KR20200060947A

KR20200060947A - 전자식 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR20200060947A
Application number: KR1020180146154A
Authority: KR
Inventors: 김진석
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2020-06-02
Also published as: US20220017051A1; WO2020106110A1

Abstract

본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템은 페달과 연결되는 제1 피스톤과, 제1 피스톤 전방에 마련되는 제1 마스터챔버와 제2 마스터챔버를 구획하는 제2 피스톤을 구비하는 마스터 실린더, 제동유체가 저장되고, 제1 마스터챔버와 제1 리저버유로에 의해 연결되고, 제2 마스터챔버와 제2 리저버유로에 의해 연결되는 리저버, 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 액압을 발생시키는 액압공급장치, 제1 마스터챔버와 제1 유압서킷을 연결하는 제1 연결라인, 제2 마스터챔버와 제2 유압서킷을 연결하는 제2 연결라인, 및 액압공급장치와 리저버를 연결하는 제3 연결라인을 포함하고, 리저버와 마스터 실린더를 포함하는 기구부는 제1 블록에 설치되고, 액압공급장치와 제1 유압서킷과 제2 유압서킷를 포함하는 전자부는 제2 블록에 설치되고, 제1 내지 제3 연결라인은 각각 제1 블록과 제2 블록을 연결하도록 마련된다.

Description

전자식 브레이크 시스템{ELECTRIC BRAKE SYSTEM AND DIAGNOSIS METHOD THEREOF}

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

차량에는 제동을 수행하기 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되며, 운전자 및 승객의 안전을 위해 다양한 방식의 브레이크 시스템이 제안되고 있다.

종래의 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 기계적으로 연결된 부스터를 이용하여 휠 실린더로 제동에 필요한 액압을 공급하는 방식이 주로 이용되었다. 그러나 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.

이와 같은 전자식 브레이크 시스템의 정상 작동모드에서는 운전자의 브레이크 페달 작동이 휠 실린더로 직접 연동되지 않으므로, 브레이크 페달이 동작할 때에 운전자에게 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터가 마련된다. 페달 시뮬레이터는 운전자가 브레이크 페달의 동작을 위해 답력을 가할 경우, 그에 대한 반력을 운전자에게 제공하여 운전자가 익숙하면서도 편안한 브레이크 페달 느낌을 전달받을 수 있다.

이와는 달리, 전자식 브레이크 시스템의 일 부품요소에 기술적 문제점이 발생하는 경우, 비정상 작동모드에 돌입하게 되며, 이 때는 운전자의 브레이크 페달 작동이 휠 실린더로 직접 연동되어야 하는 메커니즘이 요구된다. 즉, 전자식 브레이크 시스템의 비정상 작동모드에서는 운전자가 브레이크 페달의 동작을 위해 답력을 가할 경우, 브레이크 페달이 직접 제동유체를 휠 실린더로 전달될 수 있어야 한다.

한편, 종래에는 차량 내부에 브레이크 시스템 모듈을 장착하는데 있어, 모듈의 크기가 커서 차량 설계자유도가 제한된다는 문제가 있었고, 이를 해결하기 위해 브레이크 작동 성능을 유지시키면서 페달과 연결되는 모듈의 크기를 줄이는 방안이 연구되고 있다.

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

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 크기와 부품 수를 절감하고 제품의 경량화를 도모할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

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

본 발명의 일 측면에 따르면, 페달과 연결되는 제1 피스톤과, 상기 제1 피스톤 전방에 마련되는 제1 마스터챔버와 제2 마스터챔버를 구획하는 제2 피스톤을 구비하는 마스터 실린더; 제동유체가 저장되고, 상기 제1 마스터챔버와 제1 리저버유로에 의해 연결되고, 상기 제2 마스터챔버와 제2 리저버유로에 의해 연결되는 리저버; 상기 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 액압을 발생시키는 액압공급장치; 페달 변위 정보에 근거하여 상기 액압공급장치와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛; 상기 제1 마스터챔버와 한쌍의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷을 연결하는 제1 연결라인; 상기 제2 마스터챔버와 다른 한쌍의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 연결하는 제2 연결라인; 및 상기 액압공급장치와 상기 리저버를 연결하는 제3 연결라인;을 포함하고, 상기 리저버와 상기 마스터 실린더를 포함하는 기구부는 제1 블록에 설치되고, 상기 액압공급장치와 상기 제1 유압서킷과 제2 유압서킷과 상기 전자제어유닛을 포함하는 전자부는 제2 블록에 설치되고, 상기 제1 연결라인과 제2 연결라인과 제3 연결라인은 각각 상기 제1 블록과 제2 블록을 연결하도록 마련되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

상기 제1 및 제2 유압서킷은 휠 실린더와 연결되는 휠라인; 상기 휠라인에서 액압공급장치 쪽으로 일방향 유체이동만을 허용하는 체크밸브와 평상시 개방 인렛밸브가 병렬로 마련되는 인렛라인; 및 아웃렛밸브가 마련되고 상기 휠라인과 연결되는 아웃렛라인;을 포함할 수 있다.

상기 제2 피스톤은 상기 제1 마스터챔버에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤과, 상기 제2 마스터챔버의 체적을 변화시키는 댐핑 피스톤과, 상기 반력 피스톤과 상기 댐핑 피스톤 사이에 배치되는 탄성부재를 포함하고, 상기 마스터 실린더는 시뮬레이션 장치가 일체화된 통합형 마스터 실린더로써, 상기 반력 피스톤과 댐핑 피스톤 사이에 마련되고 상기 탄성부재가 수용되는 시뮬레이션 챔버를 포함할 수 있다.

상기 제1 연결라인은 제1 컷밸브가 마련되고 상기 제1 마스터챔버와 상기 제1 유압서킷의 휠라인을 연결하고, 상기 제2 연결라인은 제2 컷밸브가 마련되고 상기 제2 마스터챔버와 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인을 연결하고, 상기 제1 유압서킷의 아웃렛라인은 상기 제2 블록 내에서 상기 제3 연결라인과 연결되고, 상기 제1 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브이고, 상기 제2 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 개방형 솔레노이드밸브로 구성될 수 있다.

상기 제2 연결라인에는 상기 제2 컷밸브와 상기 제2 마스터챔버 사이에 오리피스가 마련될 수 있다.

상기 제1 블록과 제2 블록을 연결하도록 마련되고, 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인을 연결하는 제4 연결라인를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.

상기 제4 연결라인과 상기 리저버를 연결하는 시뮬레이션 라인을 더 포함하고, 상기 시뮬레이션 라인에는 시뮬레이터 밸브와 체크밸브가 병렬로 마련될 수 있다.

상기 제1 연결라인은 제1 컷밸브가 마련되고 상기 제1 마스터챔버와 상기 제1 유압서킷의 휠라인을 연결하고, 상기 제2 연결라인은 상기 제2 마스터챔버와 연결되는 제1 파이프라인과 상기 시뮬레이션 챔버와 연결되는 제2 파이프라인이 합류하여 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인 쪽으로 연장되고, 상기 제1 파이프라인에는 제1 메카니컬 밸브가 마련되고, 상기 제1 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브이고, 상기 제2 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 개방형 솔레노이드밸브로 구성될 수 있다.

제2 메카니컬 밸브가 마련되고 상기 제2 리저버유로와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 제3 파이프라인;을 더 포함할 수 있다.

상기 액압공급장치와 상기 제1 및 제2 메카니컬 밸브을 연결하는 제4 파이프라인을 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 메카니컬 밸브는 하우징 내에서 스프링으로 가압되는 피스톤에 의해 평상시 개방상태를 유지하다가 상기 제4 파이프라인으로 유압이 제공되면 상기 피스톤에 마련된 개폐부재로 유로를 차단하는 구조의 유압 작동밸브일 수 있다.

상기 제1 유압서킷의 아웃렛라인은 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인과 연결되어 상기 제2 연결라인까지 이어지도록 마련될 수 있다.

상기 제1 연결라인은 제1 컷밸브가 마련되고 상기 제1 마스터챔버와 상기 제1 유압서킷의 휠라인을 연결하고, 상기 제2 연결라인은 제2 컷밸브가 마련되고 상기 제2 마스터챔버와 상기 제2 유압서킷의 휠라인을 연결하고, 상기 제1 유압서킷의 아웃렛라인과 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인은 상기 제2 블록 내에서 상기 제3 연결라인과 연결되고, 상기 제1 유압서킷의 아웃렛밸브와 상기 제2 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브로 구성될 수 있다.

시뮬레이터 장치가 설치되고 상기 제2 연결라인과 상기 제3 연결라인을 연결하는 시뮬레이터 라인을 더 포함할 수 있다.

상기 시뮬레이터 라인에는 상기 제2 연결라인과 상기 시뮬레이터 장치 사이에 병렬로 시뮬레이터 밸브와 체크밸브가 설치될 수 있다.

상기 시뮬레이터 장치는 오일을 저장할 수 있도록 마련된 시뮬레이터 챔버; 상기 시뮬레이터 챔버의 체적을 변화시키는 반력 피스톤; 및 상기 반력 피스톤에 탄성력을 제공하는 반력 스프링;을 포함할 수 있다.

상기 제2 연결라인은 상기 시뮬레이터 라인의 합류지점과 상기 제2 마스터챔버 사이에 병렬로 검사밸브와 체크밸브가 마련될 수 있다.

상기 액압공급장치는 상기 제1 압력챔버 및 제2 압력챔버가 마련되는 액압공급부; 상기 액압공급부에서 상기 제1 및 제2 유압서킷(410,420) 쪽으로 제공하는 유압을 조절하는 각종 밸브가 마련되는 조절밸브부; 및 상기 액압공급부에서 상기 제3 연결라인 쪽으로 공급하는 유압을 조절하는 각종 밸브가 마련되는 덤프밸브부;를 포함할 수 있다.

상기 제1 연결라인에서 상기 제1 블록과 제2 블록을 연결하는 부분은 큰 유량을 허용하고 탄력을 갖는 호스로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템은 기구부를 포함하는 제1 블록과 전자부를 포함하는 제2 블록을 별도로 마련하여 차량의 협소한 엔진룸에 전자식 브레이크 시스템의 장착을 용이하게 구현하면서 안정적 제동 성능을 유지할 수 있다.

또한, 세 개 또는 네 개의 연결라인만을 사용하여 제1 블록과 제2 블록을 연결하므로, 차량 내부에 브레이크 시스템 모듈을 장착하는데 있어 연결라인에 의해 발생하는 간섭 문제를 줄일 수 있다.

또한, 제2 블록은 임의에 위치에 장착 함으로서 설치 및 설계 자유도가 향상되고 LHD/RHD 차량에 동일 시스템을 적용 할 수 있기 때문에 차량 개발이 용이하다.

또한, 제2 블록을 운전석에서 먼 위치에 장착하거나 차체와 이격하여 장착함으로써 소음 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

또한, 전자부인 제2 블록 부분만을 별도로 생산 가능하므로, 완전 자율주행 차량 양산에도 적용할 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 제1실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 유압회로도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1 블록의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 유압회로도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 메카니컬 블록의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 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 제1실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 유압회로도이고, 도 2는 제1 블록(10)의 확대도이다.

도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 크게 마스터 실린더(100), 리저버(200), 페달(30)의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤(313)을 작동하여 액압을 발생시키는 액압공급장치(300), 제1 블록(10)과 제2 블록(20)을 연결하는 제1 내지 제4 연결라인(510,520,530,540)을 포함한다.

제1 블록(10)은 기계적인 구성요소들을 포함하는 기구적 구성요소들이 설치되는 모듈이고, 제2 블록(20)은 솔레노이들 밸브를 포함하는 전자적인 구성요소들이 설치되는 모듈로써, 제1 블록(10)과 제2 블록(20)은 차량 내부에 이격하여 배치되어 기구부와 전자부를 차량 내에서 물리적으로 분리시킨다. 이때, 제1 블록(10)과 제2 블록(20)은 유체가 흐르는 제1 내지 제4 연결라인(510,520,530,540)을 통해 연결된다.

예를 들어, 리저버(200)와 마스터 실린더(100)를 포함하는 기구부는 제1 블록(10)에 설치되고, 액압공급장치(300)와 제1 유압서킷(410)과 제2 유압서킷(420)를 포함하는 전자부는 제2 블록(20)에 설치되고, 제1 연결라인(510)과 제2 연결라인(520)과 제3 연결라인(530)과 제4 연결라인(540)은 각각 제1 블록(10)과 제2 블록(20)을 연결하도록 마련된다.

마스터 실린더(100)는 실린더블록(130) 내에서 페달(30)과 연결되어 왕복운동하는 제1 피스톤(110)과, 제1 피스톤(110) 전방에 마련되는 제1 마스터챔버(101)와 제2 마스터챔버(102)를 구획하는 제2 피스톤(120)을 구비한다.

제2 피스톤(120)은 제1 마스터챔버(101)에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤(123)과, 폴백모드에서 왕복운동하며 제2 마스터챔버(102)의 체적을 변화시키는 댐핑 피스톤(121)과, 반력 피스톤(123)과 댐핑 피스톤 사이에 배치되는 탄성부재(122)을 포함한다. 이로써 마스터 실린더(100)는 탄성부재(122)가 수용되고 반력 피스톤(123)과 댐핑 피스톤(121) 사이에 마련되는 시뮬레이션 챔버(103)를 포함하고, 시뮬레이션 장치가 일체화된 통합형 마스터 실린더 기능을 수행한다.

반력 피스톤(123)은 제1 마스터챔버(101)에서 가압된 제동유체의 액압에 의해 시뮬레이션챔버(103) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 마련되며, 댐핑 피스톤(121)은 반력 피스톤(123)의 이동에 따라 함께 이동하여 제2 마스터챔버(102)에 수용된 제동유체를 가압한다. 댐핑 피스톤(121)은 제2 마스터챔버(102)를 가압 가능하게 마련되며, 반력 피스톤(123)과 댐핑 피스톤(121) 사이에는 탄성부재(122)가 배치되되, 탄성부재(122)는 반력 피스톤(123) 및 댐핑 피스톤(121)의 변위에 따라 압축 및 팽창 가능한 고무 등의 재질로 마련된다. 또한 댐핑 피스톤(121)의 후방(도면을 기준으로 댐핑 피스톤(121)의 좌측부)과 마스터 실린더(100)의 단부 사이에는 제2 반력스프링(150)이 마련되어 댐핑 피스톤(121)과 반력 피스톤(123)을 탄성 지지한다.

마스터 실린더(100)의 제1 피스톤(110)과 반력 피스톤(123) 사이에는 제1 반력스프링(140)가 마련된다. 운전자가 브레이크 페달(30)을 작동하여 변위가 달라짐에 따라 제1 피스톤(110)이 이동하며, 브레이크 페달(30)의 답력이 해제되면 제1 반력스프링(140)이 팽창하면서 제1 피스톤(110)이 원 위치로 복귀할 수 있다.

마스터 실린더(100)는 제1 마스터챔버(101)에 연결되는 제1 리저버유로(211)의 전후에 배치되는 두 개의 제1 실링부재(160a, 160b)와 반력 피스톤(123) 외주면에 접하는 제2 실링부재(160c, 160d)와, 제2 리저버유로(221)의 전후에 배치되는 두 개의 제3 실링부재(160e, 160f)를 포함할 수 있다. 이러한 실링부재는 실린더블록(130)의 내벽 또는 제1 피스톤(110)과 반력 피스톤(123) 및 댐핑 피스톤(121)의 외주면에 돌출 형성되는 링 형태의 구조로 마련된다.

리저버(200)에는 제동유체가 저장되는 제1 리저버챔버(210)와 제2 리저버챔버(220)와 제3 리저버챔버(230)를 포함한다. 그리고 제1 리저버유로(211)는 제1 마스터챔버(101)와 제1 리저버챔버(210)를 연결하고, 제2 리저버유로(221)는 제2 마스터챔버(102)와 제2 리저버챔버(220)를 연결한다.

액압공급장치(300)는 제1 압력챔버(311) 및 제2 압력챔버(312)가 마련되는 액압공급부(310), 액압공급부(310)에서 제1 및 제2 유압서킷(410,420) 쪽으로 제공하는 유압을 조절하는 각종 밸브가 마련되는 조절밸브부(320), 액압공급부(310)에서 제3 연결라인(530) 쪽으로 공급하는 유압을 조절하는 각종 밸브가 마련되는 덤프밸브부(330)를 포함한다.

액압공급부(310)는 페달(30)의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤(313)을 작동하여 액압을 발생시키되, 하우징 내부에 이동 가능하게 수용되는 유압피스톤(313)의 일측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제1 압력챔버(311)와 유압피스톤(313)의 타측에 마련되어 하나 이상의 휠 실린더와 연결되는 제2 압력챔버(312)를 포함한다.

제1 유압서킷(410)은 한쌍의 휠 실린더(41,42)와 연결되는 휠라인(411), 휠라인(411)에서 액압공급장치(300) 쪽으로 일방향 유체이동만을 허용하는 체크밸브(412b)와 평상시 개방 인렛밸브(412a)가 병렬로 마련되는 인렛라인(412), 및 아웃렛밸브(413a)가 마련되고 휠라인(411)과 연결되는 아웃렛라인(413)을 포함한다. 마찬가지로 제2 유압서킷(410)은 다른 한쌍의 휠 실린더(43,44)와 연결되는 휠라인(421), 휠라인(421)에서 액압공급장치(300) 쪽으로 일방향 유체이동만을 허용하는 체크밸브(422b)와 평상시 개방 인렛밸브(422a)(Normal Open Valve)가 병렬로 마련되는 인렛라인(422), 및 아웃렛밸브(423a)가 마련되고 휠라인(421)과 연결되는 아웃렛라인(423)을 포함한다.

제1 실시예에서 제1 연결라인(510)은 제1 마스터챔버(101)와 제1 유압서킷(410)을 연결하고, 제2 연결라인(520)은 제2 마스터챔버(102)와 제2 유압서킷(420)을 연결하고, 제3 연결라인(530)은 액압공급장치(300)와 리저버(200)를 연결하고, 제4 연결라인(540)은 시뮬레이션 챔버(103)와 제2 유압서킷(420)의 아웃렛라인(423)을 연결하도록 마련된다. 이때 제1 연결라인(510)에서 제1 블록(10)과 제2 블록(20)을 연결하는 부분은 큰 유량을 허용하고 탄력을 갖는 호스로 이루어지고, 제2 연결라인(520)과 제3 연결라인(530)은 금속관으로 이루어질 수 있다. 특히 제3 연결라인(530)의 경우 도면상에서 두께가 다르게 표현되는데, 이는 제1 블록(10)과 제2 블록(20)을 연결하는 부분이 호스로 마련될 수 있음을 나타낸다.

구체적으로, 제1 연결라인(510)은 제1 컷밸브(510a)가 마련되고 제1 마스터챔버(101)와 제1 유압서킷(410)의 휠라인(411)을 연결하고, 제2 연결라인(520)은 제2 컷밸브(520a)가 마련되고 제2 마스터챔버(102)와 제2 유압서킷(420)의 아웃렛라인(423)을 연결하고, 제1 유압서킷(410)의 아웃렛라인(413)은 제2 블록(20) 내에서 제3 연결라인(530)과 연결되고, 제1 유압서킷(410)의 아웃렛밸브(413a)는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브이고, 제2 유압서킷(420)의 아웃렛밸브(423a)는 평상시 개방형 솔레노이드밸브로 구성된다. 이때 제2 연결라인(520)에는 제2 컷밸브(520a)와 제2 마스터챔버(102) 사이에 오리피스(520b)가 마련되어 제2 연결라인(520)을 흐르는 유체의 유량 변화를 조절할 수 있다.

제1 컷밸브(510a)와 제2 컷밸브(520a)는 평상시에는 작동상태를 유지하여 제1 연결라인(510)과 제2 연결라인(520)을 폐쇄하다가, 시스템의 비정상 작동시, 즉 폴백(fallback) 모드에서 유로를 개방함으로써 페달(30) 답력을 휠 실린더(41,42,43,44)에 기계적으로 전달한다.

시뮬레이션 라인(550)은 제4 연결라인(540)과 리저버(200)를 연결한다. 이러한 시뮬레이션 라인(550)에는 시뮬레이터 밸브(550a)와 체크밸브(550b)가 병렬로 마련된다. 시뮬레이터 밸브(550a)는 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로써, 일반주행 모드에서 작동상태를 유지하여 시뮬레이션 라인(550)을 개방하여 시뮬레이션챔버(103)의 액압을 해제하고, 폴백모드에서는 시뮬레이션 라인(550)을 폐쇄하여 시뮬레이션챔버(103)에 액압이 차있도록 할 수 있다.

제3 연결라인(530)은 한쪽이 제3 리저버챔버(230)와 연결되고 다른 한쪽이 액압공급장치측 덤프라인(531)과 제1 유압서킷측 덤프라인(532)으로 분기하여, 필요시 액압공급장치(300)와 제2 유압서킷(420)에 마련된 밸브들의 작동으로 그 내부 유체를 리저버(200) 쪽으로 공급할 수 있다. 이때, 제1 유압서킷측 덤프라인(532)에는 리저버(200) 쪽으로의 일방향 흐름만을 허용하는 체크밸브(532a)가 마련될 수 있다.

한편, 제2 블록(20)에는 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 전자제어유닛은 앞서 설명한 전자적으로 작동하는 각종 밸브들을 유기적으로 제어하여 휠 실린더에 액압을 공급하거나 액압을 해제할 수 있다. 그리고 도면부호 “PS1”과 “PS2”는 압력센서로써, 시스템 내부에 작용하는 유압을 실시간으로 측정하고 측정된 정보를 전자제어유닛으로 전달하여 각종 밸브들의 개폐여부를 결정하는데 도움을 줄 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템은 기구부를 포함하는 제1 블록(10)과 전자부를 포함하는 제2 블록(20)을 별도로 마련하여 차량의 협소한 엔진룸에 전자식 브레이크 시스템의 장착을 용이하게 구현하면서 안정적 제동 성능을 유지할 수 있다.

또한, 네 개의 연결라인(510,520,530,540)만을 사용하여 제1 블록(10)과 제2 블록(20)을 연결하므로, 차량 내부에 브레이크 시스템 모듈을 장착하는데 있어 연결라인에 의해 발생하는 간섭 문제를 줄일 수 있다.

또한, 제2 블록(20)은 임의에 위치에 장착 함으로서 설치 및 설계 자유도가 향상되고 LHD(Left-hand drive)/RHD(Right-hand drive) 차량에 동일 시스템을 적용 할 수 있기 때문에 차량 개발이 용이하다.

또한, 제2 블록(20)을 운전석에서 먼 위치에 장착하거나 차체와 이격하여 장착함으로써 소음 문제를 근본적으로 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 전자부인 제2 블록(20) 부분만을 별도로 생산 가능하므로, 완전 자율주행 차량 양산에도 적용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 유압회로도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 메카니컬 블록의 개념도이다. 이하에서 설명하는 본 발명의 제2실시예에 의한 전자식 브레이크 시스템에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 본 발명의 제1실시예에 의한 전자식 브레이크 시스템에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

제2 실시예에서, 제2 연결라인(620)은 한쪽은 제2 유압서킷(420)의 아웃렛라인(423)과 연결되고 다른 한쪽은 제1 파이프라인(621)과 제2 파이프라인(622)으로 분기된다. 이때 제1 파이프라인(621)은 제2 마스터챔버(102) 쪽으로 연장되고, 제2 파이프라인(622)은 시뮬레이션 챔버(103) 쪽으로 연장되는데, 제1 파이프라인(621)에는 제1 메카니컬 밸브(670)가 설치된다.

제3 파이프라인(650)은 제2 리저버유로(221)와 시뮬레이션 챔버(103)를 연결한다. 제3 파이프라인(650)에는 제2 메카니컬 밸브(680)가 마련된다. 제4 파이프라인(660)은 액압공급장치(300)의 조절밸브부(320)와 제1 및 제2 메카니컬 밸브(670,680)을 연결한다. 그리고 제1 유압서킷(410)의 아웃렛밸브(413a)는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브이고, 제2 유압서킷(420)의 아웃렛밸브(423a)는 평상시 개방형 솔레노이드밸브로 구성된다.

제1 유압서킷(410)의 아웃렛라인(413)은 제2 유압서킷(420)의 아웃렛라인(423)과 연결되어 제2 연결라인(620)까지 이어지도록 마련된다. 이때, 제2 연결라인(620)에는 체크밸브(620a)가 마련되어 제1 유압서킷(410)의 아웃렛라인(413)에서 리저버(200)로의 일방향 유체흐름만을 허용할 수 있다.

메카니컬 밸브(670)는 하우징(671) 내에서 스프링(675)으로 가압되는 피스톤(672)에 의해 개방상태를 유지하다가 제4 파이프라인(660)으로 유압이 제공되면 피스톤(672)에 마련된 개폐부재(674)로 유로를 차단하는 유압 작동밸브로 마련된다. 메카니컬 밸브(670) 개방생태에서는 챔버(676)를 통해 제1 파이프라인(621)으로 유체가 흐르도록 한다.

피스톤(672)에서 오리피스 쪽으로 연장되는 돌출단부에 마련되는 개폐부재(674)는 제4 파이프라인(660)으로 유압이 제공되면 제1 파이프라인(621)을 통하는 유체 흐름을 차단한다. 이때 피스톤(672) 외주면에는 실링부재(673)가 마련되어 챔버(676) 내부의 유체의 이탈을 막는다.

제2 메카니컬 밸브(680)도 제1 메카니컬 밸브(670)와 마찬가지 구조로써, 제3 파이프라인(650)을 개방하고 있다가 제4 파이프라인(660)으로 유압이 제공되면 제3 파이프라인(650)으로의 유체흐름을 차단하도록 동작한다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 유압회로도이다. 이하에서 설명하는 본 발명의 제3실시예에 의한 전자식 브레이크 시스템에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 본 발명의 제1실시예에 의한 전자식 브레이크 시스템에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

제3 실시예에서, 마스터 실린더(800)는 텐덤 마스터 실린더로써, 제1 피스톤(810)과 제2 피스톤(820)이 수용되는 실린더블록(830)과, 페달(30)과 연결되는 제1 피스톤(810) 전방에 마련된 제1 마스터챔버(801)와, 제1 마스터챔버(801)와 제2 마스터챔버(802)를 구획하는 제2 피스톤(820)과, 제1 피스톤(810)과 제2 피스톤(820) 사이에 설치되는 제1 반력스프링(840)과, 실린더블록(830)과 제2 피스톤(820) 사이에 마련되는 제2 반력스프링(850)을 포함한다.

제1 연결라인(510)에는 제1 컷밸브(510a)가 마련되고 제1 마스터챔버(801)와 제1 유압서킷(410)의 휠라인(411)을 연결하고, 제2 연결라인(720)은 제2 컷밸브(720c)가 마련되고 제2 마스터챔버(802)와 제2 유압서킷(420)의 휠라인(421)을 연결하고, 제1 유압서킷(410)의 아웃렛라인(413)과 제2 유압서킷(420)의 아웃렛라인(730)은 제2 블록(20) 내에서 제3 연결라인(530)과 연결되고, 제1 유압서킷(410)의 아웃렛밸브(413a)는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브이고, 제2 유압서킷(420)의 아웃렛밸브(730a)는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브로 구성된다.

시뮬레이터 라인(750)은 시뮬레이터 장치(760)가 설치되고, 제2 연결라인(720)과 제3 연결라인(530)을 연결한다. 이러한 시뮬레이터 라인(750)에는 시뮬레이터 장치(760) 전방에 병렬로 시뮬레이터 밸브(750a)와 체크밸브(750b)가 마련되어, 시뮬레이터 장치(760) 쪽으로의 유체 흐름을 제어한다.

제2 연결라인(720)에는 시뮬레이터 라인(750)의 합류지점과 제2 마스터챔버(802) 사이에 병렬로 검사밸브(720a)와 체크밸브(720b)가 마련된다. 이러한 검사밸브(720a)는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련되고, 필요시 제2 연결라인(720)으로의 폐쇄하고 액압공급장치(300)를 작동시켜 시뮬레이터 장치(760)의 고착여부를 진단하기 위하여 마련될 수 있다.

시뮬레이터 장치(760)는 오일을 저장할 수 있도록 마련된 시뮬레이터 챔버(761), 시뮬레이터 챔버(761)의 체적을 변화시키는 반력 피스톤(762), 및 반력 피스톤(762)에 탄성력을 제공하는 반력 스프링(763)을 포함한다.

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: 제1 블록 20: 제2 블록
30: 페달 31: 페달 변위센서
41,42,43,44: 휠 실린더 100: 마스터 실린더
101: 제1 마스터챔버 102: 제2 마스터챔버
103: 시뮬레이션챔버 110: 제1 피스톤
120: 제2 피스톤 123: 반력 피스톤
122: 탄성부재 121: 댐핑 피스톤
130: 실린더블록 140: 제1 반력스프링
150: 제2 반력스프링 200: 리저버
210: 제1 리저버챔버 211: 제1 리저버유로
220: 제2 리저버챔버 221: 제2 리저버유로
300: 액압공급장치 310: 액압공급부
311: 제1 압력챔버 312: 제2 압력챔버
313: 유압피스톤 320: 조절밸브부
330: 덤프밸브부 410: 제1 유압서킷
411: 휠라인 412: 인렛라인
412a: 인렛밸브 412b: 체크밸브
413: 아웃렛라인 413a: 아웃렛밸브
420: 제2 유압서킷 421: 휠라인
422: 인렛라인 422a: 인렛밸브
423: 아웃렛라인 423a: 아웃렛밸브
510: 제1 연결라인 510a: 제1 컷밸브
520: 제2 연결라인 520a: 제2 컷밸브
520b: 오리피스 530: 제3 연결라인
532a: 체크밸브 540: 제4 연결라인
550: 시뮬레이션 라인 550a: 시뮬레이션 밸브
550b: 체크밸브 620: 제2 연결라인
621: 제1 파이프라인 622: 제2 파이프라인
650: 제3 파이프라인 660: 제4 파이프라인
670: 제1 메카니컬 밸브 680: 제2 메카니컬 밸브
720: 제2 연결라인 720a: 검사밸브
720b: 체크밸브 720c: 제2 컷밸브
730: 아웃렛라인 750: 시뮬레이터 라인
750a: 시뮬레이터 밸브 750b: 체크밸브
760: 시뮬레이터 장치 761: 시뮬레이터 챔버
762: 반력 피스톤 763: 반력 스프링
800: 마스터 실린더

Claims

페달과 연결되는 제1 피스톤과, 상기 제1 피스톤 전방에 마련되는 제1 마스터챔버와 제2 마스터챔버를 구획하는 제2 피스톤을 구비하는 마스터 실린더;
제동유체가 저장되고, 상기 제1 마스터챔버와 제1 리저버유로에 의해 연결되고, 상기 제2 마스터챔버와 제2 리저버유로에 의해 연결되는 리저버;
상기 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 액압을 발생시키는 액압공급장치;
페달 변위 정보에 근거하여 상기 액압공급장치와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛;
상기 제1 마스터챔버와 한쌍의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷을 연결하는 제1 연결라인;
상기 제2 마스터챔버와 다른 한쌍의 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 연결하는 제2 연결라인; 및
상기 액압공급장치와 상기 리저버를 연결하는 제3 연결라인;을 포함하고,
상기 리저버와 상기 마스터 실린더를 포함하는 기구부는 제1 블록에 설치되고, 상기 액압공급장치와 상기 제1 유압서킷과 제2 유압서킷과 상기 전자제어유닛을 포함하는 전자부는 제2 블록에 설치되고,
상기 제1 연결라인과 제2 연결라인과 제3 연결라인은 각각 상기 제1 블록과 제2 블록을 연결하도록 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 유압서킷은
휠 실린더와 연결되는 휠라인;
상기 휠라인에서 액압공급장치 쪽으로 일방향 유체이동만을 허용하는 체크밸브와 평상시 개방 인렛밸브가 병렬로 마련되는 인렛라인; 및
아웃렛밸브가 마련되고 상기 휠라인과 연결되는 아웃렛라인;을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제2 피스톤은 상기 제1 마스터챔버에 수용된 제동유체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 반력 피스톤과, 상기 제2 마스터챔버의 체적을 변화시키는 댐핑 피스톤과, 상기 반력 피스톤과 상기 댐핑 피스톤 사이에 배치되는 탄성부재를 포함하고,
상기 마스터 실린더는 시뮬레이션 장치가 일체화된 통합형 마스터 실린더로써, 상기 반력 피스톤과 댐핑 피스톤 사이에 마련되고 상기 탄성부재가 수용되는 시뮬레이션 챔버를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 연결라인은 제1 컷밸브가 마련되고 상기 제1 마스터챔버와 상기 제1 유압서킷의 휠라인을 연결하고,
상기 제2 연결라인은 제2 컷밸브가 마련되고 상기 제2 마스터챔버와 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인을 연결하고,
상기 제1 유압서킷의 아웃렛라인은 상기 제2 블록 내에서 상기 제3 연결라인과 연결되고,
상기 제1 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브이고,
상기 제2 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 개방형 솔레노이드밸브로 구성되는 전자식 브레이크 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제2 연결라인에는 상기 제2 컷밸브와 상기 제2 마스터챔버 사이에 오리피스가 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 블록과 제2 블록을 연결하도록 마련되고, 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인을 연결하는 제4 연결라인를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제4 연결라인과 상기 리저버를 연결하는 시뮬레이션 라인을 더 포함하고,
상기 시뮬레이션 라인에는 시뮬레이터 밸브와 체크밸브가 병렬로 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 연결라인은 제1 컷밸브가 마련되고 상기 제1 마스터챔버와 상기 제1 유압서킷의 휠라인을 연결하고,
상기 제2 연결라인은 상기 제2 마스터챔버와 연결되는 제1 파이프라인과 상기 시뮬레이션 챔버와 연결되는 제2 파이프라인이 합류하여 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인 쪽으로 연장되고,
상기 제1 파이프라인에는 제1 메카니컬 밸브가 마련되고,
상기 제1 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브이고,
상기 제2 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 개방형 솔레노이드밸브로 구성되는 전자식 브레이크 시스템.
제8항에 있어서,
제2 메카니컬 밸브가 마련되고 상기 제2 리저버유로와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 제3 파이프라인;을 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제9항에 있어서,
상기 액압공급장치와 상기 제1 및 제2 메카니컬 밸브을 연결하는 제4 파이프라인을 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 메카니컬 밸브는
하우징 내에서 스프링으로 가압되는 피스톤에 의해 평상시 개방상태를 유지하다가 상기 제4 파이프라인으로 유압이 제공되면 상기 피스톤에 마련된 개폐부재로 유로를 차단하는 구조의 유압 작동밸브인 전자식 브레이크 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제1 유압서킷의 아웃렛라인은 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인과 연결되어 상기 제2 연결라인까지 이어지도록 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 연결라인은 제1 컷밸브가 마련되고 상기 제1 마스터챔버와 상기 제1 유압서킷의 휠라인을 연결하고,
상기 제2 연결라인은 제2 컷밸브가 마련되고 상기 제2 마스터챔버와 상기 제2 유압서킷의 휠라인을 연결하고,
상기 제1 유압서킷의 아웃렛라인과 상기 제2 유압서킷의 아웃렛라인은 상기 제2 블록 내에서 상기 제3 연결라인과 연결되고,
상기 제1 유압서킷의 아웃렛밸브와 상기 제2 유압서킷의 아웃렛밸브는 평상시 폐쇄형 솔레노이드밸브로 구성되는 전자식 브레이크 시스템.
제12항에 있어서,
시뮬레이터 장치가 설치되고 상기 제2 연결라인과 상기 제3 연결라인을 연결하는 시뮬레이터 라인을 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제13항에 있어서,
상기 시뮬레이터 라인에는
상기 제2 연결라인과 상기 시뮬레이터 장치 사이에 병렬로 시뮬레이터 밸브와 체크밸브가 설치되는 전자식 브레이크 시스템.
제13항에 있어서,
상기 시뮬레이터 장치는
오일을 저장할 수 있도록 마련된 시뮬레이터 챔버;
상기 시뮬레이터 챔버의 체적을 변화시키는 반력 피스톤; 및
상기 반력 피스톤에 탄성력을 제공하는 반력 스프링;을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제13항에 있어서,
상기 제2 연결라인은
상기 시뮬레이터 라인의 합류지점과 상기 제2 마스터챔버 사이에 병렬로 검사밸브와 체크밸브가 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 액압공급장치는
상기 제1 압력챔버 및 제2 압력챔버가 마련되는 액압공급부;
상기 액압공급부에서 상기 제1 및 제2 유압서킷 쪽으로 제공하는 유압을 조절하는 각종 밸브가 마련되는 조절밸브부; 및
상기 액압공급부에서 상기 제3 연결라인 쪽으로 공급하는 유압을 조절하는 각종 밸브가 마련되는 덤프밸브부;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 연결라인에서 상기 제1 블록과 제2 블록을 연결하는 부분은 큰 유량을 허용하고 탄력을 갖는 호스로 이루어지는 전자식 브레이크 시스템.