KR101249368B1 - 유압 브레이크 시스템 - Google Patents

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Abstract

펌프구동에 의해 발생하는 주기적인 압력 맥동을 저감시킬 수 있는 유압 브레이크 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 유압 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 작동에 따라 제동 유압을 형성하는 마스터실린더와, 마스터실린더의 제동 유압을 전달받아 제동력을 발휘하도록 차량의 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 각각 마련되는 휠 브레이크와, 휠 브레이크의 입구측과 출구측에 각각 마련되어 제동 유압의 흐름을 제어하는 전자밸브와, 전자밸브 작동 시 휠 브레이크측으로부터 토출된 오일이 일시 저장되는 저압어큐뮬레이터, 저압어큐뮬레이터에 저장된 오일을 가압시켜 휠 브레이크 측 또는 마스터실린더 측으로 토출시키는 펌프와, 펌프의 토출구 측에 마련된 오리피스를 구비하는 유압 브레이크 시스템에 있어서, 펌프의 토출구측과 오리피스 사이에 댐퍼유닛이 마련됨으로써 펌프 구동에 의해 발생하는 압력 맥동을 감쇄시켜 유압회로 간 압력이 평형을 이루도록 제어하여 유압 브레이크 시스템을 제어할 때 전체적인 작동소음을 줄여 운전자의 승차감을 높일 수 있다.

Description

유압 브레이크 시스템{HYDRAULIC BREAK SYSTEM}
본 발명은 유압 브레이크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압 브레이크 시스템 작동시 유압모터에 의해서 구동되는 피스톤 펌프에 의해서 발생하는 형성압력에 의한 맥동현상을 줄일 수 있는 유압 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 유압 브레이크 시스템은 유압을 사용하여 작동하는 제동시스템이다.
브레이크 시스템에는 제동 시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS:Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS:Brake Traction Control System)과, 안티록브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(VDC:Vehicle Dynamic Control System)등이 있다.
이러한 유압 브레이크 시스템은 제동에 필요한 압력을 발생시키는 마스터실린더와, 차량의 휠 브레이크 측으로 전달되는 제동 유압을 제어하기 위한 다수개의 전자밸브와, 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 일시 저장된 오일을 강제 펌핑하기 위한 펌프 및 유압모터와, 펌프에서 펌핑되는 오일의 압력 맥동을 저감시키기 위한 오리피스와, 전자밸브 및 펌프 구동을 전기적으로 제어하기 위한 전자제어장치(ECU:Electronic Control Unit)등을 포함하고 있다. 그리고 전자밸브의 밸브조립체와, 어큐뮬레이터, 펌프, 유압모터 등을 알루미늄재의 유압블럭(모듈레이터블럭)에 콤팩트하게 설치되며, 전자제어장치는 전자밸브의 코일조립체와 회로기판이 내장된 ECU하우징을 구비하여 유압블럭과 결합된다.
근래에는 차량 설계시에 운전자의 승차감이 중요해지고 있으며, 이에 따라 보다 효과적인 방법으로 승차감을 향상시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.
전술한 유압 브레이크 시스템은 제동압력 증압과정 시 펌프 구동으로 인해 발생되는 급격한 압력 맥동은 펌프의 토출구 측에 마련된 오리피스에 의해 감소가 되는데, 이것은 단순히 댐핑을 줄이기 위해 유로의 단면적을 조절하는 구조로 이루어지기 때문에 압력 맥동을 완벽하게 줄이는 데에는 한계가 있었다.
또, 압력 맥동을 감소시키기 위한 다른 방법으로 펌프의 피스톤 수를 늘릴 수 있는데, 이는 전반적인 유압모터의 성능 및 모듈의 무게, 부피 등을 증가시켜 제조비용을 늘리게 된다. 펌프 구동에 의한 압력 맥동의 피크가 연속적으로 발생하면 유압 브레이크 시스템의 작동소음 발생원으로 작용하는 문제점을 초래할 수 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 펌프구동에 의해 발생하는 주기적인 압력 맥동을 줄일 수 있도록 하는 유압 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유압 브레이크 시스템은, 브레이크 페달의 작동에 따라 제동 유압을 형성하는 마스터실린더, 마스터실린더의 제동 유압을 전달받아 제동력을 발휘하도록 차량의 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 각각 마련되는 휠 브레이크와, 휠 브레이크의 입구측과 출구측에 각각 마련되어 제동 유압의 흐름을 제어하는 전자밸브와, 전자밸브가 작동되는 감압 제동 작용 시 휠 브레이크 측으로부터 토출된 오일이 일시 저장되는 저압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 저장된 오일을 가압시켜 휠 브레이크측 또는 마스터실린더 측으로 토출시키는 펌프와, 펌프의 토출구 측에 마련된 오리피스와, 마스터실린더의 제1포트와 두개의 휠브레이크를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압회로와, 마스터실린더의 제2 포트와 나머지 두 개의 휠 브레이크를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압회로를 구비하는 유압 브레이크 시스템에 있어서, 상기 펌프의 토출구 측과 오리피스 사이에는 상기 펌프로 인하여 발생하는 압력맥동을 감쇄시켜 유압회로 간 압력이 평형을 이루도록 제어하는 댐퍼유닛이 포함되며, 상기 댐퍼유닛은 상기 제1 유압회로 및 제2 유압회로의 각 메인유로를 연통하여 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼유닛은 상기 메인유로를 연통해서 마련된 실린더와, 상기 실린더의 내부에서 왕복 가능하게 마련되는 탄성재질의 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼유닛에는 상기 댐퍼의 변위를 제한하도록 돌기가 형성된 변위제한부재와, 상기 변위제한부재를 고정하도록 하는 고정용캡과, 상기 고정용캡을 지지하도록 하는 지지부재를 포함하며, 상기 댐퍼에는 상기 변위제한부재가 수용되면서 맥동을 완화하도록 하는 댐핑홈이 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유압 브레이크 시스템은 펌프의 출구단과 오리피스 사이에 댐퍼유닛을 설치함으로써 펌프 구동에 의해 발생하는 압력 맥동을 감쇄시켜 유압 브레이크 시스템을 제어할 때 전체적인 작동소음을 줄여서 운전자의 승차감을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 브레이크 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 브레이크 시스템의 댐퍼유닛을 도시한 단면도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 유압 브레이크 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크 페달(10)과 이 브레이크 페달(10)의 답력에 의해 진공압과 대기압간의 압력차를 이용해 답력을 배가시키는 브레이크 부스터와, 이 브레이크 부스터에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더(20)와, 이 마스터실린더(20)의 제1 포트(미도시)와 두개의 휠 브레이크(30)(또는 휠 실린더)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압회로(40A)와, 마스터실린더(20)의 제2 포트(미도시)와 나머지 두개의 휠 브레이크(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압회로(40B)를 구비한다. 제1 유압회로 및 제2 유압회로(40A,40B)는 유압블럭(미도시)에 콤팩트하게 설치된다.
제1 유압회로 및 제2 유압회로(40A,40B)는 도 1에 도시한 바와 같이, 각각 두 개씩의 휠 브레이크(30) 측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 전자밸브들(41,42)(41,42)과, 휠 브레이크(30)측에서 빠져나온 오일 또는 마스터실린더(20)로부터 오일을 흡입하여 펌핑하는 펌프(44)와, 휠 브레이크(30)에서 빠져나오는 오일을 일시 저장하기 위한 저압어큐뮬레이터와, 펌프(44)로부터 펌핑되는 액압으로부터 압력 맥동을 저감시키기 위한 오리피스(46)와, TCS 모드시 마스터실린더(20)의 오일이 펌프(44)의 입구로 흡입되게 안내하는 보조유로(48a)를 포함하고 있다.
보조유로(48a)는 도 1에 도시한 바와 같이, 메인유로(47a)에서 분기되어 마스터실린더(20)의 오일 펌프(44)의 입구 측으로 흡입되게 안내하는 것으로, 여기에는 오일이 펌프(44) 입구로만 흐르도록 하는 셔틀밸브(48)가 설치되어 있다. 전기적으로 작동되는 셔틀밸브(48)는 보조유로(48a)의 중도에 설치되어 평상시 폐쇄되고 TCS 모드시 개방되게 작동한다.
다수 개의 전자밸브들(41,42)는 도 1에 도시한 바와 같이, 휠 브레이크(30)의 상류측 및 하류측과 연계되는데, 이것은 각 휠 브레이크(30)의 상류 측에 배치되며 평상시 개방된 상태로 유지되는 NO형 전자밸브(41)와 각 휠 브레이크(30)의 하류 측에 배치되며 평상시 폐쇄된 상태로 유지되는 NC형 전자밸브(42)로 구분된다. 이러한 전자밸브들(41,42)의 개폐작동은 각 휠 측에 배치된 휠 속도센서를 통해 차량속도를 감지하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)에 의해 제어되며, 감압 제동에 따라 NC형 전자밸브(42)가 개방되어 휠 브레이크(30) 측에서 빠져나온 오일은 저압어큐뮬레이터에 일시적으로 저장된다. 펌프(44)는 유압모터(49)에 의해 구동되어 저압어큐뮬레이터에 저장된 오일을 흡입하여 오리피스(46) 측으로 토출함으로써 액압을 휠 브레이크(30) 측 또는 마스터실린더(20) 측으로 전달한다.
또, 마스터실린더(20)와 펌프(44)의 출구를 연결하는 메인유로(47a)에는 도 1에 도시한 바와 같이, 트랙션 컨트롤 제어를 위한 NO형 전자밸브(41)가 설치된다. 이 NO형 전자밸브(41)는 평상시 개방된 상태를 유지하여, 브레이크 페달(10)을 통한 일반 제동시 마스터실린더(20)에서 형성된 제동 액압이 메인유로(47a)를 통해 휠 브레이크(30) 측으로 전달된다.
브레이크 부스터에는 브레이크 부스터의 진공압 및 대기압을 감지하는 압력센서가 설치되며, 전륜 좌우측 바퀴(FL, FR)와 후륜 좌우측 바퀴(RL, RR)에는 실제 제동 압력을 감지하는 휠 압력센서가 마련된다. 이 압력센서들은 전자제어유닛에 전기적으로 연결되어 제어된다.
한편, 댐퍼유닛(60)은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 펌프(44)의 토출구측과 오리피스(46) 사이에는 펌프(44)의 압력에 의한 맥동을 감쇄할 수 있도록 한다. 댐퍼유닛(60)은 유압블럭에 설치된 제1 유압회로 및 제2 유압회로(40A,40B)의 각 메인유로(47a)를 연통하여 마련된다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이 유압블럭에는 제1 및 제2 유압회로(40A,40B)의 각 메인유로(47a)를 연통해서 실린더(61)가 구비된다. 또 이 실린더(61)의 내부에는 펌프(44)에 의하여 발생하는 압력맥동을 감쇄시켜 유압회로 간 압력이 평형을 이루도록 제어하는 댐퍼(62)가 포함된다. 이 댐퍼(62)는 펌프(44)에서 발생하는 고압의 유압을 흡수할 수 있도록 탄성재질로 성형된다.
댐퍼유닛(60)에는 도 2에 도시한 바와 같이, 댐퍼(62)의 변위를 제한하도록 하는 변위제한부재(70a,70b)가 마련된다. 이 변위제한부재(70a,70b)는 변위제한부재(70a,70b)를 고정할 수 있도록 하는 고정용캡(82)에 결합된다. 이 고정용캡(82)은 유압블럭에 고정될 수 있도록 하는 지지부재(84)에 결합된다. 따라서 변위제한부재(70a,70b)는 유압블럭에 견고히 지지될 수 있다.
댐퍼(62)에는 도 2에 도시한 바와 같이, 변위제한부재(70a,70b)를 수용할 수 있도록 하는 댐핑홈(64a,64b)이 형성되어 있다. 변위제한부재(70a,70b)에는 끝이 뾰족하지 않은 변위제한돌기(72a,72b)가 형성되어 있다. 이 변위제한돌기(72a,72b)는 댐핑홈(64a,64b)에 수용된다.
따라서, 댐퍼유닛(60)은 댐퍼(62)가 실린더(61) 내에서 변위제한돌기(72a,72b)가 형성된 변위제한부재(70a,70b)에 의해서 변위가 제한되면서 왕복운동하면서 제1 및 제2 유압회로(40A,40B)의 압력 맥동을 모두 제어할 수 있기 때문에 설치 및 조립 측면에서 용이하며, 에너지 효율에 있어서도 우수하다.
이하 본 발명에 따른 유압 브레이크 시스템의 작동 및 작용효과를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저, 운전자는 자동차의 주행중이거나 정지상태에서 차량을 감속하거나 정지상태유지를 위해 브레이크 페달(10)을 밟게 된다. 이에 따라 브레이크 부스터에서 입력보다 증폭된 배력이 형성되고 이를 통해 마스터실린더(20)에서는 상당한 압력의 제동 유압이 발생된다. 이러한 제동 유압은 전자밸브들(41,42)를 통해 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 전달됨으로써, 제동작용이 이루어진다. 그리고 운전자가 브레이크 페달(10)에서 조금씩 또는 완전하게 발을 떼게 되며, 각 휠 브레이크(30) 내의 오일 압력은 전자밸브들(41,42)를 통해 다시 마스터실린더(20)로 복귀도어 제동력이 감소되거나 제동작용이 완전히 해제된다.
한편, 제동 동작 시 하나의 유압모터(49)에 의해 180도 위상차를 가지면서 구동되는 한 쌍의 펌프(44)로 인해 유압 브레이크 시스템에는 규칙적인 반정형파의 압력맥동이 발생되는 데, 이것은 댐퍼유닛(60)에 의해 감쇄된다.
즉, 펌프(44)의 토출구 측을 통해 빠져나가는 오일압력은 피스톤 및 스프링에 의해 단면적이 변환되는 댐퍼유닛(60)에 공급되어 양 유압회로 간 압력의 평형이 이루어지면서 대부분의 압력 맥동이 감쇄된다.
따라서, 규칙적인 반정형파의 압력 맥동은 댐퍼유닛(60)와 오리피스(46)를 통해 완전히 없어지게 되고, 균일한 오일압력은 마스터실린더(20)나 전자밸브들(41,42) 측으로 전달된다.
10: 브레이크 페달 20: 마스터실린더
30: 휠 브레이크 40A,40B: 제1 및 제2 유압회로
41,42: 전자밸브 44: 펌프
46: 오리피스 47a: 메인유로
48: 셔틀밸브 48a: 보조유로
49: 유압모터 60: 댐퍼유닛
61: 실린더 62: 댐퍼
64a,64b: 댐핑홈 70a,70b: 변위제한부재
72a,72b: 변위제한돌기 82: 고정용캡
84: 지지부재

Claims (3)

  1. 브레이크 페달의 작동에 따라 제동 유압을 형성하는 마스터실린더, 마스터실린더의 제동 유압을 전달받아 제동력을 발휘하도록 차량의 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 각각 마련되는 휠 브레이크와, 휠 브레이크의 입구측과 출구측에 각각 마련되어 제동 유압의 흐름을 제어하는 전자밸브와, 전자밸브가 작동되는 감압 제동 작용 시 휠 브레이크 측으로부터 토출된 오일이 일시 저장되는 저압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 저장된 오일을 가압시켜 휠 브레이크측 또는 마스터실린더 측으로 토출시키는 펌프와, 펌프의 토출구 측에 마련된 오리피스와, 마스터실린더의 제1포트와 두개의 휠브레이크를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압회로와, 마스터실린더의 제2 포트와 나머지 두 개의 휠 브레이크를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압회로를 구비하는 유압 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 펌프의 토출구 측과 오리피스 사이에는 상기 펌프로 인하여 발생하는 압력맥동을 감쇄시켜 유압회로 간 압력이 평형을 이루도록 제어하는 댐퍼유닛이 포함되며,
    상기 댐퍼유닛은 상기 제1 유압회로 및 제2 유압회로의 각 메인유로를 연통하여 마련되는 실린더와, 상기 실린더의 내부에서 왕복 가능하게 마련되는 탄성재질의 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼유닛에는 상기 댐퍼의 변위를 제한하도록 돌기가 형성된 변위제한부재와, 상기 변위제한부재를 고정하도록 하는 고정용캡과, 상기 고정용캡을 지지하도록 하는 지지부재를 포함하며,
    상기 댐퍼에는 상기 변위제한부재가 수용되면서 맥동을 완화하도록 하는 댐핑홈이 포함되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
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