KR101556091B1 - 유압 브레이크 시스템 - Google Patents

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Abstract

유압 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 펌프의 구동에 의해 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 고압어큐뮬레이터를 구비하는 브레이크 시스템에 있어서, 상기 고압어큐뮬레이터는, 브레이크 오일이 유입되는 인포트 및 브레이크 오일이 배출되는 아웃포트와 연통하는 보어에 마련되어 상기 인포트와 아웃포트를 연결하는 우회유로가 형성된 댐핑부재를 구비하는 유압 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

Description

유압 브레이크 시스템{Hydraulic brake system}
본 발명은 유압 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 유압 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 유압 브레이크 시스템은 차량의 브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위하여 모듈레이터블록에 다수의 솔레노이드밸브와, 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터 및 고압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 저장된 오일을 펌핑하기 위해 저압어큐뮬레이터와 고압어큐뮬레이터 사이에 배치된 펌프 및 펌프를 구동하기 위한 모터를 설치하고, 이를 전기적으로 작동하는 구성요소를 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU)를 포함한다.
이와 같은 유압 브레이크 시스템은 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 액압이 고압으로 형성됨에 따라 발생하는 압력맥동을 저감시키기 위해 소정의 댐핑공간을 갖는 고압어큐뮬레이터를 마련하고, 고압어큐뮬레이터를 통하여 배출되는 아웃포트에 오리피스를 마련하는 구조를 채택하여 사용되고 있다. 이때, 압력맥동 저감효과를 극대화 시키기 위하여 고압어큐뮬레이터로 유입되는 인포트와 고압어큐뮬레이터로부터 배출되는 아웃포트를 서로 최대한 이격된 위치에 형성하여야 한다. 이러한 고압어큐뮬레이터를 구비하는 유압 브레이크 시스템은 공개특허공보 제10-2003-0006155호에 개시되어 있다.
그러나, 제동유압의 제어를 위해 모듈레이터블록에 형성되는 복수의 유로는 모듈레이터블록 내에 마련되는 복수의 솔레노이드밸브와, 펌프, 저압 및 고압어큐뮬레이터 등을 연결하도록 이루어져야 함으로 유로의 구조가 복잡하게 형성됨에 따라, 고압어큐뮬레이터와 연결되는 인포트와 아웃포트를 임의적으로 이격시켜 형성시키는데 유로 설계 및 공정상 어려움이 있음은 물론, 제조 원가가 증가하는 문제점이 있다.
또한, 고압어큐뮬레이터와 연결되는 인포트와 아웃포트를 동일선상에 위치시키는 경우 제조가 용이하다는 장점은 있으나, 인포트와 아웃포트가 근접하여 압력맥동 저감 성능이 저하되는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2003-0006155호 (주식회사 만도) 2003. 01. 23.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템은 제조가 용이하도록 인포트와 아웃포트를 동일선상에 위치시키며 고압어큐뮬레이터 내에 우회유로를 마련하여 압력맥동을 효과적으로 저감시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 펌프의 구동에 의해 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 고압어큐뮬레이터를 구비하는 브레이크 시스템에 있어서, 상기 고압어큐뮬레이터는, 브레이크 오일이 유입되는 인포트 및 브레이크 오일이 배출되는 아웃포트와 연통하는 보어에 마련되어 상기 인포트와 아웃포트를 연결하는 우회유로가 형성된 댐핑부재를 구비하는 유압 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 우회유로는 상기 인포트 및 아웃포트와 연통하도록 상기 댐핑부재의 외주면에 형성된 홈에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 홈은 댐핑부재의 길이방향으로 형성되되, 외주면을 따라 일정간격 이격되어 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 댐핑부재는 하단부가 상기 보어의 바닥면과 일정간격 이격되도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 댐핑부재의 내구성이 향상되도록 상기 댐핑부재에 설치되는 보강부재를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 보강부재는, 상기 댐핑부재의 중심에 형성된 중공부에 끼워지는 삽입부; 및 상기 댐핑부재로부터 이탈되지 않도록 상기 삽입부의 일단이 연장 절곡되어 상기 댐핑부재의 일단에 접촉되는 지지부;를 구비할 수 있다.
또한, 상기 댐핑부재와 압입결합되며 상기 보어를 폐쇄시키는 마개부재를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 마개부재의 내측에는 결합홈이 형성되고, 상기 댐핑부재에는 상기 결합홈과 형합하는 돌출부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 댐핑부재는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 인포트와 아웃포트는 상기 보어를 기준으로 서로 대향하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템은 고압어큐뮬레이터와 연결되는 인포트와 아웃포트를 동일선상에 위치하도록 마련함으로써 모듈레이터블록 내에 유로를 형성하는 제조의 용이성을 확보함은 물론, 고압어큐뮬레이터에 우회유로를 형성하여 압력맥동을 효과적으로 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 유압 회로도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 고압어큐뮬레이터가 모듈레이터블록에 조립되는 상태를 나타내는 조립 사시도이다.
도 3은 도 2의 조립 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 고압어큐뮬레이터를 통해 압력맥동이 감쇠되는 브레이크 오일의 흐름을 나타내는 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 유압 회로도이다.
도 1을 참조하면, 유압 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크 페달(10)과, 이 브레이크 페달(10)의 답력에 의해 진공압과 대기압 간의 압력차를 이용해 답력을 배가시키는 브레이크 부스터(11)와, 이 브레이크 부스터(11)에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더(20)와, 이 마스터실린더(20)의 제1 포트(21)와 두 개의 차륜(FR, RL)에 마련된 휠 실린더(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압서킷(40A)과, 마스터실린더(20)의 제2 포트(22)와 나머지 두 개의 차륜(FL, RR)에 마련된 휠 실린더(30)로 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압서킷(40B)을 구비한다. 제1 유압서킷(40A) 및 제 2 유압서킷(40B)은 모듈레이터블록(40)에 콤팩트하게 설치된다.
제1 유압서킷(40A) 및 제2 유압서킷(40B)은 각각 두 개씩의 휠 실린더(30)측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 솔레노이드밸브들(41, 42)과, 모터(45)의 구동에 의해 휠 실린더(30)측에서 빠져나온 브레이크 오일 또는 마스터실린더(20)로부터 브레이크 오일을 흡입하여 펌핑하는 펌프(44)와, 휠 실린더(30)로부터 빠져나오는 브레이크 오일을 일시 저장하기 위한 저압어큐뮬레이터(43)와, 펌프(44)의 토출구와 마스터실린더(20)를 연결하는 메인유로(47a)와, 마스터실린더(20)의 브레이크 오일이 펌프(44)의 입구로 흡입되게 안내하는 보조유로(48a), 및 다수의 솔레노이드밸브(41, 42)와 모터(45)의 구동을 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU;미도시)을 포함한다.
이때, 도시된 바와 같이, 솔레노이드밸브(41, 42), 저압어큐뮬레이터(43), 펌프(44), 메인유로(47a) 및 보조유로(48a)는 제1 및 제2 유압서킷(40A, 40B)에 각각 마련된다.
보다 구체적으로, 다수 개의 솔레노이드밸브(41, 42)는 휠 실린더(30)의 상류측 및 하류측과 연계되는데, 이것은 각 휠 실린더(30)의 상류 측에 배치되며 평상시 개방된 상태로 유지되는 노멀 오픈형 솔레노이드밸브(41)와, 각 휠 실린더(30)의 하류 측에 배치되며 평상시 폐쇄된 상태로 유지되는 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)로 구별된다. 이러한 솔레노이드밸브(41, 42)의 개폐작동은 전자제어유닛(미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 감압 제동에 따라 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)가 개방되어 휠 실린더(30)측에서 빠져나온 브레이크 오일은 저압어큐뮬레이터(43)에 일시적으로 저장된다.
펌프(44)는 모터(45)에 의해 구동되어 저압어큐뮬레이터(43)에 저장된 브레이크 오일을 흡입하여 토출함으로써 액압을 휠 실린더(30)측 또는 마스터실린더(20) 측으로 전달한다.
또한, 마스터실린더(20)와 펌프(44)의 토출구를 연결하는 메인유로(47a)에는 트랙션 콘트롤 제어(TCS)를 위한 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(47, 이하 TC밸브)가 설치된다. 이 TC밸브(47)는 평상시 개방된 상태를 유지하여, 브레이크 페달(10)을 통한 일반 제동시 마스터실린더(20)에서 형성된 제동 액압이 메인유로(47a)를 통해 휠 실린더(30) 측으로 전달되도록 한다.
또한, 보조유로(48a)는 메인유로(47a)에서 분기되어 마스터실린더(20)의 브레이크 오일을 펌프(44)의 입구 측으로 흡입되게 안내하는 것으로, 여기에는 브레이크 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.
한편, 미설명된 참조부호 '49'는 브레이크 오일의 역방향 흐름을 방지하기 위하여 적정한 유로의 위치에 설치되는 체크밸브이고, 참조부호 '50'은 TC밸브(47)와 셔틀밸브(48)로 전달되는 제동 압력을 감지하는 압력센서이며, 참조부호 '51'은 오리피스이다.
상기와 같은 유압 브레이크 시스템은 제동시 모터(45)의 작동에 따라 펌프(44)로부터 펌핑되는 액압으로부터 압력맥동이 발생하는데, 이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력맥동을 감소시키기 위하여 각 유압서킷(40A, 40B)의 펌프(44) 토출단과 연결된 고압어큐뮬레이터(100)를 제공한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 고압어큐뮬레이터가 모듈레이터블록에 조립되는 상태를 나타내는 조립 사시도이고, 도 3은 도 2의 조립 사시도이며, 도 4는 상기 유압 브레이크 시스템에 마련된 고압어큐뮬레이터를 통해 압력맥동이 감쇠되는 브레이크 오일의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고압어큐뮬레이터(100)는 펌프(도 1의 '44' 참조)로부터 토출되는 브레이크 오일이 유입되는 인포트(102) 및 브레이크 오일이 배출되는 아웃포트(103)와 연통하는 보어(101)에 마련된다. 이때, 고압어큐뮬레이터(100)는 메인유로(도 1의 '47a' 참조)상에 마련된 것으로서, 인포트(102)는 펌프(44)의 토출단과 연결되는 메인유로(47a)와 연결되고, 아웃포트(103)는 마스터실린더(20)와 연결되는 메인유로(47a)와 연결된다. 또한, 인포트(102)와 아웃포트(103)는 보어(101)를 기준으로 서로 대향하도록 형성된다. 보다 구체적으로, 고압어큐뮬레이터(100)는 일측이 개방된 보어(101)의 개방부를 폐쇄하는 마개부재(110)와, 상기 보어(101)에 마련된 댐핑부재(120)를 구비한다.
마개부재(110)는 댐핑부재(120)와 결합되어 보어(101)의 개방된 일단을 폐쇄하도록 설치된다. 이 마개부재(110)의 내측에는 댐핑부재(120)와의 결합을 위한 결합홈(111)이 형성된다. 상기 결합홈(111)에 의해 마개부재(110)와 댐핑부재(120)가 압입 결합되는 구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
댐핑부재(120)는 중심이 중공된 원통형상을 갖추어 보어(101)에 마련되며, 외주면에 인포트(102)와 아웃포트(103)를 연결하는 우회유로가 형성된다. 이러한 우회유로는 댐핑부재(120)의 외주면에 형성된 홈(122)에 의해 형성된다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 홈(122)은 댐핑부재(120)의 길이방향으로 외주면을 따라 일정간격 이격되어 복수개 형성된다. 이 복수의 홈(122)은 댐핑부재(120)를 보어(101)에 설치시 인포트(102) 및 아웃포트(103)와 각각 대응되는 위치에 마련될 수 있다면 그 개수는 선택적으로 증감될 수 있다. 또한, 보어(101)로 유입되는 브레이크 오일이 홈(122)을 통하여 배출되도록 댐핑부재(120)는 하단부가 보어(101)의 바닥면과 일정간격 이격되도록 설치된다. 즉, 인포트(102) 및 아웃포트(103)와 각각 연결되는 홈(122)은 댐핑부재(120)와 보어(101)의 바닥면 사이에 형성된 소정 공간을 통해 연결되어 우회유로가 형성됨에 따라 브레이크 오일의 흐름을 안내하며, 펌프(44)로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇄시키게 된다.
이러한 댐핑부재(120)는 고압의 브레이크 오일이 유입시 완충작용을 수행하도록 탄성변형 가능한 고무재질로 이루어질 수 있다. 이에, 댐핑부재(120)의 내구성이 향상되도록 댐핑부재(120)에 설치되는 보강부재(130)를 더 구비한다.
보강부재(130)는 댐핑부재(120)의 중공부(123)에 삽입되는 삽입부(133)와, 삽입부(133)로부터 반경방향으로 연장 절곡되어 형성된 지지부(131)를 구비한다. 삽입부(133)는 압력맥동 감쇠를 위한 댐핑공간을 갖도록 길이방향으로 관통공이 형성된다. 이러한 삽입부(133)의 직경은 중공부(123)의 내경과 대응되는 직경을 가지며 댐핑부재(120)에 밀착결합된다. 또한, 지지부(131)는 댐핑부재(120)의 일단 즉, 상면과 접촉되도록 마련되어 보강부재(130)가 댐핑부재(120)로부터 이탈되지 않도록 한다. 이때, 댐핑부재(120)의 상측에는 마개부재(110)와의 결합을 위한 후술할 돌출부(121)가 형성되며, 지지부(131)는 상기 돌출부(121)의 상면과 접하도록 마련되어 돌출부(121)와 함께 마개부재(110)와 결합된다. 이러한 보강부재(130)는 소정 강성을 갖는 스틸(steel)재질로 이루어지며 일체로 형성된다.
상기와 같은 댐핑부재(120)는 전술한 바와 같이, 마개부재(110)에 압입결합되어 보어(101)에 설치된다. 마개부재(110)와 댐핑부재(120)의 결합구조로서, 상기 마개부재(110)의 내측에 형성된 결합홈(111)에 압입 결합되도록 댐핑부재(120)에 결합홈(111)과 형합하는 돌출부(121)가 형성된다. 비록 도시되지는 않았으나, 댐핑부재(120)와 마개부재(110)를 결합시키는 구조의 대안으로서, 마개부재(110)의 하단부에 돌출부를 형성하고, 이에 대응하는 위치의 댐핑부재(120)에 결합홈을 형성하여 결합시킬 수도 있다.
그러면, 상기와 같은 고압어큐뮬레이터(100)에 의해 압력맥동이 감쇠되는 상태에 대하여 설명하기로 한다.
펌프(44)의 펌핑에 의해 고압으로 토출되는 브레이크 오일은 인포트(102)를 통해 고압어큐뮬레이터(100)로 전달된다. 인포트(102)를 통해 유입되는 브레이크 오일은 댐핑부재(120)에 형성된 홈(122) 즉, 우회유로를 따라 이동하며 압력맥동이 감쇠되어 아웃포트(103)로 배출된다. 이때, 브레이크 오일의 액압은 우회유로에 의해 압력맥동이 감쇠됨은 물론, 고무재질로 이루어진 댐핑부재(120)에 의해 충격이 완충되어 압력맥동을 더욱 저감시킬 수 있게 된다. 또한, 댐핑부재(120) 내에 댐핑공간이 마련됨에 따라, 본 실시예에 따른 고압어큐뮬레이터는 맥동 저감 효과를 극대화 시킬 수 있는 장점을 갖는다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
40 : 모듈레이터블록 100 : 고압어큐뮬레이터
102 : 인포트 103 : 아웃포트
110 : 마개부재 120 : 댐핑부재
122 : 홈 130 : 보강부재

Claims (10)

  1. 펌프의 구동에 의해 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 고압어큐뮬레이터를 구비하는 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 고압어큐뮬레이터는,
    브레이크 오일이 유입되는 인포트 및 브레이크 오일이 배출되는 아웃포트와 연통하는 보어에 마련되어 상기 인포트와 아웃포트를 연결하는 우회유로가 형성된 댐핑부재; 및
    상기 댐핑부재의 내구성이 향상되도록 상기 댐핑부재에 설치되는 보강부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 우회유로는 상기 인포트 및 아웃포트와 연통하도록 상기 댐핑부재의 외주면에 형성된 홈에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홈은 댐핑부재의 길이방향으로 형성되되, 외주면을 따라 일정간격 이격되어 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부재는 하단부가 상기 보어의 바닥면과 일정간격 이격되도록 설치된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는,
    상기 댐핑부재의 중심에 형성된 중공부에 끼워지는 삽입부; 및
    상기 댐핑부재로부터 이탈되지 않도록 상기 삽입부의 일단이 연장 절곡되어 상기 댐핑부재의 일단에 접촉되는 지지부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부재와 압입결합되며 상기 보어를 폐쇄시키는 마개부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 마개부재의 내측에는 결합홈이 형성되고, 상기 댐핑부재에는 상기 결합홈과 형합하는 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부재는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인포트와 아웃포트는 상기 보어를 기준으로 서로 대향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
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