KR19990087731A - 수동식 오동작 안전기를 가진 전자 브레이크 관리 시스템 - Google Patents

수동식 오동작 안전기를 가진 전자 브레이크 관리 시스템 Download PDF

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앤드루 더블유. 킹스톤
로베르트 엘. 페르게르
토마스 베이게르트
살바토레 오리베리
마크 에스. 루케비치
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Abstract

본 발명은 시스템의 페달 느낌을 향상시키는 잇점을 가지면서, 시스템의 임의 성분의 제조가 경제적이도록 양호한 설계로 이루어진 개량된 전자-유압식 브레이크 시스템을 제공하는 것이다. 시스템은 압축 유압성 브레이크 유체의 전기 파워 노말 소스(42)와, 그리고 노말 소스의 고장 발생 시, 차량 브레이크에 압축 유압성 브레이크 유체의 수동식 파워 백업 소스(12)를 제공하는 것이다. 정상적 제동 중에, 백업 소스로부터의 유체는 차량 브레이크로부터 페달 시뮤레이터로 새롭게 방향지게 된다. 양호하게, 페달 시뮤레이터(26)에는, 차량 제동 중에 향상된 페달 감을 제공하는 페달 시뮤레이터로 그로부터 유체의 흐름을 선택적으로 제어하는 밸브와 함께 하는, 댐핑 오리피스 및 확장 체적, 그리고 스프링 부하 피스톤이 정렬 배치된 설비가 포함된다. 본 발명의 브레이크 시스템은 부가로 백업 소스와 노말 소스와의 사이에 압축 유체간의 상호 혼합을 방지하는데 제공되는 상당히 저가의 유체 분리기를 구비한다. 유체 분리기는 차량 브레이크를 동작시키는데 노말 소스가 백업 소스의 유압성 브레이크 유체에 동작하도록 허용하도록 작동한다. 유체 분리기는 양호하게 각각이 동일한 직경인 2개 작업 면을 가진 피스톤으로 실시되는 것이다.

Description

수동식 오동작 안전기를 가진 전자 브레이크 관리 시스템
종래 일부 공보에는 수동식 파워 백업 시스템을 가진 전자-유압식 브레이크 시스템을 개시하고 있다. 예를 들면, 독일 특허 출원 DE 4413579A1호는 차륜을 제동하는데 격리 밸브를 통해서 접속되는 수동식 파워 마스터 실린더를 가진 시스템을 개시하고 있다. 격리 밸브의 차단 시에, 마스터 실린더로부터 압축 브레이크 유체가 페달 시뮤레이터에 공급된다. 압력 변환기는 전자 컨트롤 유니트에 공급되는 필요한 제동 작용력의 신호 유의물을 발전시키는데 사용된다. 전자 컨트롤 유니트는 모터 구동 제동 압력 제너레이터(펌프)의 동작을 제어하여 압축 유압 브레이크 유체를 차량 브레이크에 대응적으로 공급하는 것이다.
본 발명은 지상 차량용 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 특히 전자식 운영 펌프에 의해 공급되는 정상적 제동 압력을 가진 전자-유압식 브레이크 시스템에 관한 것이다.
도 1 은 차량 브레이크 시스템의 제 1 실시예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2 는 도 1 의 브레이크 시스템의 부분을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3 은 확장 체적 유니트가 있는 전자-유압식 브레이크 시스템용 그리고 확장 체적 유니트를 가지지 않은 전자-유압식 브레이크 시스템용의 페달 힘 대 페달 이동을 나타낸 그래프.
도 4 는 차량 브레이크 시스템의 제 2 실시예를 개략 도시한 도면.
도 5 는 차량 브레이크 시스템의 제 3 실시예를 개략 도시한 도면.
도 6 은 본 발명의 브레이크 시스템용으로 사용되는 마스터 실린더와 페달 시뮤레이터용의 특정한 실시예의 단면도.
도 7 은 도 1 의 유체 분리기에 사용될 수 있는 유체 분리기 피스톤의 단면을 확대 도시한 도면.
도 8 은 그 작업 면에 형성되는 그루브를 나타내는 도 1 의 유체 분리기 유니트에 사용 가능한 피스톤의 단부 입면도.
도 9 는 도 8 의 9-9선을 따라 절취된 도면.
도 10 은 개별적인 후륜으로 유압식 브레이크 유체를 공급하는 각각의 파워 실린더와 전륜용 유압식 브레이크 유체의 백업 소스와 전자-유압형 노말 소스를 가진 차량 브레이크 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
전자-유압식 브레이크의 일반적인 원리는 알려진 것이고, 공지된 고가의 장비는, 상기 브레이크 시스템의 브레이크 페달을 동작시킬 때 운전자의 느낌이 민감하게 피드백 되는 "페달 느낌"에서 상당히 빈약한 기능을 가지고 있는 것이다.
본 발명은 시스템의 페달 느낌을 향상시키는 잇점을 가지면서, 시스템의 임의 성분의 제조가 경제적이도록 양호한 설계로 이루어진 개량된 전자-유압식 브레이크 시스템을 제공하는 것이다. 시스템은 압축 유압성 브레이크 유체의 전기 파워 노말 소스와, 그리고 노말 소스의 고장 발생시 차량 브레이크에 압축 유압성 브레이크 유체의 수동식 파워 백업 소스를 제공하는 것이다. 정상적 제동 중에, 백업 소스로부터의 유체는 차량 브레이크로부터 페달 시뮤레이터로 새롭게 방향지게 된다. 양호하게, 페달 시뮤레이터에는, 차량 제동 중에 향상된 페달 감을 제공하는 페달 시뮤레이터로 그로부터 유체의 흐름을 선택적으로 제어하는 밸브와 함께 하는, 댐핑 오리피스 및 확장 체적, 그리고 스프링 부하 피스톤이 정렬 배치된다. 본 발명의 브레이크 시스템은 부가로 백업 소스와 너말 소스와의 사이에 압축 유체간의 상호 혼합을 방지하는데 제공되는 상당히 저가의 유체 분리기를 구비한다. 유체 분리기는 차량 브레이크를 동작시키는데 노말 소스가 백업 소스의 유압성 브레이크 유체에 동작하도록 허용하도록 작동한다. 유체 분리기는 양호하게 각각이 동일한 직경인 2개 작업 면을 가진 피스톤으로 실시되는 것이다.
본 발명의 다양한 목적 및 잇점을 첨부 도면을 참고로 양호한 실시예를 통한 상세한 설명으로 이하에 기술한다.
도 1 은 본 발명에 따르는 일반적인 차량 브레이크 시스템의 제 1 실시예를 나타낸 도면이다. 브레이크 시스템(2)은 4개 차륜과 그 각각의 차륜용 브레이크를 가진 자동차와 같은 지상 차량에 사용되기에 적합한 것이다. 브레이크 시스템(2)은 유압형 브레이크 유체로 이루어진 노말 소스(4)와 유압형 브레이크 유체로 이루어진 백업 소스(6)를 구비하는 것이다. 노말 소스(4)는 전자 컨트롤 모듈(10)을 구비한다. 이하에 기술되는 바로서, 컨트롤 모듈(10)은 다양한 신호를 수신하고, 상기 신호를 처리하고, 그리고 그에 기본 하여 브레이크 시스템(2)의 다양한 성분의 동작을 컨트롤하는 것이다. 이러한 방식으로, 컨트롤 모듈(10)은 노말 소스(4)가 백업 소스(6)의 일부 유압 회로와 함께 동작되게 하여서 전기적 제어 압력에 유압식 브레이크 유체를 4개 차륜 브레이크(11a, b, c, d)에 제공한다. 차륜 브레이크(11a, b, c, d) 각각은 차륜의 회전성 제동동작 면과 결합하는 작동 부재에 의해 동작 가능한 마찰 부재와 각각의 브레이크 작동부재(예를 들면 슬래이브 실린더)를 구비한다.
백업 소스(6)는 이하에서 설명되는 바로서, 2개 차량 브레이크(11a, 11b)를 위한 수동식 백업 제동 동작을 제공한다. 일반적으로, 차량의 전방 또는 전면 브레이크는 주 제동동작 상태에 자동차에서 상당한 반제동성(braking resistance)을 제공하기 때문에, 유압식 브레이크 유체의 백업 공급부에 전방 브레이크가 접속되게 할 수 있다. 그런데, 본 발명은 어느 정도의 브레이크 조합으로 작용이 용이하게 채택되고 그리고 외형 구조에 제한을 받지 않는다.
백업 소스(6)용 유압형 브레이크 유체의 소스는 수동식 작동 마스터 실린더(12)이다. 마스터 실린더(12)는 브레이크 페달(14)에 의해 동작되어, 도관(16)을 경유하는 제 1 수동식 백업 브레이크 회로와, 도관(17)을 경유하는 제 2 수동식 백업 브레이크 회로로 유압 브레이크 유체를 공급한다. 도시된 바와 같이, 마스터 실린더(12)는 2개 서비스 피스톤을 가지는 탠덤 마스터 실린더이지만, 마스터 실린더(12)는 단일 피스톤 또는 3중 피스톤과 같이 임의적으로 적절한 디자인으로 설계될 수 있는 것이다. 브레이크 페달(14)에는 브레이크 페달 검출기(18)가 제공되어 브레이크 페달(14)의 이동을 검출한다. 브레이크 페달 검출기(18)는 브레이크 라이트(도시 않음)를 동작시키는 또는 브레이크 페달(14)의 담입을 나타내는 컨트롤 모듈(10)로의 입력부로서 작용하는 스위치이다. 또한 브레이크 페달(14)은 양호하게, 컨트롤 모듈(10)에 신호를 입력하는 운전자에 의한 브레이크 명령을 나타내는 브레이크 페달(14) 담입 정도를 나타내는 신호를 생성하는 변위 변환기(19)에 결합된다. 일반적인 방식으로 마스터 실린더(12)를 통해 제 1 및 제 2 브레이크 회로와 교신하는 저장소(20)가 일반적으로 제공된다. 저장소(20)는 필요에 맞추어 단일, 이중, 또는 삼중 챔버로 설계될 수 있으며, 실질적으로 임의적인 적절한 수의 챔버를 가지게 된다.
도관(16)은 제 1 유압식 동작 차량 브레이크(11a)에 제 1 전기적 동작 격리 밸브(22a)를 경유하여 접속된다. 도관(17)은 제 2 유압식 동작 차량 브레이크(11b)에 제 1 전기적 동작 격리 밸브(22b)를 경유하여 접속된다. 격리 밸브(22a 또는 22b)가 전기적으로 비활성 되면, 밸브는 개방되어 마스터 실린더(12)로부터의 압축 브레이크 유체가 관련 차량 브레이크(11a 또는 11b)에 적용되어 차량을 제동시킨다. 정상 동작에서, 격리 밸브(22a, 22b)는 차량 브레이크(11a, 11b)로부터 마스터 실린더(12)를 격리하는 차량 제동 중에 차단으로 활성된다. 이러한 상태에서, 마스터 실린더(12)에서 발전된 압축 브레이크 유체는 도관(27)을 경유하여 페달 시뮤레이터(26) 대신에 발송하게 된다. 페달 시뮤레이터(26) 안밖으로 유체 통로를 선택적으로 허용하는 시뮤레이터 밸브(28)는 도관(27)에 배치된다. 격리밸브(22a, 22b)가 차단으로 활성화되면, 시뮤레이터 밸브(28)는 개방으로 활성화된다. 격리 밸브(22a, 22b)가 개방으로 비활성되면, 시뮤레이터 밸브(28)는 차단으로 비활성된다. 격리 밸브(22a, 22b)와 시뮤레이터 밸브(28)는 밸브의 동작을 전기적으로 명령하도록 변조되는 펄스 폭이다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 페달 시뮤레이터(26)는 보어(26b)가 있는 하우징(26a)을 구비한다. 피스톤(26c)은 보어(26b) 내에 활주 가능하게 배치된다. 피스톤(26c)은 컵 형상 프랜지 부재(26d)에 결합된다. 도 6 에 설명된 위치로부터의 피스톤(26c)의 우측으로의 이동은 평판(26f)에 대한 원추형 스프링(26e)을 압축시킨다. 또한 페달 시뮤레이터(26)도 프랜지 부재(26d)와 피스톤(26c)의 이동을 제한하는 평판(26f)에 나사 결합진 조정식 정지 부재(26g)를 구비한다. 평판(26f)은 하우징(26a)에 형성된 그루브와 결합되는 스넵 링(26h)에 의해 스프링(26e)의 힘에 대하여 제 위치를 유지한다. 신장 부재(26i)는 피스톤(26c)과 컵 형상 프랜지 부재(26d)와 결합하여 피스톤(26c)과 컵 형상 프랜지 부재(26d)가 정렬 배치를 유지하고 이들 간에 힘을 전달시킨다.
페달 시뮤레이터(26)는 브레이크 페달(14)의 담입 시에 마스터 실린더(12)로부터의 압축 브레이크 유체가 페달 시뮤레이터(26)로 도관(16)을 통해 전달되어 피스톤(26c)을 구동시키어 스프링(26e)을 압박하도록 도관(16)에 접속된다. 스프링(26e) 압축으로, 스프링(26e)이 피스톤(26c)의 추가 이동에 대한 상승된 저항력을 발휘한다. 이하에 설명되는 바로서, 스프링(26e)은 양호하게 브레이크 페달(14)이 제 1 담입 시보다 더 페달 행정의 단부에 인접하면 브레이크 페달(14)의 변위 유니트 당 추가 이동에 대한 저항력이 더 크게 나타나는 상승 율을 가지는 것이다. 이러한 방식에서, 페달 시뮤레이터(26)는 종래 브레이크 시스템에서의 페달 이동 감에 대한 점진적으로 더 크게 증가하는 저항이 나타난다. 점진적으로 상승되는 스프링 율을 스프링(26e)이 가지게 하는 한 방식에는, 스프링(26e)의 중심 축(26j)에 대해 수직적으로 형성된 평면(도시 않음)과는 다르게 경사진 스프링(26e)의 가변 피치 즉, 각각의 랩을 가진 원추형 나선형 스프링으로 스프링(26e)을 형성하는 것이 있다.
페달 시뮤레이터(26)의 스프링(26e)이 더 큰 저항력을 발휘함으로서, 도관(16)에 압력은 스프링 부하 피스톤(26c)에 의한 추가 이동에 대한 저항으로 증가된다. 이러한 운동에 대한 저항감은 마스터 실린더(12)에서 반작용하는 도관(16)의 증가 압력을 통해서 페달(17)로 피드백 되어 브레이크 페달 담입자가 마스터 실린더(12)가 차량 브레이크(11a, 11b)에 유압식으로 결합될 때에 느껴지는 저항감과 유사하게 브레이크 페달(14) 담입에 의해 증가된 저항감을 느끼게 된다. 도관(17)에 압력은 일반적인 방식으로 도관(16)에 압력을 따라서 상승된다. 예를 들면, 만일 마스터 실린더(12)가 텐덤 엑슬 마스터 실린더 이면, 마스터 실린더(12)와 도관(16)의 주 챔버(도시 않음)에 증가 압력은 마스터 실린더 보조 피스톤(도시 않음)의 이동으로 도관(17)과 마스터 실린더(12)의 보조 챔버(도시 않음)로 전달되게 된다.
페달 시뮤레이터(26)가 양호하게 도 1 과 도 6 에 도시된 바와 같이 단일 금속 코일 스프링(26e)에 대해 동작하는 피스톤(26c)으로 실시되지만, 페달 시뮤레이터의 다른 설계도 본 발명의 파트로서 사용되도록 고려될 수 있는 것이다. 예를 들면, 페달 시뮤레이터(26)에 유압식 브레이크 유체는 서로 일련적으로 또는 평행하게 동작되게 배치되는 다수 코일 스프링과 같이 적절한 스프링 배치에 대항하여 작용할 수 있는 것이고, 그리고 필요한 점진적인 스프링 율을 전달하도록 적절히 상호 작용할 수 있는 것이다. 또한, 페달 시뮤레이터(26)의 스프링은 적절한 재료로 제조될 수 있는 것이다. 예를 들면, 스프링은 엘라스토머제 스프링이다.
페달 시뮤레이터(26)의 피스톤(26c)은 스프링 또는 다른 가요성 또는 운동성 유체 분리기에 대항하여 동작하는 다이어프램으로 대체될 수 있는 것이다. 예를 들면, 페달 시뮤레이터(26)는 피스톤, 다이어프램, 또는 유체 분리기로서의 브래더(bladder)를 포함하며, 그 제 1 사이드는 마스터 실린더(12)로부터의 압축 브레이크 유체에 의해 작동되고 그리고 그 제 2 사이드는 유체에 의해 자동되며, 그 압력은 브레이크에 압력이 (가스의 고정 체적과 같이) 증가로서 자연적으로 증가하거나 또는 선택적으로 제어되는 것이다. 특정하게, 페달 시뮤레이터(26)에 유체 분리기의 제 2 사이드에 유체의 압력은 페달 시뮤레이터(26)의 댐핑과 스프링 율의 특성이 선택적으로 조정되는 것에 주목한다. 상기 압력 컨트롤은 기본적으로 페이스 변경을 받는 그 안에 재료로 인하여 변위가 이루어지는 압력 피드백, 적절한 펌프 또는 밸브 또는 다른 기계적 액츄레이터의 전자식 제어 또는 액츄레이터와 같이 적절한 수단으로 이루어진다.
또한, 페달 시뮤레이터(26)에 유체 분리기는 선택적으로 작동되는 기계식 액츄레이터로 직접적으로 동작되는 것이다. 페달 시뮤레이터(26)의 스프링 율과 댐핑 특성을 제어하여, 차량 운전자가 받게 되는 페달 감이 브레이크 페달(14)의 담입 및 담입 해제 시에 제어될 수 있는 것이다. 다른 설계 변경으로는, 페달 시뮤레이터(26)가 필요한 물리적 특성을 가진 엘라스토머성 재료의 블록과 같은 다량의 적절한 재료가 놓여지는 챔버로서 실행된다. 상기 재료는 페달 시뮤레이터(26)에 브레이크 유체의 압력의 증가로서 탄성적으로 압축을 받게 된다. 상기 재료는 가스로 채워진 실내 챔버에 함유된다.
양호하게 브레이크 시스템(2)은 도 1 에 블록(31)으로 개략적으로 나타낸 바와 같이 선택적 팽창 체적 유니트와 도 1 에 블록(29)으로 개략적으로 나타낸 선택적 댐핑 회로를 구비한다. 이하에 상세하게 논의되는 바로서, 댐핑 회로(29)와 팽창 체적 유니트(31)는 페달 시뮤레이터(26)와 함께 동작하여서, 상술된 바와 같이 브레이크 페달(14)을 동작시키는 동안에 차량 운전자가 경험하게 되는 응답 특성이 있는 향상된 브레이크 페달 감을 제공한다.
마스터 실린더(12)와 격리 밸브(22a)와의 사이에 도관(16)의 압력은 브레이크 명령 신호로서 컨트롤 모듈(10)로 감지된 압력의 신호를 공급하는 압력 변환기(30)에 의해 모니터 된다. 브레이크 페달 변위 변환기(19)가 브레이크 명령 신호로서 압력 변환기(30)로부터의 압력 신호 대신에 사용될 수 있거나 또는 압력 변환기(30)의 적절한 동작을 변경하는데 백업 또는 체크 신호로서 사용됨에 주의 한다. 필요에 따라서는, 도관(17)에 압력도 압력 변환기(도시 않음)에 의해 모니터 된다.
양호하게, 페달 변환기(19)로부터의 변위 신호와 압력 변환기(30)로부터의 압력 신호가 시스템 브레이크 명령 신호를 생성하도록 적절한 패션으로 함께 혼합(blend)된다. 예를 들면, 페달 이동의 제 1 부분 중에, 압력 변환기(30)로 측정되는 압력은 페달 이동량과 대비하여 크게 증가되지 않는다. 압력 신호의 증가가 정상적 전자 배경 "노이즈"와 다르게 하기가 곤란함으로, 압력 변환기(30)에 의해 생성되는 압력 신호로부터의 필요한 제동 명령을 정확하게 판단하기가 곤란할 것이다. 따라서, 페달 이동의 제 1 파트에서, 페달 변환기(19)로부터의 신호는 필요한 제동 동작을 보다 양호하게 지시하여 브레이크 명령 신호를 결정하는 증가된 중량을 제공하게 된다. 그런데, 페달 행정의 후 파트에서, 압력 변환기(30)에 의해 모니터된 압력은 브레이크 페달(14)의 위치의 작은 변경 만으로 현저하게 변경되며, 따라서 브레이크 페달 신호의 상당히 작은 변경이 페달 변환기(19)에 의해 생성된다. 따라서, 이러한 지대에서, 압력 변환기(30)로부터의 신호는 필요한 제동 동작을 보다 정확하게 결정하고 따라서 브레이크 명령 신호를 결정하는데 상당히 더 큰 중량을 제공하게 된다. 페달 행정의 중간 부위에서, 압력 변환기(30)로부터의 신호와 페달 변환기(19)로부터의 신호는 브레이크 명령 신호를 결정하는데 동일한 중량을 제공하게 된다.
압력 변환기(30)로부터의 압력 신호는 페달(14)에서 운전자에 의해 나타나는 힘의 비율 성분이다. 브레이크 페달(14)에 운전자에 의해 발휘되는 힘으로부터 초래되는 압력을 측정하는데 압력 변환기를 사용하는 대신에, 브레이크 페달에 힘의 직접적인 측정을 브레이크 페달(14)로부터 마스터 실린더(12)의 피스톤으로 이어지는 링크부에 적절하게 배치된 변형 게이지를 사용하여 이룰 수 있다. 이러한 측정은 압력 변환기(30)로부터의 신호 대신에 브레이크 명령 신호를 현상하는데 사용될 수 있다.
브레이크 명령 신호용 알고리즘의 일 양호한 실시예는, 노말 소스(4)가 유압을 브레이크(11a, b, c, d)로 공급하는데 운전자에 의해 명령을 받는 압력을 나타내는 신호(PBBW)를 현상하는 것이다. 이러한 신호는 붕괴 회피 신호 또는 안티록크 브레이크 컨트롤 신호와 같은 자동 제어로 지배를 받게 된다. PBBW는 이동 명령 성분(PCMD―TRAVEL)과 힘 명령 성분(PCMD―FORCE)으로부터 개발된다. 힘 명령 성분(PCMD―FORCE)은 압력 변환기(30)(또는 상술된 힘 센서)로 부터의 압력 신호로부터 개발된다. PCMD―TRAVEL과 PCMD―FORCE는 백래시(히스테리시스) 상태에 있고 그리고 PBBW를 현상하는 입력에 앞서 제한을 받게 된다.
PCMD―TRAVEL는 다음의 식으로 나타나며, 비율과 2차 함수 모두를 갖는다.
PCMD―TRAVEL= PTx k1+ P2 Tx k2(1)
여기서, PT는 변위 변환기(19)로부터의 상태 신호이고, k1과 k2는 부가적인 상태 PCMD―TRAVEL으로 적절하게 조정되는 이득 요소 상수를 나타낸다.
PCMD―FORCE도 또한 다음의 방정식으로 나타내는 바와 같이 비율과 2차 함수 모두를 갖는다.
PCMD―FORCE= PFx k3+ P2 Fx k4(2)
여기서, PF는 압력 변환기(30)로부터의 상태 신호이고, 그리고 k3및 k4는 추가 상태 PCMD―FORCE로 적절하게 조정될 수 있는 이득 요소 상수이다.
상기 방정식 (1) 및 (2)에서 전개된 PCMD―FORCE및 PCMD―TRAVEL는 다음의 2개 방정식(3, 4)에 따르는 PBBW로 전개되어 혼합된다.
(3)
PBBW=PCMDTRAVEL×(1-WBLEND)+PCMDFORCE×WBLEND (4)
이러한 시스템에서, "전기적"인 힘과 페달 이동을 통한 운전자의 견해가 측정된다. 상기 신호는 노말 소스(4)로 필요한 명령을 제공하도록 전기적으로 혼합된다. 출력은 헌팅 및 노이즈를 제한하도록 변경의 최소 단계를 제어하는 신호로 제한 설정된 분석 회로(도시 않음)를 통해 적용된다. 상기 신호는 회로에서 부가 상태가 되어서 명령을 받는 압력 적용율을 제한한다. 만일, 페달 이동과 힘이 모두 최소인 경우에는, 디폴트 네가티브 압력 명령 신호가 양호하게 네가티브 밸브로의 힘(PBBW)으로 양호하게 절환된다. 이러한 사실은 노말 소스(4)의 압력 제어 밸브(이하에서 논의됨)가 압력 제어 밸브의 스플이 "파크"되기 전에 압력 감소 사이클 중에 그리고 실 명령 신호가 없을 때 회로에 노이즈로 인한 컨트롤 밸브의 "헌팅" 또는 "시머링(simmering)"을 피하는 제로 압력 상태로 원만하게 이동되는 것을 보장한다.
차량 운전자가 브레이크 페달(14)을 담입하면, 마스터 실린더(12)가 작동되고, 그에 의해서 도관(16, 17) 내에 압력이 증가하게 된다. 도관(16) 내에 증가된 압력은 페달 시뮤레이터(26)의 스프링을 압압하고 그리고 도관(16) 내에 압력은 압력 변환기(30)에 의해 감지된다. 페달 시뮤레이터(26)는 차량 운전자가 격리 밸브(22a, 22b)가 폐쇄되었는지를 페달 감으로 경험하도록 설치된 것이다. 또한 시뮤레이터 밸브(28)는 생략될 수 있는 것이다. 만일, 시뮤레이터 밸브(28)를 제외하였다면, 마스터 실린더(12)가 충분한 브레이크 유체량을 압축하여서 페달 시뮤레이터(26)에 공급하고 노말 소스(4)가 고장인 경우에 적절한 압력으로 차량 브레이크(11a, 11b)를 동작시킨다.
각각의 격리 밸브(22a, 22b)와 개별적인 차량 브레이크(11a, 11b)와의 사이에 도관(16, 17)에 압력은, 컨트롤 모듈(10)에 각각의 감지된 압력을 나타내는 신호를 공급하는 개별적인 압력 변환기(36a, 36b)에 의해 감지된다. 컨트롤 모듈(10)은 이하에서 논의되는 목적을 위해서 압력 변환기(36a, 36b)에 의해 생성되는 압력 신호를 활용한다. 또한, 이하에서 논의되는 바로서, 컨트롤 모듈(10)은 시뮤레이터 밸브(28)와 격리 밸브(22a, 22b)의 동작을 제어한다.
상술된 바와 같이, 격리 밸브(22a, 22b)는 브레이크 시스템(2)의 정상 동작 동안에 활성화 되어 차단된다. 전력의 상실과 같은 비정상적인 상태에서만, 운전자가 브레이크 페달(14)을 담입하여 브레이크 명령 신호를 개시한 후에 격리 밸브(22a, 22b)가 개방 상태로 남아 있다. 이러한 상태에서, 마스터 실린더(12)는 압축 유압식 브레이크 유체를 개방된 격리 밸브(22a, 22b)를 통해서 차량 브레이크(11a, 11b)로 공급하도록 동작한다. 그런데, 일부 타입의 부재인 경우에도, 노말 소스(4)는 차량 브레이크(11a, b, c, d)를 동작시키는 압축된 유압형 브레이크 유체를 공급하여야 한다.
노말 소스(4)는 저장소(20)로부터 유압형 브레이크 유체를 펌핑하여 차량 브레이크(11a, b, c, d)를 동작시키는 펌프(42)를 구비한다. 펌프(42)는 양호하게 컨트롤 모듈(10)의 제어를 받아 모터(43)에 의해 전기적으로 양호하게 구동되는 것이다. 그런데, 펌프(42)는 컨트롤 모듈(10)에 의해 제어를 받는 펌프(42) 출력으로 임의적인 적절한 수단으로 구동되는 것이다. 노말 소스(4)에는 예비 설정 압력이 초과되면 펌프(42)로부터 방출되는 압축된 브레이크 유체가 다시 저장소(20)로 향하도록 개방되는 릴리프 밸브(44)에 의한 과압력 보호부가 설치된다.
펌프(42)로부터의 압축된 유압형 브레이크 유체는 체크 밸브(47)를 통해 고압 어큐뮤레이터(46)에 공급된다. 체크 밸브(47)는 펌프(42)의 방출부로부터 브레이크 유체가 흐르게 하고 방출구를 통해서 펌프(42) 내로 브레이크 유체가 흐르는 것이 방지되게 한다. 어큐뮤레이터(46)는 스프링 요소로서 동작하는 선 충전 질소와 어큐뮤레이터(46)의 실린더 내에 슬라이딩 밀봉부를 가지고 이동 가능한 피스톤을 구비하는 종래의 것이다. 다른 적절한 스프링 요소는, 압축 가능한 체적으로 이루어진 다른 적절한 가스, 금속성 또는 탄성 스프링 또는 다른 스프링 설비를 구비하는 것이다. 어큐뮤레이터(46)에 내재된 선 충진 질소는 어큐뮤레이터(46)의 유체 접속부 쪽으로 피스톤을 편향시킨다. 물론, 임의적인 적절한 어큐뮤레이터 설계가 사용될 수 있으며, 그리고 어큐뮤레이터(46)는 금속, 고무, 플라스틱, 또는 다른 엘라스토머로 제조된 다이어프램 또는 벨로우가 있는 다이어그램 타입의 것이다.
유체 접속부를 통해서 어큐뮤레이터(46)내로 압축된 유압형 브레이크 유체가 흐름으로서, 어큐뮤레이터(46)의 피스톤이 질소 가스 선 충진물을 추가 압축하도록 이동된다. 이러한 상태에서, 어큐뮤레이터(46)는 펌프(42) 작동에 따라서 차량 브레이크(11a, b, c, d)를 작동시키는데 사용될 수 있는 압축된 질소 가스의 영향을 받아서 피스톤에 의해 압축되는 유압식 브레이크 유체의 저장소를 갖는다. 어큐뮤레이터(46)에 유압형 브레이크 유체의 압력은 대응 신호를 컨트롤 모듈(10)로 공급하는 압력 변환기(49)에 의해 감지된다.
또한, 노말 소스(4)는 압력 격리 밸브(48)를 구비한다. 압력 격리 밸브(48)는 컨트롤 모듈(10)에 의해 제어되어 도 1 에 나타낸 바와 같이 비활성 위치와 압축된 브레이크 유체가 어큐뮤레이터(46) 밖으로 흐르는 활성 위치와의 사이에서 이동되며, 어큐뮤레이터(46)에 압축 브레이크 유체는 어큐뮤레이터(46)로부터 방출되는 것이 방지된다. 압력 격리 밸브(48)는 다양한 다른 시스템 밸브를 지나가는 시스템 누설로 인한 어큐뮤레이터(46)의 방출이 방지되도록 정상적으로 비활성으로 폐쇄된다. 고압 릴리프 밸브(44)와 체크 밸브(47)는 압력 격리 밸브(48)의 차단 시에 어큐뮤레이터(46) 내에 유체가 방출되는 것이 방지되게 상호 협력 동작한다. 제동 동작이 필요한 경우에는, 압력 격리 밸브(48)가 개방되어 활성이 되어 어큐뮤레이터(46)에 압축 유압형 브레이크 유체가 차량 브레이크(11a, b, c, d)를 적용하는데 사용되게 한다. 브레이크 시스템(2)에 압력 격리 밸브(48) 구역은 릴리프 밸브(44)에 의한 어큐뮤레이터(46)용 과압력 보호용으로 제공된다.
압력 격리 밸브(48)를 통해서, 펌프(42)와 어큐뮤레이터(46)의 유출구는 유체 도관(50)과 유체 교통한다. 유체 도관(50)은 비례적인 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)와 유체 교통하는 상태로 있다. 필터(52)는 압축된 유압식 브레이크 유체 소스(펌프(42)와 어큐뮤레이터(46))와 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)와의 사이에 유체 도관(50)에 양호하게 제공되어 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)에 공급되는 유압식 브레이크 유체로부터의 오염 입자물을 제거한다.
설명된 비례적 컨트롤 밸브(51a)는 유체 분리기 유니트(54a)와 유체 교통되는 포트를 가진다. 도 7에서 보다 상세하게 나타낸 바와 같이, 유체 분리기 유니트(54a)는 그를 통하는 원통형 보어(55a)가 있는 하우징(55)을 구비한다. 보어(55a)의 제 1 단부(55b)는 비례적 컨트롤 밸브(51a)와 유체 교통하는 것이다. 보어(55a)의 제 2 단부(55c)는 차량 브레이크(11a)와 유체 교통하는 것이다.
유체 분리기 피스톤(56)은 보어(55a)의 제 1 단부(55b)와 제 2 단부(55c)와의 사이에 원통형 보어(55a)내에 활주 가능하게 배치된다. 피스톤(56)은 보어(55a)의 제 2 단부(55c)를 경유하여 백업 소스(6)와 유체 교통하는 제 2 피스톤 면(56b)과 보어(55a)의 제 1 단부(55b)를 경유하여 노말 소스(4)와 유체 교통하는 제 1 피스톤 면(56a)을 가지는 원통형의 것이다. 피스톤(56)은 양호하게 1쌍의 축방향으로 이격 분리되고 원주둘레 방향으로 연장된 그루브(56c, 56d)로 형성된다. 그루브(56c)는 제 1 피스톤 면(56a)에 인접하여 형성되고 반면에 그루브(56d)는 제 2 피스톤 면(56b)에 인접하여 형성된다. 피스톤(56)에는 제 2 피스톤 면(56b)으로부터 축선 방향으로 연장되는 감소 직경 돌출부(56e)가 부가로 형성된다. 양호하게 피스톤(56)에는 제 1 피스톤 면(56a)에 상승형상 보스(56f)가 형성된다. 보스(56f)는 피스톤(56)이 도 7 에 도시된 바와 같이 비작동 위치에 있으면 보어(55a)의 인접 단부 벽과 피스톤(56)과의 사이에 유압식 결합이 방지되게 하는 것을 도와준다.
립 밀봉부가 있는 제 1 밀봉부(57a)는 보어(55)의 제 1 단부(55b)에 공급되는 노말 소스(4)로부터의 압축된 유압식 브레이크 유체에 대한 보어(55a)의 벽과 피스톤(56)과의 사이에 활주식으로 밀봉되는 방향으로 피스톤(56)에 형성된 제 1 그루브(56c)에 배치된다. 제 1 밀봉부(57a)와 피스톤 면(56a)은 피스톤(56)의 제 1 작업 면을 형성하도록 함께 동작한다.
유사하게, 립 밀봉부가 있는 제 2 밀봉부(57b)는 피스톤(56)에 형성된 제 2 그루브(56d)에 배치된다. 제 2 밀봉부(57b)는 보어(55)의 제 2 단부(55c)에서 백업 소스(6)로부터의 압축된 유압식 브레이크 유체에 대한 보어(55a)의 벽과 피스톤(56) 사이에 활주식으로 밀봉되는 방향을 향하는 것이다. 연장부(56e)를 구비하는 제 2 밀봉부(57b)와 피스톤 면(56b)은 피스톤(56)의 제 2 작업 면을 형성하도록 함께 동작한다.
피스톤(56)의 직경이 밀봉부(57b)의 영역에 있는 것과 같이 밀봉부(57a)의 영역에서 동일한 것임을 도 7 로부터 예견될 수 있을 것이다. 따라서, 피스톤(56)의 제 1 작업 면의 단면 영역은(유압식 브레이크 유체의 인접 체적으로 작동되는 구역) 피스톤(56)의 제 2 작업 면의 단면 지대와 동일한 것이다. 또한, 보어(55a)는 일정한 직경의 것이다. 본 발명의 잇점은 계단형 보어와 그 안에서 활주하는 계단진 피스톤을 가진 교체 가능한 구조체와 대비하여 가격이 낮고 간략한 유체 분리기 유니트(54a)의 구조의 것이라는 것이다. 유체 분리기 유니트(54a)에서, 노말 소스(6)로 부터의 압축 유체는 유체 분리기 유니트(54a)의 피스톤(56)을 동작시키어, 유압형 브레이크 유체가 노말 소스(6)로부터 유체 분리기 유니트(54a)로 공급되는 압력과 대체로 동일한 압력으로 차륜 브레이크(11a)와 격리 밸브(22a)와의 사이에 트랩진 유압형 브레이크 유체를 가압 한다. 마찰과 유체 분리기 유니트(54a)의 스프링(58) 압축에 의한 차이는 제동 동작 중에 유체 분리기 유니트(54a)에서 작용하는 유압식 브레이크 유체의 무시할 수 있을 만한 파손이 있다는 것이다.
유체 분리기 유니트(54a)는 (피스톤(56)의 제 1 및 제 2 작업 면의 하나에서 작용하는)피스톤(56)의 일 사이드에 유압식 브레이크 유체의 압력이, 보어(55a) 내에 유체 분리기 피스톤(56)의 이동을 통해서 (피스톤(56)의 제 1 및 제 2 작업 면의 다른 하나에 작용하는)유체 분리기 피스톤(56)의 다른 사이드에 유압식 브레이크 유체로 전달되게 한다. 유체 분리기 유니트(54a)는 밀봉부(57a, 57b)에 의해 보어(55a)의 벽에 밀봉되어서 피스톤(56)의 어느 한 측부에서 유압식 브레이크 유체의 상호 섞임을 방지한다. 유체 분리기 유니트(54a)(그리고 유체 분리기 유니트(54b))의 주 목적은 노말 소스(4)의 고장 또는 파손이 있는 경우에도 유압식 브레이크 유체의 백업 소스(6)의 일체성과 동작성이 유지되게 하는 것이다.
스프링(58)은 유체 분리기 유니트(54a)의 보어(55a)의 제 1 단부(55b)에서, 피스톤(56)의 비작동 위치 쪽으로 유체 분리기 피스톤(56)을 치우치게 하는 것이다. 유체 분리기 피스톤(56)은 보어(55a) 내에 보유되도록 압박을 받으며, 따라서 유체 분리기 피스톤 유니트(54a)의 유체 분리기 피스톤(56)의 일 측부에 압력과 유압식 브레이크 유체의 완전한 상실이 유체 분리기 피스톤(56)의 다른 측부에 압력의 완전한 상실 또는 유체의 상실을 초래하지 않을 것이다. 압축된 유압식 브레이크 유체가 비율적인 컨트롤 밸브(51a)로부터의 유체 분리기 유니트(54a) 내로 흐름으로서, 유체 분리기 피스톤(56)이 스프링(58)을 압박하는 작동 위치로 이동된다. 피스톤(56)은 보어(55)의 제 2 단부(55c)에 유압식 브레이크 유체에 작용하여서, 차량 브레이크(11a)와 활성 격리 밸브(22a)와의 사이에 트랩진 유압식 브레이크 유체를 압박하고 그리고 차량 브레이크(11a)가 적용되게 한다. 또한, 노말 소스(4)는 컨트롤 밸브(51b)와 차량 브레이크(11b)와의 사이에(유체 분리기 유니트(54a)와, 컨트롤 밸브(51a)와, 브레이크(11a)의 것과 유사한 배치로) 접속된 유체 분리기 유니트(54b)를 구비한다. 유체 분리기 유니트(54b)는 유체 분리기 유니트(54a)의 구조와 동작이 유사한 것이다.
도 8 및 도 9 는 피스톤(56)에서 유체 분리기 유니트(54a, 54b)에 사용되는 피스톤이 교체된 실시예가 있는 피스톤(59)을 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 피스톤(59)은 보어(55a)의 제 2 단부(55c)를 경유하여 백업 소스(6)와 유체 교통하는 제 2 피스톤 면(59b)과 보어(55a)의 제 1 단부(55b)를 경유하여 노말 소스(4)와 유체 교통하는 제 1 피스톤 면(59a)을 구비하는, 컵형상 원통형 피스톤이다. 피스톤(59)에는 양호하게 1쌍의 축선방향으로 이격 분리되고 원주 둘레 방향으로 연장된 그루브(59c, 59d)가 양호하게 형성된다. 그루브(59c)는 제 1 피스톤 면(59a)에 인접하여 형성되고 반면에, 그루브(59d)는 제 2 피스톤 면(59b)에 인접하여 형성된다. 피스톤(59)에는 제 2 피스톤 면(59b)으로부터 피스톤(59) 내로 축선 방향으로 연장되는 리세스(59e)가 부가로 형성된다.
필요에 따라서는 그루브(59f)가 피스톤(59)의 제 1 피스톤 면(59a)에서 형성될 수 있다. 보스(56f)와 유사하게 그루브(59f)는 그 비작동 위치에서 피스톤(59)의 유압식 록킹이 방지되게 도와 준다. 그루브(59f)는 피스톤(59)의 제 1 면(59a)을 부분적으로 횡단하여서만 형성될 수 있으며 그리고 피스톤(59)의 유압식 록킹을 방지하는데 유효한 것이다.
O링이 양호하게 있는 제 1 밀봉부(도시 않음)는 피스톤(59)에 형성된 제 1 그루브(59c)에 배치된다. 제 1 밀봉부는 보어(55a)의 벽과 피스톤(59)과의 사이를 활주 가능하게 밀봉하며, 보어(55)의 제 1 단부(55b)에 공급되는 노말 소스(4)로부터의 압축된 유압형 브레이크 유체에 대한 밀봉을 한다. 피스톤 면(59a)과 제 1 밀봉부는 피스톤(59)의 제 1 작업 면을 형성하도록 서로 협력 동작한다.
유사하게, O링도 양호하게 있는 제 2 밀봉부(도시 않음)는 피스톤(56)에 형성된 제 2 그루브(56d)에 배치된다. 제 2 밀봉부는 보어(55a)의 벽과 피스톤(59)과의 사이를 활주 가능하게 밀봉하며, 보어(55)의 제 1 단부(55c)에 백업 소스(6)로부터의 압축된 유압형 브레이크 유체에 대한 밀봉을 한다. 리세스(56e)를 구비하는 피스톤 면(56b)과 제 2 밀봉부는 피스톤(56)의 제 2 작업 면을 형성하도록 서로 협력 동작한다.
스프링(60)은 리세스(59e)에 부분적으로 배치되고, 보어(55a)의 제 2 단부에 단부 벽과 피스톤(59)과의 사이에서 동작하여 피스톤(59)을 보어(55a)의 제 1 단부(55b)에 그 철수 위치로 가압한다. 동작 시에, 피스톤(59)은 피스톤(56)과 유사하게 작동한다.
각각의 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)는 컨트롤 모듈(10)에 의해 전기적으로 배치된다. 공급 위치인 제 1 활성 위치에서, 비례형 컨트롤 밸브(51a 또는 b)는 유체 도관(50)으로부터 관련 유체 분리기 유니트(54a 또는 54b)로 비례형 컨트롤 밸브(51a 또는 51b)로 공급되는 압축된 유압식 브레이크 유체가 향하게 한다. 유지 위치인 제 2 활성 위치에서, 비례형 컨트롤 밸브(51a 또는 51b)는 관련 유체 분리기 유니트(54a 또는 54b)와 교통하는 그 포트를 폐쇄하여, 선택된 위치에 유체 분리기 유니트(54a 또는 54b)의 관련 유체 분리기 피스톤을 유압식으로 록킹 한다. 결합 해제 위치인 비활성 위치에서, 비례형 컨트롤 밸브(51a 또는 51b)의 스플은 도 1에서 설명된 위치로 스프링에 의해 이동되며, 여기서 비례형 컨트롤 밸브(51a 또는 51b)에는 저장소(20)와 관련 유체 분리기 유니트(54a 또는 54b)와의 사이에 유체 교통이 제공된다. 이것은 상관 스프링(58)의 가압력을 받아서 비작동되는 위치로 피스톤(56)이 백 이동되게 허용하여 관련 유체 분리기 유니트(54a 또는 54b)로부터 압력이 통기되어서, 관련 차량 브레이크(11a 또는 11b)에 압력이 저하된다. 비례형 컨트롤 밸브(51c, 51d)는 일반적으로 백업 소스(6)가 차량 브레이크(11c, 11d)를 공급하지 않으므로 각각의 차량 브레이크(11c, 11d)와 비례형 컨트롤 밸브(51c, 51d)와의 사이에 배치된 유체 분리기 유니트가 있지 않다는 것을 제외하고는, 비례형 컨트롤 밸브(51a, 51b)와 같은 방식으로 동작한다.
양호하게, 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)의 위치는 제어 압력이 활성 전기 신호의 전류에 대해서 비례하도록 제어된다. 비례형 컨트롤 밸브(51a 또는 51b)용 제어 압력은 관련 유체 분리기 유니트(54a 또는 54b)와 각각의 비례형 컨트롤 밸브(51a 또는 51b)와의 사이에 유체 도관에 유체 압력이다. 비례형 컨트롤 밸브(51c 또는 51d)용의 제어 압력은 관련 차량 브레이크(11c 또는 11d)와 각각의 비례형 컨트롤 밸브(51c 또는 51d)와의 사이에 유체 도관에 유체 압력이다. 각각의 압력 피드백 도관(61a, b, c, d)은 관련 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)에 제공되어서 제어된 압력이 그 솔레노이드의 활성 증가로 발생되는 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)에서 발생되는 운동과 반대로 된다.
그런데, 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)의 정확한 위치가 컨트롤 모듈(10)로부터의 활성 전기 신호에 비례적이도록 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)의 위치가 제어되는 것이 바람직할 것이다. 따라서 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)는 상술된 3개만의 위치이기 보다는 무한수의 위치에 놓이게 될 것이다. 만일 상관 차량 브레이크(11a, b, c, 또는 d)로 압축된 유압형 브레이크 유체가 급하게 적용되기를 희망한다면, 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)는 제 1 활성(적용) 위치로 완전하게 이동되게 된다. 그런데 필요에 따라서 상관 차량 브레이크(11a, b, c, 또는 d)으로 유압형 브레이크 유체를 보다 느리게 적용하기를 희망한다면, 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)는 상술된 제 1(적용) 및 제 2(유지) 활성 위치와의 사이에로 이동되어서, 압축된 유압식 브레이크 유체가 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)의 트로틀 때문에 가능한 최대 비율보다 덜하게 상관 차량 브레이크(11a, b, c, 또는 d)에 적용하면 된다. 유사하게, 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)는 비활성 위치와 제 2(유지) 활성 위치와의 사이에 위치로 이동되어서, 비례형 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)가 비활성(해제)위치에 있으면 가능한 비율이 덜하게 상관 차량 브레이크(11a, b, c, 또는 d)로부터 압축된 유압형 브레이크 유체를 통기시킨다.
브레이크 시스템(2)은 부가로 컨트롤 모듈(10)에 의해 전기적으로 제어되는 1쌍의 정상적 개방 밸런스 밸브(62, 64)를 구비한다. 밸런스 밸브(62)는 선택적으로 비례형 컨트롤 밸브(51a, 51b)의 유출구 포트 사이에서 유체 교통을 격리시킨다. 밸런스 밸브(64)는 차량 브레이크(11c, 11d) 사이에 유체 교통을 선택적으로 격리시킨다. 이하에서 논의되는 바로서, 밸런스 밸브(62, 64)의 다른 기능에는 차량 브레이크(11c, 11d) 사이와 그리고 차량 브레이크(11a, 11b) 사이에 측정용으로 제공되는 것이 있다.
정상 제동 동작을 하는 중에, 컨트롤 모듈(10)은 차단 활성된 격리 밸브(22a, 22b)와 개방 활성된 시뮤레이터 밸브(28)를 유지하여, 차량 브레이크(11a, 11b)로부터 마스터 실린더(12)를 격리시키어 페달 시뮤레이터(26)를 마스터 실린더(12)에 유압식으로 접속시킨다. 유압식 브레이크 유체의 고정 용량은 차량 브레이크(11a)와 격리 밸브(22a)와의 사이에 그리고 차량 브레이크(11b)와 격리 밸브(22b)와의 사이에서 트랩진다. 펌프(42)는 어큐뮤레이터(46)와 함께 동작하도록 적절하게 운영되어 브레이크 명령 접수시에 충분한 압축된 유압식 브레이크 유체 량을 공급한다. 일반적으로, 펌프(42)는 충분한 량으로 적절히 압축된 유압식 브레이크 유체가 브레이크 명령과 만나서 발생되어져 있으면, 컨트롤 모듈(10)에 의해 차단된다. 이러한 방식에서, 유체 도관(50)은 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)에 까지 압력을 받게 된다.
압력 변환기(49)는 컨트롤 모듈(10)에 입력치를 제공하는 유체 도관(50)(압력 격리 밸브(48)의 개방 활성화 시에)과 어큐뮤레이터(46)를 모니터한다. 컨트롤 밸브(10)는 노말 소스(4)의 유압식 브레이크 유체의 압력을 유지하는데 소요되는 펌프(42의 동작을 제어한다. 적절하게, 컨트롤 모듈(10)은 만일 압력 반응이 기대되지 않으면 차량 동작이 변경되게 설계할 수 있다.
노말 소스(4)에서의 비정상적인 상실 또는 노말 소스(4)의 다른 실패가 발생하는 경우에, 컨트롤 모듈(10)은 압력 변환기(49, 36a, 36b, 36c, 36d, 30)를 모니터하여 비정상적인 내용을 판단하는 시도를 한다. 선 프로그램 퇴화된 컨트롤 구성은 컨트롤 모듈(10)에 양호하게 프로그램 된다. 이하에 기술되는 바로서, 컨트롤 모듈(10)은 임의적인 퇴화된 상태에 노말 소스(4)로부터 제동 컨트롤을 유지할 수 있다. 임의적인 다른 상태에서, 컨트롤 모듈(10)은 차량 브레이크(11a, 11b)의 동작을 위한 압축된 유압식 브레이크 유체가 마스터 실린더(12)에서, 수동식 백업 소스(6)로부터 공급되게 할 수 있다. 이러한 경우에 격리 밸브(22a, 22b)와, 시뮤레이터 밸브(28), 그리고 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)가 비활성으로 되어서, 차량 브레이크(11a, 11b)가 수동식 제어를 위해서 마스터 실린더(12)에 접속된다. 노말 소스(4)의 유체 도관(50)의 파괴 및 노말 소스(4)로부터의 유압식 브레이크 유체의 완전 배출 시에도 마스터 실린더(12)에 의해 차량 브레이크(11a, 11b)의 동작을 방해하지 않아서, 유체 분리기 유니트(54a, 54b)는 백업 소스(6)의 도관(16) 또는 도관(17)으로부터 노말 소스(4)의 파이프로의 어떠한 유압식 브레이크 유체의 손실도 방지된다.
그런데, 이용 가능한 노말 소스(4)로 정상적 제동 동작을 하는 중에, 차량 운전자는 브레이크 페달(14)을 담입하여 수동식 브레이크 명령 신호를 발생시킨다. 브레이크 페달(14) 담입 중에는 압축된 유압형 브레이크 유체가 페달 시뮤레이터(26)로 보내진다. 페달 시뮤레이터(26)에 유압식 브레이크 유체의 압력은 브레이크 페달(14)이 페달 시뮤레이터(26)의 스프링(26e)의 부가적 압축을 소유하여 더욱 담입되어 증가한다. 도관(16)에 생성되는 압력 상승은 압력 변환기(30)에 의해 모니터된다. 상술된 바로서, 압력 변환기(30)의 출력 신호는 컨트롤 모듈(10)로 보내지는 브레이크 명령 신호이다. 브레이크 페달(14)을 담입할수록, 압력 변환기(30)에 의해 현상되는 브레이크 명령 신호도 더 커진다. 유사하게, 브레이크 페달(14)을 담입할수록, 브레이크 페달 변위 변환기(19)에 의해 발생되는 브레이크 명령 신호가 더 커지게 된다. 상술된 바로서, 변위 변환기(19)와 압력 변환기(30)에 의해 발생되는 브레이크 명령 신호는 시스템 브레이크 명령 신호를 발생하도록 합성된다.
컨트롤 모듈(10)에는 다양한 자동 브레이크 명령 신호와 브레이크 변조 신호가 공급될 수 있다. 예를 들면, 차량 운전자가 브레이크 페달(14)을 담입하지 않을 시에도, 트랙션 제어, 대등한 차량의 안정된 제어, 또는 자동적인 대립 회피 제어 스케줄을 목적으로 한 개 이상의 차량 브레이크(11a, b, c, d)가 작동되는 것이 희망될 수도 있다. 유사하게 운전자가 브레이크 페달(14)을 담입하더라도 안티록크 브레이킹을 목적으로 한 개 이상의 차량 브레이크(11a, b, c, d) 제동력이 일시적으로 감소되기를 희망할 수도 있다. 상기 자동식 컨트롤 스케줄을 목적으로 컨트롤 모듈(10)에 공급될 수 있는 신호는, 차륜 각각의 휠 속도, 감속도, 스티어링 각도, 차량 요우 비(yaw rate), 차속도, 차량 롤 비율, 및 레이더, 적외선, 초음파 또는 유사한 대립회피 시스템, 운행 제어 시스템(AICC를 포함), 그리고 그와 같은 것으로부터 오는 신호를 포함하는 것이다.
제동 동작이 비례적 한 개 이상의 차량 브레이크(11a, b, c, d)에 명령을 받으면, 압력 격리 밸브(48)가 개방되고, 그리고 적절한 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)가 적용 위치에 대해 활성화 된다. 밸런스 밸브(62, 64)는 제동 동작 동안에 폐쇄 위치에 대해 정상적으로 작동되어, 차량 브레이크(11a, b, c, d)가 서로 격리되게 한다. 차량 브레이크(11a, 11b)용으로, 노말 소스(4)로부터의 압축된 유압식 브레이크 유체는 각각의 유체 분리기 유니트(54a, 54b)의 유체 분리기 피스톤(56)에 적용되며, 유체 분리기 피스톤(56)이 보어(55a)의 제 2 단부(55c)쪽으로 이동되게 하고, 스프링(58)을 압축하고, 그리고 유체 분리기 유니트(54a, 54b)의 제 2 단부(55c)를 벗어나는 유압형 브레이크 유체에 힘을 가한다. 차량 브레이크(11a, 11b)와 관련 격리 밸브(22a, 22b)와의 사이에 유압형 브레이크 유체의 트랩 체적이 이미 있으므로, 유체 분리기 유니트(54a, 54b)로 부터의 압축 유압 브레이크 유체는 상관 차량 브레이크(11a, 11b)에 적용되게 한다. 여기에는 차량 브레이크(11c, 11d)와 관련된 유체 분리기 유니트가 없으므로, 비례적 컨트롤 밸브(51c, 51d)로부터의 압축 유압 브레이크 유체는 개별적으로 상관된 차량 브레이크(11c, 11d)에 적용된다. 물론, 유체 분리기 유니트는 필요에 의해서는 후륜 차량 브레이크(11c, 11d)에 수동식 제동 동작을 제공하도록 마스터 실린더(12)와 선택적으로 함께 유체 교통하는 관련 차량 브레이크(11c, 11d)와 비례적 컨트롤 밸브(51c, 51d)와의 사이에 적절하게 더해진다.
차량 브레이크(11a, b, c, d)에 적용되는 유압식 브레이크 유체의 압력은 관련된 압력 변환기(36a, b, c, d)에 의해 모니터 된다. 필요한 브레이크 압력이 차량 브레이크(11a, b, c, 또는 d)에 이르면, 컨트롤 모듈(10)은 상관된 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)가 지속 위치로 이동되고 필요한 압력을 유지하게 한다. 만일 어큐뮤레이터(46)가 충분한 압력과 체적의 압축 유압 브레이크 유체를 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)에 공급하는데 사용될 수 없다면, 펌프(42)는 필요한 압력으로 압축된 유압 브레이크 유체를 공급하기 시작한다.
차량 브레이크(11a, b, c, 또는 d)에 압력이 더 이상 필요한 압력이지 않으면, 컨트롤 모듈(10)은, 상관 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)가 전용으로 컨트롤 모듈(10)에 프로그램되는 컨트롤 스케줄과 가변되는 브레이크 및 변조 명령 신호에 반응하여 적용되는 압력을 감소 또는 해제하도록 저장소(20)로 압축 브레이크 유체를 통기시키거나 또는 적용된 압력이 증가하도록 보다 많이 압축된 유체를 적용하는 위치에 배치된다.
브레이크 시스템(2) 설치 중에 또는 간헐적인 간격 중에, 브레이크 시스템(2)은 압력 변환기(36a, b, c, d) 각각 용으로 판독되는 제도 포인트를 결정하도록 측정을 받는다. 브레이크 페달(14)이 담입되지 않고 그리고 마스터 실린더(12)와 노말 소스(4)가 작동되지 않는 비 제동상태 동안에, 밸런스 밸브(62, 64)는 그 비작동 개방 위치로 남겨져 있다. 제 1 판독은 제로 기준 값을 결정하도록 각각의 압력 변환기(36a, b, c, d)를 취한다. 제 1 판독이 기록되어진 후에, 밸런스 밸브(62, 64)가 폐쇄 위치로 작동된다. 다음, 노말 소스(4)가 작동되고 그리고 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)가 적용 위치로 활성화되어서 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)로부터 차량 브레이크(11a, b, c, d)로 유체 도관 내에 압력이 증가된다. 노말 소스(4)와 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)는 컨트롤 모듈(10)로부터의 측정된 명령 신호에 의해 또는 상술된 바와 같이 브레이크 시스템(2)을 작동하기 위해 브레이크 페달(14)을 담입하여 작동된다. 제 2 판독은 신호 이득을 결정하기 위해서 각각의 압력 변환기(36a, b, c)를 취한다. 양호하게, 제 2 판독은 브레이크 시스템(2)을 통한 브레이크 유체의 유체 흐름 효과가 판독에 역효과를 주지 않도록 일반적으로 압력이 레벨 이상으로 증가한 후에 취해진다. 필요에 의해서는, 다수 업력 판독 동작이 다른 압력 레벨로 취하여 압력 변환기(36a, b, c, d) 각각에 응답하는 선형성을 점검한다.
상술된 측정 방법은 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)가 적절하게 기능을 한다는 전제하에서 동작하는 것이다. 이러한 전제는 압력 변환기(36a, b, c, d)가 예정 값 범위 내에서 있음을 점검하여 일반적으로 변경될 수 있는 것이다. 만일 압력 변환기(36a, b, c, d)의 판독이 예정 값 범위 내에 있지 않으면, 브레이크 시스템(2)은 부가적으로 밸런스 밸브(62, 64)를 개방 위치로 먼저 비활성화 시키어 해석된다. 다음, 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)가 개별적으로 동작되고 그리고 압력 변환기(36a, b, c, d)의 판독이 차륜 유체회로의 결함을 판단하도록 모니터 된다.
정상적으로 밸런스 밸브(62, 64)는 비 제동 상태 동안에 비 작동 개방위치에 있으며 따라서 브레이크 시스템(2)의 전류 소비가 유지 또는 감소된다.
또한, 밸런스 밸브(62, 64)는 임의적인 시스템 오동작 상태에서 안전 백업도 제공한다. 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)가 관련 차량 브레이크(11a, b, c, d)에 필요한 압력을 적절하게 공급하지 않는다면, 상관 밸런스 밸브(62 또는 64)는 다른 쌍의 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, 또는 d)가 차량 브레이크(11a, b, c, d)를 동작시킬 수 있도록 개방되게 된다. 예를 들면, 만일 차량 브레이크(11a)가, 노말 소스(4)에서 비례적 컨트롤 밸브(51a)로의 파이핑 내에 파손 또는 비례적 컨트롤 밸브(51a)의 고장과 같은 것에 의해서 노말 소스(4)로부터의 압력을 수용하지 않는다면, 밸런스 밸브(62)는 개방 위치로 비활성화 된다. 다음, 비례적 컨트롤 밸브(51b)가 차량 브레이크(11a, 11b) 모두에 압축 유체를 공급하는데 사용된다. 유사하게, 만일 차량 브레이크(11b)가 고장이면, 비례적 컨트롤 밸브(51a)가 차량 브레이크(11b)에 압력을 공급하는데 사용된다. 유사하게 차량 브레이크(11c, 11d)용으로, 밸런스 밸브(64)가 개방 위치로 비활성되어 잘못되지 않은 비례적 컨트롤 밸브(51c 또는 d)가 차량 브레이크(11c, 11d) 모두에 압력을 공급한다.
다른 잘못된 시나리오로서, 만일 압력 변환기(36c 또는 36d)가 압력 강하(차량 브레이크(11c 또는 11d)에 접속된 한 유체선의 사고로 발생되는 경우)를 감지하면, 밸런스 밸브(64)는 공기가 나머지 작동 가능한 차량 브레이크(11c 또는 1d)에 압력 유체를 공급하는 양쪽 유체선에 유입될 수 없도록 제동 동작이 진행되지 않을 때라도 폐쇄 위치를 유지하도록 작동된다. 비정상적인 압력 강하가 개별적인 압력 컨트롤 밸브(51a 또는 51b)와 유체 분리기 유니트(54a 또는 54b)의 하나와의 사이에서 검출되는 경우에, 밸런스 밸브(62)는 공기가 나머지 작동 가능한 차량 브레이크(11a 또는 1b)에 압력 유체를 공급하는 양쪽 유체선에 유입될 수 없도록 제동 및 비제동 동작 기간 중에 폐쇄 위치로 작동되게 된다. 만일 비정상적인 압력 강하가 유체 분리기 유니트(54a 또는 54b)의 다른 측부(각각의 차량 브레이크(11a 또는 11b)와 유체 분리기 유니트(54a 또는 54b) 사이에 유체선에)에서 검출되면, 전용 격리 밸브(22a 또는 22b)가 폐쇄 위치로 작동된다.
노말 소스(4)의 유체 도관(50)의 파손 및 노말 소스(4)로부터의 유압 브레이크 유체의 완전 배출 시에도, 유체 분리기 유니트(54a, 54b)가 도관(16) 또는 도관(17)으로부터 노말 소스(4)로의 유압 브레이크 유체의 손실을 막을 수 있으므로, 마스터 실린더(12)에 의한 차량 브레이크(11a, 11b)의 작동이 방해받지 않을 것이다.
본원의 분리된 성분으로 상술된 많은 성분들은 단일 콤팩트한 하우징에 용이하게 조합 시킬수 있는 것임을 주목한다. 예를 들면, 마스터 실린더(12), 격리 밸브(22a, 2b), 시뮤레이터 밸브(28), 페달 시뮤레이터(26) 및 한 개 이상의 이동 변환기 및 한 개 이상의 압력 변환기(30)가 그 안에 구비되는 저장소(20)와 같이 또는 저장소 없이 일체적으로 구조될 수 있는 것이다. 유사하게, 유체 분리기 유니트(54a, 54b), 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d), 밸런스 밸브(62, 64), 압력 변환기(36a, b, c, d), 필터(52), 및 릴리프 밸브(44)가 단일 유니트로 일체적으로 구성된다. 어큐뮤레이터(46), 압력 격리 밸브(48), 릴리프 밸브(44), 모터를 가진 펌프(42), 및 압력 변환기(49)는 일 유니트에 합체된다. 컨트롤 모듈(10)(또한 ECU로도 알려짐) 펌프(42)가 내재된 유니트에 합체된다. 실질적으로, 여기서 논의되는 일부 또는 모든 성분은 일 유니트에 고 집적되는 것이 고려된다.
또한, 유체 분리기 유니트(54a, 54b)가 각각의 차량 브레이크(11a, 11b)(예를 들면 드럼 브레이크의 액츄레이터 또는 디스크 브레이크의 캘리퍼 내에)에 합체 설치하는 것이 고려된다.
브레이크 페달 검출기(18)와 페달 변위 변환기(19)는 브레이크 페달(14) 또는 마스터 실린더(12)의 팩키지 내에 일체 시킬 수 있다. 또한, 도관(16, 17) 각각용의 페달 시뮤레이터(26)를 제공하는 것이 필요할 수도 있다.
또한, 일반적으로 브레이크 시스템(2)이 현대식 차량 설계로 이루어진 공간 제한을 받는 공간에 설치되도록 콤팩트한 성분을 사용하기를 희망한다는 사실에도 주목을 한다. 따라서, 브레이크 시스템(2)에 상당히 콤팩트한 마스터 실린더(12)를 사용하기를 희망한다. 마스터 실린더(12)에 유체 압력의 파워 어시스트(예를 들면 진공 또는 유압 부스트)는 마스터 실린더(12)가 차량 브레이크(11a, b, c, d)를 작동시키는 압축된 브레이크 유체의 노말 소스이지 않으므로 필요하지 않을 것이다. 그런데, 필요에 따라서는 마스터 실린더(12)를 작동시키는데 적용되는 힘을 증가시키는 진공 또는 유압 부스터 또는 다른 적절한 장비가 사용될 수 있다.
도 2 는 댐핑 회로(29)의 양호한 실시예를 설명하는 도면이다. 댐핑 회로(29)는 시뮤레이터 밸브(28)와 페달 시뮤레이터(26)와의 사이에 유압식으로 배치된다. 댐핑 회로(29)는 3개의 평행한 유체 브렌치(80, 82, 84)를 가진다. 유체 브렌치(80)는 오리피스(86)와 체크 밸브(88)를 구비한다. 체크 밸브(88)는 시뮤레이터 밸브(28)로부터 페달 시뮤레이터(26)로의 방향으로("적용 방향"으로 참고됨) 유체 브렌치(80)를 통해 유체의 흐름을 제한한다. 유체 브렌치(82)는 오리피스(90)를 구비한다. 유체는 페달 시뮤레이터(26)으로부터 시뮤레이터 밸브(28)로의 방향으로("릴리즈 방향"으로 참고됨) 또는 적용 방향으로 브렌치(82)를 통한 흐름이 자유롭다. 따라서 유체가 릴리즈 방향("릴리즈 방향 흐름")으로 흐르면, 유체는 유체 브렌치(80, 82) 모두를 통해 흐를 수 있는 것이다. 대조적으로, 유체 브렌치(80, 82)에서 유체는 유체 브렌치(82)를 통해서 페달 시뮤레이터(26)로의 흐름("적용 방향 흐름")만을 할 수 있는 것이다.
도 1 및 도 2 를 참고로, 차량의 운전자가 브레이크 페달(14)을 담입하여 마스터 실린더(12)를 동작시킴으로서, 도관(16) 내에 압력이 증가된다. 브레이크 고장이 발생하지 않은 정상적인 제동 동작 중에, 시뮤레이터 밸브(28)가 개방되고 그리고 격리 밸브(22a, 22b)가 폐쇄된다. 유체는 유체 브렌치(82)를 경유하여 댐핑 회로(29)를 통해서 페달 시뮤레이터(26) 내로 흐른다. 도관(16) 내에 압력이 릴리프 밸브(94)를 개방하는 예비 결정된 압력 보다 작은 한에 있어서는, 댐핑 회로(29)를 통해 이동하는 모든 유체가 유체 브렌치(82)를 통하는 방향으로 향한다. 오리피스(90)의 제한된 단면 지대를 통해 유체가 이동함으로서, 브레이크 페달 운전자는 유체 이동에 대한 저항감을 느낄 수 있을 것이다. 물론, 차량 운전자도 브레이크 시스템(2)의 이동 성분의 마찰 그리고 페달 시뮤레이터(26) 내에 스프링(26e)의 압축과 같은 요소로 인하여 브레이크 페달(14)에 작용하는 저항력도 느끼게 된다. 댐핑 회로(29)와 페달 시뮤레이터(26)의 조합 그리고 상술된 다른 요소는 종래 브레이크 시스템의 저항 느낌 또는 다른 필요한 페달 감을 거의 그대로 느끼는 페달 느낌 특성을 생성한다.
만일 브레이크를 적용하는 동안에, 도관(16) 내에 압력이, 페닉 브레이크 상태 동안과 같이 릴리프 밸브(94)를 개방하는 예비 결정된 압력보다 크다면, 릴리프 밸브(94)가 개방되고 따라서 적용 방향으로 댐핑 회로(29)를 통해 다량의 유체가 이동하게 된다.
브레이크 페달(14)의 릴리즈 시에, 유체는 유체 브렌치(80, 82)를 경유하여 댐핑 회로(29)를 통해서 페달 시뮤레이터(26) 밖으로 흐른다. 브레이크 적용 중에 경우와 유사하게, 유체는 오리피스(90, 86) 모두를 통해서 흐른다. 따라서, 운전자에 의해 느껴지는 페달 반응은 브레이크 적용 방향과 비교하여 브레이크 릴리즈 방향이 다르다.
브레이크 적용 방향용으로, 마스터 실린더(12)와 페달 시뮤레이터(26)와의 사이에 압력 차는 오리피스(90)를 통하고 그리고 가능한 릴리프 밸브(94)를 통하는 유체의 흐름에 따른다. 브레이크 릴리즈 방향용으로, 마스터 실린더(12)와 페달 시뮤레이터(26) 사이에 압력 차는 오리피스(86, 90)를 통하는 흐름에 따른다. 유량은 브레이크 페달(14)의 작용 속도와 관련된다. 따라서, 저항 특성은 페달 시뮤레이터(26)와 마스터 실린더(12)와의 사이에 압력 차와 같이 브레이크 페달의 작용 속도에 따른다. 저항 특성은 릴리프 밸브(94)를 개방하는 예비 결정된 압력을 조정하여 그리고 오리피스(86, 90)의 단면 지대를 조정하여 변경할 수 있다. 양호하게, 오리피스(86, 90)는 브레이크 페달(14)의 작용이(적용 방향 흐름) 브레이크 페달(14)의 릴리즈(릴리즈 방향 흐름) 때보다 더 큰 저항을 생성하는 크기이거나 또는 크기를 조정할 수 있는 것이다.
정상적인 브레이크 적용 상태(릴리프 밸브(94)의 차단 유지) 동안에 브렌치(80, 82)를 통하는 적용 방향 흐름용의 전체 단면 지대는 릴리즈 방향 흐름용 단면 지대보다 작다. 이것은 양호한 페달 감을 느낄 수 있는 주요한 요소로 발견되어져 있는 것이다. 일반적으로, 브렌치(80, 82)를 통한 적용 방향 흐름용 단면 지대에 대한 릴리즈 흐름용 단면 지대의 양호한 비는 1 : 1 보다 크고 10 : 1 보다 작고 그리고 가장 양호한 것은 2 : 1 내지 4 : 1 범위에 것인 것으로 발견되어져 있다.
유체 브렌치(84)는 예비 결정된 압력에 이를 때까지 적용 방향으로 유체 브렌치(84)를 통해 유체가 흐르는 것을 방지하는 릴리프 밸브(94)를 구비한다. 예비 결정된 압력에 이르면, 릴리프 밸브(94)가 개방되고 따라서 적용 방향으로 유체 브렌치(84)를 통해 유체가 이동하는 것이 허용된다. 이것은 돌연한 정지 상태 중에 결정하게 되는 차량 운전자의 페달 반응 힘을 한정시키는 역할을 한다. 적절히 예비 결정된 압력 값은 마스터 실린더(12)에 피스톤의 작업 면 지대에 종속된다. 만일 마스터 실린더에 피스톤의 작업 면 지대가, 댐핑 회로(29)를 횡단하는 압력 강하를 초래하는 마스터 실린더(12)에서 나타나는 주어진 압력용으로서 크다면, 브레이크 페달(14)에 작용 힘은 대응적으로 크게 된다. 그런데, 일반적으로 차량에 공급되는 크기의 것인 마스터 실린더(12)를 가진 경트럭 및 승용차와 같은 차량용으로, 릴리프 밸브(94)를 작동시키는 예비 결정된 압력 설정점에 적합한 양호한 범위(양호한 페달 감)는 약 5바 내지 약 30바인 것으로 알려져 잇다.
도 2 에 댐핑 회로(29)의 특정 예를 설명하는 도면에 따라서, 임의적인 적절한 구조가 사용되는 것임을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 도 2 는 페달 시뮤레이터(26)와 유체 교통하는 확장 체적 유니트(31)의 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 확장 체적 유니트(31)는 양호하게 실린더 내에 배치된 가요성 막(membrane)을 구비한다. 상기 막은 양호하게 엘라스토머제로 제조된다. 브레이크 페달의 담입으로, 마스터 실린더(12)로부터의 압축 유체가 확장 체적 유니트(31) 방향으로, 외부방향으로 막이 팽창되게 된다. 양호하게, 상기 막은 궁극적으로 막 팽창을 제한하는 케이지 하우징 내로 팽창된다. 막의 팽창으로, 막은 팽창 체적 유니트(31) 내로 마스터 실린더(12)로부터 유체가 흘러서 도관(16)에 점진적으로 증가하는 압력을 초래하는 부가적인 팽창에 대하여 증가하는 저항성을 제공한다. 팽창에 대한 이러한 저항성은 마스터 실린더(12)에 작용하는 도관(26)의 압력 증가를 통해서 브레이크 페달(14)로 피드백 시키어, 브레이크 페달(14)의 운전자가 증가된 저항감을 느끼게 된다. 막은 케이지 부재의 경계부 까지 막이 팽창할 때까지 외부 방향으로 지속적으로 팽창된다. 막의 팽창으로 발생되는 저항력은 막 재료의 경성 그리고 막과 케이지 하우징의 형태와 같은 팽창 체적 유니트(31)의 다양한 설계 요건에 따른다.
도 2 가 팽창 체적 유니트(31)의 특정 예를 설명하는 것이지만, 어느 정도 적절한 구조의 것이 사용될 수 있는 것임을 이해하여야 한다. 예를 들면, 팽창 체적 유니트는 케이지 하우징 없이 대신에 밀봉 챔버를 구비하는 것으로 설계될 수 있는 것이다. 밀봉 챔버는 공기 또는 다른 적절한 가스로 충진되어 막에 대항하여 작용하는 반응성 스프링 힘을 제공하는 것이다. 다음, 밀봉 챔버에는 밀봉 챔버 내에 공기가 기밀되도록 밸브 설비가 제공된다. 또한, 팽창 체적 유니트(31)에도 또한, 막에 의해 발휘되는 힘을 공급하는 기계적 스프링 요소가 제공된다. 양호한 실시예에서, 팽창 체적 유니트는 제 1 단부(양호하게는 대기로 통기될 수 있는 실린더를 통해서 저장소(20))에 통기되는 실린더를 형성하는 하우징(도시 않음)을 구비한다. 팽창 체적 유니트 실린더의 제 2 단부는 페달 시뮤레이터(26)와 유체 교통한다. 피스톤(도시 않음)은 팽창 체적 유니트의 실린더에 활주 가능하게 배치되고 실린더의 벽에 대하여 밀봉된다. 피스톤의 제 1 단부는 페달 시뮤레이터(26)와 유체 교통한다. 스프링(도시 않음)은 실린더의 제 2 (벤트)단부에 형성된 스프링 시트와 팽창 체적 유니트의 피스톤의 제 2 단부와의 사이로 연장된다. 막은 피스톤의 제 1 단부와 막과의 사이에 형성된 공기 볼륨으로 피스톤의 제 1 단부에 고정된다. 벤트 홀은 실린더의 제 2 (벤트)단부로 공기 볼륨이 통기되도록 피스톤을 통해서 형성된다. 페달 시뮤레이터에서의 압력 증가로, 팽창 체적 유니트에 막이 먼저 공기 볼륨을 붕괴하도록 피스톤에 대하여 뒤틀려 진다. 압력의 지속적인 상승으로, 팽창 체적 유니트에 피스톤(페달 시뮤레이터(26)의 피스톤과 대비되는 상당히 경량인 스프링 부하를 받음)이 팽창 체적 유니트의 스프링을 압축하여 이동을 개시한다. 팽창 체적 유니트에 피스톤이 이동 단부에 인접함으로서, 페달 시뮤레이터(26)에 압력은 페달 시뮤레이터(26)에 피스톤이 요구하는 압력으로 상승되어 이동을 개시한다. 팽창 체적 유니트(31)와 유사한 방식으로의 이러한 정렬 배치는 설명된 팽창 체적 유니트(31)를 참고로 이하에 설명되는 바와 같이 향상된 페달 감을 초래하게 된다.
팽창 체적 유니트(31)는 브레이크 페달(14)의 초기 행정 이동 동안에 향상된 페달 감을 제공한다. 도 3 은 차량 운전자에 의해 페달(14)에 작용하는 입력 힘(페달 힘) 대 브레이크 페달(14)의 이동 길이 또는 행정(페달 이동)을 나타내는 그래프이다. 팽창 체적 유니트(31)가 없는 일반적인 전자-유압식 브레이크 시스템의 도시는 실선으로 나타내었다. 팽창 체적 유니트(31)가 있는 전자-유압식 브레이크 시스템의 도시는 점선으로 나타내었다.
팽창 체적 유니트(31)가 없는 일반적인 전자-유압식 브레이크 시스템을 나타낸 실선을 참고로 보면, 도 3에서 "A"라벨로 나타낸 브레이크 페달(14)의 개시 행정은 기계적 페달 링크가 늘어져 있는 것을 포함하는 것이다. 보상 포트를 가진 종래 마스터 실린더용으로, 브레이크 페달(14)의 개시 행정 "A"도 피스톤 밀봉에 의해 보상 포트의 폐쇄 전에 마스터 실린더(12) 내에 피스톤 이동을 포함하는 것이다. 문자 "B"로 표기된 보상 포트를 폐쇄하는 중에, 페달 힘은 상당히 작은 페달 이동 거리에 걸처 상당히 급속하게 증가한다. 페달 시뮤레이터(26)의 스프링(26e)의 선 부하(preload)와 페달 시뮤레이터(26)의 피스톤의 정적 마찰(static friction)은 문자 "C"로 나타낸 바와 같이 극히 조금 있거나 전혀 없는 페달 이동이 갖는 힘으로 대체로 급하게 상승되게 한다. 일단, 페달 시뮤레이터의 정적 마찰 및 스프링 선 부하가 극복되고 그리고 페달 시뮤레이터(26)에 피스톤(26c)이 이동(브레이크-프리 압력)이 개시되면, 문자 "D"로 나타낸 바와 같이 페달 시뮤레이터(26)의 피스톤/스프링 정렬배치의 특징적인 커브를 브레이크 페달(14)에 연속적 운동이 발생시킨다.
팽창 체적 유니트(31)의 막의 팽창은 브레이크 페달(14)의 운전자에 의해 느껴지는 저항성을 제공한다. 양호하게, 팽창 체적 유니트(31)는, 브레이크 페달(14)의 운전자가, 보상 포트는 마스터 실린더(12)에서 폐쇄되고 그리고 압력이 페달 시뮤레이터 피스톤(26c)이 운동하도록 브레이크 프리 압력까지 상승되어, 브레이크 페달 운동의 개시 상태 동안에 점진적으로 증가하는 저항성을 느끼도록 설계되어서, 도 3 에서 점선으로 나타낸 바와 같이 주어진 압력 상승에 요구되는 페달 이동이 증가하여 페달 힘 대 페달 이동 곡선을 "완만(smoothing)"하게 한다.
댐핑 회로(29)와 팽창 체적 유니트(31)가 양호하게 본 발명의 브레이크 시스템에 모두 포함되는 것임에 주목한다. 그런데, 댐핑 회로(29)와 팽창 체적 유니트(31)의 어느 하나 또는 모두가 적절하게 생략시키는 것도 고려해 볼 수 있다. 또한, 팽창 체적 유니트(31)도 페달 행정을 통한 이동에 점진적으로 크게 저항성을 제공하도록 설계되어, 페달 시뮤레이터로서 동작하여 브레이크 시스템에서의 페달 시뮤레이터(14)의 필요성이 제거된다.
도 4 는 본 발명에 따르는 다른 차량 브레이크 시스템(200)을 개략적으로 설명하는 도면이다. 브레이크 시스템(200)의 성분 및 그 기능이 도 1 에 도시된 브레이크 시스템(2)의 상기 실시예에서 기술된 성분의 기능과 구조가 상당히 동일한 것이다. 그러한 성분은 브레이크 시스템(2)에서와 동일한 번호를 사용하여 참고된다. 도 4 에 도시된 유사한 번호의 성분은 다르게 표기된 것은 없으며, 특정하게 논의하지 않으며, 그 기능과 구조도 도 1 에 브레이크 시스템(2)의 유사 번호의 성분의 것과 유사한 것이다. 유사하게, 만일 성분이 논의되지만 특정하게 도시되지 않은 것이라면, 그 구조와 기능도 또한 도 1 의 있는 성분과 유사한 것이고 이전에 개시된 것과 유사한 것을 취하는 것이다.
차량 브레이크 시스템(200)은 4개 차륜과 각각의 차륜용 브레이크를 가지는 자동차에 적절하게 사용될 수 있는 것이다. 본 발명은 수동식 백업 제동 동작이 있는 4개 차륜용 전자식 제어 브레이크 시스템을 2개 차량 브레이크(11a, 11b)에 제공하는 것이다. 브레이크 시스템(2, 200)사이에 차이는 밸런스 밸브(62)가 압력 제어 밸브(51a, 51b)의 유출구 사이에 교통을 대신하여 차량 브레이크(11a, 11b)사이에 교통부를 제공하는 것이다. 따라서, 브레이크 시스템(200)의 밸런스 밸브(62)는 차량 브레이크 시스템(2)에 밸런스 밸브(62)로부터 유체 분리기 유니트(54a, 54b)의 다른 측에 유압식으로 접속되는 것이다. 이러한 정렬 배치는 예를 들어 압력 변환기(36b)와 다른 전륜 브레이크(11b)가 있는 압력 변환기(36a)와 차륜 브레이크(11a)의 직접적인 크로스 접속을 허용하여 컨트롤 모듈(10)용의 다른 시험 측정을 제공하는 것이다.
도 5 는 본 발명에 따르는 다른 차량 브레이크 시스템(300)을 개략적으로 설명하는 도면이다. 브레이크 시스템(300)의 성분 및 그 기능이 도 1 및 도 4 에 각각 도시된 브레이크 시스템(2, 200)의 상기 실시예에서 기술된 성분의 기능과 구조가 상당히 동일한 것이다. 그러한 성분은 브레이크 시스템(2, 200)에서와 동일한 번호를 사용하여 참고된다. 도 5 에 도시된 유사한 번호의 성분은 다르게 표기된 것은 없으며, 특정하게 논의하지 않으며, 그 기능과 구조도 브레이크 시스템(2 또는 200)의 유사 번호의 성분의 것과 유사한 것이다. 유사하게, 만일 성분이 논의되지만 특정하게 도시되지 않은 것이라면, 그 구조와 기능도 또한 도 1 및 도 4 의 있는 성분과 유사한 것이고 이전에 개시된 것과 유사한 것을 취하는 것이다.
차량 브레이크 시스템(300)은 4개 차륜과 각각의 차륜용 브레이크를 가지는 자동차에 적절하게 사용될 수 있는 것이다. 브레이크 시스템(2, 300)사이에 차이는 브레이크 시스템(300)에는 모두 4개의 차량 브레이크(11a, b, c, d)용 수동식 백업이 있는 4개 차륜용 전자식 제어 브레이크 시스템이 있다는 것이다. 브레이크 시스템(300)은 격리 밸브(306)를 통한 차량 브레이크(11a, 11b)와의 유체 교통부가 있는 주 회로 도관(302)을 구비한다. 브레이크 시스템(300)은 또한 격리 밸브(308)를 통한 차량 브레이크(11c, 11d)와의 유체 교통부가 있는 보조 회로 도관(304)을 구비한다. 브레이크 시스템(300)은 부가로 차량 브레이크(11a, 11b)와의 사이에 유체 교통부를 선택적으로 격리하는 밸런스 밸브(310)를 구비한다. 밸런스 밸브(312)는 차량 브레이크(11c, 11d) 간에 유체 교통부를 선택적으로 격리하는 것이다. 브레이크 시스템(300)은 또한 각각의 비례적 컨트롤 밸브(51a, b, c, d)와 차량 브레이크(11a, b, c, d)와의 사이에 위치된 4개 유체 분리기 유니트(54a, b, c, d)도 포함하는 것이다.
필요에 따라서, 브레이크 시스템(200, 300)은 적절한 댐핑 회로(29)와 적절한 팽창 체적 유니트(31)를 선택적으로 또는 조합적으로 구비하는 것이다.
도 6 은 본 발명의 브레이크 시스템(2, 200, 300)에 사용되는 페달 시뮤레이터(26)와 마스터 실린더(12)의 특정 실시예를 설명하는 도면이다. 마스터 실린더(12)는 2개 서비스 피스톤(12a, 12b)을 가지는 텐덤 마스터 실린더이다. 마스터 실린더(12)는 도관(16)과 같은 도관을 경유하여 페달 시뮤레이터(26)와 유체 교통하는 것이다. 블록(28)으로 나타낸 격리 밸브는 그 사이에 도관(16) 내에 배치되어 페달 시뮤레이터(26)와 마스터 실린더(12)가 유체 교통하게 된다. 블록(29)로 나타낸 임의적 댐핑 회로도 또한 도관(16)을 경유하여 페달 시뮤레이터와 유체 교통하는 것을 나타내고 있다. 도시하지는 않았지만, 팽창 체적 유니트(31)도 양호하게 도관(16)을 통해서 페달 시뮤레이터(26)와 유체 교통하는 것이다.
도 10 은 본 발명에 따르는 차량 브레이크 시스템(350)을 개략적으로 설명하는 도면이다. 브레이크 시스템(350)의 많은 성분이 브레이크 시스템(2, 200, 300)에 개시된 성분과 기능이 유사하다. 그러한 성분은 이전 브레이크 시스템(2, 200, 300)에서와 동일한 번호를 부여하였다. 도 10 에 도시된 유사한 번호의 성분은 특정하게 논의하지 않으며, 그 기능과 구조도 브레이크 시스템(2, 200, 300)의 유사 번호의 성분의 것과 유사한 것이다. 유사하게, 만일 성분이 논의되지만 특정하게 도시되지 않은 것이라면, 그 구조와 기능도 앞서 개진된 유사한 성분과 유사한 것으로 판단하면 된다.
차량 브레이크 시스템(350)은 4개 차륜과 각각의 차륜용 브레이크를 가지는 자동차에 적절하게 사용될 수 있는 것이다. 차량 브레이크 시스템(350)은 2개 분리된 전륜 브레이크 시스템(352)과 후륜 브레이크 시스템(354)을 포함하는 것이다. 전륜 브레이크 시스템(352)에는 2개 서브 시스템: 압축 브레이크 유체(4)의 모터 구동 전기적 제어 노말 소스를 구비하는 전기 파워 전륜 브레이크 시스템과; 마스터 실린더(12)로서 실시되는, 압축 유압식 브레이크 유체의 수동식 공급부를 포함한다. 후륜 브레이크 시스템(354)에는 압축된 유압 브레이크 유체를 개별적인 차륜 브레이크 유니트로 공급하는 2개 전기적 제어 파워 실린더(210, 212)가 포함된다.
본 발명의 전방 브레이크 시스템(352)는 상술된 전방 브레이크 유니트와는 다른 것이다. 즉, 여기에는 전방 차량 브레이크(11a, 11b) 모두에 유압식 브레이크 유체 압력을 제어하는 단일 비례적 컨트롤 밸브(51)가 있다. 다음, 유압식 브레이크 유체는 이하에 기술되는 바로서, 전기적 작동 솔레노이드 격리 밸브(70a, b, c, d)를 통해서 차량 브레이크(11a, 11b)에 선택적으로 적용된다. 또한, 압력 격리 밸브(348)는 펌프(42)가 아닌 어큐뮤레이터(46)에만 격리 동작을 제공한다. 적절한 과압력 보호체(도시 않음)가 어큐뮤레이터(46)용으로 제공된다. 압력 변환기(49)는 압력 격리 밸브(348)가 차단되면 어큐뮤레이터(46)에 압력이 적어 하이로 방출 압력이 될 때에만 펌프의 방출 압력에 반응한다. 그런데, 압력 격리 밸브(348)는 정상적 제동 동작 중에 개방부가 활성화되며, 비례적 컨트롤 밸브(51)로 공급되는 유압식 브레이크 유체의 압력에 압력 변환기(49)가 반응하게 된다.
2개 댐핑 회로(29)가 제공되며, 2개 페달 시뮤레이터(26a, 26b)의 각각용의 하나는 마스터 실린더(12)를 나오는 도관(16, 18) 각각에 접속됨에 주목한다. 오직 한 개 만의 팽창 체적 유니트(31)가 페달 시뮤레이터(26a)와 유체 교통하는 것이 도시되었다. 필요에 따라서, 팽창 체적 유니트(31)가 페달 시뮤레이터(26b)와의 유체 교통부에 제공된다.
도 10 은 전방 차량 브레이크(11a, 11b)로의 유압식 브레이크 유체의 노말 소스(4)를 나타낸 도면이다. 비례적 컨트롤 밸브(51)는 컨트롤 모듈(도시 않음)로부터 수용되는 지시에 따라서 전방 차량 브레이크(11a, 11b)에 제공되는 유압식 브레이크 유체의 압력을 변조시킨다. 유압식 브레이크 유체는 각각의 전기적 작동 격리 밸브(70a, 70b)를 통하여 전방 차량 브레이크(11a, 11b)에 공급된다. 정상 동작 동안에는, 도 10 에 도시된 바와 같이 격리 밸브(70a, 70b)가 비활성으로 개방위치에 있게 된다. 격리 밸브(70a, 70b)는 비례식 컨트롤 밸브(51)로부터 유체 분리기 유니트(54a, 54b)로의 유압식 브레이크 유체의 통로를 허용한다. 유체 분리기 유니트(54a, 54b)는 브레이크 시스템(2)에 유체 분리기 유니트와 동일한 기능을 한다. 즉, 유체 분리기 유니트(54a, 54b)는 노말 소스(4)와 백업 소스(6)의 유압형 브레이크 유체가 혼합되는 것을 방지하여서, 유압형 브레이크 유체의 백업 소스(6)의 무력화로부터 발생되는 노말 소스(4)의 파이핑으로부터의 누설이 방지되는 반면에, 유압형 브레이크 유체(4)의 노말 소스로부터의 압력이 전방 차량 브레이크(11a, 11b)로 유압식으로 작동되게 접속되게 한다. 비례식 컨트롤 밸브(51)는 제어하여 제동 기반용 전방 차량 브레이크(11a, 11b)로 공급되는 유압형 브레이크 유체의 압력을 제어한다. 압력 변환기(30, 32)에서 감지되는 압력에 의한 발송되는 신호로 다양한 운전자 요구에 응답하여, 비례적 컨트롤 밸브(51)는 압축 유체를 전방 차량 브레이크(11a, 11b)에 적용하여서 전방 차량 브레이크(11a, 11b)로부터 압력을 방출하거나 또는 전방 차량 브레이크(11a, 11b)에 압력을 유지시키는 위치에 배치된다. 한 개 압력 컨트롤 밸브(51)만이 전방 차량 브레이크(11a, 11b) 모두용의 압력을 제어하는데 사용된다. 상기 설비는 예를 들어 브레이크 시스템(2)보다 저렴한 가격으로 설치될 수 있는 것이다.
격리 밸브(70a, 70b)는 덤프 밸브(72a, 72b)와 함께 협력 동작하여서 안티록크 브레이킹, 차량 안정 컨트롤 또는 트랙션 컨트롤 기능에 적합한 디지털 브레이크 컨트롤을 제공한다. 예를 들면 트랙션 컨트롤은 전륜 구동 차량에 포함시킬 수 있으며, 그 좌측 전륜이 중 가속을하는 중에 트랙션을 상실하게 된다. 상기 상태에서, 브레이크(11a)를 적용하는, 반면에 브레이크(11b)는 적용하지 않을 수 있을 것이다. 이러한 사실을 달성하기 위해서, 격리 밸브(70a)가 차단되고 반면에 격리 밸브(70a)는 개방 상태를 유지한다. 압력 격리 밸브(348)는 개방되고 그리고 어큐뮤레이터(46)로부터의 유압형 브레이크 유체는 필요한 압력까지 압력 컨트롤 밸브(51)에 의해 조절된다. 유압형 브레이크 유체가 격리 밸브(70b)에 의해 브레이크(11b)에 적용되는 것이 차단되지만, 개방 밸브(70a)에 의해서 관련 차륜이 서행하고 트랙션이 복귀할 때까지 각각의 차륜의 서행으로 브레이크(11a)가 작동되게 된다. 다음, 덤프 밸브(72a)가 개방되거나 또는 컨트롤 밸브(51)가 비활성으로 되어, 또는 덤프 밸브와 컨트롤 밸브가 모두가 개방 비활성으로 되어, 컨트롤 모듈에 의해 직접적으로, 브레이크(11a)로부터 저장소(40)로의 압력이 누출된다. 다음, 압력 격리 밸브(348)가 차단되고, 그리고 펌프(42)가 정지되면 펌프(42)가 운영된다.
또한 다른 컨트롤 구성이 적절하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 만일 양쪽 전륜이 가속도 하에서 상이한 비율로 슬립 되면, 양쪽 격리 밸브(70a, 70b)는 차단되고, 비례형 컨트롤 밸브(51)는 어느 한 쪽 차륜에 필요한 것보다 더 높은 압력을 조절하도록 개방되고, 다음 격리 밸브(70a, 70b)는 각각의 차륜을 서서히 다운시키는데 필요한 압력을 독립적으로 제어하도록 펄스 개방된다. 각각의 차륜에 제동력은 각각의 격리 밸브(70a, 70b)와 덤프 밸브(72a, 72b)의 공동 동작하는 변조에 의해 제어된다. 기도되는 다른 컨트롤 설비에서, 격리 밸브(70a, 70b)는 개시적으로는 폐쇄되지 않지만, 상관 차륜이 서행을 개시하거나 또는 필요한 제동 압력에 도달되면 폐쇄된다. 기도되는 다른 컨트롤 구조에서, 비례적 컨트롤 밸브(51)는 항시 개방을 유지하는 격리 밸브(70a, 70b)와 차단을 유지하는 덤프 밸브(72a, 72b)를 가지고, 브레이크(11a, 11b)에 필요한 압력이 이루어지게 하는 브레이크에 압력을 변조하는 것이 있다. 이것은 간단한 제어이면서, 브레이크(11a 또는 11b)가 차륜 스핀을 방지하는데 필요한 것보다 더 큰 압력으로 제동되는 다른 브레이크(11a, 11b)와 같은 높은 제동 압력을 필요로 하지 않게 한다. 따라서, 비례적 컨트롤 밸브(51)가 저 마찰 계수의 면에서 동작하는 차륜에 차륜 스핀을 제어하도록 변조되고, 반면에 격리 밸브(70a 또는 70b)와 덤프 밸브(72a 또는 72b)가 차륜 스핀을 정지시키는데 필요한 적절한 저 압력에서 고 마찰 계수의 면에 다른 차륜의 제동 압력을 제어하도록 변조된다. 따라서, 브레이크 시스템(350)의 설비는 트랙션 컨트롤 상태에서 상당한 가요성을 제공한다. 안티록크 브레이킹이 필요할 때와 같은 다른 제동 상태에서도 이것은 동일한 것이다. 예를 들면, 만일 브레이크의 록킹 업(locking up)의 방지 또는 미끄러운 도로 상태에서 요구되는 차량 브레이크(11a, 11b)를 펄스 하기위해 필요하다면, 격리 밸브(70a, 70b)와 덤프 밸브(72a, 72b)가 개방 펄스되어 폐쇄된다. 격리 밸브(70a, 70b)와 덤프 밸브(72a, 72b)의 컨트롤의 디지털(온 또는 오프)성질은 격리 밸브(70a, 70b)와 덤프 밸브(72a, 72b)가 안티록크 브레이킹에 대해 압력을 급하게 증가, 감소 또는 유지하도록 협력적으로 작동되게 한다. 전방 브레이크 시스템(352)의 다른 비 변조 또는 디지털 적용은 도시된 바와 같은격리 밸브(70a, 70b)와 덤프 밸브(72a, 72b)의 설비를 갖추는데 유효한 것이다. 격리 밸브(70a, 70b)와 덤프 밸브(72a, 72b)가 각각의 밸브를 통해 지나가는 유압형 브레이크 유체의 적절한 제어를 제공하도록 적절하게 구조되어서, 브레이크(11a, 11b)에 양호한 유압제어를 허용함에 주의 한다. 예를 들면, 격리 밸브(70a, 70b)는 밸브가 부분적으로 개방되는 적절한 방식으로 동작할 수 있는 구조이며, 차륜이 록크 업에 인접하면 필요하게 되는 상관 브레이크(11a, 11b)에 보다 점진적인 압력 상승을 허용하는 것이다. 덤프 밸브(72a, 72b)는 그를 통해서 흐르는 유압형 브레이크 유체의 흐름을 변조하는 구조와 유사한 것이다.
브레이크 시스템(2, 200, 300)의 이전 실시예에서, 컨트롤 모듈의 고장시에 또는 차량 브레이크(11a, 11b)에 대한 유압형 브레이크 유체(4)의 노말 소스의 고장시에, 마스터 실린더(12)에 의해 공급되는 유압형 브레이크 유체의 백업 소스(6)는 도 10 에 나타낸 바와 같이 브레이크 시스템(350)의 브레이크에 양호하게는 전발 브레이크(11a, 11b)에 유압형 브레이크 유체의 이용 가능한 소스가 적용되게 한다. 마스터 실린더(12)에 의해 공급되는 차량 브레이크(11a, 11b)는 마스터 실린더(12)로부터 공급되는 압력으로 차량이 안전하게 동작되기에 충분한 제동력을 제공하도록 설계된다. 물론, 도 10을 통해서 설명하지는 아니하였지만, 필요에 의해서는 파워 실린더(12)가 파워 실린더(210, 212)로 유압형 브레이크 유체를 선택적으로 공급되게 작동적으로 접속하는 것을 고려할 수 있다. 또한, 분리 파워 서플라이가 브레이크 시스템(350)에 충분하고 안전된 추가 레벨을 제공하도록 파워 실린더(210, 212)의 모터를 동력화 하는데 사용되는 것을 고려할 수 있다. 물론 여분의 독립적인 동력 및 이중 점검 제어 모듈이 파워 실린더(210, 212)와 비례적 컨트롤 밸브(51a, 51b)의 동작을 제어하는데 활용되는 것이다. 또한, 모두 4개의 차량 브레이크(11a, b, c, d)가 파워 실린더(210)와 유사한 각각의 파워 실린더로부터 공급되는 것을 고려할 수 있다. 백업 소스(6)는 2개 또는 4개의 차량 브레이크(11a, b, c, d)에 저복된다. 적절한 유체 분리기 유니트(54a)는 양호하게 차량 브레이크(11a, b, c, d)와 교통하는 백업 소스(6)의 접속부와 파워 실린더와의 사이에 제공된다.
본 발명의 원리 및 동작 모드를 양호한 실시예를 통해서 설명하였다. 그런데 본 발명은 그 정신 및 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서의 상술된 특정한 실시예를 실질적으로 변경하여 수행할 수 있는 것임을 당 분야의 기술인에게는 이해될 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 압축 유압성 브레이크 유체의 노말 소스와;
    압축 유압성 브레이크 유체의 백업 소스와;
    시스템에 유압형 브레이크 유체의 적용에 의해 동작되는 브레이크 작동 부재와;
    백업 소스와 브레이크 동작 유니트와의 사이에 유압형 브에이크 유체의 흐름을 선택적으로 방지하는 밸브와;
    밸브 차단 시에 노말 소스의 일 부분을 경유하여 상기 브레이크 작동 부재에 선택적으로 유압형 브레이크 유체의 노말 소스의 작동을 허용하고, 그리고 상기 백업 소스의 유압형 브레이크 유체와 노말 소스의 유압형 브레이크 유체의 혼합을 방지하고, 그리고 압축 유체의 백업 소스의 일체성을 유지하는 유체 분리기 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 분리기 유니트는 그 안에 활주 가능하게 배치된 피스톤과 실린더 보어를 형성하는 하우징을 구비하고, 상기 피스톤은 노말 소스와 유체 교통하는 제 1 작업 면과 백업 소스와 유체 교통하는 제 2 작업 면을 가지고, 상기 제 1 및 제 2 작업 면은 대체로 유사한 지역을 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 브레이크 시스템은 페달 시뮤레이터를 부가로 포함하며, 상기 페달 시뮤레이터는:
    상기 노말 소스와 유체 교통되게 접속되는 제 1 단부를 가지는 제 2 단부가 있는 보어를 형성하는 하우징과;
    제 1 면과 제 2 면을 가지고 상기 보어에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤과;
    상기 보어의 제 1 단부 방향으로 피스톤의 제 1 면을 가압 하도록, 하우징의 일부분과 피스톤과의 사이에서 작용하며 상기 피스톤의 제 2 면과 결합하는 스프링과;
    제 1 단면 흐름 지대에 대한 제 2 단면 흐름 지대의 비가 단일체 보다 크고, 하우징 내로 댐핑 회로를 통해서 노말 소스로부터 흐르는 유체에 대한 제 1 단면 흐름 지대를 제공하고 그리고 댐핑 회로를 통해서 상기 하우징으로부터 흐르는 유체에 대한 제 2 단면 흐름 지대를 제공하는 브레이크 회로와 보어의 제 1 단부와의 사이에 유압식으로 배치된 댐핑 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 비는 10 : 1 미만 인 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 비는 2 : 1 내지 4 : 1 범위에 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 브레이크 시스템으로부터 상기 하우징으로의 릴리프 밸브를 통해 유체가 흐르도록 예비 결정된 압력 이상으로 개방되는 릴리프 밸브를 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 예비 결정된 압력은 약 5바 내지 약 30바 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 브레이크 시스템은 부가로 브레이크 시스템 브레이크 명령 검출 설비를 포함하고, 상기 브레이크 시스템 브레이크 명령 검출 설비는:
    수동식 작동 마스터 실린더와;
    마스터 실린더와 유체 교통하는 페달 시뮤레이터와;
    상기 페달 시뮤레이터와 마스터 실린더와의 사이를 흐르는 유체의 압력을 나타내는 신호를 발생하는 압력 변환기와;
    상기 마스터 실린더와 상기 페달 시뮤레이터와 유체 교통하는 팽창 체적 유니트를 구비하며;
    상기 페달 시뮤레이터는 제 1 압력을 초과하는 마스터 실린더로부터의 유압 유체의 영향 하의 스프링을 압축하도록 작용하는 피스톤과 스프링을 구비하며, 팽창 체적 유니트는 상기 유체가 제 1 압력보다 적은 제 2 압력을 초과하면 팽창 체적 유니트내로 마스터 실린더로부터 유체가 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 페달 시뮤레이터는 부가로, 상기 노말 소스와 유체 교통되게 접속되는 제 1 단부를 가지는 제 2 단부가 있는 보어를 형성하는 하우징과; 제 1 면과 제 2 면을 가지고 상기 보어에 미끄럼 가능하게 배치된 피스톤과; 상기 보어의 제 1 단부 방향으로 피스톤의 제 1 면을 가압 하도록, 하우징의 일부분과 피스톤과의 사이에서 작용하며 상기 피스톤의 제 2 면과 결합하는 스프링과; 제 1 단면 흐름 지대에 대한 제 2 단면 흐름 지대의 비가 단일체 보다 크고, 하우징 내로 댐핑 회로를 통해서 노말 소스로부터 흐르는 유체에 대한 제 1 단면 흐름 지대를 제공하고 그리고 댐핑 회로를 통해서 상기 하우징으로부터 흐르는 유체에 대한 제 2 단면 흐름 지대를 제공하는 브레이크 회로와 보어의 제 1 단부와의 사이에 유압식으로 배치된 댐핑 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 비는 10 : 1 미만 인 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 비는 2 : 1 내지 4 : 1 범위에 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 브레이크 시스템으로부터 상기 하우징으로의 릴리프 밸브를 통해 유체가 흐르도록 예비 결정된 압력 이상으로 개방되는 릴리프 밸브를 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 예비 결정된 압력은 약 5바 내지 약 30바 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 브레이크 시스템으로부터 상기 하우징으로의 릴리프 밸브를 통해 유체가 흐르도록 예비 결정된 압력 이상으로 개방되는 릴리프 밸브를 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 예비 결정된 압력은 약 5바 내지 약 30바 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  16. 제 8 항에 있어서, 상기 유체 분리기 유니트는 그 안에 활주 가능하게 배치된 피스톤과 실린더 보어를 형성하는 하우징을 구비하고, 상기 피스톤은 노말 소스와 유체 교통하는 제 1 작업 면과 백업 소스와 유체 교통하는 제 2 작업 면을 가지고, 상기 제 1 및 제 2 작업 면은 대체로 유사한 지역을 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  17. 제 8 항에 있어서, 상기 마스터 신호를 동작시키는 브레이크 페달과;
    상기 브레이크 페달의 행정을 나타내는 행정 신호를 발생하는 페달 이동 센서와;
    브레이크 시스템 액츄레이터를 제어를 위해서 명령 신호에 대해 응답하는 컨트롤 유니트를 부가로 포함하며;
    상기 압력 변환기로부터의 신호는 운전자에 의해 브레이크 페달에 적용되는 브레이크 적용 힘에 관계되고;
    상기 명령 신호는 힘 변환기로부터의 신호와 행정 신호 양쪽의 혼합 기능으로 발생되며, 브레이크 페달의 개시 이동 중에 상기 행정 신호는 압력 변환기로부터 신호 보다 더 큰 중량이고 그리고 브레이크 페달의 다음 순차식 이동 중에는 압력 변환기로부터의 신호는 행정 신호보다 큰 중량으로 되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  18. 상기 브레이크 시스템 액츄레이터를 작동시키는 브레이크 페달과;
    상기 브레이크 페달의 행정을 나타내는 행정 신호를 발생하는 페달 이동 센서와;
    상기 브레이크 페달로 운전자에 의해 적용되는 브레이크 적용 힘을 나타내는 힘 신호를 발생하는 브레이크 시스템 센서와;
    상기 브레이크 시스템 액츄레이터를 제어하는 명령 신호에 응답하는 컨트롤 유니트를 포함하고;
    상기 명령 신호는 힘 신호와 행정 신호 양쪽의 혼합 기능으로 발생되며, 브레이크 페달의 개시 이동 중에 상기 행정 신호는 힘 신호 보다 더 큰 중량으로 되고 그리고 브레이크 페달의 다음 순차식 이동 중에는 힘 신호는 행정 신호보다 큰 중량으로 되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
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