KR100944418B1 - 차량용 전자제어식 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행중 돌발현상 발생시 운전자의 과도한 핸들링으로 인한 녹백 현상이 발생하여도, ESP 제어전에 마스터 실린더로의 브레이크 액의 역류로 인한 복귀를 차단하여 실제적인 ESP 제어시 정상적인 유압상승율을 유지할 수 있는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템을 제공한다. 그 전자제어식 브레이크 시스템은 액압이 휠브레이크로 전달되는 것을 제어하는 평시개방형(NO) 솔레노이드밸브와, 휠브레이크에서 액압이 빠져나가는 것을 제어하는 평시폐쇄형(NC) 솔레노이드밸브와, 마스터실린더와 펌프의 인렛측을 연결하여 TCS 모드시 마스터 실린더측 오일이 펌프측으로 흡입되도록 안내하는 오일 흡입유로와, 오일 흡입유로를 개폐하기 위한 평시 폐쇄형 일렉트릭 셔틀밸브와, 주행 중 핸들의 과도한 조작에 의한 오버 스티어링(over steering) 또는 요우 모멘트 발생시 브레이크 액이 마스터 실린더로 복귀되는 것을 차단하도록 구성되는 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브로 구성된다.

Description

차량용 전자제어식 브레이크 시스템{An electronic control type brake system for vehicle}

도 1은 일반적인 차량용 전자제어식 브레이크 시스템의 유압계통도.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 브레이크 시스템의 유압계통도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 휠브레이크 12: 마스터실린더

21, 22: 솔레노이드 밸브 30: 펌프

40: 저압어큐물레이터 51: 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브

71: 일렉트릭 셔틀밸브

본 발명은 차량용 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 녹백(knock back)현상시 브레이크 액이 마스터실린더로 복귀되는 것을 방지하여 제동시 유압상승율(pressure rise rate)을 정상적으로 유지시켜 효과적이 ESP 제어를 행할 수 있는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것이다.

차량에는 필수적으로 제동 및 속도조절을 위한 브레이크가 구비되어 있다. 한편, 최근에는 자동차의 고성능화에 따라 강력하고 안정적인 제동성능을 확보함과 동시에 다양한 조건하에서도 충분한 제동력과 안정성을 확보하기 위해 다양한 브레이크 보조장치가 사용되고 있다. 이 같은 장치로서, 예컨대 제동시 휠브레이크의 제동압을 전자적으로 제어하여 슬립현상을 방지하기 위한 ABS(Anti-lock Brake System)와, 차량의 급발진 도는 급가속시 구동륜의 과대한 슬립을 방지하는 TCS(Traction Control System)와, 차량의 주행속도 및 핸들의 회전 각도에 따라 제동압을 제어하여 차량의 주행안전성을 확보하기 위한 ABCS(Active Brake Control System) 기능을 갖춘 전자제어식 브레이크 시스템이 제공되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전자제어식 브레이크 시스템 중에서 ESP(전자 안정 프로그램;Electronic Stability Program)를 갖춘 전자제어식 브레이크 시스템은 휠브레이크(1)측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브(2a, 2b)와, ABS의 강압모드시 휠브레이크(1)에 배출되는 오일을 일시 저장하는 저압 어큐물레이터(3)와, 이 저압 어큐뮬레이터(3)에 저장된 오일을 흡입하여 토출하는 펌프(4)와, 마스터실린더(5)의 액압포트(5a)와 펌프(4)의 흡입측을 연결하는 오일 흡입유로(6a)의 중도에 설치되어 이를 개폐하기 위한 평시 폐쇄(노말 클로즈)형 (NC) 일렉트릭 셔틀밸브(6)와, 마스터 실린더(5)의 액압포트(5a)와 펌프(4)의 출구측을 연결하는 유로(7a)의 중도에 설치되어 이를 개폐하기 위한 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브(7)와, 펌프(4)에서 토출되는 액압을 일시적으로 저장하기 위한 중압어큐뮬레이터(8)와, 전기적으로 각각의 구성요소를 제어하기 위한 전자제어유닛(미도시)를 구비하고 있다.

여기서, 복수개의 솔레노이드밸브(2a, 2b)는 휠브레이크(1)의 상류측에 배치되는 평시 개방(노말 오픈)(NO)형 솔레노이드 밸브(2a)와, 하류측에 배치되는 NC형 솔레노이드 밸브(2b)로 구분되며, 각각의 밸브는 전자제어유닛에 의해 제어된다. 즉, 전자제어유닛은 차속을 감지한 후 이를 통해 각각의 솔레노이드밸브의 개폐작동을 제어하게 되는 것이다.

그리고 저압 어큐물레이터(3)는 ABS 감압모드시 휠브레이크(1)측에서 배출되는 오일이 일시적으로 저장되도록 NC형 솔레노이드밸브(2b)의 하류측에 연계되어 독립적으로 제공된다.

또한, 중압어큐물레이터(8)는 TCS 모드시 또는 ESP 모드시 펌프(4)측으로 충전상태의 액압을 공급하기 위한 것으로서 펌프(4)에서 토출되는 액압을 다시 흡입측으로 바이패스시키기 위한 오일 공급유로(8a)의 중도에 배치된다. 그리고 오일 공급유로(8a)의 중압어큐뮬레이터(8) 상류측에는 TCS 모드 또는 ESP 모드시 개방 작동되는 평시 폐쇄형 솔레노이드 밸브(9a)가 추가로 배치되며, 오일 공급유로(8a)의 중압 어큐물레이터(8)의 상류측에는 릴리프밸브(9b)가 설치되어 있다. 이 릴리프밸브(9b)는 트랙션 제어 또는 EPS 제어 모드시 필요 이상으로 상승된 액압을 마스터실린더(5)측으로 환류시키기 위한 것이다.

이러한 다수개의 솔레노이드밸브(2a, 2b)와 펌프(4), 평시 폐쇄형 일렉트릭 셔틀밸브(6), 저압어큐물레이터(3), 중앙어큐물레이터(8) 등은 알루미늄 등으로 형성된 직육면체상의 유압블럭(미도시)내에 설치된다.

그러나 이와 같은 종래의 전자제어식 브레이크 콘트롤 시스템은 복잡한 구성 에도 불구하고 운전 중 갑작스런 돌발형상이 발생되어 운전자가 핸들을 과도하게 핸들링하는 경우 녹백 형상이 발생되어 해당 휠의 브레이크 오일이 복귀되는 문제점이 있다.

이와 같이 브레이크 오일이 역류되면 그 역류된 오일의 양만큼 해당 휠의 압력상승률이 저하되어 효과적으로 ESP를 제어할 수 없으며, 심한 경우 불완전한 제동으로 인해 치명적인 상황을 초래하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 돌발현상 발생시 운전자의 과도한 핸들링으로 인한 녹백 현상이 초래되어도 효과적인 ESP 제어를 행할 수 있는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 브레이크 유압의 역류를 방지하여 제동시 소정의 유압상승율을 유지할 수 있는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템을 제공하는데 있다.

이 같은 목적들을 해결하기 위해, 본 발명은 휠브레이크의 상류측에 배치되어 마스터실린더에서 발생된 액압 및 펌프의 아웃렛에서 토출되는 액압이 휠브레이크로 전달되는 것을 제어하는 평시개방형(NO) 솔레노이드밸브; 상기 휠브레이크의 하류측에 배치되어 휠브레이크에서 액압이 빠져나가는 것을 제어하는 평시폐쇄형(NC) 솔레노이드밸브; 상기 마스터실린더와 상기 펌프의 인렛측을 연결하여 TCS 모 드시 상기 마스터 실린더측 오일이 상기 펌프측으로 흡입되도록 안내하는 오일 흡입유로; 상기 오일 흡입유로를 개폐하기 위한 평시 폐쇄형 일렉트릭 셔틀밸브; 및상기 펌프와 상기 마스터 실린더를 연결하는 메인유로에 설치되는 평시 개방형 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브로서, 주행 중 핸들의 과도한 조작에 의한 오버 스티어링(over steering) 또는 요우 모멘트발생시 브레이크 액이 마스터 실린더로 복귀되는 것을 차담하도록 구성되는 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 브레이크 시스템은 ESP 유로가 적용된 액티브 브레이크 콘트롤 시스템을 예로 하였으며, 여기서 마스터 실린더 프라이머리 포트와 연계된 프라이머리 유압회로와 마스터실린더의 세컨더리 포트와 연계된 세컨더리 유압회로는 서로 대칭된 구조이기 때문에 발명의 명확성을 위해 프라이머리 유압회로에 대해서만 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 브레이크 시스템은 기본적으로 전륜과 후륜에 설치된 휠브레이크(10)측으로 전달되는 제동 유압을 제어하기 위한 복수의 솔레노이드밸브(21)(22)와, 휠브레이크(10)측으로 배출되는 오일 또는 마스터 실린더(12)로부터 오일을 흡입하여 펌핑하는 펌프(30)와, 휠브레이크(10)에서 배출되는 오일을 저장하거나 펌프(30)에서 토출되는 액압이 충전되어 이를 펌프(30)의 인렛으로 공급하기 위한 저압어큐물레이터(40)와, 전기적으로 작동 하는 구동요소를 제어하기 위한 전자제어유닛(미도시)을 갖추고 있으며, 이들 각각의 구성요소는 유압블럭에 의해 콤팩트하게 설치된다.

각각의 솔레노이드 밸브(21)(22)는 휠브레이크(10)의 상류측 및 하류측에 연계되는데, 솔레노이드 밸브(21)는 휠브레이크(10)의 상류측에 배치되며 평상시 개방상태로 유지되는 평시 개방형 솔레노이드 밸브로 형성되며, 솔레노이드밸브(22)는 휠브레이크(10)의 하류측에 배치되며 평상 시 폐쇄된 상태를 유지하는 평시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 형성되는 것이 바람직하다. 각각의 솔레노이드 밸브(21))(22)의 개폐작동은 각각의 휠측에 배치된 휠센서(미도시)를 통해 차량속도를 감지하는 전자제어유닛(미도시)에 의해 각각 제어되며, 감압 제동에 따라 평시 폐쇄형 솔레노이드 밸브(22)가 개방되어 휠브레이크(10)측에서 빠져나온 오일은 저압어큐물레이터(40)에 일시적으로 저장되게 되는 것이다.

펌프(30)는 모터(31)에 의해 구동되어 저압어큐물레이터(40)에 저장된 오일을 혼합 토출함으로써, 액압을 휠브레이크(10)측 또는 마스터실린더(12)측으로 전달하게 되는 것이다.

그리고 마스터 실린더(12)의 프라이머리 포트(12a)와 펌프(30)의 아웃렛측을 연결하는 메인유로(50)에는 트랙션 콘트롤 제어를 위한 평시 개방형 솔레노이드밸브(51)가 설치된다. 이 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브(51)는 평상시 개방된 상태를 유지하므로 브레이크 페달(11)을 통한 일반 제동시 마스터 실린더(12)에서 형성된 제동 액압이 메인 유로(50)를 통해 휠브레이크(10)측으로 전달되게 되며, 후술하는 브레이크 트랙션 제어모드 에서는 전자 제어유닛에 의해 페쇄작동하게 되는 것이다.

특히 본 발명의 주요 특징에 따르면, 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브(51)는 주행 중 핸들을 과도하게 조작하여 미리 설정된 조향각도를 벗어남으로 인해 차량이 선회되는 방향의 내측으로 쏠리는 오버 스티어링(over steering)이 발생되어 휠의 디스크 패드가 벌어짐으로써, 그 벌어진 양만큼 브레이크 액이 유로(50)를 통해 마스터 실린더(12)로 복귀되는 것을 차단할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브(51)는 위와 같이 오버 스티어링 또는 요우 모멘트(yaw moment) 발생시 전자 제어유닛(미도시)에 의해 작동되어 유로(50)를 폐쇄시켜 브레이크 액이 마스터실린더(12)로 복귀되는 것을 차단함으로써, 브레이크 액의 손실을 차단할 수 있는 것이다.

또한, 메인 유로(50)에는 트랙션 콘트롤 솔레노이드밸브(51)를 돌아가면서 펌프(30)의 아웃렛측과 마스터실린더(12)의 프라이머리 포트(12a)사이를 연결하는 릴리프유로(60)가 연계되어 있으며, 그 유로에는 릴리프밸브(61)가 설치되어 있다. 이 릴리프유로(60)와 릴리프밸브(61)는 트랙션 제어시 펌프(30)에서 토출되는 제동 액압이 필요 이상으로 상승하는 경우 이를 마스터 실린더(12)측으로 환류시키는 역할을 한다.

또한, 메인유로(50)에는 구곳으로부터 분기되어 마스터실린더(12)의 오일이 펌프(30)의 인렛측으로 흡입되어 안내하기 위한 흡입유로(70)가 연계되며, 그 흡입유로(70)에는 그 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 평시 폐쇄형 일렉트릭 셔틀밸브(71)가 설치된다.

다음에는 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 작동모드, 특히 ESP 작동모드에 대해 설명한다.

차량의 고속주행이나 선회주행시 갑작스런 돌발상황을 만나면 운전자는 핸들을 과도하게 조작하게 되며 이로 인해 요우모멘트가 과도해져 안전성을 잃게 되며, 이때 이 같은 불안정성을 방지해 주기 위해 ESP 모드가 작동된다.

예컨대, 핸들의 과도한 조작으로 인해 오버 스티어링현상이 발생하여 ESP 모드가 전방 우측 휠(10)에 작동되는 경우, 일렉트릭 셔틀밸브(71)가 온되고, 모터(31)가 작동되며, 트랙션 콘트롤 솔레노이드밸브(51)가 온되며, 리어 인렛이 온됨에 따라 브레이크압이 전방 우측 휠에 인가되어 제동력이 발생됨으로써 그 휠에 과도한 측력을 감소시켜 차량의 스핀아웃(spin out)을 감소시킬 수 있는 것이다.

그러나 이와 같은 조작시 운전자가 핸들을 과도하게 조작하면 전방 우측 휠에 대한 ESP 모드 작동 이전에 전방 우측 휠에 과도한 힘이 전달됨에 따라 전방 우측 휠 디스크가 약간 기울어지게 되며, 결국 디스크 패드가 약간 벌어지게 된다. 이와 같이, 디스크 패드가 벌어지게 되면 그 벌려진 공간만큼 브레이크 액이 원위치, 즉, 메인 유로(50)의 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브(51)를 통해 마스터실린더(12)로 복귀되는 현상이 발생되는 일명 녹백(knock back) 현상이 초래된다.

본 발명에 따르면, 이 같은 현상의 발생시 브레이크 액이 마스터 실린더(12)록 복귀되기 전에 전자제어유닛(미도시)은 이를 감지하여 개방상태를 유지하고 있는 트랙션 콘트롤 솔레노이드밸브(51)를 작동시켜, 그 트랙션 콘트롤 솔레노이드밸브(51)를 폐쇄시킨다. 이에 따라, 마스터 실린더(12)를 향하는 메인유로(50)가 폐 쇄되어 브레이크 액의 유동 및 복귀가 차단되는 것이다.

위와 같은 동작을 전자제어유닛(미도시)과 연계하여 단계별로 나타내면, 먼저 오버스티어링이 발생되거나 또는 요우 모멘트가 발생하는지를 감지하고, 이 같은 현상이 발생하면 트랙션 콘트롤 밸브를 작동시켜 폐쇄시킨 후, ESP 제어를 실행하게 되는 것이다.

이와 같이, ESP 제어전에 브레이크액의 복귀를 차단함으로써, 메인 유로(50) 및 릴리프 유로(60)에 브레이크 액 또는 액압의 손실이 방지되는 것이다.

따라서 녹백 현상이 발생되더라도 ESP 제어시 브레이크 액의 압력 상승률의 저하가 방지되므로 항상 정상적인 ESP 제어를 이룰 수 있는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템에 의하면, 주행중 돌발현상 발생시 운전자의 과도한 핸들링으로 인한 녹백 현상이 발생하여도, ESP 제어전에 마스터 실린더로의 브레이크 액의 역류로 인한 복귀를 차단하여 실제적인 ESP 제어시 정상적인 유압상승율을 유지할 수 있으므로 효과적인 ESP 제어를 이룰 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (2)

1. 휠브레이크의 상류측에 배치되어 마스터실린더에서 발생된 액압 및 펌프의 아웃렛에서 토출되는 액압이 휠브레이크로 전달되는 것을 제어하는 평시 개방형(NO) 솔레노이드밸브;

   상기 휠브레이크의 하류측에 배치되어 휠브레이크에서 액압이 빠져나가는 것을 제어하는 평시 폐쇄형(NC) 솔레노이드밸브;

   상기 마스터실린더와 상기 펌프의 인렛측을 연결하여 TCS 모드시 상기 마스터 실린더측 오일이 상기 펌프측으로 흡입되도록 안내하는 오일 흡입유로;

   상기 오일 흡입유로를 개폐하기 위한 평시 폐쇄형 일렉트릭 셔틀밸브; 및

   상기 펌프와 상기 마스터 실린더를 연결하는 메인유로에 설치되는 평시 개방형 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브로서, 주행 중 핸들의 과도한 조작에 의한 오버 스티어링(over steering) 또는 요우 모멘트발생시 브레이크 액이 마스터 실린더로 복귀되는 것을 차단하도록 구성되는 트랙션 콘트롤 솔레노이드 밸브를 포함하는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 트랙션 콘트롤 솔레노이드밸브는 ESP 제어 직전에 전자제어 유닛에 의해 작동되어 상기 메인유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템.

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