KR102469466B1 - 차량용 제동장치 - Google Patents

Abstract

차량용 제동장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 차량용 제동장치는: 페달의 가압에 의해 유압을 생성하는 마스터실린더부와, 마스터실린더부에 연결되어 오일을 저장하는 레저버와, 마스터실린더부에 연결되어 오일을 전달하는 유로부와, 유로부에 연결되며 오일의 공급으로 동작되어 휠부재의 회전을 구속하는 휠실린더부와, 마스터실린더부와 휠실린더부의 사이에 위치하며 유로부에 연결되어 오일의 흐름을 제어하는 밸브부와, 유로부에 유압을 공급하는 펌프부 및 레저버와 펌프부를 연결하며 오일의 흐름을 안내하는 제1관로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 제동장치{BRAKE DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 제동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펌프부의 토출 성능을 향상시키며, 에큐물레이터를 포함한 부품의 삭제에 의해 생산비를 절감할 수 있는 차량용 제동장치에 관한 것이다.

일반적으로 제동장치는 차량의 속도를 감속하거나 정지시키는 장치이다. 통상적으로 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 진공부스터에서 배력이 되며, 마스터실린더에서 형성되는 유압은 각 바퀴에 제동력을 제공하는 휠실린더에 공급된다. 또는 페달의 가압이 감지됨에 따라 모터펌프가 구동되면, 유압이 증폭되어 휠실린더에 도달되어 차량의 제동이 이루어질 수 있다.

차량의 ESC(Electronic Stability Control) 시스템은, 휠의 잠김을 방지하기 위해, 각 휠의 회전상태에 따라 휠실린더의 압력을 증가, 감소 및 유지시키는 동작을 반복적으로 수행한다.

즉, 휠실린더의 압력을 증가시키기 위해서는 인렛 밸브를 통해 휠실린더로 유압을 공급하고, 휠실린더의 압력을 감소시키기 위해서는 아웃렛 밸브를 통해 휠실린더로부터의 유량을 어큐뮬레이터로 흐르게 하여 휠실린더의 압력이 떨어지도록 한다. 또는 인렛 밸브와 아웃렛 밸브를 모두 폐쇄시키는 조작으로 휠실린더의 압력이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

한편, ESC 시스템에는 운전자의 브레이크 페달 조작력에 의해 제동압을 형성하는 진공부스터 및 마스터실린더가 구비되어 있고, 운전자의 페달 조작과 무관하게 제동압을 형성할 수 있도록 하는 모터펌프 및 모터펌프에서 발생된 제동압을 이용하여 운전자의 제동조작과는 독립적으로 휠의 제동상태를 조절할 수 있도록 하는 트랙션 컨트롤 밸브(TCV: Traction Control Valve) 및 고압 스위치 밸브(HSV: High pressure Switch Valve) 등이 구비된다.

종래 차량에 설치된 유압회로는 강제 증압성능 향상에 물리적 제약사항이 많으며, 에큐물레이터를 포함한 부품한 부품의 설치로 생산비가 증가되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0102923호(2013.09.23 공개, 발명의 명칭: 전자식 유압 브레이크 장치)에 게시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 강제 증압 성능을 향상시키며, 에큐물레이터를 포함한 부품의 삭제에 의해 생산비를 절감할 수 있는 차량용 제동장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 차량용 제동장치는: 페달의 가압에 의해 유압을 생성하는 마스터실린더부와, 마스터실린더부에 연결되어 오일을 저장하는 레저버와, 마스터실린더부에 연결되어 오일을 전달하는 유로부와, 유로부에 연결되며 오일의 공급으로 동작되어 휠부재의 회전을 구속하는 휠실린더부와, 마스터실린더부와 휠실린더부의 사이에 위치하며 유로부에 연결되어 오일의 흐름을 제어하는 밸브부와, 유로부에 유압을 공급하는 펌프부 및 레저버와 펌프부를 연결하며 오일의 흐름을 안내하는 제1관로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 밸브부는, 휠실린더부의 압력을 증가시키기 위해 동작되는 인렛 밸브 및 휠실린더부의 압력을 감소시키기 위해 동작되는 아웃렛 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 아웃렛 밸브와 제1관로부를 연결하며 오일의 흐름을 안내하는 제2관로부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 제2관로부에 설치되며 아웃렛 밸브를 통과한 오일이 제1관로부를 통해 레저버로 이동될 때만 오일의 흐름을 허용하는 안전밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 휠실린더부는, 후방 좌측 휠부재의 회전을 구속하는 제1브레이크와, 전방 우측 휠부재의 회전을 구속하는 제2브레이크와, 전방 좌측 휠부재의 회전을 구속하는 제3브레이크 및 후방 우측 휠부재의 회전을 구속하는 제4브레이크를 포함하며, 유로부는, 제1브레이크와 제2브레이크에 오일을 공급하는 제1유로부 및 제3브레이크와 제4브레이크에 오일을 공급하는 제2유로부를 포함하며, 제1유로부와 제2유로부 중 적어도 어느 한 곳에 제1관로부와 제2관로부와 안전밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 제1유로부와 제2유로부 중 제1관로부와 제2관로부와 안전밸브가 설치되지 않은 유로부에는, 마스터실린더부에서 전달된 오일이 펌프부의 입구로 이동됨을 제어하는 고압 스위치 밸브 및 아웃렛 밸브와 펌프부에 연결되며 아웃렛 밸브를 통과한 오일을 저장하기 위한 저장공간을 구비하는 어큐물레이터가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 제동장치는, 레저버와 펌프부를 직접 연결하는 제1관로부를 설치하므로 유로저항이 감쇠되어 펌프부의 토출 성능을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 아웃렛 밸브와 제1관로부를 연결하는 제2관로부를 추가하고 어큐물레이터와 체크밸브가 삭제되므로 생산비를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1유로부에만 제1관로부와 제2관로부와 안전밸브가 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 일반 제동모드를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 흡입모드를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 감압모드를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 증압모드를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 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 제동장치의 구조를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1유로부에만 제1관로부와 제2관로부와 안전밸브가 설치된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 일반 제동모드를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 흡입모드를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 감압모드를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 증압모드를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(1)는, 페달(10)의 가압에 의해 유압을 생성하는 마스터실린더부(20)와, 마스터실린더부(20)에 연결되어 오일을 저장하는 레저버(25)와, 마스터실린더부(20)에 연결되어 오일을 전달하는 유로부(30)와, 유로부(30)에 연결되며 오일의 공급으로 동작되어 휠부재(45)의 회전을 구속하는 휠실린더부(40)와, 마스터실린더부(20)와 휠실린더부(40)의 사이에 위치하며 유로부(30)에 연결되어 오일의 흐름을 제어하는 밸브부(50)와, 유로부(30)에 유압을 공급하는 펌프부(60) 및 레저버(25)와 펌프부(60)를 연결하며 오일의 흐름을 안내하는 제1관로부(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

페달(10)은 마스터실린더부(20)에 연결되며, 운전자가 페달(10)을 밟으면서 느끼는 이질감 발생을 방지하기 위해, 페달(10)의 스트로크 정보가 제어부(도시 생략)로 전달된다. 제어부는 페달(10)의 스트로크 변화를 감지하여 페달(10)의 시뮬레이터 기능을 구현한다.

마스터실린더부(20)는 브레이크 페달(10)이 가압됨에 따라 유압을 휠실린더부(40)로 공급한다. 즉, 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟으면, 마스터실린더부(20)에 저장된 브레이크용 오일의 압력이 증대되어 각 휠실린더부(40)로 전달된다. 레저버(25)는 마스터실린더부(20)에 연결되어 오일을 저장하는 공간을 형성한다.

유로부(30)는 마스터실린더부(20)에 연결되며, 밸브부(50)를 거쳐 휠실린더부(40)로 오일을 전달하는 기술사상 안에서 다양한 변화가 가능하다. 차량의 각 바퀴마다 휠실린더부(40)가 장착되고, 유로부(30)는 마스터실린더부(20)에 일단부가 연결되고 휠실린더부(40)에 타단부가 연결된다. 일 실시예에 따른 유로부(30)는 제1유로부(32)와 제2유로부(34)를 포함한다.

제1유로부(32)는 휠실린더부(40)의 제1브레이크(41)와 제2브레이크(42)에 오일을 공급하는 관로를 형성한다. 그리고 제2유로부(34)는 휠실린더부(40)의 제3브레이크(43)와 제4브레이크(44)에 오일을 공급하는 관로를 형성한다. 이러한 제1유로부(32)와 제2유로부(34) 중 적어도 어느 한 곳에 제1관로부(70)와 제2관로부(80)와 안전밸브(90)가 설치될 수 있다.

휠실린더부(40)는 유로부(30)에 연결되며 오일의 공급으로 동작되어 휠부재(45)의 회전을 구속하는 기술사상 안에서 다양한 변경이 가능하다. 일 실시예에 따른 휠실린더부(40)는, 후방 좌측 휠부재(46)의 회전을 구속하는 제1브레이크(41)와, 전방 우측 휠부재(47)의 회전을 구속하는 제2브레이크(42)와, 전방 좌측 휠부재(48)의 회전을 구속하는 제3브레이크(43) 및 후방 우측 휠부재(49)의 회전을 구속하는 제4브레이크(44)를 포함한다.

휠실린더부(40)는 차량의 각 바퀴에 장착되고, 유압에 의해 브레이크 패드를 이동시킨다. 이러한 브레이크 패드가 휠부재(45)에 밀착되어 제동력을 제공한다.

밸브부(50)는 마스터실린더부(20)와 휠실린더부(40)의 사이에 위치하며 유로부(30)에 연결되어 오일의 흐름을 제어하는 기술사상 안에서 다양한 기능의 밸브가 사용될 수 있다. 밸브부(50)는 유로부(30)에 배치되어 유압을 조절한다. 이러한 밸브부(50)는 각 휠실린더부(40)에 연결되는 유로부(30)에 각각 복수개가 설치되어 각 휠실린더부(40)의 유압을 개별적으로 조절할 수 있다. 일 실시예에 따른 밸브부(50)는 인렛밸브(52)와 아웃렛 밸브(54)와 TCV(Traction Control Valve)(56)를 포함한다.

인렛밸브(52)는 휠실린더부(40)의 압력을 증가시키기 위해 동작되며, 아웃렛 밸브(54)는 휠실린더부(40)의 압력을 감소시키기 위해 동작된다.

또한 브레이크 페달(10)의 조작 상태와 무관하게 휠실린더부(40)의 제동압력을 생성하거나 유지하기 위해 펌프부(60)와 TCV(56)를 구비한다. 운전자가 브레이크 페달(10)로부터 발을 떼는 순간에 TCV(56)를 작동시켜 휠실린더부(40)의 압력을 설정압으로 유지하고, 압력을 해제할 때에는 TCV(56)의 설정압을 해제하여 마스터실린더부(20)로 환원시켜 제거한다. 한편 제어부는 차량의 각종 주행정보를 바탕으로 각 밸브부(50)의 동작을 제어한다.

펌프부(60)는 유로부(30)에 유압을 공급하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 펌프가 사용될 수 있다. 또한 펌프부(60)는 제어부의 제어로 구동되어 한 쌍의 유로부(30)에 각각 유압을 제공한다. 그리고 펌프부(60)는 마스터실린더부(20)가 동작되지 않더라도 유로부(30)에 유압을 제공하여 차체 자세 제어로 활용된다.

제1관로부(70)는 레저버(25)와 펌프부(60)를 연결하며 오일의 흐름을 안내하는 직결 관로이다. 제1관로부(70)의 일측은 레저버(25)에 연결되며 제1관로부(70)의 타측은 펌프부(60)의 흡입부로 연결된다.

제2관로부(80)는 아웃렛 밸브(54)와 제1관로부(70)를 연결하며 오일의 흐름을 안내하는 관로이다. 감압밸브인 아웃렛 밸브(54)와 제1관로부(70)를 연결하는 제2관로부(80)를 통해 아웃렛 밸브(54)에서 나온 오일은 레저버(25)로 이동되므로, 오일을 회수하기 위한 별도의 어큐물레이터(102)가 필요치 않게 된다.

안전밸브(90)는 제2관로부(80)에 설치되며 아웃렛 밸브(54)를 통과한 오일이 제1관로부(70)를 통해 레저버(25)로 이동될 때만 오일의 흐름을 허용하는 밸브이다. 따라서 아웃렛 밸브(54)의 오작동으로 휠실린더부(40)의 오일이 아웃렛 밸브(54)를 통해 제2관로부(80)로 이동되더라도 안전밸브(90)에 의해 오일의 흐름이 차단되므로 안전사고의 발생을 방지할 수 있다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 제1유로부(32)와 제2유로부(34) 중 제1관로부(70)와 제2관로부(80)와 안전밸브(90)가 설치되지 않은 유로부(30)에는, 마스터실린더부(20)에서 전달된 오일이 펌프부(60)의 입구로 이동됨을 제어하는 고압 스위치 밸브(100)와, 아웃렛 밸브(54)와 펌프부(60)에 연결되며 아웃렛 밸브(54)를 통과한 오일을 저장하기 위한 저장공간을 구비하는 어큐물레이터(102)가 더 설치된다.

차량의 자세 제어 시스템은 VDC(Vehicle Dynamic　Control) 기능을 갖는 자세 제어 시스템이다. 이러한 차량의 자세 제어 시스템은 미끄러지기 쉬운 노면에서 구동되는 바퀴가 헛도는 것을 방지하여 발진하기 쉽게 한다. 그리고 선회 가속할 때 적절한 구동력 및 조종력을 확보하는 기능과 차량의 속도 및 조향각 센서 등 각종 센서들로부터 운전자의 조종 의도를 판단하며, 4개의 휠부재(45)에 개별적인 제동력을 적절히 배분하여 제동과 가속 및 선회할 때 차량의 모든 방향에 대한 차량의 자세를 제어하여 보다 안정된 조종력을 확보하기 위한 시스템이다.

그리고 차량용 ABS(Anti-lock Brake System)는 자동차가 급제동할 때 바퀴가 잠기는 현상을 방지하기 위하여 개발된 제동장치의 일종으로 바퀴가 잠기지 않도록 휠실린더부(40)의 작동을 조절한다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(1)가 일반 제동모드로 동작되는 경우, 페달(10)의 가압에 의해 발생된 압력은 마스터실린더부(20)에서 유로부(30)로 전달된다. 유로부(30)로 전달된 오일의 압력은 TCV(56)와 인렛밸브(52)를 통과하여 각 휠실린더부(40)로 이동되어 제동압을 형성한다.

도 4에 도시된 바와 같이 VDC 작동에 의한 흡입모드인 경우, 레저버(25)와 펌프부(60)의 흡입부를 연결하는 제2관로부(80)가 직결로 연결되며, 비교적 유로가 좁은 마스터실린더부(20)를 거치지 않고 오일의 이동이 이루어지므로 유로저항이 감소하여, 펌프부(60)의 토출성능이 향상된다.

도 5에 도시된 바와 같이 ABS 작동에 의한 감압모드인 경우, 휠실린더부(40)의 압력강하를 위해 아웃렛 밸브(54)와 안전밸브(90)가 동작되어 유로가 개방된다. 따라서 휠실린더부(40)에 있는 오일은 아웃렛 밸브(54)와 안전밸브(90)를 통해 제2관로부(80)를 따라 흐른다. 제2관로부(80)를 통해 이동되는 오일은 제1관로부(70)를 통해 레저버(25)로 이동된다.

도 6에 도시된 바와 같이 ABS 작동의 증압모드인 경우, 휠실린더부(40)의 오일 압력을 높이기 위해, TCV(56)를 클로즈한 상태에서, 페달(10)의 스트로크 정보를 참고하여 펌프부(60)의 운전을 제어하여 유로부(30)에 필요한 액량을 공급한다.

즉, 레저버(25)에서 펌프부(60)로 공급된 오일은 펌프부(60)를 통해 증압되어 유로부(30)를 통해 이동된다. 증압 대상 휠실린더부(40)가 제2브레이크(42)와 제3브레이크(43)인 경우, 이에 연결된 인렛밸브(52)가 개방(open)되므로, 증압된 오일은 제2브레이크(42)와 제3브레이크(43)로 공급되어 전방 우측 휠부재(47)와 전방 좌측 휠부재(48)의 회전을 구속한다. 이때, 제2브레이크(42)와 제3브레이크(43)에 연결된 아웃렛 밸브(54)는 클로즈(close)된 상태이다.

그리고, 감압 대상 휠실린더부(40)가 제1브레이크(41)와 제4브레이크(44)인 경우, 이에 연결된 인렛밸브(52)가 클로즈(close)되고 아웃렛 밸브(54)와 안전밸브(90)는 개방(open)된다. 따라서, 제1브레이크(41)와 제4브레이크(44)에서 나온 오일은 아웃렛 밸브(54)와 안전밸브(90)를 통해 제2관로부(80)로 이동된다. 제2관로부(80)로 이동된 오일은 제1관로부(70)를 통해 레저버(25)로 회수되거나 펌프부(60)로 공급될 수 있다.

따라서 차량의 ABS 제어중 휠실린더부(40)의 압력 증압 구현 및 이때 발생될 수 있는 운전자 페달(10) 꺼짐과 페달(10) 필링 이질감을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 레저버(25)와 펌프부(60)를 직접 연결하는 제1관로부(70)를 설치하므로 유로저항이 감쇠되어 펌프부(60)의 토출 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 아웃렛 밸브(54)와 제1관로부(70)를 연결하는 제2관로부(80)를 추가하고 어큐물레이터(102)와 체크밸브(104)가 삭제되므로 생산비를 절감할 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.

1: 차량용 제동장치 10: 페달
20: 마스터실린더부 25: 레저버
30: 유로부 32: 제1유로부
34: 제2유로부 40: 휠실린더부
41: 제1브레이크 42: 제2브레이크
43: 제3브레이크 44: 제4브레이크
45: 휠부재 46: 후방 좌측 휠부재
47: 전방 우측 휠부재 48: 전방 좌측 휠부재
49: 후방 우측 휠부재 50: 밸브부
52: 인렛밸브 54: 아웃렛 밸브
56: TCV 60: 펌프부
70: 제1관로부 80: 제2관로부
90: 안전밸브 100: 고압 스위치 밸브
102: 어큐물레이터 104: 체크밸브

Claims (6)

1. 페달의 가압에 의해 유압을 생성하는 마스터실린더부;
   상기 마스터실린더부에 연결되어 오일을 저장하는 레저버;
   상기 마스터실린더부에 연결되어 오일을 전달하는 유로부;
   상기 유로부에 연결되고 오일의 공급으로 동작되며, 후방 좌측 휠부재의 회전을 구속하는 제1브레이크와, 전방 우측 휠부재의 회전을 구속하는 제2브레이크와, 전방 좌측 휠부재의 회전을 구속하는 제3브레이크 및 후방 우측 휠부재의 회전을 구속하는 제4브레이크를 구비하는 휠실린더부;
   상기 마스터실린더부와 상기 휠실린더부의 사이에 위치하고, 상기 유로부에 연결되어 오일의 흐름을 제어하며, 상기 휠실린더부의 압력을 증가시키기 위해 동작되는 인렛밸브와 상기 휠실린더부의 압력을 감소시키기 위해 동작되는 아웃렛 밸브를 구비하는 밸브부;
   상기 유로부에 유압을 공급하는 펌프부;
   상기 레저버와 상기 펌프부를 연결하며 오일의 흐름을 안내하는 제1관로부;
   상기 아웃렛 밸브와 상기 제1관로부를 연결하며 오일의 흐름을 안내하는 제2관로부; 및
   상기 제2관로부에 설치되며, 클로즈(close)된 상기 아웃렛 밸브가 개방(open)되어 상기 아웃렛 밸브를 통과한 오일이 상기 제1관로부를 통해 상기 레저버로 이동될 때만 오일의 흐름을 허용하도록 개방(open)되는 안전밸브; 를 포함하며,
   상기 유로부는,
   상기 제1브레이크와 상기 제2브레이크에 오일을 공급하고, 상기 제1관로부와 상기 제2관로부와 상기 안전밸브가 설치되는 제1유로부; 및
   상기 제3브레이크와 상기 제4브레이크에 오일을 공급하고, 상기 마스터실린더부에서 전달된 오일이 상기 펌프부의 입구로 이동됨을 제어하는 고압 스위치 밸브와, 상기 아웃렛 밸브와 상기 펌프부에 연결되며, 상기 아웃렛 밸브를 통과한 오일을 저장하기 위한 저장공간을 구비하는 어큐물레이터가 설치되는 제2유로부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
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6. 삭제

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