KR102638614B1 - 유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 유압식 슬립 제어형 차량 파워 브레이크 시스템에서 제동 압력을 발생시키기 위한 펌프 유닛에 관한 것이다. 본 발명은, 전동기(2)와 피스톤/실린더 유닛(4) 사이에 유체 센서(19)를 제안하며, 이 유체 센서에 의해, 피스톤/실린더 유닛(4)으로부터 의도치 않게 누출로서 배출되는 소량의 브레이크 액이 전자 제어부(18) 또는 전동기(2)의 기능에 악영향을 미치기 전에 상기 누출이 검출될 수 있다.

Description

유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛
본 발명은, 청구항 1의 전제부에 따른 특징들을 갖는 유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛에 관한 것이다. 이 펌프 유닛은 특히, 유압식 차량 파워 브레이크 시스템의 작동을 위한 제동 압력을 외력으로써 발생시키기 위하여, 그리고/또는 유압식 차량 브레이크 시스템의 슬립 제어(slip control)를 위해 제동 압력을 발생시키거나 브레이크 액을 이송하기 위하여 제공되었다.
유압식 차량 브레이크 시스템용으로 ABS, ASR, FDR 및 ESP와 같은 축약어로서 통용되는 스키드 컨트롤, 구동 슬립 제어 및 주행 다이내믹 제어 또는 전자식 안정화 프로그램과 같은 슬립 제어가 공지되어 있다. 이를 위해, 유입 밸브 및 배출 밸브라고도 지칭되는 제동압 형성 밸브 및 제동압 강하 밸브를 갖는 유압식 차량 브레이크 시스템의 휠 브레이크의 휠 브레이크 실린더 내의 휠 브레이크 압력이 제어된다. 휠별 압력 제어를 위해, 각각의 휠 브레이크 실린더에 제동압 형성 밸브 및 제동 압력 강하 밸브가 하나씩 할당되며, 이들 밸브의 기능이 하나의 밸브 내에 통합될 수도 있다. 제동 압력은, 근력에 의해 또는, 제동력 증폭기를 구비할 수 있는 브레이크 마스터 실린더를 이용해서 보조력에 의해 발생하고, 그리고/또는 전동기에 의해 구동될 수 있는 유압 펌프를 이용해서 외력에 의해 발생한다. 이와 같은 슬립 제어는 공지되어 있기 때문에 본원에서 더 이상 설명되지 않는다. 예를 들면, DE 10 2006 026 872 A1호가 참조된다.
국제 특허 출원 WO 2012/150 120 A1호에는, 전술된 유형의 슬립 제어부를 구비한 유압식 차량 파워 브레이크 시스템이 공지되어 있다. 이 차량 브레이크 시스템에서는, 작동 제동 및 슬립 제어를 위한 제동 압력이 피스톤/실린더 유닛에 의해서 발생되며, 이 유닛의 피스톤은 전동기에 의해 기계식 기어장치를 통해서 구동될 수 있다. 근력으로 작동된 브레이크 마스터 실린더는, 작동 제동 시 제동 압력 또는 제동력을 위한 목표값 발생기로서 이용되고, 피스톤/실린더 유닛의 구동을 포함하여 이 유닛의 고장 시 보조 제동을 위한 제동 압력 발생기로서 이용된다. 솔레노이드 밸브, 체크 밸브, 피스톤 펌프, 유압 축압기, 댐퍼 챔버 및 압력 센서와 같은 차량 브레이크 시스템의 유압식 구성 요소들, 앞에서 이미 언급된 피스톤/실린더 유닛 및 브레이크 마스터 실린더는 하나의 유압 블록 내에 배치되어 있고, 이 유압 블록의 보어에 의해서 유압식으로 서로 연결되어 있다. 유압 블록에는, 또한 피스톤 펌프 및 피스톤/실린더 유닛을 구동하기 위한 전동기들도 설치되어 있다. 이와 같은 유압 블록은 본 발명의 필수적인 부품은 아니지만, 바람직한 실시예들의 특징부이다.
청구항 1의 전제부의 특징들을 갖는 본 발명에 따른 펌프 유닛은 유압식의, 슬립 제어된 그리고/또는 차량 파워 브레이크 시스템을 위해 제공되어 있고, 제동 압력의 발생을 위해서 그리고/또는 브레이크 액의 이송을 위해서 이용된다. 펌프 유닛은, 전동기 및 이 전동기에 의해서 구동될 수 있는 유압 펌프를 구비한다. 유압 펌프는 피스톤/실린더 유닛을 구비할 수 있거나 피스톤/실린더 유닛으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 유압 펌프로서의 기어 휠 펌프도 가능하다. 더 나아가서는, 하나 또는 복수의 기어장치가 존재할 수도 있으며, 이(들) 기어장치를 통해서 전동기가 유압 펌프를 구동시킨다. 기어장치는, 회전수를 감속시키고 토크를 가속시키는 감속 기어를 구비할 수 있다. 기어장치는, 전동기의 회전 구동 동작을, 유압 펌프의 실린더 혹은 피스톤/실린더 유닛의 실린더 내에서 피스톤의 행정 구동을 위한 운동으로(또는 그 반대로) 변환하는 헬리컬 기어 또는 여타의 기어를 구비할 수 있다.
본 발명에 따라, 펌프 유닛은, 유압 펌프로부터 또는 기타의 유압 컴포넌트로부터도 배출되는 브레이크 액을 검출하기 위한 유체 센서를 구비한다. 유체 센서는, 브레이크 액이 예를 들어 제동 압력 또는 제동력을 개회로 제어 또는 폐회로 제어하기 위해 그리고/또는 슬립 제어를 위한 전자 시스템을 손상시키거나, 고장을 야기하거나, 전동기 내부에 도달하기 전에, 배출되는 브레이크 액의 검출을 가능하게 한다. 배출되는 브레이크 액의 결정은 예를 들어 펌프 유닛의 전자 장치의 회로 기판 상에서의 저항 측정에 의해 수행될 수 있으며, 이 경우 배출되어 회로 기판상에 도달하는 브레이크 액이 전기 저항을 감소시키거나 옴 연결부(ohmic connection)를 형성한다.
종속 청구항들은, 청구항 1에 명시된 발명의 바람직한 실시예들 및 개선예들을 대상으로 한다.
본 발명은, 도면에 도시된 실시예를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 펌프 유닛의 회로도이다.
도면에 도시된 본 발명에 따른 펌프 유닛(1)은 전동기(2), 기어장치(3), 그리고 전동기(2)에 의해 기어장치(3)를 통해 구동될 수 있는 유압 펌프(10)로서의 피스톤/실린더 유닛(4)을 구비한다. 기어장치(3)는 유성 기어(5) 및 헬리컬 기어(6)를 구비한다. 유성 기어(5)는 전동기(2)의 하우징(7) 내에 배치되어 있으며, 전동기(2)의 회전수를 감속시키고 전동기(2)의 토크를 가속시키는 감속 기어로서 이용된다. 유성 기어(5)를 통해서는, 전동기(2)가 예를 들어 볼 스크루 드라이브로서 구현될 수 있는 헬리컬 기어(6)를 구동시킨다. 헬리컬 기어(6)는 유성 기어(5)의 회전 운동을 변위 운동으로 변환하고, 피스톤/실린더 유닛(4)의 피스톤(8)에 상기 피스톤/실린더 유닛(4)의 실린더(9) 내에서 축방향으로 왕복 행정 운동을 야기한다. 이와 같은 이유로, 헬리컬 기어(6)는 일반적으로, 회전 운동을 변위 운동으로 변환하는 변환기 또는 변환 기어로서도 간주될 수 있다. 실린더(9) 내에서 왕복하는 피스톤(8)의 행정 운동은 브레이크 액을 교대로 실린더(9)로부터 밀어내고 실린더(9) 내부로 흡입하며, 이로 인해 피스톤 펌프에 대하여 공지된 바와 같이, 제동 압력이 발생하고, 그리고/또는 브레이크 액이 이송된다. 이와 같은 이유로, 피스톤/실린더 유닛(9)은 피스톤 펌프로서도 그리고 일반적으로는 유압 펌프(10)로서도 간주될 수 있다. 전동기(2) 및 기어장치(3)와 함께, 피스톤/실린더 유닛(9)은 유압식 차량 파워 브레이크 시스템(12)에 의해 외력으로써 작동 제동을 위한 제동 압력을 발생시킬 목적으로 펌프 유닛(11)을 형성한다. 또한, 펌프 유닛(11)은, 제동 압력을 발생시키기 위해, 그리고/또는 유압식 차량 브레이크 시스템(12)에 의한 슬립 제어를 위해, 브레이크 액을 이송하는 데 이용된다.
펌프 유닛(11)은, 제동력 제어부의 유압 컴포넌트(14)의 기계적인 고정 및 유압 연결을 위해 이용되는 유압 블록(13) 상에 또는 유압 블록(13) 내에 설치되어 있다. 이와 같은 유압 컴포넌트(14)는 펌프 유닛(11) 외에, 도면에 솔레노이드 밸브로 상징적으로 도시되어 있는 솔레노이드 밸브, 체크 밸브, 유압 축압기 및 댐퍼 챔버이다.
유압 블록(13)에는 유압식 휠 브레이크(15)가 연결되어 있으며, 이 유압식 휠 브레이크의 휠 제동 압력은 유압 컴포넌트(14)에 의해 휠별로 제어될 수 있다.
유압 블록(13) 내에는, 유압 컴포넌트(14) 및 펌프 유닛(11) 외에, 근력으로 작동 가능한 브레이크 마스터 실린더(16)가 배치되어 있으며, 이 브레이크 마스터 실린더는 펌프 유닛(11)이 고장인 경우에 보조 제동을 위해서 이용된다. 작동 제동은 전술된 바와 같이 외력에 의해서 이루어지고, 작동 제동을 위한 제동 압력은 펌프 유닛(11)에 의해서 발생된다. 브레이크 마스터 실린더(16)는 작동 제동을 위해, 유압 컴포넌트(14)에 의해서 개회로 제어 또는 폐회로 제어되는 제동 압력을 위한 목표값 발생기로서만 이용된다. 슬립 제어도 마찬가지로 유압 컴포넌트(14)에 의해서 이루어지며, 이들 유압 컴포넌트에 의해서는 휠별 제동 압력 제어가 가능하다. 이와 같은 슬립 제어는 예를 들어 ABS, ASR, FDR 및 ESP와 같은 축약어로서 통용되는 차단 보호 제어, 구동 슬립 제어, 운전 다이내믹 제어 및/또는 전자식 안정성 프로그램이다. 이와 같은 외력에 의한 작동 제동을 위한 슬립 제어 및 제동력 제어는 공지되어 있기 때문에 본원에서는 상세하게 설명되지 않는다.
또한, 외력 제어형 및/또는 슬립 제어형 유압식 차량 브레이크 시스템의 유압 블록(13)도 공지되어 있다. 통상적으로는, 대부분 알루미늄 합금으로 이루어진 평평한 정방형 금속 블록들이 사용되며, 이들 블록의 두께는 폭 또는 길이의 대략 1/4 내지 1/3이다. 절삭 가공에 의해서, 유압 블록(13)은, 유압 컴포넌트(14), 브레이크 마스터 실린더(16) 및 피스톤/실린더 유닛(4)을 수용하기 위한 직경 단차식의 또는 비단차식의 블라인드 홀 및/또는 관통 홀을 구비하며, 이들 홀은 유압 블록(13)의 보어링에 의해 서로 유압 연결되어 있다. 전술된 바와 같은 1행정 브레이크 마스터 실린더(16) 대신에, 유압 블록(13)은 2행정 브레이크 마스터 실린더 또는 다행정 브레이크 마스터 실린더를 구비할 수도 있다(도시되지 않음).
저압 측 또는 무압 측에서는, 피스톤/실린더 유닛(4)의 실린더(9)가 저장 탱크(17)와 연통되며, 이 저장 탱크 내에는 소정의 누출 유체, 즉, 피스톤/실린더 유닛(4)으로부터 의도치 않게 배출되는 브레이크 액이 수집된다.
제동력 또는 제동 압력의 개회로 제어 또는 폐회로 제어를 위해, 유압 블록(13)은, 전자 제어 장치로서도 간주될 수 있는 전자 제어부(18)를 구비한다. 전자 제어부(18)는 유압 컴포넌트(14) 및 펌프 유닛(11)을 개회로 제어하거나 폐회로 제어하며, 이 경우 휠별 제동력 제어 및 제동 압력 제어가 가능하다. 유압 블록(13)은, 필수적으로 또는 어떤 경우라도 제공되는 장착 위치를 가지며, 이 장착 위치에서 전자 제어부(18)는 피스톤/실린더 유닛(4)의 하부, 기어장치(3)의 하부, 그리고/또는 전동기(2)의 하부에 위치한다. 전자 제어부(18)는 유체 센서(19)를 구비하며, 이 유체 센서에 의해, 피스톤/실린더 유닛(4)으로부터 의도치 않게 배출되는 브레이크 액이 전동기(2) 내부에 도달하기 전에 검출될 수 있다. 예를 들면, 소정의 브레이크 액에 의해 전기 전도되는 전자 제어부(18)의 회로 기판상의 2개의 지점 사이에서 전기 저항이 측정된다. 이 경우, 브레이크 액의 양은, 전자 장치의 기능이 손상되지 않을 정도로 적다. 다른 유체 센서(19)도 가능하다. 유체 센서(19)를 이용하여, 실린더(9)로부터 배출되는 브레이크 액의 양이 전자 제어부(18) 및 전동기(2)의 기능을 손상시키지 않을 정도로 적을 때 이미 필수적인 관리 또는 보수에 대한 안내가 제공될 수 있다.

Claims (9)

  1. 피스톤/실린더 유닛(4)을 포함하는 유압 펌프(10)로서, 피스톤/실린더 유닛(4)은 전동기(2)와 상기 전동기(2)에 의해서 구동될 수 있는 피스톤(8)을 포함하는, 유압 펌프(10)와,
    전자 제어부(18)를 포함하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛으로서,
    전자 제어부(18)는:
    - 유압 펌프(10)를 제어하도록 구성되며,
    - 펌프 유닛이 유압식 차량 브레이크 시스템에 장착되는 경우, 피스톤/실린더 유닛(4)의 하부에 위치하고,
    - 회로 기판을 포함하며, 회로 기판상에 유체 센서(19)가 배치되고, 유체 센서(19)는 회로 기판상의 2개의 지점 사이에서 전지 저항을 측정함으로써 피스톤/실린더 유닛(4)으로부터 누출되는 브레이크 액을 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 유체 센서(19)가 유압 펌프(10)와 전동기(2) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 유체 센서(19)가 펌프 유닛(13)의 장착 위치에서 유압 펌프(10) 또는 전동기(2)의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 펌프 유닛(11)이, 전동기(2)에 의해 구동될 수 있고 유압 펌프(10)를 구동시키는 기어장치(3)를 구비한 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 펌프 유닛(11)이 전동기(2); 유압 펌프(10); 및 차량 브레이크 시스템의 제동력 제어부의 유압 컴포넌트(14);의 기계식 고정 및 유압 연결을 위한 유압 블록(13)을 구비한 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 유압 블록(13)이 브레이크 마스터 실린더(16)를 구비한 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 펌프 유닛.
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