KR102514965B1 - Electric brake system and method thereof - Google Patents
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Abstract
전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 일 실시예에 따르면, 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급 장치와, 상기 모터의 전류 및 회전각을 측정하는 모터 제어 센서를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 측정된 모터의 전류 및 회전각을 기초로 상기 전자식 브레이크 시스템의 등가강성계수를 산출하고, 산출된 등가강성계수가 제 1 임계값보다 작으면, 전자식 브레이크 시스템의 리크로 판단하는 제어부를 더 포함한다. An electronic brake system is disclosed. According to one embodiment, an electronic type including a hydraulic pressure supply device for generating hydraulic pressure using rotational force of a motor operated by an electrical signal output from a pedal position sensor, and a motor control sensor for measuring current and rotation angle of the motor. In the brake system, an equivalent stiffness coefficient of the electronic brake system is calculated based on the measured current and rotation angle of the motor, and if the calculated equivalent stiffness coefficient is smaller than a first threshold value, the electronic brake system is judged as a leak It further includes a control unit.
Description
본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터 제어 센서를 이용하여 시스템의 리크 발생을 판단하는 전자식 브레이크 시스템에 관한 것이다. 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic brake system, and more particularly, to an electronic brake system for determining whether a leak occurs in a system using a motor control sensor. It relates to an electronic brake system that generates braking force by using
차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다.A brake system for braking is essentially installed in a vehicle. Recently, various types of systems for obtaining stronger and more stable braking force have been proposed.
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.An example of the brake system is an anti-lock brake system (ABS) that prevents wheel slippage during braking, and a brake traction control system (BTCS: Brake Traction Control System), and an Electronic Stability Control System (ESC) that stably maintains the driving state of the vehicle by controlling brake hydraulic pressure by combining an anti-lock brake system and traction control.
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.In general, an electronic brake system includes a hydraulic pressure supply device that receives a driver's will to brake as an electrical signal from a pedal displacement sensor that detects the displacement of the brake pedal when the driver steps on the brake pedal and supplies pressure to the wheel cylinder.
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.An electronic brake system provided with the above hydraulic pressure supply device is disclosed in European Patent Registration No. EP 2 520 473. According to the disclosed literature, the hydraulic pressure supply device generates braking pressure by operating a motor according to a pressing force of a brake pedal. At this time, the braking pressure is generated by converting the rotational force of the motor into linear motion and pressurizing the piston.
또한, 브레이크 시스템은 운전자에게 페달의 답력을 측정하기 위하여 운전자의 답력에 따라 유압을 공급받아 운전자에게 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터를 포함한다. In addition, the brake system includes a pedal simulator that provides a feeling of pedaling to the driver by receiving hydraulic pressure according to the driver's pedal effort in order to measure the driver's pedal effort.
다만, 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 누유(Leak)가 발생한 경우를 어떻게 판단할지에 대한 방법에 대한 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다. However, in the electronic brake system, research on how to determine when a leak occurs has been continuously conducted.
본 발명의 실시예는 추가적인 압력 센서를 이용하지 않고 모터 제어 센서를 이용하여 리크 판단이 가능한 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide an electronic brake system capable of determining leakage using a motor control sensor without using an additional pressure sensor.
본 발명의 일 측면에 따르면, 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급 장치와, 상기 모터의 전류 및 회전각을 측정하는 모터 제어 센서를 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 측정된 모터의 전류 및 회전각을 기초로 상기 전자식 브레이크 시스템의 등가강성계수를 산출하고, 산출된 등가강성계수가 제 1 임계값보다 작으면, 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크로 판단하는 제어부;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다. According to one aspect of the present invention, a hydraulic pressure supply device for generating hydraulic pressure using rotational force of a motor operated by an electrical signal output from a pedal position sensor, and a motor control sensor for measuring the current and rotation angle of the motor In the electronic brake system, an equivalent stiffness coefficient of the electronic brake system is calculated based on the measured current and rotation angle of the motor, and if the calculated equivalent stiffness coefficient is less than a first threshold value, the leakage of the electronic brake system An electronic brake system further comprising; may be provided.
또한, 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 1 유압 회로; 및 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 적어도 하나의 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 제 2 유압 회로;를 더 포함하고, 상기 제 1 유압 회로 및 제 2 유압 회로는, 상기 액압 공급장치에서 토출되는 유량을 조절하기 위하여 각 휠마다 인렛 밸브를 포함할 수 있다. In addition, a first hydraulic circuit for transferring the hydraulic pressure discharged from the hydraulic pressure supply device to a wheel cylinder provided in at least one wheel; and a second hydraulic circuit for transferring the hydraulic pressure discharged from the hydraulic pressure supply device to a wheel cylinder provided on at least one wheel, wherein the first hydraulic circuit and the second hydraulic circuit are discharged from the hydraulic pressure supply device. An inlet valve may be included for each wheel to adjust the flow rate.
또한, 상기 제어부는, 상기 전자식 브레이크 시스템이 리크로 판단되면, 상기 제 1 유압 회로에 유량이 토출되지 않도록 상기 제 1 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 폐쇄시키고, 등가강성계수를 재산출하고, 재산출된 등가강성계수가 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값보다 작으면, 상기 제 2 유압 회로의 리크로 판단할 수 있다. In addition, when the electronic brake system is determined to be leaky, the control unit closes the inlet valve included in the first hydraulic circuit so that the flow rate is not discharged to the first hydraulic circuit, recalculates the equivalent stiffness coefficient, and recalculates If the calculated equivalent stiffness coefficient is smaller than the second threshold value greater than the first threshold value, it can be determined as leakage of the second hydraulic circuit.
또한, 상기 제어부는, 상기 재산출된 등가강성계수가 상기 제 2 임계값보다 크면, 상기 제 1 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 개방시키고, 상기 제 2 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 폐쇄시키고, 상기 등가강성계수를 재산출하고, 재산출된 등가강성계수가 제 2 임계값보다 작으면, 상기 제 1 유압 회로의 리크로 판단할 수 있다. In addition, the control unit opens an inlet valve included in the first hydraulic circuit and closes an inlet valve included in the second hydraulic circuit when the recalculated equivalent stiffness coefficient is greater than the second threshold value, The equivalent stiffness coefficient is recalculated, and if the recalculated equivalent stiffness coefficient is smaller than the second threshold value, it may be determined that the first hydraulic circuit is leaked.
또한, 상기 제어부는, 상기 재산출된 등가강성계수가 상기 제 2 임계값보다 크면, 상기 전자식 브레이크 시스템이 정상인 것으로 판단할 수 있다. In addition, the control unit may determine that the electronic brake system is normal when the recalculated equivalent stiffness coefficient is greater than the second threshold value.
다른 일 측면에 따르면, 페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급 장치와, 상기 모터의 전류 및 회전각을 측정하는 모터 제어 센서를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법에 있어서, 측정된 모터의 전류 및 회전각을 기초로 상기 전자식 브레이크 시스템의 등가강성계수를 산출하는 단계; 및 산출된 등가강성계수가 제 1 임계값보다 작으면, 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크로 판단하는 단계;를 포함할 수 있다. According to another aspect, an electronic type including a hydraulic pressure supply device generating hydraulic pressure using rotational force of a motor operated by an electrical signal output from a pedal position sensor, and a motor control sensor measuring a current and a rotation angle of the motor. A control method of a brake system, comprising: calculating an equivalent stiffness coefficient of the electronic brake system based on the measured current and rotation angle of the motor; and determining that the electronic brake system is leaky when the calculated equivalent stiffness coefficient is less than a first threshold value.
또한, 상기 전자식 브레이크 시스템이 리크로 판단되면, 상기 제 1 유압 회로에 유량이 토출되지 않도록 상기 제 1 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 폐쇄시키는 단계; 및 리크 판단을 확인하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. In addition, if it is determined that the electronic brake system is leaking, closing an inlet valve included in the first hydraulic circuit so that the flow rate is not discharged to the first hydraulic circuit; and confirming the leak determination; may further include.
또한, 상기 리크 판단을 확인하는 단계;는, 상기 등가강성계수를 재산출하는 단계; 및 재산출된 등가강성계수가 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값보다 작으면, 제 2 유압 회로의 리크로 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다. In addition, the step of confirming the leak determination; is, the step of recalculating the equivalent stiffness coefficient; and determining that the second hydraulic circuit is leaky when the recalculated equivalent stiffness coefficient is less than a second threshold value greater than the first threshold value.
또한, 상기 리크 판단을 확인하는 단계;는, 상기 재산출된 등가강성계수가 상기 제 2 임계값보다 크면, 상기 제 1 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 개방시키고, 상기 제 2 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 폐쇄시키는 단계; 및 상기 등가강성계수를 재산출하고, 재산출된 등가강성계수가 제 2 임계값보다 작으면, 상기 제 1 유압 회로의 리크로 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다. In addition, the step of confirming the leak determination; if the recalculated equivalent stiffness coefficient is greater than the second threshold, opening the inlet valve included in the first hydraulic circuit, and included in the second hydraulic circuit closing the inlet valve; and recalculating the equivalent stiffness coefficient, and determining that the first hydraulic circuit is leaky when the recalculated equivalent stiffness coefficient is less than a second threshold value.
또한, 상기 리크 판단을 확인하는 단계;는, 상기 재산출된 등가강성계수가 상기 제 2 임계값보다 크면, 상기 전자식 브레이크 시스템이 정상인 것으로 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The step of confirming the leak determination may further include determining that the electronic brake system is normal when the recalculated equivalent stiffness coefficient is greater than the second threshold value.
본 발명의 실시예는 추가적인 압력 센서를 이용하지 않고 모터 제어 센서를 이용하여 리크 판단이 가능할 수 있다. In an embodiment of the present invention, leak determination may be possible using a motor control sensor without using an additional pressure sensor.
따라서, 전자식 브레이크 시스템 내부의 리크 판단의 신뢰도를 향상시킬 수 있다, Therefore, it is possible to improve the reliability of the leak determination inside the electronic brake system.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 상세 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 리크 판단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 리크 판단 시 리크 판단 회로를 판별하는 방법을 설명하는 순서도이다. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a non-braking state of an electronic brake system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an electronic brake system according to an embodiment.
3 is a detailed block diagram of an electronic brake system according to an embodiment.
4 is a flowchart illustrating a leak determination method according to an exemplary embodiment.
5 is a flowchart illustrating a method of determining a leak determination circuit when determining a leak according to an exemplary embodiment.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. The present invention may be embodied in other forms without being limited to only the embodiments presented herein. In the drawings, in order to clarify the present invention, illustration of parts irrelevant to the description may be omitted, and the size of components may be slightly exaggerated to aid understanding.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 비 제동시의 상태를 나타내는 유압 회로도이다.1 is a hydraulic circuit diagram showing a non-braking state of an
도 1을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 통상적으로, 액압을 발생시키는 마스터 실린더(20)와, 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.Referring to FIG. 1, the
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.The
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.Referring to FIG. 1, the
반력 피스톤(52)과 반력 스프링(53)은 시뮬레이션 챔버(51)로 유입되는 오일에 의해 시뮬레이션 챔버(51) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 설치된다.The
한편, 도면에 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.On the other hand, the
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.The
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.On the other hand,
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.Meanwhile, the
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.In addition, a
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.Referring to the operation of the
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.In this way, since the inside of the
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, 미도시)을 포함할 수 있다.The
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.The hydraulic
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.Next, the
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.The second
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.In addition, the
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.And, the first and
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.On the other hand, the fourth
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.In addition, the
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 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.The
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.The
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.In addition, the
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.The
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.In addition, the
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.In addition, the
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.In addition, the
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.The
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.The hydraulic
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.Similarly, the hydraulic pressure generated in the second pressure chamber 113 while the
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.In addition, while the
다음으로 액압 공급장치(100)의 모터(120)와 동력변환부(130)에 대하여 설명하기로 한다.Next, the
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.The
한편, 전자제어유닛은 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.On the other hand, the electronic control unit includes the
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.The driving force of the
동력변환부(130)는 회전력을 직선운동으로 변환하는 장치로서, 일 예로 웜샤프트(131)와 웜휠(132)과 구동축(133)으로 구성될 수 있다.The
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.The
이상의 동작들을 다시 설명하면, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(2000)에 전달되고, 전자제어유닛(2000)은 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.To explain the above operations again, while displacement occurs in the
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.Conversely, when the pedal force is removed from the
한편, 액압과 부압의 발생은 위와 반대 방향으로도 가능하다. 즉, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(ECU, 미도시)에 전달되고, 전자제어유닛은 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.On the other hand, the generation of hydraulic pressure and negative pressure is also possible in the opposite direction. That is, while displacement occurs in the
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.Conversely, when the pedal force is removed from the
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.As such, the hydraulic
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. 이에 대하여는 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.Meanwhile, when the
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.Although not shown in the drawing, the
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.In addition, it should be understood that the
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.In addition, the
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.A
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.In addition, the first and
다음으로, 도 1을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 유압 제어유닛(200)에 대하여 설명하기로 한다.Next, a
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.The
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.The first
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.The
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.In addition, the
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.In addition, the
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.In addition, the
그리고 아웃렛밸브(222)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.In addition, the outlet valve 222 may be provided as a normally closed type solenoid valve that operates to open the valve when an open signal is received from the electronic control unit while being normally closed.
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.Also, the
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.At this time, the
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 또는 모터의 전류를 제어하는 모터 제어센서다.Meanwhile, unexplained reference numeral "PS11" denotes a first hydraulic oil pressure sensor that senses the hydraulic pressure of the first
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작에 대해서 자세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the
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.The hydraulic
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.More specifically, the
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. 이에 대해서는 도 5에서 상세히 설명하도록 한다.At this time, the maximum pressure in the low pressure mode is smaller than the maximum pressure in the high pressure mode. However, in the high pressure mode, the pressure increase rate per stroke of the
따라서 제동 응답성이 중요한 제동 초기에는 스트로크 당 압력 증가율이 큰 저압 모드를 사용하고, 최대 제동력이 중요한 제동 후기에는 최대 압력이 큰 고압 모드를 사용할 수 있다.Therefore, a low pressure mode with a large pressure increase rate per stroke may be used in the early stage of braking where braking response is important, and a high pressure mode with a large maximum pressure may be used in the late stage of braking where the maximum braking force is important.
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.When braking by the driver starts, the braking amount requested by the driver may be detected through information such as pressure of the
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.In addition, the
다음으로, 도 2는 본 발명의 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 2에 도시된 바와 같이, 전자식 브레이크 시스템(1)에 포함된 브레이크 장치(1000)는 도 1에 도시되지는 않았으나, 전자 제어 유닛(2000)의 제어 신호에 따라 브레이크 장치 내 포함된 각종 구성의 동작이 가능할 수 있다.Next, FIG. 2 is an internal block diagram of the
구체적으로, 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 산출부(106)및 제어부(108)를 포함한다.Specifically, referring to FIG. 3 , the
입력부(102)는 브레이크 장치(1000)의 동작 신호, 및 제어 신호를 입력받는다. The
예를 들어, 입력부(102)는 브레이크 장치(1000)의 모터 제어 센서(MPS)로부터 모터 제어 센서값을 입력 받는다. 모터 제어 센서(MPS)가 산출하는 모터 제어 센서값으로는 모터(120)의 회전각 또는 모터의 전류값을 포함한다. For example, the
뿐만 아니라, 입력부(102)는 브레이크 장치(1000)의 압력 센서(PS)로부터 브레이크 장치(1000)가 구성하는 회로의 각 영역의 유압량을 실시간으로 입력받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(102)는 도 1에 도시된 PS11 압력 센서로부터 감지한 제1 유압서킷(201)의 액압을 입력 받고, PS12 압력 센서로부터 감지한 제2 유압서킷(202)의 액압을 입력 받고, PS2 압력 센서로부터 감지한 마스터 실린더(20)의 오일압력을 입력받을 수 있다. In addition, the
또한, 입력부(102)는 브레이크 장치(1000)에 포함된 각종 밸브의 개방상태 및 피스톤 스트로크 거리 정보 등을 입력 받을 수 있는 것으로, 단지, 도 3의 브레이크 장치(1000)에 나타낸 구성으로부터만 각종 제어 신호 또는 동작 신호를 입력받는 것에 한정되는 것은 아니다. In addition, the
다음으로, 산출부(106)는 입력받은 모터(120)의 회전각 및 모터의 전류값으로부터 등가 강성계수를 추정한다. 이하에서는 산출부(106)가 전자식 브레이크 시스템(1)의 등가 강성 계수(K)를 추정하는 방법에 대하여 설명한다. Next, the
일반적으로, 전자식 브레이크 시스템의 모터 토크는 모터 회전각과 시스템의 등가 강성계수의 곱으로 나타낼 수 있으며, 하기 [식 1]과 같다. In general, the motor torque of the electronic brake system can be expressed as the product of the motor rotation angle and the equivalent stiffness coefficient of the system, as shown in [Equation 1] below.
[식 1][Equation 1]
단, 는 모터 토크를, 는 모터 회전각을 의미하며, k는 전자식 브레이크 시스템의 등가 강성계수를 의미한다. step, is the motor torque, is the rotation angle of the motor, and k is the equivalent stiffness coefficient of the electronic brake system.
따라서, 시스템의 등가 강성 계수(K)는 모터 토크()를 모터 회전각()으로 나눈 값으로 표현될 수 있다. Therefore, the equivalent stiffness coefficient (K) of the system is equal to the motor torque ( ) to the motor rotation angle ( ) can be expressed as a value divided by
이 때, 모터 회전각은 모터 제어 센서(MPS)로부터 입력부(102)가 입력 받을 수 있다. 또한, 모터 토크()는 모터 제어 센서(MPS)로부터 입력부(102)가 입력 받은 모터의 전류값과 비례 관계이다. At this time, the
따라서, 전자식 브레이크 시스템(1)의 등가 강성 계수(K)는 하기 [식 2]와 같이 모델링이 가능하다. Therefore, the equivalent stiffness coefficient K of the
[식 2][Equation 2]
단, k는 전자식 브레이크 시스템의 등가 강성 계수를, Ck는 모터 전류 관련 상수를,는 모터 회전각을, iq는 모터(120)의 전류값을 의미한다. However, k is the equivalent stiffness coefficient of the electronic brake system, C k is the constant related to the motor current, is the rotation angle of the motor, and i q is the current value of the
따라서, 산출부(106)는 입력부(102)로부터 획득한 모터의 전류값 및 회전각으로부터 등가 강성 계수를 실시간으로 산출할 수 있으며, 산출된 등가 강성 계수를 기초로 판단부(104)는 전자식 브레이크 시스템(1)을 구성하는 회로 내에서 리크(Leakage)가 발생하였는지를 판단할 수 있다. Therefore, the
일 예로, 산출부(106)에서 산출한 강성 계수가 미리 설정한 임계값(제 1 임계값)보다 작으면 판단부(104)는 리크가 발생한 것으로 판단한다.For example, if the stiffness coefficient calculated by the
따라서, 제어부(108)는 판단부(104)로부터 리크 발생 신호를 입력 받으면, 제 1 유압 서킷(201)과 제 2 유압서킷(202) 중 어느 회로에서 리크가 발생한지를 판단하기 위하여 인렛 밸브를 제어한다. Therefore, when the
먼저, 제 1 유압 서킷(201)에 포함된 인렛 밸브(221a,221b)를 모두 폐쇄한 상태에서 제동력을 산출한다. 이 때, 제 1 유압 서킷(201)에 포함된 인렛 밸브(221a,221b)가 모두 폐쇄된 상태이므로, 오로지 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성하게 된다. First, the braking force is calculated in a state where all the
오로지 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성하는 경우에 제 1 유압 서킷(201) 및 제 2 유압 서켓(202) 모두를 이용하여 제동력을 생성 시의 시스템 등가 강성 계수보다 높은 등가 강성 계수를 가지므로, 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수를 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값과 비교한다. When braking force is generated only by the second
만일, 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수가 제 2 임계값보다 크면, 판단부(104)는 제 2 유압 서킷(202)은 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있으며, 제 1 유압 서킷(201)에서 리크가 발생한 것으로 판단할 수 있다. If the equivalent stiffness coefficient calculated when the braking force is generated with only the second
이와 달리, 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수가 제 2 임계값보다 작으면, 제어부(108)는 제 1 유압 서킷(201)에 포함된 인렛 밸브(221a, 221b)를 다시 개방하고, 제 2 유압 서킷(202)에 포함된 인렛 밸브(221c,221d)를 폐쇄한다. 따라서, 이 경우에는 제 2 유압 서킷(202)에 포함된 인렛 밸브(221c, 221d)가 모두 폐쇄된 상태이므로, 오로지 제 1 유압 서킷(201)만으로 제동력을 생성하게 된다. In contrast, if the equivalent stiffness coefficient calculated when generating braking force only with the second
오로지 제 1 유압 서킷(201)만으로 제동력을 생성하는 경우에 제 1 유압 서킷(201) 및 제 2 유압 서킷(202) 모두를 이용하여 제동력을 생성 시의 시스템 등가 강성 계수보다 높은 등가 강성 계수를 가지므로, 제 1 유압 서킷(201)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수를 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값과 비교한다. When braking force is generated only by the first
만일, 제 1 유압 서킷(201)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수가 제 2 임계값보다 크면, 판단부(104)는 제 1 유압 서킷(201)은 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있으며, 제 2 유압 서킷(202)에서 리크가 발생한 것으로 판단할 수 있다. If the equivalent stiffness coefficient calculated when generating braking force with only the first
이와 달리, 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수가 제 2 임계값보다 작으면, 먼저 제 1 유압 서킷(202)만으로 제동력 생성 시 산출한 등가 강성 계수도 제 2 임계값보다 작으므로, 판단부(104)는 전자식 브레이크 시스템 정상으로 판단한다. In contrast, if the equivalent stiffness coefficient calculated when braking force is generated with only the second
이상에서는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 구성에 대하여 설명하였다. In the above, the configuration of the
이하에서는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 제어 방법에 대하여 설명한다. 구체적으로, 도 4는 일 실시예에 따른 리크 판단 방법을 설명하는 순서도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 리크 판단 시 리크 판단 회로를 판별하는 방법을 설명하는 순서도이다. Hereinafter, a control method of the
먼저, 전자식 브레이크 시스템(1)은 모터 제어 센서(MPS) 모터 전류값을 획득한다(400). 또한, 전자식 브레이크 시스템(1)은 모터 제어 센서(MPS)로부터 모터 회전각을 획득한다(410). First, the
다음으로, 전자식 브레이크 시스템(1)은 시스템의 등가 강성 계수를 산출한다(420). 구체적으로, 시스템 등가 강성 계수는 획득한 모터 전류값과 모터 회전각으로부터 추정할 수 있다. Next, the
즉, 추정된 등가 강성 계수는 미리 설정한 임계값(제 1 임계값)과 비교하는데, 산출된 등가 강성 계수가 제 1 임계값보다 크면(430의 예), 전자식 브레이크 시스템(1)은 시스템 내부에 리크가 발생하지 않은 것, 즉, 정상으로 판단한다(440). That is, the estimated equivalent stiffness coefficient is compared with a preset threshold value (first threshold value), and if the calculated equivalent stiffness coefficient is greater than the first threshold value (Yes in 430), the
다만, 산출된 등가 강성 계수가 제 1 임계값보다 작으면(430의 아니오), 전자식 브레이크 시스템(1)은 시스템 내부에 리크가 발생한 것으로 판단하여, 리크 판단을 추가적으로 수행한다(450). However, if the calculated equivalent stiffness coefficient is smaller than the first threshold value (No in 430), the
구체적인, 시스템 내부의 리크 판단 방법은 도 5에서 설명한다. Specifically, a leak determination method inside the system is described in FIG. 5 .
먼저, 전자식 브레이크 시스템(1) 내 제어부(108)는 판단부(104)로부터 리크 발생 신호를 입력 받으면, 제 1 유압 서킷(201)과 제 2 유압서킷(202) 중 어느 회로에서 리크가 발생한지를 판단하기 위하여 인렛 밸브를 제어한다(500). First, when the
구체적으로, 제어부(108)는 제 1 유압 서킷(201)에 포함된 인렛 밸브(221a,221b)를 모두 폐쇄한 상태에서 제동력을 산출한다. 이 때, 제 1 유압 서킷(201)에 포함된 인렛 밸브(221a,221b)가 모두 폐쇄된 상태이므로, 오로지 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성하게 된다. Specifically, the
이 때, 전자식 브레이크 시스템(1) 내 산출부(106)는 등가 강성 계수를 재산출한다(510). 산출부(106)가 등가 강성 계수 재 산출 시, 오로지 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성하는 경우는 제 1 유압 서킷(201) 및 제 2 유압 서킷(202) 모두를 이용하여 제동력을 생성 시의 시스템 등가 강성 계수보다 높은 등가 강성 계수가 산출될 것이므로, 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수를 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값과 비교한다(520). At this time, the
만일, 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수가 제 2 임계값보다 크면(520의 예), 판단부(104)는 제 2 유압 서킷(202)은 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있으며, 제 1 유압 서킷(201)에서 리크가 발생한 것으로 판단할 수 있다(530).If the equivalent stiffness coefficient calculated when generating braking force with only the second
따라서, 제 1 유압 서킷(201)에서의 리크를 최소화하기 위하여 제어부(108)는 제 1 유압 서킷의 인렛 밸브 폐쇄 제어를 유지하면서, 오로지 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동압을 생성시킨다. Accordingly, in order to minimize leakage in the first
이와 달리, 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수가 제 2 임계값보다 작으면(520의 아니오), 제어부(108)는 제 1 유압 서킷(201)에 포함된 인렛 밸브(221a, 221b)를 다시 개방하고(550), 제 2 유압 서킷(202)에 포함된 인렛 밸브(221c,221d)를 폐쇄한다(560). 따라서, 이 경우에는 제 2 유압 서킷(202)에 포함된 인렛 밸브(221c, 221d)가 모두 폐쇄된 상태이므로, 오로지 제 1 유압 서킷(201)만으로 제동력을 생성하게 된다. On the other hand, if the equivalent stiffness coefficient calculated when generating the braking force with only the second
마찬가지로, 전자식 브레이크 시스템(1) 내 산출부(106)는 등가 강성 계수를 재산출한다(570).Similarly, the
만일, 제 1 유압 서킷(201)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수가 제 2 임계값보다 크면(580의 예), 판단부(104)는 제 1 유압 서킷(201)은 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있으며, 제 2 유압 서킷(202)에서 리크가 발생한 것으로 판단할 수 있다(590). 따라서, 제 2 유압 서킷(202)에서의 리크를 최소화하기 위하여 제어부(108)는 제 2 유압 서킷의 인렛 밸브 폐쇄 제어를 유지하면서, 오로지 제 1 유압 서킷(201)만으로 제동압을 생성시킨다(600). If the equivalent stiffness coefficient calculated when generating braking force with only the first
다만, 제 2 유압 서킷(202)만으로 제동력을 생성 시 산출한 등가 강성 계수가 제 2 임계값보다 작으면(580의 아니오), 먼저 제 1 유압 서킷(202)만으로 제동력 생성 시 산출한 등가 강성 계수도 제 2 임계값보다 작으므로, 판단부(104)는 전자식 브레이크 시스템 정상으로 판단한다(610). However, if the equivalent stiffness coefficient calculated when the braking force is generated with only the second
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.Although an embodiment of the disclosed invention has been shown and described above, the disclosed invention is not limited to the specific embodiment described above, and those skilled in the art to which the disclosed invention belongs without departing from the subject matter claimed in the claims Of course, various modifications are possible by this, and these modifications cannot be individually understood from the disclosed invention.
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 컷밸브10: brake pedal 11: pedal displacement sensor
20: master cylinder 30: reservoir
40: wheel cylinder 50: simulation device
54: simulator valve 60: inspection valve
100: hydraulic pressure supply unit 110: hydraulic pressure supply unit
120: motor 130: power conversion unit
200: hydraulic control unit 201: first hydraulic circuit
202: second hydraulic circuit 211: first hydraulic oil path
212: second hydraulic oil path 213: third hydraulic oil path
214: fourth hydraulic oil path 215: fifth hydraulic oil path
216: sixth hydraulic oil passage 217: seventh hydraulic oil passage
218: eighth hydraulic oil 221: inlet valve
222: outlet valve 223: check valve
231: first control valve 232: second control valve
233: third control valve 234: fourth control valve
235: fifth control valve 236: sixth control valve
241: first dump valve 242: second dump valve
243: third dump valve 251: first backup passage
252: second backup flow path 261: first cut valve
262: second cut valve
Claims (10)
페달 위치 센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급 장치;
상기 모터의 전류 및 회전각을 측정하는 모터 제어 센서;
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; 및
측정된 모터의 전류 및 회전각을 기초로 상기 전자식 브레이크 시스템의 등가강성계수를 산출하고, 산출된 등가강성계수가 제 1 임계값보다 작으면, 리크로 판단하는 제어부;를 포함하고,
상기 제 1 유압 회로 및 제 2 유압 회로는, 상기 액압 공급장치에서 토출되는 유량을 조절하기 위하여 각 휠마다 인렛 밸브를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 전자식 브레이크 시스템이 리크로 판단되면, 상기 제 1 유압 회로에 유량이 토출되지 않도록 상기 제 1 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 폐쇄시키고, 등가강성계수를 재산출하고, 재산출된 등가강성계수가 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값보다 작으면, 상기 제 2 유압 회로의 리크로 판단하는 전자식 브레이크 시스템.In the electronic brake system,
a hydraulic pressure supply device generating hydraulic pressure using rotational force of a motor operated by an electrical signal output from a pedal position sensor;
a motor control sensor for measuring current and rotation angle of the motor;
a first hydraulic circuit for transferring the hydraulic pressure discharged from the hydraulic pressure supply device to a wheel cylinder provided in at least one wheel;
a second hydraulic circuit for transferring the hydraulic pressure discharged from the hydraulic pressure supply device to a wheel cylinder provided in at least one wheel; and
A controller that calculates an equivalent stiffness coefficient of the electronic brake system based on the measured current and rotation angle of the motor, and determines that the equivalent stiffness coefficient is less than a first threshold value as a leak,
The first hydraulic circuit and the second hydraulic circuit include an inlet valve for each wheel to adjust the flow rate discharged from the hydraulic pressure supply device,
When the electronic brake system is determined to be leaky, the control unit closes the inlet valve included in the first hydraulic circuit so that the flow rate is not discharged to the first hydraulic circuit, recalculates the equivalent stiffness coefficient, and recalculates the If the equivalent stiffness coefficient is less than a second threshold value greater than the first threshold value, the electromagnetic brake system determines that the second hydraulic circuit is leaking.
상기 제어부는,
상기 재산출된 등가강성계수가 상기 제 2 임계값보다 크면, 상기 제 1 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 개방시키고, 상기 제 2 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 폐쇄시키고, 상기 등가강성계수를 재산출하고, 재산출된 등가강성계수가 제 2 임계값보다 작으면, 상기 제 1 유압 회로의 리크로 판단하는 전자식 브레이크 시스템. According to claim 1,
The control unit,
If the recalculated equivalent stiffness coefficient is greater than the second threshold value, the inlet valve included in the first hydraulic circuit is opened, the inlet valve included in the second hydraulic circuit is closed, and the equivalent stiffness coefficient is recalculated. and if the recalculated equivalent stiffness coefficient is smaller than the second threshold value, it is determined that the first hydraulic circuit is leaked.
상기 제어부는,
상기 재산출된 등가강성계수가 상기 제 2 임계값보다 크면, 상기 전자식 브레이크 시스템이 정상인 것으로 판단하는 전자식 브레이크 시스템. According to claim 4,
The control unit,
When the recalculated equivalent stiffness coefficient is greater than the second threshold value, the electronic brake system determines that the electronic brake system is normal.
측정된 모터의 전류 및 회전각을 기초로 상기 전자식 브레이크 시스템의 등가강성계수를 산출하는 단계;
산출된 등가강성계수가 제 1 임계값보다 작으면, 상기 전자식 브레이크 시스템의 리크로 판단하는 단계;
상기 전자식 브레이크 시스템이 리크로 판단되면, 상기 제 1 유압 회로에 유량이 토출되지 않도록 상기 제 1 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 폐쇄시키는 단계;
리크 판단을 확인하는 단계;를 포함하고,
상기 리크 판단을 확인하는 단계;는,
상기 등가강성계수를 재산출하는 단계; 및
재산출된 등가강성계수가 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값보다 작으면, 제 2 유압 회로의 리크로 판단하는 단계;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.A hydraulic pressure supply device that generates hydraulic pressure using rotational force of a motor operated by an electrical signal output from a pedal position sensor, a motor control sensor that measures current and rotation angle of the motor, and hydraulic pressure discharged from the hydraulic pressure supply device. An electronic brake system including a first hydraulic circuit for transmitting the pressure to a wheel cylinder provided on at least one wheel, and a second hydraulic circuit for transferring the hydraulic pressure discharged from the hydraulic pressure supply device to a wheel cylinder provided on at least one wheel. In the control method of
Calculating an equivalent stiffness coefficient of the electronic brake system based on the measured current and rotation angle of the motor;
determining that the electronic brake system is leaky when the calculated equivalent stiffness coefficient is less than a first threshold value;
closing an inlet valve included in the first hydraulic circuit so that flow is not discharged to the first hydraulic circuit when it is determined that the electronic brake system is leaking;
Including; confirming the leak determination;
Confirming the leak determination; is,
recalculating the equivalent stiffness coefficient; and
If the recalculated equivalent stiffness coefficient is less than a second threshold value greater than the first threshold value, determining that the second hydraulic circuit is leaky;
상기 리크 판단을 확인하는 단계;는,
상기 재산출된 등가강성계수가 상기 제 2 임계값보다 크면, 상기 제 1 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 개방시키고, 상기 제 2 유압 회로에 포함된 인렛 밸브를 폐쇄시키는 단계; 및
상기 등가강성계수를 재산출하고, 재산출된 등가강성계수가 제 2 임계값보다 작으면, 상기 제 1 유압 회로의 리크로 판단하는 단계;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법. According to claim 6,
Confirming the leak determination; is,
opening an inlet valve included in the first hydraulic circuit and closing an inlet valve included in the second hydraulic circuit when the recalculated equivalent stiffness coefficient is greater than the second threshold value; and
Re-calculating the equivalent stiffness coefficient and determining that the first hydraulic circuit is leaky when the recalculated equivalent stiffness coefficient is less than a second threshold value.
상기 리크 판단을 확인하는 단계;는,
상기 재산출된 등가강성계수가 상기 제 2 임계값보다 크면, 상기 전자식 브레이크 시스템이 정상인 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 제어 방법.According to claim 9,
Confirming the leak determination; is,
and determining that the electronic brake system is normal when the recalculated equivalent stiffness coefficient is greater than the second threshold.
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