KR20190114213A

KR20190114213A - 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법

Info

Publication number: KR20190114213A
Application number: KR1020180036585A
Authority: KR
Inventors: 정재훈; 박성준
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-10-10
Also published as: US11014439B2; CN110315989A; DE102019203785A1; CN110315989B; US20190299768A1; KR102187631B1

Abstract

본 발명은 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법에 관한 것으로서, 차량의 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 단속하는 인렛 밸브(Inlet Valve), 차량의 회생 제동을 수행하는 회생 제동부, 및 운전자가 요구한 요구 제동력에서 회생 제동부에 의해 발생된 회생 제동력을 감산하여 결정되는 유압 제동력이 발생하도록 인렛 밸브를 제어하여 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하되, 차량의 차속 및 회생 제동력의 변화에 기초하여 인렛 밸브를 제어함으로써 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법{BRAKING APPARATUS AND BRAKING CONTROL METHOD OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 회생 제동과 연계하여 유압에 의한 마찰 제동을 수행하는 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 엔진에 의해 구동되는 차량에는 엔진, 변속기, 드라이브샤프트 및 유압 브레이크를 비롯하여 기타 엔진과 관련한 연료공급장치, 흡기 및 배기장치, 냉각 및 윤활장치, 방진장치 등 수많은 부품이 적용되어 배기가스에 의해 대기를 오염시키는 문제점을 발생시키고 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 현재 전기모터를 장착한 차량, 수소자동차, 연료전지 또는 태양에너지를 이용한 차세대 자동차 등이 개발되고 있으며, 최근에는 전기모터를 장착한 차량의 제동방식으로서 연비 향상을 위한 회생 제동 방식이 채용되고 있다. 회생 제동이란, 차량의 제동 시 직진하려는 차량의 관성력을 전기모터로 흡수시켜 차량을 제동시키는 것으로서, 전기모터에 발생된 역기전력에 따른 에너지는 배터리에 저장되게 된다.

회생 제동과 함께 유압 제동이 적용되는 하이브리드 차량에 있어서 차륜에 가해지는 제동력은 전기모터에 의한 회생 제동력과 유압 장치에 의한 유압 제동력의 합이 된다. 하이브리드 차량의 경우 유압 제동을 수행할 때, 유압 장치에 통상적으로 포함되는 유압 펌프와, 유압 펌프를 동작시키기 위한 유압 모터의 내구성을 유지하면서 회생 제동과 효과적으로 연계하여 차량의 제동을 수행할 필요성이 존재한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0024651호(2008.03.19. 공개)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 목적은 차량에 설치된 유압 장치의 기구적 설계 변경 또는 신규 부품의 추가 없이 소정의 제어로직만을 통해 유압 제동을 수행함으로써, 유압 장치의 내구성을 유지하면서 회생 제동과 효과적으로 연계하여 차량의 제동을 수행할 수 있는 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 제동 장치는 차량의 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 단속하는 인렛 밸브(Inlet Valve), 상기 차량의 회생 제동을 수행하는 회생 제동부, 및 운전자가 요구한 요구 제동력에서 상기 회생 제동부에 의해 발생된 회생 제동력을 감산하여 결정되는 유압 제동력이 발생하도록 상기 인렛 밸브를 제어하여 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하되, 상기 차량의 차속 및 상기 회생 제동력의 변화에 기초하여 상기 인렛 밸브를 제어함으로써 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 차속 및 상기 회생 제동력에 기초하여 결정되는 하나 이상의 제동 구간 별로 상기 인렛 밸브를 차별적으로 제어함으로써 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 차량의 주행 상태에서 브레이크 페달이 답입됨에 따라 상기 회생 제동력이 발생하여 상기 차량의 제동이 개시되는 제1 제동 구간에서는, 상기 브레이크 페달이 답입됨에 따라 마스터실린더에 의해 프리필 레벨(Prefill Level)에 해당하는 제동 유압이 발생된 후, 상기 차량의 현재 차속에 기초하여 미리 설정된 설정 제동 유압이 상기 휠 실린더로 공급되도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제1 제동 구간 이후, 상기 차량이 감속을 시작하며 상기 요구 제동력의 증가에 따라 상기 회생 제동력이 증가하는 제2 제동 구간에서는, 상기 설정 제동 유압이 상기 휠 실린더로 공급되는 상태가 유지되도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제2 제동 구간이 유지되는 상태에서 상기 브레이크 페달이 상기 제1 제동 구간의 경우 대비 더 답입되는 시점부터 진입하게 되는 제3 제동 구간에서는, 상기 설정 제동 유압 이상의 제동 유압이 상기 휠 실린더로 공급되도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제3 제동 구간 이후, 상기 차량의 감속 상태가 유지되고 상기 회생 제동력이 감소하는 제4 제동 구간에서는, 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압이 증가하도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 인렛 밸브는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(Normal Open Type Solenoid Valve)이고, 상기 제어부는, 상기 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브로 인가되는 구동 전류를 조절하여 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 제동 제어 방법은 제어부가, 운전자가 요구한 요구 제동력에서 상기 회생 제동부에 의해 발생된 회생 제동력을 감산하여 결정되는 유압 제동력이 발생하도록 상기 인렛 밸브를 제어하여 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하되, 상기 차량의 차속 및 상기 회생 제동력의 변화에 기초하여 상기 인렛 밸브를 제어함으로써 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 유압 장치의 인렛 밸브 제어만을 통해 회생 제동과 연계하여 차량의 제동을 수행함으로써 유압 장치, 특히 유압 펌프 및 유압 모터의 작동에 따른 내구력 저하, 페달 이질감 및 노이즈를 제거할 수 있고, 기구적 설계 변경 또는 신규 부품의 추가가 요구되지 않아 차량의 제동 시스템을 단순화시키는 동시에 원가를 절감하고 그 양산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 제1 내지 제5 제동 구간을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 제1 내지 제5 제동 구간에서의 제동 유압의 흐름을 도시한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 제어 방법에서 제동 유압을 조절하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 제동 장치 및 제동 제어 방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치의 구조를 설명하기 위한 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 제1 내지 제5 제동 구간을 설명하기 위한 예시도이며, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치에서 제1 내지 제5 제동 구간에서의 제동 유압의 흐름을 도시한 예시도이다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 장치의 구조를 설명한다.

운전자가 브레이크 페달을 답입하는 경우, 후술할 제어부(100)는 페달 트래블 센서(PTS: Pedal Travel Sensor, 미도시)를 통해 운전자의 제동 요구를 감지할 수 있으며, 운전자의 제동 요구를 감지한 제어부(100)의 제어에 따라 마스터실린더(MC1, MC2)에서 제동 유압이 발생된다. 구체적으로는, 액추에이터 모터(미도시)는 제어부(100)의 제어에 의해 구동되어 볼 스크류(미도시)를 전진 또는 후진시킬 수 있으며, 전진 또는 후진되는 볼 스큐류에 의해 가압 또는 가압 해제되는 마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 제동 유압이 발생하게 된다.

마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 발생된 제동 유압이 휠 실린더(FL, FR, RL, RR)로 공급되기 위한 유로 상에는 제동 유압을 단속하기 위한 밸브가 설치되며, 구체적으로는 마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 발생된 제동 유압을 단속하는 트랙션 컨트롤 밸브(TCV1, TCV2)가 마스터실린더(MC1, MC2)의 출구측에 설치되고, 휠 실린더(FL, FR, RL, RR)로 공급되는 제동 유압을 단속하는 인렛 밸브(Inlet Valve: FLIV, FRIV, RLIV, RRIV)가 트랙션 컨트롤 밸브(TCV1, TCV2) 및 휠 실린더(FL, FR, RL, RR) 사이의 유로 상에 설치된다. 또한, 휠 실린더(FL, FR, RL, RR)에 형성된 제동 유압을 해제하는 아웃렛 밸브(FLOV, FROV, RLOV, RROV)가 휠 실린더(FL, FR, RL, RR)의 출구측에 설치되고, 아웃렛 밸브(FLOV, FROV, RLOV, RROV)의 출구측에는 휠 실린더(FL, FR, RL, RR)로부터 토출되는 브레이크 오일을 저장하는 어큐뮬레이터(A1, A2)가 설치된다. 어큐뮬레이터(A1, A2)에 저장된 브레이크 오일을 펌핑하여 휠 실린더(FL, FR, RL, RR)로 공급하는 유압 펌프(SP1, SP2)와, 유압 펌프(SP1, SP2)의 구동을 위한 유압 모터(M)가 마련되며, 유압 펌프(SP1, SP2)와 어큐뮬레이터(A1, A2) 사이의 유로 상에는 체크 밸브(ACV1, ACV2)가 설치된다. 그리고, 유압 펌프(SP1, SP2)의 입구측와 마스터실린더(MC1, MC2) 사이의 유로 상에는 고압 스위치 밸브(HSV1, HSV2)가 설치된다.

전술한 트랙션 컨트롤 밸브(TCV1, TCV2) 및 인렛 밸브(FLIV, FRIV, RLIV, RRIV)는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(Normal Open Type Solenoid Valve)이고, 고압 스위치 밸브(HSV1, HSV2) 및 아웃렛 밸브(FLOV, FROV, RLOV, RROV)는 노멀 클로즈형 솔레노이드 밸브(Normal Close Type Solenoid Valve)로서, 제어부(100)는 구동 전류를 상기 각 밸브로 인가함으로써 각 밸브를 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티 제어할 수 있다.

이하에서 표기하는 휠 실린더(WC)라 함은 전륜 좌측의 휠 실린더(FL), 전륜 우측의 휠 실린더(FR), 후륜 좌측의 휠 실린더(RL) 및 후륜 우측의 휠 실린더(RR) 중 하나 이상을 포함하는 것으로 설명하며, 또한 인렛 밸브(IV)라 함은 전륜 좌측의 인렛 밸브(FLIV), 전륜 우측의 인렛 밸브(FRIV), 후륜 좌측의 인렛 밸브(RLIV) 및 후륜 우측의 인렛 밸브(RRIV) 중 하나 이상을 포함하는 것으로 설명한다. 예를 들어, 후술할 제1 내지 제5 제동 구간에서 제어되는 인렛 밸브(IV)는 전륜의 인렛 밸브(FLIV, FRIV), 후륜의 인렛 밸브(RLIV, RRIV), 또는 전륜과 후륜의 인렛 밸브(FLIV, FRIV, RLIV, RRIV)를 의미하는 것일 수 있다. 또한, 본 실시예는 X-Split 또는 H-Split 방식의 제동 시스템 모두에 적용될 수 있다.

회생 제동부(100)는 차량의 회생 제동을 수행할 수 있다. 구체적으로, 회생 제동부(100)는 차량 주행 시 전기모터의 전력을 공급하고 회생 제동 시에는 전기모터에 발생된 역기전력에 따른 에너지를 저장하는 배터리(미도시), 차량의 제동 시 직진하려는 차량의 관성력을 흡수하여 회생 제동을 수행하는 전기모터(미도시), 및 가능한 회생 제동 토크를 연산하여 회생 제동을 수행하도록 제어하는 하이브리드 제어장치(HCU: Hybrid Control Unit, 미도시)를 포함할 수 있다.

제어부(100)는 브레이크 ECU(Electronic Control Unit)로 구현되어, 운전자가 요구한 요구 제동력(즉, 요구 제동 토크)에서 회생 제동부(100)에 의해 발생된 회생 제동력(즉, 하이브리드 제어장치가 연산한 회생 제동 토크)을 감산하여 결정되는 유압 제동력(즉, 유압 제동 토크)이 발생하도록 인렛 밸브(IV)를 제어하여 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절할 수 있다.

제어부(100)는 페달 트래블 센서(PTS: Pedal Travel Sensor)를 통해 운전자의 제동 요구를 감지하여 운전자가 요구하는 요구 제동력을 결정할 수 있고, 결정된 요구 제동력에서 회생 제동부(100)로부터 전달받은 회생 제동력을 감산하여 휠 실린더(WC)에 인가되어야 할 유압 제동력을 결정할 수 있다. 그리고, 결정된 유압 제동력이 휠 실린더(WC)로 인가되도록 인렛 밸브(IV)를 제어하여 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절할 수 있다. 특히, 본 실시예에서 제어부(100)는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브인 인렛 밸브(IV)로 인가되는 구동 전류를 조절하여 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절할 수 있다.

이때, 제어부(100)는 차량의 차속 및 회생 제동력의 변화에 기초하여 인렛 밸브(IV)를 제어함으로써 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절할 수 있으며, 구체적으로는 차속 및 회생 제동력에 기초하여 결정되는 하나 이상의 제동 구간 별로 인렛 밸브(IV)를 차별적으로 제어함으로써 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절할 수 있다.

도 2를 참조하여 전술한 제동 구간을 구체적으로 설명하면, 제동 구간은 차속 및 회생 제동력에 기초하여 제1 내지 제5 제동 구간으로 구분되어 결정될 수 있다.

제1 제동 구간은 차량의 주행 상태에서 운전자에 의해 브레이크 페달이 답입됨에 따라 회생 제동력이 발생하여 차량의 제동이 개시되는 구간을 의미하고, 제2 제동 구간은 제1 제동 구간 이후 차량이 감속을 시작하며 요구 제동력의 증가에 따라 회생 제동력이 증가하는 구간을 의미하며, 제3 제동 구간은 제2 제동 구간이 유지되는 상태에서 브레이크 페달이 제1 제동 구간의 경우 대비 더 답입되는 시점부터 진입하게 되는 구간을 의미하고, 제4 제동 구간은 제3 제동 구간 이후 차량의 감속 상태가 유지되고 회생 제동력이 감소하는 구간을 의미하며, 제5 제동 구간은 차량의 감속으로 인해 차량이 정지하고 브레이크 페달의 답입이 해제되는 시점이 포함되며 회생 제동이 종료되는 구간을 의미한다.

이하에서는 각 제동 구간에서 제어부(100)가 인렛 밸브(IV)를 조절하는 과정을 도 3 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.

차량의 주행 상태에서 브레이크 페달이 답입됨에 따라 회생 제동력이 발생하여 차량의 제동이 개시되는 제1 제동 구간에서는, 도 3에 도시된 것과 같이 제어부(100)는 브레이크 페달이 답입됨에 따라 마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 프리필 레벨(Prefill Level)에 해당하는 제동 유압이 발생된 후, 차량의 현재 차속에 기초하여 미리 설정된 설정 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되도록 인렛 밸브(IV)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 제1 제동 구간에서 제어부(100)는 마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 프리필 레벨에 해당하는 제동 유압이 발생되었는지 여부를 판단할 수 있으며, 제어부(100)는 마스터실린더(MC1, MC2)의 출구측에 설치된 소정의 압력 센서(PS)를 통해 프리필 레벨에 해당하는 제동 유압이 발생되었는지 여부를 판단할 수 있다. 프리필 레벨은 제동 시스템의 사양, 설계자의 의도 및 후술할 설정 제동 유압에 기초하여 다양하게 설계되어 제어부(100)에 미리 설정되어 있을 수 있다(예: 1.5 bar ~ 2.0 bar).

마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 프리필 레벨에 해당하는 제동 유압이 발생한 것으로 판단된 경우, 제어부(100)는 차량의 현재 차속에 기초하여 미리 설정된 설정 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되도록 인렛 밸브(IV)를 제어할 수 있다.

구체적으로는, 주행중인 차량의 현재 차속에 따른 회생 제동 감속도를 기준으로 차량의 제동을 수행하기 위한 초기 제동 유압이 설정 제동 유압으로서 제어부(100)에 미리 설정되어 있을 수 있으며, 이에 따라 마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 프리필 레벨에 해당하는 제동 유압이 발생한 것으로 판단된 경우, 제어부(100)는 설정 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되도록 인렛 밸브(IV)를 제어할 수 있다. 전술한 것과 같이 인렛 밸브(IV)는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브로서, 제어부(100)는 설정 제동 유압에 해당하는 설정 구동 전류를 인렛 밸브(IV)로 인가함으로써 설정 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되도록 할 수 있으며, 마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 프리필 레벨에 해당하는 제동 유압이 발생한 상태이므로 휠 실린더(WC)로 설정 제동 유압이 신속히 공급될 수 있다.

제1 제동 구간 이후, 차량이 감속을 시작하며 요구 제동력의 증가에 따라 회생 제동력이 증가하는 제2 제동 구간에서는, 도 4에 도시된 것과 같이 제어부(100)는 설정 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되는 상태가 유지되도록 인렛 밸브(IV)를 제어할 수 있다(즉, 제어부(100)는 휠 실린더(WC)로 상기 설정 구동 전류가 인가되는 상태가 유지되고 추가적인 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되지 않도록 인렛 밸브(IV)를 제어할 수 있다). 제2 제동 구간에서 설정 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되는 상태가 유지되도록 인렛 밸브(IV)를 제어하는 구성은 제3 및 제4 제동 구간을 통해 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 증가시키기 위해 전제되는 구성으로서 기능한다.

제2 제동 구간이 유지되는 상태에서 브레이크 페달이 제1 제동 구간의 경우 대비 더 답입되는 시점부터 진입하게 되는 제3 제동 구간에서는, 도 5에 도시된 것과 같이 제어부(100)는 설정 제동 유압 이상의 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되도록 인렛 밸브(IV)를 제어할 수 있다.

즉, 운전자가 브레이크 페달을 제1 제동 구간의 경우 대비 더 답입하게 되면 도 2에 도시된 것과 같이 유압 제동력이 증가하게 된다. 이에 따라, 제어부(100)는 제2 제동 구간까지 유지되었던 설정 제동 유압 이상의 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되도록 인렛 밸브(IV)를 제어할 수 있다.

제3 제동 구간 이후, 차량의 감속 상태가 유지되고 회생 제동력이 감소하는 제4 제동 구간에서는, 도 6에 도시된 것과 같이 제어부(100)는 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압이 증가하도록 인렛 밸브(IV)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 회생 제동력이 감소됨에 따라 운전자가 요구한 요구 제동력을 충족시키기 위해서는 유압 제동력을 증가시킬 필요가 있으며, 이를 위해 제어부(100)는 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압이 증가하도록 인렛 밸브(IV)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(100)는 선형적으로 각각 감소 및 증가하는 회생 제동력 및 유압 제동력과 상응하게 인렛 밸브(IV), 즉 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브로 인가되는 구동 전류를 선형적으로 감소시킴으로써 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압이 증가하도록 할 수 있다.

여기서, 제1 내지 제4 제동 구간의 유기적 동작 측면에서 본 실시예의 효과를 설명한다.

제1 내지 제4 제동 구간에서 제어부(100)는 인렛 밸브(IV)만에 대한 제어를 통해 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절한다. 즉, 제어부(100)는 마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 프리필 레벨에 해당하는 제동 유압이 발생된 후, 설정 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되고 유지되도록, 그리고 브레이크 페달이 더 답입되는 경우 설정 제동 유압 이상의 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되도록 제1 내지 제3 제동 구간에서 인렛 밸브(IV)를 제어한다. 이에 따라, 회생 제동력이 감소하는 제4 제동 구간에서는 회생 제동력의 감소를 보상하기 위해 유압 펌프(SP1, SP2) 및 유압 모터(M)를 동작시키지 않아도, 제3 제동 구간까지 휠 실린더(WC)에 공급되던 제동 유압을 기반으로 인렛 밸브(IV)로 인가되는 구동 전류만을 감소시킴으로써 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압이 증가되도록 제어할 수 있기 때문에 유압 펌프(SP1, SP2) 및 유압 모터(M)와 같은 유압 장치에 대한 제어 동작을 제거할 수 있게 되어 유압 펌프(SP1, SP2) 및 유압 모터(M)의 작동에 따른 유압 장치의 내구력 저하, 페달 이질감 및 노이즈를 제거할 수 있다.

구체적인 예시로서, 제4 제동 구간에서 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 증가시키기 위해, 제1 내지 제3 제동 구간에서 아웃렛 밸브(FLOV, FROV, RLOV, RROV)를 제어하여 브레이크 오일을 어큐뮬레이터(A1, A2)로 이동시켜 저장한 후, 제4 제동 구간에서 유압 모터(M) 및 유압 펌프(SP1, SP2)를 동작시켜 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 강제 증압시키는 구성을 채용할 경우, 제동 유압을 강제 증압시키기 위해 과도한 횟수(예: 150만회)의 유압 모터(M) 및 유압 펌프(SP1, SP2)의 작동이 요구되어 유압 장치의 내구력이 저하되고 노이즈가 발생하는 문제점이 존재하고, 차량의 적용되는 ESC(Electronic Stability Control), ABS(Anti-lock Brake System) 및 SCC(Smart Cuise Control)의 기능 구현을 위해 추가적으로 부가되는 유압 모터(M) 및 유압 펌프(SP1, SP2)의 동작을 고려하면 유압 장치의 내구력 저하 문제는 가중되며, 이러한 문제를 해결하기 위해 유압 장치의 HardWare를 변경함은 현실적인 한계가 존재한다.

따라서, 본 실시예는 제1 내지 제4 제동 구간에서 인렛 밸브(IV)를 제어하여(즉, 인렛 밸브(IV)로 인가하는 구동 전류를 조절하여) 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절하는 유기적인 구성을 통해 유압 장치의 내구력 저하 및 노이즈 발생 문제를 제거하는 동시에 유압 장치의 기구적 설계 변경 또는 신규 부품의 추가없이 보다 효과적으로 회생 제동과 연계하여 유압 제동을 수행할 수 있다.

제4 제동 구간 이후, 차량의 감속으로 인해 차량이 정지하고 브레이크 페달의 답입이 해제되는 시점이 포함되며 회생 제동이 종료되는 제5 제동 구간에서는, 도 7에 도시된 것과 같이 제어부(100)는 인렛 밸브(IV)에 대한 제어를 해제하고(즉, 인렛 밸브(IV)로 인가하는 구동 전류를 해제하고) CBS(Conventional Brake System) 모드로 전환할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 제어 방법에서 제동 유압을 조절하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동 제어 방법을 설명하면, 운전자가 브레이크 페달을 답입하면(S100), 제어부(100)는 운전자가 요구한 요구 제동력에서 회생 제동부(100)에 의해 발생된 회생 제동력을 감산하여 결정되는 유압 제동력이 발생하도록 인렛 밸브(IV)를 제어하여 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절한다(S200).

S200 단계에서, 제어부(100)는 차량의 차속 및 회생 제동력의 변화에 기초하여 인렛 밸브(IV)를 제어함으로써 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절할 수 있으며, 구체적으로는 차속 및 회생 제동력에 기초하여 결정되는 하나 이상의 제동 구간 별로 인렛 밸브(IV)를 차별적으로 제어함으로써 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절할 수 있다. 또한, S200 단계에서, 제어부(100)는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브인 인렛 밸브(IV)로 인가되는 구동 전류를 조절하여 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압을 조절할 수 있다.

도 9를 참조하여 S200 단계를 구체적으로 설명하면, 먼저 차량의 주행 상태에서 브레이크 페달이 답입됨에 따라 회생 제동력이 발생하여 차량의 제동이 개시되는 제1 제동 구간에서는, 제어부(100)는 브레이크 페달이 답입됨에 따라 마스터실린더(MC1, MC2)에 의해 프리필 레벨(Prefill Level)에 해당하는 제동 유압이 발생된 후, 차량의 현재 차속에 기초하여 미리 설정된 설정 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되도록 인렛 밸브(IV)를 제어한다(S210).

다음으로, 제1 제동 구간 이후, 차량이 감속을 시작하며 요구 제동력의 증가에 따라 회생 제동력이 증가하는 제2 제동 구간에서는, 제어부(100)는 설정 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되는 상태가 유지되도록 인렛 밸브(IV)를 제어한다(S230).

다음으로, 제2 제동 구간이 유지되는 상태에서 브레이크 페달이 제1 제동 구간의 경우 대비 더 답입되는 시점부터 진입하게 되는 제3 제동 구간에서는, 제어부(100)는 설정 제동 유압 이상의 제동 유압이 휠 실린더(WC)로 공급되도록 인렛 밸브(IV)를 제어한다(S250).

다음으로, 제3 제동 구간 이후, 차량의 감속 상태가 유지되고 회생 제동력이 감소하는 제4 제동 구간에서는, 제어부(100)는 휠 실린더(WC)로 공급되는 제동 유압이 증가하도록 인렛 밸브(IV)를 제어한다(S270).

다음으로, 제4 제동 구간 이후, 차량의 감속으로 인해 차량이 정지하고 브레이크 페달의 답입이 해제되는 시점이 포함되며 회생 제동이 종료되는 제5 제동 구간에서는, 제어부(100)는 인렛 밸브(IV)에 대한 제어를 해제하고 CBS(Conventional Brake System) 모드로 전환한다(S290).

이와 같이 본 실시예는 유압 장치의 인렛 밸브 제어만을 통해 회생 제동과 연계하여 차량의 제동을 수행함으로써 유압 장치, 특히 유압 펌프 및 유압 모터의 작동에 따른 내구력 저하, 페달 이질감 및 노이즈를 제거할 수 있고, 기구적 설계 변경 또는 신규 부품의 추가가 요구되지 않아 차량의 제동 시스템을 단순화시키는 동시에 원가를 절감하고 그 양산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

MC1, MC2: 마스터실린더
TCV1, TCV2: 트랙션 컨트롤 밸브
HSV1, HSV2: 고압 스위치 밸브
IV, FLIV, FRIV, RLIV, RRIV: 인렛 밸브
OV, FLOV, FROV, RLOV, RROV: 아웃렛 밸브
A1, A2: 어큐뮬레이터
SP1, SP2: 유압 펌프
M: 유압 모터
ACV1, ACV2: 체크 밸브
PS: 압력 센서
WC, FL, FR, RL, RR: 휠 실린더
100: 회생 제동부
200: 제어부

Claims

차량의 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 단속하는 인렛 밸브(Inlet Valve);
상기 차량의 회생 제동을 수행하는 회생 제동부; 및
운전자가 요구한 요구 제동력에서 상기 회생 제동부에 의해 발생된 회생 제동력을 감산하여 결정되는 유압 제동력이 발생하도록 상기 인렛 밸브를 제어하여 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하되, 상기 차량의 차속 및 상기 회생 제동력의 변화에 기초하여 상기 인렛 밸브를 제어함으로써 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 차속 및 상기 회생 제동력에 기초하여 결정되는 하나 이상의 제동 구간 별로 상기 인렛 밸브를 차별적으로 제어함으로써 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 차량의 주행 상태에서 브레이크 페달이 답입됨에 따라 상기 회생 제동력이 발생하여 상기 차량의 제동이 개시되는 제1 제동 구간에서는, 상기 브레이크 페달이 답입됨에 따라 마스터실린더에 의해 프리필 레벨(Prefill Level)에 해당하는 제동 유압이 발생된 후, 상기 차량의 현재 차속에 기초하여 미리 설정된 설정 제동 유압이 상기 휠 실린더로 공급되도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 제동 구간 이후, 상기 차량이 감속을 시작하며 상기 요구 제동력의 증가에 따라 상기 회생 제동력이 증가하는 제2 제동 구간에서는, 상기 설정 제동 유압이 상기 휠 실린더로 공급되는 상태가 유지되도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제2 제동 구간이 유지되는 상태에서 상기 브레이크 페달이 상기 제1 제동 구간의 경우 대비 더 답입되는 시점부터 진입하게 되는 제3 제동 구간에서는, 상기 설정 제동 유압 이상의 제동 유압이 상기 휠 실린더로 공급되도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제3 제동 구간 이후, 상기 차량의 감속 상태가 유지되고 상기 회생 제동력이 감소하는 제4 제동 구간에서는, 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압이 증가하도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 인렛 밸브는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(Normal Open Type Solenoid Valve)이고,
상기 제어부는, 상기 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브로 인가되는 구동 전류를 조절하여 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 장치.
차량의 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 단속하는 인렛 밸브(Inlet Valve), 및 상기 차량의 회생 제동을 수행하는 회생 제동부를 포함하는 차량의 제동 장치를 제어하는 방법으로서,
제어부가, 운전자가 요구한 요구 제동력에서 상기 회생 제동부에 의해 발생된 회생 제동력을 감산하여 결정되는 유압 제동력이 발생하도록 상기 인렛 밸브를 제어하여 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하되, 상기 차량의 차속 및 상기 회생 제동력의 변화에 기초하여 상기 인렛 밸브를 제어함으로써 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 제동 유압을 조절하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 차속 및 상기 회생 제동력에 기초하여 결정되는 하나 이상의 제동 구간 별로 상기 인렛 밸브를 차별적으로 제어함으로써 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 제동 유압을 조절하는 단계는,
상기 제어부가, 상기 차량의 주행 상태에서 브레이크 페달이 답입됨에 따라 상기 회생 제동력이 발생하여 상기 차량의 제동이 개시되는 제1 제동 구간에서는, 상기 브레이크 페달이 답입됨에 따라 마스터실린더에 의해 프리필 레벨(Prefill Level)에 해당하는 제동 유압이 발생된 후, 상기 차량의 현재 차속에 기초하여 미리 설정된 설정 제동 유압이 상기 휠 실린더로 공급되도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 제동 유압을 조절하는 단계는,
상기 제어부가, 상기 제1 제동 구간 이후, 상기 차량이 감속을 시작하며 상기 요구 제동력의 증가에 따라 상기 회생 제동력이 증가하는 제2 제동 구간에서는, 상기 설정 제동 유압이 상기 휠 실린더로 공급되는 상태가 유지되도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 제동 유압을 조절하는 단계는,
상기 제어부가, 상기 제2 제동 구간이 유지되는 상태에서 상기 브레이크 페달이 상기 제1 제동 구간의 경우 대비 더 답입되는 시점부터 진입하게 되는 제3 제동 구간에서는, 상기 설정 제동 유압 이상의 제동 유압이 상기 휠 실린더로 공급되도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 제동 유압을 조절하는 단계는,
상기 제어부가, 상기 제3 제동 구간 이후, 상기 차량의 감속 상태가 유지되고 상기 회생 제동력이 감소하는 제4 제동 구간에서는, 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압이 증가하도록 상기 인렛 밸브를 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 인렛 밸브는 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(Normal Open Type Solenoid Valve)이고,
상기 제동 유압을 조절하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브로 인가되는 구동 전류를 조절하여 상기 휠 실린더로 공급되는 제동 유압을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동 제어 방법.