KR20010023140A - 향상된 브레이크 압력 피드백을 갖춘 완전한 유압브레이크 파워 발생기 및 주 실린더 유니트 - Google Patents

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KR20010023140A
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하이벨헬무트
크네흐트게스요셉
Original Assignee
안네트 제랄드 아서
루카스 인더스트리즈 퍼블릭 리미티드 컴퍼니
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Abstract

차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트(10)는, 그 내측에 형성되어 주 피스톤(16)이 밀봉적으로 변위할 수 있도록 배열되어 있는 홀(14)을 구비한 하우징(12)을 구비하고 있다. 홀(14)내에 위치되어 있는 것은 제 1 압력 실(22)이고, 그 경계 벽은 상기 주 피스톤(16)의 일 단부 벽(20)에 의해서 형성되어 있다. 상기 유니트(10)를 작동시키기 위하여, 작동하는동안 변위되는 입력 부재(60)가 있다. 압력의 영향을 받는 유압액용 입구를 구비한 부스터실(44)을 구비하고 있는, 유압 부스터 스테이지(38)는 상기 주 피스톤(16)상에 작용한다. 상기 입력 부재(60)를 통한 브레이크 압력 피드백의 모의 실험을 향상시키기 위하여, 스프링 장치(70)에는, 일렬로 연결되어 있는, 제 1 스프링(72) 및 제 2 스프링(74)이 제공되어 있다. 상기 제 2 스프링(74)의 스프링력은 제 1 스프링(72)의 스프링력보다 감지할 수 있도록 더 크다. 상기 유니트(10)가 작동될때, 유압 부스터 스테이지(38)가 실패할 경우, 제 1 스프링(72)의 본질적인 단 하나의 힘은 상기 브레이크 압력 피드백을 결정한다.

Description

향상된 브레이크 압력 피드백을 갖춘 완전한 유압 브레이크 파워 발생기 및 주 실린더 유니트{FULLY HYDRAULIC BRAKE POWER GENERATOR AND MAIN CYLINDER UNIT WITH IMPROVED BRAKE PRESSURE FEEDBACK}
오늘날 주로 사용되는 브레이크 부스터/마스터 실린더 유니트와 비교하였을때, 완전한 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트에서, 브레이크 파워는 진공의 도움으로 증가되거나 발생되지 않고, 순수하게 유압으로 증가되거나 발생된다. 종래의 진공 브레이크 부스터와 유사한 방식으로, 차량 운전자에 의한 브레이크 페달을 통해서 정상적으로 인가되는 작동력은 적당한 비율로 증가되는데, 이는 유압액이, 마스터 실린더의 압력실 또는 압력실들에 작용하여 차량 브레이크 시스템의 각각의 브레이크 회로를 통해서 결합된 휠 브레이크로 전달되는 브레이크 압력을 마스터 실린더내에서 증강시키는 부스터 스테이지로 밸브에 의해서 제어된 방식으로 압력의 영향하에 공급되기 때문이다. 브레이크 페달이 해제될때, 상기 부스터 스테이지는 상기 밸브의 제어하에서 다시 한번 압력이 경감된다.
완전한 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 특별한 실시 예에서, 정상적으로, 즉, 다시말해서 부스터 스테이지가 적절하게 기능할때, 그들의 입력 부재는 상기 유니트내로 파워를 인가하기 위하여 더 이상 사용되지 않고, 대신에 상기 유니트를 작동시키는데만 사용되는데, 이는 예를 들면 입력 부재로 연결되어 있는 브레이크 페달의 내리누름에 의해서, 상기 입력 부재가 단지 변위되기때문이다. 상기 입력 부재의 변위는 감지되고, 그리고 대응 유압은, 운전자가 원하는 브레이크 파워를 발생시키기 위하여, 변위 함수로서 부스터 스테이지에서 증가된다. 이 경우, 유압은 외부원으로부터, 예를 들면 축압기로부터 또는 빠른-응답 유압 펌프로부터, 발생한다. 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우에만, 차량 운전자는 브레이크 페달을 강하게 누름으로서, 입력 부재를 기구적으로 마스터 실린더의 주 피스톤에 결합할 수 있어서, 브레이크 페달을 더욱 내리 누르고 주 피스톤의 최종 변위에 의해서 소정의 브레이크 압력을 증가시킬 수 있다.
따라서, 차량 운전자는 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트만을 간접적으로 작동시키기 때문에, 종래의 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트와 비교되는, 상기 유니트 자체는 상기 유니트내에서 증강된 브레이크 압력에 대해서 운전자에게 브레이크 페달상의 어떠한 피드백을 주지않아서, 측정된 방식으로 브레이크 페달을 작동시키는 것을 어렵게 한다.
브레이크 페달로의 직접적인 브레이크 압력 피드백이 없이, 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트내의 브레이크 시스템의 미터러빌러티(meterability)를 향상시키기 위하여, 예를 들면 스프링 장치에 의해서, 브레이크 압력 피드백을 모의 시험하는 것을 알려져 있는데, 이는 더 큰 브레이크 압력이 더 큰 페달 압력을 요구하는, 종래의 브레이크 부스터/마스터 실린더 유니트의 일반적인 작동이 인위적으로 운전자에게 부과되기 위한 것이다. 그러나, 인위적으로 발생된 브레이크 압력 피드백에 적합한 공지된 장치의 문제는, 유압 부스터 스테이지가 기능하지 않을때, 제동 목적으로 브레이크 페달에 인위적인 브레이크 압력 피드백을 위해 사용되는 스프링력은, 브레이크 페달의 대응하는 또 다른 표명된 작동에 의해서 브레이크 압력을 증가시키는 것을 가능하게 하기 전에, 운전자에 의해서 먼저 극복되어야 한다. 브레이크 시스템의 상기 작동을 근거로, 운전자는 그의 노력이 헛되었다고 느껴서 브레이크 시스템이 전체적으로 작동하지 않는다고 잘못 생각할 것이다.
본 발명은 청구항 1의 전제부에 의한 완전한 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트에 관한 것이다.
도 1은 길이 방향의 단면으로 본 발명에 의한 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 제 1 실시 예를 도시하고 있다.
도 2는 브레이킹 시작시의, 길이 방향의 단면으로 어느정도 수정된 제 2 실시 예를 도시하고 있다.
도 3은 불완전한 유압 부스터 스테이지를 갖는 브레이킹동안 취해지는 위치가 아닌, 길이방향의 단면으로 제 2 실시 예를 도시하고 있다.
본 발명이 근거를 두고 있는 목적은, 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우, 상기 유니트는 인위적인 브레이크 압력 피드백에 사용되는 스프링력에 의한 어떠한 감지가능한 방해없이 작동될 수 있다는 취지로, 인공적으로 발생되는 브레이크 압력 피드백를 가진 브레이크 파워 발생기 또는 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트를 진전시키는 것이다. 더욱, 하나의 진전에 의하면, 그러한 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 미터러빌러티(meterability)는 더욱 향상된다.
도입부에서 언급된 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트로부터 시작하여, 상기 목적은, 브레이크 페달에 인위적인 브레이크 압력 피드백을 위해 사용되는 상기 스프링 장치가, 제 2 스프링의 스프링력이 제 1 스프링의 스프링력보다 더 큰, 일렬로 연결되는 제 1 스프링 및 제 2 스프링을 구비하고 있고, 그리고, 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트가 작동될때, 유압 부스터 스테이지가 근본적으로 실패할 경우 단지 제 1 스프링이 브레이크 압력 피드백을 실행한다는 취지의, 본 발명에 따라서 성취된다. 따라서, 본 발명에 의한 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트가 적절하게 기능할때, 상기 유니트의 사용자는, 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우 제동 목적의 과다한 저항을 극복하지않고, 일반적인 방식으로 원하는 모의 시험 브레이크 압력 피드백을 수용한다.
본 발명에 의한 해결책의 또 다른 장점은, 비록 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우, 브레이크 패달은 작동의 초기 페이스에서의 아이들 트래벌(idle travel)을 실행하지 않고, 제 2 스프링의 스프링력보다 상당히 적은 제 1 스프링의 스프링에 대향하여 작동된다는 것이다. 이는, 운전자의 부분상에서의 원인모를 반작용을 피하고, 이는 운전자가 브레이크 페달의 "부주의한 트래벌(slack travel)"을 인지할때, 즉 운전가가 브레이크 페달을 내리누를때 어떠한 저항도 감지하지 않을때, 일어난다.
상기 두 개의 스프링들의 스프링력들은 너무 달라서 본 발명에 의한 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 사용자는 그러한 차이를 명확하게 감지할 수 있다. 만약 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우, 운전자는 초기 페이스내의 브레이크 페달의 뚜렷한 적은 저항으로부터 상기 실패를 쉽게 감지할 수 있다. 감지할 수 있는 서로 다른 스프링력들은, 예를 들면, 스프링 장치의 두 개의 스프링의 감지할 수 있는 서로 다른 스프링 상수들에 의해서 성취될 수 있다. 선택적으로, 최소한 유사한 스프링 상수를 가지고 있는 스프링들을 사용하는 것도 가능하고, 제 2 스프링은 매우 압축된 상태로 그리고 제 1 스프링은 완전히 팽창된 상태로 장착된다.
본 발명에 의한 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 바람직한 실시 예에 따라서, 후자가 작동될때, 제 1 스프링은 유압 부스터 스테이지가 적절하게 기능을 하는 경우 브레이크 압력 피드백의 관점에서 효과가 없는 것으로 남아있다. 이는, 브레이크 페달에 대한 모의 시험 브레이크 압력 피드백이 단지 제 2 스프링에 의해서 일어날 수 있다는 것을 의미한다. 상기 두 개의 스프링들의 괄목할만하게 서로 다른 스프링력들때문에, 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우 상기 제 2 스프링은 브레이크 페달상에 가해진 작동력을 압축된 제 1 스프링으로 전달하기 위하여 쓸모가 있다. 이 경우, 제 2 스프링은 압축되지 않거나 어떤 경우 감지할 수 있을 정도로 압축되지 않는다.
본 발명에 의한 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 바람직한 실시 예에서, 후자가 작동될때, 만약 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우, 제 2 스프링은, 특히, 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 하우징에 대해서, 상기 입력 부재와 함께 단지 변위된다. 이는, 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우 모의 시험 브레이크 압력 피드백의 관점에서 제 2 스프링을 본질적으로 효과가 없게 하는 훌륭한 방법을 구성한다. 바람직하게, 그러한 실시 예에서, 제 1 스프링은, 유압 부스터 스테이지가 적절하게 기능을 할때, 압축되는 것이 방지된다. 특히 바람직하게, 유압 부스터 스테이지의 유압은 제 1 스프링이 압축되는 것을 방지하기 위하여 사용된다. 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우 상기 유압이 소멸할때, 제 1 스프링의 압축을 방지하는 힘은 더 이상 존재하지 않고 스프링 장치의 두 개의 스프링사이의 본 발명에 의한 전환은 자동적으로 일어나며, 즉, 제 2 스프링은 그 자체가 감지될 수 있도록 압축되지 않고 변위될 수 있고, 제 1 스프링은 압축될 수 있다.
바람직하게 디자인의 관점에서, 상기 부스터 스테이지는 상기 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 하우징의 홀내에서 변위될 수 있도록 안내되는 피스톤을 구비하고, 제 1 스프링은 상기 하우징과 피스톤사이에서 기능적으로 지지되며, 반면에, 상기 제 2 스프링은 상기 피스톤과 상기 입력 부재사이에서 기능적으로 지지된다. 여기에서, 용어 "기능적"은, 상기 두 개의 스프링들이 기능적이라는 관점에서 상기 부품들상에서 지지되는 것을 의미하며, 이를 위하여 상기 두 개의 스프링들은 상기 부품들상에서 직접적으로 지지될 필요가 없다.
위에서 언급된 실시 예에서, 부스터 스테이지의 피스톤은, 제 1 압력실의 경계 벽을 구성하는 하나의 주 피스톤 단부 벽의 반대에 위치되어 있는 주 피스톤의 단부 벽과 함께, 부스터실의 경계를 정하는, 바람직하게 컵 형상의 중공 피스톤이다. 그러한 실시 예는 몇몇 부품들을 구비하는 소형 디자인을 낳으며 상기 부스터 스테이지가 실패할 경우 상기 두 개의 스프링들사이의 위에서 언급된 자동 전환을 단순한 방식으로 실행하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게, 본 발명에 의한 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 모든 실시예에서, 상기 입력 부재의 변위는, 상기 유니트의 작동이 감쇠되는동안, 특히 유체-감쇠동안, 일어난다. 이는, 브레이크 압력 피드백을 모의 시험하기 위하여 사용되는 스프링 장치가 진동하는 것을 방지하여, 브레이크 페달을 통한 피드백에 기인한, 감속시의 원하지 않는 엉뚱한 변화에 따라서 운전자에 의해서 인지되는 브레이크 회로의 압력 변동을 발생시킨다. 따라서, 입력 부재의 댐핑은, 특히 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 돌발적 발동의 경우, 더 나은 미터러빌러티 및 더 편안한 브레이크 시스템의 작동 작용을 이끈다.
브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 위에서 언급된 디자인은, 상기 유니트를 마주보고 있는 입력 부재의 단부가 피스톤 형상으로 형성되어 댐핑실내로 변위할 수 있도록 돌출되어서, 상기 입력 부재의 변위 결과로서 억지로 떠밀린 유체가 단지 스로틀을 통해서만 흘러나갈 수 있기 때문에, 바람직하게 진전되었다. 이 경우, 소형 디자인을 목적으로, 댐핑실은 주 피스톤내에 배열되어 있고, 입력 부재는 부스터 스테이지를 통과하는 방식으로 설계되었다. 상기 입력 부재는 상기 부스터 스테이지를 통하여 외부로부터 상기 댐핑실내로 그 결과로서 돌출된다.
상기 실시 예의 진전에 따라서, 상기 입력 부재의 피스톤-형상의 단부의 단부 영역은 바람직하게 중공 디자인이고 상기 주 피스톤의 핀-형상의 돌출부상에 안내되며, 상기 돌출부는 상기 댐핑 챔버내에 배열되어 있다. 그러한 버젼(version)으로, 상기 입력 부재의 중공 단부 영역이 유압액으로 채워질 경우, 상기 주 피스톤의 핀-형상의 돌출부는 상기 입력 부재의 중공 단부 영역과 상기 주 피스톤내에 배열되어 있는 댐핑실사이의 유체 연결을 가능하게 하는 관을 바람직하게 구비하고 있다. 따라서, 상기 관은 위에서 언급된 스로틀을 형성할 수 있고; 그러나, 상기 스로틀은, 추가적으로 또는 선택적으로, 또 다른 위치에 제공될 수 있다.
안전상의 이유때문에, 본 발명에 의한 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 각 실시 예는, 상기 유니트가 작동될때, 상기 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우 상기 입력 부재가 자동적으로 주 피스톤에 연결되는 방식으로 바람직하게 형성되어 있다. 그러한 기구적 푸쉬-뜨루(push-through)는, 비록 부스터 스테이가 불완전할 지라도, 브레이크 압력은 압력실 또는 특히 작동 트래블이 적어도 실행된 이후의 마스터 실린더의 압력 실들내에서 증가될 수 있다.
부스터 스테이지가 실패할 경우 정상적으로 발생하는, 입력 부재의 아이들 트래벌을 피하기 위하여, 주 피스톤에 기구적 연결이 있을때까지, 본 발명에 의한 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 바람직한 실시 예에는 입력 부재와 부 피스톤사이의 분리 커플링이 제공되어 있으며, 상기 커플링은 부스터 스테이지가 실패할때 두 개의 부품들을 서로 자동적으로 커플링한다. 상기 목적을 위하여, 상기 입력 부재의 중공 단부 영역은 주 피스톤의 핀-형상의 돌출부상에 안내되고, 상기 돌출부에는 나삿니가 제공되어 있다. 상기 핀-형상의 돌출부에 동축으로 상기 입력 부재의 중공 단부 영역내에 배열되어 있는 것은 후자를 중심으로 회전할 수 있는 슬리브이고 이는 상기 핀-형상의 돌출부상에 나삿니를 가지고서, 어떠한 자동잠금없이, 맞물림상태에 있는 내부 나삿니를 구비하고 있다. 상기 슬리브는 클램핑 콘을 구비하고 있고, 후자에 의해서, 상기 입력 부재의 중공 단부 영역내에 형성되어 있는 보완적인 클램핑 콘과의 맞물림으로 탄성적으로 압축응력이 주어졌다. 더욱, 입력 부재의 중공 단부 영역은, 핀 형상의 돌출부를 동축으로 둘러싸고 상기 슬리브의 탄성 압축 응력에 반대되는 축 방향 변위가 두 개의 클램핑 콘들을 맞물리지 않게 하는 축방향으로 변위할 수 있는 스러스트 슬리브내에 위치되어 있다. 정상적으로, 다시말해서, 부스터 스테이지가 적절하게 기능할때, 스러스트 슬리브가 회전할 수 있는 슬리브에 대향하여 축방향으로 압축되는데, 이는 두 개의 클램핑 콘들이 맞물림을 벗어나서 상대 변위가 상기 입력 부재와 핀-형상의 돌출부사이이에서 일어날 수 있기 위한 것이며, 이는, 회전할 수 있는 슬리브가 상기 슬리브상에 작용하는 입력 부재의 축방향 힘 및 상기 회전가능한 슬리브와 상기 핀-형상의 돌출부사이의 자동 잠금없는 나삿니 페어링(pairing)에 기인한 핀-형상의 돌출부를 중심으로 회전하기 때문이다. 만약 부스터 스테이지가 불안한 경우, 압력은 축방향으로 변위할 수 있는 스러스트 슬리브상에 가해지지 않는데, 이는 상기 두 개의 클램핑 콘들이 서로 맞물려서, 회전가능한 슬리브가 상기 핀-형상의 돌출부를 중심으로 회전하지 않도록 하여 상기 입력부재와 상기 주 피스톤사이에서 직접적인 기구적 연결을 이끌기 위한 것이다.
특히 바람직하게, 단지 언급된 실시 예에서, 상기 입력 부재의 중공 단부 영역은, 상기 부스터 스테이지가 적절하게 기능을 할때, 상기 부스터실내의 유압이 상기 회전할 수 있는 슬리브의 탄성 압축 응력에 반대하여 스러스트 슬리브를 옮기는 방식으로 특히, 상기 부스터 스테이지와 유체 연결 상태에 있다. 부스터 스테이지가 실패할 경우 상기 부스터실내에는 유압이 충분하지 않기 때문에, 그러한 디자인은 자동적으로 기구적 결합을 이끌어서, 상기 입력 부재와 주 피스톤사이에서 바람직하다.
상기 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우 주 피스톤에 대한 입력 부재의 본 발명에 의한 자동 커플링은, 그에 일반적인 작동 트래벌 손실을 실질적으로 완전하게 제거하며, 본 발명에 의한 향상된 브레이크 압력 피드백과 관계없이 유리하게 사용될 수 있다.
본 발명을 첨부된 도면들을 참조한 두 예시적 실시 예들에 의해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은, 유압 차량 브레이크 시스템에 적합한, 전체적으로 10으로 표시된, 완전한 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트를 도시하고 있다. 상기 유니트(10)는 그 내측에 형성된 홀(14)을 구비한 기다란 하우징(12)을 구비하고 있다. 주 피스톤(16) 및 보조 피스톤(18)들은 상기 홀(14)내에 밀봉적으로 그리고 변위할 수 있도록 배열되어 있다. 주 피스톤(16)의 일단부 벽(20)과, 그것과 마주보고 있는, 보조 피스톤(18) 및 홀(14)의 단부 벽은 제 1 압력실(22)을 한정하고, 반면에, 여기에서 중공 형상인 보조 피스톤(18)은, 홀(14) 및 후자의 단부 벽(24)과 함께, 제 2 압력실(26)을 한정한다. 상기 두 개의 압력실(22,26)들은 라인(28,30)에 의해서 각각 유압액용 저장실(32)에 연결되어 있다. 제 1 압력실(22)은 단지 개략적으로 도시된 라인(34)에 의해서 유압 차량 브레이크 시스템의 제 1 브레이크 회로로 연결하고자하고, 반면에 제 2 압력실(26)은 동일한 선(36)을 통해서 차량 브레이크 시스템의 제 2 브레이크 회로로 연결하고자 한다.
유압 증강된 브레이크 파워를 발생시키기 위하여, 상기 유니트(10)는 전체적으로 (38)로 표시된 유압 부스터 스테이지를 구비하고 있다. 상기 유압 부스터 스테이지(38)는 상기 홀(14)내에서 밀봉적으로 변위할 수 있도록 안내되어 도시된 바와 같이 상기 하우징(12)의 홀의 밖으로 돌출하고 있는 컵-형상의 중공 피스톤(40)처럼 여기에서 도시된 피스톤을 포함하고 있다. 주 피스톤(16)의 타 단부와 함께, 상기 컵-형상의 중공 피스톤(40)의 중공부는 부스터실(44)을 한정하고, 상기 단부 벽은 상기 단부벽(20)에 대향하여 위치되어 있다. 유압액는, 연결선(48), 전자기 밸브(50), 또 다른 연결선(52) 및 입력선(54)을 통해서 축압기(46)로부터 부스터실(44)로 압력의 영향하에 공급될 수 있다. 공급된 상기 유압은 중공 피스톤(40)이 도 1에 도시된 위치에서 고정되는 것을 보장하는데, 이는 중공 피스톤(40)의 외부상에 존재하는 환형 칼라(56)가 홀(14)내의 대응 정지부에 대향하여 압축되기 때문이고, 그 결과로서 중공 피스톤(40)은 후자의 밖으로 미끄러지는 것이 방지된다.
브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트(10)를 작동시키기 위하여, 브레이크 페달(58) 및 후자상에 관절이음되어 있고, 브레이크 페달이 내리눌러질때 도면에서 좌측으로 변위되는 봉-형상의 입력 부재(60)가 있다. 상기 입력 부재(60)는 컵-형상의 중공 피스톤(40)을 통해서 밀봉적으로 변위될 수 있도록 통과하여, 밀봉적으로 변위될 수 있는것과 같이, 중공 단부 영역(62)에서 주 피스톤(16)내에 배열되어 있는 댐핑실(64)내로 연장되어 있고 그 기능은 차후에 더욱 설명될 것이다.
댐핑실(64)내에 위치되어 있는 것은 상기 입력 부재(60)에 동축으로 배열되어서 주 피스톤(16)에 고정적으로 연결되어 있는 핀-형상의 돌출부(66)이다. 여기에서 원통형인, 상기 돌출부(66)의 직경은, 후자가 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(62)내로 정확하게 끼워맞춤되는 방식으로 선택된다. 따라서, 상기 입력 부재(60)는 상기 핀-형상의 돌출부(66)상에서 안내된다. 도 1은 입력 부재(60)의 초기 위치를 도시하고 있고, 상기 초기 위치는 상기 입력 부재(60)상에 배열되어 있고, 초기 위치에서 상기 부스터실(44)내의 컵-형상의 중공 피스톤(40)의 바닥상에서 지지되는 스프링 링(68)에 의해서 한정되어 있다.
인위적으로, 즉 브레이크 페달(58)에 대한 모의 시험 브레이크 압력 피드백을 위하여, 상기 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트는, 전체적으로 (70)으로 표시된, 스프링 장치를 구비하고 있고, 도시된 예시적 실시 예에서, 제 1 스프링(72) 및 제 2 스프링(74)으로 구성되어 있다. 제 1 스프링(72)은 상기 중공 피스톤(40)을 동축으로 둘러싸서 유니트(10)의 하우징(12)의 외측부상의 지지 플랜지(76)와, 예를 들면 스프링 링(80)에 의해서, 상기 중공 피스톤(40) 바닥의 외측부상에 고정된 제 1의 본질적인 컵-형상의 고정 판(78)사이에 고정되어 있는 나선형 스프링이다. 나선형 스프링처럼 형성되어 상기 입력 부재(60)에 동축으로 배열되어 있는, 제 2 스프링(74)은 제 1 스프링(72)보다 더 큰 직경을 가지고 있다. 상기 제 2 스프링은 제 1 지지 판(78)의 방사상으로 외향으로 돌출된 환형 플랜지(82)상에 축방향으로 지지되어, 상기 제 1 고정 판(78)의 축 방향 부분(84)에 의해서 안내되어서 제 2 본질적인 패널-형상의 지지판(86)상의 대향 타 단부에 지지되어 있다. 도면에서 명백한 바와 같이, 상기 입력 부재(60)는 상기 제 1 지지판(78)을 통해서 그리고 제 2 지지판(86)을 통해서 축 방향으로 통과한다.
서로로부터 축방향으로 이격되어 있는 두 개의 지지판(78,86)을 누르는 제 2 스프링(74)은 제 1 스프링(72)보다 감지할 수 있는 더 큰 스프링력을 가지고 있다. 본 예시적 실시 예에서, 이는 제 2 스프링(74)의 스프링 상부가 상기 제 1 스프링(72)의 스프링 상부보다 상당히 더 크다는 점에서 이루어진다. 그러나, 선택적으로, 도 1에 도시된 초기 위치에서, 상기 제 1 스프링(72)은 적어도 팽창되고, 반면에, 제 2 스프링(74)은 제 1 지지판(78)과 압축 응력 상태에서, 즉 상당한 압축 응력을 받고 있다는 점에서, 이를 성취하는게 가능하다. 그러면 상기 두 개의 스프링(72,74)들의 스프링 상수들은 서로로부터 상당히 다를 필요가 없다. 그러나, 마지막으로 언급된 선택안으로, 제 2 스프링(74)은, 유니트(10)상에 어떠한 작동력을 발휘하지 않기 위하여, 팽창되는것이 방지되어야 한다. 이는, 예를 들면, 제 2 스프링(74)의 챔버링(chambering)에 의해서 실행될 수 있다.
이하, 도 1에 도시된 제 1 예시적 실시 예의 기능을 설명하기로 한다. 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트(10)를 작동시키기 위하여, 브레이크 페달(58)은 일반적인 방식으로 차량 운전자에 의해서 밀어 눌려진다. 동시에, 브레이크 페달(58)상에 선회적으로 관절 연결되어 있는 입력 부재(60)는 상기 입력 부재(60)가 하우징(12)의 내측으로 축방향으로 변위되고, 상기 변위는 상기 입력 부재(60) 또는 브레이크 페달(58)에 적절하게 연결된 변위 센서(88)에 의해서 감지된다. 상기 입력 부재(60)의 단부 부분(62)은 유압액으로 채워진 댐핑실(64)내로 이동되는데, 상기 단부 부분은 핀-형상의 돌출부(66)상에서 안내되고, 상기 유압액은 상기 핀-형상의 돌출부(66)내의 관(90)을 통해서 중공 단부 부분(62)을 나와서 댐핑실(64)내로 떠밀려진다. 상기 댐핑실(64)내의 과다한 유압액은, 댐핑실(64)외부에 있는 주 피스톤(16)내에 배열되어 있는 조절판(92)을 통해서 상기 주 피스톤(16)과 상기 홀(14)의 벽사이에 방사상으로 배열되어 있고 저장통(32)에 연결되어 있는 환형 공간(94)내로 흐른다. 이 경우, 상기 댐핑실(64)의 밖으로 밀려지는 유체 체적은 상기 입력 부재(60)와 주 피스톤(16)사이의 상대 스트로크에 대응한다. 상기 댐핑실(64)밖의 유압액의 절기된 플로우-업(flow-off) 및 상기 입력 부재(60)의 복귀 운동 동안의 상기 댐핑실(64)내로의 유압액의 동일하게 절기된 유입은 효과적으로 어떤 의도한 압력 변화를 진행하는 후자의 운동을 효과적으로 줄인다. 조절판(92)에 추가하여, 상기 관(90)은 그것이 조절 효과를 갖는 방식으로 설계될 수 있다.
입력 부재(60)의 변위는, 전자기 밸브(50)를 압력 증강 위치내로 이동시키는, 여기에서 도시되지 않은, 전자 제어 장치에 의해서 처리되는데, 상기 변위는 변위센서(88)에 의해서 감지되고, 그 가압된 유압액는 축압기(46)를 나와서 부스터실(44)내로 통과할 수 있다. 상기 압력 증강 위치는 상기 감지된 입력 부재 변위에 대응하는 압력이 상기 부스터실(44)내에 도달할때까지 유지된다. 한편, 상기 부스터실(44)내의 압력 증강은 도 1에 도시된 초기 위치내에서 중공 피스톤(40)을 지지하고, 다른 한편으로, 상기 주 피스톤(16)을 좌측으로 눌러서, 좌측으로의 상기 보조 피스톤(18)의 대응 변위, 제 2 압력실(26)내로 그리고 압력실(22,26)의 밖으로나와서 그에(미도시) 연결되어 있는 휠 브레이크들내로, 번지는 압력을 제 1 압력실(22)내에서 일반적으로 발생시킨다. 상기 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(62)과 상기 핀-형상의 안내 돌출부(66)사이의 상대 변위는, 이 경우, 조절판(92)에 의해서, 유압적으로 감쇠된다.
실행되는 입력 부재 변위에 대응하는 브레이크 압력이 증강되자마자, 그것은, 예시된 실시 예에 도시된 바와 같이, 제 1 압력실(22)에 연결되어 있는 압력 센서(98)에 의해서 감지되고, 상기 전자기 밸브(50)는 그 압력 유지 위치내로 변환되며, 상기 부스터 실(44)로부터의 유압액은 내부로 흐르거나 밖으로 흐를 수 없다.
작동하는 동안 발생하는, 마스터 실린더내로의 입력 부재(60)의 변위는, 상기 입력 부재(60)의 환형 칼라(98)를 통해서 제 2 지지판(86)내로 전달되는데, 이는 제 2 스프링(74)이 상기 입력 부재(60)의 변위에 따라 압축되기 위한 것이다. 브레이크 페달(59)을 작동시켜서 상기 압력실(22,26)들내의 브레이크 압력 증강상의 어떠한 피드백을 상기 유니트(10)로부터 직접적으로 수신하지 않는 운전자는 제 2 스프링(74)의 저항력에 의해서 더 큰 모의 시험 브레이크 압력 피드백이 주어지고, 상기 입력 부재(60)가 더 크게 변위할수록 더 큰 스프링(74)은 대응적으로 압축된다.
상기 유니트(10)의 작동이 종결될때, 운전자는 브레이크 페달(58)에서 그의 발을 놓고 입력 부재(60)는 하우징(12)으로 밖에서 그 초기 위치내로 이동한다. 상기 복귀 운동은 상기 변위 센서(88)에 의해서 감지되고, 도시되지 않은, 전자 제어 장치는, 도 1에 도시된, 압력 감소 위치로 전자기 밸브(50)를 이동시키는데, 유압액은 상기 전자기 밸브(50), 연결선(100), 환형 공간(94) 및 상기 저장실(32)내로의 라인(28)을 통해서 부스터실(44)의 밖으로 흐를 수 있다. 상기 중공 피스톤(40)은 상기 부스터 실(44)내의 압력에 의해서 상기 홀(14)내로 변위되는 것이 방지되기 때문에, 상기 제 1 스프링(72)은 위에서 언급된 작동 사이클동안 효과가 없는 것으로 남아있다.
부스터 스테이지(38)는 소정의 이유때문에, 즉, 브레이크 페달(58)이 내리눌러진후, 가압된 유압액이 상기 부스터실(44)로 공급되는 않는다는 것을 아래에서 알 수 있다. 비록, 심지어 이 경우, 입력 부재(60)의 변위는 환형 칼라(98) 및 제 2 지지판(86)을 통해서 제 2 스프링(74)으로 전달될지라도, 상기 초기 위치내에 중공 피스톤(40)을 고정하는 저항력이 없기때문에, 후자는 없거나, 모든 경우에 상당히 압축되지 않는다. 압축되는 대신에, 따라서 제 2 스프링(74)은 제 1 지지판(78)을 통해서 작동력을 그 초기 위치로부터 해제되어서 상기 홀(14)내로 변위되는 중공 피스톤(40)으로 작동력을 전달하고, 상기 중공 피스톤은 그것을 구비한 그 상단에서 상기 주 피스톤(16)을 지지하는데, 이는 브레이크 압력이 압력실(22,26)내에서 증강되기 위한 것이다.
상기 홀(14)내측으로의 중공 피스톤(40)의 변위 결과는, 스프링 장치(70)의 제 1 스프링(72)이 대응적으로 압축되어서 제 2 스프링(74)대신에 브레이크 페달(58)로의 브레이크 압력 피드백을 확신하는 것이다. 상기 제 1 피스톤(72)의 스프링력은 제 2 스프링(74)의 스프링력보다 뗄수 있도록 더 낮기 때문에, 상기 유니트(10)의 작동은, 심지어 상기 부스터 스테이지(38)이 실패할 경우일지라도, 상대적으로 적은 힘을 가지고 일어날 수 있다.
작동의 연이은 스테이지에서, 상기 주 피스톤(16)의 핀-형상의 안내 돌출부(66)는 상기 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(62)의 바닥상으로 부딪치는데, 그 결과로서 상기 입력 부재(60) 및 주 피스톤(16)들은 기구적으로 직접적으로 연결된다. 그러면, 브레이크 페달(58)의 또 다른 내리누름은 주 피스톤(16)을 압력 증강 방향으로 직접적으로 변위시킨다.
도 2 및 도 3은, 유압 부스터 스테이지(38)가 불완전한 경우, 상기 입력 부재(60)와 주 피스톤(16)사이의 기구적 결합 관계측면에서 향상된, 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트(10)의 어느 정도 수정된 제 2 예시적 실시 예를 도시하고 있다. 상기 목적을 위하여, 댐핑실(64)내에 배열되어 있는, 상기 주 피스톤(16)의 핀-형상의 돌출부(66)에는 나삿니(102)가 제공되어 있는데, 그와 함께 슬리브(106)의 내부 나삿니(104)는 맞물림 상태에 있고, 슬리브는 상기 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(66)내에서 핀-형상의 돌출부(66)와 동축으로 배열되어 있다. 상기 슬리브(106)는 상기 입력 부재(60)와 주 피스톤(16)사이의 결합의 일부이고, 상기 결합은 압력-의존 방식으로 전환되어서, 상기 슬리브(106)를 축방향으로 따라서 상기 핀-형상의 돌출부(66)를 동축으로 에워싸는 스러스트 슬리브(108)를 구비하고 있다. 상기 스러스트 슬리브(108)는, 횡단 홀(112)을 통해서 상기 부스터실(44)과 유체 연결되어 있는 실(110)을, 중공 단부 부분(62)에서, 형성하기 위하여, 상기 슬리브(106)로부터 이격되어 있는 그 단부에 있는 상기 단부 페이스상에서 폐쇄되어 있다.
상기 슬리브(106)는, 스러스트 슬리브(108)를 마주보고 있는 측면상의, 외측상에 클램핑 콘(114)을 구비하고 있고, 스프링(116)에 의해서 상기 스러스트 슬리브(108)의 방향으로 압축 응력상태에 있다. 보조 클램핑 콘(118)은 상기 입력 부재(60)의 상기 중공 단부 부분(62)내의 클램핑 콘(114)에 대향하여 형성되어 있다. 베어링(120,122)은 각 경우에 중공 단부 부분(62)의 개방 단부와 슬리브(106)사이 그리고 슬리브(106)와 스러스트 슬리브(108)사이에 배열되는데, 이는 두 개의 클램핑 콘(114,118)들이 서로 맞물리지 않을때 상기 슬리브(106)가 상기 핀-형상의 돌출부(66)의 나삿니(102)를 중심으로 회전할 수 있기 위한 것이다.
압력-의존 방식 기능들로 전환하는 커플링은 다음과 같다: 유압액이 브레이킹 작동동안 압력을 받으면서 부스터실(44)로 공급되자마자, 압력은 실(110)로 들어가서 압력이 슬리브(106)상에 부가되어서 두 개의 클램핑 콘(114,118)들이 서로로부터 분리되는(도 2에 상세하게 도시된) 방식으로 스러스트 슬리브(108)를 변위시킨다. 슬리브(106)의 내부 나삿니(104) 및 상기 돌출부(66)상에 형성된 나삿니(102)의 나삿니 페이링(pairing)은 자동적으로 잠기지 않기 때문에, 상기 입력 부재(60)가 상기 하우징(12)내로 변위될때, 상기 슬리브(106)는 상기 핀-형상의 돌출부(66)를 중심으로 회전하여, 입력 부재(60)의 변위없이 방해된다.
부스터실(44)내 그리고 또한 실(110)내에서의, 유압 부스터 스테이지(38)의 작동 실패의 경우, 상기 스러스트 슬리브(108)를 변위시키는 유압은 없다. 상기 두 개의 클램핑 콘(114,118)들은 스프링(116)(도 3에 상세하게 도시된)에 의해서 서로 맞물림 상태로 최종적으로 가압되고, 슬리브(106)는 핀-형상의 돌출부(66)를 중심으로 더 이상 회전할 수 없다. 따라서, 상기 입력 부재(60)의 변위는 작동 트래벌의 어떠한 손실없이 즉시 주 피스톤(16)으로 전달된다.

Claims (13)

  1. -하우징(12) 및 하우징의 내측에 형성되어 그 내측에 주 피스톤(16)이 밀봉적으로 변위할 수 있도록 배열되어 있는 홀(14),
    -상기 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트를 작동시키기 위한 입력 부재(60)로서, 상기 입력 부재는 작동하는 동안 변위되는 입력 부재(60),
    -상기 홀(14)내에 배열되어서 그 하나의 경계벽은 상기 주 피스톤(16)의 일단부벽(20)에 의해서 형성되어 있는 제 1 압력실(22),
    -상기 입력 부재상에 가해지는 작동력을 부스팅하기 위하여, 상기 주 피스톤상에 작용하는, 유압 부스터 스테이지(38)로서, 상기 부스터 스테이지는 압력의 영향하에 유압액에 적합한 입구를 구비한 부스터실(44)을 포함하고 있는 유압 부스터 스테이지(38),
    -상기 입력 부재를 통해서 브레이크 압력 피드백을 모의하기 위하여, 작동력에 반대하여 상기 입력 부재(60)를 작동시키는, 스프링 장치(70)를 구비하고 있는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트(10)에 있어서,
    상기 스프링 장치(70)는 일렬로 연결되어 있는 제 1 스프링(72) 및 제 2 스프링(74)을 구비하고 있고, 상기 제 2 스프링(74)의 스프링력은 상기 제 1 스프링(72)의 스프링력보다 감지할 수 있을 정도로 더 크며, 그리고
    상기 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트가 작동될때, 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우 상기 제 1 스프링(72)의 본질적인 단 하나의 힘은 브레이크 압력 피드백을 실행하는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트가 작동될때, 상기 제 1 스프링(72)은 유압 부스터 스테이지가 적절하게 기능을 하는 경우 브레이크 압력 피드백의 관점에서 효과가 없는 것으로 남아있는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트가 작동될때, 유압 부스터 스테이지가 실패할 경우, 제 2 스프링(74)은, 특히 상기 하우징(12)에 대해서, 상기 입력 부재(60)와 함께, 단지 변위되는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부스터 스테이지(38)는 상기 홀(14)내에서 변위할 수 있도록 안내되는 피스톤(40)을 구비하고 있고, 상기 제 1 스프링(72)은 상기 하우징(12)과 상기 피스톤(40)사이에서 기능적으로 지지되어 있고, 상기 제 2 스프링(74)은 상기 피스톤(40)과 상기 입력 부재(60)사이에서 기능적으로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피스톤(40)은 컵-형상의 중공 피스톤이고, 상기 부스터실(44)은 상기 중공 피스톤(40)과, 단부 벽(20)에 대향하여 위치되어 있는, 상기 주 피스톤(16)의 타단부 벽(42)에 의해서 범위가 정해지는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  6. 선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    입력 부재(60)의 변위는 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트의 작동이 감쇠되는 동안, 특히 유체-감쇠동안, 일어나는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트를 마주보고 있는 상기 입력 부재(60)의 단부는 피스톤-형상의 디자인으로 구성되어 댐핑실(64)내로 변위할 수 있도록 돌출하고, 입력 부재(60)의 변위 결과로 가압된 유체는 단지 조절판(92)을 통해서 이탈하여 흐를 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 입력 부재(60)는 상기 부스터 스테이지(38)를 통과하고, 상기 댐핑실(64)은 상기 주 피스톤(16)내에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력 부재(60)의 피스톤-형상 단부의 단부 부분(62)은 중공이고 주 피스톤(16)의 핀-형상의 돌출부(66)상에 안내되며, 상기 돌출부는 상기 댐핑실(64)내에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  10. 상기 주 피스톤(16)의 핀 형상의 돌출부(66)는 관(90)이고, 그 일단부는 상기 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(62)내로 개방되어 있고 그 타단부는 상기 댐핑실(64)내로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  11. 선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트가 작동될때, 상기 입력 부재(60)는 상기 유압 부스터 스테이지(38)가 실패할 경우 상기 주 피스톤(16)에 자동적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(62)은 상기 주 피스톤(16)의 핀-형상의 돌출부(66)상에 안내되고, 상기 핀-형상의 돌출부(66)에는 나삿니(102)가 제공되어 있으며, 상기 핀-형상의 돌출부(66) 주위에서 회전할 수 있는 슬리브(106)는 상기 돌출부에 동축으로 상기 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(62)내에 배열되어 자동 잠금없이 상기 나삿니(102)와 맞물림상태에 있는 내부 나삿니(104)를 구비하고 있으며, 상기 슬리브(106)는 클램핑콘(114)을 구비하여 상기 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(62)내에 형성되어 있는 보조 클램핑콘(118)과 맞물리는 후자에 의해서 탄성적으로 압축 응력되며 그리고 상기 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(62)내에는, 핀-형상의 돌출부(66)를 동축으로 둘러싸서, 상기 슬리브의 탄성 압축 응력에 대항하는 축 방향의 변위가 상기 두 개의 클램핑 콘(114,118)이 맞물림 밖으로 나올수 있도록 하는 축방향으로 변위할 수 있는 스러스트 슬리브(108)가 있는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 입력 부재(60)의 중공 단부 부분(62)은, 상기 부스터 스테이지가 적절하게 기능을 할때, 상기 부스터 스테이지내의 유압이 상기 슬리브(106)의 탄성 압축 응력에 반대하여 스러스트 슬리브(108)를 변위시키는 방식으로, 상기 부스터 스테이지(38)와 유체 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템용 완전 유압 브레이크 파워 발생기/마스터 실린더 유니트.
KR1020007001764A 1997-08-22 1998-08-11 향상된 브레이크 압력 피드백을 갖춘 완전한 유압브레이크 파워 발생기 및 주 실린더 유니트 KR20010023140A (ko)

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