KR20120046192A - 유압 어큐뮬레이터 장치 및 유압 어큐뮬레이터 장치 작동 방법 - Google Patents

유압 어큐뮬레이터 장치 및 유압 어큐뮬레이터 장치 작동 방법 Download PDF

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디르크 만코프
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 전체 브레이크 시스템 -하나의 브레이크 시스템은 종래의 부분 및 다른, 예컨대 리쿠퍼러티브 부분으로 이루어짐- 의 부분으로서 브레이크 회로 내에서 또는 브레이크 페달에 있는 피스톤-실린더 유닛 내에서 체적 변위를 일으킬 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이는 브레이크 시스템의 다른 부분의 추가 브레이크 작용을 기초로 브레이크 시스템의 유압 부분 내의 제어 가능한 브레이크 부스터에 의해 압력 상태의 변동을 보상하고, 상이한 브레이크 시스템의 브레이크 작용을 혼합하여 전체 브레이크 작용을 형성하며, 운전자가 브레이크 페달에서 페달의 위치 변동에 의해 이를 구현하지 않도록 하기 위해 사용된다. 이 방법은 예컨대 차량에 사용되며, 차량에서 브레이크 지연은 전류 발생을 위한 제너레이터로서 전기 기계의 작동에 의해 야기되고, 차량은 다른 브레이크 시스템 또는 백업 브레이크 시스템으로서 종래의, 유압 브레이크 시스템을 추가로 포함한다.

Description

유압 어큐뮬레이터 장치 및 유압 어큐뮬레이터 장치 작동 방법{Hydraulic accumulator system and method for operating a hydraulic accumulator system}
본 발명은 전체 브레이크 시스템 -하나의 브레이크 시스템은 종래의 부분 및 다른, 예컨대 리쿠퍼러티브(recuperative) 부분으로 이루어짐- 의 부분으로서 브레이크 회로 내에서 또는 브레이크 페달에 있는 피스톤-실린더 유닛 내에서 체적 변위를 일으킬 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
자동차의 유압식 브레이크 시스템에서, 대개 브레이크 페달은 운전자에 의해(경우에 따라 브레이크 부스터의 지지와 함께) 기계식으로 메인 실린더 내의 피스톤을 작동 및 이동시키고, 메인 브레이크 실린더의 출구에는 유압 장치가 연결된다. 이로 인해, 브레이크액이 유압 장치(예컨대 ESP 또는 ABS) 내로 도입되고 휠 브레이크 실린더로 안내된다. 거기서, 도입된 체적은 브레이크 압력을 높이고, 브레이크 디스크에 브레이크 라이닝을 압착시킴으로써 브레이크 작용을 일으킨다.
전기 모터가 자동차의 구동을 위해 제공되는 차량에서, 전기 모터가 구동부로서 사용되는 것이 아니라 제너레이터로서 사용되는 주행 상황에서 전기 모터는 예컨대 배터리를 충전시키기 위해 사용될 수 있다. 제너레이터로서 전기 모터의 작동은 차량의 운동 에너지가 전기 에너지로 변환되는 브레이크 작용을 일으킨다. 이를 리쿠퍼러티브 브레이크라 한다. 브레이킹 시에 얻어지는 에너지는 더 늦은 시점에 다시 달리, 예컨대 차량의 구동을 위해 사용될 수 있다.
제너레이터에 의해 브레이킹에 기여하는 제너레이터 모멘트는 일반적으로 자동차의 속도에 의존하므로, 브레이킹 동안 변화되거나 또는 제너레이터에 의해 발생된 브레이크 작용은 불충분하다. 이러한 변화되는 제너레이터 모멘트를 보상하기 위해 또는 이를 보충하기 위해, 리쿠퍼러티브 브레이크 시스템이 유압 브레이크 시스템과 결합되어 전체 브레이크 시스템을 형성할 수 있다.
운전자에 의해 예컨대 브레이크 페달 작동을 통해 의도된 전체 브레이크 모멘트가 미리 정해지면, 유압 브레이크 시스템에 의해 전체 브레이크 모멘트와 제너레이터 모멘트 사이의 차이가 제공되고, 예컨대 제너레이터 모멘트가 운전자에 의해 의도된 전체 브레이크 모멘트에 비해 너무 작으면, 유압 브레이크 시스템 내의 압력 상승에 의해 제공된다. 압력 변동, 예컨대 유압 브레이크 시스템에서 브레이크 부스터의 작용의 변동에 의한 압력 변동은 종래의 브레이크 시스템에서 대개 브레이크 페달의 작동 거리를 변화시키고 이는 운전자를 당황하게 한다.
따라서, 브레이크 페달은 종종 운전자에 대한 페달 감각을 발생시키기 위해 페달 거리 시뮬레이터와 연결되고, 브레이크 페달은 브레이크 시스템으로부터 완전히 분리되며, 유압 브레이크 시스템 내의 압력 상승은 순수하게 예컨대 어큐뮬레이터로부터 나온 외력에 의해 생긴다. 그러나, 이는 외력이 없을 때 브레이크 페달과 휠 브레이크 사이의 기계식 결합이 없어서, 단지 운전자에 의한 비상 작동가능성이 없는 위험을 야기한다.
WO 2004/101308에는 유압 브레이크 시스템을 재생 브레이크 시스템과 함께 작동함으로써 높은 브레이크 쾌적성을 얻기 위해, 유압 브레이크 시스템 내의 압력 상태가 변화될 수 있는 방법이 개시된다. 이를 위해, 상기 간행물에서는 브레이크 수단의 체적이 저압 어큐뮬레이터 내로 배출된다. 펌프의 작동에 의해 저압 어큐뮬레이터로부터 브레이크 매체가 다시 유압 브레이크 회로에 공급될 수 있다.
본 발명의 과제는 운전자 입구 힘이 주어질 때 운전자를 당황하게 하는 브레이크 페달 위치의 변화를 피하면서, 전체 브레이크 장치의 리쿠퍼러티브 부분으로부터 나온 제너레이터 모멘트와 유압식 브레이크 장치의 브레이크 모멘트를 결합할 수 있는 유압 어큐뮬레이터 장치 및 유압 어큐뮬레이터 장치 작동 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 운전자 입구 힘이 주어질 때 운전자를 당황하게 하는 브레이크 페달 위치의 변화를 피하면서, 전체 브레이크 장치의 리쿠퍼러티브 부분으로부터 나온 제너레이터 모멘트와 유압식 브레이크 장치의 브레이크 모멘트를 결합할 수 있는 청구항 제 1항의 특징을 가진 본 발명에 따른 장치 및 청구항 제 6항의 특징을 가진 본 발명에 따른 방법에 의해 해결된다. 추가로, 비상의 경우 유압 브레이크 시스템에 대한 브레이크 페달의 기존 결합에 의해 대비책이 주어진다.
이 목적을 위해, 유압 어큐뮬레이터 장치가 유압 브레이크 시스템에 연결되고, 상기 브레이크 시스템은 다른, 비-유압식 브레이크 시스템과 함께 전체 브레이크 시스템을 형성한다. 유압 어큐뮬레이터 장치는 메인 실린더, 및 상기 유압식 브레이크 시스템 내에 접속된 하나 이상의 휠 브레이크와 연결된다.
본 발명의 핵심은 유압 어큐뮬레이터 장치가 다른 브레이크 시스템의 작동 상태에 따라 유압식 브레이크 시스템으로부터 나온 체적을 수용하고, 유지하거나 또는 자동으로 유압 브레이크 시스템 내로 송출하는 것이다. 유압 브레이크 시스템으로부터 또는 유압 브레이크 시스템 내로의 체적 수용 및/또는 송출에 의해, 서두에 언급된 브레이크 페달의 페달 위치의 변동이 저지될 수 있다. 상기 자동 송출에 의해 특히 어큐뮬레이터를 비우기 위한 추가의 체적 송출 장치, 예컨대 반송 펌프가 필요 없게 되고, 이로 인해 경제적인 실시예가 구현된다.
바람직한 실시예에서, 다른 브레이크 시스템의 상기 작동 상태는 전체 브레이크 작용에 대한 다른 브레이크 시스템의 몫의 변화로 나타난다. 특히, 유압 어큐뮬레이터 장치는
- 다른 브레이크 시스템의 몫이 증가하면, 체적의 수용이 이루어지고, 및/또는
- 다른 브레이크 시스템의 몫이 감소하면, 체적의 송출이 이루어지도록
작동된다.
바람직한 실시예에서, 유압 어큐뮬레이터 장치는 하나 이상의 피스톤, 하나 이상의 실린더 및 하나 이상의 탄성 부재를 포함한다. 유압 어큐뮬레이터 장치는 막 어큐뮬레이터 및/또는 금속 폴딩 어큐뮬레이터, 및 어큐뮬레이터 기능을 가진 다른 체적 수용 유닛의 형태일 수 있다.
또한, 유압식 연결부를 차단하기 위한 수단들이 제공되며, 이들에 의해 유압 어큐뮬레이터 장치가 유압 브레이크 시스템에서 휠 브레이크로부터 분리될 수 있다. 상기 차단 수단들은 상기 유압 어큐뮬레이터 장치에 의해
- 체적이 수용될 수 있고 또는
- 체적이 유지될 수 있고
- 체적이 송출될 수 있도록
제어된다.
특히, 브레이크 시스템은 이 브레이크 시스템용 작동 부재를 포함하고, 상기 작동 부재는 유압 어큐뮬레이터 장치와도 연결된 피스톤-실린더 유닛을 포함한다. 이 유압식 연결부도 다른 차단 수단에 의해 차단될 수 있다. 다른 차단 수단에 의해 유압 어큐뮬레이터 장치가 작동 부재 내에 통합된 피스톤-실린더 유닛의 방향으로 비워질 수 있다.
또한, 유압 어큐뮬레이터 장치의 하나 이상의 실린더. 피스톤-실린더 유닛의 실린더, 및 메인 실린더의 횡단면들은, 결과하는 압력 상태로 인한 유압 어큐뮬레이터와 관련한 유압식 브레이크 시스템 내의 체적 이송이 가능하도록 선택된다. 또한, 하나 이상의 탄성 부재의 예비 응력 및 설계, 및 경우에 따라 유압 어큐뮬레이터 장치 내 기존 압력 레벨이 고려되어야 한다.
본 발명에 따른 방법에서, 유압 어큐뮬레이터 장치가 다른 브레이크 시스템의 작동 상태에 따라, 유압식 브레이크 시스템으로부터 나온 브레이크액 체적을 수용하고, 유지하며 다시 이것 내로 송출하도록, 특히 다른 브레이크 시스템의 브레이크 모멘트 변화에 따라 수용하고, 유지하며 송출하도록 작동된다.
또한, 다른 브레이크 시스템의 작동 상태는 전체 브레이크 작용에 대한 다른 브레이크 시스템의 몫의 변화로 나타내질 수 있다. 전체 브레이크 작용에 대한 다른 브레이크 시스템의 몫이 증가하면, 유압 어큐뮬레이터 장치는 체적을 수용하고, 상기 몫이 감소하면, 유압 어큐뮬레이터 장치는 체적을 송출한다.
다른 실시예에서, 유압 브레이크 시스템은 운전자에 의해 제공되는 브레이크력을 증대시키는 브레이크 부스터를 포함한다. 이 브레이크 부스터는 -다른 브레이크 시스템과 조합해서- 전체 브레이크 작용을 발생시키도록 제어된다. 다른 브레이크 시스템의 몫이 증가하면, 브레이크 부스터의 작용이 감소하고, 다른 브레이크 시스템의 몫이 감소하면, 브레이크 부스터의 작용이 커진다. 브레이크 부스터의 작동에 의해 생긴 브레이크 페달의 페달 이동은 유압 어큐뮬레이터 장치의 본 발명에 따른 작동에 의해 저지되고, 특히 유압 브레이크 시스템으로부터 및/또는 유압 브레이크 시스템 내로 체적 수용 및/또는 체적 송출에 의해 저지된다. 페달 이동은 완전히 및/또는 적어도 부분적으로 보상된다.
또한, 제어 가능한 차단 수단들이 제공되고, 상기 차단 수단들은 유압 어큐뮬레이터 장치와 유압 브레이크 시스템 사이의 하나 이상의 유압식 연결부를 차단하며 그 제어에 의해 유압식 브레이크 시스템으로부터 및/또는 내로 브레이크액의 체적 송출 및/또는 체적 수용 그리고 브레이크액의 체적 저장이 제어된다.
바람직하게는 다른 차단 수단들이 제공되고, 상기 다른 차단 수단들은 유압식 브레이크 시스템에 연결된 휠 브레이크를 유압 어큐뮬레이터 장치 및 메인 실린더로부터 유압식으로 분리한다. 유압식 브레이크 시스템에 있는 제어 가능한 브레이크 부스터에 의해, 유압식 브레이크 시스템으로부터 휠 브레이크를 분리할 때 유압 어큐뮬레이터 장치가 제어 가능한 브레이크 부스터의 작동에 의해 충전될 수 있다.
특히, 어큐뮬레이터로부터 체적을 배출할 수 있는 압력 레벨을 높이기 위해, 어큘레이터가 예비 충전됨으로써, 어큐뮬레이터로부터 유압식 브레이크 시스템 또는 피스톤-실린더 유닛 내로의 재도입이 더 높은 압력 레벨에서 가능하다. 이는 유압 어큐뮬레이터 장치의 구조적 설계에 의해서도 가능해질 수 있다.
본 방법의 바람직한 실시예에서, 운전자가 브레이크를 걸지 않는 주행 상황에서 어큐뮬레이터가 예비 충전된다.
본 발명에 의해, 운전자 입구 힘이 주어질 때 운전자를 당황하게 하는 브레이크 페달 위치의 변화를 피하면서, 전체 브레이크 장치의 리쿠퍼러티브 부분으로부터 나온 제너레이터 모멘트와 유압식 브레이크 장치의 브레이크 모멘트를 결합할 수 있는 유압 어큐뮬레이터 장치 및 유압 어큐뮬레이터 장치의 작동 방법이 제공된다.
도 1a는 유압식 브레이크 시스템 내에 통합된 본 발명에 따른 장치로서, 도 1b에 도시된 것과는 다른 실시예.
도 2는 제너레이터 모멘트의 접속 상태에서 페달에서 거리 보상이 실시되는 것을 나타낸 3개의 단계.
도 3은 제너레이터 모멘트의 차단 상태에서 페달에서 거리 보상이 실시되는 것을 나타낸 3개의 단계.
도 4는 어큐뮬레이터 유닛이 2개의 챔버를 포함하고, 어큐뮬레이터가 도 1과는 달리 입구 챔버 내로 비워지는 것이 아니라 유압식 브레이크 시스템 내로 비워지는, 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예.
도 5는 도 4의 실시예와 유사하지만 단 하나의 챔버만을 포함하는 다른 실시예.
바람직한 실시예에서, 종래의 유압 부분(예컨대 ESP, ABS 부품 포함) 및 추가의 부분으로 이루어진 전체 브레이크 시스템이 전제된다. 실시예의 목적을 위해, 브레이크 작용을 위한 추가의 몫이 리쿠퍼러티브 브레이크 시스템에 의해 생기고, 제너레이터 모멘트로 발생되는 것으로 가정한다. 브레이크 시스템의 종래 부분은 입구 장치(101)로 이루어지고, 상기 입구 장치를 통해 운전자의 힘(102)이 브레이크 시스템 내로 도입될 수 있다. 상기 운전자의 힘은 예컨대 제어 가능한 브레이크 부스터로부터 나오는 지지력과 함께 결합 부재(104)에서, 예컨대 반응 디스크에서 결합된다. 상기 제어 가능한 브레이크 부스터는 전기 기계식 부스터 및 예컨대 전기로 제어 가능한 밸브를 가진 제어 가능한 진공 브레이크 부스터일 수 있지만, 다른 실시예도 가능하다. 결합 부재(104)는 브레이크 시스템의 메인 실린더(106)의 입구 로드와 기계식으로 연결(105)된다. 상기 메인 실린더(106)는 도 1에서 탠덤 메인 실린더(106)로서 도시되지만, 메인 실린더의 이 실시예에 제한되지 않는다. 메인 실린더(106)는, 브레이크 시스템의 하나 이상의 브레이크 회로로 안내되어 브레이크 회로에 접속된 휠 브레이크(도시되지 않음)를 메인 실린더(106)에 유압식으로 연결하는 브레이크액에 대한 2개의 연결부(107a, 107b)를 포함한다. 메인 실린더(106)와 휠 브레이크 사이의 유압식 연결부는 제어 가능한 밸브(124)에 의해 차단될 수 있다. 종래의 재송출 시스템에서, 밸브(124)는 예컨대 유압 장치의 입구 밸브의 형태로, 예컨대 전환 밸브의 형태로 주어질 수 있다. 이 점까지는 종래의 브레이크 시스템과 큰 차이점이 없다. 입구의 힘은 경우에 따라 지지력과 결합해서 운전자의 브레이크 요구를 메인 실린더 내의 압력 변동에 의해 유압 브레이크 시스템 내로 전달한다.
추가의 브레이크 모멘트가 혼합되어야 하면, 하나 이상의 브레이크 회로 내의 브레이크 압력을 조정하는 장치가 필요하다. 이는 제어 가능한 브레이크 부스터로부터 나오는 지지력의 조정에 의해 보장될 수 있다. 이로 인해, 유압식 브레이크 시스템 내의 압력 및 그에 따라 체적 수용이 변화되고, 이는 작동 유닛이 이동되게 한다.
이를 방지하기 위해, 브레이크 페달 거리의 변동이 저지되어야 한다.
이를 위해, 출구들(107a, 107b) 중 하나 이상의 출구가 추가의 부품(108)과 유압식으로 연결되고, 상기 부품은 피스톤(110)을 포함하는 입구 챔버(109)와 추가로 유압식으로 연결된다.
입구 챔버(109) 및 피스톤(110)은 구조적으로 입구 장치(101) 내로 통합된다. 어큐뮬레이터 유닛(108)은 2개의 전환 밸브들(111, 113) 및 하나의 피스톤-실린더 유닛으로 이루어지고, 상기 피스톤-실린더 유닛은 2개의 피스톤들(114, 115) 및 상이한 횡단면을 가진 2개의 챔버들(121, 122)로 이루어진다. 상기 피스톤들은 예비 응력을 받는 스프링(116)에 의해 결합된다. 추가로, 피스톤(115)은 압축 스프링(123)을 통해 유압 어큐뮬레이터의 우측 챔버(122)의 하우징과 연결된다. 큰 횡단면을 가진 챔버는 밸브(111)에 의해 브레이크 회로로부터 분리되고, 작은 횡단면을 가진 챔버는 밸브(113)에 의해 입구 챔버(109)로부터 분리된다. 유압 브레이크 시스템의 종래 작동은 밸브들(111 및 113)이 폐쇄된 상태로 유지됨으로써 또는 밸브(111)가 폐쇄된 상태로 유지되고 피스톤(109)이 스토퍼에 배치됨으로써 가능하고, 후자의 경우 밸브(113)는 개방될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 전체 브레이크 장치의 2개의 전형적인 작동 상황을 참고로 설명된다. 이를 위해, 전술한 제 1 실시예에 따른 설명이 전제된다.
- 상황 1: 운전자는 브레이크를 걸고, 제너레이터 모멘트가 접속되거나 증가(도 2)
- 상황 2: 운전자 및 제너레이터 모멘트가 브레이크를 걸고, 제너레이터 모멘트가 차단되거나 감소(도 3).
용어들은 상기 도면에 상응한다.
본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법이 제너레이터 모멘트의 접속 및 차단시에만 작용하는 것이 아니라 제너레이터 모멘트의 양 변화시에도 작용하는 것은 분명하다. 도 2a에는 제 1 단계에서 어떻게 운전자가 운전자의 요구를 기초로 운전자 힘을 브레이크 시스템 내로 도입하는지가 개략적으로 도시된다. 여기서, 입구 장치(101)는 운전자에 의해 이동된다. 운전자는 순수하게 종래 방식대로 브레이크를 건다. 추가로, 결합 부재에 제어 가능한 브레이크 부스터의 지지력이 가해진다. 전술한 바와 같이, 이 브레이크 상황에서는 밸브들(111 및 113)이 폐쇄되거나, 또는 밸브(111)가 폐쇄되고 피스톤(109)이 스토퍼에 배치되며, 이 겨우 밸브(113)가 개방될 수 있다.
이제 제너레이터 모멘트가 접속되면, 이 모멘트는 차량을 추가로 지연시킨다. 운전자는 이제 종래 방식 및 리쿠퍼러티브 방식으로 브레이크를 건다. 일정한 지연을 보장하기 위해, 지지력은 조절 가능한 브레이크 부스터에 의해 도 2b에 도시된 바와 같이 감소된다. 이로 인해, 브레이크 시스템 내의 압력이 줄어들고, 브레이크 매체가 다시 메인 실린더로 흐른다. 메인 실린더의 피스톤, 및 결합 부재로의 기계식 연결로 인해 입구 장치(101)도 원래 작동 방향과 반대가 된다. 이러한 오프셋을 보상하기 위해, 밸브(111)가 개방되고 브레이크액은 브레이크 회로로부터 어큐뮬레이터 내로 배출된다. 이를 위해 밸브(113)는 폐쇄 상태로 유지된다.
이는 입구 장치(101)가 다시 원래 작동 방향으로 이동되게 한다. 제너레이터 모멘트의 접속으로 인한 입구 장치의 거리 차이는 어큐뮬레이터 장치 내로 브레이크 매체의 배출에 의해 완전히 또는 적어도 부분적으로 보상된다.
도 3에서, 운전자가 종래의 브레이크 시스템 및 리쿠퍼러티브 브레이크 시스템의 조합으로 브레이크를 건다는 것이 전제된다. 도 3a의 상황은 도 2c의 상황에 상응한다. 입구 장치(101)는 고정 작동 거리에 있다. 제너레이터 모멘트가 차단되면, 제어 가능한 브레이크 부스터는 더 큰 지지력을 제공함으로써, 운전자에 의해 -그 페달 위치를 기초로- 예상되는 일정한 브레이크 지연이 보장된다. 더 큰 지지력은 메인 실린더에서 더 큰 압력을 일으키며, 상응하는 브레이크 매체의 체적은 브레이크 회로 내로 이동되고, 피스톤은 지지력의 방향으로 이동됨으로써 입구 장치(101)도 지지력의 방향으로 이동된다. 여기서도 이러한 이동을 보상하기 위해, 어큐뮬레이터의 우측 챔버로부터 나온 체적이 밸브(113)의 개방에 의해 입구 장치(101) 내의 입구 챔버(109) 내로 배출됨으로써, 피스톤(110)은 운전자의 방향으로 이동되고, 따라서 입구 장치의 거리 차이가 제너레이터 모멘트의 감소에 의해 완전히 또는 적어도 부분적으로 보상된다.
브레이크 과정의 종료 후에, 밸브들(111 및 113)은 개방되고 어큐뮬레이터는 -경우에 따라 스프링들(116 및 123)의 작용에 의한 지원을 받아서- 다시 출발 상태로 되돌아갈 수 있다. 이를 위해, 우측 챔버(122)는 브레이크액을 입구 부재로부터 꺼내고, 좌측 챔버(121)는 브레이크액을 브레이크 회로 또는 메인 실린더의 저장 용기로 송출한다. 여기에 도시되지 않은 대안적 가능성은 2개의 챔버들 중 각각으로부터 하나 이상의 브레이크액 저장 용기까지, 특히 메인 실린더의 저장 용기까지 직접 차단 가능한 유압식 연결부에 의해 시스템에 다시 브레이크액을 공급하는 것이다.
2개의 챔버로 이루어진 어큐뮬레이터 유닛의 상기 실시예에 의해, 압력 레벨이 상승한다. 예컨대, 우측 피스톤의 횡단면이 좌측 피스톤의 횡단면의 1/3이고 스프링(116)의 예비 응력은 좌측 챔버에 5 바아의 압력이 생기도록 설계되면, 브레이크액이 우측 챔버로부터 적어도 15 바아의 압력으로 꺼내질 수 있지만, 좌측 챔버 내로 미리 배출된 체적의 1/3이다.
스프링의 예비 응력은 예컨대 2개의 피스톤의 구속에 의해 또는 어큐뮬레이터 내로 브레이크액의 배출에 의해 야기될 수 있고 그로부터 스프링의 고정이 발생될 수 있다. 또한, 입구 피스톤(110)에 대한 힘이 메인 실린더 내의 힘보다 작다는 사실이 이용된다.
유압 어큐뮬레이터의 작동을 위한 전술한 조치에 추가해서, 유압 어큐뮬레이터가 예비 충전될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 방법에서 브레이크 부스터의 작동에 의해 이루어지므로, 상기 브레이크 부스터가 힘을 메인 실린더 피스톤(105)에 가함으로써, 체적이 하나 이상의 접속된 브레이크 회로 및 유압 어큐뮬레이터의 방향으로 이동된다. 브레이크액의 체적을 유압 어큐뮬레이터, 정확히 말하면 그 좌측 챔버에 공급하기 위해, 밸브(111)가 개방되고 밸브(113)가 폐쇄된다.
또한, 유압 어큐뮬레이터의 예비 충전 동안 브레이크 작용을 방지하기 위해, 휠 브레이크에 대한 유압 연결이 밸브(124)에 의해 차단된다. 종래의 재송출 시스템에서, 이는 유압 장치의 입구 밸브, 예컨대 전환 밸브의 폐쇄에 의해 이루어진다. 이러한 예비 충전에 의해 우측 챔버로부터 나온 더 많은 브레이크액이 더 작은 횡단면으로 인한 더 높은 압력 레벨로 사용될 수 있어서, 사용 분야가 넓어진다. 브레이크 부스터에 의한 예비 충전에 의해서도 스프링(116)의 예비 응력이 발생된다.
본 발명에 따른 장치의 대안적 실시예는 도 1에 도시된 117을 사용하는 것이다. 2개의 밸브와 제 1 실시예(도 1)의 2부분의 피스톤-실린더 유닛(108)이 조합해서, 2개의 챔버(114, 115, 121, 122)를 가진 피스톤-실린더 유닛이 단 하나의 챔버(120)를 가진 어큐뮬레이터로서 피스톤-실린더 유닛으로 대체된다. 이 피스톤-실린더 유닛은 압축 스프링(118) 및 피스톤(119)을 포함한다. 모든 다른 부품들은 동일하게 유지된다(111, 113).
적용된 방법은 2개의 결합된 어큐뮬레이터 챔버를 가진 전술한 실시예에서와 동일하다.
실시예로서, 브레이크 부스터의 증폭 팩터가 5이고, 챔버(120)의 횡단면은 메인 실린더의 횡단면과 동일하며, 입구 챔버(109)의 횡단면은 메인 실린더의 횡단면의 0.75이다. 어큐뮬레이터 챔버(120) 내에서 스프링(118)의 예비 응력은 챔버 내의 압력이 5 바아이며 스프링의 강성은 무시될 수 있을 정도로 설계된다. 브레이크 시스템 내의 압력은 제너레이터 모멘트가 혼합되기 전에 20 바아이다. 메인 실린더 직경이 25.4일 때, 메인 실린더에 대한 힘은 1013 N이고 운전자에 의해 가해진 메인 실린더에 대한 힘의 양은 1013/(5+1) = 168N 이다. 유체가 입구 챔버 내로 배출되면, 5 바아 및 메인 실린더의 횡단면의 0.75인 입구 챔버의 횡단면으로 190 N의 운전자 입구 힘이 극복될 수 있다. 입구 피스톤(110)의 횡단면이 메인 실린더의 횡단면보다 더 작기 때문에, 유압 어큐뮬레이터로부터 입구 챔버로 브레이크액의 배출에 의해 생긴 거리가 브레이크 회로로부터 브레이크액의 배출에 의해 보상되는 거리보다 더 크다. 이 방법이 도 2 및 도 3을 참고로 상기에 설명된 방법과 유사하기 때문에, 상세한 설명은 생략된다. 2개의 실린더를 가진 유압 어큐뮬레이터에서의 설명과 유사하게, 단 하나의 실린더를 가진 실시예에서 유압 어큐뮬레이터는 브레이크 부스터의 작동, 밸브(111)의 개방, 밸브(124)의 폐쇄에 의한 휠 브레이크에 대한 유압식 연결부의 차단, 및 밸브(113)의 폐쇄에 의해 예비 충전된다.
본 발명에 따른 장치(403)의 대안적 실시예는 도 4에 도시된다. 이 도면에서 부재들의 도면 부호는 도 1에서와 동일하다. 이 실시예에서는 도 1에 비해 유압 어큐뮬레이터가 입구 챔버(109) 내로 비워지는 것이 아니라, 어큐뮬레이터 내에 원래 주어졌던 것보다 더 높은 압력 하에 체적이 다시 브레이크 시스템에 공급된다. 이러한 이유 때문에, 입구 부재 내의 피스톤과 어큐뮬레이터 유닛 사이의 유압식 연결이 제공되지 않는다. 이 실시예에 의해서도 제너레이터 브레이크 모멘트의 접속 또는 상승시 및 그로 인해 브레이크 부스터의 지지력 감소시 작동 부재의 위치 변동은 전술한 방법과 유사하게, 밸브(401)의 개방에 의해 브레이크액이 2 챔버 어큐뮬레이터의 좌측 저압 챔버 내로 배출됨으로써, 적어도 부분적으로 보상될 수 있다.
제너레이터 모멘트가 차단되거나 감소되면, 일정한 브레이크 지연을 위해 지지력이 다시 상승되어야 한다. 이 경우 페달 이동을 적어도 부분적으로 보상하기 위해, 압력 어큐뮬레이터로부터 나온 액체가 밸브(402)의 개방을 통해 브레이크 회로에 공급됨으로써 필요한 체적 보상을 한다. 이 방법은 도 2 및 도 3을 참고로 상기에 설명된 방법과 유사하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
브레이크 과정 후에, 밸브들(401 및 402)이 개방되고 -경우에 따라 스프링(116 및 123)의 작용에 의해 지원받아서- 챔버의 충전 레벨이 브레이킹 전 상태로 재형성됨으로써, 어큐뮬레이터가 그 출발 상태로 된다. 도 1과는 달리, 우측 챔버(122)는 이 경우 액체를 브레이크 회로 및/또는 메인 실린더로부터 빼내진다. 여기서도, 2개의 챔버들 중 각각으로부터 하나 이상의 브레이크액 저장 용기까지, 특히 메인 실린더의 저장 용기까지 직접 차단 가능한 유압 연결부에 의해 시스템에 다시 브레이크액을 공급하는 도시되지 않은 대안적 가능성이 있다.
작동 부재의 이동을 완전히 보상하기 위해, -도 1의 유압 어큐뮬레이터에서 설명한 것과 유사하게- 도 4의 유압 어큐뮬레이터는 밸브(124)에 의해 휠 브레이크에 대한 유압식 연결이 차단되면, 밸브(402)의 폐쇄시 및 밸브(401)의 개방시 브레이크 부스터의 작동에 의해 예비 충전된다.,
본 발명에 따른 장치(502)의 대안적 실시예는 도 5에 도시된다. 이 상황에서는 다시 단 하나의 챔버만을 가진 어큐뮬레이터 변형예가 사용된다. 여기서도, 도 4에서와 같이 입구 부재에 대한 유압식 연결부는 없다. 나머지 부품들은 도 1에 도시된 것에 상응하기 때문에 다시 도면 부호를 표시하지 않는다.
제너레이터 모멘트를 접속할 때 브레이크 회로로부터 나온 체적은 밸브(501)의 개방시 어큐뮬레이터 내로 빼내질 수 있고, 제너레이터 모멘트의 차단시 어큐뮬레이터로부터 상기 체적이 브레이크 회로 내로 배출될 수 있다. 이로 인해, 브레이크 부스터에 의한 지지력의 변동으로 인한 입구 장치(101)의 위치 변동이 저지된다. 이 방법은 도 2 및 도 3을 참고로 설명된 방법과 유사하기 때문에 상세히 설명되지 않는다. 도 1의 유압 어큐뮬레이터에서 설명한 바와 유사하게, 이 실시예에서 유압 어큐뮬레이터는 브레이크 부스터의 작동, 밸브(111)의 개방 및 밸브(124)에 의한 휠 브레이크에 대한 유압식 연결부의 차단에 의해 예비 충전됨으로써, 체적이 높은 압력 하에서 브레이크 회로 내로 배출될 수 있다.
메인 실린더(106), 피스톤-실린더 유닛(109 및 110) 및 유압 어큐뮬레이터(108, 117, 403 및 502)의 챔버(들)의 횡단면들의 치수 설계 및 스프링(116, 118 및 123)의 예비 응력 및 설계는 예컨대 브레이크 회로, 메인 실린더, 입구 챔버 내에 주어진 압력 레벨에 따라, 이들로부터 브레이크 매체의 흐름이 밸브의 개방에 의해 구조적인 한계 내에서 어큐뮬레이터로부터 또는 어큐뮬레이터 내로 거리 보상을 가능하게 하도록 선택된다. 특히, 이러한 치수 설계에 의해 보상 가능한 거리의 값이 설정될 수 있다. 이 경우, 어큐뮬레이터의 충전 레벨이 고려된다. 더 정확히 말하면, 어큐뮬레이터는 그 최대 충전 레벨에 도달할 때까지 브레이크액을 수용하거나 또는 그것이 완전히 비워질 때까지 송출할 수 있다.
도시된 실시예에서, 브레이크 시스템에서 빼내지거나 또는 브레이크 시스템에 또는 입구 챔버에 공급되는 브레이크액의 양은 밸브의 제어에 의해 조절된다. 물론, 전술한 바와 같이 관련 유압 부품의 압력 레벨이 체적 이송을 허용한다는 전제하에서 그러하다. 체적 교환을 제어하기 위해, 밸브들(111, 113, 401, 402 및 501)은 제어 유닛에 접속된다(도시되지 않음). 이 제어 유닛은 예컨대 유압 장치 또는 브레이크 부스터의 제어 유닛의 형태로 브레이크 시스템 내에 이미 제공되어 있을 수 있다.
전술한 모든 실시예에서, 피스톤-실린더 유닛과 스프링 및 밸브의 조합으로서 유압 어큐뮬레이터의 설명은 어떤 방식으로도 제한적으로 이해되어서는 안된다. 특히, 막 어큐뮬레이터 및/또는 금속 폴딩 어큐뮬레이터 및/또는 어큐뮬레이터 기능을 가진 다른 체적 수용 유닛도 가능하다.
유압 어큐뮬레이터의 설명은 여기서 브레이크 회로에 접속된 어큐뮬레이터로제한되지 않으며, 방법 및 장치도 소수의 접속된 브레이크 회로로 제한되지 않는다. 또한, 다른 브레이크 회로에 접속된 밸브의 위치는, 예컨대 메인 실린더에 접속된 다른 브레이크 회로의 입구 밸브가 유압 어큐뮬레이터의 충전시 충전에 의한 브레이크 작용을 피하기 위해 중요할 수 있다.
어큐뮬레이터를 제어 가능한 브레이크 부스터를 통해 예비 충전시키는 대신, 브레이크 회로 및/또는 유압 실린더에 -경우에 따라 추가로- 및/또는 어큐뮬레이터에 직접 유압식으로 연결된 다른 방식의 체적 송출 유닛이 이것을 수행하며, 예컨대 ESP-유압 장치의 재송출 펌프가 수행한다. 브레이크 시스템 내의 체적 송출 유닛의 설명 및 위치 설정에 따라, 경우에 따라 밸브의 밸브 위치가 고려되어야 하고, 상기 밸브는 체적 송출 유닛과 유압 어큐뮬레이터 사이의 유압 연결부 내에 배치된다.
요약하면, 본 발명은 전체 브레이크 시스템 -하나의 브레이크 시스템은 종래의 부분 및 다른, 예컨대 리쿠퍼러티브 부분으로 이루어짐- 의 부분으로서 브레이크 회로 내에서 또는 브레이크 페달에 있는 피스톤-실린더 유닛 내에서 체적 변위를 일으킬 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이는, 브레이크 시스템의 다른 부분의 추가 브레이크 작용을 기초로 브레이크 시스템의 유압 부분 내의 제어 가능한 브레이크 부스터에 의해 압력 상태의 변동을 보상하고, 상이한 브레이크 시스템의 브레이크 작용을 혼합하여 전체 브레이크 작용을 형성하며, 운전자가 브레이크 페달에서 페달의 위치 변동에 의해 이를 구현하지 않도록 하기 위해 사용된다. 이 방법은 예컨대 차량에 사용되며, 차량에서 브레이크 지연은 전류 발생을 위한 제너레이터로서 전기 기계의 작동에 의해 야기되고, 차량은 다른 브레이크 시스템 또는 백업 브레이크 시스템으로서 종래의, 유압 브레이크 시스템을 추가로 포함한다.
101 작동 부재
102 브레이크력
106 메인 실린더
108, 117, 403, 502 유압 어큐뮬레이터 장치
109, 110 피스톤-실린더 유닛
111, 124, 401, 402, 501 차단 수단
114, 115, 119 피스톤
116, 118, 123 스프링
120, 121, 122 실린더

Claims (12)

  1. 전체 브레이크 시스템의 유압식 브레이크 시스템 내에 사용하기 위한 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)로서, 상기 전체 브레이크 시스템은 상기 유압식 브레이크 시스템과 더불어 유압식 특성을 갖지 않는 하나 이상의 다른 브레이크 시스템을 포함하고, 상기 유압식 브레이크 시스템은 하나의 메인 실린더(106) 및 하나 이상의 휠 브레이크를 포함하는, 유압 어큐뮬레이터 장치에 있어서,
    상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)는 상기 메인 실린더(106)의 출구 및 하나 이상의 휠 브레이크와 유압식으로 연결되고, 상기 다른 브레이크 시스템의 작동 상태에 따라 상기 유압식 브레이크 시스템으로부터 나온 체적이 수용하거나, 유지하거나 또는 자동으로 상기 유압식 브레이크 시스템 내로 송출하는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 다른 브레이크 시스템의 작동 상태는 전체 브레이크 작용에 대한 상기 다른 브레이크 시스템의 몫의 변화로 나타나고,
    특히
    - 상기 다른 브레이크 시스템의 몫이 증가하면, 체적의 수용이 이루어지고, 및/또는
    - 상기 다른 브레이크 시스템의 몫이 감소하면, 체적의 송출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 유압 어큐뮬레이터 장치는
    - 하나 이상의 피스톤(114, 115, 119), 하나 이상의 실린더(121, 122, 120), 및 하나 이상의 탄성 부재, 특히 하나 이상의 스프링(116, 123, 118)을 포함하거나, 또는
    - 막 어큐뮬레이터 및/또는 금속 폴딩 어큐뮬레이터 및/또는 어큐뮬레이터 기능을 가진 다른 체적 수용 유닛의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 유압식 브레이크 시스템은 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502), 메인 실린더(106) 및 상기 하나 이상의 휠 브레이크 사이의 유압식 연결부를 차단하기 위한 차단 수단들(111, 124, 401, 402, 501)을 포함함으로써, 상기 하나 이상의 휠 브레이크가 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502) 및 상기 메인 실린더(106)로부터 유압식으로 분리될 수 있고, 특히 상기 유압식 브레이크 시스템이 상기 브레이크 시스템용 작동 부재(101)를 포함하고, 상기 작동 부재는 피스톤-실린더 유닛(109, 110)을 포함하며, 상기 피스톤-실린더 유닛은 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117)와 유압식으로 연결되고, 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117)와 상기 피스톤-실린더 유닛(109, 110) 사이의 유압식 연결부를 차단하기 위한 제어 가능한 차단 수단(113)이 제공되고,
    상기 유압식 브레이크 시스템으로부터 나온 체적의 수용, 상기 체적의 저장 및 상기 체적을 상기 유압식 브레이크 시스템 내로 송출이 상기 차단 수단들(111, 113, 124, 401, 402, 501)의 제어에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치.
  5. 제 1항, 제 3항 및/또는 제 4항에 있어서,
    - 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)의 하나 이상의 실린더(121, 122, 120) 및 상기 작동 장치(101) 내의 실린더(109), 및 상기 메인 실린더(106)의 횡단면들, 및/또는
    - 상기 하나 이상의 탄성 부재(116, 123, 118)의 예비 응력 및 설계, 및/또는
    - 유압 브레이크 시스템 내에 설정된 압력과 관련해서 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)의 부하 상태는
    브레이크액의 체적의 수용 및/또는 특히 자동 송출 및/또는 저장이 구조에 기인한 한계 내에서 가능하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치.
  6. 전체 브레이크 시스템의 유압식 브레이크 시스템 내의 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)의 작동 방법으로서, 상기 전체 브레이크 시스템은 상기 유압식 브레이크 시스템과 더불어 유압식 특성을 갖지 않는 하나 이상의 다른 브레이크 시스템을 포함하고, 상기 유압식 브레이크 시스템은 하나의 메인 실린더(106) 및 하나 이상의 휠 브레이크를 포함하는, 유압 어큐뮬레이터 장치의 작동 방법에 있어서,
    상기 메인 실린더(106)의 하나 이상의 출구(107a, 107b) 및 상기 하나 이상의 휠 브레이크와 유압식으로 연결된 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)는 상기 다른 브레이크 시스템의 작동 상태에 따라 상기 유압식 브레이크 시스템으로부터 나온 체적을 수용하거나, 유지하거나 또는 자동으로 상기 유압식 브레이크 시스템 내로 송출하는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치의 작동 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 다른 브레이크 시스템의 작동 상태는 전체 브레이크 작용에 대한 상기 다른 브레이크 시스템의 몫의 변화로 나타나고,
    특히
    - 상기 다른 브레이크 시스템의 몫이 증가하면, 체적의 수용이 이루어지고, 및/또는
    - 상기 다른 브레이크 시스템의 몫이 감소하면, 체적의 송출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치의 작동 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 유압식 브레이크 시스템은 운전자에 의해 제공된 브레이크력(102)을 지지력만큼 증대시키는 작용을 하는 브레이크 부스터, 및 상기 브레이크 시스템용 작동 부재(101)를 포함하고, 상기 브레이크 부스터는
    - 상기 다른 브레이크 시스템에 기인한 브레이크 모멘트 증가시, 상기 브레이크 부스터의 작용은 감소함으로써, 및/또는
    - 상기 다른 브레이크 시스템에 기인한 브레이크 모멘트의 감소시, 상기 브레이크 부스터의 작용이 커짐으로써,
    상기 전체 브레이크 시스템에 의해 제공된 전체 브레이크 모멘트가 실질적으로 일정하고, 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)는 상기 유압식 브레이크 시스템으로부터 및/또는 상기 유압식 브레이크 시스템 내로 체적 수용 및/또는 체적 송출에 의해, 상기 브레이크 부스터에 의해 제공된 지지력의 변동에 의해 야기된 상기 작동 부재(101)의 위치의 변동이 저지되게, 특히 상기 변동이 완전히 또는 적어도 부분적으로 보상되게 작동되도록
    작동되는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치의 작동 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 하나 이상의 유압식 연결부를 차단하기 위한 차단 수단들(111, 113, 401, 402, 501)이 제공되고, 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)와 상기 하나 이상의 휠 브레이크와 상기 메인 실린더(106) 사이의 하나 이상의 유압식 연결부, 및 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)와 상기 피스톤-실린더 유닛(109, 110) 사이의 하나 이상의 유압식 연결부는 상기 제어 가능한 차단 수단들(111, 113, 124, 401, 402, 501)에 의해 차단되고, 상기 유압식 브레이크 시스템으로부터 및/또는 상기 유압식 브레이크 시스템 내로 상기 브레이크액의 체적 송출 및/또는 체적 수용 및 상기 브레이크액의 체적 저장이 상기 차단 수단들(111, 113, 401, 402, 501)의 제어에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치의 작동 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 유압식 브레이크 시스템은 제어 가능한 브레이크 부스터를 포함하며, 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502) 및 상기 메인 실린더(106)로부터 상기 휠 브레이크를 유압식으로 분리하기 위한 하나 이상의 휠 브레이크와 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)와 상기 메인 실린더(106) 사이의 유압식 연결부를 차단하기 위한 차단 수단(124)을 포함하고, 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)는 상기 차단 수단(124)의 폐쇄시 상기 브레이크 부스터의 제어에 의해 그리고 상기 차단 수단(111, 113, 401, 402, 501)의 제어에 의해 충전되는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치의 작동 방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 어큐뮬레이터 유닛(108, 117, 403, 502)으로부터 나온 체적이 상기 유압식 브레이크 시스템에 공급될 때, 상기 유압 어큐뮬레이터 유닛(108, 117, 403, 502) 내의 압력 레벨은
    - 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)의 디자인에 의해 및/또는
    - 상기 브레이크 부스터에 의한 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)의 충전에 의해, 및/또는
    - 상기 브레이크 회로로부터 나온 체적을 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502) 내로 배출에 의해 상기 유압 어큐뮬레이터 장치의 충전에 의해 상승되는, 특히 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)가 상기 체적을 자동으로 송출하도록 상승되는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치의 작동 방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 유압 어큐뮬레이터 장치(108, 117, 403, 502)는 운전자가 브레이크를 걸지 않는 주행 상황에서 상기 브레이크 부스터에 의해 충전되는 것을 특징으로 하는 유압 어큐뮬레이터 장치의 작동 방법.
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