KR102100647B1 - 전자식 브레이크 시스템 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자의 제동 의지를 반영하여 밸브에 인가되는 전류량을 조절하는 전자식 브레이크 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은, 유압서킷, 유압서킷에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 인렛밸브, 전자식 브레이크 시스템의 리크(leak)를 감지하는 압력센서, 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량을 감지하는 페달 변위센서 및 감지된 운전자의 요구 제동량에 기초하여 감지된 리크가 발생한 유압서킷에 마련된 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

전자식 브레이크 시스템 및 제어방법{ELECTRIC BRAKE SYSTEM AND CONTROL METHOD}

개시된 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자의 제동 의지를 반영하여 밸브에 인가되는 전류량을 조절하는 전자식 브레이크 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.

차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다.

브레이크 시스템의 일례로는 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 차량자세제어 시스템(ESC: Electronic Stability Control System) 등이 있다.

일반적으로 전자식 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 휠 실린더로 압력을 공급하는 액압 공급장치를 포함한다.

운전자의 제동 의지를 반영하여 밸브에 인가되는 전류량을 조절함으로써, 전자식 브레이크 시스템에 발생한 리크(leak)를 차단하고 차량의 제동력을 확보하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은,

유압서킷, 상기 유압서킷에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 인렛밸브, 전자식 브레이크 시스템의 리크(leak)를 감지하는 압력센서, 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량을 감지하는 페달 변위센서 및 상기 감지된 운전자의 요구 제동량에 기초하여 상기 감지된 리크가 발생한 유압서킷에 마련된 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 감지된 운전자의 요구 제동량에 대응하여 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 미리 정해진 값으로 조절할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 감지된 운전자의 요구 제동량이 미리 정해진 값 이상이면 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 증가시키는 제어신호를 생성하고, 상기 감지된 운전자의 요구 제동량이 상기 미리 정해진 값 미만이면 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 감소시키는 제어신호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절하여 상기 인렛밸브가 폐쇄되는 정도를 조절할 수 있다.

또한, 상기 인렛밸브는, 상기 전류가 인가되지 않으면 개방되고 상기 전류가 인가되면 폐쇄되는 노말 오픈 타입(Normal Open type)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 페달 변위센서는, 운전자가 밟는 브레이크 페달의 변위를 감지하여 상기 요구 제동량을 감지할 수 있다.

또한, 상기 유압서킷은, 네 개의 휠 실린더 중 두 개의 휠 실린더가 마련되는 제 1유압서킷 및 상기 네 개의 휠 실린더 중 상기 제 1유압서킷에 마련되는 상기 두 개의 휠 실린더를 제외한 다른 두 개의 휠 실린더가 마련되는 제 2유압서킷을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1유압서킷은 적어도 하나의 인렛밸브를 포함하고, 상기 제 2유압서킷은 적어도 하나의 인렛밸브를 포함할 수 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 브레이크 제어방법은,

전자식 브레이크 시스템의 리크를 감지하고, 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량을 감지하고, 상기 감지된 운전자의 요구 제동량에 기초하여 상기 감지된 리크가 발생한 유압서킷에 마련된 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절한다.

또한, 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절하는 것은, 상기 감지된 운전자의 요구 제동량에 대응하여 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 미리 정해진 값으로 조절할 수 있다.

또한, 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절하는 것은, 상기 감지된 운전자의 요구 제동량이 미리 정해진 값 이상이면 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 증가시키는 제어신호를 생성하고, 상기 감지된 운전자의 요구 제동량이 상기 미리 정해진 값 미만이면 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 감소시키는 제어신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절하는 것은, 상기 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절하여 상기 인렛밸브가 폐쇄되는 정도를 조절하는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량을 감지하는 것은, 상기 운전자가 밟는 브레이크 페달의 변위를 감지하여 상기 요구 제동량을 감지하는 것을 포함할 수 있다.

운전자의 제동 의지를 반영하여 밸브에 인가되는 전류량을 조절함으로써 밸브 구동 시간을 확보할 수 있고, 전자식 브레이크 시스템에 발생한 리크(leak)를 차단하여 차량의 제동력을 확보할 수 있다.

또한, 운전자의 제동 의지에 따라 밸브에 인가되는 전류량을 최소화하여 차량의 연비 개선에 도움이 되고, 높은 전류를 인가할 때 발생할 수 있는 소음을 저감시킬 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 일 실시예에 따라 제 1유압서킷의 인렛밸브가 폐쇄된 것을 도시한 회로도이다.
도 3은 일 실시예에 따라 제 2유압서킷의 인렛밸브가 폐쇄된 것을 도시한 회로도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 제어 블럭도이다.
도 5 및 도 6은 일 실시예에 따라 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량에 기초하여 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절하는 것을 도시한 그래프이다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 브레이크 제어방법을 도시한 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동시의 상태를 나타내는 유압회로도이다. 도 2는 일 실시예에 따라 제 1유압서킷의 인렛밸브가 폐쇄된 것을 도시한 회로도이고, 도 3은 일 실시예에 따라 제 2유압서킷의 인렛밸브가 폐쇄된 것을 도시한 회로도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 제어 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 통상적으로, 액압을 발생시키는 마스터 실린더(20)와, 마스터 실린더(20)의 상부에 결합되어 오일을 저장하는 리저버(30)와, 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 마스터 실린더(20)를 가압하는 인풋로드(12)와, 액압이 전달되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(40)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(410) 및 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치(50)를 구비한다.

마스터 실린더(20)는 적어도 하나의 챔버를 구비하도록 구성되어 액압을 발생시킬 수 있다. 일 예로, 마스터 실린더(20)는 제1 마스터 챔버(20a)와 제2 마스터 챔버(20b)를 구비할 수 있다.

제1 마스터 챔버(20a)에는 인풋로드(12)와 연결되는 제1 피스톤(21a)이 마련되고, 제2 마스터 챔버(20b)에는 제2 피스톤(22a)이 마련된다. 그리고 제1 마스터 챔버(20a)는 제1 유압포트(24a)에 연통되어 오일이 유출입되고, 제2 마스터 챔버(20b)는 제2 유압포트(24b)에 연통되어 오일이 유출입된다. 일 예로, 제1 유압포트(24a)는 제1 백업유로(251)에 연결되고, 제2 유압포트(24b)는 제2 백업유로(252)에 연결될 수 있다.

한편, 마스터 실린더(20)는 두 개의 마스터 챔버(20a, 20b)를 가짐으로써 고장시 안전을 확보할 수 있다. 예컨대, 두 개의 마스터 챔버(20a, 20b) 중 하나의 마스터 챔버(20a)는 제1 백업유로(251)를 통해 차량의 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)에 연결되고, 다른 하나의 마스터 챔버(20b)는 제2 백업유로(252)를 통해 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)에 연결될 수 있다. 이와 같이, 두 개의 마스터 챔버(20a, 20b)를 독립적으로 구성함으로써 한 쪽 마스터 챔버가 고장나는 경우에도 차량의 제동이 가능하도록 할 수 있다.

또는 도면에 도시된 것과 달리 두 개의 마스터 챔버 중 하나의 마스터 챔버를 두 개의 전륜(FR, FL)에, 그리고 다른 하나의 마스터 챔버를 두 개의 후륜(RR, RL)에 연결할 수도 있다. 그 밖에도 두 개의 마스터 챔버 중 하나의 마스터 챔버를 좌측 전륜(FL)과 좌측 후륜(RL)에, 그리도 다른 하나의 마스터 챔버를 우측 후륜(RR)과 우측 전륜(FR)에 연결할 수도 있다. 즉, 마스터 실린더(20)의 마스터 챔버에 연결되는 휠의 위치는 다양하게 구성될 수 있다.

또한, 마스터 실린더(20)의 제1 피스톤(21a)과 제2 피스톤(22a) 사이에는 제1 스프링(21b)이 마련되고, 제2 피스톤(22a)과 마스터 실린더(20)의 끝단 사이에는 제2 스프링(22b)이 마련될 수 있다. 즉, 제1 피스톤(21b)은 제1 마스터 챔버(20a)에 수용되고, 제2 피스톤(22b)은 제2 마스터 챔버(20b)에 수용될 수 있다.

제1 스프링(21b)과 제2 스프링(22b)은 브레이크 페달(10)의 변위가 달라짐에 따라 움직이는 제1 피스톤(21a)과 제2 피스톤(22a)에 의해 압축되면서 탄성력이 저장된다. 그리고 제1 피스톤(21a)을 미는 힘이 탄성력 보다 작아지면 제1 스프링(21b)과 제2 스프링(22b)에 저장된 복원 탄성력을 이용하여 제1 및 제2 피스톤(21a, 22a)을 밀어서 원상복귀 시킬 수 있다.

한편, 마스터 실린더(20)의 제1 피스톤(21a)을 가압하는 인풋로드(12)는 제1 피스톤(21a)과 밀착되게 접촉될 수 있다. 즉, 마스터 실린더(20)와 인풋로드(12) 사이의 갭(gap)이 존재하지 않을 수 있다. 따라서 브레이크 페달(10)을 밞으면 페달 무효 스트로크 구간 없이 직접적으로 마스터 실린더(20)를 가압할 수 있다.

또한, 제1 마스터 챔버(20a)는 제1 리저버 유로(61)를 통해 리저버(30)와 연결되고, 제2 마스터 챔버(20b)는 제2 리저버 유로(62)를 통해 리저버(30)와 연결될 수 있다.

또한, 마스터 실린더(20)는 제1 리저버 유로(61)의 전후에 배치되는 두 개의 실링부재(25a, 25b)와 제2 리저버 유로(62)의 전후에 배치되는 두 개의 실링부재(25c, 25d)를 포함할 수 있다. 실링부재(25a, 25b, 25c, 25d)는 마스터 실린더(20)의 내벽 또는 피스톤(21a, 22a)의 외주면에 돌출되는 링 형태일 수 있다.

또한, 제1 리저버 유로(61)에는 리저버(30)에서 제1 마스터 챔버(20a)로 유입되는 오일의 흐름은 허용하면서도 제1 마스터 챔버(20a)에서 리저버(30)로 유입되는 오일의 흐름은 차단하는 체크밸브(64)가 마련될 수 있다. 체크밸브(64)는 일 방향 유체 흐름만을 허용하도록 마련될 수 있다.

그리고 제1 리저버 유로의 체크밸브(64) 전방과 후방은 바이패스 유로(63)에 의해 연결될 수 있다. 그리고 바이패스 유로(63)에는 검사밸브(60)가 마련될 수 있다.

검사밸브(60)는 리저버(30)와 마스터 실린더(20) 사이의 오일 흐름을 제어하는 양방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 그리고 검사밸브(60)는 평상시 열려있다가 제어부(300)로부터 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

이 때, 제어부(300)는 전자제어유닛(ECU)에 해당하며, 도 3에 도시된 바와 같이 제어부(300)는 전자식 브레이크 시스템(1)을 총괄적으로 제어하는 메인 프로세서(310)와 각종 프로그램 및 제어 방법을 저장하고 있는 메모리(320)를 포함할 수 있다.

시뮬레이션 장치(50)는 제1 백업유로(251)와 연결되어 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 제공할 수 있다. 운전자가 제공하는 답력을 보상하는 만큼 반력이 제공됨으로써 운전자는 의도하는 대로 세밀하게 제동력을 조절할 수 있게 된다.

도 1을 참고하면, 시뮬레이션 장치(50)는 마스터 실린더(20)의 제1 유압포트(24a)에서 유출되는 오일을 저장할 수 있도록 마련된 시뮬레이션 챔버(51)와 시뮬레이션 챔버(51) 내에 마련된 반력 피스톤(52)과 이를 탄성 지지하는 반력 스프링(53)을 구비하는 페달 시뮬레이터 및 시뮬레이션 챔버(51)의 후단부에 연결된 시뮬레이터 밸브(54)를 포함한다.

반력 피스톤(52)과 반력 스프링(53)은 시뮬레이션 챔버(51)로 유입되는 오일에 의해 시뮬레이션 챔버(51) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 설치된다.

한편, 도면에 도시된 반력 스프링(53)은 반력 피스톤(52)에 탄성력을 제공할 수 있는 하나의 실시예에 불과한 것으로, 형상 변형에 의해 탄성력을 저장할 수 있는 다양한 실시예를 포함할 수 있다. 일 예로, 고무 등의 재질로 마련되거나, 코일 또는 판 형상을 구비함으로써 탄성력을 저장할 수 있는 다양한 부재를 포함한다.

시뮬레이터 밸브(54)는 시뮬레이션 챔버(51)의 후단과 리저버(30)를 연결하는 유로에 마련될 수 있다. 시뮬레이션 챔버(51)의 전단은 마스터 실린더(20)와 연결되고, 시뮬레이션 챔버(51)의 후단은 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)와 연결될 수 있다. 따라서 반력 피스톤(52)이 복귀하는 경우에도 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)의 오일이 유입됨으로써 시뮬레이션 챔버(51)의 내부 전체가 오일로 채워질 수 있다.

한편, 도면에는 여러 개의 리저버(30)가 도시되어 있고 각각의 리저버(30)는 동일한 도면 부호를 사용하고 있다. 다만, 이들 리저버는 동일 부품으로 마련되거나 서로 다른 부품으로 마련될 수 있다. 일 예로, 시뮬레이션 장치(50)와 연결되는 리저버(30)는 마스터 실린더(20)와 연결되는 리저버(30)와 동일하거나, 마스터 실린더(20)와 연결되는 리저버(30)와 별도로 오일을 저장할 수 있는 저장소일 수 있다.

한편, 시뮬레이터 밸브(54)는 평소 닫힌 상태를 유지하는 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(54)는 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하는 경우 개방되어 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일을 리저버(30)로 전달할 수 있다.

또한, 페달 시뮬레이터와 리저버(30) 사이에는 시뮬레이터 밸브(54)와 병렬 연결되도록 시뮬레이터 체크밸브(55)가 설치될 수 있다. 시뮬레이터 체크밸브(55)는 리저버(30)의 오일이 시뮬레이션 챔버(51)로 흐르는 것을 허용하되, 시뮬레이션 챔버(51)의 오일이 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 리저버(30)로 흐르는 것을 차단할 수 있다. 브레이크 페달(10)의 답력 해제시 시뮬레이터 체크밸브(55)를 통해 오일이 시뮬레이션 챔버(51) 내로 공급될 수 있기 때문에 페달 시뮬레이터 압력의 빠른 리턴이 보장될 수 있다.

페달 시뮬레이션 장치(50)의 동작 모습에 대하여 설명하면, 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 제공 시 페달 시뮬레이터의 반력 피스톤(52)이 반력 스프링(53)을 압축하면서 밀어내는 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일은 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)로 전달되고, 이 과정에서 운전자는 페달감을 제공받게 된다. 그리고 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 해제시 반력 스프링(53)이 반력 피스톤(52)을 밀어내면서 반력 피스톤(52)이 원래의 상태로 복귀하고, 리저버(30)의 오일이 시뮬레이터 밸브(54)가 설치되는 유로와 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 시뮬레이션 챔버(51) 내에 유입되면서 시뮬레이션 챔버(51) 내부에 오일이 가득 찰 수 있다.

이와 같이, 시뮬레이션 챔버(51) 내부는 항상 오일이 채워진 상태이기 때문에 시뮬레이션 장치(50)의 작동 시 반력 피스톤(52)의 마찰이 최소화되어 시뮬레이션 장치(50)의 내구성이 향상됨은 물론, 외부로부터 이물질의 유입이 차단될 수 있다.

개시된 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(410)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적으로 작동하는 액압 공급장치(100)와, 각각 두 개의 차륜(RR, RL, FR, FL)에 마련되는 휠 실린더(40)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 구성된 유압 제어유닛(200)과, 상기 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하는 제1 백업유로(251)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)와, 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷(202)을 연결하는 제2 백업유로(252)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)와, 액압 정보와 페달 변위 정보를 기반으로 액압 공급장치(100)와 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어하는 제어부(300)를 포함할 수 있다.

액압 공급장치(100)는 휠 실린더(40)로 전달되는 오일 압력을 제공하는 액압 제공유닛(110)과, 페달 변위센서(410)의 전기적 신호에 의해 회전력을 발생시키는 모터(120)와, 모터(120)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 액압 제공유닛(110)에 전달하는 동력변환부(130)를 포함할 수 있다. 또는 액압 제공유닛(110)은 모터(120)에서 공급되는 구동력이 아니라 고압 어큐뮬레이터에서 제공되는 압력에 의해 동작할 수도 있다.

액압 제공유닛(110)은 오일을 공급받아 저장되는 압력챔버가 형성되는 실린더블록(111)과, 실린더블록(111) 내에 수용되는 유압피스톤(114)과, 유압피스톤(114)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 압력챔버를 밀봉하는 실링부재(115: 115a, 115b)와, 유압피스톤(114)의 후단에 연결되어 동력변환부(130)에서 출력되는 동력을 유압피스톤(114)으로 전달하는 구동축(133)을 포함한다.

압력챔버는 유압피스톤(114)의 전방(전진 방향, 도면의 좌측 방향)에 위치하는 제1 압력챔버(112)와, 유압피스톤(114)의 후방(후진 방향, 도면의 우측 방향)에 위치하는 제2 압력챔버(113)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 압력챔버(112)는 실린더블록(111)과 유압피스톤(114)의 전단에 의해 구획되며, 유압피스톤(114)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련되고, 제2 압력챔버(113)는 실린더블록(111)과 유압피스톤(114)의 후단에 의해 구획되며, 유압피스톤(114)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련된다.

제1 압력챔버(112)는 실린더블록(111)의 후방 측에 형성되는 제1 연통홀(111a)을 통해 제1 유압유로(211)에 연결되고, 실린더블록(111)의 전방 측에 형성되는 제2 연통홀(111b)을 통해 제4 유압유로(214)에 연결된다. 제1 유압유로(211)는 제1 압력탬버(112)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결한다. 그리고 제1 유압유로(211)는 제1 유압서킷(201)과 연통되는 제2 유압유로(212)와 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제3 유압유로(212)로 분기된다. 제4 유압유로(214)는 제2 압력챔버(113)과 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결한다. 그리고 제4 유압유로(214)는 제1 유압서킷(201)과 연통되는 제5 유압유로(215)와 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제6 유압유로(216)로 분기된다.

실링부재(115)는 유압피스톤(114)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113) 사이를 밀봉하는 피스톤 실링부재(115a)와 구동축(133)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 제2 압력챔버(113)와 실린더블록(111)의 개구를 밀봉하는 구동축 실링부재(115b)를 포함한다. 즉, 유압피스톤(114)의 전진 또는 후진에 의해 발생하는 제1 압력챔버(112)의 액압 또는 부압은 피스톤 실링부재(115a)에 의해 차단되어 제2 압력챔버(113)에 누설되지 않고 제1 및 제4 유압유로(211, 214)에 전달될 수 있다. 그리고 유압피스톤(114)의 전진 또는 후진에 의해 발생하는 제2 압력챔버(113)의 액압 또는 부압은 구동축 실링부재(115b)에 의해 차단되어 실린더블록(111)에 누설되지 않을 수 있다.

제1 및 제2 압력챔버(112, 113)는 각각 덤프유로(116, 117)에 의해 리저버(30)와 연결되고, 리저버(30)로부터 오일을 공급받아 저장하거나 제1 또는 제2 압력챔버(112, 113)의 오일을 리저버(30)로 전달할 수 있다. 일 예로, 덤프유로(116, 117)는 제1 압력챔버(112)로부터 분기되어 리저버(30)와 연결되는 제1 덤프유로(116)과, 제2 압력챔버(113)로부터 분기되어 리저버(30)와 연결되는 제2 덤프유로(117)를 포함할 수 있다.

또한, 제1 압력챔버(112)는 전방 측에 형성되는 제5 연통홀(111f)를 통해 제1 덤프유로(116)와 연결되고, 제2 압력챔버(113)는 후방 측에 형성되는 제6 연통홀(111e)을 통해 제2 덤프유로(117)와 연결될 수 있다.

그리고 제1 압력챔버(112)의 전방에는 제1 유압유로(211)와 연통되는 제1 연통홀(111a)이 형성되고, 제1 압력챔버(112)의 후방에는 제4 유압유로(214)와 연통되는 제2 연통홀(111b)이 형성될 수 있다. 그리고 제1 압력챔버(112)에는 제1 덤프유로(116)와 연통되는 제3 연통홀(111c)이 더 형성될 수 있다.

또한, 제2 압력챔버(113)에는 제3 유압유로(213)와 연통되는 제3 연통홀(111c)과, 제2 덤프유로(117)와 연통되는 제4 연통홀(111d)이 형성될 수 있다.

제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)에 연결되는 유로들(211, 212, 213, 214, 215, 216, 217)과 밸브들(231, 232, 233, 234, 235, 236, 241, 242, 243)에 대하여 설명하기로 한다.

제2 유압유로(212)는 제1 유압서킷(201)과 연통되고, 제3 유압유로(213)는 제2 유압서킷(202)과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)으로 액압이 전달될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제2 및 제3 유압유로(212, 213)에 각각 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브(231)와 제2 제어밸브(232)를 포함할 수 있다.

그리고 제1 및 제2 제어밸브(231, 232)는 제1 압력챔버(112)에서 제1 또는 제2 유압서킷(201, 202)으로 향하는 방향의 오일 흐름만을 허용하고, 반대 방향으로의 오일 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제1 또는 제2 제어밸브(231, 232)는 제1 압력챔버(112)의 액압이 제1 또는 제2 유압서킷(201, 202)으로 전달되는 것을 허용하면서도, 제1 또는 제2 유압서킷(201, 202)의 액압이 제2 또는 제3 유압유로(212, 213)를 통해 제1 압력챔버(112)로 누설되는 것은 방지할 수 있다.

한편, 제4 유압유로(213)는 도중에 제5 유압유로(215)와 제6 유압유로(216)로 분기되어 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 연통될 수 있다. 일 예로, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제5 유압유로(215)는 제1 유압서킷(201)과 연통되고, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제6 유압유로(216)는 제2 유압서킷(202)과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 후진에 의해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202) 모두에 액압이 전달될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제5 유압유로(215)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브(233)와 제6 유압유로(216)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제4 제어밸브(234)를 포함할 수 있다.

제3 제어밸브(233)는 제2 압력챔버(113)와 제1 유압서킷(201) 사이의 오일 흐름을 제어하는 양방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 그리고 제3 제어밸브(233)는 평상시 닫혀있다가 제어부(300)로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

그리고 제4 제어밸브(234)는 제2 압력챔버(113)에서 제2 유압서킷(202)으로 향하는 방향의 오일 흐름만을 허용하고, 반대 방향으로의 오일 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제4 제어밸브(234)는 제2 유압서킷(202)의 액압이 제6 유압유로(216)와 제4 유압유로(214)를 통해 제2 압력챔버(113)로 누설되는 것은 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)를 연결하는 제7 유압유로(217)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제5 제어밸브(235)와, 제2 유압유로(212)와 제7 유압유로(217)를 연결하는 제8 유압유로(218)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제6 제어밸브(236)를 포함할 수 있다. 그리고 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 평상시 닫혀있다가 제어부(300)로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 제1 제어밸브(231) 또는 제2 제어밸브(232)에 이상이 발생하였을 때, 개방되도록 작동하여 제1 압력챔버(112)의 액압이 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 전달될 수 있도록 할 수 있다.

그리고 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 휠 실린더(40)의 액압을 빼내어 제1 압력챔버(112)로 보내는 때에 개방되도록 작동할 수 있다. 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)에 마련되는 제1 제어밸브(231)와 제2 제어밸브(232)가 일 방향 오일 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되기 때문이다.

또한, 개시된 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 및 제2 덤프유로(116, 117)에 각각 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 덤프밸브(241)와 제2 덤프밸브(242)를 더 포함할 수 있다. 덤프밸브(241, 242)는 리저버(30)에서 제1 또는 제2 압력챔버(112, 113)로의 방향만을 개방하고, 반대 방향은 폐쇄하는 체크밸브일 수 있다. 즉, 제1 덤프밸브(241)은 리저버(30)에서 제1 압력챔버(112)로 오일이 흐를 수 있도록 허용하되, 제1 압력챔버(112)에서 리저버(30)로 오일이 흐르는 것은 차단하는 체크밸브일 수 있고, 제2 덤프밸브(242)은 리저버(30)에서 제2 압력챔버(113)로 오일이 흐를 수 있도록 허용하되, 제2 압력챔버(113)에서 리저버(30)로 오일이 흐르는 것은 차단하는 체크밸브일 수 있다.

또한, 제2 덤프유로(117)는 바이패스 유로를 포함할 수 있고, 바이패스 유로에는 제2 압력챔버(113)와 리저버(30) 사이의 오일 흐름을 제어하는 제3 덤프밸브(243)가 설치될 수 있다.

제3 덤프밸브(243)는 양방향 흐름을 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있고, 정상상태에서는 개방되어 있다가 제어부(300)에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

개시된 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 제공유닛(110)은 복동식으로 동작할 수 있다. 즉, 유압피스톤(114)이 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 액압은 제1 유압유로(211)와 제2 유압유로(212)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제1 유압유로(211)와 제3 유압유로(213)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.

마찬가지로, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제2 압력챔버(113)에 발생되는 액압은 제4 유압유로(214)와 제5 유압유로(215)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제4 유압유로(214)와 제6 유압유로(216)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.

또한, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(LR)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제1 유압서킷(201), 제2 유압유로(212), 및 제1 유압유로(211)를 통해 제1 압력챔버(112)로 전달시킬 수 있고, 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제2 유압서킷(202), 제3 유압유로(213), 및 제1 유압유로(211)를 통해 제1 압력챔버(112)로 전달시킬 수 있다.

다음으로 액압 공급장치(100)의 모터(120)와 동력변환부(130)에 대하여 설명하기로 한다.

모터(120)는 제어부(300)로부터 출력된 신호에 의해 회전력을 발생시키는 장치로서, 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다. 모터(120)의 회전 각속도와 회전각은 정밀하게 제어될 수 있다. 이러한 모터(120)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 제어부(300)는 모터(120)를 포함하여 후술할 본 발명의 전자식 브레이크 시스템(1)에 구비된 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어한다. 브레이크 페달(10)의 변위에 따라 복수의 밸브들이 제어되는 동작에 대해서는 후술하기로 한다.

모터(120)의 구동력은 동력변환부(130)를 통해 유압피스톤(114)의 변위를 발생시키고, 압력챔버 내에서 유압피스톤(114)이 슬라이딩 이동하면서 발생하는 액압은 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통해 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 설치된 휠 실린더(40)로 전달된다.

동력변환부(130)는 회전력을 직선운동으로 변환하는 장치로서, 일 예로 웜샤프트(131)와 웜휠(132)과 구동축(133)으로 구성될 수 있다.

웜샤프트(131)는 모터(120)의 회전축과 일체로 형성될 수 있고, 외주면에 웜이 형성되어 웜휠(132)과 맞물리도록 결합하여 웜휠(132)을 회전시킨다. 웜휠(132)은 구동축(133)과 맞물리도록 연결되어 구동축(133)을 직선 이동시키고, 구동축(133)은 유압피스톤(114)과 연결되어 유압피스톤(114)을 실린더블록(111) 내에서 슬라이딩 이동시킨다.

이상의 동작들을 다시 설명하면, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(410)에 의해 감지된 신호는 제어부(300)에 전달되고, 제어부(300)는 모터(120)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)를 일 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트(131)의 회전력은 웜휠(132)을 거쳐 구동축(133)에 전달되고, 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 전진 이동하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킨다.

반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 제어부(300)는 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 반대 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 복귀하면서(후진 이동하면서) 제1 압력챔버(112)에 부압을 발생시킨다.

한편, 액압과 부압의 발생은 위와 반대 방향으로도 가능하다. 즉, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(410)에 의해 감지된 신호는 제어부(300)에 전달되고, 제어부(300)는 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)를 반대 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트(131)의 회전력은 웜휠(132)을 거쳐 구동축(133)에 전달되고, 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 후진 이동하면서 제2 압력챔버(113)에 액압을 발생시킨다.

반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 제어부(300)는 모터(120)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 일 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 복귀하면서(전진 이동하면서) 제2 압력챔버(113)에 부압을 발생시킨다.

이처럼 액압 공급장치(100)는 모터(120)로부터 발생된 회전력의 회전방향에 따라 액압을 휠 실린더(40)로 전달하거나 액압을 흡입하여 리저버(30)로 전달하는 역할을 수행하게 된다.

한편, 모터(120)가 일 방향으로 회전하는 경우 제1 압력챔버(112)에 액압이 발생하거나 제2 압력챔버(113)에 부압이 발생할 수 있는데, 액압을 이용하여 제동할 것인지, 아니면 부압을 이용하여 제동을 해제할 것인지는 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어함으로써 결정될 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만 동력변환부(130)는 볼스크류 너트 조립체로 구성될 수도 있다. 예컨대, 모터(120)의 회전축과 일체로 형성되거나 모터(120)의 회전축과 같이 회전하도록 연결되는 스크류와, 회전이 제한된 상태로 스크류와 나사결합되어 스크류의 회전에 따라 직선운동하는 볼너트로 구성될 수 있다. 유압피스톤(114)은 동력변환부(130)의 볼너트와 연결되어 볼너트의 직선운동에 의해 압력챔버를 가압한다. 이와 같은 볼스크류 너트 조립체의 구조는 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 장치로서 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 개시된 발명의 실시예에 따른 동력변환부(130)는 상기 볼스크류 너트 조립체의 구조 이외에 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있다면 어떠한 구조를 갖더라도 채용 가능한 것으로 이해되어야 한다.

또한, 개시된 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 비 정상적으로 작동하는 때(폴백 모드, fallback mode)에 마스터 실린더(20)로부터 토출된 오일을 직접 휠 실린더(40)로 공급할 수 있는 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 더 포함할 수 있다.

제1 백업유로(251)에는 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)가 마련되고, 제2 백업유로(252)에는 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 마련될 수 있다. 또한, 제1 백업유로(251)는 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하고, 제2 백업유로(252)는 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷(202)을 연결할 수 있다.

그리고 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 정상상태에서는 개방되어 있다가 제어부(300)에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

다음으로, 도 1을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 유압 제어유닛(200)에 대하여 설명하기로 한다.

유압 제어유닛(200)은 액압을 공급받아 각각 두 개의 차륜을 제어하는 제1 유압서킷(201)과, 제2 유압서킷(202)으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)은 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)을 제어하고, 제2 유압서킷(202)은 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)을 제어할 수 있다. 그리고 각각의 차륜(FR, FL, RR, RL)에는 휠 실린더(40)가 설치되어 액압을 공급받아 제동이 이루어진다.

제1 유압서킷(201)은 제1 유압유로(211) 및 제2 유압유로(212)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압유로(212)는 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)으로 연결되는 두 유로로 분기된다. 마찬가지로, 제2 유압서킷(202)은 제1 유압유로(211) 및 제3 유압유로(213)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제3 유압유로(213)는 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)으로 연결되는 두 유로로 분기된다.

유압서킷(201, 202)은 액압의 흐름을 제어하도록 복수의 인렛밸브(221: 221a, 221b, 221c, 221d)를 구비할 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)에는 제1 유압유로(211)와 연결되어 두 개의 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221a, 221b)가 마련될 수 있다. 또한, 제2 유압서킷(202)에는 제2 유압유로(212)와 연결되어 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221c, 221d)가 마련될 수 있다.

그리고 인렛밸브(221)는 휠 실린더(40)의 상류측에 배치되며 정상상태에서는 개방되어 있다가 제어부(300)에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

전자식 브레이크 시스템(1)에서 유로의 오일 누유에 의한 리크(leak)가 발생하면 정상적인 제동이 불가하게 된다. 즉, 전자식 브레이크 시스템(1)에서 리크가 발생하는 경우, 발생된 리크에 의해 영향을 받는 유압서킷(201, 202)에 마련된 인렛밸브(221)를 폐쇄하여 유압서킷(201, 202)의 오일 흐름을 차단해야 한다.

전술한 바와 같이, 유압서킷(201, 202)에 마련된 인렛밸브(221)는 정상상태에서는 개방되어 있다가 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하므로, 리크가 발생한 경우 제어부(300)는 인렛밸브(221)를 폐쇄하는 제어 신호를 생성할 수 있다.

제어부(300)는 인렛밸브(221)에 전류를 인가하여 인렛밸브(221)의 개폐를 제어하는데, 인렛밸브(221)를 폐쇄하기 위해 높은 전류를 인가하면 발열의 문제가 있고 밸브를 구동하는 시간에 제약이 수반된다. 따라서, 전자식 브레이크 시스템(1)에 리크가 발생한 경우 제어부(300)는 인렛밸브(221)에 인가되는 전류의 양을 조절할 필요가 있다. 이에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.

적어도 하나의 인렛밸브(221)는 제어부(300)의 제어에 따라 독립적으로 제어될 수 있다. 즉, 제 1유압서킷(201)에 마련된 인렛밸브(221a, 221b)와 제 2유압서킷(202)에 마련된 인렛밸브(221c, 221d)는 제어부(300)에 의해 각각 독립적으로 제어될 수 있다.

도 2를 참고하면, 제 1유압서킷(201)에 마련된 두 개의 인렛밸브(221a, 221b)는 제어부(300)의 제어에 따라 폐쇄될 수 있다. 즉, 전자식 브레이크 시스템(1)에 발생한 리크가 제 1유압서킷(201)에 영향을 주는 경우, 제어부(300)는 밸브 구동부(330)를 제어하여 제 1유압서킷(201)에 마련된 두 개의 인렛밸브(221a, 221b)에 전류를 인가할 수 있고, 인가된 전류에 기초하여 인렛밸브(221a, 221b)는 폐쇄될 수 있다.

마찬가지로, 도 3을 참고하면, 제 2유압서킷(202)에 마련된 두 개의 인렛밸브(221c, 221d)는 제어부(300)의 제어에 따라 폐쇄될 수 있다. 즉, 전자식 브레이크 시스템(1)에 발생한 리크가 제 2유압서킷(202)에 영향을 주는 경우, 제어부(300)는 밸브 구동부(330)를 제어하여 제 2유압서킷(202)에 마련된 두 개의 인렛밸브(221c, 221c)에 전류를 인가할 수 있고, 인가된 전류에 기초하여 인렛밸브(221c, 221c)는 폐쇄될 수 있다.

인렛밸브(221)가 폐쇄되면, 각 유압서킷(201, 202)에서 휠 실린더(40)로 전달되는 액압이 차단될 수 있다. 휠 실린더(40)로 전달되는 액압이 차단되면, 각각의 차륜(FR, FL, RR, RL)에 대한 제동이 이루어지지 않는다. 따라서, 리크가 발생한 경우에는 인렛밸브(221)가 폐쇄되고, 폐쇄된 인렛밸브(221)와 연결된 차륜에 대해서는 제동이 이루어지지 않는다.

유압서킷(201, 202)은 각각의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들의 전방과 후방을 연결하는 바이패스 유로에 마련되는 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들을 포함할 수 있다. 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들은 휠 실린더(40)에서 액압 제공유닛(110) 방향으로의 오일의 흐름만을 허용하고, 액압 제공유닛(110)에서 휠 실린더(40) 방향으로의 오일의 흐름은 제한하도록 마련될 수 있다. 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들은 휠 실린더(40)의 제동압을 신속하게 뺄 수 있도록 할 수 있고, 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들이 정상적으로 작동하지 않는 경우에 휠 실린더(40)의 액압이 액압 제공유닛(110)으로 유입되도록 할 수 있다.

또한, 유압서킷(201, 202)은 제동 해제시 성능향상을 위하여 리저버(30)와 연결되는 복수의 아웃렛밸브(222: 222a, 222b, 222c, 222d)를 더 구비할 수 있다. 아웃렛밸브(222)는 각각 휠 실린더(40)와 연결되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)으로부터 액압이 빠져나가는 것을 제어한다. 즉, 아웃렛밸브(222)는 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동압력을 감지하여 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 압력을 제어할 수 있다.

그리고 아웃렛밸브(222)는 평상시 닫혀있다가 제어부(300)로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

또한, 유압 제어유닛(200)은 백업유로(251, 252)와 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)은 제1 백업유로(251)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압서킷(202)은 제2 백업유로(252)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받을 수 있다.

이 때, 제1 백업유로(251)는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)의 상류에서 제1 유압서킷(201)에 합류할 수 있다. 마찬가지로, 제2 백업유로(252)는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)의 상류에서 제2 유압서킷(202)에 합류할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 폐쇄하는 경우 액압 공급장치(100)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있고, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 개방하는 경우 마스터 실린더(20)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있다. 이 때, 복수의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들은 개방된 상태이기 때문에 동작 상태를 전환시킬 필요가 없다.

한편, 미설명된 참조부호 "PS11"은 제1 유압서킷(201)의 액압을 감지하는 제1 유압유로 압력센서고, "PS12"은 제2 유압서킷(202)의 액압을 감지하는 제2 유압유로 압력센서고, "PS2"는 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서다. 그리고 "MPS"는 모터(120)의 회전각 또는 모터의 전류를 제어하는 모터 제어센서다.

이하, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작에 대해 상세히 설명한다.

도 5 및 도 6은 일 실시예에 따라 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량에 기초하여 인렛밸브로 인가되는 전류량을 조절하는 것을 도시한 그래프이다. 도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 브레이크 제어방법을 도시한 순서도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 전자식 브레이크 시스템(1)을 총괄적으로 제어하는 제어부(300), 압력 감지부(400), 제어부(300)가 제어하는 밸브 구동부(330) 및 모터 구동부(430)를 포함한다.

압력 감지부(400)는 도 1에 도시된 전자식 브레이크 시스템(1)의 회로도에 있어서, 복수 개의 압력 센서를 포함한다. 구체적으로, 압력 감지부(400)에 포함되는 센서는 도 1에 도시된 PS11, PS12, PS2, MPS 및 페달 변위센서(410)를 포함할 수 있다.

운전자에 의한 제동이 시작되면, 페달 변위센서(410)는 운전자가 밟는 브레이크 페달(10)의 압력 등의 정보를 통해 운전자의 요구 제동량을 감지할 수 있다. 제어부(300)는 페달 변위센서(410)로부터 출력된 전기적 신호를 입력받아 모터(120)를 구동할 수 있다.

밸브 구동부(330)는 복수의 밸브를 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 1에 도시된 전자식 브레이크 시스템(1)의 회로도에 포함된 모든 밸브가 밸브 구동부(330)에 포함되어 제어부(300)의 제어 신호에 따라 개방 또는 폐쇄 제어될 수 있다.

모터 구동부(530)는 도 1에 도시된 전자식 브레이크 시스템(1)의 회로도에 포함된 모터(120)를 구동할 수 있다.

구체적으로, 모터 구동부(430)은 제어부(300)로부터 제어 신호를 받아, 모터를 구동 시킨다. 즉, 모터(120)는 도 1의 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(410)에 의해 감지된 신호는 제어부(300)에 전달되고, 제어부(300)는 모터(120)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)를 일 방향으로 회전시키고, 웜샤프트(131)의 회전력은 웜휠(132)을 거쳐 구동축(133)에 전달되고, 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 이동하면서 압력챔버(112, 113)에 액압을 발생 시킬 수 있다.

제어부(300)는 전자식 브레이크 시스템(1)을 총괄적으로 제어하는 메인 프로세서(310)와 각종 프로그램 및 제어 방법을 저장하고 있는 메모리(320)를 포함할 수 있다.

메인 프로세서(310)는 압력 감지부(400)로부터의 압력 정보를 기초로 밸브 개폐 및 전륜 및 후륜에 요구압력을 산출하고, 그에 따른 밸브의 개폐 및 모터의 구동량을 제어할 수 있다.

또한, 제어부(300)는 운전자의 제동 의지에 기초하여 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 조절할 수 있다.

도 5를 참고하면, 압력센서(420)는 전자식 브레이크 시스템(1)의 리크(leak)를 감지할 수 있다(1000). 즉, 압력센서(420)는 유압유로 또는 유압서킷(201, 202)의 액압을 감지하여 리크 여부를 감지할 수 있다.

이러한 압력센서(420)는 전술한 바와 같이, 제 1유압서킷(201)의 액압을 감지하는 제 1유압유로 압력센서(PS11), 제 2유압서킷(202)의 액압을 감지하는 제 2유압유로 압력센서(PS12), 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서(PS2)를 포함할 수 있다.

압력센서(420)는 전자식 브레이크 시스템(1) 상에서 감지한 액압을 미리 정해진 설정값과 비교하거나 휠 실린더(40)에서 배출되는 유량을 검출함으로써 리크를 감지할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 제 1유압유로 압력센서(PS1)로부터 제 1유압서킷(201)의 액압과 제 2유압서킷(202)의 액압을 알아내어 압력의 불균형 상태를 감지할 수 있다.

압력센서(420)는 이와 같이 전자식 브레이크 시스템(1)의 리크를 감지하여 제어부(300)에 전기적 신호를 전달할 수 있고, 제어부(300)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, t1 시간에 리크가 발생했음을 판단할 수 있다.

페달 변위센서(410)는 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량을 감지할 수 있다. 즉, 운전자에 의한 제동이 시작되면, 페달 변위센서(410)는 운전자가 밟는 브레이크 페달(10)의 압력 등의 정보를 통해 운전자의 요구 제동량을 감지할 수 있고, 운전자가 밟는 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하여(1100) 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량을 감지할 수 있다(1200).

운전자의 제동에 따라 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면, 페달 변위센서(410)에 의해 감지된 신호는 제어부(300)에 전달될 수 있다.

제어부(300)는 페달 변위센서(410)로부터 전달받은 신호에 기초하여 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량을 결정할 수 있다. 즉, 제어부(300)는 요구 제동량이 클수록 운전자의 감속 의지가 큰 것으로 판단할 수 있다.

제어부(300)가 결정한 운전자의 요구 제동량은 도 5의 (b)와 같은 형태로 도시될 수 있다. 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 운전자의 요구 제동량은 점차 증가하여 t1에서 t2 사이에 가장 큰 값(a1)을 나타낸다. 이는, t1에서 t2 사이의 시간 동안 제어부(300)가 판단한 운전자의 감속 의지가 가장 큰 것을 의미한다.

또한, t2 에서 t3 사이의 시간 동안에는 운전자의 요구 제동량은 a1에서 a3로 점차 감소하며, t4에서 t5 사이의 시간 동안에는 운전자의 요구 제동량은 a4에서 a5로 점차 증가한다.

리크가 발생한 전자식 브레이크 시스템(1)에서 운전자의 감속 의지가 클 때에는 리크의 영향을 받는 유압서킷(201, 202)에 마련된 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 증가시켜서 인렛밸브(221)가 폐쇄되도록 해야 한다.

반면, 리크가 발생한 전자식 브레이크 시스템(1)에서 운전자의 감속 의지가 작을 때는 리크의 영향을 받는 유압서킷(201, 202)에 마련된 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 감소시켜서 인렛밸브(221)가 구동 시간을 확보하고 차량의 연비를 증가시킬 수 있다.

도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량에 기초하여 리크가 발생한 유압서킷(201, 202)에 마련된 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 미리 정해진 값으로 조절할 수 있다(1300). 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량이 조절되는 미리 정해진 값은 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량에 대응하는 데이터로 미리 설정되어 메모리(320)에 저장되어 있을 수 있다.

즉, 제어부(300)는 운전자의 요구 제동량이 미리 정해진 값 이상이면 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 증가시키는 제어신호를 생성할 수 있고, 운전자의 요구 제동량이 미리 정해진 값 미만이면 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 감소시키는 제어신호를 생성할 수 있다.

제어부(300)는 조절된 전류량에 기초하여 인렛밸브(221)가 폐쇄되는 정도를 조절할 수 있고(1400), 제어부(300)가 생성한 신호는 밸브 구동부(330)에 전달되어 인렛밸브(221)의 폐쇄되는 정도를 제어할 수 있다.

도 5에서는 시스템에 발생한 리크가 제 1유압서킷(201)에 영향을 주는 경우를 예로 들어 설명한다. 제어부(300)는 도 5의 (b)와 같이 변경되는 운전자의 요구 제동량에 대응하여 제 1유압서킷(201)에 마련된 인렛밸브(221a, 221b)로 인가되는 전류량을 미리 정해진 값으로 조절할 수 있다.

즉, t1과 t2 사이에서 운전자의 요구 제동량이 가장 크므로 제 1유압서킷(201)에 마련된 인렛밸브(221a, 221b)로 인가되는 전류량을 증가시켜서 인렛밸브(221a, 221b)가 폐쇄되는 정도가 상대적으로 크도록 제어할 수 있다.

반면, t5 이후 시간에서는 운전자의 요구 제동량이 상대적으로 작으므로 제 1유압서킷(201)에 마련된 인렛밸브(221a, 221b)로 인가되는 전류량을 감소시켜서 인렛밸브(221a, 221b)가 폐쇄되는 정도가 상대적으로 작도록 제어할 수 있다.

제어부(300)는 운전자가 밟는 브레이크 페달의 변위나 압력에 기초하여 운전자의 제동 의지가 존재하는지 판단할 수 있다(1150). 즉, 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량이 클수록 운전자의 제동 의지가 큰 것으로 판단할 수 있다. 판단 결과, 제어부(300)는 운전자의 제동 의지가 없다고 판단되면 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 미리 정해진 최소값으로 조절하여 인렛밸브(221)가 폐쇄되는 정도를 최소한으로 조절할 수 있다. 이 때, 전류량이 조절되는 미리 정해진 값은 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량에 대응하는 데이터로 미리 설정되어 메모리(320)에 저장되어 있을 수 있다.

이와 같이, 제어부(300)는 감지된 운전자의 요구 제동량에 대응하여 제 1유압서킷(201)에 마련된 인렛밸브(221a, 221b)로 인가되는 전류량을 미리 정해진 값으로 조절할 수 있고, 제어부(300)가 결정한 운전자의 요구 제동량에 대응하는 전류량을 인렛밸브(221a, 221b)에 인가할 수 있다.

도 6을 참고하면, 압력센서(420)는 전자식 브레이크 시스템(1)의 리크를 감지하여(1000) 제어부(300)에 전기적 신호를 전달할 수 있고, 제어부(300)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, t1 시간에 리크가 발생했음을 판단할 수 있다.

또한, 제어부(300)는 페달 변위센서(410)로부터 전달받은 신호에 기초하여(1100) 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량을 결정할 수 있는데(1200), 제어부(300)가 결정한 운전자의 요구 제동량은 도 6의 (b)와 같은 형태로 도시될 수 있다.

도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 운전자의 요구 제동량은 t1에서 t2 사이에 점차 감소하여, t2와 t3 사이에서 가장 작은 값을 나타낸다. 이는 t1에서 t2 사이의 시간 동안 제어부(300)가 판단하는 운전자의 감속 의지가 점점 감소하고 있음을 의미한다.

또한, t3와 t4 사이에서 운전자의 요구 제동량은 점차 증가하고 있는데 이는 t3에서 t4 사이의 시간 동안 제어부(300)가 판단하는 운전자의 감속 의지가 점점 증가하고 있음을 의미한다.

즉, t1과 t2 사이의 시간 동안에는 운전자의 요구 제동량은 b1에서 b2로 점차 감소하며, t3와 t4 사이의 시간 동안에는 운전자의 요구 제동량은 b3에서 b4로 점차 증가한다.

도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량에 기초하여 리크가 발생한 유압서킷(201, 202)에 마련된 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 미리 정해진 값으로 조절할 수 있다(1300). 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량이 조절되는 미리 정해진 값은 운전자의 감속 의지에 따른 요구 제동량에 대응하는 데이터로 미리 설정되어 메모리(320)에 저장되어 있을 수 있다.

즉, 제어부(300)는 운전자의 요구 제동량이 미리 정해진 값 이상이면 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 증가시키는 제어신호를 생성할 수 있고, 운전자의 요구 제동량이 미리 정해진 값 미만이면 인렛밸브(221)로 인가되는 전류량을 감소시키는 제어신호를 생성할 수 있다.

제어부(300)는 조절된 전류량에 기초하여 인렛밸브(221)가 폐쇄되는 정도를 조절할 수 있고(1400), 제어부(300)가 생성한 신호는 밸브 구동부(330)에 전달되어 인렛밸브(221)의 폐쇄되는 정도를 제어할 수 있다.

도 6에서는 시스템에 발생한 리크가 제 2유압서킷(202)에 영향을 주는 경우를 예로 들어 설명한다. 제어부(300)는 도 6의 (b)와 같이 변경되는 운전자의 요구 제동량에 대응하여 제 2유압서킷(202)에 마련된 인렛밸브(221c, 221d)로 인가되는 전류량을 미리 정해진 값으로 조절할 수 있다.

즉, t1과 t2 사이에서는 운전자의 요구 제동량이 점차 감소하므로 제 2유압서킷(202)에 마련된 인렛밸브(221c, 221d)로 인가되는 전류량을 감소시켜서 인렛밸브(221c, 221d)가 폐쇄되는 정도가 상대적으로 작도록 제어할 수 있다.

반면, t3과 t4 사이에서는 운전자의 요구 제동량이 점차 증가하므로 제 2유압서킷(202)에 마련된 인렛밸브(221c, 221d)로 인가되는 전류량을 증가시켜서 인렛밸브(221c, 221d)가 폐쇄되는 정도가 상대적으로 크도록 제어할 수 있다.

이와 같이, 제어부(300)는 감지된 운전자의 요구 제동량에 대응하여 제 2유압서킷(202)에 마련된 인렛밸브(221c, 221d)로 인가되는 전류량을 미리 정해진 값으로 조절할 수 있고, 제어부(300)가 결정한 운전자의 요구 제동량에 대응하는 전류량을 인렛밸브(221c, 221d)에 인가할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 개시된 발명의 일 실시예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 운전자의 제동 의지를 반영하여 밸브에 인가되는 전류량을 조절함으로써, 전자식 브레이크 시스템(1)에 발생한 리크(leak)를 차단하고 차량의 제동력을 확보할 수 있다.

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

10: 브레이크 페달 11: 페달 변위센서
20: 마스터 실린더 30: 리저버
40: 휠 실린더 50: 시뮬레이션 장치
54: 시뮬레이터 밸브 60: 검사밸브
100: 액압 공급장치 110: 액압 제공유닛
120: 모터 130: 동력변환부
200: 유압 제어유닛 201: 제1 유압서킷
202: 제2 유압서킷 211: 제1 유압유로
212: 제2 유압유로 213: 제3 유압유로
214: 제4 유압유로 215: 제5 유압유로
216: 제6 유압유로 217: 제7 유압유로
218: 제8 유압유로 221: 인렛밸브
222: 아웃렛밸브 223: 체크밸브
231: 제1 제어밸브 232: 제2 제어밸브
233: 제3 제어밸브 234: 제4 제어밸브
235: 제5 제어밸브 236: 제6 제어밸브
241: 제1 덤프밸브 242: 제2 덤프밸브
243: 제3 덤프밸브 251: 제1 백업유로
252: 제2 백업유로 261: 제1 컷밸브
262: 제2 컷밸브 300 : 제어부
330 : 밸브 구동부 400 : 압력 감지부
410 : 페달 변위센서 420 : 압력센서
430: 모터 구동부

Claims (13)

1. 브레이크 페달의 변위량을 감지하는 페달 변위센서;
   모터의 운동에너지를 이용하여 복수의 차륜에 각각 마련된 복수의 휠 실린더로 전달되는 액압을 생성하는 액압 공급장치;
   상기 복수의 휠 실린더와 상기 액압 공급장치를 연결하는 복수의 유로에 설치되며, 상기 액압 공급장치에서 생성되는 액압의 흐름을 제어하는 복수의 밸브; 및
   상기 페달 변위센서의 센서값을 이용하여 요구 제동량을 결정하고, 상기 요구 제동량을 바탕으로 상기 액압 공급장치 및 상기 밸브를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는
   상기 액압 공급장치와 제1 휠 실린더를 연결하는 제1 유로에 리크가 발생한 경우, 상기 제1 유로에 설치된 제1 밸브가 폐쇄되도록 상기 제1 밸브에 인가되는 전류량을 결정하며, 상기 요구 제동량의 증감량에 따라 상기 전류량을 변경하는 전자식 브레이크 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제1 밸브에 인가되는 전류량을 상기 요구 제동량의 증감량에 비례하여 변경하는 전자식 브레이크 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 밸브는
   전류가 인가되면 폐쇄되는 노말 오픈 타입의 솔레노이드 밸브인 전자식 브레이크 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 요구 제동량의 증감량에 따라 미리 정해진 설정값과 비교하여 상기 제1 밸브에 인가되는 전류량을 변경하는 전자식 브레이크 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 유로는
   상기 제1 밸브의 전방과 후방을 연결하는 바이패스 유로를 포함하고,
   상기 복수의 밸브는
   상기 바이패스 유로에 설치되는 제2 밸브를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 밸브는
   상기 제1 유로에 리크가 발생한 경우, 상기 제1 휠 실린더에 저장된 액압이 상기 액압 공급장치로 전달되도록 액압의 흐름을 제어하는 전자식 브레이크 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제2 밸브는
   상기 액압 공급장치로 향하는 방향의 유압 흐름만을 허용하는 체크 밸브인 전자식 브레이크 시스템.
8. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제1 유로에 리크가 발생한 경우, 상기 액압 공급장치에서 상기 제1 휠 실린더로 향하는 제1 방향의 액압 흐름은 차단되고 상기 제1 방향의 반대 방향의 액압 흐름은 허용되도록 상기 제1 밸브를 제어하는 전자식 브레이크 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 복수의 유로 중 적어도 하나의 유로의 액압을 감지하는 압력센서의 센서값을 이용하여 리크 발생여부를 판단하는 전자식 브레이크 시스템.
   
   
   
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