KR20100057893A - 지상 차량용 전기 유압 제동 유닛 - Google Patents

지상 차량용 전기 유압 제동 유닛 Download PDF

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보리스 쾨트흐
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루카스 오토모티브 게엠베하
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Abstract

재생 제동이 가능한 유압식 단일 회로 또는 다중 회로 제동 시스템용 전기 유압 제동 유닛이 제공된다. 이 전기 유압 제동 유닛은, 전기적으로 작동 가능한 유체 제어 밸브 및 이들 유체 제어 밸브들 간의 유압 연결 도관을 포함하는 유닛 몸체와, 제동 회로의 유압을 조절하기 위하여 상기 유체 제어 밸브들용의 시동 신호를 공급하는 전자 폐쇄 루프/개방 루프 제어 회로와, 유체 공급 펌프를 포함한다. 상기 유닛 몸체에는, 재생 제동용 시뮬레이터의 적어도 일부가 일체로 구성되고, 상기 시뮬레이터는 적어도 하나의 실린더/피스톤 장치를 포함하고, 상기 실린더/피스톤 장치에는 적어도 하나의 재설정 스프링 장치가 적어도 하나의 스프링 요소의 형태로 결합된다. 상기 시뮬레이터는 적어도 일부가 상기 유닛 몸체 밖으로 돌출한다.

Description

지상 차량용 전기 유압 제동 유닛{ELECTROHYDRAULIC BRAKE UNIT FOR A LAND VEHICLE}
지상 차량용 전기 유압 제동 유닛(electrohydraulic brake unit)에 대하여 개시한다. 이 브레이크 유닛은, 전기적으로 작동 가능한 유체 제어 밸브와, 제동 회로 내의 유압을 조절하기 위하여 상기 유체 제어 밸브용 시동 신호를 공급하는 전자 폐쇄 루프/개방 루프 제어 회로(ECU)와, 유체 공급 펌프와, 유체 제어 밸브들 간의 유체 연결 도관이 안에 일체로 구성되어 있는 유닛 몸체를 포함하는 단일 또는 다중 회로형 제동 시스템이다.
유럽 특허 EP 0 720 551 B1호(출원인: 보쉬(Bosch))는 자동차의 미끌림 조절 제동 시스템(slip-regulated brake system)용의 상기와 같은 종류의 종래의 유닛의 통상적의 형태의 구성을 개시하고 있다. 이 유럽 특허에 개시된 제동 유닛은 경금속으로 제조되며 전자기 방식으로 작동되는 유체 제어 밸브들의 유압 부품들을 위한 계단형 수용 구멍을 다수 구비하는 유닛 몸체를 구비한다. 상기 유압 부품들 각각은 수용 구멍의 한 단에 삽입되어 코킹에 의해 유닛 몸체에 체결된다. 유압 부품의 전기자(armature) 및 자심(magnet core)과 같은 자기식으로 작동하는 요소들을 내장하는 내압 밸브 돔은 유닛 몸체 밖으로 돌출한다. 밸브 돔 상에 장착된 유체 제어 밸브의 개별적으로 제조된 전기 부품은 상기 밸브 돔을 둘러싸는 전기 코일과, 유닛 몸체와 대면하는 측에 자속을 전도하기 위한 자기적으로 연성인 환형 디스크를 수용하고 있는 자속 전도 하우징을 구비한다.
이와 같은 종래의 제동 유닛으로부터 발전하여, 유압 제동 시스템 내에 전기 유압 제동 유닛이 마련되게 이르렀는데, 그러한 전기 유압 제동 유닛은 연료를 적지 않게 절약하면서 재생 제동 작동을 효율적이고 경제적으로 가능하게 할 수 있다.
여기서, 제생 제동(regenerative braking)이라 함은 제동 작동 중에 방출되는 운동에너지가 마찰에너지로 변환되는 대신에 전기(전위) 에너지로 변환되는 것을 의미한다. 따라서, 제동 에너지의 적어도 일부를 차량 배터리의 충전에 사용할 수 있다. 따라서 자동차에서 필요로 하는 전기 에너지를 전적으로 연료에 의존해서 얻지 않아도 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 특허청구범위 제1항의 특징을 갖는 제동 유닛이 제안된다. 본 발명의 전기 유압 제동 유닛은, 전기적으로 작동 가능한 유체 제어 밸브와 같은 전기 유압 구성부품들을 구비하며 또한 유체 제어 밸브들 및 기타 부품들 사이를 연결하는 유체 연결 도관을 구비하는 유닛 몸체(unit body)와, 제동 회로 내의 유압을 조절하기 위하여 상기 유체 제어 밸브용 시동 신호를 공급하는 전자 폐쇄 루프/개방 루프 제어 회로와, 유체 공급 펌프를 포함한다. 유닛 몸체에는 재생 제동을 위한 시뮬레이터가 일체로 구성되는데, 상기 시뮬레이터는 유닛 몸체로부터 적어도 부분적으로 돌출한다.
유닛 몸체에 일부가 일체로 구성되어 있는 재생 제동용 시뮬레이터를 구비한 위와 같은 전기 제동 유닛을 맨 먼저 제공하고 있다. 상기 시뮬레이터는 적어도 하나의 실린더/피스톤 장치(cylinder/piston arrangement)와, 적어도 하나의 스프링 요소를 구비하는 적어도 하나의 재설정 스프링 장치(spring arrangement)를 포함하는 제동 회로 하나 당 하나의 시뮬레이션 유닛을 갖는다. 이러한 실시 형태에 있어서 실린더/피스톤 장치는 챔버를 형성하는 중공 실린더와, 그 실린더 안에서 변위 가능한 피스톤을 구비한다. 상기 재설정 스프링 장치는 상기 중공 실린더의 내측이나 외측에 마련된다. 스프링 요소 각각은 압축 스프링이나 장력 스프링을 구비할 수 있고, 진보된 스프링 특성을 갖는다. 피스톤은 중공 실린더를 2개의 챔버, 즉 압력 챔버와 충전 챔버로 분할하는데, 상기 2개의 챔버는 일례로 실링(sealing) 요소에 의해서 서로의 경계가 유체 밀봉되게 구획된다. 각 챔버는 적어도 하나의 내부 유동/외부 유동 채널을 구비한다.
시뮬레이터를 유닛 몸체 안에 그 일부를 일체로 구성시키는 것은 유닛 몸체에 있는 홈에 의해 달성되는데, 그 홈 안에는 시뮬레이션 유닛 중에서 적어도 유체 부품이 실린더/피스톤 장치의 형태로 해서 도입되어 체결된다. 기계적 스프링 부품은 재설정 스프링 장치의 형태로 해서 이미 언급한 바와 같이 중공 실린더 내측에 위치되거나(부분적으로 위치되거나), 혹은 외측에서부터 실린더/피스톤 장치로 연결된다. 후자의 경우, 재설정 스프링 장치는 적어도 그 일부가 유닛 몸체로부터 돌출한다.
종래의 재생 제동 유닛에 있어서, 제동 유닛은 외부 도관을 거쳐서 개별적인 시뮬레이션 유닛들과 연통하거나, 혹은 시뮬레이션 유닛들이 유닛 몸체에 완전히 일체로 구성된다. 여기서, 이와는 대조적으로, 근원적인 문제점들을 해결하기 위해, 시뮬레이션 유닛들을 유닛 몸체 안에 단지 그의 일부만을 일체로 구성시키는 하는 것을 제안한다.
시뮬레이터의 일부를 일체로 구성시키는 것, 즉 시뮬레이션 유닛들을 유닛 몸체로부터 돌출하는 것에 비해, 시뮬레이션 유닛을 완전히 일체로 구성시키는 것은 유닛 몸체 안에 완전히 매립되는 것이다. 이를 위해서는, 유닛 몸체를 대형으로 설계해야 하므로, 중량이 커진다. 시뮬레이터의 일부를 일체로 구성시키게 되면 완전히 일체로 구성시키는 것에 비해서 유닛 몸체를 위한 구조가 더 소형이고 경량인 스타일로 된다.
시뮬레이터가 유닛 몸체로부터 떨어져 있는 구조의 스타일을 놓고 비교할 때, 시뮬레이터와 유닛 몸체 간의 관 연결부를 위한 제조 비용이 절감된다. 게다가, 시뮬레이터를 유닛 몸체에 부분적으로 일체가 되게 하면 더 높은 수준의 일체화가 달성된다. 이는 자동차에 대한 장착이 단순화되고 고장 가능성이 낮아진다고 하는 결과를 가져온다.
시뮬레이션 유닛 안의 스프링 장치가 유압 유체에 묻는 경우, 즉 스프링 장치가 유압 유체에 의해 둘러싸이는 경우에서의 구조의 스타일을 놓고 비교할 때, 시뮬레이터를 유닛 몸체 안에 그 일부를 일체로 구성시키면 제동 시스템 내의 유압 유체의 총 체적을 줄일 수 있다. 이에 의하면 유압 시스템의 강도를 더 높이게 되는 결과도 가져온다. 이는 결국 제동 시스템의 폐쇄 루프 제어 특성을 향상시키게 되는 결과를 가져온다.
또한, 상술한 제동 유닛을 구현할 수 있는 여러 가지 가능한 방식들은 활용 가능한 설치 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 새로운 가능성을 열어 놓기도 한다.
상기 홈의 기부의 방향으로 개방 또는 폐쇄된 실린더/피스톤 장치의 중공 실린더는 상기 홈의 내측 측방향 면에 대해서 일례로 실링 요소에 의해서 유체 밀봉되게 삽입될 수 있다.
기계적 스프링 부품이 중공 실린더의 외측에 위치되면, 실린더/피스톤 장치의 내측에서 변위되는 피스톤은, 유닛 몸체 내의 홈으로부터 멀리 떨어진 측면에, 작동 로드에 고정되는 방식으로 연결될 수 있다. 상기 작동 로드는 중공 실린더의 대향 면에 있는 개구를 통해서 홈의 기부까지 일례로 실링 요소에 의해서 유체 밀봉되게 연장되어서 외측까지 이어질 수 있다. 이 경우, 실린더/피스톤 장치 밖으로 돌출하는 작동 로드의 일부는 재설정 스프링 장치를 실린더/피스톤 장치에 연결시키는 탈착 가능 장치(detachable arrangement)에 연결된다. 재설정 스프링 장치는 작동 로드를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 재설정 스프링 장치는, 한편으로는, 삽입된 요소를 거쳐서 유닛 몸체에 대해서 및/또는 중공 실린더에 대해서 직접 또는 간접적으로 놓인다. 이 요소는 재설정 스프링 장치를 작동 로드에 대해서 제위치에 유지시키는 환형 칼라를 포함할 수 있다. 재설정 스프링 장치는, 다른 한편으로는, 아래에서 설명하는 탈착 가능 장치에 의해 그 경계가 구획된다.
작동 로드는 그 돌출 단부에 나사부가 형성된다. 나사가 형성된 요소와 제한 판을 포함하는 장치가 상기 나사부에 의해서 작동 로드에 연결될 수 있다. 상기 제한 판은 작동 로드가 관통하는 개구를 구비한다. 상기 제한 판은, 상기 나사가 형성된 요소에 대해서 혹은 그 위에 적용되는 스프링력에 의해 가압된다. 상기 제한 판은 일례로 환형 칼리를 포함할 수 있는데, 상기 환형 칼라는 재설정 스프링 장치를 작동 로드에 대해서 제위치에 유치시킨다.
실린더/피스톤 장치의 피스톤은 양 단부 위치로 이동할 수 있다. 상기 재설정 스프링 장치가 하중을 받지 않는 경우, 즉 피스톤에 스프링력이 전혀 작용하지 않거나 유의적인 수준으로 작용하지 않는 경우, 압력 챔버의 체적은 최대가 되고 충전 챔버의 체적은 최소가 된다. 피스톤에 스프링력이 완전히 작용하는 경우, 압력 챔버의 체적은 최소가 된다.
또한, 유닛 몸체는 실린더/피스톤 장치에 연결된 유체 도관들로 이루어진 유체 도관 계통(system of fluid lines)을 포함한다. 유닛 몸체 내의 홈 안에 장착된 상태에서, 중공 실린더의 내부 유동/외부 유동 채널들이 그 홈 안으로 개방되는 상기 유체 도관들과 정렬된다.
홈 안으로 개방되는 상기 유체 도관 계통은 실린더/피스톤 장치의 챔버 당 하나의 유체 제어 밸브를 구비하는 적어도 하나의 유체 도관을 포함한다. 상기 유체 제어 밸브는 전자 제어 장치에 의해 작동될 수 있다. 상기 유체 도관을 통해서 유체가 챔버 밖과 안으로 유동할 수 있다.
각 유체 도관 또는 중공 실린더의 내부 유동/외부 유동 채널들은 적어도 하나의 스로틀 장치를 포함할 수 있다. 압력 챔버 안으로 개방되는 유체 도관 내의 스로틀 장치에 의해 얻을 수 있는 효과는, 피스톤이 압력 챔버의 방향으로 이동할 때에 유압 유체가 유체 저항의 작용 하에서 압력 챔버 밖으로 가압될 수 있다는 것이다. 상기 스로틀 장치는 또한, 피스톤 운동에 대해 반대로 작용하는 저항을 설정하기 위해, 일례로 전자기계 방식으로나 혹은 전자기 방식으로 조정될 수 있다. 피스톤이 압력 챔버의 체적을 감소시키는 방향으로 이동하면, 압력 챔버 안으로 개방되는 유체 도관 내의 스로틀 밸브가 실행되어서 피스톤 이동을 감쇠할 수 있다. 마찬가지로, 피스톤이 재설정 스프링 장치의 작용 하에서 압력 챔버의 체적을 증가시키는 방향으로 이동하면, 스로틀 밸브가 실행되어서 유압 유체의 압력 챔버 안으로 북귀하는 유동을 감쇠한다. 후자의 경우를 원하지 않으면, 유체 도관은, 스로틀 장치(스로틀 채널)가 구비된 유체 도관을 우회하는 우회 채널을 포함하도록 구성할 수 있다. 일례로, 이 경우에 있어서, 상기 우회 채널에, 유압 유체가 상기 압력 챔버 안으로 실질적으로 방해를 받지 않으면서 통과할 수 있게 하며 유압 유체가 압력 챔버로부터 빠져나가지 못하게 하는 논리턴 밸브(non-return valve)를 구비시킨 구성을 마련할 수 있다. 이 해결 방안에 있어서, 상기 논리턴 밸브는 피스톤이 재설정 스프링 장치의 작용 하에서 충전 챔버 방향으로 이동할 때에만 개방된다. 유압 유체의 실질적으로 방해받지 않는 내부 유동에 의해, 피스톤은 스프링력의 작용을 받아서, 재설정 스프링 장치의 하중이 작용하지 않는 위치로 상당히 신속하게 복귀할 수 있게 된다. 그렇지만 피스톤이 압력 챔버의 체적을 감소시키는 방향으로 이동할 때의 운동 특성은 논리턴 밸브를 구비하는 우회 채널에 의해 영향을 받지 않는데, 그 이유는 그러한 작동 상황에서 논리턴 밸브는 폐쇄되기 때문이다. 결국, 스로틀 채널과 논리턴 밸브를 구비하는 우회 채널을 병렬로 연결함으로써, 피스톤의 운동 특성에 대해 이력 현상(hysteresis)이 덧붙여진다.
유닛 몸체로부터 돌출하는 시뮬레이터의 부분은 단부품형 또는 다부품형 하우징에 의해 덮인다. 이에 의해 환경 영향으로부터 보호할 수 있게 되고, 그 결과 일례로 부식의 결과로 나타날 수도 있는 손모가 감소될 수 있다.
유닛 몸체에 일부가 일체화 된 시뮬레이터의 여러 시뮬레이션 유닛들 각각은 사전에 조립된 조립체 군의 형태를 취할 수 있는데, 상기 사전 조립 조립체 군은 개별적으로 취급되어서 유닛 몸체에 있어서의 그에 대응하여 형상이 형성된 홈 안에 삽입된다. 이와 같은 조립체 군은 유닛 몸체의 유체 도관 계통을 따라서 하나 이상의 외부 유동/내부 유동 채널을 포함하는 중공 실린더와, 중공 실린더 내에서 변위 가능한 피스톤을 포함한다. 피스톤은 중공 실린더를 2개의 챔버로 분할하는데, 상기 2개의 챔버들은 일례로 실링 요소에 의해서 유체 밀봉되게 서로 분할된 것이다. 중공 실린더의 외측에 위치한 재설정 스프링 장치에 있어서, 피스톤은, 이 피스톤에 고정되게 연결되며 일례로 실링 요소에 의해서 중공 실린더의 개구를 통해 연장되는 작동 로드를 구비한다. 한편, 재설정 스프링 장치가 중공 실린더 안에 놓이면, 작동 로드는 챔버 내에 위치된다.
본 발명의 또 다른 특징들, 특성들, 이점들, 그리고 있을 수 있는 변경은 당해 기술 분야의 숙련자들에게는 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 명백하게 파악될 것이다.
도 1은 전기 유압 제동 유닛 등을 구비하는 제동 시스템의 개략도이다.
도 2a는 전기 유압 제동 유닛의 제1 실시예에 대한 4가지 개략도를 보이는 도면이다.
도 2b, 도 2c, 도 2d는 전기 유압 제동 유닛의 세자기 추가 실시예를 도시하는 것으로, 그 각각은 2종의 개략도를 도시하고 있는 도면이다.
도 3은 유닛 몸체의 홈 안에 일부가 일체로 구성된 시뮬레이션 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 1은 유압 시스템의 개략도이다.
운전자에 의해 작동되는 브레이크 페달(2)은 공압 브레이크 부스터(4)의 입력 요소를 작동시키고, 공압 브레이크 부스터의 출력 요소는 마스터 실린더(6)의 푸쉬 로드에 작용한다. 마스터 실린더(6)는 제1 실린더 챔버와 제2 실린더 챔버를 구비하고, 상기 실린더 챔버들은 유압 저장실(8)과 연통한다. 상기 두 실린더 챔버는 중간 피스톤에 의해 서로 분할되어 있고, 그 각각은 전기 유압 제동 유닛(10)을 구비하는 제동 회로(I) 및 제동 회로(II)를 각각 제공한다.
제동력 분포가 사선형인 경우, 2개의 제동 회로(I, II)는, 한편으로는, 좌측 후륜의 브레이크 실린더(12) 및 우측 전륜의 브레이크 실린더(14)를 포함하고, 다른 한편으로는, 좌측 전륜의 브레이크 실린더(16) 및 우측 후륜의 브레이크 실린더(18)를 포함한다. 상기 차륜의 브레이크 실린더(12, 14, 16, 18)에 이어서 결합된 것은 브레이크 디스크이다.
전기 유압 제동 유닛(10)에는, 2회로 유체 공급 펌프(20)와, 저압 저장실924, 26)와, 유체 제어 밸브(28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 58, 60, 62, 64, 66, 68)와, 고압 유체 제어 밸브(48, 50)가 구비된다. 전기 유압 제동 유닛(10)은 추가로 재생 제동용 시뮬레이터(52, 53)도 포함한다. 전기 유압 제동 유닛(10)은, 차속 센서들과 압력 센서들(54, 56)로부터 나온 신호들에 근거한 차륜 특정 제어가 일례로 유체 제어 밸브(28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42)들의 개별적인 제어에 의해 달성되고, 회로 특정 제어가 일례로 재생 제동용 시뮬레이터(52, 53)에 의해서, 그리고 유체 제어 밸브(44, 46, 58, 60, 62, 64, 66, 68), 고압 유체 제어 밸브(48, 50), 또는 2회로 유체 공급 펌프(20)의 제어에 의해서 달성될 수 있도록, 설계된다. 이 목적을 달성하는 데 필요한 시동 신호는 ECU에 의해 공급된다.
재생 제동 작동 중에, 유체 제어 밸브(28, 30, 32, 34, 60, 62, 66, 68)는 개방되고, 유체 제어 밸브(36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 58, 64)는 폐쇄된다. 개방된 유체 제어 밸브(66, 68)를 통해서 유압 유체가 재생 제동용 시뮬레이터(52, 53)의 충전 챔버 안으로 들어간다. 충전 챔버 내의 체적이 증가함에 따라, 유압 유체는 압력 챔버로부터 빠져나간다. 이러한 유압 유체는 개방된 유체 제어 밸브(60, 62)를 통해서 저압 저장실(24, 26) 안으로 들어간다. 따라서, 제동 요구가 차량의 전기 기계에 의해 취해지는 제동 토크를 초과하는 제동 작동을 위해서, 유압 유체는, 차량의 차륜에 있는 마찰 브레이크들이 압력을 받을 수 있도록, 유체 공급 펌프(20)에 즉시 출현한다.
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d는 전기 유압 제동 유닛(10)의 네가지 실시예의 구조적 배치를 도시하고 있다.
도 2a의 전기 유압 제동 유닛(10)은 도 2b, 도 2c, 도 2d의 실시예와 마찬가지로 소형 구조로 되어 있다는 것은 분명하다. 이는 지상 차량의 유압식 2회로 제동 시스템용으로 설계된 것으로서, 도 1에는 도시하지만 도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d에는 더 이상 도시하지 않은 구성부품들을 구비하는 유닛 몸체(100)를 포함한다.
또한, 유닛 몸체(100) 안에 일부가 일체로 구성된 도 1의 재생 제동용 시뮬레이터(52, 53)는 2개의 시뮬레이션 유닛으로 나타내었다. 이들 두 시뮬레이션 유닛은 모두, 유닛 몸체(100) 밖으로 돌출하는 밖에서 보이는 재설정 스프링 장치(140, 150)에 연결되며 유닛 몸체(100) 안에 완전히 삽입된, 실린더/피스톤 장치를 포함한다. 이들 시뮬레이션 유닛들 중 하나에 대해서만 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
이들 시뮬레이션 유닛들의 재설정 스프링 장치(140, 150)들 각각은 서로가 서로를 둘러싸는 2개의 스프링 요소(104, 106; 108, 110)를 포함한다. 재설정 스프링 장치(140, 150)들 각각은 작동 로드(112, 114)를 둘러싸도록 배치된다. 작동 로드(112, 114)는 실린더/피스톤 장치에 연결된다. 스프링 요소(104, 106; 108, 110)는 환형 요소(116, 118)를 거쳐서 유닛 몸체(100)에 대해 놓이고, 그 환형 요소의 환형 칼라(124, 128)는 스프링 요소(104, 106; 108, 110)를 작동 로드(112, 114)에 대해 제위치에 유지시킨다. 이들은 유닛 몸체(100) 밖으로 돌출하는 작동 로드(112, 114)의 단부에 연결된 환형 요소(120, 124)에 대해 놓인다. 상기 환형 요소(120, 122)도 마찬가지로, 스프링 요소(104, 106; 108, 110)를 작동 로드(112, 114)에 대해 제위치에 유지시키는 환형 칼라(126, 130)를 포함한다.
도 4는 도 2 및 도 3에 나타낸 2개의 시뮬레이션 유닛 중 하나의 개략적인 단면도이다. 2개의 시뮬레이션 유닛 중 하나에 대해서만 이하에서 상세히 설명한다.
도시된 시뮬레이션 유닛(150, 250)은 그 일부가 유닛 몸체(100)의 홈(200) 안에 일체로 구성되고, 실린더/피스톤 장치(250)와 이에 연결된 재설정 스프링 장치(150)를 포함한다. 상기 재설정 스프링 장치(150)는 상기 실린더/피스톤 장치(250)의 외측에 배치되며 유닛 몸체(100)의 밖으로 돌출한다.
실린더/피스톤 장치(250)는 중공 실린더(202)와, 이 중공 실린더 안에서 변위 가능한 피스톤(204)과, 이 피스톤(204)에 고정되게 연결된 작동 로드(112)를 포함한다. 중공 실린더(202)는 홈(200)의 기부 방향으로 개방되어 있다. 실린더/피스톤 장치(250)는 유닛 몸체(100)의 홈(200) 안으로 삽입된다. 상기 실린더/피스톤 장치는 환형 실링 요소(206)에 의해서 홈(200)의 내측 측방향 면과 유체 밀봉되게 끝맺음된다. 유닛 몸체(100)의 홈(200)의 가장자리(210)를 코킹함으로써, 실린더/피스톤 장치(250)는 고정된 형태로 유체 밀봉되게 고정된다.
작동 로드(112)는 피스톤(204)에 있어서 홈(200)의 기부로부터 멀리 떨어진 측면(212)에 고정되게 연결된다. 작동 로드는 중공 실린더(202)의 개구(216)를 통해서 실링 요소에 의해서 유체 밀봉되게 연장되어서 외측까지 이어진다. 상기 개구(216)는 홈(200)의 기부에 대향하는 면(218)에 위치된다.
재설정 스프링 장치(150)는 서로가 서로를 둘러싸는 2개의 압축 스프링(104, 106)을 포함한다. 이 스프링은 실린더/피스톤 장치(250) 밖으로 돌출하는 작동 로드(112) 부분 둘레에 배치된다. 재설정 스프링 장치(150)는 유닛 몸체(100)에 대해서 놓이고, 작동 로드(112)에 탈착 가능하게 연결된다. 이 실시예에서는, 재설정 스프링 장치는 유닛 몸체(100)에 대해 바로 놓이지 않고 간접적으로 놓인다. 이를 위해, 환형 요소(116)가 상기 재설정 스프링 장치(150)와 유닛 몸체(100) 사이에 삽입된다. 환형 요소(116)는 스프링 요소(104, 106)를 작동 로드(112)에 대해서 제위치에 유지시키는 환형 칼라(130)를 구비한다. 중공 실린더(202) 밖으로 돌출하는 작동 로드(112) 부분의 단부에는 나사부(220)가 형성되고, 상기 나사부에는 원추형 링(222)이 나사 체결된다. 스프링 요소(104, 106)는 본 실시예에서는 환형인 판(120)을 상기 원추형 링(222)에 가압한다. 이에 의해, 상기 재설정 스프링 장치(150)가 실린더/피스톤 장치(250)에 연결된다. 상기 환형 판(120)은 원추형 가장자리를 갖는 개구(224)를 구비하고, 상기 개구를 통해서 작동 로드(112)가 연장한다. 또한, 상기 환형 판은 환형 칼라(128)를 구비하고, 상기 환형 칼라에 의해서는 스프링 요소(104, 106)가 상기 작동 로드(112)에 대해서 제위치에 유지된다.
실린더/피스톤 장치(250)의 피스톤(204)은 중공 실린더(202)를 2개의 챔버, 즉 압력 챔버(228)와 충전 챔버(230)로 분리하고, 이 챔버들은 환형 실링 요소(226)에 의해 유체 밀봉되게 서로가 폐쇄되어 있다.
시뮬레이션 유닛(150, 250)은 유닛 몸체(100)에 일체로 구성된 유체 도관(232, 234)들로 이루어진 유체 도관 계통에 연결된다. 유체 제어 밸브를 구비한 유체 도관(232, 234)은 상기 챔버(228, 230) 각각으로 개방된다. 유체 제어 밸브들을 도 4에는 도시하지 않았다. 유체 제어 밸브들은 ECU에 의해 제어되고, 유압 유체는 상기 챔버(228, 230)들로부터 흘러 나와서 유체 도관(232, 234)을 통하여 챔버(228, 230) 안으로 흘러 들어간다. 이를 위해, 중공 실린더(202)가 각 챔버(228, 230)용의 내부 유동/외부 유동 채널(236, 238)을 구비하고, 이들 채널들은, 유닛 몸체(100)에 장착된 상태에서는, 홈(200) 안으로 개방된 유체 도관(232, 234)과 일치한다. 이들 내부 유동/외부 유동 채널(236, 238)들은 상기 챔버(228, 230) 안으로의 개구들을 다수 구비하는 중공 실린더의 외벽에 환형 홈의 형태로 구현된다.
재생 제동 작동 중에 운전자가 브레이크 페달을 작동시키면, 충전 챔버(230) 안으로 개방된 유체 도관(234)의 유체 제어 밸브가 개방 위치로 이동하여, 충전 챔버(230)가 충전된다. 이와 같은 유체 제어 밸브를 도 4에는 도시하지 않았지만, 이는 도 1의 유체 제어 밸브(66, 68) 중 어느 하나에 상응한다. 충전 챔버(230)의 체적이 증가하는 결과에 따라 피스톤(204)은 압력 챔버(228)의 체적을 감소시키는 방향으로 이동한다. 이 경우, 재설정 스프링 장치(150)의 압축 스프링(104, 106)이 압축된다.
충전 챔버(230) 안으로 개방된 채널(234)의 유체 제어 밸브가 개방되면, 중공 실린더(202) 내의 피스톤(204)은 재설정 스프링 장치(150)의 작용을 받아서 충전 챔버(230)의 체적을 감소시키는 방향으로 이동한다. 충전 챔버(230) 안으로 유동하는 유압 유체는 유체 도관(234)을 통과하여 나가게 가압된다. 피스톤이 충전 챔버(230)의 체적을 감소시키는 방향으로 이동한 결과에 따라 체적이 확장되는 압력 챔버(228)는 다시 한번 더 유압 유체로 충전된다.
유닛 몸체(100) 안에 일부가 일체로 구성된 실린더/피스톤 장치(250)는, 개별적으로 취급되어서 유닛 몸체(100)의 홈(200) 안에 삽입되는 사전에 조립된 조립체 군의 형태로 구성될 수 있다. 실린더/피스톤 장치(250)의 중공 실린더(202)는 이 실린더 안에 배치되는 피스톤(204)을 구비한다. 상기 피스톤(204)은 작동 로드(112)에 고정되게 연결된다. 이 작동 로드(112)는 환형 실링 요소(214)에 의해서 유체 밀봉되게 유지되면서 환형 실린더(202)의 개구(216)를 통해서 연장된다. 상기 피스톤(204)은 중공 실린더(202)를 2개의 챔버(228, 230)로 분할하고, 상기 2개의 챔버들은 환형 실링 요소(226)에 의해 유체 밀봉되게 서로 분리되어 있다. 중공 실린더(202)는 또한, 챔버(228, 230)마다 하나의 내부 유동/외부 유동 채널(236, 238)도 구비한다. 이들 내부 유동/외부 유동 채널(236, 238)은, 유닛 몸체(100)에 장착된 상태에서는, 홈(200) 안으로 개방된 유체 도관(232, 234)과 일치한다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 개념과 도 1 내지 도 4에 나타내어 설명한 구성부품들을, 도 2 및 도 3의 구성과 관련하여 도시된 것과 다른 방식으로 구성하고 제어할 수 있다는 것은 자명하다. 앞에서 설명한 실시예들은 단지 예시의 목적으로 제시된 것이지 제한할 목적으로 제시된 것은 아니다. 이상에서 설명한 제동 유닛의 경우에 있어서, 본 발명의 제동 유닛의 기술 사상의 범위를 벗어나지 않으면서 여러 가지로 변경 및 수정을 할 수 있다.

Claims (17)

  1. 전기적으로 작동 가능한 유체 제어 밸브(28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 58, 60, 62, 64, 66, 68) 등의 전기 유압 구성부품들을 구비하는 유닛 몸체(100)와,
    펌프 구동 모터 등을 구비하는 유체 공급 펌프(20)와,
    유압 제동 회로의 압력을 조절하기 위하여 상기 전기 유압 구성부품들용의 시동 신호를 공급하는 전자 폐쇄 루프/개방 루프 제어 회로(ECU)를 구비하는,
    지상 차량의 유압식 단일 회로 또는 다중 회로 제동 시스템용 전기 유압 제동 유닛(10)에 있어서,
    재생 제동용 시뮬레이터(52, 53)가 상기 유닛 몸체에 부분적으로 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 전기 유압 제동 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이터(52, 53)가 적어도 하나의 시뮬레이션 유닛(150, 250)을 포함하고, 상기 시뮬레이션 유닛은 실린더/피스톤 장치(250)와 재설정 스프링 장치(150)를 포함하고, 상기 시뮬레이터(52, 53) 각각은 적어도 그 일부가 상기 유닛 몸체(100)의 홈(200) 안에 배치된 것을 특징으로 하는 전기 유압 제동 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실린더/피스톤 장치(250)는,
    중공 실린더(202)와,
    상기 중공 실린더(202) 안에 배치되며 상기 중공 실린더를 2개의 챔버(228, 230)로 분할하는 피스톤(204)과,
    상기 챔버(228, 230)마다 할당된 적어도 하나의 내부 유동/외부 유동 채널(236, 238)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 제동 유닛.
  4. 제2항 또는 제3항에 따른 시뮬레이션 유닛(150, 250)에 있어서,
    재설정 스프링 장치(150)가 적어도 하나의 스프링 요소(104, 106)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 유닛.
  5. 제2항, 제3항, 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 시뮬레이션 유닛(150, 250)에 있어서,
    재설정 스프링 장치(150)가 중공 실린더(202) 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 유닛.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 시뮬레이션 유닛(150, 250)에 있어서,
    재설정 스프링 장치(150)가 중공 실린더(202) 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 유닛.
  7. 제3항에 따른 시뮬레이션 유닛(150, 250)에 있어서,
    피스톤(204)이 작동 로드(112)에 연결되고,
    상기 작동 로드는 중공 실린더(202)의 개구(216)를 통해서 유체 밀봉되게 연장되어서 중공 실린더(202)의 외측까지 이어지는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 작동 로드(112)의 중공 실린더(202) 밖으로 돌출하는 부분에, 재설정 스프링 장치(150)를 상기 작동 로드(112)에 의해 실린더/피스톤 장치(250)로 연결시키기 위한 탈착 가능 장치(detachable arrangement)(120, 122)가 마련된 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 탈착 가능 장치(120, 122)가, 나사부 형성 요소(222)와, 개구(224)를 구비하는 제한 판(120)을 포함하고, 상기 개구(224)를 상기 작동 로드(112)가 관통해서 연장하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 유닛.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 작동 로드(112)의 돌출 단부에 나사부(220)가 마련되고, 상기 나사부에 의해 상기 탈착 가능 장치(120, 222)가 상기 작동 로드(112)에 연결되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 유닛.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유닛 몸체(100)는 상기 홈(200) 안으로 개방되는 유체 도관들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 제동 유닛.
  12. 제3항 또는 제11항에 있어서,
    상기 중공 실린더(202) 내의 내부 유동/외부 유동 채널(236, 238)들은, 유닛 몸체(100)에 장착된 상태에서는, 홈(200) 안으로 개방된 유체 도관(232, 234)과 일치하는 것을 특징으로 하는 전기 유압 제동 유닛.
  13. 제12항에 따른 유체 도관(232, 234)에 있어서,
    홈 안으로 개방된 유체 도관(232, 234) 각각이 적어도 하나의 스로틀 장치를 포함하고, 상기 스로틀 밸브는 특히 전기기계 방식이나 또는 전자기 방식으로 조정가능한 것을 특징으로 하는 유체 도관.
  14. 제13항에 있어서,
    유체 도관(232, 234) 각각이, 스로틀 장치를 구비하는 상기 유체 도관(232, 234)을 우회하는 우회 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 도관.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 우회 채널은, 유압 유체가 압력 챔버(228) 안으로 실질적으로 방해를 받지 않으면서 통과할 수 있게 하며 유압 유체가 압력 챔버로부터 빠져나가지 못하게 하는 논리턴 밸브(non-return valve)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 도관.
  16. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 전기 유압 제동 유닛(10)에 있어서,
    유닛 몸체(100) 안에 적어도 일부가 일체로 구성되어 있는 시뮬레이터(52, 53)가, 단부품형 또는 다부품형 하우징에 의해 덮인 것을 특징으로 하는 전기 유압 제동 유닛.
  17. 시뮬레이션 유닛(150, 250)의 조립체 군으로서,
    - 중공 실린더(202)와, 상기 중공 실린더(202) 안에 배치되는 피스톤(204)을 포함하는 실린더/피스톤 장치(250); 및
    - 상기 실린더/피스톤 장치(250)에 연결되며 적어도 하나의 스프링 요소(104, 106)를 포함하는 재설정 스프링 장치(150)를 포함하고,
    상기 피스톤(204)은, 상기 중공 실린더(202)를, 서로가 유체 밀봉되게 구분되어 구획된 2개의 챔버(228, 230)로 분할하고,
    상기 중공 실린더(202)는 상기 챔버(228, 230)마다 할당된 적어도 하나의 내부 유동/외부 유동 채널(236, 238)을 포함하고,
    상기 내부 유동/외부 유동 채널은, 유닛 몸체(100)에 조립된 상태에서는, 홈(200) 안으로 개방된 유체 도관(232, 234)과 일치하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 유닛(150, 250)의 조립체 군.
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