KR20170031400A

KR20170031400A - 전자식 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR20170031400A
Application number: KR1020150128860A
Authority: KR
Inventors: 김현호; 전인욱
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2017-03-21
Also published as: CN106515684A; US10093295B2; DE102016217273B4; DE102016217273A1; CN106515684B; US20170072928A1

Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더와, 마스터 실린더와 연결되어 오일이 수용되는 시뮬레이션 챔버와 오일이 저장되는 제1 리저버를 연결하는 유로에 마련되는 시뮬레이터 밸브를 구비하고 브레이크 페달의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치와, 마스터 실린더와 시뮬레이션 장치를 연결하는 유로에 마련되는 검사밸브를 포함하고, 시뮬레이터 밸브는 정상 모드에서 시뮬레이션 챔버와 리저버를 연결하는 유로를 개방하고, 비정상 모드에서 시뮬레이션 챔버와 제1 리저버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련되며, 검사밸브는 제동 모드에서 마스터 실린더와 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 개방하고, 검사 모드에서 마스터 실린더와 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련된다.

Description

전자식 브레이크 시스템{Electric brake system}

본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 페달의 변위에 대응하는 전기적 신호를 이용하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 시스템과 이를 이용하여 액압의 누설 여부를 검사할 수 있는 검사방법에 관한 것이다.

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

브레이크 시스템의 일례로는 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS: Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS: Brake Traction Control System)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(ESC: Electronic Stability Control System) 등이 있다.

일반적으로 전자식 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 휠 실린더로 압력을 공급하는 액압 공급장치를 포함한다.

위와 같은 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템은 유럽 등록특허 EP 2 520 473호에 개시되어 있다. 개시된 문헌에 따르면, 액압 공급장치는 브레이크 페달의 답력에 따라 모터가 작동하여 제동압을 발생 시키도록 이루어진다. 이때, 제동압은 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압함으로써 발생하게 된다.

또 전자식 브레이크 시스템은 운전자에게 브레이크 답력에 따른 반력을 제공할 수 있는 시뮬레이션 장치를 포함한다. 이 때, 시뮬레이션 장치는 오일 리저버와 연결되며, 시뮬레이션 장치와 리저버가 연결되는 오일 유로에는 시뮬레이터 밸브가 설치된다.

한편, 액압 공급장치에 의해 액압이 발생되지 않고 운전자의 답력에 따라 마스터 실린더에서 토출되는 액압이 직접 휠 실린더에 전달되는 경우에는 시뮬레이터 밸브가 폐쇄됨으로써 마스터 실린더에서 토출되는 액압이 누설되는 것을 방지한다.

그러나 시뮬레이터 밸브에 리크(leak)가 발생하는 경우 운전자가 의도하는 만큼의 제동력이 발생하지 않아 위험을 초래할 수 있으며, 제동 답력의 필링이 나빠지게 되어 제품의 고급화를 방해할 수 있다.

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

본 발명의 실시예들은 백업 모드 시에 마스터 실린더에서 토출되는 액압이 누설되는 것을 검사할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더; 상기 마스터 실린더와 연결되어 오일이 수용되는 시뮬레이션 챔버와 오일이 저장되는 제1 리저버를 연결하는 유로에 마련되는 시뮬레이터 밸브를 구비하고, 상기 브레이크 페달의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치; 및 상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 장치를 연결하는 유로에 마련되는 검사밸브를 포함하고, 상기 시뮬레이터 밸브는 정상 모드에서 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 제1 리저버를 연결하는 유로를 개방하고, 비정상 모드에서 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 제1 리저버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련되며, 상기 검사밸브는 제동 모드에서 상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 개방하고, 검사 모드에서 상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 제2 리저버; 상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서; 상기 페달 변위센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 유압 제어유닛; 및 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 밸브들을 제어하는 전자제어유닛;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마스터 실린더와 상기 유압 제어유닛을 연결하되, 상기 액압 공급장치에 연결되는 유압유로와 합류하는 백업유로와, 상기 백업유로의 상기 마스터 실린더와 상기 유압유로와 합류하는 합류점 사이에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 컷밸브를 더 포함하고, 상기 정상 모드에서는 상기 컷밸브가 폐쇄되어 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압이 상기 휠 실린더에 전달되고, 상기 비정상 모드에서는 상기 컷밸브가 개방되어 상기 마스터 실린더에서 토출되는 액압이 상기 휠 실린더에 전달될 수 있다.

또한, 상기 백업유로의 상기 검사밸브 하측에 마련되는 압력센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 압력센서는 상기 검사밸브와 상기 시뮬레이션 장치로 분기되는 유로 사이에 마련될 수 있다.

또한, 상기 전자제어유닛은 상기 검사 모드에서 상기 시뮬레이터 밸브와 상기 검사밸브를 닫고, 상기 액압 공급장치에서 액압을 발생시킨 후에 상기 압력센서에서 압력을 측정하여 상기 시뮬레이터 밸브가 누설되는지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 검사밸브는 평상시 열려있다가 폐쇄신호를 받으면 닫히도록 작동하는 평상시 개방형(Normally Open Type) 밸브일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 오일이 저장되는 리저버; 제1 및 제2 유압포트가 형성되고, 상기 리저버와 연결되며, 하나 이상의 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더; 상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서; 상기 제1 유압포트와 휠 실린더를 연결하는 제1 백업유로; 상기 제2 유압포트와 휠 실린더를 연결하는 제2 백업유로; 상기 제1 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브; 상기 제2 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브; 상기 제1 백업유로에서 분기되는 유로에 마련되고, 오일이 수용되는 시뮬레이션 챔버와 오일이 저장되는 제1 리저버를 연결하는 유로에 마련되는 시뮬레이터 밸브를 구비하며, 상기 브레이크 페달의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치; 상기 제1 백업유로에 설치되되, 상기 제1 유압포트와 상기 시뮬레이션 장치로 분기되는 유로 사이에 마련되는 검사밸브; 상기 페달 변위센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치; 상기 검사밸브와 상기 시뮬레이션 장치로 분기되는 유로 사이에 마련되는 압력센서; 상기 액압 공급장치와 연결되고 상기 제1 백업유로에 합류하는 제1 유압유로; 상기 액압 공급장치와 연결되고 상기 제2 백업유로에 합류하는 제2 유압유로; 상기 제1 및 제2 유압유로에 연결되고, 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하되, 각각 다른 휠 실린더와 연결되는 제1 및 제2 유압서킷을 포함하는 유압 제어유닛; 및 액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 밸브들을 제어하는 전자제어유닛을 포함하고, 상기 시뮬레이터 밸브는 정상 모드에서 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 리저버를 연결하는 유로를 개방하고, 비정상 모드에서 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 제1 리저버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련되며, 상기 검사밸브는 제동 모드에서 상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 개방하고, 검사 모드에서 상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 유압 제어유닛은, 각 차륜에 설치된 휠 실린더로 흐르는 액압을 제어하도록 휠 실린더의 상류측에 각각 마련되는 제1 내지 제4 인렛밸브; 상기 액압 공급장치와 상기 제1 및 제2 인렛밸브 사이의 연결을 제어하고, 상기 액압 공급장치가 상기 제1 백업유로에 합류하는 유로에 마련되는 제1 절환밸브; 및 상기 액압 공급장치와 상기 제3 및 제4 인렛밸브 사이의 연결을 제어하고, 상기 액압 공급장치가 상기 제2 백업유로에 합류하는 유로에 마련되는 제2 절환밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 유압 제어유닛은, 각 차륜에 설치된 휠 실린더로 흐르는 액압을 제어하도록 휠 실린더의 상류측에 각각 마련되는 제1 내지 제4 인렛밸브; 및 상기 제1 인렛밸브와 상기 제2 인렛밸브가 연결된 두 휠 실린더 사이의 연결을 제어하는 제1 밸런스밸브와, 상기 제3 인렛밸브와 상기 제4 인렛밸브가 연결된 두 휠 실린더 사이의 연결을 제어하는 제2 밸런스밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 액압 공급장치를 포함하는 폐회로를 형성함으로써 액압 공급장치에서 토출되는 액압이 누설되는지 여부를 검사할 수 있고, 이로 인해 백업 모드 시에 마스터 실린더에서 토출되는 액압이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동 시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 정상적으로 제동 작동되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 정상적으로 제동 해제되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 통하여 ABS 작동되는 상태를 설명하기 위한 유압회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 비정상으로 작동하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 6은 시뮬레이터 밸브에 리크가 발생하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에서 시뮬레이터 밸브의 리크 발생 여부를 검사하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 비 제동 시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 정상적으로 제동 작동되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 정상적으로 제동 해제되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 통하여 ABS 작동되는 상태를 설명하기 위한 유압회로도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 통하여 덤프모드 시 작동되는 상태를 설명하기 위한 유압회로도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템이 비정상으로 작동하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에서 시뮬레이터 밸브의 리크 발생 여부를 검사하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 비 제동 시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 1을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)은 통상적으로, 액압을 발생 시키는 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(RR, RL, FR, FL)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 발생 시킬 수 있다. 일 예로, 마스터 실린더(20)는 두 개의 챔버를 구비하도록 구성되고, 각각의 챔버에는 제1 피스톤(21a)과 제2 피스톤(22a)이 마련되며, 제1 피스톤(21a)은 인풋로드(12)와 연결될 수 있다.

한편, 마스터 실린더(20)는 두 개의 챔버를 가짐으로써 고장시 안전을 확보할 수 있다. 예컨대, 두 개의 챔버 중 하나의 챔버는 차량의 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)에 연결되고, 다른 하나의 챔버는 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)에 연결될 수 있다. 또는 이와 달리 두 개의 챔버 중 하나의 챔버를 두 개의 전륜(FR, FL)에, 그리고 다른 하나의 챔버를 두 개의 후륜(RR, RL)에 연결할 수도 있다. 이와 같이, 두 개의 챔버를 독립적으로 구성함으로써 한 쪽 챔버가 고장나는 경우에도 차량의 제동이 가능하도록 할 수 있다.

이를 위해, 마스터 실린더(20)는 두 개의 챔버로부터 각각 액압이 배출되는 제1 및 제2 유압포트(24a, 24b)가 형성될 수 있다.

또한, 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 두 챔버에 각각 마련되고, 브레이크 페달(10)의 변위가 달라짐에 따라 제1 피스톤(21a)과 제2 피스톤(22a)이 압축되면서 제1 스프링(21b)과 제2 스프링(22b)에 탄성력이 저장된다. 그리고 제1 피스톤(21a)을 미는 힘이 탄성력 보다 작아지면 제1 스프링(21b)과 제2 스프링(22b)이 저장된 탄성력을 이용하여 제1 및 제2 피스톤(21a, 22a)을 밀어서 원상복귀 시킬 수 있다.

한편, 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) 사이의 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.

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 있게 된다.

도 1을 참고하면, 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 후단부에 연결된 시뮬레이터 밸브(54)를 포함한다.

반력 피스톤(52)과 반력 스프링(53)은 시뮬레이션 챔버(51)로 유입되는 오일에 의해 시뮬레이션 챔버(51) 내에서 일정 범위의 변위를 갖도록 설치된다.

한편, 도면에는 도시된 반력 스프링(53)은 반력 피스톤(52)에 탄성력을 제공할 수 있는 하나의 실시예에 불과한 것으로, 형상 변형에 의해 탄성력을 저장할 수 있는 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 일 예로, 고무 등의 재질로 마련되거나, 코일 또는 판 형상을 구비함으로써 탄성력을 저장할 수 있는 다양한 부재를 포함한다.

시뮬레이터 밸브(54)는 시뮬레이션 챔버(51)의 후단과 리저버(30)를 연결하는 유로에 마련될 수 있다. 시뮬레이션 챔버(51)의 전단은 마스터 실린더(20)와 연결되고, 시뮬레이션 챔버(51)의 후단은 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)와 연결될 수 있다. 따라서 반력 피스톤(52)이 복귀하는 경우에도 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)의 오일이 유입됨으로써 시뮬레이션 챔버(51)의 내부 전체가 오일로 채워질 수 있다.

한편, 도면에는 여러 개의 리저버(30)가 도시되어 있고 각각의 리저버(30)는 동일한 도면 부호를 사용하고 있다. 다만, 이들 리저버는 동일 부품으로 마련되거나 서로 다른 부품으로 마련될 수 있다. 일 예로, 시뮬레이션 장치(50)와 연결되는 리저버(30)는 마스터 실린더(20)와 연결되는 리저버(30)와 동일하거나, 마스터 실린더(20)와 연결되는 리저버(30)와 별도로 오일을 저장할 수 있는 저장소일 수 있다.

한편, 시뮬레이터 밸브(54)는 평소 닫힌 상태를 유지하는 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(54)는 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 가하는 경우 개방되어 시뮬레이션 챔버(51)와 리저버(30) 사이에 제동 오일을 전달할 수 있다.

또한, 페달 시뮬레이터와 리저버(30) 사이에는 시뮬레이터 밸브(54)와 병렬 연결되도록 시뮬레이터 체크밸브(55)가 설치될 수 있다. 시뮬레이터 체크밸브(55)는 리저버(30)의 오일이 시뮬레이션 챔버(51)로 흐르는 것을 허용하되, 시뮬레이션 챔버(51)의 오일이 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 리저버(30)로 흐르는 것을 차단할 수 있다. 브레이크 페달(10)의 답력 해제시 시뮬레이터 체크밸브(55)를 통해 오일이 시뮬레이션 챔버(51) 내로 공급될 수 있기 때문에 페달 시뮬레이터 압력의 빠른 리턴이 보장될 수 있다.

페달 시뮬레이션 장치(50)의 동작 모습에 대하여 설명하면, 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 제공 시 페달 시뮬레이터의 반력 피스톤(52)이 반력 스프링(53)을 압축하면서 밀어내는 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일은 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)로 전달되고, 이 과정에서 운전자는 페달감을 제공받게 된다. 그리고 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 해제시 반력 스프링(53)이 반력 피스톤(52)을 밀어내면서 반력 피스톤(52)이 원래의 상태로 복귀하고, 리저버(30)의 오일이 시뮬레이터 밸브(54)가 설치되는 유로와 체크밸브(55)가 설치되는 유로를 통해 시뮬레이션 챔버(51) 내에 유입되면서 시뮬레이션 챔버(51) 내부에 오일이 가득 찰 수 있다.

이와 같이, 시뮬레이션 챔버(51) 내부는 항상 오일이 채워진 상태이기 때문에 시뮬레이션 장치(50)의 작동시 반력 피스톤(52)의 마찰이 최소화되어 시뮬레이션 장치(50)의 내구성이 향상됨은 물론, 외부로부터 이물질의 유입이 차단될 수 있다.

본 발명의 실시예에 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(RR, RL, FR, FL)에 마련되는 휠 실린더(40)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)으로 구성된 유압 제어유닛(200)과, 상기 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하는 제1 백업유로(251)에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)와, 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, 221, 222, 223, 224, 231, 232, 241, 242, 261, 262)을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)을 포함할 수 있다.

액압 공급장치(100)는 휠 실린더(40)로 전달되는 오일 압력을 제공하는 압력 제공유닛(110)과, 페달 변위센서(11)의 전기적 신호에 의해 회전력을 발생 시키는 모터(120)와, 모터(120)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 압력 제공유닛(110)에 전달하는 동력변환부(130)를 포함한다.

압력 제공유닛(110)은 오일을 공급받아 저장되도록 소정 공간이 형성되는 압력챔버(111)와, 압력챔버(111) 내에 마련되는 유압피스톤(112)과, 유압피스톤(112)과 압력챔버(111) 사이에 마련되어 유압피스톤(112)을 탄성 지지하는 유압스프링(122)을 포함할 수 있다.

압력챔버(111)는 오일유로(114)에 의해 리저버(30)와 연결되고, 리저버(30)로부터 오일을 공급받아 저장할 수 있다. 오일유로(114)는 압력챔버(111)의 입구 측에 형성되는 제1 연통홀(111a)과 연통될 수 있다. 일 예로, 제1 연통홀(111a)은 유압피스톤(112)이 전진할 때 압력이 발생되는 압력챔버(111)의 입구 측에 형성될 수 있다.

또한, 오일유로(114)에는 압력챔버(111)의 압력이 역류되는 것을 방지하는 체크밸브(115)가 설치될 수 있다. 체크밸브(115)는 유압피스톤(112)이 전진 시 압력챔버(111) 내의 오일이 오일유로(114)를 통해 리저버(30)로 유실되는 것을 차단하고, 유압피스톤(112)이 복귀 시 리저버(30)의 오일이 흡입되어 압력챔버(111) 입구 측에 저장되는 것을 허용하도록 마련된다.

또한, 액압 공급장치(100)는 유압피스톤(112)이 복귀하며 압력챔버(111) 내의 액압을 흡수하는 과정에서 압력챔버(111) 내의 압력이 대기압으로 해제되지 않는 경우를 방지하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 압력챔버(111)에는 제2 연통홀(111b)이 형성되고, 압력챔버(111)의 출구 측과 오일유로(114) 사이에는 제2 연통홀(111b)과 오일유로(114)를 연결하는 연결유로(116)가 형성된다. 이때, 제2 연통홀(111b)은 유압피스톤(112)의 초기 위치(즉, 유압피스톤(112)이 압력챔버(111)의 출구 측으로 후퇴하여 압력챔버(111) 내의 압력이 해제된 상태에서의 유압피스톤(112)의 위치)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 따라서 유압피스톤(112)이 복귀하면서 압역챔버(111) 출구 측이 연결유로(116)를 통해 자동으로 리저버(30)와 연결되어 압력이 대기압으로 복귀할 수 있다.

모터(120)는 전자제어유닛(ECU, 미도시)으로부터 출력된 신호에 의해 회전력을 발생 시키는 장치로서, 정방향 또는 역방향으로 회전력을 발생 시킬 수 다. 모터(120)의 회전각속도와 회전각은 정밀하게 제어될 수 있다. 이러한 모터(120)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 전자제어유닛은 모터(120)를 포함하여 후술할 본 발명의 전자식 브레이크 시스템(1)에 구비된 밸브들을 제어한다. 브레이크 페달(10)의 변위에 따라 복수의 밸브들이 제어되는 동작에 대해서는 후술하기로 한다.

모터(120)의 구동력은 동력변환부(130)를 통해 유압피스톤(112)의 변위를 발생 시키고, 압력챔버(111) 내에서 유압피스톤(112)이 슬라이딩 이동하면서 발생하는 액압은 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통해 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 설치된 휠 실린더(40)로 전달된다.

동력변환부(130)는 회전력을 직선운동으로 변환하는 장치로서, 일 예로 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 이동 시키고, 구동축(133)은 피스톤(111)과 연결되어 피스톤(111)을 압력챔버(111) 내에서 슬라이딩 이동시킨다.

이상의 동작들을 다시 설명하면, 브레이크 페달(10)에 변위가 발생하면서 페달 변위센서(11)에 의해 감지된 신호는 전자제어유닛(ECU, 미도시)에 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(112)이 이동하면서 압력챔버(111)에 액압을 발생 시킨다.

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(112)이 복귀한다. 이 때, 유압스프링(113)은 유압피스톤(112)에 탄성력을 제공함으로써 압력챔버(111) 내의 액압을 신속하게 흡입할 수 있다.

이처럼 액압 공급장치(100)는 모터(120)로부터 발생된 회전력의 회전방향에 따라 액압을 휠 실린더(40)로 전달하거나 액압을 흡입하여 리저버(30)로 전달하는 역할을 수행하게 된다.

또는, 도면에 도시되지는 않았지만 동력변환부(130)는 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(112)은 동력변환부(130)의 볼너트와 연결되어 볼너트의 직선운동에 의해 압력챔버(111)를 가압하고, 유압스프링(122)은 볼너트가 원래의 위치로 복귀 시 유압피스톤(112)을 원래의 위치로 복귀시키는 역할을 한다. 이와 같은 볼스크류 너트 조립체의 구조는 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 장치로서 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 동력변환부(130)는 상기 볼스크류 너트 조립체의 구조 이외에 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있다면 어떠한 구조를 갖더라도 채용 가능한 것으로 이해되어야 한다.

다음으로, 도 1을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 제어유닛(200)에 대하여 설명하기로 한다.

유압 제어유닛(200)은 액압을 공급받아 각각 두 개의 차륜을 제어하는 제1 유압서킷(201)과, 제2 유압서킷(202)으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201)은 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)을 제어하고, 제2 유압서킷(202)은 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)을 제어할 수 있다. 그리고 각각의 차륜(FR, FL, RR, RL)에는 휠 실린더(40)가 설치되어 액압을 공급받아 제동이 이루어진다.

또한, 유압 제어유닛(200)은 제1 유압서킷(201)과 액압 공급장치(100)를 연결하는 제1 유압유로(211)와, 제2 유압서킷(202)과 연결되는 제2 유압유로(212)를 통해 액압 공급장치(100)로부터 액압을 전달받을 수 있다. 이때, 제2 유압유로(212)는 제1 유압유로(211)로부터 분기된 분기유로(214)와 연결될 수 있다.

그리고 제1 및 제2 유압유로(211, 212)는 분기유로(214)를 통해 서로 연결되어 액압 공급장치(100)로부터 액압을 전달받아 각 유압서킷(201, 202)의 휠 실린더(40)로 전달하게 된다. 이때, 각 유압서킷(201, 202)은 액압의 흐름을 제어하도록 복수의 인렛밸브(221)를 구비할 수 있다.

일 예로, 제1 유압서킷(201)에는 제1 유압유로(211)와 연결되어 두 개의 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221)가 마련될 수 있다. 또한, 제2 유압서킷(202)에는 제2 유압유로(212)와 연결되어 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 각각 제어하는 두 개의 인렛밸브(221)가 마련될 수 있다.

이러한 복수의 인렛밸브(221)는 휠 실린더(40)의 상류측에 배치되며 평상시 열려있다가 전자제어유닛으로부터 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 평상시 개방형(Normally Open type) 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

또한, 유압 제어유닛(200)은 제동 해제시 성능향상을 위하여 리저버(30)와 연결되는 복수의 아웃렛밸브(222)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 감압제동이 필요한 경우 선택적으로 개방되어 압력을 제어할 수 있다.

그리고 아웃렛밸브(222)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 유압유로(211)에 마련되는 제1 절환밸브(231)와, 제2 유압유로(212)에 마련되는 제2 절환밸브(232)를 더 포함할 수 있다.

제1 및 제2 절환밸브(231, 232)는 각각 독립적으로 제어되며, 평상시 닫혀있다가 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)는 요구되는 압력에 따라 선택적으로 개폐되어 휠 실린더(40)로 전달되는 액압의 흐름을 제어하는 역할을 수행한다. 예컨대, 제1 유압서킷(201)에 마련된 휠 실린더(40)로만 액압을 제공해야 하는 경우 제1 절환밸브(231)만 개방하여 액압 공급장치(100)를 통해 토출되는 액압이 제2 유압서킷(202)으로 전달되지 않고 제1 유압서킷(201)으로 전달되도록 할 수 있다. 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)의 작동구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 브레이크 페달(10)의 답력에 따른 설정된 목표 압력값 대비 압력이 높게 발생하는 경우 이를 목표 압력값에 추종하도록 제어하는 릴리즈밸브(233)를 더 포함할 수 있다.

릴리즈밸브(233)는 두 유압서킷(201, 202)을 연결하는 분기유로(214)와 리버저(30)를 연결하는 유로에 마련될 수 있다. 즉, 릴리즈밸브(233)는 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)와 상기 액압 공급장치(100) 사이에 마련될 수 있다. 이러한 릴리즈밸브(233)는 평상시 닫혀있다가 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 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)에는 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)가 마련되고, 제2 백업유로(252)에는 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 마련될 수 있다. 또한, 제1 백업유로(251)는 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201)을 연결하고, 제2 백업유로(252)는 제2 유압포트(25b)와 제2 유압서킷(202)을 연결할 수 있다.

그리고 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. 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)의 작동구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

한편, 미설명된 참조부호 "PS11"은 제1 유압서킷(201)의 액압을 감지하는 제1 유압유로 압력센서고, "PS12"는 제2 유압서킷(202)의 액압을 감지하는 제2 유압유로 압력센서며, "PS2"는 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서다. 그리고 "MPS"는 모터(120)의 회전각 또는 모터의 전류를 제어하는 모터 제어센서다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 동작에 대해서 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 제동 작동되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 2를 참조하면, 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. 전자제어유닛(미도시)은 페달 변위센서(11)로부터 출력된 전기적 신호를 입력받아 모터(120)를 구동하게 된다.

또한, 전자제어유닛은 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)와 제2 유압유로(212)로 전달된다.

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.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 정상 작동시 제동된 상태에서 제동력을 해제하는 경우에 대하여 살펴보기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 제동 해제되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 3을 참고하면, 브레이크 페달(10)에 가해진 답력이 해제되면 모터(120)가 제동 시의 반대방향으로 회전력을 발생하여 동력변환부(130)로 전달하고, 동력변환부(130)의 웜샤프트(131), 웜휠(132), 및 구동축(133)은 제동 시의 반대방향으로 회전하여 유압피스톤(112)을 원래의 위치로 후진시킴으로써 압력 제공유닛(110)의 압력을 해제한다. 그리고 압력 제공유닛(110)은 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통해 전달받아 리저버(30)로 전달하게 된다.

한편, 인렛밸브(221)와, 아웃렛밸브(222)와, 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)와, 릴리즈밸브(233)와, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 제동 시와 동일한 개폐동작 상태로 제어된다. 즉, 아웃렛밸브(222)와, 릴리즈밸브(233)와, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 폐쇄되고, 인렛밸브(221)와, 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)는 개방된다. 이에, 제1 및 제2 유압서킷(201, 202)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압은 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통하여 압력챔버(111) 내로 전달된다.

한편, 시뮬레이션 장치(50)는 반력 피스톤(52)이 반력 스프링(53)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀됨에 따라 시뮬레이션 챔버(51) 내의 오일이 마스터 실린더(20)로 전달되고, 리저버(30)와 연결되는 시뮬레이터 밸브(54) 및 시뮬레이터 체크밸브(55)를 통해 오일이 시뮬레이션 챔버(51) 내로 다시 채워짐으로써 페달 시뮬레이터 압력의 빠른 리턴이 보장된다.

또한, 액압 공급장치(100)를 통하여 유압피스톤(112)이 이동 시 압력챔버(111) 내의 오일 흐름은 리저버(30)와 연결된 오일유로(114) 및 연결유로(116)를 통하여 제어될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 두 유압서킷(201, 202)의 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 마련된 휠 실린더(40)의 요구되는 압력에 따라 유압 제어유닛(200)에 마련된 밸브들(221, 222)을 제어함으로써 제어범위를 특정하여 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)을 통하여 ABS 작동되는 상태를 설명하기 위한 유압회로도이다.

도 4는 ABS 작동 중 해당 휠 실린더만 제동하고자 할 경우를 나타내는 것으로서, 제1 유압서킷(201)의 차륜(RL, FR) 만을 제동 시키는 상태가 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 모터(120)가 작동하고, 이 모터(120)의 회전력이 동력전달부(130)를 통해 압력 제공유닛(110)으로 전달됨에 따라 액압을 발생 시킨다. 이때, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)가 폐쇄되어 마스터 실린더(20)에서 토출되는 유압이 휠 실린더(40)로 전달되지 않게 된다.

또한, 제1 절환밸브(231)만 개방되고, 제2 절환밸브(232)는 폐쇄되어 액압 공급장치(100)로부터 토출되는 액압은 제2 유압서킷(202)으로 전달되지 않게 된다. 그리고 액압 공급장치(100)로부터 토출되는 액압은 제1 유압유로(211)를 통해 제1 유압서킷(201)에 마련된 우측 전류(FR)과 좌측 후륜(RL)의 휠 실린더(40)로만 액압이 전달된다. 따라서 제1 유압서킷(201)의 차륜(RL, FR)으로만 액압이 전달된다.

한편, 위와 같이 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)의 개폐동작을 통하여 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하는 구조는 일 실시예를 나타낸 것에 불과하고, 본 발명의 실시예는 인렛밸브(221)와 아웃렛밸브(222), 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)를 각각 독립적으로 개폐함으로써 각 차륜(RL, RR, FL, FR)에 전달되는 액압을 증압 또는 감압시킬 수 있는 다양한 제어모듈을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 모터(120)와, 각 밸브들(54, 221, 222, 231, 232, 233, 261, 262)의 동작을 독립적으로 제어함으로써 요구되는 압력에 따라 선택적으로 각 차륜(RL, RR, FL, FR)의 휠 실린더(40)에 액압을 전달하거나 배출시킬 수 있어 정밀한 압력제어가 가능하게 된다.

다음으로 위와 같은 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 작동하지 않을 경우에 대해 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)이 비정상으로 작동하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 5를 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(1)이 정상적으로 작동하지 않을 경우 각 밸브들(54, 221, 222, 231, 232, 233, 261, 262)은 비작동 상태인 제동초기 상태로 마련된다. 이에, 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하면 이 브레이크 페달(10)과 연결된 인풋로드(12)는 도면의 좌측으로 전진하고, 이와 동시에 인풋로드(12)와 접하는 제1 피스톤(21a)이 좌측으로 전진하고, 제1 피스톤(21a)에 의해 제2 피스톤(22a)도 좌측으로 전진하게 된다. 이때, 인풋로드(12)와 제1 피스톤(21a) 사이의 갭이 존재하지 않음으로 신속하게 제동을 수행할 수 있게 된다.

그리고 마스터 실린더(20)에서 토출된 액압이 백업 제동을 위하여 연결된 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통하여 휠 실린더(40)로 전달되어 제동력을 구현하게 된다. 이때, 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 설치된 제1 및 제2 컷밸브(261, 262) 및 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 상류에 마련된 인렛밸브(221)는 평상시 개방형 솔레노이드 밸브로 구성되고, 시뮬레이터 밸브(54), 아웃렛밸브(222), 제1 및 제2 절환밸브(231, 232), 및 릴리즈밸브(233)가 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성됨에 따라 액압이 곧바로 휠 실린더(40)로 전달된다. 이에 안정된 제동을 수행할 수 있어 제동 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

다음으로 도 6과 도 7을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 시뮬레이터 밸브(54)에 리크(leak)가 발생하는 경우와 이를 검사할 수 있는 방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 6은 시뮬레이터 밸브(54)에 리크가 발생하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

전자식 브레이크 시스템(1)이 비 정상적으로 작동하는 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이, 각 밸브들(54, 221, 222, 231, 232, 233, 261, 262)은 비작동 상태인 제동초기 상태로 마련되고, 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 설치된 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)와 각 차륜(RR, RL, FR, FL)의 상류에 마련된 인렛밸브(221)가 개방되어 액압이 곧바로 휠 실린더(40)로 전달된다.

또한, 제1 및 제2 절환밸브(231, 232)는 닫힌 상태로 마련되어 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 폐쇄하고, 시뮬레이터 밸브(54)는 닫힌 상태로 마련되어 제1 백업유로(251)를 통해 휠 실린더(40)로 전달되는 유압이 시뮬레이션 장치(50)를 통해 리저버(30)로 새는 것을 방지한다.

따라서 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟음으로써 마스터 실린더(20)에서 토출되는 액압이 손실없이 휠 실린더(40)로 전달되어 안정적인 제동을 담보하게 된다.

그러나 도 6에 도시된 바와 같이, 시뮬레이터 밸브(54)에 리크가 발생하는 경우 마스터 실린더(20)에서 토출되는 액압의 일부가 시뮬레이터 밸브(54)를 통해 리저버(30)로 손실될 수 있다. 시뮬레이터 밸브(54)는 비정상 모드에서 폐쇄되도록 마련되는데, 마스터 실린더(20)에서 토출되는 액압이 시뮬레이션 장치(50)의 반력 피스톤(52)을 밀어냄으로써 시뮬레이션 챔버(51) 후단에 형성되는 압력에 의해 시뮬레이터 밸브(54)에 누설이 발생할 수 있다.

이처럼 시뮬레이터 밸브(54)에 누설이 발생하는 경우 운전자는 의도하는 제동력을 얻지 못한다. 따라서 제동 안정성에 문제가 발생한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)에서 시뮬레이터 밸브의 리크 발생 여부를 검사하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 마스터 실린더(20)에서 연결되는 제1 및 제2 백업유로(251, 252) 중 어느 하나 이상에 설치되는 검사밸브(60)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 검사밸브(60)는 마스터 실린더(20)의 제1 유압포트(24a)와 시뮬레이션 장치(50) 사이에 설치되어 마스터 실린더(20)와 시뮬레이션 장치(50) 사이에 전달되는 유압을 제어할 수 있다.

검사밸브(60)는 평상시 열려있다가 개방신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다. 일 예로, 검사밸브(60)는 운전자가 브레이크 페달(10)에 답력을 제공하는 제동 모드에서는 개방 상태로 유지되어 마스터 실린더(20)에서 토출되는 액압이 시뮬레이션 장치(50)로 전달됨으로써 운전자에게 답력을 제공한다. 그리고 검사밸브(60)는 검사 모드에서는 폐쇄 상태로 유지되어 액압 공급장치(100)에서 토출되는 액압이 마스터 실린더(20)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

검사 모드는 시뮬레이터 밸브(54)에 리크가 발생하는지를 검사하기 위하여 액압 공급장치(100)에서 액압을 발생시켜 손실되는 압력이 있는지를 검사하는 모드이다. 만일, 액압 공급장치(100)에서 토출된 액압이 마스터 실린더(20)에 연결된다면, 마스터 실린더(20)와 리저버(30)에서 손실되는 압력이 크기 때문에 시뮬레이터 밸브(54)에 리크가 발생하였는지 여부를 알기 어렵다.

따라서 검사 모드에서는 검사밸브(60)를 폐쇄하여 액압 공급장치(100)와 연결되는 유압회로를 폐회로로 구성할 수 있다. 즉, 검사밸브(60)와 시뮬레이터 밸브(54)와 아웃렛밸브(222)와 릴리즈밸브(233)를 폐쇄시킴으로써 액압 공급장치(100)와 리저버(30)를 연결하는 유로를 차단하여 폐회로를 구성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)은 제1 및 제2 백업유로(251, 252) 중 시뮬레이션 장치(50)가 연결되는 제1 백업유로(251)에만 검사밸브(60)를 설치한다. 따라서 액압 공급장치(100)에서 토출되는 액압이 제2 백업유로(252)를 따라 마스터 실린더(20)로 전달되는 것을 방지할 필요가 있다. 이를 위해, 검사 모드에서는 제2 컷밸브(262) 또는 제2 절환밸브(232)를 닫힌 상태로 유지할 수 있다.

검사 모드에서는 액압 공급장치(100)에서 액압을 발생시킬 후에, 백업유로 압력센서(PS2)를 측정하여 액압의 손실이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 백업유로 압력센서(PS2)의 측정 결과, 손실이 없는 경우에는 시뮬레이터 밸브(54)의 리크가 없는 것으로 판단하고, 손실이 발생한 경우에는 시뮬레이터 밸브(54)에 리크가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

한편, 검사 모드는 정차 중에 동작하거나, 운전자의 가속 의지가 없는 것으로 판단되는 경우에 동작하도록 제어될 수 있다. 검사 모드에서는 액압 공급장치(100)에서 토출되는 액압이 휠 실린더(40)에 제공되기 때문에 어느 정도의 제동력이 발생하게 된다. 따라서 운전자가 액셀러레이터(accelerator, 미도시)를 밟더라도 이미 제공된 제동력에 의해 운전자의 의도만큼 가속되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

일 예로, 감사 모드는 정차한 지 일정 시간이 지나거나, 핸드 브레이크가 동작하는 상태이거나, 운전자가 일정한 제동력을 가하고 있는 경우에 동작하도록 제어될 수 있다.

또한, 검사 모드 상태에서 운전자가 가속 의지가 있는 것으로 판단되는 경우 신속하게 휠 실린더(40)의 액압을 제거하는 것도 가능하다. 즉, 검사 모드 상태에서 운전자가 액셀러레이터를 동작하는 경우 액압 공급장치(100)를 검사 모드 상태와 반대로 동작하여 신속하게 휠 실린더(40)의 액압을 제거할 수 있다. 이 때, 아웃렛밸브(222) 역시 개방되어 휠 실린더(40)의 액압이 리저버(30)로 해제되는 것을 도울 수 있다.

다음으로 도 8을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압 제어유닛(200-1)에 대하여 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)의 비 제동 시의 상태를 나타내는 유압회로도이다.

유압 제어유닛(200-1)은 액압을 공급받아 각각 두 개의 차륜을 제어하는 제1 유압서킷(201-1)과, 제2 유압서킷(202-1)으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201-1)은 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL)을 제어하고, 제2 유압서킷(202-1)은 좌측 전륜(FL)과 우측 후륜(RR)을 제어할 수 있다. 그리고 각각의 차륜(FR, FL, RR, RL)에는 휠 실린더(40)가 설치되어 액압을 공급받아 제동이 이루어진다.

또한, 유압 제어유닛(200-1)은 제1 및 제2 유압서킷(201-1, 202-1)과 연결되는 메인 유압유로(210)를 통해 액압 공급장치(100)로부터 액압을 전달받을 수 있다. 그리고 각 유압서킷(201-1, 202-1)은 액압의 흐름을 제어하도록 복수의 밸브(221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 241, 242)를 구비할 수 있다.

제1 유압서킷(201-1)은 메인 유압유로(210)와 연결되어 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하는 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)와, 제1 유압서킷(201-1)에 마련된 휠 실린더(40)로부터 배출되는 오일의 흐름을 제어하는 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)와, 제1 인렛밸브(221a)와 제2 인렛밸브(221b)가 연결된 두 휠 실린더(40) 사이를 연결 및 차단하는 제1 밸런스밸브(241)를 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 인렛밸브(221a)는 메인 유압유로(210)와 우측 전륜(FR)과 연결되는 제1 유압유로(213)에 마련되고, 제2 인렛밸브(221b)는 메인 유압유로(210)와 좌측 후륜(RL)과 연결되는 제2 유압유로(214)에 마련된다.

제1 아웃렛밸브(222a)는 제1 유압유로(213)와 연결되어 우측 전류(FR)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제어하고, 제2 아웃렛밸브(222b)는 제2 유압유로(214)와 연결되어 좌측 후륜(RL)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제어한다.

제1 밸런스밸브(241)는 제1 유압유로(213)와 제2 유압유로(214)를 연결하는 유로에 마련되어 개폐동작에 따라 제1 및 제2 유압유로(213, 214)를 연결하거나 차단하는 역할을 수행한다.

제2 유압서킷(201-1)은 메인 유압유로(210)와 연결되어 휠 실린더(40)로 전달되는 액압을 제어하는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)와, 제2 유압서킷(202-1)에 마련된 휠 실린더(40)로부터 배출되는 오일의 흐름을 제어하는 제3 및 제4 아웃렛밸브(222c, 222d)와, 제3 인렛밸브(221c)와 제4 인렛밸브(221d)가 연결된 두 휠 실린더(40) 사이를 연결 및 차단하는 제2 밸런스밸브(242)를 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 제3 인렛밸브(221c)는 메인 유압유로(210)와 우측 후륜(RR)과 연결되는 제3 유압유로(215)에 마련되고, 제4 인렛밸브(221d)는 메인 유압유로(210)와 좌측 전륜(FL)과 연결되는 제4 유압유로(216)에 마련된다.

제3 아웃렛밸브(222c)는 제3 유압유로(215)와 연결되어 우측 후류(RR)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제어하고, 제4 아웃렛밸브(222d)는 제4 유압유로(216)와 연결되어 좌측 전륜(FL)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제어한다.

제2 밸런스밸브(242)는 제3 유압유로(215)와 제4 유압유로(216)를 연결하는 유로에 마련되어 개폐동작에 따라 제3 및 제4 유압유로(215, 216)를 연결하거나 차단하는 역할을 수행한다.

한편, 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)의 개폐동작은 전자제어유닛에 의하여 독립적으로 제어되어 액압 공급장치(100)로부터 토출된 액압을 각각의 휠 실린더(40)로 전달할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b)는 제1 유압서킷(201-1)으로 공급되는 액압을 제어하고, 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)는 제2 유압서킷(202-1)으로 공급되는 액압을 제어할 수 있다.

또한, 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)의 개폐동작은 전자제어유닛에 의하여 독립적으로 제어되어 휠 실린더(40)의 액압을 리저버(30)로 전달할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 아웃렛밸브(222a, 222b)는 제1 유압서킷(201-1)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제어하고, 제3 및 제4 아웃렛밸브(222c, 222d)는 제2 유압서킷(202-1)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제어할 수 있다.

또한, 전자식 브레이크 시스템(2)은 네 개의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d) 중 어느 두 개의 인렛밸브를 개방하여 각 차륜(FR, FL, RR, RL)의 휠 실린더(40)로 액압을 전달할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221b) 중 제1 인렛밸브(221a)를 개방하고, 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d) 중 제4 인렛밸브(221d)를 개방하여 각 차륜(FR, FL, RR, RL)의 휠 실린더(40)로 액압을 전달할 수 있다.

한편, 제1 및 제4 인렛밸브(221a, 221d)를 통한 액압은 제1 및 제2 밸런스밸브(241, 242)를 통해 이웃하는 휠 실린더(40)로 전달될 수 있다. 일 예로, 제1 유압서킷(201-1)과 제2 유압서킷(202-1)에서 각각 하나의 인렛밸브(221a, 221d)를 개방시켜 각 휠 실린더(40)로 액압을 전달시킬 수 있다. 또는 유로 연결의 구조에 따라 제1 유압서킷(201-1)에 마련된 두 개의 인렛밸브(221a, 221b) 또는 제2 유압서킷(202-1)에 마련된 두 개의 인렛밸브(221c, 221d)를 개방시켜 각 휠 실린더(40)로 액압을 전달시킬 수도 있다. 또는 긴급 제동이 필요한 경우 각 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)를 모두 개방하여 신속하게 휠 실린더(40)로 액압을 전달시킬 수도 있다.

이러한 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

또한, 제1 및 제2 밸런스밸브(241, 242)는 평상시 개방되어 있다가 전자제어유닛으로부터 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 노말 오픈 타입(Normal Open type)의 솔레노이드 밸브로 마련되고, 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)는 평상시 닫혀있다가 전자제어유닛으로부터 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 노말 클로즈 타입(Normal Cloesd type)의 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)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)에는 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브(261)가 마련되고, 제2 백업유로(252)에는 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브(262)가 마련될 수 있다. 또한, 제1 백업유로(251)는 제1 유압포트(24a)와 제1 유압서킷(201-1)을 연결하고, 제2 백업유로(252)는 제2 유압포트(25b)와 제2 유압서킷(202-1)을 연결할 수 있다.

또한, 제1 백업유로(251)는 제1 유압유로(213)와 제2 유압유로(214)를 연결하는 제1 밸런스밸브(241)와 연결되고, 제2 백업유로(252)는 제3 유압유로(215)와 제4 유압유로(216)를 연결하는 제2 밸런스밸브(242)와 연결될 수 있다.

한편, 미설명된 참조부호 "PS1"은 유압 제어유닛(200-1)의 액압을 감지하는 유압유로 압력센서고, "PS2"는 마스터 실린더(20)의 오일압력을 측정하는 백업유로 압력센서다. 그리고 "MPS"는 모터(120)의 회전각 또는 모터의 전류를 제어하는 모터 제어센서다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)의 동작에 대해서 자세히 설명한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)이 정상적으로 제동 작동되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 9를 참조하면, 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. 전자제어유닛(미도시)은 페달 변위센서(11)로부터 출력된 전기적 신호를 입력받아 모터(120)를 구동하게 된다.

또한, 전자제어유닛은 마스터 실린더(20)의 출구 측에 마련된 백업유로 압력센서(PS2)와 메인 유압유로(210)에 마련된 유압유로 압력센서(PS1)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 동력변환부(130)에 의해 압력 제공유닛(110)으로 전달되며, 압력 제공유닛(110)에서 토출되는 액압이 메인 유압유로(210)를 통해 제1 내지 제4 유압유로(213, 214, 215, 216)로 전달된다.

한편, 액압 공급장치(100)에서 액압을 토출 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 액압이 휠 실린더(40)로 전달되지 않게 된다.

또한, 액압 공급장치(100)로부터 토출된 액압은 제1 및 제4 인렛밸브(221a, 221d)가 개방됨에 따라 우측 전륜(FR)과 좌측 전륜(FL)의 휠 실린더(40)로 전달되어 제동력을 발생 시키게 된다. 그리고 제1 및 제4 인렛밸브(221a, 221d)를 통하여 흐르는 액압은 개방된 제1 및 제2 밸런스밸브(241. 242)를 통해 좌측 후륜(RL)과 우측 후륜(RR)의 휠 실린더(40)로 전달되게 된다. 즉, 네 개의 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d) 중 선택된 두 개의 인렛밸브의 개방동작을 통하여 모든 휠 실린더(40)로 액압을 공급하게 된다.

이러한 동작은 일반적인 제동상태의 동작으로서, 긴급 제동이 필요한 경우 각 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)를 모두 개방하여 신속하게 휠 실린더(40)로 액압을 전달시킬 수도 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)의 정상 작동시 제동된 상태에서 제동력을 해제하는 경우에 대하여 살펴보기로 한다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)이 정상적으로 제동 해제되는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 10을 참고하면, 브레이크 페달(10)에 가해진 답력이 해제되면 모터(120)가 제동 시의 반대방향으로 회전력을 발생하여 동력변환부(130)로 전달하고, 동력변환부(130)의 웜샤프트(131), 웜휠(132), 및 구동축(133)은 제동 시의 반대방향으로 회전하여 유압피스톤(112)을 원래의 위치로 후진시킴으로써 압력 제공유닛(110)의 압력을 해제한다. 그리고 압력 제공유닛(110)은 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압을 제1 및 제2 유압유로(211, 212)를 통해 전달받아 리저버(30)로 전달하게 된다.

한편, 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)와, 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)와, 제1 및 제2 밸런스밸브(241, 242)와, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)는 제동 시와 동일한 개폐동작 상태로 제어된다. 즉, 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)와, 제2 및 제3 인렛밸브(222, 223)는 폐쇄되고, 제1 및 제4 인렛밸브(221a, 221d)는 개방된다. 이에, 제1 유압서킷(201-1)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압은 제1 밸런스밸브(241)와 제1 인렛밸브(221a)를 통하여 압력챔버(111) 내로 전달되고, 제2 유압서킷(202-1)의 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압은 제2 밸런스밸브(242)와 제4 인렛밸브(221d)를 통하여 압력챔버(111) 내로 전달된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)은 두 유압서킷(201-1, 202-1)의 각 차륜(RR, RL, FR, FL)에 마련된 휠 실린더(40)의 요구되는 압력에 따라 유압 제어유닛(200-1)에 마련된 밸브들(221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 241, 242)을 제어함으로써 제어범위를 특정하여 제어할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)을 통하여 ABS 작동되는 상태를 설명하기 위한 유압회로도이다.

도 11은 ABS 작동 중 해당 휠 실린더만 제동하고자 할 경우를 나타내는 것으로서, 좌측 차륜(RL, FL) 만을 제동 시키는 상태가 도시되어 있다.

도 11을 참조하면, 브레이크 페달(10)의 답력에 따라 모터(120)가 작동하고, 이 모터(120)의 회전력이 동력전달부(130)를 통해 압력 제공유닛(110)으로 전달됨에 따라 액압을 발생시킨다. 이때, 제1 및 제2 컷밸브(261, 262)가 폐쇄되어 마스터 실린더(20)에서 토출되는 유압이 휠 실린더(40)로 전달되지 않게 된다.

또한, 제1 및 제3 인렛밸브(221a, 221c)와, 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)와, 제1 및 제2 밸런스밸브(241, 242)가 폐쇄되어 액압 공급장치(100)로부터 토출되는 액압은 각 차륜(RL, RR, FL, FR) 중 우측 차륜(RR, FR)으로 전달되지 않게 된다. 그리고 액압 공급장치(100)로부터 토출되는 액압은 제2 인렛밸브(221b)를 통하여 좌측 후륜(RL)의 휠 실린더(40)로 전달되고, 제4 인렛밸브(221d)를 통하여 좌측 전륜(FL)의 휠 실린더(40)로 전달된다. 따라서 각 차륜(RL, RR, FL, FR) 중 좌측 차륜(RL, FL)으로만 액압이 전달된다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)은 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d)와 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)와 제1 및 제2 밸런스밸브(241, 242)의 동작을 각각 독립적으로 제어함으로써 후륜(RR, RL)으로만 액압을 전달하거나, 우측 전륜(FR)과 우측 후륜(RR) 또는 우측 전륜(FR)과 좌측 후륜(RL) 등 요구되는 유압이 필요한 휠 실린더(40)로 액압을 전달할 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)을 통하여 덤프모드 시 작동되는 상태를 설명하기 위한 유압회로도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)은 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)를 통하여 해당 휠 실린더(40)에 제공된 제동압 만을 배출시킬 수 있다.

도 12는 제2 및 제4 인렛밸브(221b, 221d)와 제1 및 제3 아웃렛밸브(222a, 222c)와 제1 및 제2 밸런스밸브(241, 242)가 폐쇄되고, 제1 및 제2 인렛밸브(221a, 221c)와 제2 및 제4 아웃렛밸브(222b, 222d)가 개방된 상태를 도시한다. 따라서 좌측 후륜(RL)과 좌측 전륜(FL)에 설치된 휠 실린더(40)로부터 배출되는 액압은 제2 및 제4 아웃렛밸브(222b, 222d)를 통하여 리저버(30)로 전달된다.

한편, 제2 및 제4 아웃렛밸브(222b, 222d)를 개방하여 해당 휠 실린더(40)의 액압을 배출시키는 동시에, 제1 및 제3 인렛밸브(221a, 221c)를 개방하여 우측 전륜(FR)과 우측 후륜(RR)으로 액압을 공급할 수도 있다.

이와 같이 유압 제어유닛(200-1)의 각 밸브들(221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 241, 242)을 독립적으로 제어함으로써, 요구되는 압력에 따라 선택적으로 각 차륜(RL, RR, FL, FR)의 휠 실린더(40)에 액압을 전달하거나 배출시킬 수 있어 정밀한 압력제어가 가능하게 된다.

마지막으로, 전자식 브레이크 시스템(2)이 정상적으로 작동하지 않을 경우 에 대해 설명하기로 한다. 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)이 비정상으로 작동하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

도 13을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템(2)이 정상적으로 작동하지 않을 경우 각 밸브들(54, 221a, 221b, 221c, 221d, 222a, 222b, 222c, 222d, 241, 242, 261, 262)은 비작동 상태인 제동초기 상태로 마련된다. 이에, 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하면 이 브레이크 페달(10)과 연결된 인풋로드(12)는 도면의 좌측으로 전진하고, 이와 동시에 인풋로드(12)와 접하는 제1 피스톤(21a)이 좌측으로 전진하고, 제1 피스톤(21a)에 의해 제2 피스톤(22a)도 좌측으로 전진하게 된다. 이때, 인풋로드(12)와 제1 피스톤(21a) 사이의 갭이 존재하지 않음으로 신속하게 제동을 수행할 수 있게 된다.

그리고 마스터 실린더(20)에서 토출된 액압이 백업 모드의 제동을 위하여 연결된 제1 및 제2 백업유로(251, 252)를 통하여 휠 실린더(40)로 전달되어 제동력을 구현하게 된다. 이때, 제1 및 제2 백업유로(251, 252)에 설치된 제1 및 제2 컷밸브(261, 262) 및 제1 및 제2 백업유로(251, 252)와 연결된 제1 및 제2 밸런스밸브(241, 242)가 평상시 개방형 솔레노이드 밸브로 구성되고, 시뮬레이터 밸브(54), 제1 내지 제4 인렛밸브(221a, 221b, 221c, 221d), 및 제1 내지 제4 아웃렛밸브(222a, 222b, 222c, 222d)가 평상시 폐쇄형 솔레노이드 밸브로 구성됨에 따라 액압이 곧바로 휠 실린더(40)로 전달된다. 이에 안정된 제동을 수행할 수 있어 제동 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

다음으로 도 14를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(1)의 시뮬레이터 밸브(54)에 리크(leak)가 발생하는지를 검사할 수 있는 방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)에서 시뮬레이터 밸브의 리크 발생 여부를 검사하는 상태를 나타내는 유압회로도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)은 마스터 실린더(20)에서 연결되는 제1 및 제2 백업유로(251, 252) 중 어느 하나 이상에 설치되는 검사밸브(60)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 검사밸브(60)는 마스터 실린더(20)의 제1 유압포트(24a)와 시뮬레이션 장치(50) 사이에 설치되어 마스터 실린더(20)와 시뮬레이션 장치(50) 사이에 전달되는 유압을 제어할 수 있다.

검사 모드는 시뮬레이터 밸브(54)에 리크가 발생하는지를 검사하기 위하여 액압 공급장치(100)에서 액압을 발생시켜 손실되는 압력이 있는지를 검사하는 모드이다. 다만, 이 때, 액압 공급장치(100)에서 토출된 액압이 마스터 실린더(20)에 연결된다면, 마스터 실린더(20)와 리저버(30)에서 손실되는 압력이 크기 때문에 시뮬레이터 밸브(54)에 리크가 발생하였는지 여부를 알기 어렵다.

따라서 검사 모드에서는 검사밸브(60)를 폐쇄하여 액압 공급장치(100)와 연결되는 유압회로를 폐회로로 구성할 수 있다. 즉, 검사밸브(60)와 시뮬레이터 밸브(54)와 아웃렛밸브들(222a, 222b, 222c, 222d)을 폐쇄시킴으로써 액압 공급장치(100)와 리저버(30)를 연결하는 유로를 차단하여 폐회로를 구성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템(2)은 제1 및 제2 백업유로(251, 252) 중 시뮬레이션 장치(50)가 연결되는 제1 백업유로(251)에만 검사밸브(60)를 설치한다. 따라서 액압 공급장치(100)에서 토출되는 액압이 제2 백업유로(252)를 따라 마스터 실린더(20)로 전달되는 것을 방지할 필요가 있다. 이를 위해, 검사 모드에서는 제2 컷밸브(262) 또는 제3 및 제4 인렛밸브(221c, 221d)를 닫힌 상태로 유지할 수 있다.

검사 모드에서는 액압 공급장치(100)에서 액압을 발생시킨 후에, 백업유로 압력센서(PS2)를 측정하여 액압의 손실이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 백업유로 압력센서(PS2)의 측정 결과, 손실이 없는 경우에는 시뮬레이터 밸브(54)의 리크가 없는 것으로 판단하고, 손실이 발생한 경우에는 시뮬레이터 밸브(54)에 리크가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

한편, 검사 모드는 정차 중에 동작하거나, 운전자의 가속 의지가 없는 것으로 판단되는 경우에 동작하도록 제어될 수 있다. 검사 모드에서는 액압 공급장치(100)에서 발생한 액압이 휠 실린더(40)에 제공되기 때문에 어느 정도의 제동력이 발생하게 된다. 따라서 운전자가 액셀러레이터(accelerator, 미도시)를 밟더라도 이미 제공된 제동력에 의해 운전자의 의도만큼 가속되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

10: 브레이크 페달 11: 페달 변위센서
20: 마스터 실린더 30: 리저버
40: 휠 실린더 50: 시뮬레이션 장치
54: 시뮬레이터 밸브 60: 검사밸브
100: 액압 공급장치 110: 압력 제공유닛
120: 모터 130: 동력변환부
200: 유압 제어유닛 201: 제1 유압서킷
202: 제2 유압서킷 211: 제1 유압유로
212: 제2 유압유로 221: 인렛밸브
222: 아웃렛밸브 231: 제1 절환밸브
232: 제2 절환밸브 233: 릴리즈밸브
241: 제1 밸런스밸브 242: 제2 밸런스밸브
251: 제1 백업유로 252: 제2 백업유로
261: 제1 컷밸브 262: 제2 컷밸브

Claims

브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더;
상기 마스터 실린더와 연결되어 오일이 수용되는 시뮬레이션 챔버와 오일이 저장되는 제1 리저버를 연결하는 유로에 마련되는 시뮬레이터 밸브를 구비하여, 상기 브레이크 페달의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치; 및
상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 장치를 연결하는 유로에 마련되는 검사밸브를 포함하고,
상기 시뮬레이터 밸브는 정상 모드에서 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 제1 리저버를 연결하는 유로를 개방하고, 비정상 모드에서 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 제1 리저버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련되며,
상기 검사밸브는 제동 모드에서 상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 개방하고, 검사 모드에서 상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 마스터 실린더와 연결되고 오일이 저장되는 제2 리저버;
상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서;
상기 페달 변위센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하는 유압 제어유닛; 및
액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 밸브들을 제어하는 전자제어유닛;을 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제2항에 있어서,
상기 마스터 실린더와 상기 유압 제어유닛을 연결하되, 상기 액압 공급장치에 연결되는 유압유로와 합류하는 백업유로와,
상기 마스터 실린더와 상기 유압유로와 합류하는 상기 백업유로의 합류 지점 사이에 마련되어 액압의 흐름을 제어하는 컷밸브를 더 포함하고,
상기 정상 모드에서는 상기 컷밸브가 폐쇄되어 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압이 상기 휠 실린더에 전달되고,
상기 비정상 모드에서는 상기 컷밸브가 개방되어 상기 마스터 실린더에서 토출되는 액압이 상기 휠 실린더에 전달되는 전자식 브레이크 시스템.
제3항에 있어서,
상기 백업유로의 상기 검사밸브 하측에 마련되는 압력센서를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제4항에 있어서,
상기 압력센서는 상기 검사밸브와 상기 시뮬레이션 장치로 분기되는 유로 사이에 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제4항에 있어서,
상기 전자제어유닛은 상기 검사 모드에서 상기 시뮬레이터 밸브와 상기 검사밸브를 닫고, 상기 액압 공급장치에서 액압을 발생시킨 후에 상기 압력센서에서 압력을 측정하여 상기 시뮬레이터 밸브가 누설되는지 여부를 판단하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 검사밸브는 평상시 열려있다가 폐쇄신호를 받으면 닫히도록 작동하는 평상시 개방형(Normally Open Type) 밸브인 전자식 브레이크 시스템.
오일이 저장되는 리저버;
제1 및 제2 유압포트가 형성되고, 상기 리저버와 연결되며, 하나 이상의 피스톤을 구비하여 브레이크 페달의 답력에 따라 오일을 토출하는 마스터 실린더;
상기 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달 변위센서;
상기 제1 유압포트와 휠 실린더를 연결하는 제1 백업유로;
상기 제2 유압포트와 휠 실린더를 연결하는 제2 백업유로;
상기 제1 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제1 컷밸브;
상기 제2 백업유로에 마련되어 오일의 흐름을 제어하는 제2 컷밸브;
상기 제1 백업유로에서 분기되는 유로에 마련되고, 오일이 수용되는 시뮬레이션 챔버와 오일이 저장되는 제1 리저버를 연결하는 유로에 마련되는 시뮬레이터 밸브를 구비하며, 상기 브레이크 페달의 답력에 따른 반력을 제공하는 시뮬레이션 장치;
상기 제1 백업유로에 설치되되, 상기 제1 유압포트와 상기 시뮬레이션 장치로 분기되는 유로 사이에 마련되는 검사밸브;
상기 페달 변위센서에서 출력되는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터의 회전력을 이용하여 액압을 발생시키는 액압 공급장치;
상기 검사밸브와 상기 시뮬레이션 장치로 분기되는 유로 사이에 마련되는 압력센서;
상기 액압 공급장치와 연결되고 상기 제1 백업유로에 합류하는 제1 유압유로;
상기 액압 공급장치와 연결되고 상기 제2 백업유로에 합류하는 제2 유압유로;
상기 제1 및 제2 유압유로에 연결되고, 상기 액압 공급장치에서 토출되는 액압을 각 차륜에 마련되는 휠 실린더로 전달하되, 각각 다른 휠 실린더와 연결되는 제1 및 제2 유압서킷을 포함하는 유압 제어유닛; 및
액압 정보 및 상기 브레이크 페달의 변위 정보를 기반으로 상기 모터 및 밸브들을 제어하는 전자제어유닛을 포함하고,
상기 시뮬레이터 밸브는 정상 모드에서 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 리저버를 연결하는 유로를 개방하고, 비정상 모드에서 상기 시뮬레이션 챔버와 상기 리저버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련되며,
상기 검사밸브는 제동 모드에서 상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 개방하고, 검사 모드에서 상기 마스터 실린더와 상기 시뮬레이션 챔버를 연결하는 유로를 폐쇄하도록 마련되는 전자식 브레이크 시스템.
제8항에 있어서,
상기 유압 제어유닛은,
각 차륜에 설치된 휠 실린더로 흐르는 액압을 제어하도록 휠 실린더의 상류측에 각각 마련되는 제1 내지 제4 인렛밸브;
상기 액압 공급장치와 상기 제1 및 제2 인렛밸브 사이의 연결을 제어하고, 상기 액압 공급장치가 상기 제1 백업유로에 합류하는 유로에 마련되는 제1 절환밸브; 및
상기 액압 공급장치와 상기 제3 및 제4 인렛밸브 사이의 연결을 제어하고, 상기 액압 공급장치가 상기 제2 백업유로에 합류하는 유로에 마련되는 제2 절환밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
제8항에 있어서,
상기 유압 제어유닛은,
각 차륜에 설치된 휠 실린더로 흐르는 액압을 제어하도록 휠 실린더의 상류측에 각각 마련되는 제1 내지 제4 인렛밸브; 및
상기 제1 인렛밸브와 상기 제2 인렛밸브가 연결된 두 휠 실린더 사이의 연결을 제어하는 제1 밸런스밸브와, 상기 제3 인렛밸브와 상기 제4 인렛밸브가 연결된 두 휠 실린더 사이의 연결을 제어하는 제2 밸런스밸브를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.