KR20220158606A

KR20220158606A - 압력 균형 psu 피스톤이 있는 브레이크-바이-와이어 시스템

Info

Publication number: KR20220158606A
Application number: KR1020220043993A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 노버트 보르게멘케; 파스칼 쇼메트; 데이비드 프레드릭 로이터; 동치앙 루오; 샤오수 짜오
Original assignee: 비더블유아이 (상하이) 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2022-12-01
Also published as: JP7386928B2; EP4105093A3; US20220371562A1; JP2022180339A; KR102663652B1; EP4105093A2

Abstract

전자-유압식 브레이크 시스템은 MC 유체 통로에 유체 연결되고, 브레이크 페달의 가압력에 응답하여 MC 유체 통로에 유체를 공급하도록 구성된 마스터 실린더(MC)를 포함한다. 압력 공급 유닛(PSU)은 전기 모터와 피스톤 보어 내에 배치된 PSU 피스톤을 포함하고, PSU 피스톤은 전기 모터에 의해 피스톤 보어를 통해 이동 가능하며 피스톤 보어를 제1 챔버와 제2 챔버로 분할한다. 페달 필 에뮬레이터(PFE)에는 PFE 보어를 통해 이동 가능하며, 상부 챔버와 하부 챔버를 분리하는 PFE 피스톤이 포함되어 있다. PFE의 압축에 대한 응답으로 PFE의 하부 챔버에서 PSU의 제2 챔버로 유체가 전달된다. MC 유체 통로는 마스터 실린더로부터 PFE의 상부 챔버로 유체 경로를 제공한다.

Description

압력 균형 PSU 피스톤이 있는 브레이크-바이-와이어 시스템{BRAKE-BY-WIRE SYSTEM WITH PRESSURE BALANCED PSU PISTON}

본 개시는 일반적으로 자동차와 같은 차량용 브레이크 시스템에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는, 본 개시는 압력-균형 피스톤을 구비하는 압력 공급 유닛(PSU)을 갖는 브레이크-바이-와이어 시스템에 관한 것이다.

전기 및 하이브리드 차량이 전 세계 시장에서 계속 확산됨에 따라, 제동 동안 그 장치의 모터-발전기 출력 능력을 이용함으로써 배터리 수명의 상당한 연장이 얻어질 수 있다는 것이 잘 이해되고 있다. 그러나 배터리 충전에 사용되는 발전기 모드에서의 입력 토크는 페달 힘/이동 대 차량 감속의 운전자 입력 기능과 일치하지 않는다. 이러한 복잡한 기능을 달성하기 위해, 차량의 유압 브레이크는 발전기 제동 토크와 운전자가 요청한 제동 토크 간의 차이를 공급해야 한다.

공학계는 수년 동안 이러한 요건을 일반적으로 회생 브레이크 블렌딩으로 알려진 것으로 이해해 왔다. 이를 달성하는 가장 효율적인 방법은 "브레이크-바이-와이어(brake-by-wire)" 기술을 사용하는 것이다. 이를 달성하기 위해, 실제로 브레이크 페달은 조이스틱으로 되고, 이에 따라 원하는 차량 감속에 대한 운전자의 의도로 이를 해석하는 신호를 시스템 ECU에 보내려면 주행 및/또는 힘 센서에 연결해야 한다. 또한 브레이크 페달 "필(feel)"은 적절한 힘-이동 관계에 의해 시뮬레이션 되어야 하며, 마스터 실린더를 휠 브레이크에 직접 적용하지 않도록 격리할 수 있는 능력도 있어야 한다.

브레이크-바이-와이어 시스템은 일반적으로 휠 브레이크를 작동시키기 위한 압력 유체의 공급을 제공하는 압력 공급 유닛(PSU)을 포함한다.

본 발명은 전기-유압식 브레이크 시스템 및 설명된 임의의 특징을 개별적으로 또는 임의의 특징과 조합하여 임의의 구성으로 포함하는 제어 시스템을 제공한다.

본 발명은 전자-유압식 브레이크 시스템을 제공한다. 전자-유압식 브레이크 시스템은 제1 MC 유체 통로에 유체 연결되고, 그에 연결된 브레이크 페달의 가압력에 응답하여 제1 MC 유체 통로에 유체를 공급하도록 구성된 마스터 실린더(MC)를 포함한다. 전자-유압식 브레이크 시스템은 또한 액추에이터 로드에 연결된 전기 모터를 포함하는 압력 공급 유닛(PSU), 전기 모터 반대편의 터미널 단부를 포함하는 피스톤 보어, 및 피스톤 보어 내에 배치되고 피스톤 보어를 통해 액추에이터 로드에 의해 이동할 수 있으며, 피스톤 보어를 제1 챔버와 제2 챔버로 분할하는 PSU 피스톤을 포함한다. 전자-유압식 브레이크 시스템은 또한 피스톤 보어 내에 내부 실린더를 포함하며, 내부 실린더는 터미널 단부로부터 연장되고 밸런스 보어를 정의한다. PSU 피스톤은 밸런스 보어로 연장되고 액추에이터 로드의 단면적과 동일한 단면적을 갖는 밸런스 피스톤을 포함한다. 전자-유압식 브레이크 시스템은 또한 PSU의 제2 챔버로부터 PSU의 제1 챔버로의 유체 흐름을 허용하고, 반대 방향으로의 유체 흐름을 차단하도록 구성된 체크 밸브를 포함한다. 전자-유압식 브레이크 시스템은 PFE 보어를 통해 이동 가능하며, 하부 챔버로부터 상부 챔버를 분리하는 PFE 피스톤을 포함하는 페달 필 에뮬레이터(PFE)도 포함한다. PFE의 하부 챔버는 PSU의 제2 챔버에 유체 연결되어 PFE의 압축에 응답하여 PFE의 하부 챔버로부터 PSU의 제2 챔버로 유체를 전달한다. 제1 MC 유체 통로는 마스터 실린더로부터 PFE의 상부 챔버로의 유체 경로를 제공하기 위해 PFE의 상부 챔버에 유체 연결된다.

본 발명은 또한 전자-유압식 브레이크 시스템용 압력 공급 유닛(PSU)을 제공한다. 압력 공급 유닛은 전기 모터; 및 전기 모터 반대편의 터미널 단부를 포함하는 피스톤 보어를 포함한다. 압력 공급 유닛은 또한 피스톤 보어 내에 배치된 PSU 피스톤을 포함한다. PSU 피스톤은 전기 모터에 의해 피스톤 보어를 통해 이동 가능하며, 피스톤 보어를 제1 챔버와 제2 챔버로 분할하되, 제1 챔버는 PSU 피스톤과 터미널 단부 사이에서 연장된다. 압력 공급 유닛은 또한 피스톤 보어를 통해 터미널 단부를 향해 이동하는 PSU 피스톤에 응답하여 그로부터 유체를 배출하기 위해 제1 챔버와 유체 연통하는 제1 공급 포트를 포함한다. 압력 공급 유닛은 또한 피스톤 보어 내부에 있고, 터미널 단부로부터 연장되고 밸런스 보어를 정의하는 내부 실린더를 포함한다. PSU 피스톤은 제1 챔버를 통해 밸런스 보어로 연장되는 밸런스피스톤을 포함한다.

본 발명은 또한 전자-유압식 브레이크 시스템을 제공한다. 전자-유압식 브레이크 시스템은 단일 피스톤을 갖고 MC 유체 통로에 유체 연결되며, 연결된 브레이크 페달의 가압력에 응답하여 MC 유체 통로에 유체를 공급하도록 구성된 단일-회로 마스터 실린더(MC)를 포함한다. 전자-유압식 브레이크 시스템은 또한 전기 모터와 피스톤 보어 내에 배치된 PSU 피스톤을 포함하는 압력 공급 유닛(PSU)을 포함한다. PSU 피스톤은 전기 모터에 의해 피스톤 보어를 통해 움직일 수 있고, 피스톤 보어를 제1 챔버와 제2 챔버로 분할하며, 피스톤 보어는 전기 모터 반대편의 터미널 단부를 포함한다. 전자-유압식 브레이크 시스템은 또한 압력 공급 유닛으로부터 적어도 하나의 휠 브레이크로 유체를 전달하기 위한 PSU 유체 통로를 포함한다. PSU는 피스톤 보어를 통해 터미널 단부를 향해 이동하는 PSU 피스톤에 응답하여 그로부터 PSU 유체 통로로 유체를 전달하기 위해 제1 챔버와 유체 연통하는 제1 공급 포트를 포함한다. PSU는 또한 PSU 피스톤이 피스톤 보어를 통해 터미널 단부로부터 멀어지게 이동하는 것에 응답하여 그로부터 유체를 방출하고 PSU 유체 통로로 제2 챔버와 유체 연통하는 제2 공급 포트를 포함한다.

관련된 도면을 참조하는 실시형태의 아래의 설명으로부터 본 발명의 설계의 추가 세부사항, 특징 및 이점이 도출된다.
도 1은 차량의 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 종래의 H-브리지형 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도이다.
도 3은 12-밸브 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 제1 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도이다.
도 5a는 본 개시내용의 일 양태에 따른 압력 공급 유닛(PSU)의 절단도이다.
도 5b는 도 5a의 절단도의 확대 단면도를 도시한다.
도 6a는 도 4의 제1 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도의 단면을 도시하며, PSU에서 ABS 밸브로의 유체 경로를 나타낸다.
도 6b는 도 2의 H-브리지형 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도의 단면을 도시하며, PSU에서 ABS 밸브까지의 유체 경로를 나타낸다.
도 6c는 도 3의 12-밸브 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도의 단면을 도시하며, PSU에서 ABS 밸브까지의 유체 경로를 나타낸다.
도 7a는 도 4의 제1 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도의 단면을 도시하며, PSU의 세부 사항을 나타낸다.
도 7b는 도 3의 12-밸브 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도의 단면을 도시하며, PSU의 세부 사항을 나타낸다.
도 8a는 도 4의 제1 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도의 단면을 도시한다.
도 8b는 도 2의 H-브리지형 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도의 단면을 도시하며, PFE 차단 밸브에 결함이 있음을 나타낸다.
도 8c는 도 3의 12-밸브 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도의 단면을 도시하며, PFE 차단 밸브에 결함이 있음을 나타낸다.
도 9는 도 4의 제1 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도로, 우측 앞바퀴 브레이크에 브레이크 라인의 누출을 나타낸다.
도 10은 해제 밸브의 절단 다이어그램을 도시한다.
도 11은 본 개시내용의 일 측면에 따른 체크 밸브의 절단 다이어그램을 도시한다.
도 12는 도 11의 체크 밸브의 절개 사시도이다.
도 13a는 도 11의 체크 밸브의 코어의 사시도이다.
도 13b는 밸브 하우징의 일부가 투명하게 표시되어 있는, 도 13b의 코어의 사시도이다.
도 14는 본 개시내용의 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도이다.
도 15는 본 개시내용의 브레이크-바이-와이어 시스템의 개략도이다.
도 16은 PSU가 마스터 브레이크 실린더와 축 방향으로 정렬된 축 구성을 갖는 1-박스 브레이크-바이-와이어 장치를 도시한다.
도 17은 모터-다운 구성을 갖는 1-박스 브레이크-바이-와이어 장치를 도시한다.
도 18은 횡 방향 모터 구성을 갖는 1-박스 브레이크-바이-와이어 장치를 도시한다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 실시형태에 따라 상세하게 설명한다.

도 1은 자동차와 같은 차량의 브레이크-바이-와이어 시스템(10)의 개략적인 블록 다이어그램이다. 현재 기본 브레이크-바이-와이어(BBW) 아키텍처는 자동차 산업에서 잘 확립되어 있다. 차량의 마스터 실린더(12)는 고장 난 시스템 폴백 모드에서 브레이크를 직접 적용하거나 또는 휠 브레이크(13)에서 분리되어 기존 브레이크 시스템의 힘, 이동 및 감쇠를 모사하는 페달 필 에뮬레이터(14)에 연결된다. 브레이크 페달 이동 및/또는 힘 및/또는 브레이크 압력은 시스템(10)에 의해 브레이크 전자 제어 장치(ECU)(17)에 대한 입력 신호로 사용된다. 궁극적으로 적절한 신호를 압력 공급 유닛(PSU)(16)에 보낸다. PSU(16)는 고효율 브러시리스 모터와 하나 또는 두 개의 피스톤을 변위시키는 볼스크류 어셈블리를 포함할 수 있으며, 이는 전기 마스터 실린더로 간주될 수 있다. 마스터 실린더(12) 및/또는 PSU(16)는 일련의 컨트롤 밸브(15)를 통해 휠 브레이크(13)에 연결될 수 있다. 컨트롤 밸브는 각각의 휠 브레이크(13)에 대해 ABS(Antilock Braking), 전자식 트랙션 컨트롤(Electronic Traction Control) 등과 같은 기능을 제공하기 위해 적용 밸브 및 릴리스 밸브(도시되어 있지 않음)를 포함할 수 있다.

브레이크 페달 입력은 종래의 진공 부스터 브레이크 시스템의 필을 모사(replicate)하기 위해 브레이크를 얼마나 빠르고 세게 적용할 것인지를 결정하는 운전자 의도를 정의한다. 재생 모드에서 하나 이상의 전기 모터를 사용하여 차량을 감속하기 위해, 브레이크 ECU(17)는 또한 파워트레인 제어 모듈(PCM)이라고도 호칭할 수 있는 구동 제어 유닛(DCU)(18)에 신호를 보낼 수 있다.

도 2는 차량의 휠 브레이크(22a, 22b, 22c, 22d)의 작동을 제어하기 위한 브레이크-바이-와이어(BbW) 시스템(20a)의 일부로서의 종래의 H-브리지 회로(60)의 개략도이다. BbW 시스템을 사용하는 차량의 하나 이상의 바퀴는 내연 기관(6)에 의해 구동될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, BbW 시스템을 사용하는 차량의 하나 이상의 바퀴는 순수 전기 차와 같이 전기 모터(8)에 의해 구동될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 그리고 일부 하이브리드 차량의 경우에서와 같이, BbW 시스템을 사용하는 차량의 하나 이상의 바퀴는 공유하는 구성의 전기 모터(8)와 내연 기관(6) 모두에 의해 동력이 공급될 수 있다. BbW 시스템을 사용하는 대부분의 차량은 후자의 두 가지 범주에 속한다. 공유하는 구성의 예가 2개의 앞바퀴가 각각 내연기관(6) 및 전기 모터(8)에 결합된 상태로 도 2에 도시되어 있다. 그러나 이것은 예시일 뿐이며, 바퀴의 일부 또는 전체가 내연 기관(6) 및/또는 전기 모터(8) 중 어느 하나 또는 이들 모두에 의해 구동될 수 있다. 또한, 내연 기관(6) 및/또는 전기 모터(8) 중 하나 또는 둘 모두는 예를 들어 직접-구동, 차동 및/또는 기타 파워트레인 부품을 통해 임의의 수량의 바퀴를 구동하도록 구성될 수 있다.

H-브리지 유형의 BbW 시스템(20a)은 유압 유체를 보유하고, 이중-회로 마스터 실린더(30)에 유압 유체를 공급하는 유체 저장소(24)를 포함한다. 플로트 스위치와 같은 유체 레벨 센서(25)는 유체 저장소(24) 내의 유압 유체의 수위를 모니터한다. 저장소 테스트 밸브(26)는 유체 저장소(24)로부터 이중-회로 마스터 실린더(30)로의 유체 흐름을 선택적으로 제어한다. 이중-회로 마스터 실린더(30)는 브레이크 페달(36)의 적용에 응답하여 제1 마스터 실린더(MC) 유체 통로(32) 및 제2 MC 유체 통로(34) 각각에서 유체 압력을 공급하도록 구성된다. 브레이크 페달(36)은 궁극적으로 이중-회로 마스터 실린더(30)의 1차 피스톤(40)을 누르는 브레이크 링크(38)에 연결되어 있다. MC 유체 통로들(32, 34)은 2개의 MC 유체 통로(32, 34) 내부에서 누출과 같은 고장이 발생한 경우 중복(redundancy)을 제공하기 위해 서로 유체적으로 격리될 수 있다. 이동 센서(37)는 브레이크 페달(36)의 위치를 모니터한다. 제1 압력 센서(33)는 제1 MC 유체 통로(32)의 압력을 모니터한다.

페달 필 에뮬레이터(PFE)(41)는 PFE 보어(42)를 포함한다. PFE 피스톤(44)은 PFE 보어(42)를 상부 챔버(42a) 및 하부 챔버(42b)로 분할하기 위해 PFE 보어(42) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된다. PFE 피스톤(44)은 스프링(45)에 의해 바이어스 되어 상부 챔버(42a)를 압축한다. 상부 챔버(42a)는 특히 이중-회로 마스터 실린더(30)가 휠 브레이크 작동으로부터 분리될 때 자연스러운 브레이크 작동 느낌(feel)을 선택적으로 제공하기 위해 PFE 차단 밸브(46)를 통해 제1 MC 유체 통로(32)에 선택적으로 유체 결합된다. 제1 체크 밸브(47)는 PFE 차단 밸브(46)와 병렬로 연결되어 유체가 PFE(41)로부터 다시 제1 MC 유체 통로(32)로 흐르도록 하면서도 역방향으로 유체가 흐르는 것을 방지한다. 하부 챔버(42b)는 복귀 유체 통로(27)를 통해 유체 저장소(24)에 유체 연결된다.

압력 공급 유닛(PSU)(50)은 유체 저장소(24)로부터 유압 유체를 PSU 유체 통로(56)로 공급하기 위해 PSU 펌프(54) 및 전기 모터(52)를 포함한다. 모터 내에서 회전자의 위치 이에 따라 PSU 펌프(54)의 위치를 결정하기 위해, 회전자 각도 센서(53)가 전기 모터에 결합될 수 있다. 제2 체크 밸브(58)는 유체 저장소(24)로부터 PSU 유체 통로(56)로의 유체 흐름을 허용하면서 반대 방향으로의 유체 흐름을 차단한다. 제2 압력 센서(57)는 PSU 유체 통로(56)의 압력을 모니터한다.

이러한 유압 레이아웃은 이중-회로 마스터 실린더(30)의 MC 유체 통로들(32, 34)과 PSU(50) 사이의 스위칭을 제어하는 4개의 밸브를 갖는 H-브리지 회로(60)를 포함한다. 이중-회로 마스터 실린더(30)에 휠 브레이크(22a, 22b, 22c, 22d)를 연결하는 상시-개방 밸브들과 PSU(50)에 휠 브레이크(22a, 22b, 22c, 22d)를 연결하는 상시-폐쇄 브레이크로 된 이 기본 안정 회로가 미국 특허 US 6,533,369에 기술되어 있으며, 이는 본 명세서에 전체가 참고로 통합된다.

컨트롤 밸브 매니폴드(66)는 2개의 브레이크 회로(62, 64)를 대응하는 휠 브레이크(22a, 22b, 22c, 22d)에 유체적으로 연결한다. 컨트롤 밸브 매니폴드(66)는 휠 브레이크(22a, 22b, 22c) 중 대응하는 하나의 휠 브레이크와 2개의 브레이크 회로(62, 64) 중 관련된 하나의 브레이크 회로 사이의 유체 흐름을 선택적으로 제어하기 위해 휠 브레이크(22a, 22b, 22c, 22d) 각각에 대응하는 적용 밸브(68a) 및 릴리스 밸브(68b)를 포함한다. 적용 밸브(68a) 및 릴리스 밸브(68b)는 그러한 ABS에서 사용하기 위한 ABS(Antilock Brake System) 밸브로 총체적으로 불릴 수 있다. 그러나 적용 밸브(68a) 및 릴리스 밸브(68b)는 트랙션 제어 및/또는 토크 벡터링과 같은 다른 기능을 위해 사용될 수 있다.

8개의 표준 ABS 밸브(68a, 68b) 및 4개의 H-브리지 컨트롤 밸브(60) 외에도, 종래의 브레이크-바이-와이어 시스템은 2개의 추가 밸브(26, 46)를 포함하여 총 14개의 밸브를 제공한다. PFE 차단 밸브(46)는 평상시 닫혀 있는 밸브이며, 그 유일한 목적은 마스터 실린더 백업이 필요할 때 압력 공급 유닛이 고장 난 경우 PFE(41)를 잠그는 것이다. 저장소 테스트 밸브(26)는 시스템이 PFE 차단 밸브(46)가 적절하게 기능하고 있는지 확인하기 위해 자체 테스트를 수행할 수 있도록 유체 저장소(24)로의 1차 마스터 실린더 복귀 경로를 차단하는 데 사용될 수 있다. 이것은 PFE 차단 밸브(46)가 처음 명령을 받았을 때 열리지 않으면 페달이 잠길 수 있기 때문에 매우 중요한다.

전자 제어 유닛(ECU)(70)은 하나 이상의 밸브(60, 68a, 68b, 26, 46)의 작동을 제어하고 및/또는 하나 이상의 센서(25, 33, 37, 53, 57)를 모니터링하기 위한 하나 이상의 프로세서, 마이크로컨트롤러 및/또는 전기 회로를 포함할 수 있으며, 이에 의해 H-브리지 BbW 시스템(20a)의 작동을 조정한다.

도 3은 12-밸브 BbW 시스템(20b)의 개략도이다. 12-밸브 BbW 시스템(20b)은 여기에 설명된 변경 사항을 제외하고 H-브리지 BbW 시스템(20a)과 유사하거나 동일할 수 있다. 12-밸브 BbW 시스템(20b)은 도 2에 도시된 H-브리지 BbW 시스템(20a)에 비해 성능 및 안전 요구 사항을 충족하면서 비용, 질량 및 크기의 감소와 같은 몇 가지 이점을 제공할 수 있다. 12-밸브 브레이크-바이-와이어 시스템(20b)은 H-브리지 BbW 시스템(20a)의 이중-회로 마스터 실린더(30) 대신 단일 피스톤을 갖는 단일-회로 마스터 실린더(130)를 포함한다. 단일-회로 마스터 실린더(130)는 마스터 실린더(MC) 오리피스(132)와 MC 체크 밸브(134)의 병렬 조합을 통해 유체 저장소(24)로부터 유압 유체를 받는다. 단일-회로 마스터 실린더(130)는 브레이크 페달(36)의 적용에 따라 유체를 제1 MC 유체 통로(32)로 공급한다. 제4 체크 밸브(136)는 유체 저장소(24)로부터 PSU(50)로의 유체 흐름을 허용하면서, 반대 방향으로의 유체 흐름은 차단한다.

H-브리지 회로(60) 대신에, 12-밸브 BbW 시스템(20b)은 궁극적으로 휠 브레이크(22a, 22b, 22c, 22d)에 유체적으로 연결된 2개의 브레이크 회로(62, 64) 중 하나 또는 둘 모두에 제1 마스터 실린더(MC) 유체 통로(32) 또는 PSU 유체 통로(56)를 선택적으로 연결하도록 구성된 3-밸브 장치(60a, 60b, 60c)를 갖는다. 3-밸브 장치(60a, 60b, 60c)는 제1 마스터 실린더(MC) 유체 통로(32)를 제1 브레이크 회로(62)와 선택적으로 유체 연결하도록 구성된 MC 차단 밸브(60a)를 포함한다. 3-밸브 장치(60a, 60b, 60c)는 또한 PSU 유체 통로(56)를 제2 브레이크 회로(64)와 선택적으로 유체 연결하도록 구성된 PSU 차단 밸브(60b)를 포함한다. 3-밸브 장치(60a, 60b, 60c)는 또한 제1 브레이크 회로(62)를 제2 브레이크 회로(64)에 선택적으로 유체 연결하도록 구성된 중간 회로 연결 밸브(60c)를 포함한다.

12-밸브 BbW 시스템(20b)은 2개의 브레이크 회로(62, 64)를 대응하는 휠 브레이크(22a, 22b, 22c, 22d)에 유체적으로 연결하는 컨트롤 밸브 매니폴드(66)를 포함한다. 컨트롤 밸브 매니폴드(66)는 H-브리지 BbW 시스템(20a)의 컨트롤 밸브 매니폴드(66)와 유사하거나 동일할 수 있다.

12-밸브 BbW 시스템(20b)은 또한 우리 산업에서 추구하는 비용, 크기 및 질량 감소를 달성하기 위해 감소된 성능을 제공할 수 있다. 이 레이아웃에는 중간 회로 연결 밸브(60c)로 인해 발생할 수 있는 지연(lag)으로 인해 전방/후방 시스템에만 적합할 수 있고, H-브리지 BbW 시스템(20a)의 H-브리지 회로(60)에서 병렬로 2개의 밸브에 의해 수행되는 유체와 동일한 유체를 흐르게 하기 위해서는 밸브(60a, 60b, 60c)가 충분히 커야 한다는 단점도 있다.

도 4는 본 개시내용의 제1 BbW 시스템(120)의 개략도이다. 제1 BbW 시스템(120)은 단일-회로 마스터 실린더(130) 및 압력-균형 피스톤(160)이 있는 이중-회로 압력 공급 유닛(PSU)(150)을 구비하는 10-밸브 시스템이다. 제1 BbW 시스템(120)의 하나 이상의 측면은 다른 개수의 밸브를 갖는 브레이크 시스템에서 구현될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 제1 BbW 시스템(120)은 후술하는 바와 같이 이전에 설명된 종래의 BbW 시스템과 상당히 상이하다.

제1 BbW 시스템(120)은 단일-회로 마스터 실린더(130)를 포함한다. 유압 유체는 MC 오리피스(132)와 MC 체크 밸브(134)의 병렬 조합을 통해 유체 저장소(24)로부터 단일-회로 마스터 실린더(130)로 흐를 수 있다. 유압 유체는 브레이크 페달(36)의 적용(즉, 누름)에 응답하여 단일-회로 마스터 실린더(130)로부터 제1 MC 유체 통로(32)로 배출된다.

제1 BbW 시스템(120)은 제1 체크 밸브(47)와 병렬로 연결된 제2 오리피스(144)를 통해 제1 MC 유체 통로(32)에 유체 결합된 PFE(41)의 상부 챔버(42a)를 포함한다. 제1 체크 밸브(47)는 PFE(41)로부터 제1 MC 유체 통로(32)로의 유체 흐름은 허용하지만 역방향으로의 유체 흐름은 방지하도록 구성되어 있다. 제3 압력 센서(145)는 PFE(41)의 상부 챔버(42a) 내의 유체 압력을 모니터한다. 제4 압력 센서(146)는 PSU 유체 통로(56)의 유체 압력을 모니터한다.

제1 BbW 시스템(120)의 이중-회로 PSU(150)는 제1 유체 포트(152), 제2 유체 포트(154), 제3 유체 포트(155), 제4 유체 포트(156) 및 제5 유체 포트(158)를 포함한다. PSU 피스톤(160)은 전기 모터(52)에 의해 선형으로 이동되어, 압력 하에 있는 유압 유체를 제2 유체 포트(154)를 통해 PSU 유체 통로(56)에 공급한다.

제2 유체 포트(154)는 또한 PSU 피스톤(160)이 전기 모터(52)로부터 멀어지도록 연장될 때 이중-회로 PSU(150)로부터 유체를 공급하는 기능 때문에 제1 공급 포트로 불릴 수 있다. 제4 유체 포트(156)는 PSU 피스톤(160)이 전기 모터(52) 쪽으로 후퇴될 때 이중 회로 PSU(150)로부터 유체를 공급하는 기능 때문에 제2 공급 포트라고도 칭한다. 제3 유체 포트(155)는 PSU 피스톤(160)이 전기 모터(52)로부터 멀리 연장될 때 이중-회로 PSU(150)로부터 유체를 공급하기 위한 기능 때문에 제3 공급 포트로도 불릴 수 있다. 평상시 닫혀 있는 밸브인 PSU 저장소 차단 밸브(PRIV)(126)는 저장소(24) 및 이중-회로 PSU(150)의 제1 유체 포트 및 제4 유체 포트(156)에 유체 연결되는 흡입 통로(128) 사이에서의 유체 소통을 선택적으로 제어한다.

PSU 보충 체크 밸브(172)는 흡기 통로(128)와 PSU 유체 통로(56) 사이에 연결되고, 흡기 통로(128)로부터 PSU 유체 통로(56)로의 유체 흐름을 허용하지만 반대 방향의 유체 흐름은 차단하도록 구성된다. PSU 밸런스 체크 밸브(173)는 제3 유체 포트(155)와 PSU 유체 통로(56) 사이에 연결되고, 제3 유체 포트(155)로부터 PSU 유체 통로(56)로의 유체 흐름은 허용하지만, 반대 방향의 유체 흐름을 차단하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, PSU 밸런스 체크 밸브(173)는 사용되지 않을 수 있고, 제3 유체 포트(155)는 PSU 유체 통로(56)에 유체적으로 직접 결합될 수 있다.

PFE(41)의 하부 챔버(42b)는 제5 체크 밸브(174)를 통해 유체 저장소(24)에 연결된다. 제5 체크 밸브(174)는 유체 저장소(24)로부터 PFE(41)로의 유체 흐름을 허용하지만, 반대 방향의 유체 흐름을 차단하도록 구성된다. 보충 도관(makeup conduit)(176)이 또한 PFE(41)의 하부 챔버(42b)에 연결된다. 보충 도관(176)은 제6 체크 밸브(178)를 통해 이중-회로 PSU(150)의 제5 유체 포트(158)에 연결된다. 제6 체크 밸브(178)는 보충 도관(176)으로부터 이중-회로 PSU(150)의 제5 유체 포트(158)로의 유체 흐름은 허용하지만, 반대 방향으로의 유체 흐름은 차단하도록 구성된다.

평상시 개방되어 있는 밸브인 마스터 실린더 차단 밸브(MCIV)(170)는 제1 MC 유체 통로(32)와 PSU 유체 통로(56) 사이의 유체 연통을 선택적으로 제어한다.

PSU 유체 통로(56)는 제1 브레이크 회로(62) 및 제2 브레이크 회로(64) 각각에 직접 유체 연결된다. 제1 양-방향 체크 밸브(162)는 제1 브레이크 회로(62)에서 PSU 유체 통로(56)와 ABS 밸브(68a, 68b) 사이의 유체 흐름을 제어하고, 제2 양-방향 체크 밸브(164)는 PSU 유체 통로(56)와 제2 브레이크 회로(64)의 ABS 밸브(68a, 68b) 사이의 유체 흐름을 제어한다. 아래에서 양-방향 체크 밸브(162, 164)의 목적 및 작동을 더욱 상세하게 설명한다.

도 5a는 이중-회로 PSU(150)의 단면도를 도시한다. 이중-회로 PSU(150)는 액추에이터 보어(204)를 통해 선형 경로로 액추에이터 너트(202)를 이동시키도록 구성된 전기 모터(52)를 포함한다. 구체적으로, 전기 모터(52)는 나선 로드(threaded rod)(205)를 회전시켜, 액추에이터 너트(202)가 액추에이터 보어(204)를 통한 선형 경로로 이동시킨다. 일부 실시형태에서, 액추에이터 너트(202)가 액추에이터 보어(204)를 통해 선형 경로로 이동할 때 예를 들어 키 및 슬롯에 의해 회전하는 것이 방지될 수 있다. 일부 실시형태에서, 볼스크류 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 볼 베어링이 나선 로드(205)와 액추에이터 너트(202) 사이에 위치할 수 있다. 하나 이상의 유성 감속 기어를 포함할 수 있는 기어 세트(206)는 전기 모터(52)의 모터 샤프트와 나선 로드(205)를 기계적으로 연결하여, 나선 로드(205)에 가해지는 속도를 감소시키고 토크를 증가시킨다.

액추에이터 로드(208)는 액추에이터 너트(202)에 결합되고, 전기 모터(52) 반대편의 볼 단부(209)로 연장된다. 액추에이터 로드(208)는 격벽(212)을 통해 연장되고, 제1 O-링(210)에 의해 밀봉된다. 액추에이터 로드(208)의 볼 단부(209)는 PSU 피스톤(160)의 대응하는 포켓(211) 내에 꽉 끼는 스냅 끼워맞춤(snap fit)으로 끼워져 PSU 피스톤(160)이 액추에이터 로드(208)에 의해 밀리거나 당겨질 수 있다. PSU 피스톤(160)은 피스톤 내에 배치되며, 액추에이터 로드(208)의 볼 단부(209)에 의해 압박됨에 따라 피스톤 보어를 관통하여 선형으로 이동하게 구성된다. 피스톤 보어(222)는 격벽(212)과 터미널 단부(228) 사이에서 연장된다. PSU 피스톤(160)은 피스톤 보어(222)를 제1 챔버(224)와 제2 챔버(226)로 분할한다. 제1 챔버(224)는 터미널 단부(228)와 PSU 피스톤(160) 사이에서 연장된다. 액추에이터 로드(208)의 볼 단부(209)와 대응하는 PSU 피스톤(160) 내 포켓(211) 사이의 인터로킹 조립은 이중-회로 PSU(150)가 리턴 스프링 없이 작동하게 할 수 있다. 이는 리턴 스프링이 필요한 대체 설계에 비해 비용을 절감할 수 있게 한다.

제2 챔버(226)는 PSU 피스톤(160)과 격벽(212) 사이에서 연장된다. 제2 유체 포트(154)는 PSU 피스톤(160)이 터미널 단부(228)를 향해 밀림에 따라 유체가 제1 챔버(224)로부터 배출되게 하기 위해 터미널 단부(228)에 인접한 제1 챔버(224)로의 유체 연통을 제공한다. 제4 유체 포트(156) 및 제5 유체 포트(158)는 각각 제2 챔버(226)로의 유체 연통을 제공한다.

PSU 피스톤(160)은 피스톤 보어(222)에 걸쳐 있고, 액추에이터 로드(208)의 볼 단부(209)와 맞물리는 상부 면(230)을 포함한다. PSU 피스톤(160)은 상부 면(230)으로부터 멀어지게 그리고 피스톤 보어(222)에 인접한 제1 챔버(224) 내로 연장하는 원통형 스커트(232)를 또한 포함한다. 원통형 스커트(232)는 도 5a에 도시된 바와 같이 이중 회로 PSU(150)가 후퇴된 위치에 있는 제1 챔버(224) 내로 유체를 흐를 수 있게 하기 위해 제1 유체 포트(152)와 정렬되는 흡입 통로(234)를 형성한다. 한 세트의 제2 O-링(236)은 PSU 피스톤(160) 주위에서 유체가 누출되는 것을 방지하기 위해 피스톤 보어(222)와 PSU 피스톤(160) 사이를 밀봉한다.

이중-회로 PSU(150)는 피스톤 보어(222) 내에서 터미널 단부(228)로부터 전기 모터(52)를 향해 연장하며, 그 내부 표면 위에 밸런스 보어(242)를 형성하는 내부 실린더(241)를 포함한다. 밸런스 보어(242)는 피스톤 보어(222)와 동축일 수 있다. PSU 피스톤(160)은 또한 상부 면(230)으로부터 반대쪽으로 연장되고, 액추에이터 로드(208)의 단면적과 동일한 단면적을 갖는 밸런스 피스톤(240)을 포함한다. 밸런스 피스톤(240)은 밸런스 보어(242)를 관통하며 연장된다. 제3 유체 포트(155)는 밸런스 보어(242)로 유체 연통을 제공한다. 제3 O-링(244)은 밸런스 보어(242)와의 밀봉을 위해 밸런스 피스톤(240) 주위로 연장된다.

운전자가 브레이크를 밟으면, 마스터 실린더 차단 밸브(MCIV)(170)는 닫히고 PSU 저장소 차단 밸브(PRIV)(126)는 열린 상태를 유지한다. 마스터 실린더 유체는 정상적인 브레이크 페달 힘과 이동을 시뮬레이션하기 위해 PFE(41)로 보내진다. 동일한 이동 정보가 전자 제어 유닛(ECU)(70)으로 전송되고, 이후에 적절한 전류를 전기 모터(52)에 적용하여 볼 스크류를 회전시키고 PSU 피스톤(160)을 기계적으로 변위시킨다. 이는 유체가 양-방향 체크 밸브(162, 164)를 통해 이동하게 하며, ABS 적용 밸브(68a)를 통해 그리고 최종적으로 휠 브레이크(22a, 22b, 22c, 22d)에 도달하여 압력을 가하여 차량을 감속한다.

이것은 ABS 정지에서 휠 브레이크에서 방출된 유체가 포착되지 않고 대기압에서 저장소로 다시 흐르는 것을 의미하는 "개방" 시스템이므로, PSU를 보충해야 한다. 이것은 PSU 피스톤(160) 뒤로 압력을 가두는 PSU 저장소 차단 밸브(PRIV)(126)를 먼저 닫음으로써 달성된다. 볼 스크류는 액추에이터 로드(208)를 후퇴시켜 PSU 피스톤(160)을 터미널 단부(228)로부터 뒤로 잡아당긴다. 이것은 체크 밸브(172)의 보충을 통해 PSU 피스톤(160) 뒤의 유체가 PSU 피스톤(160) 전방으로 흐르게 강제한다. 밸런스 피스톤(240)에 의해 보충하는 중에 PSU 피스톤(160)의 양 측면 상의 압력이 유지되고, 이제 PSU 피스톤(160) 양 측면은 PSU 피스톤(160)이 피스톤 보어(222)를 통해 이동할 때 동일한 부피를 변위한다.

이중-회로 PSU(150)는 "비우기(evac.) 및 채우기(fill)" 절차를 사용하여 어셈블리 설비에서 채워질 수 있다. 즉, 전체 브레이크 시스템을 비운 다음 브레이크　 유체를 추가하여 포획된 공기(trapped air)가 없도록 할 수 있다. 이 경우, 밸런스 체크 밸브(173)는 매우 낮은 크래킹 압력을 가질 수 있고, 밸런스 피스톤(240) 앞의 밸런스 보어(242)는 유체로 채워질 것이다. 제1 적용 후, 밸런스 피스톤(240) 앞의 밸런스 보어(242)는 보충될 수 없고 단순히 부분 진공을 생성한다. 또는 비우기 및 채우기가 사용되지 않고, 단순한 압력 또는 중력 블리드를 사용하면, 작은 부피의 공기가 밸런스 피스톤(240) 앞의 밸런스 구멍(242)에 갇힐 수 있다. 이 작은 부피의 공기는 작동을 방해하지 않지만, 대부분 천천히 브레이크 시스템으로 돌아가 흡수되게 된다. 위의 두 경우 중 어느 하나에서, 밸런스 피스톤(240) 앞의 밸런스 보어(242)는 대기압 또는 그 근처에서 유지될 수 있으므로, PSU 피스톤(160)의 상부 측에서 액추에이터 로드(208)에 의해 가해지는 힘의 균형을 이룬다.

도 5b는 액추에이터 로드(208)의 볼 단부(209)가 PSU 피스톤(160)의 대응하는 포켓(211) 내에 어떻게 끼워지는지를 보여주는 이중-회로 PSU(150)의 확대 단면도이다. 액추에이터 로드(208)는 PSU 피스톤(160)의 포켓(211) 내로 조립되는 플라스틱 및 스탬프 된 어셈블리를 포함할 수 있다. 그런 다음 볼 단부(209)는 PSU 피스톤(160) 내로 스냅 및 유지되어 실질적으로 높은 인발력(pull-out force)을 갖는 견고한 커플을 형성할 수 있다.

도 6a는 이중-회로 PSU(150)로부터 ABS 밸브라고도 하는 컨트롤 밸브 매니폴드(66)로의 유체 경로를 나타내는, 도 4의 제1 BbW 시스템(120)의 개략도의 단면을 도시한다. 도 6b는 PSU(50)에서 컨트롤 밸브 매니폴드(66) 사이의 유체 경로 내의 차단 밸브가 원으로 표시되어 있으며, PSU(50)로부터 컨트롤 밸브 매니폴드(66) 사이의 유체 경로를 나타내는, 도 2의 H-브리지 타입 BbW 시스템(20a)의 개략도의 단면을 도시한다. 도 6c는 PSU(50)와 컨트롤 밸브 매니폴드(66) 사이의 유체 경로에 있는 차단 밸브가 원으로 표시되어 있으며, PSU(50)에서 컨트롤 밸브 매니폴드(66)까지의 유체 경로를 나타내는, 도 3의 12-밸브 BbW 시스템(20b) 시스템의 개략도의 단면을 도시한다.

이들 개략도는 제동 응답 시간의 중요한 측면에 관한 제1 BbW 시스템(120)의 이점을 나타낸다. H-브리지 BbW 시스템(20a) 및 12-밸브 BbW 시스템(20b) 디자인 모두에서, 유체는 PSU(50)로부터 휠 브레이크까지 하나 또는 두 개의 차단 밸브를 통해 흘러야 한다. 제1 BbW 시스템(120)에는 이중-회로 PSU(150)와 휠 브레이크 사이에 차단 밸브가 없다. 이것은 제1 BbW 시스템(120)에 밸브의 일반적인 오리피스 등가 크기가 0.7에서 1.0 범위라는 점에서 뚜렷한 이점을 제공하며, 이는 상당한 흐름 제한을 일으켜 제동 응답 시간을 감소시킬 수 있다.

또한 이러한 상황은 12-밸브 BbW 시스템(20b)의 경우 더 나쁠 수 있다는 점에 유의해야 한다. 그 이유는 필요에 따라 밸브가 H-브리지 BbW 시스템(20a)의 병렬 밸브와 동등한 유량을 달성하기 위해 더 커야 할 필요가 있기 때문이다. 또한, 이 디자인은 크로스-오버 밸브가 추가된 흐름 제한으로 인해 전방/후방 유압 베이스 브레이크 스플릿에만 적용할 수 있다.

도 7a는 이중-회로 PSU(150)의 세부 사항을 나타내는, 도 4의 제1 BbW 시스템(120)의 개략도의 단면을 도시한다. 제1 BbW 시스템(120) 디자인은 독특하고 PSU 피스톤(160) 뒤에 항상 유체가 있다는 점에서 브레이크 시스템에 안전성을 추가한다. 이는 밀봉 실패의 누출 문제를 사실상 제거한다. PSU 피스톤(160)이 왼쪽으로 변위되면(즉, 배출 행정 동안), PRIV(126)가 열리고, 유체는 제4 유체 포트(156)를 통해 제2 챔버(226)로 들어갈 수 있다. 제5 유체 포트(158) 및 제6 체크 밸브(178)를 통해 유체가 제2 챔버(226) 내로 유입될 수 있다. 보충하는 동안(즉, PSU 피스톤(160)이 오른쪽으로 이동할 때), PRIV(126)가 닫히고, PSU 피스톤(160) 뒤의 제2 챔버(226)를 밀봉한다. 액추에이터 로드(208)가 후퇴할 때, PSU 피스톤(160)이 터미널 단부(228)로부터 당겨지고, 이는 궁극적으로 피스톤(160)의 양쪽에 있는 영역들이 동일하기 때문에 시스템 압력을 유지하면서, 제4 유체 포트(156)로부터 제2 유체 포트(154) 및 제3 유체 포트(155)로 유체를 밀어낸다.

도 7b는 도 3의 H-브리지 BbW 시스템(20a)의 개략도의 단면으로, PSU(50)의 상세 사항을 도시한다. 12-밸브 BbW 시스템(20b)은 피스톤의 한쪽에만 유체를 갖는 유사하거나 동일한 설계를 갖는 PSU(50)를 통합할 수 있다. 이러한 건식-피스톤 PSU는 PSU 피스톤 밀봉을 지나 모터 어셈블리로 유체가 누출될 수 있다. 또한 보충을 설정하려면, PSU 배출 밸브를 닫아야 하며 유체가 PSU 보어로 들어갈 수 있도록 진공을 생성해야 한다. 이로 인해 공기 유입(ingestion)에 대한 추가 우려가 발생한다. 마지막으로 볼 스크류가 고장 나면, PSU 피스톤은 유압식으로 제자리에 고정되기 전에 푸시로드 피스톤과 동일한 변위만 이동한다.

도 8a는 도 4의 제1 BbW 시스템(120)의 개략도의 단면도이다. 도 8b는 도 2의 H-브리지 BbW 시스템(20a)의 개략도의 단면을 도시하며, 결함이 있는 PFE 차단 밸브를 나타낸다. 도 8c는 도 3의 12-밸브 BbW 시스템(20b)의 개략도의 단면을 도시하며, 결함이 있는 PFE 차단 밸브를 나타낸다. 도 8a 내지 도 8c는 제1 BbW 시스템(120) 설계가 본질적으로 더 안전한 또 다른 영역이 브레이크-바이-와이어 모드의 개시를 위한 것이다. H-브리지 BbW 시스템(20a) 및 12-밸브 BbW 시스템(20b)에서, 페달 필 에뮬레이터(PFE)는 폴백 모드 작동을 위해 평상시 닫혀 있는 밸브에 의해 잠긴다. 다른 컨트롤 밸브가 모두 제대로 작동하고(휠 브레이크로의 마스터 실린더 흐름 차단) PFE 차단 밸브가 열리지 않으면 페달이 잠겨서 ECU에 이동 정보를 전송할 수 없어 잠재적으로 브레이크 고장이 발생할 수 있다. 본 발명의 제1 BbW 시스템(120)은 고유의 균형 잡힌 피스톤 설계로 인해 PFE 차단 밸브를 필요로 하지 않는다. 따라서 각 브레이크가 적용될 때마다 브레이크 페달 변위가 보장되고 페달 잠금(lockout) 문제가 제거된다.

도 9는 도 4의 제1 BbW 시스템(120)의 개략도로, 오른쪽 앞바퀴 브레이크로 향하는 브레이크 라인에 누출이 있음을 나타낸다. 이것은 메인 브레이크 시스템에서 이중-체크 밸브의 주된 목적이 결함 있는 브레이크 호스와 같은 누출이 있는 경우 브레이크 시스템의 장기간(예를 들어, 밤새) 누출을 방지하는 것임을 보여준다. 체크 밸브는 작동을 위해 중력의 영향으로 누출을 방지하기에 충분한 작은 차압이 필요하다. 이것은 백업용 단일 마스터 실린더 회로를 사용하는 시스템에 또 다른 안전 조치를 추가한다. 다시 말해, 양-방향 체크 밸브(162, 164) 각각은 유체가 통과하는 차압이 미리 결정된 압력 값보다 크지 않는 한 유체가 이를 통해 흐르는 것을 방지할 수 있다. 누출의 경우, 양-방향 체크 밸브(162, 164) 중 해당하는 밸브를 가로지르는 차압이 미리 결정된 값 아래로 떨어질 수 있으며, 그 이후에는 해당 양-방향 체크 밸브(162, 164)가 흐름을 차단하여 더 이상 누출되지 않게 한다.

도 10은 릴리스 밸브(166)의 단면도를 도시한다. 릴리스 밸브(166)는 통상적인 디자인일 수 있다.　 도 11은 도 10에 도시된 릴리스 밸브(166)와 동일한 도구 및 구성요소 중 많은 것을 사용할 수 있는 양-방향 체크 밸브(162, 164)의 절단도이다. 도 12는 양-방향 체크 밸브(162, 164)의 절단 사시도를 도시한다.

블록(300)은 개방 단부(304)로부터 밸브 보어(302)를 형성한다. 밸브 코어(310)는 밸브 보어(302) 내에 배치된다. 밸브 코어(310)는 일반적으로 관형이고 제1 단부(314)와 제2 단부(316) 사이에서 밸브 코어를 통해 축 방향으로 연장하는 내부 통로(312)를 형성한다. 캡(318)은 개방 단부(304)를 둘러싸고, 밸브 코어(310)를 밸브 보어(302) 내에 유지한다. 블록(300)은 밸브 코어(310) 내에서 제1 구멍(322)을 통해 내부 통로(312)의 제1 단부(314)와 유체 연통하는 제1 유체 통로(320)를 형성한다. 블록(300)은 또한 밸브 코어(310)의 제2 단부(316)와 유체 소통하고 정렬되는 제2 유체 통로(324)를 형성한다. 볼 밀봉(330), 볼(332), 및 스프링(334)은 밸브 보어(302) 내에 배치되어, 제1 체크 밸브를 형성하여 제1 유체 통로(320)로부터 제2 유체 통로(324)로 밸브 코어(310)의 내부 통로(312)를 관통하는 유체 흐름을 허용하지만, 반대 방향으로의 유체 흐름은 방지한다. 밸브 코어(310)는 제2 단부(316)에 인접한 더 작은 부분(340), 및 제2 단부(316)로부터 제1 단부(314)를 향해 이격된 더 넓은 부분(342)을 포함한다. 립 밀봉(344)은 밸브 코어(310)의 더 작은 부분(340) 주위에 배치되며, 블록(300)에 형성된 대응하는 견부(346)와 맞물린다. 립 밀봉(344)은 제2 체크 밸브로서 기능하여, 유체가 제2 유체 통로(324)로부터 제1 유체 통로(320)로 밸브 코어(310)의 주변 주위로 흐르도록 하는 한편, 반대 방향으로는 유체가 흐르지 않도록 한다.

도 13a 및 도 13b는 양-방향 체크 밸브(162, 164)의 코어의 추가 도면을 도시한다.

도 14는 본 개시내용의 제2 BbW 시스템(420)의 개략도이다. 제2 BbW 시스템(420)은 제1 BbW 시스템(120)과 유사하거나 동일할 수 있으며, 여기서 몇 가지 차이점이 논의된다. 이 제2 BbW 시스템(420) 변형은 제1 회로 및 제2 회로를 갖는 2-회로 마스터 실린더(422)의 추가적인 안전 이점을 제공한다. 2-회로 마스터 실린더(422)의 제1 회로는 제1 MC 유체 통로(32) 및 PSU 유체 통로(56)를 통해 제1 브레이크 회로(62)에 유체를 공급하도록 구성된다. 2-회로 마스터 실린더(422)의 제2 회로는 제2 MC 유체 통로(34)를 통해 유체를 제2 브레이크 회로(64)로 공급하도록 구성된다. 통상적으로 개방되어 있는 밸브인 마스터 실린더 차단 밸브(MCIV)(170)는 제1 MC 유체 통로(32)와 PSU 유체 통로(56) 사이의 유체 연통을 선택적으로 제어한다. 통상적으로 닫혀 있는 밸브인 회로 차단 밸브(423)는 2개의 브레이크 회로(62, 64) 사이의 유체 연통을 선택적으로 제어한다. 회로 차단 밸브(423)는 또한 1차/2차 회로 차단 밸브로 불릴 수 있다. 통상적으로 개방되어 있는 밸브인 2차 MC 차단 밸브(424)는 제2 MC 유체 통로(34)와 제2 브레이크 회로(64) 사이의 유체 연통을 선택적으로 제어한다.

이들 구성요소(422, 423, 424)의 추가는, 휠 브레이크에서 누출 차단을 위한 확실한 고장 모드 관리가 더 이상 필요하지 않고, 심지어 누출 및 전기 차단의 이중 오류의 경우에도 시스템이 절반 시스템으로 폴백한다는 점에서 다른 안전 층을 제공할 수 있다. 그렇지 않으면, 누출 문제 및/또는 공기 유입을 제거하는 균형 잡힌 PSU 피스톤으로 제1 BbW 시스템(120)의 동일한 추가 안전 이점이 실현된다.

도 15는 본 개시내용의 제3 BbW 시스템(520)의 개략도이다. 제3 BbW 시스템(520)은 제1 BbW 시스템(120)과 유사하거나 동일할 수 있으며, 여기서 몇 가지 차이점이 논의된다. 이 설계 변형은 ABS 적용 밸브(68a)에서 바이패스 체크 밸브를 제거해야 한다는 점에서 다른 변형과 약간 다르다. 이것은 각각의 ABS의 밸브 내부 리턴 스프링이 베르누이 효과에 의한 릴리프 시 자체 폐쇄를 피하기 위해 증가되도록 밸브(68a)를 적용해야 할 수 있다. 그러나 이 변경의 이점은 PSU 배출 회로가 재생 주기 동안 완전히 격리될 수 있고, 유체 저장소(24)에서 직접 유체를 끌어올 수 있다는 것을 의미한다. 추가된 안전 이점은 기계적 결함이 있는 경우에 PSU 피스톤(160)의 뒤에 여전히 포획된 유체가 있다는 것이고, 이것이 이 디자인이 현재 "유체 균형(fluid balanced)"이라고 불리는 이유이다. 이는 또한 공기 유입(ingestion)에 대한 우려도 사실상 제거한다. 전기 모터(52)가 고장 나면 단일-회로 마스터 실린더(130)는 휠 브레이크(22a-22d)에 직접 유체를 공급할 것이다. PFE(41)의 임의의 변위는 PSU 피스톤(160) 뒤로부터 유입되는 유체로부터 회복될 것이다. 양-방향 체크 밸브(522)는 이중-회로 PSU(150)와 하부 챔버(42b) 사이의 제6 체크 밸브(178)를 대신할 수 있다. 이는 이중-회로 PSU(150)와 PFE(41)의 하부 챔버(42b) 사이의 양방향으로 유체 흐름을 허용한다. 이는 브레이크 적용 후 PSU 피스톤(240)의 후퇴가 유체를 다시 PFE(41) 하부 챔버(42b)로 강제할 수 있기 때문에, 하부 챔버(42b)가 여전히 유체로 꽉 찬 상태로 유지하도록 한다.

BbW 시스템(120, 420, 520)은 임의의 구성으로 패키징 될 수 있다. 예를 들어, BbW 시스템(120, 420, 520) 중 임의의 것은 도 16에 도시된 바와 같이 PSU가 마스터 브레이크 실린더와 축 방향으로 정렬된 축 방향 구성(620a)을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, BbW 시스템(120, 420, 520) 중 임의의 것은 도 17에 도시된 바와 같이 모터-다운 구성(620b)을 가질 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, BbW 시스템(120, 420, 520) 중 임의의 것은 도 18에 도시된 바와 같이 전기 모터(52)가 마스터 브레이크 실린더에 대해 횡 방향으로 연장하는 모터 샤프트를 갖는 횡 방향 모터 구성(620c)으로 구성될 수 있다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 브레이크-바이-와이어 작동 모드의 자동차용 브레이크 시스템은 정상 브레이크-바이-와이어 작동 모드로 차량 운전자 의해 활성화될 수 있고, 차량 운전자에 의한 브레이크 시스템의 작동만이 가능한 적어도 하나의 폴백 작동 모드에서 동일한 운전자에 의해 작동될 수도 있다.

브레이크 시스템은 하우징과 단일 피스톤을 갖고 후속적으로 휠 브레이크에 연결되는 단일 압력 챔버를 정의하는 브레이크 마스터 실린더를 작동시키기 위한 브레이크 페달을 포함하며, 브레이크 페달에 의해 가해지는 작동력은 차량 운전자에 의해 브레이크 시스템이 작동될 때 단일 피스톤에 가해지고, 브레이크 페달이 작동되지 않을 때 피스톤은 리턴 스프링에 의해 시작 위치에 위치된다.

브레이크 시스템은 또한 대기압에 노출되고 압력 챔버와 관련된 저장소 챔버를 갖는 압력 매체용 압력 매체 저장소; 브레이크 페달 또는 적어도 브레이크 페달에 연결된 피스톤의 작동 트래블을 감지하는 트래블 감지 장치; 및 브레이크-바이-와이어 모드에서 운전자에게 원하는 햅틱 브레이크 페달 필을 전달하고, 마스터 실린더 압력 챔버에 유압으로 직접 연결되는 페달 필 에뮬레이터를 포함한다.

브레이크 시스템은 또한 브레이크 시스템 압력을 전달하고, 일 단부에서 독립적으로 작동되는 푸시 로드에 의해 변위된 메인 하우징 보어에 밀봉되어 브레이크 시스템 압력을 공급하며, 대응 보어 내에서 메일 하우징에 밀봉되어 있는 피스톤과 메인 피스톤의 일부인 타 측 상에서 연장하며, 그 크기는 푸시 로드와 크기가 정확하게 같고, 피스톤과 푸시 로드가 변위될 때 동일한 부피의 유체가 양 측으로 변위되도록 그 크기에 비례하는 별도의 보어 내에 밀봉되어 있는 로드로 구성된 전기적으로 제어 가능한 압력 공급 유닛을 포함한다.

브레이크 시스템은 또한 체크 밸브 어셈블리가 연장 로드의 보어로부터 메인 시스템 압력 경로의 유동을 허용하는 체크 밸브로 연장 로드의 보어와 메인 시스템 압력 경로 두 영역을 분할하는, 연장 로드의 보어와 메인 시스템 압력 경로 사이의 유체 연결; 브레이크 회로로부터 마스터 실린더를 격리하기 위한 마스터 실린더 차단 밸브; 전기적으로 제어 가능한 압력원의 푸시 로드 측을 저장소로 격리하기 위한 압력 공급 유닛 저장소 차단 밸브; 서로 평행하고 압력 공급 유닛과 2개의 휠 브레이크 사이에 위치하는 정류 및 역류 체크 밸브로, 제2 정류 및 역류 체크 밸브가 서로 평행하게 그리고 압력 공급 유닛과 나머지 2개의 휠 브레이크 사이에 위치하는, 정류 및 역류 체크 밸브; 및 전자 제어 유닛에 의해 생성된 신호로부터 유도된 휠-개별 브레이크 압력을 설정하기 위한 각각의 휠 브레이크용 입구 밸브 및 출구 밸브를 포함하고, 입구 밸브는 비활성화 상태에서 휠 브레이크에 유체를 전달하고, 활성화 상태에서 휠 압력의 축적을 방지하거나 제한하고, 출구 밸브는 비활성화 상태에서 휠 브레이크로부터 저장소로의 압력 매체의 유출을 방지하고, 활성화 상태에서 유출을 허용 및 제어하며, 입구 밸브는 닫혀 있어서 휠 브레이크 압력이 감소하게 된다.

전술한 설명은 본 개시를 완전하게 하거나 제한하도록 의도되지 않는다. 특정 실시형태의 개별 요소 또는 특징은 일반적으로 그 특정 실시형태로 제한되지 않지만, 적용 가능한 경우, 특별히 도시되거나 설명되지 않더라도 상호 교환 가능하고 선택된 실시형태에서 사용될 수 있다. 같은 것도 여러 가지로 다양할 수 있다. 그러한 변형은 본 개시 내용에서 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되며, 그러한 모든 수정은 본 개시 내용의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims

제1 마스터 실린더(MC) 유체 통로에 유체 연결되고, 연결된 브레이크 페달에 가해지는 가압력에 응답하여 제1 MC 유체 통로에 유체를 공급하도록 구성된 마스터 실린더(MC);
액추에이터 로드에 연결된 전기 모터, 전기 모터 반대편에 터미널 단부를 포함하는 피스톤 보어, 및 피스톤 보어 내에 배치되고 피스톤 보어를 관통하는 액추에이터 로드에 의해 이동할 수 있으며, 피스톤 보어를 제1 챔버와 제2 챔버로 분할하는 압력 공급 유닛(PSU) 피스톤을 포함하는 압력 공급 유닛(PSU);
피스톤 보어 내부에 있고, 터미널 단부로부터 연장되어 밸런스 보어를 정의하는 내부 실린더;
밸런스 보어 내로 연장되고, 액추에이터 로드의 단면적과 동일한 단면적을 갖는 밸런스 피스톤을 포함하는 PSU 피스톤;
상기 PSU의 제2 챔버로부터 상기 PSU의 제1 챔버로 유체가 흐르도록 하고, 반대 방향으로는 유체가 흐르는 것을 차단하도록 구성된 체크 밸브;
페달 필 에뮬레이터(PFE) 보어를 통해 이동할 수 있으며 상부 챔버와 하부 챔버를 분리하는 PFE 피스톤을 포함하는 페달 필 에뮬레이터(PFE);를 포함하는 전자-유압식 브레이크 시스템으로,
PFE의 하부 챔버는 PSU의 제2 챔버에 유체 연결되어 PFE의 압축에 응답하여 PFE의 하부 챔버로부터 PSU의 제2 챔버로 유체를 운반하고; 그리고
제1 MC 유체 통로는 PFE의 상부 챔버에 유체 연결되어, 마스터 실린더로부터 PFE의 상부 챔버로 유체 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
PSU로부터 적어도 하나의 휠 브레이크로 유체를 전달하게 구성된 적어도 하나의 브레이크 회로;
적어도 하나의 브레이크 회로와 적어도 하나의 휠 브레이크 사이의 유체 유동을 제어하기 위해 적용 밸브 및 릴리스 밸브 중 적어도 하나를 포함하는 컨트롤 밸브 매니폴드를 추가로 포함하고,
압력 공급 유닛은 공급 포트를 포함하고, 이로부터 유체를 배출하게 구성되며;
공급 포트는 적어도 하나의 브레이크 회로를 통해 컨트롤 밸브 매니폴드와 유체 연통하되, 공급 포트와 컨트롤 밸브 매니폴드 사이에는 어떠한 작동되는 밸브가 없는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
PTE의 하부 챔버와 PSU의 제2 챔버 사이에 배치된 체크 밸브를 추가로 포함하고, PTE의 하부 챔버로부터 PSU의 제2 챔버로의 유체 유동을 허용하되 반대 방향으로는 유체 유동을 차단하는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
압력 공급 유닛의 제1 챔버와 유체 연통하고, 휠 브레이크로 가압된 유체를 공급하기 위해 복수의 휠 브레이크와 유체 연통하는 PSU 유체 통로; 및
제1 MC 유체 통로와 PSU 유체 통로 사이에 선택적인 유체 소통을 제공하는 차단 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
마스터 실린더는 제1 MC 유체 통로와 유체적으로 격리된 제2 MC 유체 통로에 유체적으로 연결된 2-회로 마스터 실린더이고, 2-회로 마스터 실린더는 2-회로 마스터 실린더에 체결된 브레이크 페달 상의 누름 압력에 응답하여 제1 MC 유체 통로 및 제2 MC 유체 통로 중 각각에 유체를 공급하도록 구성되어 있으며,
적어도 하나의 휠 브레이크를 포함하는 적어도 하나의 브레이크 회로와 제2 MC 유체 통로 사이의 유체 소통을 선택적으로 제어하게 구성된 제2 MC 차단 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제5항에 있어서,
적어도 하나의 브레이크 회로는 제1 브레이크 회로 및 제2 브레이크 회로를 포함하고, 제1 브레이크 회로와 제2 브레이크 회로 사이의 유체 소통을 선택적으로 제어하게 구성된 회로 차단 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
단일 보어 내에 패키징 되어 있고, PTE의 하부 챔버와 PSU의 제2 챔버 사이에 배치되어 있으며, 이들을 가로지르는 차압이 미리 결정된 양을 상회할 때에만 PTE의 하부 챔버와 PSU의 제2 챔버 사이에서 2개의 반대되는 방향들 중 어느 한 방향으로 유체가 유동하게 되도록 구성된 양-방향 체크 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제7항에 있어서,
브레이크 유체를 보유하는 유체 저장소를 추가로 포함하고,
PTE의 하부 챔버만이 양-방향 체크 밸브를 통해 유체 저장소에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
가압된 유체를 적어도 하나의 휠 브레이크로 공급하기 위해 압력 공급 유닛의 제1 챔버와 유체 연통하는 PSU 유체 통로;
PSU 유체 통로와 적어도 하나의 휠 브레이크 사이의 유체 유동을 제어하기 위해 적용 밸브 및 릴리스 밸브 중 적어도 하나를 포함하는 컨트롤 밸브 매니폴드; 및
PSU 유체 통로와 컨트롤 밸브 매니폴드 사이에 배치되며, 이들을 가로지르는 차압이 미리 결정된 양을 상회할 때에만 PSU 유체 통로와 컨트롤 밸브 매니폴드 사이에서 2개의 반대되는 방향들 중 어느 한 방향으로 유체가 유동하게 되도록 구성된 양-방향 체크 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
MC는 단일 피스톤을 갖는 단일-회로 MC이고,
전자-유압식 브레이크 시스템은 압력 공급 유닛으로부터 적어도 하나의 휠 브레이크로 유체를 전달하기 위해 PSU 유체 통로를 추가로 포함하되,
PSU는 피스톤 보어를 통해 터미널 단부를 향해 이동하는 PSU 피스톤에 응답하여 제1 챔버로부터 PSU 유체 통로로 유체를 전달하기 위해 제1 챔버와 유체 연통하는 제1 공급 포트를 포함하고; 및
PSU는 피스톤 보어를 통해 터미널 단부로부터 멀어지게 이동하는 PSU 피스톤에 응답하여 제2 챔버로부터 유체를 배출하기 위해 제2 챔버와 유체 연통하는 제2 공급 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
제10항에 있어서,
피스톤 보어를 통해 터미널 단부를 향해 이동하는 PSU 피스톤에 응답하여 밸런스 보어로부터 PSU 유체 통로로 유체를 배출하기 위해 밸런스 챔버와 유체 연통하는 제3 공급 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자-유압식 브레이크 시스템.
전자-유압식 브레이크 시스템용 압력 공급 유닛(PSU)으로,
전기 모터;
전기 모터 반대편에 터미널 단부를 포함하는 피스톤 보어;
피스톤 보어 내에 배치되어 있으며, 전기 모터에 의해 피스톤 보어를 통해 이동할 수 있으며, 피스톤 보어를 제1 챔버와 제2 챔버로 분할하는 PSU 피스톤으로, 상기 제1 챔버는 PSU 피스톤과 터미널 단부 사이에서 연장하는, PSU 피스톤;
피스톤 보어를 통해 터미널 단부를 향해 이동하는 PSU 피스톤에 응답하여, 유체를 배출하기 위해 제1 챔버와 유체 연통하는 제1 공급 포트;
피스톤 보어 내에 있으며, 터미널 단부로부터 연장하고 밸런스 보어를 정의하는 내부 실린더; 및
제1 챔버를 관통하여 밸런스 보어 내로 연장하는 밸런스 피스톤을 포함하는 PSU 피스톤을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 공급 유닛.
제12항에 있어서,
피스톤 보어를 통해 터미널 단부로부터 멀어지게 이동하는 PSU 피스톤에 응답하여 제2 챔버로부터 유체를 배출하기 위해 제2 챔버와 유체 연통하는 제2 공급 포트; 및/또는
피스톤 보어를 통해 터미널 단부를 향해 이동하는 PSU 피스톤에 응답하여 밸런스 보어로부터 유체를 배출하기 위해 밸런스 보어와 유체 연통하는 제3 공급 포트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 공급 유닛.
제12항 또는 제13항에 있어서,
PSU 피스톤은 터미널 단부로부터 반대 방향을 향하는 상부 면을 포함하고;
압력 공급 유닛은 전기 모터에 연결되어 있으며, 가압력을 PSU 피스톤에 전달하게 구성된 액추에이터 로드를 추가로 포함하고; 및
액추에이터 로드는 PSU 피스톤에 연결되어 PSU 피스톤을 터미널 단부를 향해 밀고, 터미널 단부로부터 멀어지게 잡아당기는 것을 특징으로 하는 압력 공급 유닛.
제14항에 있어서,
PSU 피스톤의 상부 면은 포켓을 획정하고; 및
액추에이터 로드는 전기 모터 반대편에 위치하며, PSU 피스톤의 상부 면 내의 포켓 내에서 끼워맞춤(fit) 되도록 구성된 볼 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 공급 유닛.