KR101672037B1 - 페달감 개선을 위한 차량의 제동장치의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 제동장치의 제어방법에 관한 것으로, 최소화된 제동 구조를 이용하여 EWB에 필요한 마모 보정기능과 비상 제동기능을 구현할 수 있도록 하고, 무효 스트로크가 감소될 수 있게 함으로써 제동수단을 효과적으로 축소하면서 간단한 부품으로도 효과적인 제동 및 페일세이프 기능, 비상 제동 기능을 구현할 수 있고, 무효 스트로크 감소를 통해 페달감을 향상시킬 수 있다.

Description

페달감 개선을 위한 차량의 제동장치의 제어방법{METHOD TO CONTROL BRAKE APPARATUS OF VEHICLE FOR IMPROVING PEDAL FEEL AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 차량의 제동장치의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 유압 제동수단을 갖는 EWB에서 무효 스트로크를 감소시켜 페달감을 향상시킨 페달감 개선을 위한 차량의 제동장치의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 유압식 브레이크는 제동 시, 유압을 이용하여 패드를 강하게 디스크 쪽으로 밀어 주는 방식으로 구현된다.

이러한 유압식 브레이크는 복잡한 구성과 유압 사용에 따른 제동 성능의 신뢰성과 안정성 강화에 어느 정도 한계성이 있고, 이로 인해 유압식 브레이크가 갖지 못하는 구성의 단순함을 가져오고, 제동 성능의 신뢰성을 강화시킬 수 있는 전동 제동 장치인 EMB(Electro Mechanical Brake)가 적용되는 추세이다.

이러한 EMB는 모터 동력을 직접 직진 이동력으로 전환하여, 패드를 가압해 제동을 구현하게 된다.

또한, 이와 같은 EMB 방식 중 EWB(Electro Wedge Brake)는 모터 동력을 직접 직진 이동력으로 전환하는 대신, 입력을 배력하는 웨지 작용을 구현하는 즉, 액추에이터를 통해 작동되는 웨지 조립체를 이용하여 브레이크 패드를 디스크 쪽으로 가압함에 따라 마찰시킴으로써, 모터의 힘이 작더라도 웨지 작용으로 큰 제동을 구현하는 방식이다.

한편, 이와 같은 EWB 방식은 동력원인 모터 고장(Fail)이 발생하거나 비상제동시, 차량 시동시나 마모 보정시 기구적인 제동력을 발생시켜 안정성을 높인 유압 제동수단을 갖는 EWB도 개시되고 있다.

그런데 이러한 유압 제동수단의 경우 페달 시뮬레이터와 마스터 실린더가 직렬로 연결되어 있어 페달감에 영향을 미치는 무효 스트로크가 마스터 실린더와 휠 실린더 사이에서만 발생하는 것이 아니라 페달 시뮬레이터의 강성 또는 스프링 상수 값에 따라 추가적으로 발생할 수 있다. 경우에 따라서는 페달 시뮬레이터 내에서 발생하는 무효 스트로크가 너무 커짐에 따라 전체 무효 스트로크를 증가시키고 페달감에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.

또한, EWB에서 페달감을 개선하기 위해 마스터 실린더와 휠 실린더의 단면적비를 증가시켜야하는 필요성이 있는데 그렇게 되면 무효 스트로크가 과다하게 증가하여 페달 답력 측면에서는 페달감이 개선되지만 무효 스트로크 측면에서는 페달감이 오히려 나빠지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 유압 제동수단을 갖는 EWB에서 페달 기구부의 연동로드 종단에 구속턱을 형성하여 고무부재를 선 압축시켜 무효 스트로크를 감소시킴으로써 페달감을 향상시킨 페달감 개선을 위한 차량의 제동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유압 제동수단을 갖는 EWB에서 페달 작동시 에어갭 범위내에서 웨지를 일정거리 선 이동시켜 무효 스트로크를 감소시킴으로써 페달감을 향상시킨 페달감 개선을 위한 차량의 제동장치의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 차량의 제동장치의 제어방법은 브레이크 페달의 가압상태를 판단하는 단계;

삭제

삭제

상기 브레이크 페달의 가압상태를 판단하여 상기 브레이크 페달이 가압되면 유압 제동수단의 솔레노이드 밸브를 오프시킨 상태에서 모터를 구동시켜 설정위치로 웨지를 선 이동시키는 단계;

상기 브레이크 페달의 가압상태에 따른 상기 유압 제동수단에 의한 휠 압력이 설정 압력값을 초과하는가 판단하는 단계;

상기 휠 압력이 상기 설정 압력값을 초과하는 경우 상기 솔레노이드 밸브를 온시킨 후 상기 브레이크 페달의 가압상태에 따라 상기 모터를 작동시켜 제동력을 발생시키는 단계;

상기 모터를 작동시켜 제동력을 발생시킨 후 상기 휠 압력이 상기 설정 압력값 이하인 경우 페달의 가압상태를 판단하는 단계로 리턴되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 솔레노이드밸브는 노말 오픈상태인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 설정위치는 에어갭보다 작은 범위인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 페달감 개선을 위한 차량 제동장치의 제어방법은 제동수단을 효과적으로 축소하면서 간단한 부품으로도 효과적인 제동 및 페일세이프 기능, 비상 제동 기능을 구현할 수 있고, 무효 스트로크 감소를 통해 페달감을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2a, 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치의 동작 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치가 EWB 타입에 적용된 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치가 적용된 캘리퍼 구조를 도시한 도면이다.
도 5a, 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치를 통한 페달필 개선구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5a, 5b의 구조를 통한 페달필 개선상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 제동장치의 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 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 제동장치의 구성을 도시한 도면, 도 2a, 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치의 동작 상태를 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치가 EWB 타입에 적용된 구조를 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치가 적용된 캘리퍼 구조를 도시한 도면이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치(2)는 최소화된 제동 구조를 이용하여 EWB에 필요한 마모 보정기능과 비상 제동기능을 구현할 수 있도록 하고, 무효 스트로크가 감소될 수 있게 함으로써 페달감을 향상시킨 장치이다.

보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 페달감 개선 및 비상제동을 위한 유압 제동수단을 갖는 차량 제동장치(2)는 차량 제동을 위해, 차량 상태를 감지하고 제동 및 페일세이프 기능을 수행하도록 제어하는 ECU(300)와, 답입량 스트로크를 상기 ECU(300)로 송신하는 페달센서(104)를 갖추고, 답입량 스트로크의 변화량을 유압력으로 변환시키는 브레이크 페달 기구부(100)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 페달감 개선 및 비상제동을 위한 차량 제동장치(2)는 휠 디스크(D)를 잡아 차량 제동을 구현하도록, 상기 ECU(300)의 제어로 구동되어 출력 토크를 발생하는 모터(402)를 구비한 모터 기반 제동기(400)와, 상기 모터 기반 제동기(400)의 소정부에 장착되며, 상기 모터(402)의 고장을 감지한 상기 ECU(300)의 제어로 브레이크 페달(102)의 눌림이 반영되어져, 패드(404)를 휠 디스크(D)쪽으로 밀어주도록 유압력을 발생하는 유압 제동수단(500)을 포함한다.

이때, 상기 브레이크 페달 기구부(100)는 답입력을 발생하는 브레이크 페달(102)과, 상기 브레이크 페달(102)에 연동되어 작용력을 발생하는 작용력 발생부(150)가 구성되는 바, 그 작용력 발생부(150)는 브레이크 페달(102)에 연동되는 연동 로드(154)와, 상기 연동 로드(154)의 브레이크 페달(102)을 통한 이동 시, 스프링을 통해 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성으로 페달 답력 특성을 추종하는 페달 시뮬레이터(162)를 포함한다.

보다 상세하게, 상기 페달 시뮬레이터(162)는 하우징(152)으로 이루어지고, 그 하우징(152)의 내부에 인출 가능하게 구성된 연동로드(154)가 구비되어져 있으며, 그 연동로드(154)의 종단에 플런저(160)가 구성된다.

또한, 상기 브레이크 페달 기구부(100)는 상기 페달 시뮬레이터의 내부에 구성되며, 상기 연동로드(154)의 스트로크 진행으로 압축된 후, 가해지는 하중을 전달하는 적어도 하나 이상의 스프링으로 이루어지고, 유체로 충전된 답력 반응 부재(158)와; 상기 페달 시뮬레이터(162)와 연결되어 답력에 대한 반력을 발생하는 마스터 실린더(164)가 구성된다.

상기 답력 반응 부재(158)는 연동로드(154)의 외주연에 결합된 브라켓(156)과 플런저(160)에 각각 양단이 결합되고, 미설명부호 166은 유체를 충전하는 리저버이고, 168은 페일세이프 리턴스프링이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치(2)는 그 내부에 상기 브레이크 페달 기구부(100)와 유압 제동수단(500)으로 연통되어 유압력을 전달하는 브레이크 오일라인(402)과, 상기 브레이크 오일라인(402)의 소정부에 장착되어 유압력의 전달을 스위칭하는 솔레노이드 밸브(200)를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치(2)에 구성된 상기 유압 제동수단(500)은 패드(404)를 가압하는 웨지 이동 플레이트(406)의 측면에 장착된 유압피스톤(502)과, 상기 유압피스톤(502)을 폐쇄시키기 위한 유압실린더(504)로 이루어짐으로써 유압력이 유압실린더(504)의 내부로 가해지면 유압피스톤(502)을 통해 패드(404)가 디스크(D)를 가압하여 제동하게 구성된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치(2)는 기본적으로 마모 보정을 위해 상기 ECU(300)가 유압 제동수단(500)을 작동할 수 있음은 물론이고, 상기 ECU(300)는 차량 시동시, 모터 고장시, 비상 제동시에 상기 솔레노이드 밸브(200)를 개방(Open)하도록 제어신호를 발생하며, 정상 제동시에는 상기 솔레노이드 밸브(200)를 폐쇄(Close)하도록 제어한다.

이하. 본 발명에 따른 차량의 제동장치에서 페달감 개선을 위한 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 5a, 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치를 통한 페달감 개선구조를 나타내는 도면, 도 6은 도 5a, 5b의 구조를 통한 페달감 개선상태를 도시한 도면이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제동장치에서는 상기 페달 시뮬레이터(162)에 구성된 연동로드(154')의 종단에 구속턱(155)을 형성하여 압축 고무부재(182)를 상시 선 압축시켜 무효 스트로크가 감소되게 한다.

즉, 초기 상태에서도 연동로드(154')의 종단에 형성된 구속턱(155)에 의해 압축 고무부재(182)를 상시 선 압축시켜 놓음으로써 선 압축시키기 위한 힘 이상의 힘이 필요로 하지 않는 이상 무효 스트로크 구간 내에서 압축 고무부재(182)가 추가로 압축되는 일이 발생하지 않게 되어 무효 스크로크를 최소화시킬 수 있어 페달감을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 가압 상태에서는 정상적인 페달 시뮬레이터의 역할을 수행하게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시에에 따른 차량의 제동장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 먼저, 브레이크 페달(102)의 가압상태를 판단한다(S1).

브레이크 페달(102)이 가압되지 않은 상태이면 솔레노이드 밸브(200)는 오프시켜 개방상태를 유지하도록 한다(S7).

이때 솔레노이드 밸브(200)는 노말 오픈 타입으로써 제어신호가 인가되지 않아 오프상태일 경우 개방상태(open)를 유지하게 되고 제어신호가 인가되어 온시킬 경우 폐쇄(close) 된다.

그러나, 브레이크 페달(102)이 가압될 경우에는 솔레노이드 밸브(200)를 오프시킨 상태에서 모터(402)를 구동시켜 웨지를 설정위치까지 선 이동시킨다(S2).

이때 설정위치는 에어갭(Air-gap)이 D일 경우 모터(402)에 의한 웨지(Wedge)작동은 D보다 작은 값(d)내에서만 이동하며 이것은 페달의 무효스트로크를 감소시키는 역할을 한다.

이후 브레이크 페달(102)의 가압상태에 따른 유압 제동수단(500)에 의한 휠 압력이 설정 압력값(p)을 초과하는가 판단한다(S3).

즉, 유압 제동수단(500)에 의한 휠 압력이 설정 압력값(p) 이하인 구간에서는 솔레노이드 밸브(200)를 오프시켜 솔레노이드 밸브(200)를 개방시킨 상태에서 페달 시뮬레이터(162)가 마스터 실린더(164)의 플런저(160)를 가압하여 제동력을 발생시킨다.

그러나, 휠 압력이 설정 압력값(p)을 초과할 경우에는 솔레노이드 밸브(200)를 온시켜 폐쇄시킨 후 모터(402)에 의한 웨지 작동으로 브레이크 페달(102)의 가압상태에 따라 모터(402)를 작동시켜 제동력을 발생시킨다(S4)(S5).

따라서, 마스터 실린더(164)의 피스톤 이동은 더 이상 없기 때문에 페달 시뮬레이터(162)는 페달 시뮬레이터(162)로써만 역할을 수행한다.

이후 휠 압력과 설정 압력값(p)을 비교하여 설정 압력값(p)을 초과할 경우에는 계속해서 모터(402)에 의해 제동력을 발생시키지만 설정 압력값(p) 이하가 될 경우에는 브레이크 페달(102)의 가압상태를 판단하는 과정을 반복한다(S6).

이와 같이 따라서, 브레이크 페달(102)이 가압될 경우 웨지를 선 이동시켜 피스톤 이동이 작아도 패드(404)가 디스크(D)에 접촉할 수 있도록 함으로써 페달감에 영향을 주는 무효 스트로크를 조정할 수 있어 페달감이 매우 향상되게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 제동장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

100 : 브레이크 페달 기구부 150 : 작용력 발생부
200 : 솔레노이브 밸브 300 : ECU
400 : 모터기반 제동기 500 : 유압 제동수단

Claims (4)

1. 삭제
2. 브레이크 페달의 가압상태를 판단하는 단계;
   상기 브레이크 페달의 가압상태를 판단하여 상기 브레이크 페달이 가압되면 유압 제동수단의 솔레노이드 밸브를 오프시킨 상태에서 모터를 구동시켜 설정위치로 웨지를 선 이동시키는 단계;
   상기 브레이크 페달의 가압상태에 따른 상기 유압 제동수단에 의한 휠의 압력이 설정 압력값 이상인가 판단하는 단계;
   상기 휠의 압력이 상기 설정 압력값 이상인 경우 상기 솔레노이드 밸브를 온시킨 후 상기 브레이크 페달의 가압상태에 따라 상기 모터를 작동시켜 제동력을 발생시키는 단계;
   상기 모터를 작동시켜 제동력을 발생시킨 후 상기 휠의 압력이 상기 설정 압력값 미만인 경우 페달의 가압상태를 판단하는 단계로 리턴되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제동장치의 제어방법.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 솔레노이드밸브는 노말 오픈상태인 것을 특징으로 하는 차량의 제동장치의 제어방법.
   
4. 제 2항에 있어서, 상기 설정위치는 에어갭보다 작은 범위인 것을 특징으로 하는 차량의 제동장치의 제어방법.

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