KR20210157579A - 차량용 제동장치 및 그 제동방법 - Google Patents
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Abstract
차량용 제동장치 및 차량용 제동장치의 제어방법을 개시한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 차량 제동을 위한 제1 휠브레이크 내지 제4 휠브레이크를 구비한 차량용 제동장치의 제어방법에 있어서, 차량 주행 중 제동 상황이 발생했다고 판단한 경우 제1 제동부가 정상 작동하는지 여부를 판단하는 판단과정; 제1 제동부가 정상 작동하지 않는다고 판단한 경우 제2 제동부를 작동시켜 제3 휠브레이크 및 제4 휠브레이크에게 유압을 공급하여 차량을 제동하는 제동과정; 제2 제동부 작동 중 운전자가 제동 상황에 개입했다고 판단한 경우 감압밸브를 열어 제1 휠 및 제2 휠의 휠락을 방지하는 휠락방지과정을 포함하는 차량용 제동장치의 제어방법을 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 차량 제동을 위한 제1 휠브레이크 내지 제4 휠브레이크를 구비한 차량용 제동장치의 제어방법에 있어서, 차량 주행 중 제동 상황이 발생했다고 판단한 경우 제1 제동부가 정상 작동하는지 여부를 판단하는 판단과정; 제1 제동부가 정상 작동하지 않는다고 판단한 경우 제2 제동부를 작동시켜 제3 휠브레이크 및 제4 휠브레이크에게 유압을 공급하여 차량을 제동하는 제동과정; 제2 제동부 작동 중 운전자가 제동 상황에 개입했다고 판단한 경우 감압밸브를 열어 제1 휠 및 제2 휠의 휠락을 방지하는 휠락방지과정을 포함하는 차량용 제동장치의 제어방법을 제공한다.
Description
본 개시는 차량의 제동장치 및 그 제동방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
자율주행 차량(autonomous vehicle)이 개발됨에 따라 주행에 있어서 고도의 안전성이 요구된다. 차량이 제1 제동부(first braking unit) 및 제2 제동부(second braking unit)를 각각 구비함으로써, 평상 시에는 제1 제동부만으로 각 휠브레이크(wheel brake)에 제동력(braking force)을 공급하지만, 제1 제동부 작동에 이상이 발생한 경우 제2 제동부를 구동시켜 차량 주행 및 제동의 안정성을 확보한다.
제2 제동부를 추가할 경우 비용적인 측면에서 문제가 발생한다. 비용 절약을 위해 차량의 휠 중 두개의 휠에 대해서만 유압 제동할 수 있도록 제2 제동부를 다운사이징(downsizing) 한다. 제2 제동부가 제어하지 못하는 나머지 두개의 휠에 대해서는 EPB(Electronic Parking Brake) 장치를 이용하여 제동한다. 다만 이 경우 차량이 자율주행(autonomous driving) 중, 제2 제동부를 이용하여 급제동(sudden braking)해야 하는 상황이 발생한 경우, 운전자가 브레이크 페달(brake pedal)을 답입하여 백업 마스터실린더(backup master cylinder)에 의해 발생한 유압이 제2 제동부의 제어를 받지 않는 두개의 휠에 공급된다. 이러한 유압을 감압시키지 않으면 특히 저마찰 노면에서 휠락(wheel lock) 현상이 발생하여 사고가 발생할 수 있다.
이에, 본 개시는 제2 제동제어부가 제1 제동부 내에 배치된 밸브 중 감압밸브(pressure reducing valve)를 제어할 수 있도록 하여 휠락 현상을 방지하는 데 주된 목적이 있다.
이에, 본 개시는 제2 제동제어부가 제1 제동부 내에 배치된 밸브 중 제1 아웃렛밸브(first outlet valve) 및 제2 아웃렛밸브(second outlet valve)를 제어할 수 있도록 하여 휠락 현상을 방지하는 데 주된 목적이 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면,
차량 제동을 위한 제1 휠브레이크 내지 제4 휠브레이크(wheel brake)를 구비한 차량용 제동장치에 있어서, 차량의 제동 상황 시 차량의 제동을 위해 제1 유압제동신호(first hydraulic braking signal) 및 제1 밸브개폐신호(first valve open and close signal)를 생성하도록 구비된 제1 제동제어부(first braking control); 리저버(reservoir), 백업 마스터실린더(backup master cylinder), 메인 마스터실린더(main master cylinder) 및 리저버와 백업 마스터실린더 사이에 배치된 감압밸브(pressure reducing valve)를 포함하되, 제1 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고, 제1 유압제동신호에 상응하는 유압제동력(hydraulic braking force)을 제1 내지 제4 휠브레이크에게 공급하도록 구비된 제1 제동부(first braking unit); 제1 제동부 작동에 이상이 발생한 경우 제1 제동제어부를 대신하여 제2 유압제동신호 및 제2 밸브개폐신호를 생성하도록 구비된 제2 제동제어부(second braking control); 및 생성된 제2 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고 제2 유압제동신호에 상응하는 유압제동력을 제3 휠브레이크 및 제4 휠브레이크에게 공급하도록 구비된 제2 제동부(second braking unit)를 포함하되, 제1 제동부 작동에 이상이 발생한 경우, 제2 제동제어부는 감압밸브 개폐에 대한 제어권을 제1 제동제어부로부터 이양(take-over)받아, 제2 제동부 구동 시 제1 휠브레이크 및 제2 휠브레이크에게 공급되는 유압을 감압하도록 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치를 제공한다.
또한, 차량 제동을 위한 제1 휠브레이크 내지 제4 휠브레이크를 구비한 차량용 제동장치에 있어서, 차량 제동 상황 시 차량의 제동을 위해 제1 유압제동신호 및 제1 밸브개폐신호를 생성하도록 구비된 제1 제동제어부; 제1 브레이크휠 내지 제4 브레이크휠에 공급되는 유압을 조절하도록 배치된 제1 인렛밸브 내지 제4 인렛밸브 및 제1 아웃렛밸브 내지 제4 아웃렛밸브를 포함하되, 제1 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고, 제1 유압제동신호에 상응하는 유압제동력을 제1 휠브레이크 내지 제4 휠브레이크에게 공급하도록 구비된 제1 제동부;
제1 제동부 작동에 이상이 발생한 경우 제1 제동제어부를 대신하여 제2 유압제동신호 및 제2 밸브개폐신호를 생성하도록 구비된 제2 제동제어부; 및
생성된 제2 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고 제2 유압제동신호에 상응하는 유압제동력을 제3 휠브레이크 및 제4 휠브레이크에게 공급하도록 구비된 제2 제동부를 포함하되, 제1 제동부 작동에 이상이 발생한 경우, 제2 제동제어부는 제1 아웃렛밸브 및 제2 아웃렛밸브 개폐에 대한 제어권을 제1 제동제어부로부터 이양받아, 제2 제동부 구동 시 제1 및 제2 휠브레이크에게 공급되는 유압을 감압하도록 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치를 제공한다.
또한, 차량 제동을 위한 제1 휠브레이크 내지 제4 휠브레이크를 구비한 차량용 제동장치의 제어방법에 있어서, 차량 주행 중 제동 상황이 발생했다고 판단한 경우 제1 제동부가 정상 작동하는지 여부를 판단하는 판단과정; 제1 제동부가 정상 작동하지 않는다고 판단한 경우 제2 제동부를 작동시켜 제3 휠브레이크 및 제4 휠브레이크에게 유압을 공급하여 차량을 제동하는 제동과정; 제2 제동부 작동 중 운전자가 제동 상황에 개입했다고 판단한 경우 감압밸브를 열어 제1 휠 및 제2 휠의 휠락을 방지하는 휠락방지과정을 포함하는 차량용 제동장치의 제어방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 차량용 제동장치는 제1 제동부의 작동 이상이 발생하여 제2 제동부를 이용해 차량을 급제동할 경우, 운전자의 브레이크 페달 답입에 의한 휠락 현상이 발생하지 않도록, 감압밸브의 개폐를 조절하여 제2 제동부의 제어를 받지 않는 나머지 휠브레이크에게 공급되는 유압을 감압할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량용 제동장치는 제1 제동부의 작동 이상이 발생한 경우 제2 제동부를 이용하여 차량을 급제동할 경우, 운전자의 브레이크 페달 답입에 의한 휠락 현상이 발생하지 않도록, 제1 아웃렛밸브 및 제2 아웃렛밸브의 개폐를 조절하여 제2 제동부의 제어를 받지 않는 나머지 휠브레이크에게 공급되는 유압을 감압할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 제동부가 정상 작동할 경우 차량용 제동장치의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 제동부가 정상 작동하지 않을 경우 차량용 제동장치의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 블록도이다.
도 4 내지 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 유압의 흐름을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 제동방법의 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 제동부가 정상 작동하지 않을 경우 차량용 제동장치의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 블록도이다.
도 4 내지 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 유압의 흐름을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 제동방법의 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.
본 명세서에서, '좌측' 및 '우측'이라는 용어는 어떠한 구성요소가 도면 상에 도시된 방향을 나타내기 위에 불과하며, 그 배치 방향 및 위치로 본 개시 내용이 한정 해석되지 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 제동부가 정상 작동할 경우 차량용 제동장치의 블록도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 제동부가 정상 작동하지 않을 경우 차량용 제동장치의 블록도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 차량용 제동장치(braking device for vehicle, 1000)는 제1 제동부(first braking unit, 100), 제2 제동부(second braking unit, 200), 제1 제동제어부(first braking control, 300), 제2 제동제어부(second braking control, 400), EPB 작동부(EPB operator: Electronic Parking Brake operator, 500), EPB 제어부(EPB control: Electronic Parking Brake control, 600), 통신부(communication unit, 700) 및 복수의 휠브레이크(wheel brakes; w1, w2, w3 및 w4)의 전부 또는 일부를 포함한다.
복수의 휠브레이크(w1, w2, w3 및 w4)는, 차량의 후방 좌측의 휠을 제동하는 제1 휠브레이크(w1), 차량의 후방 우측의 휠을 제동하는 제2 휠브레이크(w2), 차량의 전방 좌측의 휠을 제동하는 제3 휠브레이크(w3) 및 차량의 전방 우측의 휠을 제동하는 제4 휠브레이크(w4)를 포함한다. 여기서 제1 내지 제4 휠브레이크(w1 내지 w4)는 설명의 편의를 위해 형식상 정의한 것으로, 제1 내지 제4 휠브레이크(w1 내지 w4) 각각의 위치는 위에 정의한 위치에 한정되지 않는다.
이하 제1 제동부(100)에 대해서 자세히 설명한다.
제1 제동부(100)는 백업 마스터실린더(backup master cylinder, 110), 메인 마스터실린더(main master cylinder, 120), 제1 내지 제4 인렛밸브(inlet valve, 181 내지 184), 제1 내지 제4 아웃렛밸브(outlet valve, 185 내지 188), 혼합밸브(mixing valve, 193), 감압밸브(pressure reducing valve, 194), 제1 내지 제3 백업밸브(backup valve, 195 내지 197) 및 제1 및 제2 메인 컨트롤밸브(main control valve, 191 및 192)의 전부 또는 일부를 포함한다.
백업 마스터실린더(110)는 백업바디(backup body, 111), 제1 백업피스톤(first backup piston, 112), 제2 백업피스톤(second backup piston, 113), 백업스토퍼(backup stopper, 114), 반력댐퍼(reaction force damper, 115), 제1 탄성부재(first elastic member, 116) 및 제2 탄성부재(second elastic member, 117)의 전부 또는 일부를 포함한다.
백업바디(111)는 내부가 빈 구조로 형성된다. 제1 백업피스톤(112) 및 제2 백업피스톤(113)은 좌우 직선 이동이 가능하도록 백업바디(111)의 내부 공간에 배치된다. 제1 백업챔버(first backup chamber, 118)는 제1 백업피스톤(112) 및 제2 백업피스톤(113) 사이에 해당하는 백업바디(111)의 내부 공간을 의미한다. 제2 백업챔버(second backup chamber, 119)는 제2 백업피스톤(113) 및 백업스토퍼(114) 사이에 해당하는 백업바디(111)의 내부 공간을 의미한다.
백업바디(111)는 좌측단 및 우측단이 개방되도록 형성된다. 백업바디(111)의 개방된 우측단에는 제1 백업피스톤(112)의 좌측단이 삽입 배치된다. 즉, 백업바디(111)의 개방된 우측단은 제1 백업피스톤(112)에 의해 폐쇄된다. 제1 백업피스톤(112)의 우측단은 백업바디(111)의 우측단으로부터 돌출되도록 배치되며, 그 돌출된 제1 백업피스톤(112)의 우측단에는 브레이크페달(brake pedal, 101)이 연결된다. 브레이크페달(101)에는 운전자가 브레이크페달(101)을 밟는 경우 브레이크페달(101)의 답입량을 감지하는 스트로크센서(stroke sensor, 102)가 배치될 수 있다. 제1 백업피스톤(112)은 백업바디(111)의 내벽과 밀착된 채로 좌우로 직선 이동 가능하도록 배치된다.
백업스토퍼(114)는 백업스토퍼(114)의 우측단과 백업바디(111)의 개방된 좌측단이 인접하도록 배치된다. 즉, 백업바디(111)의 개방된 좌측단에는 백업스토퍼(114)의 우측단이 삽입 배치되어, 백업바디(111)의 개방된 좌측단은 백업스토퍼(114)에 의해 폐쇄된다.
제2 백업피스톤(113)은 백업바디(111)의 내벽과 밀착된 채로 좌우로 직선 이동할 수 있도록 백업바디(111) 내부에 배치된다. 제2 백업피스톤(113)은 제1 백업피스톤(112) 및 백업스토퍼(114)와 이격되어 배치된다.
제2 백업피스톤(113)은 내부가 빈 구조로 형성된다. 제2 백업피스톤(113)은 제1 백업피스톤(112)을 향하는 우측면이 막혀 있고, 백업스토퍼(114)를 향하는 좌측면이 개방되도록 형성된다.
제1 탄성부재(116)는 제1 백업피스톤(112)과 제2 백업피스톤(113) 사이에 배치된다. 제1 탄성부재(116)는 스프링(spring)으로 형성될 수 있다. 제1 탄성부재(116)의 일단은 제1 백업피스톤(112)을 탄성 지지(elastically support)하고, 제1 탄성부재(116)의 타단은 제2 백업피스톤(113)을 탄성 지지한다.
제2 탄성부재(117)는 제2 백업피스톤(113)과 백업스토퍼(114) 사이에 배치된다. 제2 탄성부재(117)는 스프링으로 형성될 수 있다. 제2 탄성부재(117)의 일단은 제2 백업피스톤(113)을 탄성 지지하고, 제2 탄성부재(117)의 타단은 백업스토퍼(114)를 탄성 지지한다.
반력댐퍼(115)는 제2 백업피스톤(113)의 내부에 배치된다. 반력댐퍼(115)의 일단은 백업스토퍼(114)의 우측단이 지지하고, 반력댐퍼(115)의 타단은 제2 백업피스톤(113)의 우측단 내부면이 지지하도록 배치된다. 운전자가 브레이크페달(101)을 밟을 경우 반력댐퍼(115)는 제2 백업피스톤(113)이 좌측으로 이동되는데, 이 때 반력댐퍼(115)가 압축되면서 운전자에게 반력감을 느끼게 한다. 반력댐퍼(115)는 고무(rubber) 또는 스프링으로 형성될 수 있고, 고무 또는 스프링의 탄성 복원력(elastic resilience)에 의해 브레이크페달(101)을 밟는 운전자에게 반력감을 느끼게 할 수 있다.
메인 마스터실린더(120)는 메인바디(main body, 121), 메인피스톤(main piston, 122), 액추에이터(actuator, 150) 및 메인스토퍼(main stopper, 124)의 전부 또는 일부를 포함한다.
메인바디(121)는 내부가 빈 중공(hollow) 구조로 형성된다. 메인피스톤(122)은 메인바디(121)의 내부 공간에서 좌우로 직선 이동할 수 있도록 배치된다. 메인바디(121)의 내부 공간은 메인피스톤(122)에 의해 두 개의 공간으로 나뉘어진다. 제1 메인챔버(first main chamber, 125)는 메인피스톤(122) 좌측에 해당하는 메인바디(121)의 내부 공간을 의미한다. 제2 메인챔버(second main chamber, 126)는 메인피스톤(122) 우측에 해당하는 메인바디(121)의 내부 공간을 의미한다.
메인피스톤(122)이 우측으로 전진하게 되면, 제1 메인챔버(125)는 넓어지게 되고 제2 메인챔버(126)는 좁아지게 된다. 반대로 메인피스톤(122)이 좌측으로 후진하게 되면, 제1 메인챔버(125)는 좁아지게 되고 제2 메인챔버(126)는 넓어지게 된다.
메인바디(121)는 좌측단 및 우측단이 개방된다. 메인바디(121)의 우측단은 완전히 개방되고, 메인바디(121)의 좌측단은 가운데 일부만 개방된다.
액추에이터(150)는 모터(motor, 152), 수스크류(male screw, 123) 및 암스크류(female screw, 미도시)를 포함한다. 수스크류(123)는 수스크류(123)의 우측단이 메인바디(121)의 개방된 좌측단에 삽입되도록 배치된다. 수스크류(123)의 우측단은 메인바디(121)의 내부에서 메인피스톤(122)과 연결된다. 수스크류(123)는 메인피스톤(122)과 일체로 형성될 수 있다. 수스크류(123)의 직경은 메인피스톤(122)의 직경보다 작게 형성된다. 암스크류(미도시)의 내주면에는 나선(spiral)이 형성된다. 수스크류(123)에는 암스크류(미도시)의 나선과 맞물리는 나선이 외주면에 형성되어 암스크류의 내부로 삽입된다.
수스크류(123)의 좌측단은 메인바디(121)의 좌측단으로부터 돌출되도록 배치되며, 돌출된 수스크류(123)의 좌측단에는 수스크류(123)를 좌우로 직선 이동시키는 모터(152)가 배치된다. 수스크류(123)는 모터(152)의 로터축(rotor shaft)과 연결된다. 수스크류(123)는 모터(152)의 로터축이 회전될 때 함께 회전되면서 직선 이동된다. 즉, 수스크류(123) 및 암스크류(미도시)는 모터(152)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 수스크류(123)와 연결된 메인피스톤(122)을 좌우로 직선 이동시킬 수 있다.
메인스토퍼(124)는 메인스토퍼(124)의 좌측단이 메인바디(121)의 개방된 우측단에 삽입되도록 배치된다. 즉, 메인바디(121)의 개방된 우측단은 메인스토퍼(124)에 의해 폐쇄된다.
메인피스톤(122)은 메인바디(121)의 내벽과 밀착된 채 좌우로 직선 이동할 수 있도록 배치된다. 구체적으로, 메인피스톤(122)은 외측 둘레면 중 가운데가 메인바디(121)의 내측벽과 밀착되고, 외측 둘레면 중 좌측단 및 우측단은 메인바디(121)의 내측벽으로부터 이격되도록 배치된다. 메인피스톤(122)은 가운데가 중공으로 형성된다. 수스크류(123) 또한 가운데가 중공(hollow)으로 형성된다. 메인스토퍼(124)는 메인피스톤(122) 및 수스크류(123)를 관통(penetration)하여 배치된다.
제1 메인챔버(125)에는 메인피스톤(122) 및 수스크류(123)가 배치되지만, 제2 메인챔버(126)에는 수스크류(123)가 배치되지 않는다. 따라서, 메인피스톤(122)이 우측으로 전진할 때 제2 메인챔버(126)의 유효단면적(effective cross sectional area)은 제1 메인챔버(125)의 유효단면적보다 크게 형성된다.
메인 마스터실린더(120)는 모터(152)의 회전으로 유압을 생성하고, 생성된 유압을 복수의 휠브레이크(w1, w2, w3 및 w4)에 공급한다. 구체적으로, 운전자가 브레이크페달(101)을 밟을 경우, 스트로크센서(102)가 브레이크페달(101)의 스트로크를 감지하여 감지신호(detection signal)를 제1 제동제어부(300)에게 송신하고, 제1 제동제어부(300)는 스트로크센서(102)로부터 수신한 신호를 기초로 브레이크페달(101)의 답입량을 연산한다. 제1 제동제어부(300)는 연산된 답입량에 근거하여 모터(152)를 제어함으로써 메인 마스터실린더(120)에서 생성되는 유압을 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 백업 마스터실린더(110) 및 메인 마스터실린더(120)를 포함하는 제1 제동부(100)의 유압을 이용한 제동 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제1 메인유로(first main flow path, 165)의 일단은 제1 메인챔버(125)에 연결된다. 구체적으로, 제1 메인유로(165)의 일단은 제1 메인챔버(125)로부터 제1 메인유로(165)에게 유압이 전달될 수 있도록 메인바디(121)에 연결된다.
제1 메인유로(165)의 타단에는 제1 메인유로(165)를 개폐하는 제1 메인 컨트롤밸브(first main control valve, 191)가 배치된다. 제1 메인 컨트롤밸브(191)는 백업 마스터실린더(110) 또는 메인 마스터실린더(120)로부터 공급되는 유압을 단속(regulation)할 수 있다. 제1 메인 컨트롤밸브(191)는 제1 제동제어부(300)의 제어신호(control signal)에 따라 제1 메인유로(165)를 개폐할 수 있는 솔레노이드 밸브(solenoid valve)이다. 예컨대, 제1 메인 컨트롤밸브(191)는 제1 메인챔버(125)의 유압을 제1 및 제2 휠브레이크(w1 및 w2)에게 공급하는 유로에 배치될 수 있다. 제1 메인 컨트롤밸브(191)에는 제1 메인 컨트롤 체크밸브(first main control check valve, 191a)가 추가적으로 배치된다. 제1 메인 컨트롤 체크밸브(191a)는 제1 메인챔버(125) 내의 유압이 일정 압력 이상일 때 개방되어, 제1 메인 컨트롤밸브(191)가 닫힌 상태에서 제1 메인챔버(125) 내의 유압이 제1 및 제2 휠브레이크(w1 및 w2)로 공급될 수 있도록 우회시키는 역할을 한다.
제2 메인유로(second main flow path, 166)의 일단은 제2 메인챔버(126)에 연결된다. 구체적으로, 제2 메인유로(166)의 일단은 제2 메인챔버(126)로부터 제2 메인유로(166)에게 유압이 전달될 수 있도록 메인바디(121)에 연결된다.
제2 메인유로(166)의 타단에는 제2 메인유로(166)를 개폐하는 제2 메인 컨트롤밸브(second main control valve, 192)가 배치된다. 제2 메인 컨트롤밸브(192)는 제1 제동제어부(300)의 제어신호에 따라 제2 메인유로(166)를 개폐할 수 있는 솔레노이드 밸브이다. 예컨대, 제2 메인 컨트롤밸브(192)는 제2 메인챔버(126)의 유압을 제3 및 제4 휠브레이크(w3 및 w4)에게 공급하는 유로에 배치될 수 있다. 제2 메인 컨트롤밸브(192)에는 제2 메인 컨트롤 체크밸브(second main control check valve, 192a)가 추가적으로 배치된다. 제2 메인 컨트롤 체크밸브(192a)는 제2 메인챔버(126) 내의 유압이 일정 압력 이상일 때 개방되어, 제2 메인 컨트롤밸브(192)가 닫힌 상태에서 제2 메인챔버(126) 내의 유압이 제3 및 제4 휠브레이크(w3 및 w4)로 공급될 수 있도록 우회시키는 역할을 한다.
제1 브레이크유로(first brake flow path, 161)의 일단에는 제1 메인 컨트롤밸브(191)가 배치된다. 즉, 제1 메인 컨트롤밸브(191)는 제1 메인유로(165)와 제1 브레이크유로(161) 사이에 배치되어 있다. 제1 브레이크유로(161)에는 제1 휠브레이크(w1)에게 전달되는 유압을 조절할 수 있는 제1 인렛밸브(first inlet valve, 181) 및 제2 휠브레이크(w2)에게 전달되는 유압을 조절할 수 있는 제2 인렛밸브(second inlet valve, 182)가 배치된다. 제1 인렛밸브(181) 및 제2 인렛밸브(182)는 제1 제동제어부(300)의 제어신호에 따라 제1 브레이크유로(161)를 개폐할 수 있는 솔레노이드 밸브이다. 제1 인렛밸브(181) 및 제2 인렛밸브(182)에는 제1 인렛 체크밸브(first inlet check valve, 181a) 및 제2 인렛 체크밸브(second inlet check valve, 182a)가 포함될 수 있다. 제1 인렛 체크밸브(181a) 및 제2 인렛 체크밸브(182a)는 유압 오일이 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2) 방향이 아닌 반대 방향으로 역류(reflux)하는 것을 방지하기 위한 체크밸브이다.
제1 브레이크유로(161)의 타단에는 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)가 배치된다. 제1 브레이크유로(161)와 제1 회수유로(return flow path, 162) 사이에는 제1 아웃렛밸브(first outlet valve, 185) 및 제2 아웃렛밸브(second outlet valve, 186)가 배치되어 있다. 제1 아웃렛밸브(185) 및 제2 아웃렛밸브(186)는 제1 제동제어부(300)의 제어신호에 따라 개폐를 조절하여 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에게 제공된 유압 오일을 회수하기 위해 배치된 솔레노이드 밸브이다. 제1 아웃렛밸브(185) 및 제2 아웃렛밸브(186)는 제1 제동제어부(300)뿐 아니라 제2 제동제어부(400)에도 병렬적으로 연결되어, 제2 제동제어부(400)에 의해 제어될 수 있다.
예컨대, 운전자가 브레이크페달(101) 답입 시 또는 차량 자율주행(autonomous driving) 중 제동 상황(braking situation) 발생 시에는 제1 제동제어부(300)가 제1 인렛밸브(181) 및 제2 인렛밸브(182)를 여는 제어를 수행하여 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에 제동력을 제공할 수 있다. 반대로, 운전자가 브레이크페달(101) 답입을 마친 후 또는 차량 자율주행 중 제동 상황 종료 후에는 제1 제동제어부(300)가 제1 인렛밸브(181) 및 제2 인렛밸브(182)를 닫는 제어를 수행하여 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에 제공되는 유압을 단속하고, 제1 아웃렛밸브(first outlet valve, 185) 및 제2 아웃렛밸브(second outlet valve, 186)를 열어 유압 오일을 회수할 수 있다.
제1 회수유로(first return flow path, 162)는 회수된 유압 오일을 리저버(reservoir)로 전달하기 위한 유로이다. 여기서 리저버는 유압 오일이 저장되는 오일 탱크(oil tank)이다.
제2 브레이크유로(second brake flow path, 163), 제2 회수유로(second return flow path, 164), 제3 인렛밸브(third inlet valve, 183), 제4 인렛밸브(fourth inlet valve, 184), 제3 인렛 체크밸브(third inlet check valve, 183a), 제4 인렛 체크밸브(fourth inlet check valve, 184a), 제3 아웃렛밸브(third outlet valve, 187), 제4 아웃렛밸브(fourth outlet valve, 188), 제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4)의 구성에 대한 설명 및 각 구성간 결합관계는 이상에서 설명한 내용과 대응되어 동일하므로 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
제2 브레이크유로(163)는 제1 브레이크유로(161)와 달리, 제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4)에 직접적으로 유압을 공급하는 것이 아니라, 제2 제동부(200)를 거쳐 간접적으로 유압을 공급한다. 제2 제동부(200)에 대한 상세한 설명은 후술한다.
제3 회수유로(third return flow path, 168)의 일단은 리저버와 연결된다. 제3 회수유로(168)의 타단은 두개로 분기되어, 하나는 제1 회수유로(162)와 연결되고 다른 하나는 제2 회수유로(164)와 연결된다. 제3 회수유로(168)와 제2 메인유로(166) 사이에는 유로를 개폐하는 제1 백업밸브(first backup valve, 195)가 배치된다. 제1 백업밸브(195)는 솔레노이드 밸브이다.
혼합유로(167)의 일단은 제1 브레이크유로(161)와 연결되어 있고, 혼합유로(167)의 타단은 제2 브레이크유로(163)와 연결된다. 혼합유로(167)에는 제1 제동제어부(300)의 제어신호에 따라 혼합유로(167)를 개폐할 수 있는 혼합밸브(193)가 배치되어 있다. 혼합밸브(193)는 솔레노이드 밸브이다.
공급유로(supply flow path, 173)의 일단에는 리저버가 연결되고, 공급유로(173)의 타단에는 공급 체크밸브(supply check valve, 105)가 연결된다. 여기서 공급 체크밸브(105)는 리저버가 제1 메인유로(165)에 공급하는 유압 오일이 역류하는 것을 방지한다.
제1 백업유로(first backup flow path, 171)의 일단에는 리저버가 연결되고, 제1 백업유로(171)의 타단에는 제1 백업챔버(118)가 연결된다. 즉, 제1 백업유로(171)는 유압 오일이 리저버와 제1 백업챔버(118) 사이를 지날 수 있도록 제1 백업챔버(118)와 통하게 백업바디(111)에 연결된다.
제2 백업유로(second backup flow path, 172)의 일단에는 리저버가 연결되고, 제2 백업유로(172)의 타단에는 제2 백업챔버(119)가 연결된다. 즉, 제2 백업유로(172)는 유압 오일이 리저버와 제2 백업챔버(119) 사이를 지날 수 있도록 제2 백업챔버(119)와 통하게 백업바디(111)에 연결된다.
제3 백업유로(third backup flow path, 175)의 일단에는 제1 백업챔버(118)가 연결된다. 즉, 제3 백업유로(175)는 제1 백업챔버(118)에서 공급되는 유압 오일이 지날 수 있도록 제1 백업챔버(118)와 통하게 백업바디(111)에 연결된다. 제3 백업유로(175)의 타단에는 제3 백업유로(175)를 개폐하는 제2 백업밸브(196)가 배치된다. 제3 압력 센서(107)는 백업바디(111) 및 제3 백업밸브(197) 사이에 해당하는 제3 백업유로(175)에 배치된다.
제4 백업유로(fourth backup flow path, 176)의 일단에는 제2 백업챔버(119)가 연결된다. 즉, 제4 백업유로(176)는 제2 백업챔버(119)에서 공급되는 유압 오일이 지날 수 있도록 제2 백업챔버(119)와 통하게 백업바디(111)에 연결된다. 제4 백업유로(176)의 타단에는 제4 백업유로(176)를 개폐하는 제3 백업밸브(197)가 배치된다. 제1 내지 제3 백업밸브(195, 196 및 197)는 백업 마스터실린더(110)와 메인 마스터실린더(120) 사이의 유압을 단속할 수 있다.
감압밸브(194)는 제2 백업유로(172)와 제4 백업유로(176) 사이에 배치되어 유로 개폐를 조절한다. 감압밸브(194), 제1 백업밸브(195), 제2 백업밸브(196) 및 제3 백업밸브(177)는 제1 제동제어부(300)의 제어신호에 의해 개폐를 조절하는 솔레노이드 밸브이다. 여기서 감압밸브(194)는 제2 백업챔버(119)에서 형성되는 유압의 크기가 소정 크기 이상으로 증가하는 것을 방지하는 역할을 한다. 즉, 제4 백업유로(176)에 가해지는 유압을 일정 크기 이하로 유지하기 위해 제1 제동제어부(300)가 감압밸브(194)의 개폐를 조절할 수 있다. 또한, 감압밸브(194)는 제2 제동제어부(400)에 의해 제어될 수도 있다. 제1 제동부(100)가 정상적으로 작동될 때 감압밸브(194)의 개폐는 제1 제동제어부(300)가 제어한다. 반면에 제1 제동부(100) 작동에 이상이 발생한 경우 감압밸브(194) 개폐에 대한 제어권은 제2 제동제어부(400)에게로 이양(take-over)된다. 감압밸브(194)를 제2 제동제어부(400)도 제어할 수 있게 병렬적으로(in parallel) 설계함으로써, 제2 제동제어부(400)가 제2 제동부(200)를 제어할 때에도 제1 및 제2 휠브레이크(w1 및 w2)의 휠락(wheel lock)을 방지할 수 있게 된다. 제1 및 제2 휠브레이크(w1 및 w2)의 휠락을 방지하는 제어방법에 대해서는 후술한다.
이하 제2 제동부(200)에 대해 자세히 설명한다.
제2 제동부(200)는 유압모터(hydraulic motor, 210), 제1 및 제2 유압펌프(hydraulic pump, 211 및 212), 맥동저감부(pulsation dampener, 220), 제5 및 제6 인렛밸브(283 및 284), 제 5 및 제6 아웃렛밸브(287 및 288), 제1 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(traction control valve, 291 및 292) 및 제1 및 제2 고압 스위치밸브(high pressure switch valve, 241 및 242)의 전부 또는 일부를 포함한다.
유압모터(210)는 제1 및 제2 유압펌프(211 및 212)에 구동력(driving force)을 제공한다. 제1 및 제2 유압펌프(211 및 212)는 유압모터(210)로부터 제공받은 구동력을 이용하여 제1 및 제2 유압펌프(211 및 212)의 출구로 유압 오일을 토출(discharge)시킨다. 유압펌프의 개수는 이에 한정되지 않고 한 개 또는 세 개 이상의 유압펌프가 배치될 수 있다.
맥동저감부(220)는 제3 브레이크유로(third brake flow path, 261)와 제4 브레이크유로(fourth brake flow path, 263) 사이에 배치되어 유압 오일 압력의 충격을 흡수하여 압력 맥동(pulsation)을 감소시키는 역할을 한다. 맥동저감부(220)는 맥동저감부(220)의 내부 공간을 팽창함으로써, 유압 오일의 압력 충격을 흡수할 수 있다.
제5 인렛밸브(fifth inlet valve, 283)는 제3 휠브레이크(w3)에 유압을 전달하는 제3 브레이크유로(261)의 개폐를 조절하고, 제6 인렛밸브(sixth inlet valve, 284)는 제4 휠브레이크(w4)에 유압을 전달하는 제4 브레이크유로(263)의 개폐를 조절한다. 제5 인렛밸브(283) 및 제6 인렛밸브(284)는 제2 제동제어부(400)가 개폐를 조절할 수 있는 솔레노이드 밸브이다.
제5 인렛밸브(283) 및 제6 인렛밸브(284)에는 제5 인렛 체크밸브(fifth inlet check valve, 283) 및 제6 인렛 체크밸브(sixth inlet check valve, 284)가 포함될 수 있다. 제5 인렛 체크밸브(283a) 및 제6 인렛 체크밸브(284a)는 유압 오일이 제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4) 방향이 아닌 반대 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브이다.
제5 아웃렛밸브(fifth outlet valve, 287)는 제4 회수유로(fourth return flow path, 262)에 연결되어 제동 상황 종료 시 밸브를 열어 유압을 리저버로 이동시키는 역할을 한다. 제6 아웃렛밸브(sixth outlet valve, 288)는 제5 회수유로(fifth return flow path, 264)에 연결되어 제동 상황 종료시 밸브를 열어 유압을 리저버로 이동시키는 역할을 한다.
제1 트랙션 컨트롤밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(292)는 제1 제동부(100)의 제2 브레이크유로(163)의 일단에 연결되어 제3 브레이크유로(261) 및 제4 브레이크유로(263)에 전달되는 유압을 조절한다. 즉, 제1 트랙션 컨트롤밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(292)는 제1 제동부(100)로부터 제2 제동부(200)에게 공급되는 유압을 단속할 수 있다.
제1 제동부(100)가 정상 작동 시 제2 제동부(200)의 유압모터(210)는 작동하지 않는다. 따라서, 제2 제동제어부(400)는 제1 트랙션 컨트롤밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(292)를 열도록 하는 제어신호를 송신해 제1 제동부(100)로부터 전달되는 유압을 제3 및 제4 휠브레이크(w3 및 w4)에 전달하도록 한다. 제1 제동부(100)의 작동에 이상이 발생한 경우 제2 제동제어부(400)는 제1 트랙션 컨트롤밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(292)를 닫도록 하는 제어신호를 송신해 제1 제동부(100)로부터 전달되는 유압을 단속(regulate)한다. 따라서, 제3 및 제4 휠브레이크(w3 및 w4)는 제2 제동부(200)에 의해 유압을 공급받는다.
제1 트랙션 컨트롤밸브(291)에는 제1 트랙션 컨트롤 체크밸브(first traction control check valve, 291a)가 추가적으로 배치된다. 제1 트랙션 컨트롤 체크밸브(291a)는 제2 브레이크유로(163) 내의 유압이 일정 압력 이상일 때 개방되어, 제1 트랙션 컨트롤밸브(291)가 닫힌 상태에서 제2 브레이크유로(163) 내의 유압이 제3 및 제4 휠브레이크(w3 및 w4)로 공급될 수 있도록 우회시키는 역할을 한다. 마찬가지로, 제2 트랙션 컨트롤밸브(292)에는 제2 트랙션 컨트롤 체크밸브(second traction check valve, 292a)가 추가적으로 배치된다.
제1 고압 스위치밸브(241)는 제3 메인유로(260)와 제3 브레이크유로(261) 사이에 배치된다. 제2 고압 스위치밸브(242)는 제3 메인유로(260)와 제4 브레이크유로(263) 사이에 배치된다. 제1 고압 스위치밸브(241) 및 제2 고압 스위치밸브(242)는 제2 제동제어부(400)의 제어신호를 수신해 리저버로부터 공급되는 유압을 조절하는 솔레노이드 밸브이다. 즉, 제1 고압 스위치밸브(241) 및 제2 고압 스위치밸브(242)는 리저버로부터 제2 제동부(200)에게 공급되는 유압을 단속할 수 있다. 제1 제동부(100) 정상 작동 시 제2 제동제어부(400)는 제1 고압 스위치밸브(241) 및 제2 고압 스위치밸브(242)를 닫도록 하는 제어신호를 송신해 유압을 단속한다. 반대로, 제1 제동부(100)의 작동에 이상이 발생한 경우 제2 제동제어부(400)는 제1 고압 스위치밸브(241) 및 제2 고압 스위치밸브(242)를 열도록 하는 제어신호를 송신해 유압을 흐르게 한다.
이하 제1 제동부(100) 및 제2 제동부(200)를 제외한 나머지 구성에 대해 자세히 설명한다.
제1 제동제어부(300)는 차량 제동 상황 시 차량의 제동을 위해 제1 유압제동신호(first hydraulic brake signal) 및 제1 밸브개폐신호(first valve open and close signal)를 생성하도록 구비될 수 있다. 여기서 제1 유압제동신호는 제1 제동제어부(300)가 제1 제동부(100)에게 송신하는 신호로서, 제1 제동부(100)가 액추에이터(150)를 구동하여 유압을 생성하도록 하는 신호이다. 여기서 제1 밸브개폐신호는 제1 제동제어부(300)가 제1 제동부(100)에게 송신하는 신호로서, 제1 제동부(100) 내에 배치된 여러 밸브들의 개폐를 조절하도록 하는 신호이다. 제1 제동부(100)는 제1 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고, 제1 유압제동신호에 상응하는 유압제동력을 복수의 휠브레이크(w1 내지 w4)에게 공급할 수 있다.
제1 제동제어부(300)는 제1 제동부(100)에 포함된 밸브들 및 메인 마스터실린더(120)의 액추에이터(150)를 제어할 수 있다. 즉, 제1 제동제어부(300)는 제1 제동부(100)에 포함된 밸브들의 개폐를 조절하는 신호를 송신하여 제1 제동부(100) 내 유로에서의 유압 흐름을 제어할 수 있다. 또한, 제1 제동제어부(300)는 제1 제동부(100)의 고장 여부를 진단할 수 있고, 진단 결과 신호를 통신부(700)에 송신하여 제2 제동제어부(400) 및 EPB 제어부(600)에게 진단 결과에 대한 정보를 전달할 수 있다.
제2 제동제어부(400)는 제1 제동부(100) 작동에 이상이 발생한 경우 제1 제동제어부(300)를 대신하여 제2 유압제동신호(second hydraulic brake signal) 및 제2 밸브개폐신호(second valve open and close signal)를 생성하도록 구비될 수 있다. 여기서 제2 유압제동신호는 제2 제동제어부(400)가 제2 제동부(200)에게 송신하는 신호로서, 제2 제동부(200)가 유압모터(210)를 구동하여 유압을 생성하도록 하는 신호이다. 여기서 제2 밸브개폐신호는 제2 제동제어부(400)가 제2 제동부(200) 및 제1 제동부(100) 내에 배치된 일부 밸브에게 송신하는 신호로서, 제2 제동부(200) 내에 배치된 여러 밸브 및 제1 제동부(100) 내에 배치된 일부 밸브의 개폐를 조절하도록 하는 신호이다. 제2 제동부(200)는 제2 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고 제2 유압제동신호에 상응하는 유압제동력을 제3 및 제4 휠브레이크(w3 및 w4)에게 공급할 수 있다.
제2 제동제어부(400)는 제2 제동부(200)에 포함된 밸브들 및 유압모터(210)를 제어할 수 있다. 즉, 제2 제동제어부(400)는 제1 제동부(100)에 포함된 밸브들의 개폐를 조절하는 신호를 송신하여 제2 제동부(200) 내 유로에서의 유압 흐름을 제어할 수 있다. 또한, 제2 제동제어부(400)는 제2 제동부(200)의 고장 여부를 진단할 수 있고, 진단 결과 신호를 통신부(700)에 송신하여 제1 제동제어부(300) 및 EPB 제어부(600)에게 진단 결과에 대한 정보를 전달할 수 있다.
제2 제동제어부(400)는 제2 제동부(200)뿐만 아니라 제1 제동부(100) 내의 감압밸브(194)의 개폐도 제어할 수 있다.
제2 제동제어부(400)는 제1 제동부(100)가 정상 작동 시에는 제2 제동부(200)의 유압모터(210)를 구동시키지 않는다. 제2 제동제어부(400)는 통신부(700)로부터 제1 제동부(100)의 작동에 이상이 발생했다는 신호를 수신한 경우 제2 제동부(200) 및 감압밸브(194)의 제어를 수행한다. 자세한 제어방법에 대해서는 후술한다.
EPB 제어부(600) 및 EPB 작동부(500)는 일반적으로 주차 후 EPB 제어부(600)의 신호에 따라 EPB 작동부(500)가 제1 휠 및 제2 휠에게 제동력을 제공하여 차량의 움직임을 고정시키는 제동장치이다. 다만, EPB 제어부(600) 및 EPB 작동부(500)의 활용은 주차 시에만 한정되지 않으므로 이를 이용하여 제1 제동부(100) 고장 시 제2 제동부(200)와 함께 사용될 수 있다. 여기서 제1 휠 및 제2 휠은 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)가 장착된 차륜을 의미한다.
EPB 제어부(600)는 통신부(700)로부터 제1 제동부(100)의 작동에 이상이 발생했다는 신호를 수신한 경우 EPB 작동부(500)에게 제어신호를 송신하여 제1 휠 및 제2 휠에게 제동력을 제공할 수 있다.
제1 제동제어부(300), 제2 제동제어부(400) 및 EPB 제어부(600)는 ECU(Electronic Control Unit)라는 차량 내 통합형 제어장치 내부에 함께 배치될 수 있고, 각 제어부가 물리적으로 분리되어 차량 내 별도의 위치에 배치될 수도 있다.
통신부(700)는 제1 제동제어부(300), 제2 제동제어부(400) 및 EPB 제어부(600) 간의 정보를 전달시켜 줄 수 있는 매개체이다. 통신부(700)는 제1 제동제어부(300), 제2 제동제어부(400) 및 EPB 제어부(600)뿐 아니라 그 외 차량에 배치된 다른 제어부 및 센싱 장치(sensing device)들과의 정보를 전달할 수 있다. 통신부(700)는 CAN(Control Area Network) 통신일 수 있다.
도 4 내지 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 유압의 흐름을 도시한 블록도이다.
이하 본 개시의 실시예에 대해 자세히 설명한다. 각 실시예는 설명을 단순화하기 위해 각 상황 별 대표적인 한가지의 실시예만 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 메인 컨트롤밸브(191) 및 제2 메인 컨트롤밸브(192)는 제1 제동제어부(300)로부터 제어신호가 입력되지 않을 때인 평상시에 개방되어 있는 노멀 오픈 타입(normal open type)으로 형성될 수 있다. 혼합밸브(193)는 제1 제동제어부(300)로부터 제어신호가 입력되지 않을 때인 평상시에 닫혀 있는 노멀 클로즈 타입(normal close type)으로 형성될 수 있다.
감압밸브(194) 및 제1 백업밸브(195)는 제1 제동제어부(300)로부터 제어신호가 입력되지 않을 때인 평상시에 닫혀 있는 노멀 클로즈 타입으로 형성될 수 있다. 그리고 제2 백업밸브(196) 및 제3 백업밸브(197)는 제1 제동제어부(300)로부터 제어신호가 입력되지 않을 때인 평상시에 개방되어 있는 노멀 오픈 타입으로 형성될 수 있다.
제1 제동부(100)가 정상 작동하는 경우 유압의 흐름을 도 4에 도시된 바에 근거하여 설명한다. 특히, 도 4에 도시된 유압 오일의 흐름은, 운전자의 개입 없이 차량이 자율 주행하는 경우 제1 제동부(100)가 구동되는 방법 중 하나의 실시예를 나타내는 흐름이다.
리저버 내에 저장된 유압 오일이 공급유로(173)를 지나 제1 메인챔버(125)로 공급된다. 제동 상황이 발생한 경우, 제1 제동제어부(300)는 유압을 복수의 휠브레이크(w1, w2, w3 및 w4)로 공급하기 위해 액추에이터(150)를 이용하여 제1 메인챔버(125)가 제1 메인챔버(125) 내의 유압 오일을 압축할 수 있도록 제어한다. 제1 메인챔버(125) 내에 있는 유압 오일이 압축됨으로써 발생한 유압은 제1 메인유로(165) 및 제1 브레이크유로(161)를 거쳐 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에게 제공된다. 유압 오일이 제1 메인챔버(125)로부터 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에게 공급될 때 지나는 제1 메인 컨트롤밸브(191), 제1 인렛밸브(181) 및 제2 인렛밸브(182)는 열리도록 제1 제동제어부(300)가 제어한다.
또한, 제1 메인챔버(125) 내에 있는 유압 오일이 압축됨으로써 발생한 유압은 제1 메인유로(165), 제1 브레이크유로(161), 혼합유로(167), 제2 브레이크유로(163), 제3 브레이크유로(261) 및 제4 브레이크유로(263)를 거쳐 제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4)에게 제공된다. 유압 오일이 제1 메인챔버(125)로부터 제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4)에게 공급될 때 지나는 제1 메인 컨트롤밸브(191), 혼합밸브(193), 제3 인렛밸브(183), 제4 인렛밸브(184), 제1 트랙션 컨트롤밸브(291), 제2 트랙션 컨트롤밸브(292), 제5 인렛밸브(283) 및 제6 인렛밸브(284)는 열리도록 제1 제동제어부(300) 및 제2 제동제어부(400)가 제어한다.
제1 제동부(100)가 정상 작동할 경우 제2 제동부(200)의 유압모터(210)는 작동되지 않는다. 여기서 감압밸브(194)에 대한 제어권은 제1 제동제어부(300)가 갖고 있다.
제1 제동부의 작동에 이상이 발생하고 운전자의 제동 개입이 없는 경우 유압의 흐름을 도 5에 도시된 바에 근거하여 설명한다.
이 경우 제1 제동제어부(300)는 제1 제동부(100)의 액추에이터(150)를 작동시키지 않는다. 제2 제동제어부(400)는 제1 트랙션 컨트롤밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(292)를 닫는 제어를 수행한다. 또한 제2 제동제어부(400)는 제1 고압 스위치밸브(241) 및 제2 고압 스위치밸브(242)를 여는 제어를 수행한다. 제2 제동제어부(400)는 제2 제동부(200)의 유압모터(210)를 동작시키는 제어를 수행한다.
유압모터(210)에 의해 유압모터(210)의 좌측 및 우측에 배치된 제1 및 제2 유압펌프(211 및 212)가 작동하게 된다. 제1 및 제2 유압펌프(211 및 212)는 제3 메인유로(260)로부터 공급된 유압 오일을 이용하여 제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4)에 유압을 공급한다.
제1 제동부(100)가 정상 작동하고 있지 않으므로 감압밸브(194)에 대한 제어권은 제2 제동제어부(400)에게 이양된다. 하지만 운전자의 제동 개입이 없는 경우에는 제2 제동제어부(400)는 감압밸브(194)를 제어할 필요가 없다.
제1 휠 및 제2 휠의 제동은 EPB 제어부(600) 및 EPB 작동부(500)를 이용하여 제어할 수 있다. 즉, 제1 휠 및 제2 휠은 EPB 작동부(500), 제3 휠 및 제4 휠은 제2 제동부(200)에 의해 제동력이 제어된다.
제1 제동부의 작동에 이상이 발생하고 운전자가 차량 제동을 개입한 경우 유압의 흐름을 도 6 및 도 7에 도시된 바에 근거하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 이 경우 제1 제동제어부(300)는 제1 제동부(100)의 액추에이터(150)를 작동시키지 않는다. 하지만, 운전자가 브레이크페달(101)을 답입하여 유압 오일이 제2 백업챔버(119)에서 나와, 제4 백업유로(176), 제1 메인유로(165) 및 제1 브레이크유로(161)를 거쳐 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에 유압을 공급하게 된다. 제2 제동제어부(400)가 제1 트랙션 컨트롤밸브(291) 및 제2 트랙션 컨트롤밸브(292)를 닫도록 제어하고 있으므로, 제1 백업챔버(118)에서 제3 백업유로(175), 제2 메인유로(166) 및 제2 브레이크유로(163)를 거치는 유압 오일은 제2 제동부(200)에 전달되지 않는다.
제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4)는 도 5에서 설명한 바와 같이 제2 제동제어부(400)가 제2 제동부를 제어함으로써 제동될 수 있다. 또한, 도 5에서 설명한 바와 같이 제1 휠 및 제2 휠은 EPB 작동부(500)에 의해 제동될 수 있다.
여기서, 제1 제동부(100)가 작동되고 있지 않으므로 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에 제공되는 유압의 양을 조절할 수 없게 된다. 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)의 제동력을 온전히 제어할 수 없게 되므로, 차량은 저마찰 노면에서 제동할 경우 발생하는 휠락 현상에 취약해질 수 있다. 여기서 휠락 현상은 차량 제동 시 휠의 회전이 멈추는 현상을 의미한다. 휠락 현상이 발생할 경우 차량은 조향 기능을 상실하므로 사고가 발생할 위험이 커진다.
도 7을 참조하면, 이러한 휠락 현상을 방지할 수 있는 방법이 개시되어 있다. 제1 제동부(100)의 작동에 이상이 발생한 경우 감압밸브(194)에 대한 제어권은 제2 제동제어부(400)에게 이양된다. 따라서 제2 제동제어부(400)는 감압밸브(194)의 개폐를 조절함으로써 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에 공급되는 유압을 감압시킬 수 있다. 즉, 제1 제동부(100)의 작동 이상이 발생하고 운전자가 제동에 개입한 경우, 제2 제동제어부(400)는 감압밸브(194)를 열어 제2 백업챔버(119)에서 나오는 유압 오일을 다시 리저버로 회수시킴으로써 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에게 공급되는 유압을 감압시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 이러한 휠락 현상을 방지할 수 있는 다른 방법이 개시되어 있다. 도 7에서 개시된 바와 달리, 제2 제동제어부(400)가 감압밸브(194)가 아닌 제1 아웃렛밸브(185) 및 제2 아웃렛밸브(186)와 병렬적으로 연결되어 휠락 현상을 방지하는 방법이 개시되어 있다. 제1 제동부(100)가 정상 작동하는 경우 제1 아웃렛밸브(185) 및 제2 아웃렛밸브(186)는 제1 제동제어부(300)가 제어한다. 하지만, 제1 제동부(100)의 작동에 이상이 발생한 경우 제1 아웃렛밸브(185) 및 제2 아웃렛밸브에 대한 제어권은 제2 제동제어부(400)에게 이양된다. 따라서 제2 제동제어부(300)는 제1 아웃렛밸브(185) 및 제2 아웃렛밸브(186)의 개폐를 조절함으로써 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에 공급되는 유압을 감압시킬 수 있다. 즉, 제1 제동부(100)의 작동 이상이 발생하고 운전자가 제동에 개입한 경우, 제2 제동제어부(400)는 제1 아웃렛밸브(185) 및 제2 아웃렛밸브(186)를 열어 제2 백업챔버(119)에서 나오는 유압 오일을 다시 리저버로 회수시킴으로써 제1 휠브레이크(w1) 및 제2 휠브레이크(w2)에게 공급되는 유압을 감압시킬 수 있다.
도 8에 개시된 실시예는, 도 7에 개시된 실시예와 달리 두 개의 밸브를 제2 제동제어부(400)와 병렬적으로 연결시켜야 한다는 점에서 단점이 있으나, 도 8에 개시된 실시예 또한 신규 밸브를 추가하지 않고서도 제1 휠 및 제2 휠의 휠락 현상을 방지할 수 있는 향상된 효과를 가져올 수 있다.
또한 도시되지는 않았으나, 도 7및 도 8의 실시예를 융합하여, 제2 제동제어부(400)가 감압밸브(194)뿐 아니라 제1 아웃렛밸브(185) 및 제2 아웃렛밸브(186)를 제어할 경우 보다 안정적인 차량용 제동장치(1000)를 설계할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 제동방법의 흐름도이다.
차량 주행 중 제동 상황이 발생했는지 여부를 판단한다(S10). 차량 주행 중 제동 상황이 발생하지 않았다고 판단한 경우 S10 과정을 반복한다. 도 8에 도시되지는 않았으나, S10 과정 반복 중 차량이 주행을 종료한 경우에는 본 알고리즘을 종료한다.
차량 주행 중 제동 상황이 발생했다고 판단한 경우 제1 제동부(100)가 정상 작동하는지 여부를 판단한다(S20). 제1 제동부(100)가 정상 작동한다고 판단한 경우 제1 제동부(100)가 복수의 휠브레이크(w1, w2, w3 및 w4)에게 전달되는 유압을 조절하도록 제어를 수행한다(S30).
S30 과정 이후에는, 차량이 주행을 종료했는지 여부를 판단한다(S40). 차량이 주행을 종료하지 않았다고 판단한 경우 S10 과정으로 되돌아간다. 차량이 주행을 종료했다고 판단한 경우 본 알고리즘을 종료한다.
S20 과정에서, 제1 제동부(100)가 정상 작동하지 않는다고 판단한 경우 제2 제동부(200)가 제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4)에게 전달되는 유압을 조절하도록 제어를 수행한다(S21).
제2 제동부(200)가 제3 휠브레이크(w3) 및 제4 휠브레이크(w4)에게 전달되는 유압을 조절하는 동안 운전자가 브레이크페달(101)을 답입하여 제동 상황에 개입했는지 여부를 판단한다(S22).
운전자가 제동 상황에 개입했다고 판단한 경우, 감압밸브(194)의 개폐를 조절하여 제1 휠 및 제2 휠에 휠락 현상이 발생하지 않도록 제어한다(S23). 운전자가 제동 상황에 개입하지 않았다고 판단한 경우 S23 과정을 생략한다.
EPB(Electronic Parking Brake)가 제1 휠 및 제2 휠의 제동력을 조절하도록 제어한다(S24). 여기서 S21 내지 S23 과정과 S24 과정은 반드시 도면에 개시된 순서로 수행되어야 하는 것은 아니고 동시에 또는 역순으로 수행되어도 무방하다.
S24 과정 이후에는 차량이 주행을 종료했는지 여부를 판단한다(S25). 차량이 주행을 종료하지 않았다고 판단한 경우 S21 과정으로 되돌아간다. 차량이 주행을 종료했다고 판단한 경우 본 알고리즘을 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시는 제1 제동부(100) 고장 시 제2 제동부(200) 내 새로운 구성 추가 없이도 제1 휠 및 제2 휠의 휠락 현상을 방지할 수 있고, 제2 제동부(200)의 생산 비용을 절감할 수 있다.
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.
100: 제1 제동부
200: 제2 제동부
300: 제1 제동제어부 400: 제2 제동제어부
500: EPB 작동부 600: EPB 제어부
700: 통신부 w1, w2, w3 및 w4: 복수의 휠브레이크
300: 제1 제동제어부 400: 제2 제동제어부
500: EPB 작동부 600: EPB 제어부
700: 통신부 w1, w2, w3 및 w4: 복수의 휠브레이크
Claims (11)
- 차량 제동을 위한 제1 휠브레이크 내지 제4 휠브레이크(wheel brakes)를 구비한 차량용 제동장치에 있어서,
상기 차량의 제동 상황 시 상기 차량의 제동을 위해 제1 유압제동신호(first hydraulic braking signal) 및 제1 밸브개폐신호(first valve open and close signal)를 생성하도록 구비된 제1 제동제어부(first braking control);
리저버(reservoir), 백업 마스터실린더(backup master cylinder), 메인 마스터실린더(main master cylinder) 및 상기 리저버와 상기 백업 마스터실린더 사이에 배치된 감압밸브(pressure reducing valve)를 포함하되, 상기 제1 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고, 상기 제1 유압제동신호에 상응하는 유압제동력(hydraulic braking force)을 상기 제1 휠브레이크 내지 상기 제4 휠브레이크에게 공급하도록 구비된 제1 제동부(first braking unit);
상기 제1 제동부의 작동에 이상이 발생한 경우 상기 제1 제동제어부를 대신하여 제2 유압제동신호 및 제2 밸브개폐신호를 생성하도록 구비된 제2 제동제어부(second braking control); 및
생성된 상기 제2 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고 상기 제2 유압제동신호에 상응하는 유압제동력을 상기 제3 휠브레이크 및 상기 제4 휠브레이크에게 공급하도록 구비된 제2 제동부(second braking unit)를 포함하되,
상기 제1 제동부 작동에 이상이 발생한 경우, 상기 제2 제동제어부는 상기 감압밸브 개폐에 대한 제어권을 제1 제동제어부로부터 이양(take-over)받아, 제2 제동부 구동 시 상기 제1 휠브레이크 및 상기 제2 휠브레이크에게 공급되는 유압을 감압하도록 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 제동부는,
상기 백업 마스터실린더 또는 상기 메인 마스터실린더로부터 공급되는 유압을 단속(regulation)하도록 구비된 메인 컨트롤밸브(main control valve); 및
상기 백업 마스터실린더와 상기 메인 마스터실린더 사이의 유압을 단속하도록 구비된 백업밸브(backup valve)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 제동부는,
상기 제1 제동부로부터 상기 제2 제동부에게 공급되는 유압을 단속하도록 구비된 트랙션 컨트롤밸브(traction control valve);
상기 리저버로부터 상기 제2 제동부에게 공급되는 유압을 단속하도록 구비된 고압 스위치밸브(high pressure switch valve); 및
제2 제동부를 구동하도록 구비된 유압모터(hydraulic motor)와 유압펌프(hydraulic pump)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 제동부의 작동 이상이 발생한 경우,
상기 제2 제동제어부는 상기 제2 제동부에게 상기 트랙션 컨트롤밸브를 닫고 상기 고압 스위치밸브를 열도록 하기 위한 밸브개폐신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 제동부의 작동 이상이 발생하고 운전자가 브레이크페달(brake pedal)을 답입한 경우,
상기 제2 제동제어부는 상기 감압밸브에게 상기 감압밸브를 열도록 하는 밸브개폐신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치. - 제1항에 있어서,
모터를 이용하여 제1 휠 및 제2 휠에 제동력을 공급하도록 구비된 EPB 제어부(EPB control: Electronic Parking Brake) 및 EPB 작동부(EPB operator)를 더 포함하되,
상기 차량 주행 중 상기 제1 제동부의 작동 이상이 발생한 경우 상기 EPB 제어부는 상기 EPB 작동부에게 제동신호(braking signal)를 송신하여 상기 제1 휠 및 상기 제2 휠을 제동하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치. - 제6항에 있어서,
상기 제1 제동제어부, 상기 제2 제동제어부 및 상기 EPB 제어부 간에 상기 제1 제동부, 상기 제2 제동부 및 상기 EPB 작동부의 작동 이상에 관한 정보를 송수신하도록 배치된 통신부(communication unit)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치. - 차량 제동을 위한 제1 휠브레이크 내지 제4 휠브레이크를 구비한 차량용 제동장치의 제어방법에 있어서,
상기 차량 주행 중 제동 상황이 발생했다고 판단한 경우 제1 제동부가 정상 작동하는지 여부를 판단하는 판단과정;
제1 제동부가 정상 작동하지 않는다고 판단한 경우 제2 제동부를 작동시켜 상기 제3 휠브레이크 및 상기 제4 휠브레이크에게 유압을 공급하여 차량을 제동하는 제동과정; 및
제2 제동부 작동 중 운전자가 제동 상황에 개입했다고 판단한 경우 감압밸브를 열어 제1 휠 및 제2 휠의 휠락을 방지하는 휠락방지과정
을 포함하는 차량용 제동장치의 제어방법. - 제8항에 있어서,
상기 제동과정은,
상기 제2 제동부를 작동시키는 동시에 EPB 작동부를 이용하여 제1 휠 및 제2 휠을 제동하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치의 제어방법. - 제8항에 있어서,
상기 제동과정에서,
상기 제2 제동부는 상기 제1 제동부로부터 상기 제2 제동부에게 공급되는 유압을 단속하는 트랙션 컨트롤밸브를 닫고, 리저버로부터 상기 제2 제동부에게 공급되는 유압을 단속하는 고압 스위치밸브를 여는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치의 제어방법. - 차량 제동을 위한 제1 휠브레이크 내지 제4 휠브레이크를 구비한 차량용 제동장치에 있어서,
차량 제동 상황 시 차량의 제동을 위해 제1 유압제동신호 및 제1 밸브개폐신호를 생성하도록 구비된 제1 제동제어부;
상기 제1 휠브레이크 내지 상기 제4 브레이크휠에 공급되는 유압을 조절하도록 배치된 제1 인렛밸브 내지 제4 인렛밸브 및 제1 아웃렛밸브 내지 제4 아웃렛밸브를 포함하되, 상기 제1 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고, 상기 제1 유압제동신호에 상응하는 유압제동력을 상기 제1 휠브레이크 내지 상기 제4 휠브레이크에게 공급하도록 구비된 제1 제동부;
상기 제1 제동부 작동에 이상이 발생한 경우 상기 제1 제동제어부를 대신하여 제2 유압제동신호 및 제2 밸브개폐신호를 생성하도록 구비된 제2 제동제어부; 및
생성된 상기 제2 밸브개폐신호에 따라 밸브의 개폐를 조절하고 상기 제2 유압제동신호에 상응하는 유압제동력을 상기 제3 휠브레이크 및 상기 제4 휠브레이크에게 공급하도록 구비된 제2 제동부를 포함하되,
상기 제1 제동부 작동에 이상이 발생한 경우, 상기 제2 제동제어부는 상기 제1 아웃렛밸브 및 제2 아웃렛밸브 개폐에 대한 제어권을 제1 제동제어부로부터 이양받아, 제2 제동부 구동 시 상기 제1 및 제2 휠브레이크에게 공급되는 유압을 감압하도록 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
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