KR20000048563A - 유압 서보 브레이크를 구비한 유압 브레이크 시스템 - Google Patents

유압 서보 브레이크를 구비한 유압 브레이크 시스템 Download PDF

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KR20000048563A
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슈테페즈헬무트
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아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 인코포레이티드
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Abstract

유압 브레이크 시스템은, 브레이크 페달 (3) 에 의해 작동될 수 있는 마스터 실린더 (1) 와, 이 마스터 실린더 (1) 를 브레이크 실린더 (6,7) 에 연결하는 브레이크 라인 (4) 과, 전기 모터 (18) 에 의해 구동되며 회로내에서 그의 토출 흐름을 압력제어밸브 (19) 를 통해 펌프 (13) 의 흡입측에 공급하도록 되어 있는 펌프 (13) 를 갖는다. 상기 펌프 (13), 상기 압력제어밸브 (19), 및 상기 마스터 실린더 (1) 쪽으로 폐쇄되는 비-복귀 밸브 (12) 는 상기 브레이크 라인 (4) 에서 서로 평행하게 배치된다. 상기 펌프 (13) 의 흡입측과 상기 압력제어밸브 (19) 의 출구는 상기 마스터 실린더 (1) 에 연결되는 반면에, 상기 펌프 (13) 의 압력측과 상기 압력제어밸브 (19) 의 입구는 상기 브레이크 실린더 (6,7) 에 연결된다. 상기 압력제어밸브 (19) 가 상기 마스터 실린더 (1) 에 연결된 브레이크 라인 (4) 의 섹션부 (5) 의 우세 압력에 의존하여 펌프 압력을 제어한다. 상기 압력제어밸브 (19) 의 작용 유압 표면은 펌프 압력과 마스터 실린더 압력간의 비가 1 보다 크도록 구성된다.

Description

유압 서보 브레이크를 구비한 유압 브레이크 시스템 {HYDRAULIC BRAKE SYSTEM WITH HYDRAULIC SERVO BRAKE}

전술한 바와 같은 타입의 유압 브레이크 시스템은 "1960년 아테 브레이크 핸드북 제 2 판의 60-65 면 (Ate brake handbook, 2nd edition, 1960, pp. 60-65)" 에 공지되고 있다. 이 핸드북에 기재된 브레이크 시스템에서는, 모터-구동 고압 펌프가 마스터 실린더상에 위치한 증폭 밸브 (boosting valve) 와 마스터 실린더의 피스톤간의 제한 갭을 통해 흐르면서 회로내에서 순환하여 저장기로 되돌아 오는 일정한 흐름의 유체를 토출하는데, 이로부터는 펌프가 압력 유체를 빨아들인다. 브레이크 페달이 작동하면, 증폭 밸브가 마스터 실린더의 피스톤에 대해 변위하게 되어 제한 갭의 흐름이 제한되며, 차례로 증폭 밸브와 마스터 실린더의 피스톤간의 링-모양의 공간에 압력의 빌드-업 (build-up) 이 야기된다. 이 압력에 의해 마스터 실린더의 피스톤이 제동방향으로 변위하게 되는데, 이는 증폭밸브에서의 페달 복귀력으로서 유효하다. 진공 제동력 부스터에 비해 비교적 제조 및 작동 코스트가 높기 때문에, 유압 제동력 부스팅을 갖춘 이러한 공지의 브레이크 시스템은 실제적으로 달성될 수 없다.

제동력을 유압적으로 증대시키기 위한 또다른 공지의 장치는, 스티어링 서보 차지용의 유압 펌프가 압력-제어 전류 조정기를 통해 유압 축압기를 갖도록 함으로써 모터 차량에 이미 유용한 에너지 공급을 사용한다. 압력하에 저장된 압력유체는 브레이크 페달에 의해 작동되는 제어밸브를 통해 증폭 피스톤에 유도되며, 이 증폭 피스톤은 마스터 실린더의 피스톤을 작동시킨다. 하지만, 이러한 구성에서는, 브레이크-슬립 제어를 위해 추가의 펌프 회로가 필요하다.

독일 특허명세서 DE 40 35 906 A1 에서 공지되고 있는 또다른 유압 브레이크 시스템에서는, 펌프에 의해 토출된 압력유체가 브레이크 페달에 의해 작동되는 압력제어밸브에 감압밸브를 통해 공급된다. 이 압력제어밸브는 브레이크 페달에 가해진 힘에 의존하여 브레이크 라인의 압력을 조절한다. 감압밸브는, 제어라인을 통해 브레이크 라인에 접속되며, 감압밸브의 입구측의 압력이 상시 브레이크 라인의 압력보다 30 바아 정도 높게 유지되도록 구성된다. 그러나, 이러한 공지의 제동압력 제어장치는 상호 독립적인 수개의 브레이크 회로를 연결하기에는 적합하지 않다.

독일 특허명세서 DE 44 46 525 A1 은 복귀원리에 기초하여 작동하는 브레이크-슬립 제어 시스템을 갖춘 구동 안정 제어 및 안티-슬립 제어 (anti-slip control) 용의 유압 모터 차량 브레이크 시스템을 개시하고 있는데, 여기서는 이중-회로 마스터 실린더가 브레이크 페달에 의해 조정되는 진공 제동력 부스터에 의해 작동된다. 이 브레이크 시스템은 압력측이 브레이크 라인에 연결되어 있는 펌프를 구비하고 있는데, 이 펌프는 브레이크-슬립 제어용의 재순환 펌프로서, 그리고 구동 안정 또는 안티-슬립 제어용의 제동압력 변환기로서 작동한다. 이 펌프는 제어장치를 사용하지 않는 제동 수순중에는 작동하지 않는다. 펌프가 제동압력 변환기로서 작동하는 경우에는, 펌프의 흡입측이 밸브를 통해 브레이크 라인에 연결되며, 흡입작용을 향상시키도록, 프리차징 압력이 프리차징 펌프에 의해 브레이크 라인에서 발생된다.

본 발명은, 브레이크 페달에 의해 작동될 수 있는 마스터 실린더와, 이 마스터 실린더를 브레이크 실린더에 연결하는 브레이크 라인과, 제동력을 증대시키기 위해, 회로내에서 토출 흐름을 압력제어밸브를 통해 펌프의 흡입측에 공급하도록 되어 있는 모터-구동 펌프를 갖춘 유압 유니트를 구비한 유압 브레이크 시스템에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 유압 제동력 증대를 갖춘 유압식 이중-회로 브레이크 시스템의 제동회로의 회로도이다.

도 2 는 도 1 의 브레이크 시스템의 제동회로의 회로도로서, 대응 부품의 추가에 의한 브레이크-슬립 제어장치를 포함하는 도면이다.

도 3 은 도 2 의 브레이크 시스템의 제동회로의 회로도로서, 대응 부품의 추가에 의한 구동 안정 및 트랙션 제어장치를 포함하는 도면이다.

도 4 는 압력제어밸브의 실시예의 축방향 단면도이다.

도 5 는 전자기계식으로 구동되는 차지 실린더의 개략도이다.

도 6 은 전자기계식 프리차징 드라이브를 갖춘 마스터 실린더의 축방향 단면도이다.

본 발명의 목적은, 첫째로는 간단한 구성과 저비용의 구조를 특징으로 하며, 둘째로는 상호 독립적인 수개의 브레이크 회로를 가질 수가 있으며, 셋째로는 브레이크-슬립 제어작용 또는 자동 브레이크 작동, 즉 구동 안정 제어용의 추가의 에너지 공급을 필요로 하지 않는 전술한 타입의 브레이크 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은, 펌프, 압력제어밸브, 및 실린더 마스터의 방향으로 폐쇄되는 비-복귀 밸브가 전술한 타입의 브레이크 시스템의 브레이크 라인에서 서로 평행하게 배치되고, 펌프의 흡입측과 압력제어밸브의 출구가 마스터 실린더에 연결되고, 펌프의 압력측과 압력제어밸브의 입구가 브레이크 실린더에 연결되고, 압력제어밸브가 상기 마스터 실린더에 연결된 브레이크 라인의 섹션부의 압력에 의존하여 펌프 압력을 조절하고, 상기 압력제어밸브의 유압 표면은 펌프 압력과 마스터 실린더 압력간의 비가 1 보다 크도록 구성됨으로써 달성된다.

본 발명에 따른 브레이크 시스템에서는, 브레이크 페달에 가해지는 작동력이 마스터 실린더나 제동압력 변환기에서 증대되는 것이 아니라 브레이크 라인에서 증대되며, 통합 동유체 펌프 회로가 상기 브레이크 라인을 마스터 실린더측의 저압 섹션부와 브레이크 실린더측의 고압 섹션부로 분할한다. 또한, 펌프 회로는 브레이크 페달에 의해 기계적으로 제어되는 것이 아니라, 압력제어밸브의 제어 피스톤에 공급된 마스터 실린더의 출력압을 통해 제어된다. 동유체 펌프 회로는 브레이크 라인용의 연계부를 제외하고는 폐쇄되는데, 이는 정압 브레이크 회로의 일부이다. 따라서, 제동력이 증대될때 마다, 펌프의 유동량은 상시 마스터 실린더 압력과 브레이크 실린더 압력간의 압력차에만 상당하게 된다. 펌프 회로에 대해 평행하게 배치된 비-복귀 밸브가 마스터 실린더와 브레이크 휠 실린더간에 직접적인 접속을 확립하므로 펌프 회로에 독립하여 신속한 브레이크 작동이 얻어진다. 마스터 실린더내의 압력이 감소되면, 브레이크 실린더내의 압력이 압력제어밸브를 통해 감소된다.

본 발명에 따른 브레이크 시스템은 구조에 따른 비용이 저가이고 차량의 다른 서보계와는 별개인 유압 제동력 증대를 허용한다. 이러한 브레이크 시스템은 공기식 진공 제동력 부스터를 작동시키기 위한 적당한 진공을 갖지 않는 모터 차량에 특히 적합하다. 제동력 증대는 본 발명에 따른 브레이크 시스템에만 유압적으로 제어되기 때문에, 어떠한 타입의 마스터 실린더에도 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 동유체 증대회로를 기존의 브레이크 시스템에 통합하는 것도 가능하다. 더욱이, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은, 기존의 펌프가 재순환 펌프로서 사용되기 때문에 소수의 추가 장치를 통해 브레이크-슬립 제어가 달성된다는 이점을 가진다. 마찬가지로, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 소수의 추가 장치를 통해 구동 안정 제어를 가지는 브레이크 시스템으로 확장될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 펌프를 구동하는 데에는 전기 모터가 이용되는데, 이 전기 모터는 제동 수순이 초기화되는 때에 스위치-온 상태가 된다. 이는, 펌프가 기동중일때에 압력 빌드-업 (build-up) 이 마스터 실린더에 의해 지원되기 때문에, 브레이크 시스템의 응답 거동에 유해하게는 영향을 미치지 않는다.

본 발명에 따르면, 상기 압력제어밸브는 압력제한밸브로서 구성되며, 이 압력제한밸브의 출구와 상기 브레이크 라인에 상기 압력제한밸브의 제어 라인이 연결되는 지점 사이에는 상기 압력제한밸브의 방향으로 폐쇄되는 비-복귀 밸브가 배치된다. 더욱이, 상기 압력제어밸브의 제어 피스톤은 대기압이 그의 계단식 표면에 적용되도록 되어 있는 계단식 피스톤으로서 구성될 수도 있다.

브레이크 슬립의 제어를 허용하는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 또다른 실시형태는, 본 발명에 따르면, 상기 펌프의 흡입측이 블록밸브에 의해 상기 마스터 실린더로부터, 상기 브레이크 라인에 배치된 상기 비-복귀 밸브로부터, 그리고 상기 압력제어밸브로부터 분리되고, 상기 브레이크 실린더에의 압력유체의 공급이 제 1 제어밸브에 의해 차단되고, 상기 브레이크 실린더가 저압 축압기와 상기 펌프의 흡입측을 유도하는 복귀 라인에 제 2 제어밸브에 의해 연결되고, 상기 블록밸브 및 상기 제어밸브들이 브레이크-슬립 제어 장치에 의해 제어되도록 함으로써 달성된다.

이러한 브레이크 시스템에 소수의 부품을 부가함으로써, 구동 안정을 제어하기 위한 자동 브레이크 작동이 실현될 수 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 구성은, 상기 마스터 실린더가 브레이크 시스템의 프리차징용의 장치에 연결되고, 평행한 압력제한밸브를 구비한 스톱밸브가 상기 압력제어밸브와 직렬적으로 배치되고, 상기 프리차징 장치, 상기 스톱밸브, 상기 블록밸브, 및 상기 제어밸브들이 구동 안정 제어 장치에 의해 조정되도록 함으로써 달성된다. 프리차징 장치로서 사용하기에는 전자기계식 프리차징 장치가 특히 적합하다. 이 전자기계식 프리차징 장치는 마스터 실린더상에 제공되며, 전기 모터와, 마스터 실린더의 피스톤을 구동하기 위해 상기 전기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 기어장치를 구비한다. 마스터 실린더를 프리차징 수순용으로 사용하지 않는다면, 본 발명에 따르면, 전기 모터에 의해 구동되는 차지 펌프를 설치할 수도 있다. 이 차지 펌프는 마스터 실린더의 저장기 연계부에 연결되며, 이 저장기 연계부와 마스터 실린더간의 포트는 밸브에 의해 차단될 수 있다. 상기 마스터 실린더가 탠덤 (tandem) 마스터 실린더이면, 상기 차지 펌프를 플런저 로드 회로의 저장기 연계부에 연결하는 것이 충분하다. 상기 탠덤 마스터 실린더의 부동 피스톤 (floating piston) 을 유압적으로 변위시킴으로써 부동 회로가 프리차지된다.

상기 차지 펌프는 압력유체의 제한된 부피만을 브레이크 시스템에 토출시켜야 하기 때문에, 본 발명에 따르면, 상기 차지 펌프는 그의 피스톤이 전자기계식 드라이브에 의해 변위되는 마스터 실린더와 유사한 차지 실린더로 이루어진다. 상기 전자기계식 드라이브는 프리차징 수순에 의해 발생된 압력을 제한하기 위해 슬라이딩 클러치를 구비할 수도 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 은 압력유체용의 저장기 (2) 를 갖춘 탠덤 마스터 실린더 (1) 의 2개의 작동실에 연결된 2개의 동일한 브레이크 회로들중의 하나를 도시한 것이다. 상기 탠덤 마스터 실린더 (1) 는 브레이크 페달 (3) 에 의해 작동된다. 브레이크 회로는, 마스터 실린더측의 섹션부 (5) 와 2개의 브레이크 실린더 (6,7) 에 연결된 섹션부 (8) 로 이루어지는 브레이크 라인 (4) 을 갖는다. 상기 섹션부 (5,8) 는, 상기 탠덤 마스터 실린더 (1) 의 방향으로 폐쇄되는 비-복귀 밸브 (12) 를 구비한 펌프 회로 및 라인 (11) 의 라인들 (9,10) 에 의해 연결되어 있다. 흡입밸브 (14) 와 압력밸브 (15) 를 갖춘 펌프 (13) 는 라인 (9) 에 배치되어 있으며, 상기 펌프는 댐핑실 (16) 및 스로틀 (17) 을 통해 브레이크 라인 (4) 의 섹션부 (8) 의 방향으로 토출한다. 상기 펌프 (13) 는 전기 모터 (18) 에 의해 구동된다. 상기 라인 (10) 에는, 상기 탠덤 마스터 실린더 (1) 의 방향으로 개방하는 압력제어밸브 (19) 로서 구성된 압력제한밸브가 설치되어 있다. 이 압력제어밸브 (19) 의 하류측에는 비-복귀 밸브 (20) 가 설치되어 있다. 상기 압력제어밸브 (19) 는 상기 비-복귀 밸브 (20) 에 대해 평행한 제어 라인 (21) 을 통해 상기 라인 (10) 에 연결되어 있다. 또다른 제어 라인 (22) 은 상기 압력제어밸브 (19) 를 상기 브레이크 실린더측의 상기 라인 (10) 의 섹션부와 연결하고 있다.

상기 탠덤 마스터 실린더 (1) 가 브레이크 페달 (3) 에 의해 작동되면, 그 결과로써 변위된 브레이크 유체가 라인 (11) 및 비-복귀 밸브 (12) 를 통해 브레이크 실린더 (6,7) 에 공급되어, 브레이크가 신속하게 이행되어 적용된다. 동시에, 상기 브레이크 페달에 의해 작동된 스위치에 의해 전기 모터 (18) 가 스위치-온 상태가 되어 상기 펌프 (13) 를 기동시킨다. 한편, 상기 압력제어밸브 (19) 는 상기 탠덤 마스터 실린더에 의해 압력 빌드-업에 의해 폐쇄상태로 유지되기 때문에, 펌프 (13) 의 기동에 의해 토출된 유체의 흐름은 브레이크 실린더 (6,7) 와 브레이크 라인의 섹션부 (8) 에 마스터 실린더 압력을 초과하는 압력상승을 초래한다. 이러한 압력증가는 압력제어밸브 (19) 에 의해 제한되는데, 이 압력제어밸브는 압력제어밸브 (19) 의 유압 유효 표면의 구성에 의해 결정되는 마스터 실린더 압력과 브레이크 실린더 압력간의 비례 비율이 도달하기까지는 개방되지 않는다. 이러한 압력비는 브레이크 작동 수순중에 압력제어밸브에 의해 유지되지만, 이 압력제어밸브는 브레이크 실린더 압력의 양을 그에 상응하게 조절하기 위해 마스터 실린더 압력에 의존하여 펌프 (13) 의 흐름을 다소 제한한다. 마스터 실린더 압력이 브레이크 페달 (3) 의 해제에 의해 저감되어 제동 수순이 끝나면, 브레이크 유체는 브레이크 실린더 (6,7) 로부터 상기 개방된 압력제어밸브 (19) 를 통해 탠덤 마스터 실린더 (1) 에 복귀된다. 상기 펌프 (13) 는, 브레이크 페달 (3) 이 그의 원래 위치에 도달하거나 마스터 브레이크 실린더 (1) 내의 압력이 완전히 저감되면 스위치-오프 상태가 된다.

도 2 에 도시되어 있는 전술한 타입의 브레이크 회로의 또다른 실시예에서는, 브레이크 실린더 (6 또는 7) 를 유도하는 브레이크 라인 (4) 의 각각의 섹션부 (8) 에, 그의 비작용 위치에서 개방되고 작동 마그네트를 여기시킴으로써 폐쇄되는 전자기계식의 작동이 가능한 흡입밸브 (23) 가 설치된다. 펌프 회로의 방향으로 개방하는 비-복귀 밸브들 (24) 이 상기 흡입밸브 (23) 에 대해 평행하게 배치된다. 더욱이, 각각의 브레이크 실린더 (6,7) 는, 그의 비작용 위치에서 폐쇄되고 작동 마그네트를 여기시킴으로써 개방되는 전자기계식의 작동이 가능한 배출밸브 (25) 를 통해 복귀 라인 (26) 에 연결되어 있다. 이 복귀 라인 (26) 은 저압 축압기 (27) 를 유도하고 비-복귀 밸브 (28) 를 통해 펌프 (13) 의 흡입밸브 (14) 를 유도한다. 더욱이, 상기 복귀 라인 (26) 과 라인 (11) 의 연계부간의 라인 (9) 에는, 그의 비작용 위치에서 개방되는 전자기계식의 작동이 가능한 블록밸브 (29) 가 설치된다. 따라서, 상기 라인 (9), 상기 펌프 (13) 의 흡입측과 상기 탠덤 마스터 실린더 (1) 와 상기 압력제어밸브 (19) 간의 연결이 상기 블록밸브 (29) 에 의해 차단될 수 있다.

상기 흡입밸브 (23), 상기 배출밸브 (25), 및 상기 블록밸브 (29) 의 마그네트들은, 제어작동이 필요한 때에 밸브제어신호를 방출하여 브레이크 실린더 (6,7) 의 브레이크 압력을 조절하는 전자 브레이크-슬립 제어 유니트에 의해 제어된다. 예컨대, 브레이크 실린더 (6) 의 브레이크 압력이 저감되면, 브레이크 실린더 (6) 의 흡입밸브 (23) 는 폐쇄되고 배출밸브 (25) 는 개방된다. 그 결과, 압력유체가 브레이크 실린더로부터 배출밸브 (25) 를 통해 복귀 라인 (26) 으로 흘러서, 저압 축압기 (27) 로 흐른다. 동시에, 블록밸브 (29) 는 폐쇄되며, 그 결과 펌프 (13) 의 흡입측의 압력이 강하되고, 펌프 (13) 는 저압 축압기 (27) 내에 포함된 압력 유체의 부피를 브레이크 라인 (4) 의 섹션부 (8) 에 복귀시키도록 강제되거나, 또는 거기에 포함되지 않는다면, 이를 압력제어밸브 (19) 를 통해 탠덤 마스터 실린더 (1) 에 복귀시키도록 강제된다. 압력을 재차 빌드-업 하기 위하여, 브레이크 실린더 (6) 의 흡입밸브 (23) 및 배출밸브 (25) 는 그들의 비작용 위치에 재설정된다. 저압 축압기에서 이용할 수 있는 압력 유체의 부피가 필요 압력을 빌드-업 하기에 충분하지 않으면, 블록밸브 (29) 가 재차 개방되어, 상기 펌프 (13) 가 상기 탠덤 마스터 실린더 (1) 로부터 필요한 압력유체를 제거한다. 제어 수순이 끝나면, 상기 블록밸브 (29) 는, 상기 펌프가 상기 저압 축압기 (27) 를 비워 압력 유체의 부피를 상기 탠덤 마스터 실린더 (1) 에 되돌려 토출할때까지 차단상태로 유지된다.

도 3 에는 도 2 에 따른 브레이크 시스템의 또다른 실시예가 도시되어 있다. 이러한 브레이크 시스템에서는, 구동 안정 또는 트랙션 슬립 (traction slip) 을 제어하기 위한 자동 전자 제어 브레이크 작동이 가능하다. 이를 위해, 제어 라인 (21) 의 연계부의 하류측의 라인 (10) 에는 전자기계식의 작동이 가능한 스톱밸브 (30) 가 추가적으로 설치되어 있다. 상기 제어 라인 (21) 의 방향으로 개방하는 비-복귀 밸브 (31) 와 브레이크 라인 (4) 의 방향으로 개방하는 압력제한밸브 (32) 가 상기 스톱밸브 (30) 에 평행하게 배치되어 있다. 더욱이, 탠덤 마스터 실린더 (1) 는 브레이크 회로를 프리차징하기 위한 장치를 구비하고 있는 바, 이 장치는 전자기계식으로 구동되는 차지 실린더 (33) 와 솔레노이드 밸브 (34) 로 이루어진다. 이 차지 실린더 (33) 는 하기에서 도 5 와 관련하여 상세히 설명하기로 한다. 이 차지 실린더는 저압 라인 (35) 을 통해 저장기 (2) 에 연결되며, 또한 압력 라인 (36) 을 통해 플런저 로드측의 탠덤 마스터 실린더 (1) 의 작동실의 저장기 연계부 (37) 에 연결된다. 상기 저장기 (2) 와 상기 저장기 연계부 (37) 간의 포트는 상기 솔레노이드 밸브 (34) 에 의해 차단될 수 있다.

자동 브레이크 작동이 초기화되면, 제어 유니트는 차지 실린더 (33) 의 드라이브와 펌프 (13) 의 전기 모터 (18) 를 스위치-온 상태로 하며, 동시에 스톱밸브 (30) 및 솔레노이드 밸브 (34) 를 폐쇄한다. 상기 차지 실린더 (33) 는 브레이크 회로를 충전하며 6 바아 까지의 프리차지 압력이 빌드-업되는데, 이에 의해 브레이크 압력이 펌프 (13) 의 도움으로 신속히 발생된다. 상기 탠덤 마스터 실린더 (1) 의 플런저 로드 회로의 프리차지 압력 빌드-업은 상기 탠덤 마스터 실린더의 부동 피스톤을 변위시키며, 이에 의해 브레이크 라인 (38) 에 연결된 제 2 의 브레이크 회로 (도시되지 않음) 에 대응 프리차지 압력의 빌드-업이 야기되는데, 이 브레이크 회로의 구성은 도시된 브레이크 회로의 구성에 상당하다. 스톱밸브 (30) 를 폐쇄시킴으로써, 펌프 (13) 에 의해 토출된 전체의 압력 유체의 부피가 브레이크 라인 (4) 의 섹션부 (8) 의 압력을 빌드-업 하는데 이용된다. 브레이크-슬립 제어에서와 같이, 압력유체의 부피는 흡입밸브 (23), 배출밸브 (25), 및 블록밸브 (29) 를 적절히 조절함으로써 제어압력조절을 위해 브레이크 실린더 (6,7) 에 공급될 수 있다. 과잉 압력유체의 부피는 압력제어밸브 (19) 및 압력제한밸브 (32) 를 통해 상기 탠덤 마스터 실린더 (1) 또는 상기 차지 실린더 (33) 에 복귀된다. 이를 위해, 상기 압력제한밸브(32) 의 개방압력과 상기 압력제어밸브 (19) 의 스위칭압력은, 상기 브레이크 라인 (4) 의 섹션부 (8) 에 적당한 최대압력이 빌드-업될 수 있도록 서로 조화되어야 한다.

도 4 는 압력제어밸브 (19) 의 실시예를 도시한 것이다. 계단식 실린더 보어 (40) 를 가지고 있으며 밀봉 링 (42,43) 으로 밀봉되어 있는 실린더 하우징 (39) 내에는 계단식 피스톤 (41) 이 변위가능하게 장착되어 있다. 상기 계단식 피스톤 (41) 은 작은 면측이 밸브 하우징 (44) 에 접해 있고 큰 면측이 제어 하우징 (45) 에 접해 있다. 상기 밸브 하우징 (44) 은 밸브 볼 (46) 과, 비압력 상태일때에 상기 밸브 볼을 개방유지하는 압력 스프링을 보유하고 있는데, 작용시에는 상기 밸브 볼이 밸브 시트 (47) 를 폐쇄한다. 보어 (48) 는 상기 펌프 (13) 의 압력측을 유도하는 라인 (4) 에 상기 밸브 시트를 연결하고 있다. 보어 (49) 는 상기 펌프 (13) 의 흡입측에 부착된 라인 (10) 의 섹션부에 상기 밸브 하우징 (44) 을 연결하고 있다. 상기 제어 하우징 (45) 은 보어 (50) 를 통해 제어 라인 (21) 에 연결되어 있다. 계단식 피스톤에 의해 경계지어진 링-모양의 공간 (51) 은 보어 (52) 에 의해 대기에 연결되어 있다.

상기 도면들은, 압력이 제어 라인 (21) 에 적용될때에 발생하는 폐쇄상태의 압력제어밸브를 도시하고 있다. 폐쇄력은 계단식 피스톤 (41) 의 계단상의 링-모양의 표면의 크기에 의해 결정된다. 상기 압력제어밸브는, 상기 보어 (48) 내의 압력이 상기 밸브 하우징 (44) 및 제어 하우징 (45) 내의 압력을 초과하는 때에, 상기 계단식 피스톤의 링-모양의 표면과 상기 밸브 시트 (47) 의 단면적의 지수에 의해 배가된 이들 하우징내의 압력에 상당하는 양만큼 개방될 수 있다. 따라서, 폐쇄력이 마스터 실린더에 의한 밸브 하우징 (44) 및 제어 하우징 (45) 의 압력 빌드-업에 비례하여 증가하게 되는데, 이 폐쇄력과 마스터 실린더 압력간의 비는 전술한 표면들간의 관계에 의해 결정된다. 브레이크가 해제되고 마스터 실린더 압력이 제로로 저감되면, 밸브는 마스터 실린더와 압력 스프링 (77) 에 되돌아 흐르는 유체에 의해 개방되어, 압력이 재차 빌드-업될때까지 개방상태로 유지된다.

도 5 는 전자기계식의 작동이 가능한 차지 실린더 (33) 의 실시예를 도시한 것이다. 이 차지 실린더 (33) 의 구성은 실린더 하우징 (53), 피스톤 (54), 및 이 피스톤 (54) 내에 장착된 중앙밸브 (55) 를 구비한 마스터 실린더의 구성에 상당하다. 압력 스프링 (56) 은 상기 피스톤 (54) 을 도면에 도시된 비작용 위치로 압압하며, 여기서 중앙밸브 (55) 는 핀 (57) 에 의해 개방유지된다. 이 위치에서는, 상기 중앙밸브 (55) 가 상기 피스톤 (54) 의 면측에 의해 경계지어진 압력실 (58) 을, 보어 (59) 를 통해 저장기에 연결될 수 있는 저장실 (60) 과 연결한다. 상기 피스톤 (54) 에는, 기어장치의 기어 휠 (62) 과 맞물리는 기어 랙 (61) 이 부착되어 있다. 상기 기어 휠 (62) 은 슬라이딩 클러치 (63) 에 의해 워엄 기어 (64) 에 연결되어 있는데, 이 워엄 기어 (64) 는 전기 모터 (65) 에 의해 구동되는 워엄 (66) 에 결합되어 있다. 워엄 기어장치 대신에 다른 타입의 감속 기어를 사용할 수가 있다. 워엄 기어 (64) 의 슬라이딩 클러치 (63) 는, 상기 압력실 (58) 내에 6 바아의 프리차지 압력이 설정되어 상기 피스톤 (54) 이 그의 단부위치에 도달하는 때에, 슬라이딩하도록 구성되어 있다.

프리차지 수순의 가동을 위해 전기 모터 (65) 가 스위치-온 상태가 되면, 이 전기 모터가 워엄 기어장치 (66,64) 를 통해 슬라이딩 클러치 (63) 를 구동하게 되고 랙 및 피니언 기어 (61,62) 가 피스톤 (54) 을 구동하게 되는데, 이로 인해 압력유체가 탠덤 마스터 실린더 (1) 의 저장기 연계부 (37) 에 토출되고 이것에 의해 브레이크 회로에 토출된다. 프리차지 압력이 6 바아에 이르면, 상기 슬라이딩 클러치는 임의의 추가의 압력증가를 억제한다. 따라서, 전기 모터 (65) 가 얼마동안 스위치-온 상태로 유지되는가 하는 것은 최대로 가능한 프리차지 스트로크에 의해 결정된다. 압력-제어 조절은 필요하지 않다. 펌프 (13) 가 과잉 부피로 차지 실린더 (33) 에 복귀되면, 이 경우 역시나 슬라이딩 클러치 (63) 의 슬라이딩이 가능하기 때문에, 전기 모터 (65) 가 스위치-온으로 되지 않은 상태에서 피스톤 (54) 이 뒤로 압압된다. 따라서, 전자제어가 특히 간단하게 된다.

도 6 의 실시예에서 도시하고 있는 바와 같이, 자동 제동 수순에 필요한 프리차징은, 프리차지 실린더 대신에, 전자기계식의 작동이 가능한 탠덤 마스터 실린더 (67) 에 의해서도 달성될 수 있다. 이를 위해, 탠덤 마스터 실린더 하우징 (68) 의 개방 단부는, 플런저 로드 피스톤 (71) 을 지지하는 기어 랙 슬리브 (70) 를 갖춘 연장부 (69) 와 결합되어 있다. 플런저 로드 피스톤 (71) 에 부착된 플런저 (72) 는 상기 기어 랙 슬리브 (70) 의 보어내에 위치하며, 상기 플런저 (72) 에는 소켓 조인트에 의해 플런저 로드 (73) 가 부착되어 있다. 상기 연장부 (69) 의 접선의 보어내에는 상기 기어 랙 슬리브 (70) 를 변위시키는 기어 휠 (74) 이 배치되어 있다. 상기 기어 휠 (74) 은, 도 5 에 따른 전술한 실시예에서와 동일하게, 즉 전기 모터 (76) 와 기어장치 (75) 에 의해 구동된다.

탠덤 마스터 실린더 (67) 가 브레이크 페달에 의해 노멀상태로 작동하면, 페달에 대한 감촉의 영향을 받지 않고서 상기 플런저 (72) 가 상기 기어 랙 슬리브 (70) 내에서 안내된다. 프리차지 드라이브가 스위치-온 상태가 되면, 상기 플런저 로드 피스톤 (71) 은 브레이크가 적용되는 방향으로 상기 기어 랙 슬리브 (70) 에 의해 변위된다. 여기서 재차로, 기어장치 (75) 에서 슬라이딩 클러치가 작용하게 되어 작동력을 양방향으로 제한하게 된다.

도면부호의 설명

1 탠덤 마스터 실린더

2 저장기

3 브레이크 페달

4 브레이크 라인

5 섹션부

6 브레이크 실린더

7 브레이크 실린더

8 섹션부

9 라인

10 라인

11 라인

12 비-복귀 밸브

13 펌프

14 흡입밸브

15 압력밸브

16 댐핑실

17 스로틀

18 전기 모터

19 압력제어밸브

20 비-복귀 밸브

21 제어 라인

22 제어 라인

23 흡입밸브

24 비-복귀 밸브

25 배출밸브

26 복귀 라인

27 저압 축압기

28 비-복귀 밸브

29 블록밸브

30 스톱밸브

31 비-복귀 밸브

32 압력제한밸브

33 차지 실린더

34 솔레노이드 밸브

35 저압 라인

36 압력 라인

37 저장기 연계부

38 브레이크 라인

39 실린더 하우징

40 실린더 보어

41 계단식 피스톤

42 밀봉 링

43 밀봉 링

44 밸브 하우징

45 제어 하우징

46 밸브 볼

47 밸브 시트

48 보어

49 보어

50 보어

51 링-모양 공간

52 보어

53 실린더 하우징

54 피스톤

55 중앙 밸브

56 압력 스프링

57 핀

58 압력실

59 보어

60 저장기

61 기어 랙

62 기어 휠

63 슬라이딩 클러치

64 워엄 기어

65 전기 모터

66 워엄

67 탠덤 마스터 실린더

68 마스터 실린더 하우징

69 연장부

70 기어 랙 슬리브

71 플런저 로드 피스톤

72 플런저

73 플런저 로드

74 기어 휠

75 기어장치

76 전기 모터

Claims (11)

  1. 브레이크 페달에 의해 작동될 수 있는 마스터 실린더와, 이 마스터 실린더를 브레이크 실린더에 연결하는 브레이크 라인과, 회로내에서 토출 흐름을 압력제어밸브를 통해 펌프의 흡입측에 공급하도록 되어 있는 모터-구동 펌프로 제동력을 증대시키는 유압 유니트를 구비한 유압 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 펌프 (13), 상기 압력제어밸브 (19), 및 상기마스터 실린더의 방향으로 폐쇄되는 비-복귀 밸브 (12) 가 상기 브레이크 라인 (4) 에서 서로 평행하게 배치되고, 상기 펌프 (13) 의 흡입측과 상기 압력제어밸브 (19) 의 출구가 상기 마스터 실린더 (1) 에 연결되고, 상기 펌프 (13) 의 압력측과 상기 압력제어밸브 (19) 의 입구가 상기 브레이크 실린더 (6,7) 에 연결되고, 상기 압력제어밸브 (19) 가 상기 마스터 실린더 (1) 에 연결된 브레이크 라인 (4) 의 섹션부 (5) 에 의존하여 펌프 압력을 조절하고, 상기 압력제어밸브 (19) 의 유압 유효 표면은 펌프 압력과 마스터 실린더 압력간의 비가 1 보다 크도록 구성된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 펌프 (13) 는 전기 모터 (18) 에 의해 구동되며, 이 전기 모터 (18) 는 제동 수순이 초기화되는 때에 스위치-온 상태가 되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  3. 전항들중의 어느 한 항에 있어서, 상기 압력제어밸브 (19) 는 압력제한밸브로서 구성되며, 상기 압력제어밸브 (19) 의 출구와 상기 브레이크 라인 (4) 에 제어 라인 (21) 이 연결되는 지점 사이에는 상기 압력제어밸브 (19) 의 방향으로 폐쇄되는 비-복귀 밸브 (20) 가 위치하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  4. 전항들중의 어느 한 항에 있어서, 상기 압력제어밸브는, 대기압이 그의 계단식 표면에 적용되고 배출압이 그의 단부면에 적용되도록 되어 있는 계단식 피스톤 (41) 으로서 구성된 제어 피스톤을 가지는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  5. 전항들중의 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프 (13) 의 흡입측은, 블록밸브 (29) 에 의해, 상기 마스터 실린더 (1) 로부터, 상기 브레이크 라인에 배치된 상기 비-복귀 밸브 (12) 로부터, 그리고 상기 압력제어밸브 (19) 로부터 분리되고, 상기 브레이크 실린더 (6,7) 에의 압력유체의 공급은 상기 브레이크 라인에 배치된 제 1 제어밸브 (23) 에 의해 차단되고, 상기 브레이크 실린더 (6,7) 는 저압 축압기 (27) 와 상기 펌프 (13) 의 흡입측을 유도하는 복귀 라인에 제 2 제어밸브 (25) 에 의해 연결되고, 상기 블록밸브 (29) 및 상기 제어밸브 (23,25) 는 브레이크-슬립 제어 유니트에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 마스터 실린더 (1) 는 브레이크 시스템의 프리차징용의 유니트에 연결되고, 평행한 압력제한밸브 (32) 를 구비한 스톱밸브 (30) 가 상기 압력제어밸브 (19) 와 직렬적으로 배치되고, 상기 프리차징 유니트, 상기 스톱밸브 (30), 상기 블록밸브 (29), 및 상기 제어밸브 (23,25) 는 구동 안정 및/또는 안티-슬립 제어 유니트에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 전기 모터에 의해 구동되는 차지 펌프가 설치되고, 이 차지 펌프는 상기 마스터 실린더 (1) 의 저장기 연계부 (37) 에 연결되고, 이 저장기 연계부와 저장기 (2) 간의 포트는 밸브 (34) 에 의해 차단되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 차지 펌프는, 피스톤 (54) 이 전자기계식 드라이브에 의해 변위되는 차지 실린더 (33) 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 마스터 실린더 (1) 상에는, 마스터 실린더 (67) 의 피스톤 (71) 을 변위시키는 전자기계식 드라이브가 배치되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전자기계식 드라이브는 슬라이딩 클러치 (63) 를 가지는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전자기계식 드라이브는, 전기 모터 (76) 와, 이 전기 모터 (76) 의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 기어장치 (75) 를 가지는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
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