KR101567842B1 - 차량용 제동장치 - Google Patents

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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 제동장치에 관한 것으로, 오일 압력을 증폭시키는 마스터실린더부와, 마스터실린더부를 구동시키는 페달부와, 마스터실린더부에서 생성된 유압을 휠실린더부로 안내하는 유압안내부와, 유압안내부에 오일을 공급하는 전동모터펌프부와, 전동모터펌프부에 오일을 공급하는 보조공급부를 포함하여, 제동성을 개선할 수 있다.

Description

차량용 제동장치{BRAKE DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 제동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 긴급 제동시 시스템에 추가적인 오일을 공급함으로써, 제동 성능을 개선하는 차량용 제동장치에 관한 것이다.
일반적으로 제동장치는 차량의 속도를 감속하거나 정지시키는 장치이다. 통상적으로 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 마스터실린더에서 유압이 증폭되어 각 바퀴에 제동력을 제공하는 휠실린더에 오일이 공급된다. 그 외, 페달의 가압이 감지됨에 따라 모터펌프가 구동되면, 유압이 증폭되어 휠실린더에 도달될 수 있다.
최근에는 자동 긴급 제동(AEB;autonomous emergency braking) 기능이 차량에 구현되어 차량의 안정성을 향상시키고 있다. 자동 긴급 제동이란, 차량이 각종 센서를 통해 주변 상황을 인지하여 제동을 실시하는 것을 의미한다. 자동 긴급 제동 기능이 수행되면, 모터펌프가 브레이크 오일을 강제 흡입하여 증폭된 유압을 휠실린더에 공급한다. 이때, 모터펌프가 구동되면, 저장부에 저장되어 있는 브레이크 오일이 마스터실린더와 브레이크 배관을 통해 모터펌프에 강제 유입된다.
종래에는 모터펌프에 의해 유압이 증폭되지만, 긴급 제동 초기에 공급되는 오일의 유로 형상 및 길이와 온도별 점성 영향으로 인해 모터펌프에 오일이 원활하게 공급되지 못하는 문제점이 있다. 이와 같이 모터펌프에 오일이 원활하게 공급되지 못하면, 휠실린더에 만족할 수준의 유압이 공급되지 못하여 제동 성능이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2011-0065845호(2011.06.16 공개, 발명의 명칭 : 차량의 제동 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 긴급 제동시 신속하게 오일이 공급되어 제동성을 개선하는 차량용 제동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 제동장치는: 오일 압력을 증폭시키는 마스터실린더부; 상기 마스터실린더부를 구동시키는 페달부; 상기 마스터실린더부에서 생성된 유압을 휠실린더부로 안내하는 유압안내부; 상기 유압안내부에 오일을 공급하는 전동모터펌프부; 및 상기 전동모터펌프부에 오일을 공급하는 보조공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조공급부는: 오일이 저장되는 저장실과, 상기 저장실에 연통되어 오일이 출입되는 출입홀부가 형성되는 하우징부; 상기 하우징부에 형성되고, 상기 저장실에 고정 배치되는 안착부; 상기 저장실의 부피를 조절하는 피스톤부; 상기 저장실에 배치되어 상기 피스톤부를 탄성 지지하는 복원부; 상기 피스톤부에 연결되는 로드부; 및 상기 하우징부에 장착되어 상기 로드부를 감싸도록 배치되고, 전원이 인가됨에 따라 전자기장이 생성되어 상기 로드부를 상기 피스톤부 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 피스톤부는: 상기 로드부와 결합되는 연결체; 상기 연결체의 가장자리에서 상기 안착부 방향으로 돌출되는 돌기체; 및 상기 돌기체에 형성되는 돌기홈부에 삽입되고, 상기 하우징부의 내측면에 밀착되어 누유을 차단하는 실링체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 제동장치는: 차량 주변 환경을 감지하는 센서부; 및 상기 센서부의 감지신호를 수신하여 상기 전동모터펌프부와 상기 보조공급부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 전동모터펌프부의 초기 구동시 상기 보조공급부를 구동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 보조공급부는 상기 전동모터펌프부에 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 제동장치는 보조공급부가 전동모터펌프부에 오일을 추가로 공급하여, 제동성을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 제동장치는 센서부가 차량 위험을 감지하면 제어부가 전동모터펌프부와 보조공급부를 구동시켜 자동으로 차량의 제동을 유도할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 제동장치는 전동모터펌프부의 초기 구동시 보조공급부가 구동되어 오일을 공급함으로써, 초기 제동성을 높이고, 응답성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 일반 제동시 오일의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 긴급 제동시 오일의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 보조공급부에 전원이 인가되지 않은 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 보조공급부에 전원이 인가된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 전동모터펌프부에 보조공급부가 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치와 보조공급부가 제외된 차량용 제동장치간의 유압을 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 제동장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(1)는 마스터실린더부(10)와, 페달부(20)와, 유압안내부(30)와, 전동모터펌프부(40)와, 보조공급부(50)를 포함한다.
마스터실린더부(10)는 차체에 장착되고, 페달부(20)는 마스터실린더부(20)를 구동시킨다. 일 예로, 페달부(20)는 운전석의 하부에 위치되어 운전자가 발로 밟을 수 있다. 페달부(20)가 마스터실린더부(10)를 가압하면, 마스터실린더부(10)에 내장된 오일 압력이 증폭될 수 있다.
유압안내부(30)는 마스터실린더부(10)에서 생성된 유압을 휠실린더부(60)로 안내한다. 일 예로, 차량에는 4개의 바퀴(70)가 포함되고, 유압안내부(30)는 각각의 바퀴(70)에 대한 제동을 실시하는 휠실린더부(60)로 유압을 공급할 수 있다. 본 실시예에서, 유압안내부(30)는 오일을 안내하는 오일관(31)과, 오일관(31)을 개폐하는 복수개의 오일밸브(32)를 포함할 수 있다.
전동모터펌프부(40)는 유압안내부(30)에 오일을 공급하고, 유압안내부(30)로 공급된 오일은 휠실린더부(60)에 도달되어 바퀴(70)에 대한 제동이 이루어진다. 일 예로, 전동모터펌프부(40)는 오일관(31)과 연결될 수 있다. 한편, 일반 제동시 페달부(20)가 조작되면, 전동모터펌프부(40)를 통해 공급되는 오일이 휠실린더부(60)에 도달된다. 그리고, 밸브 작동이 불가능한 오류 제동시 페달부(20)가 조작되면, 마스터실린더부(10)에서 공급되는 오일이 휠실린더부(60)에 도달된다.
보조공급부(50)는 전동모터펌프부(40)에 오일을 공급한다. 보조공급부(50)를 통해 전동모터펌프부(40)에 오일이 공급되면, 전동모터펌프부(40)를 통해 배출되는 오일의 압력 증폭비가 증대될 수 있다. 그리고, 휠실린더부(60)에 신속한 오일 공급이 가능하여, 제동 응답성이 개선될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 일반 제동시 오일의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 긴급 제동시 오일의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 일반 제동시에는 전동모터펌프부(40)가 구동됨에 따라 휠실린더부(60)에 오일이 공급되고, 긴급 제동시에는 보조공급부(50)가 전동모터펌프부(40)에 오일을 공급하여, 전동모터펌프부(40)에서 생성되는 오일의 압력이 증압된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(1)는 센서부(80)와 제어부(90)를 더 포함할 수 있다. 센서부(80)는 차량 주변 환경을 감지하고, 제어부(90)는 센서부(80)의 감지신호를 수신하여 전동모터펌프부(40)와 보조공급부(50)를 제어한다.
일 예로, 센서부(80)는 차량 주변 물체를 감지하여 제어부(90)에 감지신호를 전송한다. 제어부(90)는 운전자에 대한 페달부(20)의 가압이 실시되지 않더라도, 수신된 감지신호를 바탕으로 전동모터펌프부(40)와 보조공급부(50)를 구동시켜 휠실린더부(60)에 오일을 공급할 수 있다. 이와 같이 운전자가 인지하지 못하는 상황에서 제어부(90)가 단독으로 제동을 실시하는 경우가 긴급 제동에 해당될 수 있다.
제어부(90)는 전동모터펌프부(40)의 초기 구동시 보조공급부(50)를 구동시킬 수 있다. 일 예로, 긴급 제동시에 전동모터펌프부(40)와 보조공급부(50)가 동시에 구동되면, 전동모터펌프부(40)에 충분한 양의 오일의 공급되어 전동모터펌프부(40)의 오일 증압 성능이 개선될 수 있다. 전동모터펌프부(40)의 오일 증압 성능이 개선되면, 휠실린더부(60)로 충분한 양의 오일이 공급되어 긴급 제동 초기 제동력이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 보조공급부에 전원이 인가되지 않은 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 보조공급부에 전원이 인가된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보조공급부(50)는 하우징부(51)와, 안착부(52)와, 피스톤부(53)와, 복원부(54)와, 로드부(55)와, 구동부(56)를 포함한다.
하우징부(51)에는 오일이 저장되는 저장실(511)이 형성된다. 그리고, 하우징부(51)에는 저장실(511)과 연통되어 오일이 출입되는 출입홀부(512)가 형성된다. 일 예로, 하우징부(51)는 차체에 고정 설치되고 내부가 중공된 원통 형상을 할 수 있다.
안착부(52)는 하우징부(51)에 형성되고, 저장실(511)에 고정 배치된다. 본 실시예에서, 안착부(52)는 저장실(511)을 폐쇄하는 원판 형상의 폐쇄판(521)과, 폐쇄판(521)의 가장자리에서 돌출되어 저장실(521) 내벽에 밀착되는 폐쇄돌기(522)를 포함할 수 있다.
피스톤부(53)는 저장실(511)에 이동 가능하도록 배치되어 저장실(511)의 부피를 조절한다. 일 예로, 피스톤부(53)는 안착부(52)와 마주보도록 배치되고, 피스톤부(53)와 안착부(52) 사이에 형성되는 공간에 오일이 저장될 수 있다.
복원부(54)는 저장실(511)에 배치되어 피스톤부(53)를 탄성 지지한다. 일 예로, 복원부(54)는 코일 스프링 형상을 하고, 피스톤부(53)와 안착부(52) 사이에 배치되어 이들을 지지할 수 있다.
로드부(55)는 피스톤부(53)에 연결되고, 구동부(56)는 하우징부(51)에 장착되어 로드부(55)를 감싸도록 배치된다. 구동부(56)는 제어부(90)의 제어로 전원이 인가됨에 따라 전자기장이 생성되어 로드부(55)를 피스톤부(53) 방향으로 이동시킬 수 있다. 그 외, 구동부(56)는 로드부(55)의 반응시간을 단축할 수 있는 다양한 부품이 채택 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤부(53)는 연결체(531)와, 돌기체(532)와, 실링체(533)를 포함한다. 연결체(531)는 로드부(55)의 단부에 결합되고 저장실(511)을 폐쇄하도록 원판 형상을 할 수 있다. 연결체(531)는 폐쇄판(521)과 마주보도록 배치될 수 있다. 돌기체(532)는 연결체(531)의 가장자리에서 안착부(52) 방향으로 돌출된다. 실링체(533)는 돌기체(532)에 형성되는 돌기홈부(534)에 삽입되고, 하우징부(51)의 내측면 즉, 저장실(511)을 형성하는 벽면에 밀착되어 누유을 차단한다.
구동부(56) 구동시 돌기체(532)가 안착부(52)와 접촉될 때까지 이동될 수 있다. 즉, 돌기체(532)는 안착부(52)와 접촉되어 이동이 제한된다. 한편, 돌기체(532)를 포함하는 피스톤부(53)가 이동되어 줄어든 저장실(511)의 부피만큼 오일이 하우징부(51)에서 배출된다. 따라서, 돌기체(523)의 설계된 돌출 길이에 따라 오일 배출량을 조절함으로써, 전동모터펌프부(40)의 필요 이상 또는 필요 이하의 오일이 공급되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 전동모터펌프부에 보조공급부가 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보조공급부(50)는 전동모터펌프부(40)에 장착된다. 일 예로, 한 쌍의 보조공급부(50)는 전동모터펌프부(40)에 설치되어 일체화된 모듈을 형성할 수 있다. 이때, 보조공급부(50)에서 배출되는 오일은 전동모터펌프부(40)의 내부유로를 통해 전동모터펌프부(40)의 펌프로 공급되므로, 오일이 이동되는 유로 길이가 줄어들어 저항 손실을 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치와 보조공급부가 제외된 차량용 제동장치간의 유압을 비교한 그래프이다. 도 6과 도 7을 참조하면, 전동모터펌프부(40)에 보조공급부(50)가 포함되지 않는 경우(도 7a 참조), 제어부(90)의 제어 신호 발생 후 유압이 증폭되기까지의 제1지연시간(a1) 후 제1유압(P1)이 상승한다. 그리고, 전동모터펌프부(40)에 보조공급부(50)가 포함되는 경우(도 7b 참조), 제어부(90)의 제어 신호 발생 후 유압이 증폭되기까지의 제2지연시간(a2) 후 제2유압(P2)이 상승한다. 이때, 제1지연시간(a1) 보다 제2지연시간(a2)의 길이가 더 짧고, 제1유압(P1) 보다 제2유압(P2)의 상승 속도가 더 빠르다. 그러므로, 전동모터펌프부(40)에 보조공급부(50)가 포함될 때, 보다 신속한 유압 증폭이 이루어져 제동 응답성이 개선됨을 알 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
일반 제동 상태에서, 운전자가 페달부(20)를 가압하면 전동모터펌프부(40)가 구동되고, 전동모터펌프부(40)에서 증압된 오일이 유압안내부(30)를 통해 휠실린더부(60)에 도달된다(도 2 참조). 이때, 보조공급부(50)에 전원이 인가되지 않아 안착부(52)와 피스톤부(53)는 이격된 상태를 유지한다(도 4 참조).
센서부(80)가 주변 위험을 감지하여 제어부(90)에 전송하면, 제어부(90)의 제어로 전동모터펌프부(40)가 구동되어 오일 압력을 증폭시킨다. 또한, 제어부(90)의 보조공급부(50)가 전동모터펌프부(40)에 오일을 공급한다(도 3 참조).
즉, 제어부(90)의 제어로 구동부(56)에 전원이 인가되면, 로드부(55)가 피스톤부(53)를 안착부(52) 방향으로 이동시킨다. 이때, 피스톤부(53)를 탄성 지지하는 복원부(54)는 수축되고, 추후 구동부(56)에 대한 전원 인가가 해제될 때 피스톤부(53)에 복원력을 제공한다. 피스톤부(53)가 이동되어 저장실(511)의 부피가 줄어들면, 저장실(511)의 줄어든 부피와 상응하는 양의 오일이 전동모터펌프부(40)에 공급된다(도 5 참조).
보조공급부(50)가 전동모터펌프부(40)에 추가 오일을 공급하면, 전동모터펌프부(40)에서 오일 증압 성능이 개선되어 휠실린더부(60)에 원활한 오일을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(1)는 보조공급부(50)가 전동모터펌프부(40)에 오일을 추가로 공급하여, 제동성을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(1)는 센서부(80)가 차량 위험을 감지하면 제어부(90)가 전동모터펌프부(40)와 보조공급부(50)를 구동시켜 자동으로 차량의 제동을 유도할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(1)는 전동모터펌프부(40)의 초기 구동시 보조공급부(50)가 구동되어 오일을 공급함으로써, 초기 차량의 제동 응답성을 개선할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 마스터실린더부 20 : 페달부
30 : 유압안내부 31 : 오일관
40 : 전동모터펌프부 50 : 보조공급부
51 : 하우징부 52 : 안착부
53 : 피스톤부 54 : 복원부
55 : 로드부 56 : 구동부
60 : 휠실린더부 70 : 바퀴
80 : 센서부 90 : 제어부
511 : 저장실 512 : 출입홀부
521 : 폐쇄판 522 : 폐쇄돌기
531 : 연결체 532 : 돌기체
533 : 실링체 534 : 돌기홈부

Claims (6)

  1. 오일 압력을 증폭시키는 마스터실린더부;
    상기 마스터실린더부를 구동시키는 페달부;
    상기 마스터실린더부에서 생성된 유압을 휠실린더부로 안내하는 유압안내부;
    상기 유압안내부에 오일을 공급하는 전동모터펌프부; 및
    상기 전동모터펌프부에 오일을 공급하는 보조공급부를 포함하고,
    상기 보조공급부는
    오일이 저장되는 저장실과, 상기 저장실에 연통되어 오일이 출입되는 출입홀부가 형성되는 하우징부;
    상기 하우징부에 형성되고, 상기 저장실에 고정 배치되는 안착부;
    상기 저장실의 부피를 조절하는 피스톤부;
    상기 저장실에 배치되어 상기 피스톤부를 탄성 지지하는 복원부;
    상기 피스톤부에 연결되는 로드부; 및
    상기 하우징부에 장착되어 상기 로드부를 감싸도록 배치되고, 전원이 인가됨에 따라 전자기장이 생성되어 상기 로드부를 상기 피스톤부 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤부는
    상기 로드부와 결합되는 연결체;
    상기 연결체의 가장자리에서 상기 안착부 방향으로 돌출되는 돌기체; 및
    상기 돌기체에 형성되는 돌기홈부에 삽입되고, 상기 하우징부의 내측면에 밀착되어 누유를 차단하는 실링체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    차량 주변 환경을 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부의 감지신호를 수신하여 상기 전동모터펌프부와 상기 보조공급부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전동모터펌프부의 초기 구동시 상기 보조공급부를 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 보조공급부는 상기 전동모터펌프부에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
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