KR20220040724A - 전자식 브레이크 시스템 - Google Patents

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KR20220040724A KR1020200123763A KR20200123763A KR20220040724A KR 20220040724 A KR20220040724 A KR 20220040724A KR 1020200123763 A KR1020200123763 A KR 1020200123763A KR 20200123763 A KR20200123763 A KR 20200123763A KR 20220040724 A KR20220040724 A KR 20220040724A
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김진석
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주식회사 만도
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Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달과 연동되어 기계식으로 동작되는 기구부가 배치되는 제1 블록, 전자제어유닛에 의해 전자식으로 동작 및 제어되는 전자부가 배치되는 제2 블록, 제1 블록과 제2 블록과 비상모듈을 유압적으로 연결하는 연결라인을 포함하고, 제1 블록과 제2 블록은 차량에 서로 물리적으로 분리 또는 이격된 위치에 설치가 가능해짐으로써 브레이크 시스템의 장착성 및 차량의 설계 자유도가 향상될 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 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 시스템을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 단순한 구조 및 동작으로 고장여부를 신속하게 판단할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 제동 성능 및 작동 신뢰성이 향상된 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 차량의 설계자유도를 향상시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 차량의 설치 및 배치를 용이하고 효율적으로 수행할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 제품의 조립성 및 생산성을 향상시킴과 동시에, 제품의 제조원가를 절감할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 브레이크 페달과 연동되어 기계식으로 동작되는 기구부가 배치되는 제1 블록; 전자제어유닛에 의해 전자식으로 동작 및 제어되는 전자부가 배치되되, 상기 제1 블록과 물리적으로 이격 가능하게 배치되는 제2 블록; 및 상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 서로 유압적으로 연결하는 연결라인;을 포함하고, 상기 기구부는 상기 브레이크 페달과 연결되는 제1 마스터 피스톤과, 상기 제1 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 제1 마스터 챔버와, 상기 제1 마스터 피스톤의 변위 또는 제1 마스터 챔버의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 제2 마스터 피스톤과, 상기 제2 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 제2 마스터 챔버를 구비하는 마스터 실린더를 포함하고, 상기 전자부는 페달 시뮬레이터와, 상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하여 가압매체의 액압을 발생시키는 유압피스톤과, 상기 유압피스톤의 일측에 마련되는 단일의 압력챔버를 구비하는 액압 공급장치와, 상기 액압 공급장치로부터 제1 유압서킷과 제2 유압서킷으로 공급되는 가압매체의 흐름을 제어하는 유압 제어유닛을 포함하고, 상기 유압 제어유닛은 상기 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 상기 제1 유압유로에서 분기되어 상기 제1 유압서킷으로 연결되는 제2 유압유로와, 상기 제1 유압유로에서 분기되어 상기 제2 유압서킷으로 연결되는 제3 유압유로와, 상기 제1 유압서킷과 연통되는 제4 유압유로와, 상기 제2 유압서킷과 연통되는 제5 유압유로와, 상기 제4 유압유로와 상기 제5 유압유로가 합류하여 상기 압력챔버와 연통되는 제6 유압유로를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 유압 제어유닛은 상기 제2 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 밸브와, 상기 제3 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 밸브와, 상기 제4 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제3 밸브와, 상기 제5 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제4 밸브와, 상기 제6 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제5 밸브를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제1 밸브는 상기 압력챔버로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고, 상기 제2 밸브는 상기 압력챔버로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고, 상기 제3 밸브는 상기 제1 유압서킷으로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고, 상기 제4 밸브는 상기 제2 유압서킷으로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고, 상기 제5 밸브는 가압매체의 양 방향 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
상기 연결라인은 일단이 상기 제1 마스터 챔버에 연결되고 타단이 상기 제1 유압서킷 측에 연결되는 제1 연결라인과, 일단이 상기 제2 마스터 챔버에 연결되고 타단이 분기되어 상기 페달 시뮬레이터 및 상기 제2 유압서킷 측에 각각 연결되는 제2 연결라인을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 전자부는 상기 제2 연결라인 상에서 상기 제2 마스터 챔버가 연결되는 일단과 분기되는 지점 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 검사밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 전자부는 상기 액압 공급장치에 의해 제공되는 액압을 감지하는 서킷 압력센서와, 상기 제1 마스터 챔버의 액압을 감지하는 실린더 압력센서를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제2 연결라인의 타단은 상기 페달 시뮬레이터의 전단에 연결되는 시뮬레이션라인과, 상기 제2 유압서킷 측에 연결되는 백업라인으로 분기되고, 상기 전자부는 상기 시뮬레이션라인에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브와, 상기 제1 연결라인에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브 및 상기 백업라인에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 기구부는 가압매체가 저장되는 메인 리저버를 더 포함하고, 상기 전자부는 가압매체가 저장되는 서브 리저버를 더 포함하며, 상기 연결라인은 일단이 상기 메인 리저버에 연결되고, 타단이 상기 서브 리저버에 연결되는 제3 연결라인을 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 전자부는 상기 서브 리저버와 상기 제1 유압서킷의 후단을 연결하는 제1 서브 리저버 유로와, 상기 서브 리저버와 상기 제2 유압서킷의 후단을 연결하는 제2 서브 리저버 유로를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 전자부는 상기 페달 시뮬레이터의 후단에 연결되는 시뮬레이션 유로를 더 포함하고, 상기 시뮬레이션 유로는 상기 제2 서브 리저버 유로에 합류하여 상기 서브 리저버와 연결될 수 있다.
상기 전자부는 상기 서브 리저버와 상기 액압 공급장치 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 액압덤프부와, 상기 서브 리저버와 상기 액압덤프부를 연결하는 제3 서브 리저버 유로를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제1 유압서킷은 상기 액압 공급장치로부터 제1 휠 실린더 및 제2 휠 실린더로 각각 공급되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 인렛밸브 및 제2 인렛밸브와, 상기 제1 휠 실린더 및 상기 제2 휠 실린더로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 아웃렛밸브 및 제2 아웃렛밸브를 포함하고,
상기 제2 유압서킷은 상기 액압 공급장치로부터 제3 휠 실린더 및 제4 휠 실린더로 각각 공급되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제3 인렛밸브 및 제4 인렛밸브와, 상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제3 아웃렛밸브 및 제4 아웃렛밸브를 포함하며, 상기 제1 및 제2 아웃렛밸브를 거쳐 배출되는 가압매체는 상기 제1 서브 리저버 유로로 공급되고, 상기 제3 및 제4 아웃렛밸브를 거쳐 배출되는 가압매체는 상기 제2 서브 리저버 유로로 공급될 수 있다.
상기 기구부는 상기 메인 리저버와 상기 제1 마스터 챔버를 연결하는 제1 메인 리저버 유로와, 상기 메인 리저버와 상기 제2 마스터 챔버를 연결하는 제2 메인 리저버 유로를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제1 연결라인 및 상기 제2 연결라인은 강성을 갖는 파이프로 마련되고, 상기 제3 연결라인은 탄성을 갖는 호스로 마련될 수 있다.
상기 페달 시뮬레이터는 상기 시뮬레이션라인으로부터 공급되는 가압매체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 시뮬레이션 피스톤과, 상기 시뮬레이션 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되고 상기 시뮬레이션 유로와 연통되는 시뮬레이션 챔버와, 상기 시뮬레이션 피스톤을 탄성 지지하는 시뮬레이션 스프링을 포함하여 제공될 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 차량의 다양한 운용상황에서 제동을 안정적이고 효과적으로 구현할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 단순한 구조 및 동작을 통해 장치의 고장여부를 신속하고 정확하게 판단하여 승객의 안전을 도모할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 제동 성능 및 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 차량의 설계자유도를 향상시킬 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 차량의 설치 및 배치를 용이하고 효율적으로 수행할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 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 정상 작동모드에서 제동을 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 3은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 검사모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 4는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 비정상 작동모드(폴백모드)에서 제동을 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 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)을 나타내는 유압회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 기계식으로 동작하는 기구부가 배치되는 제1 블록(100)과, 전자식으로 동작 및 제어되는 전자부가 배치되는 제2 블록(200)과, 제1 블록(100)과 제2 블록(200)을 서로 유압적으로 연결하는 복수의 연결라인(300)을 포함하여 마련될 수 있다.
제1 블록(100)은 브레이크 페달(10)과 연결 및 연동되어 기계식으로 동작하는 기구부가 배치되며, 제2 블록(200)은 전자제어유닛(미도시)에 의해 동작이 제어되는 밸브 및 센서 등 전자식으로 동작 및 제어되는 전자부가 배치된다. 제1 블록(100)과 제2 블록(200)은 차체 상에서 물리적으로 이격 또는 분리 가능하게 배치될 수 있으며, 복수의 연결라인(300)에 의해 서로 유압적으로 연결될 수 있다. 이로써 전자식 브레이크 시스템(1)의 차량 장착성이 향상되고, 나아가 차량의 설계 자유도를 도모하여 효율적인 공간배치가 가능해질 수 있다.
기구부는 전자제어유닛의 제어신호와 무관하게 브레이크 페달(10)과 연동되어 기계적인 동작을 수행하는 부품요소들을 포함하며, 제1 블록(100)에 배치될 수 있다.
기구부는 브레이크 오일 등의 가압매체가 저장되는 메인 리저버(1100a), 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 내측에 수용된 브레이크 오일 등의 가압매체를 가압 및 토출하는 마스터 실린더(1200), 메인 리저버(1100a)와 마스터 실린더(1200)를 연결하는 메인 리저버 유로(1110a, 1120a)를 포함할 수 있다.
마스터 실린더(1200)는 적어도 하나의 유압챔버를 구비하도록 구성되어, 내측의 가압매체를 가압 및 토출할 수 있다. 마스터 실린더(1200)는 제1 마스터 챔버(1220a)와 제2 마스터 챔버(1230a), 그리고 각 마스터 챔버(1220a, 1230a)에 마련되는 제1 마스터 피스톤(1220) 및 제2 마스터 피스톤(1230)를 구비할 수 있다.
제1 마스터 챔버(1220a)는 브레이크 페달(10)이 연결되는 실린더블록(1210)의 입구 측(도 1을 기준으로 우측)에 형성될 수 있으며, 제1 마스터 챔버(1220a)에는 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 메인 리저버 유로(1110a)에 연결되어 메인 리저버(1100a)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 가압매체가 유입되며, 제1 유압포트(1280a)의 전방(도 1을 기준으로 좌측) 및 후방(도 1을 기준으로 우측)에는 한 쌍의 실링부재가 마련되어 제1 마스터 챔버(1220a)를 밀봉시킬 수 있다. 제2 유압포트(1280b)는 후술하는 제1 연결라인(310)에 연결되어 제1 마스터 챔버(1220a)의 가압매체가 제1 연결라인(310)으로 토출되거나, 반대로 제1 연결라인(310)으로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 가압매체가 유입될 수 있다.
제1 마스터 피스톤(1220)은 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용되어 마련되되, 전진함으로써 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체를 가압하거나, 후진함으로써 제1 마스터 챔버(1220a)의 내부에 부압을 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1 마스터 피스톤(1220)이 전진 시, 제1 마스터 챔버(1220a)의 체적이 감소함에 따라 제1 마스터 챔버(1220a)의 내부에 존재하는 가압매체는 가압되어 액압을 형성할 수 있다. 이와는 반대로, 제1 마스터 피스톤(1220)이 후진 시 제1 마스터 챔버(1220a)의 체적이 증가함에 따라 제1 마스터 챔버(1220a)의 내부에 존재하는 가압매체는 감압될 수 있으며, 이와 동시에 제1 마스터 챔버(1220a)에 부압을 형성할 수 있다.
제2 마스터 챔버(1230a)는 실린더블록(1210) 상에서 제1 마스터 챔버(1220a)의 전방측(도 1을 기준으로 좌측)에 형성될 수 있으며, 제2 마스터 챔버(1230a)에는 제2 마스터 피스톤(1230)이 왕복 이동 가능하게 수용될 수 있다.
제2 마스터 챔버(1230a)는 제3 유압포트(1280c) 및 제4 유압포트(1280d)를 통해 가압매체가 유입 및 토출될 수 있다. 제3 유압포트(1280c)는 후술하는 제2 메인 리저버 유로(1120a)에 연결되어 메인 리저버(1100a)로부터 제2 마스터 챔버(1230a)로 가압매체가 유입되며, 제3 유압포트(1280c)의 전방(도 1을 기준으로 좌측) 및 후방(도 1을 기준으로 우측)에는 한 쌍의 실링부재가 마련되어 제2 마스터 챔버(1230a)를 밀봉시킬 수 있다. 제4 유압포트(1280d)는 후술하는 제3 연결라인(330)에 연결되어 제2 마스터 챔버(1230a)의 가압매체가 제3 연결라인(330)으로 토출되거나, 반대로 제3 연결라인(330)으로부터 제2 마스터 챔버(1230a)로 가압매체가 유입될 수 있다.
제2 마스터 피스톤(1230)은 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용되어 마련되되, 전진함으로써 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체를 가압하거나, 후진함으로써 제2 마스터 챔버(1230a)의 내부에 부압을 형성할 수 있다. 구체적으로, 제2 마스터 피스톤(1230)이 전진 시, 제2 마스터 챔버(1230a)의 체적이 감소함에 따라 제2 마스터 챔버(1230a)의 내부에 존재하는 가압매체는 가압되어 액압을 형성할 수 있다. 이와는 반대로, 제2 마스터 피스톤(1230)이 후진 시, 제2 마스터 챔버(1230a)의 체적이 증가함에 따라 제2 마스터 챔버(1230a)의 내부에 존재하는 가압매체는 감압될 수 있으며, 이와 동시에 제2 마스터 챔버(1230a)에 부압을 형성할 수 있다.
제1 피스톤 스프링(1220b) 및 제2 피스톤 스프링(1230b)은 제1 마스터 피스톤(1220) 및 제2 마스터 피스톤(1230)을 각각 탄성 지지하도록 마련된다. 이를 위해 제1 피스톤 스프링(1220b)은 제1 마스터 피스톤(1220)의 전방면(도 1을 기준으로 좌측 단부)과 제2 마스터 피스톤(1230)의 후방면(도 1을 기준으로 우측 단부) 사이에 배치될 수 있으며, 제2 피스톤 스프링(1230b)은 제2 마스터 피스톤(1230)의 전방면(도 1을 기준으로 좌측 단부)와 실린더블록(1210)의 내측면 사이에 배치될 수 있다. 제동 등의 작동에 따라 제1 마스터 피스톤(1220) 및 제2 마스터 피스톤(1230)에 변위가 발생하게 되면 제1 피스톤 스프링(1220b) 및 제2 피스톤 스프링(1230b)이 각각 압축되고, 이후 제동 등의 작동에 해제되면 제1 피스톤 스프링(1220b) 및 제2 피스톤 스프링(1230b)이 탄성력에 의해 팽창하면서 제1 마스터 피스톤(1220) 및 제2 마스터 피스톤(1230)이 원 위치로 각각 복귀할 수 있다.
메인 리저버(1100a)는 내측에 가압매체를 수용 및 저장할 수 있다. 메인 리저버(1100a)는 마스터 실린더(1200)와, 후술하는 제3 연결라인(330) 등 부품요소와 연결되어 가압매체를 공급하거나 전달받을 수 있다.
메인 리저버(1100a)는 격벽(1105a)에 의해 복수의 챔버로 구획되어 마련될 수 있다. 메인 리저버(1100a)는 복수의 메인 리저버 챔버(1101a, 1102a, 1103a)를 포함하되, 복수의 메인 리저버 챔버(1101a, 1102a, 1103a)는 일 열로 나란하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 메인 리저버(1100a)는 중앙부에 배치되는 제1 메인 리저버 챔버(1101a)와, 일측에 배치되는 제2 메인 리저버 챔버(1102a)와, 타측에 배치되는 제3 메인 리저버 챔버(1103a)로 구분될 수 있다.
격벽(1105a)은 인접하는 메인 리저버 챔버 사이에 각각 마련될 수 있으며, 각각의 격벽(1105a)은 상단의 적어도 일부가 개방되어 마련될 수 있다. 이로써 인접하는 메인 리저버 챔버(1101a, 1102a, 1103a)가 서로 연통되어 가압매체가 이동할 수 있다. 일 예로, 제1 메인 리저버 챔버(1101a)에 가압매체가 많이 유입될 경우, 격벽(1105a)의 상단을 통과하여 제2 메인 리저버 챔버(1102a) 또는 제3 메인 리저버 챔버(1103a)로 가압매체가 전달될 수 있다.
제1 메인 리저버 챔버(1101a)는 후술하는 제3 연결라인(330)과 연결되어 서브 리저버(1100b)로 가압매체를 공급하거나 서브 리저버(1100b)로부터 가압매체를 공급받을 수 있다 또한, 제2 메인 리저버 챔버(1102a)는 후술하는 제1 메인 리저버 유로(1110a)와 연결되고, 제3 메인 리저버 챔버(1103a)는 제2 메인 리저버 유로(1120a)와 연결되어 마스터 실린더(1200) 측으로 가압매체를 공급하거나 전달받을 수 있다.
이와 같이, 메인 리저버(1100a)가 제1 내지 제3 메인 리저버 챔버(1101a, 1102a, 1103a)로 구획되어 마련됨에 따라 전자식 브레이크 시스템(1)의 안정적인 운용을 도모할 수 있다. 일 예로, 메인 리저버(1100a)가 하나의 챔버로 형성되고 가압매체의 수용량이 충분치 못할 경우 서브 리저버(1100b) 뿐만 아니라, 마스터 실린더(1200) 측에도 가압매체를 안정적으로 공급할 수 없게 된다. 따라서 메인 리저버(1100a)가 전자부의 서브 리저버(1100b)와 연결되는 제1 메인 리저버 챔버(1101a)와, 마스터 실린더(1200) 측과 연결되는 제2 및 제3 메인 리저버 챔버(1102a, 1103a)를 분리하여 마련함으로써, 어느 일 부품요소로 가압매체를 공급하지 못하는 경우라도 다른 부품요소로 가압매체를 공급함으로써 차량의 제동을 구현할 수 있다.
메인 리저버 유로는 마스터 실린더(1200)와 메인 리저버(1100a)를 유압적으로 연결하도록 마련된다.
리저버 유로는 제1 마스터 챔버(1220a)와 메인 리저버(1100a)의 제2 리저버 챔버(1102a)를 연결하는 제1 리저버 유로(1110a)와, 제2 마스터 챔버(1230a)와 메인 리저버(1100a)의 제3 리저버 챔버(1103a)를 연결하는 제2 리저버 유로(1120a)를 포함할 수 있다. 이를 위해 제1 메인 리저버 유로(1110a)의 일단은 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a)와 연통되고, 타단은 메인 리저버(1100a)의 제2 리저버 챔버(1102a)와 연통될 수 있으며, 제2 메인 리저버 유로(1120a)의 일단은 마스터 실린더(1200)의 제2 마스터 챔버(1230a)와 연통되고, 타단은 메인 리저버(1100a)의 제3 리저버 챔버(1103a)에 연통될 수 있다.
전자부는 전자제어유닛(ECU, 미도시)의 제어신호에 의해 전자식으로 동작 및 제어되는 부품요소들을 포함하며, 제2 블록(200)에 배치될 수 있다.
전자부는 전자제어유닛과, 내측에 가압매체를 보조적으로 저장하는 서브 리저버(1100b), 운전자의 브레이크 페달(10) 답력에 대한 대한 반력을 제공하는 페달 시뮬레이터(1250), 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), 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압과 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)로 전달되는 액압을 제어하는 유압 제어유닛(1400), 서브 리저버(1100b)와 액압 공급장치(1300)를 유압적으로 연결하되 이들 사이의 가압매체 흐름을 제어하는 액압덤프부(1800), 서브 리저버(1100b)를 제1 및 제2 유압서킷(1510, 1520)과 액압덤프부(1800) 측으로 연결하는 복수의 서브 리저버 유로(1710, 1720, 1730), 후술하는 연결라인에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 복수의 컷밸브(311, 322a), 페달 시뮬레이터(1250)의 시뮬레이터 밸브(1253)와 컷밸브(311, 322a)의 리크(leak)를 검사하는 검사밸브(1900)을 포함할 수 있다.
서브 리저버(1100b)는 제2 블록(200)에 배치되어 가압매체를 보조적으로 저장할 수 있다. 서브 리저버(1100b)에 의해 전자부에서도 가압매체를 보조적을 저장함에 따라 액압 공급장치(1300), 액압덤프부(1800), 제1 및 제2 유압서킷(1510, 1520) 등 전자부 내에서도 가압매체가 원활하게 공급 및 전달될 수 있다.
서브 리저버(1100b)는 후술하는 제3 연결라인(330)에 의해 기구부의 메인 리저버(1100a)와 연결될 수 있다. 아울러, 서브 리저버(1100b)는 후술하는 제1 서브 리저버 유로(1710) 및 제2 서브 리저버 유로(1720)에 의해 제1 유압서킷(1510) 및 제2 유압서킷(1520)에 각각 연결될 수 있으며, 제3 서브 리저버 유로(1730)에 의해 액압덤프부(1800)와 연결될 수 있다.
액압 공급장치(1300)는 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적인 작동을 통해 가압매체의 액압을 발생시키도록 마련된다.
액압 공급장치(1300)는 휠 실린더(21, 22, 23, 24)로 전달되는 가압매체 압력을 제공하는 액압 제공유닛과, 페달 변위센서의 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)의 동작에 의해 체적이 변화하는 단일의 압력챔버(1330)와, 동력변환부에서 출력되는 동력을 유압피스톤(1320)으로 전달하는 구동축(1390)을 포함한다.
단일의 압력챔버(1330)는 유압피스톤(1320)의 전방(도 1을 기준으로 유압피스톤(1320)의 좌측 방향)면 측에 마련될 수 있다. 즉, 압력챔버(1330)는 실린더블록(1310)과 유압피스톤(1320)의 전방면에 의해 구획 마련되어 유압피스톤(1320)의 전진 및 후진에 따라 체적이 달라지도록 마련된다. 압력챔버(1330)는 실린더블록(1310)에 형성되는 연통홀을 통해 후술하는 제1 유압유로(1401)에 연결된다.
유압피스톤(1320)과 실린더블록(1310) 사이에는 실링부재가 마련되어 압력챔버(1330)와 실린더블록(1310)의 개구를 밀봉할 수 있으며, 이로써 유압피스톤(1320)의 전진 또는 후진에 의해 발생하는 압력챔버(1330)의 액압 또는 부압은 외부로 누설되지 않고 후술하는 유압 제어유닛(1400)에 전달될 수 있다.
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 제어센서에 의해 정밀하게 제어될 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 연결되어 일체로 동작하는 바, 이를 통해 유압피스톤(1320)이 실린더블록(1310) 내에서 슬라이딩 이동될 수 있다.
이상의 동작들을 다시 설명하면, 페달 변위센서에 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 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 압력챔버(1330)에 부압을 발생시킬 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 액압덤프부(1800)에 의해 서브 리저버(1100b)와 유압적으로 연결될 수 있다. 액압덤프부(1800)는 후술하는 제3 서브 리저버 유로(1730)에 의해 압력챔버(1330)와 서브 리저버(1100b)가 서로 유압적으로 연결될 수 있으며, 제3 서브 리저버 유로(1730)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프체크밸브(1810)를 포함할 수 있다. 덤프체크밸브(1810)는 서브 리저버(1100b)로부터 압력챔버(1330)로 향하는 가압매체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 가압매체 흐름은 차단하도록 마련될 수 있다. 이를 통해, 유압피스톤(1320)의 전진에 의해 압력챔버(1330)에 형성된 가압매체의 액압이 제3 서브 리저버 유로(1730)를 거쳐 서브 리저버(1100b)로 누출되는 것을 방지할 수 있으며, 반대로 유압피스톤(1320)의 후진에 의해 압력챔버(1330)에 부압 발생 시 가압매체가 서브 리저버(1100b)로부터 제3 서브 리저버 유로(1730)를 거쳐 압력챔버(1330)로 신속하게 유입될 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.
제1 유압유로(1401)는 압력챔버(1330)와 연통하도록 마련되며, 제2 유압유로(1402) 및 제3 유압유로(1403)는 제1 유압유로(1401)로부터 분기되어 제1 유압서킷(1510) 및 제2 유압서μ(1520)에 각각 연결될 수 있다. 또한, 제4 유압유로(1404)는 제1 유압서킷(1510)과 연통하도록 마련되며, 제5 유압유로(1405)는 제2 유압서킷(1520)과 연통하도록 마련된다. 제4 유압유로(1404) 및 제5 유압유로(1405)은 제6 유압유로(1406)로 합류하여 압력챔버(1330)와 연통할 수 있다.
제2 유압유로(1402)에는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 밸브(1431)가 마련될 수 있다. 제1 밸브(1431)는 압력챔버(1330)로부터 배출되어 제1 유압서킷(1510)으로 향하는 가압매체의 흐름은 허용하되, 반대 방향의 가압매체 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 또한 제3 유압유로(1403)에는 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 밸브(1432)가 마련될 수 있으며, 제2 밸브(1432)는 압력챔버(1330)로부터 배출되어 제2 유압서킷(1520)으로 향하는 가압매체의 흐름은 허용하되, 반대 방향의 가압매체 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다.
제4 유압유로(1404)는 제1 유압서킷(1510)과 연통되고, 제5 유압유로(1405)는 제2 유압서킷(1520)가 연통되며, 제6 유압유로(1406)로 합류하도록 마련된다. 제4 유압유로(1404)에는 가압매체의 흐름을 제어하는 제3 밸브(1433)가 마련될 수 있다. 제3 밸브(1433)는 제1 유압서킷(1510)으로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 가압매체 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다. 또한 제5 유압유로(1405)에는 가압매체의 흐름을 제어하는 제4 밸브(1434)가 마련될 수 있다. 제4 밸브(1434)는 제2 유압서킷(1520)으로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하고, 반대 방향의 가압매체 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다.
제6 유압유로(1406)는 일단이 제4 유압유로(1404)와 제5 유압유로(1405)가 합류하고, 타단이 압력챔버(1330)에 연결되어 마련된다. 도 1에서는 제6 유압유로(1406)의 타단이 제1 유압유로(1401)를 거쳐 압력챔버(1330)에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 그 외에도 제6 유압유로(1406)의 타단이 압력챔버(1330)에 직접적으로 연결되는 경우에도 동일하게 이해될 수 있다. 제6 유압유로(1406)에는 가압매체의 흐름을 제어하는 제5 밸브(1435)가 마련될 수 있다. 제5 밸브(1435)는 제6 유압유로(1406)를 따라 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 양 방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 제5 밸브(1435)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.
유압 제어유닛(1400)은 이와 같은 유압유로 및 밸브의 배치에 의해 유압피스톤(1320)의 전진에 따라 압력챔버(1330)에 형성된 액압은 제1 유압유로(1401), 제2 유압유로(1402)를 순차적으로 거쳐 제1 유압서킷(1510)으로 전달될 수 있으며, 제1 유압유로(1401), 제3 유압유로(1403)를 순차적으로 거쳐 제2 유압서킷(1520)으로 전달될 수 있다. 반대로, 유압피스톤(1320)의 후진에 따라 압력챔버(1330)에 형성된 부압은 제1 유압서킷(1510)으로 제공된 가압매체를 제4 유압유로(1404), 제6 유압유로(1406)를 순차적으로 거쳐 압력챔버(1330)로 회수할 수 있으며, 제2 유압서킷(1520)으로 제공된 가압매체를 제5 유압유로(1405), 제6 유압유로(1406)를 순차적으로 거쳐 압력챔버(1330)로 회수할 수 있다.
유압 제어유닛(1400)의 제1 유압서킷(1510)은 네 개의 차륜(RR, RL, FR, FL) 중 두 개의 휠 실린더인 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 액압을 제어하고, 제2 유압서킷(1520)은 다른 두 개의 휠 실린더(20)인 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 액압을 제어할 수 있다.
제1 유압서킷(1510)은 제2 유압유로(1402)를 통해 액압을 제공받고, 제4 유압유로(1404)을 통해 액압을 배출할 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 유압유로(1402)와 제4 유압유로(1404)는 합류한 후 제1 휠 실린더(21)와 제2 휠 실린더(22)로 연결되는 두 유로로 분기되어 마련될 수 있다. 또한 제2 유압서킷(1520)은 제3 유압유로(1403)를 통해 액압을 제공받고, 제5 유압유로(1405)를 통해 액압을 배출할 수 있으며, 이에 따라 도 1에 도시된 바와 같이, 제3 유압유로(1403)와 제5 유압유로(1405)가 합류한 후 제3 휠 실린더(23)와 제4 휠 실린더(24)로 연결되는 두 유로로 분기되어 마련될 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 유압유로의 연결은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서 당해 구조에 한정되지 않으며, 제2 유압유로(1402)와 제4 유압유로(1404)가 각각 제1 유압서킷(1510) 측에 연결되고, 제1 휠 실린더(21)와 제2 휠 실린더(22)로 독립적으로 분기되어 연결될 수 있으며, 마찬가지로, 제3 유압유로(1403)와 제5 유압유로(1405)가 각각 제2 유압서킷(1520) 측에 연결되고, 제3 휠 실린더(23)와 제4 휠 실린더(24)로 독립적으로 분기되어 연결되는 등 다양한 방식 및 구조로 연결되는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.
제1 및 제2 유압서킷(1510, 1520)은 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)로 향하는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)는 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 및 제2 유압서킷(1510, 1520)은 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)들에 대하여 병렬 연결되어 마련되는 제1 내지 제4 체크밸브(1513a, 1513b, 1523a, 1523b)들을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 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 실린더로부터 배출되는 가압매체 흐름만을 허용하고, 액압 공급장치(1300)로부터 휠 실린더로의 가압매체의 흐름은 차단할 수 있다. 제1 내지 제4 체크밸브(1513a, 1513b, 1523a, 1523b)들에 의해 각 휠 실린더에 가해진 가압매체의 액압을 신속하게 빼낼 수 있으며, 제1 내지 제4 인렛밸브(1511a, 1511b, 1521a, 1521b)가 정상적으로 작동하지 않는 경우에도, 휠 실린더에 가해진 가압매체의 액압이 원활하게 배출될 수 있다.
제1 유압서킷(1510)은 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 제동 해제 시 성능 향상을 위해 가압매체의 배출을 조절하는 제1 및 제2 아웃렛밸브(1512a, 1512b)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 아웃렛밸브(1512a, 1512b)는 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 제동압력을 감지하여 ABS 덤프모드 등 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체를 후술하는 제1 서브 리저버 유로(1710)를 통해 서브 리저버(1100b)로 배출할 수 있다. 제1 및 제2 아웃렛밸브(1512a, 1512b)는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
제2 유압서킷(1520)은 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 제동 해제 시 성능 향상을 위해 가압매체의 배출을 조절하는 제3 및 제4 아웃렛밸브(1522a, 1522b)를 포함할 수 있다. 제3 및 제4 아웃렛밸브(1522a, 1522b)는 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 제동압력을 감지하여 ABS 덤프모드 등 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 가해진 가압매체를 후술하는 제2 서브 리저버 유로(1720)를 통해 서브 리저버(1100b)로 배출할 수 있다. 제3 및 제4 아웃렛밸브(1522a, 1522b)는 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
페달 시뮬레이터(1250)는 운전자의 브레이크 페달(10) 작동을 위한 답력에 대해 반력을 제공하도록 마련된다.
페달 시뮬레이터(1250)는 전단이 후술하는 제2 연결라인(320)의 시뮬레이션라인(321)에 연결되고, 후단이 시뮬레이션 유로(1251)에 의해 서브 리저버(1100b)에 연결된다.
페달 시뮬레이터(1250)는 제2 연결라인(320)으로부터 유입되는 가압매체에 의해 변위 가능하게 마련되는 시뮬레이션 피스톤(1252a)과, 시뮬레이션 피스톤(1252a)의 변위에 의해 체적이 가변되고 후단의 시뮬레이션 유로(1251)와 연통되는 시뮬레이션 챔버(1252b)와, 시뮬레이션 피스톤(1252a)을 탄성 지지하는 시뮬레이션 스프링(1252c)을 포함한다.
시뮬레이션 피스톤(1252a)은 제2 연결라인(320)을 거쳐 유입되는 가압매체에 의해 시뮬레이션 챔버(1252b) 내에서 변위 가능하게 마련된다. 구체적으로, 제2 연결라인(320)에서 분기되는 시뮬레이션라인(321)을 통해 유입되는 가압매체의 액압은 시뮬레이션 피스톤(1252a)의 전방면(도 1을 기준으로 우측면)으로 전달되어 시뮬레이션 피스톤(1252a)에 변위가 발생하게 된다. 시뮬레이션 피스톤(1252a)의 변위에 의해 시뮬레이션 피스톤(1252a)의 후방면(도 1을 기준으로 좌측면)에 형성되는 시뮬레이션 챔버(1252b)의 체적이 감소하면서, 시뮬레이션 챔버(1252b)에 수용된 가압매체가 시뮬레이션 유로(1251)에 의해 서브 리저버(1100b)로 공급될 수 있다. 시뮬레이션 스프링(1252c)는 시뮬레이션 피스톤(1252a)을 탄성 지지함으로써 시뮬레이션 피스톤(1252a)의 변위에 따라 압축되고, 이에 대한 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공될 수 있다.
한편, 도면에서는 일 예로서 시뮬레이션 스프링(1252c)이 코일 스프링으로 마련된 것으로 도시되어 있으나, 그 외에도 시뮬레이션 피스톤(1252a)에 탄성력을 제공함과 동시에, 탄성 복원력을 제공할 수 있다면 다양한 구조로 이루어질 수 있다. 일 예로, 고무 등의 재질로 마련되거나, 판 스프링 등 탄성력을 저장할 수 있는 다양한 부재로 이루어질 수 있다.
제2 연결라인(320)에서 분기되어 페달 시뮬레이터(1250)의 전단으로 연결되는 시뮬레이션라인(321)에는 이를 따라 이송되는 가압매체의 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브(1253)가 마련될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(1253)는 평상 시 닫힌 상태를 유지하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있으며, 시뮬레이터 밸브(1253)는 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하는 경우 개방되어 제2 마스터 챔버(1112a)로부터 제2 연결라인(320)과 시뮬레이션라인(321)을 거쳐 유입되는 가압매체를 시뮬레이션 피스톤(1252a)의 전방면으로 전달할 수 있다.
시뮬레이션 유로(1251)는 페달 시뮬레이터(1250)의 후단에 연결되되, 일단이 시뮬레이션 챔버(1252b)와 연통되고 타단이 후술하는 제2 서브 리저버 유로(1720)에 합류하도록 연결될 수 있다. 이를 통해 시뮬레이션 챔버(1252b)와 서브 리저버(1100b)를 연결함으로써, 시뮬레이션 챔버(1252b)로부터 토출되는 가압매체를 서브 리저버(1100b)로 공급하거나, 반대로 서브 리저버(1100b)로부터 시뮬레이션 챔버(1252b)로 가압매체를 공급할 수 있다.
페달 시뮬레이터(1250)의 작동에 대하여 설명하면, 운전자가 브레이크 페달(10)을 작동하여 답력을 가하면 시뮬레이터 밸브(1253)가 개방됨과 동시에, 제1 마스터 피스톤(1220) 및 제2 마스터 피스톤(1230)이 전진하여 제2 마스터 챔버(1112a) 내의 가압매체가 제2 연결라인(320) 및 시뮬레이션라인(321)을 거쳐 시뮬레이션 피스톤(1252a)의 전방면으로 공급 및 가압된다. 이에 따라 시뮬레이션 피스톤(1252a)에 변위가 발생하면서 시뮬레이션 스프링(1252c)을 압축시키게 되고, 시뮬레이션 스프링(1252c)의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공될 수 있다. 이 때 시뮬레이션 챔버(1252b)에 채워져 있던 가압매체는 시뮬레이션 유로(1251)와, 제2 서브 리저버 유로(1720)를 거쳐 서브 리저버(1100b)로 전달된다. 이후 운전자가 브레이크 페달(10)의 답력을 해제하면 시뮬레이션 스프링(1252c)이 탄성 복원력에 의해 팽창하면서 시뮬레이션 피스톤(1252a)이 원 위치로 복귀하고, 시뮬레이션 피스톤(1252a)의 전방면을 가압하던 가압매체는 시뮬레이션라인(321) 및 제2 연결라인(320)을 통해 제2 마스터 챔버(1112a)로 복귀한다. 시뮬레이션 챔버(1252b)에는 서브 리저버(1100b)로부터 제2 서브 리저버 유로(1720)와, 시뮬레이션 유로(1251)를 순차적으로 거쳐 가압매체가 공급되어 시뮬레이션 챔버(1252b)의 내부는 가압매체로 다시금 채워질 수 있다.
이와 같이, 시뮬레이션 챔버(1252b)의 내부는 항상 가압매체가 채워진 상태이기 때문에 페달 시뮬레이터(1250)의 작동 시 시뮬레이션 피스톤(1252a)의 마찰이 최소화되어 페달 시뮬레이터(1250)의 내구성이 향상됨은 물론, 외부로부터 이물질의 유입이 차단될 수 있다.
서브 리저버(1100b)는 격벽(1105b)에 의해 복수의 챔버로 구획되어 마련될 수 있다. 서브 리저버(1100b)는 복수의 서브 리저버 챔버(1101b, 1102b, 1103b)를 포함하되, 복수의 서브 리저버 챔버(1101b, 1102b, 1103b)는 일 열로 나란하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 서브 리저버(1100b)는 중앙부에 배치되는 제1 서브 리저버 챔버(1101b)와, 일측에 배치되는 제2 서브 리저버 챔버(1102b)와, 타측에 배치되는 제3 서브 리저버 챔버(1103b)로 구분될 수 있다.
격벽(1105b)은 인접하는 서브 리저버 챔버 사이에 각각 마련될 수 있으며, 각각의 격벽(1105b)은 상단의 적어도 일부가 개방되어 마련될 수 있다. 이로써 인접하는 서브 리저버 챔버(1101b, 1102b, 1103b)가 서로 연통되어 가압매체가 이동할 수 있다. 일 예로, 제1 서브 리저버 챔버(1101b)에 가압매체가 많이 유입될 경우, 격벽(1105b)의 상단을 통과하여 제2 서브 리저버 챔버(1102b) 또는 제3 서브 리저버 챔버(1103b)로 가압매체가 전달될 수 있다.
제1 서브 리저버 챔버(1101b)는 제2 서브 리저버 유로(1720)를 통해 제2 유압서킷(1520)과 시뮬레이션 유로(1251)에 연결되고, 제2 서브 리저버 챔버(1102b)는 제1 서브 리저버 유로(172)를 통해 제1 유압서킷(1510)에 연결될 수 있다. 또한, 제3 서브 리저버 챔버(1103b)는 제3 서브 리저버 유로(1730)를 통해 액압덤프부(1800)와 연결되어 가압매체가 전달될 수 있다.
이와 같이, 서브 리저버(1100b)가 제1 내지 제3 서브 리저버 챔버(1101b, 1102b, 1103b)로 구획되어 마련됨에 따라 전자식 브레이크 시스템(1)의 안정적인 운용을 도모할 수 있다. 일 예로, 서브 리저버(1100b)가 하나의 챔버로 형성되고 가압매체의 수용량이 충분치 못할 경우 메인 리저버(1100a) 뿐만 아니라, 액압덤프부(1800) 및 액압 공급장치(1300) 측으로 가압매체를 안정적으로 공급할 수 없게 된다. 따라서 서브 리저버(1100b)가 제1 내지 제3 서브 리저버 챔버(1101b, 1102b, 1103b)를 분리하여 마련함으로써, 어느 일 부품요소로 가압매체를 공급하지 못하는 경우라도 다른 부품요소로 가압매체를 공급함으로써 차량의 제동을 구현할 수 있다.
서브 리저버 유로는 제1 유압서킷(1510), 제2 유압서킷(1520) 및 액압 공급장치(1300)를 서브 리저버(1100b)에 유압적으로 연결하도록 마련된다. 서브 리저버 유로는 서브 리저버(1100b)와 제1 유압서킷(1510)의 후단을 연결하는 제1 서브 리저버 유로(1710)와, 서브 리저버(1100b)와 제2 유압서킷(1520)의 후단을 연결하는 제2 서브 리저버 유로(1720)와, 서브 리저버(1100b)와 액압덤프부(1800)를 연결하는 제3 서브 리저버 유로(1730)를 포함할 수 있다.
제1 서브 리저버 유로(1710)는 일단이 서브 리저버(1100b)의 제2 서브 리저버 챔버(1102b)에 연결되고, 타단이 제1 유압서킷(1510)의 제1 및 제2 아웃렛밸브(1512a, 1512b)의 하류 측에 연결될 수 있다. 또한 제2 서브 리저버 유로(1720)는 일단이 서브 리저버(1100b)의 제1 서브 리저버 챔버(1101b)에 연결되고, 타단이 제2 유압서킷(1520)의 제3 및 제4 아웃렛밸브(1522a, 1522b)의 하류 측에 연결되되, 중단부에는 시뮬레이션 유로(1251)가 합류할 수 있다. 아울러, 제3 서브 리저버 유로(1730)는 일단이 서브 리저버(1100b)의 제3 서브 리저버 챔버(1103b)에 연결되고, 타단이 액압덤프부(1800)에 연결될 수 있다.
검사밸브(1900)는 시뮬레이터 밸브(1253), 후술하는 컷밸브(311, 322a)의 리크(leak) 여부를 진단 또는 판단하도록 마련된다.
검사밸브(1900)는 제2 연결라인(320) 상 제2 마스터 챔버(1230a)와 분기 지점 사이에 마련되어, 이를 따라 이송되는 가압매체의 흐름을 제어하도록 마련된다. 검사밸브(1900)는 액압 공급장치(1300)로부터 제공되는 액압이 백업라인(322) 및 제2 연결라인(320)을 따라 제2 마스터 챔버(1112a) 측으로 전달되는 것을 및 차단함으로써 시뮬레이터 밸브(1253) 또는 컷밸브(311, 322a)의 리크 여부를 판단할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
전자부는 액압 공급장치(1300)에 의해 제공되는 가압매체의 액압을 감지하는 서킷 압력센서(PS1)와, 제1 마스터 챔버(1220a)의 액압을 감지하는 실린더 압력센서(PS2)를 포함할 수 있다. 서킷 압력센서(PS1)는 제2 유압서킷(1520) 측에 마련되어, 검사모드 시 액압 공급장치(1300)로부터 발생 및 제공되어 제2 유압서킷(1520)으로 전달되는 가압매체의 액압을 감지할 수 있으며, 실린더 압력센서(PS2)는 제1 연결라인(310) 상에서 제1 마스터 챔버(1220a)와 제2 컷밸브(311) 사이에 마련되어 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체의 액압을 감지할 수 있다. 후술하는 검사모드 시, 서킷 압력센서(PS1)와 실린더 압력센서(PS2)에서 감지된 가압매체의 압력수치 정보는 전자제어유닛으로 송출될 수 있으며, 전자제어유닛은 서킷 압력센서(PS1)에서 감지한 액압수치와, 실린더 압력센서(PS2)에서 감지한 액압수치를 대비하여 시뮬레이터 밸브(1253) 또는 컷밸브(311, 322a)의 리크 여부를 판단할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
전자부는 후술하는 제1 연결라인(310)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(311)와, 후술하는 제2 연결라인(320)의 백업라인(322)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(322a)를 포함할 수 있다. 이들에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
이를 위해, 연결라인(300)은 물리적으로 이격 또는 분리되어 배치되는 기구부의 제1 블록(100)과, 전자부의 제2 블록(200)을 서로 유압적으로 연결하도록 마련된다.
연결라인(300)은 기구부의 마스터 실린더(1200)를 제1 유압서킷(1510) 측에 연결하는 제1 연결라인(310)과, 마스터 실린더(1200)를 제2 유압서킷(1520) 및 페달 시뮬레이터(1250) 측에 연결하는 제2 연결라인(320)과, 기구부의 메인 리저버(1100a)와 전자부의 서브 리저버(1100b)를 서로 연결하는 제3 연결라인(330)을 포함할 수 있다.
제1 연결라인(310)은 일단이 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a)에 연결되고, 타단은 제1 유압서킷(1510)의 제1 및 제2 인렛밸브(1511a, 1512a) 하류 또는 후단 측에 연결될 수 있다.
제1 연결라인(310)에는 제1 컷밸브(311)가 마련되어 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a)와 제1 유압서킷(1510) 사이의 가압매체 흐름이 제어될 수 있다. 제1 컷밸브(311)는 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
일반적인 제동 상황인 정상 작동모드에서 제1 컷밸브(311)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 브레이크 페달(10)의 답력에도 불구하고 제1 유압서킷(1510) 측으로 전달되지 않는다. 또한 정상 작동모드에서 제1 컷밸브(311)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 가압매체의 액압이 제1 연결라인(310)을 따라 마스터 실린더(1200) 측으로 누설되지 않고 휠 실린더(21, 22, 23, 24)를 향해 안정적으로 공급될 수 있다.
그러나 전자부 작동 불능 시 전환되는 폴백모드에서 제1 컷밸브(311)는 개방된 상태로 놓여짐으로써, 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a)로부터 토출되는 가압매체는 제1 연결라인(310)를 통해 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 공급되어 제동을 구현할 수 있다.
제2 연결라인(320)은 일단이 마스터 실린더(1200)의 제2 마스터 챔버(1230a)에 연결되고, 타단은 페달 시뮬레이터(1250)의 전단에 연결되는 시뮬레이션라인(321)과 제2 유압서킷(1520)의 제3 및 제4 인렛밸브(1521a, 1522a) 하류 또는 후단 측에 연결되는 백업라인(322)로 분기될 수 있다.
백업라인(322)에는 제2 컷밸브(322a)가 마련되어 마스터 실린더(1200)의 제2 마스터 챔버(1230a)와 제2 유압서킷(1520) 사이의 가압매체 흐름이 제어될 수 있다. 제2 컷밸브(322a)는 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
일반적인 제동 상황인 정상 작동모드에서 제2 컷밸브(322a)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 제2 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 브레이크 페달(10)의 답력에도 불구하고 제2 유압서킷(1520) 측으로 전달되지 않고, 개방된 시뮬레이터 밸브(1253)를 거쳐 페달 시뮬레이터(1250)로 전달된다. 또한 정상 작동모드에서 제2 컷밸브(322a)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 가압매체의 액압이 백업라인(322)을 따라 마스터 실린더(1200) 측으로 누설되지 않고 휠 실린더(21, 22, 23, 24)를 향해 안정적으로 공급될 수 있다.
그러나 전자부의 작동 불능 시 전환되는 폴백모드에서 제2 컷밸브(322a)는 개방된 상태로 놓여짐으로써, 마스터 실린더(1200)의 제2 마스터 챔버(1230a)로부터 토출되는 가압매체는 백업라인(322)를 통해 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 공급되어 제동을 구현할 수 있다.
제3 연결라인(330)은 일단이 메인 리저버(1100a)와 연통되고, 타단이 서브 리저버(1100b)와 연통되어 마련될 수 있다. 제3 연결라인(330)은 일측의 리저버에 가압매체가 과도하게 많거나 또는 적은 경우, 리저버 간 가압매체 전달을 허용함으로써, 각 부품요소로 가압매체의 원활한 공급을 도모할 수 있다.
제1 연결라인(310) 및 제2 연결라인(320)은 소정의 강도를 갖는 파이프로 마련될 수 있으며, 제3 연결라인(330)은 탄성을 갖는 호스로 마련될 수 있다. 제1 연결라인(310) 및 제2 연결라인(320)은 제1 및 제2 마스터 챔버(1220a, 1230a)로부터 액압이 형성된 가압매체가 전달되는 바, 액압을 견딜 수 있는 강도를 갖는 파이프로 마련되어 제품의 내구성 및 성능을 도모할 수 있다. 한편, 제3 연결라인(330)은 대기압 수준의 내부압력을 갖는 메인 리저버(1100a) 또는 서브 리저버(1100b)와 연결되어 마련되는 바, 액압이 형성되지 않은 가압매체가 전달된다. 따라서 제1 블록(100)과 제2 블록(200) 및 비상모듈(300)의 배치위치에 따른 설치의 용이성을 도모하도록 탄성을 갖는 호스 등으로 마련될 수 있다. 제1 연결라인(310) 및 제2 연결라인(320)은 차량의 사고 등의 충격에도 불구하고 연결성을 유지할 수 있도록 소정의 복원력을 갖는 체결부재(미도시)에 의해 차체에 설치될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 작동에 대해 설명한다.
본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 작동은 각종 장치 및 밸브의 고장이나 이상 없이 정상적으로 작동하는 정상 작동모드와, 시뮬레이터 밸브(1253) 또는 컷밸브(311, 322a) 등의 리크 여부를 검사하는 검사모드와, 액압 공급장치(1300)를 비롯한 전자부의 고장 또는 이상이 발생한 상태에서 긴급하게 차량의 제동을 수행하는 비정상 작동모드(폴백모드)를 수행할 수 있다.
먼저 본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 정상 작동모드에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 정상 작동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다. 도 2를 참조하면, 운전자가 차량의 제동을 위해 브레이크 페달(10)에 답력을 가하게 되면, 전자제어유닛은 페달 변위센서(11)가 감지한 브레이크 페달(10)의 변위 정보에 근거하여 액압 공급장치(1300)의 모터를 일 방향으로 작동시킨다. 모터의 회전력이 동력변환부에 의해 액압 제공유닛으로 전달되며, 액압 제공유닛의 유압피스톤(1320)이 전진하면서 압력챔버(1330)에 액압을 발생시킨다. 압력챔버(1330)로부터 토출되는 액압은 유압 제어유닛(1400)과 제1 유압서킷(1510)과 제2 유압서킷(1520)을 거쳐 각각의 휠 실린더(20)로 전달되어 제동력을 발생시킨다.
정상 작동모드에서는 제1 연결라인(310)에 마련되는 제1 컷밸브(311)와, 제2 연결라인(320)의 백업라인(322)에 마련되는 제2 컷밸브(322a)는 폐쇄 전환되는 바, 마스터 실린더(1200)의 가압매체가 휠 실린더 측으로 전달되는 것이 방지되며, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 마스터 실린더(1200) 측으로 누설되는 것을 방지하여 신속한 제동을 수행할 수 있다.
정상 작동모드에서 압력챔버(1330)에 형성된 액압은 제1 유압유로(1401), 제2 유압유로(1402)를 순차적으로 통과하여 제1 유압서킷(1510)에 마련되는 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 전달됨으로써 제동을 수행할 수 있다. 이 때, 제2 유압유로(1402)에 마련되는 제1 밸브(1431)는 압력챔버(1330)로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 바, 가압매체의 액압이 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 원활하게 전달될 수 있다. 제1 유압서킷(1510)에 마련되는 제1 인렛밸브(1511a) 및 제2 인렛밸브(1511b)는 개방 상태를 유지하며, 제1 아웃렛밸브(1512a) 및 제2 아웃렛밸브(1512b)는 폐쇄 상태를 유지하여 가압매체의 액압이 제1 연결라인(310) 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 압력챔버(1330)에 형성된 가압매체의 액압은 제1 유압유로(1401), 제3 유압유로(1403)를 순차적으로 통과하여 제2 유압서킷(1520)에 마련되는 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 전달됨으로써 제동을 수행할 수 있다. 이 때, 제3 유압유로(1403)에 마련되는 제2 밸브(1432)는 압력챔버(1330)로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 바, 가압매체의 액압이 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 원활하게 전달될 수 있다. 또한 제2 유압서킷(1520)에 마련되는 제3 인렛밸브(1521a) 및 제4 인렛밸브(1521b)는 개방 상태를 유지하며, 제3 아웃렛밸브(1522a) 및 제4 아웃렛밸브(1522b)는 폐쇄 상태를 유지하여 가압매체의 액압이 서브 리저버(1100b) 측으로 누설되는 것을 방지한다.
한편, 정상 작동모드에서 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하게 되면 제1 마스터 피스톤(1220)이 전진하여 변위가 발생한다. 이 때, 제1 컷밸브(311)가 폐쇄 상태로 전환됨에 따라 제1 마스터 챔버(1220a)가 밀폐되므로 내측의 가압매체가 토출되지 않고 제2 마스터 피스톤(1230)을 전진시켜 변위를 발생시킨다. 제2 마스터 피스톤(1230)의 전진에 의해 제2 마스터 챔버(1230a) 내부의 가압매체를 가압하게 되며, 정상 작동모드에서 시뮬레이터 밸브(1253)은 개방된 상태로 전환됨에 따라 제2 마스터 챔버(1230a) 내부의 가압매체는 제2 연결라인(320) 및 시뮬레이션라인(321)을 따라 페달 시뮬레이터(1250)로 전달된다. 제2 연결라인(320) 및 시뮬레이션라인(321)를 통해 전달된 가압매체는 페달 시뮬레이터(1252)의 시뮬레이션 피스톤(1252a)을 전진시켜 시뮬레이션 스프링(1252c)을 압축시키고, 시뮬레이션 스프링(1252c)의 압축에 의해 발생되는 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공될 수 있다. 페달 시뮬레이터(1252)의 시뮬레이션 챔버(1252b)에 수용된 가압매체는 시뮬레이션 유로(1251) 및 제2 서브 리저버 유로(1720)를 순차적으로 거쳐 서브 리저버(1100b)로 배출된다.
이하에서는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)의 검사모드에 대해 설명한다.
도 3은 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)이 검사모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도로서, 도 3을 참조하면, 전자제어유닛은 모터를 작동시켜 유압피스톤(1320)을 전진시키고 압력챔버(1330)에 액압을 발생시킨다. 이와 동시에, 검사밸브(1900)를 폐쇄시키고, 신속한 검사모드 수행을 위해 제2 및 제3 인렛밸브(1511b, 1521a)를 폐쇄시킨다. 이로써 압력챔버(1330)에 형성된 액압은 유압 제어유닛(1400)과, 제1 유압서킷(1510)의 제1 인렛밸브(1511a)와, 제1 연결라인(310)을 거쳐 제1 마스터 챔버(1220a)로 유입된다. 이 때, 검사밸브(1900)는 폐쇄 상태로 전환됨에 따라, 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐된다.
이 상태에서 전자제어유닛은 서킷 압력센서(PS1)에 의해 측정된 압력수치와, 실린더 압력센서(PS2)에 의해 측정된 압력수치를 대비하여 시뮬레이터 밸브(1253), 컷밸브(311, 322a) 또는 마스터 실린더(1200)의 리크 여부를 검사할 수 있다. 구체적으로, 마스터 실린더(1200)에 장착되는 부품요소들과 시뮬레이터 밸브(1253)의 리크가 없고, 그리고 컷밸브(311, 322a)가 정상 상태라면, 서킷 압력센서(PS1)이 측정한 액압 공급장치(1300)의 액압수치가 목표압력에 도달함과 동시에, 해당 액압이 제1 연결라인(310)을 거쳐 제1 마스터 챔버(1220a)로 가해짐에 따라, 실린더 압력센서(PS2)가 측정한 액압수치와 서킷 압력센서(PS1)가 감지한 액압수치는 서로 동기화될 수 있다. 즉, 전자제어유닛은 서킷 압력센서(PS1)가 감지한 액압수치와 실린더 압력센서(PS2)가 감지한 액압수치가 일정 시간 동안 동기화된 경우 정상상태로 판단하여 검사모드를 종료할 수 있다.
이와는 달리, 서킷 압력센서(PS1)가 측정한 액압수치 보다 실린더 압력센서(PS2)가 측정한 액압수치가 더 낮은 경우, 마스터 실린더(1200) 또는 시뮬레이터 밸브(1253)에 리크가 있거나, 컷밸브(311, 322a)에 리크가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 구체적으로, 전자제어유닛은 서킷 압력센서(PS1)가 측정한 액압 공급장치(1300)에 의해 가압된 가압매체의 액압수치가 목표압력에 도달시킨 후 일정 시간 해당 액압을 유지하였으나, 실린더 압력센서(PS2)에 의해 감지된 제 마스터 챔버(1220a)의 액압수치가 서킷 압력센서(PS1)에 의해 감지된 액압수치 보다 낮은 경우 또는 서킷 압력센서(PS1)에 의해 감지된 액압수치 역시 점차적으로 하강하는 경우, 마스터 실린더(1200), 시뮬레이터 밸브(1253) 또는 컷밸브(311, 322a) 등에 리크가 존재하여 가압매체의 액압이 목표압력에 도달하지 못하는 것으로 보아 비정상 상태로 판단할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 검사모드를 통해 마스터 실린더(1200)에 마련되는 각종 부품요소, 시뮬레이터 밸브(1253), 컷밸브(311, 322a) 등의 의 정상 여부를 판단할 수 있다. 전자제어유닛은 검사모드 결과 비정상 상태인 것으로 판단한 경우, 디스플레이 또는 경고음을 통해 비정상 상태임을 운전자에게 알리고, 차량의 운행을 제한하도록 유도할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)은 앞서 설명한 검사모드를 통해 비정상 상태로 판단되거나, 액압 공급장치(1300)를 비롯한 전자부의 고장, 가압매체 누설 등 작동 불능상태에 해당하는 경우 도 4에 도시된 비정상 작동모드(폴백모드)로 전환할 수 있다.
도 4는 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1)이 비정상 작동모드(폴백모드)에서 제동을 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도로서, 도 4를 참조하면, 폴백모드에서 각각의 밸브들은 비 작동상태로 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(311)는 개방된 상태로 마련되므로, 제1 마스터 피스톤(1220)의 전진에 의해 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 제1 연결라인(310)을 따라 제1 유압서킷(1510)으로 전달되어 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 제동을 구현할 수 있다.
이와 동시에, 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 제2 마스터 피스톤(1230)을 전진시켜 변위를 발생시키게 된다. 비 작동상태에서 제2 컷밸브(322a)는 개방된 상태로 마련되므로, 제2 마스터 피스톤(1230)의 전진에 의해 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체는 제2 연결라인(320) 및 백업라인(321)을 따라 제2 유압서킷(1520)으로 전달되어 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 제동을 구현할 수 있다. 한편, 비 작동상태에서 시뮬레이터 밸브(1253)는 폐쇄 상태를 유지하므로, 제2 마스터 피스톤(1230)의 전진에 의해 제2 마스터 챔버(1230a)로부터 토출되는 가압매체는 백업라인(321)으로 온전히 전달되어 신속한 비상제동을 수행할 수 있다.
1: 전자식 브레이크 시스템 100: 제1 블록
200: 제2 블록 300: 연결라인
310: 제1 연결라인 320: 제2 연결라인
321: 시뮬레이션라인 322: 백업라인
322a: 제2 컷밸브 430: 제3 연결라인
1100a: 메인 리저버 1100b: 서브 리저버
1200: 마스터 실린더 1300: 액압 공급장치
1320: 유압피스톤 1330: 압력챔버
1400: 유압 제어유닛 1510: 제1 유압서킷
1520: 제2 유압서킷 1900: 검사밸브

Claims (15)

  1. 브레이크 페달과 연동되어 기계식으로 동작되는 기구부가 배치되는 제1 블록;
    전자제어유닛에 의해 전자식으로 동작 및 제어되는 전자부가 배치되되, 상기 제1 블록과 물리적으로 이격 가능하게 배치되는 제2 블록; 및
    상기 제1 블록과 상기 제2 블록을 서로 유압적으로 연결하는 연결라인;을 포함하고,
    상기 기구부는
    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 구비하는 마스터 실린더를 포함하고,
    상기 전자부는
    페달 시뮬레이터와,
    상기 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하여 가압매체의 액압을 발생시키는 유압피스톤과, 상기 유압피스톤의 일측에 마련되는 단일의 압력챔버를 구비하는 액압 공급장치와,
    상기 액압 공급장치로부터 제1 유압서킷과 제2 유압서킷으로 공급되는 가압매체의 흐름을 제어하는 유압 제어유닛을 포함하고,
    상기 유압 제어유닛은
    상기 압력챔버와 연통되는 제1 유압유로와, 상기 제1 유압유로에서 분기되어 상기 제1 유압서킷으로 연결되는 제2 유압유로와, 상기 제1 유압유로에서 분기되어 상기 제2 유압서킷으로 연결되는 제3 유압유로와, 상기 제1 유압서킷과 연통되는 제4 유압유로와, 상기 제2 유압서킷과 연통되는 제5 유압유로와, 상기 제4 유압유로와 상기 제5 유압유로가 합류하여 상기 압력챔버와 연통되는 제6 유압유로를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유압 제어유닛은
    상기 제2 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 밸브와, 상기 제3 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 밸브와, 상기 제4 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제3 밸브와, 상기 제5 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제4 밸브와, 상기 제6 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제5 밸브를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 밸브는 상기 압력챔버로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고,
    상기 제2 밸브는 상기 압력챔버로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고,
    상기 제3 밸브는 상기 제1 유압서킷으로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고,
    상기 제4 밸브는 상기 제2 유압서킷으로부터 배출되는 가압매체의 흐름만을 허용하는 체크밸브로 마련되고,
    상기 제5 밸브는 가압매체의 양 방향 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브로 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결라인은
    일단이 상기 제1 마스터 챔버에 연결되고 타단이 상기 제1 유압서킷 측에 연결되는 제1 연결라인과, 일단이 상기 제2 마스터 챔버에 연결되고 타단이 분기되어 상기 페달 시뮬레이터와 상기 제2 유압서킷 측에 각각 연결되는 제2 연결라인을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전자부는
    상기 제2 연결라인 상에서 상기 제2 마스터 챔버가 연결되는 일단과 분기되는 지점 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 검사밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전자부는
    상기 액압 공급장치에 의해 제공되는 액압을 감지하는 서킷 압력센서와,
    상기 제1 마스터 챔버의 액압을 감지하는 실린더 압력센서를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2 연결라인의 타단은
    상기 페달 시뮬레이터의 전단에 연결되는 시뮬레이션라인과, 상기 제2 유압서킷 측에 연결되는 백업라인으로 분기되고,
    상기 전자부는
    상기 시뮬레이션라인에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브와, 상기 제1 연결라인에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브 및 상기 백업라인에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기구부는 가압매체가 저장되는 메인 리저버를 더 포함하고,
    상기 전자부는 가압매체가 저장되는 서브 리저버를 더 포함하며,
    상기 연결라인은
    일단이 상기 메인 리저버에 연결되고, 타단이 상기 서브 리저버에 연결되는 제3 연결라인을 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전자부는
    상기 서브 리저버와 상기 제1 유압서킷의 후단을 연결하는 제1 서브 리저버 유로와, 상기 서브 리저버와 상기 제2 유압서킷의 후단을 연결하는 제2 서브 리저버 유로를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전자부는
    상기 페달 시뮬레이터의 후단에 연결되는 시뮬레이션 유로를 더 포함하고,
    상기 시뮬레이션 유로는 상기 제2 서브 리저버 유로에 합류하여 상기 서브 리저버와 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전자부는
    상기 서브 리저버와 상기 액압 공급장치 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 액압덤프부와, 상기 서브 리저버와 상기 액압덤프부를 연결하는 제3 서브 리저버 유로를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 유압서킷은
    상기 액압 공급장치로부터 제1 휠 실린더 및 제2 휠 실린더로 각각 공급되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 인렛밸브 및 제2 인렛밸브와, 상기 제1 휠 실린더 및 상기 제2 휠 실린더로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 아웃렛밸브 및 제2 아웃렛밸브를 포함하고,
    상기 제2 유압서킷은
    상기 액압 공급장치로부터 제3 휠 실린더 및 제4 휠 실린더로 각각 공급되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제3 인렛밸브 및 제4 인렛밸브와, 상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제3 아웃렛밸브 및 제4 아웃렛밸브를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 아웃렛밸브를 거쳐 배출되는 가압매체는 상기 제1 서브 리저버 유로로 공급되고,
    상기 제3 및 제4 아웃렛밸브를 거쳐 배출되는 가압매체는 상기 제2 서브 리저버 유로로 공급되는 전자식 브레이크 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 기구부는
    상기 메인 리저버와 상기 제1 마스터 챔버를 연결하는 제1 메인 리저버 유로와, 상기 메인 리저버와 상기 제2 마스터 챔버를 연결하는 제2 메인 리저버 유로를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제1 연결라인 및 상기 제2 연결라인은 강성을 갖는 파이프로 마련되고,
    상기 제3 연결라인은 탄성을 갖는 호스로 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 페달 시뮬레이터는
    상기 시뮬레이션라인으로부터 공급되는 가압매체의 액압에 의해 변위 가능하게 마련되는 시뮬레이션 피스톤과, 상기 시뮬레이션 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되고 상기 시뮬레이션 유로와 연통되는 시뮬레이션 챔버와, 상기 시뮬레이션 피스톤을 탄성 지지하는 시뮬레이션 스프링을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
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