KR101239708B1

KR101239708B1 - 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101239708B1
Application number: KR20110008028A
Authority: KR
Inventors: 황용석
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2013-03-06
Also published as: KR20120086769A; US9120467B2; CN102616226B; DE102012001697A1; CN102616226A; US20120192555A1

Abstract

본 발명은 유압 제동력을 제공하여 안정된 페달감을 전달함과 더불어, 연비 효율 향상을 위하여 회생 제동을 제공하는 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전자제어 유압 브레이크는, 두 개의 유압회로를 가지며 유압을 발생시키는 마스터 실린더; 마스터 실린더를 압축할 수 있는 부스트 챔버와 운전자의 답력에 의한 피스톤의 변위에 따라 압력이 형성되는 근원 챔버를 갖는 하우징; 작동유를 저장하는 작동유 저장소; 작동유 저장소와 연결되어 유압을 발생하기 위한 유압제어유닛; 페달의 반력을 제공하도록 마련되는 시뮬레이션부; 및 페달의 변위를 감지하는 페달변위센서;를 포함하고, 유압제어유닛은, 부스트 챔버에 압력을 공급하기 위하여 일정 수준의 압력을 저장하는 축압기: 축압기에 압력 형성을 위하여 작동유 저장소로부터 작동유를 흡입하여 축압기로 토출하는 펌프: 펌프 구동을 위한 모터: 근원 챔버와 부스트 챔버의 연결을 제어하는 노말 컷 밸브: 근원 챔버와 시뮬레이션부의 연결을 제어하는 시뮬레이션 제어밸브: 부스트 챔버의 압력을 제어하는 두 개의 제어밸브: 부스트 챔버, 축압기 및 근원 챔버의 압력을 감지하는 압력센서들; 및 압력 정보 및 페달 변위 정보를 기반으로 모터 및 밸브들을 제어하는 제어부:를 포함한다.

Description

전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법{Electro-hydraulic brake and control method thereof}

본 발명은 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유압 제동력을 제공하여 안정된 페달감을 전달함과 더불어, 연비 효율 향상을 위하여 회생 제동을 제공하는 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법에 관한 것이다.

최근 연비 향상 및 배기가스 저감을 위하여 하이브리드 자동차, 연료 전지 자동차, 전기 자동차 등의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 차량에는 필수적으로 제동장치 즉, 차량용 브레이크가 설치되는데, 여기서 차량용 브레이크는 달리고 있는 차량의 속도를 줄이거나 정지시키는 기능을 하는 장치를 말한다.

통상적인 차량용 브레이크에는 엔진의 흡입압을 사용해서 제동력을 발생하는 진공 브레이크와, 유압을 사용해서 제동력을 발생하는 유압 브레이크가 있다.

진공 브레이크는 진공 부스터에서 차량 엔진의 흡입압과 대기압의 압력차를 이용하여 작은 힘으로 큰 제동력을 발휘할 수 있도록 하는 장치이다. 즉, 운전자가 브레이크 페달을 밟을 때 페달에 가해진 힘보다 훨씬 큰 출력을 발생시키는 장치이다.

이러한 종래의 진공 브레이크는 진공 형성을 위해서 진공 부스터에 차량 엔진의 흡입압이 공급되어야 하고, 이에 따라 연비 효율이 저감되는 문제점이 있었다. 그리고 차량의 정차 시에도 진공 형성을 위해서 엔진을 상시 구동해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 연료 전지 자동차 및 전기 자동차의 경우 엔진이 없기 때문에 제동 간 운전자의 답력을 증폭시켜주는 기존의 진공 브레이크의 적용이 불가능하고, 하이브리드 자동차의 경우 연비 향상을 위하여 정차 시 공회전 정지 기능을 구현하여야 하므로 유압 브레이크의 도입이 필요하다.

즉, 상기한 바와 같이 모든 차량에서 연비 향상을 위해 회생 제동 구현이 필요한 바, 유압 브레이크의 도입시 그 기능의 구현이 용이하다.

한편, 유압 브레이크의 한 종류인 전자제어 유압 브레이크(Electro-hydraulic brake)는 운전자가 페달을 밟으면 제어부가 이를 감지하고 유압을 마스터 실린더에 공급함으로써, 각 바퀴의 휠 실린더(미도시)에 제동유압을 전달하여 제동력을 발생하는 브레이크 시스템이다.

이러한 전자제어 유압 브레이크는 제어가 용이하도록 구성되어 사용되고 있으나, 제동시 차량의 안전성 확보, 연비 효율의 향상, 적절한 페달감 등의 사용자가 필요로 하는 진보된 전자제어 유압 브레이크가 요구되고 있다.

이에, 상기 필요에 의하여 그 구성이 단순하고, 고장 발생시에도 원활히 제동력을 구현할 수 있음은 물론, 제어가 용이한 전자제어 유압 브레이크를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 기술적 배경하에 창안된 것으로서, 제동의 안전성 및 차량의 장착성이 향상되되 구성이 단순화되도록 하며, 제동시 안정된 페달감을 제공함은 물론, 회생 제동을 지원하여 연비 효율을 향상시킬 수 있는 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법을 제공하데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전자제어 유압 브레이크는, 두 개의 유압회로를 가지며 유압을 발생시키는 마스터 실린더; 마스터 실린더와 접촉하여 마스터 실린더를 압축할 수 있는 부스트 챔버와 운전자의 답력에 의해 전진하는 피스톤을 포함하고 답력에 의한 피스톤의 변위에 따라 압력이 형성되는 근원 챔버를 갖는 하우징; 마스터 실린더의 상부에 결합되어 작동유를 저장하는 작동유 저장소; 작동유 저장소와 연결되어 유압을 발생하기 위한 유압제어유닛; 페달의 반력을 제공하도록 마련되는 시뮬레이션부; 및 페달의 변위를 감지하는 페달변위센서;를 포함하고, 유압제어유닛은, 부스트 챔버에 압력을 공급하기 위하여 일정 수준의 압력을 저장하는 축압기: 축압기에 압력 형성을 위하여 작동유 저장소로부터 작동유를 흡입하여 축압기로 토출하는 펌프: 펌프 구동을 위한 모터: 근원 챔버와 부스트 챔버의 연결을 제어하는 노말 컷 밸브: 근원 챔버와 시뮬레이션부의 연결을 제어하는 시뮬레이션 제어밸브: 부스트 챔버의 압력을 제어하는 두 개의 제어밸브: 근원 챔버, 축압기 및 부스트 챔버의 압력을 감지하는 압력센서들; 및 압력 정보 및 페달 변위 정보를 기반으로 모터 및 밸브들을 제어하는 제어부:를 포함한다.

본 발명에 따르면, 노말 컷 밸브는 정상상태에서는 개방되어 있다가 제어부에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입의 솔레노이드 밸브로 마련되고, 근원 챔버와 부스트 챔버 사이에 근원 챔버에서 부스트 챔버로 작동유가 흐를 수 있는 체크밸브가 노말 컷 밸브와 병렬로 마련된다.

또한, 두 개의 제어밸브는, 축압기로부터 부스트 챔버로 공급되는 작동유 흐름을 제어하는 증압제어밸브 및 부스트 챔버로부터 작동유 저장소로 연결되는 작동유 흐름을 제어하는 감압제어밸브로 마련되고, 증압제어밸브 및 감압제어밸브는 정상상태에서는 닫혀있다가 제어부에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입의 솔레노이드 밸브이다.

아울러, 시뮬레이션 제어밸브는 정상상태에서는 닫혀있다가 제어부에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입의 솔레노이드 밸브로 마련되는 것이 바람직하다.

한편, 압력센서들은 근원 챔버의 압력을 측정하도록 하는 제1압력센서와, 축압기의 압력을 측정하도록 하는 제2압력센서 및, 부스트 챔버의 압력을 측정하도록 하는 제3압력센서를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 전자제어 유압 브레이크의 제어방법은, 페달변위센서에 의해 페달의 변위를 판단하고, 제어부에서 근원 챔버의 압력과 페달변위센서의 압력을 비교하고 브레이크의 정상작동 유무를 판단하여 근원 챔버와 부스트 챔버 사이에 연결된 노말 컷 밸브와, 근원 챔버와 시뮬레이션부 사이에 연결된 시뮬레이션 제어밸브와, 부스트 챔버의 작동유 흐름을 제어하는 증압제어밸브 및, 감압제어밸브를 제어한다.

본 발명에 따른 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법은 엔진의 존재 여부 및 동작 여부에 상관없이 운전자의 요구 제동력을 구현할 수 있어 연비 효율 향상을 기여할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제동시 압력을 임의로 조정하여도 운전자에게 전달되는 페달감을 안정되도록 유지할 수 있다.

아울러, 종래의 부압식 부스터에 비하여 구성이 간단하여 소형 차량에도 적용이 용이하다.

부가적으로, 브레이크 시스템의 고장시 차량의 제동을 가능하도록 함으로써 전기 자동차, 연료전지 차량 및 하이브리드 차량에 그 적용이 용이하다.

또한, 본 발명에 따른 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법은 진공 브레이크와 달리 엔진의 흡입압을 사용하지 않기 때문에 차량의 연비 효율을 향상시킬 수 있음은 물론, 구성이 간단하여 소형 차량에 적용이 용이하다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법의 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법에서 정상 제동시 페달변위가 발생했을 경우의 유압제어유닛 동작도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법에서 정상 제동시 페달변위가 감소 또는 해제될 경우의 유압제어유닛 동작도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자제어 유압 브레이크 및 그 제어방법에서 시스템이 고장난 경우 긴급 제동시의 유압제어유닛 동작도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 전자제어 유압 브레이크는 도 1에 도시된 바와 같이, 부스트 챔버(112)와 근원 챔버(111)가 마련된 하우징(110)과, 하우징(110)과 결합된 마스터 실린더(120)와, 마스터 실린더(120)와 결합되어 작동유를 저장하는 작동유 저장소(140)와, 작동유 저장소(140)와 연결되어 유압을 발생하기 위한 유압제어유닛(200)과, 페달(10)의 반력을 제공하도록 마련되는 시뮬레이션부(130) 및, 페달(10)의 변위를 감지하는 페달변위센서(150)를 포함한다.

하우징(110)의 일측에 마련된 근원 챔버(111)에는 운전자의 답력에 의해 전진하는 피스톤(111a)이 마련된다. 이에, 답력에 의한 피스톤(111a)의 변위에 따라 근원 챔버(111)에 압력이 형성된다.

피스톤(111a)은 페달(10)에 설치된 푸쉬로드(11)와 접하여 페달(10)의 답력에 의해 푸쉬로드(11)와 함께 슬라이딩 진퇴 운동하게 된다. 이때, 근원 챔버(111)에는 답력이 해제시 피스톤(111a)이 원래의 위치로 복귀하도록 스프링(111b)이 마련된다.

부스트 챔버(112)는 마스터 실린더(120)와 근원 챔버(111) 사이에 마련되어 근원 챔버(111)로부터 발생된 압력에 의하여 마스터 실린더(120)를 압축하는 역할을 한다. 이러한, 부스트 챔버(112)는 정상 제동시 고압의 작동유를 공급받아 마스터 실린더(120) 내에 마련된 피스톤들(121)(122)을 진퇴운동시킨다. 즉, 부스트 챔버(112)는 고압의 작동유를 받기 위한 공간으로, 유압제어유닛(200)에서 생성된 고압의 작동유가 부스트 챔버(112)로 공급되면, 이 고압의 작동유에 의해 마스터 실린더(120)의 피스톤(121)(122)을 이동시켜 마스터 실린더(120)의 내부에 있던 작동유를 압축하여 휠 실린더(미도시)로 전달하고 제동력을 발생시킨다.

마스터 실린더(120)는 두 개의 유압회로를 갖도록 제1피스톤(121)과 제2피스톤(122)이 형성되며, 전술된 부스트 챔버(112)의 압력에 의해 유압을 발생시키도록 이루어진다. 상기 마스터 실린더(120)가 두 개의 유압회로를 갖는 것은 고장시 안전을 확보하기 위함이다. 예컨대, 두 개의 유압 회로 중 첫 번째 회로는 차량의 우측 전륜과 좌측 후륜에 연결되고 나머지 회로는 좌측 전륜과 우측 후륜에 연결된다. 또는 이와 달리 두 개의 유압회로 중 첫 번째 회로를 두 개의 전륜 그리고 나머지 회로를 두 개의 후륜에 연결하는 것이 일반적이다. 이와 같이, 두 개의 회로를 독립적으로 구성하는 것은, 한쪽 회로의 고장 시에도 차량의 제동이 가능하도록 하기 위함이다.

이러한 마스터 실린더(120)의 제1피스톤(121)과 제2피스톤(122)에는 제1스프링(121a)과 제2스프링(122a)이 구비되어 있다. 제1스프링(121a)과 제2스프링(122a)은 제1피스톤(121)과 제2피스톤(122)이 압축되면서 탄성력이 저장된다. 이 탄성력은 제1피스톤(121)을 미는 힘이 탄성력보다 작아질 때 제1 및 제2피스톤(121)(122)을 밀어서 원상복귀시킨다.

한편, 페달(10)에는 페달변위센서(150)가 설치되어 페달(10)의 변위를 감지한다. 이렇게 감지된 신호는 후술할 제어부(controller)(260)에 전달되고, 제어부(260)는 페달(10)의 변위를 계측하여 유압제어유닛(200)에 마련된 유압의 흐름을 제어하기 위한 복수의 밸브(220)(230)(241)(242)를 제어한다. 상기 페달(10)의 변위에 따라 복수의 밸브(220)(230)(241)(242)가 제어되는 동작에 대해서는 아래에서 설명하기로 한다.

부가적으로, 페달변위센서(150)는 가변저항 타입의 스트로크센서나 회전각 센서로 구성될 수 있다.

시뮬레이션부(130)는 시뮬레이션 챔버(131)를 갖추고 시뮬레이션 챔버(131) 내에 반력 피스톤(132)과 반력 스프링(133)이 마련된다. 즉, 시뮬레이션부(130)는 운전자가 페달(10)을 밟으면 푸쉬로드(11)의 이동과 함께 근원 챔버(111) 내의 피스톤(111a)이 이동하며 발생된 압력이 반력 피스톤(132)을 이동시키며 반력 스프링(133)을 탄성 압축시킨다. 이때, 반력 스프링(133)에 의하여 압축된 탄성력은 피스톤(111a) 및 푸쉬로드(11)에 반력을 제공하여 운전자에게 적절한 페달감을 제공하게 된다.

작동유 저장소(140)는 마스터 실린더(120)의 상부에 결합되어 마스터 실린더(120)와 유압제어유닛(200)에 작동유를 공급한다. 작동유 저장소(140)에는 작동유가 유출되는 유출구가 마련되어 마스터 실린더(120)에 작동유를 공급한다.

유압제어유닛(200)은 작동유 저장소(140)에서 공급된 작동유를 압축하여 부스트 챔버(112)로 공급한다.

보다 구체적으로, 유압제어유닛(200)에는 축압기(210)에 압력 형성을 위하여 작동유 저장소(140)로부터 작동유를 흡입하여 축압기(210)로 토출하는 펌프(221)와 펌프(221)의 구동을 위한 모터(222)가 마련되고, 이 펌프(221)에서 압축된 고압의 작동유는 축압기(210)에 저장된다. 즉, 축압기(210)는 부스트 챔버(112)에 압력을 공급하기 위하여 일정 수준의 압력을 갖도록 작동유를 저장한다.

또한, 유압제어유닛(200)은 근원 챔버(111)와 부스트 챔버(112)의 연결을 제어하는 노말 컷 밸브(220)와, 근원 챔버(111)와 시뮬레이션부(130)의 연결을 제어하는 시뮬레이션 제어밸브(230)와, 부스트 챔버(112)의 압력을 제어하는 두 개의 제어밸브(241)(242) 및, 상기 밸브들(220)(230)(241)(242)을 제어하는 제어부(260)를 포함한다.

노말 컷 밸브(220)는 정상상태에서는 밸브가 열려있다가 제동시 제어부(260)에서 개방신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normally Open type, 이하 'NO 타입'이라 한다)의 솔레노이드 밸브로 이루어진다.

이때, 노말 컷 밸브(220)의 고착을 고려하여, 상기 근원 챔버(111)와 부스트 챔버(112) 사이에는 근원 챔버(111)에서 부스트 챔버(112) 방향으로 브레이크 흐름이 가능하도록 체크밸브(270)가 노말 컷 밸브(220)와 병렬로 마련된다.

또한, 시뮬레이션 제어밸브(230)와 부스트 챔버(112)의 압력을 제어하는 두 개의 제어밸브(241)(242)는 정상상태에서는 밸브가 닫혀있다가 제동시 제어부(260)에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normally Cloesd type, 이하 'NC 타입'이라 한다)의 솔레노이드 밸브로 이루어진다.

여기서, 부스트 챔버(112)의 압력을 제어하는 두 개의 제어밸브(241)(242)는 축압기(210)로부터 부스트 챔버(112)로 공급되는 작동유 흐름을 제어하는 증압제어밸브(241) 및 부스트 챔버(112)로부터 작동유 저장소(140)로 연결되는 작동유 흐름을 제어하는 감압제어밸브(242)로 마련된다.

한편, 유압제어유닛(200)에는 근원 챔버(111), 축압기(210) 및 부스트 챔버(112)의 압력을 감지하는 압력센서들(251)(252)(253)이 마련된다. 각 압력센서는 근원 챔버(111)의 압력을 측정하도록 하는 제1압력센서(251)와, 축압기(210)의 압력을 측정하도록 하는 제2압력센서(252) 및, 부스트 챔버(112)의 압력을 측정하도록 하는 제3압력센서(253)로 이루어진다. 이에, 제어부(260)는 상기 압력센서들(251)(252)(253)에 의한 압력 정보 및 페달 변위정보를 기반으로 모터(222) 및 밸브들(220)(230)(241)(242)을 제어한다.

그러면, 상기와 같은 전자제어 유압 브레이크의 작동 동작 즉, 정상 제동과 시스템의 고장으로 인한 긴급 제동의 경우에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 전자제어 유압 브레이크가 정상 작동되는 경우에 대해 설명한다.

운전자가 페달(10)을 가압하면 이 페달(10)과 연결된 푸쉬로드(11)는 좌측으로 전진하고, 이와 동시에 푸쉬로드(11)와 접하는 피스톤(111a)도 좌측으로 전진하게 된다.

이때, 근원 챔버(111)의 압력이 상승하고, 페달변위센서(150)로부터 발생된 페달 변위 정보를 제어부(260)에서 파악하여 노말 컷 밸브(220)를 차단하고 시뮬레이션 제어밸브(230)를 개방한다. 이에 근원 챔버(111)의 압력이 시뮬레이션부(130)의 반력 피스톤(132)을 가압하여 반력 스프링(133)을 탄성 압축함으로써 압축된 탄성력에 의하여 형성된 압력이 근원 챔버(111)로 전달하여 운전자에게 적절한 페달감을 제공하게 된다.

또한, 이와 함께 페달변위센서(150)에 의해 감지된 페달 변위 및 근원 챔버(111)의 압력을 감지하는 제1압력센서(251)로부터 감지된 압력 정보에 따라 제어부(260)는 제동 유압을 생성하기 위하여 펌프(221)를 동작시킨다. 이러한 펌프(221)의 동작으로 작동유 저장소(140)로부터 작동유가 흡입됨에 따라 고압의 작동유가 축압기(210)에 저장된다. 이때, 부스트 챔버(112)로의 원활한 압력 공급 즉, 고압의 작동유의 공급을 위해 모터(222)를 구동하여 펌프(221)가 작동유 저장소(140)로부터 작동유를 축압기(210)로 토출하여 일정 압력을 축압기(210)에 비축하고, 적절한 축압기(210)의 압력 유지를 위하여 제2압력센서(252)로부터 축압기(210)의 압력 정보가 제어부(260)로 전달된다.

따라서, 제어부(260)는 페달 변위에 해당하는 제동 압력을 계산하고 부스트 챔버(112)에 이에 해당하는 압력을 공급하기 위하여 NC 타입의 감압제어밸브(242)를 차단한 상태에서 NC 타입의 증압제어밸브(241)를 개방하여 축압기(210)에 충진되어 있는 압력을 부스트 챔버(112)에 공급하게 된다.

부스트 챔버(112)는 고압의 작동유를 받기 위한 공간으로, 유압제어유닛(200)에서 생성된 고압의 작동유가 부스트 챔버(112)로 공급되면, 고압의 작동유는 부스트 챔버(112)를 통해 마스터 실린더(120)의 제1피스톤(121)을 밀어 마스터 실린더(120)에 고여 있던 작동유를 압축하여 제동력을 구현하게 된다.

이어서, 도 1 및 도 3을 참조하여 정상 제동된 페달 변위가 감소 또는 해제될 경우의 유압제어유닛의 동작을 설명하기로 한다.

정상 제동 후, 페달(10)의 후퇴시 제어부(260)는 페달(10)의 변위를 감지하여 증압제어밸브(241)를 차단하고 부스트 챔버(112)로부터 작동유 저장소(140)로 연결되는 작동유 흐름을 제어하는 감압제어밸브(242)를 개방하여 부스트 챔버(112)의 압력을 감소시킴으로써 운전자가 요구하는 제동력을 구현한다. 이때, 적절한 부스트 챔버(112)의 압력 조절을 위하여 제3압력센서(253)로부터 부스트 챔버(112)의 압력 정보가 제어부(260)로 전달된다.

한편, 페달 변위가 해제시 페달(10)은 근원 챔버(111)에 마련된 스프링(111b)의 탄성 복원력에 의하여 원래의 위치로 복귀된다.

상기와 같은 전자제어 유압 브레이크는 제어부(260)에서 브레이크의 정상작동 유무를 판단하기 위하여 상시 근원 챔버(111)의 압력과 페달변위센서(150)의 압력을 비교하게 된다. 이때, 근원 챔버(111)의 압력은 제1압력센서(251)로부터 감지되어 감지된 압력 정보가 제어부(260)로 전달된다.

다음으로, 도 1 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 전자제어 유압 브레이크가 긴급 제동되는 경우를 살펴본다.

전자제어 유압 브레이크가 긴급 제동되는 경우 운전자가 페달(10)을 가압하면 이 페달(10)과 연결된 푸쉬로드(11)는 좌측으로 전진하고, 이와 동시에 푸쉬로드(11)와 접하는 피스톤(111a)도 좌측으로 전진하여 근원 챔버(111)의 압력이 상승하게 된다.

이때, NC 타입의 시뮬레이션 제어밸브(230)는 차단된 상태를 유지하고 NO 타입의 노말 컷 밸브(220)는 개방되어 있으며, NC 타입의 증압제어밸브(241) 및 감압제어밸브(242)는 폐쇄되어 있어 운전자의 답력에 의해 발생한 근원 챔버(111)의 압력이 부스트 챔버(112)로 전달된다. 이는 다시 마스터 실린더(120)의 제2피스톤(122)을 밀어주게 되어, 마스터 실린더(120) 내에 있던 작동유를 압축하여 제동 유압을 형성한다. 이렇게 형성된 제동 유압은 휠 실린더 전달되어 제동력을 발생시킨다. 덧붙여, 노말 컷 밸브(220)의 고착을 고려하여 근원 챔버(111)에서 부스트 챔버(112) 방향으로 브레이크의 흐름이 가능토록 하는 체크밸브(270)가 노말 컷 밸브(220)와 병렬로 마련되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 전자제어 유압 브레이크는 정상 작동 시 회생 제동을 위하여 임의 적으로 부스트 챔버(112)의 압력을 제어하여 마스터 실린더(120)의 압력 및 휠 실린더의 압력을 제어할 수 있다. 이때, 노말 컷 밸브(220)에 의하여 근원 챔버(111)의 압력과 부스트 챔버(112)의 압력이 분리되어 있으므로 제어부(260)에서는 부스트 챔버(112)의 압력을 증압 또는 감압하여도 운전자는 시뮬레이션부(130)에 의하여 안정된 페달감을 제공받을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 페달 110 : 하우징
111 : 근원 챔버 112 : 부스트 챔버
120 : 마스터 실린더 130 : 시뮬레이션부
140 : 작동유 저장소 150 : 페달변위센서
200 : 유압제어유닛 210 : 축압기
220 : 노말 컷 밸브 230 : 시뮬레이션 제어밸브
241 : 증압제어밸브 242 : 감압제어밸브
251 : 제1압력센서 252 : 제2압력센서
253 : 제3압력센서 260 : 제어부

Claims

두 개의 유압회로를 가지며 유압을 발생시키는 마스터 실린더;
마스터 실린더와 접촉하여 마스터 실린더를 압축할 수 있는 부스트 챔버와 운전자의 답력에 의해 전진하는 피스톤을 포함하고 답력에 의한 피스톤의 변위에 따라 압력이 형성되는 근원 챔버를 갖는 하우징;
마스터 실린더의 상부에 결합되어 작동유를 저장하는 작동유 저장소;
작동유 저장소와 연결되어 유압을 발생하기 위한 유압제어유닛;
페달의 반력을 제공하도록 마련되는 시뮬레이션부; 및
페달의 변위를 감지하는 페달변위센서;를 포함하고,
유압제어유닛은, 부스트 챔버에 압력을 공급하기 위하여 일정 수준의 압력을 저장하는 축압기: 축압기에 압력 형성을 위하여 작동유 저장소로부터 작동유를 흡입하여 축압기로 토출하는 펌프: 펌프 구동을 위한 모터: 근원 챔버와 부스트 챔버의 연결을 제어하는 노말 컷 밸브: 근원 챔버와 시뮬레이션부의 연결을 제어하는 시뮬레이션 제어밸브: 부스트 챔버의 압력을 제어하는 두 개의 제어밸브: 근원 챔버, 축압기 및 부스트 챔버의 압력을 감지하는 압력센서들; 및 압력 정보 및 페달 변위 정보를 기반으로 모터 및 밸브들을 제어하는 제어부:를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어 유압 브레이크.
제1항에 있어서,
노말 컷 밸브는 정상상태에서는 개방되어 있다가 제어부에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입의 솔레노이드 밸브로 마련되고,
근원 챔버와 부스트 챔버 사이에 근원 챔버에서 부스트 챔버로 작동유가 흐를 수 있는 체크밸브가 노말 컷 밸브와 병렬로 마련된 것을 특징으로 하는 전자제어 유압 브레이크.
제1항에 있어서,
두 개의 제어밸브는, 축압기로부터 부스트 챔버로 공급되는 작동유 흐름을 제어하는 증압제어밸브 및 부스트 챔버로부터 작동유 저장소로 연결되는 작동유 흐름을 제어하는 감압제어밸브로 마련되고,
증압제어밸브 및 감압제어밸브는 정상상태에서는 닫혀있다가 제어부에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입의 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 전자제어 유압 브레이크.
제1항에 있어서,
시뮬레이션 제어밸브는 정상상태에서는 닫혀있다가 제어부에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입의 솔레노이드 밸브로 마련되는 것을 특징으로 하는 전자제어 유압 브레이크.
제1항에 있어서,
압력센서들은 근원 챔버의 압력을 측정하도록 하는 제1압력센서와, 축압기의 압력을 측정하도록 하는 제2압력센서 및, 부스트 챔버의 압력을 측정하도록 하는 제3압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어 유압 브레이크.
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