KR101327945B1

KR101327945B1 - 하이브리드 제동장치

Info

Publication number: KR101327945B1
Application number: KR1020090117615A
Authority: KR
Inventors: 고창복; 김홍기; 배승협
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2013-11-13
Also published as: KR20110061080A; US20110126534A1; CN102126490A; DE102010053110A1; DE102010053110B4

Abstract

본 발명은 병렬 구조의 페달 시뮬레이터를 구비한 하이브리드 제동장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 하이브리드 제동장치는 브레이크 페달과 연결되는 입력축; 입력축에 연결되는 컨트롤 플런저가 내측에 구비되는 페달 시뮬레이터; 페달 시뮬레이터와 연통되며 내부에 제1 및 제2 피스톤이 수용되는 마스터 실린더; 페달 시뮬레이터와 마스터 실린더로 오일을 공급하는 오일공급부; 그리고, 페달 시뮬레이터와 연통되게 마련되며 브레이크 페달의 가압시 반력을 형성하는 부스팅부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 제동장치{Hybrid brake System}

본 발명은 하이브리드 제동장치에 관한 것으로, 특히 병렬 구조의 페달 시뮬레이터를 구비함으로써 브레이크 페달감을 향상시킬 수 있는 하이브리드 제동장치에 관한 것이다.

일반적으로, HAB(Hydraulic Active Booster)는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 페달 변위 센서로부터 브레이크 페달의 변위를 감지하여 차단밸브를 닫아 페달 시뮬레이터의 마스터 실린더와 휠과의 유로를 분리시키고, 압력센서의 압력신호에 따라 전자제어유닛(ECU, Electronic control unit)에서 휠 압력을 계산하여 각 휠의 압력을 독립적인 피드백 제어를 통하여 조절한다.

또, HAB의 고장시에는 차단밸브가 NO(Normally Open) 상태이므로 운전자에 의해서 발생한 마스터 실린더의 액압이 그대로 휠 실린더로 유입하여 시스템 고장시 최소한의 제동이 이루어질 수 있는 구조로 되어 있다.

이러한 HAB는 운전자가 브레이크 페달을 밟아 입력축의 움직임이 발생하면 ECU가 이를 감지하여 어큐뮬레이터에 저장된 유체를 마스터 실린더의 내부로 보내 마스터 실린더 내부에 압력을 형성하게 되는데, 회생 제동시 마스터 실린더의 압력 이 변화면 브레이크 페달에 그대로 힘이 전달되어 페달감(Pedal Feeling)에 악영향을 미치게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크 페달감을 높일 수 있는 병렬 구조의 페달 시뮬레이터를 구비한 하이브리드 제동장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 제동장치는 브레이크 페달과 연결되는 입력축; 상기 입력축에 연결되는 컨트롤 플런저가 내측에 구비되는 페달 시뮬레이터; 상기 페달 시뮬레이터와 연통되며 내부에 제1 및 제2 피스톤이 수용되는 마스터 실린더; 상기 페달 시뮬레이터와 상기 마스터 실린더로 오일을 공급하는 오일공급부; 그리고 상기 페달 시뮬레이터와 연통되게 마련되며 상기 브레이크 페달의 가압시 반력을 형성하는 부스팅부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 페달 시뮬레이터는 상기 컨트롤 플런저를 수용하기 위한 챔버가 형성되는 시뮬레이터 하우징을 포함하고, 상기 부스팅부는 상기 시뮬레이터 하우징의 하부에 병렬구조로 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부스팅부는 상기 페달 시뮬레이터와 연통되는 실린더와, 상기 실린더 내부에서 슬라이딩 가능하도록 마련되는 스프링 리테이너와, 상기 스프링 리 테이너에 의해 압축되는 압축 스프링과, 상기 압축 스프링을 지지하는 하우징캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시뮬레이터 하우징에는 상기 실린더 내부로 오일을 공급하기 위한 제1 오일 포트가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마스터 실린더에는 상기 제2 피스톤과 상기 마스터 실린더 내면 사이로 오일을 공급하기 위한 제2 오일 포트가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 피스톤은 상기 제2 오일 포트로부터 공급받는 오일에 의해 전방으로 이동하면서 상기 제1 피스톤을 이동하게 하는 부스터 피스톤인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 피스톤은 후단부에 내측으로 함몰된 함몰부를 형성하고, 상기 함몰부에 상기 컨트롤 플런저의 선단부가 삽입되며, 상기 함몰부와 상기 컨트롤 플런저의 사이에는 간극이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 제동장치는 병렬 구조의 페달 시뮬레이터에 의해 유압을 독립적으로 제어할 수 있고, 그에 따른 브레이크 페달감이 향상되는 효과가 있다

또, 페달 시뮬레이터가 하우징으로부터 별도로 설치되어 설계가 자유롭고 튜닝(tuning)이 용이한 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세 히 설명한다.

도 1 내지 도 2 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 제동장치(1)는 제동시 운전자에 의해 조작되는 브레이크 페달(10)과, 브레이크 페달(10)에 연결되는 입력축(11)과, 브레이크 페달(10)의 반력을 내주는 페달 시뮬레이터(20)와, 페달 시뮬레이터(20)에 연결되며 브레이크 페달(10)에 의해 제동압을 형성하여 휠브레이크(미도시)측으로 제동유압을 전달하기 위한 마스터 실린더(30)와, 오일을 저장하는 오일 리저버(40)와, 오일 리저버(40)의 오일을 마스터 실린더(30) 및 페달 시뮬레이터(20)로 공급하는 오일 공급부(50)를 포함한다.

입력축(11)은 브레이크 페달(10)과 연결되며, 후술하게 되는 컨트롤 플런저(21)의 후단에 삽입되어 컨트롤 플런저(21)가 시뮬레이션 하우징(20a)의 내측에서 축방향으로 이동 가능하게 마련된다.

마스터 실린더(30)는 내부에 오일을 저장할 수 있는 공간이 형성되는 실린더 하우징(31)을 구비하고, 실린더 하우징(31)의 상측에는 오일 리저버(40)가 결합된다.

실린더 하우징(31)의 일단면은 개구된 형태로 후술하게 되는 페달 시뮬레이터(20)와 결합하게 된다.

마스터 실린더(30)의 실린더 하우징(31)에는 컨트롤 플런저(21)가 삽입되는 제2 피스톤(33)과, 제2 피스톤(33)에 의해 슬라이딩 이동 가능하게 마련되는 제1 피스톤(32)과, 실린더 하우징(31)의 내벽과 제1 피스톤(32) 사이를 탄성 지지하는 탄성 스프링(34)이 구비된다.

또한, 마스터 실린더(30)의 상측에는 제2 피스톤(33)과 마스터 실린더(30)의 내면 사이의 제1 챔버(36)로 오일을 공급하기 위한 제2 오일 포트(35)가 형성된다.

제2 피스톤(33)은 컨트롤 플런저(21)의 선단부(21a)에 삽입되며 제2 피스톤(33)과 컨트롤 플런저(21)의 사이에는 실링부재(33b)가 설치된다.

제1 피스톤(32)의 일단부에는 내측으로 함몰되는 함몰부(32a)가 형성되고, 컨트롤 플런저(21)의 선단부(21a)와의 사이에는 간극(G)가 형성된다.

이러한 간극(G)에 의해, 정상 작동의 경우 브레이크 페달(10)과 연결된 입력축(11)에 의해 가해진 힘이 컨트롤 플런저(21) 및 제1 피스톤(32)에 기계적으로 전달되지 않게 된다.

즉, 회생 제동의 경우 제1 피스톤(32)이 후진하게 되어도 컨트롤 플런저(21)와 제1 피스톤(32)이 직접 맞닿지 않게 되므로, 브레이크 페달(10)의 페달감에 영향을 주지 않게 된다.

컨트롤 플런저(21)의 외측에는 제1 피스톤(32)과의 사이를 실링하기 위한 실링부재(33a)와, 시뮬레이션 하우징(20a)의 내측면과의 사이를 실링하기 위한 실링부재(21b)가 설치된다.

페달 시뮬레이터(20)는 실린더 하우징(31)의 개방된 단부에 결합되는 시뮬레이션 하우징(20a)을 포함하고, 시뮬레이션 하우징(20a)에는 컨트롤 플런저(21)가 슬라이딩 이동 가능하게 마련되는 제2 챔버(23)가 형성된다.

또, 시뮬레이션 하우징(20a)의 상측에는 오일 공급부(50)로부터 제2 챔버(23)로 오일을 공급하기 위한 제1 오일 포트(22)가 형성된다.

그리고, 시뮬레이션 하우징(20a)의 하부에는 병렬 구조의 부스팅부(25)가 마련된다.

부스팅부(25)는 병렬로 배치되는 일측의 제1 부스팅부(25a)와 타측의 제2 부스팅부(25b)를 포함하며, 각각의 제1 및 제2 부스팅부(25a,25b)에 의해 압력 공급이 독립적으로 이루어지므로 제동력의 독립 제어가 가능하다.

제1 부스팅부(25a)는 시뮬레이션 하우징(20a)의 제2 챔버(23)와 연통되는 실린더(25a')와, 실린더(25a') 내부에서 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 마련되는 스프링 리테이너(26)와, 스프링 리테이너(26)에 의해 압축되는 압축 스프링(27)과, 압축 스프링(27) 및 스프링 리테이너(26)를 지지하는 하우징 캡(28)을 포함한다.

실린더(25a')의 내측, 즉 실린더(25a')의 내측 상면과 스프링 리테이너(26)의 상단 사이의 공간에 제3 챔버(25")가 형성되며, 제1 오일 포트(22)를 통해 유입된 오일은 제2 챔버(23)를 지나 제3 챔버(25")로 공급된다.

오일 공급부(50)는 전자제어유닛(미도시)에 의해 제어되는 모터(M)와, 모터(M)에 의해 작동되는 펌프와, 펌프에 의해 생성되는 고압의 오일을 임시 저장하는 어큐뮬레이터를 포함한다.

모터(M)는 전자제어유닛(미도시)에 의해 제어되는데, 전자제어유닛은 페달변위센서(51)에 의한 브레이크 페달(10) 작동 감지에 따른 운전자의 제동 의지에 해당하는 압력을 모터(M)를 제어함으로써 조절하게 된다.

어큐뮬레이터의 출구측에는 어큐뮬레이터의 오일 압력을 측정하기 위한 압력센서(미도시)가 마련되어, 압력센서를 통해 측정된 오일 압력과 설정 압력을 비교 하여 측정이 낮은 경우 펌프를 구동하여 어큐뮬레이터를 충전한다.

그리고, 전자제어유닛은 어큐뮬레이터에서 충전된 오일을 운전자의 제동 의지에 상응하는 유압을 제1 및 제2 오일 포트(22,35)를 통해 제1 내지 제3 챔버(36,23,25b)로 이동시킨다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링 리테이너(26)는 정상 작동시, 오일 공급부(50)로부터 제1 오일 포트(22)를 통해 공급되는 오일에 의해 실리더(25') 내부에서 상하 방향으로 이동한다.

스프링 리테이너(26)는 원통형의 몸통(26')과, 몸통(26')의 상측에 마련된 플랜지부(26")와, 하단에 내측으로 함몰되게 형성된 가이드홈(26'")을 포함한다.

스프링 리테이너(26)의 상측에는 실린더(25')와의 사이에 실링부재(29)가 설치된다.

스프링 리테이너(26)의 몸통(26')은 실린더(25')의 내경 보다 작게 형성되며 플랜지부(26")는 실린더(25')의 내경에 대응되는 크기로 형성되어 압축 스프링(27)을 지지한다.

하우징캡(28)은 실린더(25')의 개구된 하단에 설치되며 실린더의 내경에 대응되는 직경의 지지부(28")와, 지지부(28") 중심에서 상측으로 돌출되게 형성되어 스프링 리테이너(26)의 가이드 홈(26'")에 삽입 결합되는 가이드(28')를 포함한다.

압축 스프링(27)은 실린더(25')의 후단에 설치되고 하우징 캡(28)의 지지부(28a')와 스프링 리테이너의 플랜지부(26a") 사이에 설치된다.

압축 스프링(27)의 스프링 상수, 작용 면적, 장착 하중 등은 가변 가능하다.

따라서, 시뮬레이션 하우징(20a)의 제1 오일포트(22)를 통해 공급되는 오일은 제2 챔버(23)를 지나 제3 챔버(25")로 유입되고, 제3 챔버(25")로 유입되는 오일에 의해 스프링 리테이너(26)가 하측 방향으로 이동하게 된다.

스프링 리테이너(26)의 이동에 의해 압축 스프링(27)이 압축하게 되면 압축 스프링(27)은 반력을 가지게 됨으로써 운전자는 브레이크 페달감(Pedal Feeling)을 느낄 수 있데 된다.

이때, 부스팅부(25)는 제1 부스팅부(25a)와 제2 부스팅부(25b)가 병렬 설치되어있으므로 각각의 독립 챔버로의 압력 공급이 가능하고, 제동력의 독립 제어가 가능하다.

제1 부스팅부(25a)와 제2 부스팅부(25b)의 구성 및 동작은 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 제동장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 제동장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 3은 도 2의 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 제동장치의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 하이브리드 제동장치 10 : 브레이크 페달

11 : 입력축 20 : 페달 시뮬레이터

25 : 부스팅부 30 : 마스터 실린더

40: 오일 리저버 50 : 오일 공급부

Claims

브레이크 페달과 연결되는 입력축;

상기 입력축에 연결되는 컨트롤 플런저가 내측에 구비되는 페달 시뮬레이터;

상기 페달 시뮬레이터와 연통되며 내부에 제1 및 제2 피스톤이 수용되는 마스터 실린더;

상기 페달 시뮬레이터와 상기 마스터 실린더로 오일을 공급하는 오일공급부; 및

상기 페달 시뮬레이터와 연통되게 마련되며 상기 브레이크 페달의 가압시 반력을 형성하는 부스팅부;를 포함하며,

상기 페달 시뮬레이터는 상기 컨트롤 플런저를 수용하기 위한 챔버가 형성되는 시뮬레이터 하우징을 갖추고,

상기 부스팅부는 각각 독립적으로 제어되는 제1 부스팅부와 제2 부스팅부로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 부스팅부는 상기 시뮬레이터 하우징의 하부에 병렬구조로 마련되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제동장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 부스팅부는 상기 페달 시뮬레이터와 연통되는 실린더와, 상기 실린더 내부에서 슬라이딩 가능하도록 마련되는 스프링 리테이너와, 상기 스프링 리테이너에 의해 압축되는 압축 스프링과, 상기 압축 스프링을 지지하는 하우징캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제동장치.
제1항에 있어서,

상기 시뮬레이터 하우징에는 상기 실린더 내부로 오일을 공급하기 위한 제1 오일 포트가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제동장치.
제1항에 있어서,

상기 마스터 실린더에는 상기 제2 피스톤과 상기 마스터 실린더 내면 사이로 오일을 공급하기 위한 제2 오일 포트가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제동장치.
제5항에 있어서,

상기 제2 피스톤은 상기 제2 오일 포트로부터 공급받는 오일에 의해 전방으로 이동하면서 상기 제1 피스톤을 이동하게 하는 부스터 피스톤인 것을 특징으로 하는 하이브리드 제동장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 피스톤은 후단부에 내측으로 함몰된 함몰부를 형성하고,

상기 함몰부에 상기 컨트롤 플런저의 선단부가 삽입되며,

상기 함몰부와 상기 컨트롤 플런저의 사이에는 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제동장치.