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KR100774130B1 - 차량용 전자제어식 브레이크 시스템 - Google Patents

차량용 전자제어식 브레이크 시스템 Download PDF

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KR100774130B1
KR100774130B1 KR1020020005839A KR20020005839A KR100774130B1 KR 100774130 B1 KR100774130 B1 KR 100774130B1 KR 1020020005839 A KR1020020005839 A KR 1020020005839A KR 20020005839 A KR20020005839 A KR 20020005839A KR 100774130 B1 KR100774130 B1 KR 100774130B1
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KR
South Korea
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pump
valve
hydraulic pressure
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pressure accumulator
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주식회사 만도
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Priority to US10/086,070 priority patent/US6752473B2/en
Priority to EP02004260A priority patent/EP1334894B1/en
Priority to CNB021066426A priority patent/CN1224545C/zh
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Abstract

본 발명은 차량용 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 저압어큐뮬레이터와 중압어큐뮬레이터를 일체화하여 전반적인 시스템 구성을 보다 콤팩트하게 함과 동시에 제조비용을 보다 절감시키고자 하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 브레이크 시스템에 의하면, 휠브레이크(10)의 NC형 솔레노이드밸브(21) 및 오일 흡입유로(70)와 연계되어 ABS 감압모드 시 휠브레이크(10)에서 빠져나오는 액압을 저장한 후 ABS 증압모드 시 이를 펌프(30)의 인렛으로 공급하며 아울러 펌프(30)에서 토출되는 액압이 충전되어 ESP 모드 시 이를 펌프(30)의 인렛으로 공급하기 위한 저중압어큐뮬레이터(40)를 갖추고 있다.
이에 따라 저중압어큐뮬레이터(40)가 ABS 모드시에는 저압어큐뮬레이터 기능을 ESP 모드시에는 중압어큐뮬레이터 기능을 동시에 수행하게 됨으로써, 전자제어식 브레이크 시스템의 전체적인 구성부품수가 줄어 유압블럭을 보다 콤팩트하게 구성할 수 있으며, 이로 인해 제조비용 역시 절감시킬 수 있는 작용효과가 있다.

Description

차량용 전자제어식 브레이크 시스템{Electronic control brake system for automobile}
도 1은 종래 전자제어식 브레이크 시스템의 유압계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 유압계통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 ABS 감압모드를 보인 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 ABS 증압모드를 보인 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 TCS 모드를 보인 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 액압충전 모드를 보인 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 ESP 모드를 보인 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 브레이크 시스템을 보인 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10..휠브레이크 12..마스터실린더
21..NO형 솔레노이드밸브 22..NC형 솔레노이드밸브
30..펌프 40..중압어큐뮬레이터
70..오일 흡입유로 80..충전유로
90..액압 공급유로
본 발명은 차량용 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것으로, 휠브레이크측으로부터 빠져나온 액압 및 펌프로부터 토출된 액압이 일시적으로 저장되도록 어큐뮬레이터를 갖춘 전자제어식 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 브레이크패달 작동에 의해 제동압을 형성하여 휠브레이크측으로 전달하는 부스터 및 마스터실린더 등이 설치되어 있어서, 속도를 줄이거나 정지상태를 유지시키게 된다. 그러나 이러한 일반 차량은 제동작용 시 제동압력 또는 노면 상태에 따라 미끄러지는 슬립현상이 발생되는 경우가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근에는 제동 시 휠브레이크의 제동압을 전자적으로 제어하여 슬립현상을 방지하기 위한 안티록 브레이크 시스템(ABS:Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진시나 급가속시 구동륜의 과대한 슬립을 방지하는 트랙션 콘트롤 시스템(TCS:Traction Control System)과, 차량의 주행속도 및 핸들의 회전각도에 따라 제동압을 제어하여 차량의 주행 안정성을 확보하기 위한 액티브 브레이크 콘트롤 시스템(ABCS:Active Brake Control System) 기능을 갖춘 전자제어식 브레이크 시스템이 개발되고 있다. 도 1은 종래 전자제어식 브레이크 시스템 중에서 전자 안정 프로그램(Electronic Stability Program, 이하 ESP라 칭함)을 갖춘 액티브 브레이크 콘트롤 시스템을 보인 유압계통도이다.
도 1을 참조하면, 전자제어식 브레이크 시스템 중의 하나인 종래 액티브 브레이크 콘트롤 시스템은 휠브레이크(1) 측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브(2a)(2b)와, ABS 감압모드 시 휠브레이크(1)에서 빠져나온 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터(3)와, 이 저압어큐뮬레이터(3)에 저장된 오일을 흡입하여 토출하는 펌프(4)와, 마스터실린더(5)의 액압포트(5a)와 펌프(4)의 흡입측을 연결하는 유압라인 중도에 설치되어 이를 개폐하는 셔틀밸브(6,suttle valve)와, 마스터실린더(5)의 액압포트(5a)와 펌프(4)의 출구측을 연결하는 유압라인 중도에 설치되어 이를 개폐하는 트랙션 콘트롤 솔레노이드밸브(7)와, 펌프(4)에서 토출되는 액압을 일시적으로 저장하기 위한 중압어큐뮬레이터(8)와, 전기적인 구성요소를 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU,미도시)를 갖추고 있다.
다수개의 솔레노이드밸브(2a)(2b)는 휠브레이크(1)의 상류측에 배치되는 NO형 솔레노이드밸브(2a)와 하류측에 배치되는 NC형 솔레노이드밸브(2b)로 구별되며, 전자제어유닛에 의해 제어된다. 즉, 전자제어유닛은 차속을 감지한 후 이를 통해 각 솔레노이드밸브(2a)(2b)의 개폐작동을 제어하게 된다.
그리고 저압어큐뮬레이터(3)는 ABS 감압모드 시 휠브레이크(1) 측에서 빠져 나온 오일이 일시 저장되도록 NC형 솔레노이드밸브(2b)의 하류측과 연계되게 독립적으로 마련된다.
또한, 중압어큐뮬레이터(8)는 트랙션 콘트롤 또는 ESP 모드시 펌프(4)측으로 충전 상태의 액압을 공급하기 위한 것으로, 이것은 펌프(4)에서 토출되는 액압이 다시 흡입측으로 바이패스 시키기 위한 오일 공급유로(8a)와 연통되게 이루어져 있다. 그리고 중압어큐뮬레이터(8)의 상류측에는 트랙션 제어 또는 ESP 모드 시 개방 작동되는 NC형 솔레노이드밸브(9a)가 추가로 배치되며, 중압어큐뮬레이터(8)의 하류측에는 릴리프밸브(9b)가 설치되어 있다. 이 릴리프밸브(9b)는 트랙션 제어 또는 ESP 모드 시 필요이상으로 상승된 액압을 마스터실린더(5)측으로 환류시키기 위한 것이다.
이러한 다수개의 솔레노이드밸브(2a)(2b)와 펌프(4), 그리고 저압어큐뮬레이터(3), 중압어큐뮬레이터(8), 릴리프밸브(9b) 등은 알루미늄으로 제작된 직육면체상의 유압블럭(미도시)내에 콤팩트하게 내장된다.
그러나 종래 액티브 브레이크 콘트롤 시스템에서는 ABS 모드 시 휠브레이크(1)측에서 빠져나오는 액압을 일시 저장하기 위한 저압어큐뮬레이터(3)와, ESP 모드 시 충전 상태의 액압을 펌프(4) 흡입측으로 안내하기 위한 중압어큐뮬레이터(8)를 유압블럭에 별도로 구성해야 함으로써, 유압블럭을 콤팩트하게 구성하는데 그 한계가 있으며, 이러한 것이 제조비용의 상승 원인으로 작용하는 문제점이 있다.
또한, 중압어큐뮬레이터(8)에 제동 액압을 충전하는 과정에서 릴리프밸브(9b)를 통해 유체가 통과할 때 상당한 노이즈가 발생된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 저압어큐뮬레이터 및 중압어큐뮬레이터를 일체화하여 전반적인 시스템 구성을 보다 콤팩트하게 함과 동시에 제조비용을 절감시킬 수 있는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은;
휠브레이크의 상류측에 배치되어 마스터실린더에서 발생된 액압 및 펌프의 아웃렛에서 토출되는 액압이 휠브레이크로 전달되는 것을 제어하는 NO형 솔레노이드밸브와, 휠브레이크의 하류측에 배치되어 휠브레이크에서 액압이 빠져나가는 것을 제어하는 NC형 솔레노이드밸브와, 마스터실린더와 펌프의 인렛측을 연결하여 TCS 모드 시 마스터실린더측 오일이 펌프측으로 흡입되게 안내하는 오일 흡입유로와, 오일 흡입유로(70)를 개폐하기 위한 NC형 셔틀밸브와, NC형 솔레노이드밸브의 출구측 및 오일 흡입유로와 연계되어 ABS 감압모드 시 휠브레이크에서 빠져나오는 액압을 저장한 후 ABS 증압모드 시 이를 펌프의 인렛으로 공급하며 아울러 펌프에서 토출되는 액압이 충전되어 ESP 모드 시 이를 펌프의 인렛으로 공급하기 위한 저중압어큐뮬레이터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일단은 펌프의 아웃렛측과 연결되고 타단은 저중압어큐뮬레이터와 연결되는 충전유로와, 충전유로를 개폐하도록 마련되는 제1밸브와, 충전유로의 제1밸브 하류측에서 분기되어 오일 흡입유로의 NC형 셔틀밸브 하류측과 연결되는 액압 공급유로와, 액압 공급유로를 개폐하도록 마련되되 ESP 모드 시 개방되어 저중압어큐뮬레이터에 충전된 액압이 펌프의 인렛으로 공급되게 하는 제2밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1밸브와 제2밸브는 노말 클로즈형 솔레노이드밸브로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 제1밸브는 펌프에서의 토출압이 소정압 이상으로 전달되는 경우에 개 방되며 저중압어큐뮬레이터에 충전된 액압의 역류를 방지하는 체크밸브로 이루어 진 것을 특징으로 한다.
또한, 저중압어큐뮬레이터는 액압이 유입되게 형성된 실린더와, 실린더에 내장되어 액압의 출입에 따라 진퇴 운동하는 피스톤과, 피스톤을 탄성 지지하는 탄성부재와, 피스톤이 설정된 스트로크 이상으로 이동하는 것을 감지하는 위치감지센서를 구비하여; 액압 충전 모드 시 피스톤이 설정된 스토로크 이상으로 이동하면 펌프의 구동을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 펌프의 인렛측과 저중압어큐뮬레이터를 연계시키는 유로에는 ABS 감압모드 시 휠브레이크측에서 빠져나온 액압이 저중압어큐뮬레이터에 소정압 이상으로 유입되면 펌프의 인렛측으로 빠져나가도록 개방되는 체크밸브가 마련되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 저중압어큐뮬레이터가 ABS 모드 시에는 저압어큐뮬레이터 기능을 ESP 모드 시에는 중압어큐뮬레이터 기능을 동시에 수행함으로써, 유압블럭을 보다 콤팩트하게 구성할 수 있으며 전반적인 제조비용을 절감시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. (본 발명에 따른 차량용 전자제어식 브레이크 시스템은 ESP 유로가 적용된 액티브 브레이크 콘트롤 시스템을 예로 하였다. 또한, 마스터실린더의 프라이머리 포트(12a,도 2참조)와 연계된 프라이머리 유압회로와 마스터실린더의 세컨다리 포트(12b,도 2참조)와 연계된 세컨다리 유압회로는 서로 대칭된 구조이기 때문에, 프라이머리 유압회로만을 도시하여 설명한다.)
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 브레이크 시스템은 전륜과 후륜에 설치된 휠브레이크(10)측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브(21)(22)와, 휠브레이크(10)측에서 빠져나온 오일 또는 마스터실린더(12)로부터 오일을 흡입하여 펌핑하는 펌프(30)와, 휠브레이크(10)에서 빠져나오는 오일을 저장하거나 펌프(30)에서 토출되는 액압이 충전되어 이를 펌프(30)의 인렛으로 공급하기 위한 저중압어큐뮬레이터(40)와, 전기적으로 작동하는 구동요소를 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU,미도시)을 갖추고 있으며, 이들은 유압블럭(미도시)에 콤팩트하게 설치된다.
다수개의 솔레노이드밸브(21)(22)는 휠브레이크(10)의 상류측 및 하류측과 연계되는데, 이것은 휠브레이크(10)의 상류측에 배치되며 평상 시 개방된 상태로 유지되는 노말 오픈형 솔레노이드밸브(21, 이하 NO형 솔레노이드밸브라 칭함)와, 이의 하류측에 배치되며 평상 시 폐쇄된 상태로 유지되는 노말 클로즈형 솔레노이드밸브(22, 이하 NC형 솔레노이드밸브라 칭함)로 구별된다. 이러한 솔레노이드밸브(21)(22)의 개폐작동은 각 휠측에 배치된 휠센서(미도시)를 통해 차량속도를 감지하는 전자제어유닛에 의해 각각 제어되게 되며, 감압 제동에 따라 NC형 솔레노이드밸브(22)가 개방되어 휠브레이크(10)측에서 빠져 나온 오일은 저중압어큐뮬레이터(40)에 일시적으로 저장되게 된다.
펌프(30)는 모터(31)에 의해 구동되어 저중압어큐뮬레이터(40)에 저장된 오일을 흡입 토출함으로써, 액압을 휠브레이크(10)측 또는 마스터실린더(12)측으로 전달하게 된다.
그리고 마스터실린더(12)의 프라이머리 포트(12a)와 펌프(30)의 아웃렛측을 연결하는 메인유로(50)에는 트랙션 콘트롤 제어를 위한 NO형 솔레노이드밸브(51, 이하에서는 TC 솔레노이드밸브라 칭함)가 설치된다. 이 TC 솔레노이드밸브(51)는 평상 시 개방된 상태를 유지하여 브레이크패달(11)을 통한 일반 제동 시 마스터실린더(12)에서 형성된 제동 액압이 메인유로(50)를 통해 휠브레이크(10)측으로 전달되게 되며, 후술하는 브레이크 트랙션 제어 모드에서는 전자제어유닛에 의해 폐쇄작동하게 된다.
또한, 메인유로(50)에는 TC 솔레노이드밸브(51)를 돌아가면서 펌프(30)의 아웃렛측과 마스터실린더(12)의 프라이머리 포트(12a) 사이를 연결하는 릴리프유로(60)가 연계되어 있으며, 여기에는 릴리프밸브(61)가 설치되어 있다. 이 릴리프유로(60)와 릴리프밸브(61)는 트랙션 제어 시 펌프(30)에서 토출되는 제동 액압이 필요이상으로 상승하는 경우 이를 마스터실린더(12)측으로 환류시키기 위한 것이다.
또한, 메인유로(50)에서 분기되어 마스터실린더(12)의 오일이 펌프(30)의 인렛측으로 흡입되게 안내하는 오일 흡입유로(70)가 마련되며, 여기에는 이를 선택적으로 개폐하기 위한 NC형 일렉트릭 셔틀밸브(71)가 설치되어 있다.
그리고 저중압어큐뮬레이터(40)는 NC형 솔레노이드밸브(22)의 출구측 및 오일 흡입유로(70)와 연계되어 ABS 감압모드 시 휠브레이크(10)에서 빠져나오는 액압을 일시 저장한 후 ABS 증압모드 시 이를 펌프(30)의 인렛측으로 공급하게 되며, 아울러 펌프(30)에서 토출되는 액압이 충전되어 ESP 모드 시 이를 펌프(30)의 인렛측으로 공급하게 된다. 이를 위해 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템에는 충전유로(80) 및 이를 개폐하는 제1밸브(81)와, 충전유로(80)에서 분기되어 오일 공급유로(70)와 연결되는 액압 공급유로(90) 및 이를 개폐하는 제2밸브(91)를 갖추고 있는데, 이들의 상세한 구조는 다음과 같다.
먼저, 충전유로(80)의 일단은 펌프(30)의 아웃렛과 휠브레이크(10)의 NO형 솔레노이드밸브(21)를 연결하는 유로, 즉 메인유로(50)의 TC 솔레노이드밸브(51) 하류측에 연결되며, 이의 타단은 저중압어큐뮬레이터(40)와 연결되어 있다. 제1밸브(81)는 충전유로(80)를 선택적으로 개폐하기 위한 것으로, 본 발명의 제1실시 예에서는 전자제어유닛에 의해 개폐 작동되는 NC형 솔레노이드밸브로 이루어져 있다.
그리고 액압 공급유로(90)의 일단은 충전유로(80)의 제1밸브(81) 하류측과 연계되며, 이의 타단은 오일 흡입유로(70)의 NC형 셔틀밸브(71) 하류측과 연결되어 있다. 이러한 액압 공급유로(90)의 중도에는 이를 선택적으로 개폐하도록 마련되는 제2밸브(91)가 설치되어 있다. 이 제2밸브(91)는 NC형 솔레노이드밸브로 이루어져 있으며, ESP 모드 시 개방되어 저중압어큐뮬레이터(40)에 충전된 액압이 액압 공급유로(90)와 오일 흡입유로(70)를 경유하여 펌프(30)의 인렛측으로 공급되게 된다.
한편, 저중압어큐뮬레이터(40)는 액압이 유입되도록 유압블럭에 형성된 실린더(41)와, 이 실린더(41)에 내장되어 액압의 출입에 따라 진퇴 운동하는 피스톤(42)과, 이 피스톤(42)을 탄성 지지하는 탄성부재(43)와, 피스톤(42)이 설정 된 스트로크 이상으로 이동하는 것을 감지하는 위치감지센서(44)를 구비하고 있다. 이 위치감지센서(44)는 전자제어유닛과 전기적으로 접속되어 있어서, 액압 충전 모드 시 소정압(본 실시예에서는 3bar) 이상의 액압이 유입되어 피스톤(42)이 설정된 스트로크 이상으로 이동하면 펌프(30)의 구동을 중지시키게 된다. 이 때, 저중압어큐뮬레이터(40)에 충전되는 액압은 탄성부재(43)의 탄성 지지력에 의해 결정된다.
또한, 펌프(30)의 인렛측과 저중압어큐뮬레이터(40)를 연계시키는 유로(52)에는 ABS 감압모드 시 휠브레이크(10)에서 빠져나온 액압이 저중압어큐뮬레이터(40)에 소정압(본 실시예에서는 3bar) 이상으로 유입되게 되면, 펌프(30)의 인렛측으로 빠져나가도록 개방되는 체크밸브(53)가 마련되어 있다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 작동 및 이에 따른 효과를 설명한다.
먼저, 전자제어식 브레이크 시스템이 장착된 차량에서 제동 작용 시 슬립현상이 발생되면 각 휠센서로부터 입력되는 신호를 근거로 감압, 증압, 유지 등 3가지 모드로 섞여서 ABS 작동이 수행되는데, 이러한 각 모드를 단계별로 설명하면 다음과 같다.
즉, 브레이크패달(11)을 밟아 마스터실린더(12)에서 발생된 제동 액압에 의해 제동력이 발휘되고 있는 상태에서 휠브레이크(10)내의 제동압이 노면조건보다 크면 적정압력으로 낮추어야 함으로써, 전자제어유닛에서는 NC형 솔레노이드밸브(22)를 개방 작동시켜 ABS 감압모드를 수행시킨다. 이에 따라 도 3 에 화살표 방향과 같이, 휠브레이크(10)로부터 액압이 일부 빠져나오며 이것은 피스톤(42)을 누르면서 실린더(41)내로 유입되어 저중압어큐뮬레이터(40)에 일시 저장된다. 이 때, 휠브레이크(10)측 액압은 보통 6bar 정도인데, 3bar 정도의 액압만이 저중압어큐뮬레이터(40)에 저장되며 그 이상의 압력이 유입되면 체크밸브(53)가 개방되어 펌프(30)의 인렛측으로 빠져나간다. 이러한 과정을 통해 각 휠에 장착된 휠브레이크(10)의 제동압이 낮아져 노면에서 미끄러지는 현상이 방지된다.
한편, ABS 감압모드가 오래 지속되면 차량 제동효율이 떨어지는데, 이러한 경우 전자제어유닛에서는 휠브레이크(10)의 액압을 증가시키기 위해 펌프(30)를 작동시켜 ABS 증압모드를 수행시킨다. 이에 따라 도 4에 화살표로 표시한 바와 같이, 저중압어큐뮬레이터(40)에 저장된 오일은 각 펌프(30)를 통해 가압되어 개방 작동된 NO형 솔레노이드밸브(21)를 통해 휠브레브레이크(10)측으로 전달됨으로써, 제동압이 증가된다.
또한, 제동압력이 최적의 제동력을 발생시키는 상태에 이르거나 차량의 공진현상을 방지하기 위해, 제동압을 일정상태로 유지하는 ABS 압력유지 모드가 필요하다. 즉, ABS 압력유지 모드는 휠브레이크(10)내의 압력변화를 없게 하는 것으로, 제동압력을 유지하고자 하는 휠브레이크(10)측의 NO형 솔레노이드밸브(21)를 폐쇄 작동시켜 유압이 전달되는 것을 차단한다. 이에 따라 펌프(30)에서 토출되는 액압은 개방된 TC 솔레노이드밸브(51)를 경유하여 마스터실린더(12)측으로 전달됨으로써, ABS 압력유지 모드가 안정적으로 수행된다.
또한, ABS 작동의 말기에서는 충전유로(80) 상에 배치된 제1밸브(81))를 개 방시켜 저중압어큐뮬레이터(40)의 압력을 낮추는 것이 바람직하다.
다음에는 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 TCS 작동을 차량이 급출발하는 경우를 예로 하여 설명한다.
노면이 미끄러운 노면조건에서 가속패달(미도시)을 깊게 밟아 급출발하면, 슬립현상이 발생되며 이것은 휠센서를 통해 전자제어유닛에서 감지된다. 이러한 경우에는 오일 흡입유로(70)의 NC형 셔틀밸브(71)는 개방, 메인유로(50)의 TC 솔레노이드밸브(51)는 폐쇄 작동시키며, 아울러 펌프(30)가 구동되어 TCS 모드가 수행된다.
즉, 도 5에 화살표로 표시한 바와 같이, 마스터실린더(12)측 오일이 오일 흡입유로(70)를 통해 펌프(30)의 인렛으로 흡입되며, 펌프(30)의 아웃렛으로 토출된 오일은 메인유로(50)와 개방된 NO형 솔레노이드밸브(21)를 통해 휠브레이크(10)로 전달되어 제동압으로 작용한다. 결국, 운전자가 가속패달을 밟으면서 차량 급출발시 브레이크패달(11)을 밟지 않아도 휠에 소정의 락이 걸림으로써, 노면상태가 좋지 않아 슬립조건하에서도 차량은 천천히 안정적으로 출발한다.
다음에는 본 발명에 따른 전자제어식 브레이크 시스템의 ESP 모드 작동을 설명한다.
차량이 고속주행이나 선회주행 시 미끄러운 노면상태이거나 과도한 요우모우멘트(yaw moment) 발생 시 차량이 운전자의 의지대로 조정되지 않고 최악의 경우 차체가 스핀될 수 있는데, ESP(ESP;Electronic Stability Program) 모드는 이러한 상황을 감안하여 각 휠브레이크(10)에 독립적으로 적정한 제동 액압을 공급하여 차 량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 것이다.
즉, 차량 시동과 함께 전자제어유닛에서는 TC 솔레노이드밸브(51)와 NO형 솔레노이드밸브(21)는 폐쇄, NC형 셔틀밸브(71)와 제1밸브(81)는 개방 작동시킨 상태에서, 펌프(30)를 구동시켜 액압충전 모드가 진행된다.
이에 따라 도 6에 화살표로 표시한 바와 같이, 마스터실린더(12)의 오일은 오일 흡입유로(70)를 통해 펌프(30)의 인렛측으로 흡입된다. 그리고 펌프(30)의 아웃렛으로 토출되는 가압된 오일은 충전유로(80)를 통해 저중압어큐뮬레이터(40)에 충전된다. 이 때, 소정압 이상으로 충전되어 피스톤(42)이 설정된 스트로크 이상으로 이동하면, 이를 위치감지센서(44)가 감지하여 펌프(30)의 구동이 중지된다. 따라서 저중압어큐뮬레이터(40)에는 차량 시동과 함께 짧은 시간내에 적정한 액압(본 발명에서는 3bar)이 충전된다. 이 때, NC형 솔레노이드밸브로 이루어진 제1밸브(81)를 개방시킨 상태에서 저중압어큐뮬레이터(40)의 액압충전 모드가 수행되기 때문에, 소음이 발생되지 않게 된다. (이러한 저중압어큐뮬레이터(40) 액압충전 모드는 차량 시동 시는 물론이며 액압 누설을 고려하여 주기적으로 수행됨으로써, 저중압어큐뮬레이터(40)에는 항상 소정압(3bar)의 오일이 충전된 상태로 유지된다.)
이와 같이 저중압어큐뮬레이터(40)에 액압이 충전된 상태에서 주행 중에 핸들을 과도하게 꺾어 미리 설정된 조향각도를 넘어서면, 차량이 선회되는 방향의 내측으로 쏠리는 오버 스티어링(over steering) 현상과, 노면의 마찰조건 등에 의해 차량이 선회되는 방향의 바깥쪽으로 쏠리는 언더 스티어링(under steering) 현상이 발생된다.
이런 상황이 발생되면 전자제어유닛에서는 액압 공급유로(90)의 제2밸브(91)는 개방시키고 TC 솔레노이드밸브(51)는 폐쇄시켜 마스터실린더(12)와 휠브레이크(10)측의 연통을 차단시킨 상태에서, 펌프(30)를 구동시킨다. 이에 따라 도 7에 화살표로 표시한 바와 같이, 저중압어큐뮬레이터(40)에 충전된 액압은 액압 공급유로(90)와 오일 흡입유로(70)를 통해 펌프(30)의 인렛측으로 공급된다. 그리고 펌프(30)의 아웃렛으로 토출되는 가압된 오일은 각 휠브레이크(10)측으로 전달되어 제동압력으로 작용하게 된다.
이 때, 오버 스티어링의 경우에는 차량이 선회되는 방향의 외측 휠의 휠브레이크에 저중압어큐뮬레이터(40)에 충전된 액압을 펌핑하여 제동압력을 가하고, 반면에 언더 스티어링 시 내측 휠의 휠브레이크에 제동 압력을 가함으로써, 운전자의 조향의지에 따라 차량이 안정적으로 진행하게 된다.
이러한 ESP 모드 시 펌프(30)의 인렛측에는 저중압어큐뮬레이터(40)에 충전되어 있던 액압이 직접 공급되기 때문에, 휠브레이크(10)측으로의 제동 압력 전달이 보다 빨리 이루어진다.
한편, 이러한 기술적 사상은 충전유로(80)를 개폐하는 제1밸브(81)를 NC형 솔레노이드밸브로 구성한 것으로 설명하였지만, 이에 국한하지 않고 도 8에 도시한 바와 같이, 펌프(30)에서의 토출압이 소정압 이상으로 전달되는 경우에 개방되며 저중압어큐뮬레이터(40)에 충전된 액압의 역류를 방지하는 체크밸브(82)를 충전유로(80)상에 구성하여도 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이; 본 발명에 따른 차량용 전자제어식 브레이크 시스템에 의하면, 휠브레이크의 NC형 솔레노이드밸브 및 오일 흡입유로와 연계되어 ABS 감압모드 시 휠브레이크에서 빠져나오는 액압을 저장한 후 ABS 증압모드 시 이를 펌프의 인렛으로 공급하며 아울러 펌프에서 토출되는 액압이 충전되어 ESP 모드 시 이를 펌프의 인렛으로 공급하기 위한 저중압어큐뮬레이터를 갖추고 있다. 이에 따라 저중압어큐뮬레이터가 ABS 모드시에는 저압어큐뮬레이터 기능을 ESP 모드시에는 중압어큐뮬레이터 기능을 동시에 수행하게 됨으로써, 전자제어식 브레이크 시스템의 전체적인 구성부품수가 줄어 유압블럭을 보다 콤팩트하게 구성할 수 있으며, 이로 인해 제조비용 역시 절감시킬 수 있는 작용효과가 있다.

Claims (6)

  1. 휠브레이크(10)의 상류측에 배치되어 마스터실린더(12)에서 발생된 액압 및 펌프(30)의 아웃렛에서 토출되는 액압이 휠브레이크(10)로 전달되는 것을 제어하는 NO형 솔레노이드밸브(21)와,
    휠브레이크(10)의 하류측에 배치되어 휠브레이크(10)에서 액압이 빠져나가는 것을 제어하는 NC형 솔레노이드밸브(22)와,
    상기 마스터실린더(12)와 상기 펌프(30)의 인렛측을 연결하여 TCS 모드 시 상기 마스터실린더측 오일이 상기 펌프측으로 흡입되게 안내하는 오일 흡입유로(70)와,
    상기 오일 흡입유로(70)를 개폐하기 위한 NC형 셔틀밸브(71)와,
    상기 NC형 솔레노이드밸브(22)의 출구측 및 오일 흡입유로(70)와 연계되어 ABS 감압모드 시 휠브레이크(10)에서 빠져나오는 액압을 저장한 후 ABS 증압모드 시 이를 상기 펌프(30)의 인렛으로 공급하며 아울러 상기 펌프(30)에서 토출되는 액압이 충전되어 ESP 모드 시 이를 상기 펌프(30)의 인렛으로 공급하기 위한 저중압어큐뮬레이터(40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일단은 상기 펌프(30)의 아웃렛측과 연결되고 타단은 상기 저중압어큐뮬레이 터(40)와 연결되는 충전유로(80)와,
    상기 충전유로(80)를 개폐하도록 마련되는 제1밸브(81)와,
    상기 충전유로(80)의 제1밸브(81) 하류측에서 분기되어 상기 오일 흡입유로(70)의 NC형 셔틀밸브(71) 하류측과 연결되는 액압 공급유로(90)와,
    상기 액압 공급유로(90)를 개폐하도록 마련되되 상기 ESP 모드 시 개방되어 상기 저중압어큐뮬레이터(40)에 충전된 액압이 상기 펌프(30)의 인렛으로 공급되게 하는 제2밸브(91)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1밸브(81)와 제2밸브(91)는 노말 클로즈형 솔레노이드밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1밸브(81)는 상기 펌프(30)에서의 토출압이 소정압 이상으로 전달되는 경우에 개방되며 상기 저중압어큐뮬레이터(40)에 충전된 액압의 역류를 방지하는 체크밸브(82)로 이루어 진 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 저중압어큐뮬레이터(40)는 액압이 유입되게 형성된 실린더(41)와, 상기 실린더(41)에 내장되어 액압의 출입에 따라 진퇴 운동하는 피스톤(42)과, 상기 피스톤(42)을 탄성 지지하는 탄성부재(43)와, 상기 피스톤(42)이 설정된 스트로크 이상으로 이동하는 것을 감지하는 위치감지센서(44)를 구비하여;
    액압 충전 모드 시 상기 피스톤(42)이 설정된 스토로크 이상으로 이동하면 상기 펌프(30)의 구동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 펌프(30)의 인렛측과 상기 저중압어큐뮬레이터(40)를 연계시키는 유로(52)에는 ABS 감압모드 시 휠브레이크(10)측에서 빠져나온 액압이 상기 저중압어큐뮬레이터(40)에 소정압 이상으로 유입되면 상기 펌프(30)의 인렛측으로 빠져나가도록 개방되는 체크밸브(53)가 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 전자제어식 브레이크 시스템.
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