 반력 피스톤(52)을 밀어내면서 반력 피스톤(52)이 원래의 상태로 복귀하고, 리저버(30)의 오일이 시뮬레이터 밸브(54)가 설치되는 유로와 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 시뮬레이션 챔버(51) 내에 유입되면서 시뮬레이션 챔버(51) 내부에 오일이 가득 찰 수 있다.
이와 같이, 시뮬레이션 챔버(51) 내부는 항상 오일이 채워진 상태이기 때문에 시뮬레이션 장치(50)의 작동 시 반력 피스톤(52)의 마찰이 최소화되어 시뮬레이션 장치(50)의 내구성이 향상됨은 물론, 외부로부터 이물질의 유입이 차단될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적으로 작동하는 액압 공급장치(100)와, 각각 두 개의 차륜(RR, RL, FR, FL)에 마련되는 휠 실린더(40)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 구성된 유압 제어유닛(200)과, 상기 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하는 제1 백업유로(251)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)와, 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷(202)을 연결하는 제2 백업유로(252)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)와, 액압 정보와 페달 변위 정보를 기반으로 액압 공급장치(100)와 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 도 3의 2000)을 포함할 수 있다.
액압 공급장치(100)는 휠 실린더(40)로 전달되는 오일 압력을 제공하는 액압 제공유닛(110)과, 페달 변위센서(11)의 전기적 신호에 의해 회전력을 발생시키는 모터(120)와, 모터(120)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 액압 제공유닛(110)에 전달하는 동력변환부(130)를 포함할 수 있다. 또는 액압 제공유닛(110)은 모터(120)에서 공급되는 구동력이 아니라 고압 어큐뮬레이터에서 제공되는 압력에 의해 동작할 수도 있다.
다음으로, 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)에 연결되는 유로들(211, 212, 213, 214, 215, 216, 217)과 밸드들(231, 232, 233, 234, 235, 236, 241, 242, 243)에 대하여 설명하기로 한다.
제2 유압유로(212)는 제1 유압서킷(201)과 연통되고, 제3 유압유로(213)는 제2 유압서킷(202)과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)으로 액압이 전달될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제2 및 제3 유압유로(212, 213)에 각각 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브(231)와 제2 제어밸브(232)를 포함할 수 있다.
그리고 제1 및 제2 제어밸브(231, 232)는 제1 압력챔버(112)에서 제1 또는 제2 유압서킷(201, 202)으로 향하는 방향의 오일 흐름만을 허용하고, 반대 방향으로의 오일 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제1 또는 제2 제어밸브(231, 232)는 제1 압력챔버(112)의 액압이 제1 또는 제2 유압서킷(201, 202)으로 전달되는 것을 허용하면서도, 제1 또는 제2 유압서킷(201, 202)의 액압이 제2 또는 제3 유압유로(212, 213)를 통해 제1 압력챔버(112)로 누설되는 것은 방지할 수 있다.
한편, 제4 유압유로(213)는 도중에 제5 유압유로(215)와 제6 유압유로(216)로 분기되어 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 연통될 수 있다. 일 예로, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제5 유압유로(215)는 제1 유압서킷(201)과 연통되고, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제6 유압유로(216)는 제2 유압서킷(202)과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 후진에 의해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202) 모두에 액압이 전달될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제5 유압유로(215)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브(233)와 제6 유압유로(216)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제4 제어밸브(234)를 포함할 수 있다.
제3 제어밸브(233)는 제2 압력챔버(113)와 제1 유압서킷(201) 사이의 오일 흐름을 제어하는 양방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 그리고 제3 제어밸브(233)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛(2000)으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
그리고 제4 제어밸브(234)는 제2 압력챔버(113)에서 제2 유압서킷(202)으로 향하는 방향의 오일 흐름만을 허용하고, 반대 방향으로의 오일 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제4 제어밸브(234)는 제2 유압서킷(202)의 액압이 제6 유압유로(216)와 제4 유압유로(214)를 통해 제2 압력챔버(113)로 누설되는 것은 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)를 연결하는 제7 유압유로(217)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제5 제어밸브(235)와, 제2 유압유로(212)와 제7 유압유로(217)를 연결하는 제8 유압유로(218)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제6 제어밸브(236)를 포함할 수 있다. 그리고 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛(2000)으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 제1 제어밸브(231) 또는 제2 제어밸브(232)에 이상이 발생하였을 때, 개방되도록 작동하여 제1 압력챔버(112)의 액압이 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 전달될 수 있도록 할 수 있다.
그리고 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 휠 실린더(40)의 액압을 빼내어 제1 압력챔버(112)로 보내는 때에 개방되도록 작동할 수 있다. 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)에 마련되는 제1 제어밸브(231)와 제2 제어밸브(232)가 일 방향 오일 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되기 때문이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 및 제2 덤프유로(116, 117)에 각각 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 덤프밸브(241)와 제2 덤프밸브(242)를 더 포함할 수 있다. 덤프밸브(241, 242)는 리저버(30)에서 제1 또는 제2 압력챔버(112, 113)로의 방향만을 개방하고, 반대 방향은 폐쇄하는 체크밸브일 수 있다. 즉, 제1 덤프밸브(241)은 리저버(30)에서 제1 압력챔버(112)로 오일이 흐를 수 있도록 허용하되, 제1 압력챔버(112)에서 리저버(30)로 오일이 흐르는 것은 차단하는 체크밸브일 수 있고, 제2 덤프밸브(242)은 리저버(30)에서 제2 압력챔버(113)로 오일이 흐를 수 있도록 허용하되, 제2 압력챔버(113)에서 리저버(30)로 오일이 흐르는 것은 차단하는 체크밸브일 수 있다.
또한, 제2 덤프유로(117)는 바이패스 유로를 포함할 수 있고, 바이패스 유로에는 제2 압력챔버(113)와 리저버(30) 사이의 오일 흐름을 제어하는 제3 덤프밸브(243)가 설치될 수 있다.
제3 덤프밸브(243)는 양방향 흐름을 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있고, 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 제공유닛(110)은 복동식으로 동작할 수 있다. 즉, 유압피스톤(114)이 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 액압은 제1 유압유로(211)와 제2 유압유로(212)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제1 유압유로(211)와 제3 유압유로(213)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.
마찬가지로, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제2 압력챔버(113)에 발생되는 액압은 제4 유압유로(214)와 제5 유압유로(215)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제4 유압유로(214)와 제6 유압유로(216)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.
또한, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제1 유압서킷(201), 제2 유압유로(212), 및 제1 유압유로(211)를 통해 제1 압력챔버(112)로 전달시킬 수 있고, 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제2 유압서킷(202), 제3 유압유로(213), 및 제1 유압유로(211)를 통해 제1 압력챔버(112)로 전달시킬 수 있다.
다음으로 액압 공급장치(100)의 모터(120)와 동력변환부(130)에 대하여 설명하기로 한다.
모터(120)는 전자제어유닛(2000)으로부터 출력된 신호에 의해 회전력을 발생시키는 장치로서, 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다. 모터(120)의 회전 각속도와 회전각은 정밀하게 제어될 수 있다. 이러한 모터(120)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 전자제어유닛(2000)은 모터(120)를 포함하여 후술할 본 발명의 전자식 브레이크 시스템(1)에 구비된 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어한다. 브레이크 페달(10)의 변위에 따라 복수의 밸브들이 제어되는 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
모터(120)의 구동력은 동력변환부(130)를 통해 유압피스톤(114)의 변위를 발생시키고, 압력챔버 내에서 유압피스톤(114)이 슬라이딩 이동하면서 발생하는 액압은 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통해 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 설치된 휠 실린더(40)로 전달된다.
동력변환부(130)는 회전력을 직선운동으로 변환하는 장치로서, 일 예로 웜샤프트(131)와 웜휠(132)과 구동축(133)으로 구성될 수 있다.
웜샤프트(131)는 모터(120)의 회전축과 일체로 형성될 수 있고, 외주면에 웜이 형성되어 웜휠(132)과 맞물리도록 결합하여 웜휠(132)을 회전시킨다. 웜휠(132)은 구동축(133)과 맞물리도록 연결되어 구동축(133)을 직선 이동시키고, 구동축(133)은 유압피스톤(114)과 연결되어 유압피스톤(114)을 실린더블록(111) 내에서 슬라이딩 이동시킨다.
이상의 동작들을 다시 설명하면, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(2000)에 전달되고, 전자제어유닛은 모터(120)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)를 일 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트(131)의 회전력은 웜휠(132)을 거쳐 구동축(133)에 전달되고, 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 전진 이동하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킨다.
반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 전자제어유닛(2000)은 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 반대 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 복귀하면서(후진 이동하면서) 제1 압력챔버(112)에 부압을 발생시킨다.
한편, 액압과 부압의 발생은 위와 반대 방향으로도 가능하다. 즉, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(ECU, 2000)에 전달되고, 전자제어유닛(2000)은 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)를 반대 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트(131)의 회전력은 웜휠(132)을 거쳐 구동축(133)에 전달되고, 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 후진 이동하면서 제2 압력챔버(113)에 액압을 발생시킨다.
반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 전자제어유닛은 모터(120)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 일 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 복귀하면서(전진 이동하면서) 제2 압력챔버(113)에 부압을 발생시킨다.
이처럼 액압 공급장치(100)는 모터(120)로부터 발생된 회전력의 회전방향에 따라 액압을 휠 실린더(40)로 전달하거나 액압을 흡입하여 리저버(30)로 전달하는 역할을 수행하게 된다.
한편, 모터(120)가 일 방향으로 회전하는 경우 제1 압력챔버(112)에 액압이 발생하거나 제2 압력챔버(113)에 부압이 발생할 수 있는데, 액압을 이용하여 제동할 것인지, 아니면 부압을 이용하여 제동을 해제할 것인지는 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어함으로써 결정될 수 있다.
도면에 도시되지는 않았지만 동력변환부(130)는 볼스크류 너트 조립체로 구성될 수도 있다. 예컨대, 모터(120)의 회전축과 일체로 형성되거나 모터(120)의 회전축과 같이 회전하도록 연결되는 스크류와, 회전이 제한된 상태로 스크류와 나사결합되어 스크류의 회전에 따라 직선운동하는 볼너트로 구성될 수 있다. 유압피스톤(114)은 동력변환부(130)의 볼너트와 연결되어 볼너트의 직선운동에 의해 압력챔버를 가압한다. 이와 같은 볼스크류 너트 조립체의 구조는 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 장치로서 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 동력변환부(130)는 상기 볼스크류 너트 조립체의 구조 이외에 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있다면 어떠한 구조를 갖더라도 채용 가능한 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 비 정상적으로 작동하는 때(폴백 모드, fallback mode)에 마스터 실린더(20)로부터 토출된 오일을 직접 휠 실린더(40)로 공급할 수 있는 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 더 포함할 수 있다.
제1 백업유로(251)에는 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)가 마련되고, 제2 백업유로(252)에는 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 마련될 수 있다. 또한, 제1 백업유로(251)는 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하고, 제2 백업유로(252)는 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷(202)을 연결할 수 있다.
그리고 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
유압 제어유닛(200)은 액압을 공급받아 각각 두 개의 차륜을 제어하는 제1 유압서킷(201)과, 제2 유압서킷(202)으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)은 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)을 제어하고, 제2 유압서킷(202)은 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)을 제어할 수 있다. 그리고 각각의 차륜(FR, FL, RR, RL)에는 휠 실린더(40)가 설치되어 액압을 공급받아 제동이 이루어진다.
제1 유압서킷(201)은 제1 유압유로(211) 및 제2 유압유로(212)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압유로(212)는 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)으로 연결되는 두 유로로 분기된다. 마찬가지로, 제2 유압서킷(202)은 제1 유압유로(211) 및 제3 유압유로(213)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제3 유압유로(213)는 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)으로 연결되는 두 유로로 분기된다.
유압서킷(201, 202)은 액압의 흐름을 제어하도록 복수의 인렛밸브(221: 221a, 221b, 221c, 221d)를 구비할 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)에는 제1 유압유로(211)와 연결되어 두 개의 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221a, 221b)가 마련될 수 있다. 또한, 제2 유압서킷(202)에는 제2 유압유로(212)와 연결되어 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221c, 221d)가 마련될 수 있다.
그리고 인렛밸브(221)는 휠 실린더(40)의 상류측에 배치되며 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛(2000)에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
또한, 유압서킷(201, 202)은 각각의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들의 전방과 후방을 연결하는 바이패스 유로에 마련되는 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들을 포함할 수 있다. 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들은 휠 실린더(40)에서 액압 제공유닛(110) 방향으로의 오일의 흐름만을 허용하고, 액압 제공유닛(110)에서 휠 실린더(40) 방향으로의 오일의 흐름은 제한하도록 마련될 수 있다. 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들은 휠 실린더(40)의 제동압을 신속하게 뺄 수 있도록 할 수 있고, 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들이 정상적으로 작동하지 않는 경우에 휠 실린더(40)의 액압이 액압 제공유닛(110)으로 유입되도록 할 수 있다.
또한, 유압서킷(201, 202)은 제동 해제시 성능향상을 위하여 리저버(30)와 연결되는 복수의 아웃렛밸브(222: 222a, 222b, 222c, 222d)를 더 구비할 수 있다. 아웃렛밸브(222)는 각각 휠 실린더(40)와 연결되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)으로부터 액압이 빠져나가는 것을 제어한다. 즉, 아웃렛밸브(222)는 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동압력을 감지하여 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 압력을 제어할 수 있다.
그리고 아웃렛밸브(222)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛(2000)으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
또한, 유압 제어유닛(200)은 백업유로(251, 252)와 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)은 제1 백업유로(251)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압서킷(202)은 제2 백업유로(252)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받을 수 있다.
이 때, 제1 백업유로(251)는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)의 상류에서 제1 유압서킷(201)에 합류할 수 있다. 마찬가지로, 제2 백업유로(252)는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)의 상류에서 제2 유압서킷(202)에 합류할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 폐쇄하는 경우 액압 공급장치(100)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있고, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 개방하는 경우 마스터 실린더(20)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있다. 이 때, 복수의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들은 개방된 상태이기 때문에 동작 상태를 전환시킬 필요가 없다.
한편, 미설명된 참조부호 "PS11"은 제1 유압서킷(201)의 액압을 감지하는 제1 유압유로 압력센서고, "PS12"은 제2 유압서킷(202)의 액압을 감지하는 제2 유압유로 압력센서고, "PS2"는 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서다. 그리고 "MPS"는 모터(120)의 회전각 등 모터의 회전 정도를 측정하는 모터 위치 센서이며, "MCS"는 모터(120)의 전류를 측정하는 모터 전류 센서이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작에 대해서 자세히 설명한다.
액압 공급장치(100)는 저압 모드와 고압 모드를 구분하여 사용할 수 있다. 저압 모드와 고압 모드는 유압 제어유닛(200)의 동작을 달리함으로써 변경될 수 있다. 액압 공급장치(100)는 고압 모드를 사용함으로써 모터(120)을 출력을 증가시키기 않고서도 높은 액압을 생성할 수 있다. 따라서 브레이크 시스템의 가격과 무게를 낮추면서도 안정적인 제동력을 담보할 수 있게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 유압피스톤(114)은 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킨다. 유압피스톤(114)이 초기 상태에서 전진할수록, 즉, 유압피스톤(114)의 스트로크가 증가할 수록 제1 압력챔버(112)에서 휠 실린더(40)로 전달되는 오일의 양이 증가하면서 제동압력이 상승한다. 하지만, 유압피스톤(114)의 유효 스트로크가 존재하기 때문에 유압피스톤(114)의 전진으로 인한 최대 압력이 존재한다.
이 때, 저압 모드의 최대 압력은 고압 모드의 최대 압력 보다 작다. 그러나 고압 모드는 저압 모드와 비교할 때 유압피스톤(114)의 스트로크 당 압력 증가율이 작다. 제1 압력챔버(112)에서 밀려난 오일이 모두 휠 실린더(40)로 유입되는 것이 아니라 일부가 제2 압력챔버(113)로 유입되기 때문이다.
따라서 제동 응답성이 중요한 제동 초기에는 스트로크 당 압력 증가율이 큰 저압 모드를 사용하고, 최대 제동력이 중요한 제동 후기에는 되대 압력이 큰 고압 모드를 사용할 수 있다.
운전자에 의한 제동이 시작되면 페달 변위센서(11)를 통하여 운전자가 밟는 브레이크 페달(10)의 압력 등의 정보를 통해 운전자의 요구 제동량을 감지할 수 있다. 전자제어유닛(2000)은 페달 변위센서(11)로부터 출력된 전기적 신호를 입력받아 모터(120)를 구동하게 된다.
또한, 전자제어유닛(2000)은 마스터 실린더(20)의 출구 측에 마련된 백업유로 압력센서(PS2)와 제2 유압서킷(202)에 마련된 유압유로 압력센서(PS1)를 통하여 회생 제동량의 크기를 입력 받고, 운전자의 요구 제동량과 회생 제동량의 차이에 따라 마찰 제동량의 크기를 계산하여 휠 실린더(40)의 증압 또는 감압 크기를 파악할 수 있다.
다음으로, 도 2는 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 내부 블록도인 것으로, 전자식 브레이크 시스템(1)을 총괄적으로 제어하는 전자 제어 유닛(2000)과 전자식 브레이크 시스템(1)에 포함된 브레이크 장치(1000)에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도이고, 도 3은 세부 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 전자 제어 유닛(2000)은 입력부(102)와 판단부(104)및 제어부(108)를 포함한다.
입력부(102)는 브레이크 장치(1000)의 모터 위치 센서(MPS) 및 모터 전류 센서(MCS), 페달 변위 센서(10), 복수의 압력 센서(PS)로부터 센싱값을 입력 받는다.
단, 도 3에 도시된 브레이크 장치(1000) 내 각종 센서 및 밸브는 이에 한정되는 것은 아니며, 도 1의 전자식 브레이크 시스템을 구성하는 브레이크 회로의 각종 센서 및 밸브 등 회로를 구성하는 모든 부품이 이에 해당할 수 있다.
따라서, 브레이크 장치(1000)는 부스팅 압력과 제동 압력을 하나의 모터(121)로 발생시키는 IDB(IntegratedDynamic Brake)일 수가 있고, 제동 압력을 모터로 발생시키는 모든 브레이크 수단일 수가 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 전자식 브레이크 시스템(1)이 이에 해당할 수 있다.
이러한, 모터(121)은 도시하지는 않았지만,영구자석 동기모터(미도시)일 수가있고, 영구자석 동기모터(미도시)는 매입형 영구자석 동기모터(미도시)와 표면부착형 영구자석 동기모터(미도시)중 적어도 하나일 수가 있다.
일 예로, 입력부(102)는 페달 변위 센서(11)의 센싱값을 기초로 사용자의 답력을 측정할 수 있다.
또한, 일 예로, 입력부(121)는 모터 위치 센서(MPS) 및 모터 전류 센서(MCS)로부터 모터의 회전각 및 모터에 인가한 전류량을 확인할 수 있다.
또한, 압력 센서(PS)는 도 2에 도시된 전자식 브레이크 시스템(1)을 구성하는 회로도에 포함된 모든 압력 센서로부터, 회로의 압력값을 확인할 수 있다. 예를 들어, PS11으로부터 제1 유압서킷(201)의 액압을 입력 받고, PS12로부터 제2 유압서킷(202)의 액압을 입력 받고, PS2로부터 마스터 실린더(20)의 압력을 입력 받을 수 있다.
뿐만 아니라, 압력 센서(PS)는 도시되지는 않았으나, 페달 시뮬레이터의 압력을 측정하는 압력 센서를 더 포함할 수도 있다.
다음으로, 판단부(104)는 페달 시뮬레이터 밸브(54)의 이상여부를 판단한다.구체적으로, 판단부(104)는 검출된 페달 시뮬레이터의 압력이 설정압력 이상인 경우 시뮬레이터 밸브(54)가 미개방된 것으로 판단할 수 있다.
특히, 판단부(104)는 검출된 페달 시뮬레이터의 압력이 설정압력 이상인 경우 운전자의 제동 의지 목표압력값을 산출하고, 페달 시뮬레이터의 압력이 산출된 운전자의 제동의지 목표압력보다 큰 경우 상기 시뮬레이션 밸브(54)가 미개방된 것으로 판단할 수 있다.
즉, 판단부 (104)는 페달 시뮬레이터의 압력이 운전자의 제동의지 목표압력보다 큰 경우 메인 유로의 압력을 검출하고, 페달 시뮬레이터의 압력이 검출된 메인유로의 압력보다 큰 경우 시뮬레이션 밸브(54)가 미개방된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 판단부(104)는 페달 시뮬레이터의 압력이 검출된 메인 유로의 압력보다 큰 상태가 설정시간 이상 유지되는 경우 시뮬레이션 밸브(54)가 미개방된 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 판단부(104)는 시뮬레이션 밸브(54)가 고장난 것으로 판단하면, 제어부(108)에 시뮬레이션 밸브(54) 고장 신호를 송신하여, 제어부(108)가 컷 밸브(261,262) 밸브 제어를 통해 운전자가 가한 페달 답력에 맞는 페달감을 생성하고자 한다.
따라서, 제어부(108)는 시뮬레이션 밸브(54)가 고장난 것으로 판단하면, 운전자가 가한 페달 답력에 맞는 페달감을 생성하고자 컷 밸브(261,262)를 폐쇄한다.
다만, 제어부(108)는 시뮬레이션 밸브(54)가 고장난 것으로 판단하면, 컷 밸브를 주기적으로 오픈하여 페달의 인입을 유도하도록 할 수 있다. 예컨대, 제어부(108)는 시뮬레이션 밸브(54)가 고장난 것으로 판단 시, 즉시 컷 밸브(261,262)를 차단하고, 500ms 에 한번 10ms 정도 컷 밸브(261,262)를 오픈 시켜, 사용자가 페달을 밟은 경우에 페달이 인가될 수 있도록 할 수도 있다.
이후, 컷 밸브(261,262)를 폐쇄시킨 상태로 제어부(108)는 페달 시뮬레이터 압력으로부터 타겟 압력을 산출한다. 이 때, 타겟 압력을 산출하는 방법은 페달 시뮬레이터 압력에 따라 미리 튜닝한 타겟 압력 커브에 따라 산출될 수 있으며, 제어부(108)는 산출한 타겟 압력에 있어서, 발생되는 노이즈를 제거하기 위하여 추가적으로 로우패스필터(LPF:Low Pass Filter)를 통과시킬 수 있다.
구체적으로, 도 4a는 페달 시뮬레이터 정상 시 시간에 따른 종류별 압력 변화를 나타낸 그래프이고, 도 4b는 페달 시뮬레이터 고장 시 시간에 따른 종류별 압력 변화를 나타낸 그래프이다. 먼저, 도 4에 도시된 그래프의 ① 그래프는 페달 시뮬레이터 압력을 나타낸 그래프이고, ②그래프는 페달 시뮬레이터 압력에 따라 산출된 타겟 압력을 나타낸 그래프이고, ③ 그래프는페달 변위 센서(11)로부터 측정된 페달 변위를 나타낸 그래프이고, ④ 그래프는는 종래 페달 변위에 따라 산출된 타겟 압력을 나타낸 그래프이고, ⑤ 그래프는 페달 변위에 따른 서킷 압력을 나타낸 그래프이고, , ⑥ 그래프는 페달 시뮬레이터 압력에 따라 확보한 예상 타겟 압력을 나타낸 그래프이다.
즉, 도 4a에 도시된 바와 같이, 페달 시뮬레이터가 정상인 경우에는 페달 변위에 따라 산출된 타겟 압력 그래프인 ④와 페달 시뮬레이터 압력에 따라 확보하는 예쌍 타겟 압력 그래프인 ⑥ 과 유사한 시간에 따른 압력 그래프의 형상을 가짐을 알 수 있다.
이와 달리, 도 4b에 도시된 바와 같이, 페달 시뮬레이터가 고장난 경우에는종래 페달 변위에 따라 산출된 타겟 압력에 기초하여 제어 시 서킷 압력을 나타낸 그래프에 비하여 ⑥의 페달 시뮬레이터 압력에 따라 확보한 서킷 압력을 나타낸 그래프가 사용자의 제동의지가 반영된 제동압력을 생성한 것을 볼 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 구성에 대하여 설명하였다.
이하에서는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 제어 방법에 대하여 설명한다. 구체적으로, 도 5는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 페달 답력이 인가됨으로 인하여 본 발명이 시작한다(500). 페달 답력이 인가되고, 판단부(104)가 시뮬레이션 밸브(54)가 고장난 것으로 판단하면(510의 예), 컷 밸브를 폐쇄한다(520). 다만, 판단부(104)가 시뮬레이션 밸브(54)가 정상 동작한 것으로 판단하면(510의 예), 통상적으로 측정된 페달 변위에 따라 제어부(108)는 타겟 압력을 산출할 수 있다(540,550).
이와 달리, 판단부(104)가 시뮬레이션 밸브(54)가 고장난 것으로 판단하면(510의 예), 제어부(108)는 시뮬레이터 압력에 따른 타겟 압력을 산출한다(530). 이때, 제어부(108)는 시뮬레이터 압력에 따른 미리 설정된 맵을 적용하여 타겟 압력을 산출할 수 있다.
따라서, 제어부(108)는 타겟 압력에 따른 제동 제어를 수행한다(560).
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.
10: 브레이크 페달 11: 페달 변위센서
20: 마스터 실린더 30: 리저버
40: 휠 실린더 50: 시뮬레이션 장치
54: 시뮬레이터 밸브 60: 검사밸브
100: 액압 공급장치 110: 액압 제공유닛
120: 모터 130: 동력변환부
200: 유압 제어유닛 201: 제1 유압서킷
202: 제2 유압서킷 211: 제1 유압유로
212: 제2 유압유로 213: 제3 유압유로
214: 제4 유압유로 215: 제5 유압유로
216: 제6 유압유로 217: 제7 유압유로
218: 제8 유압유로 221: 인렛밸브
222: 아웃렛밸브 223: 체크밸브
231: 제1 제어밸브 232: 제2 제어밸브
233: 제3 제어밸브 234: 제4 제어밸브
235: 제5 제어밸브 236: 제6 제어밸브
241: 제1 덤프밸브 242: 제2 덤프밸브
243: 제3 덤프밸브 251: 제1 백업유로
252: 제2 백업유로 261: 제1 컷밸브
262: 제2 컷밸브

Claims (12)

  1. 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더;
    상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 리저버와 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
    상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 1 유압 회로;
    상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 2 유압 회로;
    상기 제 1 유압 회로로 전달되는 액압을 조절하는 제 1 컷 밸브;
    상기 제 2 유압 회로로 전달되는 액압을 조절하는 제 2 컷 밸브;
    페달 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치; 및
    상기 시뮬레이션 장치 고장 시, 상기 제 1 컷 밸브 및 상기 제 2 컷 밸브를 차단하고, 상기 시뮬레이션 장치 내 압력에 따른 타겟 압력으로 제동 제어를 수행하는 제어부;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 장치는,
    상기 마스터 실린더로부터 유출된 오일을 저장하는 시뮬레이션 챔버; 및
    상기 시뮬레이션 챔버로 전달되는 액압을 조절하는 시뮬레이터 밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 시뮬레이터 밸브가 고장으로 판단되면, 상기 시뮬레이션 챔버 내 액압에 기초하여 타겟 압력을 산출하는 전자식 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 시뮬레이터 밸브가 고장인 경우에, 상기 제 1 컷 밸브 및 상기 제2 컷 밸브를 차단한 이후, 주기적으로 상기 제 1 컷 밸브 및 상기 제 2 컷 밸브를 개방시키는 전자식 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 시뮬레이션 챔버 내 액압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브의 고장으로 판단하는 전자식 브레이크 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 시뮬레이션 챔버 내 액압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브가 개방되지 않은 것으로 판단하는 전자식 브레이크 시스템.
  7. 마스터 실린더가 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 단계;
    액압 공급장치가 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 단계;
    적어도 하나의 유압 회로를 통해 적어도 하나의 휠 실린더로 상기 액압 공급 장치에서 전달된 액압을 전달할 때, 적어도 하나의 컷 밸브가 상기 액압을 조절하는 단계;
    시뮬레이션 장치가 페달 답력에 따른 반력을 제공하는 단계;
    상기 시뮬레이션 장치 고장 시, 상기 적어도 하나의 컷 밸브를 차단하는 단계;
    상기 시뮬레이션 장치 내 압력을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 압력에 기초하여 산출된 타겟 압력으로 제동 제어를 수행하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 장치가 페달 답력에 따른 반력을 제공하는 단계;는,
    시뮬레이션 챔버가 상기 마스터 실린더로부터 유출된 오일을 저장하는 단계; 및
    시뮬레이터 밸브가 상기 시뮬레이션 챔버로 전달되는 액압을 조절하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 밸브가 고장으로 판단되면, 상기 시뮬레이션 챔버 내 액압에 기초하여 타겟 압력을 산출하는 단계;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 밸브가 고장인 경우에, 상기 적어도 하나의 컷 밸브를 차단한 이후, 주기적으로 상기 적어도 하나의 컷 밸브를 개방시키는 단계;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 밸브가 고장으로 판단되면, 상기 시뮬레이션 챔버 내 액압에 기초하여 타겟 압력을 산출하는 단계;는
    상기 시뮬레이션 챔버 내 액압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브의 고장으로 판단하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 챔버 내 액압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브의 고장으로 판단하는 단계;는
    상기 시뮬레이션 챔버 내 액압이 미리 설정된 제 1 액압보다 크면, 상기 시뮬레이터 밸브가 개방되지 않은 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.
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