KR20210128683A - 전자식 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 답력에 따라 가압매체를 토출하는 마스터 실린더와, 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동되는 유압피스톤에 의해 액압을 발생시키는 액압 공급장치와, 액압 공급장치와 연결되며 휠 실린더로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 유압 제어유닛을 포함하여 제공될 수 있다.

Description

전자식 브레이크 시스템{ELECTRIC BRAKE SYSTEM}

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

차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에는 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다.

브레이크 시스템의 일 예로는 제동 시 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.

종래의 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 기계적으로 연결된 부스터를 이용하여 휠 실린더에 제동에 필요한 액압을 공급하였으나, 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.

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

본 실시 예는 차량의 제동압력을 안정적으로 제공할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 함이다.

본 발명의 실시 예는 고압의 제동압력을 안정적으로 발생시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 부품요소에 가해지는 부하를 저감하여 제품의 내구성이 향상된 전자식 브레이크 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 브레이크 페달의 답력에 따라 가압매체를 토출하는 마스터 실린더와, 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동되는 유압피스톤에 의해 액압을 발생시키는 액압 공급장치와, 상기 액압 공급장치와 연결되며 휠 실린더로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 유압 제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서, 상기 액압 공급장치는 상기 유압피스톤의 전방에 형성된 제1 압력챔버와, 상기 유압피스톤의 후방에 형성된 제2 압력챔버를 구비하며, 상기 유압피스톤은 상기 제1 압력챔버와 상기 제2 압력챔버를 연통하는 연결유로가 마련되며, 상기 연결유로는 상기 연결유로 상의 가압매체의 흐름을 제어하며, 상기 제1 압력챔버로부터 상기 제2 압력챔버로 향하는 방향의 가압매체의 흐름만을 허용하는 피스톤 밸브가 구비될 수 있다.

상기 피스톤 밸브는 상기 제1 압력챔버 내부 압력이 기 설정된 값 이상인 경우 개방될 수 있다.

상기 마스터 실린더와 상기 유압 제어유닛을 연결하는 백업유로; 및 상기 백업유로에 마련되어 상기 백업유로의 가압매체의 흐름을 제어하며, 상기 마스터 실린더와 상기 유압 제어유닛 사이의 양 방향의 가압매체의 흐름을 제어하는 컷밸브;를 더 포함할 수 있다.

가압매체가 저장되는 리저버와 상기 제1 압력챔버를 연결하는 제1 덤프유로; 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버를 연결하는 제2 덤프유로; 상기 제1 덤프유로에 마련되어 상기 제1 덤프유로의 가압매체의 흐름을 제어하며, 상기 리저버로부터 상기 제1 압력챔버로 향하는 가압매체의 흐름만을 허용하는 제1 덤프밸브; 및 상기 제2 덤프유로에 마련되어 상기 제2 덤프유로의 가압매체의 흐름을 제어하며, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버 사이의 양 방향의 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 덤프밸브;를 더 포함할 수 있다.

상기 유압피스톤은 전면부에서 후방을 향해 함몰 형성되는 유로홈이 형성되며, 상기 유로홈은 상기 유로홈의 바닥을 이루는 바닥부와, 상기 바닥부를 둘러싸는 측면부를 포함하며, 상기 연결유로는 상기 유로홈의 바닥부에서 상기 제1 압력챔버와 연통될 수 있다.

본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 차량의 다양한 운용상황에서 제동을 안정적이고 효과적으로 구현할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 고압의 제동압력을 안정적으로 발생시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 단순한 구조로서 부품 수를 저감하여 제품의 사이즈 및 무게가 감소하는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 부품요소에 가해지는 부하를 저감하여 제품의 내구성이 향상되는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 유압회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 제동 전 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 저압모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 4는 저압모드 시, 유압피스톤의 변위량에 따라 휠 실린더로 전달되는 가압매체의 액압 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 고압모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 6은 고압모드 시, 유압피스톤의 변위량에 따라 휠 실린더로 전달되는 가압매체의 액압 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 브레이크 제동 해제 상태를 나타내는 유압회로도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(100)의 유압회로도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전자식 브레이크 시스템(100)은 브레이크 페달(120)의 답력에 따라 가압매체를 토출하는 마스터 실린더(110)와, 브레이크 페달(120)의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동되는 유압피스톤(132)에 의해 액압을 발생시키는 액압 공급장치(130)와 액압 공급장치(130)와 연결되며 휠 실린더(10)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 유압 제어유닛(140)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 전자식 브레이크 시스템은 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치(130)와 각종 밸브들을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)를 포함할 수 있다.

액압 공급장치(130)는 유압피스톤(132)의 전방에 형성된 제1 압력챔버(133)와, 유압피스톤(132)의 후방에 형성된 제2 압력챔버(134)를 구비하며, 유압피스톤(132)은 제1 압력챔버(133)와 제2 압력챔버(134)를 연통하는 연결유로(138)가 마련되며, 연결유로(138)는 연결유로(138) 상의 가압매체의 흐름을 제어하며, 제1 압력챔버(133)로부터 제2 압력챔버(134)로 향하는 방향의 가압매체의 흐름만을 허용하는 피스톤 밸브(139)가 구비될 수 있다.

마스터 실린더(110)는 브레이크 페달(120)의 답력에 따라 가압매체를 토출할 수 있다. 마스터 실린더(110)는 일 예로, 내부에 가압매체를 수용하는 마스터챔버와, 마스터 실린더(110) 내부에 진퇴 가능하게 설치되며 브레이크 페달(120)의 답력에 따라 압력챔버를 가압하는 피스톤이 마련될 수 있다. 피스톤은 브레이크 페달(120)의 답력에 따라 전진되며, 피스톤은 압력챔버 내부의 가압매체를 가압할 수 있다. 마스터 실린더(110)는 백업유로(150)에 의해 유압 제어유닛(140)과 연결될 수 있다. 따라서 마스터 실린더(110)는 폴백(Fallback)모드와 같은 비상 시에 마스터 실린더(110)에 수용된 가압매체를 백업유로(150)를 통해 휠 실린더(10)로 전달하여 차량의 긴급 제동을 수행할 수 있다. 한편, 본 발명의 전자식 브레이크 시스템(100)은 정상 작동시에는 액압 공급장치(130)에 의해 차량의 제동을 수행할 수 있다.

마스터 실린더(110)는 브레이크 페달(120)의 답력에 따라 가압매체를 토출할 수 있다면 어느 하나의 구조에 한정되지 않으며, 다양한 구조 및 방식의 장치로 이루어지는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다. 한편, 마스터 실린더(110)는 브레이크 페달(120)의 답력에 다른 반력을 운전자에게 제공하는 페달 시뮬레이터(120)에 연결될 수 있다.

액압 공급장치(130)는 브레이크 페달(120)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(미도시)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 가압매체의 액압을 발생시키도록 마련된다.

액압 공급장치(130)는 가압매체를 공급받아 저장되는 압력챔버(133, 134)를 구비하는 실린더 블록(131)과, 실린더 블록(131) 내에 수용되는 유압피스톤(132)과, 유압피스톤(132)과 실린더 블록(131) 사이에 마련되어 압력챔버(133, 134)를 밀봉하는 씰링부(135, 136)를 포함할 수 있다.

압력챔버(133, 134)는 유압피스톤(132)의 전방(전진 방향, 도면을 기준으로 좌측 방향)에 형성되는 제1 압력챔버(133)와, 유압피스톤(132)의 후방(후퇴 방향, 도면을 기준으로 우측 방향)에 형성되는 제2 압력챔버(134)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 압력챔버(133)는 실린더 블록(131)과 유압피스톤(132)의 전면부에 의해 구획되며, 유압피스톤(132)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련될 수 있다. 제2 압력챔버(134)는 실린더 블록(131)과 유압피스톤(132)의 후면부에 의해 구획되며, 유압피스톤(132)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련될 수 있다. 한편, 제1 압력챔버(133)는 실린더 블록(131)에 형성되는 제1 연통홀(131a)을 통해 유압 제어유닛(140)에 연결될 수 있다.

씰링부(135, 136)는 유압피스톤(132)과 실린더 블록(131) 사이에 마련되어 제1 압력챔버(133)와 제2 압력챔버(134) 사이를 밀봉하는 피스톤 씰링부(135)와, 구동축(132b)과 실린더 블록(131) 사이에 마련되어 제2 압력챔버(134)와 실린더 블록(131)의 개구를 밀봉하는 구동축(132b) 씰링부(136)을 포함할 수 있다.

유압피스톤(132)의 전진에 의해 발생하는 제1 압력챔버(133)의 액압은 피스톤 씰링부(135)에 의해 밀봉되어 제2 압력챔버(134)에 누설되지 않고 유압 제어유닛(140)에 전달될 수 있다. 또한 유압피스톤(132)의 후진에 의해 발생하는 제2 압력챔버(134)의 액압은 구동축(132b) 씰링부에 의해 밀봉되어 실린더 블록(131)의 외측으로 누설되지 않을 수 있다.

제1 압력챔버(133)는 제1 덤프유로(161)에 의해 리저버(20)와 연결되며, 리저버(20)로부터 가압매체를 공급받아 수용할 수 있다. 제2 압력챔버(134)는 제2 덤프유로(163)에 의해 리저버(20)와 연결되며, 리저버(20)로부터 가압매체를 공급받아 수용할 수 있다. 또한 제2 압력챔버(134)는 제2 덤프유로(163)에 의해 제2 압력챔버(134)의 가압매체를 리저버(20)로 전달할 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 복수의 리저버(20)는 각각 별도의 리저버(20)로 마련될 수도 있으며, 이에 한정하지 않으며 각각의 장치와 유로가 연결된 하나의 리저버(20)로 마련될 수도 있다.

이를 위해 제1 압력챔버(133)는 실린더 블록(131)에 형성된 제2 연통홀(131b)을 통해 제1 덤프유로(161)에 연결될 수 있다. 또한 제2 압력챔버(134)는 실린더 블록(131)에 형성된 제3 연통홀(131c)을 통해 제2 덤프유로(163)에 연결될 수 있다.

한편, 제1 덤프유로(161)의 가압매체의 흐름을 제어하기 위해 제1 덤프유로(161)에는 제1 덤프밸브(162)가 마련될 수 있다. 제1 덤프밸브(162)는 리저버(20)로부터 제1 압력챔버(133)로 향하는 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 또한 제2 덤프유로(163)의 가압매체의 흐름을 제어하기 위해 제2 덤프유로(163)에는 제2 덤프밸브(164)가 마련될 수 있다. 제2 덤프밸브(164)는 리저버(20)와 제2 압력챔버(134) 사이의 양 방향의 가압매체의 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제2 덤프밸브(164)는 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 한편, 제2 덤프밸브(164)는 가압매체의 양 방향 흐름을 제어할 수 있다면 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수도 있다.

유압피스톤(132)은 실린더 블록(131) 내에서 진퇴 가능하게 설치된다. 유압피스톤(132)은 제1 압력챔버(133)와 제2 압력챔버(134)를 구획하는 헤드부(132a)와, 헤드부(132a)의 후단부에 연결된 구동축(132b)을 포함할 수 있다. 구동축(132b)은 모터 등과 같은 구동부(미도시)에 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 구동부는 전자제어유닛(ECU, 미도시)으로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 구동력을 발생시키도록 마련될 수 있다. 구동부는 일 예로, 모터(미도시)로 마련될 수 있으며 모터의 일방향 또는 타방향 회전함으로써 유압피스톤(132)의 변위를 발생시키는 동력을 제공할 수 있다. 한편, 모터는 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 동력변환부(미도시)를 통해 구동축(132b)에 연결될 수 있다. 동력변환부는 랙기어 및 피니언기어를 포함하는 구조로 마련되어 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환할 수 있다. 동력변환부는 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있다면 어느 하나의 구조에 한정되지 않으며, 다양한 구조 및 방식의 장치로 이루어지는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.

이상의 동작들을 다시 설명하면, 페달 변위센서(미도시)에 의해 브레이크 페달(120)의 변위가 감지되면, 감지된 신호가 전자제어유닛으로 전달되며, 전자제어유닛은 구동부를 동작시켜 구동축(132b)이 유압피스톤(132)을 가압하게 된다. 구동축(132b)과 연결된 유압피스톤(132)은 실린더 블록(131) 내부에서 전진하며 제1 압력챔버(133)에 액압을 발생시키며, 제2 압력챔버(134)에 부압을 발생시킬 수 있다.

이와 반대로, 브레이크 페달(120)의 답력이 해제되면 전자제어유닛은 구동부를 동작시켜 구동축(132b)이 유압피스톤(132)을 견인하게 된다. 구동축(132b)과 연결된 유압피스톤(132)은 실린더 블록(131) 내부에서 후퇴하며 제1 압력챔버(133)에 부압을 발생시키며, 제2 압력챔버(134)에 액압을 발생시킬 수 있다. 이처럼 구동축(132b)의 진퇴 방향에 따라 유압피스톤(132)은 제1 압력챔버(133) 및 제2 압력챔버(134)에 대해 액압 또는 부압이 발생시킬 수 있다.

유압피스톤(132)은 제1 압력챔버(133)와 제2 압력챔버(134)를 연통하는 연결유로(138)가 마련될 수 있다. 그리고 연결유로(138)는 내부에 연결유로(138) 상의 가압매체의 흐름을 제어하며, 제1 압력챔버(133)로부터 제2 압력챔버(134)로 향하는 방향의 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되는 피스톤 밸브(139)가 구비될 수 있다.

유압피스톤(132)은 헤드부(132a)의 전면부에서 후방을 향해 함몰 형성되는 유로홈(137)이 형성될 수 있다. 유로홈(137)은 유로홈(137)의 바닥을 이루는 바닥부(137a)와, 바닥부(137a)를 둘러싸는 측면부(137b)를 포함할 수 있다. 한편, 도시된 바와 같이 연결유로(138)는 일단이 유로홈(137)의 바닥부(137a)에서 제1 압력챔버(133)와 연통될 수 있다. 또한 연결유로(138)는 타단이 유압피스톤(132)의 구동축(132b)에서 제2 압력챔버(134)와 연통될 수 있다. 그러나 연결유로(138)가 제1 압력챔버(133) 및 제2 압력챔버(134)에 연결되는 지점을 이에 한정하는 것은 아니며, 연결유로(138)는 유압피스톤(132)의 다양한 지점에 일단 및 타단이 연결되어 제1 압력챔버(133) 및 제2 압력챔버(134)를 연통할 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

유압 제어유닛(140)은 액압 공급장치(130)에서 발생되는 액압을 각 차륜에 마련되는 휠 실린더(10)로 전달하기 위한 다수의 유로 및 밸브를 포함할 수 있다. 한편, 유압 제어유닛(140)은 유압유로(141)를 통해 액압 공급장치(130)의 제1 압력챔버(133)와 연결될 수 있으며, 백업유로(150)를 통해 마스터 실린더(110)와 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(100)은 액압 공급장치(130)의 고장 등에 의해 정상적인 작동이 불가능한 경우, 마스터 실린더(110)로부터 토출된 가압매체를 직접 휠 실린더(10)로 공급하여 제동을 구현할 수 있는 백업유로(150)를 포함할 수 있다.

백업유로(150)는 마스터 실린더(110)와 유압 제어유닛(140)을 연결할 수 있다. 컷 밸브(151)는 백업유로(150)에 마련되며, 백업유로(150)의 가압매체의 흐름을 제어할 수 있다. 그리고 컷 밸브(151)는 마스터 실린더(110)와 유압 제어유닛(140) 사이의 양 방향의 가압매체의 흐름을 제어할 수 있다. 컷 밸브(151)는 평상 시에는 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 한편, 컷 밸브(151)는 가압매체의 양 방향 흐름을 제어할 수 있다면 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수도 있다.

따라서 컷 밸브(151)를 개방하는 경우에는 마스터 실린더(110)에서 제공되는 액압이 백업유로(150) 및 유압 제어유닛(140)을 통해 휠 실린더(10)로 공급될 수 있다. 컷 밸브(151)를 폐쇄하는 경우에는 액압 공급장치(130)에서 제공되는 액압이 유압유로(141) 및 유압 제어유닛(140)을 통해 휠 실린더(10)로 공급될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(100)은 브레이크 제동 구현시 액압 공급장치(130)를 저압모드 및 고압모드로 구분하여 사용할 수 있다. 액압 공급장치(130)는 고압모드를 사용함으로써 모터에 가해지는 부하를 저감하면서도 높은 액압을 제공할 수 있다.

구동부에 의해 유압피스톤(132)이 전진하면 제1 압력챔버(133)에 액압이 발생된다. 유압피스톤(132)은 초기 위치에서 전진할수록, 즉 유압피스톤(132)의 작동 스트로크가 증가할수록 제1 압력챔버(133)로부터 휠 실린더(10)로 전달되는 가압매체의 공급량이 증가하면서 제동압력이 상승한다. 그러나 유압피스톤(132)은 유효 스트로크가 존재하므로 유압피스톤(132)의 전진으로 인한 최대 압력이 존재한다.

이 때, 저압모드의 최대 압력은 고압모드의 최대 압력보다 작다. 그러나 고압모드는 저압모드에 비해 유압피스톤(132)의 스트로크 당 압력 증가율이 작다. 제1 압력챔버(133)에서 토출되는 가압매체가 모두 휠 실린더(10)로 전달되는 것이 아니라, 그 중 일부가 제2 압력챔버(134)로 전달되기 때문이다. 따라서 제동 응답성이 중요한 제동 초기에는 스트로크 당 압력 증가율이 큰 저압모드를 사용하고, 최대 제동력이 중요한 제동 후기에는 최대 압력이 큰 고압모드를 사용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(100)의 제동 전 상태를 나타내는 유압회로도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(100)의 저압모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 2를 참조하면, 브레이크 제동 전, 즉 운전자가 브레이크 페달(120)을 밟기 전에는 유압피스톤(132)이 초기 대기 상태에 배치된다. 이 때, 유압피스톤(132)이 초기 대기 위치(실린더 블록(131) 내부에서 우측에 치우친 위치)에서는 제1 압력챔버(133)의 내부 공간이 크게 확보될 수 있다.

도 3을 참조하면, 운전자가 브레이크 페달(120)을 밟으면 구동부에 의해 유압피스톤(132)이 전진(도 3의 좌측방향)하면서 제1 압력챔버(133)에 액압을 발생시킨다. 제1 압력챔버(133)로부터 토출되는 액압은 유압 제어유닛(140)을 통해 휠 실린더(10)로 전달되어 제동력을 발생시킨다. 이 때, 제1 덤프유로(161)의 제1 덤프밸브(162)는 제1 압력챔버(133)로부터 리저버(20)로의 유체 흐름을 허용하지 않으므로, 제1 압력챔버(133)의 내부는 유압피스톤(132)의 전진 스트로크 당 내부 압력 증가율이 향상될 수 있다. 또한 연결유로(138)의 피스톤 밸브(139)는 개방되지 않으므로, 제1 압력챔버(133)의 액압은 제2 압력챔버(134)로 전달되지 않고 온전히 유압 제어유닛(140)을 통해 휠 실린더(10)로 전달되므로 제동 초기의 저압 모드의 경우 신속한 제동 응답을 도모할 수 있다. 한편, 유압피스톤(132)의 스트로크 또는 변위량이 증가할수록 제1 압력챔버(133)의 체적이 감소하게 된다. 이에 따라 제1 압력챔버(133)에 형성되는 가압매체의 액압이 증가하고, 나아가 휠 실린더(10)로 제공되는 가압매체의 액압 역시 점차적으로 증가하게 된다(도 3의 "A1"구간).

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(100)의 고압모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이며, 도 6은 고압모드 시, 유압피스톤(132)의 변위량에 따라 휠 실린더(10)로 전달되는 가압매체의 액압 변화를 나타내는 그래프이다.

한편, 유압피스톤(132)이 전진하여 1차적으로 휠 실린더(10)로 액압을 제공한 이후 더욱 고압의 제동 액압을 휠 실린더(10)로 제공하고자 하는 경우, 구동부는 전자제어유닛에 의해 제어되어 유압피스톤(132)을 더욱 전진시킬 수 있다. 유압피스톤(132)은 추가적으로 전진할수록 제1 압력챔버(133)의 체적이 감소하여 제1 압력챔버(133)에 형성되는 가압매체의 액압이 증가할 수 있다. 이 때, 제1 압력챔버(133) 내부의 액압이 기 설정된 값 이상인 경우 피스톤 밸브(139)가 개방될 수 있다. 즉, 제1 압력챔버(133) 내부의 액압이 피스톤 밸브(139)의 크래킹 압력(Cracking pressure, 피스톤 밸브가 개방되는 압력) 이상인 경우, 피스톤 밸브(139)는 개방되어 제1 압력챔버(133)와 제2 압력챔버(134)가 연결유로(138)를 통해 연결될 수 있다. 한편, 피스톤 밸브(139)가 개방되는 압력은 체크밸브의 종류나 체크밸브의 물성치에 따라서 다양하게 마련될 수 있다. 따라서 피스톤 밸브(139)가 개방되는 압력을 적절히 조절함으로써 브레이크 액압이 고압모드로 전환되는 시점이나 압력을 적절히 조절할 수 있다.

한편, 제1 압력챔버(133)의 액압의 일부는 연결유로(138)를 통해 제2 압력챔버(134)로 전달될 수 있다. 즉, 제1 압력챔버(133)에 형성된 가압매체의 액압 중 일부는 유압 제어유닛(140)을 통해 휠 실린더(10)로 전달되며, 제1 압력챔버(133)에 형성된 액압 중 나머지 일부는 연결유로(138)를 통해 제2 압력챔버(134)로 전달된다. 이 때, 제2 덤프유로(163)에 마련되는 제2 덤프밸브(164)는 폐쇄 상태로 전환하여 제2 덤프유로(163)를 통한 가압매체의 흐름을 차단할 수 있다. 이에 따라 제2 압력챔버(134)의 부압을 효과적으로 형성하여 연결유로(138)를 통해 이송되는 가압매체를 제2 압력챔버(134)로 신속하게 유입시킬 수 있다.

이 때, 제1 압력챔버(133)에서 발생한 액압 중 일부는 연결유로(138)를 통해 제2 압력챔버(134)로 전달됨으로써 유압피스톤(132)을 보다 전진시킴과 동시에, 구동부에 가해지는 부하를 저감하도록 활용될 수 있다. 고압모드에서는 제1 압력챔버(133)에서 토출된 가압매체의 일부가 연결유로(138)를 통해 제2 압력챔버(134)로 유입되기 때문에 스트로크 당 압력 증가율이 감소한다. 그러나 제1 압력챔버(133)에서 발생한 액압의 일부가 유압피스톤(132)을 더욱 전진시키도록 활용되는 바, 제1 압력챔버(133) 내부의 가압매체의 최대 액압이 증가할 수 있다. 이에 따라 휠 실린더(10)로 제공되는 가압매체의 액압 역시 더욱 증가할 수 있다(도 5의 "A2"구간) 이는 제2 압력챔버(134)에는 구동축(132b)이 관통함에 따라, 유압피스톤(132)의 스트로크 당 체적 변화율이 제1 압력챔버(133)보다 제2 압력챔버(134)가 상대적으로 작기 때문이다. 또한, 유압피스톤(132)이 전진할수록 제1 압력챔버(133)의 액압이 증가하므로 제1 압력챔버(133)의 액압이 유압피스톤(132)을 후진시키려는 힘이 증가하게 되고, 이에 따라 구동부에 가해지는 부하 역시 증가하게 된다. 그러나 피스톤 밸브(139)가 개방되어 연결유로(138)가 제1 압력챔버(133) 및 제2 압력챔버(134)를 연결함으로써, 제1 압력챔버(133)에서 토출되는 가압매체의 일부가 제2 압력챔버(134)로 전달되므로, 제2 압력챔버(134)에서도 액압이 형성되어 구동부에 가해지는 부하를 저감할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(100)의 브레이크 제동 해제 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 7을 참조하면, 브레이크 제동 해제시 구동부는 유압피스톤(132)을 후퇴하는 방향으로 견인할 수 있다. 이 때, 유압피스톤(132)이 후퇴하며 제2 압력챔버(134)의 체적이 감소하므로, 제2 압력챔버(134) 내부에 액압을 발생시키게 된다. 한편, 이 경우 제2 덤브밸브는 개방 상태로 전환되며, 제2 압력챔버(134)에 형성된 가압매체의 액압은 제2 덤프유로(163)를 통해 리저버(20)로 도입될 수 있다. 또한 유압피스톤(132)이 후퇴하며 제1 압력챔버(133)의 체적은 증가하며, 제1 압력챔버(133) 내부에 부압을 발생시키게 된다. 이 때, 제1 덤프유로(161)의 제1 덤프밸브(162)는 리저버(20)로부터 제1 압력챔버(133)로의 가압매체의 흐름만을 허용하므로, 리저버(20)의 가압매체가 신속하게 제1 압력챔버(133)로 유입될 수 있다. 또한 휠 실린더(10)로 공급된 가압매체도 유압 제어유닛(140) 및 유압유로(141)을 통해 다시 제1 압력챔버(133)로 유입될 수 있다.

본 발명의 전자식 브레이크 시스템은 연결유로가 유압피스톤에 마련되므로, 시스템의 전체 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 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.

20 : 리저버 100 : 전자식 브레이크 시스템
110 : 마스터 실린더 120 : 브레이크 페달
130 : 액압 공급장치 140 : 유압 제어유닛
150 : 백업유로

Claims (5)

1. 브레이크 페달의 답력에 따라 가압매체를 토출하는 마스터 실린더와, 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동되는 유압피스톤에 의해 액압을 발생시키는 액압 공급장치와, 상기 액압 공급장치와 연결되며 휠 실린더로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 유압 제어유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템에 있어서,
   상기 액압 공급장치는
   상기 유압피스톤의 전방에 형성된 제1 압력챔버와, 상기 유압피스톤의 후방에 형성된 제2 압력챔버를 구비하며,
   상기 유압피스톤은
   상기 제1 압력챔버와 상기 제2 압력챔버를 연통하는 연결유로가 마련되며,
   상기 연결유로는
   상기 연결유로 상의 가압매체의 흐름을 제어하며, 상기 제1 압력챔버로부터 상기 제2 압력챔버로 향하는 방향의 가압매체의 흐름만을 허용하는 피스톤 밸브가 구비된 전자식 브레이크 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤 밸브는 상기 제1 압력챔버 내부 압력이 기 설정된 값 이상인 경우 개방되는 전자식 브레이크 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 마스터 실린더와 상기 유압 제어유닛을 연결하는 백업유로; 및
   상기 백업유로에 마련되어 상기 백업유로의 가압매체의 흐름을 제어하며, 상기 마스터 실린더와 상기 유압 제어유닛 사이의 양 방향의 가압매체의 흐름을 제어하는 컷밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   가압매체가 저장되는 리저버와 상기 제1 압력챔버를 연결하는 제1 덤프유로;
   상기 리저버와 상기 제2 압력챔버를 연결하는 제2 덤프유로;
   상기 제1 덤프유로에 마련되어 상기 제1 덤프유로의 가압매체의 흐름을 제어하며, 상기 리저버로부터 상기 제1 압력챔버로 향하는 가압매체의 흐름만을 허용하는 제1 덤프밸브; 및
   상기 제2 덤프유로에 마련되어 상기 제2 덤프유로의 가압매체의 흐름을 제어하며, 상기 리저버와 상기 제2 압력챔버 사이의 양 방향의 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 덤프밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 유압피스톤은
   전면부에서 후방을 향해 함몰 형성되는 유로홈이 형성되며,
   상기 유로홈은
   상기 유로홈의 바닥을 이루는 바닥부와, 상기 바닥부를 둘러싸는 측면부를 포함하며,
   상기 연결유로는
   상기 유로홈의 바닥부에서 상기 제1 압력챔버와 연통되는 전자식 브레이크 시스템.

Images