WO2020184976A1 - 전자식 브레이크 시스템 - Google Patents

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박종영
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주식회사 만도
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic brake system, and more particularly, to an electronic brake system including a reservoir return hydraulic circuit and a control method.
  • the reservoir is a tank that stores brake fluid or hydraulic oil of a power steering system.
  • the brake reservoir tank in which the brake fluid is stored is located above the master cylinder to store the brake fluid supplied to the master cylinder, and is configured to operate a warning light that warns the driver by detecting the residual amount of brake fluid.
  • a brake system has been used in which oil exiting a master cylinder is directly delivered to a wheel cylinder to generate a braking force.
  • an electronic brake system including a hydraulic pressure supply device provided by a pump or the like capable of supplying hydraulic pressure to a wheel cylinder is used.
  • the hydraulic pressure supply device can generate braking force by delivering oil to the wheel cylinder by operating by an electronic signal.
  • Such an electronic brake system includes, for example, an anti-lock brake system (ABS) that prevents wheel slipping during braking, and a brake traction control system (BTCS) that prevents slip of driving wheels when a vehicle starts suddenly or accelerates rapidly.
  • ABS anti-lock brake system
  • BTCS brake traction control system
  • ESC Electronic Stability Control System
  • the regenerative braking system refers to a system that generates electric energy by driving a generator when there is a surplus power for the vehicle to travel by inertia.
  • This regenerative braking system is generally operated as a system interlocked with the brake.
  • the most important role in the regenerative braking system is the brakes. Energy is regenerated while regenerative braking in which the motor operates as a generator is implemented, but there is a limit to realizing the braking force as desired by the driver with only the regenerative brake, so the integrated brake controller and hydraulic supply device are used to express braking force along with the hydraulic brake. Regenerative braking cooperative control brake systems are being developed.
  • the desired braking force may not be generated and the ABS may not operate.
  • Embodiments of the present invention are intended to provide an electronic brake system that connects a reservoir internal chamber and a hydraulic circuit in order to generate a necessary amount of braking force even when a leak occurs in the independent regenerative braking system of the front and rear wheels and to implement the ABS mode. .
  • a reservoir in which a space in which oil is stored is separated; and a reservoir connected to the reservoir and provided with first and second master chambers and first and second pistons provided in each master chamber,
  • a master cylinder for discharging oil according to a pedal effort; and a hydraulic pressure supply device for generating hydraulic pressure by having first and second pressure chambers and a hydraulic piston operated by an electric signal;
  • a first hydraulic circuit that transmits hydraulic pressure discharged from the hydraulic pressure supply device to the wheel cylinders of the left and right front wheels; and a second hydraulic pressure that transmits the hydraulic pressure discharged from the hydraulic pressure supply device to the wheel cylinders of the left and right rear wheels.
  • Circuit; Including, and the hydraulic pressure returned from the wheel cylinder and the hydraulic pressure returned from the second pressure chamber may be provided with an electronic brake system that flows into the same reservoir chamber.
  • the reservoir a first reservoir chamber connected to supply oil to the first master chamber, a second reservoir chamber connected to supply oil to the hydraulic pressure supply device, and supplying oil to the second master chamber It may include a third reservoir chamber that is connected to.
  • hydraulic pressure returned from the wheel cylinder may be introduced into the third reservoir chamber.
  • the hydraulic pressure returned from the wheel cylinder may be supplied from the third reservoir chamber to the second reservoir chamber.
  • braking pressure may be generated by the movement of the hydraulic piston.
  • a fallback mode may be entered.
  • a first backup flow path for directly transmitting hydraulic pressure from the master cylinder to the first hydraulic circuit;
  • a second backup flow path for directly transmitting hydraulic pressure from the master cylinder to the second hydraulic circuit.
  • the hydraulic pressure generated in the master cylinder may be transmitted to the left front wheel and the right front wheel through a first backup flow path.
  • first cut valve of a normally closed type installed in the first backup passage and a second cut valve of a normally closed type installed in the second backup passage, wherein when the second hydraulic circuit leak occurs, the first cut valve 1 Cut valve can be opened.
  • a reservoir chamber connected to the master cylinder and a reservoir chamber through which hydraulic pressure flows from the hydraulic pressure supply device to the master cylinder are separately provided, so that a desired braking force can be secured even when a leak occurs in the front and rear independent regenerative braking systems. I can.
  • the ABS can be operated even when a leak occurs in the front and rear independent regenerative braking systems.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a state in a non-braking state of an electronic brake system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing a circuit state when a leak occurs in a circuit including a front wheel of an electronic brake system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing a circuit state when a leak occurs in a circuit including a rear wheel of an electronic brake system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram showing fallback control of an electronic brake system according to an exemplary embodiment.
  • the electronic brake system 1 typically includes a master cylinder 20 for generating hydraulic pressure, a reservoir 30 that is coupled to an upper portion of the master cylinder 20 to store oil, and a brake pedal 10.
  • the input rod 12 pressurizes the master cylinder 20 according to the foot force of ), the wheel cylinder 40 for braking each wheel (RL, FR, FL, RR) by transferring hydraulic pressure, and a brake pedal ( A pedal displacement sensor 11 that senses the displacement of 10) and a simulation device 50 that provides a reaction force according to the foot of the brake pedal 10 are provided.
  • the master cylinder 20 is configured to have at least one chamber to generate hydraulic pressure.
  • the master cylinder 20 may include a first master chamber 20a and a second master chamber 20b.
  • a first piston 21a connected to the input rod 12 is provided in the first master chamber 20a, and a second piston 22a is provided in the second master chamber 20b.
  • the first master chamber 20a communicates with the first hydraulic port 24a to allow oil to flow out
  • the second master chamber 20b communicates with the second hydraulic port 24b to allow the oil to flow out.
  • the first hydraulic port 24a may be connected to the first backup passage 251 and the second hydraulic port 24b may be connected to the second backup passage 252.
  • the master cylinder 20 has two master chambers 20a and 20b to ensure safety in case of failure.
  • one of the two master chambers 20a and 20b is connected to the right rear wheel RR and the left rear wheel RL of the vehicle through the first backup passage 251, and the other master chamber 20a
  • the chamber 20b may be connected to the right front wheel FR and the left front wheel FL through the second backup passage 252.
  • a first spring (21b) is provided between the first piston (21a) and the second piston (22a) of the master cylinder (20), and a second spring (21b) is provided between the end of the second piston (22a) and the master cylinder (20). (22b) can be provided.
  • the first spring 21b and the second spring 22b are compressed by the first piston 21a and the second piston 22a moving as the displacement of the brake pedal 10 is changed, and elastic force is stored.
  • the force pushing the first piston (21a) is less than the elastic force, the first and second pistons (21a, 22a) are pushed to the original state by using the restoring elastic force stored in the first spring (21b) and the second spring (22b). I can.
  • the input rod 12 for pressing the first piston 21a of the master cylinder 20 may be in close contact with the first piston 21a. That is, there may not be a gap between the master cylinder 20 and the input rod 12. Therefore, when the brake pedal 10 is pressed, the master cylinder 20 can be directly pressed without a pedal invalid stroke section.
  • first master chamber 20a is connected to the reservoir 30 through the first reservoir flow path 61
  • second master chamber 20b is connected to the reservoir 30 through the second reservoir flow path 62. I can.
  • a check valve 64 to block may be provided.
  • the front and rear of the check valve 64 of the first reservoir flow path 61 may be connected by a bypass flow path 63, and a check valve 60 may be provided in the bypass flow path 63.
  • the inspection valve 60 may be provided as a two-way control valve that controls the oil flow between the reservoir 30 and the master cylinder 20.
  • the inspection valve 60 may be provided as a normal open type solenoid valve that is open normally and operates to close the valve upon receiving a closing signal from the electronic control unit 510.
  • the inspection valve 60 is for detecting a leak of the simulator valve 54, and this inspection mode can be executed under a preset condition through the electronic control unit 510 while driving or stopping.
  • the reservoir 30 may include three reservoir chambers 31, 32, and 33.
  • the three reservoir chambers 31, 32, and 33 may be arranged side by side in a row.
  • the first reservoir chamber 31 includes a first master chamber 20a of the master cylinder 20, a wheel cylinder 40, and a second pressure chamber 113 of the hydraulic pressure providing unit 110.
  • the first reservoir chamber 31 may be connected to the first master chamber 20a through the first reservoir flow path 61, and two wheel cylinders RL and RR among the four wheel cylinders 40 are
  • the wheel cylinder 40 of the first hydraulic circuit 201 to be disposed and the second hydraulic circuit 202 on which the two wheel cylinders FL and FR are disposed may be connected. It is possible to allow oil to flow into the second pressure chamber 113 of the hydraulic pressure providing unit 110.
  • the connection between the first reservoir chamber 31 and the first master chamber 20a may be controlled by the check valve 64 and the inspection valve 60, and the first reservoir chamber 31 and the hydraulic pressure supply device 110
  • the connection of the second pressure chamber 113 of the second dump valve 242 allows oil to flow from the reservoir 30 to the second pressure chamber 113, but in the second pressure chamber 113, the reservoir ( 30) is a check valve that blocks oil flow, and the fifth dump valve 245 may be controlled by a solenoid valve type to control the bidirectional oil flow between the second pressure chamber 113 and the reservoir 30.
  • the connection between the first reservoir chamber 31 and the wheel cylinder 40 may be controlled by the first and second outlet valves 222a, 222b, 222c, and 222d.
  • the second reservoir chamber 32 may be connected to a hydraulic pressure supply device 100 to be described later.
  • the second reservoir chamber 32 may be connected to the first pressure chamber 112 of the hydraulic pressure providing unit 110. More specifically, the second reservoir chamber 32 may be connected to the first pressure chamber 112 through the first dump passage 116.
  • the third reservoir chamber 33 may be connected to the second master chamber 20b of the master cylinder 20. That is, the third reservoir chamber 33 is a second master chamber through the second reservoir flow path 62. It can be connected with (20b).
  • the reservoir 30 includes a second reservoir chamber 32 connected to the hydraulic pressure supply device 100 and first and third reservoir chambers 31 and 33 connected to the first and second master chambers 20a and 20b.
  • the reservoir 30 separates the second reservoir chamber 32 and the first and third reservoir chambers 31 and 33, so that even in an emergency when oil cannot be properly supplied to the hydraulic pressure supply device 100, the reservoir ( 30) may normally supply oil to the first and second master chambers 20a and 20b so that emergency braking is performed.
  • the simulation device 50 may be connected to a first backup passage 251 to be described later to provide a reaction force according to the foot force of the brake pedal 10. As reaction force is provided to compensate for the foot pressure provided by the driver, the driver can fine-tune the braking force as intended.
  • the simulation device 50 includes a simulation chamber 51 provided to store oil flowing out from the first hydraulic port 24a of the master cylinder 20 and a reaction force provided in the simulation chamber 51. It includes a pedal simulator having a piston 52 and a reaction spring 53 for elastically supporting it, and a simulator valve 54 connected to the front end of the simulation chamber 51.
  • the inside of the simulation chamber 51 is always filled with oil. Therefore, when the simulation device 50 is operated, friction of the reaction force piston 52 is minimized, so that the durability of the simulation device 50 is improved, as well as the inflow of foreign matter from the outside may be fundamentally blocked.
  • the reaction piston 52 and the reaction spring 53 are installed to have a certain range of displacement in the simulation chamber 51 by oil flowing into the simulation chamber 51.
  • the simulator valve 54 may connect the master cylinder 20 to the front end of the simulation chamber 51, and the rear end of the simulation chamber 51 may be connected to the reservoir 31. Therefore, even when the reaction force piston 52 returns, the oil flows from the reservoir 31 so that the entire interior of the simulation chamber 51 can be always filled with oil.
  • the simulator valve 54 may be configured as a closed solenoid valve that is normally maintained in a closed state.
  • the simulator valve 54 is opened when the driver applies a pedal effort to the brake pedal 10 to deliver the oil in the simulation chamber 51 to the reservoir 31.
  • a simulator check valve 55 may be installed in parallel to the simulator valve 54.
  • the simulator check valve 55 can ensure a quick return of the pedal simulator pressure when the pedal effort of the brake pedal 10 is released.
  • the hydraulic pressure supply device 100 mechanically operates by receiving the driver's braking intention as an electrical signal from the pedal displacement sensor 11 that senses the displacement of the brake pedal 10. ), and the first and second hydraulic circuits 201 and 202 for controlling the flow of hydraulic pressure delivered to the wheel cylinder 40 provided on the two wheels FR, FL, RR, RL, respectively.
  • ECU electronice control unit
  • the hydraulic pressure supply device 100 includes a hydraulic pressure providing unit 110 providing oil pressure delivered to the wheel cylinder 40, a motor 120 generating rotational force by an electrical signal from the pedal displacement sensor 11, and a motor. It may include a power conversion unit 130 that converts the rotational motion of 120 into linear motion and transmits it to the hydraulic pressure providing unit 110.
  • the hydraulic pressure providing unit 110 may be operated not by a driving force supplied from the motor 120 but by a pressure supplied from a high pressure accumulator.
  • the hydraulic pressure providing unit 110 includes a cylinder block 111 in which a pressure chamber to be supplied and stored with oil is formed, a hydraulic piston 114 accommodated in the cylinder block 111, a hydraulic piston 114 and a cylinder block 111 )
  • a sealing member (115: 115a, 115b) provided between the sealing member (115: 115a, 115b) to seal the pressure chamber, and a drive shaft connected to the rear end of the hydraulic piston (114) to transmit the power output from the power conversion unit (130) to the hydraulic piston (114) It includes (133).
  • the pressure chamber is a first pressure chamber 112 located in front of the hydraulic piston 114 (forward direction, left direction in the drawing), and a first pressure chamber 112 located in the rear (reverse direction, right direction in the drawing) of the hydraulic piston 114. It may include a second pressure chamber (113).
  • the first pressure chamber 112 is partitioned by the front end of the cylinder block 111 and the hydraulic piston 114, and is provided to change the volume according to the movement of the hydraulic piston 114, and the second pressure chamber 113 ) Is divided by the cylinder block 111 and the rear end of the hydraulic piston 114, and is provided so that the volume is changed according to the movement of the hydraulic piston 114.
  • the first pressure chamber 112 is connected to the first hydraulic channel 211 through a first communication hole 111a formed on the rear side of the cylinder block 111, and the second pressure chamber 113 is a cylinder block ( It is connected to the fourth hydraulic flow path 214 through a second communication hole 111b formed on the front side of 111).
  • the first hydraulic flow path 211 connects the first pressure chamber 112 and the first and second hydraulic circuits 201 and 202.
  • the first hydraulic flow path 211 is branched into the seventh hydraulic flow path 218 and the eighth hydraulic flow path 212 communicating with the first hydraulic circuit 201
  • the eighth hydraulic flow path 212 is branched into a second hydraulic flow path 215 and a third hydraulic flow path 213 communicating with the second hydraulic circuit 202.
  • the fourth hydraulic flow path 214 connects the second pressure chamber 113 and the first and second hydraulic circuits 201 and 202.
  • the fourth hydraulic flow path 214 is branched into a fifth hydraulic flow path 216 communicating with the first hydraulic circuit 201 and a sixth hydraulic flow path 217 communicating with the second hydraulic circuit 202.
  • the sealing member 115 is provided between the hydraulic piston 114 and the cylinder block 111 to seal between the first pressure chamber 112 and the second pressure chamber 113 and a piston sealing member 115a and a drive shaft 133. And a drive shaft sealing member 115b provided between the cylinder block 111 and sealing the opening of the second pressure chamber 113 and the cylinder block 111. That is, the hydraulic pressure of the first pressure chamber 112 generated by the forward or backward movement of the hydraulic piston 114 is blocked by the piston sealing member 115a and does not leak into the second pressure chamber 113, 4 It can be delivered to the hydraulic channels 211 and 214. In addition, the hydraulic pressure of the second pressure chamber 113 generated by the forward or backward movement of the hydraulic piston 114 may be blocked by the drive shaft sealing member 115b and may not leak into the cylinder block 111.
  • the first and second pressure chambers 112 and 113 are connected to the second reservoir chamber 32 or the first reservoir chamber 31 by the dump passages 116 and 117, respectively, from the second reservoir chamber 32.
  • the oil may be supplied and stored, or the oil from the first or second pressure chambers 112 and 113 may be delivered to the second reservoir chamber 32.
  • the first pressure chamber 112 is connected to the first dump channel 116 through a third communication hole 111c formed on the front side, and the second pressure chamber 113 is formed on the rear side. 4 It may be connected to the second dump passage 117 through the communication hole (111d).
  • flow paths 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218 and valves 231 connected to the first pressure chamber 112 and the second pressure chamber 113, 232, 233, 234, 235, 241, 242, 243, 244, 245) will be described.
  • the second hydraulic flow path 212 may communicate with the first hydraulic circuit 201 and the second hydraulic circuit 202. Accordingly, hydraulic pressure may be transmitted to the second hydraulic circuit 202 by the advance of the hydraulic piston 114.
  • the electronic brake system 1 according to the present exemplary embodiment may include a first control valve 232 provided in the third hydraulic flow path 213 to control the flow of oil.
  • the electronic brake system 1 according to the present embodiment may include a second control valve 231 provided in the seventh hydraulic flow path 218 to control the flow of oil.
  • the first control valve 232 is provided as a check valve that allows only oil flow in the direction from the first pressure chamber 112 to the second hydraulic circuit 202 and blocks the oil flow in the opposite direction. I can.
  • the second control valve 231 may be provided as a normally closed type solenoid valve that is closed in a normal state and operates to open the valve when an open signal is received from the electronic control unit.
  • the eighth hydraulic flow path 212 may be branched into the second hydraulic flow path 215 and the third hydraulic flow path 213 on the way to communicate with both the first hydraulic circuit 201 and the second hydraulic circuit 202.
  • the electronic brake system 1 may include a third control valve 234 provided in the second hydraulic flow path 215 to control the flow of oil.
  • it may include a fourth control valve 233 provided in the fifth hydraulic circuit 216 to control the flow of oil.
  • the third control valve 234 is provided as a normally closed type solenoid valve that is closed in a normal state and then opens when an open signal is received from the electronic control unit.
  • the valve 233 may be provided as a normal open type solenoid valve that is open in a normal state so that the valve is closed when a closing signal is received.
  • the electronic brake system 1 is provided in the first and second dump passages 116 and 117, respectively, and a first dump valve 241 and a second dump valve 242 for controlling the flow of oil. It may further include. That is, the first dump valve 241 allows oil to flow from the reservoir 30 to the first pressure chamber 112, but blocks the flow of oil from the first pressure chamber 112 to the reservoir 30. It may be a check valve, and the second dump valve 242 allows oil to flow from the reservoir 30 to the second pressure chamber 113, but the oil flows from the second pressure chamber 113 to the reservoir 30. Flowing can be a check valve to shut off.
  • the third dump valve 243 is provided in the form of a solenoid valve to control the bidirectional oil flow between the second pressure chamber 113 and the reservoir 30.
  • the third dump valve 243 may be provided as a normally closed type solenoid valve that is closed in a normal state and operates to open the valve when an open signal is received from the electronic control unit.
  • This third dump valve 243 is to determine the origin position of the hydraulic piston 114 accommodated in the cylinder block 111 of the hydraulic pressure supply unit 110, only before the initial operation of the hydraulic pressure supply device 100
  • the open operation allows the electronic control unit (ECU, not shown) to accurately control the stroke of the hydraulic piston 114 by identifying the position of the motor together with the position sensor of the motor 120, not shown.
  • the third dump valve 243 maintains a closed state when the hydraulic pressure supply device 100 is operated.
  • the hydraulic pressure providing unit 110 of the electronic brake system 1 may operate in a double-acting manner. That is, as the hydraulic piston 114 advances, the hydraulic pressure generated in the first pressure chamber 112 is transmitted to the second hydraulic circuit 202 through the third hydraulic flow path 213, and the right front wheel FR and the left front wheel The wheel cylinder 40 installed in FL) can be operated.
  • the motor 120 is a device that generates rotational force in response to a signal output from the electronic control unit, and may generate rotational force in a forward or reverse direction.
  • the rotational angular speed and rotational angle of the motor 120 can be precisely controlled. Since the motor 120 is a well-known technique, detailed description will be omitted.
  • the electronic control unit includes the motor 120 and the valves 54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 245 provided in the electronic brake system 1 of the present invention to be described later. 261, 262). An operation in which the plurality of valves are controlled according to the displacement of the brake pedal 10 will be described later.
  • the driving force of the motor 120 generates the displacement of the hydraulic piston 114 through the power conversion unit 130, and the hydraulic pressure generated as the hydraulic piston 114 slides in the pressure chamber is the hydraulic flow channels 211 and 214. It is transmitted to the wheel cylinder 40 installed in each wheel (RR, RL, FR, FL) through.
  • a brushless motor composed of a stator 121 and a rotor 122 may be employed.
  • the power conversion unit 130 is a device that converts rotational force into linear motion, and may include, for example, a worm shaft 131, a worm wheel 132 and a drive shaft 133.
  • the worm shaft 131 may be integrally formed with the rotational shaft of the motor 120, and a worm is formed on the outer circumferential surface to engage the worm wheel 132 to rotate the worm wheel 132.
  • the worm wheel 132 is connected to mesh with the drive shaft 133 to move the drive shaft 133 linearly, and the drive shaft 133 is connected to the hydraulic piston 114 to slide the hydraulic piston 114 in the cylinder block 111 Move.
  • a signal sensed by the pedal displacement sensor 11 while displacement occurs in the brake pedal 10 is transmitted to the electronic control unit, and the electronic control unit drives the motor 120 in one direction.
  • the worm shaft 131 is rotated in one direction.
  • the rotational force of the worm shaft 131 is transmitted to the drive shaft 133 via the worm wheel 132, and the hydraulic piston 114 connected to the drive shaft 133 moves forward to generate hydraulic pressure in the first pressure chamber 112.
  • the electronic control unit drives the motor 120 in the opposite direction so that the worm shaft 131 rotates in the opposite direction. Accordingly, the worm wheel 132 also rotates in the opposite direction, and the hydraulic piston 114 connected to the drive shaft 133 returns (while moving backward) to generate negative pressure in the first pressure chamber 112.
  • the electronic control unit drives the motor 120 in one direction so that the worm shaft 131 rotates in one direction. Accordingly, the worm wheel 132 also rotates in the opposite direction and the hydraulic piston 114 connected to the drive shaft 133 returns (while moving forward) to generate negative pressure in the second pressure chamber 113.
  • the hydraulic pressure supply device 100 serves to transmit the hydraulic pressure to the wheel cylinder 40 according to the rotation direction of the rotational force generated from the motor 120.
  • the motor 120 rotates in one direction, when hydraulic pressure is generated in the first pressure chamber 112, negative pressure may be generated in the second pressure chamber 113, and a second dump passage ( Hydraulic pressure is transmitted from the reservoir 30 through 117 to release the negative pressure. Even when the motor 120 rotates in the other direction, the negative pressure release operation of the first pressure chamber 112 is the same.
  • the power conversion unit 130 may be configured as a ball screw nut assembly.
  • a screw formed integrally with the rotation shaft of the motor 120 or connected to rotate with the rotation shaft of the motor 120, and a ball nut that is screwed with the screw in a state where rotation is restricted to move linearly according to the rotation of the screw.
  • the hydraulic piston 114 is connected to the ball nut of the power conversion unit 130 to pressurize the pressure chamber by linear motion of the ball nut.
  • the structure of the ball screw nut assembly is a known technique that converts rotational motion into linear motion, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the power conversion unit 130 can be adopted in any structure as long as it can convert rotational motion into linear motion other than the structure of the ball screw nut assembly described above.
  • the first and second backup passages 251 and 252 capable of directly supplying the oil discharged from the master cylinder 20 to the wheel cylinder 40 when operating abnormally. ) May be further included.
  • the first backup passage 251 connects the first hydraulic port 24a and the first hydraulic circuit 201
  • the second backup passage 252 is the second hydraulic port 24b and the second hydraulic circuit 202 Can be connected.
  • a first cut valve 261 for controlling the flow of oil is provided in the first backup passage 251
  • a second cut valve 262 for controlling the flow of oil is provided in the second backup passage 252 Can be.
  • the first and second cut valves 261 and 262 may be provided as normal open type solenoid valves that are open in a normal state and then operate to close when a closing signal is received from the electronic control unit. .
  • the hydraulic control unit 200 may include a first hydraulic circuit 201 and a second hydraulic circuit 202 so as to receive hydraulic pressure and control the allocation of two wheels, respectively.
  • the first hydraulic circuit 201 may control the right rear wheel RR and the left rear wheel RL
  • the second hydraulic circuit 202 may control the right front wheel FR and the left front wheel FL.
  • Wheel cylinders 40 are installed on each of the wheels FR, FL, RR, and RL, and braking is performed by receiving hydraulic pressure from the hydraulic pressure supply device 100.
  • the first hydraulic circuit 201 is connected to the second hydraulic flow path 215 and the fifth hydraulic flow path 216 to receive hydraulic pressure from the hydraulic pressure supply device 100.
  • the second hydraulic circuit 202 is connected to the sixth hydraulic flow path 217, the third hydraulic flow path 213, and the seventh hydraulic flow path 218 to receive hydraulic pressure from the hydraulic pressure supply device 100.
  • the first and second hydraulic circuits 201 and 202 may include a plurality of inlet valves 221 (221a, 221b, 221c, 221d) to control the flow of hydraulic pressure.
  • the first hydraulic circuit 201 may be provided with two inlet valves 221a and 221b respectively controlling hydraulic pressure transmitted to the two wheel cylinders 40.
  • the second hydraulic circuit 202 may be provided with two inlet valves 221c and 221d respectively controlling hydraulic pressure transmitted to the wheel cylinder 40.
  • the inlet valve 221 is disposed on the upstream side of the wheel cylinder 40 adjacent to the hydraulic pressure providing unit 110 and is open in a normal state, but operates to close the valve when a closing signal is received from the electronic control unit. It may be provided as a solenoid valve of a normal open type.
  • first and second hydraulic circuits 201 and 202 are check valves 223a, 223b, 223c, which are provided in the bypass flow path connecting the front and rear of the inlet valves 221a, 221b, 221c, 221d, 223d).
  • Check valves (223a, 223b, 223c, 223d) allow only the flow of oil from the wheel cylinder 40 to the hydraulic pressure providing unit 110, and oil from the hydraulic pressure providing unit 110 to the wheel cylinder 40 The flow of can be arranged to limit.
  • first and second hydraulic circuits 201 and 202 are a plurality of outlet valves (222: 222a, 222b, 222c, 222d) connected to the reservoirs (31, 33: hereinafter referred to as 30) in order to improve performance when braking is released. ) May be further provided.
  • the outlet valves 222 are respectively connected to the wheel cylinders 40 to control the discharge of hydraulic pressure from the respective wheels RR, RL, FR, and FL. That is, the outlet valve 222 senses the braking pressure of each wheel RR, RL, FR, and FL, and is selectively opened when decompression braking is required to control the pressure.
  • the outlet valve 222 may be provided as a normal closed type solenoid valve that is normally closed and operates to open the valve upon receiving an open signal from the electronic control unit.
  • the hydraulic control unit 200 may be connected to the backup passages 251 and 252.
  • the first hydraulic circuit 201 is connected to the first backup flow path 251 to receive hydraulic pressure from the master cylinder 20
  • the second hydraulic circuit 202 is connected to the second backup flow path 252. Hydraulic pressure may be provided from the master cylinder 20.
  • the first backup passage 251 may join the first hydraulic circuit 201 upstream (the hydraulic pressure providing unit side) of the first and second inlet valves 221a and 221b.
  • the second backup passage 252 may join the second hydraulic circuit 202 upstream of the third and fourth inlet valves 221c and 221d. Therefore, when the first and second cut valves 261 and 262 are closed, the hydraulic pressure provided from the hydraulic pressure providing unit 110 is supplied to the wheel cylinder 40 through the first and second hydraulic circuits 201 and 202. In the case of opening the first and second cut valves 261 and 262, the hydraulic pressure provided from the master cylinder 20 may be supplied to the wheel cylinder 40 through the first and second backup passages 251 and 252. I can. At this time, since the plurality of inlet valves 221a, 221b, 221c, and 221d remain open, there is no need to change the operating state.
  • reference numerals "PS1-1” and “PS1-2”, which are not described, are hydraulic flow pressure sensors that sense the hydraulic pressure of the first and second hydraulic circuits 201 and 202, and "PS2" is the master cylinder 20 It is a backup flow pressure sensor that measures the oil pressure of And “MPS” is a motor control sensor that controls the rotation angle of the motor 120 or the current of the motor. Only one “PS1-1” and “PS1-2" may be provided.
  • the required braking amount of the driver may be detected through information such as the pressure of the brake pedal 10 that the driver depresses through the pedal displacement sensor 11.
  • the electronic control unit drives the motor 120 by receiving the electrical signal output from the pedal displacement sensor 11.
  • the electronic control unit 510 includes a backup flow path pressure sensor PS2 provided at the outlet side of the master cylinder 20 and first and second hydraulic flow path pressure sensors provided at the first and second hydraulic circuits 201 and 202.
  • the amount of regenerative braking is input through (PS11, PS12), and the size of the amount of frictional braking is calculated according to the difference between the amount of braking required by the driver and the amount of regenerative braking to determine the amount of pressure increase or decompression of the wheel cylinder 40. I can.
  • the motor 120 operates, and the rotational force of the motor 120 is transmitted to the pressure providing unit 110 by the power transmission unit 130, and the pressure The hydraulic pressure discharged from the providing unit 110 is transmitted to the first hydraulic flow path 211.
  • the hydraulic pressure discharged from the pressure providing unit 110 diverges from the first hydraulic flow passage 211 and the second control valve 231 installed in the seventh hydraulic flow passage 218 is opened. It can be controlled so that hydraulic pressure is transmitted to the second hydraulic circuit 202, and the first control valve 231 that is left in the second hydraulic flow path 215 is also opened to control the hydraulic pressure to be transmitted to the first hydraulic circuit 201. Can be.
  • the fourth control valve 233 installed in the fifth hydraulic flow path 216 branched from the fourth hydraulic flow path 214 is opened so that the hydraulic pressure discharged from the pressure providing unit 110 is opened. 1 It can be controlled so that hydraulic pressure is transmitted to the hydraulic circuit 201, and can be controlled so that hydraulic pressure is transmitted to the second hydraulic circuit 202 through the first control valve 232 through the sixth hydraulic flow path 217. have.
  • the hydraulic pressure discharged from the hydraulic pressure supply device 100 is transmitted to the wheel cylinder 40 installed in each wheel RR, RL, FR, and FL as the inlet valve 221 is opened to generate a braking force.
  • the release valve 233 is opened to follow the target pressure value. To be controlled.
  • the pressure generated by the pressurization of the master cylinder 20 according to the pedal effort of the brake pedal 10 is transmitted to the simulation device 50 connected to the master cylinder 20.
  • the normally closed simulator valve 54 disposed at the rear end of the simulation chamber 51 is opened, and the oil filled in the simulation chamber 51 is delivered to the reservoir 30 through the simulator valve 54.
  • the reaction force piston 52 moves and a pressure corresponding to the load of the reaction force spring 53 supporting the reaction force piston 52 is formed in the simulation chamber 51 to provide an appropriate pedal feel to the driver.
  • the first hydraulic circuit 201 consists of a left rear wheel (RL) and a right rear wheel (RR)
  • the second hydraulic circuit 202 consists of a left front wheel (FL) and a right front wheel (FR). Therefore, when a leak occurs in the first hydraulic circuit 201 and when a leak occurs in the second hydraulic circuit 202, the hydraulic pressure is transmitted to each cylinder by a different control method.
  • FIG. 2 a circuit state when a leak occurs in the second hydraulic circuit 202 including the front wheels FL and FR is described, and in FIG. 3, a second hydraulic circuit including the rear wheels RL and RR The circuit state when a leak occurs at (202) will be described.
  • the hydraulic pressure of the first pressure chamber 112 is discharged through the first hydraulic flow path 211.
  • the hydraulic piston 114 advances, the hydraulic pressure continuously passes through the first hydraulic flow path 211
  • the hydraulic pressure is transmitted to the circuit 201 and the second hydraulic circuit 202.
  • both the hydraulic pressure of the second chamber 32 and the third chamber 33 of the reservoir 30 is lost, so that the hydraulic piston 114 loses a pressurizing function due to advance.
  • all of the hydraulic pressure discharged from each cylinder 40 is returned to the first chamber 31 of the reservoir 30.
  • FIG. 3 describes a circuit state when a leak occurs in the first hydraulic circuit 201 including the rear wheels RL and RR.
  • the hydraulic pressure continuously passes through the first hydraulic flow path 211 and transfers the hydraulic pressure to the first hydraulic circuit 201 through the second hydraulic flow path 215.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a case where a leak occurs in the first hydraulic circuit 201 or a case where the hydraulic piston 114 is controlled backward.
  • the hydraulic pressure is transmitted to the first hydraulic circuit 201 through the fourth hydraulic flow path 214, and the second hydraulic circuit 202 passes through the sixth hydraulic flow path 217. To transmit hydraulic pressure.
  • both the hydraulic pressure of the first chamber 31 and the second chamber 32 of the reservoir 30 is lost, so that the hydraulic piston 114 loses not only a pressurizing function due to forward but also a pressurizing function due to backward.
  • all of the hydraulic pressure discharged from each cylinder 40 is returned to the first chamber 31 of the reservoir 30.
  • the electronic brake system enters the fallback mode in order to secure a minimum braking pressure with only the front wheel.
  • FIG. 4 a circuit operation state when entering the fallback mode will be described.

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Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템은 오일이 저장되는 공간이 분리되어 마련된 리저버와 리저버와 연결되고, 제1 및 제2 마스터 챔버와 각 마스터 챔버에 마련되는 제1 및 제2 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더와 전기적 신호에 의해 작동하여 제 1 및 제 2 압력 챔버와 유압 피스톤을 구비하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치와 액압 공급장치로부터 좌측 전륜 및 우측 전륜의 휠 실린더로 토출되는 액압을 전달하는 제 1 유압 서킷과 액압 공급장치로부터 좌측 후륜 및 우측 후륜의 휠 실린더로 토출되는 액압을 전달하는 제 2 유압 서킷을 포함하고, 휠 실린더로부터 리턴되는 유압과 상기 제 2 압력 챔버로부터 리턴되는 유압이 동일한 리저버 챔버로 유입되도록 제공된다.

Description

전자식 브레이크 시스템
본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리저버 리턴 유압 회로를 포함하는 전자식 브레이크 시스템과 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 리저버는 브레이크액 또는 동력조향 장치의 유압오일 등을 저장하는 탱크이다.
특히, 브레이크액이 저장되는 브레이크 리저버 탱크는 마스터 실린더의 상부에 위치되어 마스터 실린더에 공급되는 브레이크액을 저장하고, 브레이크액의 잔류 량을 감지하여 운전자에게 경고하는 경고등을 작동시킬 수 있도록 구성된다.
종래에는 마스터 실린더에서 빠져나가는 오일이 직접 휠 실린더로 전달되어 제동력을 발생시키는 브레이크 시스템이 사용되었다. 그러나 최근에는 휠 실린더에 액압을 공급할 수 있는 펌프 등으로 마련되는 액압공급장치를 별도로 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 사용된다. 위 액압공급장치는 전자적 신호에 의해 동작하여 휠 실린더에 오일을 전달함으로써 제동력을 발생시킬 수 있다.
이러한 전자식 브레이크 시스템은 일 예로, 제동시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS: Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS: Brake Traction Control System)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(ESC: Electronic Stability Control System) 등으로 이용될 수 있다.
다음으로, 회생 제동 시스템이란 관성에 의하여 자동차가 주행할 수 있는 여유 동력이 있을 때 발전기를 구동시켜 전기에너지를 생성하는 시스템을 말한다. 이러한 회생 제동 시스템은 브레이크와 연동된 하나의 시스템으로서 작동되는 것이 일반적이다.
회생 제동 시스템에서 가장 중요한 역할을 하는 것은 브레이크이다. 모터가 발전기로 작동하는 회생 제동이 구현되는 동안 에너지는 재생되지만, 회생 브레이크만으로 운전자가 원하는 만큼의 제동력을 구현하는데 한계가 있어 유압 브레이크와 함께 제동력을 발현하는 통합형 브레이크 제어기와 유압 공급 장치를 활용한 회생 제동 협조 제어 브레이크 시스템이 개발되고 있다.
다만, 전륜 및 후륜 독립 회생 제동 시스템으로 구성된 통합형 전자식 브레이크 시스템에서 리크가 발생한 경우에 원하는 제동력을 발생시키지 못하고, ABS 가 작동하지 않는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 전륜 및 후륜 독립 회생 제동 시스템에 있어서, 리크가 발생한 경우에도 필요한 만큼의 제동력을 발생시키고 ABS 모드를 구현하기 위하여 리저버 내부 챔버와 유압회로를 연결하는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 오일이 저장되는 공간이 분리되어 마련된 리저버;와 상기 리저버와 연결되고, 제1 및 제2 마스터 챔버와 각 마스터 챔버에 마련되는 제1 및 제2 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더;와 전기적 신호에 의해 작동하여 제 1 및 제 2 압력 챔버와 유압 피스톤을 구비하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 와 상기 액압 공급장치로부터 좌측 전륜 및 우측 전륜의 휠 실린더로 토출되는 액압을 전달하는 제 1 유압 서킷;와 상기 액압 공급장치로부터 좌측 후륜 및 우측 후륜의 휠 실린더로 토출되는 액압을 전달하는 제 2 유압 서킷;을 포함하고, 와 상기 휠 실린더로부터 리턴되는 유압과 상기 제 2 압력 챔버로부터 리턴되는 유압이 동일한 리저버 챔버로 유입되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 리저버는, 상기 제 1 마스터 챔버에 오일을 공급하도록 연결되는 제 1 리저버 챔버와, 상기 액압 공급 장치에 오일을 공급하도록 연결되는 제 2 리저버 챔버와, 상기 제 2 마스터 챔버에 오일을 공급하도록 연결되는 제 3 리저버 챔버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 휠 실린더로부터 리턴되는 유압이 상기 제 3 리저버 챔버로 유입될 수 있다.
또한, 상기 유압 피스톤이 후진되고, 상기 좌측 후륜 및 우측 후륜의 ABS 작동 시, 상기 휠 실린더로부터 리턴된 액압을 상기 제 3 리저버 챔버로부터 상기 제 2 리저버 챔버로 공급할 수 있다.
또한, 상기 제 1 유압 서킷 리크 발생 시, 상기 유압 피스톤의 이동으로 제동압 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 제 2 유압 서킷 리크 발생 시, 폴백 모드로 진입할 수 있다.
또한, 상기 마스터실린더로부터 상기 제 1 유압 서킷으로 액압을 직접 전달하는 제 1 백업 유로; 및 상기 마스터실린더로부터 상기 제 2 유압 서킷으로 액압을 직접 전달하는 제 2 백업 유로;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 유압 서킷 리크 발생 시, 제 1 백업 유로로 상기 마스터 실린더에서 발생한 액압을 상기 좌측 전륜 및 상기 우측 전륜으로 전달할 수 있다.
또한, 상기 제 1 백업 유로에 설치된 노말 클로즈드 타입의 제 1 컷밸브 및 상기 제 2 백업 유로에 설치된 노말 클로즈드 타입의 제 2 컷밸브;를 더 포함하고, 상기 제 2 유압 서킷 리크 발생 시, 상기 제 1 컷밸브를 오픈시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 유압 서킷 또는 상기 제 2 유압 서킷의 독립 회생 제동이 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예는 마스터 실린더와 연결되는 리저버 챔버와 액압 공급장치로부터 마스터 실린더로 액압이 유입되는 리저버 챔버를 구분하여 마련함으로써, 전륜 및 후륜 독립 회생 제동 시스템의 리크 발생 시에도 원하는 제동력을 확보할 수 있다.
또한, 마스터 실린더와 연결되는 리저버 챔버와 액압 공급장치로부터 마스터 실린더로 액압이 유입되는 리저버 챔버를 구분하여 마련함으로써, 전륜 및 후륜 독립 회생 제동 시스템의 리크 발생 시에도 ABS 를 작동시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동 시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 2 는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 전륜을 포함하는 회로 에서 리크 발생 시 회로 상태를 나타내는 유압 회로도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 후륜을 포함하는 회로 에서 리크 발생 시 회로 상태를 나타내는 유압 회로도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 폴백 제어를 나타내는 유압 회로도이다.
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 일 실시예에 따른 회생 제동을 수행하는 전자식 브레이크 시스템의 비 제동 시의 상태를 나타내는 유압회로도이다. 도면을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 통상적으로, 액압을 발생시키는 마스터 실린더(20)와, 마스터 실린더(20)의 상부에 결합되어 오일을 저장하는 리저버(30)와, 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 마스터 실린더(20)를 가압하는 인풋로드(12)와, 액압이 전달되어 각 차륜(RL, FR, FL, RR)의 제동을 수행하는 휠 실린더(40)와, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11) 및 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치(50)를 구비한다.
마스터 실린더(20)는 적어도 하나의 챔버를 구비하도록 구성되어 액압을 발생시킬 수 있다. 일례로, 마스터 실린더(20)는 제1 마스터 챔버(20a)와 제2 마스터 챔버(20b)를 구비할 수 있다.
제1 마스터 챔버(20a)에는 인풋로드(12)와 연결되는 제1 피스톤(21a)이 마련되고, 제2 마스터 챔버(20b)에는 제2 피스톤(22a)이 마련된다. 그리고 제1 마스터 챔버(20a)는 제1 유압포트(24a)에 연통되어 오일이 유출입되고, 제2 마스터 챔버(20b)는 제2 유압포트(24b)에 연통되어 오일이 유출입된다. 일례로, 제1 유압포트(24a)는 제1 백업유로(251)에 연결되고, 제2 유압포트(24b)는 제2 백업유로(252)에 연결될 수 있다.
마스터 실린더(20)는 두 개의 마스터 챔버(20a, 20b)를 가짐으로써 고장시 안전을 확보할 수 있다. 예컨대, 두 개의 마스터 챔버(20a, 20b) 중 하나의 마스터 챔버(20a)는 제1 백업유로(251)를 통해 차량의 우측 후륜(RR)과 좌측 후륜(RL)에 연결되고, 다른 하나의 마스터 챔버(20b)는 제2 백업유로(252)를 통해 우측 전륜(FR)과 좌측 전륜(FL)에 연결될 수 있다.
마스터 실린더(20)의 제1 피스톤(21a)과 제2 피스톤(22a) 사이에는 제1 스프링(21b)이 마련되고, 제2 피스톤(22a)과 마스터 실린더(20)의 끝단 사이에는 제2 스프링(22b)이 마련될 수 있다.
제1 스프링(21b)과 제2 스프링(22b)은 브레이크 페달(10)의 변위가 달라짐에 따라 움직이는 제1 피스톤(21a)과 제2 피스톤(22a)에 의해 압축되면서 탄성력이 저장된다. 제1 피스톤(21a)을 미는 힘이 탄성력 보다 작아지면 제1 스프링(21b)과 제2 스프링(22b)에 저장된 복원 탄성력을 이용하여 제1 및 제2 피스톤(21a, 22a)을 밀어서 원상복귀 시킬 수 있다.
마스터 실린더(20)의 제1 피스톤(21a)을 가압하는 인풋로드(12)는 제1 피스톤(21a)과 밀착되게 접촉될 수 있다. 즉, 마스터 실린더(20)와 인풋로드(12) 사이에는 갭(gap)이 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 브레이크 페달(10)을 밞으면 페달 무효 스트로크 구간 없이 직접적으로 마스터 실린더(20)를 가압할 수 있다.
또한, 제1 마스터 챔버(20a)는 제1 리저버 유로(61)를 통해 리저버(30)와 연결되고, 제2 마스터 챔버(20b)는 제2 리저버 유로(62)를 통해 리저버(30)와 연결될 수 있다.
또한, 제1 리저버 유로(61)에는 리저버(30)에서 제1 마스터 챔버(20a)로 유입되는 오일의 흐름은 허용하면서도 제1 마스터 챔버(20a)에서 리저버(30)로 유입되는 오일의 흐름은 차단하는 체크밸브(64)가 마련될 수 있다.
제1 리저버 유로(61)의 체크밸브(64) 전방과 후방은 바이패스 유로(63)에 의해 연결될 수 있으며, 바이패스 유로(63)에는 검사밸브(60)가 마련될 수 있다.
검사밸브(60)는 리저버(30)와 마스터 실린더(20) 사이의 오일 흐름을 제어하는 양방향 제어밸브로 마련될 수 있다. 검사밸브(60)는 평상 시 열려있다가 전자제어유닛(510)으로부터 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 검사밸브(60)는 시뮬레이터 밸브(54)의 리크를 감지하기 위한 것으로, 이 검사 모드는 주행 중 또는 정차 중 전자제어유닛(510)을 통해 미리 설정된 조건에서 실행될 수 있다
한편, 리저버(30)는 3 개의 리저버 챔버(31, 32, 33)를 포함할 수 있다. 일례로, 3개의 리저버 챔버(31, 32, 33)는 일 열로 나란하게 배치될 수 있다.
제1 리저버 챔버(31)는 도 1에 도시한 바와 같이 마스터 실린더(20)의 제1 마스터 챔버(20a)와, 휠 실린더(40)와, 액압 제공유닛(110)의 제 2 압력 챔버(113)와 연결될 수 있다. 즉, 제1 리저버 챔버(31)는 제1 리저버 유로(61)를 통해 제1 마스터 챔버(20a)와 연결될 수 있으며, 또한 네 개의 휠 실린더(40) 중 두 개의 휠 실린더(RL, RR)가 배치되는 제1 유압서킷(201)의 휠 실린더(40)와 두 개의 휠 실린더(FL, FR)이 배치되는 제 2 유압서킷(202)과 연결될 수 있으며. 액압 제공유닛(110)의 제 2 압력 챔버(113)로 오일이 흐를 수 있도록 허용할 수 있다.
제1 리저버 챔버(31)와 제1 마스터 챔버(20a)의 연결은 체크밸브(64)와 검사밸브(60)에 의해 제어될 수 있고, 제 1 리저버 챔버(31)와 액압 공급 장치(110)의 제 2 압력 챔버(113)의 연결은 제 2 덤프밸브(242)가 리저버(30)에서 제 2 압력 챔버(113)로 오일이 흐를 수 있도록 허용하되, 제 2 압력 챔버(113)에서 리저버(30)로 오일이 흐르는 것은 차단하는 체크 밸브이며, 제 5 덤프 밸브(245)는 제 2 압력 챔버(113)와 리저버(30)사이의 양방향 오일 흐름을 제어하도록 솔레노이드 밸브 형태에 의해 제어될 수 있다. 제1 리저버 챔버(31)와 휠 실린더(40)의 연결은 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)에 의해 제어될 수 있다.
제2 리저버 챔버(32)는 후술할 액압 공급장치(100)와 연결될 수 있다. 제2 리저버 챔버(32)는 액압 제공유닛(110)의 제1 압력챔버(112)와 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 리저버 챔버(32)는 제1 덤프유로(116)를 통해 제1 압력챔버(112)와 연결될 수 있다. 제3 리저버 챔버(33)는 마스터 실린더(20)의 제2 마스터 챔버(20b)와 연결될 수 있다.. 즉, 제3 리저버 챔버(33)는 제2 리저버 유로(62)를 통해 제2 마스터 챔버(20b)와 연결될 수 있다.
한편, 리저버(30)는 액압 공급장치(100)에 연결되는 제2 리저버 챔버(32)와 제1 및 제2 마스터 챔버(20a, 20b)에 연결되는 제1 및 제3 리저버 챔버(31, 33)를 분리하여 마련할 수 있다. 이는, 만일 액압 공급장치(100)에 오일을 공급하는 리저버 챔버와 마스터 챔버(20a, 20b)에 오일을 공급하는 리저버 챔버가 동일하게 마련된다면, 리저버(20)가 액압 공급장치(100)에 제대로 오일을 공급하지 못하는 경우 마스터 챔버(20a, 20b)에도 제대로 오일을 공급하지 못하게 되기 때문이다.
따라서, 리저버(30)는 제2 리저버 챔버(32)와 제1 및 제3 리저버 챔버(31, 33)를 분리 마련함으로써, 액압 공급장치(100)에 제대로 오일을 공급하지 못하는 비상 시에도 리저버(30)가 제1 및 제2 마스터 챔버(20a, 20b)에 정상적으로 오일을 공급하여 비상 제동이 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 시뮬레이션 장치(50)는 후술할 제1 백업유로(251)와 연결되어 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 반력을 제공할 수 있다. 운전자가 제공하는 답력을 보상하는 만큼 반력이 제공됨으로써 운전자는 의도하는 대로 세밀하게 제동력을 조절할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션 장치(50)는 마스터 실린더(20)의 제1 유압포트(24a)에서 유출되는 오일을 저장할 수 있도록 마련된 시뮬레이션 챔버(51)와 시뮬레이션 챔버(51) 내에 마련된 반력 피스톤(52)과 이를 탄성 지지하는 반력 스프링(53)을 구비하는 페달 시뮬레이터 및 시뮬레이션 챔버(51)의 전단에 연결된 시뮬레이터 밸브(54)를 포함한다.
시뮬레이션 챔버(51) 내부는 항상 오일이 채워져 있다. 따라서, 시뮬레이션 장치(50)의 작동 시 반력 피스톤(52)의 마찰이 최소화되어 시뮬레이션 장치(50)의 내구성이 향상됨은 물론, 외부로부터의 이물질 유입이 원천적으로 차단될 수 있다.
반력 피스톤(52)과 반력 스프링(53)은 시뮬레이션 챔버(51)로 유입되는 오일에 의해 시뮬레이션 챔버(51) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 설치된다.
시뮬레이터 밸브(54)는 마스터 실린더(20)와 시뮬레이션 챔버(51)의 전단을 연결하고, 시뮬레이션 챔버(51)의 후단은 리저버(31)와 연결될 수 있다. 따라서, 반력 피스톤(52)이 복귀하는 경우에도 리저버(31)로부터 오일이 유입됨으로써 시뮬레이션 챔버(51)의 내부 전체가 오일로 항상 채워질 수 있다.
시뮬레이터 밸브(54)는 평소 닫힌 상태를 유지하는 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(54)는 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하는 경우 개방되어 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일을 리저버(31)로 전달할 수 있다.
또한, 시뮬레이터 밸브(54)에는 병렬로 시뮬레이터 체크밸브(55)가 설치될 수 있다. 시뮬레이터 체크밸브(55)는 브레이크 페달(10)의 답력 해제시 페달 시뮬레이터 압력의 빠른 리턴을 보장할 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달 변위센서(11)로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 기계적으로 작동하는 액압 공급장치(100)와, 각각 두 개의 차륜(FR, FL, RR, RL)에 마련되는 휠 실린더(40)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 구성된 유압 제어유닛(200)과, 마스터 실린더의 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하는 제1 백업유로(251)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)와, 마스터 실린더의 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷(202)을 연결하는 제2 백업유로(252)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)와, 액압 정보와 페달 변위 정보를 기반으로 액압 공급장치(100)와 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d)을 제어하는 전자제어유닛(ECU)을 포함할 수 있다.
액압 공급장치(100)는 휠 실린더(40)로 전달되는 오일 압력을 제공하는 액압 제공유닛(110)과, 페달 변위센서(11)의 전기적 신호에 의해 회전력을 발생시키는 모터(120)와, 모터(120)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 액압 제공유닛(110)에 전달하는 동력변환유닛(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 액압 제공유닛(110)은 모터(120)에서 공급되는 구동력이 아니라 고압 어큐뮬레이터에서 제공되는 압력에 의해 동작할 수도 있다.
액압 제공유닛(110)은 오일을 공급받아 저장되는 압력챔버가 형성되는 실린더블록(111)과, 실린더블록(111) 내에 수용되는 유압피스톤(114)과, 유압피스톤(114)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 압력챔버를 밀봉하는 실링부재(115: 115a, 115b)와, 유압피스톤(114)의 후단에 연결되어 동력변환유닛(130)에서 출력되는 동력을 유압피스톤(114)으로 전달하는 구동축(133)을 포함한다.
압력챔버는 유압피스톤(114)의 전방(전진 방향, 도면의 좌측 방향)에 위치하는 제1 압력챔버(112)와, 유압피스톤(114)의 후방(후진 방향, 도면의 우측 방향)에 위치하는 제2 압력챔버(113)를 포함할 수 있다.
즉, 제1 압력챔버(112)는 실린더블록(111)과 유압피스톤(114)의 전단에 의해 구획되며, 유압피스톤(114)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련되고, 제2 압력챔버(113)는 실린더블록(111)과 유압피스톤(114)의 후단에 의해 구획되며, 유압피스톤(114)의 이동에 따라 체적이 달라지도록 마련된다.
제1 압력챔버(112)는 실린더블록(111)의 후방 측에 형성되는 제1 연통홀(111a)을 통해 제1 유압유로(211)에 연결되고, 제2 압력챔버(113)는 실린더블록(111)의 전방 측에 형성되는 제2 연통홀(111b)을 통해 제4 유압유로(214)에 연결된다.
제1 유압유로(211)는 제1 압력챔버(112)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결한다. 그리고 제1 유압유로(211)는 제1 유압서킷(201)는 제 1 유압 서킷(201)과 연통되는 제 7 유압 유로(218)와 제 8 유압 유로(212)로 분기되며, 제 8 유압 유로(212)는 제2 유압유로(215)와 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제3 유압유로(213)으로 분기된다. 제4 유압유로(214)는 제2 압력챔버(113)과 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 연결한다. 그리고 제4 유압유로(214)는 제1 유압서킷(201)과 연통되는 제5 유압유로(216)와 제2 유압서킷(202)과 연통되는 제6 유압유로(217)로 분기된다.
실링부재(115)는 유압피스톤(114)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113) 사이를 밀봉하는 피스톤 실링부재(115a)와 구동축(133)과 실린더블록(111) 사이에 마련되어 제2 압력챔버(113)와 실린더블록(111)의 개구를 밀봉하는 구동축 실링부재(115b)를 포함한다. 즉, 유압피스톤(114)의 전진 또는 후진에 의해 발생하는 제1 압력챔버(112)의 액압은 피스톤 실링부재(115a)에 의해 차단되어 제2 압력챔버(113)에 누설되지 않고 제1 및 제4 유압유로(211, 214)에 전달될 수 있다. 그리고 유압피스톤(114)의 전진 또는 후진에 의해 발생하는 제2 압력챔버(113)의 액압은 구동축 실링부재(115b)에 의해 차단되어 실린더블록(111)에 누설되지 않을 수 있다.
제1 및 제2 압력챔버(112, 113)는 각각 덤프유로(116, 117)에 의해 제2 리저버 챔버(32) 또는 제 1 리저버 챔버(31)와 연결되어, 제2 리저버 챔버(32)로부터 오일을 공급받아 저장하거나 제1 또는 제2 압력챔버(112, 113)의 오일을 제2 리저버 챔버(32)로 전달할 수 있다.
일례로, 제1 압력챔버(112)는 전방 측에 형성되는 제3 연통홀(111c)를 통해 제1 덤프유로(116)와 연결되고, 제2 압력챔버(113)는 후방 측에 형성되는 제4 연통홀(111d)을 통해 제2 덤프유로(117)와 연결될 수 있다. 다시 도 1을 참고하여, 제1 압력챔버(112)와 제2 압력챔버(113)에 연결되는 유로들(211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218)과 밸브들(231, 232, 233, 234, 235, 241, 242, 243, 244, 245)에 대하여 설명하기로 한다.
제2 유압유로(212)는 제1 유압서킷(201) 및 제 2 유압서킷(202)과 연통될 수 있다. 따라서, 유압피스톤(114)의 전진에 의해 제2 유압서킷(202)으로 액압이 전달될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제3 유압유로(213)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제 1 제어밸브(232)를 포함할 수 있다. 또한, 본 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제 7 유압유로(218)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제 2 제어밸브(231)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1 제어밸브(232)는 제1 압력챔버(112)에서 제2 유압서킷(202)으로 향하는 방향의 오일 흐름만을 허용하고, 반대 방향으로의 오일 흐름은 차단하는 체크밸브로 마련될 수 있다.
또한, 제 2 제어밸브(231)는 정상 상태에서는 폐쇄되어 있다가 전자제어유닛에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
제8 유압유로(212)는 도중에 제2 유압유로(215)와 제3 유압유로(213)로 분기되어 제1 유압서킷(201)과 제2 유압서킷(202)에 모두 연통될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제 2 유압 유로(215)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제 3 제어밸브(234)를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 제 5 유압 회로(216)에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제 4제어밸브(233)을 포함할 수 있다. 이 때, 제 3 제어밸브(234)는정상 상태에서는 폐쇄되어 있다가 전자제어유닛에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed type)의 솔레노이드 밸브로 마련되고, 제 4 제어밸브(233)는 폐쇄 신호를 받으면 밸브가 폐쇄되도록 정상상태에서는 개방되어 있는 노말 오픈 타입(Normal Opne Type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 및 제2 덤프유로(116, 117)에 각각 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 덤프밸브(241)와 제2 덤프밸브(242) 등을 더 포함할 수 있다. 즉, 제1 덤프밸브(241)는 리저버(30)에서 제1 압력챔버(112)로 오일이 흐를 수 있도록 허용하되, 제1 압력챔버(112)에서 리저버(30)로 오일이 흐르는 것은 차단하는 체크밸브일 수 있고, 제2 덤프밸브(242)은 리저버(30)에서 제2 압력챔버(113)로 오일이 흐를 수 있도록 허용하되, 제2 압력챔버(113)에서 리저버(30)로 오일이 흐르는 것은 차단하는 체크밸브일 수 있다.
제3 덤프밸브(243)는 제2 압력챔버(113)와 리저버(30) 사이의 양방향 오일 흐름을 제어하도록 솔레노이드 밸브 형태로 마련된다. 제3 덤프밸브(243)는 정상 상태에서는 폐쇄되어 있다가 전자제어유닛에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Closed type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
이러한 제3 덤프밸브(243)은 액압 제공유닛(110)의 실린더블록(111) 내에 수용되어 있는 유압피스톤(114)의 원점 위치를 파악하기 위한 것으로, 액압 공급장치(100)의 초기 구동 전에만 오픈 동작되어 미도시된 모터(120)의 포지션센서와 함께 모터의 위치를 파악하여 유압피스톤(114)의 스트로크를 전자제어유닛(ECU, 미도시)이 정확하게 제어할 수 있도록 한다. 제3 덤프밸브(243)는 액압 공급장치(100)의 동작 시에는 폐쇄된 상태를 유지한다.
한편, 본 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 액압 제공유닛(110)은 복동식으로 동작할 수 있다. 즉, 유압피스톤(114)이 전진하면서 제1 압력챔버(112)에 발생되는 액압은 제3 유압유로(213)를 통해 제2유압서킷(202)에 전달되어 우측 전륜(FR)과 좌측 전륜(FL)에 설치되는 휠 실린더(40)를 작용시킬 수 있다.
다음으로 액압 공급장치(100)의 모터(120)와 동력변환유닛(130)에 대하여 설명하기로 한다.
모터(120)는 전자제어유닛으로부터 출력된 신호에 의해 회전력을 발생시키는 장치로서, 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다. 모터(120)의 회전 각속도와 회전각은 정밀하게 제어될 수 있다. 이러한 모터(120)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전자제어유닛은 모터(120)를 포함하여 후술할 본 발명의 전자식 브레이크 시스템(1)에 구비된 밸브들(54, 60, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 245, 261, 262)을 제어한다. 브레이크 페달(10)의 변위에 따라 복수의 밸브들이 제어되는 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
모터(120)의 구동력은 동력변환유닛(130)을 통해 유압피스톤(114)의 변위를 발생시키고, 압력챔버 내에서 유압피스톤(114)이 슬라이딩 이동하면서 발생하는 액압은 유압유로(211, 214)를 통해 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 설치된 휠 실린더(40)로 전달된다. 모터는 고정자(121)와 회전자(122)로 이루어지는 브러쉬리스 모터를 채용할 수 있다.
동력변환유닛(130)은 회전력을 직선운동으로 변환하는 장치로서, 일례로 웜샤프트(131)와 웜휠(132)과 구동축(133)으로 구성될 수 있다.
웜샤프트(131)는 모터(120)의 회전축과 일체로 형성될 수 있고, 외주면에 웜이 형성되어 웜휠(132)과 맞물리도록 결합하여 웜휠(132)을 회전시킨다. 웜휠(132)은 구동축(133)과 맞물리도록 연결되어 구동축(133)을 직선 이동시키고, 구동축(133)은 유압피스톤(114)과 연결되어 유압피스톤(114)을 실린더블록(111) 내에서 슬라이딩 이동시킨다.
이상의 동작들을 다시 설명하면, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛에 전달되고, 전자제어유닛은 모터(120)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)를 일 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트(131)의 회전력은 웜휠(132)을 거쳐 구동축(133)에 전달되고, 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 전진 이동하면서 제1 압력챔버(112)에 액압을 발생시킨다.
반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 전자제어유닛은 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 반대 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 복귀하면서(후진 이동하면서) 제1 압력챔버(112)에 부압을 발생시킨다.
한편, 액압과 부압의 발생은 위와 반대 방향으로도 가능하다. 즉, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(ECU, 미도시)에 전달되고, 전자제어유닛은 모터(120)를 반대 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)를 반대 방향으로 회전시킨다. 웜샤프트(131)의 회전력은 웜휠(132)을 거쳐 구동축(133)에 전달되고, 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 후진 이동하면서 제2 압력챔버(113)에 액압을 발생시킨다.
반대로, 브레이크 페달(10)에 답력이 제거되면 전자제어유닛은 모터(120)를 일 방향으로 구동시켜 웜샤프트(131)가 일 방향으로 회전한다. 따라서 웜휠(132) 역시 반대로 회전하고 구동축(133)과 연결된 유압피스톤(114)이 복귀하면서(전진 이동하면서) 제2 압력챔버(113)에 부압을 발생시킨다.
이처럼 액압 공급장치(100)는 모터(120)로부터 발생된 회전력의 회전방향에 따라 액압을 휠 실린더(40)로 전달하는 역할을 수행한다. 모터(120)가 일 방향으로 회전하는 경우 제1 압력챔버(112)에 액압이 발생하면 제2 압력챔버(113)에 부압이 발생할 수 있는데, 제2 압력챔버(113)로는 제2 덤프유로(117)를 통해 리저버(30)로부터 액압이 전달되어 부압이 해제된다. 모터(120)의 타 방향 회전 시에도 제1 압력챔버(112)의 부압 해제 동작은 동일하다.
도면에 도시되지는 않았지만 동력변환유닛(130)은 볼스크류 너트 조립체로 구성될 수도 있다. 예컨대, 모터(120)의 회전축과 일체로 형성되거나 모터(120)의 회전축과 같이 회전하도록 연결되는 스크류와, 회전이 제한된 상태로 스크류와 나사결합되어 스크류의 회전에 따라 직선운동하는 볼너트로 구성될 수 있다. 유압피스톤(114)은 동력변환유닛(130)의 볼너트와 연결되어 볼너트의 직선운동에 의해 압력챔버를 가압한다. 이와 같은 볼스크류 너트 조립체의 구조는 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 장치로서 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 동력변환유닛(130)은 상술한 볼스크류 너트 조립체의 구조 이외에 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있다면 어떠한 구조를 갖더라도 채용 가능한 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 비 정상적으로 작동하는 때에 마스터 실린더(20)로부터 토출된 오일을 직접 휠 실린더(40)로 공급할 수 있는 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 더 포함할 수 있다.
제1 백업유로(251)는 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하고, 제2 백업유로(252)는 제2 유압포트(24b)와 제2 유압서킷(202)을 연결할 수 있다. 또한, 제1 백업유로(251)에는 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)가 마련되고, 제2 백업유로(252)에는 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 마련될 수 있다.
제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 유압 제어유닛(200)에 대하여 설명하기로 한다.
유압 제어유닛(200)은 액압을 공급받아 각각 두 개씩의 차륜을 할당 제어할 수 있도록 제1 유압서킷(201)과, 제2 유압서킷(202)으로 이루어질 수 있다. 일례로, 제1 유압서킷(201)은 우측 후륜(RR)과 좌측 후륜(RL)을 제어하고, 제2 유압서킷(202)은 우측 전륜(FR)과 좌측 전륜(FL)을 제어할 수 있다. 각각의 차륜(FR, FL, RR, RL)에는 휠 실린더(40)가 설치되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 공급받아 제동이 이루어진다.
제1 유압서킷(201)은 제 2 유압유로(215)와 제 5 유압 유로(216)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받는다.
마찬가지로, 제 2 유압 서킷(202)은 제 6 유압 유로(217)과 제 3 유압 유로(213) 및 제 7 유압 유로(218)와 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 제공받는다.
제1 및 제2 유압서킷(201, 202)은 액압의 흐름을 제어하도록 복수의 인렛밸브(221: 221a, 221b, 221c, 221d)를 구비할 수 있다. 일례로, 제1 유압서킷(201)에는 두 개의 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221a, 221b)가 마련될 수 있다. 또한, 제2 유압서킷(202)에는 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221c, 221d)가 마련될 수 있다. 여기서, 인렛밸브(221)는 액압 제공유닛(110)와 근접하는 휠 실린더(40)의 상류측에 배치되며 정상상태에서는 개방되어 있다가 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)은 각각의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)의 전방과 후방을 연결하는 바이패스 유로에 마련되는 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)를 포함할 수 있다. 체크밸브(223a, 223b, 223c, 223d)는 휠 실린더(40)에서 액압 제공유닛(110) 방향으로의 오일의 흐름만을 허용하고, 액압 제공유닛(110)에서 휠 실린더(40) 방향으로의 오일의 흐름은 제한하도록 마련될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)은 제동 해제시 성능향상을 위하여 리저버(31,33: 이하 30으로 통칭)와 연결되는 복수의 아웃렛밸브(222: 222a, 222b, 222c, 222d)를 더 구비할 수 있다. 아웃렛밸브(222)는 각각 휠 실린더(40)와 연결되어 각 차륜(RR, RL, FR, FL)으로부터 액압이 빠져나가는 것을 제어한다. 즉, 아웃렛밸브(222)는 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 제동압력을 감지하여 감압 제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 압력을 제어할 수 있다. 아웃렛밸브(222)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
한편, 유압 제어유닛(200)은 백업유로(251, 252)와 연결될 수 있다. 일례로, 제1 유압서킷(201)은 제1 백업유로(251)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받고, 제2 유압서킷(202)은 제2 백업유로(252)와 연결되어 마스터 실린더(20)로부터 액압을 제공받을 수 있다.
제1 백업유로(251)는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)의 상류(액압 제공유닛측)에서 제1 유압서킷(201)에 합류할 수 있다. 마찬가지로, 제2 백업유로(252)는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)의 상류에서 제2 유압서킷(202)에 합류할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 폐쇄하는 경우 액압 제공유닛(110)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)을 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있고, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)를 개방하는 경우 마스터 실린더(20)에서 제공되는 액압을 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통해 휠 실린더(40)로 공급할 수 있다. 이때, 복수의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)들은 개방된 상태를 유지하기 때문에 동작 상태를 전환시킬 필요가 없다.
한편, 미설명된 참조부호 "PS1-1"과 "PS1-2"는 제1,2 유압서킷(201, 202)의 액압을 감지하는 유압유로 압력센서이고, "PS2"는 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서다. 그리고 "MPS"는 모터(120)의 회전각 또는 모터의 전류를 제어하는 모터 제어센서다. "PS1-1"과 "PS1-2"는 하나만 마련될 수도 있다.
그러면, 이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작에 대해서 자세히 설명한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작에 대해서 자세히 설명한다.
전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 제동 작동 되는 경우에 추가적으로 회생 제동 협조 제어가 가능하다. 회생 제동 협조 제어 방법에 대하여는 후술한다.
운전자에 의한 제동이 시작되면 페달 변위센서(11)를 통하여 운전자가 밟는 브레이크 페달(10)의 압력 등의 정보를 통해 운전자의 요구 제동량을 감지할 수 있다. 전자 제어 유닛은 페달 변위센서(11)로부터 출력된 전기적 신호를 입력받아 모터(120)를 구동하게 된다.
또한, 전자 제어 유닛(510)은 마스터 실린더(20)의 출구 측에 마련된 백업유로 압력센서(PS2)와 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)에 마련된 제1 및 제2 유압유로 압력센서(PS11, PS12)를 통하여 회생 제동량의 크기를 입력 받고, 운전자의 요구 제동량과 회생 제동량의 차이에 따라 마찰 제동량의 크기를 계산하여 휠 실린더(40)의 증압 또는 감압의 크기를 파악할 수 있다.
구체적으로, 제동 초기에 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟으면 모터(120)가 작동하고, 이 모터(120)의 회전력이 동력전달부(130)에 의해 압력 제공유닛(110)으로 전달되며, 압력 제공유닛(110)에서 토출되는 액압이 제1 유압유로(211)로 전달된다.
특히, 유압 피스톤(114) 전진 시 압력 제공유닛(110)에서 토출되는 액압이 제 1 유압 유로(211)로부터 분기되어 나온 제 7 유압 유로(218)에 설치된 제 2 제어 밸브(231)가 오픈되어 제 2 유압서킷(202)에 유압이 전달되도록 제어될 수 있으며, 제 2 유압 유로(215)에 설칟왼 제 1 제어 밸브(231) 역시 오픈되어 제 1 유압 서킷(201)에 유압이 전달되도록 제어될 수 있다.
한편, 유압 피스톤(114) 후진 시 압력 제공유닛(110)에서 토출되는 액압이 제 4 유압 유로(214)로부터 분기된 제 5 유압 유로(216)에 설치된 제 4 제어밸브(233)가 오픈되어 제 1 유압 서킷(201)에 유압이 전달되도록 제어될 수 있으며, 제 6 유압 유로(217)를 통하여 제 1 제어밸브(232)를 통과하여 제 2 유압 서킷(202)에 유압이 전달되도록 제어할 수 있다.
한편, 액압 공급장치(100)에서 액압을 발생 시 마스터 실린더(20)의 제1 및 제2 유압포트(24a, 24b)와 연결된 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 설치된 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)가 폐쇄되어 마스터 실린더(20)에서 토출되는 유압이 휠 실린더(40)로 전달되지 않게 된다.
또한, 액압 공급장치(100)로부터 토출된 액압은 인렛밸브(221)가 개방됨에 따라 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 설치된 휠 실린더(40)로 전달되어 제동력을 발생 시키게 된다. 이때, 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 전달되는 압력이 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 목표 압력값에 비하여 높게 측정될 경우 릴리즈밸브(233)를 개방시켜 목표 압력값에 추종하도록 제어하게 된다.
한편, 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 마스터 실린더(20)의 가압에 따라 발생된 압력은 마스터 실린더(20)와 연결된 시뮬레이션 장치(50)로 전달된다. 이때, 시뮬레이션 챔버(51)의 후단에 배치된 평상시 폐쇄형 시뮬레이터 밸브(54)가 개방되어 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 시뮬레이션 챔버(51) 내에 채워진 오일이 리저버(30)로 전달된다. 또한, 반력 피스톤(52)이 움직이고 반력 피스톤(52)을 지지하는 반력 스프링(53) 하중에 상응하는 압력이 시뮬레이션 챔버(51) 내에 형성되어 운전자에게 적절한 페달감을 제공하게 된다.
이상에서는 본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 회로도에 대하여 설명하였다.
이하에서는, 제 1 유압 서킷(201) 또는 제 2 유압 서킷(202)에서 리크가 발생한 경우에 회로의 유압 제어에 대하여 설명한다.
제 1 유압 서킷(201)는 휠 실린더가 좌측 후륜(RL)과 우측 후륜(RR)으로 구성되고, 제 2 유압 서킷(202)는 휠 실린더가 좌측 전륜(FL)과 우측 전륜(FR)로 구성되어 있어, 제 1 유압 서킷(201)에서 리크가 발생한 경우와 제 2 유압 서킷(202)에서 리크가 발생한 경우에 다른 제어 방법으로 각 실린더에 유압을 전달하게 된다.
이하, 도 2에서는 전륜(FL, FR)을 포함하는 제 2 유압 서킷(202)에서 리크가 발생한 경우의 회로 상태에 대하여 설명하며, 도 3에서는 후륜(RL, RR)을 포함하는 제 2 유압 서킷(202)에서 리크가 발생한 경우의 회로 상태에 대하여 설명한다.
도 2에 도시된 바는 제 2 유압 서킷(202)에서 미세 리크가 발생한 것으로 가정한다. 제 2 유압 서킷(202) 내부에서 리크가 발생하는 경우, 제 2 유압 서킷(202)으로 유입되는 유압이 요구되는 가압량을 확보하지 못하게 되어 제 1 유압 유로(211)를 통하여 계속하여 액압이 토출되게 된다.
즉, 제 1 유압 유로(211)를 통과하여 제 1 압력 챔버(112)의 유압이 토출되는 것으로, 유압 피스톤(114) 전진 시 지속적으로 유압이 제 1 유압 유로(211)를 통과하여 제 1 유압 서킷(201) 및 제 2 유압 서킷(202)으로 유압을 전달한다.
단, 도 2에서는 제 2 유압 서킷(202)에서 리크가 발생한 경우로, PS1-2 압력 센서로 측정한 휠 압력이 원하는 제동량을 확보하지 못하는 경우에 계속하여 제 1 유압 유로(211)를 통과하여 유압이 토출되어야 하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 리저버(30)의 제 2 챔버(32)와 제 3 챔버(33)의 유압이 모두 소실되어 유압 피스톤(114)이 전진으로 인한 가압 기능을 상실하게 된다. 다만, 각 실린더(40)에서 토출되는 액압은 모두 리저버(30)의 제 1 챔버(31)로 복귀하게 된다.
이 때, 전자식 브레이크 시스템의 유압 피스톤(114)이 후진 제어를 하는 경우(도 2에 도시된 화살표와 반대 방향으로 이동), 좌측 후륜(RL) 및 우측 후륜(RR)만으로 ABS 작동 시, ABS 작동 시 유량이 모두 리저버(30)의 제 1 챔버(31)로 리턴된 이후, 다시 제 2 챔버(32)에 유량을 공급하게 된다.
따라서, 제 2 유압 서킷(202)에서 리크가 발생한 경우에도 액량 손실 없이 가압 성능을 유지할 수 있게 된다.
이와 달리, 도 3은 후륜(RL,RR)을 포함하는 제 1 유압 서킷(201)에서 리크가 발생한 경우의 회로 상태에 대하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 유압 서킷(201)에서 미세 리크가 발생한 것으로 가정한다. 제 1 유압 서킷(201) 내부에서 리크가 발생하는 경우, 제 1 유압 서킷(201)으로 유입되는 유압이 요구되는 가압량을 확보하지 못하게 된다.
예를 들어, 유압 피스톤(114) 전진 시 지속적으로 유압이 제 1 유압 유로(211)를 통과하여 제 2 유압 유로(215)를 통해 제 1 유압 서킷(201)으로 유압을 전달한다.
단, 도 3에서는 제 1 유압 서킷(201)에서 리크가 발생한 경우이나, 유압 피스톤(114)이 후진 제어되는 경우를 나타낸 회로도이다. 유압 피스톤(114)이 후진 제어되는 경우 제 4 유압 유로(214)를 통과하여 제 1 유압 서킷(201)으로 유압을 전달하고, 제 6 유압 유로(217)을 통과하여 제 2 유압 서킷(202)으로 유압을 전달한다.
다만, 제 1 유압 서킷(201)에서 리크가 발생한 경우, PS1-1 압력 센서로 측정한 휠 압력이 원하는 제동량을 확보하지 못하는 경우에 계속하여 제 4 유압 유로(214)를 통과하여 유압이 토출되어야 하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 리저버(30)의 제 1 챔버(31)와 제 2 챔버(32)의 유압이 모두 소실되어 유압 피스톤(114)이 전진으로 인한 가압 기능 뿐만 아니라 후진으로 인한 가압 기능을 상실하게 된다. 다만, 각 실린더(40)에서 토출되는 액압은 모두 리저버(30)의 제 1 챔버(31)로 복귀하게 된다.
이 때, 전자식 브레이크 시스템은 전륜 만으로도 최소한의 제동압을 확보하기 위하여 폴백 모드에 진입하게 된다. 이하, 도 4에서는 폴백 모드 진입 시 회로 동작 상태에 대하여 설명한다.
도 4는 제 1 유압 서킷(201)에서 리크가 발생한 상태이므로, 좌측 전륜(FR) 및 우측 전륜(FL) 만으로 제동을 실시한다. 이에, 폴백 모두 진입한 상태이므로, 마스터 실린더(20)에서 직접 제 2 유압 서킷(202)으로 유압이 전달되도록 제 2 컷밸브(262)를 개방시킨다.
따라서, 제 2 유압 서킷(202)에 포함된 좌측 전륜(FR) 및 우측 전륜(FL) 에 최소한의 제동압을 만족 시킬 수 있다.
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.

Claims (10)

  1. 오일이 저장되는 공간이 분리되어 마련된 리저버;
    상기 리저버와 연결되고, 제1 및 제2 마스터 챔버와 각 마스터 챔버에 마련되는 제1 및 제2 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더;
    전기적 신호에 의해 작동하여 제 1 및 제 2 압력 챔버와 유압 피스톤을 구비하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
    상기 액압 공급장치로부터 좌측 전륜 및 우측 전륜의 휠 실린더로 토출되는 액압을 전달하는 제 1 유압 서킷;
    상기 액압 공급장치로부터 좌측 후륜 및 우측 후륜의 휠 실린더로 토출되는 액압을 전달하는 제 2 유압 서킷;을 포함하고,
    상기 휠 실린더로부터 리턴되는 유압과 상기 제 2 압력 챔버로부터 리턴되는 유압이 동일한 리저버 챔버로 유입되는 전자식 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리저버는,
    상기 제 1 마스터 챔버에 오일을 공급하도록 연결되는 제 1 리저버 챔버와, 상기 액압 공급 장치에 오일을 공급하도록 연결되는 제 2 리저버 챔버와, 상기 제 2 마스터 챔버에 오일을 공급하도록 연결되는 제 3 리저버 챔버를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 휠 실린더로부터 리턴되는 유압이 상기 제 3 리저버 챔버로 유입되는 전자식 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유압 피스톤이 후진되고, 상기 좌측 후륜 및 우측 후륜의 ABS 작동 시, 상기 휠 실린더로부터 리턴된 액압을 상기 제 3 리저버 챔버로부터 상기 제 2 리저버 챔버로 공급하는 전자식 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 유압 서킷 리크 발생 시, 상기 유압 피스톤의 이동으로 제동압 발생시키는 전자식 브레이크 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제 2 유압 서킷 리크 발생 시, 폴백 모드로 진입하는 전자식 브레이크 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스터 실린더로부터 상기 제 1 유압 서킷으로 액압을 직접 전달하는 제 1 백업 유로; 및
    상기 마스터 실린더로부터 상기 제 2 유압 서킷으로 액압을 직접 전달하는 제 2 백업 유로;를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제 2 유압 서킷 리크 발생 시, 제 1 백업 유로로 상기 마스터 실린더에서 발생한 액압을 상기 좌측 전륜 및 상기 우측 전륜으로 전달하는 전자식 브레이크 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제 1 백업 유로에 설치된 노말 클로즈드 타입의 제 1 컷밸브 및 상기 제 2 백업 유로에 설치된 노말 클로즈드 타입의 제 2 컷밸브;를 더 포함하고,
    상기 제 2 유압 서킷 리크 발생 시, 상기 제 1 컷밸브를 오픈시키는 전자식 브레이크 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유압 서킷 또는 상기 제 2 유압 서킷의 독립 회생 제동이 가능한 전자식 브레이크 시스템.
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