KR20210128170A - 전자식 브레이크 시스템의 작동방법 - Google Patents

Abstract

전자식 브레이크 시스템의 작동방법이 개시된다. 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법은 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 휠 실린더의 제동을 위한 액압을 형성하는 액압 공급장치와, 가압매체가 저장되는 리저버와, 리저버와 액압 공급장치 사이의 가압매체 흐름을 제어하는 덤프제어부와, 액압 공급장치와 휠 실린더 사이에 마련되는 유압 제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 있어서, 액압 공급장치는 유압피스톤의 전방 측에 마련되는 제1 압력챔버와, 유압피스톤의 후방 측에 마련되는 제2 압력챔버를 포함하고, 유압피스톤을 전진하여 제1 압력챔버에 형성된 액압을 휠 실린더로 1차적으로 제공하는 제1 제동모드와, 유압피스톤을 추가적으로 전진하여 제1 압력챔버에 형성된 액압의 적어도 일부를 휠 실린더로 2차적으로 제공하고, 제1 압력챔버에 형성된 액압의 나머지 일부를 제2 압력챔버로 전달하는 제2 제동모드와, 유압피스톤을 후진하여 제2 압력챔버에 형성된 액압을 휠 실린더로 3차적으로 제공하는 제3 제동모드를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

전자식 브레이크 시스템의 작동방법{Operating method of electric brake system}

본 발명은 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크 페달의 변위에 대응하는 전기적 신호를 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 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 실린더에 제동에 필요한 액압을 공급하는 방식이 주로 이용되었다. 그러나 차량의 운용 환경에 세밀하게 대응하여 다양한 제동 기능을 구현하고자 하는 시장의 요구가 증대됨에 따라, 최근에는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받고, 이에 근거하여 액압 공급장치를 작동시켜 제동에 필요한 액압을 휠 실린더로 공급하는 전자식 브레이크 시스템이 널리 보급되고 있다.

이와 같은 전자식 브레이크 시스템은 정상 작동모드 시 운전자의 브레이크 페달 작동 또는 차량의 자율주행 시 제동판단을 전기적 신호로 발생 및 제공되고, 이에 근거하여 액압 공급장치가 전기적으로 작동 및 제어됨으로써 제동에 필요한 액압을 형성하여 휠 실린더로 전달한다. 이러한 전자식 브레이크 시스템은 전기적으로 작동 및 제어되는 바 복잡하면서도 다양한 제동 작용을 구현할 수 있다.

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

본 실시 예는 차량의 제동을 위한 가압매체의 액압을 안정적으로 제공할 수 있는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 고압의 제동압력을 안정적으로 발생시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 차량의 다양한 운용상황에서도 제동을 효과적으로 수행할 수 있는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 제동 성능 및 작동 신뢰성이 향상된 전자식 브레이크 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 부품요소에 가해지는 부하를 저감하여 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 휠 실린더의 제동을 위한 액압을 형성하는 액압 공급장치와, 가압매체가 저장되는 리저버와, 상기 리저버와 상기 액압 공급장치 사이의 가압매체 흐름을 제어하는 덤프제어부와, 상기 액압 공급장치와 상기 휠 실린더 사이에 마련되는 유압 제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 있어서, 상기 액압 공급장치는 상기 유압피스톤의 전방 측에 마련되는 제1 압력챔버와, 상기 유압피스톤의 후방 측에 마련되는 제2 압력챔버를 포함하고, 상기 유압피스톤을 전진하여 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 1차적으로 제공하는 제1 제동모드와, 상기 유압피스톤을 추가적으로 전진하여 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압의 적어도 일부를 상기 휠 실린더로 2차적으로 제공하고, 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압의 나머지 일부를 상기 제2 압력챔버로 전달하는 제2 제동모드와, 상기 유압피스톤을 후진하여 상기 제2 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 3차적으로 제공하는 제3 제동모드를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 유압 제어유닛은 일단이 상기 제1 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 일단이 상기 제2 압력챔버와 연통되는 제2 유압유로와, 상기 제1 유압유로의 타단 및 상기 제2 유압유로의 타단이 합류하여 상기 휠 실린더에 연결되는 제3 유압유로와, 상기 제1 유압유로에 마련되는 제1 밸브와, 상기 제2 유압유로에 마련되는 제2 밸브를 포함하고, 상기 제1 제동모드는 상기 제1 밸브를 개방하되, 상기 제2 밸브는 폐쇄하여, 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 제1 유압유로와 상기 제3 유압유로를 거쳐 상기 휠 실린더로 제공할 수 있다.

상기 제2 제동모드는 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 개방하여, 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압의 적어도 일부를 상기 제1 유압유로와 상기 제3 유압유로를 거쳐 상기 휠 실린더로 제공하고, 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압의 나머지 일부를 상기 제1 유압유로와 상기 제2 유압유로를 거쳐 상기 제2 압력챔버로 제공할 수 있다.

상기 제3 제동모드는 상기 제2 밸브를 개방하되, 상기 제1 밸브는 폐쇄하여, 상기 제2 압력챔버에 형성된 액압을 상기 제2 유압유로와 상기 제3 유압유로를 거쳐 상기 휠 실린더로 제공할 수 있다.

상기 덤프제어부는 상기 리저버와 상기 제1 압력챔버를 연결하는 제1 덤프유로와, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버를 연결하는 제2 덤프유로와, 상기 제2 덤프유로에 마련되는 덤프밸브를 포함하고, 상기 제1 제동모드는 상기 덤프밸브를 개방하여, 상기 리저버로부터 상기 제2 압력챔버로 가압매체를 공급하도록 제공될 수 있다.

상기 덤프제어부는 상기 리저버와 상기 제1 압력챔버를 연결하는 제1 덤프유로와, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버를 연결하는 제2 덤프유로와, 상기 제2 덤프유로에 마련되는 덤프밸브를 포함하고, 상기 제2 제동모드는 상기 덤프밸브를 폐쇄하여, 상기 제2 압력챔버에 부압을 형성할 수 있다.

상기 덤프제어부는 상기 리저버와 상기 제1 압력챔버를 연결하는 제1 덤프유로와, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버를 연결하는 제2 덤프유로와, 상기 제2 덤프유로에 마련되는 덤프밸브를 포함하고, 상기 제3 제동모드는 상기 덤프밸브를 폐쇄하여, 상기 제2 압력챔버에 형성된 액압이 상기 리저버로 누출되는 것을 차단할 수 있다.

상기 덤프제어부는 상기 제1 덤프유로에 마련되는 덤프체크밸브를 더 포함하고, 상기 제1 제동모드 시, 상기 덤프체크밸브는 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압이 상기 리저버로 누출되는 것을 차단할 수 있다.

상기 덤프제어부는 상기 제1 덤프유로에 마련되는 덤프체크밸브를 더 포함하고, 상기 제2 제동모드 시, 상기 덤프체크밸브는 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압이 상기 리저버로 누출되는 것을 차단할 수 있다.

상기 덤프제어부는 상기 제1 덤프유로에 마련되는 덤프체크밸브를 더 포함하고, 상기 제3 제동모드 시, 상기 덤프체크밸브는 상기 리저버로부터 상기 제1 압력챔버로 가압매체의 공급을 허용할 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법은 차량의 다양한 운용상황에서 제동을 안정적이고 효과적으로 구현할 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법은 고압의 제동압력을 안정적으로 발생시킬 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법은 제동 성능 및 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법은 차량의 제동을 위한 가압매체의 액압을 안정적으로 제공할 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법은 부품요소에 가해지는 부하를 저감하여 제품의 내구성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제1 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 3는 제1 제동모드 시, 유압피스톤의 변위량에 따라 휠 실린더로 전달되는 가압매체의 액압 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제2 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 5는 제2 제동모드 시, 유압피스톤의 변위량에 따라 휠 실린더로 전달되는 가압매체의 액압 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제3 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 7은 제3 제동모드 시, 유압피스톤의 변위량에 따라 휠 실린더로 전달되는 가압매체의 액압 변화를 나타내는 그래프이다.

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 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)을 나타내는 유압회로도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)은 가압매체가 저장되는 리저버(130), 브레이크 페달(110)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(120)에 의해 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 가압매체의 액압을 발생시키는 액압 공급장치(140), 액압 공급장치(140)에서 제공되는 액압을 제어하는 유압 제어유닛(150), 액압 공급장치(140)와 리저버(130) 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프제어부(160), 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치(140)와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛(ECU)을 포함한다.

운전자는 차량의 제동을 구현하고자 하는 경우 브레이크 페달(110)에 답력을 가하며, 브레이크 페달(110)은 마스터 실린더(미도시) 또는 페달 시뮬레이터(미도시) 등에 연결되어 운전자에게 페달감을 제공함과 동시에, 폴백(Fallback)모드와 같은 비상 시에 마스터 실린더에 수용된 가압매체를 휠 실린더(10)로 전달하여 차량의 긴급 제동을 수행할 수 있다. 그러나 전자식 브레이크 시스템(100)의 정상 작동상태에서는 운전자가 답력을 가함에 따라 발생되는 브레이크 페달(110)의 변위를 페달 변위센서(120)가 감지하여 운전자의 제동의지를 전달받고, 이에 근거하여 전자제어유닛이 액압 공급장치(140)에 전기적 신호를 송출하여 기계적인 작동을 통해 가압매체의 액압을 발생시킬 수 있다.

액압 공급장치(140)는 실린더블록(141)과, 실린더블록(141) 내에 수용되는 유압피스톤(142)과, 유압피스톤(142)과 실린더블록(140) 사이에 마련되어 압력챔버(143, 144)를 밀봉하는 실링부재(145)와, 유압피스톤(142)의 전진 및 후진을 위한 동력을 발생 및 제공하는 액츄에이터(146)와, 액츄에이터(146)에서 발생 및 제공되는 동력을 유압피스톤(142)으로 전달하는 구동축(147)을 포함한다.

압력챔버(143, 144)는 유압피스톤(142)의 전방(도 1을 기준으로 유압피스톤(142)의 좌측 방향)에 위치하는 제1 압력챔버(143)와, 유압피스톤(142)의 후방(도 1을 기준으로 유압피스톤(142)의 우측 방향)에 위치하는 제2 압력챔버(144)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 압력챔버(143)는 실린더블록(141)과 유압피스톤(142)의 전방면에 의해 구획 마련되어 유압피스톤(142)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련되고, 제2 압력챔버(144)는 실린더블록(141)과 유압피스톤(142)의 후방면에 의해 구획 마련되어 유압피스톤(142)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련된다.

액츄에이터(146)는 전자제어유닛(ECU)으로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤(142)의 동력을 발생 및 제공하도록 마련된다. 액츄에이터(146)는 모터(미도시)와 동력변환장치(미도시)를 포함하여 마련될 수 있으며, 유압피스톤(142)과 액츄에이터(146) 사이에는 구동축(147)이 마련되어 액츄에이터(146)에서 발생되는 동력이 구동축(147)을 통해 유압피스톤(142)으로 전달될 수 있다. 유압피스톤(142)은 모터가 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써 전진 또는 후진할 수 있다. 유압피스톤(142)에 동력을 발생 및 제공하는 액츄에이터(146)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

유압피스톤(142)의 동작에 의해 제1 압력챔버(143) 및 제2 압력챔버(144)에는 가압매체의 액압을 형성하거나, 부압을 형성할 수 있다. 구체적으로, 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 전달받아 모터가 일방향으로 회전하고, 모터의 회전력은 구동축(147)을 거쳐 유압피스톤(142)을 실린더블록(141) 내에서 전진시킬 수 있다. 유압피스톤(142)이 전진함에 따라 제1 압력챔버(143)의 체적이 감소하게 되고, 이로써 제1 압력챔버(143)에 수용된 가압매체의 액압을 발생시킬 수 있다.

반대로, 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 전달받아 모터가 타방향으로 회전하면, 모터의 회전력이 구동축(147)을 거쳐 유압피스톤(142)을 후진시킬 수 있다. 유압피스톤(142)이 후진함에 따라 제1 압력챔버(143)의 체적이 증가하게 되어 제1 압력챔버(143)에 부압을 발생시킬 수 있다.

제2 압력챔버(144)의 액압과 부압의 발생은 위와 반대 방향으로 작동함으로써 구현할 수 있다. 즉, 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 전달받아 모터가 타방향으로 회전하고, 이로써 유압피스톤(142)이 실린더블록(141) 내에서 후진할 수 있다. 유압피스톤(142)이 후진함에 따라 제2 압력챔버(144)의 체적이 감소하게 되고, 이로써 제2 압력챔버(144)에 수용된 가압매체의 액압을 발생시킬 수 있다.

반대로, 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 전달받아 모터가 일방향으로 회전하면, 모터의 회전력이 구동축(147)을 거쳐 유압피스톤(142)을 전진시킬 수 있다. 유압피스톤(142)이 전진함에 따라 제2 압력챔버(144)의 체적이 증가하게 되어 제2 압력챔버(144)에 부압을 발생시킬 수 있다.

이처럼 액압 공급장치(140)는 액츄에이터(146)의 모터 구동방향에 따라 제1 압력챔버(143) 및 제2 압력챔버(144)에 각각 액압이 발생하거나 부압이 발생할 수 있는데, 액압을 전달하여 휠 실린더(10)의 제동을 구현할 것인지, 아니면 부압을 이용하여 휠 실린더(10)의 제동을 해제할 것인지는 밸브들을 제어함으로써 결정할 수 있다.

액압 공급장치(140)는 덤프제어부(160)에 의해 리저버(130)와 유압적으로 연결될 수 있다. 리저버(130)는 내측에 가압매체를 수용하도록 마련되며, 액압 공급장치(140)의 제1 및 제2 압력챔버(143, 144)는 덤프제어부(160)를 거쳐 리저버(130)로부터 가압매체를 공급받거나, 반대로 제1 및 제2 압력챔버(143, 144)에 수용된 가압매체가 덤프제어부(160)를 거쳐 리저버(130)로 전달될 수 있다. 덤프제어부(160)는 제1 압력챔버(143)와 리저버(130)를 연결하는 제1 덤프유로(161)와, 제2 압력챔버(144)와 리저버(130)를 연결하는 제2 덤프유로(162)와, 제1 덤프유로(161)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하되 리저버(130)로부터 제1 압력챔버(143)로 향하는 가압매체의 흐름만을 허용하는 덤프체크밸브(161a)와, 제2 덤프유로(162)에 마련되어 가압매체의 양방향 흐름을 제어하는 덤프밸브(162a)를 포함할 수 있다.

제1 덤프유로(161)는 일단이 리저버(130)에 연통되고, 타단이 제1 압력챔버(143)에 연통될 수 있으며, 덤프체크밸브(161a)는 리저버(130)로부터 제1 압력챔버(143)로 향하는 가압매체의 흐름은 허용하되, 제1 압력챔버(143)로부터 리저버(130)로 향하는 가압매체의 흐름은 차단하도록 마련될 수 있다. 제2 덤프유로(162)는 일단이 리저버(130)에 연통되고, 타단이 제2 압력챔버(144)에 연통될 수 있다. 제2 덤프유로(162)에 마련되는 덤프밸브(162a)는 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

덤프제어부(160)는 액압 공급장치(140)의 제1 및 제2 압력챔버(143, 144)와 리저버(130) 사이의 가압매체 흐름을 제어함으로써, 제1 내지 제3 제동모드 시 액압 공급장치(140)의 효율적인 동작을 도모할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

유압 제어유닛(150)은 액압 공급장치(140)로부터 휠 실린더(10)로 사이에 마련되어, 휠 실린더(10)로 전달되는 가압매체의 액압을 제어하거나 또는 액압 공급장치(140)의 제1 압력챔버(143)와 제2 압력챔버(144) 사이의 가압매체 흐름을 제어하도록 마련된다.

유압 제어유닛(150)은 제1 압력챔버(143)와 연통되는 제1 유압유로(151)와, 제2 압력챔버(144)와 연통되는 제2 유압유로(152)와, 제1 유압유로(151) 및 제2 유압유로(152)를 합류시켜 휠 실린더(10)로 연결하는 제3 유압유로(153)와, 제1 유압유로(151)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 밸브(151a)와, 제2 유압유로(152)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 밸브(152a)를 포함할 수 있다.

제1 유압유로(151)는 일단이 제1 압력챔버(143)에 연통하도록 마련되며, 제2 유압유로(152)는 일단이 제2 압력챔버(144)에 연통하도록 마련된다. 제1 유압유로(151) 및 제2 유압유로(153)의 타단은 합류하여 제3 유압유로(153)의 일단에 연결될 수 있으며, 제3 유압유로(153)의 타단은 휠 실린더(10)에 연결될 수 있다.

제1 유압유로(151)에는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 밸브(151a)가 마련될 수 있다. 제1 밸브(151a)는 제1 유압유로(151)를 따라 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 도 1에서는 일 예로서, 제1 밸브(151a)가 평상 시 개방되어 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 도시되어 있으나, 전기적 신호를 받아 동작하여 가압매체의 양 방향 흐름을 제어할 수 있다면 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수도 있다.

제2 유압유로(152)에는 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 밸브(152a)가 마련될 수 있다. 제2 밸브(151a)는 제1 유압유로(152)를 따라 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제2 밸브(152a)는 평상 시 폐쇄 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 전기적 신호를 받아 동작하여 가압매체의 양 방향 흐름을 제어할 수 있다면 노말 오픈 타입의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있음은 물론이다.

이하에서는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)의 작동방법에 대해 설명한다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)은 액압 공급장치(140)로부터 휠 실린더(10)로 전달되는 액압이 증가함에 따라, 제1 제동모드, 제2 제동모드 및 제2 제동모드로 구분하여 작동할 수 있다.

제1 제동모드 내지 제3 제동모드는 액압 공급장치(140)와, 유압 제어유닛(150) 및 덤프제어부160)의 작동을 제어함으로써 구현할 수 있다. 액압 공급장치(140)는 제1 내지 제3 제동모드를 활용함으로써 고사양의 모터 없이도 충분히 높은 가압매체의 액압을 제공할 수 있으며, 모터에 가해지는 불필요한 부하를 방지할 수 있다. 나아가 액압 증가에 따라 제1 제동모드로부터 제3 제동모드로 순차적으로 전환 시, 가압 지연 없이 휠 실린더(10)로 제공되는 가압매체의 액압을 안정적이고 효과적으로 상승시킬 수 있다. 이로써, 브레이크 시스템의 원가와 무게를 저감하면서도 안정적인 제동력을 확보할 수 있으며, 장치의 내구성 및 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.

도 2는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)이 제1 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이며, 도 3는 제1 제동모드 시, 유압피스톤(142)의 변위량에 대한 휠 실린더(10)로 전달되는 가압매체의 액압을 나타내는 그래프이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 제동모드 시 전자제어유닛은 모터를 일방향으로 구동시켜 유압피스톤(142)을 전진시킨다. 유압피스톤(142)은 초기 위치에서 전진할수록, 다시 말해 유압피스톤(142)의 스트로크 또는 변위량이 증가할수록 제1 압력챔버(143)의 체적이 감소한다. 이에 따라 제1 압력챔버(143)에 형성되는 가압매체의 액압이 증가하고, 나아가 휠 실린더(10)로 제공되는 가압매체의 액압 역시 점차적으로 증가하게 된다(도 3의 ①구간).

제1 압력챔버(143)에 형성된 가압매체의 액압은 제1 유압유로(151) 및 제3 유압유로(153)를 순차적으로 거쳐 휠 실린더(10)로 1차적으로 전달된다. 이 때, 제1 유압유로(151)에 마련되는 제1 밸브(151a)는 가압매체의 흐름을 허용하도록 개방된 상태로 제어되며, 제2 유압유로(152)에 마련되는 제2 밸브(152a)는 폐쇄 상태로 제어된다. 이로써 제1 압력챔버(143)로부터 토출되는 가압매체의 액압이 제2 유압유로(152)를 통해 제2 압력챔버(144)로 누출되는 것을 방지하여, 유압피스톤(142)의 변위(스트로크) 당 압력 증가율을 향상시킬 수 있다. 이로써 제동 초기인 제1 제동모드에서는 신속한 제동 응답을 도모할 수 있다.

아울러, 제1 제동모드에서는 제2 덤프유로(162)에 마련되는 덤프밸브(162a)는 개방 상태로 제어되어 제2 덤프유로(162)를 통한 가압매체의 흐름을 허용할 수 있다. 유압피스톤(142)이 전진함에 따라 제2 압력챔버(144)의 체적이 증가하여 부압을 형성하는 바, 해당 부압은 리저버(130)에 수용된 가압매체를 제2 덤프유로(162)를 거쳐 제2 압력챔버(144)로 유입시킬 수 있다.

한편, 유압피스톤(142)이 전진하여 1차적으로 휠 실린더(10)로 액압을 제공한 이후 더욱 고압의 제동 액압을 휠 실린더(10)로 제공하고자 하는 경우, 전진한 유압피스톤(142)을 후진하여 제2 압력챔버(144)에 수용된 가압매체에 액압을 형성하여 휠 실린더(10)로 추가적으로 제공할 수 있다. 이 때, 전진한 유압피스톤(143)을 후진하기 위해 방향 전환 시, 제2 압력챔버(144)의 내부 액압수치와 휠 실린더(10)에 이미 가해진 가압매체의 액압수치가 일치하지 않을 경우 순간적으로 휠 실린더(10)에 가해진 가압매체의 액압이 하강하여 제동력이 풀릴 위험이 존재한다. 뿐만 아니라, 제2 압력챔버(144)의 내부 액압수치를 제1 압력챔버(143)의 내부 액압수치 또는 휠 실린더(10)에 가해진 액압수치와 동기화시키기 위해 제2 압력챔버(144)에 연통되는 유압유로를 개방할 경우에도 가압매체의 체적이 증가하여 휠 실린더(10)에 가해진 가압매체의 액압이 순간적으로 하강하여 가압매체의 가압 지연이 발생할 우려가 있다.

이에 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)의 작동방법은 제1 제동모드에서 유압피스톤(142)이 전진하여 휠 실린더(10)에 1차적으로 액압을 제공한 이후, 유압피스톤(143)을 후진하여 고압의 제동압을 제공하는 제3 제동모드 진입 전, 가압매체의 가압 지연을 방지함과 동시에 가압매체의 액압을 지속적이고 안정적으로 증가시킬 수 있도록 제2 제동모드에 진입할 수 있다.

도 4는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)이 제2 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이며, 도 5는 제2 제동모드 시, 유압피스톤(142)의 변위량에 따라 휠 실린더(10)로 전달되는 가압매체의 액압 변화를 나타내는 그래프이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 전자제어유닛은 제1 제동모드를 수행한 이후, 제2 제동모드에 진입하도록 액압 공급장치(140), 유압 제어유닛(150) 및 덤프제어부(160)의 작동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제2 제동모드 시 전자제어유닛은 모터를 일방향으로 추가 구동시켜 유압피스톤(142)을 더욱 전진시킨다. 유압피스톤(142)은 제1 제동모드 이후 추가적으로 전진할수록 제1 압력챔버(143)의 체적이 감소하여 제1 압력챔버(143)에 형성되는 가압매체의 액압이 증가한다.

유압피스톤(142)을 추가적으로 전진시킴과 동시에, 제2 유압유로(152)에 마련되는 제2 밸브(152a)는 개방 상태로 전환된다. 이로써, 제1 압력챔버(143)에 형성된 가압매체의 액압 중 일부는 제1 유압유로(151) 및 제3 유압유로(153)를 순차적으로 거쳐 휠 실린더(10)로 2차적으로 전달됨과 동시에, 제1 압력챔버(143)에 형성된 가압매체의 액압 중 나머지 일부는 제1 유압유로(151) 및 제2 유압유로(152)를 순차적으로 거쳐 제2 압력챔버(144)로 유입된다. 이 때, 제2 덤프유로(162)에 마련되는 덤프밸브(162a)는 페쇄 상태로 전환하여 제2 덤프유로(162)를 통한 가압매체의 흐름을 차단함과 동시에, 제2 압력챔버(144)의 부압을 효과적으로 형성하여 제2 유압유로(152)를 따라 이송되는 가압매체를 제2 압력챔버(144)로 신속하게 유입시킬 수 있다.

이와 같이, 제2 제동모드에서는 제2 밸브(152a)를 개방함에 따라 제1 압력챔버(143) 또는 휠 실린더(10)와 연통되는 유로의 체적이 순간적으로 증가함에도 불구하고, 유압피스톤(142)을 추가적으로 전진시킴으로써 가압매체의 액압 수치가 순간적으로 하강하는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해, 유압피스톤(142)의 추가 전진에 의해 제1 압력챔버(143)에 형성된 상대적으로 고압의 가압매체 중 일부를 휠 실린더(10)로 공급함으로써 휠 실린더(10)로 제공되는 가압매체의 가압 지연을 방지하고 제동력이 풀리는 것을 방지할 수 있다(도 5의 ②구간).

아울러, 제1 압력챔버(143)에 형성된 상대적으로 고압의 가압매체 중 나머지 일부를 제2 압력챔버(144)로 공급함으로써, 제1 압력챔버(143)와 제2 압력챔버(144)의 내부 액압수치를 동기화시켜 액츄에이터(146)에 가해지는 부하를 저감할 수 있다. 다시 말해, 유압피스톤(142)이 전진할수록 제1 압력챔버(143)의 내부 액압수치가 증가하므로 제1 압력챔버(143) 내부의 액압에 의해 유압피스톤(142)을 후진시키려는 힘이 증가하게 되고, 이에 따라 액츄에이터(146)에 가해지는 부하가 증가하나, 제2 유압유로(152)를 통한 가압매체의 흐름을 허용하여 제1 압력챔버(143)에 형성된 가압매체의 액압 일부를 제2 압력챔버(144)로 유입시킴으로써, 제1 압력챔버(143)와 제2 압력챔버(144)의 내부 액압이 서로 동기화되어 액츄에이터(146) 등 부품요소에 가해지는 부하를 저감할 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)은 제2 제동모드보다 고압의 제동압력이 제공되어야 하는 경우 제2 제동모드에서 도 6 및 도 7에 도시된 제3 제동모드로 전환할 수 있다.

도 6은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)이 제3 제동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이며, 도 7은 제3 제동모드 시, 유압피스톤(142)의 변위량에 따라 휠 실린더(10)로 전달되는 가압매체의 액압 변화를 나타내는 그래프이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 제동모드 후 전자제어유닛은 보다 고압의 가압매체를 제공해야 할 경우 모터를 타방향으로 구동시켜 유압피스톤(142)을 후진시킨다. 유압피스톤(142)이 후진함에 따라 제2 압력챔버(144)에 수용된 가압매체의 액압이 점차적으로 증가하게 된다. (도 7의 ③구간).

제2 압력챔버(144)에서 가압된 고압의 가압매체는 제2 유압유로(152) 및 제3 유압유로(153)를 순차적으로 거쳐 휠 실린더(10)로 3차적으로 전달된다. 이 때, 제2 유압유로(152)에 마련되는 제2 밸브(152a)는 원활한 가압매체 흐름을 위해 개방된 상태로 제어되며, 제1 유압유로(151)에 마련되는 제1 밸브(151a)는 폐쇄 상태로 제어됨으로써, 제2 압력챔버(144)에서 토출되는 가압매체의 액압이 제1 압력챔버(143)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 제3 제동모드에서는 제2 덤프유로(162)에 마련되는 덤프밸브(162a)가 폐쇄 상태로 제어되어 제2 압력챔버(144)에 형성된 가압매체의 액압이 제2 덤프유로(162)를 거쳐 리저버(130)로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 덤프유로(161)에 마련되는 덤프체크밸브(161a)는 리저버(130)로부터 제1 압력챔버(143)로 향하는 가압매체의 흐름을 허용하도록 마련되는 바, 유압피스톤(142)의 후진에 따라 제1 압력챔버(143)에 형성되는 부압은 리저버(130)의 가압매체를 제1 덤프유로(161)를 통해 제1 압력챔버(143)로 유입시킬 수 있다.

제2 덤프유로(162)를 통한 가압매체의 흐름을 허용할 수 있다. 유압피스톤(142)이 전진함에 따라 제2 압력챔버(144)의 체적이 증가하여 부압을 형성하는 바, 해당 부압은 리저버(130)에 수용된 가압매체를 제2 덤프유로(162)를 거쳐 제2 압력챔버(144)로 유입시킬 수 있다.

100: 전자식 브레이크 시스템 110: 브레이크 페달
120: 페달 변위센서 130: 리저버
140: 액압 공급장치 142: 유압피스톤
143: 제1 압력챔버 144: 제2 압력챔버
150: 유압 제어유닛 151: 제1 유압유로
151a: 제1 밸브 152: 제2 유압유로
152a: 제2 밸브 153: 제3 유압유로
160: 덤프제어부 161: 제1 덤프유로
161a: 덤프체크밸브 162: 제2 덤프유로
162a: 덤프밸브

Claims (10)

1. 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 휠 실린더의 제동을 위한 액압을 형성하는 액압 공급장치와, 가압매체가 저장되는 리저버와, 상기 리저버와 상기 액압 공급장치 사이의 가압매체 흐름을 제어하는 덤프제어부와, 상기 액압 공급장치와 상기 휠 실린더 사이에 마련되는 유압 제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 있어서,
   상기 액압 공급장치는
   상기 유압피스톤의 전방 측에 마련되는 제1 압력챔버와, 상기 유압피스톤의 후방 측에 마련되는 제2 압력챔버를 포함하고,
   상기 유압피스톤을 전진하여 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 1차적으로 제공하는 제1 제동모드와,
   상기 유압피스톤을 추가적으로 전진하여 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압의 적어도 일부를 상기 휠 실린더로 2차적으로 제공하고, 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압의 나머지 일부를 상기 제2 압력챔버로 전달하는 제2 제동모드와,
   상기 유압피스톤을 후진하여 상기 제2 압력챔버에 형성된 액압을 상기 휠 실린더로 3차적으로 제공하는 제3 제동모드를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유압 제어유닛은
   일단이 상기 제1 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 일단이 상기 제2 압력챔버와 연통되는 제2 유압유로와, 상기 제1 유압유로의 타단 및 상기 제2 유압유로의 타단이 합류하여 상기 휠 실린더에 연결되는 제3 유압유로와, 상기 제1 유압유로에 마련되는 제1 밸브와, 상기 제2 유압유로에 마련되는 제2 밸브를 포함하고,
   상기 제1 제동모드는
   상기 제1 밸브를 개방하되, 상기 제2 밸브는 폐쇄하여,
   상기 제1 압력챔버에 형성된 액압을 상기 제1 유압유로와 상기 제3 유압유로를 거쳐 상기 휠 실린더로 제공하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2 제동모드는
   상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 개방하여,
   상기 제1 압력챔버에 형성된 액압의 적어도 일부를 상기 제1 유압유로와 상기 제3 유압유로를 거쳐 상기 휠 실린더로 제공하고, 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압의 나머지 일부를 상기 제1 유압유로와 상기 제2 유압유로를 거쳐 상기 제2 압력챔버로 제공하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제3 제동모드는
   상기 제2 밸브를 개방하되, 상기 제1 밸브는 폐쇄하여,
   상기 제2 압력챔버에 형성된 액압을 상기 제2 유압유로와 상기 제3 유압유로를 거쳐 상기 휠 실린더로 제공하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
5. 제2항에 있어서,
   상기 덤프제어부는
   상기 리저버와 상기 제1 압력챔버를 연결하는 제1 덤프유로와, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버를 연결하는 제2 덤프유로와, 상기 제2 덤프유로에 마련되는 덤프밸브를 포함하고,
   상기 제1 제동모드는
   상기 덤프밸브를 개방하여,
   상기 리저버로부터 상기 제2 압력챔버로 가압매체를 공급하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
6. 제3항에 있어서,
   상기 덤프제어부는
   상기 리저버와 상기 제1 압력챔버를 연결하는 제1 덤프유로와, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버를 연결하는 제2 덤프유로와, 상기 제2 덤프유로에 마련되는 덤프밸브를 포함하고,
   상기 제2 제동모드는
   상기 덤프밸브를 폐쇄하여,
   상기 제2 압력챔버에 부압을 형성하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
7. 제4항에 있어서,
   상기 덤프제어부는
   상기 리저버와 상기 제1 압력챔버를 연결하는 제1 덤프유로와, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버를 연결하는 제2 덤프유로와, 상기 제2 덤프유로에 마련되는 덤프밸브를 포함하고,
   상기 제3 제동모드는
   상기 덤프밸브를 폐쇄하여,
   상기 제2 압력챔버에 형성된 액압이 상기 리저버로 누출되는 것을 차단하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 덤프제어부는
   상기 제1 덤프유로에 마련되는 덤프체크밸브를 더 포함하고,
   상기 제1 제동모드 시,
   상기 덤프체크밸브는 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압이 상기 리저버로 누출되는 것을 차단하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
9. 제6항에 있어서,
   상기 덤프제어부는
   상기 제1 덤프유로에 마련되는 덤프체크밸브를 더 포함하고,
   상기 제2 제동모드 시,
   상기 덤프체크밸브는 상기 제1 압력챔버에 형성된 액압이 상기 리저버로 누출되는 것을 차단하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 덤프제어부는
    상기 제1 덤프유로에 마련되는 덤프체크밸브를 더 포함하고,
    상기 제3 제동모드 시,
    상기 덤프체크밸브는 상기 리저버로부터 상기 제1 압력챔버로 가압매체의 공급을 허용하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
    
    
    
    

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