KR20220120105A - 회생제동 및 유압제동을 수행하는 차량의 브레이크 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

회생제동 및 유압제동을 수행하는 차량의 브레이크 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

회생제동 및 유압제동을 수행하는 차량의 브레이크 시스템 및 그 제어방법을 개시한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 마스터실린더(master cylinder); 마스터실린더를 가압하도록 배치된 탄성 재질을 갖는 리액션디스크(reaction disc); 차량의 운전자의 브레이크 페달 답입량에 따라 변위가 조절되도록 배치된 오퍼레이팅 로드(operating rod), 탄성체고정부(elastomer fixing unit), 및 탄성체(elastomer)를 포함하는 로드 어셈블리(rod assembly); 리액션디스크의 모터피스톤(motor piston)을 포함하고, 모터피스톤의 변위를 조절하여 마스터실린더를 가압하도록 배치된 전동부스터부(electric booster unit); 및 제어부(control)를 포함하는 브레이크 시스템을 제공한다.

Description

회생제동 및 유압제동을 수행하는 차량의 브레이크 시스템 및 그 제어방법{Braking System of Vehicle Capable of Regenerative Braking and Hydraulic Braking and Controlling Method Thereof}
본 개시는 회생제동 및 유압제동을 수행하는 차량의 브레이크 시스템 및 브레이크 시스템의 제어방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
회생제동(regenerative braking)이란, 차량의 주행 관성을 이용해 모터(motor)를 발전기로서 구동시키며, 모터의 구동으로 인해 발생한 저항을 제동력(braking force)으로 이용하는 제동방식이다.
HEV(Hybrid Electric Vehicle) 차량의 경우, 차량 제동 시, 회생제동부(regenerative braking unit) 및 유압제동부(hydraulic braking unit)가 협조하여 제동(이하, '협조제동'이라 함)을 함에 따라, 차량에 안정적인 제동력을 공급할 수 있다.
차량은 운전자의 페달 답입력(pedal effort)를 배력(boosting)하기 위하여 전동부스터부(electric booster unit)를 더 포함한다. 전동부스터부는 전동부스터부에 구비된 전기모터의 회전토크를 이용하여, 오퍼레이팅 로드(operating rod)가 마스터실린더(master cylinder)의 내부를 가압하는 힘을 배력한다. 또한, 전동부스터부는 답력(pedal feel) 형성 시, 운전자에게 요구답력(required pedal feel)을 제공하도록 구성된다. 구체적으로, 전동부스터부에 의해 리액션디스크(reaction disc)가 가압됨으로써 페달의 스트로크(pedal stroke)에 상응하는 적절한 답력이 형성되도록 전동부스터부는 구성된다.
한편, 종래의 협조제동 기능이 구비된 차량이 회생제동 시, 회생제동에 따른 제동 보상량만큼 ESC(Electronic Stability Control)를 이용하여 유압(hydraulic pressure)을 감소시킨다. 이를 위해, 종래의 차량은 회생제동 및 유압제동의 협조제어가 가능한 사양(specification)을 갖는 ESC를 필요로 한다. 구체적으로, ESC는 유압의 감소를 위해 어큐뮬레이터(accumulator) 등의 감압 장치가 추가로 필요하게 되므로, ESC의 사양이 높아진다. 이에 따른 원가 증가의 문제점이 있다.
또한, 종래의 협조제동 기능이 구비된 차량이 협조제동 중에 회생제동이 해제될 경우에는 유압제동의 제동력을 증가시키기 위해 ESC를 이용하여 제동장치 내에 유압 오일의 양을 증가시킨다. 제동장치 내 유압 오일의 양을 증가시키기 위해 펌프를 동작시켜 마스터실린더로부터 유압 오일을 끌어온다. 그 결과 마스터실린더 내부에서 형성되는 압력이 낮아져 운전자가 페달 답력이 낮아지는 이질감을 느낄 수 있다.
이에, 본 개시는 회생제동 중단신호를 수신하여 회생제동력을 감소시키고, 감소된 만큼 전동부스터를 이용하여 유압제동력을 증가시킬 때 발생하는 답입 이질감을 제거하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 차량의 제동 상황 시 회생제동(regenerative braking) 및 유압제동(hydraulic braking)이 함께 수행되는 협조제동을 하도록 구성된 브레이크 시스템에 있어서, 마스터실린더(master cylinder); 마스터실린더를 가압하도록 배치된 탄성 재질을 갖는 리액션디스크(reaction disc); 차량의 운전자의 브레이크 페달 답입량에 따라 변위가 조절되도록 배치된 오퍼레이팅 로드(operating rod), 탄성체고정부(elastomer fixing unit), 및 일단이 오퍼레이팅 로드의 일부와 접하고 타단이 탄성체고정부와 접하도록 배치된 탄성체(elastomer)를 포함하는 로드 어셈블리(rod assembly); 리액션디스크의 적어도 일부를 가압하도록 배치된 모터피스톤(motor piston)을 포함하고, 모터피스톤의 변위를 조절하여 마스터실린더를 가압하도록 배치된 전동부스터부(electric booster unit); 및 전동부스터부를 제어하고, 회생제동 및 유압제동 중 어느 하나 이상을 이용하여 차량을 제동하는 제어를 수행하도록 배치된 제어부(control)를 포함하는 브레이크 시스템을 제공한다.
또한, 차량의 제동 상황 시 회생제동(regenerative braking) 및 유압제동(hydraulic braking)이 함께 수행되는 협조제동을 하도록 구성된 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서, (a) 페달의 답입 시, 페달 트래블 센서에 의해 측정되는 페달의 스트로크에 기초하여 차량을 제동하기 위한 총 요구제동력을 연산하는 과정; (b) 총 요구제동력을 기초로 요구 회생제동력을 연산하는 과정; (c) 요구 회생제동력만큼의 제동력을 갖도록 하는 회생제동부를 구동시키는 과정; (d) 회생제동 중단신호를 수신하였는지 여부를 판단하는 과정; (e) 회생제동 중단신호를 수신한 경우, 회생제동 중단에 따른 요구 유압제동력을 연산하는 과정; (f) 요구 유압제동력에 따른 모터피스톤의 요구변위를 연산하는 과정; 및 (g) 모터피스톤을 요구변위만큼 이동시켜 리액션디스크를 가압하도록 전동부스터부를 구동하는 과정을 포함하는 브레이크 시스템 제어방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 회생제동 및 유압제동을 수행하는 차량의 브레이크 시스템 및 그 제어방법은 운전자에게 답력을 제공하는 탄성체의 일단을 고정시키고 탄성 재질의 리액션디스크를 이용하여, 총 제동력이 유지되지만 회생제동력이 감소하고 유압제동력이 증가하는 상황에서, 운전자가 답입에 대한 이질감을 느끼지 않게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 단면도이다.
도 2는 탄성 재질을 갖는 리액션디스크, 오퍼레이팅 로드 및 모터피스톤과 답력 사이의 관계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 제동 중 제어부가 회생제동만을 수행하는 상황에서 회생제동을 해제하는 경우 시간에 따른 총 답력, 탄성체의 답력, 리액션디스크의 답력, 회생제동력 및 유압제동력의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 도 3에서 시작점,
Figure pat00001
, 및
Figure pat00002
인 시점에서의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 제동 중 제어부가 회생제동만을 수행하는 상황에서 회생제동을 해제하는 동안에 답입량이 증가하는 경우 시간에 따른 총 답력, 탄성체의 답력, 리액션디스크의 답력, 회생제동력 및 유압제동력의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 도 3에서 시작점,
Figure pat00003
, 및
Figure pat00004
인 시점에서의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 제동 중 제어부가 회생제동 및 유압제동을 수행하는 상황에서 회생제동을 해제하는 경우 시간에 따른 총 답력, 탄성체의 답력, 리액션디스크의 답력, 회생제동력 및 유압제동력의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 도 7에서 시작점,
Figure pat00005
, 및
Figure pat00006
인 시점에서의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는 제동 중 제어부가 회생제동과 유압제동을 함께 수행하는 상황에서 회생제동을 해제하는 동안에 답입량이 증가하는 경우 시간에 따른 총 답력, 탄성체의 답력, 리액션디스크의 답력, 회생제동력 및 유압제동력의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 도 9에서 시작점,
Figure pat00007
, 및
Figure pat00008
인 시점에서의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템 제어방법의 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템(brake system, 1)은 페달마스터부(pedal master unit, 10), 전동부스터부(electric booster unit, 20), 하우징(housing, 30), 디스크부(disc unit, 42) 및 제어부(electric control unit, 50)의 전부 또는 일부를 포함한다.
페달마스터부(10)는 페달(11), 로드 어셈블리(rod assembly, 60), 푸시로드(push rod, 13), 마스터실린더(14) 및 리턴스프링(return spring, 15)의 전부 또는 일부를 포함한다.
페달(11)은 차량의 감속 또는 정차를 위해 운전자가 가압하는 부분이다. 운전자가 페달(11)을 답입하여 오퍼레이팅 로드(12)의 일단을 일정 압력 이상으로 가압하면, 오퍼레이팅 로드(12)는 리액션디스크(reaction disc, 420)측 방향으로 이동한다. 이때, 페달(11)의 스트로크(stroke)는 별도로 구비된 페달 트래블 센서(pedal travel sensor, 미도시)에 의해 센싱(sensing)될 수 있다. 오퍼레이팅 로드(12)의 일단은 리액션디스크(420)의 중앙부와 접하도록 배치될 수 있다.
로드 어셈블리(60)는 오퍼레이팅 로드(12), 탄성체(17) 및 탄성체고정부(16)를 포함한다.
오퍼레이팅 로드(12)는 운전자의 답입력(pedal effort)을 리액션디스크(420)에게 전달하는 매개체이다. 오퍼레이팅 로드(12)의 일단은 페달(11)에 연결된다. 오퍼레이팅 로드(12)는 모터피스톤(28)과 함께 리액션디스크(420)를 마스터실린더(14)측 방향으로 밀어 마스터실린더(14)를 가압할 수 있다. 페달(11)의 답입이 시작되는 초기상태에서 오퍼레이팅 로드(12)의 타단은 리액션디스크(420)로부터 이격될 수 있다. 페달(11)이 답입됨에 따라 오퍼레이팅 로드(12)의 타단이 리액션디스크(420)를 향해 전진운동한다.
탄성체(17)의 일단은 오퍼레이팅 로드(12)와 접하고, 타단은 탄성체고정부(16)와 접하도록 배치된다. 탄성체(17)는 오퍼레이팅 로드(12)의 움직임에 따라 탄성력을 형성한다. 구체적으로, 운전자가 페달(11)을 답입한 경우 오퍼레이팅 로드(12)가 리액션디스크(420)측 방향으로 이동하면서 탄성체(17)를 압축하게 된다. 압축된 탄성체(17)는 탄성력이라는 반력이 형성되어 운전자에게 답력을 제공한다. 탄성체(17)의 타단은 탄성체고정부(16)와 접하도록 배치되어 있으므로, 탄성체(17)는 오직 오퍼레이팅 로드(12)의 변위의 영향을 받는다. 오퍼레이팅 로드(12)가 리액션디스크(420)와 접하고 있지 않아 리액션디스크(420)로부터 반력이 형성되지 않더라도, 탄성체(17)에 의한 반력으로 운전자는 답력을 느낄 수 있다. 또한, 탄성체(17)가 모터피스톤(28) 등과 같은 곳이 아닌 탄성체고정부(16)와 연결되어 배치됨으로써, 마스터실린더(14) 내의 압력이 변화하는 순간에도 운전자가 이로 인한 답입감에 대한 이질감을 느끼지 않을 수 있다.
탄성체(17)는 스프링(spring)으로 구성되거나, 스프링(171) 및 댐퍼(damper, 172)의 조합으로 구성될 수 있다. 본 개시에서는, 스프링(171) 및 댐퍼(172)가 직렬연결되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 아니하고, 스프링(171) 및 댐퍼(172)는 병렬연결되어 있을 수 있다.
푸시로드(13)는 적어도 일부가 마스터실린더(14)의 내부에 삽입된다. 푸시로드(13)가 마스터실린더(14)의 내부에서 마스터실린더(14)의 길이 방향으로 왕복 운동하며, 푸시로드(13)가 전진 운동 시, 마스터실린더(14)의 내부에 저장된 브레이크액을 가압할 수 있다.
마스터실린더(14)는 내부에 브레이크액(brake fluid)을 수용하도록 구성된다. 마스터실린더(14) 내부의 브레이크액이 가압되며 제동에 사용되는 유압이 형성된다. 형성된 유압은 복수의 휠브레이크(wheel brakes, 미도시)로 전달된다.
리턴스프링(15)은 마스터실린더(14)의 내부에 배치되며, 푸시로드(13)의 왕복운동에 의해 압축되거나 팽창된다. 리턴스프링(15)은 바람직하게는 코일스프링일 수 있다. 그러나, 본 개시는 반드시 이에 한정되지 아니하고 판 스프링 또는 고무 등의 탄성체로 구성될 수 있다. 또한, 리턴스프링(15)은 본 개시에서는 도시되지 아니하였으나, 전동부스터부(20)의 하우징 내부에 배치될 수 있다. 리턴스프링(15)은 오퍼레이팅 로드(12) 또는 전동부스터부(20) 중 어느 하나 이상에 의해 전달되는 힘 중 일부에 의해 가압되도록 마스터실린더(14)의 내부 또는 전동부스터부(20)의 내부에 배치될 수 있다.
전동부스터부(20)는 운전자의 답입력을 배력(boost)하도록 구성된다. 전동부스터부(20)는 모터(motor, 22), 기어장치(gear device, 24), 스크류 샤프트(screw shaft, 26) 및 모터피스톤(motor piston, 28)의 전부 또는 일부를 포함한다.
모터(22)는 제어부(50)의 신호에 따라 모터(22)의 축을 중심으로 정방향 또는 반대방향으로 회전하도록 구성된다.
기어장치(24)는 모터(22)의 회전토크(torque)를 스크류 샤프트(26)에 전달하도록 구성된다. 기어장치(24)는 제1 기어(first gear, 240), 제2 기어(second gear, 242) 및 제3 기어(third gear, 244)의 전부 또는 일부를 포함한다.
제1 기어(240)는 모터(22)로부터 전달되는 회전토크를 1차적으로 수용하며, 제2 기어(242)에게 전달한다. 제2 기어(242)는 제1 기어(240)로부터 전달받은 회전토크를 제3 기어(244)에게 전달한다. 제3 기어(244)는 제2 기어(242)로부터 전달받은 회전토크를 스크류 샤프트(26)에게 전달한다. 제1 기어(240) 내지 제3 기어(244)의 톱니 수의 비율에 기초하여, 제1 기어(240) 내지 제3 기어(244)로 회전토크가 전달되는 동안 회전 속도가 일정 비율로 감소하거나 증가할 수 있다.
스크류 샤프트(26)는 기어장치(24)에 의해 전달된 회전토크를 직선 운동으로 변환하도록 구성된다. 스크류 샤프트(26)는 제1 샤프트(first shaft, 260) 및 제2 샤프트(second shaft, 262)의 전부 또는 일부를 포함한다.
제1 샤프트(260)는 제3 기어(244)에 구속되어 회전한다. 제2 샤프트(262)는 제1 샤프트(260)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하도록 구성된다. 바람직하게는, 제1 샤프트(260)는 피니언(pinion), 제2 샤프트(262)는 랙(rack)으로 구성될 수 있다. 제2 샤프트(262)의 일단은 모터피스톤(28)에 연결된다. 이로 인해, 제2 샤프트(262)는 모터(22)가 구동됨에 따라, 리액션디스크(420)를 향하는 전진운동 또는 그 반대 방향인 후진운동을 한다.
모터피스톤(28)은 기어장치(24) 및 스크류 샤프트(26) 조합에 의해 전달된 힘에 의해 마스터실린더(14)의 길이방향으로 왕복운동한다. 모터피스톤(28)은 일측이 제2 샤프트(262)에 의해 가압되고, 타측이 리액션디스크(420)를 가압하도록 배치된다.
모터피스톤(28)은 페달(11)이 가압되지 않은 상태, 즉, 제동요구신호가 없는 경우에 제1 샤프트(260)에 근접하여 배치된다.
하우징(30)은 페달마스터부(10)의 적어도 일부, 전동부스터부(20)의 적어도 일부 및 디스크부(42)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된다.
탄성체고정부(16)는 하우징(30)에 고정되며 탄성체고정부(16)의 일면에 탄성체(17)의 적어도 일부가 부착된다. 운전자의 페달 답입에 의해 탄성체(17)가 가압되는 경우, 탄성체고정부(16)는 탄성체(17)를 지지하도록 형성된다.
제어부(50)가 유압제동을 수행할 때, 디스크부(disc unit, 42)는 마스터실린더(14)를 가압하여 복수의 휠브레이크(미도시)에게 유압을 제공한다. 디스크부(42)는 리액션디스크(420) 및 리액션디스크 수용부(reaction disc container, 422)를 포함한다.
리액션디스크(420)는 오퍼레이팅 로드(12) 및 모터피스톤(28) 중 어느 하나 이상에 의해 가압되도록 배치된다. 본 개시의 도 1에서는 리액션디스크(420)와 모터피스톤(28)이 접촉한 상태로 도시되어 있다. 그러나, 제어부(50)에 의해 제동요구신호가 발생하지 않는다면 모터피스톤(28)은 리액션디스크(420)로부터 이격되어 있는 상태일 수 있다.
리액션디스크(420)는 리액션디스크(420)의 외주면(outer circumference), 즉 외곽부가 모터피스톤(28)에 의해 가압되고, 리액션디스크(420)의 중심부는 오퍼레이팅 로드(12)에 의해 가압되도록 배치될 수 있다. 이를 위해, 모터피스톤(28)의 종단면이 대략 환형(annular type)으로 형성되고, 오퍼레이팅 로드(12)가 모터피스톤(28)의 중앙에 형성된 중공부를 관통하는 형태일 수 있다. 이때, 오퍼레이팅 로드(12) 및 리액션디스크(420)는 동축으로(coaxially) 배치된다. 한편, 본 개시는 이에 한정되지 않으며, 페달(11)의 답입 및 모터(22)의 구동으로 인해 리액션디스크(420)를 가압할 수 있는 장치가 구성된 브레이크 시스템이라면 본 개시에 포함된다.
리액션디스크(420)는 압축 가능한 탄성의 재질로 구성된다. 예컨대, 리액션디스크(420)의 적어도 일부는 고무 재질로 형성될 수 있다. 리액션디스크(420)가 오퍼레이팅 로드(12) 및 모터피스톤(28) 중 하나 이상에 의해 가압될 때, 가압되는 힘에 의해 형성되는 반력은 오퍼레이팅 로드(12)를 통해 운전자에게 전달되고, 운전자가 느끼는 답력(pedal feel)의 일부를 구성한다.
리액션디스크 수용부(422)는 내부에 형성된 수용공간에 리액션디스크(420)의 적어도 일부를 수용하도록 형성된다. 리액션디스크 수용부(422)의 일측이 오퍼레이팅 로드(12) 및 모터피스톤(28) 중 하나 이상에 의해 가압되면, 리액션디스크 수용부(422)의 타측이 푸시로드(13)를 가압한다.
운전자에게 제공되는 총 답력은 리액션디스크(420)의 압축력에 대한 반력으로 인해 형성되는 답력 및 탄성체(17)의 압축력에 대한 반력으로 인해 형성되는 답력의 합으로 결정될 수 있다.
제어부(50)는 페달 트래블 센서(미도시)로부터 전달받은 답입신호를 기초로 제동요구신호를 형성한다. 제동요구신호는 복수의 휠브레이크(미도시)의 적어도 일부가 제동력을 형성하도록 하는 전기적 신호이다.
제어부(50)는 답입신호에 기초하여 차량을 제동하기 위한 총 요구제동력을 계산한다. 또한, 제어부(50)는 회생제동 및 유압제동 중 어느 하나 이상의 제동을 수행할지 여부를 결정하며, 회생제동 및/또는 유압제동 여부에 따라 회생제동력을 가하거나 전동부스터부(20)를 상이하게 제어할 수 있다. 여기서, 총 요구제동력은 유압제동력과 회생제동력을 더한 값일 수 있다. 제동 모드에는 복수 개의 모드가 설정될 수 있다. 예컨대 제어부(50)는 유압제동력만을 이용하여 제동하는 유압제동모드, 회생제동력만을 이용하여 제동하는 회생제동모드, 및 유압제동력 및 협조제동력을 함께 이용하여 제동하는 협조제동모드를 설정하여 차량을 제동시킬 수 있다.
도 2는 탄성 재질을 갖는 리액션디스크, 오퍼레이팅 로드 및 모터피스톤과 답력 사이의 관계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2의 (a)는 리액션디스크(420)의 변위는 변하지 않는 상태에서 오퍼레이팅 로드(12)의 변위에 따른 답력을 설명하기 위한 개략도가 도시되어 있다. 도 2의 (b)는 모터피스톤(28)과 오퍼레이팅 로드(12)의 상대변위가 일정할 때, 마스터실린더(14) 내에서 가해지는 압력의 크기에 따른 답력을 설명하기 위한 개략도가 도시되어 있다.
도 2의 (a)를 참조하면, 오퍼레이팅 로드(12)가 리액션디스크(420)측으로 이동하는 경우 답력이 증가하고, 그 반대로 이동하면 답력이 감소한다는 것을 확인할 수 있다. 다만, 오퍼레이팅 로드(12)의 변위와 리액션디스크(420)의 변위의 차이가 일정 범위 이내인 경우 운전자가 느끼는 답력에는 거의 변화가 없다. 이는 리액션디스크(420)가 탄성 재질로 이루어진 특성으로 인한 것이다.
도 2의 (b)를 참조하면, 모터피스톤(28)의 변위와 오퍼레이팅 로드(12)의 변위의 차이가 일정하게 유지되고, 리액션디스크(420)를 가압하여 마스터실린더(14) 내의 유압을 증가시킬 경우에 운전자가 느끼는 답력은 모터피스톤(28)과 오퍼레이팅 로드(12) 각각의 변위가 아닌 마스터실린더(14) 내의 유압의 크기에 따라 증가한다.
도 3은 제동 중 제어부가 회생제동만을 수행하는 상황에서 회생제동을 해제하는 경우 시간에 따른 총 답력, 탄성체의 답력, 리액션디스크의 답력, 회생제동력 및 유압제동력의 관계를 설명하기 위한 그래프이다. 도 4는 도 3에서 시작점,
Figure pat00009
, 및
Figure pat00010
인 시점에서의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
이하 도 3, 도 5, 도 7 및 도 9에 도시된 그래프에서,
Figure pat00011
은 총 답력,
Figure pat00012
는 탄성체(17)의 답력,
Figure pat00013
는 리액션디스크(420)의 답력,
Figure pat00014
는 회생제동력, 및
Figure pat00015
는 유압제동력을 나타낸다.
도 4의 (a)는 도 3의 시작점에서의 동작, 도 4의 (b)는 도 3의
Figure pat00016
시점에서의 동작, 및 도 4의 (c)는 도 3의
Figure pat00017
시점에서의 동작을 도시하고 있다.
도 3의 시작점에서는, 운전자가 페달(11)을 답입하기 시작한 지점(
Figure pat00018
)으로서 총 답력(
Figure pat00019
)이 형성된다. 오퍼레이팅 로드(12)가 리액션디스크(420)의 중앙부(423)와 이격된 상태에 있으므로 리액션디스크(420)의 반력에 의한 답력(
Figure pat00020
)은 형성되지 않는다.
운전자가 페달(11)을 답입하는 초기 지점인 시작점과
Figure pat00021
시점 사이의 구간에서는 제동력이 형성되지 않는다. 이 구간에서는 탄성체(17)의 압축에 의해 형성되는 답력(
Figure pat00022
)이 점진적으로 증가한다.
Figure pat00023
시점과
Figure pat00024
시점 사이의 구간은 운전자의 페달(11) 답입량이 증가하면서 그에 따른 제동력이 형성되는 구간이다. 도 3에서는 제어부(50)가 회생제동모드를 개시하여 차량을 제동하는 경우로서, 이 구간에서는 유압제동력(
Figure pat00025
)은 형성되지 않는 동시에 회생제동력(
Figure pat00026
)이 점진적으로 증가한다.
Figure pat00027
시점과
Figure pat00028
시점 사이의 구간은 운전자의 페달(11) 답입량이 유지되는 구간이다. 이 구간에서는 운전자가 요구하는 제동력의 크기가 변하지 않으므로 회생제동력(
Figure pat00029
) 또한 일정하게 유지된다.
Figure pat00030
시점에서는 도 4의 (b)와 같이 모터피스톤(28)이 리액션디스크(420)를 가압하여 디스크부(42)의 변위가 도 4에 도시된
Figure pat00031
에서
Figure pat00032
로 이동하지만, 유압제동력(
Figure pat00033
)을 형성할 정도로 이동하지 않는다. 모터피스톤(28)의 가압으로 인해 리액션디스크(420)의 중앙부(423)가 도 4의 (a)에서보다 더 돌출되지만, 여전히 오퍼레이팅 로드(12)와는 접하지 않는다.
Figure pat00034
시점과
Figure pat00035
시점 사이의 구간은 제어부(50)가 회생제동모드를 해제하고 유압제동모드를 개시하는 구간이다. 이 구간에서는 회생제동력(
Figure pat00036
)은 감소하고, 감소된 제동력만큼 유압제동력(
Figure pat00037
)이 증가한다.
Figure pat00038
시점과
Figure pat00039
시점 사이의 구간은 유압제동력(
Figure pat00040
)이 증가되는 구간이다. 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템은,
Figure pat00041
시점과
Figure pat00042
시점 사이의 구간에서 유압제동력을 발생시키기 위해 전동부스터부(20)를 구동하여 모터피스톤(28)을
Figure pat00043
에서
Figure pat00044
으로 이동시켜 마스터실린더(14)를 가압한다.
Figure pat00045
지점이 되면 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 오퍼레이팅 로드(12)의 변위는
Figure pat00046
에서 변하지 않고 모터피스톤(28)의 변위만 변하게 된다. 오퍼레이팅 로드(12)는 여전히 리액션디스크(420)와 접하지 않으므로, 총 답력(
Figure pat00047
)은 오로지 탄성체(17)의 답력(
Figure pat00048
)의 영향을 받는다. 따라서, 운전자는 유압제동력이 증가하는 구간에서 이질감을 느끼지 않는다. 전 구간에서 총 답력(
Figure pat00049
)은 오퍼레이팅 로드(12)가 리액션디스크(420)의 중앙부(423)와 접하지 않기 때문에 탄성체(17)의 답력(
Figure pat00050
)과 같다.
도 5는 제동 중 제어부가 회생제동만을 수행하는 상황에서 회생제동을 해제하는 동안에 답입량이 증가하는 경우 시간에 따른 총 답력, 탄성체의 답력, 리액션디스크의 답력, 회생제동력 및 유압제동력의 관계를 설명하기 위한 그래프이다. 도 6은 도 5에서 시작점,
Figure pat00051
, 및
Figure pat00052
인 시점에서의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6의 (a)는 도 5의 시작점에서의 동작, 도 6의 (b)는 도 5의
Figure pat00053
시점에서의 동작, 및 도 6의 (c)는 도 5의
Figure pat00054
시점에서의 동작을 도시하고 있다. 여기서, 도 5에 도시된 그래프의 시작점과
Figure pat00055
시점 사이 구간에서 브레이크 시스템의 동작은 도 3에 도시된 그래프의 시작점과
Figure pat00056
시점 사이 구간에서의 동작과 유사하므로 이하 설명은 생략한다.
Figure pat00057
시점에서는 제어부(50)가 회생제동모드를 해제하고 유압제동모드를 설정하기 시작하는 지점이다.
Figure pat00058
시점과
Figure pat00059
시점 사이의 구간에서는 회생제동력(
Figure pat00060
)이 감소하고 유압제동력(
Figure pat00061
)이 증가하게 되는데, 도 5에 도시된 바와 같이 이 구간에서 운전자가 답입량을 증가시키므로 요구 유압제동력(
Figure pat00062
)은 기존의 회생제동력(
Figure pat00063
)의 최대 제동력보다 더 크다.
도 3의
Figure pat00064
시점과
Figure pat00065
시점 사이의 구간에서보다 도 5의
Figure pat00066
시점과
Figure pat00067
시점 사이의 구간에서 유압제동력(
Figure pat00068
)이 증가하는 차이가 더 크다.
본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템은 이러한 경우에도 운전자가 답입에 대한 이질감을 느끼지 않는다.
도 6의 (b) 및 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 운전자가 답입량을 증가함에 따라 오퍼레이팅 로드(12)의 변위가
Figure pat00069
에서
Figure pat00070
으로 이동하게 된다. 모터피스톤(28) 역시 전동부스터부(20)의 구동에 의해 디스크부(42)를 가압하고, 이로 인해 디스크부(42)의 변위가
Figure pat00071
에서
Figure pat00072
로 이동하면서 마스터실린더(14)를 가압해 유압을 생성하게 된다. 도 6의 (c)와 같은 경우에도 오퍼레이팅 로드(12)와 리액션디스크(420)의 중앙부(423)는 서로 접하지 않은 상태를 유지하고 있기 때문에, 운전자는 오로지 탄성체(17)의 답력에만 영향을 받는다. 따라서 마스터실린더(14) 내 유압이 변하더라도 운전자는 답입에 대한 이질감을 느끼지 않는다.
도 7은 제동 중 제어부가 회생제동 및 유압제동을 수행하는 상황에서 회생제동을 해제하는 경우 시간에 따른 총 답력, 탄성체의 답력, 리액션디스크의 답력, 회생제동력 및 유압제동력의 관계를 설명하기 위한 그래프이다. 도 8은 도 7에서 시작점,
Figure pat00073
, 및
Figure pat00074
인 시점에서의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8의 (a)는 도 7의 시작점에서의 동작, 도 8의 (b)는 도 7의
Figure pat00075
시점에서의 동작, 및 도 8의 (c)는 도 7의
Figure pat00076
시점에서의 동작을 도시하고 있다.
도 7의 시작점에서는, 운전자가 페달(11)을 답입하기 시작한 지점으로서 오퍼레이팅 로드(12)가
Figure pat00077
에 위치하고 있고, 총 답력(
Figure pat00078
)이 형성된다. 오퍼레이팅 로드(12)가 리액션디스크(420)의 중앙부(423)와 이격된 상태에 있으므로 리액션디스크(420)의 반력에 의한 답력(
Figure pat00079
)은 형성되지 않는다.
운전자가 페달(11)을 답입하는 초기 지점인 시작점과
Figure pat00080
시점 사이의 구간에서는 제동력이 형성되지 않는다. 이 구간에서는 탄성체(17)의 압축에 의해 형성되는 답력(
Figure pat00081
)이 점진적으로 증가한다.
Figure pat00082
시점과
Figure pat00083
시점 사이의 구간은 운전자의 페달(11) 답입량이 증가하면서 그에 따른 제동력이 형성되는 구간이다. 도 7의 경우에서는 제어부(50)가 우선 회생제동모드를 개시하여 차량을 제동하는 경우로서, 이 구간에서는 유압제동력(
Figure pat00084
)은 형성되지 않는 동시에 회생제동력(
Figure pat00085
)이 점진적으로 증가한다.
Figure pat00086
시점과
Figure pat00087
시점 사이의 구간은 운전자가 페달(11)을 더 답입하는 등 제어부(50)가 유압제동모드를 개시해야 한다고 판단하여 유압제동력(
Figure pat00088
)을 형성하는 구간이다. 이 구간에서는 회생제동력(
Figure pat00089
)은 유지되지만, 전동부스터부(20)가 구동되어 모터피스톤(28)을 가압하면서 복수의 휠브레이크(미도시)에게 공급하는 유압을 증가시킨다. 이러한 과정에서 오퍼레이팅 로드(12)는 마스터실린더(14)측으로 더 이동해 리액션디스크(420)의 돌출된 중앙부(423)를 가압하게 된다. 오퍼레이팅 로드(12)가 리액션디스크(420)의 중앙부(423)와 접하게 됨으로써 운전자는 리액션디스크(420)의 답력(
Figure pat00090
)을 추가적으로 느끼게 된다. 여기서 총 답력(
Figure pat00091
)은 탄성체(17)의 답력(
Figure pat00092
)과 리액션디스크(420)의 답력(
Figure pat00093
)을 더한 값이다.
Figure pat00094
시점과
Figure pat00095
시점 사이의 구간은 운전자의 페달(11) 답입량이 유지되는 구간이다. 이 구간에서는 운전자가 요구하는 제동력의 크기가 변하지 않으므로 회생제동력(
Figure pat00096
) 및 유압제동력(
Figure pat00097
) 또한 일정하게 유지된다.
Figure pat00098
시점에서는 도 8의 (b)와 같이 모터피스톤(28)이 리액션디스크(420)를 가압하여 디스크부(42)의 변위가 도 8에 도시된
Figure pat00099
로 이동하고, 유압제동력(
Figure pat00100
)의 형성이 시작되는 지점인
Figure pat00101
지점을 지난다. 모터피스톤(28)의 가압으로 인해 리액션디스크(420)의 중앙부(423)가 도 8의 (a)에서보다 더 돌출되고, 오퍼레이팅 로드(12)와 접한다. 이 구간에서는 운전자가 유압제동력(
Figure pat00102
)을 형성하기 위해 답입량을 증가시킴에 따라 오퍼레이팅 로드(12)의 변위도
Figure pat00103
로 이동한다.
Figure pat00104
시점과
Figure pat00105
시점 사이의 구간은 제어부(50)가 회생제동모드를 해제하고, 감소된 회생제동력의 크기만큼 유압제동력을 증가시키는 구간이다.
Figure pat00106
시점과
Figure pat00107
시점 사이의 구간은 유압제동력(
Figure pat00108
)이 증가되는 구간으로, 마스터실린더(14) 내의 브레이크 오일이 복수의 휠브레이크(미도시)로 흐르면서 마스터실린더(14) 내의 유압이 감소하게 된다.
본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템은,
Figure pat00109
시점과
Figure pat00110
시점 사이의 구간에서 유압제동력을 증가시키기 위해 전동부스터부(20)를 구동하여 모터피스톤(28)을
Figure pat00111
에서
Figure pat00112
으로 이동시켜 마스터실린더(14)를 더 가압한다.
Figure pat00113
시점이 되면 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 오퍼레이팅 로드(12)의 변위는
Figure pat00114
에서 변하지 않고 모터피스톤(28)의 변위만 변하게 된다. 오퍼레이팅 로드(12)는 계속 리액션디스크(420)와 접하고 있으므로, 총 답력(
Figure pat00115
)은 탄성체(17)의 답력(
Figure pat00116
) 및 리액션디스크(420)의 답력(
Figure pat00117
)의 영향을 받는다. 다만, 리액션디스크(420)의 답력(
Figure pat00118
)의 영향을 받는다 하더라도 총 답력(
Figure pat00119
)의 크기는 변하지 않는다. 이 부분에 대해서 이하 상세히 설명한다.
도 8의 (b)에서 운전자가 느끼는 답력을
Figure pat00120
이라 하고, 도 8의 (c)에서 운전자가 느끼는 답력을
Figure pat00121
라고 할 때,
Figure pat00122
및
Figure pat00123
는 수학식 1을 만족한다.
Figure pat00124
Figure pat00125
여기서,
Figure pat00126
는 도 8의 (b)에서 리액션디스크(420)가 오퍼레이팅 로드(12)에게 가하는 압력,
Figure pat00127
은 도 8의 (b)에서 리액션디스크(420)와 오퍼레이팅 로드(12)가 접하는 면적,
Figure pat00128
는 탄성체(17)의 탄성계수,
Figure pat00129
는 도 8의 (b)에서 탄성체(17)가 압축된 거리,
Figure pat00130
는 도 8의 (c)에서 리액션디스크(420)가 오퍼레이팅 로드(12)에게 가하는 압력,
Figure pat00131
은 도 8의 (c)에서 리액션디스크(420)와 오퍼레이팅 로드(12)가 접하는 면적,
Figure pat00132
는 도 8의 (c)에서 탄성체(17)가 압축된 거리를 의미한다.
도 8의 (b)와 도 8의 (c) 사이에서는 오퍼레이팅 로드(12)의 변위가
Figure pat00133
지점으로 유지되고 있으므로
Figure pat00134
이다. 따라서
Figure pat00135
이다.
도 8의 (c)에서는 감소된 회생제동력만큼 유압제동력을 증가시켜야 하기 때문에 모터피스톤(28)이 마스터실린더(14)측 방향으로 더 전진되어 있다. 오퍼레이팅 로드(12)의 변위는 유지한 체 모터피스톤(28)이 리액션디스크(420)를 더 강하게 가압하므로, 탄성 재질을 가진 리액션디스크(420)의 중앙부(423)는 더 많이 돌출되고, 리액션디스크(420)가 더 큰 압력을 갖게 된다(
Figure pat00136
).
다만, 리액션디스크(420)가 오퍼레이팅 로드(12)에게 가하는 압력에 차이가 발생하더라도, 도 8의 (c)에서는 리액션디스크(420)의 중앙부(423)가 더 크게 돌출되면서 오퍼레이팅 로드(12)와 접하는 면적이 좁아지게 된다. 따라서
Figure pat00137
이다.
Figure pat00138
이지만,
Figure pat00139
이므로
Figure pat00140
Figure pat00141
이다. 본 개시에서 리액션디스크(420)는 탄성을 가진 재질로, 돌출되는 정도 및 오퍼레이팅 로드(12)와 접하는 면적 등이 리액션디스크(420)가 가지는 탄성의 정도의 차이에 따라 달라질 수 있다.
Figure pat00142
가 되도록 하는 리액션디스크(420)를 설계하여 회생제동력이 감소하고 유압제동력이 증가하는 동안에도 운전자가 느끼는 답력인
Figure pat00143
과
Figure pat00144
의 차이가 없도록 하는 것이 바람직하다.
도 9는 제동 중 제어부가 회생제동과 유압제동을 함께 수행하는 상황에서 회생제동을 해제하는 동안에 답입량이 증가하는 경우 시간에 따른 총 답력, 탄성체의 답력, 리액션디스크의 답력, 회생제동력 및 유압제동력의 관계를 설명하기 위한 그래프이다. 도 10은 도 9에서 시작점,
Figure pat00145
, 및
Figure pat00146
인 시점에서의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10의 (a)는 도 9의 시작점에서의 동작, 도 10의 (b)는 도 9의
Figure pat00147
시점에서의 동작, 및 도 10의 (c)는 도 9의
Figure pat00148
시점에서의 동작을 도시하고 있다. 여기서, 도 9에 도시된 그래프의 시작점과
Figure pat00149
시점 사이 구간에서 브레이크 시스템의 동작은 도 7에 도시된 그래프의 시작점과
Figure pat00150
시점 사이 구간에서의 동작과 유사하므로 이하 설명은 생략한다.
Figure pat00151
시점에서는 제어부(50)가 회생제동모드를 해제하고 유압제동력(
Figure pat00152
)을 증가시키기 위해 전동부스터부(20)를 구동하는 지점이다.
Figure pat00153
시점과
Figure pat00154
시점 사이의 구간에서는 회생제동력(
Figure pat00155
)이 감소하고 유압제동력(
Figure pat00156
)이 증가하게 되는데, 도 9에 도시된 바와 같이 이 구간에서 운전자가 답입량을 증가시키므로 요구 유압제동력(
Figure pat00157
)은 기존의 회생제동력(
Figure pat00158
)의 최대 제동력보다 더 크다.
도 7의
Figure pat00159
시점과
Figure pat00160
시점 사이의 구간에서보다 도 9의
Figure pat00161
시점과
Figure pat00162
시점 사이의 구간에서 유압제동력(
Figure pat00163
)이 증가하는 변화량이 더 크다.
본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템은 이러한 경우에도 운전자가 답입에 대한 이질감을 느끼지 않는다.
도 10의 (b) 및 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이, 운전자가 답입량을 증가함에 따라 오퍼레이팅 로드(12)의 변위가
Figure pat00164
에서
Figure pat00165
으로 이동하게 된다. 모터피스톤(28) 역시 전동부스터부(20)의 구동에 의해 리액션디스크(420)를 가압하고, 이로 인해 디스크부(42)의 변위가
Figure pat00166
에서
Figure pat00167
로 이동하면서 마스터실린더(14)를 가압해 유압이 증가하게 된다. 도 10의 (b)에서 도 10의 (c)로 구동되는 동안에, 오퍼레이팅 로드(12)는 리액션디스크(420)의 중앙부(423)와 계속 접하고 있으나, 수학식 1에 대한 설명에서 설명한 바와 같이 운전자가 느끼는 답력은 거의 변함이 없다. 따라서 마스터실린더(14) 내 유압이 변하더라도 운전자는 답입에 대한 이질감을 느끼지 않는다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템 제어방법의 흐름도이다. 도 11에 도시된 흐름도는 수많은 제동방법 중 일부에 대한 설명으로, 제어부(50)는 반드시 도 11의 알고리즘을 포함하고 있어야 하는 것은 아니고 이를 포함한 복수개의 제동 알고리즘을 포함할 수 있다. 도 11의 경우 회생제동부를 구동한다는 전제 하에 작성된 흐름도로서, 제어부(50)는 이외에도 유압제동력만을 구동하여 제동하는 방법들을 포함할 수 있다.
제어부(50)는 브레이크페달 신호(brake pedal signal)를 수신한다(S10). 즉 제어부(50)는 운전자가 페달(11)을 답입하는지 여부를 확인하기 위해 브레이크 페달(11)의 신호를 수신한다. 제어부(50)는 브레이크페달 신호를 수신하지 않은 경우 제동상황이 발생하지 않는 것으로 판단하여 도 11의 제어과정을 진행하지 않는다.
제어부(50)는 브레이크페달 신호를 수신한 경우, 총 요구제동력을 연산한다(S20). 총 요구제동력은 운전자의 페달(11) 답입량에 따라 정해지고, 또한 자율주행 기능이 탑재된 제어부(50)가 추가적으로 판단하여 결정할 수도 있다. 제어부(50)는 운전자의 페달(11) 답입 시, 페달 트래블 센서(미도시)에 의해 측정되는 페달(11)의 답입량에 기초하여 차량을 제동하기 위한 총 요구제동력을 연산한다.
제어부(50)는 총 요구제동력을 기초로 요구 회생제동력을 연산한다(S20). 요구 회생제동력을 연산한 후, 제어부(50)는 연산된 요구 회생제동력을 기초로 회생제동부(미도시)를 구동한다(S40).
회생제동부(미도시)가 구동되는 동안에 제어부(50)는 회생제동을 중단시켜야 하는지 여부를 판단한다(S50). 제어부(50)는 회생제동 중단 여부를 직접 판단할 수도 있지만, 외부로부터 수신하는 회생제동 중단신호를 이용하여 회생제동을 중단시켜야 하는지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(50)는 회생제동이 중단되었다고 판단한 경우 회생제동 중단에 따른 요구 유압제동력을 연산한다(S60). 제어부(50)가 회생제동모드를 해제하게 되면 회생제동력이 감소하게 되는데, 제어부(50)는 감소되는 회생제동력의 크기를 감지하여 감지된 제동력만큼을 보상하기 위한 요구 유압제동력을 연산한다.
제어부(50)는 요구 유압제동력에 따른 모터피스톤(28)의 요구변위를 연산한다(S70). 여기서 모터피스톤(28)의 요구변위는 제어부(50)가 회생제동을 중단시키기 시작하는 시점에서의 모터피스톤(28)의 변위를 기준으로 판단한다.
제어부(50)는 모터피스톤(28)이 요구변위만큼 이동하도록 전동부스터부(20)를 구동시킨다(S80). 제어부(50)는 전동부스터부(20)를 구동하여 리액션디스크(420)를 가압하도록 모터피스톤(28)을 마스터실린더(14)측 방향으로 이동시킨다. 여기서 리액션디스크(420)는 탄성의 재질을 가지며, 모터피스톤(28)은 리액션디스크(420) 외곽부와 접할 수 있다. 모터피스톤(28)이 리액션디스크(420)를 가압하면서 리액션디스크(420)의 중앙부(423)가 오퍼레이팅 로드(12)측 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출된 리액션디스크(420)가 오퍼레이팅 로드(12)와 접할 경우 오퍼레이팅 로드(12)에게 반력을 제공하는데, 이 반력은 운전자가 느끼는 답력의 일부이다. 본 개시는 상기 수학식 1에서 설명한 바와 같이 리액션디스크(420)와 오퍼레이팅 로드(12)가 접하더라도 회생제동력이 감소하고 유압제동력이 증가하는 구간에서 답입에 대한 이질감이 느껴지지 않는다.
S80 과정 수행을 마친 후에는 본 알고리즘을 종료한다.
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.
10: 페달마스터부 20: 전동부스터부
30: 하우징 40: 답력형성부
50: 제어부 60: 로드 어셈블리

Claims (12)

  1. 차량의 제동 상황 시 회생제동(regenerative braking) 및 유압제동(hydraulic braking)이 함께 수행되는 협조제동을 하도록 구성된 브레이크 시스템에 있어서,
    마스터실린더(master cylinder);
    상기 마스터실린더를 가압하도록 배치된 탄성 재질을 갖는 리액션디스크(reaction disc);
    상기 차량의 운전자의 브레이크 페달 답입량에 따라 변위가 조절되도록 배치된 오퍼레이팅 로드(operating rod), 탄성체고정부(elastomer fixing unit), 및 일단이 상기 오퍼레이팅 로드의 일부와 접하고 타단이 상기 탄성체고정부와 접하도록 배치된 탄성체(elastomer)를 포함하는 로드 어셈블리(rod assembly);
    상기 리액션디스크의 적어도 일부를 가압하도록 배치된 모터피스톤(motor piston)을 포함하고, 상기 모터피스톤의 변위를 조절하여 상기 마스터실린더를 가압하도록 배치된 전동부스터부(electric booster unit); 및
    상기 전동부스터부를 제어하고, 상기 회생제동 및 상기 유압제동 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 차량을 제동하는 제어를 수행하도록 배치된 제어부(control)를 포함하는 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 회생제동 및 상기 유압제동 중 적어도 상기 회생제동을 수행하여 상기 차량을 제동하는 경우,
    상기 회생제동을 해제할 때 상기 리액션디스크를 가압하도록 상기 제어부가 상기 전동부스터부를 구동시키는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리액션디스크의 중심부는 상기 오퍼레이팅 로드가 가압하도록 배치되고, 상기 리액션디스크의 외곽부는 상기 모터피스톤이 가압하도록 배치된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모터피스톤이 상기 리액션디스크를 가압하는 경우, 상기 가압 정도에 따라 상기 리액션디스크의 중앙부가 상기 오퍼레이팅 로드측 방향으로 돌출 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차량의 운전자가 브레이크 페달을 답입함으로써 상기 돌출부가 상기 오퍼레이팅 로드와 접할 때, 상기 리액션디스크가 상기 모터피스톤에 의해 가압되는 압력이 증가할수록 상기 리액션디스크가 상기 오퍼레이팅 로드에 가하는 압력이 증가하는 동시에 상기 리액션디스크와 상기 오퍼레이팅 로드가 접하는 면적의 크기는 감소하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마스터실린더 내의 유압이 유지되는 경우에, 상기 모터피스톤이 상기 오퍼레이팅 로드보다 상기 리액션디스크측 방향으로 더 멀리 이동하여 상기 모터피스톤의 변위와 상기 오퍼레이팅 로드의 변위의 차이가 같다면,
    상기 리액션디스크가 상기 마스터실린더를 가압하는 정도에 관계 없이 답력의 크기는 유지되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체는,
    스프링 및 댐퍼 중 적어도 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  8. 차량의 제동 상황 시 회생제동(regenerative braking) 및 유압제동(hydraulic braking)이 함께 수행되는 협조제동을 하도록 구성된 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서,
    (a) 페달의 답입 시, 페달 트래블 센서에 의해 측정되는 상기 페달의 스트로크에 기초하여 상기 차량을 제동하기 위한 총 요구제동력을 연산하는 과정;
    (b) 상기 총 요구제동력을 기초로 요구 회생제동력을 연산하는 과정;
    (c) 상기 요구 회생제동력만큼의 제동력을 갖도록 하는 회생제동부를 구동시키는 과정;
    (d) 상기 회생제동을 중단시켜야 하는지 여부를 판단하는 과정;
    (e) 상기 회생제동을 중단시켜야 한다고 판단한 경우, 상기 회생제동 중단에 따른 요구 유압제동력을 연산하는 과정;
    (f) 상기 요구 유압제동력에 따른 모터피스톤의 요구변위를 연산하는 과정; 및
    (g) 상기 모터피스톤을 상기 요구변위만큼 이동시켜 리액션디스크를 가압하도록 전동부스터부를 구동하는 과정
    을 포함하는 브레이크 시스템 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 모터피스톤은 탄성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 리액션디스크의 외곽부는 상기 모터피스톤이 가압하도록 배치된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템 제어방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 (g) 과정에서,
    상기 모터피스톤이 상기 리액션디스크를 가압함으로써 형성되는 반력의 크기는 일정한 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템 제어방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 (f) 과정에서,
    상기 요구변위는 상기 리액션디스크와 상기 차량의 운전자의 브레이크 페달 답입량에 따라 변위가 조절되도록 배치된 오퍼레이팅 로드의 접촉여부를 고려하여 연산하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템 제어방법.

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