KR20110125109A - 유압 브레이크 부스터 - Google Patents

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KR20110125109A KR1020100044668A KR20100044668A KR20110125109A KR 20110125109 A KR20110125109 A KR 20110125109A KR 1020100044668 A KR1020100044668 A KR 1020100044668A KR 20100044668 A KR20100044668 A KR 20100044668A KR 20110125109 A KR20110125109 A KR 20110125109A
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황용석
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주식회사 만도
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Abstract

본 발명의 일 측면은 브레이크 페달감을 향상시킬 수 있는 브레이크 부스터를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 부스터는 오일포트를 통하여 작동유를 공급받는 부스트 챔버를 가지는 하우징과, 하우징의 일단과 체결되는 마스터 실린더와, 브레이크 페달과 연계되어 진퇴 운동하는 인풋 로드와, 인풋 로드와 함께 슬라이딩 진퇴 운동하는 푸쉬 로드와, 푸쉬 로드와 함께 진퇴 운동하도록 하우징에 마련된 부스트 피스톤과, 부스트 피스톤과 함께 진퇴 운동하도록 마스터실린더 내에 마련된 제1피스톤 및 제2피스톤을 포함하며, 부스트 챔버에는 브레이크 페달의 반력을 내주는 시뮬레이션부가 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

유압 브레이크 부스터{HYDRAULIC BRAKE BOOSTER}
본 발명은 유압 브레이크 부스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시뮬레이션부를 부스트 챔버에 마련하여 페달 시뮬레이션을 위한 별도의 유압회로를 구성하지 않도록 하는 유압 브레이크 부스터에 관한 것이다.
일반적으로 브레이크 부스터(Brake booster)는 운전자가 브레이크 페달을 밟을 때 가해진 힘보다 훨씬 큰 출력을 발생시키는 장치이다.
도 1은 종래 유압 브레이크 부스터를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 하우징(1)과, 하우징(1)과 결합된 마스터 실린더(3)와, 마스터 실린더(3)와 결합되어 작동유를 공급하도록 마련된 작동유 저장소(5)와, 하우징(1)과 결합되어 브레이크 페달(10)의 반력을 내주도록 마련된 페달 시뮬레이터(2)를 포함한다.
이러한 유압 브레이크 부스터의 정상 제동시에는, 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하면 이 브레이크 페달(10)과 연결된 입력축(7)은 축방향으로 좌측으로 전진한다. 이렇게 이동한 입력축(7)의 변위는 페달변위센서(7a)에 감지되고 이 감지신호는 전자제어유닛(미도시)으로 전달된다. 전자제어유닛은 운전자의 제동의지에 상응하는 제동 유압을 생성하기 위하여 펌프를 작동시킨다. 펌프는 고압의 작동유를 발생하고 이 작동유는 축압기에 저장된다. 이때, 축압기에 저장된 작동유는 부스트 챔버에 공급되어 피스톤(9)을 좌측으로 이동시킨다. 이에 따라 피스톤(9)은 마스터 실린
더(3)의 내부에 있던 작동유를 압축하여 휠브레이크(Wheel Brake)로 전달하고 제동력을 발생시킨다.
한편, 유압 브레이크 부스터의 긴급 제동시에는, 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하면 이 브레이크 페달(10)과 연결된 입력축(7)은 콘트롤플런저(8)를 전진시킨다. 이때, 콘트롤플런저(8)는 피스톤(6)을 전진시킨다. 따라서, 피스톤(6)은 마스터 실린더부(3)의 내부에 있던 작동유를 압축하여 제동력을 발생시킨다.
본 발명의 일 측면은 브레이크 페달감을 향상시킬 수 있는 브레이크 부스터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 측면은 페달 시뮬레이션을 위한 시뮬레이션 챔버를 생략하여브레이크 부스터의 부피를 작게할 수 있는 브레이크 부스터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 부스터는 오일포트를 통하여 작동유를 공급받는 부스트 챔버를 가지는 하우징과, 하우징의 일단과 체결되는 마스터 실린더와,브레이크 페달과 연계되어 진퇴 운동하는 인풋 로드와, 인풋 로드와 함께 슬라이딩진퇴 운동하는 푸쉬 로드와, 푸쉬 로드와 함께 진퇴 운동하도록 하우징에 마련된 부스트 피스톤과, 부스트 피스톤과 함께 진퇴 운동하도록 마스터 실린더 내에 마련된 제1피스톤 및 제2피스톤을 포함하며, 부스트 챔버에는 브레이크 페달의 반력을 내주는 시뮬레이션부가 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 부스트 챔버와 시뮬레이션부는 동축으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 시뮬레이션부는 부스트 챔버에 삽입된 서포터와, 일단은 푸쉬 로드에 의해 지지되고 타단은 서포터의 일측에 의해 지지되는 제1시뮬레이션 스프링, 일단은 부스트 챔버에 의해 지지되고 타단은 서포터의 타측에 의해 지지되는 제2시뮬레이션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 서포터 및 부스트 피스톤에는 오일포트에 대응 형성된 관통부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 부스터는 부스트 챔버에 설치된 시뮬레이션부에 의해 브레이크 페달감을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 페달 시뮬레이션을 위한 별도의 챔버를 생략하여 부피를 작게할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 유압 브레이크 부스터를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압 브레이크 부스터를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 유압 브레이크 부스터의 일부를 확대하여 나타낸 도면
이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유압 브레이크 부스터가 정상 제동되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유압 브레이크 부스터가 긴급 제동되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압 브레이크 부스터를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 유압 브레이크 부스터의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 브레이크 부스터(10)는 오일포트(110)를 통하여 작동유를 공급받는 부스트 챔버(120)를 가지는 하우징(100)과, 하우징(100)의 일단과 체결되며 제1피스톤(210)과 제2피스톤(220)을 수용하는 마스터 실린더(200)와, 마스터
실린더(200)의 상부에 결합되어 작동유를 저장하기 위한 작동유 저장소(300)와, 작동유 저장소(300)와 연결되어 유압을 발생하기 위한 유압
발생장치(400)와, 인풋 로드(130)의 변위를 측정하기 위한 페달변위센서(500)와, 페달에 반력을 제공하기 위해 부스트 챔버(120)에 마련되는 시뮬레이션부(600)를 포함하여 구성된다.
하우징(100)의 부스트 챔버(120)에는 인풋 로드(130), 푸쉬 로드(140), 부스트 피스톤(150) 및 시뮬레이션부(600)가 수용된다.
인풋 로드(130)는 브레이크 페달과 연계되어 진퇴 운동하고, 푸쉬 로드(140)는 인풋 로드(130)와 연계되어 슬라이딩 진퇴 운동하게 된다.
부스트 피스톤(150)은 푸쉬 로드(140)와 연계되어 진퇴 운동하고, 마스터 실린더(200) 내에 마련된 제1 및 제2피스톤(210,220)은 부스트 피스톤(150)과 함께 진퇴 운동하게 된다.
페달변위센서(500)는 인풋 로드(130)에 연결되어 인풋 로드(130)의 변위를 감지한다. 이렇게 감지된 신호는 전자제어유닛(450)에 전달되고, 전자제어유닛(450)은 인풋 로드(130)의 변위를 계측하고 유압발생장치(400)에 마련된 밸브(430,440)를 제어한다.
작동유 저장소(300)는 마스터 실린더(200)와 유압발생장치(400)에 작동유를 공급한다. 작동유 저장소(300)에는 작동유가 유출되는 유출구가 마련되어 마스터 실린더(200)에 작동유를 공급한다.
유압발생장치(400)는 작동유 저장소(300)에서 공급된 작동유를 압축하여 오일포트(110)를 통하여 부스트 챔버(120)로 공급한다.
유압발생장치(400)에는 작동유 저장소(300)에서 공급된 작동유를 고압으로 압축하기 위한 유압펌프(410)가 마련되어 있다. 이 유압펌프(410)에서 압축된 고압의 작동유는 어큐뮬레이터(420)에 저장된다.
유압발생장치(400)는 작동유의 흐름을 제어하기 위해서 제1전자밸브(430), 제2전자밸브(440)를 포함한다. 제1전자밸브(430)는 정상상태에서는 밸브가 닫혀있다가 제동시 전자제어유닛(450)에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동하는 NormallyClose 솔레노이드 밸브로 이루어진다. 또한, 제2전자밸브(440)는 정상상태에서는 밸브가 열려 있다가 제동시 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동하는 Normally Open 솔레노이드 밸브로 이루어진다.
한편, 유압발생장치(400)에는 어큐뮬레이터(420)의 압력을 일정 범위 내에서 유지하기 위하여 어큐뮬레이터(420)의 충진 압력을 측정하는 제1압력센서(460)가 구비되고, 부스트 챔버(120)의 압력 제어를 위하여 부스트 챔버(120)의 압력을 측정하는 제2압력센서(470)가 구비될 수 있다.
따라서, 전자제어유닛(450)이 페달 변위에 해당하는 제동 압력을 계산하고 부스트 챔버(120)에 이에 해당하는 압력을 공급하기 위하여 제2전자밸브(440)를 차단한 상태에서 제1전자밸브(430)를 개방하여 어큐뮬레이터(420)에 충진되어 있는 압력을 부스트 챔버(120)에 공급하게 된다.
부스트 챔버(120)는 오일포트(110)를 통해서 고압의 작동유를 받기 위한 공간으로, 유압발생장치(400)에서 생성된 고압의 작동유가 부스트 챔버(120)로 공급되면,고압의 작동유는 부스트 피스톤(150)을 이동시켜 제동력을 발생시키게 된다.
이때, 부스트 피스톤(150)에는 오일포트(110)에 대응 형성되는 제1관통부(151)가구비되는데, 부스트 피스톤(150)은 제1관통부(151)를 통하여 부스트 피스톤(150)의 내부로 고압의 작동유를 공급받을 수 있게 된다.
부스트 챔버(120)에는 브레이크 페달의 반력을 내주기 위한 시뮬레이션부(600)가 마련된다. 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 인풋 로드(130)의 이동과 함께 푸쉬로드(140)가 좌측으로 전진하여 시뮬레이션부(600)가 작동된다.
이러한 시뮬레이션부(600)는 부스트 챔버(120)에 삽입된 서포터(610)와, 일단은 푸쉬 로드(140)에 의해 지지되고 타단은 서포터(610)의 일측에 의해 지지되는 제1시뮬레이션 스프링(620)과, 일단은 부스트 챔버(120)에 의해 지지되고 타단은 서포터(610)의 타측에 의해 지지되는 제2시뮬레이션 스프링(630)을 포함한다.
서포터(610)에는 오일포트(110) 및 부스트 피스톤(150)의 제1관통부(151)에 대응형성되는 제2관통부(611)가 구비되어 부스트 피스톤(150)의 내부로 고압의 작동유를 공급받을 수 있게 된다.
즉, 오일포트(110)를 통하여 부스트 챔버(120)로 작동유가 공급되면, 작동유는 서포터(610)의 제2관통부(611)와 부스트 피스톤(150)의 제1관통부(151)를 순차적으로 통과하여 부스트 피스톤(150)의 내벽을 가압함으로써 제동력을 발생시키게 된다. 여기서, 제1시뮬레이션 스프링(620)의 스프링 탄성계수와 제2시뮬레이터 스프링(630)의 스프링 탄성계수는 적절히 조절될 수 있다.
따라서, 제1 및 제2시뮬레이션 스프링(620,630)은 운전자가 브레이크페달을 밟으면 브레이크페달의 작동에 의한 인풋 로드(130)의 전진운동과 연계되어 푸쉬 로드(140)가 전진할 때 탄성 압축된다. 압축된 탄성력은 푸쉬 로드(140)에 반력을 제공하여 푸쉬 로드(140)를 후진시켜 푸쉬 로드(140)를 원상 복귀시킨다.
한편, 푸쉬 로드(140)와 부스트 피스톤(150)의 사이는 일정 크기로 이격 간격(G)이 형성된다. 이격 간격(G)은 제동 과정에 부스트 피스톤(150)에서 발생한 압력이 푸쉬 로드(140)를 통해서 인풋 로드(130)로 전달되지 않도록 한다. 따라서, 제동 과정에서 부스트 피스톤(150)에서 발생한 압력이 이격 간격(G)으로 인하여 브레이크 페달로 전달되지 않게 된다.
또한, 마스터 실린더(200)의 제1피스톤(210)과 제2피스톤(220)에는 제1스프링(211)과 제2스프링(221)이 구비되어 있다. 제1스프링(211)과 제2스프링(221)은 제1피스톤(210)과 제2피스톤(220)이 압축되면서 탄성력이 저장된다. 이 탄성력은 제1피스톤(210)을 미는 힘이 탄성력보다 작아질 때 제1 및 제2피스톤(210,220)을 밀어서 원상복귀 시킨다.
한편, 푸쉬 로드(140) 및 부스트 피스톤(150)의 주위에는 작동유가 누설되거나 외부로부터 이물질이 침입되는 것을 방지하기 위한 탄성재질의 실링부재(160)가 마련되어 있다.
다음, 본 발명에 따른 유압 브레이크 부스터의 작동을 정상 제동과, 급제동또는 유압 브레이크 시스템에 전원이 공급되지 않는 긴급 제동의 경우에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유압 브레이크 부스터가 정상 제동되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 운전자가 브레이크 페달을 가압하면 이 브레이크 페달과 연결된 인풋 로드(130)는 좌측으로 전진하고, 이와 동시에 푸쉬 로드(140)도 좌측으로 전진하게 된다.
이때, 인풋 로드(130)의 이동은 페달변위센서(500)에 의해 감지되고, 감지된 신호는 전자제어유닛으로 전달되어, 전자제어유닛은 제동 유압을 생성하기 위하여 유압펌프(410)를 동작시킨다. 이러한 유압펌프의 동작으로 고압의 작동유가 어큐뮬레이터(420)에 저장된다. 이 고압의 작동유는 하우징(100)에 마련된 오일포트(110)를 통하여 부스트 챔버(120)로 공급된다. 부스트 챔버(120)로 공급된 작동유는 서포트의 제2관통부(611)와 부스트 피스톤(150)의 제1관통부(151)를 순차적으로 통과하여 부스트피스톤(150)의 내벽을 밀게 된다.
부스트 피스톤(150)은 마스터 실린더(200)의 제1피스톤(210)을 밀고, 마스터 실린더(200)의 제1피스톤(210)은 마스터 실린더(200)의 제2피스톤(220)을 밀어서 마스터실린더(200)에 고여 있던 작동유를 압축하여 고압의 작동유를 생성한다.
한편, 브레이크 페달을 밟는 힘에 의해서 전진한 푸쉬 로드(140)는 제1 및 제2시뮬레이터 스프링(620,630)의 탄성력에 의해서 후진하게 된다. 후진되는 푸쉬 로드(140)는 인풋 로드(130)을 후진시켜 브레이크 페달을 원상태로 복귀시킨다.
다음, 유압 브레이크 부스터가 긴급 제동되는 경우를 살펴본다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유압 브레이크 부스터가 긴급 제동되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유압 브레이크 부스터(10)가 긴급 제동되는경우는 운전자가 브레이크 페달을 가압하면 이 브레이크 페달과 연결된 인풋 로드(130)는 좌측으로 전진하고, 이와 동시에 푸쉬 로드(140)도 좌측으로 전진하게 된다.
이때, 푸쉬 로드(140)가 부스트 피스톤(150)과의 이격 간격(G) 이상을 전진하여 부스트 피스톤(150)을 직접 밀어 주게 된다. 전진한 부스트 피스톤(150)은 마스터 실린더(200)의 제1피스톤(210)을 밀어주고, 마스터 실린더(200)의 제1피스톤(210)은 마스터 실린더(200)의 제2피스톤(220)을 밀어주게 되어, 마스터 실린더(200) 내에 있던 작동유를 압축하여 제동 유압을 형성한다. 이렇게 형성된 제동유압은 휠브레이크로 전달되어 제동력을 발생시킨다.
10...유압 브레이크 부스터 100...하우징
200...마스터 실린더 300...작동유 저장소
400...유압발생장치 500...페달변위센서
600...시뮬레이션부 610...서포터
620...제1시뮬레이션 스프링 630...제2시뮬레이션 스프링

Claims (4)

  1. 오일포트를 통하여 작동유를 공급받는 부스트 챔버를 가지는 하우징과, 상기하우징의 일단과 체결되는 마스터 실린더와, 브레이크 페달과 연계되어 진퇴 운동하는 인풋 로드와, 상기 인풋 로드와 함께 슬라이딩 진퇴 운동하는 푸쉬 로드와, 상기 푸쉬 로드와 함께 진퇴 운동하도록 상기 하우징에 마련된 부스트 피스톤과, 상기 부스트 피스톤과 함께 진퇴 운동하도록 상기 마스터 실린더 내에 마련된 제1피스톤 및 제2피스톤을 포함하며,
    상기 부스트 챔버에는 상기 브레이크 페달의 반력을 내주는 시뮬레이션부가마련되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 부스터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부스트 챔버와 상기 시뮬레이션부는 동축으로 형성되는 것을 특징으로하는 유압 브레이크 부스터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는 상기 부스트 챔버에 삽입된 서포터와, 일단은 상기 푸쉬로드에 의해 지지되고 타단은 상기 서포터의 일측에 의해 지지되는 제1시뮬레이션스프링, 일단은 상기 부스트 챔버에 의해 지지되고 타단은 상기 서포터의 타측에 의해 지지되는 제2시뮬레이션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크부스터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서포터 및 상기 부스트 피스톤에는 상기 오일포트에 대응 형성된 관통부가 구비되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 부스터.
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