KR20030075834A - 전자제어식 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중압어큐뮬레이터를 갖춘 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템에는 중압어큐뮬레이터의 플러그에 피스톤에 의해 이동하는 센싱돌기와, 센싱돌기와 접촉하여 신호를 발생시키는 센서를 구비하여, 센싱돌기와 센서에 의해 중압어큐뮬레이터에 적정량의 오일이 충진되었는지를 검출하여 중압어큐뮬레이터에 적정량의 브레이크오일이 충진되어 있지 않을 경우 모터 및 펌프를 구동하여 브레이크오일을 중압어큐뮬레이터에 채워 적정량의 브레이크오일이 중압어큐뮬레이터에 항상 충진되어 있도록 유지하는 작용효과가 있다.

Description

전자제어식 브레이크 시스템{Electronic control brake system}

본 발명은 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적정량의 브레이크 오일이 중압어큐뮬레이터에 채워져 있을 수 있게 유지하는 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행 중에 감속 또는 정지를 목적으로 전륜과 후륜을 제동하는 휠브레이크와, 제동유압을 형성하여 휠브레이크 측으로 전달하는 부스터 및 마스터실린더 등이 장착되어 있어서, 운전자가 브레이크패달을 밟으면 마스터실린더에서 형성된 브레이크오일의 액압이 휠브레이크로 전달되어 제동력이 발생된다.

그러나, 운전자가 브레이크패달을 밟아 제동력 증가/유지 상태로 제어하는 중에 제동압력이 노면상태보다 크거나, 제동압력으로 발생하는 휠브레이크에서의 마찰력이 타이어나 노면에서 발생하는 제동력보다 크면, 타이어가 노면에서 미끄러지는 슬립현상이 발생된다.

따라서 최근에는 이러한 슬립현상을 효율적으로 방지하여 안정된 제동력을 발휘할 수 있도록 하기 위해, 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS:Anti-Lock Brake System), 차량의 급발진시나 급가속시 구동륜의 과대한 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS:Brake Traction Control System), 차량의 고속 주행중에 외부로부터 가해진 힘에 의해 차량이 운전자의 의지대로 조정되지 않는 경우 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크오일의 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키기 위한 차량자세제어 시스템(VDC:Vehicle Dynamic Control System) 등의 기능을 갖춘 전자제어식 브레이크 시스템이 개발되어 사용되고 있다.

이러한 전자제어식 브레이크 시스템은 휠브레이크측으로 전달되는 제동유압을 제어하는 다수개의 솔레노이드밸브와 저압어큐뮬레이터 및 고압어큐뮬레이터 등이 장착된 유압블록(Hydraulic Unit)과, 전기적으로 작동하는 구성요소를 제어하기 위한 전자제어장치(ECU)를 갖추고 있다.

솔레노이드밸브는 휠브레이크의 상류측에 배치되는 NO형 솔레노이드밸브와 하류측에 배치되는 NC형 솔레노이드밸브로 구별되며, 전자제어장치에 의해 제어된다. 즉, 전자제어장치는 전륜과 후륜에 배치된 각 휠센서를 통해 차속을 감지하고, 이를 통해 각 솔레노이드밸브의 개폐작동을 제어하게 된다. 그리고 저압어큐뮬레이터는 감압모드 시 휠브레이크 측에서 빠져 나온 오일이 일시 저장되도록 NC형 솔레노이드밸브의 하류측에 독립적으로 마련되며, 고압어큐뮬레이터는 일종의 댐핑쳄버로서 후술하는 펌프의 토출측에 직렬로 연결되게 배치된다.

또한, 유압블록에는 솔레노이드밸브와, 저압어큐뮬레이터와, 고압어큐뮬레이터 외에 브레이크오일이 축압되는 중압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 저장된 오일을 강제로 펌핑하기 위한 모터와 펌프, 펌프에서 토출되는 브레이크오일의 액압을 다시 흡입측으로 바이패스 시키기 위한 유로가 마련되어 있다. 이 바이패스 유로에 펌프로부터 토출되는 브레이크오일을 축압하기 위한 중압어큐뮬레이터가 배치된다.

중압어큐뮬레이터의 하류측에는 차량자세제어의 작동 시 전자제어장치에 의해 개방되는 NC형 솔레노이드밸브가 추가로 마련되며, 중압어큐뮬레이터의 상류측에는 릴리프밸브가 설치되어 있다. 릴리프밸브는 차량자세제어 시 필요이상으로 상승된 브레이크오일의 액압을 마스터실린더의 오일저장탱크로 환류시키기 위한 것이다. 이러한 중압어큐뮬레이터는 저압 및 고압어큐뮬레이터와 함께 유압블록에 일체로 구성되어 있다.

그런데 이러한 종래의 전자제어식 브레이크 시스템은 중압어큐뮬레이터 내에 적정량의 오일을 유지할 수 있도록 중압어큐뮬레이터에 대한 축압동작을 수행한 후, 브레이크오일의 누설을 고려하여 일정시간 마다 축압동작을 주기적으로 수행한다. 따라서 종래의 전자제어식 브레이크 시스템에서는 중압어큐뮬레이터에 충분한 량의 브레이크오일이 충진되었는지를 확인할 수 없었다.

따라서 중압어큐뮬레이터에 충분한 량의 브레이크오일이 충진되지 않을 소지가 있으며, 그러한 경우 차량자세제어 작동시 중압어큐뮬레이터로부터 펌프로 충분한 량의 브레이크오일이 공급되지 못해 차량자세제어 작동이 불안정해질 소지가 있다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 항상 일정량 이상의 브레이크 오일을 중압어큐뮬레이터에 채워 유지할 수 있는 전자제어식 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시례에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 유압계통도이다.

도 2는 본 발명의 실시례에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 유압블록 측면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 중압어큐뮬레이터의 구성이 도시된 단면도이다.

도 4는 도 3의 중압어큐뮬레이터 동작상태가 도시된 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

31: 중압어큐뮬레이터32: 피스톤

33: 플러그34: 코일스프링

35: 센싱장치40: 모터

41: 펌프

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

펌프에서 펌핑된 브레이크오일이 일시 저장될 수 있도록 유압블록에 마련된 실린더와, 상기 실린더 내에 탄성부재에 의해 진퇴이동가능하게 배치된 피스톤과,상기 실린더의 개방부를 폐쇄하는 플러그를 갖춘 중압어큐뮬레이터를 구비한 전자제어식 브레이크 시스템에 있어서, 상기 플러그와 상기 피스톤의 서로 대향하는 단부에는 중압어큐뮬레이터의 충진여부를 감지하는 센싱장치가 구비된다.

또한, 상기 플러그의 상기 피스톤과 대향하는 단부에는 상기 센싱장치를 설치할 수 있도록 오목하게 안착홈이 마련되며, 상기 센싱장치는 상기 안착홈에 탄성부재에 의해 유동가능하게 설치된 센싱돌기와, 상기 안착홈 내에 설치되어 상기 센싱돌기의 상기 안착홈 내에서의 이동을 감지하는 센서를 구비한다.

또한, 상기 센서는 압전소자를 구비하여 상기 센싱돌기의 일단이 상기 센서에 닿아 압력을 가하면 신호를 발생시킬 수 있도록 되어 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 하나의 실시례를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 전륜(FR)(FL)과 후륜(RR)(RL)에 설치된 휠브레이크(14)로 전달되는 제동유압을 제어하는 다수개의 솔레노이드밸브(20a)(20b)와, 감압 제동작용 시 휠브레이크(14) 측으로부터 빠져나온 오일이 일시적으로 저장되는 한 쌍의 저압어큐뮬레이터(30)와, 증압 및 유지 제동작동 시 저압어큐뮬레이터(30)에 저장된 오일을 펌핑하는 모터(40) 및 한 쌍의 펌프(41)와, 펌프(41)로부터 토출된 브레이크오일이 축압되는 중압어큐뮬레이터(31)를 구비하는데, 이들은 모두 후술할 유압블록(60)에 컴팩트하게 설치된다.

다수개의 솔레노이드밸브는 휠브레이크(14)의 상류측 및 하류측과 연계되는데, 상류측에 배치되며 평상 시 개방된 상태로 유지되는 노말 오픈형 솔레노이드밸브(20a, 이하 NO형 솔레노이드밸브라 칭함)와, 하류측에 배치되며 평상 시 폐쇄된 상태로 유지되는 노말 클로즈형 솔레노이드밸브(20b, 이하 NC형 솔레노이드밸브라 칭함)로 구별된다.

이러한 모터(40), 펌프(41) 솔레노이드밸브(20a)(20b) 등 구성요소들의 동작은 전륜(FR)(FL)과 후륜(RR)(RL)에 배치된 휠센서(미도시)를 통해 차량속도를 감지하는 전자제어장치(ECU, 미도시)에 의해 각각 제어되며, 감압 제동작용에 따라 NC형 솔레노이드밸브(20b)가 개방되어 휠브레이크(14)측에서 빠져 나온 오일은 저압어큐뮬레이터(30)에 일시적으로 저장되게 된다.

한 쌍의 펌프(41)는 모터(40)에 의해 일정 위상차를 가지며 동시 구동되어 저압어큐뮬레이터(30)에 저장된 오일을 가압, 유압라인을 따라 다시 휠브레이크(14) 측으로 전달되거나 마스터실린더(12)로 복귀되게 된다.

그리고, 오일저장탱크(13)를 갖춘 마스터실린더(12)와 펌프(41)의 토출측을 연결하는 제 1 유로(51)에는 NO형 솔레노이드밸브(51a)가 설치되는데, 이 NO형 솔레노이드밸브(51a)는 평상 시 개방된 상태를 유지하여 브레이크패달(10)을 통하여 일반 제동작용 시 부스터(11)와 마스터실린더(12)에서 형성된 브레이크오일의 액압이 통과되게 되며, 후술하는 차량자세제어 작동 중에는 전자제어장치에 의해 폐쇄되게 된다.

한편, 펌프(41)의 토출측과 마스터실린더(12) 사이를 연결하는 또 다른 제 2 유로(52)에는 제 1 릴리프밸브(52a)가 설치되는데, 이는 차량자세제어 시 펌프(41)에서 토출되는 브레이크오일의 액압이 필요이상으로 상승하는 경우 브레이크오일을 마스터실린더(12)측으로 환류시키기 위한 것이다.

또한, 마스터실린더(12)와 펌프(41)의 흡입측에는 이들을 연결하는 제 3 유로(53)가 마련되는데, 이 제 3 유로(53)의 중도에는 NC형 전자셔틀밸브(53a)가 설치된다.

그리고 펌프(41)의 토출되는 브레이크오일을 이의 흡입측으로 바이패스 시키는 바이패스 유로(54)가 마련되는데, 이 바이패스 유로(54)에 중압어큐뮬레이터(31)가 마련되어 소정의 브레이크오일이 충진 된다.

또한, 중압어큐뮬레이터(31)의 하류측에는 축압된 브레이크오일을 일정하게 유지시키며, 브레이크의 차량자세제어 시 개방되어 중압어큐뮬레이터(31)와 펌프(41)의 흡입측을 연통시키는 NC형 솔레노이드밸브(54b)가 마련된다. 또한, 중압어큐뮬레이터(31)의 상류측에는 차량자세제어 시 펌프(41)에서 토출되는 브레이크오일의 액압이 제어에 필요한 소정압 이상으로 상승하는 경우 이를 중압어큐뮬레이터(31)측으로 환류시키기 위한 제2릴리프밸브(54a)가 마련된다. 또한, 제1유로(51)와 제2유로(52), 제3유로(52) 및 바이패스 유로(54) 등은 드릴가공 등을 통해 유압블록(60)내에 형성되어 있다.

따라서 차량자세제어 작동 시 펌프(41)의 흡입측에는 저압어큐뮬레이터(30)내의 브레이크오일과 함께 중압어큐뮬레이터(31)로부터 축압된 상태의 브레이크오일이 공급되기 때문에, 펌프(41) 효율이 증대될 뿐만 아니라 브레이크오일의 액압의 상승속도를 빠르게 하여 각 휠브레이크(14)에 요구되는 적당량의 브레이크오일을 보다 신속하게 공급할 수 있게 된다.

이와 같은 전자제어식 브레이크 시스템에 있어서 중압어큐뮬레이터(31)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이 유압블록(60)의 측면 일부를 돌출되게 형성하고 여기에 보어 가공을 통해 실린더(31a)를 마련하여 중압어큐뮬레이터(31)를 구성한다.

중압어큐뮬레이터(31)는 브레이크의 오일의 액압에 따라 상기 실린더(31a) 내부를 왕복운동하는 피스톤(32)과, 상기 실린더(31a)의 개방부에 고정설치되어 개방부를 폐쇄하는 플러그(33)와, 피스톤(32)이 실린더(31a) 내부를 왕복운동할 수 있도록 피스톤(32)을 탄성지지하는 코일스프링(34)을 구비한다. 피스톤(32)과 플러그(33)는 모두 일단은 개방되고 타단은 폐쇄되어 있는 원통형상으로 형성되되, 두 개방부가 서로 대향되게 설치된다.

이러한 중압어큐뮬레이터(31)에는 내부에 적정량의 오일이 충진 되었는지를 센싱하는 센싱장치(35)가 마련되어 있다. 센싱장치(35)는 피스톤(32)과 플러그(33)의 서로 대향하는 개방부측 단부에 설치되는데, 본 실시례에서 센싱장치(35)는 플러그(33)의 개방부측 끝단에 설치되어 피스톤(32)과 플러그(33)가 일정거리 이상 이격되면 되면 이를 검출하여 전자제어장치에 신호를 전달함으로써 모터(40) 및 펌프(41)를 구동시키도록 되어 있다.

이러한 센싱장치(35)의 설치를 위해 플러그(33)에는 그 개방부측 끝단에 오목하게 안착홈(33a)이 마련되며, 센싱장치(35)는 안착홈(33a)에 탄성부재에 의해 진퇴이동가능하도록 설치된 봉형상의 센싱돌기(35a)와 상기 안착홈(33a)의 내측 끝단에 설치되어 상기 센싱돌기(35a)와 접촉하며 피스톤(32)이 플러그(33)로부터 일정이상 이격한 것을 감지하는 센서(35c)를 구비한다. 센싱돌기(35a)에는 센싱돌기(35a)가 안착홈(33a)을 따라 이동하는 것을 안내하는 안내부(35d)가 마련된다.

본 실시례에서 센서(35c)는 압전소자로 이루어져 센싱돌기(35a)의 일단이 센서(35c)에 닿아 압력을 가하면 신호를 발생시키도록 되어 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 동작 및 효과를 설명한다.

모터(40) 및 펌프(41)가 구동하여 중압어큐뮬레이터(31)에 브레이크오일이 전달되면, 중압어큐뮬레이터(31) 내의 액압이 상승하여 피스톤(32)이 고정설치되어 있는 플러그(33) 측으로 이동한다. 피스톤(32)은 이동하면서 플러그(33)에 설치되어 있는 센싱돌기(35a)의 일단과 접촉하고, 계속해서 이동하며 센싱돌기(35a)를 안착홈(33a) 내로 밀어 넣는다. 센싱돌기(35a)의 타단측에는 압전소자로 이루어진 센서(35c)가 안착홈에 설치되어 있으므로 피스톤(32)의 이동에 따라 센싱돌기(35a)의 타단이 센서(35c)를 압박하게 된다. 센서(35c)는 센싱돌기(35a)에 압박되어지면 신호를 발생시켜 전자제어장치에 전달한다. 신호를 전달받은 전자제어장치는 중압어큐뮬레이터에 적정량의 브레이크오일이 충진되었다고 판단하여 모터(40) 및 펌프(41)를 정지시킨다.

이러한 상태에서 차량자세제어 작동이나 유압라인 상의 누설로 인해 중압어큐뮬레이터(31)로부터 브레이크오일이 빠져나가게 되면, 중압어큐뮬레이터(31) 내의 액압이 떨어져 코일스프링(34)의 복원력에 의해 피스톤(32)이 플러그(33)로부터이격되어지고, 그에 따라 센싱돌기(35a)가 센서(35c)로부터 이격되어 센서(35c)로부터 전자제어장치로의 신호는 끊어진다. 센서(35c)로부터의 신호가 끊어지면 전자제어장치는 모터(40) 및 펌프(41)를 구동시켜 중압어큐뮬레이터(31)에 브레이크오일이 채운다.

따라서 센싱장치(35)에 의해 중압어큐뮬레이터(31) 내에는 항상 일정량 이상의 브레이크오일이 채워져 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템에는 중압어큐뮬레이터 플러그의 개방단측 끝단에 중압어큐뮬레이터에 적정량의 오일이 충진되었는지의 여부를 알리는 센싱장치가 구비되어, 피스톤과 플러그의 거리가 일정이상 이격되어 센싱장치로부터의 신호가 끊어지면 전자제어장치는 모터 및 펌프을 구동시킴으로써 중압어큐뮬레이터내의 오일이 항상 일정이상으로 유지될 수 있는 작용효과가 있다.

Claims (3)

1. 펌프에서 펌핑된 브레이크오일이 일시 저장될 수 있도록 유압블록에 마련된 실린더와, 상기 실린더 내에 탄성부재에 의해 진퇴이동가능하게 배치된 피스톤과, 상기 실린더의 개방부를 폐쇄하는 플러그를 갖춘 중압어큐뮬레이터를 구비한 전자제어식 브레이크 시스템에 있어서,

   상기 플러그와 상기 피스톤의 서로 대향하는 단부에는 중압어큐뮬레이터의 충진여부를 감지하는 센싱장치가 구비된 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플러그의 상기 피스톤과 대향하는 단부에는 상기 센싱장치를 설치할 수 있도록 오목하게 안착홈이 마련되며,

   상기 센싱장치는 상기 안착홈에 탄성부재에 의해 유동가능하게 설치된 센싱돌기와, 상기 안착홈 내에 설치되어 상기 센싱돌기의 상기 안착홈 내에서의 이동을 감지하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 센서는 압전소자를 구비하여 상기 센싱돌기의 일단이 상기 센서에 닿아 압력을 가하면 신호를 발생시킬 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자제어식 브레이크 시스템.