KR20220094476A - 전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법 - Google Patents

전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법 Download PDF

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Abstract

전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법이 개시된다. 본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 가압매체가 저장되는 리저버, 브레이크 페달과 연결되는 마스터 피스톤과, 마스터 피스톤의 변위에 의해 체적이 가변되는 마스터 챔버와, 마스터 피스톤의 변위에 따라 압축 및 팽창되는 페달 시뮬레이터를 구비하는 통합형 마스터 실린더, 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치, 제1 휠 실린더 및 제2 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷과, 제3 휠 실린더 및 제4 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 포함하는 유압 제어유닛, 액압 공급장치의 작동 불능 시 작동하여 제1 내지 제4 휠 실린더 중 어느 두 개의 휠 실린더로 액압을 보조적으로 제공하는 액압 보조장치, 액압 보조장치에 의해 액압을 제공받는 두 개의 휠 실린더와 마스터 챔버를 연결하는 백업유로, 제1 내지 제4 휠 실린더 중 다른 두 개의 휠 실린더와 리저버를 연결하는 덤프유로를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

전자식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법{Electric brake system and Operating method of thereof}
본 발명은 전자식 브레이크 시스템 및 작동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크 페달의 변위에 대응하는 전기적 신호를 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템 및 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 작동이 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 시스템은 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.
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 작동방법을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 성능 및 작동 신뢰성이 향상된 전자식 브레이크 시스템 및 작동방법을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 다양한 운용상황에서도 운전자에게 안정적인 페달감을 제공할 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 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 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치, 제1 휠 실린더 및 제2 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷과, 제3 휠 실린더 및 제4 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 포함하는 유압 제어유닛, 상기 액압 공급장치의 작동 불능 시 작동하여 상기 제1 내지 제4 휠 실린더 중 어느 두 개의 휠 실린더로 액압을 보조적으로 제공하는 액압 보조장치, 상기 액압 보조장치에 의해 액압을 제공받는 상기 두 개의 휠 실린더와 상기 마스터 챔버를 연결하는 백업유로, 상기 제1 내지 제4 휠 실린더 중 다른 두 개의 휠 실린더와 상기 리저버를 연결하는 덤프유로를 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 액압 보조장치는 상기 제1 및 제2 휠 실린더와 상기 제1 유압서킷 사이에 마련되고, 상기 액압 보조장치는 상기 통합형 마스터 실린더 및 상기 액압 공급장치로부터 상기 제1 휠 실린더 및 상기 제2 휠 실린더로 전달되는 가압매체의 흐름을 각각 허용 및 차단하는 제1 격리밸브 및 제2 격리밸브와, 가압매체를 가압하는 펌프와, 상기 펌프를 구동시키는 모터와, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체를 상기 제1 휠 실린더로 전달하는 제1 보조 유압유로와, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체를 상기 제2 휠 실린더로 전달하는 제2 보조 유압유로를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 액압 보조장치는 상기 제1 휠 실린더에 가해진 가압매체를 배출하는 제1 보조 덤프유로와, 상기 제2 휠 실린더에 가해진 가압매체를 배출하는 제2 보조 덤프유로를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 액압 보조장치는 상기 제1 보조 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 지원밸브와, 상기 제2 보조 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 지원밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 액압 보조장치는 상기 제1 보조 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 배출밸브와, 상기 제2 보조 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 배출밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제1 유압서킷은 상기 제1 휠 실린더 및 상기 제2 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 인렛밸브 및 제2 인렛밸브를 포함하고, 상기 백업유로는 일단이 상기 제1 및 제2 마스터 챔버에 연결되고, 타단이 상기 제1 및 제2 인렛밸브의 하류 측에 연결될 수 있다.
상기 제2 유압서킷은 상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제3 인렛밸브 및 제4 인렛밸브를 포함하고, 상기 덤프유로는 일단이 상기 리저버에 연결되고, 타단이 상기 제3 및 제4 인렛밸브의 상류 측에 연결될 수 있다.
상기 백업유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 적어도 하나의 컷밸브 및 상기 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 리저버와 상기 제1 마스터 챔버를 연결하는 제1 리저버 유로 및 상기 제1 리저버 유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제1 리저버 유로 상에서 상기 시뮬레이터 밸브에 대해 병렬로 마련되되, 상기 리저버로부터 상기 제1 마스터 챔버로의 가압매체 흐름만을 허용하는 시뮬레이터 체크밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 리저버와 상기 제2 마스터 챔버를 연결하는 제2 리저버 유로를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 액압 보조장치는 상기 제3 및 제4 휠 실린더와 상기 제2 유압서킷 사이에 마련되고, 상기 액압 보조장치는 상기 통합형 마스터 실린더 및 상기 액압 공급장치로부터 상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로 전달되는 가압매체의 흐름을 각각 허용 및 차단하는 제1 격리밸브 및 제2 격리밸브와, 가압매체를 가압하는 펌프와, 상기 펌프를 구동시키는 모터와, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체를 상기 제3 휠 실린더로 전달하는 제1 보조 유압유로와, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체를 상기 제4 휠 실린더로 전달하는 제2 보조 유압유로를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 액압 보조장치는 상기 제3 휠 실린더에 가해진 가압매체를 배출하는 제1 보조 덤프유로와, 상기 제4 휠 실린더에 가해진 가압매체를 배출하는 제2 보조 덤프유로를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 액압 보조장치는 상기 제1 보조 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 지원밸브와, 상기 제2 보조 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 지원밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 액압 보조장치는 상기 제1 보조 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 배출밸브와, 상기 제2 보조 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 배출밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제1 유압서킷은 상기 제1 휠 실린더 및 상기 제2 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 인렛밸브 및 제2 인렛밸브를 포함하고, 상기 제2 유압서킷은 상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제3 인렛밸브 및 제4 인렛밸브를 포함하며, 상기 백업유로는 일단이 상기 제2 마스터 챔버에 연결되고, 타단이 상기 제3 및 제4 인렛밸브의 상류 측에 연결되어 제공될 수 있다.
상기 덤프유로는 일단이 리저버에 연결되고, 타단이 상기 제1 및 제2 인렛밸브의 상류 측에 연결될 수 있다.
상기 백업유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 컷밸브 및 상기 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 리저버와 상기 제1 마스터 챔버를 연결하는 제1 리저버 유로를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 리저버와 상기 액압 공급장치 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프제어부를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 액압 공급장치에 의해 발생된 액압을 상기 제1 내지 제4 휠 실린더로 제공하는 정상 작동모드와, 상기 액압 공급장치의 작동 불능 시 상기 액압 보조장치에 의해 발생된 액압을 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 제공하는 제1 폴백모드와, 상기 액압 공급장치와 상기 액압 보조장치의 작동 불능 시 상기 제1 및 제2 마스터 챔버의 가압매체를 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 제공하는 제2 폴백모드를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 정상 작동모드 시, 상기 컷밸브를 폐쇄하여 상기 제2 마스터 챔버를 밀폐시키고, 상기 시뮬레이터 밸브는 개방하여 상기 제1 마스터 챔버와 상기 리저버를 연통시킴으로써, 상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 제1 마스터 피스톤이 전진하여 상기 페달 시뮬레이터를 압축시키고, 상기 페달 시뮬레이터의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공될 수 있다.
상기 제1 폴백모드 시, 상기 제1 및 제2 격리밸브는 폐쇄되고, 상기 제1 및 제2 지원밸브는 개방하되 상기 제1 및 제2 배출밸브는 폐쇄되며, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체는 상기 제1 및 제2 보조 유압유로를 거쳐 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 각각 제공될 수 있다.
상기 제1 폴백모드의 해제 시, 상기 제1 및 제2 배출밸브는 개방하되 상기 제1 및 제2 지원밸브는 폐쇄되며, 상기 제1 및 제2 휠 실린더에 제공된 가압매체는 상기 제1 및 제2 보조 덤프유로를 거쳐 각각 배출될 수 있다.
상기 제2 폴백모드 시, 상기 컷밸브가 개방되고, 상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 제1 및 제2 마스터 챔버의 가압매체는 상기 백업유로를 통해 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 제공될 수 있다.
상기 액압 공급장치에 의해 발생된 액압을 상기 제1 내지 제4 휠 실린더로 제공하는 정상 작동모드와, 상기 액압 공급장치의 작동 불능 시 상기 액압 보조장치에 의해 발생된 액압을 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 제공하는 제1 폴백모드와, 상기 액압 공급장치와 상기 액압 보조장치의 작동 불능 시 상기 제2 마스터 챔버의 가압매체를 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 제공하는 제2 폴백모드를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 정상 작동모드 시, 상기 컷밸브를 폐쇄하여 상기 제2 마스터 챔버를 밀폐시키고, 상기 제1 마스터 챔버와 상기 리저버는 상기 제1 리저버 유로에 의해 연통됨으로써, 상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 제1 마스터 피스톤이 상기 페달 시뮬레이터를 압축시키고, 상기 페달 시뮬레이터의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공될 수 있다.
상기 제1 폴백모드 시, 상기 제1 및 제2 격리밸브는 폐쇄되고, 상기 제1 및 제2 지원밸브는 개방하되 상기 제1 및 제2 배출밸브는 폐쇄되며, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체는 상기 제1 및 제2 보조 유압유로를 거쳐 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 각각 제공될 수 있다.
상기 제1 폴백모드의 해제 시, 상기 제1 및 제2 배출밸브는 개방하되 상기 제1 및 제2 지원밸브는 폐쇄되며, 상기 제3 및 제4 휠 실린더에 제공된 가압매체는 상기 제1 및 제2 보조 덤프유로를 거쳐 각각 배출될 수 있다.
상기 제2 폴백모드 시, 상기 컷밸브가 개방되고, 상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 제2 마스터 챔버의 가압매체는 상기 백업유로를 통해 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 제공될 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 작동방법은 차량의 다양한 운용상황에서 제동을 안정적이고 효과적으로 구현할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 작동방법은 제품의 성능 및 작동 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 작동방법은 부품요소의 고장 시에도 제동압력을 안정적으로 제공할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 작동방법은 다양한 운용상황에서도 운전자에게 안정적인 페달감을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 정상 작동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 정상 작동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제1 폴백모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제1 폴백모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 6는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 액압 공급장치 및 액압 보조장치 정지 시, 제2 폴백모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제2 폴백모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 유압회로도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 정상 작동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 정상 작동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제1 폴백모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제1 폴백모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 액압 공급장치 및 액압 보조장치 정지 시, 제2 폴백모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템이 제2 폴백모드를 해제하는 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 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)을 나타내는 유압회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 내부에 브레이크 오일 등의 가압매체를 저장하는 리저버(1100), 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 운전자에게 제공함과 동시에 내측에 수용된 브레이크 오일 등의 가압매체를 가압 및 토출하는 통합형 마스터 실린더(1200), 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), 액압 공급장치(1300)의 작동 불능 시 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 액압을 보조적으로 제공하는 액압 보조장치(1600), 통합형 마스터 실린더(1200)와 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)를 유압적으로 연결하는 백업유로(1700), 리저버(1100)와 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)를 유압적으로 연결하는 덤프유로(1800), 리저버(1100)와 액압 공급장치(1300)를 유압적으로 연결하되 이들 사이의 가압매체 흐름을 제어하는 덤프제어부(1900), 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 각 부품요소의 작동을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)를 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)와, 제2 유압포트(1280b) 및 제3 유압포트(1280c)를 통해 가압매체가 유입 및 토출될 수 있다. 제1 유압포트(1280a)는 후술하는 제1 리저버 유로(1110)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 보조 리저버 유로(1130)에 연결되어 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 가압매체가 유입될 수 있다. 또한, 제3 유압포트(1280c)는 후술하는 백업유로(1700)와 연결되어 제1 마스터 챔버(1220a)로부터 백업유로(1700) 측으로 가압매체가 토출되거나 반대로 백업유로(1700)로부터 제1 마스터 챔버(1220a) 측으로 가압매체가 유입될 수 있다.
제2 유압포트(1280b)의 전방 및 후방에는 한 쌍의 실링부재가 마련될 수 있다. 한 쌍의 실링부재는 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 향하는 가압매체의 흐름은 허용하되, 제1 마스터 챔버(1220a)로부터 보조 리저버 유로(1330) 측으로 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(1120)와 연결되어 리저버(1100)에 수용된 가압매체가 제2 마스터 챔버(1230a) 측으로 유입될 수 있다. 또한, 제5 유압포트(1280e)는 후술하는 백업유로(1700)와 연결되어 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체가 백업유로(1700) 측으로 토출될 수 있으며, 반대로 백업유로(1700)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(1120)를 거쳐 리저버(1100)로부터 제2 마스터 챔버(1230a)로 유입되는 가압매체의 흐름은 허용하되, 제2 마스터 챔버(1230a)로부터 제2 리저버 유로(1120)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 페달 시뮬레이터(1240)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 후방 단부(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.
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 지지되되, 전방(도 1을 기준으로 좌측)을 향할수록 직경이 점차적으로 확장되는 테이퍼부(1241)와, 제2 마스터 피스톤(1230)의 후방면에 접하거나 적어도 일부가 삽입 및 지지되는 원통 형상의 바디부(1242)를 포함할 수 있다. 페달 시뮬레이터(1240)의 양단이 각각 제1 마스터 피스톤(1220)과 제2 마스터 피스톤(1230)에 삽입되거나 지지됨으로써 안정적으로 변형될 수 있다. 나아가, 테이퍼부(1241)에 의해 브레이크 페달(10)의 답력 정도에 따라 탄성 복원력의 변화를 줌으로써, 운전자에게 안정적이고 익숙한 페달감을 제공할 수도 있다.
후술하는 제1 리저버 유로(1110)에는 시뮬레이터 밸브(1250)가 마련되어 리저버(1100)와 제1 마스터 챔버(1220a) 간 가압매체의 흐름이 제어될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(1250)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 백업유로(1700)에 각각 마련되는 컷밸브(1710)는 폐쇄되며, 반면 제1 리저버 유로(1110)의 시뮬레이터 밸브(1250)는 개방된다. 브레이크 페달(10)의 작동이 진행됨에 따라 제1 마스터 피스톤(1220)은 전진하게 되나, 컷밸브(1710)의 폐쇄 동작에 의해 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐되어 제2 마스터 피스톤(1230)은 변위가 발생하지 못한다. 이 때, 컷밸브(1710)의 폐쇄 동작 및 시뮬레이터 밸브(1250)의 개방 동작에 의해 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 제1 리저버 유로(1110)를 따라 리저버(1100)로 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(1110)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 6 및 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, 유압서킷(1510, 1520)과, 액압 보조장치(1600) 등 각각의 부품요소와 연결되어 가압매체를 공급하거나 전달받을 수 있다.
리저버(1100)는 격벽(1105)에 의해 복수의 챔버로 구획되어 마련될 수 있다. 리저버(1100)는 복수의 리저버 챔버(1101, 1102, 1103)를 포함하되, 복수의 리저버 챔버(1101, 1102, 1103)는 일 열로 나란하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 리저버(1100)는 중앙부에 배치되는 제1 리저버 챔버(1101)와, 일측에 배치되는 제2 리저버 챔버(1102)와, 타측에 배치되는 제3 리저버 챔버(1103)로 구분될 수 있다.
격벽(1105)은 인접하는 리저버 챔버 사이에 각각 마련될 수 있으며, 각각의 격벽(1105)은 상단의 적어도 일부가 개방되어 마련될 수 있다. 이로써 인접하는 리저버 챔버(1101, 1102, 1103)가 서로 연통되어 가압매체가 이동할 수 있다. 일 예로, 제1 리저버 챔버(1101)에 가압매체가 많이 유입될 경우, 격벽(1105)의 상단을 통과하여 제2 리저버 챔버(1102) 또는 제3 리저버 챔버(1103)로 가압매체가 전달될 수 있다.
제1 리저버 챔버(1101)는 후술하는 덤프제어부(1900)와 연결되어 덤프제어부(1900)를 매개로 액압 공급장치(1300)와 연결될 수 있으며, 제2 리저버 챔버(1102)는 후술하는 리저버 유로와 연결되어 통합형 마스터 실린더(1200) 측으로 가압매체를 공급하거나 전달받을 수 있다. 또한 제3 리저버 챔버(1102)는 후술하는 덤프유로(1800)와 연결될 수 있다.
이와 같이, 리저버(1100)가 제1 내지 제3 리저버 챔버(1101, 1102, 1103)로 구획되어 마련됨에 따라 전자식 브레이크 시스템(1000)의 안정적인 운용을 도모할 수 있다. 일 예로, 리저버(1100)가 하나의 챔버로 형성되고 가압매체의 수용량이 충분치 못할 경우 액압 공급장치(1300) 뿐만 아니라, 통합형 마스터 실린더(1200) 측에도 가압매체를 안정적으로 공급할 수 없게 된다. 따라서 리저버(1100)가 액압 공급장치(1300) 측과 연결되는 제1 리저버 챔버(1101)와, 통합형 마스터 실린더(1200) 측과 연결되는 제2 리저버 챔버(1102)를 분리하여 마련함으로써, 어느 일 부품요소로 가압매체를 공급하지 못하는 경우라도 다른 부품요소로 가압매체를 공급함으로써 차량의 제동을 구현할 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 유로는 통합형 마스터 실린더(1200)와 리저버(1100)의 제2 리저버 챔버(1102)를 유압적으로 연결하도록 마련된다.
리저버 유로는 제1 마스터 챔버(1220a)와 리저버(1100)의 제2 리저버 챔버(1102)를 연결하는 제1 리저버 유로(1110)와, 제2 마스터 챔버(1230a)와 리저버(1100)의 제2 리저버 챔버(1102)를 연결하는 제2 리저버 유로(1120)를 포함할 수 있다. 이를 위해 제1 리저버 유로(1110)의 일단은 통합형 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a)와 연통되고, 타단은 리저버(1100)의 제2 리저버 챔버(1102)와 연통될 수 있으며, 제2 리저버 유로(1120)의 일단은 통합형 마스터 실린더(1200)의 제2 마스터 챔버(1230a)와 연통되고, 타단은 리저버(1100)의 제2 리저버 챔버(1102)와 연통될 수 있다. 또한 보조 리저버 유로(1130)가 제1 마스터 챔버(1220a)와 리저버(1100)의 제2 리저버 챔버(1102)를 연결하여, 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 향하는 가압매체의 흐름을 보조할 수 있다.
제1 리저버 유로(1110)에는 앞서 설명한 바와 같이, 정상 작동모드에서 개방 작동하는 시뮬레이터 밸브(1250)가 마련되어, 제1 리저버 유로(1110)를 통한 리저버(1100)와 제1 마스터 챔버(1220a) 간 가압매체의 흐름이 제어될 수 있다. 또한, 제1 리저버 유로(1110) 상에서 일단이 시뮬레이터 밸브(1250)의 전방 측에 연결되고, 타단이 시뮬레이터 밸브(1250)의 후방 측에 연결되는 바이패스 유로(1140)가 마련되고, 바이패스 유로(1140)에는 시뮬레이터 체크밸브(1141)가 마련될 수 있다. 즉, 시뮬레이터 체크밸브(1141)는 시뮬레이터 밸브(1250)에 대해 병렬로 마련될 수 있으며, 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 향하는 가압매체의 흐름은 허용하되, 반대 방향의 가압매체 흐름은 차단할 수 있다.
액압 공급장치(1300)는 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 유압피스톤(1320)의 왕복이동을 구현하고, 이를 통해 가압매체의 액압을 발생시키도록 마련된다.
액압 공급장치(1300)는 휠 실린더로 전달되는 가압매체 압력을 제공하는 액압 제공유닛과, 페달 변위센서(11)의 전기적 신호에 근거하여 유압피스톤(1320)의 동력을 발생시키는 동력제공부(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 압력챔버를 밀봉하는 실링부재를 포함한다.
압력챔버는 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.
제1 압력챔버(1330)는 유압유로에 의해 후술하는 유압 제어유닛(1400)에 유압적으로 연결될 수 있으며, 제2 압력챔버(1340) 역시 유압유로에 의해 유압 제어유닛(1400)에 유압적으로 연결될 수 있다.
실링부재는 유압피스톤(1320)과 실린더블록(1310) 사이에 마련되어 제1 압력챔버(1330)와 제2 압력챔버(1340) 사이를 밀봉하는 피스톤 실링부재(1351)와, 동력제공부와 실린더블록(1310) 사이에 마련되어 제2 압력챔버(1340)와 실린더블록(1310)의 개구를 밀봉하는 구동축 실링부재(1352)를 포함한다. 유압피스톤(1320)의 전진 또는 후진에 의해 발생하는 제1 압력챔버(1330) 및 제2 압력챔버(1340)의 액압 또는 부압은 피스톤 실링부재(1351) 및 구동축 실링부재(1352)에 의해 밀봉되어 누설되지 않고 유압유로에 전달될 수 있다.
동력제공부는 전기적 신호에 의해 유압피스톤(1320)의 동력을 발생 및 제공할 수 있다. 일 예로, 동력제공부는 회전력을 발생시키는 모터(미도시)와, 모터의 회전력을 유압피스톤(1320)의 병진이동으로 변환시키는 동력변환부(미도시)를 포함할 수 있으나, 해당 구조 및 장치에 한정되는 것은 아니다.
덤프제어부(1900)는 액압 공급장치(1300)와 리저버(1100) 사이를 유압적으로 연결하도록 마련되며, 이를 위해 복수의 유로와 각종 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 덤프제어부(1900)는 일측이 액압 공급장치(1300)의 제1 압력챔버(1330) 및 제2 압력챔버(1340)에 연결되고, 타측이 리저버(1100)의 제1 리저버 챔버(1101)에 연결될 수 있다. 덤프제어부(1900)에 마련되는 복수의 솔레노이드 밸브는 전자제어유닛에 의해 전기적으로 동작 및 제어된다.
제1 압력챔버(1330) 및 제2 압력챔버(1340)는 덤프제어부(1900)를 거쳐 리저버(1100)와 연결될 수 있다. 덤프제어부(1900)를 통해 제1 압력챔버(1330) 및 제2 압력챔버(1340)는 리저버(1100)로부터 가압매체를 공급받거나, 반대로 제1 압력챔버(1330) 및 제2 압력챔버(1340)에 수용된 가압매체를 리저버(1100)로 전달할 수 있다.
유압 제어유닛(1400)은 액압 공급장치(1300)와 휠 실린더 사이에 마련되되 전자제어유닛에 의해 동작이 제어되어 휠 실린더(21, 22, 23, 24) 측으로 전달되는 액압을 조절하도록 마련된다.
유압 제어유닛(1400)은 네 개의 휠 실린더(21, 22, 23, 24) 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, 통합형 마스터 실린더(1100) 및 액압 공급장치(1300)로부터 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하도록 다수의 유압유로 및 솔레노이드 밸브를 포함한다.
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.
제2 유압서킷(1520)은 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 제동 해제 시 성능 향상을 위해 가압매체의 배출을 조절하는 제1 및 제2 아웃렛밸브(1522a, 1522b)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 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 리저버(1100)로 배출할 수 있다. 제1 및 제2 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.
액압 보조장치(1600)는 제1 유압서킷(1510)의 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22) 측에 마련되되, 액압 공급장치(1300)의 고장 등에 의한 작동 불능 시 작동하여 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 제동에 필요한 액압을 발생 및 제공할 수 있다. 액압 공급장치(1300)의 작동 불능에 의해 액압 보조장치(1600)가 작동하는 모드를 제1 폴백모드(Fallback mode)라 한다.
액압 보조장치(1600)는 통합형 마스터 실린더(1200) 및 액압 공급장치(1300) 중 적어도 어느 하나로부터 제1 휠 실린더(21)로 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 격리밸브(1651)와, 통합형 마스터 실린더(1200) 및 액압 공급장치(1300) 중 적어도 어느 하나로부터 제2 휠 실린더(22)로 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 격리밸브(1652)와, 가압매체를 가압하는 한 쌍의 펌프(1620)와, 한 쌍의 펌프(1620)를 구동시키는 모터(1610)와, 펌프(1620)에 의해 가압된 가압매체를 제1 휠 실린더(21)로 전달하는 제1 보조 유압유로(1631)와, 펌프(1620)에 의해 가압된 가압매체를 제2 휠 실린더(22)로 전달하는 제2 보조 유압유로(1632)와, 제1 보조 유압유로(1631)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 지원밸브(1631a)와, 제2 보조 유압유로(1632)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 지원밸브(1632a)와, 제1 휠 실린더(21)에 가해진 가압매체를 배출하는 제1 보조 덤프유로(1641)와, 제2 휠 실린더(22)에 가해진 가압매체를 리저버(1100)로 배출하는 제2 보조 덤프유로(1642)와, 제1 보조 덤프유로(1641)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 배출밸브(1641a)와, 제2 보조 덤프유로(1642)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 배출밸브(1642a)를 포함한다.
제1 및 제2 격리밸브(1651, 1652)는 통합형 마스터 실린더(1200) 및 액압 공급장치(1300) 중 적어도 어느 하나와 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 유압적 연결을 각각 허용 및 차단하도록 마련된다.
액압 보조장치(1600)의 작동 시 펌프(1620)에 의해 발생된 가압매체의 액압이 액압 공급장치(1300) 측으로 누설될 경우, 운전자가 요구하는 제동의 수준과 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 실제로 발생되는 제동력이 상이하여 안전사고의 위험이 있다. 또한 액압 보조장치(1600)로부터 생성 및 제공되는 액압이 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 온전히 전달되지 못하고, 타측 부품요소로 누설될 경우 휠 실린더의 신속한 제동이 구현되지 않는 문제점이 있다.
이에 제1 및 제2 격리밸브(1651, 1652)는 정상 작동모드 및 제2 폴백모드에서는 통합형 마스터 실린더(1200) 및 액압 공급장치(1300)와 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 유압적 연결을 허용하되, 액압 보조장치(1600)가 작동하는 제1 폴백모드에서는 통합형 마스터 실린더(1200) 및 액압 공급장치(1300)와 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 유압적 연결을 차단할 수 있다.
제1 격리밸브(1651)는 제1 휠 실린더(21)와 제1 인렛밸브(1511a) 하류 측 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 허용 및 차단하도록 마련된다. 제1 격리밸브(1651)는 평상 시 열린 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
제2 격리밸브(1652)는 제2 휠 실린더(22)와 제2 인렛밸브(1512a) 하류 측 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 허용 및 차단하도록 마련된다. 제2 격리밸브(1652)는 평상 시 열린 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
전자제어유닛은 액압 공급장치(1300)의 고장 등 작동 불능인 것으로 판단한 경우, 제1 폴백모드로 전환하여 제1 및 제2 격리밸브(1651, 1652)를 폐쇄시키고, 모터(1610)를 작동시킨다. 모터(1610)는 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 동작될 수 있다. 모터(1610)는 배터리 등으로부터 전원을 공급받아 한 쌍의 펌프(1620)를 작동시킬 수 있다.
한 쌍의 펌프(1620)는 모터(1610)에 마련되는 피스톤(미도시)의 왕복이동에 따라 가압매체를 가압시킬 수 있다. 펌프(1620)는 리저버(1100)와 연결되는 유입 측 유로로부터 가압매체를 전달받아, 모터(1610)의 작동에 의해 제동에 필요한 액압 수준에 상응하도록 가압매체를 가압한다.
한 쌍의 펌프(1620) 중 어느 하나의 펌프(1620)에 의해 액압이 형성된 가압매체는 펌프(1620)의 토출 측 유로로 마련되는 제1 보조 유압유로(1631)에 의해 제1 휠 실린더(21)로 전달될 수 있다. 이를 위해 제1 보조 유압유로(1631)는 입구 측 단부가 펌프(1620)의 토출 측에 연결되고, 출구 측 단부가 제1 휠 실린더(21)로 연결될 수 있으며, 제1 보조 유압유로(1631)에는 펌프(1620)로부터 제1 휠 실린더(21)로 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 지원밸브(1631a)가 마련된다. 제1 지원밸브(1631a)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. 전자제어유닛은 제1 폴백모드로 전환되는 경우 펌프(1620)로부터 토출되는 가압매체의 액압이 제1 휠 실린더(21)로 제공될 수 있도록 제1 지원밸브(1631a)를 개방시킬 수 있다.
한 쌍의 펌프(1620) 중 다른 하나의 펌프(1620)에 의해 액압이 형성된 가압매체는 펌프(1620)의 토출 측 유로로 마련되는 제2 보조 유압유로(1632)에 의해 제2 휠 실린더(22)로 전달될 수 있다. 이를 위해 제2 보조 유압유로(1632)는 입구 측 단부가 펌프(1620)의 토출 측에 연결되고, 출구 측 단부가 제2 휠 실린더(22)로 연결될 수 있으며, 제2 보조 유압유로(1632)에는 펌프(1620)로부터 제2 휠 실린더(22)로 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 지원밸브(1632a)가 마련된다. 제2 지원밸브(1632a)는 제1 지원밸브(1631a)와 마찬가지로 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 전자제어유닛은 제1 폴백모드로 전환되는 경우 펌프(1620)로부터 토출되는 가압매체의 액압이 제2 휠 실린더(22)로 제공될 수 있도록 제2 지원밸브(1632a)를 개방시킬 수 있다.
제1 휠 실린더(21)에 가해진 가압매체는 제1 보조 덤프유로(1641)를 통해 배출될 수 있다. 이를 위해 제1 보조 덤프유로(1641)는 일측 단부가 제1 휠 실린더(21) 측 또는 제1 보조 유압유로(1631)의 제1 지원밸브(1631a) 하류 측에 연결되고, 타측 단부가 리저버(1100)에 직접적으로 연결되거나 펌프(1620)의 유입단 측에 연결될 수 있다. 제1 보조 덤프유로(1641)에는 제1 휠 실린더(23)로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 배출밸브(1641a)가 마련된다. 제1 배출밸브(1641a)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 휠 실린더(22)에 가해진 가압매체는 제2 보조 덤프유로(1642)를 통해 배출될 수 있다. 이를 위해 제2 보조 덤프유로(1642)는 일측 단부가 제2 휠 실린더(22) 측 또는 제2 보조 유압유로(1632)의 제2 지원밸브(1632a) 하류 측에 연결되고, 타측 단부가 리저버(1100)에 직접적으로 연결되거나 펌프(1620)의 유입단 측에 연결될 수 있다. 제2 보조 덤프유로(1642)에는 제2 휠 실린더(22)로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 배출밸브(1642a)가 마련된다. 제2 배출밸브(1642a)는 제1 배출밸브(1641a)와 마찬가지로 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(1600)가 모두 고장 등의 작동 불능 시 마스터 실린더(1100)로부터 토출된 가압매체를 직접 제1 유압서킷(1510)으로 공급하여 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 제동을 구현할 수 있다. 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(1600)의 작동 불능에 의해 마스터 실린더(1100)의 액압을 휠 실린더로 제공하여 제동을 수행하는 모드를 제2 폴백모드(Fallback mode)라 한다.
백업유로(1700)는 통합형 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a) 및 제2 마스터 챔버(1230a)와 제1 유압서킷(1510)을 연결하도록 마련된다.
구체적으로, 백업유로(1700)는 일단이 분기되어 제1 마스터 챔버(1220a) 및 제2 마스터 챔버(1230a)에 각각 연결되고, 타단이 분기되어 제1 유압서킷(1510) 상에서 제1 인렛밸브(1511a) 및 제2 인렛밸브(1512a)의 후단 또는 하류와 액압 보조장치(1600)의 전단 사이에 연결될 수 있다.
백업유로(1700)에는 가압매체의 양 방향 흐름을 제어하는 컷밸브(1710)가 적어도 하나 이상 마련될 수 있다. 컷밸브(1710)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 컷밸브(1710)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 제1 마스터 챔버(1220a) 및 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체는 브레이크 페달(10)의 답력에도 불구하고 백업유로(1700) 측으로 전달되지 않는다. 정상 작동모드에서는 앞서 설명한 바와 같이, 시뮬레이터 밸브(1250)가 개방됨에 따라 제1 마스터 챔버(1220a)의 가압매체는 제1 리저버 유로(1110)를 따라 리저버(1100)로 전달되고, 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐된다. 따라서 제2 마스터 피스톤(1230)은 변위가 발생하지 못하고, 제1 마스터 피스톤(1220)은 전진하여 페달 시뮬레이터(1240)를 압축시킴에 따라 페달 시뮬레이터(1240)의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공된다. 또한 정상 작동모드에서 컷밸브(1710)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 통합형 마스터 실린더(1200) 측으로 누설되지 않고 휠 실린더(21, 22, 23, 24)를 향해 안정적으로 공급될 수 있다.
그러나 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(1600)의 작동 불능인 제2 폴백모드에서 컷밸브(1710)는 개방된 상태로 놓여짐으로써, 통합형 마스터 실린더(1200)의 제1 마스터 챔버(1220a) 및 제2 마스터 챔버(1230a)로부터 토출되는 가압매체는 백업유로(1700)를 통해 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 공급되어 제동을 구현할 수 있다.
한편, 액압 공급장치(1300)에 의해 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 가압매체의 액압이 가해진 상태에서 제1 폴백모드 또는 제2 폴백모드로 전환 시, 각각의 휠 실린더에 가해진 액압이 상이하여 차량의 거동 제어가 어려울 수 있다. 이에 제1 폴백모드 또는 제2 폴백모드 시 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 가해진 가압매체의 액압은 제거되어야 한다. 이를 위해 액압 보조장치(1600)가 설치되지 않은 제2 유압서킷(1520)과 리저버(1100)를 연결하는 덤프유로(1800)가 마련된다.
구체적으로, 덤프유로(1800)는 일단이 리저버(1100)의 제3 리저버 챔버(1103)에 연결되고, 타단이 제2 유압서킷(1520) 상에서 제3 및 제4 인렛밸브(1521a, 1521b)의 전단 또는 상류 측에 연결될 수 있으며, 덤프유로(1800)에는 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프밸브(1810)가 마련될 수 있다. 덤프밸브(1810)는 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
정상 작동모드에서 덤프밸브(1810)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 리저버(1100) 측으로 누설되지 않고 제2 유압서킷(1520)을 통해 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 공급될 수 있다. 그러나 제1 폴백모드 또는 제2 폴백모드에 진입 시, 덤프밸브(1810)는 개방된 상태로 전환됨으로써, 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 가해진 가압매체를 리저버(1100)로 배출시켜 차량의 거동을 안정적으로 제어할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 각종 유로에 배치되어 가압매체의 액압을 감지하는 복수의 압력센서(P)를 더 포함한다. 도 1에서는 압력센서(P)가 제2 마스터 챔버(1230a), 제2 유압서킷(1520), 액압 보조장치(1600) 상에 각각 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 해당 위치에 한정되는 것은 아니며 다양한 위치에 마련되어 가압매체의 액압을 감지하는 경우를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 작동에 대해 설명한다.
본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 작동은 각종 장치 및 밸브의 고장이나 이상 없이 정상적으로 작동하는 정상 작동모드와, 액압 공급장치(1300)의 작동 불능상태로서 액압 보조장치(1600)가 개입하는 제1 폴백모드와, 액압 공급장치(1300)와 액압 보조장치(1600)가 모두 작동 불능상태에 해당하는 제2 폴백모드를 수행할 수 있다.
먼저 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 정상 작동모드에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)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 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.
정상 작동모드에서는 백업유로(1700)에 마련되는 컷밸브(1710)는 폐쇄 전환되는 바, 통합형 마스터 실린더(1200)에서 토출되는 가압매체가 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24) 측으로 전달되는 것이 방지된다. 또한 덤프유로(1800)에 마련되는 덤프밸브(1810) 역시 폐쇄 전환된다. 컷밸브(1710) 및 덤프밸브(1810)가 폐쇄 전환됨에 따라, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 통합형 마스터 실린더(1200) 및 리저버(1100) 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 컷밸브(1710)가 폐쇄됨과 동시에, 시뮬레이터 밸브(1250)는 개방된다. 컷밸브(1710)가 폐쇄됨에 따라 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐되되, 시뮬레이터 밸브(1250)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(1110)를 통해 리저버(1100)로 배출된다.
정상 작동모드에서는 액압 공급장치(1300)가 정상적으로 작동하는 상태이므로 액압 보조장치(1600)는 개입하지 않으며, 제1 및 제2 격리밸브(1651, 1652)는 개방된 상태를 유지하여 액압 공급장치(1300)로부터 공급되는 가압매체의 액압이 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)로 원활하게 제공될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 정상 작동모드 해제에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)이 정상 작동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도로서, 도 3을 참조하면, 브레이크 페달(10)에 가해진 답력이 해제되면, 전자제어유닛은 페달 변위센서(11)가 감지한 브레이크 페달(10)의 변위 정보에 근거하여 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 회수되어 제동을 해제할 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)을 거쳐 액압 공급장치(1300)로 회수될 수 있다. 또한, 정상 작동모드에서 컷밸브(1710) 및 덤프밸브(1810)는 폐쇄되는 바, 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)에 가해진 가압매체는 통합형 마스터 실린더(1200) 또는 리저버(1100)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 증가하며, 시뮬레이터 밸브(1250)가 개방됨에 따라 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.
본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 액압 공급장치(1300)가 고장, 가압매체 누설 등 작동 불능상태에 해당하는 경우 도 4 및 도 5에 도시된 제1 폴백모드로 전환할 수 있다.
도 4은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 액압 공급장치(1300) 정지 시, 제1 폴백모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다. 도 4를 참조하면, 전자제어유닛은 액압 공급장치(1300)가 고장 등에 의해 작동 불능상태로 판단한 경우 제1 폴백모드로 전환한다.
제1 폴백모드에서 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하게 되면 전자제어유닛은 페달 변위센서(11)가 감지한 페달 브레이크 페달(10)의 변위정보에 근거하여 액압 보조장치(1600)를 작동시킨다. 전자제어유닛은 제1 폴백모드에 진입 시 제1 격리밸브(1651) 및 제2 격리밸브(1652)를 폐쇄 작동시킴으로써 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)를 액압 공급장치(1300)와 유압적으로 격리시킨다.
전자제어유닛은 페달의 변위정보에 근거하여 액압 보조장치(1600)의 모터(1610)를 작동시키고, 모터(1610)의 작동에 의해 한 쌍의 펌프(1620)가 가압매체의 액압을 형성시킬 수 있다. 펌프(1620)에 의해 액압이 형성된 가압매체는 제1 및 제2 보조 유압유로(1631, 1632)를 거쳐 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 각각 전달될 수 있으며, 이 때 제1 및 제2 보조 유압유로(1631, 1632)에 각각 마련되는 제1 및 제2 지원밸브(1631a, 1632a)는 개방된 상태로 작동된다. 또한 제1 및 제2 보조 덤프유로(1641, 1642)에 각각 마련되는 제1 및 제2 배출밸브(1641a, 1642a)는 폐쇄된 상태로 제어함으로써, 펌프(1620)에 의해 형성된 가압매체의 액압이 리저버(1100) 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 전자제어유닛은 제1 폴백모드에서 차량의 거동을 안정적으로 제어할 수 있도록 덤프밸브(1810)를 개방시켜, 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 가해진 가압매체를 덤프유로(1800)를 통해 리저버(1100)로 배출시킬 수 있다.
한편, 제1 폴백모드에서 통합형 마스터 실린더(1200)와 페달 시뮬레이션 동작은 앞서 설명한 정상 작동모드의 동작과 동일하므로 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 제1 폴백모드의 해제에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)이 제1 폴백모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도로서, 도 5를 참조하면 페달 변위센서(11)가 브레이크 페달(10)의 답력이 해제되는 것으로 감지한 경우, 전자제어유닛은 제1 및 제2 보조 유압유로(1631, 1632)에 각각 마련되는 제1 및 제2 지원밸브(1631a, 1632a)를 폐쇄 상태로 전환하여 모터(1610) 및 펌프(1620)로부터 가압매체가 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이와 동시에, 제1 및 제2 보조 덤프유로(1641, 1642)에 각각 마련되는 제1 및 제2 배출밸브(1641a, 1642a)는 개방된 상태로 전환함으로써, 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체의 액압을 리저버(1100) 또는 펌프(1620)의 유입단 측으로 배출시켜 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 제동을 해제할 수 있다.
이 때, 제1 및 제2 격리밸브(1651, 1652)는 여전히 폐쇄된 상태를 유지하여 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체가 액압 공급장치(1300) 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1 폴백모드의 해제 시 통합형 마스터 실린더(1200)와 페달 시뮬레이션 동작은 앞서 설명한 정상 작동모드의 해제 동작과 동일하므로 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.
본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)은 액압 공급장치(1300) 뿐만 아니라, 액압 보조장치(1600)도 고장, 가압매체 누설 등 작동 불능상태에 해당하는 경우 도 6 및 도 7에 도시된 제2 폴백모드로 전환할 수 있다.
도 6는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)의 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(1600) 정지 시, 제2 폴백모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다. 도 6을 참조하면, 전자제어유닛은 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(1600)가 고장 등에 의해 작동 불능상태로 판단한 경우, 제2 폴백모드로 전환한다.
제2 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 컷밸브(1710)는 개방된 상태로 마련되므로, 제1 마스터 피스톤(1220)의 전진에 의해 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 백업유로(1700)를 따라 제1 유압서킷(1510)의 제1 휠 실린더(21) 및 제2 휠 실린더(22)로 전달되어 제동을 구현할 수 있다. 또한 비 작동상태에서 시뮬레이터 밸브(1250)는 폐쇄되므로, 제1 마스터 피스톤(1220)의 전진에 의해 제2 마스터 피스톤(1230) 역시 전진하게 되고, 이에 따라 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체도 백업유로(1700)를 따라 제1 유압서킷(1510)의 제1 휠 실린더(21) 및 제2 휠 실린더(22)로 전달되어 차량의 제동을 구현할 수 있다.
액압 보조장치(1600)의 제1 및 제2 격리밸브(1651, 1652)는 비 작동상태에서 개방된 상태를 유지하므로, 제2 폴백모드에서 백업유로(1700)를 따라 전달되는 가압매체의 액압은 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)를 향해 안정적으로 전달될 수 있다.
한편, 도 6에는 도시하지 않았으나 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 계속해서 가함에 따라 제2 마스터 피스톤(1230)이 보다 전진하여 제2 마스터 피스톤(1230)의 전방면(도 6을 기준으로 좌측 단부면)이 제5 유압포트(1280e) 보다 전방에 놓여질 경우 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐된다. 이에 따라 제2 마스터 피스톤(1230)은 더 이상 전진할 수 없게 되어, 제1 마스터 피스톤(1220)가 전진하여 페달 시뮬레이터(1240)를 압축시키게 되고, 페달 시뮬레이터(1240)의 압축에 의한 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)이 제2 폴백모드를 해제하는 동작에 대해 설명한다.
도 7는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)이 제2 폴백모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도로서, 도 7을 참조하면 운전자가 브레이크 페달(10)에 가해진 답력을 해제함에 따라 전진했던 제1 및 제2 마스터 피스톤(1220, 1230)은 제1 및 제2 피스톤 스프링(1220b, 1230b)과, 페달 시뮬레이터(1240)의 탄성 복원력에 의해 원 위치로 복귀하게 된다. 제1 및 제2 마스터 피스톤(1220, 1230)이 원 위치로 복귀함에 따라 제1 및 제2 마스터 챔버(1220a, 1230a)에는 부압이 형성되며, 해당 부압에 의해 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체가 백업유로(1700)를 따라 제1 및 제2 마스터 챔버(1220a, 1230a)로 회수될 수 있으며, 이로써 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 제동이 해제될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)을 나타내는 유압회로도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)은 내부에 브레이크 오일 등의 가압매체를 저장하는 리저버(1100), 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 운전자에게 제공함과 동시에 내측에 수용된 브레이크 오일 등의 가압매체를 가압 및 토출하는 통합형 마스터 실린더(2200), 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), 액압 공급장치(1300)의 작동 불능 시 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 액압을 보조적으로 제공하는 액압 보조장치(2600), 통합형 마스터 실린더(2200)와 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)를 유압적으로 연결하는 백업유로(2700), 리저버(1100)와 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)를 유압적으로 연결하는 덤프유로(2800), 리저버(1100)와 액압 공급장치(1300)를 유압적으로 연결하되 이들 사이의 가압매체 흐름을 제어하는 덤프제어부(1900), 액압 정보 및 페달 변위 정보에 근거하여 각 부품요소의 작동을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)를 포함한다.
이하에서 설명하는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(1000)에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.
통합형 마스터 실린더(2200)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.
제1 마스터 챔버(2220a)는 제1 유압포트(2280a) 및 제2 유압포트(2280b)를 통해 가압매체가 유입 및 토출될 수 있다. 제1 유압포트(2280a)는 후술하는 제1 리저버 유로(1110)에 연결되어 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(2220a)로 가압매체가 유입되거나, 제1 마스터 챔버(2220a)에 수용된 가압매체가 리저버(1100)로 토출될 수 있으며, 제2 유압포트(2280b)는 후술하는 보조 리저버 유로(1130)에 연결되어 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(2220a)로 가압매체가 유입될 수 있다.
제2 마스터 챔버(1230a)는 제3 유압포트(2280c) 및 제4 유압포트(2280d)를 통해 가압매체가 유입 및 토출될 수 있다. 제3 유압포트(2280c)는 후술하는 제2 리저버 유로(2120)와 연결되어 리저버(1100)에 수용된 가압매체가 제2 마스터 챔버(1230a) 측으로 유입될 수 있다. 또한, 제4 유압포트(2280d)는 후술하는 백업유로(2700)와 연결되어 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체가 백업유로(2700) 측으로 토출될 수 있으며, 반대로 백업유로(2700)로부터 제2 마스터 챔버(1230a) 측으로 가압매체가 유입될 수 있다.
제3 유압포트(2280c)의 전방 및 후방에는 한 쌍의 실링부재가 마련될 수 있다. 한 쌍의 실링부재는 제2 리저버 유로(2120)를 거쳐 리저버(1100)로부터 제2 마스터 챔버(1230a)로 유입되는 가압매체의 흐름은 허용하되, 제2 마스터 챔버(1230a)로부터 제2 리저버 유로(2120)로 토출되는 가압매체의 흐름은 차단할 수 있다.
통합형 마스터 실린더(2200)에 의한 페달 시뮬레이션 작동에 대해 설명하면, 정상 작동모드에서 운전자가 브레이크 페달(10)을 작동함과 동시에 후술하는 백업유로(2700)에 각각 마련되는 컷밸브(2710)는 폐쇄된다. 브레이크 페달(10)의 작동이 진행됨에 따라 제1 마스터 피스톤(1220)은 전진하게 되나, 컷밸브(2710)의 폐쇄 동작에 의해 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐되어 제2 마스터 피스톤(1230)은 변위가 발생하지 못한다. 이 때, 제1 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 제1 리저버 유로(1110)를 따라 리저버(1100)로 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(1110)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(2200)의 내구성이 향상됨은 물론 외부로부터 이물질의 유입이 차단될 수 있다.
한편, 전자식 브레이크 시스템(2000)이 비 정상적으로 작동하는 경우, 즉 폴백모드의 작동상태에서 통합형 마스터 실린더(2200)의 작동은 도 13 및 도 14를 참조하여 후술하도록 한다.
리저버(1100)는 내측에 가압매체를 수용 및 저장할 수 있다. 리저버(1100)는 통합형 마스터 실린더(2200)와, 후술하는 액압 공급장치(1300)와, 유압서킷(1510, 1520)과, 액압 보조장치(2600) 등 각각의 부품요소와 연결되어 가압매체를 공급하거나 전달받을 수 있다.
리저버(1100)는 격벽(1105)에 의해 복수의 챔버로 구획되어 마련될 수 있다. 리저버(1100)는 복수의 리저버 챔버(1101, 1102, 1103)를 포함하되, 복수의 리저버 챔버(1101, 1102, 1103)는 일 열로 나란하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 리저버(1100)는 중앙부에 배치되는 제1 리저버 챔버(1101)와, 일측에 배치되는 제2 리저버 챔버(1102)와, 타측에 배치되는 제3 리저버 챔버(1103)로 구분될 수 있다.
격벽(1105)은 인접하는 리저버 챔버 사이에 각각 마련될 수 있으며, 각각의 격벽(1105)은 상단의 적어도 일부가 개방되어 마련될 수 있다. 이로써 인접하는 리저버 챔버(1101, 1102, 1103)가 서로 연통되어 가압매체가 이동할 수 있다. 일 예로, 제1 리저버 챔버(1101)에 가압매체가 많이 유입될 경우, 격벽(1105)의 상단을 통과하여 제2 리저버 챔버(1102) 또는 제3 리저버 챔버(1103)로 가압매체가 전달될 수 있다.
제1 리저버 챔버(1101)는 후술하는 덤프제어부(1900)와 연결되어 덤프제어부(1900)를 매개로 액압 공급장치(1300)와 연결될 수 있으며, 제2 리저버 챔버(1102)는 후술하는 제1 리저버 유로(1110) 및 보조 리저버 유로(1130)과 연결되어 통합형 마스터 실린더(2200)의 제1 마스터 챔버(1220a) 측으로 가압매체를 공급하거나 전달받을 수 있다. 또한 제2 리저버 챔버(1102)는 후술하는 덤프유로(2800)와 연결될 수 있다. 제3 리저버 챔버(1102)는 후술하는 제2 리저버 유로(2120)와 연결되어 통합형 마스터 실린더(2200)의 제2 마스터 챔버(1230a) 측으로 가압매체를 공급하거나 전달받을 수 있다.
이와 같이, 리저버(1100)가 제1 내지 제3 리저버 챔버(1101, 1102, 1103)로 구획되어 마련됨에 따라 전자식 브레이크 시스템(2000)의 안정적인 운용을 도모할 수 있다. 일 예로, 리저버(1100)가 하나의 챔버로 형성되고 가압매체의 수용량이 충분치 못할 경우 액압 공급장치(1300) 뿐만 아니라, 통합형 마스터 실린더(2200) 측에도 가압매체를 안정적으로 공급할 수 없게 된다. 따라서 리저버(1100)가 액압 공급장치(1300) 측과 연결되는 제1 리저버 챔버(1101)와, 통합형 마스터 실린더(2200) 측과 연결되는 제2 리저버 챔버(1102) 및 제3 리저버 챔버(1103)를 분리하여 마련함으로써, 어느 일 부품요소로 가압매체를 공급하지 못하는 경우라도 다른 부품요소로 가압매체를 공급함으로써 차량의 제동을 구현할 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 유로는 통합형 마스터 실린더(2200)와 리저버(1100)를 유압적으로 연결하도록 마련된다.
리저버 유로는 제1 마스터 챔버(1220a)와 리저버(1100)의 제2 리저버 챔버(1102)를 연결하는 제1 리저버 유로(1110)와, 제2 마스터 챔버(1230a)와 리저버(1100)의 제3 리저버 챔버(1103)을 연결하는 제2 리저버 유로(2120)를 포함할 수 있다. 이를 위해 제1 리저버 유로(1110)의 일단은 통합형 마스터 실린더(2200)의 제1 마스터 챔버(1220a)와 연통되고, 타단은 리저버(1100)의 제2 리저버 챔버(1102)와 연통될 수 있으며, 제2 리저버 유로(2120)의 일단은 통합형 마스터 실린더(2200)의 제2 마스터 챔버(1230a)와 연통되고, 타단은 리저버(1100)의 제3 리저버 챔버(1103)와 연통될 수 있다. 또한 보조 리저버 유로(1130)가 제1 마스터 챔버(1220a)와 리저버(1100)의 제2 리저버 챔버(1102)를 연결하여, 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 향하는 가압매체의 흐름을 보조할 수 있다.
유압 제어유닛(1400)은 액압 공급장치(1300)와 휠 실린더 사이에 마련되되 전자제어유닛에 의해 동작이 제어되어 휠 실린더(21, 22, 23, 24) 측으로 전달되는 액압을 조절하도록 마련된다.
유압 제어유닛(1400)은 네 개의 휠 실린더(21, 22, 23, 24) 중, 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 유압서킷(2510)과, 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제2 유압서킷(2520)을 구비할 수 있으며, 통합형 마스터 실린더(2200) 및 액압 공급장치(1300)로부터 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하도록 다수의 유압유로 및 솔레노이드 밸브를 포함한다.
제1 및 제2 유압서킷(2510, 2520)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(2510, 2520)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(2510, 2520) 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 및 제2 유압서킷(2510, 2520)은 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)의 제동 해제 시 성능 향상을 위해 가압매체의 배출을 조절하는 제1 내지 제4 아웃렛밸브(2512a, 2512b, 2522a, 2522b)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 아웃렛밸브(2512a, 2512b, 2522a, 2522b)는 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)의 제동압력을 감지하여 ABS 덤프모드 등 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)에 가해진 가압매체를 리저버(1100)로 배출할 수 있다. 제1 내지 제4 아웃렛밸브(2512a, 2512b, 2522a, 2522b)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.
액압 보조장치(2600)는 제2 유압서킷(2520)의 제3 및 제4 휠 실린더(21, 22) 측에 마련되되, 액압 공급장치(1300)의 고장 등에 의한 작동 불능 시 작동하여 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 제동에 필요한 액압을 발생 및 제공할 수 있다. 액압 공급장치(1300)의 작동 불능에 의해 액압 보조장치(2600)가 작동하는 모드를 제1 폴백모드(Fallback mode)라 한다.
액압 보조장치(2600)는 통합형 마스터 실린더(2200) 및 액압 공급장치(1300) 중 적어도 어느 하나로부터 제3 휠 실린더(23)로 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 격리밸브(2651)와, 통합형 마스터 실린더(2200) 및 액압 공급장치(1300) 중 적어도 어느 하나로부터 제4 휠 실린더(24)로 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 격리밸브(2652)와, 가압매체를 가압하는 한 쌍의 펌프(2620)와, 한 쌍의 펌프(2620)를 구동시키는 모터(2610)와, 펌프(2620)에 의해 가압된 가압매체를 제3 휠 실린더(24)로 전달하는 제1 보조 유압유로(2631)와, 펌프(2620)에 의해 가압된 가압매체를 제4 휠 실린더(24)로 전달하는 제2 보조 유압유로(2632)와, 제1 보조 유압유로(2631)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 지원밸브(2631a)와, 제2 보조 유압유로(2632)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 지원밸브(2632a)와, 제3 휠 실린더(23)에 가해진 가압매체를 배출하는 제1 보조 덤프유로(2641)와, 제4 휠 실린더(24)에 가해진 가압매체를 리저버(1100)로 배출하는 제2 보조 덤프유로(2642)와, 제1 보조 덤프유로(2641)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 배출밸브(2641a)와, 제2 보조 덤프유로(2642)에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 배출밸브(2642a)를 포함한다.
제1 및 제2 격리밸브(2651, 2652)는 통합형 마스터 실린더(2200) 및 액압 공급장치(1300) 중 적어도 어느 하나와 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 유압적 연결을 각각 허용 및 차단하도록 마련된다.
액압 보조장치(2600)의 작동 시 펌프(2620)에 의해 발생된 가압매체의 액압이 액압 공급장치(1300) 측으로 누설될 경우, 운전자가 요구하는 제동의 수준과 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 실제로 발생되는 제동력이 상이하여 안전사고의 위험이 있다. 또한 액압 보조장치(2600)로부터 생성 및 제공되는 액압이 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 온전히 전달되지 못하고, 타측 부품요소로 누설될 경우 휠 실린더의 신속한 제동이 구현되지 않는 문제점이 있다.
이에 제1 및 제2 격리밸브(2651, 2652)는 정상 작동모드 및 제2 폴백모드에서는 통합형 마스터 실린더(2200) 및 액압 공급장치(1300)와 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 유압적 연결을 허용하되, 액압 보조장치(2600)가 작동하는 제1 폴백모드에서는 통합형 마스터 실린더(2200) 및 액압 공급장치(1300)와 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 유압적 연결을 차단할 수 있다.
제1 격리밸브(2651)는 제3 휠 실린더(21)와 제3 인렛밸브(1521a) 하류 측 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 허용 및 차단하도록 마련된다. 제1 격리밸브(2651)는 평상 시 열린 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
제2 격리밸브(2652)는 제4 휠 실린더(24)와 제4 인렛밸브(1522a) 하류 측 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 허용 및 차단하도록 마련된다. 제2 격리밸브(2652)는 평상 시 열린 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
전자제어유닛은 액압 공급장치(1300)의 고장 등 작동 불능인 것으로 판단한 경우, 제1 폴백모드로 전환하여 제1 및 제2 격리밸브(2651, 2652)를 폐쇄시키고, 모터(2610)를 작동시킨다. 모터(2610)는 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 동작될 수 있다. 모터(2610)는 배터리 등으로부터 전원을 공급받아 한 쌍의 펌프(2620)를 작동시킬 수 있다.
한 쌍의 펌프(2620)는 모터(2610)에 마련되는 피스톤(미도시)의 왕복이동에 따라 가압매체를 가압시킬 수 있다. 펌프(2620)는 리저버(1100)와 연결되는 유입 측 유로로부터 가압매체를 전달받아, 모터(2610)의 작동에 의해 제동에 필요한 액압 수준에 상응하도록 가압매체를 가압한다.
한 쌍의 펌프(2620) 중 어느 하나의 펌프(2620)에 의해 액압이 형성된 가압매체는 펌프(2620)의 토출 측 유로로 마련되는 제1 보조 유압유로(2631)에 의해 제3 휠 실린더(23)로 전달될 수 있다. 이를 위해 제1 보조 유압유로(2631)는 입구 측 단부가 펌프(2620)의 토출 측에 연결되고, 출구 측 단부가 제3 휠 실린더(23)로 연결될 수 있으며, 제1 보조 유압유로(2631)에는 펌프(2620)로부터 제3 휠 실린더(23)로 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 지원밸브(2631a)가 마련된다. 제1 지원밸브(2631a)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. 전자제어유닛은 제1 폴백모드로 전환되는 경우 펌프(2620)로부터 토출되는 가압매체의 액압이 제3 휠 실린더(23)로 제공될 수 있도록 제1 지원밸브(2631a)를 개방시킬 수 있다.
한 쌍의 펌프(2620) 중 다른 하나의 펌프(2620)에 의해 액압이 형성된 가압매체는 펌프(2620)의 토출 측 유로로 마련되는 제2 보조 유압유로(2632)에 의해 제4 휠 실린더(24)로 전달될 수 있다. 이를 위해 제2 보조 유압유로(2632)는 입구 측 단부가 펌프(2620)의 토출 측에 연결되고, 출구 측 단부가 제4 휠 실린더(24)로 연결될 수 있으며, 제2 보조 유압유로(2632)에는 펌프(2620)로부터 제4 휠 실린더(24)로 전달되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 지원밸브(2632a)가 마련된다. 제2 지원밸브(2632a)는 제1 지원밸브(2631a)와 마찬가지로 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 전자제어유닛은 제1 폴백모드로 전환되는 경우 펌프(2620)로부터 토출되는 가압매체의 액압이 제4 휠 실린더(24)로 제공될 수 있도록 제2 지원밸브(2632a)를 개방시킬 수 있다.
제3 휠 실린더(23)에 가해진 가압매체는 제1 보조 덤프유로(2641)를 통해 배출될 수 있다. 이를 위해 제1 보조 덤프유로(2641)는 일측 단부가 제3 휠 실린더(23) 측 또는 제1 보조 유압유로(2631)의 제1 지원밸브(2631a) 하류 측에 연결되고, 타측 단부가 리저버(1100)에 직접적으로 연결되거나 펌프(2620)의 유입단 측에 연결될 수 있다. 제1 보조 덤프유로(2641)에는 제3 휠 실린더(23)로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 배출밸브(2641a)가 마련된다. 제1 배출밸브(2641a)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.
제4 휠 실린더(24)에 가해진 가압매체는 제2 보조 덤프유로(2642)를 통해 배출될 수 있다. 이를 위해 제2 보조 덤프유로(2642)는 일측 단부가 제4 휠 실린더(24) 측 또는 제2 보조 유압유로(2632)의 제2 지원밸브(2632a) 하류 측에 연결되고, 타측 단부가 리저버(1100)에 직접적으로 연결되거나 펌프(2620)의 유입단 측에 연결될 수 있다. 제2 보조 덤프유로(2642)에는 제4 휠 실린더(24)로부터 배출되는 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 배출밸브(2642a)가 마련된다. 제2 배출밸브(2642a)는 제1 배출밸브(2641a)와 마찬가지로 평상 시 닫힌 상태로 있다가 전자제어유닛으로부터 전기적 신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)은 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(2600)가 모두 고장 등의 작동 불능 시 마스터 실린더(1100)로부터 토출된 가압매체를 직접 제2 유압서킷(2520)으로 공급하여 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)의 제동을 구현할 수 있다. 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(2600)의 작동 불능에 의해 마스터 실린더(1100)의 액압을 휠 실린더로 제공하여 제동을 수행하는 모드를 제2 폴백모드(Fallback mode)라 한다.
백업유로(2700)는 통합형 마스터 실린더(2200)의 제2 마스터 챔버(1230a)와 제2 유압서킷(2520)을 연결하도록 마련된다. 구체적으로, 백업유로(2700)는 일단이 제2 마스터 챔버(1230a)에 연결되고, 타단이 제2 유압서킷(2520)에 연결될 수 있다.
백업유로(2700)에는 가압매체의 양 방향 흐름을 제어하는 컷밸브(2710)가 마련될 수 있다. 컷밸브(2710)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 컷밸브(2710)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 제2 마스터 챔버(1230a)에 수용된 가압매체는 브레이크 페달(10)의 답력에도 불구하고 백업유로(2700) 측으로 전달되지 않는다. 정상 작동모드에서는 앞서 설명한 바와 같이, 제1 마스터 챔버(1220a)의 가압매체는 제1 리저버 유로(1110)를 따라 리저버(1100)로 전달되고, 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐된다. 따라서 제2 마스터 피스톤(1230)은 변위가 발생하지 못하고, 제1 마스터 피스톤(1220)은 전진하여 페달 시뮬레이터(1240)를 압축시킴에 따라 페달 시뮬레이터(1240)의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공된다. 또한 정상 작동모드에서 컷밸브(2710)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 통합형 마스터 실린더(2200) 측으로 누설되지 않고 휠 실린더(21, 22, 23, 24)를 향해 안정적으로 공급될 수 있다.
그러나 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(2600)의 작동 불능인 제2 폴백모드에서 컷밸브(2710)는 개방된 상태로 놓여짐으로써, 통합형 마스터 실린더(2200)의 제2 마스터 챔버(1230a)로부터 토출되는 가압매체는 백업유로(2700)를 통해 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 공급되어 제동을 구현할 수 있다.
한편, 액압 공급장치(1300)에 의해 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가압매체의 액압이 가해진 상태에서 제1 폴백모드 또는 제2 폴백모드로 전환 시, 각각의 휠 실린더에 가해진 액압이 상이하여 차량의 거동 제어가 어려울 수 있다. 이에 제1 폴백모드 또는 제2 폴백모드 시 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체의 액압은 제거되어야 한다. 이를 위해 액압 보조장치(2600)가 설치되지 않은 제1 유압서킷(2510)과 리저버(1100)를 연결하는 덤프유로(2800)가 마련된다.
구체적으로, 덤프유로(2800)는 일단이 리저버(1100)의 제1 리저버 챔버(1101)에 연결되고, 타단이 제1 유압서킷(2510) 상에서 제1 및 제2 인렛밸브(1511a, 1511b)의 전단 또는 상류 측에 연결될 수 있으며, 덤프유로(2800)에는 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프밸브(2810)가 마련될 수 있다. 덤프밸브(2810)는 평상 시에는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
정상 작동모드에서 덤프밸브(2810)는 폐쇄된 상태로 제어됨으로써, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 리저버(1100) 측으로 누설되지 않고 제1 유압서킷(2510)을 통해 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)로 공급될 수 있다. 그러나 제1 폴백모드 또는 제2 폴백모드에 진입 시, 덤프밸브(2810)는 개방된 상태로 전환됨으로써, 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체를 리저버(1100)로 배출시켜 차량의 거동을 안정적으로 제어할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)은 각종 유로에 배치되어 가압매체의 액압을 감지하는 복수의 압력센서(P)를 더 포함한다. 도 8에서는 압력센서(P)가 제2 마스터 챔버(1230a), 제2 유압서킷(2520), 액압 보조장치(2600) 상에 각각 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 해당 위치에 한정되는 것은 아니며 다양한 위치에 마련되어 가압매체의 액압을 감지하는 경우를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)의 작동에 대해 설명한다.
본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)의 작동은 각종 장치 및 밸브의 고장이나 이상 없이 정상적으로 작동하는 정상 작동모드와, 액압 공급장치(1300)의 작동 불능상태로서 액압 보조장치(2600)가 개입하는 제1 폴백모드와, 액압 공급장치(1300)와 액압 보조장치(2600)가 모두 작동 불능상태에 해당하는 제2 폴백모드를 수행할 수 있다.
먼저 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)의 정상 작동모드에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)의 정상 작동모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다. 도 9를 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 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(2510)과 제2 유압서킷(2520)을 거쳐 각각의 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)로 전달되어 제동력을 발생시킨다.
정상 작동모드에서는 백업유로(2700)에 마련되는 컷밸브(2710)는 폐쇄 전환되는 바, 통합형 마스터 실린더(2200)에서 토출되는 가압매체가 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24) 측으로 전달되는 것이 방지된다. 또한 덤프유로(2800)에 마련되는 덤프밸브(2810) 역시 폐쇄 전환된다. 컷밸브(2710) 및 덤프밸브(2810)가 폐쇄 전환됨에 따라, 액압 공급장치(1300)에서 제공되는 액압이 통합형 마스터 실린더(2200) 및 리저버(1100) 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 내지 제4 아웃렛밸브(2512a, 2512b, 2522a, 2522b)는 폐쇄 상태를 유지하여 가압매체가 리저버(1100) 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 정상 작동모드에서 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하게 되면 컷밸브(2710)가 폐쇄되어 제2 마스터 챔버(1230a)는 밀폐되고, 제1 마스터 챔버(1220a)와 리저버(1100)는 제1 리저버 유로(1110)에 의해 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(1110)를 통해 리저버(1100)로 배출된다.
정상 작동모드에서는 액압 공급장치(1300)가 정상적으로 작동하는 상태이므로 액압 보조장치(2600)는 개입하지 않으며, 제1 및 제2 격리밸브(2651, 2652)는 개방된 상태를 유지하여 액압 공급장치(1300)로부터 공급되는 가압매체의 액압이 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)로 원활하게 제공될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)의 정상 작동모드 해제에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)이 정상 작동모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도로서, 도 10을 참조하면, 브레이크 페달(10)에 가해진 답력이 해제되면, 전자제어유닛은 페달 변위센서(11)가 감지한 브레이크 페달(10)의 변위 정보에 근거하여 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 회수되어 제동을 해제할 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)을 거쳐 액압 공급장치(1300)로 회수될 수 있다. 또한, 정상 작동모드에서 컷밸브(2710) 및 덤프밸브(2810)는 폐쇄되는 바, 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)에 가해진 가압매체는 통합형 마스터 실린더(2200) 또는 리저버(1100)로 누설되지 않고 액압 공급장치(1300)의 제1 압력챔버(1330) 또는 제2 압력챔버(1340)로 온전히 회수될 수 있다. 한편, 제1 내지 제4 아웃렛밸브(2512a, 2512b, 2522a, 2522b)는 폐쇄 상태를 유지하되, 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24)에 가해진 가압매체를 보다 신속히 제거하고자 할 경우 제1 내지 제4 휠 실린더(21, 22, 23, 24) 중 일부가 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 체적이 증가하고, 제1 리저버 유로(2710)를 통해 리저버(1100)로부터 제1 마스터 챔버(1220a)로 가압매체가 공급되어 다시금 제1 마스터 챔버(1220a)의 내부는 가압매체로 채워질 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)은 액압 공급장치(1300)가 고장, 가압매체 누설 등 작동 불능상태에 해당하는 경우 도 11 및 도 12에 도시된 제1 폴백모드로 전환할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)의 액압 공급장치(1300) 정지 시, 제1 폴백모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다. 도 4를 참조하면, 전자제어유닛은 액압 공급장치(1300)가 고장 등에 의해 작동 불능상태로 판단한 경우 제1 폴백모드로 전환한다.
제1 폴백모드에서 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하게 되면 전자제어유닛은 페달 변위센서(11)가 감지한 페달 브레이크 페달(10)의 변위정보에 근거하여 액압 보조장치(2600)를 작동시킨다. 전자제어유닛은 제1 폴백모드에 진입 시 제1 격리밸브(2651) 및 제2 격리밸브(2652)를 폐쇄 작동시킴으로써 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)를 액압 공급장치(1300)와 유압적으로 격리시킨다.
전자제어유닛은 페달의 변위정보에 근거하여 액압 보조장치(2600)의 모터(2610)를 작동시키고, 모터(2610)의 작동에 의해 한 쌍의 펌프(2620)가 가압매체의 액압을 형성시킬 수 있다. 펌프(2620)에 의해 액압이 형성된 가압매체는 제1 및 제2 보조 유압유로(2631, 2632)를 거쳐 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 각각 전달될 수 있으며, 이 때 제1 및 제2 보조 유압유로(2631, 2632)에 각각 마련되는 제1 및 제2 지원밸브(2631a, 2632a)는 개방된 상태로 작동된다. 또한 제1 및 제2 보조 덤프유로(2641, 2642)에 각각 마련되는 제1 및 제2 배출밸브(2641a, 2642a)는 폐쇄된 상태로 제어함으로써, 펌프(2620)에 의해 형성된 가압매체의 액압이 리저버(1100) 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 전자제어유닛은 제1 폴백모드에서 차량의 거동을 안정적으로 제어할 수 있도록 덤프밸브(2810)를 개방시켜, 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체를 덤프유로(2800)를 통해 리저버(1100)로 배출시킬 수 있다.
한편, 제1 폴백모드에서 통합형 마스터 실린더(2200)와 페달 시뮬레이션 동작은 앞서 설명한 정상 작동모드의 동작과 동일하므로 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)의 제1 폴백모드의 해제에 대해 설명한다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)이 제1 폴백모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도로서, 도 12를 참조하면 페달 변위센서(11)가 브레이크 페달(10)의 답력이 해제되는 것으로 감지한 경우, 전자제어유닛은 제1 및 제2 보조 유압유로(2631, 2632)에 각각 마련되는 제1 및 제2 지원밸브(2631a, 2632a)를 폐쇄 상태로 전환하여 모터(2610) 및 펌프(2620)로부터 가압매체가 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이와 동시에, 제1 및 제2 보조 덤프유로(2641, 1642)에 각각 마련되는 제1 및 제2 배출밸브(2641a, 2642a)는 개방된 상태로 전환함으로써, 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체의 액압을 리저버(1100) 또는 펌프(2620)의 유입단 측으로 배출시켜 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)의 제동을 해제할 수 있다.
이 때, 제1 및 제2 격리밸브(2651, 2652)는 여전히 폐쇄된 상태를 유지하여 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체가 액압 공급장치(1300) 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1 폴백모드의 해제 시 통합형 마스터 실린더(2200)와 페달 시뮬레이션 동작은 앞서 설명한 정상 작동모드의 해제 동작과 동일하므로 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.
본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)은 액압 공급장치(1300) 뿐만 아니라, 액압 보조장치(2600)도 고장, 가압매체 누설 등 작동 불능상태에 해당하는 경우 도 13 및 도 14에 도시된 제2 폴백모드로 전환할 수 있다.
도 13는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)의 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(2600) 정지 시, 제2 폴백모드를 수행하는 상태를 나타내는 유압회로도이다. 도 13을 참조하면, 전자제어유닛은 액압 공급장치(1300) 및 액압 보조장치(2600)가 고장 등에 의해 작동 불능상태로 판단한 경우, 제2 폴백모드로 전환한다.
제2 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 컷밸브(2710)는 개방된 상태로 마련되므로, 제1 마스터 피스톤(1220) 및 제2 마스터 피스톤(1230)의 전진에 의해 제2 마스터 챔버(1220a)에 수용된 가압매체는 백업유로(2700)를 따라 제2 유압서킷(2510)의 제3 휠 실린더(23) 및 제4 휠 실린더(24)로 전달되어 제동을 구현할 수 있다.
액압 보조장치(2600)의 제1 및 제2 격리밸브(2651, 2652)는 비 작동상태에서 개방된 상태를 유지하므로, 제2 폴백모드에서 백업유로(2700)를 따라 전달되는 가압매체의 액압은 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)를 향해 안정적으로 전달될 수 있다. 또한 비 작동상태에서 덤프밸브(2810)는 개방된 상태로 놓여지는 바, 제1 및 제2 휠 실린더(21, 22)에 가해진 가압매체는 덤프유로(2800)를 통해 리저버(1100)로 배출된다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)이 제2 폴백모드를 해제하는 동작에 대해 설명한다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템(2000)이 제2 폴백모드를 해제하는 상태를 나타내는 유압회로도로서, 도 14를 참조하면 운전자가 브레이크 페달(10)에 가해진 답력을 해제함에 따라 전진했던 제1 및 제2 마스터 피스톤(1220, 1230)은 제1 및 제2 피스톤 스프링(1220b, 1230b)과, 페달 시뮬레이터(1240)의 탄성 복원력에 의해 원 위치로 복귀하게 된다. 제1 및 제2 마스터 피스톤(1220, 1230)이 원 위치로 복귀함에 따라 제1 및 제2 마스터 챔버(1220a, 1230a)에는 부압이 형성되며, 해당 부압에 의해 제3 및 제4 휠 실린더(23, 24)에 가해진 가압매체가 백업유로(2700)를 따라 제2 마스터 챔버(1230a)로 회수될 수 있으며, 이로써 제3 및 제4 휠 실린더(21, 22)의 제동이 해제될 수 있다.
1000, 2000: 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, 2510: 제1 유압서킷 1520, 2520: 제2 유압서킷
1600: 액압 보조장치 1610: 모터
1620: 펌프 1631: 제1 보조 유압유로
1631a: 제1 지원밸브 1632: 제2 보조 유압유로
1632a: 제2 지원밸브 1641: 제1 보조 덤프유로
1641a: 제1 배출밸브 1642: 제2 보조 덤프유로
1642a: 제2 배출밸브 1651: 제1 격리밸브
1652: 제2 격리밸브 1700, 2700: 백업유로
1710, 2710: 컷밸브 1800, 2800: 덤프유로
1810, 2810: 덤프밸브 1900: 덤프제어부

Claims (31)

  1. 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 브레이크 페달의 변위에 대응하여 출력되는 전기적 신호에 의해 유압피스톤을 작동하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
    제1 휠 실린더 및 제2 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제1 유압서킷과, 제3 휠 실린더 및 제4 휠 실린더로 전달되는 액압을 제어하는 제2 유압서킷을 포함하는 유압 제어유닛;
    상기 액압 공급장치의 작동 불능 시 작동하여 상기 제1 내지 제4 휠 실린더 중 어느 두 개의 휠 실린더로 액압을 보조적으로 제공하는 액압 보조장치;
    상기 액압 보조장치에 의해 액압을 제공받는 상기 두 개의 휠 실린더와 상기 마스터 챔버를 연결하는 백업유로;
    상기 제1 내지 제4 휠 실린더 중 다른 두 개의 휠 실린더와 상기 리저버를 연결하는 덤프유로;를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  2. 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.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액압 보조장치는
    상기 제1 및 제2 휠 실린더와 상기 제1 유압서킷 사이에 마련되고,
    상기 액압 보조장치는
    상기 통합형 마스터 실린더 및 상기 액압 공급장치로부터 상기 제1 휠 실린더 및 상기 제2 휠 실린더로 전달되는 가압매체의 흐름을 각각 허용 및 차단하는 제1 격리밸브 및 제2 격리밸브와, 가압매체를 가압하는 펌프와, 상기 펌프를 구동시키는 모터와, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체를 상기 제1 휠 실린더로 전달하는 제1 보조 유압유로와, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체를 상기 제2 휠 실린더로 전달하는 제2 보조 유압유로를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 액압 보조장치는
    상기 제1 휠 실린더에 가해진 가압매체를 배출하는 제1 보조 덤프유로와, 상기 제2 휠 실린더에 가해진 가압매체를 배출하는 제2 보조 덤프유로를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액압 보조장치는
    상기 제1 보조 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 지원밸브와, 상기 제2 보조 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 지원밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액압 보조장치는
    상기 제1 보조 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 배출밸브와, 상기 제2 보조 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 배출밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 유압서킷은
    상기 제1 휠 실린더 및 상기 제2 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 인렛밸브 및 제2 인렛밸브를 포함하고,
    상기 백업유로는
    일단이 상기 제1 및 제2 마스터 챔버에 연결되고, 타단이 상기 제1 및 제2 인렛밸브의 하류 측에 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 유압서킷은
    상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제3 인렛밸브 및 제4 인렛밸브를 포함하고,
    상기 덤프유로는
    일단이 상기 리저버에 연결되고, 타단이 상기 제3 및 제4 인렛밸브의 상류 측에 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 백업유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 적어도 하나의 컷밸브; 및
    상기 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 리저버와 상기 제1 마스터 챔버를 연결하는 제1 리저버 유로; 및
    상기 제1 리저버 유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 시뮬레이터 밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 리저버 유로 상에서 상기 시뮬레이터 밸브에 대해 병렬로 마련되되, 상기 리저버로부터 상기 제1 마스터 챔버로의 가압매체 흐름만을 허용하는 시뮬레이터 체크밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 리저버와 상기 제2 마스터 챔버를 연결하는 제2 리저버 유로;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 액압 보조장치는
    상기 제3 및 제4 휠 실린더와 상기 제2 유압서킷 사이에 마련되고,
    상기 액압 보조장치는
    상기 통합형 마스터 실린더 및 상기 액압 공급장치로부터 상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로 전달되는 가압매체의 흐름을 각각 허용 및 차단하는 제1 격리밸브 및 제2 격리밸브와, 가압매체를 가압하는 펌프와, 상기 펌프를 구동시키는 모터와, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체를 상기 제3 휠 실린더로 전달하는 제1 보조 유압유로와, 상기 펌프에 의해 가압된 가압매체를 상기 제4 휠 실린더로 전달하는 제2 보조 유압유로를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 액압 보조장치는
    상기 제3 휠 실린더에 가해진 가압매체를 배출하는 제1 보조 덤프유로와, 상기 제4 휠 실린더에 가해진 가압매체를 배출하는 제2 보조 덤프유로를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 액압 보조장치는
    상기 제1 보조 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 지원밸브와, 상기 제2 보조 유압유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 지원밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 액압 보조장치는
    상기 제1 보조 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제1 배출밸브와, 상기 제2 보조 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 제2 배출밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 유압서킷은 상기 제1 휠 실린더 및 상기 제2 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제1 인렛밸브 및 제2 인렛밸브를 포함하고,
    상기 제2 유압서킷은 상기 제3 휠 실린더 및 상기 제4 휠 실린더로 공급되는 가압매체의 흐름을 각각 제어하는 제3 인렛밸브 및 제4 인렛밸브를 포함하며,
    상기 백업유로는
    일단이 상기 제2 마스터 챔버에 연결되고, 타단이 상기 제3 및 제4 인렛밸브의 상류 측에 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 덤프유로는
    일단이 리저버에 연결되고, 타단이 상기 제1 및 제2 인렛밸브의 상류 측에 연결되는 전자식 브레이크 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 백업유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 컷밸브; 및
    상기 덤프유로에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프밸브;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 리저버와 상기 제1 마스터 챔버를 연결하는 제1 리저버 유로;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  21. 제12항 또는 제20항에 있어서,
    상기 리저버와 상기 액압 공급장치 사이에 마련되어 가압매체의 흐름을 제어하는 덤프제어부;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  22. 제10항에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 있어서,
    상기 액압 공급장치에 의해 발생된 액압을 상기 제1 내지 제4 휠 실린더로 제공하는 정상 작동모드와, 상기 액압 공급장치의 작동 불능 시 상기 액압 보조장치에 의해 발생된 액압을 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 제공하는 제1 폴백모드와, 상기 액압 공급장치와 상기 액압 보조장치의 작동 불능 시 상기 제1 및 제2 마스터 챔버의 가압매체를 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 제공하는 제2 폴백모드를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 정상 작동모드 시,
    상기 컷밸브를 폐쇄하여 상기 제2 마스터 챔버를 밀폐시키고,
    상기 시뮬레이터 밸브는 개방하여 상기 제1 마스터 챔버와 상기 리저버를 연통시킴으로써,
    상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 제1 마스터 피스톤이 전진하여 상기 페달 시뮬레이터를 압축시키고, 상기 페달 시뮬레이터의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제1 폴백모드 시,
    상기 제1 및 제2 격리밸브는 폐쇄되고,
    상기 제1 및 제2 지원밸브는 개방하되 상기 제1 및 제2 배출밸브는 폐쇄되며,
    상기 펌프에 의해 가압된 가압매체는 상기 제1 및 제2 보조 유압유로를 거쳐 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 각각 제공되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 폴백모드의 해제 시,
    상기 제1 및 제2 배출밸브는 개방하되 상기 제1 및 제2 지원밸브는 폐쇄되며,
    상기 제1 및 제2 휠 실린더에 제공된 가압매체는 상기 제1 및 제2 보조 덤프유로를 거쳐 각각 배출되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 제2 폴백모드 시,
    상기 컷밸브가 개방되고,
    상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 제1 및 제2 마스터 챔버의 가압매체는 상기 백업유로를 통해 상기 제1 및 제2 휠 실린더로 제공되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
  27. 제20항에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방법에 있어서,
    상기 액압 공급장치에 의해 발생된 액압을 상기 제1 내지 제4 휠 실린더로 제공하는 정상 작동모드와, 상기 액압 공급장치의 작동 불능 시 상기 액압 보조장치에 의해 발생된 액압을 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 제공하는 제1 폴백모드와, 상기 액압 공급장치와 상기 액압 보조장치의 작동 불능 시 상기 제2 마스터 챔버의 가압매체를 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 제공하는 제2 폴백모드를 포함하는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 정상 작동모드 시,
    상기 컷밸브를 폐쇄하여 상기 제2 마스터 챔버를 밀폐시키고,
    상기 제1 마스터 챔버와 상기 리저버는 상기 제1 리저버 유로에 의해 연통됨으로써,
    상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 제1 마스터 피스톤이 상기 페달 시뮬레이터를 압축시키고, 상기 페달 시뮬레이터의 탄성 복원력이 운전자에게 페달감으로 제공되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 제1 폴백모드 시,
    상기 제1 및 제2 격리밸브는 폐쇄되고,
    상기 제1 및 제2 지원밸브는 개방하되 상기 제1 및 제2 배출밸브는 폐쇄되며,
    상기 펌프에 의해 가압된 가압매체는 상기 제1 및 제2 보조 유압유로를 거쳐 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 각각 제공되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제1 폴백모드의 해제 시,
    상기 제1 및 제2 배출밸브는 개방하되 상기 제1 및 제2 지원밸브는 폐쇄되며,
    상기 제3 및 제4 휠 실린더에 제공된 가압매체는 상기 제1 및 제2 보조 덤프유로를 거쳐 각각 배출되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 제2 폴백모드 시,
    상기 컷밸브가 개방되고,
    상기 브레이크 페달의 작동에 의해 상기 제2 마스터 챔버의 가압매체는 상기 백업유로를 통해 상기 제3 및 제4 휠 실린더로 제공되는 전자식 브레이크 시스템의 작동방법.

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