KR20090009851A - 유압식 제동 시스템 - Google Patents

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 제동 슬립, 구동 슬립 및/또는 차량 주행 안정성을 조절하기 위한 조절 장치(14)를 포함하는 유압식 제동 시스템에 관한 것이다. 상기 장치는 특히, 각각의 휠에서 발생하는 휠 슬립에 따라 휠 제동시 제동 압력을 조절하기 위해 펌프(32), 밸브들(20 내지 10, 26)및 축압기(28)를 이용한다. 상기 부분들은 적절하게 유압 회로도에 따라 서로 접촉한다. 유압 회로도는 유압 블록(16) 내에 형성되고, 상기 유압 블록은 부품들 및 그들의 유압식 접촉을 위한 채널들(90, 96)을 위한 공간(50 내지 58)을 포함한다. 본 발명은 유압 블록의 특히 콤팩트하고 감소된 중량의 디자인을 가능하게 하는 동시에 제조 비용을 감소시킨다. 이를 위해, 채널들(90, 96)이 바람직하게 설계되고 서로에 대해 그리고 주변에 대해 밀봉되는 것이 제안된다.
Figure P1020087027093
팜프, 밸브, 축압기, 유압 블록, 채널

Description

유압식 제동 시스템{Hydraulic braking system}
본 발명은 제동 슬립, 구동 슬립 및/또는 유압식 제동 시스템이 장착된 차량의 주행 안정성을 조절하는 장치를 포함하는 유압식 제동 시스템에 관한 것이다. 이러한 제동 시스템은 ABS, ASR 또는 ESP를 포함하는 제동 시스템의 개념으로 시중에 충분히 공지되어 있다. 상기 제동 시스템은 다양한 휠 브레이크에서 제동 압력을 의도대로 조절함으로써 상이한 주행 상황에서 차량의 해당 휠에서 슬립을 방지하고, 이로써 차량을 제어하여 운전자가 통제할 수 있는 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 상기 제동 시스템은 교통 안전에 실질적인 기여를 한다.
상기 제동 시스템의 핵심부는 메인 제동 실린더와 휠 브레이크 사이에 접속된, 유압 블록을 가진 유압 유닛이고, 상기 유압 블록에는 제동 압력을 조절하기 위해 상이한 유압 부품들, 예컨대 펌프, 밸브 및/또는 축압기가 배치된다. 밸브의 필요에 따른 작동을 위한 전자 제어장치와 펌프 구동을 위한 전기 모터를 가진 해당 유압 블록은 예컨대 DE 44 31 250 A1 호에 공지되어 있다. 상기 공지된 유압 블록은 유압 부품들의 수용을 위해 차량 제동 시스템에 기초가 되는 유압 회로도에 따라 서로 통하는 조립 공간을 포함한다. 상기 유압 회로도는 유압 블록을 관통하는 채널들에 의해 기계적으로 변환된다. 유압식 회로도의 가능한 기계적 변환은 특히 상기 간행물의 도 5에 제시되어 있다.
유압 블록의 홀 패턴으로 유압식 회로도의 변환시, 차량 제동 시스템의 양호한 조절 다이내믹을 위해, 가능한 짧게 그리고 직접 안내된 가능한 적은 수의 채널들을 사용해야 한다. 이에 필요한 절삭 가공은 비용상의 이유로 가공 공정 동안 유압 블록의 약간의 절삭 공정만을 필요로 해야 한다. 또한, 내부 압력 밀도와 발생하는 작동 소음과 관련해서 홀 패턴에 요구 조건이 주어진다. 차량 제조에 있어서, 유압 블록이 컴팩트한 외부 치수로 설계되는 동시에 가능한 적은 중량을 갖는 것이 중요하다.
청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 대상은, 삽입된 유압 블록이 매우 작은 조립 공간을 차지하고 특히 간단하게 절삭될 수 있는 장점을 갖는다. 유압 블록은 콤팩트하므로 작은 중량을 갖는다. 이러한 장점들은 특히 유압 블록 내에서 채널들의 본 발명에 따른 배치 또는 안내에 기초한다. 제안된 채널 안내는 폐쇄 기능에 추가하여 제조 기술적으로 바람직하지만 유압 회로도 내에 제공되지 않은 채널 연결을 차단하기 위해 사용되는 다기능 폐쇄 소자에 의해 가능해진다. 상기 채널 연결은 유압 회로도에서 서로 통하지 않는 2개의 밸브의 조립 공간들을 연결한다.
본 발명의 다른 장점들 또는 바람직한 개선예는 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 청구범위 제 2 항은 유압식 차량 제동 시스템 내에서 본 발명에 따른 결선에 특히 적합한 조립 공간을 가진 밸브들의 기능을 규정한다. 청구범위 제 3 항에 따라, 2개의 밸브들은 평행하게 그리고 서로 높이 차이 없이 유압 블록에 일렬로 배치될 수 있다. 이는, 유압 블록의 조립 체적을 작게 한다. 폐쇄 소자로서 바람직하게 시중 제품인 핀이 사용되고, 상기 핀은 실린더형 횡단면을 가지며, 예컨대 홀로 형성된 상기 채널 내로 압입될 수 있다(청구범위 제 7 항 및 제 8 항).
본 발명의 실시예는 도면에 도시되고 하기에서 상세히 설명된다.
도 1은 유압식 제동 시스템의 유압식 회로도의 본 발명의 이해를 위해 필요한 부분을 도시한 도면.
도 2는 상기 제동 시스템의 유압 블록의 사시도.
도 3은 유압 블록의 주요 부분의 종단면도.
전술한 바와 같이, 도 1은 유압식 차량 제동 시스템의 유압식 회로도의 부분을 도시한다. 상기 유압식 회로도는 휠 브레이크(12)에 제동 압력을 가하는 메인 제동 실린더(10)와, 상기 메인 제동 실린더(10)와 휠 브레이크(12) 사이에 연결되어 상기 제동 압력을 차량의 해당 휠에서의 휠 슬립에 따라 조절하는 장치(14)를 포함한다. 다양한 유압 부품들을 가진 제동 압력 조절 장치(14)는 유압 블록(16)을 포함하고, 상기 유압 블록은 도 1에서 파선으로 도시된다. 장치(14)의 개별 부품들은 총 4개의 전자기적으로 제어 가능한 밸브들(20 내지 26), 축압기(28), 기계적으로 작동하는 체크 밸브(30), 펌프(32) 및 상기 부품들을 유압 회로에 연결하는, 압력 매체 안내 라인(40 내지 46)이다.
제 1 라인(40)은 메인 제동 실린더(10)로부터 휠 브레이크(12)로 연장된다. 상기 제 1 라인에 제 1 밸브로서 메인 제동 실린더(10)의 하류측에 소위 전환 밸브(20)가 배치된다. 상기 전환 밸브(20)의 기본 위치는 관류 위치이고, 전기 제어에 의해 차단 위치로 전환된다. 제어된 상태에서, 메인 제동 실린더(10)로부터 휠 브레이크(12)를 향한 압력 매체 연결이 중단된다. 전환 밸브(20)의 더 하류측에 정상적으로 개방하는 추가 밸브가 배치되고, 상기 밸브를 하기에서 유입 밸브(22)라고 한다. 유입 밸브(22)는 휠 브레이크(12)에 직접 연결되고, 전자기적으로 차단 위치로 전환될 수 있다.
상기 유입 밸브(22)와 휠 브레이크(12) 사이에서 제 2 라인(42)(리턴)이 분기하고, 상기 라인에 정상적으로 폐쇄된 배출 밸브(24)가 배치된다. 상기 배출 밸브(24)는 휠 브레이크(12)로부터 펌프(32)의 유입부까지의 연결 라인(44)을 제어하고, 배출 밸브(24)와 펌프(32) 사이에 축압기(28) 및 상기 축압기(28) 후방에 배치되어 펌프(32)의 방향으로 개방하는 체크 밸브(30)가 배치된다. 체크 밸브(30)는, 압력 매체가 축압기(28)로부터 펌프(32)를 향해서만 흐를 수 있고 역류할 수 없는 것을 보장한다.
메인 제동 실린더(10)로부터 펌프(32) 유입부로 안내된 라인(46)에 제 4 밸브가 배치되고, 상기 밸브는 고압 스위칭 밸브(26)라고 한다. 상기 고압 스위칭 밸브(26)는 기본 위치에서 폐쇄되고, 제어시 필요한 경우에 펌프(32)에 메인 제동 실린더(10)로부터 나온 압력 매체를 공급하는 것을 가능하게 한다. 펌프(32)의 압력측은 전환 밸브(20)와 유입 밸브(22) 사이에서 메인 제동 실린더(10)로부터 휠 브레이크(12)를 향한 제 1 라인(40) 내로 통한다.
상기 유압 회로의 기능은 공지되어 있으므로 하기에서 대략적으로만 설명된다:
제동 시스템의 정상 작동시 메인 제동 실린더(10)로부터 휠 브레이크(12)를 향한 제 1 라인(40)이 개방되고, 전환 밸브(20)와 유입 밸브(22)는 기본 위치를 취한다. 운전자에 의해 브레이크 페달(18)이 작동됨으로써, 휠 브레이크(12)에 제동 압력이 형성될 수 있다. 제동 과정 동안 휠 브레이크(12)에 할당된 차량 휠에서 슬립이 검출되면, 전환 밸브(20)가 제어되고 이어서 상기 밸브는 메인 제동 실린더(10)와 휠 브레이크(12)의 연결을 차단한다. 동시에 펌프(32)가 작동하고, 유입 밸브(22)는 폐쇄되고 배출 밸브(24)는 개방된다. 이로써 펌프(32)는 휠 브레이크(12)로부터 나온 압력 매체를 흡입할 수 있고, 휠 브레이크(12) 내의 제동 압력을 감소시키기 시작할 수 있다. 슬립이 제거되면, 휠 브레이크(12)에 제동 압력이 다시 형성될 수 있다. 이를 위해, 펌프(32)는 전환 밸브(20)와 유입 밸브(22) 사이의 압력 매체를 다시 제 1 라인(40)으로 이송한다. 축압기(28)는 압력 매체를 저장하고 펌프(32)의 시동을 보장한다.
필요한 제동 압력의 증가시 고압 스위칭 밸브(26)는 전자기적으로 개방되므로, 펌프(32)는 메인 제동 실린더(10)로부터 나온 추가의 압력 매체를 흡입하여 유입 밸브(22)로 이송할 수 있다. 한 방향으로만 관류하게 할 수 있는 체크 밸브(30)는, 메인 제동 실린더(10)로부터 나온 압력 매체가 경우에 따라 아직 개방 상태인 배출 밸브(24)를 통해 휠 브레이크(12)에 도달하지 않는 것을 보장한다. 펌프(32)의 작동과 관련하여 유입 밸브(22) 또는 배출 밸브(24)의 선택적 개방과 폐쇄에 의해 휠 브레이크(12)의 제동 압력이 조절될 수 있다.
차량의 가속 과정시 구동된 휠에서 슬립이 발생되는 경우, 전환 밸브(20)가 폐쇄됨으로써 메인 제동 실린더(10)는 휠 브레이크(12)로부터 분리될 수 있다. 동시에 펌프(32)가 시동됨으로써 운전자와 무관하게 압력 매체가 개방된 유입 밸브(22)를 통해 휠 브레이크(12)로 이송되고 거기에서 제동 압력이 형성될 수 있다. 즉, 해당 구동 휠은 의도대로 제동될 수 있고 따라서 구동 슬립이 제거된다.
또한, 위험한 불안정한 주행 상태에서, 차량의 안정화를 위해, 운전자의 조력 없이 차량의 하나 이상의 휠이 제동될 수 있다. 발생된 휠 슬립을 검출하기 위해, 개별 휠들에 차량측 rpm을 측정하는 센서(34)가 장착된다. 상기 센서(34)에 의해 전달된 신호들의 평가는 전자 제어장치(35)에서 이루어진다. 상기 제어장치는 상기 신호들을 상기 밸브들(20 내지 26)에 대한 제어 신호로 처리한다.
도 2는 조립 상태에서 유압 블록(16)의 사시도를 도시한다. 상기 유압 블록(16)에 도 1에 도시된 유압 회로가 다수 제공된다. 상기 유압 블록은 정방형 금속부(50)로 이루어지고, 상기 금속부 내에 절삭 가공 공정에 의해 특히, 다양한 밸브들(20 내지 26)의 조립 공간들(52 내지 58)이 형성된다. 각각 4개의 조립 공간들(52 내지 58)은 서로 평행하게 3개의 열(62 - 66)로 배치되고, 상기 열들은 유압 블록(50)의 전방면에 상이한 높이로 연장된다. 조립 공간(52)의 상부 열(62)은 유압 회로의 배출 밸브(24)를 수용하고, 중간 열(64)은 유압 회로의 유입 밸브(22)를 수용하고, 하부 열(66)에서 외부 조립 공간(56)은 전환 밸브(20)를 수용하고 내부 조립 공간(58)은 고압 스위칭 밸브(26)를 수용하는데 사용된다. 조립 공간(56, 58)의 하부 열(66)은 중간 열(64)에 대해서 상기 중간 열(64)과 상부 열(62)의 사이의 간격보다 더 큰 간격으로 이격되어 있다. 이로써, 유압 블록(50) 내에 펌프(32)용 조립 공간(70)을 배치하기 위한 장소가 형성된다. 상기 조립 공간(70)은 밸브(20 내지 26)의 조립 공간(52 내지 58)에 대해 수직으로 연장되고, 유압 블록(16)의 측면(72)으로부터 시작된다. 도 2는 개별 펌프(32)의 조립 공간(70)만을 도시하고, 제 2 펌프의 대향 배치된 조립 공간은 도시되지 않는다. 유압 회로의 축압기(28)를 수용하기 위한 다른 조립 공간(74)은 하측(76)에서부터 수직으로 위로 유압 블록(16) 내로 연장된다.
상기 조립 공간들(52 내지 58, 70, 74)은 압력 매체를 안내하는 채널들을 통해 서로 연결되어 유압 회로를 형성한다. 상기 채널들은 홀(80)을 통해 절삭되어 유압 블록(16)에 형성된다. 압력 매체를 안내하는 상기 4개의 홀들(80)의 시작부는 도 2에 나타난, 유압 블록(16)의 측면(72)에 놓인다. 사용 준비된 유압 유닛에서 유압 블록(16)의 상기 홀들은 폐쇄 소자에 의해 주변에 대해 밀봉된다. 유압 블록(16) 내의 다른 홀(82)은 조립 공간(52, 54)의 상기 2개의 상부 열들(62, 64) 사이에 배치된다. 상기 홀은 유압 블록(16)의 전방면에서부터 후방면으로 관통하고, 후방면에 고정될 수 있는 전기 모터를 도시된 전방면에 설치될 수 있는 전자 제어장치(36)와 접촉시키는 전기 라인을 안내하는데 상기 홀이 이용된다. 전기 모터에 의해 바람직하게 사용된 편심기가 구동되고, 상기 편심기는 후면에서부터 유압 블록(16) 내부로 장착될 수 있다. 도 2에 도시되지 않은 상기 편심기는 펌프(32)를 왕복 운동시킨다.
도 3은 유압 블록(16)의 부분을 종단면도로 도시한다. 제 1 채널(90)이 도시되고, 상기 채널은 팩 홀 형태로 구현되고 도 3에서 유압 블록(16)의 왼쪽 외부면에서 시작된다. 상기 제 1 채널(90)은 펌프(32)용 조립 공간(70) 내에 배치된다. 상기 채널의 종축선(92)은 상기 조립 공간(70)의 종축선(94)에 대해 평행하게 연장된다. 제 2 채널(96)은 유압 블록(16)의 왼쪽 외부면에 대해 측면으로 이격되어, 조립 공간(70)의 종축선에 대해 수직으로 연장된다. 상기 제 2 채널(96)은 펌프(32)의 압력측과 제 1 채널(90) 사이를 연결한다. 제 1 채널(90)로 제 2 채널(96)의 합류 지점에 밸브(20)용 제 1 조립 공간(98)이 배치된다. 상기 조립 공간(98)은 파선으로만 도시되는데, 그 이유는 그 횡단면이 유압 블록(16)의 후방면에서부터 연장되기 때문이다. 상기 조립 공간(98)은 전환 밸브(20)를 수용하기 위해 제공되고, 제 1 채널(90)과 접촉한다. 제 2 조립 공간(100)은 평행하게 오프셋 되어 있고 제 1 조립 공간과 동일한 높이로 유압 블록(16)의 더 안쪽에 배치된다. 상기 조립 공간(100)은 고압 스위칭 밸브(26)를 수용하고 제 1 채널(90)에 유압 연결된다. 밸브들(20, 26)의 2개의 조립 공간들(98, 100) 사이에 제 2 채널(96)에 대해 평행하게 연장된 제 3 채널(102)이 도시된다. 상기 제 3 채널(102)의 단부는 축압기(28)용 조립 공간(104) 내로 통하고, 이와 반대편은 펌프(32)의 조립 공간(70)의 흡입측 영역에 연결된다. 펌프(32)의 조립 공간(70)으로부터 축압기(28)의 조립 공간(104)을 향한 경로에서 제 3 채널(102)은 제 1 채널(90)과 교차한다. 축압기(28)의 조립 공간 바로 앞에서 홀(102) 내에 체크 밸브(30)가 배치된다. 상기 채크 밸브는 축압기(28)로부터 제 1 채널(90) 내로의 압력 매체 흐름만을 가능 하게 하고, 반대 방향으로는 차단한다. 이를 위해 체크 밸브(30)에는 밸브 시트 바디(106)가 제공되고, 상기 밸브 시트 바디는 거기에 형성된 밸브 시트(108)를 포함한다. 밸브 시트(108)는 폐쇄 바디(110)와 협동하고, 상기 폐쇄 바디는 이를 위해 압축 스프링(112)에 의해 밸브 시트(108)에 대해 가압된다. 상기 압축 스프링(112)은 밸브 시트 바디(106)와 폐쇄 바디(110) 사이에 고정된다.
제 1 채널(90) 내로 예컨대 실린더형 핀 형태의 폐쇄 소자(120)가 압입된다. 상기 실린더형 핀은 유압 블록(16)의 외부면에서부터 제 1 채널(90) 내로 제 2 채널(96)의 합류 지점을 지나 제 1 채널(90) 내로 조립 공간(98)의 합류 지점까지 연장된다. 폐쇄 소자(120)는 유압 블록(16)의 외부면을 향한 제 1 외부 밀봉 섹션(122)을 갖는다. 상기 폐쇄 소자는 제 1 채널(90)을 주변에 대해 밀폐하는 기능을 한다. 제 2 내부 밀봉 섹션(124)은 외부 밀봉 섹션(122)에 대향 배치된다. 상기 제 2 밀봉 섹션(122)은 유압 회로도에서 펌프(32)의 조립 공간(70) 또는 제 1 밸브(20)의 조립 공간(98)으로부터 고압 스위칭 밸브(26)의 조립 공간으로 불필요한 압력 매체 연결을 차단한다. 펌프(32)의 조립 공간(70)의 압력측 부분으로부터 제 1 채널(90)을 향해 연장된 제 2 채널(96)과 제 1 밸브(20)의 조립 공간(98)은 서로 유압 연결된다. 이는, 제 1 채널(90)의 횡단면보다 크게 설계된 유동 횡단면에 의해 달성된다. 이로써, 합류 지점을 관통하는 실린더형 핀은, 2개의 밀봉 섹션(122, 124) 사이에 놓이며 압력 매체가 관류하는 중간 섹션(126)을 포함한다.
도 1에 따른 유압 회로도와 도 3에 따른 그것의 기계적 변환에서 서로 상응하는 압력 매체 연결은 해당 도면에 화살표로 도시된다. 상기 화살표들은 대문자 A - C로 표시된다.
물론, 본 발명의 전술한 기본 사상을 벗어나지 않으면서, 전술한 실시예의 변경 또는 보완이 가능하다.

Claims (8)

  1. 유압식 제동 시스템으로서, 제동 슬립, 구동 슬립 및/또는 차량 주행 안전성을 조절하기 위한 조절 장치(14)를 포함하고, 상기 조절 장치는 예컨대 펌프(32), 밸브들(20 내지 26) 및/또는 축압기(28)와 같은 유압 부품들을 위한 조립 공간들(52 내지 58, 70, 74, 98, 100)을 가진 유압 블록(16)을 포함하고, 상기 유압 블록은 예컨대 메인 제동 실린더(10)와 같은 외부 유닛 또는 휠 제동 실린더(12)와 접촉할 수 있고 압력 매체를 안내하는 채널을 포함하고, 상기 채널은 차량 제동 시스템에 기초가 되는 유압 회로에 따라 상기 부품들을 서로 접촉시키는 유압식 제동 시스템에 있어서,
    제 1 밸브(20)의 제 1 조립 공간(98)을 제 2 밸브(22)의 제 2 조립 공간(100)에 연결하고 상기 유압 블록(16)의 외부면에서 끝나는 제 1 채널(90), 상기 제 1 채널(90) 내로 통해 있는 제 2 채널(96), 및 폐쇄 소자(120)를 포함하고, 상기 폐쇄 소자(120)는 상기 제 1 채널(90)에 삽입되고, 상기 폐쇄 소자(120)는 상기 제 1 채널(90)을 외부에 대해 압력 매체 밀봉 방식으로 폐쇄하는 제 1 밀봉 섹션(122)을 포함하고, 상기 폐쇄 소자(120)는 상기 제 1 밀봉 섹션(122)에 대향 배치된 제 2 밀봉 섹션(124)을 포함하고, 상기 제 2 밀봉 섹션(124)은 상기 제 1 채널(90) 내로 상기 제 2 채널(96)의 합류 지점을 지나서 놓이고 제 1 조립 공간(98) 또는 제 2 채널(96)과 상기 제 2 조립 공간(100)의 연결을 차단하고, 상기 폐쇄 소자(120)는 상기 제 1 및 제 2 밀봉 섹션(122, 124) 사이에 놓인, 압력 매체가 관류 하는 중간 섹션(126)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브(20)는 상기 유압 블록(16)에 연결된 상기 메인 제동 실린더(10)로부터 마찬가지로 연결된 휠 브레이크(12)로 연장된 라인(40)을 제어하고, 상기 제 2 밸브(22)는 상기 메인 제동 실린더(10)로부터 상기 펌프(32)의 흡입측으로 연장된 채널(46)을 제어하는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브들(20, 26)의 상기 제 1 및 제 2 조립 공간들(98, 100)은 서로 평행하게 정렬되고 상기 유압 블록(16)에 거의 동일한 높이로 일렬로(66)로 배치되는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 채널들(90, 96)은 실질적으로 서로 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 채널(90)은 상기 펌프(32)를 위한 상기 조립 공간(70)의 종축선(94)에 대해 평행하게 연장되고 팩 홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 채널(90) 내로 상기 채 널(96)의 합류 지점과 상기 밸브(26)의 상기 제 2 조립 공간(100)의 합류 지점 사이에 제 3 채널(102)이 배치되고, 상기 제 3 채널은 상기 축압기(28)를 상기 펌프(32)의 조립 공간(70)에 연결하는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄 소자(120)는 상기 채널(90) 내로 압입되는 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄 소자(120)는 실린더형 횡단면을 갖는 핀인 것을 특징으로 하는 유압식 제동 시스템.
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