KR20190016796A

KR20190016796A - 전자식 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR20190016796A
Application number: KR1020170101196A
Authority: KR
Inventors: 김현호; 최성호
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2019-02-19
Also published as: KR101969892B1

Abstract

본 발명의 전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 오일이 저장되는 리저버와, 제1 및 제2 유압포트를 가지며 브레이크 페달의 답력에 따라 액압을 발생시키는 마스터실린더와, 상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달변위센서의 전기적 신호에 의해 작동하며 액압을 발생하는 액압공급장치와, 상기 마스터실린더 또는 액압공급장치로부터 토출되는 액압을 제어하여 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 유압서킷을 갖는 유압제어유닛과, 상기 제1 유압포트와 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로와, 상기 제2 유압포트와 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로와, 제1 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브 및 제2 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브 및 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 모터 및 밸브들을 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 각 차륜에 마련된 휠 실린더 중 후륜에 마련된 휠 실린더는 모터에 의해 제동작동이 가능한 전자 주차 브레이크가 마련되며, 상기 액압 공급장치가 정상적인 상태인지를 판단하고, 상기 액압 공급장치가 정상 상태로 판단되면, 상기 액압 공급장치를 동작하여 상기 각 휠 실린더로 전달되는 제동 압력을 생성하고, 상기 액압 공급장치가 비 정상 상태로 판단되면, 상기 마스터실린더로부터 발생된 액압을 전륜에 공급하고, 후륜에 마련된 전자 주차 브레이크와 협조하여 제동작동을 수행하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

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. 이때, 제동압은 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압함으로써 발생하게 된다.

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

본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 액압 공급장치의 비 정상 작동 시 마스터실린더로 발생된 액압과 전자 주차 브레이크와 협조하여 제동작동을 수행할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 오일이 저장되는 리저버와, 제1 및 제2 유압포트를 가지며 브레이크 페달의 답력에 따라 액압을 발생시키는 마스터실린더와, 상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달변위센서의 전기적 신호에 의해 작동하며 액압을 발생하는 액압공급장치와, 상기 마스터실린더 또는 액압공급장치로부터 토출되는 액압을 제어하여 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 유압서킷을 갖는 유압제어유닛과, 상기 제1 유압포트와 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로와, 상기 제2 유압포트와 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로와, 제1 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브 및 제2 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브 및 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 모터 및 밸브들을 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 각 차륜에 마련된 휠 실린더 중 후륜에 마련된 휠 실린더는 모터에 의해 제동작동이 가능한 전자 주차 브레이크가 마련되며, 상기 액압 공급장치가 정상적인 상태인지를 판단하고, 상기 액압 공급장치가 정상 상태로 판단되면, 상기 액압 공급장치를 동작하여 상기 각 휠 실린더로 전달되는 제동 압력을 생성하고, 상기 액압 공급장치가 비 정상 상태로 판단되면, 상기 마스터실린더로부터 발생된 액압을 전륜에 공급하고, 후륜에 마련된 전자 주차 브레이크와 협조하여 제동작동을 수행하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 유압제어유닛은, 각 차륜에 설치된 휠 실린더로 흐르는 액압을 제어하도록 휠 실린더의 상류측에 각각 마련되는 제1 내지 제4 인렛밸브; 및 상기 휠 실린더로부터 배출되는 액압의 흐름을 각각 제어하는 제1 내지 제4 아웃렛밸브;를 구비하고, 상기 액압 공급장치가 비 정상 상태로 판단된 경우 상기 마스터실린더로부터 발생된 액압이 전륜으로만 흐르도록 상기 후륜과 연결된 인렛밸브는 닫힌 상태로 전환될 수 있다.

또한, 상기 제1 유압서킷과 제2 유압서킷은 각각 하나의 전륜과 하나의 후륜을 제어하도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 제1 유압서킷과 제2 유압서킷을 연결하는 서킷유로 및 상기 서킷유로에 마련되어 상기 서킷유로를 개폐하는 서킷밸브를 더 포함하고, 상기 제1 유압서킷 또는 제2 유압서킷 중 어느 하나의 유압서킷에 의해 전륜이 제어되는 경우 상기 서킷밸브가 개방되어 상기 전륜에 마련된 휠 실린더로 액압이 전달되도록 할 수 있다.

또한, 상기 브레이크 페달의 답력에 따른 반력을 제공하되, 상기 마스터 실린더에 연결되어 제동 유체가 수용되는 시뮬레이션 챔버를 구비하는 시뮬레이션 장치와, 상기 시뮬레이션 챔버에 유입되는 제동 유체의 흐름을 선택적으로 개폐하는 시뮬레이션 밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 시뮬레이션 밸브는 상기 제1 백업유로와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로에 설치될 수 있다.

또한, 상기 리버저와 마스터실린더를 연결하는 리저버 유로에 마련되고, 상기 리저버에서 상기 마스터 실린더 방향으로 흐르는 유체 흐름만을 허용하는 체크밸브와, 상기 리저버 유로에서 상기 체크밸브의 전방과 후방을 연결하는 바이패스 유로에 설치되는 검사밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 액압 발생장치의 비 정상 작동 시(폴백 모드 시) 마스터실린더로부터 발생된 액압이 휠 실린더로 전달되도록 함으로써 차량의 제동을 가능하도록 함은 물론, 전자 브레이크 장치(EPB)와 협조하여 안정적인 제동력을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 마스터설린더로부터 발생된 액압을 전륜으로만 제공하고, 후륜은 전자 브레이크 장치를 통해 제동함으로써 최대 감속 효과를 발휘할 수 있게 된다.

또한, 검사모드를 실행하여 피스톤의 고착상태(stuck)나 시뮬레이터 밸브의 리크가 존재하는지 여부를 감지할 수 있다. 따라서 브레이크 시스템의 어떤 요소에 이상(fail)이 발생하더라도 일정 수준 이상의 제동력을 만들 수 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
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 공급장치를 나타내는 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 액압 공급장치가 비 정상 상태에서의 제동 압력을 제공하는 상황을 나타내는 유압회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 액압 공급장치가 비 정상 상태에서의 제동 압력을 제공하는 상황을 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 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 통상적으로, 액압을 발생시키는 마스터 실린더(20)와, 마스터 실린더(20)의 상부에 결합되어 오일을 저장하는 리저버(30)와, 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 마스터 실린더(20)를 가압하는 인풋로드(12)와, 액압이 전달되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(40)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11) 및 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치(50)를 구비한다. 여기서, 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 설치된 휠 실린더(40) 중 후륜(RR, RL)에 설치되는 휠 실린더(40)에는 유압에 따른 제동 작동과 함께 전자적으로 제동작동을 수행하는 전자 주차 브레이크(EPB : Electric Parking Brake)가 마련된다. 이 전자 주차 브레이크(EPB)의 구체적인 기능 및 작동 상테에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

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.

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 좌측 전륜(FL)과 좌측 후륜(RL)에, 그리도 다른 하나의 마스터 챔버를 우측 후륜(RR)과 우측 전륜(FR)에 연결할 수도 있다. 그 밖에도 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. 즉, 마스터 실린더(20)의 마스터 챔버와 각 차륜과의 연결구조는 선택적으로 다양하게 구성될 수 있다. 여기서, 두 개의 마스터 챔버를 통해 두 개의 전륜(FR, FL)과, 두 개의 후륜(RR, RL)을 연결할 경우 본 발명이 해결하고자 하는 목적을 달성하기 위하여 전자식 브레이크 시스템의 유로 연결구조가 일부 변경될 수 있다. 이러한 구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

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. 즉, 체크밸브(64)는 일 방향 유체 흐름만을 허용하도록 마련될 수 있다.

그리고 제1 리저버 유로(61)의 체크밸브(64) 전방과 후방은 바이패스 유로(63)에 의해 연결될 수 있다. 그리고 바이패스 유로(63)에는 검사밸브(60)가 마련될 수 있다.

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

시뮬레이션 장치(50)는 후술할 제1 백업유로(251)와 연결되어 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 제공할 수 있다. 이 시뮬레이션 장치(50)는 운전자가 제공하는 답력 만큼 반력을 보상하도록 제공함으로써 운전자는 의도하는 대로 세밀하게 제동력을 조절할 수 있게 된다.

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

반력 피스톤(52)과 반력 스프링(53)은 시뮬레이션 챔버(51)로 유입되는 오일에 의해 시뮬레이션 챔버(51) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 설치된다. 또한, 시뮬레이션 챔버(51)의 후단부는 리저버(30)와 연결된다. 이에 반력 피스톤(52)의 가압 작동에 따라 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일은 리저버(30)로 흐르게 된다. 또한, 반력 피스톤(52)이 복귀하는 경우에도 리저버(30)로부터 시뮬레이션 챔버(51) 내로 오일이 유입된다. 즉, 시뮬레이션 챔버(51)의 내부 전체가 오일로 채워질 수 있다.

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

시뮬레이터 밸브(54)는 시뮬레이션 챔버(51)의 전단과 마스터 실린더(20)의 제1 유압포트(24a)를 연결하는 유로에 마련될 수 있다. 예컨대, 시뮬레이터 밸브(54)는 제1 유압포트(24a)와 연결되는 제1 백업유로(251)와 시뮬레이션 챔버(51)의 전단을 연결하는 유로에 마련될 수 있다. 이에, 제1 유압포트(24a)로부터 토출되는 오일은 시뮬레이션 밸브(54)를 통해 시뮬레이션 챔버(51)로 유입되게 된다.

한편, 시뮬레이터 밸브(54)는 평소 닫힌 상태를 유지하는 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(54)는 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하는 경우 개방되어 제1 마스터 챔버(20a) 내의 오일을 시뮬레이션 챔버(51)로 전달할 수 있다.

또한, 마스터 실린더(20)와 페달 시뮬레이터 사이에는 시뮬레이터 밸브(54)와 병렬 연결되도록 시뮬레이터 체크밸브(55)가 설치될 수 있다. 시뮬레이터 체크밸브(55)는 시뮬레이션 챔버(51)의 오일이 제1 마스터 챔버(20a)로 흐르는 것을 허용하되, 제1 마스터 챔버(20a)의 오일이 시뮬레이션 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 시뮬레이션 챔버(51)로 흐르는 것을 차단할 수 있다. 브레이크 페달(10)의 답력 해제시 시뮬레이터 체크밸브(55)를 통해 오일이 제1 마스터 챔버(20a) 내로 공급될 수 있기 때문에 제1 피스톤(21a)의 빠른 리턴이 보장될 수 있다.

이러한 시뮬레이션 장치(50)의 동작 모습에 대하여 설명하면, 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 제공 시 시뮬레이터 밸브(54)가 개방되며 제1 마스터 챔버(20a) 내의 오일이 페달 시뮬레이터로 전달된다. 이에 반력 피스톤(52)이 반력 스프링(53)을 압축하면서 밀어내는 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일은 리저버(30)로 전달되고, 이 과정에서 운전자는 페달감을 제공받게 된다. 그리고 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 해제시 반력 스프링(53)이 반력 피스톤(52)을 밀어내면서 반력 피스톤(52)이 원래의 상태로 복귀하고, 리저버(30)의 오일이 시뮬레이션 챔버(51)로 유입되면서 시뮬레이션 챔버(51) 내부에 오일이 가득 찰 수 있다. 또한, 시뮬레이션 챔버(51)로부터 토출되는 오일은 시뮬레이터 밸브(54)가 설치되는 유로와 시뮬레이터 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 제1 마스터 챔버(20a)) 내에 유입된다.

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

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

본 발명의 실시 예에 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 유압서킷(201, 202)으로 구성된 유압 제어유닛(200)과, 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하는 제1 백업유로(251)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)와, 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷(202)을 연결하는 제2 백업유로(252)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)와, 액압 정보와 페달 변위 정보를 기반으로 액압 공급장치(100)와 밸브들(54, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)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. 액압 제공유닛(110)은 모터(120)에서 공급되는 구동력이 아니라 고압 어큐뮬레이터에서 제공되는 압력에 의해 동작할 수도 있다.

다음으로 도 3을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 액압 제공유닛(110)에 대하여 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 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 구획 마련되어 유압피스톤(114)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련되고, 제2 압력챔버(113)는 실린더블록(111)과 유압피스톤(114)의 후단에 의해 구획 마련되어 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 유압서킷(201, 202)을 연결한다. 그리고 제1 유압유로(211)는 제1 유압서킷(201)과 연통되는 제2 유압유로(212)와 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제3 유압유로(213)로 분기된다.

제4 유압유로(214)는 제2 압력챔버(113)과 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결한다. 그리고 제4 유압유로(214)는 제1 유압서킷(201)과 연통되는 제5 유압유로(215)와 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제6 유압유로(216)로 분기된다.

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

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

또한, 제1 압력챔버(112)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 있으며, 제2 압력챔버(113)에는 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 밸브들(231, 232, 233, 234, 235, 236, 241, 242, 243)에 대하여 설명하기로 한다.

제1 유압유로(211)는 도중에 제2 유압유로(212)와 제3 유압유로(213)로 분기되어 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 연통될 수 있다. 일 예로, 제2 유압유로(212)는 제1 유압서킷(201)과 연통되고, 제3 유압유로(213)는 제2 유압서킷(202)과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)으로 액압이 전달될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 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.

제1 및 제2 제어밸브(231, 232)는 제1 압력챔버(112)에서 제1 및 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 유입되는 것은 방지할 수 있다.

한편, 제4 유압유로(214)는 도중에 제5 유압유로(215)와 제6 유압유로(216)로 분기되어 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 연통될 수 있다. 일 예로, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제5 유압유로(215)는 제1 유압서킷(201)과 연통되고, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제6 유압유로(216)는 제2 유압서킷(202)과 연통될 수 있다. 또는 그 반대로 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제5 유압유로(215)는 제2 유압서킷(202)과 연통되고, 제4 유압유로(214)에서 분기되는 제6 유압유로(216)는 제1 유압서킷(201)과 연통될 수 있으며, 이는 후술한 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)를 선택 개폐하여 이루어질 수 있다. 유압피스톤(114)의 후진에 의해 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202) 모두에 액압이 전달될 수 있다.

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

제3 제어밸브(233)는 제2 압력챔버(113)와 제1 유압서킷(201)(또는 제2 유압서킷(202))사이의 오일 흐름을 제어하는 양방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 그리고 제3 제어밸브(233)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제4 제어밸브(234)는 제2 압력챔버(113)에서 제2 유압서킷(202)(또는 제1 유압서킷(201))으로 향하는 방향의 오일 흐름만을 허용하고, 반대 방향으로의 오일 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 즉, 제4 제어밸브(234)는 제2 유압서킷(202)의 액압이 제6 유압유로(216)와 제4 유압유로(214)를 통해 제2 압력챔버(113)로 유입되는 것은 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 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. 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 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 전달될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 제5 제어밸브(235)와 제6 제어밸브(236)는 휠 실린더(40)의 액압을 빼내어 제1 압력챔버(112)로 보내는 때에 개방되도록 작동할 수 있다. 이는 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.

제7 유압유로(217)에는 제5 제어밸브(235)와, 참조부호를 도시하지는 않았지만 맥동 저감을 위한 오리피스가 마련될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 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)는 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 있으며, 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

또 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 제공유닛(110)은 복동식으로 동작할 수 있다.

즉, 유압피스톤(114)이 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 액압은 제1 유압유로(211)와 제2 유압유로(212)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제1 유압유로(211)와 제3 유압유로(213)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.

마찬가지로, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제2 압력챔버(113)에 발생되는 액압은 제4 유압유로(214)와 제5 유압유로(215)를 통해 제1 유압서킷(201)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있고, 제4 유압유로(214)와 제6 유압유로(216)를 통해 제2 유압서킷(202)에 전달되어 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 제5 유압유로(215)와 연통되는 제1 유압서킷(201) 및 제6 유압유로(216)과 연통되는 제2 유압서킷(202)은 서로 바뀔 수 있지만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 본 실시 예대로 설명한다.

또한, 유압피스톤(114)이 후진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 부압은 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제1 유압서킷(201), 제8 유압유로(218), 및 제1 유압유로(211)를 통해 제1 압력챔버(112)로 전달시킬 수 있고, 우측 후륜(RR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)의 오일을 흡입하여 제2 유압서킷(202), 제3 유압유로(213), 제7 유압유로(217), 제8 유압유로(218) 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, 스테이터(121)와 로터(122)를 포함하여 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(54, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어한다.

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(54, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 233, 235, 236, 243)을 제어함으로써 결정될 수 있다.

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

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

또한, 본 발명의 실시 예에 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. 또, 제1 백업유로(251)는 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하고, 제2 백업유로(252)는 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷(202)을 연결할 수 있다.

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 실시 예에 따른 유압 제어유닛(200)에 대하여 설명하기로 한다.

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

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

유압서킷(201, 202)은 액압의 흐름을 제어하도록 복수의 인렛밸브(221: 221a, 221b, 221c, 221d)를 각각 구비할 수 있다. 복수의 인렛밸브(221: 221a, 221b, 221c, 221d)는 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 설치되는 휠 실린더(40)로 흐르는 액압을 각각 제어하도록 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)에는 제2 유압유로(212)와 연결되어 두 개의 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)가 마련될 수 있다. 또한, 제2 유압서킷(202)에는 제3 유압유로(213)와 연결되어 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)가 마련될 수 있다.

이러한 인렛밸브(221)들은 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. 복수의 아웃렛밸브(222)는 각각 휠 실린더(40)와 연결되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)으로부터 액압이 빠져나가는 것을 제어하도록 제1 내지 제4 아울렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)로 마련될 수 있다. 즉, 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)는 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동압력을 감지하여 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 압력을 제어할 수 있다.

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 유압서킷(201)은 제1 백업유로(251)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압서킷(202)은 제2 백업유로(252)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받을 수 있다.

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

한편, 미설명된 참조부호 "PS1"은 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서이고, "PS2"는 유압서킷(201, 202)의 액압을 감지하는 유압유로 압력센서이다. 그리고 "MPS"는 모터(120)의 회전각 또는 모터의 전류를 제어하는 모터 제어센서다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 작동하는 경우 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 이를 감지하여 액압 공급장치(100)가 액압을 휠 실린더(40)로 전달하게 된다. 그러나, 액압 공급장치(100)가 정상적으로 작동하지 않을 경우 안정적인 제동을 위하여 마스터실린더(20)로부터 발생된 액압을 휠 실린더(40)로 전달하게 된다. 이를 폴백 모드(Fallback mode)라 한다. 본 발명에 따르면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 폴백 모드 작동 시 전자 주차 브레이크(EPB)와 협조하여 제동작동을 수행하도록 이루어진다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 공급장치(100)가 비 정상 상태에서의 제동 압력을 제공하는 상황을 나타내는 유압회로도이다.

도 4를 참조하면, 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하면 이 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. 이때, 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.

이때, 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 설치된 제1 및 제2 컷밸브(261, 262) 및 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)의 유로를 개폐하는 인렛밸브(221)는 평상시 개방형 솔레노이드 밸브로 구성되고, 시뮬레이터 밸브(54)와, 아웃렛밸브(222)가 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성됨에 따라 액압이 곧바로 4개의 휠 실린더(40)로 전달될 수 있으나, 차량의 안정적인 제동 및 최대 감속 효과를 발휘하기 위하여 각 유압서킷(201, 202)과 연결된 차륜(RR, RL, FR, FL) 중 전륜(FR, FL)으로만 액압이 흐르도록 제어된다. 즉, 제1 유압서킷(201)과 연결된 우측 전륜(FR)과 제2 유압서킷(202)과 연결된 좌측 전륜(FL)으로만 액압이 흐르도록 전륜(FR, FL)과 연결된 제1 및 제4 인렛밸브(221a, 221d)는 개방된 상태로 유지되고, 후륜(RL, RR)과 연결된 제2 및 제3 인렛밸브(221b, 221c)는 닫힌 상태로 전환된다.

그리고 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)을 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, 각 마스터 챔버(20a, 20b)로부터 발생된 액압은 각각 제1 유압서킷(201)의 우측 전륜(FR)과 제2 유압서킷(202)의 좌측 전륜(FL)으로 온전히 전달되게 된다. 이와 함께, 액압 공급장치(100)가 비 정상적으로 판단됨에 따라 전자제어유닛이 후륜(RL, RR)에 마련된 전자 주차 브레이크(EPB)를 작동시키게 된다. 즉, 폴백 모드 시 마스터 실린더(20)로부터 발생된 액압을 전륜(FR, FL)으로만 제공하여 제동 작동을 수행함과 더불어, 후륜(RL, RR)은 전자 주차 브레이크(EPB)를 통해 제동작동을 수행하도록 함으로써 전자 주차 브레이크(EPB)와 협조 제어를 통해 안정적인 제동작동을 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기 폴백 모드의 경우 액압 공급장치(100)가 비 정상적으로 작동된 상태에서의 동작으로서, 전자식 브레이크 시스템(1)이 전체적으로 셧다운되거나 고장(fail) 시 마스터실린더(20)로부터 토출되는 액압은 곧바로 4개의 휠 실린더(40)로 전달될 수도 있다. 이에 안정된 제동을 수행할 수 있어 제동 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 폴백 모드 제어 시 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)이 제어하는 두 개의 차륜이 각각 하나의 전륜과 하나의 후륜을 제어하는 크로스 스플릿(X-split) 타입으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 유압서킷(201)이 두 개의 전륜(FR, FL) 또는 두 개의 후륜(RR, RL)을 제어하도록 연결될 수 있다. 예컨대, 도 5에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)의 유압회도로가 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)은 유압 제어유닛(200)의 제1 유압서킷(201)이 후륜(RR, RL)을 제어하도록 연결되고, 제2 유압서킷(202)이 전륜(FR, FL)을 제어하도록 연결된다. 이러한 전자식 브레이크 시스템(2)은 제1 백업유로(251)와 연결되는 제1 유압서킷(201)과 제2 백업유로(252)와 연결되는 제2 유압서킷(202)을 연결하는 서킷유로(253) 및 서킷유로(253)에 마련되는 서킷밸브(263)를 더 구비한다.

서킷유로(253)는 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결함으로써 제1 및 제2 백업유로(251, 252)가 연통되도록 한다. 즉, 제1 백업유로(251)를 통해 흐르는 액압이 서킷유로(253)를 통하여 제2 유압서킷(202)으로 전달되거나, 제2 백업유로(252)를 통해 흐르는 액압이 서킷유로(253)를 통하여 제1 유압서킷(201)으로 전달되게 된다.

서킷밸브(263)는 이 서킷유로(253)에 마련되어 오일의 흐름을 제어한다. 서킷밸브(263)는 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

이러한 전자식 브레이크 시스템(2)을 통하여 폴백 모드 작동 시 즉, 액압 공급장치(100)가 비 정상적으로 작동되는 경우에 대해 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하면 이 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. 이때, 인풋로드(12)와 제1 피스톤(21a) 사이의 갭이 존재하지 않음으로써 신속하게 제동을 수행할 수 있다.

이때, 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 설치된 제1 및 제2 컷밸브(261, 262) 및 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)의 유로를 개폐하는 인렛밸브(221)는 평상시 개방형 솔레노이드 밸브로 구성되고, 시뮬레이터 밸브(54)와, 아웃렛밸브(222)가 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성됨에 따라 액압이 곧바로 4개의 휠 실린더(40)로 전달될 수 있으나, 차량의 안정적인 제동 및 최대 감속 효과를 발휘하기 위하여 각 유압서킷(201, 202)과 연결된 차륜(RR, RL, FR, FL) 중 전륜(FR, FL)으로만 액압이 흐르도록 제어된다. 즉, 제2 유압서킷(202)과 연결된 우측 전륜(FR)과, 좌측 전륜(FL)으로만 액압이 흐르도록 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)는 개방된 상태로 유지되고, 후륜(RR, RL)과 연결된 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)는 닫힌 상태로 전환된다. 이때, 제1 마스터 챔버(20a)로부터 토출되는 액압은 제1 백업유로(251)를 통해 제1 유압서킷(201)으로 전달되어야 하나, 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)가 닫힌 상태로 전환되고, 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)가 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성됨에 따라 제1 유압서킷(201)에 연결된 휠 실린더(40)로 전달되지 못하게 된다. 이에, 제1 마스터 챔버(20a)로부터 토출되는 액압은 서킷밸브(263)가 개방형 솔레노이드 밸브로 마련됨에 따라 서킷유로(253)를 통해 제2 유압서킷(202)으로 전달되게 된다.

따라서, 마스터 실린더(20)로부터 발생된 액압은 온전히 전륜(FR, FL)으로만 제공하여 제동작동을 수행하도록 한다. 이와 함께 액압 공급장치(100)가 비 정상적으로 판단됨에 따라 전자제어유닛이 후륜(RR, RL)에 마련된 전자 주차 브레이크(EPB)를 작동시키게 된다. 즉, 폴백 모드 시 마스터 실린더(20)로부터 발생된 액압을 전륜(FR, FL)으로만 제공하여 제동 작동을 수행함과 더불어, 후륜(RR, RL)은 전자 주차 브레이크(EPB)를 통해 제동작동을 수행하도록 함으로써 전자 주차 브레이크(EPB)와 협조 제어를 통해 안정적인 제동작동을 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 폴백 모드의 경우 액압 공급장치(100)가 비 정상적으로 작동된 상태에서의 동작으로서, 전자식 브레이크 시스템(2)이 전체적으로 셧다운되거나 고장(fail) 시 마스터실린더(20)로부터 토출되는 액압은 곧바로 4개의 휠 실린더(40)로 전달될 수도 있다. 또한, 서킷유로(253)를 통해 두 유압서킷(201, 202)이 연결됨에 따라 액압이 어느 한쪽으로 치우쳐 전달되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 안정된 제동을 수행할 수 있어 제동 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10: 브레이크 페달 11: 페달 변위센서
20: 마스터 실린더 30: 리저버
40: 휠 실린더 50: 시뮬레이션 장치
54: 시뮬레이터 밸브 60: 검사밸브
100: 액압 공급장치 110: 액압 제공유닛
120: 모터 130: 동력변환부
200: 유압 제어유닛 201: 제1 유압서킷
202: 제2 유압서킷 221: 인렛밸브
222: 아웃렛밸브 251: 제1 백업유로
252: 제2 백업유로 253 : 서킷유로
261: 제1 컷밸브 262: 제2 컷밸브
263 : 서킷밸브

Claims

오일이 저장되는 리저버와, 제1 및 제2 유압포트를 가지며 브레이크 페달의 답력에 따라 액압을 발생시키는 마스터실린더와, 상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달변위센서의 전기적 신호에 의해 작동하며 액압을 발생하는 액압공급장치와, 상기 마스터실린더 또는 액압공급장치로부터 토출되는 액압을 제어하여 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 유압서킷을 갖는 유압제어유닛과, 상기 제1 유압포트와 제1 유압서킷을 연결하는 제1 백업유로와, 상기 제2 유압포트와 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로와, 제1 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브 및 제2 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브 및 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 모터 및 밸브들을 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서,
각 차륜에 마련된 휠 실린더 중 후륜에 마련된 휠 실린더는 모터에 의해 제동작동이 가능한 전자 주차 브레이크가 마련되며,
상기 액압 공급장치가 정상적인 상태인지를 판단하고,
상기 액압 공급장치가 정상 상태로 판단되면, 상기 액압 공급장치를 동작하여 상기 각 휠 실린더로 전달되는 제동 압력을 생성하고,
상기 액압 공급장치가 비 정상 상태로 판단되면, 상기 마스터실린더로부터 발생된 액압을 전륜에 공급하고, 후륜에 마련된 전자 주차 브레이크와 협조하여 제동작동을 수행하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 유압제어유닛은,
각 차륜에 설치된 휠 실린더로 흐르는 액압을 제어하도록 휠 실린더의 상류측에 각각 마련되는 제1 내지 제4 인렛밸브; 및
상기 휠 실린더로부터 배출되는 액압의 흐름을 각각 제어하는 제1 내지 제4 아웃랫밸브;를 구비하고,
상기 액압 공급장치가 비 정상 상태로 판단된 경우 상기 마스터실린더로부터 발생된 액압이 전륜으로만 흐르도록 상기 후륜과 연결된 인렛밸브는 닫힌 상태로 전환되는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 유압서킷과 제2 유압서킷은 각각 하나의 전륜과 하나의 후륜을 제어하도록 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 유압서킷과 제2 유압서킷을 연결하는 서킷유로 및 상기 서킷유로에 마련되어 상기 서킷유로를 개폐하는 서킷밸브를 더 포함하고,
상기 제1 유압서킷 또는 제2 유압서킷 중 어느 하나의 유압서킷에 의해 전륜이 제어되는 경우 상기 서킷밸브가 개방되어 상기 전륜에 마련된 휠 실린더로 액압이 전달되도록 하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 브레이크 페달의 답력에 따른 반력을 제공하되, 상기 마스터 실린더에 연결되어 제동 유체가 수용되는 시뮬레이션 챔버를 구비하는 시뮬레이션 장치와,
상기 시뮬레이션 챔버에 유입되는 제동 유체의 흐름을 선택적으로 개폐하는 시뮬레이션 밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제5항에 있어서,
상기 시뮬레이션 밸브는 상기 제1 백업유로와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로에 설치되는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 리버저와 마스터실린더를 연결하는 리저버 유로에 마련되고, 상기 리저버에서 상기 마스터 실린더 방향으로 흐르는 유체 흐름만을 허용하는 체크밸브와,
상기 리저버 유로에서 상기 체크밸브의 전방과 후방을 연결하는 바이패스 유로에 설치되는 검사밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.