KR20180095367A

KR20180095367A - 전자식 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR20180095367A
Application number: KR1020170021769A
Authority: KR
Inventors: 김현호
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-08-27
Also published as: KR102576408B1

Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 리저버에 연결되고, 제1 및 제2 마스터 챔버와 제1 및 제2 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 제동 유체를 토출하는 마스터 실린더와, 전기적 신호에 의해 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치와, 제1 유압서킷 및 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛과, 각각의 휠 실린더의 상류측에 각각 설치되어 유로를 선택적으로 개폐하는 제1 내지 제4 인렛밸브와, 제1 마스터 챔버와 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로와, 제2 마스터 챔버와 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로와, 제1 및 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2 컷밸브를 포함하고, 제1 유압서킷은 제1 인렛밸브가 설치되는 제1 분기유로와, 제2 인렛밸브가 설치되는 제2 분기유로와, 제1 분기유로와 제2 분기유로를 연결하는 제1 서킷유로를 포함하고, 제2 유압서킷은 제3 인렛밸브가 설치되는 제3 분기유로와, 제4 인렛밸브가 설치되는 제4 분기유로와, 제3 분기유로와 제4 분기유로를 연결하는 제2 서킷유로를 포함한다.

Description

전자식 브레이크 시스템{Electric brake system}

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

위와 같은 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템은 유럽 등록특허 EP 2 520 473호에 개시되어 있다. 개시된 문헌에 따르면, 액압 공급장치는 브레이크 페달의 답력에 따라 모터가 작동하여 제동압을 발생시키도록 이루어진다. 이 때, 제동압은 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압함으로써 발생하게 된다.

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

본 발명의 실시예들은 기본 제동 시에 마스터 실린더의 액압이 복수의 휠 실린더 중 일부에 전달될 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제동 유체가 저장되는 리저버에 연결되고, 제1 및 제2 마스터 챔버와 각 마스터 챔버에 마련되는 제1 및 제2 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 제동 유체를 토출하는 마스터 실린더; 전기적 신호에 의해 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 차륜에 각각 마련되는 휠 실린더로 전달하되, 일부의 휠 실린더로 연결되는 유로를 포함하는 제1 유압서킷과 다른 일부의 휠 실린더로 연결되는 유로를 포함하는 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛; 상기 각각의 휠 실린더의 상류측에 각각 설치되어 유로를 선택적으로 개폐하는 제1 내지 제4 인렛밸브; 상기 제1 마스터 챔버와 상기 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로; 상기 제2 마스터 챔버와 상기 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로; 상기 제1 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제1 컷밸브; 및 상기 제2 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제2 컷밸브를 포함하고, 상기 제1 유압서킷은 상기 제1 인렛밸브가 설치되는 제1 분기유로와, 상기 제2 인렛밸브가 설치되는 제2 분기유로와, 상기 제1 분기유로와 상기 제2 분기유로를 연결하는 제1 서킷유로를 포함하고, 상기 제2 유압서킷은 상기 제3 인렛밸브가 설치되는 제3 분기유로와, 상기 제4 인렛밸브가 설치되는 제4 분기유로와, 상기 제3 분기유로와 상기 제4 분기유로를 연결하는 제2 서킷유로를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 백업유로는 상기 제1 분기유로와 직접 연결되고, 상기 제2 백업유로는 상기 제4 분기유로와 직접 연결될 수 있다.

또한, 상기 제1 서킷유로에 설치되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제3 컷밸브와, 상기 제2 서킷유로에 설치되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제4 컷밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제3 및 제4 컷밸브는 평상시 열려있다가 폐쇄신호를 받으면 닫히도록 작동하는 평상시 개방형(Normally Open Type) 밸브일 수 있다.

또한, 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 전기적 신호를 출력하는 페달 변위센서를 더 포함하고, 상기 액압공급장치는 상기 페달 변위센서의 전기적 신호에 의해 작동할 수 있다.

또한, 상기 액압 공급장치는 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 피스톤을 이용하여 액압을 발생시키되, 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 상기 피스톤의 일 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버와 상기 피스톤의 타 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버를 포함하고, 상기 제1 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 상기 제1 유압유로에서 분기되는 제2 및 제3 유압유로를 더 포함하며, 상기 제2 유압유로는 상기 제1 유압서킷에 연결되고, 상기 제3 유압유로는 상기 제2 유압서킷에 연결될 수 있다.

또한, 상기 제2 압력챔버와 연통되는 제4 유압유로와, 상기 제4 유압유로에서 분기되어 상기 제2 유압유로에 합류하는 제5 유압유로와, 상기 제4 유압유로에서 분기되어 상기 제3 유압유로에 합류하는 제6 유압유로를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 액압 공급장치는 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터와, 상기 모터의 회전력을 병진운동으로 전환시키는 동력변환부와, 실린더블록과, 상기 동력변환부와 연결되고 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 피스톤의 일 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버와, 상기 피스톤의 타 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버를 포함하는 액압 공급장치; 상기 제1 압력챔버와 연통되고, 상기 제1 압력챔버에서 생성되는 액압을 휠 실린더에 제공하는 제2 유압유로; 상기 제1 압력챔버와 연통되고, 상기 제1 압력챔버에서 생성되는 액압을 휠 실린더에 제공하는 제3 유압유로; 상기 제2 압력챔버와 연통되고, 상기 제2 유압유로에 합류하며, 상기 제2 압력챔버에서 생성되는 액압을 휠 실린더에 제공하는 제5 유압유로; 상기 제2 압력챔버와 연통되고, 상기 제3 유압유로에 합류하며, 상기 제2 압력챔버에서 생성되는 액압을 휠 실린더에 제공하는 제6 유압유로; 상기 휠 실린더의 액압을 상기 제1 압력챔버로 전달하도록 상기 제2 유압유로와 상기 제3 유압유로를 연통하는 제7 유압유로; 상기 휠 실린더의 액압을 상기 제1 압력챔버로 전달하도록 상기 제7 유압유로와 상기 제2 유압유로 또는 상기 제3 유압유로를 연통하는 제8 유압유로; 상기 제2 유압유로에 마련되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브; 상기 제3 유압유로에 마련되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브; 상기 제5 유압유로에 마련되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브; 상기 제7 유압유로 또는 상기 제8 유압유로에 마련되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제5 제어밸브; 및 상기 모터의 동작과 상기 제1 내지 제4 인렛밸브의 개폐를 제어하는 전자제어유닛(ECU)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 백업유로에 직접 연결되는 상기 제1 분기유로와 상기 제2 백업유로에 직접 연결되는 상기 제4 분기유로는 전륜 또는 후륜 중 어느 하나에 마련되는 휠 실린더에 연결되고, 상기 제1 백업유로에 상기 제1 서킷유로를 통해 연결되는 상기 제2 분기유로와 상기 제2 백업유로에 상기 제2 서킷유로를 통해 연결되는 상기 제3 분기유로는 전륜 또는 후륜 중 다른 하나에 마련되는 휠 실린더에 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제동 유체가 저장되는 리저버에 연결되고, 제1 및 제2 마스터 챔버와 각 마스터 챔버에 마련되는 제1 및 제2 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 제동 유체를 토출하는 마스터 실린더; 전기적 신호에 의해 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 차륜에 각각 마련되는 휠 실린더로 전달하되, 두 개의 휠 실린더로 연결되는 유로를 포함하는 제1 유압서킷과 다른 두 개의의 휠 실린더로 연결되는 유로를 포함하는 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛; 상기 각각의 휠 실린더의 상류측에 각각 설치되어 유로를 선택적으로 개폐하는 제1 내지 제4 인렛밸브; 상기 제1 마스터 챔버와 상기 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로; 상기 제2 마스터 챔버와 상기 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로; 상기 제1 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제1 컷밸브; 및 상기 제2 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제2 컷밸브를 포함하고, 정상적인 제동 시에, 상기 제1 인렛밸브에 의해 제어되는 휠 실린더와 상기 제4 인렛밸브에 의해 제어되는 휠 실린더는 상기 마스터 실린더에서 형성된 액압에 의해 제동압이 형성되고, 상기 제2 인렛밸브에 의해 제어되는 휠 실린더와 상기 제3 인렛밸브에 의해 제어되는 휠 실린더는 상기 액압 공급장치에서 형성된 액압에 의해 제동압이 형성되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 유압서킷은 상기 제1 인렛밸브가 설치되는 제1 분기유로와, 상기 제2 인렛밸브가 설치되는 제2 분기유로와, 상기 제1 분기유로와 상기 제2 분기유로를 연결하는 제1 서킷유로를 포함하고, 상기 제2 유압서킷은 상기 제3 인렛밸브가 설치되는 제3 분기유로와, 상기 제4 인렛밸브가 설치되는 제4 분기유로와, 상기 제3 분기유로와 상기 제4 분기유로를 연결하는 제2 서킷유로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제4 컷밸브와, 상기 제1 내지 제4 인렛밸브의 동작을 제어하는 전자제어유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 비 정상적인 제동시에, 상기 제3 및 제4 컷밸브와 제1 내지 제4 인렛밸브가 개방되어 상기 제1 내지 제4 인렛밸브 각각에 의해 제어되는 휠 실린더는 상기 마스터 실린더에서 형성된 액압에 의해 제동압이 형성될 수 있다.

또한, ABS 모드, TCS 모드, 및 ESC 모드 중 어느 하나 이상의 모드의 제동시에, 상기 제3 내지 제4 컷밸브는 개방되고, 상기 제1 내지 제4 인렛밸브는 각각 독립적으로 제어될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 기본 제동 시에 복수의 휠 실린더 중 일부는 마스터 실린더의 액압이 전달되어 제동력이 발생하고, 복수의 휠 실린더 중 다른 일부만이 액압 공급장치의 액압이 전달되어 제동력이 발생하도록 마련됨으로써 액압 공급장치의 소요 액량을 줄여 소형의 액츄에이터를 사용하는 것이 가능하다.

또한, 마스터 실린더의 액압이 직접 휠 실린더에 전달됨으로써 페달 시뮬레이터가 없이도 운전자에게 페달감을 제공할 수 있다.

또한, 차량의 후륜은 마스터 실린더와 연결되어 운전자의 답력으로 제동되고, 차량의 전륜은 액압 공급장치와 연결되어 모터의 구동력을 이용하여 제동될 수 있다.

또한, 폴백 모드 시에 마스터 실린더의 액압이 모든 휠 실린더에 전달될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액압 제공유닛을 나타내는 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 정상적으로 작동하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 비 정상적으로 작동하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 ABS 모드로 작동되는 상태를 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 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 비 제동시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 1을 참고하면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 통상적으로, 액압을 발생시키는 마스터 실린더(20)와, 마스터 실린더(20)의 상부에 결합되어 제동 유체, 예를 들어 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(11)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.

다음으로 도 2를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더(20)에 대하여 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 실린더(20)를 나타내는 확대도이다.

도 2를 참고하면, 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.

다시 도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)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 유압서킷으로 구성된 유압 제어유닛(200)과, 상기 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로(251)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)와, 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로(252)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)와, 액압 정보와 페달 변위 정보를 기반으로 액압 공급장치(100)와 밸브들(221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243, 261, 262, 263, 264)을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)을 포함할 수 있다.

액압 공급장치(100)는 휠 실린더(40)로 전달되는 오일 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. 또는 액압 제공유닛(110)은 모터(120)에서 공급되는 구동력이 아니라 고압 어큐뮬레이터에서 제공되는 압력에 의해 동작할 수도 있다.

다음으로 도 3을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 액압 제공유닛(110)에 대하여 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액압 제공유닛(110)을 나타내는 확대도이다.

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 압력챔버(112)와 제1 및 제2 유압서킷을 연결한다. 그리고 제1 유압유로(211)는 제1 유압서킷과 연통되는 제2 유압유로(212)와 제2 유압서킷과 연통되는 제3 유압유로(213)로 분기된다. 제4 유압유로(214)는 제2 압력챔버(113)과 제1 및 제2 유압서킷을 연결한다. 그리고 제4 유압유로(214)는 제1 유압서킷과 연통되는 제5 유압유로(215)와 제2 유압서킷과 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.

다시 도 1을 참고하여, 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)에 연결되는 유로들(211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218)과 밸드들(231, 232, 233, 234, 235, 236, 241, 242, 243)에 대하여 설명하기로 한다.

제2 유압유로(212)는 제1 유압서킷과 연통되고, 제3 유압유로(213)는 제2 유압서킷과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제1 유압서킷과 제2 유압서킷으로 액압이 전달될 수 있다.

일 예로, 제1 유압서킷은 제2 유압유로(212)에서 분기되어 좌측 후륜(RL)에 설치되는 휠 실린더(40)에 연결되는 제1 분기유로와 제2 유압유로(212)에서 분기되어 우측 전륜(FR)에 설치되는 휠 실린더(40)에 연결되는 제2 분기유로를 포함할 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(214)는 도중에 제5 유압유로(215)와 제6 유압유로(216)로 분기되어 제1 유압서킷과 제2 유압서킷에 모두 연통될 수 있다. 일 예로, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제5 유압유로(215)는 제1 유압서킷과 연통되고, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제6 유압유로(216)는 제2 유압서킷과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 후진에 의해 제1 유압서킷과 제2 유압서킷 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)에서 제1 유압서킷으로 향하는 방향의 오일 흐름만을 허용하고, 반대 방향으로의 오일 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제3 제어밸브(233)는 제1 유압서킷의 액압이 제4 유압유로(214)를 통해 제2 압력챔버(113)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 제4 제어밸브(234)는 제2 압력챔버(113)와 제2 유압서킷 사이의 오일 흐름을 제어하는 양방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 그리고 제4 제어밸브(234)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 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 전자제어유닛으로부터 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 유압서킷과 제2 유압서킷에 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, 본 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 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

본 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 유압서킷에 전달되어 좌측 후륜(LR)과 우측 전륜(FR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제1 유압유로(211)와 제3 유압유로(213)를 통해 제2 유압서킷에 전달되어 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)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 유압서킷에 전달되어 좌측 후륜(LR)과 우측 전륜(FR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제4 유압유로(214)와 제6 유압유로(216)를 통해 제2 유압서킷에 전달되어 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.

또한, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 좌측 후륜(LR)과 우측 전륜(FR)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제1 유압서킷, 제2 유압유로(212), 및 제1 유압유로(211)를 통해 제1 압력챔버(112)로 전달시킬 수 있고, 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제2 유압서킷, 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 전자제어유닛(ECU, 미도시)으로부터 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, 전자제어유닛은 모터(120)를 포함하여 후술할 본 발명의 전자식 브레이크 시스템(1)에 구비된 밸브들(221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243, 261, 262, 263, 264)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(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(ECU, 미도시)에 전달되고, 전자제어유닛은 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 전자제어유닛은 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(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(ECU, 미도시)에 전달되고, 전자제어유닛은 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 전자제어유닛은 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(221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243, 263, 264)을 제어함으로써 결정될 수 있다. 이에 대하여는 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.

도면에 도시되지는 않았지만 동력변환부(130)는 볼스크류와 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 본 발명의 실시예에 따른 동력변환부(130)는 상기 볼스크류와 너트 조립체의 구조 이외에 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있다면 어떠한 구조를 갖더라도 채용 가능한 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 비 정상적으로 작동하는 때에 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. 마스터 실린더(20)의 액압이 직접 휠 실린더(40)로 전달되는 모드를 폴백 모드(Fallback mode)라고 한다.

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 유압서킷을 연결하고, 제2 백업유로(252)는 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷을 연결할 수 있다.

그리고 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 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 유압서킷과, 제2 유압서킷으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷은 좌측 후륜(RL)과 우측 전륜(FR)을 제어하고, 제2 유압서킷은 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)을 제어할 수 있다. 그리고 각각의 차륜(FR, FL, RR, RL)에는 휠 실린더(40)가 설치되어 액압을 공급받아 제동이 이루어진다.

제1 유압서킷은 제1 유압유로(211)를 통해 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 유압서킷은 제1 유압유로(211)를 통해 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.

그리고 제1 유압서킷은 제1 분기유로와 제2 분기유로를 연통하는 제1 서킷유로(253)를 포함할 수 있다. 그리고 제1 유압서킷은 제1 서킷유로(253)를 선택적으로 개폐하는 제3 컷밸브(263)를 더 포함할 수 있다.

그리고 제2 유압서킷은 제3 유압유로(213)에서 분기되어 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)에 연결되는 제3 분기유로와 제3 유압유로(213)에서 분기되어 우측 후륜(RR)에 설치되는 휠 실린더(40)에 연결되는 제4 분기유로를 포함할 수 있다.

그리고 제2 유압서킷은 제3 분기유로와 제4 분기유로를 연통하는 제2 서킷유로(254)를 포함할 수 있다. 그리고 제2 유압서킷은 제2 서킷유로(254)를 선택적으로 개폐하는 제4 컷밸브(264)를 더 포함할 수 있다.

그리고 제3 및 제4 컷밸브(263, 264)는 양방향 흐름을 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있고, 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

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

일 예로, 제1 내지 제4 분기유로에는 각각 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)가 설치될 수 있다.

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

또한, 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.

일 예로, 제1 내지 제4 분기유로에는 각각 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)가 설치될 수 있다.

그리고 아웃렛밸브(222)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 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 유압서킷은 제1 백업유로(251)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압서킷은 제2 백업유로(252)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받을 수 있다.

제1 백업유로(251)는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)의 상류에서 제1 유압서킷에 합류할 수 있다. 일 예로, 제1 백업유로(251)는 제1 분기유로와 직접 연결되고, 제1 서킷유로(253)를 통해 제2 분기유로와 연결될 수 있다.

마찬가지로, 제2 백업유로(252)는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)의 상류에서 제2 유압서킷에 합류할 수 있다. 일 예로, 제2 백업유로(252)는 제4 분기유로와 직접 연결되고, 제2 서킷유로(254)를 통해 제3 분기유로와 연결될 수 있다.

따라서, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 폐쇄하면 액압 공급장치(100)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 유압서킷을 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있고, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 개방하면 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 "PS1"은 유압서킷(201, 202)의 액압을 감지하는 유압유로 압력센서이다. 도면에는 유압유로 압력센서(PS1)가 제2 유압서킷에 설치되는 것을 도시하였지만, 이와 달리 제1 유압서킷에 설치되는 것을 포함한다.

그리고 "PS2"는 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서다. 도면에는 백업유로 압력센서(PS2)가 제1 백업유로(251)에 설치되는 것을 도시하였지만, 이와 달리 제2 백업유로(252)에 설치되는 것을 포함한다.

그리고 "MPS"는 모터(120)의 회전각 또는 모터의 전류를 제어하는 모터 제어센서다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작에 대해서 자세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 작동하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 4를 참고하면, 액압 공급장치(100) 등이 정상적으로 동작하는 때에, 전륜(FR, FL)에 마련되는 휠 실린더(40)는 액압 공급장치(100)에 의해 제동압이 형성되고(부스팅, boosting), 후륜(RL, RR)에 마련되는 휠 실린더(40)는 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하여 제공하는 제동력이 마스터 실린더(20)를 통해 전달되어 되어 제동압이 형성된다(푸쉬-쓰루, Push-through).

구체적으로, 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟으면 브레이크 페달(10)과 연결된 인풋로드(12)는 전진하고, 이와 동시에 인풋로드(12)와 접하는 제1 피스톤(21a)이 전진하고, 제1 피스톤(21a)의 가압 내지 이동에 의해 제2 피스톤(22a)도 전진하게 된다. 이 때, 인풋로드(12)와 제1 피스톤(21a) 사이의 갭이 존재하지 않음으로써 신속하게 제동을 수행할 수 있다.

그리고 제1 마스터 챔버(20a)에서 토출되는 액압은 제1 백업유로(251)를 통해 좌측 후륜(RL)에 마련되는 휠 실린더(40)에 전달되고, 제2 마스터 챔버(20b)에서 토출되는 액압은 제2 백업유로(252)를 통해 우측 후륜(RR)에 마련되는 휠 실린더(40)에 전달되어 제동력을 발생시킨다. 즉, 마스터 실린더(20)에서 토출되는 액압은 후륜(RL, RR)에 마련되는 휠 실린더(40)에 제동력을 발생시킨다.

이 때, 제3 컷밸브(263)와 제4 컷밸브(264)는 닫힌 상태로 전환될 수 있다. 따라서 마스터 실린더(20)에서 토출되는 액압은 제2 분기유로와 제3 분기유로로 유입되지 않는다.

구체적으로, 제1 마스터 챔버(20a)에서 제공되는 액압은 제1 유압포트(24a)와 연결되는 제1 백업유로(251)와 제1 분기유로를 통해 좌측 후륜(RL)에 마련되는 휠 실린더(40)에 직접 전달된다. 이 때, 제1 분기유로에 설치되는 제1 인렛밸브(221a)는 열린 상태로 마련된다. 또한, 제1 분기유로에서 분기되는 유로에 설치되는 제1 아웃렛밸브(222a)는 닫힌 상태로 유지되어 액압이 리저버(30)로 누설되는 것을 막는다.

그리고 제2 마스터 챔버(20b)에서 제공되는 액압은 제2 유압포트(24b)와 연결되는 제2 백업유로(252)와 제4 분기유로를 통해 우측 후륜(RR)에 마련되는 휠 실린더(40)에 직접 전달된다. 이 때, 제4 분기유로에 설치되는 제4 인렛밸브(221d)는 열린 상태로 마련된다. 또한, 제4 분기유로에서 분기되는 유로에 설치되는 제4 아웃렛밸브(222d)는 닫힌 상태로 유지되어 액압이 리저버(30)로 누설되는 것을 막는다.

액압 공급장치(100)는 저압 모드와 고압 모드를 구분하여 사용할 수 있다. 저압 모드와 고압 모드는 유압 제어유닛(200)의 동작을 달리함으로써 변경될 수 있다. 액압 공급장치(100)는 고압 모드를 사용함으로써 모터(120)을 출력을 증가시키기 않고서도 높은 액압을 생성할 수 있다. 따라서 브레이크 시스템의 가격과 무게를 낮추면서도 안정적인 제동력을 담보할 수 있게 된다.

유압피스톤(114)은 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킨다. 유압피스톤(114)이 초기 상태에서 전진할수록, 즉, 유압피스톤(114)의 스트로크가 증가할 수록 제1 압력챔버(112)에서 휠 실린더(40)로 전달되는 오일의 양이 증가하면서 제동압력이 상승한다. 하지만, 유압피스톤(114)의 유효 스트로크가 존재하기 때문에 유압피스톤(114)의 전진으로 인한 최대 압력이 존재한다.

이 때, 저압 모드의 최대 압력은 고압 모드의 최대 압력 보다 작다. 그러나 고압 모드는 저압 모드와 비교할 때 유압피스톤(114)의 스트로크 당 압력 증가율이 작다. 제1 압력챔버(112)에서 밀려난 오일이 모두 휠 실린더(40)로 유입되는 것이 아니라 일부가 제2 압력챔버(113)로 유입되기 때문이다.

따라서 제동 응답성이 중요한 제동 초기에는 스트로크 당 압력 증가율이 큰 저압 모드를 사용하고, 최대 제동력이 중요한 제동 후기에는 되대 압력이 큰 고압 모드를 사용할 수 있다.

운전자에 의한 제동이 시작되면 페달 변위센서(11)를 통하여 운전자가 밟는 브레이크 페달(10)의 압력 등의 정보를 통해 운전자의 요구 제동량을 감지할 수 있다. 전자제어유닛(미도시)은 페달 변위센서(11)로부터 출력된 전기적 신호를 입력받아 모터(120)를 구동하게 된다.

또한, 전자제어유닛은 마스터 실린더(20)의 출구 측에 마련된 백업유로 압력센서(PS2)와 제2 유압서킷에 마련된 유압유로 압력센서(PS1)를 통하여 회생 제동량의 크기를 입력 받고, 운전자의 요구 제동량과 회생 제동량의 차이에 따라 마찰 제동량의 크기를 계산하여 휠 실린더(40)의 증압 또는 감압 크기를 파악할 수 있다.

제동 초기에 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟으면 모터(120)가 일 방향으로 회전하도록 동작하고, 이 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. 액압 제공유닛(110)에서 토출되는 액압은 제2 분기유로를 통해 우측 전륜(FR)에 마련되는 휠 실린더(40)에 전달되고, 제3 분기유로를 통해 좌측 전륜(FL)에 마련되는 휠 실린더(40)에 전달되어 제동력을 발생시킨다. 즉, 액압 제공유닛(110)에서 토출되는 액압은 전륜(FR, FL)에 마련되는 휠 실린더(40)에 제동력을 발생시킨다.

이 때, 제3 컷밸브(263)와 제4 컷밸브(264)는 닫힌 상태로 전환될 수 있다. 따라서 액압 제공유닛(110)에서 토출되는 액압은 제1 분기유로와 제4 분기유로로 유입되지 않는다.

구체적으로, 제1 압력챔버(112)에서 제공되는 액압은 제1 연통홀(111a)과 연결되는 제1 유압유로(211)와 제2 유압유로(212)와 제2 분기유로를 통해 우측 전륜(FR)에 마련되는 휠 실린더(40)에 직접 전달된다. 이 때, 제2 분기유로에 설치되는 제2 인렛밸브(221b)는 열린 상태로 마련된다. 또한, 제2 분기유로에서 분기되는 유로에 설치되는 제2 아웃렛밸브(222b)는 닫힌 상태로 유지되어 액압이 리저버(30)로 누설되는 것을 막는다.

그리고 제1 압력챔버(112)에서 제공되는 액압은 제1 연통홀(111a)과 연결되는 제1 유압유로(211)와 제3 유압유로(213)와 제3 분기유로를 통해 좌측 전륜(FL)에 마련되는 휠 실린더(40)에 직접 전달된다. 이 때, 제3 분기유로에 설치되는 제3 인렛밸브(221c)는 열린 상태로 마련된다. 또한, 제3 분기유로에서 분기되는 유로에 설치되는 제3 아웃렛밸브(222c)는 닫힌 상태로 유지되어 액압이 리저버(30)로 누설되는 것을 막는다.

그리고 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 열린 상태로 전환되어 제7 유압유로(217)와 제8 유압유로(218)를 개방할 수 있다. 제7 유압유로(217)와 제8 유압유로(218)가 개방되면서 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)가 서로 연통된다. 그러나 필요에 따라 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236) 중 어느 하나 이상이 닫힌 상태로 유지될 수도 있다.

그리고 제4 제어밸브(234)는 닫힌 상태로 유지되어 제6 유압유로(216)를 차단할 수 있다. 제1 압력챔버(112)에서 발생한 액압이 제2 유압유로(212)와 연결되는 제6 유압유로(216)를 통해 제2 압력챔버(113)로 전달되는 것을 막아 스트로크 당 압력 증가율을 향상시킬 수 있다. 따라서 제동 초기에 신속한 제동 응답이 기대될 수 있다.

또한, 휠 실린더(40)로 전달되는 압력이 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 목표 압력값에 비하여 높게 측정될 경우 제2 또는 제3 아웃렛밸브(222b, 222c) 중 어느 하나 이상을 개방시켜 목표 압력값에 추종하도록 제어할 수 있다.

또한, 제3 유압유로(213)에 설치되는 유압유로 압력센서(PS1)는 좌측 전륜(FL) 또는 우측 후륜(RR)에 설치된 휠 실린더(40)(이하, 간단히 휠 실린더(40)라고 함)로 전달되는 유량을 검출할 수 있다. 따라서 유압유로 압력센서(PS1)의 출력에 따라 액압 공급장치(100)를 제어함으로써 휠 실린더(40)로 전달되는 유량을 제어할 수 있다. 구체적으로 유압피스톤(114)의 전진 거리 및 전진 속도를 조절하여 휠 실린더(40)에서 배출되는 유량 및 배출 속도를 제어할 수 있다.

한편, 유압피스톤(114)이 최대로 전진하기 전에 저압 모드에서 고압 모드로 전환할 수 있다.

고압 모드에서는 제4 제어밸브(234)가 열린 상태로 전환되어 제6 유압유로(216)를 개방할 수 있다. 따라서 제1 압력챔버(112)에서 발생한 액압은 제2 유압유로(212)와 연결되는 제6 유압유로(216)를 통해 제2 압력챔버(113)로 전달되어 유압피스톤(114)을 밀어내는 데 사용될 수 있다.

고압 모드에서는 제1 압력챔버(112)에서 밀려난 오일의 일부가 제2 압력챔버(113)로 유입되기 때문에 스트로크 당 압력 증가율이 감소한다. 그러나 제1 압력챔버(112)에서 발생한 액압의 일부가 유압피스톤(114)을 밀어내는데 사용되기 때문에 최대 압력이 증가하게 된다. 이 때, 최대 압력이 증가하는 이유는 제2 압력챔버(113)의 유압피스톤(114)의 스트로크 당 체적이 제1 압력챔버(112)의 유압피스톤(114)의 스트로크 당 체적보다 작기 때문이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 액압 공급장치(100)는 유압피스톤(114)이 후진하면서 제동 압력을 제공할 수 있다.

제동 초기에 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟으면 모터(120)가 반대 방향으로 회전하도록 동작하고, 이 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.

구체적으로, 제2 압력챔버(113)에서 제공되는 액압은 제2 연통홀(111b)과 연결되는 제4 유압유로(214)와 제5 유압유로(215)와 제2 분기유로를 통해 우측 전륜(FR)에 마련되는 휠 실린더(40)에 직접 전달된다.

그리고 제2 압력챔버(113)에서 제공되는 액압은 제2 연통홀(111b)과 연결되는 제4 유압유로(214)와 제6 유압유로(216)와 제3 분기유로를 통해 좌측 전륜(FL)에 마련되는 휠 실린더(40)에 직접 전달된다.

그리고 제4 제어밸브(234)는 개방상태로 전환되어 제6 유압유로(216)를 개방한다. 한편, 제3 제어밸브(233)는 제2 압력챔버(113)에서 휠 실린더(40) 방향의 액압 전달을 허용하는 체크밸브로 마련되기 때문에 제5 유압유로(215)가 개방된다.

그리고 제6 제어밸브(236)는 닫힌 상태로 유지되어 제8 유압유로(218)를 차단할 수 있다. 제2 압력챔버(113)에서 발생한 액압이 제5 유압유로(215)와 연결되는 제8 유압유로(218)를 통해 제1 압력챔버(112)로 전달되는 것을 막아 스트로크 당 압력 증가율을 향상시킬 수 있다. 따라서 제동 초기에 신속한 제동 응답이 기대될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 정상 작동 시 제동된 상태에서 제동력을 해제하는 경우에 대하여 살펴보기로 한다.

액압 공급장치(100) 등이 정상적으로 동작하는 때에, 운전자가 브레이크 페달(10)을 놓으면, 제1 마스터 챔버(20a)에 형성되는 부압은 제1 백업유로(251)를 통해 좌측 후륜(RL)에 마련되는 휠 실린더(40)의 액압을 제거하고, 제2 마스터 챔버(20b)에서 형성되는 부압은 제2 백업유로(252)를 통해 우측 후륜(RR)에 마련되는 휠 실린더(40)의 액압을 제거하여 제동력을 해제한다. 즉, 마스터 실린더(20)에 형성되는 부압은 후륜(RL, RR)에 마련되는 휠 실린더(40)에 제동력을 해제한다.

이 때, 제3 컷밸브(263)와 제4 컷밸브(264)는 닫힌 상태로 전환될 수 있다. 따라서 마스터 실린더(20)에서 형성되는 부압은 제2 분기유로와 제3 분기유로로 전달되지 않는다.

또한, 브레이크 페달(10)에 가해진 답력이 해제되면 모터(120)가 제동시의 반대 방향으로 회전력을 발생하여 동력변환부(130)로 전달하고, 동력변환부(130)의 웜샤프트(131), 웜휠(132), 및 구동축(133)은 제동시의 반대 방향으로 회전하여 유압피스톤(114)을 원래의 위치로 후진시킴으로써 제1 압력챔버(112)의 압력을 해제 또는 부압을 발생시킨다. 그리고 액압 제공유닛(110)은 우측 전륜(FR) 및 좌측 전륜(FL)에 마련되는 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제1 및 제2 유압서킷을 통해 전달받아 제1 압력챔버(112)로 전달하게 된다.

구체적으로, 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 제1 연통홀(111a)과 연결되는 제1 유압유로(211)와 제2 유압유로(212)와 제2 분기유로를 통해 우측 전륜(FR)에 마련되는 휠 실린더(40)의 압력을 해제한다. 이 때, 제2 유압유로(212)에서 분기되는 제2 분기유로에 설치되는 제2 인렛밸브(221b)는 열린 상태로 마련된다. 또한, 제2 분기유로에서 분기되는 유로에 설치되는 제2 아웃렛밸브(222b)는 닫힌 상태로 유지되어 리저버(30)의 오일이 유입되는 것을 막는다.

그리고 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 제1 연통홀(111a)과 연결되는 제1 유압유로(211)와 제3 유압유로(213)와 제3 분기유로를 통해 좌측 전륜(FL)에 마련되는 휠 실린더(40)의 압력을 해제한다. 이 때, 제3 유압유로(213)에서 분기되는 제3 분기유로에 설치되는 제3 인렛밸브(221c)는 열린 상태로 마련된다. 또한, 제3 분기유로에서 분기되는 유로에 설치되는 제3 아웃렛밸브(222c)는 닫힌 상태로 유지되어 리저버(30)의 오일이 유입되는 것을 막는다.

그리고 제4 제어밸브(234)는 열린 상태로 전환되어 제6 유압유로(216)를 개방하고, 제5 제어밸브(235)는 열린 상태로 전환되어 제7 유압유로(217)를 개방하고, 제6 제어밸브(236)는 열린 상태로 전환되어 제8 유압유로(218)를 개방할 수 있다. 제6 유압유로(216)와 제7 유압유로(217)와 제8 유압유로(218)이 연통되면서 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)가 서로 연통된다.

제1 압력챔버(112)에 부압이 형성되기 위해서는 유압피스톤(114)이 후진하여야 하는데, 제2 압력챔버(113)에 오일이 가득 차 있으면 유압피스톤(114)이 후진하는데 저항이 발생한다. 이 때, 제4 제어밸브(234)와, 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)가 열려서 제4 유압유로(214) 및 제6 유압유로(216)가 제2 유압유로(212) 및 제1 유압유로(211)와 연통되면, 제2 압력챔버(113) 내의 오일이 제1 압력챔버(112)로 이동하게 된다.

그리고 제3 덤프밸브(243)는 닫힌 상태로 전환될 수 있다. 제3 덤프밸브(243)가 닫힘으로써 제2 압력챔버(113) 내의 오일은 제4 유압유로(214)로만 배출될 수 있다. 그러나 경우에 따라 제3 덤프밸브(243)가 열린 상태로 유지되어 제2 압력챔버(113) 내의 오일이 리저버(30)로 유입될 수도 있다.

또한, 제1 및 제2 유압서킷으로 전달되는 부압이 브레이크 페달(10)의 해제량에 따른 목표 압력 해제값에 비하여 높게 측정될 경우 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222) 중 어느 하나 이상을 개방시켜 목표 압력값에 추종하도록 제어할 수 있다.

한편, 고압 모드에서는 유압피스톤(114)이 후진하면서 발생하는 제1 압력챔버(112) 내의 부압에 의해 휠 실린더(40) 내의 오일과 함께 제2 압력챔버(113) 내의 오일이 제1 압력챔버(112)로 이동하기 때문에 휠 실린더(40)의 압력 감소율이 작다. 따라서 고압 모드에서는 신속한 압력 해제가 어려울 수 있다.

이러한 이유로 고압 모드는 고압 상황에서만 이용될 수 있으며, 압력이 일정 수준 이하로 낮아지는 경우 저압 모드로 전환할 수 있다.

한편, 저압 모드에서는 제4 제어밸브(234)가 닫힌 상태로 유지 또는 전환되어 제6 유압유로(216)를 폐쇄하는 대신 제3 덤프밸브(243)가 열린 상태로 전환 또는 유지되어 제2 압력챔버(113)를 리저버(30)와 연결할 수 있다.

저압 모드에서는 제1 압력챔버(112)에서 발생한 부압이 휠 실린더(40)에 저장된 오일을 빨아들이는 데만 사용되기 때문에 고압 모드와 비교할 때 유압피스톤(114)의 스트로크당 압력 감소율이 증가하게 된다.

또는 유압피스톤(114)이 반대로 움직이는 경우, 즉 전진하는 경우에도 휠 실린더(40)의 제동력을 해제시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 액압 공급장치(100)는 유압피스톤이 전진하면서 제동 압력을 해제할 수 있다.

또한, 브레이크 페달(10)에 가해진 답력이 해제되면 모터(120)가 제동시의 반대 방향으로 회전력을 발생하여 동력변환부(130)로 전달하고, 동력변환부(130)의 웜샤프트(131), 웜휠(132), 및 구동축(133)은 제동시의 반대 방향으로 회전하여 유압피스톤(114)을 원래의 위치로 전진시킴으로써 제2 압력챔버(113)의 압력을 해제 또는 부압을 발생시킨다. 그리고 액압 제공유닛(110)은 우측 전륜(FR) 및 좌측 전륜(FL)에 마련되는 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제1 및 제2 유압서킷을 통해 전달받아 제2 압력챔버(113)로 전달하게 된다.

구체적으로, 제2 압력챔버(113)에 발생되는 부압은 제2 연통홀(111b)과 연결되는 제4 유압유로(214)와 제6 유압유로(216)와 제2 분기유로를 통해 우측 전륜(FR)에 마련되는 휠 실린더(40)의 압력을 해제한다. 이 때, 제2 유압유로(212)에서 분기되는 제2 분기유로에 설치되는 제2 인렛밸브(221b)는 열린 상태로 마련된다. 또한, 제2 분기유로에서 분기되는 유로에 설치되는 제2 아웃렛밸브(222b)는 닫힌 상태로 유지되어 리저버(30)의 오일이 유입되는 것을 막는다.

그리고 제2 압력챔버(113)에 발생되는 부압은 제2 연통홀(111b)과 연결되는 제4 유압유로(214)와 제6 유압유로(216)와 제7 유압유로(217)와 제3 분기유로(213)를 통해 좌측 전륜(FL)에 마련되는 휠 실린더(40)의 압력을 해제한다. 이 때, 제3 분기유로에 설치되는 제3 인렛밸브(221c)는 열린 상태로 마련된다. 또한, 제3 분기유로에서 분기되는 유로에 설치되는 제3 아웃렛밸브(222c)는 닫힌 상태로 유지되어 리저버(30)의 오일이 유입되는 것을 막는다.

그리고 제4 제어밸브(234)는 열린 상태로 전환되어 제6 유압유로(216)를 개방하고, 제5 제어밸브(235)는 열린 상태로 전환되어 제7 유압유로(217)를 개방할 수 있다.

또한, 제3 유압유로(213)에 설치되는 유압유로 압력센서(PS1)는 좌측 전륜(FL) 또는 우측 후륜(RR)에 설치된 휠 실린더(40)에서 배출되는 유량을 검출할 수 있다. 따라서 유압유로 압력센서(PS1)의 출력에 따라 액압 공급장치(100)를 제어함으로써 휠 실린더(40)에서 배출되는 유량을 제어할 수 있다. 구체적으로 유압피스톤(114)의 전진 거리 및 전진 속도를 조절하여 휠 실린더(40)에서 배출되는 유량 및 배출 속도를 제어할 수 있다.

다음으로 위와 같은 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 작동하지 않을 경우에 대해 설명하기로 한다. 즉, 폴백 모드 상황에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)이 비 정상적으로 작동하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 작동하지 않을 경우 각 밸브들(221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243, 261, 262, 263, 264)은 비작동 상태인 제동초기 상태로 마련된다.

도 5를 참고하면, 액압 공급장치(100) 등이 정상적으로 동작하지 않는 때에, 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟으면 브레이크 페달(10)과 연결된 인풋로드(12)는 전진하고, 이와 동시에 인풋로드(12)와 접하는 제1 피스톤(21a)이 전진하고, 제1 피스톤(21a)의 가압 내지 이동에 의해 제2 피스톤(22a)도 전진하게 된다. 이 때, 인풋로드(12)와 제1 피스톤(21a) 사이의 갭이 존재하지 않음으로써 신속하게 제동을 수행할 수 있다.

그리고 마스터 실린더(20)에서 토출된 액압이 백업 제동을 위하여 연결된 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통하여 휠 실린더(40)로 전달되어 제동력을 구현하게 된다.

이 때, 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 설치된 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)와, 제1 및 제2 서킷유로(253, 254)와, 제1 유압서킷과 제2 유압서킷의 유로를 개폐하는 인렛밸브(221)는 평상시 개방형 솔레노이드 밸브로 구성됨에 따라 마스터 실린더(20)에서 토출되는 액압이 곧바로 4 개의 휠 실린더(40)로 전달된다.

그리고 제1 유압서킷과 제2 유압서킷을 리저버(30)에 연결하는 아웃렛밸브(222)와, 제4 제어밸브(234), 제5 제어밸브(235), 및 제6 제어밸브(236)가 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성됨에 따라 마스터 실린더(20)에서 토출되는 액압이 리저버(30)나 액압 제공유닛(110)에 누설되지 않는다.

따라서 폴백 모드 시에도 4 개의 휠 실린더(40)에 제동력을 제공함으로써 안정된 제동을 수행할 수 있어 제동 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)이 ABS 모드로 작동되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 6을 참고하면, 운전자가 제동 의지와 상관 없이 4 개의 휠 실린더(40) 중 하나 이상의 휠 실린더(40)에 제동압을 보충하거나 제동압을 제거해야 하는 상황이 발생할 수 있다.

도면에서는 ABS 모드로 작동되는 상태를 예로 들었지만, 이러한 상황은 TCS/ESC 모드에서도 발생할 수 있다. ABS(Anti-lock brake system) 모드에서는 복동식으로 동작하는 유압피스톤(114)의 왕복 동작에 의해 연속적으로 고압의 공급이 가능할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 컷밸브(261, 262, 263, 264)를 교차 제어할 수 있다. 그리고 TCS(Traction control system)/ESC(Electronic stability control) 모드에서는 하나 이상의 목표 휠에 대한 압력을 제어할 수 있다.

ABS 모드 등에서는 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 설치된 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)가 닫힌 상태로 전환된다. 따라서 액압 공급장치(100)에서 발생되는 액압이 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 따라 리저버(30)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 제1 및 제2 서킷유로(253, 254)에 설치되는 제3 및 제4 컷밸브(263, 264)는 개방된 상태로 유지될 수 있다. 제3 컷밸브(263)가 개방됨으로써 액압 공급장치(100)에서 토출되는 액압이 좌측 후륜(RL)에 마련되는 휠 실린더(40)에 전달될 수 있고, 제4 컷밸브(264)가 개방됨으로써 액압 공급장치(100)에서 토출되는 액압이 우측 후륜(RR)에 마련되는 휠 실린더(40)에 전달될 수 있다.

그리고 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)와 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)는 목표하는 휠 실린더(40)에 압력을 제공하거나 휠 실린더(40)의 압력을 제거하기 위해 독립적으로 제어될 수 있다.

예를 들어, 좌측 전륜(FL)에 마련되는 휠 실린더(40)에 압력을 제공해야 하는 경우, 제3 인렛밸브(221c)는 개방상태로 유지하고, 제1, 제2, 및 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221d)는 닫힌 상태로 전환한다. 그리고 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)는 닫힌 상태로 유지한다.

10: 브레이크 페달 11: 페달 변위센서
20: 마스터 실린더 30: 리저버
40: 휠 실린더
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 253: 제1 서킷유로
254: 제2 서킷유로 261: 제1 컷밸브
262: 제2 컷밸브 263: 제3 컷밸브
264: 제4 컷밸브

Claims

제동 유체가 저장되는 리저버에 연결되고, 제1 및 제2 마스터 챔버와 각 마스터 챔버에 마련되는 제1 및 제2 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 제동 유체를 토출하는 마스터 실린더;
전기적 신호에 의해 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 차륜에 각각 마련되는 휠 실린더로 전달하되, 일부의 휠 실린더로 연결되는 유로를 포함하는 제1 유압서킷과 다른 일부의 휠 실린더로 연결되는 유로를 포함하는 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛;
상기 각각의 휠 실린더의 상류측에 각각 설치되어 유로를 선택적으로 개폐하는 제1 내지 제4 인렛밸브;
상기 제1 마스터 챔버와 상기 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로;
상기 제2 마스터 챔버와 상기 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로;
상기 제1 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제1 컷밸브; 및
상기 제2 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제2 컷밸브를 포함하고,
상기 제1 유압서킷은 상기 제1 인렛밸브가 설치되는 제1 분기유로와, 상기 제2 인렛밸브가 설치되는 제2 분기유로와, 상기 제1 분기유로와 상기 제2 분기유로를 연결하는 제1 서킷유로를 포함하고,
상기 제2 유압서킷은 상기 제3 인렛밸브가 설치되는 제3 분기유로와, 상기 제4 인렛밸브가 설치되는 제4 분기유로와, 상기 제3 분기유로와 상기 제4 분기유로를 연결하는 제2 서킷유로를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 백업유로는 상기 제1 분기유로와 직접 연결되고, 상기 제2 백업유로는 상기 제4 분기유로와 직접 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 서킷유로에 설치되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제3 컷밸브와,
상기 제2 서킷유로에 설치되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제4 컷밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제3 및 제4 컷밸브는 평상시 열려있다가 폐쇄신호를 받으면 닫히도록 작동하는 평상시 개방형(Normally Open Type) 밸브인 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 전기적 신호를 출력하는 페달 변위센서를 더 포함하고,
상기 액압공급장치는 상기 페달 변위센서의 전기적 신호에 의해 작동하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 액압 공급장치는 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 피스톤을 이용하여 액압을 발생시키되, 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 상기 피스톤의 일 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버와 상기 피스톤의 타 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버를 포함하고,
상기 제1 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와,
상기 제1 유압유로에서 분기되는 제2 및 제3 유압유로를 더 포함하며,
상기 제2 유압유로는 상기 제1 유압서킷에 연결되고, 상기 제3 유압유로는 상기 제2 유압서킷에 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제2 압력챔버와 연통되는 제4 유압유로와,
상기 제4 유압유로에서 분기되어 상기 제2 유압유로에 합류하는 제5 유압유로와,
상기 제4 유압유로에서 분기되어 상기 제3 유압유로에 합류하는 제6 유압유로를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 액압 공급장치는 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터와, 상기 모터의 회전력을 병진운동으로 전환시키는 동력변환부와, 실린더블록과, 상기 동력변환부와 연결되고 실린더블록 내부에 이동 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 피스톤의 일 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버와, 상기 피스톤의 타 측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버를 포함하는 액압 공급장치;
상기 제1 압력챔버와 연통되고, 상기 제1 압력챔버에서 생성되는 액압을 휠 실린더에 제공하는 제2 유압유로;
상기 제1 압력챔버와 연통되고, 상기 제1 압력챔버에서 생성되는 액압을 휠 실린더에 제공하는 제3 유압유로;
상기 제2 압력챔버와 연통되고, 상기 제2 유압유로에 합류하며, 상기 제2 압력챔버에서 생성되는 액압을 휠 실린더에 제공하는 제5 유압유로;
상기 제2 압력챔버와 연통되고, 상기 제3 유압유로에 합류하며, 상기 제2 압력챔버에서 생성되는 액압을 휠 실린더에 제공하는 제6 유압유로;
상기 휠 실린더의 액압을 상기 제1 압력챔버로 전달하도록 상기 제2 유압유로와 상기 제3 유압유로를 연통하는 제7 유압유로;
상기 휠 실린더의 액압을 상기 제1 압력챔버로 전달하도록 상기 제7 유압유로와 상기 제2 유압유로 또는 상기 제3 유압유로를 연통하는 제8 유압유로;
상기 제2 유압유로에 마련되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제1 제어밸브;
상기 제3 유압유로에 마련되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제2 제어밸브;
상기 제5 유압유로에 마련되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제3 제어밸브;
상기 제7 유압유로 또는 상기 제8 유압유로에 마련되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제5 제어밸브; 및
상기 모터의 동작과 상기 제1 내지 제4 인렛밸브의 개폐를 제어하는 전자제어유닛(ECU)을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 백업유로에 직접 연결되는 상기 제1 분기유로와 상기 제2 백업유로에 직접 연결되는 상기 제4 분기유로는 전륜 또는 후륜 중 어느 하나에 마련되는 휠 실린더에 연결되고,
상기 제1 백업유로에 상기 제1 서킷유로를 통해 연결되는 상기 제2 분기유로와 상기 제2 백업유로에 상기 제2 서킷유로를 통해 연결되는 상기 제3 분기유로는 전륜 또는 후륜 중 다른 하나에 마련되는 휠 실린더에 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
제동 유체가 저장되는 리저버에 연결되고, 제1 및 제2 마스터 챔버와 각 마스터 챔버에 마련되는 제1 및 제2 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 제동 유체를 토출하는 마스터 실린더;
전기적 신호에 의해 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 차륜에 각각 마련되는 휠 실린더로 전달하되, 두 개의 휠 실린더로 연결되는 유로를 포함하는 제1 유압서킷과 다른 두 개의의 휠 실린더로 연결되는 유로를 포함하는 제2 유압서킷을 구비하는 유압 제어유닛;
상기 각각의 휠 실린더의 상류측에 각각 설치되어 유로를 선택적으로 개폐하는 제1 내지 제4 인렛밸브;
상기 제1 마스터 챔버와 상기 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로;
상기 제2 마스터 챔버와 상기 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로;
상기 제1 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제1 컷밸브; 및
상기 제2 백업유로를 선택적으로 개폐하는 제2 컷밸브를 포함하고,
정상적인 제동 시에, 상기 제1 인렛밸브에 의해 제어되는 휠 실린더와 상기 제4 인렛밸브에 의해 제어되는 휠 실린더는 상기 마스터 실린더에서 형성된 액압에 의해 제동압이 형성되고, 상기 제2 인렛밸브에 의해 제어되는 휠 실린더와 상기 제3 인렛밸브에 의해 제어되는 휠 실린더는 상기 액압 공급장치에서 형성된 액압에 의해 제동압이 형성되는 전자식 브레이크 시스템.
제10항에 있어서,
상기 제1 유압서킷은 상기 제1 인렛밸브가 설치되는 제1 분기유로와, 상기 제2 인렛밸브가 설치되는 제2 분기유로와, 상기 제1 분기유로와 상기 제2 분기유로를 연결하는 제1 서킷유로를 포함하고,
상기 제2 유압서킷은 상기 제3 인렛밸브가 설치되는 제3 분기유로와, 상기 제4 인렛밸브가 설치되는 제4 분기유로와, 상기 제3 분기유로와 상기 제4 분기유로를 연결하는 제2 서킷유로를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제1 서킷유로에 설치되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제3 컷밸브와,
상기 제2 서킷유로에 설치되어 제동 유체의 흐름을 제어하는 제4 컷밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제12항에 있어서,
상기 제3 및 제4 컷밸브는 평상시 열려있다가 폐쇄신호를 받으면 닫히도록 작동하는 평상시 개방형(Normally Open Type) 밸브인 전자식 브레이크 시스템.
제10항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 컷밸브와, 상기 제1 내지 제4 인렛밸브의 동작을 제어하는 전자제어유닛을 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제12항에 있어서,
비 정상적인 제동시에, 상기 제3 및 제4 컷밸브와 제1 내지 제4 인렛밸브가 개방되어 상기 제1 내지 제4 인렛밸브 각각에 의해 제어되는 휠 실린더는 상기 마스터 실린더에서 형성된 액압에 의해 제동압이 형성되는 전자식 브레이크 시스템.
제12항에 있어서,
ABS 모드, TCS 모드, 및 ESC 모드 중 어느 하나 이상의 모드의 제동시에, 상기 제3 내지 제4 컷밸브는 개방되고, 상기 제1 내지 제4 인렛밸브는 각각 독립적으로 제어되는 전자식 브레이크 시스템.