KR100779484B1

KR100779484B1 - 전자식유압브레이크의 마스터실린더

Info

Publication number: KR100779484B1
Application number: KR1020020060453A
Authority: KR
Inventors: 송상호
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2007-11-26
Also published as: KR20040031849A

Abstract

본 발명은 전자식 유압 브레이크(EHB)에 있어서, 운전자가 주행중 제동시에 브레이크의 페달감을 향상시키기 위한 마스터실린더의 내부구조에 관한것으로서,

기존의 전자식 유압 브레이크(EHB)의 마스터실린더의 1차 보어의 내주면에 마스터실린더내에 형성된 유압이 페달 시뮬레이터내부로 전달되도록 피스톤의 운동방향을 따라 순차적으로 마스터실린더의 측벽 외부에서 서로 연통된 오일토출공과 오일흡입공을 구비한 바이패스 유로가 마련된 차량용 전자식 유압 브레이크의 마스터실린더를 제공한다.

Description

전자식유압브레이크의 마스터실린더{Master cylinder for Electro_Hydraulic Brake system}

도 1 은 EHB 시스템의 차륜1개에 대한 유압회로의 개략도 이다.

도 2 는 종래기술의 EHB 시스템의 마스터실린더의 단면도이다.

도 3 은 도 2 의 Ⅲ의 부분확대도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 마스터실린더의 단면도이다.

도 5 는 본 발명에 따른 정상루프시의 마스터실린더의 부분확대도이다.

도 6 은 본 발명에 따른 고장루프시의 마스터실린더의 부분확대도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

200 : 마스터실린더 210 : 1차 피스톤 220 : 2차 피스톤

230 : 피스톤랜드 250 : 1차 보어 280 : 시일부재

260 : 오일토출공 270 : 오일흡입공 400 : 시뮬레이터

410 : 시뮬레이터 피스톤 420 : 압축스프링 430 시뮬레이터 연결구

300 : 바이패스 유로

본 발명은 전자식 유압 브레이크(EHB : Electro-Hydraulic Brake)시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운전자가 브레이크 작동감을 느낄 수 있게 한 EHB시스템의 마스터실린더에 관한 것이다.

통상적으로 EHB 시스템은 정상시와 고장시의 두가지 제동루프로써 제동이 이루어진다.

도 1에서 보듯이 정상시 제동루프(이하 루프Ⅰ이라 함)는 EHB 시스템이 정상적으로 작동할때의 제동루프이고 이때는 운전자가 폐달(10)을 밟게 되면 브레이크의 변위는 변위센서(11)에서, 브레이크(10)에 가해지는 힘은 압력센서(12)에서 각각 전기적 신호로 바뀌어 제어기(미도시)에 전달되고 상기 제어기는 그 전달된 신호에 의해서 고압탱크(40)에서 유압을 형성시켜 유로를 따라 평상시 열려있는(Normally Open (이하 N/O라 함))솔레노이드밸브(30a)를 거쳐 차륜의 휠실린더(60)로 유압을 전달하게 된다. 이때 휠실린더(60)를 거치면서 제동이 짧은시간 이루어지고 다시 이 유압은 유로를 따라 평상시 닫혀있는(Normally Closed (이하 N/C라 함))솔레노이드 밸브(30b)에 이르게 된다. 이 때 제어기는 상기 N/C 밸브(30b)에 전기신호를 보내어 오픈상태가 되게 하고 유압펌프(50)를 구동하는 모터(51)에 신호를 보내 상기 모터(51)를 구동시켜 상기 유압펌프(50)를 작동하게 한다. 따라서 유압은 다시 상기 유압펌프에 의해 고압탱크(40)로 되돌아가는 순환을 반복하면서 휠실린더(60)에서는 아주 짧은시간에 제동이 반복되는 단속적 제동이 이루어지게 된다.

반면 고장시 제동루프(이하 루프Ⅱ라 함)는 EHB 시스템에서 제어하는 제어기 혹은 밸브 혹은 센서가 고장났을 경우 전자식 시스템을 배제한 기존의 기계적인 시스템에 의해서만 제동되는 제동루프로서 이때는 운전자가 폐달을 밟게 되면 브레이크(10)의 변위는 바로 마스터실린더(20)에서 유압을 형성하고 상기 유압은 루프Ⅱ의 평상시 열려있는(Normally Open : N/O) 솔레노이드 밸브(30c)를 거쳐서 바로 휠실린더(60)로 전달되어 지속적인 제동이 이루어지게 된다.

상기한바와 같이 EHB 시스템에서는 정상 작동시 제동이 이루어지게 되면 고압탱크(40)에서 형성된 유압이 휠실린더(60)까지를 순환하기 때문에 운전자가 브레이크 폐달(10)을 밟았을때 마스터실린더(20)에서 형성된 유압에 의한 반력이 형성되지 않아 폐달감이 떨어지게되는 문제점이 발생한다. 그래서 종래에는 도 2 에서와 같이 직렬식 마스터실린더(20)의 하부에 피스톤(41)과 상기 피스톤(41)에 의해 압축되는 압축스프링(42)을 내포하는 시뮬레이터(44)를 구비하여 상기 압축스프링(42)에 의한 반력으로 폐달감을 조성하였다.

운전자가 폐달을 밟으면 마스터실린더 내부에 있는 1차피스톤(21)이 전진하게 되고 상기 1차 피스톤(21)에 의해 1차 보어(25) 내부에 유압이 형성되고 이 유압은 상기 1차 피스톤(21)과 직렬방향으로 보어내부에 공간을 두고 마련된 2차 피스톤(22)을 밀게 되고 상기 2차 피스톤(22)이 전진하면서 상기 2차 피스톤(22)의 피스톤랜드(23)사이의 공간에 마련된 시뮬레이터 연결구(43)로 유압을 내보낸다. 상기 시뮬레이터 연결구(43)는 상기 마스터실린더(20)의 하부에 마련되어 있는 시뮬레이터(40)와 연통되어 있어서 유압을 상기 시뮬레이터(40)로 전달한다. 시뮬레이터(40)로 들어온 유압은 상기 시뮬레이터(40)의 시뮬레이터 피스톤(41)을 밀고 이때 상기 시뮬레이터 피스톤(41)이 아래로 밀리면서 상기 피스톤(41)과 접촉되어 있던 압축스프링(42)을 압축하게 된다. 상기 압축스프링(42)은 압축이 되면서 반력을 가지게 되므로 운전자가 브레이크폐달을 밟았을 때 폐달감을 느낄 수 있게 되는 것이다.

하지만 종래의 마스터실린더(20)에서는 1차피스톤(21)에 의해 형성된 유압이 2차피스톤(22)의 피스톤랜드(23)사이의 공간으로 유입되어 시뮬레이터(44)로 전달되는데 있어서 일부 누설되거나 도 3 에서와 같이 마스터실린더(20)의 보어내부에 축방향으로 홈(26)을 형성하여 그 홈(26) 사이로 유압을 유도하여 시뮬레이터(44)로 유압을 전달하는 경우에는 2차 피스톤이 상기 홈(26)을 따라 지속적인 진퇴운동을 하게되므로 상기 2차피스톤의 시일부재(28)에 마모가 발생하여 역시 압축오일이 누설됨에 따라 고장시 제어루프에 있어서 마스터실린더를 빠져나온 유압이 휠실린더에 100% 유압을 다 전달 하지 못하게 되어, 제동장치에서 가장중요하게 여겨지는 안전성에 문제가 발생한다.

본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서,

2차피스톤의 시일부재의 마모를 없애면서 폐달감을 높이기 위한 마스터실린더를 제공하는데 있다.

본 발명은 운전자의 조작에 의해 진퇴하는 1차피스톤과 상기 1차 피스톤의 직렬방향으로 보어내부에 공간을 두고 마련된 2차 피스톤과 상기 1차 피스톤과 상 기 2차 피스톤을 포함하고 있는 직렬식 마스터실린더와 상기 직렬식 마스터실린더의 하부에 상기 마스터실린더와 연통되어 마련된 폐달시뮬레이터와 상기 폐달시뮬레이터의 내부에서 슬라이딩 가능하도록 마련된 폐달시뮬레이터 피스톤과 상기 폐달시뮬레이터 피스톤이 유압에 의해 슬라이딩되었을때 상기 폐달시뮬레이터 피스톤에 의해 압축되는 압축스프링이 구비된 전자식 유압 브레이크(EHB) 장치에 있어서,

상기 마스터실린더의 보어 내부에서 1차피스톤에 의해 형성된 유압이 2차 피스톤랜드 사이의 공간으로 유도되도록 상기 마스터실린더의 측벽 외부에 바이패스 유로(300)를 마련하였다.

본발명의 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 도 4 에서 보듯이 1차 피스톤과 2차 피스톤을 포함한 직렬식 마스터실린더(200)의 1차 보어(250) 내부에 반경방향으로 오일토출공(260)을 만들고 상기 오일토출공(260)에서 2차 피스톤(220)쪽으로 조금 떨어진 곳에 상기 오일토출공(260)과 상기 마스터실린더(200)의 외부에서 연통되도록 상기 마스터실린더(200)의 보어내부에 오일흡입공을 마련하여 상기 오일토출공과 상기 오일흡입공으로 이루어진 바이패스 유로(300)를 형성한다. 이 때 상기 오일토출공(260)은 1차 피스톤(210)의 전진시에 유압이 형성되는 1차 보어(250)의 내부에, 2차 피스톤(220)의 초기정지상태에서 상기 2차 피스톤(220)의 시일부재(280) 바깥에 위치하게 되고, 상기 오일흡입공(270)은 2차 피스톤(220)의 초기정지상태에서 상기 2차 피스톤의 피스톤랜드(230) 내부공간에 위치하고, 2차 피스톤(220)의 최대 전진시에는 상기 2차 피스톤(220)의 시일부재(280)가 상기 오일흡입공(270)의 입구를 막는 위치에 오도록 마련된다. 이는 정상시 루프에서는 1차 피스톤(210)에 의해 형성된 1차 보어 내부의 유압이 상기 오일토출공(260)과 오일흡입공(270)을 거쳐 시뮬레이터 연결구(430)를 통하여 시뮬레이터(440) 내부로 유도되게 하고, 고장시 루프에서는 2차 피스톤의 시일부재(280)가 오일흡입공(270)을 막아 상기 바이패스 유로(300)가 차단됨으로써 상기 1차 보어 내부의 유압이 상기 시뮬레이터(440)로 누설되는 것을 막아 형성유압의 100%를 휠실린더에 전달되게 하기 위해서이다.

도 4는 전자식 유압 브레이크(EHB)가 정상시 제동루프를 가질 때 본발명의 작동예를 유압의 흐름을 중심으로 도시 한 것이다.

전자식 유압 브레이크(EHB)가 정상적으로 작동할 때는 마스터실린더내부(200)에서 형성된 유압이 휠 실린더(60)에 제공되어 제동이 이루어지는 것이 아니고 제어기의 전기신호에 의하여 고압탱크(40)에서 형성된 유압이 제동을 수행한다. 또한 동시에 제어기는 루프 Ⅱ의 N/O밸브(30a)에 닫힘 신호를 보내게 된다. 따라서 마스터실린더(200)에서 형성된 유압은 상기 N/O밸브(30a)에 의해 유로가 폐쇄 되므로 외부로 나가지 못하게 되어 반력을 가지게 되고 이 반력은 상기 마스터실린더내(200)의 2차 피스톤(220)의 움직임을 정지시켜 2차 피스톤의 시일부재(280)가 오일토출공(260)과 오일흡입공(270) 사이에서 더 이상 움직이지 못하고 멈추게 된다. 그러므로 상기 마스터실린더(200)의 1차 보어(250)에서 형성된 유압은 상기 오일토출공(260)으로 빠져나가 상기 오일흡입공(270)으로 유도되고 이 유도된 유압이 시뮬레이터 연결구(430)를 통하여 시뮬레이터(440)내부로 전달되어 시뮬레이터 피스톤(410)을 밀어 압축스프링(420)을 압축하면 상기 압축스프링(420)이 반력을 가짐으로써 운전자는 브레이크 폐달감을 느낄수 있게된다.

도 5는 전자식 유압 브레이크(EHB)가 고장시 제동루프를 가질 때 본발명의 작동을 유압의 흐름을 중심으로 도시한 것이다.

전자식 유압 브레이크(EHB)가 고장시에는 제어기가 제 역할을 하지 못하게 되므로 마스터실린더(200) 내부에서 형성된 유압이 상기 마스터실린더(200)를 빠져나가 유로를 따라 N/O밸브(30c)를 경유하여 직접 휠실린더(60)에 도달하여 제동을 수행하게 된다. 따라서 마스터실린더(200)의 내부에서는 2차 피스톤(220)이 상기 마스터실린더(200)의 보어 일단 한계점까지 전진하게 된다. 이때 상기 2차 피스톤(220)의 시일부재(280)가 상기 오일흡입공(270)을 막게 되고, 상기 오일토출공(260)으로 토출된 유압이 상기 오일흡입공(270)을 통해 상기 시뮬레이터(440)로 유도 되는 것이 차단되므로 운전자는 상기 휠실린더(60)에서 상기 마스터실린더(200)를 통하여 되돌아오는 반력을 직접 느끼게 되어 폐달감을 유지할수 있게 된다. 또한 유압이 상기 시뮬레이터(440)로 누설되는 것을 방지함으로써 100%의 유압을 휠 실린더(60)에 제공하게 되어 차량의 주행시 제동장치의 안정성을 크게 확보할 수 있게 된다.

본 발명의 특징은 상기 마스터실린더의 내부 유압을 유도하는 토출공과 흡입공으로 이루어진 바이패스 유로로써, 상기 1차 보어의 내부에서 형성된 유압이 상기 시뮬레이터로 유도되는 과정에 있어서 상기 오일토출공과 오일흡입공을 구비한 바이패스 유로를 마스터실린더의 측벽 외부에 마련함으로써 직렬식 마스터실린더에 있어서 2차 피스톤의 시일부재의 마모를 줄여 운전자의 폐달감을 유지하고, EHB 시스템의 고장시 시뮬레이터 내부로 유압이 누설되는 것을 방지하므로 제동장치의 안전성을 종래보다 더 크게 확보하는 효과를 가져온다.

Claims

운전자의 조작에 따라 진퇴하는 1차 피스톤과 상기 1차 피스톤의 직렬방향으로 보어 내부에 공간을 두고 마련되는 2차 피스톤과 상기 1차 피스톤과 상기 2차 피스톤에는 유압의 누설방지를 위한 시일부재가 마련되어 있고 상기 시일부재를 갖춘 상기 1차 피스톤과 상기 2차 피스톤이 슬라이딩하도록 상기 1차 피스톤과 상기 2차 피스톤을 포함하는 직렬식 마스터실린더와 상기 마스터실린더의 외부에 상기 마스터실린더와 연통된 폐달시뮬레이터와 상기 폐달시뮬레이터의 내부에 슬라이딩 가능하도록 마련된 폐달시뮬레이터 피스톤과 상기 폐달시뮬레이터 피스톤이 유압에 의해 슬라이딩되었을때 상기 폐달시뮬레이터 피스톤에 의해 압축되는 압축스프링이 구비된 전자식 유압 브레이크(EHB)장치에 있어서,

운전자가 제동시 상기 마스터실린더의 보어 내부에 형성된 압축오일이 상기 시뮬레이터 내부로 전달되도록 피스톤의 운동방향을 따라 순차적으로 상기 마스터실린더의 측벽 외부로 바이패스 유로가 마련되고, 상기 바이패스 유로 양단에는 오일토출공과 오일흡입공이 마련되고, 상기 바이패스 유로는 상기 2차 피스톤의 시일부재에 의해 개폐되도록 마련된 차량용 전자식 유압 브레이크의 마스터실린더.
제 1 항에 있어서,

상기 2차 피스톤이 초기 정지상태에 있을시, 상기 오일토출공은 상기 마스 터실린더의 축 방향을 따라 상기 2차 피스톤의 시일부재의 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 유압 브레이크의 마스터실린더.
제 1 항에 있어서,

상기 2차 피스톤이 초기 정지상태에 있을시, 상기 오일흡입공은 상기 마스터실린더의 축방향을 따라 상기 2차 피스톤의 시일부재의 안쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 유압 브레이크의 마스터실린더.
제 1 항에 있어서,

상기 2차 피스톤이 최대 전진시에는, 상기 오일흡입공은 상기 마스터실린더의 축 방향을 따라 상기 2차 피스톤의 시일부재가 상기 오일흡입공을 차단하는 위치에 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 유압 브레이크의 마스터실린더.