KR100285180B1

KR100285180B1 - 차량의 유압식 제동 시스템

Info

Publication number: KR100285180B1
Application number: KR1019980008948A
Authority: KR
Inventors: 찌하루 나까자와
Original assignee: 도오다 고오이찌로; 가부시끼가이샤 유니시아 젝스
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 2002-02-19
Also published as: DE19811606A1; KR19980080341A; US6070951A; JPH10250556A

Abstract

제동 회로는 마스터 실린더와 차륜의 브레이크 실린더 사이에 유체 연통을 제공하기 위하여 마련된다. 브레이크 실린더 내의 유압을 제어하기 위하여 유압 제어 밸브가 제동 회로에 설치된다. 저장조는 유압 제어 밸브로부터 연장되는 배출 회로에 연결되어 있다. 펌프는 실린더 부재, 용적 가변형 압력 챔버를 형성하도록 상기 실린더 부재 내에 가동식으로 배치된 플런저 및 압력 챔버를 기밀식으로 밀봉하도록 실린더 부재와 플런저 사이에 작동식으로 배치된 밀봉 부재를 포함한다. 제1 도입 회로는 저장조 내의 제동 유체를 펌프의 압력 챔버에 이송하고, 제2 도입 회로는 마스터 실린더의 제동 유체를 펌프의 압력 챔버에 이송하고, 배출 회로는 압력 챔버의 제동 유체를 유압 제어 밸브에 이송한다. 외부 게이트 밸브는 제동 회로를 선택적으로 개폐한다. 내부 게이트 밸브는 제2 도입 회로를 선택적으로 개폐한다. 제어 유닛은 앤티로크 제동 제어 및 차량 동작 안정화 제어를 수행하기 위하여 유압 제어 밸브, 펌프, 외부 및 내부 게이트 밸브를 제어한다. 펌프의 실린더 부재는 제2 도입 회로가 펌프의 압력 챔버에 연통하게 되는 개구를 형성하고 있다. 개구는 압력 챔버의 크기를 최소화시키도록 플런저가 실린더 부재의 가장 깊은 위치에 있더라도 압력 챔버에 노출된다.

Description

차량의 유압식 제동 시스템

본 발명은 차륜을 갖는 차량의 유압식 제동 시스템에 관한 것으로, 특히 앤티로크 제동 시스템(ABS) 및 차량 동작 안정화 제어 시스템(이후에는 설명의 편의를 위해 "VMSCS"라 한다)을 갖는 형태의 유압 제동 시스템에 관한 것이다. 공지되어 있는 것처럼, ABS는 제동 시에 차륜의 로킹을 억제하는 시스템이다. VMSCS에는 두 가지 형태, 즉 차량의 주행 상태에 따라 구동륜(들)에 제어식 제동력을 작용시킴으로써 구동륜(들)의 슬립을 억제하는 기능을 하는 트랙션 제어 시스템과, 차량의 자세를 안정화시키기 위하여 차량의 주행 상태에 따라 선택된 차륜(들)에 제어식 제동력을 작용시킴으로써 차량의 요오율(yaw rate)을 제어하는 요오율 제어 시스템이 있다.

일본 특허 공개 (평)7-50106호에는 ABS 및 VMSCS를 갖는 형태의 유압식 제동 시스템이 개시되어 있다. 이 공보에 개시된 제동 시스템에서 ABS 유닛은 마스터 실린더로부터 차륜의 브레이크 실린더까지 연장되는 유압 제동 회로에 설치된다. ABS 유닛은 브레이크 실린더의 유압을 제어하기 위한 것으로 입구 및 출구 밸브를 갖는 유압 제어 밸브와, 유압 제어 밸브로부터 배출된 제동 유체를 일시적으로 저장하는 저장조와, 저장조로부터 제동 유체를 흡입하여 이를 제동 회로에 귀환시키는 메인 펌프를 포함한다. 정상 상태에서는 폐쇄되고 VMSCS가 작동될 때에만 개방되는 전자석 밸브(내부 게이트 밸브)를 통해서 메인 펌프가 보조 펌프로부터의 가압 유체와 마스터 실린더로부터의 제동 유체를 흡입한다.

따라서, VMSCS의 작동 하에서 메인 펌프는 브레이크 페달이 작동하지 않는 경우에도 가압 제동 유체를 제동 회로에 공급할 수 있다. 즉, 가압 유체가 메인 펌프에 공급됨으로써 ABS 유닛은 각 브레이크 실린더 내의 압력을 증가시킬 수 있어서 제동력을 생성하게 된다.

메인 펌프로서는 플런저가 회전 캠에 의해 실린더 부재 내에서 왕복식으로 이동하도록 된 소위 플런저형이 통상적으로 사용되고 있다. 도4는 이러한 플런저형의 펌프(100)가 개략적으로 도시되어 있다. 102는 모터(도시 생략)에 의해 구동되는 캠이고, 104는 기부 단부가 캡(102)에 접촉하여 있는 플런저이다. 플런저(104)는 이 플런저(104)의 전연부와 실린더 부재(106)의 바닥부 사이에 압력 챔버(108)를 형성하는 방식으로 실린더 부재(106) 내에 활주식으로 수용된다. 밀봉 부재(107)는 플런저(104)의 원통형 외부면과 실린더 부재(106)의 원통형 내부면 사이에 배열되어 이들 사이에 기밀식 밀봉을 이룬다. 압력 챔버(108)는 실린더 부재(106)의 바닥부에 설치된 출구 밸브(112)를 통해서 배출 회로(110)에 연통한다. 배출 회로(110)는 제동 회로(도시 생략)에 연통한다. 또한, 압력 챔버(108)는 플런저(104)에 설치된 입구 밸브(114)를 통해서, 저장조(118)에 연결된 제1 도입 회로(116)와 마스터 실린더에 연결된 제2 도입 회로(120)에 연통한다. 제1 및 제2 도입 회로(116 및 120)는 실린더 부재(106)의 원통형 벽에 형성된 대응 개구(124, 126)를 포함한다. 제2 도입 회로(120) 내에는 내부 게이트 밸브(122)가 설치되어 있다.

따라서, 내부 게이트 밸브(122)가 이의 폐쇄 위치에 있게 되는 ABS의 작동 하에서, 메인 펌프(100)는 저장조(118)로부터 제동 유체를 흡입하여 이를 압력 챔버 내에서 가압하고 배출 회로(110)를 통해서 제동 회로에 배출한다. 한편, 내부 게이트 밸브(122)가 이의 개방 위치에 있게 되는 VMSCS의 작동 하에서, 메인 펌프(100)는 마스터 실린더 및 보조 펌프로부터 도입 회로(120)를 통해서 유체를 흡입하여 이를 배출 회로(110)를 통해서 제동 회로에 배출한다.

상기에 설명한 종래의 제동 시스템에서는, 체크 밸브인 입구 밸브(114)가 제1 및 제2 도입 회로(116 및 120) 양자에 대하여 작용한다. 즉, 입구 밸브(114)는 도시된 것처럼 플런저(104)에 위치한 두 개의 회로(116, 120)의 연결부에 설치된다. 다시 말해서, 압력 챔버(108)와 각각의 제1 및 제2 도입 회로(116 및 120) 사이의 유체 연통은 플런저(104)의 스트로크 전체에 걸쳐 플런저(104)의 원통형 외부면에 면하는 개구(124, 126)를 통해서 마련된다.

그러나, 상기에 설명한 제동 시스템은 이의 내재적인 구조에 기인하여, 운전자가 VMSCS의 작동 하에서 브레이크 페달을 작동시킬 때 다음과 같은 단점을 나타낸다.

상기에 설명한 것처럼, VMSCS의 작동 하에서 내부 게이트 밸브(122)가 개방되고 따라서 메인 펌프(100)가 마스터 실린더 및 보조 펌프로부터 제동 유체를 흡입한다. 이러한 작동 하에서, 운전자가 차량을 감속시키도록 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더에 생성된 압력이 제2 도입 회로(120)를 통해서 플런저(104)와 실린더 부재(106) 사이에 전달된다. 따라서, 브레이크 페달을 밟았을 때 입구 밸브(114)와 밀봉 부재(107) 사이에 형성된 폐쇄 간극이 높은 압력으로 가압되고, 이는 밀봉 부재(107)의 오작동을 일으키게 된다. 이러한 오작동을 없애기 위하여, 마스터 실린더 압력 센서 및/또는 브레이크 페달 스트로크 센서가 사용되고 마스터 실린더의 압력이 소정 수준을 넘어서면 내부 게이트 밸브(122)가 폐쇄되도록 된 수단이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 수단도 추가의 부품을 사용함에 따라 제동 시스템의 비용을 증가시키기 때문에 사용자에게는 만족스럽지 못하다.

따라서, 본 발명의 목적은 VMSCS의 작동 하에서 마스터 실린더가 높은 제동 압력을 생성하더라도 메인 펌프가 신뢰성 있는 오일 기밀 기능을 갖도록 된 ABS 및 VMSCS를 모두 갖는 유압식 제동 시스템을 마련하는 것이다.

본 발명에 따르면, 브레이크 페달과 유압식으로 작동되는 브레이크 실린더를 갖춘 적어도 하나의 차륜을 갖는 차량에 사용하기 위한 유압식 제동 시스템이 마련된다. 상기 유압식 제동 시스템은, 브레이크 페달의 작동에 따라 제동 유체 압력을 발생하는 유압 발생 수단과, 유압 발생 수단과 브레이크 실린더 사이에 유체 연통을 제공하는 제동 회로와, 브레이크 실린더의 유압을 제어하기 위하여 제동 회로에 설치된 유압 제어 밸브와, 유압 제어 밸브로부터 연장되는 배출 회로에 연결된 저장조와, 실린더 부재와 용적 가변형 압력 챔버를 형성하도록 상기 실린더 부재 내에 가동식으로 배치된 플런저 및 압력 챔버를 기밀식으로 밀봉하도록 상기 실린더 부재와 플런저 사이에 작동식으로 배치된 밀봉 부재를 포함하는 펌프와, 저장조 내의 제동 유체를 펌프의 압력 챔버에 이송하는 제1 도입 회로와, 유압 발생 수단 내의 제동 유체를 펌프의 압력 챔버에 이송하는 제2 도입 회로와, 펌프의 압력 챔버 내의 제동 유체를 유압 제어 밸브에 이송하는 배출 회로와, 제동 회로를 선택적으로 개폐하는 외부 게이트 밸브와, 제2 도입 회로를 선택적으로 개폐하는 내부 게이트 밸브와, 앤티로크 제동 제어와 차량 동작 안정화 제어를 수행하기 위하여 유압 제어 밸브와 펌프와 외부 및 내부 게이트 밸브를 제어하는 제어 유닛을 포함하며, 상기 펌프의 실린더 부재는 제2 도입 회로가 펌프의 압력 챔버에 유체 연통하게 되는 압력 챔버 노출식 개구를 형성하고 있고, 이 압력 챔버 노출식 개구는 압력 챔버의 크기를 최소화시키도록 플런저가 실린더 부재의 가장 깊은 위치에 있더라도 압력 챔버에 노출되도록 구성되어 있다.

본 발명의 다른 목적과 장점에 대해서는 첨부 도면을 참조하여 이루어지는 상세한 설명으로부터 명확하게 이해할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 유압식 제동 시스템의 개략도.

도2는 본 발명의 유압식 제동 시스템에 사용된 요부의 단면도.

도3은 본 발명의 유압식 제동 시스템의 요부 블럭도.

도4는 공지의 유압식 제동 시스템에 사용된 종래 기술의 개략도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1, 2 : 채널 제동 회로

1b : 바이패스 회로

1r, 1f : 차륜 분기 회로

3, 9 : 게이트 밸브

4 : 펌프

4a : 배출 회로

4b : 압력 챔버

4c : 캠

5 : 도입 밸브

6 : 배출 밸브

7 : 저장조

10 : 배출 회로

41 : 볼

45 : 플런저

45a : 리세스

46 : 실린더 부재

46d, 46e : 밀봉 부재

47 : 플러그

도면 중 도1 내지 도3에는 본 발명에 따른 유압식 제동 시스템이 개략적으로 도시되어 있다.

도면에서, WC는 차륜의 브레이크 실린더이고, MC는 제동 압력 발생 수단으로서의 마스터 실린더이다. 마스터 실린더(MC)는 브레이크 페달(BP)에 의해 작동되고 저장조 탱크(RT)를 구비하고 있다. X자 형으로 대각선으로 배열된 두 개의 유압관 시스템(1, 2)이 마스터 실린더로부터 연장되어 있다. 즉, 두 개의 유압관 시스템은 전방 좌륜의 브레이크 실린더 WC(FL) 및 후방 우륜의 브레이크 실린더 WC(RR)에 연결된 제1 채널 제동 회로(1)와, 전방 우륜의 브레이크 실린더 WC(FR) 및 후방 좌륜의 브레이크 실린더 WC(RL)에 연결된 제2 채널 제동 회로(2)로 되어 있다.

제1 및 제2 채널 제동 회로(1, 2)는 실질적으로 동일 구조를 취한다. 따라서, 설명의 간명성을 위하여 제1 채널 제동 회로(1)에 대해서만 설명한다. 두 개의 제동 회로(1, 2)에서 동일한 부품 및 구조에 대해서는 동일한 부호로 표시하였다. 또한, 이해를 돕기 위하여, 두 개의 제동 회로(1, 2)에서 마스터 실린더 근처의 부분을 상류부라 하고 브레이크 실린더 근처의 부분을 하류부라 하였다.

제1 채널 제동 회로[1; 또는 제2 채널 제동 회로(2)]는 후방 우륜 브레이크 실린더 WC(RR)에 이어진 차륜 분기 회로(1r)와, 전방 좌륜 브레이크 실린더 WC(FR)에 이어진 차륜 분기 회로(1f)를 포함한다.

제1 채널 제동 회로(1)의 상류부에는 외부 게이트 밸브(3)가 설치되어 있다. 게이트 밸브 바이패스 회로(1b) 및 릴리프 회로(1m)는 외부 게이트 밸브(3)를 우회하도록 배열되어 있다. 외부 게이트 밸브(3)는 두 개의 포트와 두 개의 위치로 된 정상 상태에서 개방되는 형태의 전자석 밸브이고, 이 밸브는 비여기 시에 설치된 스프링의 힘에 기인하여 제1 채널 제동 회로(1)를 개방하고 여기되었을 때 회로(1)를 폐쇄한다. 게이트 밸브 바이패스 회로(1b)는 마스터 실린더로부터 브레이크 실린더 쪽으로 유체의 유동을 허용하는 일방향 밸브(1c)를 포함한다. 릴리프 회로(1m)는 하류부와 상류부 사이의 압력차가 소정 수준을 넘어서면 하류부로부터 상류부 쪽으로 유체의 유동을 허용하는 릴리프 밸브(1n)를 포함한다.

후륜 분기 회로(1r) 및 전륜 분기 회로(1f)는 입구 밸브(5) 및 출구 밸브(6)를 각각 포함한다. 이들 밸브(5, 6)는 브레이크 실린더에 공급된 제동 유체 압력을 제어(즉, 감소, 유지 또는 증가)하도록 배열되어 있다. 입구 밸브(5)는 차륜 분기 회로(1r, 1f)의 일부분에 설치되고 두 개의 부분 및 두 개의 위치를 갖고 정상 상태에서 개방되는 형태의 전자석 밸브이고, 이 밸브는 비여기 시에 설치된 스프링의 힘에 기인하여 회로(1r, 1f)를 개방하고 여기 시에는 회로(1r, 1f)를 폐쇄한다. 도시된 것처럼, 차륜 분기 회로(1r, 1f)는 입구 밸브(5)의 바로 하류의 부분에서 분기점(1e)을 갖고 있다. 출구 밸브(6)는 분기점(1e)으로부터 저장조(7)까지 연장되는 배출 회로(10)에 설치되어 있다. 출구 밸브(6)는 두 개의 부분과 두개의 위치로 되고 정상 상태에서 폐쇄된 형태의 전자석 밸브이고, 이 밸브는 비여기 시에 배출 회로(10)를 폐쇄하고 여기 시에는 회로(10)를 개방한다. 차륜 분기 회로(1r, 1f)에서, 입구 밸브 바이패스 회로(1h)는 입구 밸브(5)를 우회하도록 배열되어 있다. 입구 밸브 바이패스 회로(1h)는 회로(1h) 내에서의 상류 유체 유동만 허용하는 일방향 밸브(1g)를 포함한다.

제1 도입 회로(4f)는 저장조(7)로부터 펌프(4)까지 연장되고, 이 펌프는 저장조(7) 내의 제동 유체를 회로(4f)를 통해서 흡입한다. 배출 회로(4a)는 펌프(4)로부터 출구 게이트 밸브(3)와 각각의 차륜 분기 회로(1r, 1f) 사이의 제1 채널 회로(1)의 연결점(1d)까지 연장된다. 배출 회로(4a)는 댐퍼(4d)와 오리피스(4e)를 포함하며, 이들은 회로(4a) 내의 제동 유체 유동의 펄스를 감쇄시킨다.

제2 도입 회로(4s)도 펌프(4)로부터 마스터 실린더까지 연장되고, 이 회로를 통해서 펌프(4)가 마스터 실린더로부터의 제동 유체를 흡입한다. 제2 도입 회로(4s)의 일부분에는 내부 게이트 밸브(9)가 설치되어 있다. 이 밸브(9)는 두 개의 부분과 두 개의 위치를 갖고 정상 상태에서 폐쇄되는 형태의 전자석 밸브이고, 이 밸브는 비여기 시에 설치된 스프링의 힘에 기인하여 제2 도입 회로(4s)를 폐쇄하고 여기 시에 회로(4s)를 개방한다.

다음에는 도1 및 도2를 참조하여 펌프(4)에 대하여 상세하게 설명한다.

도1에 도시된 것처럼, 펌프(4)는 전기 모터(M)에 의해 구동되는 캠(4c)과, 캠(4c)에 의해 왕복 운동하는 플런저(45)와, 플런저(45)를 수용하는 실린더 부재(46)를 포함한다. 플런저(45)는 캠(4c)에 접촉하는 기부 단부를 가지며, 실린더 부재(46)는 플런저(45)의 전연부에 노출된 압력 챔버(4b)를 자체 내에 형성하고 있다.

밀봉 부재(4g)는 플런저(45)의 원통형 외부면과 실린더 부재(46)의 원통형 내부면 사이에 배열되어 그 사이에 기밀식 밀봉, 즉 압력 챔버(4b)의 기밀식 밀봉을 이룬다.

플런저(45) 내에는 저장조(7)로부터 압력 챔버(4b) 방향으로의 유체 유동만을 허용하는 제1 입구 밸브(41)가 설치되고, 실린더 부재(46)의 바닥부 내에는 압력 챔버(4b)로부터 연결점(1d) 방향으로의 유체 유동만을 허용하는 출구 밸브(43)가 설치되어 있다. 제2 도입 회로(4s)에는 마스터 실린더로부터 압력 챔버(4b) 방향으로의 유체 유동만을 허용하는 제2 입구 밸브(42)가 설치되어 있다.

도1에 도시된 것처럼, 제1 및 제2 채널 제동 회로(1, 2)용 플런저(45, 45)는 그 사이에 캠(4c)이 위치한 상태로 배열되어 있다. 즉, 플런저(45, 45)의 기부 단부는 그 사이에 위치한 캠(4c)에 각각 면한다. 따라서, 도면으로부터 이해할 수 있는 것처럼 캠(4c)이 플런저(45, 45) 중 하나가 대응 실린더 부재(46)의 가장 깊은 위치를 취하게 하는 각 위치를 취하면, 다른 플런저(45)는 다른 실린더 부재(46)의 가장 얕은 위치에 있게 된다.

다음에는 펌프(4)의 주변 구조에 대하여 도2를 참조하여 상세하게 설명한다.

실린더 부재(46)는 펌프(4)의 하우징(40)에 형성된 구멍(40a)에 긴밀하게 설치되어 있다. 실린더 부재(46)는 구멍(40a)에 형성된 각도 계단부(40b) 상에 위치한 플랜지(46f)를 자체의 바닥부에 형성하고 있다. 원형 플러그(47)는 구멍(40a)에 나사 결합된 너트(48)에 의해 실린더 부재(46)의 바닥부 상에 긴밀하게 위치한다. 하우징(40)의 구멍(40a)의 원통형 내부 벽에는 서로 축방향으로 이격된 제1 및 제2 각형 홈(40a, 40d)이 형성되어 있다. 제1 각형 홈(40c)에는 제1 도입 회로(4f)가 노출되고, 제2 각형 홈(40d)에는 제1 도입 회로(4s)가 노출된다. 두 개의 밀봉 부재(46d, 46e)는 축방향으로 이격된 위치에서 실린더 부재(46) 주위에 배치된다. 도시된 것처럼 제1 각형 홈(40c)은 두 개의 밀봉 부재(46d, 46e) 상에 위치한다. 실린더 부재(46)의 바닥부와 원형 플러그(47) 사이에는 배출 챔버(4m)가 형성되어 있다. 배출 챔버(4m)는 실린더 부재(46)의 바닥부에 형성된 밸브 구멍(46c)을 통해서 압력 챔버(4b)에 연통한다.

실린더 부재(46)는 이의 바닥부로부터 멀리 정반대의 관계로 대향한 위치들에서 제1 정렬 개구(46a; 플런저 외부면에 노출된 개구)를 형성하고 있으며, 이 개구는 제1 각형 홈(40c)에 노출된다. 따라서, 제1 개구(46a)를 통해서 제동 유체는 제1 도입 회로(4f)로부터 실린더 부재(46)의 내부에 안내될 수 있다. 또한, 실린더 부재(46)는 이의 바닥부 근처에서 정반대로 대향한 위치들에서 제2 정렬 개구(46b; 압력 챔버에 노출된 개구)를 형성하고 있으며, 이 개구는 제2 각형 홈(40d)과 압력 챔버(4b) 모두에 노출된다. 따라서, 제2 개구(46b)를 통해서 제동 유체는 제2 도입 회로(4c)로부터 실린더 부재(46)의 압력 챔버에 안내될 수 있다.

따라서, 제1 개구(46a)는 플런저(45)의 스트로크 전체에 걸쳐 플런저(45)가 외부면에 항상 면하고, 제2 개구(46b)는 플런저(45)의 스트로크 전체에 걸쳐 압력 챔버(4b)에 항상 면한다. 다시 말해서, 제2 개구(46b)는 압력 챔버(4b)의 크기를 최소화시키도록 플런저(45)가 실린더 부재(46)의 가장 깊은 위치에 있더라도 플런저(45)에 의해 폐쇄되지 않는다.

플런저(45)는 환형 리세스(45a)와 제1 개구(46a)가 압력 챔버(4b)에 연통하게 되는 측방향 연장 구멍(4k)을 형성한다.

제1 입구 밸브(41)는 압력 챔버(4b)에 가동식으로 수용되는 볼(41a)을 포함한다. 압력 챔버(4b) 내에서 압축된 편향 스프링(41b)의 힘에 기인하여 볼(41)은 플런저(45)의 축방향 연장 구멍(4k)의 개방단 상에 가압된다. 압력 챔버(4b) 내에는 플런저(45)가 도2에 도시된 것처럼 하방으로, 즉 압력 챔버(4b)를 팽창시키는 방향으로 편향되게 하는 복귀 스프링(44)도 설치되어 있다.

제2 도입 회로(4s)에 설치된 제2 입구 밸브(42)는 하우징(40)에 형성된 구멍에 설치된 실린더 부재(42a)를 포함한다. 실린더 부재(42a)는 이 실린더 부재(42a)의 내부가 하우징(40)의 제2 각형 홈(40d)에 연통하게 되는 정렬 개구(42b)를 정반대로 대향한 부분들에 형성하고 있다. 개구식 플러그(42e)는 실린더 부재(42a)의 내부에 노출된 축방향 연장 구멍(42c)을 갖는 실린더 부재(42a)에 끼워진다. 볼(42d)은 구멍(42c)의 개방단 상에 위치하고 스프링(42f)에 의해 구멍(42c)을 폐쇄시키는 방향으로 편향된다.

출구 밸브(43)는 배출 챔버(4m)에 수용되고 밸브 구멍(46c)의 개방단 상에 위치하는 볼(43a)을 포함한다. 배출 챔버(4m)에서 가압된 편향 스프링(43b)의 힘에 기인하여 볼(43a)이 밸브 구멍(46c)을 폐쇄시키는 방향으로 편향된다. 배출 챔버(4m)는 상기 배출 회로(4a)에 연통한다.

도3에 도시된 것처럼, 상기 전자석 밸브(3, 5, 5, 6, 6, 9) 및 모터(M)는 센서 군(SG)에 의해 생성된 여러 정보 신호가 공급되는 제어 유닛(CU)에 의해 제어된다. 도시된 실시예에서, 센서 군은 대응 차륜의 회전 속도를 각각 검출하는 차륜 속도 센서(S)와, 차체의 요오율을 검출하는 요오율 센서(YR)와, 차량의 조향각을 검출하는 조향각 검출 센서(H) 및 차량이 제동 상태 하에 있는지를 검출하는 제동 센서(BS)를 포함한다. 이들 센서 외에도 차량이 가속되는지를 검출하는 가속 센서도 사용할 수 있다. 센서들로부터 발생된 정보 신호에 기초하여 제어 유닛이 각 차륜의 슬립비를 계산한다. 제동 시에 슬립비가 소정 값을 초과하면 제어 유닛이 ABS를 작동시켜 슬립비를 감소시킨다. 한편, 차량의 급출발 또는 급가속 시에 구동륜에서 슬립이 일어나면 제어 유닛은 트랙션 제어 시스템을 작동시켜 슬립을 억제하며, 주행 상태에서 차량의 자세가 불안정하면 제어 유닛이 요오율 제어 시스템을 작동시켜 자세를 안정화시킨다. 이들 제어가 본 발명과는 직접 관련이 없으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다음에는 본 발명에 따른 유압식 제동 시스템의 작동에 대하여 도1 및 도2를 참조하여 설명한다. 제1 및 제2 채널 제동 회로(1, 2)가 동일한 방식으로 작동하므로 제1 채널 제동 회로(1)의 작동에 대해서만 설명한다.

이해를 돕기 위하여, 전자석 밸브(3, 5, 5, 6, 6, 9) 및 모터가 이들의 비여기 상태에 있는 도1에 도시된 것과 같은 비제동 상태에 대하여 먼저 설명한다.

A. 정상 제동

브레이크 페달이 운전자에 의해 밟혀 있으면 마스터 실린더 내에 발생된 유압이 외부 게이트 밸브(3)와 대응 입구 밸브(5) 및 분기 회로(1f, 1r)를 통해서 전방 좌륜 브레이크 실린더 WC(FL)와 후방 우륜 브레이크 실린더 WC(RR)에 전달된다. 따라서, 이 상태에서, 전방 좌륜 및 후방 우륜은 마스터 실린더에 의해 생성된 제동력에 따라 제동된다. 브레이크 페달이 해제되면 제동 유체가 마스터 실린더로 복귀하여 동일한 방식으로 반대 방향으로 이동한다.

B. ABS 제동

제동 시에 제어 유닛이 차륜의 일부를 로킹할 가능성 또는 징후를 판단하면, 제어 유닛은 ABS를 작동시켜 슬립비를 소정 범위 내의 값으로 감소시킨다. 이 ABS 작동 하에서 제동 유체 압력은 차륜(들)의 로킹을 억제하도록 감소, 유지 및 증가된다.

즉, 예를 들어 제동 작동에 기인하여 전방 좌륜(또는 후방 우륜)이 소정 값을 초과하는 슬립비를 나타내면, 제어 유닛은 모터를 시동하여 로킹 징후를 보이는 차륜의 브레이크 실린더 WC(FL) 또는 WC(RR)가 연결되게 되는 차륜 분기 회로(1f, 또는 1r)의 입구 밸브(5) 및 출구 밸브(6) 양자를 여기시킨다. 따라서, 브레이크 실린더 WC(FL) 또는 WC(RR) 내의 유체가 개방된 출구 밸브(6) 및 배출 회로(10)를 통해서 저장조(7)로 안내되어 브레이크 실린더 WC(FL) 또는 WC(RR)의 압력을 감소시켜 준다. 이 때에, 입구 밸브(5)가 폐쇄 상태로 유지되기 때문에 브레이크 페달의 작동이 브레이크 실린더의 압력에 영향을 미치지 않는다. 브레이크 실린더 WC(FL) 또는 WC(RR)의 압력 감소는 슬립 징후를 보이는 전방 좌륜(또는 후방 우륜)에 인가된 제동력을 떨어뜨린다. 펌프(4)의 작동에 기인하여 저장조(7) 내의 제동 유체는 도입 회로(4f) 및 배출 회로(4a)를 통해서 제1 채널 회로(1)로 복귀한다.

브레이크 실린더 WC(FL) 또는 WC(RR)의 제동력이 낮아지는 것에 기인하여, 전방 좌륜(또는 후방 우륜)의 슬립비가 낮아진다. 그 후에, 슬립비가 소정 값으로 낮아지면 제어 유닛이 출구 밸브(6)를 비여기시켜 이를 폐쇄한다. 따라서, 이 상태에서 브레이크 실린더 WC(FL) 또는 WC(RR)의 압력이 일정하게 유지된다.

그 후에, 전방 좌륜(또는 후방 우륜)의 슬립비가 또 다른 소정 값으로 낮아지면, 제어 유닛이 입구 밸브(5)를 비여기시켜 이를 개방시킨다. 따라서, 이 때에 제1 채널 회로(1) 내의 높이 가압된 제동 유체는 대향된 입구 밸브(5)를 통해서 브레이크 실린더 WC(FL) 또는 WC(RR)에 안내된다. 이로써, 브레이크 실린더 WC(FL) 또는 WC(RR)의 제동력이 증가된다.

브레이크 페달이 눌려 있는 동안에, 상기 입구 밸브(5) 및 출구 밸브(6)의 온/오프 작동은 슬립 징후를 보이는 차륜의 슬립비를 소정 범위 내에서 유지하도록 반복된다. 따라서, 차륜의 로킹을 일으키지 않고 효과적인 제동이 수행된다.

브레이크 페달의 눌림에 기인하여 전방 좌륜 및 후방 우륜이 슬립 징후를 보이면, 제어 유닛이 상기에 설명한 것과 동일한 방식으로 모터를 시동하여 차륜 분기 회로(1f, 1r)의 입구 밸브(5, 5) 및 출구 밸브(6, 6)를 모두 여기시켜 제어한다. 따라서, 이 경우에, 두 개의 차륜의 불필요한 로킹이 억제된다.

C. VMSCS 제어

급출발 또는 급가속에 기인하여 제어 유닛이 구동륜(들)의 슬립 징후를 검출하거나 차량의 자세가 나쁜 징후를 검출함으로써 트랙션 제어 및 요오 제어가 필요한 것으로 판단하면, 제어 유닛은 모터를 시동하여 펌프(4)를 작동시키고 외부 게이트 밸브(3) 및 내부 게이트 밸브(9)를 여기시켜 입구 밸브(5) 및 출구 밸브(6)를 작동시킨다. 따라서, 외부 게이트 밸브(3)는 제1 채널 회로(1)를 폐쇄하도록 폐쇄되고 내부 게이트 밸브(9)는 제2 도입 회로(4s)를 개방시키도록 개방된다. 따라서, 펌프(4)는 마스터 실린더 및 저장조 탱크 내의 제동 유체를 흡입하여 이를 배출 회로(4a)에 배출한다. 입구 밸브(5) 및 출구 밸브(6)의 조력으로, 배출 회로(4a) 내의 제동 유체는 슬립 징후를 보이는 구동륜(들)의 슬립비를 감소시키고 차량의 자세를 안정화시키는 방향으로 요오 운동을 생성하도록 브레이크 실린더 WC(FL) 또는 WC(RR) 내의 압력을 제어(또는 증가, 일정하게 유지 및 감소시킴)한다. 상기 ABS 제어와는 달리, VMSCS 제어에서는 저장조(7)가 그 안에 내장된 제동 유체를 갖지 않고 따라서 펌프(4)가 마스터 실린더(및 저장조 탱크)만으로부터의 제동 유체를 흡입한다. (ABS 제어의 경우에 알 수 있는 것처럼, 브레이크 실린더(들) WC 내의 초기 압력 감소는 제동 유체를 브레이크 실린더(들)로부터 저장조(7)로 이송함으로써 수행된다.) 요오율 제어의 일 실시예에 대하여 설명한다. 즉, 일방향으로의 선회 중에 차량이 오버스티어링 징후를 보이면, 후방 외부륜이 소정의 제동력을 받게 된다. 이로써, 언더스티어링의 방향으로 요오 운동이 생성된다. 한편, 일방향으로의 선회 중에 차량이 언더스티어링 징후를 보이면, 전방 외부륜이 소정의 제동력을 받게 된다. 이로써, 오버스티어링 방향으로의 요오 운동이 생성된다.

D. VMSCS 제어 하에서의 제동

상기에 설명한 것처럼, VMSCS의 작동 하에서 펌프(4)는 마스터 실린더로부터 제2 도입 회로(4s)를 통해서 제동 유체를 흡입한다. 즉, 캠(4c)의 회전에 의해 도입된 플런저(45)의 팽창 스트로크 하에서, 마스터 실린더 내의 제동 유체는 제2 입구 밸브(42) 및 제2 정렬 개구(46b; 도2)를 통해서 압력 챔버(4b) 안에 흡입 또는 안내된다.

즉, VMSCS의 작동 하에서, 마스터 실린더 내의 압력은 제1 입구 밸브(41; 도2) 및 출구 밸브(43) 사이에 형성된 공간에 안내된다. 이는 브레이크 페달이 눌렸을 때 생성된 높은 압력이 상기 공간에 안내되는 것을 의미한다.

도4의 종래의 유압식 제동 시스템의 경우와는 달리, 상기 공간에 안내된 높은 압력은 밀봉 부재(4g)에 실질적인 영향을 미치지 않는다. 종래의 유압식 제동 시스템에서처럼 마스터 실린더의 높은 압력이 밀봉 부재(4g) 근처에 있고 (도4의 개구(126)에 대응하는) 제1 정렬 개구(46a)에 안내되면, 마스터 실린더에 의해 생성된 압력은 플런저(45)와 실린더 부재(46) 사이에 직접 전달된다. 이 경우에, 밀봉 부재(4g)는 압력에 의해 크게 영향을 받게 된다.

압력 챔버(4b) 내의 가압된 제동 유체가 누설되어 플런저(45)의 외부면과 실린더 부재(46)의 내부면 사이로 유동하면, 누설 제동 유체가 제1 정렬 개구(46a)에 수집되어 제1 도입 회로(4f)를 통해서 저장조(14)에 안내된다. 따라서, 가압된 누설 유체는 밀봉 부재(4g)에 인가되지 않는다.

상기 설명으로부터 알 수 있는 것처럼, VMSCS의 작동 하에서는 브레이크 페달이 눌려도, 밀봉 부재(4g)를 통한 제동 유체의 불필요한 누설이 억제된다. 즉, 본 발명에 따르면 추가의 부품을 사용하지 않고도 펌프(4)에 의해 신뢰성 있는 오일 기밀 기능을 얻을 수 있다.

필요에 따라서는 본 발명에 다음과 같은 변경을 가할 수도 있다.

펌프(4) 대신에, 상기 일본 공개 특허 공보의 제동 시스템에서 사용된 메인 펌프와 보조 펌프의 조합체를 사용할 수도 있다. 이러한 변경에서, 각각의 제1 및 제2 채널 제동 회로(1 및 2)는 외부 및 내부 게이트 밸브(3 및 9)의 상류부에 보조 펌프에 의해 생성된 추가의 압력을 수용하는 실린더를 갖추고 있다.

마스터 실린더 대신에, 브레이크 페달의 눌림량을 검출하는 센서와 브레이크 페달의 눌림 속도를 검출하는 센서와 유압 제어 밸브 및 제어기를 포함하는 유압 발생 구조를 사용할 수도 있다. 즉, 센서들로부터의 정보 신호를 처리함으로써 제어기는 유압 제어 밸브를 제어하여 제동 유체 압력에 대응하는 유압을 생성한다.

필요에 따라, 제1 도입 회로(4f)를 제2 정렬 개구(46b)에 연결할 수도 있다. 이 경우에, 제1 입구 밸브(41)는 실린더 부재(46)의 외부에 배열된다.

본 발명에 따르면, VMSCS의 작동 하에서 마스터 실린더가 높은 제동 압력을 생성하더라도 메인 펌프가 신뢰성 있는 오일 기밀 기능을 갖도록 된 ABS 및 VMSCS를 모두 갖는 유압식 제동 시스템이 마련된다.

Claims

브레이크 페달과 유압식으로 작동되는 브레이크 실린더를 갖춘 적어도 하나의 차륜을 갖는 차량의 유압식 제동 시스템에 있어서,

브레이크 페달의 작동에 따라 제동 유체 압력을 발생하는 유압 발생 수단과,

유압 발생 수단과 브레이크 실린더 사이에 유체 연통을 제공하는 제동 회로와,

브레이크 실린더의 유압을 제어하기 위하여 제동 회로에 설치된 유압 제어 밸브와,

유압 제어 밸브로부터 연장되는 배출 회로에 연결된 저장조와,

실린더 부재와 용적 가변형 압력 챔버를 형성하도록 상기 실린더 부재 내에 가동식으로 배치된 플런저 및 압력 챔버를 기밀식으로 밀봉하도록 상기 실린더 부재와 플런저 사이에 작동식으로 배치된 밀봉 부재를 포함하는 펌프와,

저장조 내의 제동 유체를 펌프의 압력 챔버에 이송하는 제1 도입 회로와,

유압 발생 수단 내의 제동 유체를 펌프의 압력 챔버에 이송하는 제2 도입 회로와,

펌프의 압력 챔버 내의 제동 유체를 유압 제어 밸브에 이송하는 배출 회로와,

제동 회로를 선택적으로 개폐하는 외부 게이트 밸브와,

제2 도입 회로를 선택적으로 개폐하는 내부 게이트 밸브와,

앤티로크 제동 제어와 차량 동작 안정화 제어를 수행하기 위하여 유압 제어 밸브와 펌프와 외부 및 내부 게이트 밸브를 제어하는 제어 유닛을 포함하며,

상기 펌프의 실린더 부재는 제2 도입 회로가 펌프의 압력 챔버에 유체 연통하게 되는 압력 챔버 노출식 개구를 형성하고 있고, 이 압력 챔버 노출식 개구는 압력 챔버의 크기를 최소화시키도록 플런저가 실린더 부재의 가장 깊은 위치에 있더라도 압력 챔버에 노출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제1항에 있어서, 저장조로부터 펌프의 압력 챔버 방향으로의 유체 유동만을 허용하도록 제1 도입 회로에 설치된 제1 입구 밸브와, 유압 발생 수단으로부터 펌프의 압력 챔버 방향으로의 유체 유동만 허용하도록 제1 도입 회로에 설치된 제2 입구 밸브와, 펌프의 압력 챔버로부터 압력 제어 밸브 방향으로의 유체 유동만 허용하도록 배출 회로에 설치된 출구 밸브를 더 포함하며, 상기 제2 입구 밸브가 실린더 부재의 외부에 위치한 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제2항에 있어서, 제1 도입 회로가 연결되게 되고 실린더 부재에 형성된 플런저 외부면 노출식 개구와, 플런저 외부면 노출식 개구와 펌프의 압력 챔버 사이에 유체 연통을 제공하도록 플런저에 형성된 통로 수단을 더 포함하며, 상기 플런저 외부면 노출식 개구가 실린더 부재에서 플런저의 스트로크 전체에 걸쳐 플런저의 외부면에 면하도록 위치한 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제3항에 있어서, 플런저 외부면 노출식 개구가 압력 챔버 노출식 개구와 펌프의 밀봉 부재 사이에 위치한 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제3항에 있어서, 통로 수단이, 플런저의 외부면에 그리고 그 주위에 형성되고 플런저 외부면 노출식 개구에 노출된 환형 리세스와, 이 환형 리세스와 압력 챔버를 유체 연통시키도록 플런저에 형성된 축방향 연장 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제5항에 있어서, 제1 입구 밸브가, 플런저의 축방향 연장 구멍의 개방단을 개폐시키도록 압력 챔버 내에 가동식으로 수용된 볼과, 이 볼을 축방향 연장 구멍의 개방단에 대하여 편향시키는 편향 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제1항에 있어서, 플런저가 전기 모터에 의해 구동되는 캠에 의해 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제1항에 있어서, 펌프의 밀봉 부재가 플런저의 외부면에 형성된 환형 리세스 내에 수용되고, 상기 밀봉 부재가 실린더 부재의 원통형 내부 면과의 사이에 기밀 밀봉을 이루도록 이에 접촉한 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제1항에 있어서, 펌프가, 압력 챔버를 팽창시키게 되는 방향으로 플런저를 편향시키기 위한 복귀 스프링을 압력 챔버 내에 갖는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제1항에 있어서, 유압 제어 밸브가 브레이크 실린더 내의 유압을 감소, 유지 및 증가시키도록 기능하는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제1항에 있어서, 앤티로크 제동 제어가 브레이크 실린더 내의 유압을 제어함으로써 제동 시에 차륜의 로킹을 억제하는 제어인 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제1항에 있어서, 차량 동작 안정화 제어가 구동륜에 제어식 제동력을 인가함으로써 구동륜의 슬립을 억제하는 트랙션 제어이거나 또는 차량의 주행 상태에 따라 선택된 차륜에 제어식 제동력을 인가하여 차량의 요오율을 제어함으로써 차량의 자세를 안정화시키는 요오율 제어인 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
제1항에 있어서, 유압 발생 수단이 브레이크 페달에 의해 작동되는 마스터 실린더인 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.