KR100304456B1 - 차량의유압식브레이크시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 스플래쉬보드에 부착되어 브레이크 페달에 의해 작동할 수 있는 작동조립체를 갖는 차량의 유압식 브레이크 시스템에 관한 것이다.
특히 후단부 층돌시 급작스러운 부상의 위험을 감소시키기 위해, 본 발명은 차량의 전방부의 변형을 일으키는 사고시 브레이크 시스팀의 용적 증가 줄건을 시뮬레이트하여 작동조립체(1,2)의 작동 운동을 증가시키는 수단(12-17,22,23,26,27)을 제공하고 있다.

Description

차량의 유압식 브레이크 시스템
특히, 차량의 앞부분이 변형되는 사고가 발생할 때, 이 부분에 위치한 구성부품(특히 스플래쉬보드에 설치된 유압식 브레이크 시스템의 작동 조립체)이 운전자 바로 앞부분의 공간을 감소시켜 급작스러운 부상의 위험이 있다는 것은 주지된 사실이다. 따라서, 예컨대 독일 특허 출원 공개 제37 41 881호에는 충돌시 페달 캐리어 부재 상에 배치된 작동 페달이 경사 이동하는 것을 방지하며, 또한 다리를 두는 공간을 증가시키는 구조가 개시되어 있다. 이를 위해, 충돌 중에 스플래쉬보드에 있는 페달 캐리어 부재의 모든 장착용 지지부가 자동적으로 분리되며, 이 페달 캐리어 부재는 페달의 돌출부를 지나 연장하는 스플래쉬보드 내의 개구부를 덮어 관성력의 작용시 엔진실 내로 자유로이 이탈될 수 있도록 되어 있다.
이와 같이 공지된 조립체의 단점은 현재의 관점에서 볼 때 앞으로는 제한될 자유 공간이 차량의 앞부분 또는 엔진실 내에 마련되어야 한다는 것이다. 더욱이 종래 기술에 따른 조립체는 페달 조립체가 우연히 분리되는 것을 방지하기 위해 무겁고 비교적 복잡한 구조로 되어 있다.
본 발명은 작동 조립체를 포함한 차량의 유압식 브레이크 시스템에 관한 것이며, 이 작동 조립체는 차량의 스플래쉬보드(splashboard)에 부착되며, 마스터 브레이크 실린더와, 이 마스터 브레이크 실린더의 상류측에 연결된 브레이크 파워 부스터와, 장착용 지지부 내에 경사질 수 있게 설치되어 브레이크 파워 부스터를 작동시키는 브레이크 페달을 구비한다.
제1도는 본 발명에 따른 차량의 유압식 브레이크 시스템의 제1 실시예를 나타내는 도면.
제2도는 본 발명에 따른 차량의 유압식 브레이크 시스템의 제2 실시예를 나타내는 도면.
제3도는 제2도의 실시예에서 사용된 밸브 조립체의 제2 스위치 상태를 나타내는 도면.
제4도는 본 발명에 따른 차량의 유압식 브레이크 시스템의 제3 실시예를 나타내는 도면.
제5도는 제4도에 도시한 실시예의 작동 상태를 나타내는 도면.
따라서, 본 발명의 목적은 최소한의 노력과 중량으로 차량의 개개 부품의 융통성 있는 배치를 공간을 줄이는 방식으로 허용하는 서두에 언급한 형태의 차량의 유압식 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 이 목적은 차량 앞부분을 변형시키는 사고시의 브레이크시스템의 용적 증가 조건을 시뮬레이션하여 작동 조립체의 작동 행정(actuating travel)을 증가시키는 수단에 의해 달성된다. 따라서, 본 발명은 정면 충돌시 운전자의 발에 의해 브레이크 페달에 가해지는 힘을 제어하여 종료시킴으로써, 충돌에 의한 충격력을 감소시키고 발이나 무릎 부상의 위험을 크게 감소시킨다.
본 발명의 기초가 되는 개념을 상술하자면, 마스터 브레이크 실린더의 압력챔버 가운데 적어도 하나에 압축 유체 수용기를 연결해서, 사고 발생시 압축 유체수용기와 압력 챔버 사이의 연결부를 유압 밸브로서 개방하도록 되어 있다.
본 발명의 양호한 양태에 있어서, 상기 연결부 속에 스로틀 밸브가 삽입되어 있다. 이와 같이 설치함으로써 페달 힘의 돌발적인 중단이 신뢰할 수 있을 정도로 방지되거나, 또는 충격 흡수 효과가 제공된다.
특히 콤퍽트한 크기의 구성으로 되어 있고 제조하기가 쉬운 본 발명의 양호한 양태에 있어서, 유압 밸브는 압력 챔버와 휠 브레이크 사이를 영구적으로 연결시키는 3방향/2위치(three-way/two-position)의 방향 제어 밸브이다. 이 밸브는 바람직하게는 전자기적(電磁氣的)으로 작동될 수 있고, 이 전자기 작동은 충돌 센서의 출력 신호에 의해 일어나도록 되어 있다.
저비용으로 제조할 수 있는 본 발명의 실시예에 있어서, 밸브는 슬라이드 밸브의 형태를 취한다. 압축 유체 수용기와 유압 밸브를 구조 유닛 (construction unit)으로서 형성하는 것이 특히 적절하다. 특히, 이러한 조치는 본 발명에 따른 차량 브레이크 시스템의 작동 신뢰성을 향상시켜 준다.
본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, 본 발명의 차량 브레이크 시스템의 제조 및 조립 비용이 더욱 절감되는데, 그 이유는 사고시 발생한 관성력에 의해 밸브가 기동될 수 있기 때문이다. 이러한 조치에 의해서, 가동 질점의 단순한 평형을 통해 본 발명에 따른 장치의 기동 문턱값(trigger threshold)이 정확하게 결정될 수 있다.
제조 기술의 관점에서 유리하게 실현할 수 있는 본 발명의 양호한 양태에 있어서, 상기 구성 유닛은 마스터 브레이크 실린더와 일체적으로 형성된다.
또 다른 실시예는 ABS 시스템이 장착된 차량에 사용하기에 특히 적합하며, 마스터 브레이크 실린더와 이에 연결된 휠 브레이크 사이에는 ABS 압력 조절기가 개재되어 있다. 이 ABS 압력 조절기는 모터-펌프 조립체를 포함하는데, 그 조립체의 압력측에는 한편으로 마스터 브레이크 실린더의 압력 챔버가 연결되고 있고, 다른 한편으로 전자기적으로 작동 가능한 유입 밸브에 의해 휠 브레이크가 연결되어 있다. 이 휠 브레이크는 전자기적으로 작동 가능한 유출 밸브에 의해 저압 어큐뮬 레이터에 연결될 수 있다. 저압 어큐뮬레이터는 모터-펌프 조립체의 흡입측에 연결되어 있고, 유입 밸브와 유출 밸브에 대한 작동 신호 혹은 전환 신호를 발생시키는 전자 제어 유닛이 제공된다. 그러한 브레이크 시스템에 있어서는, 압축 유체 수용기가 저압 어큐뮬레이터에 의해 형성되고, 유압 밸브가 유출 밸브에 의해 형성 되며, 유출 밸브 전환 신호를 발생시키는 전자 제어 유닛이 사고시 작동되도록 장착된 가속 센서의 출력 신호에 의해 기동되면 특히 적절하다. 상기 가속 센서는 예컨대, 가속-응답형의 전자기계식(electromechanic) 스위치 혹은 에어백 센서의 형태일 수 있다.
충돌이 일어나는 경우, 다리에 부상을 일으키는 위험이 없는 영역으로 브레이크 페달을 이동시키기 위해, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 브레이크 파워 부스터는 진공 브레이크 파워 부스터로서 제공되며, 이 진공 브레이크 파워 부스터의 제어밸브는 한편으로는 브레이크 페달에 작동 가능하게 연결된 밸브 피스톤에 의해, 그리고 다른 한편으로는, 브레이크 페달에 가해지는 페달 힘에 관계 없이 밸브 피스톤과 함께 이동 가능한 전자석에 의해 작동되며, 이 전자석은 사고시 유출 밸브 전환 신호와 동시에 전자 제어 유닛에 의해 발생된 제어 신호에 의해 작동된다.
결국, 충돌이 일어나는 경우에 잔류 브레이크 효과를 확보하기 위해서 압축 유체 수용기는 마스터 브레이크 실린더의 압력 챔버보다 체적면에서 더 작은 크기를 갖는다.
본 발명의 기타 특징과 장점은 첨부 도면을 참고로 이하의 3개의 실시예에 대한 설명을 통해 알 수 있을 것이다.
도면에 도시한 것처럼 본 발명에 의한 차량의 유압식 브레이크 시스템은 차량의 스플래쉬보드(4, 개략적으로만 나타냄)에 부착되어 브레이크 페달(3)에 의해작동될 수 있는 공기 브레이크 파워 부스터, 바람직하게는 진공 브레이크 파워 부스터(1)를 구비한다. 브레이크 페달(3)에서 상대적으로 먼 쪽에 있는 브레이크 파워 부스터(1)의 측면상에 브레이크 마스터 실린더, 바람직하게는 탠덤(tandem)형 마스터 실린더(2)가 플랜지 결합되어 있고, 이 마스터 실린더의 압력 챔버(6, 8)는 압축 유체 공급 저장기(5)에 연결되어 있다.
제1 유압 라인(10)은 제1 마스터 실린더 피스톤(7)에 의해 형성되는 제1 압력 챔버(6)를 가능하다면 뒷차축에 연결되는 2개의 휠 브레이크(18, 19: 개략적으로만 도시함)의 휠 브레이크 실린더에 연결시키며, 제2 유압 라인(11)은 제2 마스터 실린더 피스톤(9)에 의해 형성된 제2 압력 챔버(8)를 가능하다면 앞차축에 연결되는 또 다른 2개의 휠 브레이크(20, 21)의 브레이크 실린더에 연결시킨다.
제1도에서 구체적으로 알 수 있는 바와 같이, 유압식 3방향/2위치의 방향 제어 밸브(12, 13)인 것이 바람직인 밸브가 유압 라인(10, 11)에 끼워 넣어져 있다. 상기 밸브(12, 13)는 전자기적으로 작동될 수 있고, 가령 충돌이 일어나는 경우 충돌 센서(24)에 의해 작동된다. 밸브(12, 13)의 전환에 의해, 압축 유체 수용기(16, 17)는 휠 브레이크(18, 19와 20, 21)에 병렬로 연결되며, 이에 의해 필요한 유체 증가 조건이 시뮬레이션되어 브레이크 페달(3)의 작동 행정이 증가되는 결과에 이른다. 바람직하게는, 압축 유체는 그 수용기에 선행하는 스로틀 밸브(14, 15)를 통해 압축 유체 수용기(16, 17)로 도입될 수 있다. 압축 유체 수용기(16, 17)의 용적은 유닛이 잘못 작동되는 경우에도 충분한 브레이크 효과가 얻어질 수 있는 정도인 것이 바람직하다. 이러한 조치는 전방 충격시 페달의 "원활한" 이동 특성을 가져오므로 운전자의 발에 가해지는 충격력은 일종의 '충격 흡수 장치"에 의해 완화된다.
제2도 및 제3도의 시동 위치에서 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, 전술한 밸브(12, 13)는 압축 유체 수용기(16, 17)와 함께 하나의 구성 유닛 혹은 조립체군을 형성하는 슬라이드 밸브(22, 23)로서 제공된다. 이를 위해 압축 유체 수용기(16, 17)는 하우징(25) 내에 나란하게 배열된 어큐뮬레이터 챔버(26, 27)로서 제공 된다. 슬라이드 밸브(22, 23)는 하우징(25) 안의 보어(28, 29) 내에서 안내되고 상호연결된 슬라이드(30, 31)로서 구성된다. 슬라이드(30, 31)는 보어(28, 29)의 각 단부에 구비된 제어 엣지(32, 33)와 상호작용하고, 동시에 제어 엣지(28, 29)의 개방 정도는 전술한 스로틀 밸브 효과를 결정한다. 보어(28, 29) 내에 밀봉되어 축방향으로 이격된 칼라(34, 35)와 함께 슬라이드(30, 31)는 환형 챔버(36, 37)를 형성하는데, 이 챔버에는 유압 라인(10, 11)이 연결되어 슬라이드(30, 31)는 압력 균형을 유지하게 된다. 슬라이드 밸브(22,23)의 개방 이동을 제한하기 위하여 도면 좌측에 도시된 슬라이드(31)는 슬라이드(30, 31)의 변위(이동)시(제3도) 하우징(25)의 좌측 단부 상에 접하는 축방향 연장부(38)를 구비하고 있다. 슬라이드 밸브(22, 23)는 가령, 전자기계적, 전자기적 또는 파이로테크니컬(pyrotechnical) 원리에 따라 작동하는 시동 기구(39, 개략적으로만 나타냄)에 의해 작동될 수 있다. 또한 충격시 발생하는 관성력을 이용하여 밸브(22, 23)를 작동시키는 것도 가능하다. 다음에 밸브 조립체의 하우징(25)은 차량의 적당한 위치에 장착되어야 하고, 바람직하게는 운전 방향으로 정렬되어야 한다.
제4도 및 제5도에 도시한 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 실시예에서는, ABS 압력 조절기(40)가 마스터 브레이크 실린더(2)와 각각의 휠 브레이크(18, 19, 20, 21) 사이에 설치되어 ABS 제어 작동 중에 휠 브레이크(18 ∼ 21)에 작용하는 압력을 조절한다. ABS 압력 조절기(40)는 휠 브레이크(18, 19)와 연결된 제1 펌프(43)와, 휠 브레이크(20, 21)와 연결된 제2 펌프(44) 및 상기 펌프(43, 44)를 구동 시키는 전기 모터(42)를 포함하는 유압식 모터-펌프 조립체(41)를 구비한다. 유압 라인(45, 46)은 각각 펌프(43, 44)의 압력측으로부터 휠 브레이크 쌍(18, 19; 20, 21)으로 통한다. 상기 유압 라인(45, 46)은 제1도와 관련하여 언급한 라인(10, 11)을 통해 마스터 브레이크 실린더(2)의 압력 챔버와 연결되고, 휠 브레이크(18 내지 21)와 병렬로 접속되고, 바람직하게는 통상 개방되어 있고, 체크 밸브(non-return valve)(49, 50; 55, 56)를 구비한 전자기적으로 작동 가능한 각각의 유입 밸브(47, 48; 53, 54)를 포함한다. 추가의 유압 라인(69, 71)은 개개의 휠 브레이크 쌍(18, 19; 20, 21)과 각각 연결되어, 전자기적으로 작동할 수 있으며 바람직하게는 통상 닫혀진 유출 밸브(51, 52: 57, 58)를 매개로 하여 휠 브레이크 쌍(18, 19; 20, 21)의 사이를 각각 저압 어큐뮬레이터(67 또는 68)와 연결시킨다. 저압 어큐뮬레이터(67, 68)는 각각 부속 펌프(43 또는 44)의 gmq입측에 연결된다. 가령, 각 차축(전후 분할 브레이크 회로)과 연결될 수 있는 휠 브레이크 쌍(18, 19 또는 20, 21)은 신호 라인(도시하지 않음)을 통해 전자 제어 유닛(59)에 제공되는 신호를 출력하는 휠 센서(63, 64, 65, 66)와 연결된다. ABS 제어 작동 중에, 상기 제어 유닛(59)은 유입 밸브(47, 48, 53, 54)와 유출 밸브(51, 52, 57, 58)용의 제어 신호 혹은 전환 신호를 만들어 낸다. 그 외에 사고시 작동될 수 있는 가속 센서(62)의 출력 신호는 전기 제어 유닛(59)으로 전달된다. 가속 센서(62)는 도시된 실시예에 있어서 에어백(61)을 작동시키는 에어백 센서의 형태로 되어 있다.
제4도에 도시된 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 기본 위치 혹은 비작동 위치에서, 유압은 통상은 개방 상태인 유입 밸브(47, 48, 53, 54)를 통해 휠 브레이크(18 내지 21) 내에서 증가될 수 있다. 가속 센서 혹은 에어백 센서(62)에 의해 감지되는 전방부 충격 혹은 충돌시에, 전자 제어 유닛(59)은 통상은 닫혀져 있는 유출 밸브(51, 52, 57, 58)에 대해 전환 신호를 발생시키고, 이 유출 밸브는 저압 어큐뮬레이터(67, 68)에 이르는 유압 라인(69, 71)를 개방시키며, 그 결과 마스터 브레이크 실린더(2)에서 방출된 일정량의 압축 유체가 저압 어큐뮬레이터(67, 68)로 퍼져들어가게 한다. 언급한 본 발명의 브레이크 시스템의 작동 상태가 제5도에 도시 되어있다.
충돌시 갑작스러운 부상의 위험을 더욱 감소시키기 위해, 진공 브레이크 파워 부스터는 브레이크 파워 부스터(1)로 사용될 수 있다. 브레이크 파워 부스터(1)의 제어 밸브(60, 개략적으로만 도시)는 한편으로는 브레이크 페달(3)에 결합된밸브 피스톤(도시 생략)을 통해, 그리고 다른 한편으로는 브레이크 페달(3)에 가해진 작동력에 관계 없이, 밸브 피스톤의 일부분이며 밸브 피스톤과 함께 이동하는 전자석(70)에 의해 작동될 수 있다. 이러한 형태의 배치에 있어서, 전자 제어 유닛(59)은 충돌이 일어나는 경우 유출 밸브(51, 52, 57, 58) 전환 신호와, 제어 라인(72)을 통해 전자석(70)에 제공되는 또 다른 제어 신호를 동시에 만들어낸다. 제어 밸브(60)의 우연한 작동은 진공 브레이크 파워 부스터(1)의 하우징 내에 공압 차이를 야기시킨다. 그 결과 밸브 피스톤과 브레이크 페달(3)(제5도)이 작동 방향으로 움직이게 된다. 이것은 급작스러운 부상과 관련하여 브레이크 페달(3)이 안전한 지역으로 활발히 움직이도록 해준다. 충돌할 때 조차도 잔류 브레이크 효과를 확실히 하기 위하여, 저압 어큐뮬레이터(67, 68)의 크기를 마스터 브레이크 실린더 내의 압력 챔버(6, 8)보다 작은 사이즈로 하는 것이 적절하다.

Claims (15)

  1. 마스터 브레이크 실린더와, 이 마스터 브레이크 실린더의 상류측에 연결된 브레이크 파워 부스터와, 장착용 지지부 내에 경사질 수 있게 설치되어 상기 브레이크 파워 부스터를 작동시키는 브레이크 페달을 구비하는 작동 조립체를 포함하고, 이 작동 조립체는 차량의 스플래쉬보드에 부착되는 차량의 유압식 브레이크 시스템에 있어서, 차량의 전방부를 변형시키는 사고시에 상기 브레이크 시스템의 용적 증가 요건을 시뮬레이션하여 상기 작동 조립체(1, 2)의 작동 행정을 증가시키는 수단(12-17, 22, 23, 26, 27, 67, 68, 51, 52, 57, 58, 60, 70)이 제공되는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마스터 브레이크 실린더(2)의 하나 이상의 압력 챔버(6, 8)에 압축 유체 수용기(16, 17)가 연결되고, 상기 압축 유체 수용기(16, 17)와 상기 압력 챔버(6, 8) 사이의 연결부가 사고시에 유압 밸브(12, 13)에 의해 개방되는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연결부에 스로틀 밸브(14, 15)가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 유압 밸브(12, 13)는 상기 압력 챔버(6, 8)와 휠 브레이크(18, 19 그리고 20, 21) 사이를 영구 접속시키는 3방향/2위치의 방향 제어 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 유압 밸브(12, 13)는 전자기적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유압 밸브(12, 13)의 전자기적 작동은 충돌 센서(24)의 출력 신호에 의해 기동되는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 유압 밸브(12, 13)는 슬라이드 밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 압축 유체 수용기(16, 17)와 유압 밸브(12, 13)는 구조 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 밸브(22, 23)는 사고시에 발생하는 관성력에 의해 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 구조 유닛은 상기 마스터 브레이크 실린더(2)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  11. 제2항에 있어서, 상기 마스터 브레이크 실런더와, 이와 연결된 휠 브레이크의 사이에는 모터-펌프 조립체를 포함하는 ABS 압력 조절기가 설치되고, 상기 모터-펌프 조립체의 압력측에는 전자기적으로 작동 가능한 유입 밸브를 통해 한편으로는 상기 마스터 실린더의 압력 챔버가 연결되고, 다른 한편으로는 상기 휠 브레이크가 연결되며, 상기 휠 브레이크는 전자기적으로 작동 가능한 유출 밸브를 통해 저압 어큐뮬레이터에 연결되며, 이 저압 어큐뮬레이터는 상기 모터-펌프 조립체의 흡입측에 연결되며, 상기 유입 밸브 및 유출 밸브 작동 신호 또는 전환 신호를 발생시키는 전자 제어 유닛이 제공되며, 상기 압축 유체 수용기는 상기 저압 어큐뮬레이터(67, 68)에 의해 제공되고, 상기 유압 밸브는 상기 유출 밸브(51, 52, 57, 58)에 의해 제공되며, 상기 유출 밸브(51, 52, 57, 58)의 전환 신호를 발생시키는 상기 전자 제어 유닛(59)은 사고시 작동되도록 되어 있는 가속 센서(62)의 출력 신호에 의해 기동되는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 가속 센서(62)는 가속 응답형의 전자기계식 스위치 형태인 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 가속 센서(62)는 에어백 센서의 형태인 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  14. 제10항에 있어서, 상기 브레이크 파워 부스터(1)는 진공 브레이크 파워 부스터로서 구성되고, 이 진공 브레이크 파워 부스터의 제어 밸브(60)는 한편으로는 브레이크 페달에 작동 가능하게 연결되어 있는 밸브 피스톤에 의해 작동될 수 있고, 다른 한편으로는 브레이크 페달에 작용하는 페달 힘에 관계 없이 밸브 피스톤과 함께 이동하는 전자석(70)에 의해 작동될 수 있으며, 상기 전자석(70)은 사고시에 상기 유출 밸브(51, 52, 57, 58)의 전환 신호와 동시에 상기 전자 제어 유닛(59)에 의해 발생되는 제어 신호에 의해 작동되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
  15. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 압축 유체 수용기(16, 17, 26, 27, 67, 68)의 용적은 상기 마스터 실린더 압력 챔버(6, 8)의 용적보다 작은 것을 특징으로 하는 차량의 유압식 브레이크 시스템.
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