KR101573960B1 - 압력 어큐뮬레이터를 포함하는 자동차 제동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 및 제2 유압 브레이크 회로(1, 2)를 포함하는 자동차 제동 장치에 관한 것으로, 상기 장치에서는 부분 제동 시 제2 브레이크 회로(2)가 브레이크 마스터 실린더(9)로부터 분리되어 압력 어큐뮬레이터(26a)에 의해 작동되고, 특히 작용 유닛(20), 예컨대 제너레이터에 의한 추가의 감속 효과를 고려하는 제어 장치(22)에 의해 제어된다.

Description

압력 어큐뮬레이터를 포함하는 자동차 제동 장치 {AUTOMOTIVE BRAKING DEVICE COMPRISING A PRESSURE ACCUMULATOR}
본 발명은 자동차의 다회로 제동 시스템 분야와 관련된다.
이러한, 특히 유압식의 다회로 제동 시스템은 용장성(redundancy)에 의한 효율 및 기능적 신뢰성의 이유에서 자동차 산업에서 그 입지가 확고해졌다. 일반적으로는 브레이크 페달의 작동에 의해 브레이크 마스터 실린더 내에서 유압액이 압축되어 유압 브레이크 회로로 이동한다.
예컨대 차량의 다이너모 형태 또는 하이브리드 차량에서 제너레이터에 의해 구동되는 전기 구동 모터 형태의 접속된 제너레이터와 같은 추가 감속 수단이 브레이크 시스템에 통합됨으로써, 변형된 구성들이 나타날 수 있다. 그럼으로써 예컨대 한편으로는 브레이크를 보호하고, 다른 한편으로는 제동 시 차량의 운동 에너지로부터 에너지를 회수하는 회생 제동이 가능해진다. 그러나 이 경우, 관련 작용 유닛에 의한 감속 작용과 휠 제동의 배합 시 여러 가지 문제가 해결되어야 한다. 특히 제너레이터식 작용 유닛의 감속 작용은 가변적일 수 있으므로, 이에 상응하는 감속 가속도의 변화를 운전자가 브레이크 페달을 더 강하게 또는 더 약하게 작동시킴으로써 보상해야 한다.
제동 시스템의 요소들의 개회로 제어 또는 폐회로 제어를 위한 제어 장치들은 기본적으로 다양한 유형으로 공지되어 있다. 상기 제어 장치들은 예컨대 커브 주행 중인 차량의 ABS 시스템, TCS(Traction Control System), DSC(dynamic stability control)에서 사용되거나, 제동되지 않은 커브 주행을 커브 내측 휠의 자동 제동을 통해 지원하기 위해서도 사용된다.
DE 102006020890호에는 매우 컴팩트한 유압 블록 구조를 갖는 제동 장치가 공지되어 있다.
DE 102006020520호에는 적절하게 제어되는 제동 제한 밸브를 구비한 제동 시스템이 공지되어 있다.
DE 4128087 A1호에는 커브 제동시 뒷차축의 미흡한 제동을 방지하는 차량 제동압 제어 시스템이 공지되어 있다. 이때, 앞차축의 제동압은 운전자에 의해 사전 설정되며, 뒷차축의 제동압은 상기 앞차축 제동압에 기초하여 제어된다.
점착성의 활용을 고려하여 차량의 최대한 강한 제동이 달성되도록 제동력을 분배하는 방법도 이미 공지되어 있는데, 여기서는 정적으로 그리고/또는 동적으로 더욱 강하게 하중을 받는 휠들에 그에 상응하게 더 강하게 제동압이 가해질 수 있다.
EP 0173954 B1호에는, 저장된 차량 고유의 특성곡선 맵에서 차량의 기준 중량 및 운전자에 의해 사전 설정된 설정 감속도를 이용하여 개별 브레이크를 위한 제동압이 산출되는 시스템이 공지되어 있다. 산출된 제동압은 브레이크들에 적용되며, 필요에 따라 차량 감속도가 설정값과 차이가 나면 설정 감속도에 도달할 때까지 재조정된다.
DE 3313078 A1호에는, 상이한 휠 브레이크들의 마모를 측정 및 고려함으로써개별 휠 브레이크의 균일한 마모가 영구적으로 달성되는 제동압 제어 장치가 공지되어 있다.
DE 102005046606호에는, 차량의 차축들 중 하나에 1개씩의 브레이크 회로가 할당됨에 따라, 오직 1개의 브레이크 회로에만 TCS 및 ESP(Electronic Stability Program)가 제공될 수 있고, 그럼으로써 총 설계 비용이 최소화되는 브레이크 시스템이 공지되어 있다.
마지막으로 DE 10316090 A1호에는, 기본적으로 유압식으로 작용하며 개별 휠의 마찰 제동에 작용하는 복수의 브레이크 회로와, 제너레이터, 또는 제너레이터에 의해 구동될 수 있고 감속을 위해 추가로 이용될 수 있는 전기 구동 모터를 포함하는 브레이크 시스템이 공지되어 있다. 다양한 주행 역학 변수들을 고려하여 모든 개별 휠로의 제동력 분배를 최적화하기 위해 제어 장치가 제공된다.
종래 기술에 근거하여 본 발명의 과제는, 제동 역학 및 주행 역학에 기초한 복잡한 제어 과정을 지원하면서도 최대한 높은 신뢰도를 가지며, 구조적으로 최대한 간단하게 구성된 자동차 제동 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들에 의해 해결된다.
본 발명을 통해, 제1 그룹의 브레이크 회로들(이는 통상의 자동차에서는 대개 단일의 제1 브레이크 회로만을 의미할 수 있음)의 경우 공지된 간단한 구조 및 그에 상응하는 신뢰성 및 가용성을 갖는 종래의 유압 브레이크 회로가 구현될 수 있다. 또한, 운전자는 제1 브레이크 회로의 브레이크의 작동 시 브레이크 페달이 브레이크 마스터 실린더를 통해 제1 브레이크 회로(들)에 연결되는 것을 통해 즉각적인 작동감을 느낀다.
이에 추가로 제2 그룹의 하나 이상의 제2 브레이크 회로가 제공되며, 상기 제2 브레이크 회로는 적어도 부분 제동 과정에서 브레이크 페달 또는 브레이크 마스터 실린더에 직접 연결되지 않고, 통상 브레이크 페달에서의 전자식 감속을 구현하는 브레이크 바이 와이어(brake-by-wire)식 브레이크로서 작용한다. 이러한 구성에 의해, 제2 브레이크 회로의 제동 작용과 관련 휠들에 작용하는 추가 작용 유닛의 감속 작용의 블렌딩(blending), 다시 말해 운전자의 제동 의도에 상응하는 전체적으로 최대한 일정한 감속 작용이 발생하도록 서로 배합되는 과정이 매우 간단해진다.
블렌딩 제어의 완전 정지 시에는, 제2 브레이크 회로가 일반적인 유압 기능 모드로 복귀함으로써 전체 제동력이 유지된다.
제2 브레이크 회로가 가속 페달 형태의 브레이크 작동 장치 또는 브레이크 마스터 실린더로부터 충분히 분리될 수 있도록 하기 위해, 본 발명에 따라 상기 브레이크 회로에 압력을 공급하기 위해 압력 어큐뮬레이터가 제공되며, 이 압력 어큐뮬레이터는 어큐뮬레이터 밸브에 의해 제2 브레이크 회로의 압력측과 연결될 수 있으며, 거기서 제동압 증강 밸브들을 통해 휠 브레이크들로 필요한 제동압을 전달하도록 제어 장치에 의해 제어된다.
이때, 압력 어큐뮬레이터의 체적은 바람직하게 복수의 제동 과정이 재충전 없이 실행될 수 있도록 설계될 수 있다.
압력 어큐뮬레이터의 재충전은 바람직하게 비제동 상태에서 제2 브레이크 회로의 유압 펌프에 의해 이루어진다.
어큐뮬레이터 밸브는 어큐뮬레이터 제어 밸브로서 소정의 압력차를 조절하거나 소정의 절대 압력에 도달하도록 설계될 수 있으며, 후자의 경우 제2 브레이크 회로의 압력측에 압력 센서가 필요하다.
압력 어큐뮬레이터 장치는 압력 어큐뮬레이터 및 어큐뮬레이터 밸브 외에 바람직하게 압력 어큐뮬레이터의 충전 레벨을 측정하기 위한 센서도 포함하며, 상기 센서를 이용하여 언제 재충전이 필요한지를 검출할 수 있다.
상기 센서는 벨로우즈 또는 피스톤/실린더 시스템으로서 형성된 압력 어큐뮬레이터의 압축 트래블을 측정하는 트래블 센서이거나 압력 센서일 수 있다.
또한 본 발명의 한 바람직한 실시예에서는, 압력 어큐뮬레이터가 일 차축의 각각의 휠 브레이크의 각각의 제동압 증강 밸브와 연결되며, 상기 휠 브레이크 각각은 추가로 저압 어큐뮬레이터와 연결된 제동압 경감 밸브와 연결되며, 상기 제동압 경감 밸브는 제어 가능한 차압 밸브이다.
특히 관련 압력 증강 밸브 및 제동압 경감 밸브가 제어 가능한 차압 밸브로서 형성됨으로 인해, ABS 또는 TCS의 작용 시 개별 휠 브레이크에서의 제동압 조절이 예컨대 조정된 제동의 형태로 소량의 유압액 흐름 및 그에 따른, 압력 어큐뮬레이터의 적은 용량 소비를 수반하여 수행될 수 있다.
압력 어큐뮬레이터를 통해, 제어 장치에 의해 측정된 소정의 절대 유압이 제공되려면, 제2 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로 내에 압력 센서가 제공되어 어큐뮬레이터 밸브의 제어 장치와 연결되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.
압력 어큐뮬레이터의 매우 효과적인 재충전을 가능케 하기 위해, - 이 경우, 특히 유압액이 브레이크 마스터 실린더의 저장 탱크로부터 펌핑되도록 하기 위해 - 제동압 발생 장치의 저장 탱크가 스위칭 가능한 충전 밸브에 의해 제2 그룹의 브레이크 회로의 유압 펌프의 흡기측과 연결되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 차량의 비제동 상태에서는, 유압 펌프가 작동중일 때 압력 어큐뮬레이터의 충전이 가능하도록 하기 위해 충전 밸브가 어큐뮬레이터 밸브와 동시에 열릴 수 있다.
본 발명에 따른 제동 장치는 차량에서 추가의 감속 작용 유닛과 함께 사용되는 것이 특히 바람직하다. 이 점에 있어서, 제2 그룹의 브레이크 회로에 의해 감속되는 휠들이 감속 작용을 가하는 작용 유닛과 연결되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 그 대안으로 또는 추가로, 제1 그룹의 브레이크 회로에 의해 감속되는 휠들이 감속 작용 유닛과 연결될 수도 있다. 압력 어큐뮬레이터에 의해 제어되는 휠들, 즉 예컨대 차량의 후륜 또는 전륜의 제동 작용은 관련 제어 장치에 의해 작용 유닛의 감속 작용과 최적으로 블렌딩될 수 있으며, 이때 이러한 블렌딩 제어가 운전자 또는 경우에 따라 존재하는 차량 동승자에게 불쾌감을 주지 않는다.
여기서 매우 바람직하게는, 작용 유닛이 제너레이터, 특히 하이브리드 차량의 경우 제너레이터 구동식 전기 모터일 수 있다.
본 발명에 따른 제동 장치는 기본적으로 종래의 차량뿐 아니라 종래의 구동방식과 전기 구동 방식이 혼합된 하이브리드 차량에도 사용될 수 있다.
두 그룹의 브레이크 회로들이 모두 유압 브레이크 회로로 형성되고 각각 하나의 유압 펌프를 구비하며, 이때 유압 펌프들은 공통의 펌프 구동부와 운동학적으로 연결되는 경우, 제1 그룹의 브레이크 회로들에 할당된 유압 펌프들은 상기 펌프 구동부로부터 기계적으로 분리될 수 있으며, 이러한 분리는 특히 펌프 구동 샤프트의 회전 방향에 의해 제어될 수 있는 프리휠 클러치에 의해 구현된다.
또는 전술한 경우에 선택적으로, 바람직하게 제1 그룹의 브레이크 회로들에 할당된 유압 펌프들이 밸브들에 의해 흡기측에서 각각의 압력 배출구와 연결될 수도 있다.
그럼으로써 구동되지 않은 브레이크 회로의 유압 펌프들이 기계적으로 또는 유압에 의해 분리되므로, 경우에 따라 발생하는 압력 맥동이 방지되며, 이러한 압력 맥동은 운전자가 충전 과정 중에 브레이크 페달을 작동했을 경우에 통상 운전자에게 불쾌감을 줄 수 있다.
본 발명은 제동 장치뿐 아니라 상기 제동 장치를 구동하는 방법과도 관련된다. 본 발명에 따른 제동 장치 구동 방법에서는 압력 어큐뮬레이터의 충전을 위해, 충전 밸브가 열리고, 어큐뮬레이터 밸브가 열리며, 제동압 증강 밸브가 닫히고, 제2 브레이크 회로의 유압 펌프가 구동될 수 있다.
이러한 방식으로 압력 어큐뮬레이터의 최적화된 충전이 가능하다.
또한, 부분 제동의 경우에 어큐뮬레이터 밸브가 적어도 부분적으로 열림으로써 제2 그룹의 브레이크 회로(들)에서의 압력이 개회로 제어되거나 폐회로 제어되는 제동 장치 구동 방법이 제공될 수 있다.
이로써 가장 빈번하게 발생하는 부분 제동의 경우에 제2 브레이크 회로의 기능이 정의된다. 일반적으로 부분 제동 시 제2 그룹의 브레이크 회로들은 브레이크 마스터 실린더와 분리되고, 관련 분리 밸브는 닫힌다.
압력 어큐뮬레이터가 충분히 충전되지 않은 경우 완전 제동 또는 긴급 제동을 위해, 관련 분리 밸브가 열리고, 브레이크 작동 장치 또는 브레이크 마스터 실린더가 하나 이상의 제2 브레이크 회로의 압력측과 직접 연결된다. 그럼으로써 브레이크 페달의 트래블이 연장되긴 하지만 심하게 연장되는 것은 아니며, 운전자는 제동감의 감지를 통해 모든 유압 브레이크 회로에 의해 달성된 총 제동 효과를 파악한다.
이러한 목적으로 구동 프로세스의 범주에서 압력 어큐뮬레이터의 모니터링이 제공되며, 압력 어큐뮬레이터가 충분히 채워지지 않은 상태에서 완전 제동 시 분리 밸브가 열리고, 제동압 발생 장치로부터 제2 그룹의 브레이크 회로(들) 내로 유압액이 공급된다.
하기에서는 실시예를 토대로 본 발명이 도면에 도시되고 설명된다.
도 1은 추가의 감속 작용 유닛과도 관련되는 제어 장치를 포함한 본 발명에 따른 제동 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 기계식 프리휠을 이용하여 불필요한 유압 펌프의 연결을 분리하기 위한 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 불필요한 유압 펌프를 유압에 의해 분리하는 한 방법을 도시한 도면이다.
도 1에는, 본 도면의 경우 도면 우측에 위치한 제1 그룹의 브레이크 회로들을 대표하는 제1 브레이크 회로(1)와, 도시된 실시예에서 제2 그룹의 브레이크 회로들의 단일 브레이크 회로를 형성하는 제2 브레이크 회로(2)를 포함하는 2회로 브레이크 시스템이 도시되어 있다. 본 도면에서 일점쇄선은 단지 기능상의 경계 및 할당을 나타낼 뿐, 관련 유닛들은 예컨대 유압 블록과 같은 공통의 구성 모듈 내에 통합될 수 있다.
하기에서는 먼저 제1 브레이크 회로(1)의 기능을 기술하고, 그 다음 제2 브레이크 회로(2)의 특수성을 논하기로 한다.
도 1에는 2축 자동차의 전륜(3, 4)에 할당된, 도면 우측의 제1 브레이크 회로(1)와, 자동차의 후륜(5, 6)에 할당된 제2 브레이크 회로(2)를 포함하는 제동 장치가 도시되어 있다. 상기 브레이크 회로들은 각각 일점쇄선으로 표시되어 있다. 구체적으로 자동차가 단 2개의 브레이크 회로를 포함하는 경우, 제1 브레이크 회로(1)는 유압식으로 직접 구동될 수 있는 제1 그룹의 브레이크 회로들을 형성하는 한편, 제2 브레이크 회로는 유압식 브레이크 작동 장치(7)와 예외적으로만 연결되면서 부분 제동시에는 상기 브레이크 작동 장치로부터 유압식으로 분리되는 제2 그룹의 브레이크 회로들을 형성한다.
도시된 변형의 대안으로, 제2 그룹의 브레이크 회로(들)는 앞차축에 할당되고 제1 그룹의 브레이크 회로들은 뒷차축에 할당될 수도 있다.
유압식 제동압 발생 장치(7)는 브레이크 페달(8) 및 브레이크 마스터 실린더(9)를 포함하며, 상기 브레이크 마스터 실린더 내에서는 경우에 따라 브레이크 페달(8)을 밟을 때 브레이크 부스터를 사용하여 제동 장치의 작동을 위한 유압이 형성된다.
우선 제1 브레이크 회로(1)에 기초하여 상기 모듈의 기본 기능을 예시를 통해 설명한다.
브레이크 페달(8)이 작동되면, 브레이크 마스터 실린더(9) 내에 높은 제동압이 발생한다. 이 제동압은 이른바 전환 밸브(10)를 통해 개별 휠들(3, 4)에 할당된 압력 증강 밸브들(11, 12)로 전달되며, 상기 전환 밸브의 다른 기능에 대해서는 하기에서 더 상세히 설명될 것이다.
기본적으로 압력 증강 밸브(11, 12)는 증가된 유압을 계속해서 휠들(3, 4)의 브레이크 실린더로 전달하며, 그 결과 예컨대 디스크 브레이크 형태의 상응하는 마찰 브레이크들이 작동된다. 압력 증강 밸브는 제어될 수 있으며, 정상적인 부분 제동 과정에서 제동력 경감에도 이용되며, 제동력 경감 시 압력 증강 밸브들은 유압액을 제어하여 경우에 따라 2개의 방향으로 발생시킬 수 있다. 개별 휠의 휠 각각의 제동력 경감 시 예컨대 ABS가 반응하는 경우, 압력 강하 밸브(13, 14)도 사용됨에 따라 브레이크 휠 실린더들 내 유압이 관련 브레이크 회로의 고압부에서의 압력 레벨과 상관 없이 강하되며, 상기 유압액은 유압 펌프(15)의 흡기측으로 방출될 수 있다. 그곳에는 유압액을 수용하기 위한 유압 어큐뮬레이터(16)가 제공된다. 유압 펌프가 유압액을 경우에 따라 개방된 흡기 밸브(18)를 통해 흡입하고, 유압 펌프의 흡기측으로부터 유압 어큐뮬레이터(16)로는 유압액이 흐를 수 없도록 하는 데 스프링 가압식 체크 밸브(17)가 이용된다.
각각의 휠들을 위해 일반적으로 급제동 시 휠들의 잠김을 방지하는 ABS가 제공된다. 이와 관련하여 예컨대 도시되지 않은 회전수 센서가 휠들(4, 3)에 제공되어, 휠이 잠기면 제어 장치(22)로 신호를 송출한다. 이어서 휠에 할당된 제동압 증강 밸브(11, 12)가 닫히는 동시에, 관련 제동압 강하 밸브(13, 14)는 열림으로써 휠 잠김이 저지된다. 이와 동시에, 유압액이 고압 하에서 브레이크 회로의 1차측으로 펌핑되어 다음 제어 사이클을 위해 준비될 수 있도록 유압 펌프(15)가 구동된다.
관련 휠이 다시 회전하면, 제동압 증강 밸브(11, 12)가 개방됨으로써, 휠 잠김이 다시 임박할 때까지 압력 및 제동 효과가 다시 상승할 수 있다. 이러한 반복 과정은 브레이크 회로의 1차측에서 고압 하의 유압액을 필요로 하며, 이 유압액은 브레이크 작동 장치로부터 공급된다. 유압 어큐뮬레이터(16)는 특히 밸브들(13, 14)을 통한 휠 개개의 제동압 경감 시 유압액을 위해 보상 체적이 제공되도록 하는 데 이용된다. 유압 펌프(15)에 의해 유압액이 브레이크 마스터 실린더로 반환된다.
전술한 과정은 차량 시동 시 1개의 휠 또는 복수의 휠에서 슬립이 발생하는 경우, 또는 브레이크 마스터 실린더 내에 제동압이 발생하지 않는 상태에서 휠 브레이크가 차량 다이내믹 제어를 위해 작동되는 경우에도 유사한 형태로 실행될 수 있다. 이를 위해 펌프가 작동되며, 전환 밸브(10)가 닫히거나 요구된 압력에 상응하게 제어된다.
이와 동시에, 이른바 흡기 밸브/충전 밸브(18)가 열림에 따라 유압액이 브레이크 마스터 실린더의 저장 영역으로부터 유압 펌프(15)의 흡기측에 도달할 수 있다. 다른 모든 경우에는 바람직하게 흡기 밸브(18)가 닫혀있다.
도 1의 좌측에 있는 제2 브레이크 회로(2)의 기능은 여러 면에서 제1 브레이크 회로의 기능과 유사한데, 주의해야할 차이점은 예컨대 제2 브레이크 회로(2)는 특히 부분 제동 시 분리 밸브(19)에 의해 2챔버 브레이크 마스터 실린더(9)로부터 완전히 분리될 수 있고, 제2 브레이크 회로(2)에서의 제동압 경감은 제1 브레이크 회로와 달리 압력 강하 밸브들을 통해서만 구현될 수 있다는 점이다. 제2 브레이크 회로의 기능을 설명할 때에는 아래의 3개의 기본 상태가 구별되어야 한다.
1. 자동차의 무감속 주행 시에는 휠 브레이크(5, 6)가 작동되지도 않고, 예컨대 제너레이터 구동식 전기 구동 모터 형태의 작용 유닛(20)이 반드시 이용되지도 않는다. 관련 작용 유닛의 필요에 따른 작동은 이의 영향을 받지 않는다.
2. 부분 제동의 경우, 바람직하게 회생 제동이 실시된다. 다시 말해, 공지된 제동 토크가 작용 유닛(20)에 의해 휠들(5, 6)에 작용한다. 운전자에 의해 브레이크 페달(8)의 작동을 통해 표출된 감속 요구는 센서(21)에 의해 포착되어 제어 장치(22)로 전달될 수 있다. 상기 제어 장치에는 작용 유닛(20)의 감속 토크가 공지되거나, 파워 센서(23)에 의해 측정되어 전달된다. 그 대안으로 또는 추가로, 작용 유닛(20)의 부하 상태를 확인하기 위해, 경우에 따라 작용 유닛에 의해 충전되는 배터리(25)의 충전 상태가 전하 센서(24)에 의해 검출되어 제어 장치(22)에 제공될 수도 있다.
제어 장치(22)는 제동 요구와, 실제로 제1 브레이크 회로(1)에 의해 유압 경로 상에서 달성된 감속 효과와, 공지된 작용 유닛(20)의 감속 토크를 고려하여 제2 브레이크 회로에 의해 달성될 제동 감속도를 계산하고, 이를 우선 예컨대 차압 제어 밸브로서 작용하는 어큐뮬레이터 밸브(26b)의 제어를 통해 조정한다. 압력 어큐뮬레이터(26a)는 통상 압력을 받고 있는 유압액으로 채워지며, 상기 유압액은 어큐뮬레이터 밸브(26b)의 개방에 의해 제동압 증강 밸브들(11a, 12a)로 이동된다. 이렇게 조정된 유압은 제동압 증강 밸브들(11a, 12a)을 통해 휠들(5, 6)의 브레이크 휠 실린더로 전달된다. 휠들의 슬립 없이 최대로 가능한 제동 효과가 달성된 경우 또는 제동압 경감을 위해, 제동압 강하 밸브들(14a, 13a)이 열리고 유압액이 유압 펌프(15a)의 흡기측에 또는 어큐뮬레이터(16a)로 환류될 수 있다.
압력 어큐뮬레이터의 개념에 의해, 제2 브레이크 회로 내에서 브레이크 마스터 실린더의 분리 시 제동압은 유압 펌프(15a)에 의해 발생될 필요가 없으며 압력 어큐뮬레이터로부터 즉각 충분히 제공된다.
시스템의 비제동 상태에서는 통상 분리 밸브(19)가 열리고, 흡기 밸브/충전 밸브(18a)는 닫힌다.
다른 측면에서, 제동 과정이 종료된 후에는 실질적으로 금속 벨로우즈와, 탄성 다이어프램을 구비한 탱크와, 전체적으로 탄성을 갖는 탱크 또는 피스톤/실린더 장치로 구성될 수 있는 압력 어큐뮬레이터(26a)가, 필요한 경우 유압 펌프(15a)의 작동에 의해, 바람직하게는 흡기 밸브/충전 밸브(18a)가 열려 있고 분리 밸브(10)는 닫혀있는 경우에 다시 충전될 수 있다. 이러한 상태에서 브레이크 마스터 실린더 챔버들의 저장 탱크로부터 유압액이 흡입될 수 있다. 또한 유압 어큐뮬레이터(16a)는 비워지고, 그곳에 저장되어 있던 유압액은 펌프(15a)에 의해 압력 어큐뮬레이터(26a)에 충전된다.
압력 어큐뮬레이터의 충전 상태를 모니터링하기 위해, 압력 센서 또는 충전 경로 센서 형태의 센서(26c)가 이용된다.
제2 브레이크 회로(2)의 회생 제동 과정에서는 작용 유닛(20)이 구동 샤프트(27)를 통해 휠들(5, 6)에 행하는 추가 감속 작용에 의해 제2 그룹의 브레이크 회로들의 필수 제동 강도가 근본적으로 감소되고, 그에 상응하게 작용 유닛을 통해 에너지가 회수되어 예컨대 배터리(25) 내에 저장된다.
작용 유닛(20)의 감속 토크가 변동하는 경우, 즉 예컨대 배터리(25)가 완전 충전되어 있거나, 차량 속도가 저하되거나, 구동 트레인이 변속 과정에 의해 휠들로부터 분리되는 경우에는 총 감속도를 일정하게 유지하기 위해, 제어 장치(22)에 의해 상응하게, 가능하다면, 예컨대 전기 소비장치(28)의 작동에 의해 작용 유닛의 감속 토크가 증가되어야 하며, 그리고/또는 변동된 제동력이 작용 유닛(20)의 변동된 감속 토크를 보상하는 방식으로 어큐뮬레이터 밸브(26b)의 적절한 제어를 통해 제2 브레이크 회로(2)의 제어가 조정되어야 한다.
이는 종래의 제동 장치의 경우보다 본 발명에 따른 제동 장치의 경우에 훨씬 더 간단하게 구현될 수 있는데, 그 이유는 제1 브레이크 회로의 직접 작동에 의해 상기 제1 브레이크 회로에서 획득된 제동 효과가 일정하게 유지되고 운전자에 의해 잘 제어될 수 있는 한편, 2개의 독립된 부분 제동 장치(2, 20) 사이의 제동 효과의 보상이 제어 장치(22)에 의해 비교적 간단하게 지속적으로 구현되기 때문이다.
3. 완전 제동 시, 압력 어큐뮬레이터가 충분히 충전되지 않은 경우에 한해, 부분 제동 과정에서 계속 닫혀있었던 분리 밸브(19)가 열림으로써 브레이크 마스터 실린더(9) 내에서 발생한 높은 제동압이 분리 밸브(19) 및 제동압 증강 밸브들(11a, 12a)에 의해 즉각 휠들(5, 6)의 브레이크 실린더로 전달될 수 있다. 이러한 방식으로 브레이크 페달(8)에서 적절한 제동감을 수반한 최적의 즉각적인 제동 효과가 발생한다. 제2 브레이크 회로(2)가 제동압 발생 장치(7)에 연결됨으로써, 긴급 제동의 경우에 허용될 수 있는 최소한의 페달 트래블 연장이 실시된다.
도 1에서 제어 장치(22)의 영역에는 추가로 센서들(29: 횡가속도 센서, 30: 슬립 센서, 31:회전수 센서)이 더 도시되어 있다. 또한, 제어 장치(22)가 전진 주행과 후진 주행 사이를 구별하는 것을 돕는 주행 방향 센서가 제공될 수 있으며, 그럼으로써 후진 주행 시 뒷차축의 브레이크들이 더 강하게 가압될 수 있다.
그 밖에도 제어 장치(22)는 휠들(5, 6)에 배치된 회전수 센서들 및 변속기 클러치의 작동을 표시하는 센서와 연결될 수 있다.
관련 출력부들(32)은 제동 장치의 제어 가능한 밸브들, 특히 밸브(11a, 12a, 26b) 및 밸브(13a, 14a)와 연결된다.
도 2에는 대부분 도 1에 도시된 것과 일치하는 제동 장치가 도시되어 있다. 따라서 동일한 요소들에는 동일한 도면부호가 부여되어 있다. 도 2에는, 각각 관련 브레이크 회로에서 유압 펌프(15)가 불필요해지는 경우에 상기 불필요한 유압 펌프를 펌프 구동 모터(36)로부터 분리함으로써 안락감을 증대시키는 장치가 도시되어 있다. 이는, 펌프 구동 모터(36)가 근본적으로 관련 구동 샤프트(37)를 2개의 회전 방향으로 구동할 수 있고, 제2 브레이크 회로의 유압 펌프(15a)가 샤프트(37)의 회전 방향과 무관하게 유압을 발생시킬 수 있음으로써 가능하다. 샤프트(37) 상에서 구동 모터(36)와 제1 브레이크 회로의 유압 펌프(15) 사이에 기계식 프리휠 장치(38)가 형성되고, 이 프리휠 장치는 제1 브레이크 회로의 유압 펌프(15)가 샤프트(37)의 하나의 회전 방향으로만 구동되고 반대편 회전 방향으로는 구동되지 않도록 하는데 이용된다.
그럼으로써, 브레이크 페달이 작동되는 동안 어큐뮬레이터 충전이 수행되어야 하는 경우에, 함께 구동된 펌프에 의해 상응하는 맥동이 발생하여 경우에 따라 브레이크 페달의 작동 시 운전자가 이를 감지할 수 있게 되는 점이 방지된다.
도 3에는 도 2에 도시된 것과 유사한 제동 장치가 도시되어 있으며, 여기서는 제1 브레이크 회로(1)의 유압 발생을 제2 브레이크 회로(2)에서의 유압 발생과 분리하는 과제가 유압 펌프의 구동 샤프트의 기계식 프리휠에 의해서 해결되는 것이 아니라, 오히려 제1 브레이크 회로(1)의 유압 펌프(15)가 제2 브레이크 회로(2)의 유압 펌프(15a)와 동시에 구동되면서도 유압 펌프(15)의 배출측은 이 경우 개방되는 스위칭 밸브(39)를 통해 동일 유압 펌프(15)의 흡기측과 연결됨에 따라 펌프가 회로 내에 유압액을 공급함으로써 해결된다. 그 결과, 유압 펌프(15)의 공회전이 보장됨으로써 맥동이 방지되거나 적어도 감소된다.
경우에 따라 브레이크 마스터 실린더를 통해 유압 펌프에 행해지는 제동을 방지하기 위해, 유압 펌프(15)가 스프링 가압식 체크 밸브(40)를 통해 제1 브레이크 회로(1)의 압력측과 연결된다.
따라서 본 발명에 따른 제동 장치는 개별 브레이크 회로가 브레이크 마스터 실린더로부터 분리되는 동시에 압력 어큐뮬레이터로부터 상기 브레이크 회로에 유압액이 공급되고 회생 제동 과정이 안정적으로 활용되도록 해주며, 이때 제동 장치의 부분 시스템 내부에서의 변화는 저지되고 보상될 수 있기 때문에 운전자 또는 차량 탑승자가 감지하지 못한다. 또한, 경우에 따라 보상 과정들의 영향을 받지 않으며 브레이크 마스터 실린더에 의해 직접 유압식으로 작동되는, 제동 장치의 또 다른 부분 시스템이 제공된다. 발생하는 모든 제동 및 감속 작용은 고성능 제어 장치에 의해 적절하게 제어된다.

Claims (18)

  1. 제1 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로(1) 및 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로(2)를 포함하는 자동차 제동 장치이며,
    상기 브레이크 회로들은 각각 유압 브레이크 회로로서 형성되고, 제1 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 제1 브레이크 회로(1)는 직접 제동압 발생 장치(7)와 연결되며, 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 제2 브레이크 회로(2)는 유압 분리 밸브(19)를 이용하여 제동압 발생 장치와 유압식으로 분리될 수 있으며, 제어 가능한 어큐뮬레이터 밸브(26b)를 이용하여 제2 브레이크 회로(2) 및 경우에 따라 오직 제2 브레이크 회로 그룹의 또 다른 브레이크 회로의 압력측과 연결되는 압력 어큐뮬레이터(26a)가 제공되고, 이때 제2 브레이크 회로(2)는 유압 분리 밸브(19)를 통해 제동압 발생 장치(7)와 완전히 분리될 수 있는, 자동차 제동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 압력 어큐뮬레이터(26a)는 충전 레벨의 측정을 위한 센서(26c)를 구비한 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 센서(26c)는 압력 어큐뮬레이터의 압축 트래블을 위한 트래블 센서인 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  4. 제2항에 있어서, 센서(26c)는 압력 센서인 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  5. 제1항에 있어서, 압력 어큐뮬레이터(26a)는 차축(27)의 각각의 휠 브레이크의 제동압 증강 밸브(11a, 12a)와 연결되고, 상기 휠 브레이크 각각은 각각의 제동압 경감 밸브(13a, 14a)와 연결되며, 제동압 경감 밸브는 저압 어큐뮬레이터(16a)와 연결되며, 제동압 경감 밸브는 제어 가능한 차압 밸브인 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  6. 제1항에 있어서, 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로 내에 하나의 압력 센서가 제공되어, 어큐뮬레이터 밸브(26b)용 제어 장치(22)와 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  7. 제1항에 있어서, 제동압 발생 장치의 저장 탱크는 스위칭 가능한 충전 밸브(18a)에 의해 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로의 유압 펌프의 흡기측과 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  8. 제1항에 있어서, 제2 브레이크 회로 그룹의 브레이크 회로에 의해 제동되는 휠들(5, 6)은 감속 작용을 가하는 작용 유닛(20)과 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  9. 제8항에 있어서, 작용 유닛(20)은 제너레이터인 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  10. 제1항에 있어서, 두 브레이크 회로 그룹의 브레이크 회로들(1, 2)이 유압 브레이크 회로로서 형성되고 각각 하나의 유압 펌프(15, 15a)를 포함하며, 상기 유압 펌프들은 하나의 공통 펌프 구동부와 운동학적으로 연결되는 자동차 제동 장치이며, 제1 브레이크 회로 그룹의 브레이크 회로들(1)에 할당된 유압 펌프들(15)은 펌프 구동부로부터 기계적으로 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  11. 제1항에 있어서, 두 브레이크 회로 그룹의 브레이크 회로들(1, 2)이 유압 브레이크 회로로서 형성되고 각각 하나의 유압 펌프(15, 15a)를 포함하며, 상기 유압 펌프들은 하나의 공통 펌프 구동부와 운동학적으로 연결되는 자동차 제동 장치이며, 제1 브레이크 회로 그룹의 브레이크 회로들(1)에 할당된 유압 펌프들(15)은 흡기측에서 밸브들(39)을 통해 각각의 압력 배출구와 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치.
  12. 제1 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로(1) 및 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로(2)를 포함하는 자동차 제동 장치를 작동하는 방법이며, 상기 브레이크 회로들은 각각 유압 브레이크 회로로서 형성되고, 제1 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 제1 브레이크 회로(1)는 직접 제동압 발생 장치(7)와 연결되는, 자동차 제동 장치의 작동 방법에 있어서,
    제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 제2 브레이크 회로(2)는 유압 분리 밸브(19)를 이용하여 제동압 발생 장치와 유압식으로 분리될 수 있으며, 제어 가능한 어큐뮬레이터 밸브(26b)를 이용하여 제2 브레이크 회로(2) 및 경우에 따라 오직 제2 브레이크 회로 그룹의 또 다른 브레이크 회로의 압력측과 연결되는 압력 어큐뮬레이터(26a)가 제공되고, 이때 제2 브레이크 회로(2)는 유압 분리 밸브(19)를 통해 제동압 발생 장치(7)와 완전히 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치의 작동 방법.
  13. 제12항에 있어서, 자동차 제동 장치는 스위칭 가능한 충전 밸브(18a)를 포함하고, 상기 충전 밸브는 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로의 유압 펌프의 흡기측과 연결되며, 압력 어큐뮬레이터(26a)는 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로의 각각의 휠 브레이크의 각각 하나의 제동압 증강 밸브(11a, 12a)와 연결되고,
    압력 어큐뮬레이터(26a)의 충전을 위해 충전 밸브(18a)가 열리고, 어큐뮬레이터(26b)가 열리며, 제동압 증강 밸브(11a, 12a)는 닫히고, 제2 브레이크 회로(2)의 유압 펌프(15a)가 작동되는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치의 작동 방법.
  14. 제12항에 있어서, 부분 제동의 경우 어큐뮬레이터 밸브(26b)가 적어도 부분적으로 열림으로써 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로(2) 내의 압력이 개회로 제어되거나, 폐회로 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치의 작동 방법.
  15. 제12항에 있어서, 압력 어큐뮬레이터는, 압력 어큐뮬레이터가 충분히 충전되지 않은 상태에서 완전 제동 시 분리 밸브가 열리는지, 그리고 제동압 발생 장치(7)로부터 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로(2)로 유압액이 공급되는지를 모니터링하는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치의 작동 방법.
  16. 제12항에 있어서, 제2 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로에 의해 제동되는 휠들(5, 6)은 감속 작용을 가하는 작용 유닛(20)과 연결되고,
    - 제동 요구와,
    - 제1 브레이크 회로 그룹의 하나 이상의 브레이크 회로(1)에 의해 달성된 감속 효과와,
    - 공지된 작용 유닛(20)의 감속 토크를 고려하여
    제어 장치(22)에 의해 제2 브레이크 회로에 의해 달성될 제동 감속도를 계산하고, 이를 어큐뮬레이터 밸브(26b)에 의해 조정하는 것을 특징으로 하는, 자동차 제동 장치의 작동 방법.
  17. 삭제
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