KR20110101161A

KR20110101161A - 전기 기계식 브레이크 부스터

Info

Publication number: KR20110101161A
Application number: KR1020117013980A
Authority: KR
Inventors: 헤르베르트 폴레르트; 라인하르트 바이베를레
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-09-15
Also published as: WO2010069658A2; JP2012512775A; EP2379388A2; CN102256851A; EP2379388B1; US8459753B2; WO2010069658A3; US20110253490A1; JP5362030B2; DE102008054852A1; CN102256851B

Abstract

본 발명은 유압식 차량 브레이크 시스템용 전기 기계식 브레이크 부스터에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 브레이크 부스터(1)는 2개의 복귀 스프링들(11, 12)로 형성되고, 상기 스프링들 중 하나의 스프링은 전기 기계식 액추에이터(16)에 작용하고, 다른 하나의 스프링은 페달 로드(4)에 작용한다. 전기 기계식 액추에이터(16)의 고장 시 바람직하게는 더 작은 스프링력을 가진 다른 스프링(12)은 근력에 의해서만 압축된다. 힘 손실은 근력 작동시에만 감소된다.

Description

전기 기계식 브레이크 부스터{Electromechanicla brake force booster}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부의 특징을 포함하는 전기 기계식 브레이크 부스터에 관한 것이다. 브레이크 부스터는 특히 차량을 위해 제공된다.

전기 기계식 브레이크 부스터들이 공개되어 있다. 상기 브레이크 부스터들은 근력 전달 부재를 포함하고, 상기 부재에 의해 유압식 차량 브레이크 시스템의 메인 브레이크 실린더는 근력으로 작동될 수 있다. 공지된 브레이크 부스터의 근력 작동 부재는 피스톤 로드이고, 상기 피스톤 로드는 힌지식으로 풋 브레이크 페달 또는 핸드 브레이크 레버에 연결되고, 메인 브레이크 실린더의 피스톤 로드에 대해 가압한다. 피스톤 로드는 페달 로드라고도 하고, 상기 피스톤 로드는 제 1 피스톤이라고도 한다. 차량 운전자에 의해 가해진 근력은 기계적으로 근력 전달 부재를 지나 메인 브레이크 실린더의 피스톤에 전달된다.

또한, 공지된 전기 기계식 브레이크 부스터는 전기 기계식 액추에이터를 포함하고, 상기 액추에이터에 의해 메인 브레이크 실린더도 작동될 수 있다. 전기 기계식 액추에이터에 의해 가해진 액추에이터력은 보조력이라고도 한다. 브레이크 작동이 전기 기계식 액추에이터에 의해 이루어지는 경우에, 보조력 대신 외력이라고 한다.

전기 기계식 액추에이터는 전기 자석, 리니어 모터 또는 후방 접속된 회전-/병진-변환 기어장치를 갖는 전기 모터를 포함할 수 있다. 이러한 열거는 기재되어 있지 않다.

전기 기계식 브레이크 부스터의 예로서, 공개 공보 DE 100 57 557 A1호가 참조되고, 상기 공개 공보는 페달 로드 및 근력 작동과 메인 브레이크 실린더의 보조력 작동을 위해 선택적으로 전기 자석 또는 리니어 모터를 포함한다. 공지된 전기 기계식 브레이크 부스터는 복귀 스프링을 포함하고, 상기 스프링은 브레이크 부스터를 작동 후 그 초기 위치로 복귀시킨다. 복귀 스프링은 일반적으로 탄성 변형 가능한 부재로 파악될 수 있고, 상기 부재는 브레이크 부스터의 작동 시 압축되고, 전술한 바와 같이 브레이크 부스터를 작동 후에 그 초기 위치로 복귀시킨다. 공지된 브레이크 부스터는 복귀 스프링으로서 압축 나선 스프링을 포함한다. 복귀 스프링의 스프링력은 브레이크 부스터를 단시간에 초기 위치로 복귀시키기에 충분한 크기이어야 하므로, 예컨대 풋 브레이크 페달은, 브레이크 작동 후에 차량 운전자가 자신의 발을 뗄 경우 차량 운전자의 발을 따라간다. 차량 운전자는 느끼지 못하지만, 차량 브레이크는 브레이크 작동 후 확연히 지연되어 해제된다. 차량 브레이크 시스템도 작동 후 차량이 다시 단시간에 해제되어야 하고, 이로써 차량은 다시 브레이킹되지 않고 움직이며, 이것은 브레이크 부스터의 신속한 해제를 전제로 한다.

전기 기계식 브레이크 부스터의 정상 작동 시 복귀 스프링은 문제가 되지 않으며, 그 이유는 복귀 스프링을 압축하는데 필요한 힘은 전기 기계식 액추에이터에 의해 제공되고 근력에 의해 제공되지 않아도 되기 때문이다. 전기 기계식 액추에이터의 고장 시 차량 운전자는 브레이크 작동을 위해 근력으로 복귀 스프링을 압축해야 하고, 복귀 스프링의 스프링력은 메인 브레이크 실린더를 작동시키는 작동력을 상응하게 감소시킨다.

본 발명의 과제는 전기 기계식 액추에이터의 고장 시 바람직하게 더 작은 스프링력을 가진 다른 스프링이 근력에 의해서만 압축되는 전기 기계식 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 전기 기계식 브레이크 부스터에 의해 해결된다.

청구범위 제 1 항의 특징으로 포함하는 본 발명에 따른 전기 기계식 브레이크 부스터는 적어도 2개의 복귀 스프링들을 포함하고, 상기 복귀 스프링들 중 하나의 근력 전달 부재를 복귀시킨다. 다른 복귀 스프링(들)은 브레이크 부스터를 복귀시키지만, 근력 전달 부재에 작용하지 않는다. 이것은, 전기 기계식 액추에이터의고장 시 차량 운전자가 메인 브레이크 실린더를 근력 전달 부재의 복귀 스프링에 대해서만 근력으로 작동시켜야 하고, 전기 기계식 브레이크 부스터의 복귀를 위해, 그리고 특히 전기 기계식 액추에이터의 복귀를 위해 제공된 하나 또는 다수의 다른 복귀 스프링에 대해서는 작동시키지 않아도 되는 장점을 갖는다. 따라서 전기 기계식 액추에이터의 고장 시 더 많은 양의 근력이 메인 브레이크 실린더의 작동에 이용된다.

종속 청구항들은 청구범위 제 1 항에 제시된 본 발명의 대상의 바람직한 실시 및 개선을 포함한다.

청구범위 제 2 항은, 복귀 스프링이 근력 전달 부재를 위해 다른 복귀 스프링(들)보다 작은 스프링력을 갖는 것이 제안된다. 이로써 차량 운전자는 전기 기계식 액추에이터의 고장 시 복귀 스프링을 압축하기 위해 비교적 작은 힘만 제공하면 되므로, 브레이크 작동을 위해 운전자에 의해 제공된 근력의 많은 부분은 실제로 메인 브레이크 실린더를 작동시킨다.

본 발명은 하기에서 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명된다. 도면은 본 발명의 이해와 설명을 위한 간단한 개략도이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 기계식 브레이크 부스터의 단면도.

도면에 도시된 본 발명에 따른 전기 기계식 브레이크 부스터(1)는 중공 실린더형 하우징(2)을 포함하고, 상기 하우징은 유압식 메인 브레이크 실린더(3)에 플랜지 결합된다. 브레이크 부스터(1)의 하우징(2) 내에 페달 로드(4)가 동축으로 배치되고, 상기 페달 로드는 도시되지 않은 풋 브레이크 페달에 힌지식으로 연결될 수 있다. 페달 로드(4)와 메인 브레이크 실린더(3)의 피스톤(5) 사이에 반응 디스크(6)가 배치되고, 상기 디스크에 의해 피스톤(5)이 메인 브레이크 실린더(3) 내로 가압될 수 있고, 즉 메인 브레이크 실린더(3)와 이것에 연결된 도시되지 않은 유압식 차량 브레이크 시스템을 공지된 방식으로 작동시킬 수 있다. 도시되지 않은 풋 브레이크 페달을 밟음으로써, 즉 근력에 의해 작동이 이루어진다. 페달 로드(4)는 일반적으로 근력 전달 부재(19)라고도 할 수 있다.

페달 로드(4)는 부스터 바디(7) 내에 동심으로 배치되고, 상기 부스터 바디는 브레이크 부스터(1)의 하우징(2) 내에서 축방향으로 이동 가능하게 배치된다. 브레이크 부스터(7)는 외부관(8)과 내부관(9)을 가진 이체형의 포개어 끼울 수 있는(telescopic) 관으로 형성되고, 페달 로드(4)는 메인 브레이크 실린더(3) 내에서 부스터 바디(7)의 내부관(9)으로부터 멀리 이동 가능하게 배치된다. 내부관(9)에 대한 페달 로드(4)의 이동 거리는 종동부(10)에 의해 제한된다. 부스터 바디(7)의 내부관(9)은 실린더형 함몰부를 갖고, 상기 함몰부에 반응 디스크(6)가 수용된다. 부스터 바디(7)의 끼워 넣을 수 있는 기능은 브레이크 부스터(1)의 전체 길이를 단축시킬 수 있다.

브레이크 부스터(1)는 복귀 스프링들(11, 12)을 포함하고, 상기 스프링들은 2개의 메인 브레이크 실린더(3)에 지지된다. 더 강한 복귀 스프링(11)은 부스터 바디(7)의 외부관(8)에 대해 가압하고, 더 약한 복귀 스프링(12)은 부스터 바디(7)의 내부관(9)에 대해 가압한다.

부스터 바디(7)의 외부관(8)은 래크(13)를 포함하고, 상기 래크는 전기 모터(15)에 의해 구동될 수 있는 기어 휠(14)과 맞물린다. 기어 휠(14)과 전기 모터(15)에 도시되지 않은 감속 기어장치가 접속될 수 있다. 래크(13)와 기어 휠(14)은 래크 기어장치를 형성하고, 상기 기어장치는 전기 모터(15)의 회전 구동 운동을 부스터 바디(7)의 이동을 위한 병진 운동으로 변환한다. 부스터 바디(7)는 반응 디스크(6)에 의해 피스톤(5)을 메인 브레이크 실린더(3) 내로 이동시키고, 즉 메인 브레이크 실린더(3)를 작동시키고, 상기 메인 브레이크 실린더에 의해 여기에 도시되지 않은 유압식 차량 브레이크 시스템을 작동시킨다. 브레이크 부스터(7), 래크 기어장치(13, 14) 및 전기 모터(15)는 전기 기계식 브레이크 부스터(1)의 전기 기계식 액추에이터(16)를 형성한다.

반응 디스크(6)는 고무 탄성 디스크이고, 상기 디스크는 페달 로드(4)와 부스터 바디(7)의 내부 튜브(9)가 상기 디스크로 가하는 힘을 메인 브레이크 실린더(3)의 피스톤(5)에 전달한다. 즉, 상기 디스크는 합산 부재를 형성한다.

메인 브레이크 실린더(3)의 작동을 위해 공지된 방식으로 도시되지 않은 풋 브레이크 페달을 밟고 이로 인해 상기 브레이크 페달에 연결된 페달 로드(4)는 메인 브레이크 실린더(3)의 방향으로 이동된다. 위치 센서(18)에 의해 부스터 바디(7)의 내부관(9)에 대한 페달 로드(4)의 상대 운동이 측정되고, 도시되지 않은 제어장치에 의해 전기 기계식 액추에이터(16)가 조절된다. 예컨대 조절은 "0"으로 이루어질 수 있고, 즉 액추에이터(16)의 전기 모터(15)는, 부스터 바디(7)의 내부관(9)이 상대 운동 없이 페달 로드(4)와 함께 이동되도록 전류를 공급받는다. 또한, 내부관(9)의 선행 또는 후행이 가능하다. 즉, 내부관(9)은 페달 로드(4)보다 더 또는 덜 이동된다. 또한, 페달 로드(4)의 필수 이동은 거리 센서(17)에 의해 측정될 수 있고, 액추에이터(16)의 전자식 조절에 포함된다. 거리 센서(17)는 반드시 필요하지 않고, 액추에이터(16)의 조절은 위치 센서(18)만으로도 충분하다. 페달 로드(4)와 부스터 바디(7)는 반응 디스크(6)를 통해 메인 브레이크 실린더(3) 방향으로 피스톤(5)에 힘을 가하고, 즉 상기 반응 디스크는 메인 브레이크 실린더를 작동시킨다. 페달 로드(4)를 통해 가해진 근력 대 액추에이터(16)에 의해 가해진 엑추에이터력의 비율, 즉 전기 기계식 브레이크 부스터(1)의 부스팅 팩터는 도시되지 않은 조절부에 의해 설정될 수 있고, 이 경우 힘 비율은 페달 로드(4)의 이동 거리에 대한 임의의 특성곡선을 가질 수 있다. 작동 종료 후에, 즉 페달 로드(4)에 더 이상 근력이 가해지지 않으면, 복귀 스프링들(11, 12)은 브레이크 부스터(1)를 다시 도시된 초기 위치로 이동시키고, 이것을 복귀 위치라고 한다.

전기 기계식 액추에이터(16)의 고장 시, 메인 브레이크 실린더(3)의 작동은 근력에 의해서만 이루어진다. 페달 로드(4)가 그리고 종동부(10)를 통해 부스터 바디(7)의 내부관(9)이 메인 브레이크 실린더(3)의 방향으로 이동된다. 반응 디스크(6)에 의해 페달 로드(4)는 피스톤(5)에 대해 가압하고, 메인 브레이크 실린더(3)를 작동 시킨다. 부스터 바디(7)의 외부관(8)은 이동되지 않고, 상기 부스터 바디 내에서 내부관(9)이 이동될 수 있다. 따라서, 복귀 스프링(11)은 부스터 바디(7)의 외부관(8)에 대해 가압하는 더 큰 스프링력에 의해 압축되지 않는다. 복귀 스프링(12)만 부스터 바디(7)의 내부관(9)에 대해 가압하는 작은 스프링력에 의해 압축된다. 따라서 전기 기계식 액추에이터(16)의 고장 시 근력에 의해서만 메인 브레이크 실린더(3)의 작동을 위해, 복귀 스프링(12)만 더 작은 스프링력에 의해 압축되어야 하고, 복귀 스프링(11)은 더 큰 스프링력에 의해 압축되어서는 안 되고, 이것은 즉 복귀 스프링(12)만 더 작은 스프링력에 의해 근력을 감소시키므로, 근력 제공 시 피스톤(5)을 움직이는 작동력은 2개의 복귀 스프링들(11, 12)이 압축되어야 할 때보다 크다.

3 메인 브레이크 실린더
11, 12 복귀 스프링
16 액추에이터
19 근력 전달 부재

Claims

근력 전달 부재(19), 전기 기계식 액추에이터(16) 및 하나의 복귀 스프링(11, 12)을 포함하는 전기 기계식 브레이크 부스터로서, 상기 근력 전달 부재를 통해 메인 브레이크 실린더(3)가 근력에 의해 작동될 수 있고, 상기 액추에이터에 의해 상기 메인 브레이크 실린더(3)가 작동될 수 있고, 상기 복귀 스프링은 브레이크 부스터를(1) 작동 후에 초기 위치로 복귀시키는 브레이크 부스터에 있어서,
상기 브레이크 부스터(1)는 적어도 2개의 복귀 스프링들(11, 12)을 포함하고, 상기 스프링들 중 하나의 스프링은 근력 전달 부재(19)를 복귀시키고, 다른 스프링은 액추에이터(16)를 복귀시키는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터.
제 1 항에 있어서, 상기 근력 전달 부재(19)용 복귀 스프링(12)은 더 작은 스프링력을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터.
제 1 항에 있어서, 상기 액추에이터(16)는 전기 모터(15)와 회전-/병진-변환 기어장치(13, 14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터.
제 3 항에 있어서, 상기 액추에이터(16)는 회전-/병진-변환 기어장치로서 래크 기어장치(13, 14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터.
제 1 항에 있어서, 상기 액추에이터(16)는 전기 기계식 액추에이터(16)의 액추에이터력을 상기 메인 브레이크 실린더(3)의 피스톤(5)에 전달하기 위한, 포개어 끼울 수 있는 부스터 바디(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크 부스터.