KR20210128640A

KR20210128640A - 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법

Info

Publication number: KR20210128640A
Application number: KR1020200046523A
Authority: KR
Inventors: 손주희
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-10-27

Abstract

전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법이 개시된다. 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 가압매체가 저장되는 리저버, 마스터 피스톤과, 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 마스터 챔버와, 마스터 피스톤의 변위에 따라 압축 및 팽창되는 페달 시뮬레이터를 구비하는 통합형 마스터 실린더, 리저버와 마스터 챔버 사이의 가압매체 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브, 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치, 액압 공급장치와 복수의 휠 실린더 사이에 마련되는 유압 제어유닛을 포함하고, 유압 제어유닛은 검사모드 시 일부는 개방되고 나머지 일부는 폐쇄되는 복수의 인렛밸브를 구비하여 제공될 수 있다.

Description

전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법{Electric brake system and Operating method of thereof}

본 발명은 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크 페달의 변위에 대응하는 전기적 신호를 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템 및 이의 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. 이와 같이, 이러한 전자식 브레이크 시스템 및 작동방법은 전기적으로 작동 및 제어되는 바 복잡하면서도 다양한 제동 작용을 구현할 수 있기는 하지만, 전장 부품요소에 기술적 문제점이 발생하는 경우 제동에 필요한 액압이 안정적으로 형성되지 않아 승객의 안전을 위협할 우려가 있다.

따라서 전자식 브레이크 시스템은 일 부품요소가 고장나거나 제어 불능의 상태에 해당하는 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 페달에 답력을 가함에 따라 제동에 필요한 액압을 곧바로 형성하고, 이를 휠 실린더로 직접 전달될 수 있어야 한다. 나아가, 비상 시 비정상 작동모드로 신속하게 진입하여 승객의 안전을 도모할 수 있도록 전자식 브레이크 시스템의 고장여부를 정확하면서도 빠르게 검사할 수 있는 방안이 요구된다.

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

본 실시 예는 다양한 운용상황에서도 제동을 효과적으로 구현할 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 폴백모드의 진입여부를 신속하고 정확하게 판단할 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법을 제공하고자 한다.

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

본 실시 예는 부품요소에 가해지는 부하를 저감하여 제품의 내구성이 향상된 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 실시 예는 제품의 조립성 및 생산성을 향상시킴과 동시에, 제품의 제조원가를 절감할 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 가압매체가 저장되는 리저버, 브레이크 페달과 연결되는 마스터 피스톤과, 상기 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 마스터 챔버와, 상기 마스터 피스톤의 변위에 따라 압축 및 팽창되는 페달 시뮬레이터를 구비하는 통합형 마스터 실린더, 상기 리저버와 상기 마스터 챔버 사이의 가압매체 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브, 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치, 상기 액압 공급장치와 복수의 휠 실린더 사이에 마련되고, 상기 복수의 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하되 검사모드 시 일부는 개방되고 나머지 일부는 폐쇄되는 복수의 인렛밸브를 구비하는 유압 제어유닛, 상기 검사모드 시 개방되는 상기 인렛밸브의 하류 측과 상기 마스터 챔버를 연결하는 제1 백업유로, 상기 제1 백업유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 적어도 하나의 제1 컷밸브, 상기 액압 공급장치에 의해 제공되는 액압을 감지하는 제1 압력센서, 상기 마스터 챔버의 액압을 감지하는 제2 압력센서, 상기 마스터 챔버에 연결되는 검사유로 및 상기 검사유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 검사밸브;를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 통합형 마스터 실린더는 상기 브레이크 페달과 연결되는 제1 마스터 피스톤과, 상기 제1 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 제1 마스터 챔버와, 상기 제1 마스터 피스톤의 변위 또는 상기 제1 마스터 챔버의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 제2 마스터 피스톤과, 상기 제2 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 제2 마스터 챔버를 포함하고, 상기 페달 시뮬레이터는 상기 제1 마스터 피스톤과 상기 제2 마스터 피스톤 사이에 마련될 수 있다.

상기 리저버와 상기 제1 마스터 챔버를 연결하는 제1 리저버 유로를 더 포함하고, 상기 시뮬레이터 밸브는 상기 제1 리저버 유로에 마련될 수 있다.

상기 유압 제어유닛은 제1 휠 실린더 및 제2 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 인렛밸브 및 제2 인렛밸브를 구비하는 제1 유압서킷과, 제3 휠 실린더 및 제4 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제3 인렛밸브 및 제4 인렛밸브를 구비하는 제2 유압서킷을 포함하고, 상기 제1 및 제2 인렛밸브는 검사모드 시 개방되되, 상기 제1 백업유로는 상기 제1 및 제2 인렛밸브의 하류 측과 상기 제1 마스터 챔버를 연결할 수 있다.

상기 제2 마스터 챔버와 상기 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로 및 상기 제2 백업유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 제2 압력센서는 상기 제2 마스터 챔버의 액압을 감지할 수 있다.

상기 검사유로는 상기 제1 마스터 챔버에 연결될 수 있다.

상기 리저버와 상기 액압 공급장치 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프제어부를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 검사유로는 일단이 상기 제1 마스터 챔버에 연결되고, 타단은 상기 리저버 또는 상기 덤프제어부 측에 연결될 수 있다.

상기 액압 공급장치는 상기 유압피스톤의 전방에 마련되는 제1 압력챔버와, 상기 유압피스톤의 후방에 마련되는 제2 압력챔버를 포함하고, 상기 덤프제어부는 상기 제1 및 제2 압력챔버와 상기 리저버 사이의 가압매체의 흐름을 제어할 수 있다.

상기 제3 및 제4 인렛밸브는 검사모드 시 폐쇄될 수 있다.

상기 제2 백업유로는 상기 제3 인렛밸브와 상기 제4 인렛밸브 중 어느 하나의 하류 측과 상기 제2 마스터 챔버를 연결할 수 있다.

상기 리저버와 상기 제2 마스터 챔버를 연결하는 제2 리저버 유로를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 통합형 마스터 실린더는 상기 제1 마스터 피스톤을 탄성 지지하는 제1 피스톤 스프링과, 상기 제2 마스터 피스톤을 탄성 지지하는 제2 피스톤 스프링을 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 통합형 마스터 실린더는 내측에 상기 제1 마스터 챔버가 형성되는 대경부와, 내측에 상기 제2 마스터 챔버가 형성되는 소경부를 구비하는 실린더바디를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 제1 마스터 피스톤은 상기 대경부의 내측에서 슬라이딩 이동하여 상기 제1 마스터 챔버의 체적을 변화시키는 제1 바디와, 상기 제1 바디의 후방 측에 반경 방향으로 확장 형성되되 상기 실린더바디 외측에 배치되는 제1 플랜지를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 제2 마스터 피스톤은 상기 소경부의 내측에서 슬라이딩 이동하여 상기 제2 마스터 챔버의 체적을 변화시키는 제2 바디와, 상기 제2 바디의 후방 측에 반경 방향으로 확장 형성되되 상기 제1 마스터 챔버의 내측에 배치되는 제2 플랜지를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 제1 피스톤 스프링은 일단이 상기 제1 플랜지에 지지되고, 타단이 실린더바디의 외면에 지지될 수 있다.

상기 제2 피스톤 스프링은 일단이 상기 제2 바디의 전방면에 지지되고, 타단이 상기 실린더바디의 내면에 지지될 수 있다.

상기 페달 시뮬레이터는 탄성 재질로 이루어지되, 상기 제1 마스터 피스톤의 전방면에 적어도 일부가 삽입 및 지지되는 바디부와, 상기 제2 마스터 피스톤의 후방면에 적어도 일부가 삽입 및 지지되되 전방을 향할수록 직경이 점차적으로 좁아지게 형성되는 테이퍼부를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 제2 유압서킷은 상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 아웃렛밸브 및 제2 아웃렛밸브를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 작동방법에 의하면, 상기 통합형 마스터 실린더 또는 시뮬레이터 밸브의 리크여부를 검사하는 검사모드를 포함하고, 상기 검사모드 시, 상기 시뮬레이터 밸브와, 상기 검사밸브와, 상기 제2 컷밸브와, 상기 제3 및 제4 인렛밸브를 폐쇄시키고, 상기 제1 및 제2 인렛밸브는 개방시키며, 상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 액압은 상기 유압 제어유닛과, 상기 제1 유압서킷과, 상기 제1 백업유로를 순차적으로 거쳐 상기 제1 마스터 챔버로 공급하고, 전자제어유닛은 상기 제1 압력센서에서 감지한 액압수치와, 상기 제2 압력센서에서 감지한 액압수치를 대비하여 리크여부를 판단할 수 있다.

상기 검사모드 시, 상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성되는 가압매체의 액압수치는 10 bar 이하로 설정될 수 있다.

상기 검사모드 시, 상기 액압 공급장치는 상기 제1 압력센서에서 감지한 액압수치를 근거로 상기 유압피스톤의 작동이 제어될 수 있다.

정상 작동모드 시, 상기 제2 컷밸브를 폐쇄하여 상기 제2 마스터 챔버를 밀폐시키고, 상기 제1 컷밸브와 상기 검사밸브는 폐쇄시키되, 상기 시뮬레이터 밸브는 개방하여 상기 제1 마스터 챔버와 상기 리저버를 연통시킴으로써, 상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 상기 제1 마스터 피스톤이 상기 페달 시뮬레이터를 압축시키고, 상기 탄성부재의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공될 수 있다.

상기 정상 작동모드 시, 상기 제1 내지 제4 인렛밸브는 개방되고, 상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 액압은 상기 유압 제어유닛과 상기 제1 유압서킷을 순차적으로 거쳐 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 제공되고, 상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 액압은 상기 유압 제어유닛과 상기 제2 유압서킷을 순차적으로 거쳐 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 제공될 수 있다.

상기 정상 작동모드의 해제 시, 상기 제1 내지 제4 인렛밸브는 개방되고, 상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 부압은 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 전달된 가압매체를 상기 제1 유압서킷과 상기 유압 제어유닛을 순차적으로 거쳐 상기 액압 공급장치로 회수하고, 상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 부압은 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 전달된 가압매체를 상기 제2 유압서킷과 상기 유압 제어유닛을 순차적으로 거쳐 상기 액압 공급장치로 회수할 수 있다.

비정상 작동모드 시, 상기 시뮬레이터 밸브와 상기 제1 검사밸브는 폐쇄되되, 상기 제1 컷밸브는 개방되어 상기 제1 마스터 챔버와 상기 제1 유압서킷이 연통되고, 상기 제2 컷밸브는 개방되어 상기 제2 마스터 챔버와 상기 제2 유압서킷이 연통되며, 상기 브레이크 페달의 답력에 따라 상기 제1 마스터 챔버의 가압매체는 상기 제1 백업유로를 통해 상기 제1 유압서킷으로 제공되고, 상기 제2 마스터 챔버의 가압매체는 상기 제2 백업유로를 통해 상기 제2 유압서킷으로 제공될 수 있다.

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

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법은 폴백모드의 진입여부를 신속하고 정확하게 판단하여 승객의 안전을 도모할 수 있다.

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

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법은 부품요소의 고장 또는 가압매체의 누출 시에도 제동압력을 안정적으로 제공할 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법은 부품요소에 가해지는 부하를 저감하여 제품의 내구성이 향상되는 효과를 가진다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법은 제품의 조립성 및 생산성을 향상시킴과 동시에, 제품의 제조원가를 절감할 수 있다.

도 1은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 검사모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 3은 도 2의 검사모드 시 정상 상태로 판단한 상태를 나타내는 도표로서, 제1 압력센서와 제2 압력센서가 측정한 액압수치를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 2의 검사모드 시 비정상 상태로 판단한 상태를 나타내는 도표로서, 제1 압력센서와 제2 압력센서가 측정한 액압수치를 나타내는 그래프이다.
도 5은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 정상 작동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 6은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 정상 작동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 7은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 비정상 작동모드(폴백모드)를 수행하는 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 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)을 나타내는 유압회로도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 가압매체가 저장되는 리저버(1100)와, 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 운전자에게 제공함과 동시에, 내측에 수용된 브레이크 오일 등의 가압매체를 가압 및 토출하는 통합형 마스터 실린더(1200)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)에 의해 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 가압매체의 액압을 발생시키는 액압 공급장치(1300)와, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압을 제어하는 유압 제어유닛(1400)과, 가압매체의 액압이 전달되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동을 수행하는 휠 실린더(20)를 구비하는 유압서킷(1510, 1520)과, 액압 공급장치(1300)와 리저버(1100) 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프제어부(1800)와, 통합형 마스터 실린더(1200)와 유압서킷(1510, 1520)을 유압적으로 연결하는 백업유로(1610, 1620)와, 리저버(1100)와 통합형 마스터 실린더(1200)를 유압적으로 연결하는 리저버 유로(1700)와, 통합형 마스터 실린더(1200)의 챔버에 연결되는 검사유로(1900)와, 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치(1300)와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)을 포함한다.

통합형 마스터 실린더(1200)는 운전자가 제동 작동을 위해 브레이크 페달(10)에 답력을 가할 경우, 이에 대한 반력을 운전자에게 제공하여 안정적인 페달감을 제공함과 동시에, 브레이크 페달(10)의 작동에 의해 내측에 수용된 가압매체를 가압 및 토출하도록 마련된다.

통합형 마스터 실린더(1200)는 운전자에게 페달감을 제공하는 시뮬레이션부와, 브레이크 페달의 답력에 의해 내측에 수용된 가압매체를 가압 및 토출하는 마스터 실린더부가 하나의 실린더바디(1210) 내에서 동축 상에 배치될 수 있다.

구체적으로, 통합형 마스터 실린더(1200)는 내측에 챔버를 형성하는 실린더바디(1210)와, 브레이크 페달(10)이 연결되는 실린더바디(1210)의 입구 측에 형성되는 제1 마스터 챔버(1220a)와, 제1 마스터 챔버(1220a)에 마련되고 브레이크 페달(10)과 연결되어 브레이크 페달(10)의 작동에 의해 변위 가능하게 마련되는 제1 마스터 피스톤(1220)과, 실린더바디(1210) 상에서 상기 제1 마스터 챔버(1220a)보다 내측 또는 전방 측(도 1을 기준으로 좌측)에 형성되는 제2 마스터 챔버(1230a)와, 제2 마스터 챔버(1230a)에 마련되고 제1 마스터 피스톤(1220)의 변위 또는 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 제2 마스터 피스톤(1230)과, 제1 마스터 피스톤(1220)과 제2 마스터 피스톤(1230) 사이에 배치되어 압축 시 발생하는 탄성 복원력을 통해 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터(1240)를 포함할 수 있다.

제1 마스터 챔버(1220a)와 제2 마스터 챔버(1230a)는 통합형 마스터 실린더(1200)의 실린더바디(1210) 상에서 브레이크 페달(10) 측(도 1을 기준으로 우측)으로부터 내측(도 1을 기준으로 좌측)으로 순차적으로 형성될 수 있다. 또한 제1 마스터 피스톤(1220)과 제2 마스터 피스톤(1230)은 각각 제1 마스터 챔버(1220a)와 제2 마스터 챔버(1230a)에 각각 마련되어 전진 및 후진 이동에 따라 각 챔버에 수용된 가압매체에 액압을 형성하거나 부압을 형성할 수 있다.

실린더바디(1210)는 내측에 제1 마스터 챔버(1220a)가 형성되되 상대적으로 내경이 크게 형성되는 대경부(1211)와, 내측에 제2 마스터 챔버(1230a)가 형성되되 대경부(1211) 보다 상대적으로 내경이 작게 형성되는 소경부(1212)를 포함할 수 있다. 실린더바디(1210)의 대경부(1211)와 소경부(1212)는 일체로 형성될 수 있다.

제1 마스터 챔버(1220a)는 실린더바디(1210)의 입구 측 또는 후방 측(도 1을 기준으로 우측)인 대경부(1211)의 내측에 형성될 수 있으며, 제1 마스터 챔버(1220a)에는 인풋로드(12)를 매개로 브레이크 페달(10)과 연결되는 제1 마스터 피스톤(1220)이 왕복 이동 가능하게 수용될 수 있다.

제1 마스터 챔버(1220a)는 제1 유압포트(1280a) 및 제2 유압포트(1280b)를 통해 가압매체가 유입 및 토출될 수 있다. 제1 유압포트(1280a)는 후술하는 제1 리저버 유로(1710)에 연결되어 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 가압매체가 유입되거나, 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체가 리저버(1100)로 토출될 수 있으며, 제2 유압포트(1280b)는 후술하는 제1 백업유로(1610)와 연결되어 제1 마스터 챔버(1220a)로부터 제1 백업유로(1610) 측으로 가압매체가 토출되거나 반대로 제1 백업유로(1610)로부터 제1 마스터 챔버(1220a) 측으로 가압매체가 유입될 수 있다.

또한, 제1 마스터 챔버(1220a)는 제3 유압포트(1280c)를 통해 후술하는 검사유로(1900)에 연결되어 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체가 검사유로(1900) 측으로 토출될 수 있다. 제3 유압포트(1280c)의 전방 및 후방에는 한 쌍의 실링부재가 마련될 수 있다. 한 쌍의 실링부재는 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체가 검사유로(1900) 측으로 토출되는 흐름은 허용하되, 검사유로(1900)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 유입되는 가압매체의 흐름은 차단할 수 있다.

제1 마스터 피스톤(1220)은 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용되어 마련되되, 전진(도 1을 기준으로 좌측 방향)함으로써 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체를 가압하여 액압을 형성하거나, 후진(도 1을 기준으로 우측 방향)함으로써 제1 마스터 챔버(1220a)의 내부에 부압을 형성할 수 있다. 제1 마스터 피스톤(1220)은 제1 마스터 챔버(1220a)의 내주면에 밀착하도록 원통 형상으로 형성되는 제1 바디(1221)와, 제1 바디(1221)의 후방단(도 1의 기준으로 우측 단부)에 반경 방향으로 확장 형성되며 인풋로드(12)가 연결되는 제1 플랜지(1222)를 포함할 수 있다. 제1 마스터 피스톤(1220)은 제1 피스톤 스프링(1220b)에 의해 탄성 지지될 수 있으며, 제1 피스톤 스프링(1220b)은 일단이 제1 플랜지(1222)의 전방면(도 1을 기준으로 좌측면)에 지지되고, 타단이 실린더바디(1210)의 외면에 지지되어 마련될 수 있다.

제2 마스터 챔버(1230a)는 실린더바디(1210) 상에서 내측 또는 전방 측(도 1을 기준으로 좌측)인 소경부(1212)의 내측에 형성될 수 있으며, 제2 마스터 챔버(1230a)에는 제2 마스터 피스톤(1230)이 왕복 이동 가능하게 수용될 수 있다.

제2 마스터 챔버(1230a)는 제4 유압포트(1280d) 및 제5 유압포트(1280e)를 통해 가압매체가 유입 및 토출될 수 있다. 제4 유압포트(1280d)는 후술하는 제2 리저버 유로(1720)와 연결되어 리저버(1100)에 수용된 가압매체가 제2 마스터 챔버(1230a) 측으로 토출될 수 있다. 또한, 제5 유압포트(1280e)는 후술하는 제2 백업유로(1620)와 연결되어 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체가 제2 백업유로(1620) 측으로 토출될 수 있으며, 반대로 제2 백업유로(1620)로부터 제2 마스터 챔버(1230a) 측으로 가압매체가 유입될 수 있다.

제4 유압포트(1280d)의 전방 및 후방에는 한 쌍의 실링부재가 마련될 수 있다. 한 쌍의 실링부재는 제2 리저버 유로(1720)를 거쳐 리저버(1100)로부터 제2 마스터 챔버(1230a)로 유입되는 가압매체의 흐름은 허용하되, 제2 마스터 챔버(1230a)로부터 제2 리저버 유로(1720)로 토출되는 가압매체의 흐름은 차단할 수 있다.

제2 마스터 피스톤(1230)은 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용되어 마련되되, 전진함으로써 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체의 액압을 형성하거나 후술하는 탄성부재(1250)를 가압할 수 있으며, 후진함으로써 제2 마스터 챔버(1230a)에 부압을 형성할 수 있다. 제2 마스터 피스톤(1230)은 제2 마스터 챔버(1230a)의 내주면에 밀착하도록 원통 형상으로 형성되는 제2 바디(1231)와, 제2 바디(1231)의 후방단부(도 1의 기준으로 우측 단부)에 반경 방향으로 확장 형성되며 제1 마스터 챔버(1220a)의 내측에 배치되는 제2 플랜지(1232)를 포함할 수 있다. 제2 플랜지(1232)의 직경은 제2 마스터 챔버(1230a)의 내주면 직경보다 크게 형성될 수 있다. 제2 마스터 피스톤(1230)은 제2 피스톤 스프링(1230b)에 의해 탄성 지지될 수 있으며, 제2 피스톤 스프링(1230b)은 일단이 제2 바디(1231)의 전방면(도 1을 기준으로 좌측면)에 지지되고, 타단이 실린더바디(1210)의 내면에 지지되어 마련될 수 있다.

통합형 마스터 실린더(1200)는 제1 마스터 챔버(1220a)와 제2 마스터 챔버(1230a)를 각각 독립적으로 구비함으로써 부품요소의 고장 시 안전을 확보할 수 있다. 예컨대, 제1 마스터 챔버(1220a)는 후술하는 제1 백업유로(1610)를 통해 우측 전륜(FR), 좌측 전륜(FL), 좌측 후륜(RL) 및 우측 후륜(RR) 중 어느 두 개의 휠 실린더(21, 22)에 연결되고, 제2 마스터 챔버(1230a)는 후술하는 제2 백업유로(1620)를 통해 다른 두 개의 휠 실린더(23, 24)에 연결될 수 있으며, 이에 따라 어느 하나의 챔버에 리크(leak) 등의 문제가 발생한 경우에도 차량의 제동이 가능할 수 있다.

페달 시뮬레이터(1240)는 제1 마스터 피스톤(1220)과 제2 마스터 피스톤(1230) 사이에 마련되되, 자체의 탄성 복원력에 의해 운전자에게 브레이크 페달(10)의 페달감을 제공할 수 있다. 구체적으로, 페달 시뮬레이터(1240)는 제1 마스터 피스톤(1220)의 전방면과 제2 마스터 피스톤(1230)의 후방면 사이에 개재될 수 있으며, 압축 및 팽창 가능한 고무 등의 탄성 재질로 이루어질 수 있다. 페달 시뮬레이터(1240)는 제1 마스터 피스톤(1220)의 전방면에 적어도 일부가 삽입 및 지지되는 원통 형상의 바디부(1241)와, 제2 마스터 피스톤(1230)의 후방면에 적어도 일부가 삽입 및 지지되되 전방(도 1을 기준으로 좌측)을 향할수록 직경이 점차적으로 좁아지게 형성되는 테이퍼부(1242)를 포함할 수 있다. 페달 시뮬레이터(1240)의 양단의 적어도 일부가 각각 제1 마스터 피스톤(1220)과 제2 마스터 피스톤(1230)에 삽입됨으로써 안정적으로 지지될 수 있다. 나아가, 테이퍼부(1241)에 의해 전방을 향할수록 단면이 좁아지게 형성됨에 따라 브레이크 페달(10)의 답력 초반에는 상대적으로 작은 탄성 복원력을 발생시키고, 브레이크 페달(10)의 답력 후반에는 상대적으로 큰 탄성 복원력을 발생시킴으로써, 운전자에게 안정적이고 익숙한 페달감을 제공할 수 있다.

후술하는 제1 리저버 유로(1710)에는 시뮬레이터 밸브(1711)가 마련되어 리저버(1100)와 제1 마스터 챔버(1220a) 간 가압매체의 흐름이 제어될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(1711)는 평상 시 폐쇄 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있으며, 전자식 브레이크 시스템(1000)의 정상 작동모드에서 개방될 수 있다.

통합형 마스터 실린더(1200)에 의한 페달 시뮬레이션 작동에 대해 설명하면, 정상 작동모드에서 운전자가 브레이크 페달(10)을 작동함과 동시에 후술하는 제1 백업유로(1610) 및 제2 백업유로(1620)에 각각 마련되는 제1 컷밸브(1611) 및 제2 컷밸브(1621)는 폐쇄되며, 반면 제1 리저버 유로(1271)의 시뮬레이터 밸브(1261)는 개방된다. 브레이크 페달(10)의 작동이 진행됨에 따라 제1 마스터 피스톤(1220)은 전진하게 되나, 제2 컷밸브(1621)가 폐쇄 동작함에 따라 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐되어 제2 마스터 피스톤(1230)은 변위가 발생하지 못한다. 이 때, 제1 컷밸브(1611)의 폐쇄 동작 및 시뮬레이터 밸브(1261)의 개방 동작에 의해 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 제1 리저버 유로(1271)를 따라 유입된다. 제2 마스터 피스톤(1230)은 전진하지 못하는 반면, 제1 마스터 피스톤(1220)은 전진이 계속해서 이루어짐에 따라 페달 시뮬레이터(1240)를 압축시키게 되고, 페달 시뮬레이터(1240)의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공될 수 있다. 이 후 운전자가 브레이크 페달(10)의 답력을 해제하면 제1 및 제2 피스톤 스프링(1220b, 1230b)과, 페달 시뮬레이터(1240)의 탄성 복원력에 의해 제1 및 제2 마스터 피스톤(1220, 1230)과 페달 시뮬레이터(1240)가 원 형태 및 위치로 복귀하게 되고 제1 마스터 챔버(1220a)는 제1 리저버 유로(1710)를 통해 리저버(1100)로부터 가압매체가 공급되어 채워질 수 있다.

이와 같이, 제1 마스터 챔버(1220a) 및 제2 마스터 챔버(1230a)의 내부는 항상 가압매체가 채워진 상태이기 때문에 페달 시뮬레이션 작동 시 제1 마스터 피스톤(1220)과 제2 마스터 피스톤(1230)의 마찰이 최소화되어 통합형 마스터 실린더(1200)의 내구성이 향상됨은 물론 외부로부터 이물질의 유입이 차단될 수 있다.

한편, 전자식 브레이크 시스템(1000)이 비 정상적으로 작동하는 경우, 즉 폴백모드의 작동상태에서 통합형 마스터 실린더(1200)의 작동은 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.

리저버(1100)는 내측에 가압매체를 수용 및 저장할 수 있다. 리저버(1100)는 통합형 마스터 실린더(1200)와, 후술하는 액압 공급장치(1300)와, 후술하는 유압서킷 등 각각의 부품요소와 연결되어 가압매체를 공급하거나 전달받을 수 있다. 도면에는 여러 개의 리저버(1100)가 동일한 도면부호로 도시되어 있으나, 이는 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서, 리저버(1100)는 단일의 부품으로 마련되거나, 별개의 독립된 복수의 부품으로 마련될 수 있다.

리저버 유로(1700)는 통합형 마스터 실린더(1200)와 리저버(1100)를 연결하도록 마련된다.

리저버 유로(1700)는 제1 마스터 챔버(1220a)와 리저버(1100)를 연결하는 제1 리저버 유로(1710)와, 제2 마스터 챔버(1230a)와 리저버(1100)를 연결하는 제2 리저버 유로(1720)를 포함할 수 있다. 이를 위해 제1 리저버 유로(1710)의 일단은 통합형 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a)와 연통되고, 타단은 리저버(1100)와 연통될 수 있으며, 제2 리저버 유로(1720)의 일단은 통합형 마스터 실린더(1200)의 제2 마스터 챔버(1230a)와 연통되고, 타단은 리저버(1100)와 연통될 수 있다. 제1 리저버 유로(1710)에는 앞서 설명한 바와 같이, 정상 작동모드에서 개방 작동하는 시뮬레이터 밸브(1711)가 마련되어, 제1 리저버 유로(1710)를 통한 리저버(1100)와 제1 마스터 챔버(1220a) 간 가압매체의 흐름이 제어될 수 있다.

액압 공급장치(1300)는 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 가압매체의 액압을 발생시키도록 마련된다.

액압 공급장치(1300)는 휠 실린더(20)로 전달되는 가압매체 압력을 제공하는 액압 제공유닛과, 페달 변위센서(11)의 전기적 신호에 의해 회전력을 발생시키는 모터(미도시)와, 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 액압 제공유닛에 전달하는 동력변환부(미도시)를 포함할 수 있다.

액압 제공유닛은 가압매체가 수용 가능하게 마련되는 실린더블록(1310)과, 실린더블록(1310) 내에 수용되는 유압피스톤(1320)과, 유압피스톤(1320)과 실린더블록(1310) 사이에 마련되어 압력챔버(1330, 1340)를 밀봉하는 실링부재(1350)와, 동력변환부에서 출력되는 동력을 유압피스톤(1320)으로 전달하는 구동축(1390)을 포함한다.

압력챔버(1330, 1340)는 유압피스톤(1320)의 전방(도 1을 기준으로 유압피스톤(1320)의 좌측 방향)에 위치하는 제1 압력챔버(1330)와, 유압피스톤(1320)의 후방(도 1을 기준으로 유압피스톤(1320)의 우측 방향)에 위치하는 제2 압력챔버(1340)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 압력챔버(1330)는 실린더블록(1310)과 유압피스톤(1320)의 전방면에 의해 구획 마련되어 유압피스톤(1320)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련되고, 제2 압력챔버(1340)는 실린더블록(1310)과 유압피스톤(1320)의 후방면에 의해 구획 마련되어 유압피스톤(1320)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련된다.

모터(미도시)는 전자제어유닛(ECU)으로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤(1320)의 구동력을 발생시키도록 마련된다. 모터는 스테이터와 로터를 포함하여 마련될 수 있으며, 이를 통해 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써 유압피스톤(1320)의 변위를 발생시키는 동력을 제공할 수 있다. 모터의 회전 각속도와 회전각은 모터 제어센서(미도시)에 의해 정밀하게 제어될 수 있으며, 모터 제어센서는 후술하는 제1 압력센서(PS1)에서 감지한 액압수치를 근거로 모터 및 유압피스톤(1320)의 작동을 제어할 수 있다. 모터는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

동력변환부(미도시)는 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하도록 마련된다. 동력변환부는 일 예로, 웜샤프트(미도시)와 웜휠(미도시)과 구동축(1390)을 포함하는 구조로 마련될 수 있다. 웜샤프트는 모터의 회전축과 일체로 형성될 수 있고, 외주면에 웜이 형성되어 웜휠과 맞물리도록 결합하여 웜휠을 회전시킬 수 있다. 웜휠은 구동축(1390)과 맞물리도록 연결되어 구동축(1390)을 직선 이동 시킬 수 있으며, 구동축(1390)은 유압피스톤(1320)과 연결되는 바, 이를 통해 유압피스톤(1320)이 실린더블록(1310) 내에서 슬라이딩 이동될 수 있다.

이상의 동작들을 다시 설명하면, 페달 변위센서(11)에 의해 브레이크 페달(10)에 변위가 감지되면, 감지된 신호가 전자제어유닛으로 전달되고, 전자제어유닛은 모터를 구동하여 웜샤프트를 일 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트의 회전력은 웜휠을 거쳐 구동축(1390)에 전달되고, 구동축(1390)과 연결된 유압피스톤(1320)이 실린더블록(1310) 내에서 전진하면서 제1 압력챔버(1330)에 액압을 발생시킬 수 있다.

반대로, 브레이크 페달(10)의 답력이 해제되면 전자제어유닛은 모터를 구동하여 웜샤프트를 반대 방향으로 회전시킨다. 따라서 웜휠 역시 반대 방향으로 회전하고 구동축(1390)과 연결된 유압피스톤(1320)이 실린더블록(1310) 내에서 후진하면서 제1 압력챔버(1330)에 부압을 발생시킬 수 있다.

제2 압력챔버(1340)의 액압과 부압의 발생은 위와 반대 방향으로 작동함으로써 구현할 수 있다. 즉, 페달 변위센서(11)에 의해 브레이크 페달(10)에 변위가 감지되면, 감지된 신호가 전자제어유닛으로 전달되고, 전자제어유닛은 모터를 구동하여 웜샤프트를 반대 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트의 회전력은 웜휠을 거쳐 구동축(1390)에 전달되고, 구동축(1390)과 연결된 유압피스톤(1320)이 실린더블록(1310) 내에서 후진하면서 제2 압력챔버(1340)에 액압을 발생시킬 수 있다.

반대로, 브레이크 페달(10)의 답력이 해제되면 전자제어유닛은 모터를 일 방향으로 구동하여 웜샤프트를 일 방향으로 회전시킨다. 따라서 웜휠 역시 반대로 회전하고 구동축(1390)과 연결된 유압피스톤(1320)이 실린더블록(1310) 내에서 전진하면서 제2 압력챔버(1340)에 부압을 발생시킬 수 있다.

이처럼 액압 공급장치(1300)는 모터가 구동에 의한 웜샤프트의 회전 방향에 따라 제1 압력챔버(1330) 및 제2 압력챔버(1340)에 각각 액압이 발생하거나 부압이 발생할 수 있는데, 액압을 전달하여 제동을 구현할 것인지, 아니면 부압을 이용하여 제동을 해제할 것인지는 밸브들을 제어함으로써 결정할 수 있다.

한편, 본 실시 예에 의한 동력변환부는 모터의 회전운동을 유압피스톤(1320)의 직선운동으로 변환시킬 수 있다면 어느 하나의 구조에 한정되지 않으며, 다양한 구조 및 방식의 장치로 이루어지는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.

액압 공급장치(1300)는 덤프제어부(1800)에 의해 리저버(1100)와 유압적으로 연결될 수 있다. 덤프제어부(1800)는 액압 공급장치(1300)와 리저버(1100) 사이의 가압매체의 흐름을 제어하도록 마련되며, 이를 위해 복수의 유로와 각종 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 덤프제어부(1800)의 솔레노이드 밸브는 전자제어유닛에 의해 전기적으로 동작 및 제어될 수 있다.

유압 제어유닛(1400)은 각각의 휠 실린더(20)로 전달되는 액압을 제어하도록 마련될 수 있으며, 전자제어유닛(ECU)은 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치(1300)와 각종 밸브들을 제어하도록 마련된다.

유압 제어유닛(1400)은 네 개의 휠 실린더(20) 중, 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 유압서킷(1510)과, 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제2 유압서킷(1520)을 구비할 수 있으며, 액압 공급장치(1300)로부터 휠 실린더(20)로 전달되는 액압을 제어하도록 다수의 유로 및 밸브를 포함한다.

유압 제어유닛(1400)은 유압피스톤(1320)의 전진에 의해 형성된 제1 압력챔버(1330)에 액압 또는 유압피스톤(1320)의 후진에 의해 형성된 제2 압력챔버(134)의 액압을 조절 및 제어하여 제1 유압서킷(1510)과 제2 유압서킷(1520)으로 제공할 수 있다. 또한, 유압 제어유닛(1400)은 유압피스톤(1320)의 후진에 의해 형성된 제1 압력챔버(1330)에 부압 또는 유압피스톤(1320)의 전진에 의해 형성된 제2 압력챔버(134)의 부압을 통해 제1 유압서킷(1510)과 제2 유압서킷(1520)으로 제공된 가압매체를 회수할 수 있다.

제1 유압서킷(1510)은 네 개의 차륜(RR, RL, FR, FL) 중 두 개의 휠 실린더(20)인 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해지는 액압을 제어하고, 제2 유압서킷(1520)은 다른 두 개의 휠 실린더(20)인 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 가해지는 액압을 제어할 수 있다.

제1 유압서킷(1510)은 액압 공급장치(1300)로부터 유압 제어유닛(1400)을 거쳐 제공되는 액압을 제1 휠 실린더(21) 및 제2 휠 실린더(22)로 공급하도록, 제1 휠 실린더(21)와 제2 휠 실린더(22)로 연결되는 두 유로로 분기되어 마련될 수 있다. 마찬가지로, 제2 유압서킷(1520)은 액압 공급장치(1300)로부터 유압 제어유닛(1400)을 거쳐 제공되는 액압을 제3 휠 실린더(23) 및 제4 휠 실린더(24)로 공급하도록, 제3 휠 실린더(24)와 제4 휠 실린더(24)로 연결되는 두 유로로 분기되어 마련될 수 있다.

제1 및 제2 유압서킷(1510, 1520)은 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)로 전달되는 가압매체의 흐름 및 액압을 제어하도록 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)를 각각 구비할 수 있다. 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)들은 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)의 상류 측에 각각 배치되며 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 전기적 신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제1 인렛밸브(1511a)와 제2 인렛밸브(1511b)는 후술하는 검사모드 시 개방 상태로 제어될 수 있다. 이는 검사모드 수행을 위한 액압 공급장치(1300)의 액압 발생 시, 낮은 목표 압력에서도 모터(미도시)의 세밀한 제어를 수행하기 위해서는 가압매체가 수용되는 체적을 확대시키는 것이 요구된다. 따라서 전자식 브레이크 시스템(1000)의 검사모드 시, 제1 인렛밸브(1511a)와 제2 인렛밸브(1511b)는 개방 상태로 제어되어 액압 공급장치(1300)로부터 제공되는 가압매체의 체적을 증가시킬 수 있다. 반면, 제3 인렛밸브(1521a) 및 제4 인렛밸브(1521b)는 검사모드 시 폐쇄 상태로 제어되어 액압 공급장치(1300)로부터 제공되는 액압이 제2 백업유로(1620) 측으로 누설되는 것을 방지함으로써, 검사모드의 신속 및 정확성을 도모할 수 있다.

제1 및 제2 유압서킷(1510, 1520)은 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)들에 대하여 병렬 연결되는 마련되는 제1 내지 제4 체크밸브(1513a, 1513b, 1523a, 1523b)들을 포함할 수 있다. 체크밸브(1513a, 1513b, 1523a, 1523b)들은 제1 및 제2 유압서킷(1510, 1520) 상에서 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)의 전방과 후방을 연결하는 바이패스 유로에 마련될 수 있으며, 각 휠 실린더(20)로부터 액압 공급장치(1300) 또는 유압 제어유닛(1400) 측으로의 가압매체 흐름만을 허용하고, 액압 공급장치(1300) 또는 유압 제어유닛(1400)로부터 휠 실린더(20)로의 가압매체의 흐름은 차단할 수 있다. 제1 내지 제4 체크밸브(1513a, 1513b, 1523a, 1523b)들에 의해 각 휠 실린더(20)에 가해진 가압매체의 액압을 신속하게 빼낼 수 있으며, 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)가 정상적으로 작동하지 않는 경우에도, 휠 실린더(20)에 가해진 가압매체의 액압이 액압 공급장치(1300)로 원활하게 회수될 수 있다.

제2 유압서킷(1520)은 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 제동 해제 시 성능 향상을 위해 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 아웃렛밸브(1522a, 1522b)를 구비할 수 있다. 제1 및 제1 아웃렛밸브(1522a, 1522b)는 각각 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 배출 측에 마련되어 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로부터 리저버(1100)로 전달되는 가압매체의 흐름을 제어한다. 제1 및 제2 아웃렛밸브(1522a, 1522b)는 평상 시 폐쇄 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 제1 및 제2 아웃렛밸브(1512a, 1512b)는 차량의 ABS 제동모드 시, 제3 휠 실린더(23) 및 제4 휠 실린더(22)에 가해진 가압매체의 액압을 선택적으로 해제하여 리저버(1100) 측으로 전달할 수 있다.

제1 유압서킷(1510)의 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)는 후술하는 제1 백업유로(1610)가 분기되어 연결될 수 있으며, 제1 백업유로(1610)에는 적어도 하나의 제1 컷밸브(1611)가 마련되어 제1 및 제2 휠 실린더(22, 22)와 통합형 마스터 실린더(1200) 사이의 가압매체의 흐름을 제어할 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 장치의 고장 등에 의해 정상적인 작동이 불가능한 경우, 통합형 마스터 실린더(1200)로부터 토출되는 가압매체를 직접 휠 실린더(20)로 공급하여 제동을 구현할 수 있도록 제1 및 제2 백업유로(1610, 1620)를 포함할 수 있다. 통합형 마스터 실린더(1200)의 액압이 휠 실린더(20)로 직접 전달되는 모드를 비정상 작동모드, 다시 말해 폴백모드(Fallback mode)라 한다.

제1 백업유로(1610)는 통합형 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a)와 제1 유압서킷(1510)을 연결하도록 마련되고, 제2 백업유로(1620)는 통합형 마스터 실린더(1200)의 제2 마스터 챔버(1230a)와 제2 유압서킷(1520)을 연결하도록 마련될 수 있다.

제1 백업유로(1610)는 일단이 제1 마스터 챔버(1220a)에 연결되고, 타단이 제1 유압서킷(1510) 상에서 제1 및 제2 인렛밸브(1511a, 1511b)의 하류 측에 분기되어 연결될 수 있으며, 제2 백업유로(1620)는 일단이 제2 마스터 챔버(1230a)에 연결되고, 타단이 제2 유압서킷(1520) 상에서 제3 인렛밸브(1521a)와 제1 아웃렛밸브(1522a) 사이에 연결될 수 있다. 도 1에서는 제2 백업유로(1620)가 제3 인렛밸브(1521a)와 제1 아웃렛밸브(1522a) 사이에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 제2 백업유로(1620)가 분기하여 제1 아웃렛밸브(1522a) 및 제2 아웃렛밸브(1522b)의 상류 측 중 적어도 어느 하나에 연결된다면 동일하게 이해되어야 할 것이다.

제1 백업유로(1610)에는 가압매체의 양 방향 흐름을 제어하는 적어도 하나의 제1 컷밸브(1611)가 마련되고, 제2 백업유로(1620)에는 가압매체의 양 방향 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(1621)가 마련될 수 있다. 제1 컷밸브(1611) 및 제2 컷밸브(1621)는 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

제1 컷밸브(1611)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22) 측에 각각 한 쌍이 마련될 수도 있으며, 차량의 ABS 제동모드 시 제1 휠 실린더(21) 및 제2 휠 실린더(22)에 가해진 가압매체의 액압을 선택적으로 해제하여 제1 백업유로(1610), 제1 마스터 챔버(1220a)를 거쳐 리저버(1100) 측으로 배출할 수 있다.

이로써 제1 및 제2 컷밸브(1611, 1621)를 폐쇄하는 경우에는 통합형 마스터 실린더(1200)의 가압매체가 휠 실린더(20)로 직접 전달되는 것을 방지함과 동시에, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 통합형 마스터 실린더(1200) 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 또한 제1 및 제2 컷밸브(1611, 1621)를 개방하는 경우에는 통합형 마스터 실린더(1200)에서 가압된 가압매체가 제1 및 제2 백업유로(1610, 1620)를 통해 제1 및 제2 유압서킷(1510, 1520) 측으로 직접 공급되어 제동을 구현할 수 있다.

검사밸브(1900)는 통합형 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a)에 연결되어 마련될 수 있다. 검사유로(1900)는 일단이 제1 마스터 챔버(1220a) 연결되고, 타단이 덤프제어부(1800)에 연결되거나, 덤프제어부(1800)를 거쳐 리저버(1100)로 연결될 수 있다. 검사유로(1900)에는 가압매체의 양 방향 흐름을 제어하는 검사밸브(1910)이 마련될 수 있으며, 검사밸브(1910)는 평상 시 폐쇄 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 검사밸브(1910)는 전자식 브레이크 시스템(1000)의 검사모드에서 폐쇄 상태로 제어된다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 액압 공급장치(1300)에 의해 제공되는 가압매체의 액압을 감지하는 제1 압력센서(PS1)와, 제2 마스터 챔버(1230a)의 액압을 감지하는 제2 압력센서(PS2)를 포함할 수 있다. 제1 압력센서(PS1)는 제1 유압서킷(1510) 측에 마련되어, 검사모드 시 액압 공급장치(1300)로부터 발생 및 제공되어 제1 유압서킷(1510)으로 전달되는 가압매체의 액압을 감지할 수 있으며, 제2 압력센서(PS2)는 제2 백업유로(1620) 상에서 제2 마스터 챔버(1230a)와 제2 컷밸브(1621) 사이에 마련되어 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체의 액압을 감지할 수 있다. 검사모드 시, 제1 압력센서(PS1)와 제2 압력센서(PS2)에서 감지된 가압매체의 압력수치 정보는 전자제어유닛으로 송출될 수 있으며, 전자제어유닛은 제1 압력센서(PS1)에서 감지한 액압수치와, 제2 압력센서(PS2)에서 감지한 액압수치를 대비하여 통합형 마스터 실린더(1200) 또는 시뮬레이터 밸브(1711)의 리크여부를 판단할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2 내지 도4를 참조하여 후술하도록 한다.

이하에서는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 작동방법에 대해 설명한다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 작동은 통합형 마스터 실린더(1200) 또는 시뮬레이터 밸브(1711)의 리크(leak) 여부를 검사하는 검사모드와, 검사모드를 수행한 결과 리크 없이 정상적으로 작동되는 정상 작동모드와, 장치 및 밸브에 고장 또는 이상이 발생하여 비 정상적으로 작동하는 비 정상 작동모드(폴백모드)를 포함할 수 있다.

먼저 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 검사모드에 대해 설명한다.

도 2는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)이 검사모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 제1 압력센서와 제2 압력센서가 측정한 액압수치를 대비한 그래프로서, 도 3은 검사모드 시 정상 상태로 판단한 상태를 나타내며, 도 4는 비정상 상태로 판단한 상태를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 검사모드는 통합형 마스터 실린더(1200) 또는 시뮬레이터 밸브(1711)의 리크(leak) 여부를 검사 및 진단할 수 있다. 검사모드는 차량의 운행 전 또는 운행 직후에 수행할 수 있으며, 검사모드 수행 시 전자제어유닛은 액압 공급장치(1300)로부터 발생된 액압을 통합형 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a)로 공급하도록 제어한다.

구체적으로, 전자제어유닛은 각 밸브들은 비 작동상태인 제동초기 상태로 제어된 상태에서, 모터를 작동시켜 유압피스톤(1320)을 전진 또는 후진시킨다. 이를 통해 제1 압력챔버(1330) 또는 제2 압력챔버(1340)에 액압을 발생시킴과 동시에, 시뮬레이터 밸브(1711)와 검사밸브(1910)와, 제3 및 제4 인렛밸브(1521a, 1521b)는 폐쇄시키고, 제1 및 제2 인렛밸브(1511a, 1511b)와 제1 컷밸브(1611)는 개방시킨다. 이로써 제1 압력챔버(1330) 또는 제2 압력챔버(1340)에 형성된 액압은 유압 제어유닛(1400)과, 제1 유압서킷(1510)의 제1 및 제2 인렛밸브(1511a, 1511b)와, 제1 백업유로(1610)를 순차적으로 거쳐 제1 마스터 챔버(1220a)로 유입된다. 이 때, 제2 컷밸브(1621)는 폐쇄 상태로 놓여지는 바, 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐된다.

이 상태에서 전자제어유닛은 제1 압력센서(PS1)에 의해 측정된 압력수치와, 제2 압력센서(PS2)에 의해 측정된 압력수치를 대비하여 통합형 마스터 실린더(1200) 또는 시뮬레이터 밸브(1711)의 리크 여부를 검사할 수 있다.

구체적으로, 도 3을 참조하면, 전자제어유닛은 검사모드에 진입 시 앞서 설명한 밸브의 개방 및 폐쇄 동작을 제어한 후, 모터의 동작을 통해 액압 공급장치(1300)에서 가압매체의 액압을 목표압력까지 증가시키고, 일정 시간(t1) 해당 액압을 유지한다. 이 때, 전자제어유닛은 제1 압력센서(PS1)에서 측정된 액압수치에 근거하여 모터의 작동을 제어함으로써, 가압매체를 목표압력까지 가압할 수 있다. 이 때, 통합형 마스터 실린더(1200) 또는 시뮬레이터 밸브(1711)에 리크가 없다면, 제1 압력센서(PS1)이 측정한 액압 공급장치(1300)에 의해 가압된 가압매체의 액압수치가 목표압력에 도달함과 동시에, 해당 액압이 제1 백업유로(1610)를 거쳐 제1 마스터 챔버(1220a)로 유입되어 제2 마스터 피스톤(1230)을 전방으로 가압함으로써, 제2 압력센서(PS2)가 감지한 제2 마스터 챔버(1220a)의 액압수치와 제1 압력센서(PS1)가 감지한 액압수치는 서로 동기화될 수 있다. 전자제어유닛은 제1 압력센서(PS1)가 감지한 액압수치와 제2 압력센서(PS2)가 감지한 액압수치가 일정 시간(t1) 동안 동기화된 경우 정상상태로 판단하여 검사모드를 종료할 수 있다.

이와는 달리, 도 4를 참조하면, 전자제어유닛이 검사모드에 진입하여 제1 압력센서(PS1)가 감지한 액압수치를 근거로 모터의 동작을 제어하여 가압매체의 액압을 목표압력까지 증가시켰음에도 불구하고, 제1 압력센서(PS1)가 측정한 액압수치 보다 제2 압력센서(PS2)가 측정한 액압수치가 더 낮은 경우, 통합형 마스터 실린더(1200) 또는 시뮬레이터 밸브(1711)에 리크가 있는 것으로 판단할 수 있다. 구체적으로, 전자제어유닛은 제1 압력센서(PS1)가 측정한 액압 공급장치(1300)에 의해 가압된 가압매체의 액압수치가 목표압력에 도달시킨 후 일정 시간(t1) 해당 액압을 유지하였으나, 제2 압력센서(PS2)에 의해 감지된 제2 마스터 챔버(1220a)의 액압수치가 제1 압력센서(PS1)에 의해 감지된 액압수치 보다 낮은 경우 또는 제1 압력센서(PS1)에 의해 감지된 액압수치 역시 점차적으로 하강하는 경우, 통합형 마스터 실린더(1200) 또는 시뮬레이터 밸브(1711)에 리크가 존재하여 제2 마스터 챔버(1230a)의 액압이 목표압력에 도달하지 못하는 것으로 보아 비 정상상태로 판단할 수 있다.

전자제어유닛은 검사모드 결과 통합형 마스터 실린더(1200) 또는 시뮬레이터 밸브(1711)에 리크가 있는 것으로 판단한 경우 디스플레이 또는 경고음을 통해 비 정상상태임을 운전자에게 알리고, 차량의 운행을 제한하도록 유도할 수 있다.

한편, 검사모드 수행 시 액압 공급장치(1300)에 의해 액압이 형성된 가압매체를 통합형 마스터 실린더(1200) 측으로 공급하여 리크여부를 검사하게 되는데, 검사를 정확하게 수행하기 위해 액압 공급장치(1300)로부터 제공되는 가압매체의 액압수치를 높일 경우, 통합형 마스터 실린더(1200)로 고압의 가압매체가 전달됨에 따라 장치 및 밸브 등에 부하가 가해져 성능 및 내구성에 악영향을 미칠 우려가 있다.

이에 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 검사모드 수행 시, 통합형 마스터 실린더(1200) 및 밸브 등에 부하가 전달되지 않도록 액압 공급장치(1300)의 작동을 통한 가압매체의 액압수치, 다시 말해 목표압력을 약 10 bar 이하로 설정할 수 있다. 이 때, 액압 공급장치(1300)로부터 제공되는 가압매체의 액압수치가 낮을 경우, 해당 목표압력 수치를 위해 모터를 세밀하게 제어하는 것이 현실적으로 매우 어렵다. 따라서 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 검사모드 시, 제1 인렛밸브(1511a) 및 제2 인렛밸브(1511b)를 개방하여 액압 공급장치(1300)에 의해 제공되는 가압매체의 유량 또는 체적을 증가시킬 수 있다. 검사모드 수행 시, 제1 인렛밸브(1511a) 및 제2 인렛밸브(1511b)를 개방하여 액압 공급장치(1300)에 의해 제공 및 전달되는 가압매체의 유량 또는 체적을 증가시킴으로써, 약 10 bar에 해당하는 저압의 가압매체를 활용하더라도 모터의 제어를 원활하고 안정적으로 수행할 수 있게 된다. 나아가 제1 인렛밸브(1511a) 및 제2 인렛밸브(1511b)의 개방에 의한 가압매체의 수용 유량 및 체적 증가에 따라, 제1 압력센서(PS1)와 액압 공급장치(1300)의 모터 간 상호 제어를 보다 세밀하게 구현할 수 있다.

이하에서는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 정상 작동모드에 대해 설명한다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 검사모드를 수행한 결과, 정상상태로 판단한 경우 정상 작동모드를 통해 차량의 제동을 구현할 수 있다. 도 5 및 도 6은 각각 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)이 정상 작동모드를 수행하는 상태 및 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 5를 참조하면, 운전자가 차량의 제동을 위해 브레이크 페달(10)에 답력을 가하거나 또는 전자제어유닛이 차량의 자율 주행 중 제동이 필요한 상황으로 판단한 경우, 전기적 신호를 액압 공급장치로 송출하여 모터를 일 방향으로 작동시킨다. 모터의 회전력이 동력변환부에 의해 액압 제공유닛으로 전달되며, 액압 제공유닛의 유압피스톤(1320)이 작동하여 제1 압력챔버(1330) 또는 제2 압력챔버(1340)에 액압을 발생시킨다. 제1 압력챔버(1330) 또는 제2 압력챔버(1340)에서 발생된 액압은 유압 제어유닛(1400)과 제1 유압서킷(1510)과 제2 유압서킷(1520)을 거쳐 각각의 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)로 전달되어 제동력을 발생시킨다.

이 때, 정상 작동모드에서는 제1 백업유로(1610) 및 제2 백업유로(1620)에 각각 마련되는 제1 컷밸브(1611) 및 제2 컷밸브(1621)는 폐쇄 전환되는 바, 통합형 마스터 실린더(1200)에서 토출되는 가압매체가 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24) 측으로 전달되는 것이 방지된다. 아울러, 제1 컷밸브(1611) 및 제2 컷밸브(1621)가 폐쇄 전환됨에 따라, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 통합형 마스터 실린더(1200) 측으로 누설되는 것을 방지하여 신속한 제동을 수행할 수 있다.

정상 작동모드에서 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)는 개방 상태를 유지하여, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)로 원활하게 전달될 수 있으며, 제1 및 제2 아웃렛밸브(1522a, 1522b)는 폐쇄 상태를 유지하여 가압매체가 리저버(1100) 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 정상 작동모드에서 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하게 되면 제2 컷밸브(1621)가 폐쇄되어 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐되고, 제1 컷밸브(1611)는 폐쇄되나 시뮬레이터 밸브(1711)는 개방되어 제1 마스터 챔버(1220a)와 리저버(1100)는 서로 연통된다. 따라서 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟음에 따라 제1 마스터 피스톤(1220)은 전진하여 변위가 발생하는 반면, 제2 마스터 피스톤(1230)은 변위가 발생하지 않으므로 페달 시뮬레이터(1240)를 압축시키게 되고, 페달 시뮬레이터(1240)의 압축에 의한 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공될 수 있다. 이 때, 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 제1 리저버 유로(1710)를 통해 리저버(1100)로 배출된다.

이하에서는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 정상 작동모드 해제에 대해 설명한다.

도 6을 참조하면, 브레이크 페달(10)에 가해진 답력이 해제되거나 또는 전자제어유닛이 차량의 자율 주행 중 제동해제가 필요한 상황으로 판단한 경우, 전기적 신호를 액압 공급장치로 송출하여 모터를 타 방향으로 작동시킨다. 모터의 회전력이 동력변환부에 의해 액압 제공유닛으로 전달되며, 액압 제공유닛의 유압피스톤(1320)을 작동시킨다. 이로써, 제1 압력챔버(1330) 또는 제2 압력챔버(1340)에 부압을 발생시킬 수 있으며, 제1 내지 제4 휠 실린더(201, 22, 23, 24)에 가해진 가압매체는 제1 압력챔버(1330) 또는 제2 압력챔버(1340)로 회수될 수 있다.

정상 작동모드에서 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)는 개방 상태를 유지하여, 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)에 제공된 가압매체는 원활하게 유압 제어유닛(1400) 및 액압 공급장치(1300) 측으로 회수될 수 있다. 또한, 정상 작동모드에서 제1 컷밸브(1611) 및 제2 컷밸브(1621)는 폐쇄되는 바, 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)에 가해진 가압매체는 통합형 마스터 실린더(1200)로 누설되지 않고 액압 공급장치(1300)의 제1 압력챔버(1330) 또는 제2 압력챔버(1340)로 온전히 회수될 수 있다. 한편, 제1 및 제2 아웃렛밸브(1522a, 1522b)는 폐쇄 상태를 유지하되, 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 가해진 가압매체를 보다 신속히 제거하고자 할 경우 제1 및 제2 아웃렛밸브(1522a, 1522b)가 선택적으로 개방될 수도 있다.

한편, 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 제거하게 되면 제1 피스톤 스프링(1220b) 및 페달 시뮬레이터(1240)의 탄성 복원력에 의해 제1 마스터 피스톤(1220)이 원 위치로 복귀하게 된다. 제1 마스터 피스톤(1220)의 원 위치 복귀에 따라 제1 마스터 챔버(1220a)의 체적은 증가하는 바, 시뮬레이터 밸브(1711)가 개방된 제1 리저버 유로(1710)를 통해 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 가압매체가 공급되어 다시금 제1 마스터 챔버(1220a)의 내부는 가압매체로 채워질 수 있다.

이하에서는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)이 비정상 작동모드, 즉 폴백모드(fall-back mode)의 작동상태에 대해 설명한다.

도 7은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)이 장치의 고장 등에 의해 정상적인 작동이 불가능한 경우 비정상 작동모드(폴백 모드)에서의 작동 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 7을 참조하면, 비정상 작동모드에서 각각의 밸브들은 비 작동상태인 제동초기 상태로 제어된다. 이 때, 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하면 브레이크 페달(10)과 연결된 제1 마스터 피스톤(1220)이 전진하며 변위가 발생한다. 비 작동상태에서 제1 컷밸브(1611)는 개방된 상태로 마련되므로, 제1 마스터 피스톤(1220)의 전진에 의해 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 제1 백업유로(1610)를 따라 제1 유압서킷(1510)의 제1 휠 실린더(21) 및 제2 휠 실린더(22)로 전달되어 제동을 구현할 수 있다. 시뮬레이터 밸브(1711)는 비 작동상태에서 폐쇄된 상태로 마련되는 바, 제1 마스터 피스톤(1220)의 전진 시 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체가 제1 리저버 유로(1711) 측으로 누설되지 않고 온전히 제1 백업유로(1610)를 거쳐 제1 유압서킷(1510)으로 제공될 수 있다.

또한, 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 제2 마스터 피스톤(1230)을 전진시켜 변위를 발생시키게 되고, 이로써 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체는 제2 백업유로(1620)를 따라 제2 유압서킷(1520)의 제3 휠 실린더(23) 및 제4 휠 실린더(24)로 전달되어 제동을 구현할 수 있다. 비 작동상태에서 제3 및 제4 인렛밸브(1521a, 1521b)는 개방된 상태로 마련되는 바, 제2 백업유로(1620)를 거쳐 제공되는 액압이 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 원활히 공급될 수 있으며, 제1 및 제2 아웃렛밸브(1522a, 1522b)는 비 작동상태에서 폐쇄된 상태로 마련되는 바, 제2 백업유로(1620)를 거쳐 제공되는 액압이 리저버(1100)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

1000: 전자식 브레이크 시스템
1100: 리저버 1200: 통합형 마스터 실린더
1220: 제1 마스터 피스톤 1220a: 제1 마스터 챔버
1230: 제2 마스터 피스톤 1230a: 제2 마스터 챔버
1240: 페달 시뮬레이터 1300: 액압 공급장치
1320: 유압피스톤 1330: 제1 압력챔버
1340: 제2 압력챔버 1400: 유압 제어유닛
1510: 제1 유압서킷 1520: 제2 유압서킷
1610: 제1 백업유로 1611: 제1 컷밸브
1620: 제2 백업유로 1621: 제2 컷밸브
1710: 제1 리저버 유로 1711: 시뮬레이터 밸브
1720: 제2 리저버 유로 1800: 덤프제어부
1900: 검사유로 1910: 검사밸브

Claims

가압매체가 저장되는 리저버;
브레이크 페달과 연결되는 마스터 피스톤과, 상기 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 마스터 챔버와, 상기 마스터 피스톤의 변위에 따라 압축 및 팽창되는 페달 시뮬레이터를 구비하는 통합형 마스터 실린더;
상기 리저버와 상기 마스터 챔버 사이의 가압매체 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브;
상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
상기 액압 공급장치와 복수의 휠 실린더 사이에 마련되고, 상기 복수의 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하되 검사모드 시 일부는 개방되고 나머지 일부는 폐쇄되는 복수의 인렛밸브를 구비하는 유압 제어유닛;
상기 검사모드 시 개방되는 상기 인렛밸브의 하류 측과 상기 마스터 챔버를 연결하는 제1 백업유로;
상기 제1 백업유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 적어도 하나의 제1 컷밸브;
상기 액압 공급장치에 의해 제공되는 액압을 감지하는 제1 압력센서;
상기 마스터 챔버의 액압을 감지하는 제2 압력센서;
상기 마스터 챔버에 연결되는 검사유로; 및
상기 검사유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 검사밸브;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 통합형 마스터 실린더는
상기 브레이크 페달과 연결되는 제1 마스터 피스톤과, 상기 제1 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 제1 마스터 챔버와, 상기 제1 마스터 피스톤의 변위 또는 상기 제1 마스터 챔버의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 제2 마스터 피스톤과, 상기 제2 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 제2 마스터 챔버를 포함하고,
상기 페달 시뮬레이터는
상기 제1 마스터 피스톤과 상기 제2 마스터 피스톤 사이에 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 리저버와 상기 제1 마스터 챔버를 연결하는 제1 리저버 유로;를 더 포함하고,
상기 시뮬레이터 밸브는
상기 제1 리저버 유로에 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 유압 제어유닛은
제1 휠 실린더 및 제2 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 인렛밸브 및 제2 인렛밸브를 구비하는 제1 유압서킷과, 제3 휠 실린더 및 제4 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제3 인렛밸브 및 제4 인렛밸브를 구비하는 제2 유압서킷을 포함하고,
상기 제1 및 제2 인렛밸브는 검사모드 시 개방되되,
상기 제1 백업유로는
상기 제1 및 제2 인렛밸브의 하류 측과 상기 제1 마스터 챔버를 연결하는 전자식 브레이크 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제2 마스터 챔버와 상기 제2 유압서킷을 연결하는 제2 백업유로; 및
상기 제2 백업유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제2 압력센서는
상기 제2 마스터 챔버의 액압을 감지하는 전자식 브레이크 시스템
제6항에 있어서,
상기 검사유로는
상기 제1 마스터 챔버에 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
제7항에 있어서,
상기 리저버와 상기 액압 공급장치 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프제어부;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제8항에 있어서,
상기 검사유로는
일단이 상기 제1 마스터 챔버에 연결되고, 타단은 상기 리저버 또는 상기 덤프제어부 측에 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
제8항에 있어서,
상기 액압 공급장치는
상기 유압피스톤의 전방에 마련되는 제1 압력챔버와, 상기 유압피스톤의 후방에 마련되는 제2 압력챔버를 포함하고,
상기 덤프제어부는
상기 제1 및 제2 압력챔버와 상기 리저버 사이의 가압매체의 흐름을 제어하는 전자식 브레이크 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제3 및 제4 인렛밸브는 검사모드 시 폐쇄되는 전자식 브레이크 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제2 백업유로는
상기 제3 인렛밸브와 상기 제4 인렛밸브 중 어느 하나의 하류 측과 상기 제2 마스터 챔버를 연결하는 전자식 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 리저버와 상기 제2 마스터 챔버를 연결하는 제2 리저버 유로;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 통합형 마스터 실린더는
상기 제1 마스터 피스톤을 탄성 지지하는 제1 피스톤 스프링과, 상기 제2 마스터 피스톤을 탄성 지지하는 제2 피스톤 스프링을 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제14항에 있어서,
상기 통합형 마스터 실린더는
내측에 상기 제1 마스터 챔버가 형성되는 대경부와, 내측에 상기 제2 마스터 챔버가 형성되는 소경부를 구비하는 실린더바디를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제15항에 있어서,
상기 제1 마스터 피스톤은
상기 대경부의 내측에서 슬라이딩 이동하여 상기 제1 마스터 챔버의 체적을 변화시키는 제1 바디와, 상기 제1 바디의 후방 측에 반경 방향으로 확장 형성되되 상기 실린더바디 외측에 배치되는 제1 플랜지를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제2 마스터 피스톤은
상기 소경부의 내측에서 슬라이딩 이동하여 상기 제2 마스터 챔버의 체적을 변화시키는 제2 바디와, 상기 제2 바디의 후방 측에 반경 방향으로 확장 형성되되 상기 제1 마스터 챔버의 내측에 배치되는 제2 플랜지를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제1 피스톤 스프링은
일단이 상기 제1 플랜지에 지지되고, 타단이 실린더바디의 외면에 지지되는 전자식 브레이크 시스템.
제17항에 있어서,
상기 제2 피스톤 스프링은
일단이 상기 제2 바디의 전방면에 지지되고, 타단이 상기 실린더바디의 내면에 지지되는 전자식 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 페달 시뮬레이터는 탄성 재질로 이루어지되,
상기 제1 마스터 피스톤의 전방면에 적어도 일부가 삽입 및 지지되는 바디부와, 상기 제2 마스터 피스톤의 후방면에 적어도 일부가 삽입 및 지지되되 전방을 향할수록 직경이 점차적으로 좁아지게 형성되는 테이퍼부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제2 유압서킷은
상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 아웃렛밸브 및 제2 아웃렛밸브를 더 구비하는 전자식 브레이크 시스템.
제7항에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 있어서,
상기 통합형 마스터 실린더 또는 시뮬레이터 밸브의 리크여부를 검사하는 검사모드를 포함하고,
상기 검사모드 시,
상기 시뮬레이터 밸브와, 상기 검사밸브와, 상기 제2 컷밸브와, 상기 제3 및 제4 인렛밸브를 폐쇄시키고,
상기 제1 및 제2 인렛밸브는 개방시키며,
상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 액압은 상기 유압 제어유닛과, 상기 제1 유압서킷과, 상기 제1 백업유로를 순차적으로 거쳐 상기 제1 마스터 챔버로 공급하고,
전자제어유닛은
상기 제1 압력센서에서 감지한 액압수치와, 상기 제2 압력센서에서 감지한 액압수치를 대비하여 리크여부를 판단하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
제22항에 있어서,
상기 검사모드 시,
상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성되는 가압매체의 액압수치는
10 bar 이하인 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
제23항에 있어서,
상기 검사모드 시,
상기 액압 공급장치는
상기 제1 압력센서에서 감지한 액압수치를 근거로 상기 유압피스톤의 작동이 제어되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
제7항에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 있어서,
정상 작동모드 시,
상기 제2 컷밸브를 폐쇄하여 상기 제2 마스터 챔버를 밀폐시키고,
상기 제1 컷밸브와 상기 검사밸브는 폐쇄시키되, 상기 시뮬레이터 밸브는 개방하여 상기 제1 마스터 챔버와 상기 리저버를 연통시킴으로써,
상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 상기 제1 마스터 피스톤이 상기 페달 시뮬레이터를 압축시키고, 상기 탄성부재의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
제25항에 있어서,
상기 정상 작동모드 시,
상기 제1 내지 제4 인렛밸브는 개방되고,
상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 액압은 상기 유압 제어유닛과 상기 제1 유압서킷을 순차적으로 거쳐 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 제공되고,
상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 액압은 상기 유압 제어유닛과 상기 제2 유압서킷을 순차적으로 거쳐 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 제공되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
제25항에 있어서,
상기 정상 작동모드의 해제 시,
상기 제1 내지 제4 인렛밸브는 개방되고,
상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 부압은 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 전달된 가압매체를 상기 제1 유압서킷과 상기 유압 제어유닛을 순차적으로 거쳐 상기 액압 공급장치로 회수하고,
상기 액압 공급장치의 작동에 의해 형성된 부압은 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 전달된 가압매체를 상기 제2 유압서킷과 상기 유압 제어유닛을 순차적으로 거쳐 상기 액압 공급장치로 회수하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
제7항에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 있어서,
비정상 작동모드 시,
상기 시뮬레이터 밸브와 상기 제1 검사밸브는 폐쇄되되, 상기 제1 컷밸브는 개방되어 상기 제1 마스터 챔버와 상기 제1 유압서킷이 연통되고,
상기 제2 컷밸브는 개방되어 상기 제2 마스터 챔버와 상기 제2 유압서킷이 연통되며,
상기 브레이크 페달의 답력에 따라 상기 제1 마스터 챔버의 가압매체는 상기 제1 백업유로를 통해 상기 제1 유압서킷으로 제공되고, 상기 제2 마스터 챔버의 가압매체는 상기 제2 백업유로를 통해 상기 제2 유압서킷으로 제공되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.