KR101307853B1 - 전자제어식 브레이크 시스템 - Google Patents

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Abstract

능동 제어시 신속한 액압을 형성하게 함과 동시에 압력 맥동을 감소시키면서도, 콤팩트 한 구조를 가진 전자제어식 브레이크시스템을 개시한다. 개시된 전자제어식 브레이크 시스템은 제동력을 제공하기 위한 마스터실린더 어셈블리와, 제동이 실행되도록 하기 위한 복수의 브레이크실린더와, 상기 마스터실린더 어셈블리와 상기 복수의 브레이크실린더를 연결하여 폐회로를 형성하는 제1 및 제2 유압서킷과, 능동 제어를 위해 상기 제1 및 제2 유압서킷에 설치되는 펌프유닛과, 상기 펌프유닛을 구동시키는 모터를 포함하며, 상기 펌프유닛은 제1펌프 내지 제4펌프를 구비하며, 상기 제1펌프와 상기 제2펌프는 상기 모터의 회전축방향으로 서로 다른 위치에서 상기 모터의 회전축을 중심으로 0도의 각위치에 각각 배치되고, 상기 제3펌프는 상기 모터의 회전축을 중심으로 270도의 각위치에 배치되며, 상기 제4펌프는 상기 모터의 회전축을 중심으로 90도의 각위치에 배치되며, 상기 제1펌프 내지 제4펌프 중 두 개의 펌프는 제1유압서킷에 연결되고, 나머지 두 개의 펌프는 제2유압서킷에 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

전자제어식 브레이크 시스템{Electronic Control Brake System}
본 발명은 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 능동 제어시 신속한 액압을 형성하게 함과 동시에 압력 맥동을 감소시키면서도, 콤팩트 한 구조를 가진 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 슬립현상을 효율적으로 방지하여 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 것으로, 이러한 전자제어식 브레이크 시스템으로는 제동시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS:Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS:Brake Traction Control System)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량 자세제어 시스템(VDC:Vehicle Dynamic Control System) 등이 개발되어 있다.
이러한 전자제어식 브레이크 시스템은 차량의 휠에 장착된 유압브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브와, 유압브레이크로부터 빠져나온 오일을 일시 저장하기 위한 저압어큐뮬레이터 및 고압어큐뮬레 이터와, 저압어큐뮬레이터의 오일을 강제 펌핑하기 위한 모터 및 펌프와, 솔레노이드밸브들과 모터의 구동을 제어하기 위한 ECU를 포함하고 있으며, 이러한 구성요소들은 알루미늄으로 제작된 모듈레이터 블럭에 내장되어 설치된다.
따라서 펌프의 작동에 의해 저압어큐뮬레이터의 저압 오일이 가압되어 고압어큐뮬레이터로 펌핑되며, 이 가압된 오일은 유압브레이크 또는 마스터실린더 어셈블리 측으로 전달되면서 ABS와 ETCS, 그리고 VDC에서 추구하는 기능을 수행할 수 있게 된다.
그러나, 종래의 전자제어식 브레이크 시스템은 2개의 유압서킷으로 형성됨과 동시에 하나의 모터에 두 개의 펌프가 결합되어 구성된 듀얼 펌프(dual pump) 타입으로 이루어져서 각 유압서킷에 하나의 펌프가 배치되는 구조를 갖기 때문에, 모터의 회전축이 일회전함에 따라 각 펌프가 1회의 흡입행정과 배출행정을 하여 각 유압서킷에 압유를 공급하게 됨으로써 펌프 배출행정시 마스터 실린더 측에서 액압의 맥동의 폭이 크게 되며, 능동 제어시 펌프의 작동에 의한 유압브레이크의 압력 형성이 신속하게 이루어지지 않게 되는 단점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 다른 목적은 능동 제어시 신속한 액압을 형성하게 함과 동시에 압력 맥동을 감소시키며, 컴팩트한 구조를 가진 전자제어식 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크시스템은 제동력을 제공하기 위한 마스터실린더 어셈블리와, 제동이 실행되도록 하기 위한 복수의 브레이크실린더와, 상기 마스터실린더 어셈블리와 상기 복수의 브레이크실린더를 연결하여 폐회로를 형성하는 제1 및 제2 유압서킷과, 능동 제어를 위해 상기 제1 및 제2 유압서킷에 설치되는 펌프유닛과, 상기 펌프유닛을 구동시키는 모터를 포함하며, 상기 펌프유닛은 제1펌프 내지 제4펌프를 구비하며, 상기 제1펌프와 상기 제2펌프는 상기 모터의 회전축방향으로 서로 다른 위치에서 상기 모터의 회전축을 중심으로 0도의 각위치에 각각 배치되고, 상기 제3펌프는 상기 모터의 회전축을 중심으로 270도의 각위치에 배치되며, 상기 제4펌프는 상기 모터의 회전축을 중심으로 90도의 각위치에 배치되며, 상기 제1펌프 내지 제4펌프 중 두 개의 펌프는 제1유압서킷에 연결되고, 나머지 두 개의 펌프는 제2유압서킷에 연결된다.
이때, 상기 제3펌프 및 상기 제4펌프 중 하나는 상기 제1펌프와 상기 회전축에 직교하는 동일 평면에 배치되고, 상기 제3펌프 및 상기 제4펌프 중 나머지 하나는 상기 제2펌프와 상기 회전축에 직교하는 동일 평면에 배치된다.
또한, 상기 제1펌프 내지 제4펌프는 상기 모터의 회전축방향으로 서로 상이한 위치에 배치된다.
또한, 상기 제1유압서킷에 연결되는 두 개의 펌프는 흡입측에서 하나의 저압어큐물레이터에 연결되고, 토출측에서 하나의 고압어큐물레이터에 연결되며, 상기 제2유압서킷에 연결되는 두 개의 펌프는 흡입측에서 하나의 저압어큐물레이터에 연결되고, 토출측에서 하나의 고압어큐물레이터에 연결된다.
또한, 상기 모터는 하나로 구성된다.
본 발명에 따른 전자제어식 브레이크시스템에서는 능동 제어시 신속한 액압을 형성하게 함과 동시에 압력 맥동을 감소되며, 구조가 컴팩트해지는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크시스템의 유압계통도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 전자제어식 브레이크시스템은 제동력을 제공하기 위한 마스터실린더 어셈블리(10)와, 제동이 실행되도록 하는 복수의 브레이크실린더(20)들과, 마스터실린더 어셈블리(10)와 복수의 브레이크실린더(20)를 연결하여 폐회로를 형성하는 제1유압서킷(A)과 제2유압서킷(B)을 포함한다. 이때, 제 1 유압서킷(A)과 제 2 유압서킷(B)은 동일한 배치구조를 가지기 때문에 제 2 유압서킷(B)의 구성에 대해서는 특별히 언급해야 하는 경우를 제외하고는 제 1 유압서킷(A)과 동일한 것으로 하여 설명을 생략한다.
그리고, 마스터실린더 어셈블리(10)에서 형성된 제동유압이 각 브레이크실린더(20) 쪽으로 전달되는 것을 단속(斷續) 제어하는 다수개의 솔레노이드밸브(30, 31)들과, 브레이크실린더(20)쪽에서 복귀하는 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터(40)가 각 유압서킷(A, B)에 구비된다.
또한 본 발명의 전자제어식 브레이크시스템은 저압어큐뮬레이터(40)에 저장된 오일을 가압하여 재 순환시키는 펌프유닛(50)과, 펌프유닛(50)을 구동하기 위한 모터부(51)와, 펌프유닛(50)에서 토출되는 오일의 압력맥동을 감쇠시키기 위한 고압어큐뮬레이터(60)를 더 구비한다.
펌프유닛(50)은 제1펌프(50a), 제2펌프(50b), 제3펌프(50c) 및 제4펌프(50d)를 구비하고, 이 중에서 제1펌프(50a) 및 제3펌프(50c)는 제1유압서킷(A)에 연결되며, 제2펌프(50b) 및 제4펌프(50d)는 제2유압서킷(B)에 연결된다. 그리고, 각 펌프(50a, 50b, 50c, 50d)의 흡입측과 토출측에는 역류를 방지하는 체크밸브(52)가 설치된다.
이러한 모든 장치들은 알루미늄(AL)재로 이루어진 직육면체 형상의 모듈레이터블록(100)에 콤팩트하게 내장되며, 모듈레이터블록(100) 내부에는 이들을 상호 연계시키는 다수의 유로가 형성된다.
솔레노이드밸브(30, 31)는 브레이크실린더(20)의 상류측 유로에 배치되며 평소 열린 상태를 유지하는 노말오픈형 솔레노이드밸브(30,이하에서는 "NO형 솔레노이드밸브"라 칭함)와, 브레이크실린더(20)의 하류측에 배치되어 평소 닫힌상태를 유지하는 노말클로즈형 솔레노이드밸브(31,이하에서는 "NC형 솔레노이드밸브"라 칭함)로 구별된다.
저압어큐뮬레이터(40)는 NC형 솔레노이드밸브(31)의 하류측과 펌프유닛(50) 사이를 연결하는 유로에 배치되어, 브레이크실린더(20)의 감압제동이 이루어질 때, NC형 솔레노이드밸브(31)의 개방으로 브레이크실린더(20)로부터 복귀하는 오일을 일시 저장한다. 그리고 고압어큐뮬레이터(60)는 펌프유닛(50)의 토출측과 NO형 솔레노이드밸브(30)의 상류측을 연결하는 유로에 배치되어 펌프유닛(50)로부터 토출되는 오일의압력맥동을 감쇠시키는 댐핑챔버(DAMPING CHAMBER)의 역할을 한다. 미설명부호 70은 유체의 흐름을 안정되게 하는 오리피스(orifice)이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터와 펌프유닛의 배치구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 모터부(51)는 회전축(X)을 중심으로 회전하는 샤프트(51a)를 구비한 하나의 모터로 구성되고, 상기 샤프트(51a)에는 회전축(X) 방향으로 서로 다른 위치에 2개의 편심부(51b)가 마련된다.
제1펌프(50a)와 제2펌프(50b)는 모터의 회전축(X)방향으로 서로 다른 위치에서 상기 모터의 회전축(X)을 중심으로 0도의 각위치에 각각 배치되고, 제3펌프(50c)는 상기 모터의 회전축(X)을 중심으로 270도의 각위치에 배치되며, 제4펌프(50d)는 상기 모터의 회전축을 중심으로 90도의 각위치에 배치된다. 그리고 제1펌프(50a) 및 제3펌프(50c)는 모터의 회전축(X)에 직교하는 하나의 평면에 배치되고, 제2펌프(50b) 및 제4펌프(50d)는 모터의 회전축(X)에 직교하는 다른 하나의 평면에 배치된다. 본 실시예에서 제1, 3펌프(50a, 50c)는 제1유압서킷(A)에 연결되고, 제2, 4펌프(50b, 50d)는 제2유압서킷(B)에 연결된다.
이에 따라, 본 발명의 전자제어식 브레이크시스템에서는 회전축(X)의 일회전에 의해 각 제 1 및 제 2 유압서킷(A, B)에서 두 번의 압력형성이 이루어지게 되어서 압력 펄스의 주기가 짧아지고 압력 펄스의 폭이 작아지게 됨으로써 시스템의 떨 림 현상과 작동소음이 감소되게 된다.
그리고, 본 발명의 전자제어식 브레이크시스템에서는 2개의 펌프(50a, 50b)가 회전축(X)을 중심으로 동일한 각도, 즉 0도의 각 위치에 배치되고, 나머지 2개의 펌프(50c, 50d)가 상기 2개의 펌프(50a, 50b)의 양측에 배치됨으로써, 각 펌프의 흡입유로(80a, 80b, 80c, 80d)들 및 토출유로(90a, 90b, 90c, 90d)들을 동일한 측면을 향해 배치할 수 있어, 펌프의 공간배치가 용이해지고, 이에 따라 컴팩트한 유로설계가 가능하다.
그리고, 흡입유로(80a, 80b, 80c, 80d)들 및 토출유로(90a, 90b, 90c, 90d)들이 하나의 방향을 향해 형성됨으로써, 저압어큐물레이터(40) 및 고압어큐물레이터(60)의 공유가 용이해진다. 즉, 도2에 도시된 바와 같이, 제1유압서킷(A)에 연결되는 두 개의 펌프(50a, 50c)는 흡입측에서 하나의 저압어큐물레이터(40a)에 연결되고, 토출측에서 하나의 고압어큐물레이터(60a)에 연결되며, 제2유압서킷(B)에 연결되는 두 개의 펌프(50b, 50d)는 흡입측에서 하나의 저압어큐물레이터(40b)에 연결되고, 토출측에서 하나의 고압어큐물레이터(60d)에 연결된다. 이에 따라, 컴팩트한 브레이크시스템의 설계가 더욱 용이해진다.
비록, 본 실시예에서는 제1, 3펌프(50a, 50c)가 제1유압서킷(A)에 연결되고, 제2, 4펌프(50b, 50d)가 제2유압서킷(B)에 연결되지만 이는 예시적인 것으로서, 유압서킷의 구조 등에 따라서 제1유압서킷 및 제2유압서킷 각각에 연결되는 두 개의 펌프는 조정이 가능하다. 예를 들어, 제1, 2펌프(50a, 50b)를 제1유압서킷(A)에 연결하고, 제3, 4펌프(50c, 50d)를 제2유압서킷(B)에 연결할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 4 개의 펌프(50a, 50b, 50c, 50d)는 두 개씩 회전축(X)에 직교하는 2개의 평면에 배치되지만, 4 개의 펌프(50a, 50b, 50c, 50d)는 서로 다른 4개의 평면에 배치될 수도 있다.
또한, 본 발명의 유압서킷은 예시적인 것으로, 본 발명의 펌프유닛은 다른 유압서킷에도 적용될 수 있음은 당연하다.
도 1은 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크시스템의 유압계통도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터와 펌프유닛의 배치구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10 마스터실린더 어셈블리 20 브레이크실린더
A 제1유압서킷 B 제2유압서킷
50 펌프유닛 X 회전축

Claims (5)

  1. 제동력을 제공하기 위한 마스터실린더 어셈블리와, 제동이 실행되도록 하기 위한 복수의 브레이크실린더들과, 상기 마스터실린더 어셈블리와 상기 복수의 브레이크실린더를 연결하여 폐회로를 형성하는 제1 및 제2 유압서킷과, 능동 제어를 위해 상기 제1 및 제2 유압서킷에 설치되는 펌프유닛과, 상기 펌프유닛을 구동시키는 모터를 포함하는 전자제어식 브레이크시스템에 있어서,
    상기 펌프유닛은 제1펌프 내지 제4펌프를 구비하며, 상기 제1펌프와 상기 제2펌프는 상기 모터의 회전축방향으로 서로 다른 위치에서 상기 모터의 회전축을 중심으로 0도의 각위치에 각각 배치되고, 상기 제3펌프는 상기 모터의 회전축을 중심으로 270도의 각위치에 배치되며, 상기 제4펌프는 상기 모터의 회전축을 중심으로 90도의 각위치에 배치되며,
    상기 제1펌프 내지 제4펌프 중 두 개의 펌프는 제1유압서킷에 연결되고, 나머지 두 개의 펌프는 제2유압서킷에 연결되되,
    상기 제1유압서킷에 연결되는 두 개의 펌프는 흡입측에서 하나의 저압어큐물레이터에 연결되고, 토출측에서 하나의 고압어큐물레이터에 연결되며,
    상기 제2유압서킷에 연결되는 두 개의 펌프는 흡입측에서 하나의 저압어큐물레이터에 연결되고, 토출측에서 하나의 고압어큐물레이터에 연결되는 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3펌프 및 상기 제4펌프 중 하나는 상기 제1펌프와 상기 회전축에 직교하는 동일 평면에 배치되고, 상기 제3펌프 및 상기 제4펌프 중 나머지 하나는 상기 제2펌프와 상기 회전축에 직교하는 동일 평면에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1펌프 내지 제4펌프는 상기 모터의 회전축방향으로 서로 상이한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모터는 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크시스템.
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