KR20090090452A - 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템 - Google Patents

시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어 제어 시 페달답력이 확보될 수 있도록 하는 전자제어식 브레이크 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템은 브레이크페달의 변위에 따른 유압을 형성하는 마스터 실린더; 상기 마스터 실린더에 오일을 제공하는 오일저장탱크; 상기 마스터 실린더의 입구측과 유압브레이크의 유입밸브 측을 연결하는 유압공급관 상에 설치되는 컷 오프 밸브; 상기 유압브레이크의 유출밸브 측과 상기 오일저장탱크의 입구측을 연결하는 오일복귀관; 상기 유압공급관과 상기 오일복귀관을 연결하는 차압조절관 상에 설치되어 페달 답력을 생성하기 위한 시뮬레이션 밸브를 포함한다.
Figure P1020080015665
전자제어식 브레이크 시스템, 시뮬레이션 밸브, 전자제어 유닛, 컷 오프 밸브

Description

시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템{Hydraulic unit of electronic control brake system having simulation function}
본 발명은 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어 제어 시 페달답력이 확보될 수 있도록 하는 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템은 도 1 및 도 2에서 도시되는 바와 같이, 운전자에 의해 조작되는 브레이크 페달(20)과, 브레이크 페달(20)로부터 전달되는 힘을 증폭시켜 브레이크 액압을 생성하기 위한 마스터 실린더(10)와, 생성된 액압을 유압 브레이크(50) 각각에 공급하기 위해 다수의 유입밸브(46)와 유출밸브(65)를 구비한 유압조절유닛(40)과, 유압조절유닛(40)을 제어하기 위한 전자제어유닛(80)과, 브레이크 페달(30)의 일측에 구비되어 브레이크 페달(30)의 변위를 감지하여 전자제어유닛(80)에 제공하는 브레이크 페달 변위센서(31) 및 마스터 실린더(10)의 일측에 구비되어 브레이크 페달(10)의 답력을 시뮬레이션 하기 위한 시뮬레이션 챔버(33)를 포함한다.
마스터 실린더(10)의 일 측에는 오일 저장탱크(20)가 설치되어 마스터 실린 더(20)와 유압조절유닛(40)의 유압펌프(41)에 오일을 제공한다.
유압조절 유닛(40)에는 전자제어유닛(80)에 의해 제어되어 유압 브레이크(50)로 오일이 제공되는 것을 조절하는 유입밸브(46)와 유압 브레이크(50)로부터 유출되는 오일을 조절하는 유출밸브(45)가 설치된다.
이러한 시뮬레이션 기능을 가지는 전자제어식 브레이크 시스템(1)가 정상모드를 수행하면, 유압 펌프 모터(42) 및 유압 펌프(41)가 구동하여 어큐뮬레이터(43)에는 요구되는 압력으로 오일이 충진 된다. 이때에, 운전자가 브레이크 페달(30)을 밟으면 브레이크 페달 변위센서(31)는 브레이크 페달(30)의 변위를 감지하여 전자제어유닛(80)에 송신하고, 전자제어유닛(80)은 브레이크 페달(30)의 변위에 대응하여 유입밸브(46)를 개방한다. 이에 따라, 어큐뮬레이터(43)에 고압으로 저장되어 있던 오일은 유압브레이크(50)로 유입되어 제동이 이루어질 수 있게 된다.
그러나, 종래의 시뮬레이션 기능을 가지는 전자제어식 브레이크 시스템(1)이 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어(Brake-by-wire) 제어 시 마스터 실린더(10)의 압력을 조절할 수 없게 되어 페달 답력을 확보할 수 없다.
나아가서, 차량의 제동성능이 저하되며 운전자 또는 차량이 주행하는 주변의 행인들이 위험에 빠지게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기되는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어 제어 시 페달답력이 확보될 수 있도록 하는 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템을 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템은 브레이크페달의 변위에 따른 유압을 형성하는 마스터 실린더; 상기 마스터 실린더에 오일을 제공하는 오일저장탱크; 상기 마스터 실린더의 입구측과 유압브레이크의 유입밸브 측을 연결하는 유압공급관 상에 설치되는 컷 오프 밸브; 상기 유압브레이크의 유출밸브 측과 상기 오일저장탱크의 입구측을 연결하는 오일복귀관; 상기 유압공급관과 상기 오일복귀관을 연결하는 차압조절관 상에 설치되어 페달 답력을 생성하기 위한 시뮬레이션 밸브를 포함한다.
여기서, 상기 시뮬레이션 밸브는 전류제어에 의해 개도가 조절된다.
그리고 상기 시뮬레이션 밸브는 노멀 크로즈 밸브이다.
그리고 상기 컷 오프 밸브는 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어(Brake-by-wire)제어 시 폐쇄된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템에 의하여, 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어 제어 시 페달답력이 확보되는 효과가 있다.
이하에서는 첨부되는 도면과 함께 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템(100)은 차륜을 제동하기 위한 유압브레이크(150)와, 운전자가 부레이크 페달(130)을 밟는 경우 제동유압을 생성하는 마스터 실린더(110)와, 마스터 실린더(110)에서 생성된 제동유압을 유압브레이크(150)에 전달하거나 전자제어 유닛(180)에 의해 제어되어 유압브레이크(150)에 제동유압을 제공하는 유압조절유닛(140) 및 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템(100)을 전반적으로 제어하는 전자제어유닛(180)을 포함한다.
유압브레이크(150)는 차륜의 축(152)에 연결되는 브레이크 디스크(151)와 브레이크 디스크(151)를 제동하기 위한 하우징(153)으로 이루어진다. 하우징(153) 내부에는 브레이크 실린더(도면에 도시되지 않음)가 형성되고 브레이크 실린더에는 브레이크 디스크(151)를 가압하기 위한 유압피스톤(도면에 도시되지 않음)이 왕복 가능하게 수용된다. 이러한 유압브레이크(150)에 유압조절유닛(140)으로부터 유압이 공급되면, 유압피스톤이 브레이크 디스크(151)를 가압하여 유압브레이크(150)가 차량을 제동하게 된다.
마스터 실린더(110)의 일 측에는 마스터 실린더(110)에 힘을 제공하기 위한 부스터(190)가 설치된다. 이러한 부스터(190)는 브레이크 페달(130)로부터 전달되는 힘을 증폭하여 마스터 실린더(110)에 제공한다.
한편, 브레이크 페달(130)의 일 측에는 브레이크 페달 변위센서(131)가 설치되어 브레이크 페달의 변위를 감지하여 전자제어유닛(180)에 제공한다.
마스터 실린더(110)의 타 측에는 오일 저장탱크(120)가 설치된다. 여기서, 오일저장탱크(120)의 출구측은 마스터 실린더(110)와 연결되어 마스터 실린더(110)에 부족한 오일을 공급하여 마스터 실린더(110)에 항상 오일이 충진된 상태를 유지하도록 한다. 오일저장탱크(120)의 입구측은 제 1 오일복귀관(161)에 의해 유압브레이크(150)의 하류측에 배치되는 유출밸브(145)의 출구와 연결된다.
마스터 실린더(110)의 출구측은 제 1 유압공급관(162)에 의해 유압조절유닛(140)의 컷 오프 밸브(148) 및 제 1 오일복귀관(161)과 연결되는 차압조절관(163)의 입구측과 연결된다. 그리고 마스터 실린더(110)의 입구측은 오일복귀관(161)의 출구측과 연결된다.
유압조절유닛(140)은 유압 브레이크(150)의 상류측에 제공되는 노멀 오픈(Normal open) 밸브인 유입밸브(146)와, 유압 브레이크(150)의 하류측에 제공되는 노멀 크로즈(normal close)밸브인 유출밸브(145)와, 유출밸브(145)의 출구측에 연결되어 제동유압을 생성하는 유압펌프(141)와, 유압펌프(141)의 출력측에 제공되어 유입밸브(146)에 제공되는 제동유압을 조절하는 제동유압조절밸브(149)와, 제동유압조절밸브(146)과 유압펌프(141)의 출구측 사이에 배치되어 제동유압조절밸 브(149)에 전달되는 유압펌프(141)에서 생성된 제동유압이 균일하게 되도록 하는 어큐뮬레이터(143) 및 유압펌프(141)를 회전하는 유압펌프모터(142)를 포함한다.
한편, 제동유압조절밸브(149)의 출구측은 제 2 유압공급관(169)에 의해 유입밸브(146)의 입구측과 연결된다. 그리고 제 1 오일복귀관(161)에서 분지되는 제 2 오일복귀관(168)의 출구측이 유압펌프(141)의 입구측과 연결됨으로써 유압펌프(141)의 입구측과 유출밸브(145)의 출구측이 연결된다. 그리고 제 1 유압공급관(162)의 출구측은 제 2 유압공급관(169)의 일측과 연결되며, 제 2 유압공급관(169)의 출구측은 유입밸브(146)의 입구에 연결된다. 그리고 1 유압공급관(162)의 중간 일측과 제 1 오일복귀관(161)의 중간 일측은 차압조절관(163)에 의해 연결된다.
차압조절관(163) 상에는 노멀 크로즈(normal close)밸브인 시뮬레이션밸브(200)가 설치되고, 제 1 유압공급관(162)의 출구측에는 노멀 오픈(Normal open) 밸브인 컷 오프 밸브(148)가 설치된다.
전자제어유닛(180)의 입력측에는 브레이크페달변위센서(131)이 제공되고, 출력측에는 유입밸브(146)와 유출밸브(145)와 컷 오프밸브(148)와 유압펌프모터(142)와 제동유압조절밸브(149) 및 시뮬레이션밸브(200)가 제공된다.
이러한 전자제어유닛(180)은 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어 제어 시 브레이크페달변위센서(131)에서 감지되는 브레이크페달(130)의 변위 따라 제동유압조절밸브(149)의 개도를 조절하여 유압브레이크(150)에 인가되는 브레이크유압이 조절되도록 한다. 이때에, 전자제어유밋(180)는 컷 오프밸브(148)를 폐쇄하고 시뮬 레이션밸브(200)의 개도를 조절하여 마스터 실린더(110)와 오일저장탱크(120)의 차압을 조절하여 브레크페달(130)의 답력이 확보되도록 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템(100)이 정상작동 즉, 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어(Brake-by-wire)제어를 수행하게 되면, 유압펌프 모터(142)는 구동하게 되어 유출밸브(145)의 출구로부터 유출되는 오일을 펌핑하여 어큘뮬레이터(143)에 기준압력을 가지며 저장되도록 한다. 이때에, 운전자가 브레이크페달(130)을 밟으면 브레이크변위센서(131)는 브레이크변위를 감지하여 전자제어유닛(180)에 제공한다. 이에 따라, 전자제어유닛(180)는 브레이크변위에 따라 제동유압조절밸브(149)와 유입밸브(146) 및 유출밸브(145)를 제어하여 유압디스크 하우징(153)에 형성되는 유압실린더 내부의 압력이 조절한다. 이로써, 브레이크 디스크(152)는 제동되어 주행 중인 차량은 제동된다.
한편,시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템(100)이 정상작동 중 즉, 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어(Brake-by-wire)제어 시 전자제어유닛(180)은 마스터실린더(110)으로부터의 압력이 유입밸브(146)에 전달되지 않도록 컷 오프 밸브(148)는 폐쇄한다. 그리고 전자제어유닛(180)은 시뮬레이션 밸브(200)의 개방정도가 조절되도록 시뮬레이션 밸브(200)에 흐르는 전류를 연속적으로 조절하여 오일저장탱크(120)와 마스터 실린더(110)의 차압이 조절되도록 한다. 이에 따라, 브레이크페달(130)의 답력이 연속적으로 형성된다.
그리고 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템(100)이 백업모드 즉, 전자제어식 브레이크 시스템(100)이 고정난 경우, 컷 오프 밸브(148)는 개방되고 시뮬레이션 밸브(200)는 폐쇄된다. 이에 따라, 운전자가 브레이크 페달(130)을 밟음으로써 형성되는 마스터 실린더(110)의 제동유압이 브레이크 실린더로 바로 전달되어 브레이크 디스크(152)는 제동되어 주행 중인 차량이 제동된다.
도 1은 종래의 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 종래의 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템의 제어계통을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템의 제어계통을 나타낸 블록도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 마스터 실린더 120: 오일 저장탱크
131: 브레이크페달변위센서 148: 컷 오프밸브
180: 전자제어유닛 200:시뮬레이션밸브

Claims (5)

  1. 브레이크페달의 변위에 따른 유압을 형성하는 마스터 실린더;
    상기 마스터 실린더에 오일을 제공하는 오일저장탱크;
    상기 마스터 실린더의 입구측과 유압브레이크의 유입밸브 측을 연결하는 유압공급관 상에 설치되는 컷 오프 밸브;
    상기 유압브레이크의 유출밸브 측과 상기 오일저장탱크의 입구측을 연결하는 오일복귀관;
    상기 유압공급관과 상기 오일복귀관을 연결하는 차압조절관 상에 설치되어 페달 답력을 생성하기 위한 시뮬레이션 밸브를 포함하는 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 밸브는 전류제어에 의해 개도가 조절되는 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 밸브는 노멀 크로즈 밸브인 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 컷 오프 밸브는 회생제동 또는 브레이크 바이 와이어(Brake-by-wire)제시 폐쇄되는 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 컷 오프 밸브는 백업모드 시 개방되는 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템.
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