KR102552998B1

KR102552998B1 - 전자식 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR102552998B1
Application number: KR1020180048461A
Authority: KR
Inventors: 최성호; 김진석
Original assignee: 에이치엘만도 주식회사
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2023-07-07
Also published as: KR20190124460A

Abstract

전자식 브레이크 시스템에 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 제동유체가 저장되는 리저버, 마스터 챔버와, 마스터 챔버에 마련되고 브레이크 페달에 의해 변위 가능하게 마련되는 마스터 피스톤과, 제1 및 제2 시뮬레이션 챔버와, 제1 시뮬레이션 챔버에 마련되고 마스터 챔버에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤과, 제2 시뮬레이션 챔버에 마련되고 반력 피스톤의 변위에 의해 변위 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤과, 제2 시뮬레이션 챔버에 마련되고 반력 피스톤 및 댐핑 피스톤을 탄성 지지하는 반력 스프링을 구비하는 통합형 마스터 실린더, 통합형 마스터 실린더와 리저버를 연통시키는 리저버 유로, 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키되, 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 유압피스톤의 일측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버와 유압피스톤의 타측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버를 포함하는 액압 공급장치 및 두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷과 다른 두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛을 포함하고, 유압 제어유닛은 제1 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 제1 유압유로에서 분기되어 제1 및 제2 유압서킷에 각각 연결되는 제2 및 제3 유압유로와, 제2 압력챔버와 연통되고 제2 유압유로에 연결되는 제4 유압유로와, 제2 유압유로와 제3 유압유로를 연결하는 제5 유압유로와, 제2 유압유로와 제5 유압유로를 연결하는 제6 유압유로와, 제2 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브와, 제3 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브와, 제4 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브와, 제5 유압유로 상에서 제6 유압유로가 연결된 지점과 제2 유압유로가 연결된 지점 사이에 마련되는 제4 제어밸브와, 제6 유압유로에 마련되는 제5 제어밸브를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

전자식 브레이크 시스템{Electric brake system}

본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크 페달의 변위에 대응하는 전기적 신호를 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템에 관한 것이다.

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

브레이크 시스템의 일 예로는 제동 시 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.

종래의 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 기계적으로 연결된 부스터를 이용하여 휠 실린더에 제동에 필요한 액압을 공급하였으나, 최근에는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 제동에 필요한 액압을 휠 실린더로 공급하는 액압 공급장치를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 많이 사용되고 있다.

EP 2 520 473 A1(Honda Motor Co., Ltd.) 2012. 11. 7.

본 실시 예는 마스터 실린더와 시뮬레이션 장치를 하나로 통합하여 부품 수를 절감하고 제품의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 다양한 운용상황에서도 제동을 효과적으로 구현할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 고압의 제동압력을 안정적으로 발생시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 성능 및 작동 신뢰성이 향상된 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 부품요소에 가해지는 부하를 저감하여 제품의 내구성이 향상된 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 제품의 조립성 및 생산성을 향상시킴과 동시에, 제품의 제조원가를 절감할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 제동유체가 저장되는 리저버; 마스터 챔버와, 상기 마스터 챔버에 마련되고 브레이크 페달에 의해 변위 가능하게 마련되는 마스터 피스톤과, 제1 및 제2 시뮬레이션 챔버와, 상기 제1 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 마스터 챔버에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤과, 상기 제2 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 반력 피스톤에 의해 변위 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤을 구비하는 통합형 마스터 실린더; 상기 통합형 마스터 실린더와 상기 리저버를 연통시키는 리저버 유로; 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키되, 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 상기 유압피스톤의 일측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버와 상기 유압피스톤의 타측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버를 포함하는 액압 공급장치; 및 두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷과, 다른 두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛;을 포함하고, 상기 유압 제어유닛은 상기 제1 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 상기 제1 유압유로에서 분기되어 상기 제1 및 제2 유압서킷에 각각 연결되는 제2 및 제3 유압유로와, 상기 제2 압력챔버와 연통되고 상기 제2 유압유로에 연결되는 제4 유압유로와, 상기 제2 유압유로와 상기 제3 유압유로를 연결하는 제5 유압유로와, 상기 제2 유압유로와 상기 제5 유압유로를 연결하는 제6 유압유로와, 상기 제2 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브와, 상기 제3 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브와, 상기 제4 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브와, 상기 제5 유압유로 상에서 상기 제6 유압유로가 연결된 지점과 상기 제2 유압유로가 연결된 지점 사이에 마련되는 제4 제어밸브와, 제6 유압유로에 마련되는 제5 제어밸브를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 유압 제어유닛은 상기 제2 압력챔버와 연통되고 상기 제3 유압유로에 연결되는 제7 유압유로와, 상기 제7 유압유로에 마련되는 제6 제어밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 제3 내지 제5 제어밸브는 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브로 마련되고, 상기 제1 제어밸브는 상기 제1 압력챔버로부터 상기 제1 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고, 상기 제2 제어밸브는 상기 제1 압력챔버로부터 상기 제2 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고, 상기 제6 제어밸브는 상기 제2 압력챔버로부터 상기 제2 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되어 제공될 수 있다.

제동유체가 저장되는 리저버; 마스터 챔버와, 상기 마스터 챔버에 마련되고 브레이크 페달에 의해 변위 가능하게 마련되는 마스터 피스톤과, 제1 및 제2 시뮬레이션 챔버와, 상기 제1 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 마스터 챔버에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤과, 상기 제2 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 반력 피스톤에 의해 변위 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤을 구비하는 통합형 마스터 실린더; 상기 통합형 마스터 실린더와 상기 리저버를 연통시키는 리저버 유로; 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키되, 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 상기 유압피스톤의 일측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버와 상기 유압피스톤의 타측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버를 포함하는 액압 공급장치; 및 두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷과, 다른 두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛;을 포함하고, 상기 유압 제어유닛은 상기 제1 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 상기 제1 유압유로에서 분기되어 상기 제1 및 제2 유압서킷에 각각 연결되는 제2 및 제3 유압유로와, 상기 제2 압력챔버와 연통되고 상기 제2 유압유로에 연결되는 제4 유압유로와, 상기 제2 유압유로와 상기 제3 유압유로를 연결하는 제5 유압유로와, 상기 제2 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브와, 상기 제3 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브와, 상기 제4 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브와, 상기 제5 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제4 제어밸브를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 유압 제어유닛은 상기 제2 압력챔버와 연통되고 상기 제3 유압유로에 연결되는 제6 유압유로와, 제6 유압유로에 마련되는 제5 제어밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 제2 내지 제4 제어밸브는 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브로 마련되고, 상기 제1 제어밸브는 상기 제1 압력챔버로부터 상기 제1 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고, 상기 제5 제어밸브는 상기 제2 압력챔버로부터 상기 제2 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되어 제공될 수 있다.

상기 통합형 마스터 실린더는 상기 제1 시뮬레이션 챔버와 상기 제2 시뮬레이션 챔버를 연통시키는 시뮬레이션 유로와, 상기 시뮬레이션 유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 댐핑 피스톤은 상기 제2 시뮬레이션 챔버를 가압 가능하게 마련되는 피스톤부재와, 상기 반력 피스톤과 상기 피스톤부재 사이에 배치되는 탄성부재를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 통합형 마스터 실린더는 상기 제2 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 반력 피스톤 및 상기 댐핑 피스톤을 탄성 지지하는 반력 스프링을 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 리저버 유로는 상기 마스터 챔버와 상기 리저버를 연통시키는 제1 리저버 유로와, 상기 제1 시뮬레이션 챔버와 상기 리저버를 연통시키는 제2 리저버 유로를 포함하고, 상기 제2 리저버 유로에 마련되어 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 진단밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서; 및 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보에 근거하여 밸브들을 제어하는 전자제어유닛;을 더 포함하고, 상기 전자제어유닛은 상기 페달 변위센서가 상기 브레이크 페달의 변위를 감지한 경우 상기 제4 제어밸브를 개방하도록 제어할 수 있다.

상기 제1 유압서킷 및 상기 제2 유압서킷 중 적어도 어느 하나의 액압을 감지하는 유로 압력센서를 더 포함하고, 상기 전자제어유닛은 상기 페달 변위센서가 감지한 페달변위가 기 설정된 변위수준보다 높거나, 상기 유로 압력센서가 감지한 액압이 기 설정된 압력수준보다 높은 경우 상기 제3 제어밸브를 개방하도록 제어할 수 있다.

상기 제1 유압서킷은 제1 및 제2 휠 실린더로 공급되는 액압을 각각 제어하는 제1 및 제2 인렛밸브와, 상기 제1 및 제2 휠 실린더로부터 상기 리저버로 배출되는 액압을 각각 제어하는 제1 및 제2 아웃렛밸브를 포함하고, 상기 제2 유압서킷은 제3 및 제4 휠 실린더로 공급되는 액압을 각각 제어하는 제3 및 제4 인렛밸브를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 마스터 챔버와 상기 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로; 및 상기 제1 시뮬레이션 챔버와 상기 제2 유압서킷을 연결하되, 상기 제3 인렛밸브의 하류 측 및 상기 제4 인렛밸브의 하류 측 중 적어도 어느 하나에 연결되는 제2 백업유로; 상기 제1 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제1 컷밸브; 및 상기 제2 백업유로를 선택적으로 개폐하는 적어도 하나의 제2 컷밸브;를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 제1 압력챔버와 상기 리저버를 연결하는 제1 덤프유로; 상기 제2 압력챔버와 상기 리저버를 연결하는 제2 덤프유로; 상기 제1 덤프유로에 마련되어 상기 리저버로부터 상기 제1 압력챔버로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 제1 덤프 체크밸브; 상기 제1 덤프유로 상에서 상기 제1 덤프 체크밸브에 대해 병렬로 연결되는 제1 바이패스 유로에 마련되어, 상기 리저버와 상기 제1 압력챔버 사이의 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 덤프밸브; 상기 제2 덤프유로에 마련되어 상기 리저버로부터 상기 제2 압력챔버로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 제2 덤프 체크밸브; 상기 제2 덤프유로 상에서 상기 제2 덤프 체크밸브에 대해 병렬로 연결되는 제2 바이패스 유로에 마련되어, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버 사이의 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 덤프밸브;를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서; 및 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보에 근거하여 밸브들을 제어하는 전자제어유닛;을 더 포함하고, 상기 전자제어유닛은 상기 유압피스톤의 전진에 의해 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 1차적으로 공급하도록 상기 제4 및 제5 제어밸브는 개방하고 상기 제3 제어밸브는 폐쇄하도록 제어하는 제1 제동모드와, 상기 제1 제동모드 이후 상기 유압피스톤의 후진에 의해 상기 제2 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 2차적으로 공급하도록 상기 제3 및 제4 제어밸브는 개방하고 상기 제5 제어밸브는 폐쇄하도록 제어하는 제2 제동모드와, 상기 제2 제동모드 이후 상기 유압피스톤의 전진에 의해 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 3차적으로 공급하도록 상기 제3 내지 제5 제어밸브를 개방하도록 제어하는 제3 제동모드를 구비하여 제공될 수 있다.

상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서; 및 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보에 근거하여 밸브들을 제어하는 전자제어유닛;을 더 포함하고, 상기 전자제어유닛은 상기 유압피스톤의 전진에 의해 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 1차적으로 공급하도록 상기 제2 및 제4 제어밸브는 개방하고 상기 제3 제어밸브는 폐쇄하도록 제어하는 제1 제동모드와, 상기 제1 제동모드 이후 상기 유압피스톤의 후진에 의해 상기 제2 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 2차적으로 공급하도록 상기 제3 및 제4 제어밸브는 개방하고 상기 제2 제어밸브는 폐쇄하도록 제어하는 제2 제동모드와, 상기 제2 제동모드 이후 상기 유압피스톤의 전진에 의해 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 3차적으로 공급하도록 상기 제2 내지 제4 제어밸브를 개방하도록 제어하는 제3 제동모드를 구비하여 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 통합형 마스터 실린더에 의해 부품 수를 절감하고 제품의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 차량의 다양한 운용상황에서 제동을 안정적이고 효과적으로 구현할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 고압의 제동압력을 안정적으로 발생시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 제품의 성능 및 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 부품요소의 고장 또는 제동유체의 누출 시에도 제동압력을 안정적으로 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 부품요소에 가해지는 부하를 저감하여 제품의 내구성이 향상되는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 제품의 조립성 및 생산성을 향상시킴과 동시에, 제품의 제조원가를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 통합형 마스터 실린더와, 리저버 및 리저버 유로를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 액압 제공유닛을 나타내는 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제1 제동모드의 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제2 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제3 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제3 제동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제2 제동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제1 제동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 비 정상 시작동하는 상태(폴백 모드)를 나타내는 유압회로도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 유압회로도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 유압회로도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 유압회로도이다.

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 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)을 나타내는 유압회로도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 브레이크 페달의 답력에 의해 내측에 수용된 브레이크 오일 등의 제동유체를 가압 및 토출하고 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 운전자에게 제공하는 통합형 마스터 실린더(20)와, 통합형 마스터 실린더(20)와 연통되며 내부에 제동유체를 저장하는 리저버(30)와, 제동유체의 액압이 전달되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(40)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)에 의해 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 제동유체의 액압을 발생시키는 액압 공급장치(100)와, 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하는 유압 제어유닛(200)과, 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)을 포함할 수 있다.

통합형 마스터 실린더(20)는 마스터 챔버(21a)와 시뮬레이션 챔버(22a, 23a)를 구비하여 내측의 제동유체를 가압 및 토출함과 동시에, 브레이크 페달(10)의 답력에 대한 반력을 운전자에게 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 통합형 마스터 실린더(20)와, 리저버(30) 및 리저버 유로(61, 62)를 나타내는 확대도로서, 도 2를 참조하면, 통합형 마스터 실린더(20)는 마스터 챔버(21a)와, 마스터 챔버(21a)에 마련되고 브레이크 페달(10)의 작동에 의해 변위 가능하게 마련되는 마스터 피스톤(21)과, 마스터 피스톤(21)을 탄성 지지하는 복원 스프링(미도시)와, 제1 및 제2 시뮬레이션 챔버(23a)와, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)에 마련되고 마스터 챔버(21a)에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤(22)과, 제2 시뮬레이션 챔버(23a)에 마련되고 반력 피스톤(22)의 변위에 의해 변위 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤(23)과, 제2 시뮬레이션 챔버(23a)에 마련되고 반력 피스톤(22) 및 댐핑 피스톤(23)을 탄성 지지하는 반력 스프링(24)과, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)와 제2 시뮬레이션 챔버(23a)를 연통시키는 시뮬레이션 유로(25)와, 시뮬레이션 유로(25)에 마련되는 시뮬레이터 밸브(26)를 포함할 수 있다.

마스터 챔버(21a)에는 인풋로드와 연결되는 마스터 피스톤(21)이 마련되고, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)에는 반력 피스톤(22)이 마련되며, 제2 시뮬레이션 챔버(23a)에는 댐핑 피스톤(23) 및 반력 스프링(24)이 마련된다. 마스터 챔버(21a)와, 제1 시뮬레이션 챔버(22a) 및 제2 시뮬레이션 챔버(23a)는 통합형 마스터 실린더(20) 상에서 브레이크 페달의 작동 방향을 따라 순차적으로 형성될 수 있다.

마스터 챔버(21a)는 제1 유압포트(27a) 및 제2 유압포트(27b)에 의해 제동유체가 유입 및 토출될 수 있으며, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)는 제3 유압포트(27c) 및 제5 유압포트(27e)에 의해 제동유체가 유입 및 토출될 수 있다. 또한 제2 시뮬레이션 챔버(23a)는 제4 유압포트(27d)에 의해 제동유체가 유입 및 토출될 수 있다. 구체적으로, 제1 유압포트(27a)는 후술하는 제1 백업유로(251)에 연결되고, 제2 유압포트(27b)는 후술하는 제1 리저버 유로(61)에 연결될 수 있다. 또한 제3 유압포트(27c) 및 제4 유압포트(27d)는 시뮬레이션 유로(25)에 연결되고, 제5 유압포트(27e)는 후술하는 제2 백업유로(252) 및 제2 리저버 유로(62)에 연결될 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 통합형 마스터 실린더(20)는 마스터 챔버(21a) 및 제1 시뮬레이션 챔버(22a)를 구비함으로써 부품요소의 고장 시 안전을 확보할 수 있다. 예컨대, 마스터 챔버(21a)는 차량의 우측 전륜(FR), 좌측 전륜(FL), 좌측 후륜(RL) 및 우측 후륜(RR) 중 두 개의 휠에 연결되고, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)는 다른 두 개의 휠에 연결될 수 있으며, 이에 따라 마스터 챔버(21a) 또는 제1 시뮬레이션 챔버(22a)에 문제가 발생한 경우에도 차량의 제동이 가능할 수 있다. 일 예로, 마스터 챔버(21a)는 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)에 연결되고, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)는 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)에 연결되어 마련될 수 있다.

통합형 마스터 실린더(20)의 마스터 피스톤(21)과 반력 피스톤(22) 사이에는 복원 스프링(미도시)이 마련될 수 있으며, 댐핑 피스톤(23)과 통합형 마스터 실린더(20)의 끝단 사이에는 반력 스프링(24)이 마련될 수 있다. 운전자가 브레이크 페달(10)을 작동하여 변위가 달라짐에 따라 마스터 피스톤(21)이 이동하며, 이 때 복원 스프링이 압축된다. 이 후 브레이크 페달(10)의 답력이 해제되면, 복원 스프링이 탄성력에 의해 팽창하면서 마스터 피스톤(21)이 원 위치로 복귀할 수 있다.

마스터 챔버(21a)는 제1 리저버 유로(61)를 통해 리저버(30)와 연결되고, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)는 제2 리저버 유로(62)를 통해 리저버(30)와 연결될 수 있다. 제1 리저버 유로(61)에는 리저버(30)로부터 마스터 챔버(21a)로 향하는 제동유체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단하는 리저버 체크밸브(미도시)가 마련될 수 있다. 이와는 달리, 별도의 리저버 체크밸브 없이 후술하는 실링부재(28a)에 의해 리저버(30)로부터 마스터 챔버(21a)로 항하는 제동유체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단할 수도 있다.

제2 리저버 유로(62)에는 제2 리저버 유로(62)를 통해 전달되는 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련되는 진단밸브(66)가 설치될 수 있으며, 진단밸브(66)는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 제2 리저버 유로(62) 상의 진단밸브(66) 전단에는 제2 백업유로(252)가 분기되어 마련될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

한편, 도면에는 여러 개의 리저버(30)가 도시되어 있고 각각의 리저버(30)는 동일한 도면 부호를 사용하고 있다. 이들 리저버(30)는 동일 부품으로 마련되거나 서로 다른 부품으로 마련될 수 있다.

통합형 마스터 실린더(20)는 마스터 챔버(21a)에 연결되는 제1 리저버 유로(61)의 전후에 배치되는 두 개의 실링부재(28a, 28b)와 제2 리저버 유로(62)의 전후에 배치되는 두 개의 실링부재(28c, 28d)를 포함할 수 있다. 실링부재(28)는 통합형 마스터 실린더(20)의 내벽 또는 마스터 피스톤(21)과 반력 피스톤(22) 및 댐핑 피스톤(23)의 외주면에 돌출 형성되는 링 형태의 구조로 마련될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 마스터 챔버(21a)에 연결되는 제1 리저버 유로(61)의 전방에 배치되는 실링부재(28a)는 쐐기 형상 등으로 이루어져, 리저버(30)로부터 마스터 챔버(21a)로 항하는 제동유체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단할 수 있다.

반력 피스톤(22)은 마스터 챔버(21a)에서 가압된 제동유체의 액압에 의해 제1 시뮬레이션 챔버(22a) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 마련되며, 댐핑 피스톤(23)은 반력 피스톤(22)의 이동에 따라 함께 이동하여 제2 시뮬레이션 챔버(23a)에 수용된 제동유체를 가압할 수 있다. 댐핑 피스톤(23)은 제2 시뮬레이션 챔버(23a)를 가압 가능하게 마련되는 피스톤부재(23b)와, 반력 피스톤(22)과 피스톤부재(23b) 사이에 배치되는 탄성부재(23c)를 포함할 수 있다. 또한 댐핑 피스톤(23)의 후방면(도면을 기준으로 댐핑 피스톤의 좌측면)과 통합형 마스터 실린더(20)의 단부 사이에는 반력 스프링(24)이 마련되어 댐핑 피스톤(23)과 반력 피스톤(22)을 탄성 지지할 수 있다. 탄성부재(23c)는 반력 피스톤(22)과 피스톤부재(23b) 사이에 배치되되, 반력 피스톤(22) 및 피스톤부재(23b)의 변위에 따라 압축 및 팽창 가능한 고무 등의 재질로 마련될 수 있다.

시뮬레이션 유로(25)는 제1 시뮬레이션 챔버(22a)와 제2 시뮬레이션 챔버(23a)를 서로 연통시키도록 마련되되, 시뮬레이션 유로(25)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브(26)가 마련될 수 있다.

시뮬레이터 밸브(26)는 평상 시 개방되어 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

통합형 마스터 실린더(20)에 의한 페달 시뮬레이션 작동에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 정상 작동 시 운전자가 브레이크 페달(10)을 작동하여 답력을 가하면 후술하는 제1 백업유로(251)에 마련되는 제1 컷밸브(261)는 폐쇄되고, 시뮬레이션 유로(25)의 시뮬레이터 밸브(26) 역시 폐쇄되며, 제2 리저버 유로(62)의 진단밸브(66)는 개방된다. 제2 시뮬레이션 챔버(23a)는 시뮬레이터 밸브(26)가 폐쇄됨에 따라 밀폐되고, 브레이크 페달의 변위에 따라 마스터 피스톤(21)이 이동하여 마스터 챔버(21a) 내의 제동유체가 가압되며, 그 액압이 반력 피스톤(22)의 전방면(도면을 기준으로 반력 피스톤의 우측면)으로 전달되면서 반력 피스톤(22)에 변위가 발생한다. 제2 시뮬레이션 챔버(23a)는 밀폐되어 피스톤부재(23b)는 변위가 발생하지 않으므로, 반력 피스톤(22)의 변위는 탄성부재(23c)를 압축시키게 되고, 탄성부재(23c)의 압축에 의한 탄성 복원력에 의해 운전자에게 페달감을 제공할 수 있다. 이 때, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)에 수용된 제동유체는 제2 리저버 유로(62)를 통해 리저버(30)로 전달된다. 이후 운전자가 브레이크 페달(10)의 답력을 해제하면 복원 스프링(미도시)와 탄성부재(23c)가 탄성력에 의해 팽창하면서 반력 피스톤(22) 및 마스터 피스톤(21)이 원 위치로 복귀하게 되고, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)는 제2 리저버 유로(62)를 통해 제동유체가 공급되어 채워질 수 있다.

이와 같이, 제1 시뮬레이션 챔버(22a) 내부는 항상 제동유체가 채워진 상태이기 때문에 페달 시뮬레이션 작동 시 반력 피스톤(22) 및 댐핑 피스톤(23)의 마찰이 최소화되어 통합형 마스터 실린더(20)의 내구성이 향상됨은 물론, 외부로부터 이물질의 유입이 차단될 수 있다.

한편, 전자식 브레이크 시스템(1)이 비 정상적으로 작동하는 경우, 즉 폴백모드의 작동상태에서 통합형 마스터 실린더(20)의 작동은 도 10을 참조하여 후술하도록 한다.

액압 공급장치(100)는 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 제동유체의 액압을 발생시키도록 마련된다.

액압 공급장치(100)는 휠 실린더(40)로 전달되는 제동유체 압력을 제공하는 액압 제공유닛(110)과, 페달 변위센서(11)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. 액압 제공유닛(110)은 모터(120)에서 공급되는 구동력이 아니라 고압 어큐뮬레이터에서 제공되는 압력에 의해 동작할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 제공유닛(110)을 나타내는 확대도로서, 도 3을 참조하면 액압 제공유닛(110)은 제동유체를 공급받아 저장되는 압력챔버를 구비하는 실린더블록(111)과, 실린더블록(111) 내에 수용되는 유압피스톤(114)과, 유압피스톤(114)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 압력챔버를 밀봉하는 실링부재(115a, 115b)와, 동력변환부(130)에서 출력되는 동력을 유압피스톤(114)으로 전달하는 구동축(133)을 포함한다.

압력챔버는 유압피스톤(114)의 전방(전진 방향, 도면을 기준으로 유압 피스톤의 좌측 방향)에 위치하는 제1 압력챔버(112)와, 유압피스톤(114)의 후방(후진 방향, 도면을 기준으로 유압 피스톤의 우측 방향)에 위치하는 제2 압력챔버(113)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 압력챔버(112)는 실린더블록(111)과 유압피스톤(114)의 전방면에 의해 구획 마련되어 유압피스톤(114)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련되고, 제2 압력챔버(113)는 실린더블록(111)과 유압피스톤(114)의 후방면에 의해 구획 마련되어 유압피스톤(114)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련된다.

제1 압력챔버(112)는 실린더블록(111)에 형성되는 제1 연통홀(111a)을 통해 후술하는 제1 유압유로(211)에 연결되고, 제2 압력챔버(113)는 실린더블록(111)에 형성되는 제2 연통홀(111b)을 통해 후술하는 제4 유압유로(214)에 연결된다.

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. 유압피스톤(114)의 전진 또는 후진에 의해 발생하는 제1 및 제2 압력챔버(112, 113)의 액압 또는 부압은 피스톤 실링부재(115a) 및 구동축 실링부재(115b)에 의해 밀봉되어 제2 압력챔버(113)에 누설되지 않고 제1 및 제4 유압유로(211, 214)에 전달될 수 있다.

제1 및 제2 압력챔버(112, 113)는 각각 제1 및 제2 덤프유로(116, 117)와, 제1 및 제2 바이패스 유로(118, 119)에 의해 리저버(30)와 연결되고, 제1 및 제2 덤프유로(116, 117)와 제1 및 제2 바이패스 유로(118, 119)에 의해 리저버(30)로부터 제동유체를 공급받아 수용하거나, 제1 및 제2 바이패스 유로(118, 119)에 의해 제1 또는 제2 압력챔버(112, 113)의 제동유체를 리저버(30)로 전달할 수 있다. 이를 위해 제1 덤프유로(116)는 실린더블록(111)에 형성되는 제3 연통홀(111c)에 의해 제1 압력챔버(112)와 연통되어 리저버(30)와 연결되어 마련될 수 있으며, 제2 덤프유로(117)는 실린더블록(111)에 형성되는 제4 연통홀(111d)에 의해 제2 압력챔버(113)와 연통되어 리저버(30)와 연결되어 마련될 수 있다. 또한 제1 바이패스 유로(118)는 제1 덤프유로(116) 상에서 분기 후 재합류되도록 연결될 수 있으며, 제2 바이패스유로(119)는 제2 덤프유로(117) 상에서 분기 후 재합류되도록 연결될 수 있다.

제1 및 제2 덤프유로(116, 117)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 덤프 체크밸브(241, 243)가 각각 마련될 수 있다. 도 1을 다시 참조하면, 제1 덤프 체크밸브(241)는 리저버(30)로부터 제1 압력챔버(112)로 향하는 제동유체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단하도록 마련되며, 제2 덤프 체크밸브(243)는 리저버(30)로부터 제2 압력챔버(113)로 향하는 제동유체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단하도록 마련될 수 있다.

또한 제1 덤프유로(116)에는 제1 바이패스 유로(118)가 제1 덤프 체크밸브(241)에 대해 병렬로 연결되고, 제1 바이패스 유로(118)에는 제1 압력챔버(112)와 리저버(30) 사이의 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 덤프밸브(242)가 마련될 수 있다. 다시 말해, 제1 바이패스 유로(118)는 제1 덤프유로(116) 상에서 제1 덤프 체크밸브(241)의 전방과 후방을 우회하여 연결할 수 있으며, 제1 덤프밸브(242)는 제1 압력챔버(112)와 리저버(30) 사이의 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제1 덤프밸브(242)는 평상 시 폐쇄되어 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제2 덤프유로(117)에는 제2 바이패스 유로(119)가 제2 덤프 체크밸브(243)에 대해 병렬로 연결되고, 제2 바이패스 유로(119)에는 제2 압력챔버(113)와 리저버(30) 사이의 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 덤프밸브(244)가 마련될 수 있다. 다시 말해, 제2 바이패스 유로(119)는 제2 덤프유로(117) 상에서 제2 덤프 체크밸브(243)의 전방과 후방을 우회하여 연결할 수 있으며, 제2 덤프밸브(244)는 제2 압력챔버(113)와 리저버(30) 사이의 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제2 덤프밸브(244)는 평상 시 개방되어 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

모터(120)는 전자제어유닛(ECU)으로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 구동력을 발생시키도록 마련된다. 모터(120)는 스테이터(121)와 로터(122)를 포함하여 마련될 수 있으며, 이를 통해 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써 유압피스톤(114)의 변위를 발생시키는 동력을 제공할 수 있다. 모터(120)의 회전 각속도와 회전각은 모터 제어센서(MPS)에 의해 정밀하게 제어될 수 있다. 모터(120)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

동력변환부(130)는 모터(120)의 회전력을 직선운동으로 변환하도록 마련된다. 동력변환부(130)는 일 예로, 웜샤프트(131)와 웜휠(132)과 구동축(133)을 포함하는 구조로 마련될 수 있다.

웜샤프트(131)는 모터(120)의 회전축과 일체로 형성될 수 있고, 외주면에 웜이 형성되어 웜휠(132)과 맞물리도록 결합하여 웜휠(132)을 회전시킬 수 있다. 웜휠(132)은 구동축(133)과 맞물리도록 연결되어 구동축(133)을 직선 이동 시킬 수 있으며, 구동축(133)은 유압피스톤(114)과 연결되는 바, 이를 통해 유압피스톤(114)이 실린더블록(111) 내에서 슬라이딩 이동될 수 있다.

이상의 동작들을 다시 설명하면, 페달 변위센서(11)에 의해 브레이크 페달(10)에 변위가 감지되면, 감지된 신호가 전자제어유닛으로 전달되고, 전자제어유닛은 모터(120)를 구동하여 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 실린더블록(111) 내에서 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킬 수 있다.

반대로, 브레이크 페달(10)의 답력이 해제되면 전자제어유닛은 모터(120)를 구동하여 웜샤프트(131)를 반대 방향으로 회전시킨다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대 방향으로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 실린더블록(111) 내에서 후진하면서 제1 압력챔버(112)에 부압을 발생시킬 수 있다.

제2 압력챔버(113)의 액압과 부압의 발생은 위와 반대 방향으로 작동함으로써 구현할 수 있다. 즉, 페달 변위센서(11)에 의해 브레이크 페달(10)에 변위가 감지되면, 감지된 신호가 전자제어유닛으로 전달되고, 전자제어유닛은 모터(120)를 구동하여 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 실린더블록(111) 내에서 후진하면서 제2 압력챔버(113)에 액압을 발생시킬 수 있다.

반대로, 브레이크 페달(10)의 답력이 해제되면 전자제어유닛은 모터(120)를 일 방향으로 구동하여 웜샤프트(131)를 일 방향으로 회전시킨다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 실린더블록(111) 내에서 전진하면서 제2 압력챔버(113)에 부압을 발생시킬 수 있다.

이처럼 액압 공급장치(100)는 모터(120)가 구동에 의한 웜샤프트(131)의 회전 방향에 따라 제1 압력챔버(112) 및 제2 압력챔버(113)에 각각 액압이 발생하거나 부압이 발생할 수 있는데, 액압을 전달하여 제동을 구현할 것인지, 아니면 부압을 이용하여 제동을 해제할 것인지는 밸브들을 제어함으로써 결정할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

한편, 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 있으며, 이와 같은 볼스크류 너트 조립체의 구조는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 동력변환부(130)는 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있다면 어느 하나의 구조에 한정되지 않으며, 다양한 구조 및 방식의 장치로 이루어지는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.

유압 제어유닛(200)은 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하도록 마련될 수 있으며, 전자제어유닛(ECU)은 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치(100)와 각종 밸브들을 제어하도록 마련된다.

유압 제어유닛(200)은 네 개의 휠 실린더(40) 중, 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 유압서킷(201)과, 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제2 유압서킷(202)을 구비할 수 있으며, 통합형 마스터 실린더(20) 및 액압 공급장치(100)로부터 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하도록 다수의 유로 및 밸브를 포함한다.

이하에서는 다시 도 1을 참조하여, 유압 제어유닛(200)에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 제1 유압유로(211)는 제1 압력챔버(112)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결하도록 마련되고, 제1 유압유로(211)는 제1 유압서킷(201)과 연통되는 제2 유압유로(212)와 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제3 유압유로(213)로 분기되어 마련될 수 있다. 이로써 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제1 압력챔버(112)에 발생한 액압은 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)를 통해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)으로 전달될 수 있다.

제2 유압유로(212)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브(231)가 마련될 수 있으며, 제1 제어밸브(231)는 제1 압력챔버(112)로부터 제1 유압서킷(201)으로 향하는 방향의 제동유체 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제1 제어밸브(231)는 제1 압력챔버(112)에서 발생한 액압이 제1 유압서킷(201)으로 전달되는 것을 허용하면서도, 제1 유압서킷(201)의 액압이 제2 유압유로(212)를 통해 제1 압력챔버(112)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

제3 유압유로(213)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브(232)가 마련될 수 있다. 제2 제어밸브(232)는 제1 압력챔버(112)로부터 제2 유압서킷(202)으로 향하는 방향의 제동유체 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제2 제어밸브(232)는 제1 압력챔버(112)에서 발생한 액압이 제2 유압서킷(202)으로 전달되는 것을 허용하면서도, 제2 유압서킷(202)의 액압이 제3 유압유로(213)를 통해 제1 압력챔버(112)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

제4 유압유로(214)는 제2 압력챔버(113)과 제1 유압서킷(201)을 연결하도록 마련될 수 있으며, 이를 위해 제4 유압유로(214)의 양단부는 각각 제2 압력챔버(113)와 제2 유압유로(212) 상의 제1 제어밸브(231) 후단에 연통되도록 마련될 수 있다. 제5 유압유로(215)는 일단이 제2 유압유로(212) 상의 제1 제어밸브(231) 후단에 연결되고, 타단이 제3 유압유로(213)의 제2 제어밸브(232)의 후단에 연결되어 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)를 연결하도록 마련될 수 있다. 제6 유압유로(216)는 제2 유압유로(212)와 제5 유압유로(215)를 연결하도록 마련될 수 있으며, 이를 위해 제6 유압유로(216)의 양단부는 각각 제2 유압유로(212) 상의 제1 제어밸브(231) 전단과 제5 유압유로(215)에 연통되어 마련될 수 있다. 또한 제7 유압유로(217)는 제2 압력챔버(113)와 제2 유압서킷(202)을 연결하도록 제4 유압유로(214) 상의 제3 제어밸브(233) 전단에서 분기되고, 제3 유압유로(213) 상의 제2 제어밸브(232) 후단에 합류하도록 마련될 수 있다.

제4 유압유로(214)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브(233)가 마련될 수 있다.

제3 제어밸브(233)는 제2 압력챔버(113)와 연통되는 제4 유압유로(214)를 따라 전달되는 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제3 제어밸브(233)는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제5 유압유로(215)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제4 제어밸브(234)가 마련될 수 있다.

제4 제어밸브(234)는 제5 유압유로(215) 상에서 제6 유압유로(216)가 연결된 지점과 제2 유압유로(212)가 연결된 지점 사이에 마련될 수 있으며, 제4 제어밸브(234)는 제5 유압유로(215)를 따라 전달되는 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제4 제어밸브(224)는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제6 유압유로(216)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제5 제어밸브(235)가 마련될 수 있다.

제5 제어밸브(235)는 제6 유압유로(216)를 따라 전달되는 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제5 제어밸브(235)는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제7 유압유로(217)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제6 제어밸브(236)가 마련될 수 있다.

제6 제어밸브(236)는 제2 압력챔버(113)로부터 제2 유압서킷(202)으로 향하는 방향의 제동유체 흐름만을 허용하고, 반대방향의 제동유체 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제6 제어밸브(236)는 제2 압력챔버(113)에서 발생한 액압이 제2 유압서킷(202)으로 전달되는 것을 허용하면서도, 제2 유압서킷(202)의 액압이 제7 유압유로(217)를 통해 제2 압력챔버(113)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 유압 제어유닛(200)의 제1 유압서킷(201) 및 제2 유압서킷(202)에 대해 설명한다.

제1 유압서킷(201)은 네 개의 차륜(RR, RL, FR, FL) 중 두 개의 휠 실린더인 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)의 액압을 제어하고, 제2 유압서킷(202)은 다른 두 개의 휠 실린더인 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)의 액압을 제어할 수 있다.

제1 유압서킷(201)은 제2 유압유로(212)를 통해 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압유로(212)는 제1 휠 실린더(41)와 제2 휠 실린더(42)로 연결되는 두 유로로 분기되어 마련될 수 있다. 마찬가지로, 제2 유압서킷(202)은 제1 제3 유압유로(213)를 통해 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제3 유압유로(213)는 제3 휠 실린더(43)와 제4 휠 실린더(44)로 연결되는 두 유로로 분기되어 마련될 수 있다.

제1 및 제2 유압서킷(201, 202)은 제1 내지 제4 휠 실린더(40)로 전달되는 제동유체의 흐름 및 액압을 제어하도록 제1 내지 제4 인렛밸브(221: 221a, 221b, 221c, 221d)를 각각 구비할 수 있다. 제1 내지 제4 인렛밸브(221)들은 제1 내지 제4 휠 실린더(41, 42, 43, 44)의 상류 측에 각각 배치되며 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 전기적 신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제1 및 제2 유압서킷(201, 202)은 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들에 대하여 병렬 연결되는 마련되는 제1 내지 제4 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들을 포함할 수 있다. 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들은 제1 및 제2 유압서킷(201, 202) 상에서 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)의 전방과 후방을 연결하는 바이패스 유로에 마련될 수 있으며, 각각의 휠 실린더로부터 액압 제공유닛(110)으로의 제동유체의 흐름만을 허용하고, 액압 제공유닛(110)으로부터 휠 실린더로의 제동유체의 흐름은 차단하도록 마련될 수 있다. 제1 내지 제4 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)들은 제1 내지 제4 휠 실린더(40)에 가해진 제동유체의 액압을 신속하게 빼낼 수 있으며, 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)가 정상적으로 작동하지 않는 경우에도, 휠 실린더에 가해진 제동유체의 액압이 액압 제공유닛(110)으로 유입될 수 있도록 한다.

제1 유압서킷(201)은 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)의 제동 해제 시 성능 향상을 위해 리저버(30)와 연결되는 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)를 구비할 수 있다. 제1 및 제2 아웃렛밸브(222)는 각각 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)와 연결되어 휠 실린더로부터 제동유체가 빠져나가는 흐름을 제어한다. 즉, 제1 및 제2 아웃렛밸브(222)는 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)의 제동압력을 감지하여 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 휠 실린더의 감압을 제어할 수 있다. 제1 및 제2 아웃렛밸브(222)는 평상 시에는 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

한편, 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44) 측의 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)의 후단 또는 하류 측에는 후술하는 제2 백업유로(252)가 각각 연결되고, 제2 백업유로(252)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 적어도 하나 마련될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 제공유닛(110)은 복동식으로 작동할 수 있다.

구체적으로, 유압피스톤(114)이 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생된 액압은 제1 유압유로(211), 제2 유압유로(212)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)의 제동을 구현할 수 있으며, 제1 유압유로(211), 제3 유압유로(213)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)의 제동을 구현할 수 있다. 이 때, 제1 압력챔버(112)에 발생된 액압은 제1 유압유로(211), 제6 유압유로(216) 및 제5 유압유로(215)를 순차적으로 거쳐 제2 유압유로(212) 및 제3 유압유로(213)로 공급됨으로써 제1 유압서킷(201) 및 제2 유압서킷(202)으로 전달될 수도 있다.

마찬가지로, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제2 압력챔버(113)에 발생된 액압은 제4 유압유로(214), 제2 유압유로(212)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)의 제동을 구현할 수 있으며, 동일하게 제7 유압유로(217), 제3 유압유로(213)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)의 제동을 구현할 수 있다. 이 때, 제2 압력챔버(113)에 발생된 액압은 제4 유압유로(214), 제5 유압유로(215) 및 제6 유압유로(216)를 순차적으로 거쳐 제2 유압유로(212)로 공급됨으로써 제1 유압서킷(20!)으로 전달되거나, 제4 유압유로(214), 제5 유압유로(215)를 순차적으로 거쳐 제3 유압유로(213)로 공급됨으로써 제2 유압서킷(202)으로 전달될 수도 있다.

또한, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)의 제동유체를 흡입하여 제1 유압서킷(201)으로부터 제2 유압유로(212), 제5 유압유로(215), 제6 유압유로(216)를 통해 제1 압력챔버(112)로 제동유체가 복귀될 수 있고, 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)의 제동유체를 흡입하여 제2 유압서킷(202)으로부터 제3 유압유로(213), 제5 유압유로(215), 제6 유압유로(216)를 통해 제1 압력챔버(112)로 제동유체가 복귀될 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 장치의 고장 등에 의해 정상적인 작동이 불가능한 경우, 통합형 마스터 실린더(20)로부터 토출된 제동유체를 직접 휠 실린더로 공급하여 제동을 구현할 수 있는 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 포함할 수 있다. 통합형 마스터 실린더(20)의 액압이 휠 실린더로 직접 전달되는 모드를 폴백 모드(Fallback mode)라 한다.

제1 백업유로(251)는 통합형 마스터 실린더(20)의 마스터 챔버(21a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하도록 마련되고, 제2 백업유로(252)는 통합형 마스터 실린더(20)의 제1 시뮬레이션 챔버(22a)와 제2 유압서킷(202)을 연결하도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 제1 백업유로(251)는 제1 유압서킷(201) 상에서 제1 인렛밸브(221a) 및 제2 인렛밸브(221b)의 후단 중 적어도 어느 하나에 합류하도록 연결될 수 있으며, 제2 백업유로(252)는 제2 유압서킷(202) 상에서 제3 인렛밸브(221c)의 후단 및 제4 인렛밸브(221d)의 후단 중 적어도 어느 하나에 합류하도록 연결될 수 있다. 도면에서는 제2 백업유로(252)가 분기하여 제2 유압서킷(202) 상에서 제3 인렛밸브(221c)의 후단 및 제4 인렛밸브(221d)의 후단에 각각 연결되는 것으로 도시되어 있으나 당해 구조에 한정되는 것은 아니며, 제3 인렛밸브(221c)의 후단 및 제4 인렛밸브(221d)의 후단 중 적어도 어느 하나에 합류한다면 동일하게 이해되어야 할 것이다.

제1 백업유로(251)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)가 마련되고, 제2 백업유로(252)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 적어도 하나 마련될 수 있다. 제2 컷밸브(262)는 제2 백업유로(252)가 분기하여 제3 인렛밸브(221c)의 후단 및 제4 인렛밸브(221d)의 후단에 연결되는 경우 도면에 도시된 바와 같이, 분기된 지점과 합류한 지점 사이에 각각 복수개가 마련될 수 있다. 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

이로써, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 폐쇄하는 경우에는 액압 공급장치(100)에서 제공되는 액압이 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 통해 휠 실린더(40)로 공급될 수 있으며, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 개방하는 경우에는 통합형 마스터 실린더(20)에서 제공되는 액압이 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통해 휠 실린더(40)로 공급될 수 있다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 유압서킷(201) 및 제2 유압서킷(202) 중 적어도 어느 하나의 액압을 감지하는 유로 압력센서(PS1)를 포함할 수 있다. 유로 압력센서(PS1)는 제1 유압서킷(201) 및 제2 유압서킷(202) 중 적어도 어느 하나의 인렛밸브(221) 전단에 마련되어 제1 유압서킷(201) 및 제2 유압서킷(202)에 가해지는 제동유체의 액압을 감지할 수 있다. 도면에서는 유로 압력센서(PS1)가 제2 유압서킷(202)에 마련되는 것으로 도시되어 있으나, 당해 구조에 한정되는 것은 아니며, 유압서킷(201, 202)에 가해지는 액압을 감지할 수 있다면 한 개 또는 다양한 수로 마련되는 경우를 포함한다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상 작동상태에서 제동압력을 제공하는 작동상태에 대해 설명한다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 액압 공급장치(100)를 제1 제동모드와, 제2 제동모드 및 제3 제동모드로 구분하여 사용할 수 있다. 제1 제동모드는 액압 공급장치(100)에 의한 액압을 휠 실린더(40)로 1차적으로 제공하고, 제2 제동모드는 액압 공급장치(100)에 의한 액압을 휠 실린더(40)로 2차적으로 제공하여 제1 제동모드보다 고압의 제동압력을 전달하며, 제3 제동모드는 액압 공급장치(100)에 의한 액압을 휠 실린더(40)로 3차적으로 제공하여 제2 제동모드보다 고압의 제동압력을 전달할 수 있다. 제1 내지 제3 제동모드는 액압 공급장치(100) 및 유압 제어유닛(200)의 동작을 달리함으로써 변경할 수 있다. 액압 공급장치(100)는 제1 내지 제3 제동모드를 활용함으로써 모터(120)의 출력을 증가시키기 않고서도 높은 액압을 제공할 수 있으며, 나아가 모터(120)에 가해지는 불필요한 부하를 방지할 수 있다. 이로써, 브레이크 시스템의 원가와 무게를 저감하면서도 안정적인 제동력을 확보할 수 있으며, 장치의 내구성 및 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.

모터(120)의 구동에 의해 유압피스톤(114)이 전진하면 제1 압력챔버(112)에 액압이 발생된다. 유압피스톤(114)은 초기 위치에서 전진할수록, 즉 유압피스톤(114)의 작동 스트로크가 증가할수록 제1 압력챔버(112)로부터 휠 실린더로 전달되는 제동유체의 공급량이 증가하면서 제동압력이 상승한다. 그러나 유압피스톤(114)은 유효 스트로크가 존재하므로 유압피스톤(114)의 전진으로 인한 최대 압력이 존재한다. 한편, 모터(120)의 구동에 의해 유압피스톤(114)이 후진하면 제2 압력챔버(113)에 액압이 발생되며, 이 경우 제2 압력챔버(113)에는 구동축(133)이 존재하므로 스트로크 당 압력 증가율이 제1 압력챔버(112)보다 낮다.

따라서 제동 응답성이 중요한 제동 초기에는 스트로크 당 압력 증가율이 크도록 유압피스톤(114)을 전진하도록 작동하되, 최대 제동력이 중요한 제동 후기에는 최대 압력을 높일 수 있도록 유압피스톤(114)을 후진 및 다시 전진하도록 작동할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 유압피스톤(114)이 전진하면서 제1 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 4를 참조하면, 제동 초기에 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟으면 모터(120)가 일 방향으로 회전하도록 동작하고, 모터(120)의 회전력이 동력전달부(130)에 의해 액압 제공유닛(110)으로 전달되며, 액압 제공유닛(110)의 유압피스톤(114)이 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킨다. 제1 압력챔버(112)로부터 토출되는 액압은 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)을 통해 4개의 휠에 각각 마련되는 제1 내지 제4 휠 실린더(40)로 전달되어 제동력을 발생시킨다.

구체적으로, 제1 압력챔버(112)에서 제공되는 액압은 제1 유압유로(211), 제2 유압유로(212)를 순차적으로 통과하거나, 제1 유압유로(211), 제6 유압유로(216), 제5 유압유로(215) 및 제2 유압유로(212)를 순차적으로 통과하여 제1 유압서킷(201)에 마련되는 휠 실린더(41, 42)에 1차적으로 전달된다. 이 때, 제1 유압서킷(201)에서 분기되는 두 유로에 각각 설치되는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)는 열린 상태로 마련되며, 제1 유압서킷(201)의 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)는 닫힌 상태로 유지되어 액압이 리저버(30)로 누설되는 것을 방지한다.

또한, 제1 압력챔버(112)에서 제공되는 액압은 제1 유압유로(211)와 제3 유압유로(213)를 순차적으로 통과하거나, 제1 유압유로(211), 제6 유압유로(216), 제5 유압유로(215) 및 제3 유압유로(213)를 순차적으로 통과하여 제2 유압서킷(202)에 마련되는 휠 실린더(43, 44)에 1차적으로 전달된다. 이 때, 제2 유압서킷(202)에서 분기되는 두 유로에 각각 설치되는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)는 열린 상태로 마련된다. 또한 후술하는 바와 같이, 제2 백업유로(251)의 제2 컷밸브(262) 역시 정상 작동 시 폐쇄되어 마련되므로, 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)를 통해 전달되는 액압이 제2 백업유로(252) 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 작동을 위해 제1 제동모드에서 제4 및 제5 제어밸브(234, 235)는 열린 상태로 제어되며, 제3 제어밸브(233)는 닫힌 상태로 유지되어 제4 유압유로(214)를 차단할 수 있다. 이를 통해 제1 압력챔버(112)에서 발생한 액압이 제4 유압유로(214)를 통해 제2 압력챔버(113)로 전달되는 것을 방지하여 유압피스톤(114)의 스트로크 당 압력 증가율을 향상시킬 수 있다. 따라서 제동 초기에 신속한 제동 응답을 도모할 수 있다.

액압 공급장치(100)에 의해 제동유체의 액압 발생 시 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 마련되는 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 폐쇄되어 통합형 마스터 실린더(20)에서 토출되는 유압이 휠 실린더(40) 측으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 마스터 챔버(21a)에 발생된 액압은 반력 피스톤(22)으로 전달된다. 이 때, 시뮬레이션 유로(25)에 마련되는 시뮬레이터 밸브(26)는 폐쇄됨으로써 제2 시뮬레이션 챔버(23a)는 밀폐되고, 제1 리저버 유로(61)에 마련되는 진단밸브(66)는 개방됨으로써 제1 시뮬레이션 챔버(22a)와 리저버(30)가 연통된다. 마스터 피스톤(21)에 의해 마스터 챔버(21a)에서 가압된 제동유체가 반력 피스톤(22)으로 전달되면서 반력 피스톤(23)의 탄성부재(23c)를 압축시키고, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)에 수용된 제동유체는 제1 리저버 유로(61)를 통해 리저버(30)로 전달되며, 압축된 탄성부재(23c)의 탄성 복원력에 의해 브레이크 페달(10)의 답력에 상응하는 반력이 작용함으로써 운전자에게 적절한 페달감을 제공할 수 있다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 제동모드보다 고압의 제동압력을 발생시키도록 제1 제동모드에서 도 5에 도시된 제2 제동모드로 전환할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 유압피스톤(114)이 후진하면서 제2 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 5을 참조하면, 전자제어유닛은 페달 변위센서(11)가 감지한 브레이크 페달(10)의 변위가 기 설정된 제1 변위수준보다 높거나, 유로 압력센서(PS1)에 의해 감지한 액압이 기 설정된 제1 압력수준보다 높은 경우, 보다 고압의 제동압력을 요구하는 것으로 판단하여 제1 제동모드에서 제2 제동모드로 전환할 수 있다.

제2 제동모드로 전환되면 모터(120)가 타 방향으로 회전하도록 동작하고, 모터(120)의 회전력이 동력전달부(130)에 의해 액압 제공유닛(110)으로 전달되며, 액압 제공유닛(110)의 유압피스톤(114)이 후진하면서 제2 압력챔버(113)에 액압을 발생시킨다. 제2 압력챔버(113)로부터 토출되는 액압은 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)을 통해 4개의 휠에 각각 마련되는 제1 내지 제4 휠 실린더(40)로 전달되어 제동력을 발생시킨다.

구체적으로, 제2 압력챔버(113)에서 제공되는 액압은 제4 유압유로(214), 제2 유압유로(212)를 순차적으로 통과하여 제1 유압서킷(201)에 마련되는 휠 실린더(41, 42)에 2차적으로 전달된다. 이 때, 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)는 열린 상태를 유지하며, 제1 유압서킷(201)의 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)는 닫힌 상태를 유지하여 액압이 리저버(30)로 누설되는 것을 방지한다.

또한, 제2 압력챔버(113)에서 제공되는 액압은 제4 유압유로(214), 제5 유압유로(215) 및 제3 유압유로(213)를 순차적으로 통과하거나, 제4 유압유로(214), 제7 유압유로(217), 제3 유압유로(213)를 순차적으로 통과하여 제2 유압서킷(202)에 마련되는 휠 실린더(43, 44)에 2차적으로 전달된다. 이 때, 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)는 열린 상태를 유지하며, 제2 백업유로(251)의 제2 컷밸브(262)는 닫힌 상태를 유지하여 액압이 제2 백업유로(252) 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 작동을 위해 제2 제동모드에서 제3 및 제4 제어밸브(233, 234)는 열린 상태로 제어되며, 제5 제어밸브는(235)는 닫힌 상태로 전환하여 제6 유압유로(216)를 차단할 수 있다. 이를 통해, 제2 압력챔버(113)에서 발생한 액압이 제6 유압유로(216)를 거쳐 제1 압력챔버(112)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 또한 제2 바이패스 유로(119)에 마련되는 제2 덤프밸브(244) 역시 닫힌 상태로 전환하여 제2 압력챔버(113)에서 발생한 액압이 제2 덤프유로(117) 및 제2 바이패스 유로(119)를 거쳐 리저버(30)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

제2 제동모드에서도 제1 제동모드와 마찬가지로, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 폐쇄되고, 시뮬레이터 밸브(26) 역시 폐쇄되되, 진단밸브(66)는 개방된 상태로 제어된다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 제2 제동모드보다 고압의 제동압력을 발생시키도록 제2 제동모드에서 도 6에 도시된 제3 제동모드로 전환할 수 있다

도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 유압피스톤(114)이 다시 전진하면서 제3 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 6을 참조하면, 전자제어유닛은 페달 변위센서(11)가 감지한 브레이크 페달(10)의 변위가 기 설정된 제2 변위수준보다 높거나, 유로 압력센서(PS1)에 의해 감지한 액압이 기 설정된 제2 압력수준보다 높은 경우, 보다 고압의 제동압력을 요구하는 것으로 판단하여 제2 제동모드에서 제3 제동모드로 전환할 수 있다.

제3 제동모드로 전환되면 모터(120)가 다시 일 방향으로 회전하도록 동작하고, 모터(120)의 회전력이 동력전달부(130)에 의해 액압 제공유닛(110)으로 전달되며, 액압 제공유닛(110)의 유압피스톤(114)이 전진하면서 다시 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킨다. 제1 압력챔버(112)로부터 토출되는 액압은 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)을 통해 4개의 휠에 각각 마련되는 제1 내지 제4 휠 실린더(40)로 전달되어 제동력을 발생시킨다.

구체적으로, 제1 압력챔버(112)에서 제공되는 액압은 제1 유압유로(211), 제2 유압유로(212)를 순차적으로 통과하거나, 제1 유압유로(211), 제6 유압유로(216), 제5 유압유로(215) 및 제2 유압유로(212)를 순차적으로 통과하여 제1 유압서킷(201)에 마련되는 휠 실린더(41, 42)에 3차적으로 전달된다. 이 때, 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)는 열린 상태를 유지하며, 제1 유압서킷(201)의 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)는 닫힌 상태를 유지하여 액압이 리저버(30)로 누설되는 것을 방지한다.

또한, 제1 압력챔버(112)에서 제공되는 액압은 제1 유압유로(211)와 제3 유압유로(213)를 순차적으로 통과하거나, 제1 유압유로(211), 제6 유압유로(216), 제5 유압유로(215) 및 제3 유압유로(213)를 순차적으로 통과하여 제2 유압서킷(202)에 마련되는 휠 실린더(43, 44)에 3차적으로 전달된다. 이 때, 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)는 열린 상태를 유지하며, 제2 백업유로(251)의 제2 컷밸브(262) 역시 닫힌 상태를 유지하여 액압이 제2 백업유로(252) 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

제3 제동모드에서는 제3 제어밸브(233)가 열린 상태로 전환되어 제4 유압유로(214)를 개방할 수 있다. 따라서 제1 압력챔버(112) 및 제2 압력챔버(113)가 서로 연통되어 제동압력이 서로 일치하도록 동기화되고, 이를 통해 모터(120)에 가해지는 부하를 저감하도록 활용될 수 있다. 이는 제3 제동모드는 고압의 제동압력이 제공되는 상태이므로, 유압피스톤(114)이 전진할수록 제1 압력챔버(112)의 액압이 유압피스톤(114)을 후진시키려는 힘이 증가하게 되고, 이에 따라 모터(120)에 가해지는 부하 역시 증가하게 된다. 그러나 제3 제어밸브(233)의 제어를 통해 제4 유압회로(214)를 개방함으로써, 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)의 제동압력을 동기화시킴으로써 제2 압력챔버(113)에도 액압이 형성되어 모터(120)에 가해지는 부하를 저감할 수 있다.

이와 같은 작동을 위해 제3 제동모드에서 제3 내지 제5 제어밸브(233, 234, 235)는 열린 상태로 제어되며, 제2 바이패스 유로(119)에 마련되는 제2 덤프밸브(244) 역시 닫힌 상태를 유지하여 제2 압력챔버(113)의 액압이 제2 덤프유로(117) 및 제2 바이패스 유로(119)를 거쳐 리저버(30)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

제3 제동모드에서도 제1 및 제2 제동모드와 마찬가지로, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 폐쇄되고, 시뮬레이터 밸브(26) 역시 폐쇄되되, 진단밸브(66)는 개방된 상태로 제어된다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 정상 작동상태에서 제동압력을 해제하는 작동상태에 설명한다.

도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 유압피스톤(114)이 후진하면서 제3 제동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 7을 참조하면, 브레이크 페달(10)에 가해진 답력이 해제되면 모터(120)가 타 방향으로 회전력을 발생하여 동력변환부(130)로 전달하고, 동력변환부(130)의 웜샤프트(131), 웜휠(132) 및 구동축(133)은 유압피스톤(114)을 후진시킨다. 이로써, 제1 압력챔버(112)의 액압을 해제하고, 부압을 발생시킬 수 있다. 이와 동시에, 휠 실린더로부터 배출되는 제동유체는 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 통해 제1 압력챔버(112)로 전달된다.

구체적으로, 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 제2 유압유로(212), 제5 유압유로(215) 및 제6 유압유로(216)를 순차적으로 통과하여 제1 유압서킷(201)에 마련되는 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)의 압력을 해제한다. 이 때, 제1 유압서킷(201)에서 분기되는 두 유로에 각각 설치되는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)는 열린 상태로 유지되며, 제1 유압서킷(201)에서 분기되는 두 유로에서 각각 분기되는 유로에 설치되는 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)는 닫힌 상태로 유지되어 리저버(30)의 제동유체가 제1 압력챔버(112)로 유입되는 것을 방지한다.

또한, 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 제3 유압유로(213), 제5 유압유로(215) 및 제6 유압유로(216)를 순차적으로 통과하여 제2 유압서킷(202)에 마련되는 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)의 압력을 해제한다. 이 때, 제2 유압서킷(202)에서 분기되는 두 유로에 각각 설치되는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)는 열린 상태로 유지되며, 제2 백업유로(215)의 제2 컷밸브(262)는 닫힌 상태로 유지되어 제2 백업유로(252) 상의 제동유체가 제1 압력챔버(112)로 유입되는 것을 방지한다.

이와 같은 작동을 위해, 제3 제동모드의 해제 시 제3 내지 제5 제어밸브(233, 234, 235)는 열린 상태로 제어되며, 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)는 서로 연통된다. 즉, 제1 압력챔버(112)에 부압이 형성되기 위해서는 유압피스톤(114)이 후진하여야 하나, 제2 압력챔버(113)에 제동유체의 액압이 존재할 경우 유압피스톤(114)의 후진이동에 저항이 발생한다. 따라서, 제3 제어밸브(233)를 열린 상태로 전환하여 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)를 연통시킴으로써 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)의 제동압력을 동기화하여 유압피스톤(114)의 후진을 원활하게 구현할 수 있다.

이 때, 제2 덤프밸브(244)는 닫힌 상태로 전환될 수 있다. 제2 덤프밸브(244)가 닫힘으로써 제2 압력챔버(113) 내의 제동유체는 제4 유압유로(214)로만 배출되어 제1 유압챔버(112)로 공급될 수 있다. 그러나 필요에 따라 제2 덤프밸브(244)가 열린 상태로 유지되어 제2 압력챔버(113) 내의 제동유체가 리저버(30)로 유입되도록 제어될 수도 있다.

또한, 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 전달되는 부압이 브레이크 페달(10)의 해제량에 따른 목표 압력 해제값에 비하여 높게 측정될 경우 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b) 중 적어도 어느 하나를 개방하여 목표 압력값에 상응하도록 제어할 수 있다.

한편 도 7에 도시된 제3 제동모드의 해제상태에서는 유압피스톤(114)이 후진하면서 발생하는 제1 압력챔버(112) 내의 부압에 의해 휠 실린더(40) 내의 제동유체 뿐만 아니라, 제2 압력챔버(113) 내의 제동유체가 제1 압력챔버(112)로 공급되기 때문에 휠 실린더(40)의 압력 감소율이 작다. 따라서 상대적으로 고압의 제동압력을 활용하는 제3 제동모드에서는 신속한 제동압력 해제가 어려울 수 있다. 이러한 이유로 제3 제동모드의 해제 동작은 제동압력이 고압인 상황에서만 이용되고, 제동압력이 일정 수준 이하인 경우에는 신속한 제동압력 해제를 위해 도 8 및 도 9에 각각 도시된 제2 및 제1 제동모드의 해제 동작으로 전환할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 유압피스톤(114)이 전진하면서 제2 제동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 8을 참조하면, 제2 제동모드를 해제하고자 하는 경우에는 모터(120)가 일 방향으로 회전력을 발생하여 동력변환부(130)로 전달하고, 동력변환부(130)의 웜샤프트(131), 웜휠(132) 및 구동축(133)은 유압피스톤(114)을 전진시킨다. 이로써, 제2 압력챔버(113)에 부압을 발생시킬 수 있다. 이로써, 휠 실린더로부터 배출되는 제동유체는 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 통해 제2 압력챔버(113)로 전달될 수 있다.

구체적으로, 제2 압력챔버(113)에 발생되는 부압은 제2 유압유로(212) 및 제4 유압유로(214)를 순차적으로 통과하여 제1 유압서킷(201)에 마련되는 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)의 압력을 해제한다. 이 때, 제1 유압서킷(201)에서 분기되는 두 유로에 각각 설치되는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)는 열린 상태로 유지되며, 제1 유압서킷(201)에서 분기되는 두 유로에서 각각 분기되는 유로에 설치되는 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)는 닫힌 상태로 유지되어 리저버(30)의 제동유체가 제2 압력챔버(113)로 유입되는 것을 방지한다.

또한, 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 제3 유압유로(213), 제5 유압유로(215) 및 제4 유압유로(214)를 순차적으로 통과하여 제2 유압서킷(202)에 마련되는 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)의 압력을 해제한다. 이 때, 제2 유압서킷(202)에서 분기되는 두 유로에 각각 설치되는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)는 열린 상태로 유지되며, 제2 백업유로(215)의 제2 컷밸브(262)는 닫힌 상태로 유지되어 제2 백업유로(252) 상의 제동유체가 제2 압력챔버(113)로 유입되는 것을 방지한다.

이와 같은 작동을 위해, 제2 제동모드의 해제 시 제3 및 제4 제어밸브(233, 234)는 열린 상태로 제어되며, 제5 제어밸브(235)는 닫힌 상태로 전환된다. 즉, 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제2 압력챔버(113)의 부압 형성과 제1 압력챔버(112)의 액압 형성이 동시에 발생되는 바, 제1 압력챔버(112)의 액압이 다시 제2 압력챔버(113)로 전달될 경우 휠 실린더(40)의 제동압력이 해제되지 않으므로, 제5 제어밸브(235)가 닫힌 상태로 전환됨으로써 휠 실린더(40)의 제동유체만이 제2 압력챔버(112)로 전달될 수 있다.

이 때, 제1 덤프밸브(242)는 열린 상태로 전환됨으로써 제1 유압챔버(112)에 발생하는 액압은 제1 바이패스 유로(118)를 통해 리저버(30)로 전달됨과 동시에, 유압피스톤(114)의 전진을 원활하게 구현할 수 있으며, 제2 덤프밸브(244)는 닫힌 상태를 유지하여 제2 압력챔버(113) 내에 부압이 안정적으로 형성될 수 있도록 한다.

도 8에 도시된 제2 제동모드의 해제를 완료한 후에는 휠 실린더(40)의 제동압력을 완전히 해제하기 위해 도 9에 도시된 제1 제동모드의 해제 동작으로 전환할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 유압피스톤(114)이 다시 후진하면서 제1 제동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 9를 참조하면, 제1 제동모드를 해제하고자 하는 경우에는 모터(120)가 다시 타 방향으로 회전력을 발생하여 동력변환부(130)로 전달하고, 동력변환부(130)의 웜샤프트(131), 웜휠(132) 및 구동축(133)은 유압피스톤(114)을 후진시킨다. 이로써, 제1 압력챔버(113)에 부압을 발생시킬 수 있다. 이로써, 휠 실린더로부터 배출되는 제동유체는 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 통해 제1 압력챔버(112)로 전달될 수 있다.

구체적으로, 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 제2 유압유로(212), 제5 유압유로(215) 및 제6 유압유로(126)를 순차적으로 통과하여 제1 유압서킷(201)에 마련되는 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)의 압력을 해제한다. 이 때, 제1 유압서킷(201)에서 분기되는 두 유로에 각각 설치되는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)는 열린 상태로 유지되며, 제1 유압서킷(201)에서 분기되는 두 유로에서 각각 분기되는 유로에 설치되는 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)는 닫힌 상태로 유지되어 리저버(30)의 제동유체가 제1 압력챔버(112)로 유입되는 것을 방지한다.

이와 같은 작동을 위해, 제1 제동모드의 해제 시 제4 및 제5 제어밸브(234, 235)는 열린 상태로 제어되며, 제3 제어밸브(233)는 닫힌 상태로 전환된다. 즉, 유압피스톤(114)의 후진에 의해 제1 압력챔버(112)의 부압 형성과 제2 압력챔버(113)의 액압 형성이 동시에 발생되는 바, 제2 압력챔버(11)의 액압이 다시 제1 압력챔버(112)로 전달될 경우 휠 실린더(40)의 제동압력이 해제되지 않으므로, 제3 제어밸브(233)가 닫힌 상태로 전환됨으로써 휠 실린더(40)의 제동유체만이 제1 압력챔버(112)로 전달될 수 있다.

이 때, 제2 덤프밸브(244)는 열린 상태로 전환됨으로써 제2 유압챔버(113)에 발생하는 액압은 제2 바이패스 유로(119)를 통해 리저버(30)로 전달됨과 동시에, 유압피스톤(114)의 후진을 원활하게 구현할 수 있으며, 제1 덤프밸브(242)는 닫힌 상태로 전환하여 제1 압력챔버(112) 내에 부압이 안정적으로 형성될 수 있도록 한다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 작동하지 않는 경우, 즉 폴백모드(fall-back mode)의 작동상태에 대해 설명한다.

도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)이 비 정상적으로 작동하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 10을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 작동하지 않을 경우 각 밸브들은 비 작동상태인 제동초기 상태로 제어된다. 이후 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하면 이 브레이크 페달(10)과 연결되는 마스터 피스톤(21)이 전진하고, 마스터 피스톤(21)의 이동에 의해 마스터 챔버(21a)에 수용된 제동유체가 가압된다. 마스터 챔버(21a) 내에서 가압된 제동유체는 제1 백업유로(251)를 통해 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)로 전달되어 제동을 구현한다.

또한, 마스터 챔버(21a)에서 가압된 제동유체는 반력 피스톤(22)을 전진시키게 되고, 반력 피스톤(22)의 전진에 의해 댐핑 피스톤(23)도 함께 전진하여 제2 시뮬레이션 챔버(23a)에 수용된 제동유체가 시뮬레이션 유로(25)를 통해 제1 시뮬레이션 챔버(22a)로 유입되고, 제1 시뮬레이션 챔버(22a)에 수용된 제동유체는 제2 리저버 유로(62) 및 제2 백업유로(252)를 통해 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)로 전달되어 제동을 구현한다.

비 작동 시, 다시 말해 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받지 않는 평상 시 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 각각 마련되는 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)와, 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)에 마련되는 제1 내지 제4 인렛밸브(221)는 열린 상태이며, 제2 리저버 유로(62)의 진단밸브(66)는 닫힌 상태인 바, 통합형 마스터 실린더(20)의 마스터 챔버(21a) 및 제1 시뮬레이션 챔버(22a)에 발생된 액압이 곧바로 4개의 휠 실린더(40)로 전달될 수 있으므로, 제동 안정성 향상과 더불어 신속한 제동을 도모할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2)에 대해 설명한다.

도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2)을 나타내는 유압회로도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2)은 브레이크 페달의 답력에 의해 내측에 수용된 브레이크 오일 등의 제동유체를 가압 및 토출하고 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 운전자에게 제공하는 통합형 마스터 실린더(20)와, 통합형 마스터 실린더(20)와 연통되며 내부에 제동유체를 저장하는 리저버(30)와, 제동유체의 액압이 전달되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(40)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)에 의해 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 제동유체의 액압을 발생시키는 액압 공급장치(100)와, 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하는 유압 제어유닛(300)과, 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)을 포함할 수 있다.

이하에서 설명하는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2)에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)에 대한 설명과 동일한 것으로서, 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

유압 제어유닛(300)은 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하도록 마련될 수 있다.

제1 유압유로(211)는 제1 압력챔버(112)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결하도록 마련되고, 제1 유압유로(211)는 제1 유압서킷(201)과 연통되는 제2 유압유로(212)와 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제3 유압유로(213)로 분기되어 마련될 수 있다. 이로써 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제1 압력챔버(112)에 발생한 액압은 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)를 통해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)으로 전달될 수 있다.

제3 유압유로(213)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브(332)가 마련될 수 있다. 제2 제어밸브(332)는 제1 압력챔버(112)와 연통되는 제3 유압유로(213)를 따라 전달되는 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제2 제어밸브(332)는 는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제4 유압유로(214)는 제2 압력챔버(113)과 제1 유압서킷(201)을 연결하도록 마련될 수 있으며, 이를 위해 제4 유압유로(214)의 양단부는 각각 제2 압력챔버(113)와 제2 유압유로(212) 상의 제1 제어밸브(231) 후단에 연통되도록 마련될 수 있다. 제5 유압유로(215)는 일단이 제2 유압유로(212) 상의 제1 제어밸브(231) 후단에 연결되고, 타단이 제3 유압유로(213)의 제2 제어밸브(332)의 후단에 연결되어 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)를 연결하도록 마련될 수 있다. 제6 유압유로(316)는 제2 압력챔버(113)와 제2 유압서킷(202)을 연결하도록 제4 유압유로(214) 상의 제3 제어밸브(233) 전단에서 분기되고, 제3 유압유로(213) 상의 제2 제어밸브(332) 후단에 합류하도록 마련될 수 있다.

제5 유압유로(215)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제4 제어밸브(334)가 마련될 수 있다.

제4 제어밸브(334)는 제5 유압유로(215)를 따라 전달되는 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제4 제어밸브는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제6 유압유로(316)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제5 제어밸브(335)가 마련될 수 있다.

제5 제어밸브(335)는 제2 압력챔버(113)로부터 제2 유압서킷(202)으로 향하는 방향의 제동유체 흐름만을 허용하고, 반대방향의 제동유체 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제5 제어밸브(335)는 제2 압력챔버(113)에서 발생한 액압이 제2 유압서킷(202)으로 전달되는 것을 허용하면서도, 제2 유압서킷(202)의 액압이 제6 유압유로(316)를 통해 제2 압력챔버(113)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(3)에 대해 설명한다.

도 12는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(3)을 나타내는 유압회로도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(3)은 브레이크 페달의 답력에 의해 내측에 수용된 브레이크 오일 등의 제동유체를 가압 및 토출하고 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 운전자에게 제공하는 통합형 마스터 실린더(20)와, 통합형 마스터 실린더(20)와 연통되며 내부에 제동유체를 저장하는 리저버(30)와, 제동유체의 액압이 전달되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(40)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)에 의해 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 제동유체의 액압을 발생시키는 액압 공급장치(100)와, 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하는 유압 제어유닛과, 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)을 포함할 수 있다.

이하에서 설명하는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(3)에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)에 대한 설명과 동일한 것으로서, 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

제2 리저버 유로(62)에는 제2 리저버 유로(62)를 통해 전달되는 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련되는 진단밸브(66)가 설치될 수 있으며, 진단밸브(66)는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 제2 리저버 유로(62)에는 바이패스 유로(63)가 진단밸브(66)에 대해 병렬로 연결되고, 바이패스 유로(63)에는 일 방향 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브(68)가 마련될 수 있다. 체크밸브(68)는 리저버(30)로부터 전달되는 제동유체의 흐름은 허용하되, 리저버(30)로 향하는 제동유체의 흐름은 차단하도록 마련될 수 있다.

제2 리저버 유로(62) 상의 진단밸브(66) 전단에는 보조 백업유로(253)가 분기되어 마련될 수 있다. 보조 백업유로(253)는 제2 백업유로(252)로 연결될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

시뮬레이션 유로(25)는 제1 시뮬레이션 챔버(22a)와 제2 시뮬레이션 챔버(23a)를 서로 연통시키도록 마련되되, 시뮬레이션 유로(25)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브(26)가 마련될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(26)는 평상 시 개방되어 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

유압 제어유닛은 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하도록 마련될 수 있으며, 전자제어유닛(ECU)은 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치(100)와 각종 밸브들을 제어하도록 마련된다.

도 12를 참조하면, 제1 유압유로(411)는 제1 압력챔버(112)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결하도록 마련되고, 제2 유압유로(412)는 제2 압력챔버(113)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결하도록 마련된다. 제1 및 제2 유압유로(411, 412)는 합류 후 다시 제1 유압서킷(201)과 연통되는 제3 유압유로(413)와, 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제4 유압유로(414)로 분기되어 마련될 수 있다. 이로써 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제1 압력챔버(112)에 발생한 액압은 제1 유압유로(411)와 제3 유압유로(413)를 통해 제1 유압서킷(201)으로 전달되고, 제1 유압유로(411)와 제4 유압유로(414)를 통해 제2 유압서킷(202)으로 전달될 수 있다. 또한 유압피스톤(114)의 후진에 의해 제2 압력챔버(113)에 발생한 액압은 제2 유압유로(412)와 제3 유압유로(413)를 통해 제1 유압서킷(201)으로 전달되고, 제2 유압유로(412)와 제4 유압유로(414)를 통해 제2 유압서킷(202)으로 전달될 수 있다.

제1 유압유로(411)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브(431)가 마련될 수 있으며, 제1 제어밸브(431)는 제1 압력챔버(112)로부터 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 향하는 방향의 제동유체 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제1 제어밸브(431)는 제1 압력챔버(112)에서 발생한 액압이 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 전달되는 것을 허용하면서도, 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)의 액압이 제1 유압유로(412)를 통해 제1 압력챔버(112)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

제5 유압유로(415)는 제1 유압유로(411) 상의 제1 제어밸브(431) 전단과 제2 유압유로(412)를 연결하도록 마련될 수 있으며, 제5 유압유로(415)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브(432)가 마련될 수 있다. 제2 제어밸브(432)는 제4 유압유로(415)를 따라 제1 유압유로(411) 및 제2 유압유로(412) 간 전달되는 제동유체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제2 제어밸브(432)는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제3 및 제4 유압유로(413, 414)가 분기된 지점의 후단에는 제3 제어밸브(433)가 마련될 수 있다. 제3 제어밸브(433)는 제3 및 제4 유압유로(413, 414) 사이에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어할 수 있다. 제3 제어밸브(433)는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제1 백업유로(251)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)가 마련되고, 제2 백업유로(252)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 적어도 하나 마련될 수 있다. 또한 제2 리저버 유로(62)에는 제1 시뮬레이션 챔버(22a)와 제2 유압서킷(202)의 연통을 보조하는 보조 백업유로(253)가 분기되어 마련될 수 있다. 보조 백업유로(253)는 제2 리저버 유로(62)의 진단밸브(66) 전단으로부터 분기되어 제2 백업유로(252)로 합류하도록 마련될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제4 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(4)에 대해 설명한다.

도 13은 본 발명의 제4 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(4)을 나타내는 유압회로도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(4)은 브레이크 페달의 답력에 의해 내측에 수용된 브레이크 오일 등의 제동유체를 가압 및 토출하고 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 운전자에게 제공하는 통합형 마스터 실린더(520)와, 통합형 마스터 실린더(520)와 연통되며 내부에 제동유체를 저장하는 리저버(30)와, 제동유체의 액압이 전달되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(40)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)에 의해 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 제동유체의 액압을 발생시키는 액압 공급장치(100)와, 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하는 유압 제어유닛과, 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)을 포함할 수 있다.

이하에서 설명하는 본 발명의 제4 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(3)에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)에 대한 설명과 동일한 것으로서, 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

통합형 마스터 실린더(520)는 마스터 챔버(521a)와 시뮬레이션 챔버(522a)를 구비하여 내측의 제동유체를 가압 및 토출함과 동시에, 브레이크 페달(10)의 답력에 대한 반력을 운전자에게 제공할 수 있다.

구체적으로, 통합형 마스터 실린더(520)는 마스터 챔버(521a)와, 마스터 챔버(521a)에 마련되고 브레이크 페달(10)의 작동에 의해 변위 가능하게 마련되는 마스터 피스톤(521)과, 마스터 피스톤(521)을 탄성 지지하는 복원 스프링(미도시)와, 시뮬레이션 챔버(522a)와, 시뮬레이션 챔버(522a)에 마련되고 마스터 챔버(521a)에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤(522) 및 반력 피스톤(522)의 변위에 의해 변위 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤(523)과, 시뮬레이션 챔버(522a)에 수용된 제동유체의 흐름을 제어하 시뮬레이터 밸브(526)를 포함할 수 있다.

마스터 챔버(521a)에는 인풋로드와 연결되는 마스터 피스톤(521)이 마련되고, 시뮬레이션 챔버(522a)에는 반력 피스톤(522) 및 댐핑 피스톤(523)이 마련된다. 마스터 챔버(521a)와 시뮬레이션 챔버(522a)는 통합형 마스터 실린더(520) 상에서 브레이크 페달의 작동 방향을 따라 순차적으로 형성될 수 있다.

마스터 챔버(521a) 및 시뮬레이션 챔버(522a)는 유압포트를 통해 제동유체가 유입 및 토출될 수 있다. 구체적으로, 마스터 챔버(521a)에 연통되는 2개의 유압포트는 각각 제1 리저버 유로(61) 및 제1 백업유로(251)에 연결되고, 시뮬레이션 챔버(522a)는 제2 백업유로(252)에 연통되는 유압포트는 제2 백업유로(252)에 연결될 수 있다.

한편, 본 발명의 제4 실시 예에 의한 통합형 마스터 실린더(520)는 마스터 챔버(521a) 및 시뮬레이션 챔버(522a)를 구비함으로써 부품요소의 고장 시 안전을 확보할 수 있다. 예컨대, 마스터 챔버(521a)는 차량의 우측 전륜(FR), 좌측 전륜(FL), 좌측 후륜(RL) 및 우측 후륜(RR) 중 두 개의 휠에 연결되고, 시뮬레이션 챔버(522a)는 다른 두 개의 휠에 연결될 수 있으며, 이에 따라 마스터 챔버(521a) 또는 시뮬레이션 챔버(522a)에 문제가 발생한 경우에도 차량의 제동이 가능할 수 있다. 일 예로, 마스터 챔버(521a)는 제1 및 제2 휠 실린더(41, 42)에 연결되고, 시뮬레이션 챔버(522a)는 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)에 연결되어 마련될 수 있다.

통합형 마스터 실린더(520)의 마스터 피스톤(521)과 반력 피스톤(522) 사이에는 복원 스프링(미도시)이 마련될 수 있으며, 댐핑 피스톤(523)은 통합형 마스터 실린더(520)의 끝단에 접하여 마련될 수 있다. 운전자가 브레이크 페달(10)을 작동하여 변위가 달라짐에 따라 마스터 피스톤(521)이 이동하며, 이 때 복원 스프링이 압축된다. 이 후 브레이크 페달(10)의 답력이 해제되면, 복원 스프링이 탄성력에 의해 팽창하면서 마스터 피스톤(521)이 원 위치로 복귀할 수 있다.

마스터 챔버(521a)는 제1 리저버 유로(61)를 통해 리저버(30)와 연결되고, 시뮬레이션 챔버(522a)는 제2 백업유로(252) 및 제2 리저버 유로(562)를 통해 리저버(30)와 연결될 수 있다. 제1 리저버 유로(61)에는 리저버(30)로부터 마스터 챔버(521a)로 향하는 제동유체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단하는 리저버 체크밸브(미도시)가 마련될 수 있다. 이와는 달리, 별도의 리저버 체크밸브 없이 후술하는 실링부재에 의해 리저버(30)로부터 마스터 챔버(521a)로 항하는 제동유체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 제동유체 흐름은 차단할 수도 있다.

제2 리저버 유로(562) 시뮬레이션 챔버(522a)에 연결되는 제2 백업유로(252)로부터 분기되어 리저버(30)로 연결될 수 있으며, 제2 리저버 유로(562)에는 브레이크 페달의 시뮬레이션 작동을 제어하는 시뮬레이터 밸브(526)가 마련될 수 있다.

반력 피스톤(522)은 마스터 챔버(521a)에서 가압된 제동유체의 액압에 의해 시뮬레이션 챔버(522a) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 마련되며, 댐핑 피스톤(523)은 반력 피스톤(522)의 이동에 따라 압축 변형 가능하게 마련될 수 있다. 댐핑 피스톤(523)은 통합형 마스터 실린더(520)의 단부에 지지되는 지지부재(523b)와, 반력 피스톤(522)과 지지부재(523b) 사이에 배치되는 탄성부재(523c)를 포함할 수 있다. 탄성부재(523c)는 반력 피스톤(522)과 지지부재(523b) 사이에 배치되되, 반력 피스톤(522) 및 지지부재(523b)의 변위에 따라 압축 및 팽창 가능한 고무 등의 재질로 마련될 수 있다.

시뮬레이터 밸브(526)는 시뮬레이션 챔버(522a)에 연결되는 제2 리저버 유로(562)에 마련될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(526)는 평상 시 닫혀 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 또한 제2 리저버 유로(562)에는 바이패스 유로(563)가 시뮬레이터 밸브(526)에 대해 병렬로 연결되고, 바이패스 유로(563)에는 일 방향 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브(527)가 마련될 수 있다. 체크밸브(627)는 리저버(30)로부터 전달되는 제동유체의 흐름은 허용하되, 리저버(30)로 향하는 제동유체의 흐름은 차단하도록 마련될 수 있다.

통합형 마스터 실린더(520)에 의한 페달 시뮬레이션 작동에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 정상 작동 시 운전자가 브레이크 페달(10)을 작동하여 답력을 가하면 후술하는 제1 백업유로(251)에 마련되는 제1 컷밸브(261)는 폐쇄되고, 제2 백어뷰로(252)에 마련되는 제2 컷밸브(262) 역시 폐쇄되며, 제2 리저버 유로(526)에 마련되는 시뮬레이터 밸브(526)는 개방된다. 브레이크 페달의 변위에 따라 마스터 피스톤(521)이 이동하여 마스터 챔버(521a) 내의 제동유체가 가압되며, 그 액압이 반력 피스톤(522)의 전방면(도면을 기준으로 반력 피스톤의 우측면)으로 전달되면서 반력 피스톤(522)에 변위가 발생한다. 반력 피스톤(522)의 변위는 탄성부재(523c)를 압축시키게 되고, 탄성부재(523c)의 압축에 의한 탄성 복원력에 의해 운전자에게 페달감을 제공할 수 있다. 이 때, 시뮬레이션 챔버(522a)에 수용된 제동유체는 제2 리저버 유로(562)를 통해 리저버(30)로 전달된다. 이후 운전자가 브레이크 페달(10)의 답력을 해제하면 복원 스프링(미도시)와 탄성부재(523c)가 탄성력에 의해 팽창하면서 반력 피스톤(522) 및 마스터 피스톤(521)이 원 위치로 복귀하게 되고, 시뮬레이션 챔버(522a)는 제2 리저버 유로(562)를 통해 제동유체가 공급되어 채워질 수 있다.

반대로, 전자식 브레이크 시스템(1)이 비 정상적으로 작동하는 경우, 즉 폴백모드의 작동상태에서 통합형 마스터 실린더(520)에 설명하면, 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하여 마스터 피스톤(521)이 전진하고, 마스터 피스톤(521)의 이동에 의해 마스터 챔버(521a)에 수용된 제동유체가 가압된다. 마스터 챔버(521a) 내에서 가압된 제동유체는 제1 백업유로(251)를 통해 휠 실린더(40)로 전달되어 제동을 구현한다. 또한, 마스터 챔버(521a)에서 가압된 제동유체는 반력 피스톤(522)을 전진시키게 되고, 반력 피스톤(522)의 전진에 의해 탄성부재(523c)가 압축되면서 시뮬레이션 챔버(522a)에 수용된 제동유체가 제2 백업유로(252)를 통해 휠 실린더(40)로 전달될 수 있다. 이 때, 제2 리저버 유로(562)에 마련되는 시뮬레이터 밸브(526)는 비 작동상태로 제어되어 폐쇄되는 바, 시뮬레이션 챔버(522a)로부터 토출된 제동유체가 모두 제2 백업유로(252)로 공급될 수 있다. 이후 운전자가 브레이크 페달(10)의 답력을 해제하면 복원 스프링(미도시)와 탄성부재(523c)가 탄성력에 의해 팽창하면서 반력 피스톤(522) 및 마스터 피스톤(521)이 원 위치로 복귀하게 되고, 시뮬레이션 챔버(522a)는 제2 백업유로(252)를 통해 제동유체가 공급되어 채워질 수 있다.

도 13을 참조하면, 제1 유압유로(411)는 제1 압력챔버(112)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결하도록 마련되고, 제2 유압유로(412)는 제2 압력챔버(113)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결하도록 마련된다. 제1 및 제2 유압유로(411, 412)는 합류 후 다시 제1 유압서킷(201)과 연통되는 제3 유압유로(413)와, 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제4 유압유로(414)로 분기되어 마련될 수 있다. 이로써 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제1 압력챔버(112)에 발생한 액압은 제1 유압유로(411)와 제3 유압유로(413)를 통해 제1 유압서킷(201)으로 전달되고, 제1 유압유로(411)와 제4 유압유로(414)를 통해 제2 유압서킷(202)으로 전달될 수 있다. 또한 유압피스톤(114)의 후진에 의해 제2 압력챔버(113)에 발생한 액압은 제2 유압유로(412)와 제3 유압유로(413)를 통해 제1 유압서킷(201)으로 전달되고, 제2 유압유로(412)와 제4 유압유로(414)를 통해 제2 유압서킷(202)으로 전달될 수 있다.

제1 유압서킷(201)은 제 유압유로(413)를 통해 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압서킷(202)은 제4 유압유로(414)를 통해 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받을 수 있다.

제1 및 제2 휠 실린더(41, 42) 측의 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)의 후단 또는 하류 측에는 제2 백업유로(252)가 각각 연결되고, 제2 백업유로(252)에는 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 마련될 수 있다. 또한 제2 유압서킷(202)은 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)의 제동 해제 시 성능 향상을 위해 리저버(30)와 연결되는 제3 및 제4 아웃렛밸브(222c, 222d)를 구비할 수 있다. 제3 및 제4 아웃렛밸브(222c, 222d)는 각각 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)와 연결되어 휠 실린더로부터 제동유체가 빠져나가는 흐름을 제어한다. 즉, 제3 및 제4 아웃렛밸브(222c, 222d)는 제3 및 제4 휠 실린더(43, 44)의 제동압력을 감지하여 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 휠 실린더의 감압을 제어할 수 있다. 제3 및 제4 아웃렛밸브(222c, 222d)는 평상 시에는 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

10: 브레이크 페달 11: 페달 변위센서
20: 통합형 마스터 실린더 21: 마스터 피스톤
21a: 마스터 챔버 22: 반력 피스톤
22a: 제1 시뮬레이션 챔버 23: 댐핑 피스톤
23a: 제2 시뮬레이션 챔버 24: 반력 스프링
25: 시뮬레이션 유로 26: 시뮬레이터 밸브
40: 휠 실린더 61: 제1 리저버 유로
62: 제2 리저버 유로 66: 진단밸브
100: 액압 공급장치 110: 액압 제공유닛
120: 모터 130: 동력변환부
200, 300: 유압 제어유닛 201: 제1 유압서킷
202: 제2 유압서킷 211: 제1 유압유로
212: 제2 유압유로 213: 제3 유압유로
214: 제4 유압유로 215: 제5 유압유로
216, 316: 제6 유압유로 217: 제7 유압유로
221: 인렛밸브 222: 아웃렛밸브
231: 제1 제어밸브 232, 332: 제2 제어밸브
233: 제3 제어밸브 234, 334: 제4 제어밸브
235, 335: 제5 제어밸브 236: 제6 제어밸브
237: 제7 제어밸브 241: 제1 덤프밸브
242: 제2 덤프밸브 243: 제3 덤프밸브
251: 제1 백업유로 252: 제2 백업유로
261: 제1 컷밸브 262: 제2 컷밸브

Claims

제동유체가 저장되는 리저버;
마스터 챔버와, 상기 마스터 챔버에 마련되고 브레이크 페달에 의해 변위 가능하게 마련되는 마스터 피스톤과, 제1 및 제2 시뮬레이션 챔버와, 상기 제1 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 마스터 챔버에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤과, 상기 제2 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 반력 피스톤에 의해 변위 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤을 구비하는 통합형 마스터 실린더;
상기 통합형 마스터 실린더와 상기 리저버를 연통시키는 리저버 유로;
상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키되, 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 상기 유압피스톤의 일측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버와 상기 유압피스톤의 타측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버를 포함하는 액압 공급장치; 및
두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷과, 다른 두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛;을 포함하고,
상기 유압 제어유닛은
상기 제1 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 상기 제1 유압유로에서 분기되어 상기 제1 및 제2 유압서킷에 각각 연결되는 제2 및 제3 유압유로와, 상기 제2 압력챔버와 연통되고 상기 제2 유압유로에 연결되는 제4 유압유로와, 상기 제2 유압유로와 상기 제3 유압유로를 연결하는 제5 유압유로와, 상기 제2 유압유로와 상기 제5 유압유로를 연결하는 제6 유압유로와, 상기 제2 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브와, 상기 제3 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브와, 상기 제4 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브와, 상기 제5 유압유로 상에서 상기 제6 유압유로가 연결된 지점과 상기 제2 유압유로가 연결된 지점 사이에 마련되는 제4 제어밸브와, 제6 유압유로에 마련되는 제5 제어밸브를 포함하며,
상기 댐핑 피스톤은
변위에 의해 상기 제2 시뮬레이션 챔버를 가압 가능하게 마련되는 피스톤부재와, 상기 반력 피스톤과 상기 피스톤부재 사이에 배치되는 탄성부재를 포함하고, 상기 탄성부재는 양측이 상기 반력 피스톤과 상기 피스톤부재에 각각 접촉하여 상기 반력 피스톤 및 상기 피스톤부재를 탄성 지지하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 유압 제어유닛은
상기 제2 압력챔버와 연통되고 상기 제3 유압유로에 연결되는 제7 유압유로와, 상기 제7 유압유로에 마련되는 제6 제어밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제3 내지 제5 제어밸브는 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브로 마련되고,
상기 제1 제어밸브는 상기 제1 압력챔버로부터 상기 제1 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고,
상기 제2 제어밸브는 상기 제1 압력챔버로부터 상기 제2 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고,
상기 제6 제어밸브는 상기 제2 압력챔버로부터 상기 제2 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제동유체가 저장되는 리저버;
마스터 챔버와, 상기 마스터 챔버에 마련되고 브레이크 페달에 의해 변위 가능하게 마련되는 마스터 피스톤과, 제1 및 제2 시뮬레이션 챔버와, 상기 제1 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 마스터 챔버에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤과, 상기 제2 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 반력 피스톤에 의해 변위 가능하게 마련되는 댐핑 피스톤을 구비하는 통합형 마스터 실린더;
상기 통합형 마스터 실린더와 상기 리저버를 연통시키는 리저버 유로;
상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키되, 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 상기 유압피스톤의 일측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버와 상기 유압피스톤의 타측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버를 포함하는 액압 공급장치; 및
두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷과, 다른 두 개의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛;을 포함하고,
상기 유압 제어유닛은
상기 제1 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 상기 제1 유압유로에서 분기되어 상기 제1 및 제2 유압서킷에 각각 연결되는 제2 및 제3 유압유로와, 상기 제2 압력챔버와 연통되고 상기 제2 유압유로에 연결되는 제4 유압유로와, 상기 제2 유압유로와 상기 제3 유압유로를 연결하는 제5 유압유로와, 상기 제2 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브와, 상기 제3 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브와, 상기 제4 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브와, 상기 제5 유압유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 제4 제어밸브를 포함하며,
상기 댐핑 피스톤은
변위에 의해 상기 제2 시뮬레이션 챔버를 가압 가능하게 마련되는 피스톤부재와, 상기 반력 피스톤과 상기 피스톤부재 사이에 배치되는 탄성부재를 포함하고, 상기 탄성부재는 양측이 상기 반력 피스톤과 상기 피스톤부재에 각각 접촉하여 상기 반력 피스톤 및 상기 피스톤부재를 탄성 지지하는 전자식 브레이크 시스템.
제4항에 있어서,
상기 유압 제어유닛은
상기 제2 압력챔버와 연통되고 상기 제3 유압유로에 연결되는 제6 유압유로와, 제6 유압유로에 마련되는 제5 제어밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제2 내지 제4 제어밸브는 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브로 마련되고,
상기 제1 제어밸브는 상기 제1 압력챔버로부터 상기 제1 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고,
상기 제5 제어밸브는 상기 제2 압력챔버로부터 상기 제2 유압서킷으로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제3항 또는 제6항에 있어서,
상기 통합형 마스터 실린더는
상기 제1 시뮬레이션 챔버와 상기 제2 시뮬레이션 챔버를 연통시키는 시뮬레이션 유로와, 상기 시뮬레이션 유로에 마련되어 제동유체의 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
삭제
제7항에 있어서,
상기 통합형 마스터 실린더는
상기 제2 시뮬레이션 챔버에 마련되고 상기 반력 피스톤 및 상기 댐핑 피스톤을 탄성 지지하는 반력 스프링을 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제9항에 있어서,
상기 리저버 유로는
상기 마스터 챔버와 상기 리저버를 연통시키는 제1 리저버 유로와, 상기 제1 시뮬레이션 챔버와 상기 리저버를 연통시키는 제2 리저버 유로를 포함하고,
상기 제2 리저버 유로에 마련되어 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 진단밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제10항에 있어서,
상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서; 및
액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보에 근거하여 밸브들을 제어하는 전자제어유닛;을 더 포함하고,
상기 전자제어유닛은
상기 페달 변위센서가 상기 브레이크 페달의 변위를 감지한 경우 상기 제4 제어밸브를 개방하도록 제어하는 전자식 브레이크 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제1 유압서킷 및 상기 제2 유압서킷 중 적어도 어느 하나의 액압을 감지하는 유로 압력센서를 더 포함하고,
상기 전자제어유닛은
상기 페달 변위센서가 감지한 페달변위가 기 설정된 변위수준보다 높거나, 상기 유로 압력센서가 감지한 액압이 기 설정된 압력수준보다 높은 경우 상기 제3 제어밸브를 개방하도록 제어하는 전자식 브레이크 시스템.
제12항에 있어서,
상기 제1 유압서킷은 제1 및 제2 휠 실린더로 공급되는 액압을 각각 제어하는 제1 및 제2 인렛밸브와, 상기 제1 및 제2 휠 실린더로부터 상기 리저버로 배출되는 액압을 각각 제어하는 제1 및 제2 아웃렛밸브를 포함하고,
상기 제2 유압서킷은 제3 및 제4 휠 실린더로 공급되는 액압을 각각 제어하는 제3 및 제4 인렛밸브를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제13항에 있어서,
상기 마스터 챔버와 상기 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로; 및
상기 제1 시뮬레이션 챔버와 상기 제2 유압서킷을 연결하되, 상기 제3 인렛밸브의 하류 측 및 상기 제4 인렛밸브의 하류 측 중 적어도 어느 하나에 연결되는 제2 백업유로;
상기 제1 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제1 컷밸브; 및
상기 제2 백업유로를 선택적으로 개폐하는 적어도 하나의 제2 컷밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제13항에 있어서,
상기 제1 압력챔버와 상기 리저버를 연결하는 제1 덤프유로;
상기 제2 압력챔버와 상기 리저버를 연결하는 제2 덤프유로;
상기 제1 덤프유로에 마련되어 상기 리저버로부터 상기 제1 압력챔버로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 제1 덤프 체크밸브;
상기 제1 덤프유로 상에서 상기 제1 덤프 체크밸브에 대해 병렬로 연결되는 제1 바이패스 유로에 마련되어, 상기 리저버와 상기 제1 압력챔버 사이의 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 제1 덤프밸브;
상기 제2 덤프유로에 마련되어 상기 리저버로부터 상기 제2 압력챔버로 향하는 방향의 제동유체의 흐름만을 허용하는 제2 덤프 체크밸브;
상기 제2 덤프유로 상에서 상기 제2 덤프 체크밸브에 대해 병렬로 연결되는 제2 바이패스 유로에 마련되어, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버 사이의 양 방향의 제동유체의 흐름을 제어하는 제2 덤프밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서; 및
액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보에 근거하여 밸브들을 제어하는 전자제어유닛;을 더 포함하고,
상기 전자제어유닛은
상기 유압피스톤의 전진에 의해 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 1차적으로 공급하도록 상기 제4 및 제5 제어밸브는 개방하고 상기 제3 제어밸브는 폐쇄하도록 제어하는 제1 제동모드와, 상기 제1 제동모드 이후 상기 유압피스톤의 후진에 의해 상기 제2 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 2차적으로 공급하도록 상기 제3 및 제4 제어밸브는 개방하고 상기 제5 제어밸브는 폐쇄하도록 제어하는 제2 제동모드와, 상기 제2 제동모드 이후 상기 유압피스톤의 전진에 의해 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 3차적으로 공급하도록 상기 제3 내지 제5 제어밸브를 개방하도록 제어하는 제3 제동모드를 구비하는 전자식 브레이크 시스템.
제6항에 있어서,
상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서; 및
액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보에 근거하여 밸브들을 제어하는 전자제어유닛;을 더 포함하고,
상기 전자제어유닛은
상기 유압피스톤의 전진에 의해 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 1차적으로 공급하도록 상기 제2 및 제4 제어밸브는 개방하고 상기 제3 제어밸브는 폐쇄하도록 제어하는 제1 제동모드와, 상기 제1 제동모드 이후 상기 유압피스톤의 후진에 의해 상기 제2 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 2차적으로 공급하도록 상기 제3 및 제4 제어밸브는 개방하고 상기 제2 제어밸브는 폐쇄하도록 제어하는 제2 제동모드와, 상기 제2 제동모드 이후 상기 유압피스톤의 전진에 의해 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 3차적으로 공급하도록 상기 제2 내지 제4 제어밸브를 개방하도록 제어하는 제3 제동모드를 구비하는 전자식 브레이크 시스템.