KR100653113B1 - Piezoelectric driving pump for a hydraulic brake device of a vehicle and method for driving the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 특히 슬립 제어 장치를 갖는 유압식 차량 제동 장치(10)를 위한 압전 작동식 펌프(36)에 관한 것이다. 본 발명에서는 탄성 부품(70)이 중공실 형태의 펌프실(76)을 포함하는 펌프 하우징(56) 내에 배치되며, 상기 탄성 부품이 압전 엑추에이터(60)를 작동시키고 이로써 펌프실(76)의 체적이 변경되고 제동액이 전달된다.The invention relates, in particular, to a piezoelectric pump 36 for a hydraulic vehicle braking device 10 having a slip control device. In the present invention, the elastic component 70 is disposed in the pump housing 56 including the pump chamber 76 in the form of a hollow chamber, the elastic component to operate the piezoelectric actuator 60, thereby changing the volume of the pump chamber 76. And the braking fluid is delivered.
슬립 제어 장치, 유압식 제동 장치, 압전 작동식 펌프, 펌프 하우징, 압전 액추에이터Slip Control Unit, Hydraulic Braking Unit, Piezo Actuated Pump, Pump Housing, Piezo Actuator
Description
도 1은 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프를 구비한 유압식 차량 제동 장치의 유압 회로도.1 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic vehicle braking device with a piezoelectric pump according to the present invention.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 도 1의 압전 작동식 펌프의 다른 변형 실시예.2 and 3 show another variant embodiment of the piezoelectric pump of FIG. 1 according to the invention.
*도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명** Description of the simple symbols for the main parts of the drawings *
12 : 메인 제동 실린더 14 : 제동 실린더12: main braking cylinder 14: braking cylinder
16 : 메인 제동 라인 20 : 차륜 제동 라인16: main braking line 20: wheel braking line
22 : 전환 밸브 26 : 압력 상승 밸브22: switching valve 26: pressure rising valve
30 : 압력 하강 밸브 36 : 유압 펌프30: pressure drop valve 36: hydraulic pump
46 : 완충실 60 : 압전 액추에이터46: buffer chamber 60: piezoelectric actuator
62 : 제 1 피스톤 64 : 판 스프링62: first piston 64: leaf spring
66 : 제 2 피스톤 70 : 탄성 부품66: second piston 70: elastic parts
72 : 단부벽72: end wall
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 유압식 차량 제동 장치를 위한 압전 작동식 펌프와 청구범위 제 8 항의 전제부에 따른 상기 펌프의 작동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoelectric pump for a hydraulic vehicle braking device according to the preamble of
상기와 같은 펌프는 미국특허 제 US-PS 4 738 493 호에 공지되어 있다. 공지된 펌프는 전압을 공급함으로써 연장될 수 있는 압전 액추에이터를 포함한다. 압전 액추에이터에는 펌프의 펌프실 체적을 한정하는 피스톤이 배치된다. 또한, 펌프실과 통하는 펌프 유입구뿐만 아니라 펌프실과 통하는 펌프 유출구에는 압전 작동식 펌프의 유입 밸브 또는 유출 밸브로서 체크 밸브가 장착된다. 압전 액추에이터에 펄스 전압을 인가함으로써 압전 액추에이터는 교대로 연장되고 단축된다. 엑추에이터는 피스톤을 왕복 운동시키고, 이 왕복 운동에 의해, 펌프실을 교대로 축소 및 확장시키며, 이때 압전 작동식 펌프는 기계적으로 구동되는 피스톤 펌프로부터 공지된 방식으로 제동액을 이송한다.Such pumps are known from US Pat. No. 4,738, 493. Known pumps include piezoelectric actuators that can be extended by supplying a voltage. The piezoelectric actuator is arranged with a piston defining a pump chamber volume of the pump. In addition to the pump inlet communicating with the pump chamber, the pump outlet communicating with the pump chamber is equipped with a check valve as an inlet valve or an outlet valve of a piezoelectric pump. By applying a pulse voltage to the piezoelectric actuator, the piezoelectric actuators are alternately extended and shortened. The actuator reciprocates the piston and, by this reciprocating motion, alternately shrinks and expands the pump chamber, where the piezoelectric pump transfers the braking liquid in a known manner from a mechanically driven piston pump.
청구범위 제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프는 탄성 부품, 예를 들어 엘라스토머 바디를 가지며, 상기 탄성 부품은 펌프 하우징 내에 수용되며 상기 펌프 하우징서 내의 펌프실로서 중공실을 둘러싼다. 탄성 부품에 의해 둘러싸인 펌프실은 펌프 유입구뿐만 아니라 펌프 유출구와 통한다. 탄성 부품은 펌프 하우징에 또는 하우징의 내부에 설치된 압전 액추에이터에 의해 부하를 받을 수 있다. 압전 액추에이터에 전압을 인가함으로써, 그리고 이에 따라 압전 액추에이터의 길이를 변화시킴으로써 탄성 부품이 변형되고 이 탄성 부품에 의해 둘러싸인 펌프실의 체적이 변경된다. 후속하여 전압이 차단됨으로써 압전 액추에이터의 길이는 최초 크기로 다시 변경되며, 이로써 탄성 부품도 최초의 형태로 복귀되며 펌프실은 다시 최초의 체적을 갖는다. 펌프실을 축소함으로써 제동액이 펌프실로부터 배출되며 펌프실의 확장에 의해 제동액은 펌프 유입구를 통하여 유입된다. 압전 액추에이터에 펄스 전압을 인가함으로써 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프의 펌프실이 교대로 축소 및 확장되어 제동액을 이송한다. 펌프실의 횡단면은 주어진 액추에이터 힘에서 고압이 생성되도록 하기 위하여, 펌프실을 둘러싸는 탄성 부품이 삽입된 펌프 하우징의 내부 횡단면보다 작다.A piezoelectric pump according to the invention having the features of
탄성 부품은 별도의 밀봉 장치 없이도 펌프실을 밀봉할 수 있으며 압전 액추에이터를 제동액으로부터 분리할 수 있는 장점을 갖는다. 이것은 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프의 구조를 간단하게 한다. 본 발명의 다른 장점은, 탄성 부품이 펌프 하우징의 내부 공간을 충분히 채우기 때문에, 최대 전압이 공급됨으로써 압전 액추에이터가 최대로 연장되는 경우의 무용 공간, 즉 펌프실의 남아있는 잔류 체적은 작다는 점이다. 작은 무용 공간은 펌프의 효율을 개선 시킨다. 또한, 탄성 부품으로 작은 체적을 갖는 펌프실이 형성되고, 이것은 압전 작동식 펌프의 일반적인 작은 행정에서 그 이송 효율에 있어서 매우 중요하다. 본 발명의 다른 장점은 탄성 부품이 펌프 하우징의 내부 공간을 충분하게 채우고, 이로써 펌프 하우징의 내부 공간에 압전 작동식 펌프의 이송 효율을 저하하는 공기나 가스가 모이는 것이 방지될 수 있다는 점이다. 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프의 다른 장점은 적은 수의 부품으로 구성된 콤팩트하고 강하며 간단한 구조이다.The elastic part can seal the pump chamber without a separate sealing device and has the advantage of separating the piezoelectric actuator from the braking liquid. This simplifies the structure of the piezoelectric pump according to the invention. Another advantage of the present invention is that, since the elastic part sufficiently fills the internal space of the pump housing, the dead space in the case where the piezoelectric actuator is extended to the maximum by supplying the maximum voltage, that is, the remaining residual volume of the pump chamber is small. Small dead space improves pump efficiency. In addition, a pump chamber having a small volume is formed of the elastic component, which is very important for its transfer efficiency in a general small stroke of a piezoelectric pump. Another advantage of the present invention is that the resilient component fills the interior space of the pump housing sufficiently, thereby preventing the collection of air or gas in the interior space of the pump housing which degrades the transfer efficiency of the piezoelectric pump. Another advantage of the piezoelectric actuated pump according to the invention is its compact, strong and simple structure consisting of a small number of parts.
본 발명에 따른 압전 작동식 펌프는, 특히 차량의 제동 장치 내에 펌프로서 제공되며, 압력 제어시 차륜 제동 실린더에서 사용된다. 제동 장치의 방식에 따라서, 상기 제동 장치용으로서는 약어로 ABS, ASR, FDR, EHB가 사용된다. 제동 장치에서, 예를 들어 하나의 차륜 제동 실린더 또는 다수의 차륜 제동 실린더로부터 메인 제동 실린더(ABS)로 제동액을 반송하기 위해서, 및/또는 저장 탱크로부터 하나의 차륜 제동 실린더 또는 다수의 차륜 제동 실린더(ASR, FDR, EHB)로 제동액을 이송하기 위해서 펌프가 사용된다. 펌프는, 예를 들어 차륜 슬립 제어 장치(ABS, ASR)를 구비한 제동 장치 및/또는 조향 보조 장치로 사용되는 제동 장치(FDR) 및/또는 전기 유압식 제동 장치(EHB)에서 필요하다. 차륜 슬립 제어 장치(ABS, ASR)를 통하여, 예를 들어 브레이크 페달(ABS)에 높은 압력을 가하여 제동하는 동안에, 및/또는 가속 페달(ASR)에 높은 압력을 가하여 구동 차륜의 회전을 억제(ASR)하는 동안에 차륜의 블로킹이 방지될 수 있다. 조향 보조 장치(FDR)로 사용되는 제동 장치에서는, 예를 들어 운자자가 원하는 노선으로부터 차량이 이탈하는 것을 방지하기 위하여, 브레이크 페달 또는 가속 페달의 작동과 무관하게 하나 또는 다수의 차륜 제동 실린더에서 제동 압력이 형성된다. 전기 브레이크 페달 센서가 브레이크 페달의 작동을 감지하는 경우 펌프가 제동액을 차륜 제동 실린더에 공급할 때 또는 펌프가 제동 장치의 저장 탱크를 충전시킬 때, 펌프는 전기 유압식 제동 장치(EHB)에서도 사용될 수 있다.Piezoelectrically actuated pumps according to the invention are provided, in particular, as pumps in braking devices of vehicles and are used in wheel braking cylinders in pressure control. Depending on the type of braking device, abbreviations ABS, ASR, FDR, EHB are used for the braking device. In the braking device, for example, to transfer the braking liquid from one wheel brake cylinder or multiple wheel brake cylinders to the main brake cylinder ABS, and / or one wheel brake cylinder or multiple wheel brake cylinders from a storage tank. A pump is used to transfer the braking fluid to (ASR, FDR, EHB). The pump is required, for example, in a braking device with wheel slip control devices ABS, ASR and / or in a braking device FDR and / or an electro-hydraulic braking device EHB used as steering aid. Through the wheel slip control devices ABS and ASR, for example, during braking by applying a high pressure to the brake pedal ABS and / or by applying a high pressure to the accelerator pedal ASR, the rotation of the driving wheel is suppressed (ASR). Blocking of the wheel can be prevented. In braking devices used as steering aid (FDR), the braking pressure in one or multiple wheel braking cylinders, regardless of the operation of the brake pedal or the accelerator pedal, for example to prevent the vehicle from leaving the desired route. Is formed. The pump can also be used in an electro-hydraulic braking system (EHB) when the pump supplies braking fluid to the wheel braking cylinder when the electric brake pedal sensor detects the operation of the brake pedal or when the pump fills the storage tank of the braking system. .
종속 청구항에서는 독립항에 기술한 본 발명의 바람직한 실시와 개선을 포함한다.The dependent claims encompass preferred embodiments and refinements of the invention described in the independent claims.
청구범위 제 8 항의 본 발명에 따른 방법에서, 차륜 제동 실린더는 차륜 제동 압력 조절 밸브 장치를 통하여 압전 작동식 펌프의 펌프 유입구 및 펌프 유출구와 유압식으로 결합하며, 압전 액추에이터에 가해진 전압의 변화를 통하여 펌프실의 체적을 변화시킬 뿐만 아니라 이로써 차륜 제동 실린더 내에 존재하는 차륜 제동 압력을 변화시킨다. 먼저, 차륜 제동 압력은, 예를 들어 밸브를 폐쇄함으로써 차륜 제동 실린더로부터 분리되는 메인 제동 실린더 또는 압전 작동식 펌프로 형성된다. 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 제동시 안티 록 제어를 위한 차륜 제동 압력의 조절 등을 위해서 사용된다. 본 발명에 따른 방법은, 안티 록 제어를 목적으로 차륜 제동 압력을 변화시키기 위해서 압전 작동식 펌프의 압전 액추에이터에 가해진 전압만을 변화시키며 차륜 제동 실린더의 차륜 제동 압력 조절 밸브 장치의 밸브를 항상 전환시킬 필요가 없다는 장점을 갖는다.In the method according to the invention of claim 8, the wheel braking cylinder is hydraulically coupled to the pump inlet and the pump outlet of the piezoelectric pump via the wheel braking pressure regulating valve device and through the change of the voltage applied to the piezoelectric actuator. Not only changes the volume of the wheel but also changes the wheel braking pressure present in the wheel braking cylinder. Firstly, the wheel braking pressure is formed by a main braking cylinder or a piezoelectric pump which is separated from the wheel braking cylinder, for example by closing the valve. The method according to the invention is preferably used for the adjustment of the wheel braking pressure or the like for anti-lock control during braking. The method according to the invention only needs to change the valve of the wheel braking pressure regulating valve device of the wheel braking cylinder while only changing the voltage applied to the piezoelectric actuator of the piezoelectric pump to change the wheel braking pressure for the purpose of anti-lock control. There is no advantage.
이하에서 본 발명은 바람직하게 선택되며 도면에 도시된 실시예들에 따라서 상세하게 설명된다.In the following the invention is preferably selected and explained in detail in accordance with the embodiments shown in the drawings.
도면은 개략적이면서 단순하게 도시된다.The drawings are shown schematically and simply.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 유압식 차량 제동 장치(10)는 상호 독립된 두 개의 제동 회로(Ⅰ, Ⅱ)에 연결된 2회로 메인 제동 실린더(12)를 갖는다. 도 1에서는 제동 회로(Ⅰ)만 도시되며, 다른 제동 회로(Ⅱ)도 동일하게 구성되어 동일한 방식으로 작동한다. 각 제동 회로(Ⅰ, Ⅱ)에는 하나 이상의 차륜 제동 실린더(14)가 연결될 수 있다. 도시된 실시예에서, 두 개의 차륜 제동 실린더(14)가 각 제동 회로(Ⅰ, Ⅱ)에 연결된다.The hydraulic
메인 제동 실린더(12)로부터 분기(18)까지 메인 제동 라인(16)이 안내되며, 상기 분기에서, 메인 제동 라인(16)이 각각 차륜 제동 실린더(14)로 안내되는 두 개의 차륜 제동 라인(20)으로 분할된다.The
메인 제동 라인(16)에서 메인 제동 실린더(12)와 분기(18) 사이에는 전환 밸브(22)가 설치된다. 전환 밸브(22)는 그 기본 위치에서 개방된 2/2 방향 자기 밸브이며, 상기 자기 밸브 내에 차압 밸브(24)가 통합되고, 상기 차압 밸브는 전환 밸브(22)가 폐쇄된 경우 상기 전환 밸브(22)의 차륜 제동 실린더측의 고압을 제한한다. 전환 밸브(22)에는 차륜 제동 실린더(14)의 방향으로 관류할 수 있는 스프링 작용식 체크 밸브(25)가 병렬로 연결된다.In the
각 차륜 제동 실린더(14)에는 압력 상승 밸브(26)가 직렬로 접속, 다시 말해서, 압력 상승 밸브(26)는 분기(18)과 차륜 제동 실린더(14) 사이의 차륜 제동 라인(20)에 장착된다. 압력 상승 밸브(26)는 그 기본 위치에서 개방되는 2/2 방향 자기 밸브로 형성된다. 압력 상승 밸브(26)에는 메인 제동 실린더(12)의 방향으로 관류할 수 있는 스프링 작용식 체크 밸브(28)가 병렬로 접속된다.A
각 차륜 제동 실린더(14) 후방에 압력 하강 밸브(30)가 접속된다. 압력 하강 밸브(30)는 리턴 라인(32)에 배치되며, 상기 리턴 라인은 차륜 제동 실린더(14)로부터 유압 펌프(36)의 흡입측 또는 펌프 유입구(34)로 안내된다. 압력 하강 밸브(30)는 그 기본 위치에서 폐쇄된 2/2 방향 자기 밸브로 형성된다. 리턴 라인(32)에는 유압 저장소(38)가 연결되고 리턴 라인(32)에는 유압 펌프(36)의 방향으로 관류할 수 있는 스프링 작용식 체크 밸브(40)가 배치된다.The
유압 펌프(36)의 압력측 또는 펌프 유출구(42)로부터 이송 라인(44)이 메인 제동 라인(16)으로 연장되며, 상기 이송 라인(44) 내에 완충실(46)과 스로틀(48)이 설치된다. 이송 라인(44)은 전환 밸브(22)와 분기(18) 사이의 전환 밸브(22)의 차륜 제동 실린더 측에서 메인 제동 라인(16) 내로 통한다.The
메인 제동 실린더(12)와 전환 밸브(22) 사이에서 흡입 라인(50)이 메인 제동 라인(16)에 연결되고, 상기 흡입 라인(50)은 펌프 유입구(34)로 안내된다. 흡입 라인(50)에는 기본 위치에서 폐쇄된 2/2 방향 자기 밸브로서 형성된 흡입 밸브(52)가 배치된다.A
각 차륜 제동 실린더(14)의 압력 상승 밸브(26)와 압력 하강 밸브(30)는 각 차륜 제동 실린더(14)의 차륜 제동 압력 조절 밸브 장치(26, 30)를 형성한다. 차륜 제동 압력 조절 밸브 장치는 두 개의 2/2 방향 자기 밸브(26, 30) 대신에 차륜 제동 압력 조절 밸브 장치로서, 예를 들어 3/3 방향 자기 밸브를 가질 수도 있으며, 이 밸브는 기본 위치에서 차륜 제동 실린더(14)를 차륜 제동 라인(20)과 결합시킬뿐만 아니라 다른 접속 위치에서 차륜 제동 실린더(14)를 차륜 제동 라인(20)과 리턴 라인(32)으로부터 분리한다.The
제동시의 안티 록 제동 조절(ABS), 구동 슬립 조절(ASR) 및/또는 차량 동적 조절(FDR)을 위해서 차량 제동 장치(10)는, 차륜 회전 센서(55)의 신호를 받고 자기 밸브(22, 26, 30, 52)와 유압 펌프(36)를 제어하는 전자 제어 장치(54)를 갖는다. 상술한 안티 록 제동 조절, 구동 슬립 조절, 차량 동적 조절을 위하여 차륜 제동 압력 조절 밸브 장치(26, 30)와 유압 펌프(36)를 이용하여 제동 압력을 조절함으로써 차륜 제동 실린더(14) 내의 차륜 제동 압력의 조절을 포함하는 차량 제동 장치(10)의 기능들은 당업자에게는 일반적인 것이므로 여기서 상세히 설명하지 않는다.The
상기 유압 펌프(36)는 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프(36)로서 형성된다. 상기 압전 작동식 펌프는 두 개의 부품으로 구성된 중공 실린더 형태의 펌프 하우징(56)을 가지며, 상기 펌프 하우징은 반경 방향 평면 내에서 분할되며 상기 하우징의 두 부분은 볼트(58)를 통하여 상호 결합된다. 압전 액추에이터(60)는 공지된 방식으로 적층된 디스크 형태의 압전 개별 부품들로 또는 다층 기술(multi-layer technique)로 구성된다. 다층 기술로 제작된 압전 액추에이터(60)의 적층 부품 또는 압전 층들에는 전압이 인가될 수 있고, 이것은 이하에서 압전 액추에이터(60)에 전압을 가함으로써 발생되는 현상으로 간략하게 설명된다. 압전 액추에이터(60)에 전압을 인가함으로써 압전 액추에이터는 압전 효과에 의해서 축방향으로 연장된다. 이와 반대로, 전압이 차단되면 압전 액추에이터(60)는 다시 원래의 또는 최초 길이로 축소된다.The
압전 액추에이터(60)의 단부면에는 제 1 피스톤(62)이 접촉한다. 상기 피스톤(62)은 판 스프링(64)에 의해 압전 액추에이터(60)에 대해 가압되며, 상기 스프링(64)은 펌프 하우징(56)의 내측에 둘레를 따라 형성된 슬롯 내에 지지된다. 판 스프링(64)은 압전 액추에이터(60)의 인장 하중을 피하도록 기계적 예비 응력하에서 압전 액추에이터(60)를 축방향으로 설정하는데, 그 이유는 압전 액추에이터(60)는 낮은 인장 하중만을 받을 수 있기 때문이다. 또한, 기계적 예비 응력은 전압의 인가에 의해 압전 액추에이터(60)의 길이 확장성을 증대시키며, 압전 액추에이터(60)의 기계적 예비 응력을 통하여 압전 작동식 펌프(36)의 행정뿐만 아니라 이로 인한 작업 능력이 증가된다.The
제 1 피스톤(62)의 압전 액추에이터(60)의 반대편 단부면에는 제 2 피스톤이 제공되고, 상기 제 2 피스톤에는 판 스프링(64)용 자유 공간을 형성하는, 제 1 피스톤(62)을 향한 측면에 둘레를 따라 배치되어 있는 환형 스텝(68)이 제공된다.The opposite end face of the
제 2 피스톤(66)의, 압전 액추에이터(60) 반대편 단부면에는 탄성 부품(70)이 배치된다. 이 탄성 부품(70)은 원형 디스크의 형태이며, 펌프 하우징(56) 내에서 제 2 피스톤(66)과 펌프 하우징(56)의 단부벽(72) 사이에 배치된다. 탄성 부품(70)은 구형의 둘레 가장자리를 가지며, 상기 가장 자리는 탄성 부품과 축방향으로 연장되지 않은 이완된 상태에서 펌프 하우징(56)의 내부에 밀봉 방식으로 접한다. 압전 액추에이터(60)에 전압 공급이 중단되면 탄성 부품(70)은 축방향으로 약간 연장되어 제 2 피스톤(66)과 펌프 하우징(56)의 단부벽(72) 사이에 삽입된다. 전압을 인가함으로써 압전 엑츄에이터가 축방향으로 연장되면, 탄성 부품(70)은 축방향으로 연장되고, 이것은 탄성 부품이 압착됨을 의미한다. 탄성 부품(70)은 본 발명의 도시된 실시예에서 낮은 쇼어 경도와 낮은 내부 완충율을 갖는 엘라스토머로 구성되며, 압전 액추에이터(60)에 인가된 전압이 차단되고 그로 인해 상기 압전 액추에이터가 그 원래 길이로 축소되면 거의 지체없이 다시 회복된다.An
탄성 부품(70)은 이 탄성 부품과 펌프 하우징(56)의 단부벽(72) 사이에서 펌프실(76)을 둘러싼다. 펌프실(76)은 반구형의 평평한 리세스를 통하여 펌프 하우징(56)의 단부벽(72)에 접하는, 탄성 부품(70)의 단부면의 중간에 형성된다. 펌프실(76)의 직경은 펌프 하우징(56)의 내경보다 작다. 도시된 실시예에서, 펌프실(76)의 직경은 펌프 하우징(56) 내경의 약 1/3에 해당한다. 따라서 소정의 액추에이터 힘에서 압전 작동식 펌프(36)의 높은 이송 압력이 달성될 수 있다.An
펌프 하우징(56)의 단부벽(72)에 형성된 중앙 구멍(78)을 통하여 펌프실(76)은 단부벽(72)을 반경방향으로 관통하는 구멍(34, 42)과 통하며, 상기 구멍은 펌프 유입구(34)와 펌프 유출구(42)를 형성한다. 횡방향 구멍(34, 42)에는 중앙 구멍(78)의 양측으로 스프링 작용식 체크 밸브(80, 82)가 삽입되며, 상기 구멍의 하나는 중앙 구멍(78)의 방향으로 관류할 수 있고 유입 밸브(80)를 형성하며, 다른 횡방향 구멍은 중앙 구멍(78)으로부터 외부로 관류할 수 있고 압전 작동식 펌프(36)의 배출 밸브(82)를 형성한다.Through the
또한, 제 2 피스톤(66)과 하우징(36)의 단부벽(72) 사이의 펌프 하우징(56)의 내부 공간을 전반적으로 채우는 탄성 부품(70)을 배치함으로써 무용 공간, 즉 최대 전압에서 그리고 그로 인해 압전 액추에이터(60)가 축방향으로 최대로 연장될 때 남아있는 압전 작동식 펌프(36)의 잔류 체적은 작고, 이로써 높은 효율을 얻을 수 있다. 또한, 탄성 부품(70)은 유압식 차량 제동 장치(10)의 제동액으로부터 압전 액추에이터(60)를 확실하게 밀봉한다.In addition, by arranging the
압전 액추에이터(60)에 펄스 전압을 인가함으로써 압전 액추에이터는 교대로 연장 및 단축되며, 따라서 압전 액추에이터(60)는 탄성 부품(70)을 교대로 압착하며 다시 이완시키고, 이로 인하여 펌프실(76)을 교대로 축소하며 다시 원래의 체적으로 확장시킨다. 이때, 제동액은 펌프실(76)로부터 배출 밸브(82)를 통하여 교대로 배출되며 유입 밸브(80)를 통하여 다시 흡입되고, 압전 작동식 펌프(36)는 압전 액추에이터(60)에 펄스 전압을 가함으로써 유체를 이송한다. 이를 위하여, 예를 들어 차량의 배터리와 같은 전압 소스(84)가 제공되며, 상기 전압 소스의 가변 전압은, 예를 들어 12 V의 변압기(86)를 통하여, 압전 액추에이터를 제어하기 위해 필요한 전압으로서 저전압 압전 액추에이터(60)용으로서 약 100 V, 또는 고전압 압전 액추에이터(60)용으로서 약 1000 V의 전압으로 변환된다. 압전 액추에이터(60)에 전압을 인가하는 것은 전자 제어 장치(54)에 의해서 파워 출력단(88)을 통해 제어된다.By applying a pulse voltage to the
제동시 예컨대 안티 록 조절을 위한 차륜 제동 실린더(14) 내의 차륜 제동 압력의 제어나 조절은 본 발명에 따라 다음과 같이 이루어진다: 차륜 제동 압력이 메인 제동 실린더(12)의 작동을 통하여 및/또는 압전 작동식 펌프(36)에 의해 생성되고 전자 제어 장치(54)가 차륜 회전 센서(55)를 통하여 차륜의 블로킹 정도를 결정한 후에, 전환 밸브(22)가 폐쇄되고 흡입 밸브(52)가 폐쇄를 유지한다. 이로써, 메인 제동 실린더(12)는 다른 차량 제동 장치(10)로부터 분리된다. 상응하는 차륜 제동 실린더(14)의 제동 압력 상승 밸브(26)와 관련 제동 압력 하강 밸브(30)가 개방되며, 그 결과 상응하는 차륜 제동 실린더(14)가 압전 작동식 펌프(36)의 펌프 유입구(34) 및 펌프 유출구(42)와 결합된다. 이와 동시에, 블로킹 성향이 없는 차륜의 제동 압력 상승 밸브(26)는 폐쇄되고 관련된 제동 압력 하강 밸브(30)가 폐쇄를 유지하며, 그 결과 상기 차륜 제동 실린더(14)는 압전 작동식 펌프(36)로부터 분리된다. 압전 액추에이터(60)에는 바람직하게 전환 밸브(22)의 폐쇄 전에 "0"과 최대 전압 사이의 가변 전압이 인가된다. 압전 액추에이터(60)에 인가된 전압의 상승과 강하를 통하여 압전 작동식 펌프(36)의 펌프실(76) 체적은 축소되거나 확장되며, 펌프실(76) 내의 제동액의 압력이 상승하거나 또는 하강한다. 펌프실(76) 내의 압력이 상승하면, 압전 작동식 펌프(36)의 배출 밸브(82)와 개방된 제동 압력 상승 밸브(26)를 통하여 차륜 제동 실린더(14) 내의 차륜 제동 압력은 상승하고, 펌프실(76) 내의 압력이 하강하면, 차륜 제동 실린더(14) 내의 차륜 제동 압력은 상기차륜 제동 실린더(14)의 개방된 제동 압력 하강 밸브(30)와 압전 작동식 펌프(36)의 유입 밸브(80)를 통하여 하강된다. 본 발명에 따른 방법으로 차륜 제동 압력 조절을 위하여 차량 제동 장치(10)의 자기 밸브(26, 30)를 항상 전환할 필요는 없으며, 차륜 제동 압력의 제어나 조절은 압전 액추에이터(60)에 인가된 전압의 상승 또는 하강을 통하여 이루어진다.The control or adjustment of the wheel braking pressure in the
도 2에 도시된 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프(36)에서, 펌프실(76)은 펌프 하우징(56)의 단부벽에서 반구 형태의 평평한 리세스로 형성되며, 본 발명의 실시예에서, 원형 디스크 형태의 탄성 부품(70)은 리세스가 없는 평평한 두 개의 단부면을 갖는다.In the piezoelectric actuated
도 3에서는 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프(36)의 다른 실시예를 도시한다. 여기서 펌프실(76)은 압전 작동식 펌프(36)의 단부벽(72)에서 중앙 구멍(92)을 통하여 중앙 구멍(78)과 통하는 중공실, 즉 일종의 허니컴(90)으로 형성된다.3 shows another embodiment of a
도 2와 도 3에 도시된 압전 작동식 펌프(36)의 상술한 차이점에도 불구하고 이들은 도 1에 도시되어 상술한 압전 작동식 펌프(36)와 동일하게 구성될 뿐만 아니라 동일한 방식으로 작동한다. 동일한 구성 부품에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.Notwithstanding the above-described differences of the piezoelectrically operated pumps 36 shown in FIGS. 2 and 3, they are not only configured identically to the piezoelectrically operated pumps 36 shown in FIG. 1 and operate in the same manner. The same reference numerals are used for identical components.
도면에 도시된 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프(36)는 하우징의 내경이 약 40 내지 약 50 mm이며 상기 펌프의 압전 액추에이터(60)에 인가된 가변 전압의 30 Hz 주파수에서 약 5cm3/S의 이송율을 갖는다.The piezoelectric actuated
본 발명에 있어서, 탄성 부품은 별도의 밀봉 장치 없이도 펌프실을 밀봉할 수 있으며 압전 액추에이터를 제동액으로부터 분리할 수 있는 장점을 갖는다. 본 발명의 다른 장점은, 탄성 부품이 펌프 하우징의 내부를 전반적으로 채우고 있기 때문에, 최대 전압의 공급에 의해 압전 액추에이터가 최대로 연장되는 경우 펌프실의 잔류 체적을 이루는 무용 체적이 감소되어 펌프의 효율을 개선시킬 수 있다는 것이다. 본 발명에 따른 압전 작동식 펌프의 다른 장점은 적은 수의 부품만으로 구성되어 구조가 콤팩트하고, 강하며 단순하다는 것이다.In the present invention, the elastic component can seal the pump chamber without a separate sealing device and has the advantage of separating the piezoelectric actuator from the braking liquid. Another advantage of the present invention is that since the elastic component fills the inside of the pump housing as a whole, the dead volume which forms the remaining volume of the pump chamber when the piezoelectric actuator is extended to the maximum by the supply of the maximum voltage is reduced to improve the efficiency of the pump. It can be improved. Another advantage of the piezoelectric pump according to the invention is that the structure is compact, strong and simple, consisting of only a few parts.
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