KR100987145B1

KR100987145B1 - 전자식 유압브레이크용 마스터실린더

Info

Publication number: KR100987145B1
Application number: KR1020040102779A
Authority: KR
Inventors: 황용석
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2010-10-11
Also published as: KR20060064103A

Abstract

본 발명은 시뮬레이터를 설치하는 마스터실린더에서 기존의 컨벤셔널 브레이크와 유사한 브레이크 페달느낌을 형성하고, 적은 부품과 단순한 구조로 시뮬레이터를 구성할 수 있도록 하는 전자식 유압브레이크용 마스터실린더에 관한 것으로, 이는 운전자가 밟은 페달의 압력을 마스터실린더로 전달하는 제1피스톤과, 상기 제1피스톤 내부에서 오일의 흐름을 제어하는 제1밸브와, 상기 제1피스톤의 전진 동작에 의해 전진되는 제2피스톤과, 상기 제2피스톤의 내부에서 오일의 흐름을 제어하는 제2밸브와, 상기 제1피스톤과 제2피스톤 사이에서 오일을 압축할 수 있도록 마련하는 제1챔버와, 상기 제1피스톤과 제2피스톤 사이에 설치되어 제1피스톤의 동작을 제2피스톤에 전달하는 제1스프링과, 상기 제2피스톤과 마스터실린더의 내벽 사이에서 오일을 압축할 수 있도록 마련하는 제2챔버와, 상기 제2피스톤과 마스터실린더의 내벽 사이에 설치되어 제2피스톤을 탄성지지하는 제2스프링과, 상기 제2피스톤의 외주면에 형성되는 시뮬레이션 챔버와, 상기 시뮬레이션 챔버에 개구부에 의해 연결되는 시뮬레이터로 구성된 마스터실린더에 있어서, 상기 시뮬레이터는 실링요소를 가지는 시뮬레이션 피스톤의 하측으로 엘라스토머(Elastomer)를 구비하고, 그 엘라스토머의 탄성력에 의해 시뮬레이션 피스톤이 탄성 복귀되도록 구성함으로써 이룰 수 있는 발명이다.

Description

전자식 유압브레이크용 마스터실린더{MASTER CYLINDER FOR ELECTRO HYDRAULIC BRAKE}

도 1은 종래의 마스터실린더를 보인 종단면도

도 2는 본 발명에 의한 마스터실린더를 보인 종단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 마스터실린더 110 : 보어 단차부

120 : 유로 200 : 제1피스톤

210 : 제1챔버 220 : 제1스프링

230 : 제1밸브 300, 301 : 제2피스톤

310 : 제2챔버 320 : 제2스프링

330 : 제2밸브 400 : 시뮬레이터

410 : 시뮬레이션 피스톤 411 : 실링요소

420 : 엘라스토머 421 : 돌출부

422 : 갭 430 : 시뮬레이션 챔버

본 발명은 자동차의 제동에 사용되는 전자식 유압브레이크용 마스터실린더에 에 관한 것으로,

특히, 기존의 컨벤셔널 브레이크(Conventional Brake)와 유사한 브레이크 페달느낌을 형성하고, 적은 부품과 단순한 구조로 시뮬레이터를 구성할 수 있도록 하는 전자식 유압브레이크용 마스터실린더에 관한 것이다.

일반적으로 EHB시스템에서는 운전자가 브레이크페달을 밟으면 변위센서로부터 브레이크페달의 변위를 감지하여 차단밸브를 닫아 페달 시뮬레이터의 마스터실린더와 휠과의 유로를 분리시키고, 압력센서로부터의 압력신호에 따라 ECU에서 휠 압력을 계산하여 평상시 모터펌프에서 생성한 액압을 저장한 어큐뮬레이터에서의 압력을 각 휠에 있는 흡입구와 토출구의 솔레노이드밸브를 이용하여 각 휠의 압력을 독립적인 피드백(feed back)제어를 통하여 조절한다.

이때 EHB시스템의 고장시에는 차단밸브가 NO(Normally Open)상태이므로 운전자에 의해서 발생한 마스터실린더의 액압이 그대로 휠 실린더로 유입하여 시스템 고장시 최소한의 제동이 이루어질 수 있는 구조로 되어있다. 이때 EHB시스템에서 운전자의 제동의지를 감지하고 페달 반력을 내주기 위한 페달 시뮬레이터가 필요하 다.

이와 같은 페달 시뮬레이터는 도 1에 도시된 바와 같이 마스터실린더(10)와 개구부(13)를 통하여 시뮬레이터(40)가 연통되어 있으며, 그 시뮬레이터(40)는 시뮬레이션 피스톤(41)과 시뮬레이션 피스톤(41)을 탄성 지지하는 시뮬레이션 스프링(42)을 포함하고 있어 제동유압이 시뮬레이터(40) 내부로 유입될 때 시뮬레이션 스프링(42)의 반발력에 의한 페달느낌 조성이 가능하도록 되어있다.

상기와 같은 시뮬레이터(40)를 구비한 종래의 마스터실린더(10)는 EHB시스템이 노멀모드 작동시 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 그 압력이 제1피스톤(20)을 통해 마스터실린더(10)에 전달된다.

그 압력은 제1피스톤(20)을 지지하는 제1스프링(22)에 의해 제2피스톤(30)으로 전달되고, 그 제1피스톤(20)과 제2피스톤(30)의 이동은 제2챔버(31)와 리저버(RESERVOIR) 사이의 유로(35)가 제2밸브(33)에 의해 폐쇄될 때까지 축방향 전진이 계속된다.

이때 NO밸브에 의해 제1챔버(21)와 제2챔버(31)에서 휠 실린더(미도시)로 각각 연통된 유로(미도시)가 폐쇄되어 브레이크액이 흘러나갈 곳이 없어지고, 제1피스톤(20)과 제2피스톤(30)은 더 이상 전진하지 못하게 된다.

상기 제2피스톤(30)에 장착된 제2밸브(33)와 실링면(34)간 간격보다 큰 간격이 실린더 보어 단차부(11)와 실링요소(36) 사이에 형성되어 있어 이후에도 제1챔버(21)와 시뮬레이션 챔버(43) 사이의 유로(12)가 유지된다.

계속해서 운전자가 페달을 밟는 압력이 증가하면 제1피스톤(20)이 제1스프링 (22)을 압축시키면서 계속 전진하고, 제1챔버(21)의 브레이크액이 보어 단차부(11)와 실링요소(36) 사이의 유로(12)를 통하여 시뮬레이션 챔버(43)로 흘러가서 시뮬레이션 챔버(43) 내의 유압력과 시뮬레이션 피스톤(41)을 지지하고 있는 시뮬레이션 스프링(42)력 간에 평형을 이루게 한다.

이때 시뮬레이션 스프링(42)에 의한 힘이 시뮬레이션 챔버(43) 및 제1챔버(21) 내에 압력을 형성하게 되고, 그로 인하여 운전자는 컨벤셔널 브레이크의 페달을 밟는 느낌과 유사한 페달 느낌을 전달받게 된다.

EHB시스템이 백업모드 작동시 제1챔버(21) 및 제2챔버(31)에 각각 연결된 휠실린더 간 NO밸브가 오픈 상태를 유지하게 되어 제1챔버(21) 및 제2챔버(31)의 브레이크액은 휠실린더로 흘러나가게 되며, 제2챔버(31)의 브레이크액이 휠실린더로 흘러나감에 따라 제2피스톤(30)이 전진하게 되고 보어 단차부(11)에 형성된 유로(12) 간격보다 제2피스톤(30)의 스트로크가 커지는 순간 제1챔버(21)와 제2챔버(31) 사이의 유로(36)가 폐쇄된다.

따라서 마스터실린더(10)는 기존의 컨벤셔널 브레이크에 적용되는 마스터실린더와 동일하게 작동하게 되고, 운전자의 브레이크 페달을 밟는 압력에 의한 차량제동이 이루어진다.

종래 기술의 실린더 보어에 원주방향으로 생성된 그루브(Groove) 및 보어 단차부(11)는 그 형상가공이 어렵고, 가공 후 측정도 용이하지 않을 뿐만 아니라, 특히 그루브 및 보어 단차부(11)와 실링요소(36)간 상대위치가 정확하지 못하여 노멀모드에서의 좋은 페달느낌형성이 어렵고, 백업모드에서 압력생성 기능이 떨어질 수 있는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 제1챔버와 시뮬레이션 챔버가 보어 단차부에 형성된 유로에 의해 연결되고, 상기 시뮬레이션 챔버의 하측으로 개구부에 의해 연결되도록 시뮬레이터를 설치하는 마스터실린더에서 기존의 컨벤셔널 브레이크와 유사한 브레이크 페달느낌을 형성하고, 적은 부품과 단순한 구조로 시뮬레이터를 구성할 수 있도록 한 전자식 유압브레이크용 마스터실린더를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은 운전자가 밟은 페달의 압력을 마스터실린더로 전달하는 제1피스톤과, 상기 제1피스톤 내부에서 오일의 흐름을 제어하는 제1밸브와, 상기 제1피스톤의 전진 동작에 의해 전진되는 제2피스톤과, 상기 제2피스톤의 내부에서 오일의 흐름을 제어하는 제2밸브와, 상기 제1피스톤과 제2피스톤 사이에서 오일을 압축할 수 있도록 마련하는 제1챔버와, 상기 제1피스톤과 제2피스톤 사이에 설치되어 제1피스톤의 동작을 제2피스톤에 전달하는 제1스프링과, 상기 제2피스톤과 마스터실린더의 내벽 사이에서 오일을 압축할 수 있도록 마련하는 제2챔버와, 상기 제2피스톤과 마스터실린더의 내벽 사이에 설치되어 제2피스톤을 탄성지지하는 제2스프링과, 상기 제2피스톤의 외주면에 형성되는 시뮬레이션 챔버와, 상기 시뮬 레이션 챔버에 개구부에 의해 연결되는 시뮬레이터로 구성된 마스터실린더에 있어서, 상기 시뮬레이터는 실링요소를 가지는 시뮬레이션 피스톤의 하측으로 엘라스토머(Elastomer)를 구비하고, 그 엘라스토머의 탄성력에 의해 시뮬레이션 피스톤이 탄성 복귀되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 엘라스토머는 그 윗면에 돌출부를 형성하여 돌출부가 시뮬레이션 피스톤에 접촉되도록 하고, 그로 인하여 엘라스토머와 시뮬레이션 피스톤 사이에 갭이 형성되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 2에 도시된 일 실시예와 같이 마스터실린더(100)와 개구부(130)를 통하여 시뮬레이터(400)가 연통되어 있으며, 그 시뮬레이터(400)는 시뮬레이션 피스톤(410)과 시뮬레이션 피스톤(410)을 자체의 탄성력으로 지지하는 시뮬레이션 스프링(420)을 포함하고 있어 제동유압이 시뮬레이터(400) 내부로 유입될 때 시뮬레이션 스프링(420)의 반발력에 의한 페달느낌 조성이 가능하도록 되어있다.

상기와 같은 시뮬레이터(400)를 구비한 마스터실린더(100)는 EHB시스템이 노멀모드 작동시 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 그 압력이 제1피스톤(200)을 통해 마스터실린더(100)에 전달된다.

그 압력은 제1밸브(230)가 구비된 제1피스톤(200)을 지지하는 제1스프링(220)에 의해 제2피스톤(300)으로 전달되고, 그 제1피스톤(200)과 제2스프링(320) 의 탄성력을 받는 제2피스톤(300)의 이동은 제2챔버(310)와 리저버(RESERVOIR) 사이의 유로(350)를 제2밸브(330)가 실링면(340)에 접촉하여 폐쇄될 때까지 축방향 전진이 계속된다.

이때 NO밸브에 의해 제1챔버(210)와 제2챔버(310)에서 휠 실린더(미도시)로 각각 연통된 유로(미도시)가 폐쇄되어 브레이크액이 흘러나갈 곳이 없어지고, 제1피스톤(200)과 제2피스톤(300)은 더 이상 전진하지 못하게 된다.

상기 제2피스톤(300)에 장착된 제2밸브(330)와 실링면(340)간 간격보다 큰 간격이 실린더 보어 단차부(110)와 실링요소(360) 사이에 형성되어 있어 이후에도 제1챔버(210)와 시뮬레이션 챔버(430) 사이의 유로(12)가 유지된다.

계속해서 운전자가 페달을 밟는 압력이 증가하면 제1피스톤(200)이 제1스프링(220)을 압축시키면서 계속 전진하고, 제1챔버(210)의 브레이크액이 보어 단차부(110)와 실링요소(360) 사이의 유로(120)를 통하여 시뮬레이션 챔버(430)로 흘러가서 시뮬레이션 챔버(430) 내의 유압력과 시뮬레이션 피스톤(410)을 지지하고 있는 엘라스토머(420)의 탄성력 간에 평형을 이루게 한다.

이때 시뮬레이터(400)의 엘라스토머(420)에 의한 힘이 시뮬레이션 챔버(430) 및 제1챔버(210) 내에 압력을 형성하게 되고, 그로 인하여 운전자는 컨벤셔널 브레이크의 페달을 밟는 느낌과 유사한 페달 느낌을 전달받게 된다.

EHB시스템이 백업모드 작동시 제1챔버(210) 및 제2챔버(310)에 각각 연결된 휠실린더 간 NO밸브가 오픈 상태를 유지하게 되어 제1챔버(210) 및 제2챔버(310)의 브레이크액은 휠실린더로 흘러나가게 되며, 제2챔버(310)의 브레이크액이 휠실린더 로 흘러나감에 따라 제2피스톤(300)이 전진하게 되고 보어 단차부(110)에 형성된 유로(120) 간격보다 제2피스톤(300)의 스트로크가 커지는 순간 제1챔버(210)와 제2챔버(310) 사이의 유로(360)가 폐쇄되므로 마스터실린더(100)는 기존의 컨벤셔널 브레이크에 적용되는 마스터실린더와 동일하게 작동하게 되고, 운전자의 브레이크 페달을 밟는 압력에 의한 차량제동이 이루어지는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 시뮬레이터(400)에서 시뮬레이션 피스톤(410)에 탄성력을 전달하는 엘라스토머(420)는 실제 캘리퍼스(Caliper)에서 마찰재와 디스크 사이의 간격을 고려하여 엘라스토머(420)의 윗면에 돌출부(421)를 형성함으로써 엘라스토머(420)와 시뮬레이션 피스톤(410) 사이에 갭(422)을 형성할 수 있게 되고, 그로 인하여 엘라스토머(420)가 탄성체로서의 특성을 나타내기까지 초기 간극을 제공할 수 있다.

특히 본 발명에 의한 엘라스토머(420)는 그 탄성체의 두께와 직경을 달리함으로써 운전자에게 다른 페달느낌을 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 생산원가도 절감할 수 있다.

상기에서와 같이 본 발명은 제1챔버와 시뮬레이션 챔버가 보어 단차부에 형성된 유로에 의해 연결되고, 상기 시뮬레이션 챔버의 하측으로 개구부에 의해 연결되도록 시뮬레이터를 설치하는 마스터실린더에서 기존의 컨벤셔널 브레이크와 유사한 브레이크 페달느낌을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 적은 부품과 단순한 구조로 시뮬레이터를 구성할 수 있는 효과가 제공되는 것이다.

Claims

운전자가 밟은 페달의 압력을 마스터실린더(100)로 전달하는 제1피스톤(200)과, 상기 제1피스톤(200) 내부에서 오일의 흐름을 제어하는 제1밸브()와, 상기 제1피스톤(200)의 전진 동작에 의해 전진되는 제2피스톤(300)과, 상기 제2피스톤(300)의 내부에서 오일의 흐름을 제어하는 제2밸브(330)와, 상기 제1피스톤(200)과 제2피스톤(300) 사이에서 오일을 압축할 수 있도록 마련하는 제1챔버(210)와, 상기 제1피스톤(200)과 제2피스톤(300) 사이에 설치되어 제1피스톤(200)의 동작을 제2피스톤(300)에 전달하는 제1스프링(220)과, 상기 제2피스톤(300)과 마스터실린더(100)의 내벽 사이에서 오일을 압축할 수 있도록 마련하는 제2챔버(310)와, 상기 제2피스톤(300)과 마스터실린더(100)의 내벽 사이에 설치되어 제2피스톤(300)을 탄성지지하는 제2스프링(320)과, 상기 제2피스톤(300)의 외주면에 형성되는 시뮬레이션 챔버(430)와, 상기 시뮬레이션 챔버(430)에 개구부(130)에 의해 연결되는 시뮬레이터(400)로 구성된 마스터실린더에 있어서,

상기 시뮬레이터(400)는 실링요소(411)를 가지는 시뮬레이션 피스톤(410)과, 상기 시물레이션 피스톤(410)의 하측에 구비되어 상기 시뮬레이션 피스톤(410)을 탄성 지지하는 엘라스토머(Elastomer,420)를 포함하고,

상기 엘라스토머(420)는 그 윗면에 돌출부(421)를 형성하고,

상기 돌출부(421)는 상기 시뮬레이션 피스톤(410)에 접촉되어 상기 시뮬레이션 피스톤(410)과 상기 엘라스토머(420) 사이에 갭(422)을 형성하고,

상기 갭(422)은 상기 엘라스토머(420)가 탄성체로서의 특성을 나타내기까지 초기 간극을 형성하는 전자식 유압브레이크용 마스터실린더.
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