KR20120117789A - 압력 변조 실린더를 구비한 제동 시스템 - Google Patents

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요혠 마이어
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 휠 제동 장치(15a 내지 15d)에 제동 압력을 형성하기 위한 주 제동 실린더(2)를 구비한 자동차용 제동 장치에 관한 것이다. 개별 휠 제동 장치(15a 내지 15d)에서의 제동 압력이 개별적으로 변화할 수 있도록, 주 제동 실린더(2)와 휠 제동 장치(15a 내지 15d) 사이에는 복수의 챔버(17, 18)를 구비한 압력 변조 실린더(7)가 제공되며, 이때 제1 챔버(17)는 제1 유체 라인(19)을 통해 주 제동 실린더(2)와 연결되고, 제2 챔버(17)는 제2 유체 라인(20)을 통해 하나 이상의 휠 제동 장치(15a 내지 15d)와 연결된다. 제1 챔버(17)와 제2 챔버(18)는 밸브(12)가 개재된 유체 라인을 통해 서로 연결된다. 이러한 제동 시스템은 특히 간단하게 형성되며, 이에 따라 비용면에서 유리하게 구현될 수 있다.

Description

압력 변조 실린더를 구비한 제동 시스템{BRAKE SYSTEM HAVING A PRESSURE MODULATION CYLINDER}
본 발명은 하나 이상의 압력 변조 실린더를 구비한 새로운 유형의 제동 시스템에 관한 것이다.
대체로, 최근의 차량들은 예를 들어 ESP와 같은 구동 다이내믹 폐회로 제어 장치 또는 ABS를 위해 구성된 제동 시스템을 갖는다. 이러한 유형의 제동 시스템들은 휠 제동 장치에서 제동 압력을 형성하거나 해제하기 위해 개회로 제어 장치에 의해 자동으로 제어되는, 예를 들어 유입 밸브 및 배출 밸브와 같은 일련의 밸브들을 포함한다. 또한, 대개 유압 펌프가 제공되며, 이러한 유압 펌프에 의해 휠 제동 장치에서 자동으로 제동 압력이 형성될 수 있다.
DE 10 2005 055 751 A1호에는 유압 펌프 대신에 압력 변조 실린더를 포함하는 유압 제동 시스템이 공지되어 있으며, 이러한 압력 변조 실린더에 의해 휠 제동 장치에서 제동 압력이 능동적으로 형성되거나 해제될 수 있다. 그러나, 이러한 제동 시스템에서는 전기 에너지 공급에 이상이 있을 때 스위치 오프되어야 하는 경로 시뮬레이터가 필요하다. 또한, 낮은 압력에서 브레이크 오일의 흡입("후속 흡입")을 방지해야 하는 저압 전자 밸브가 제공된다. 따라서, 이러한 공보에 설명된 제동 시스템은 비교적 복잡하고 비용이 많이 든다.
따라서, 본 발명의 목적은 훨씬 더 간단하게 형성되면서 제동 압력을 자동으로 변화시킬 수 있는, 압력 변조 실린더를 포함하는 제동 시스템을 구성하는 것이다.
본 발명에 따라, 주 제동 실린더와 휠 제동 장치 사이에 복수의 챔버를 포함한 압력 변조 실린더가 제공되는 제동 장치가 제시된다. 이 경우, 압력 변조 실린더의 제1 챔버는 제1 유체 라인을 통해 주 제동 실린더와 연결되고, 제2 챔버는 제2 유체 라인을 통해 하나 이상의 휠 제동 장치와 연결된다. 또한, 압력 변조 실린더의 제1 챔버와 제2 챔버는 밸브가 개재된 유체 라인을 통해 서로 연결된다. 이러한 구조는 특히 간단하며, 운전자가 풋 브레이크 페달의 작동을 통해 종래의 방식으로 제동 압력을 형성하는 표준 모드로 제동 시스템의 작동을 가능하게 할 뿐만 아니라, 예를 들어 ABS 폐회로 제어 또는 자동 압력 형성이 실행될 수 있는 자동 모드로 작동을 가능하게도 한다.
바람직하게 각각의 휠 제동 장치에는 고유의 조합식 유입/배출 밸브가 할당되며, 이러한 유입/배출 밸브는 종래의 유입 밸브의 기능뿐만 아니라 배출 밸브의 기능도 담당한다. 즉, 별도의 유입 밸브 및 배출 밸브를 제공하는 것이 더 이상 요구되지 않는다.
바람직하게 본 발명에 따른 조합식 유입/배출 밸브는 압력 변조 실린더의 2개 챔버들을 서로 연결하는 유체 라인 내부에 배치된 상술한 밸브와 휠 제동 장치 사이에 배치된다.
바람직하게 압력 변조 실린더의 2개 챔버들 사이에서 스위칭되는 밸브는 유체 라인을 통해 주 제동 실린더와 연결되고 추가의 유체 라인을 통해 유입/배출 밸브들 중 하나 또는 복수의 유입/배출 밸브와 연결된다.
바람직하게 압력 변조 실린더에 의해 형성된 제동 압력은 휠 압력 센서에 의해 측정된다. 바람직하게 휠 압력 센서는 압력 변조 실린더의 휠측 출력부와 유입/배출 밸브 사이에 배치된다.
본 발명에 따른 압력 변조 실린더는 2개 또는 복수의 챔버들을 포함할 수 있다. 바람직하게 이러한 챔버들은 변위 가능한 피스톤에 의해 서로 분리된다. 바람직하게 이러한 피스톤은 예를 들어 전동기와 같은 피스톤 구동 장치에 의해 구동된다.
바람직하게 압력 변조 실린더의 챔버들은 각각 하나의 입력부를 포함하고, 이러한 입력부는 동시에 출력부로서 기능한다.
복수의 제동 회로를 포함하는 제동 장치에서, 바람직하게 각각의 제동 회로는 고유의 압력 변조 실린더를 포함한다. 바람직하게는 제동 회로마다 정확히 하나의 압력 변조 실린더가 제공된다.
복수의 제동 회로를 포함하는 제동 장치에서, 복수의 압력 변조 실린더들은 단 하나의 구동 장치에 의해 구동될 수 있다. 바람직한 일 실시예에 따라, 이러한 경우에 전체 제동 시스템 내에 단 하나의 압력 변조 실린더 구동 장치만이 제공된다. 이 경우, 개별 압력 변조 실린더의 이동은 바람직하게 동기식으로 실행된다. 대안적으로, 개별 압력 변조 실린더를 위한 다양한 구동 장치들도 제공될 수 있다.
바람직하게 본 발명에 따른 제동 장치의 밸브들은 2/2 경로 밸브로서 형성된다. 이러한 밸브들은 예를 들어 무전류 상태에서 개방될 수 있다.
바람직하게 휠 제동 장치에 존재하는 제동 압력은 관련된 유입/배출 밸브가 폐쇄될 때 측정되고 저장된다. 따라서, 휠 제동 장치에 가해지는 제동 압력은 공지되어 있으며, 더 이후의 시점에 예를 들어 압력 변조 실린더의 개회로 제어를 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 유입/배출 밸브가 개방되기 이전에 압력 변조 실린더의 피스톤은 관련된 유입/배출 밸브에서의 압력 강하가 대략 0바아인 위치가 된다. 이로 인해, 유입/배출 밸브의 개방시 압력 보상 운동이 방지된다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 예시적으로 하기에 더 상세히 설명되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제동 장치의 기본적인 기능을 설명하기 위한 1개 회로의 제동 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 2개 회로의 제동 시스템의 실시예를 도시한 도면이다.
도 1에는 더 양호한 도시를 위해 단 하나의 제동 회로만이 도시된 유압 제동 시스템의 바람직한 일 실시예가 도시되어 있다. 도시된 제동 시스템은 주 제동 실린더(2)에 작용하는 브레이크 페달(1)을 포함한다. 주 제동 실린더(2)에는 브레이크 오일 탱크(6)가 배치되어 있다. 브레이크 페달(1)에 가해지는 힘(F) 또는 페달 경로(s)는 힘센서(4) 또는 경로 센서(5)에 의해 측정될 수 있다. 운전자에 의해 형성된 제동 압력은 종래의 방식으로 소위 사전 압력 센서(3)에 의해 측정된다. 주 제동 실린더(2)의 출력부는 유압 라인(19)을 통해 압력 변조 실린더(7)와 연결된다.
이 경우, 압력 변조 실린더(7)는 2개의 챔버(17, 18), 즉 변위 가능한 피스톤(21)에 의해 서로 분리되는 제1 챔버(17)와 제2 챔버(18)를 포함한다. 피스톤(21)은 피스톤 구동 장치(8)에 의해 구동되며, 이러한 피스톤 구동 장치는 본 실시예에서 샤프트 상에 위치한 피니언을 구비한 전동기(10)와 래크(11)를 포함한다. 피니언 구동 장치(10)의 정확한 위치는 위치 센서(9)에 의해 측정될 수 있다. 좌측 또는 우측으로의(화살표 참조) 래크(11)의 구동을 통해 2개의 챔버(17, 18)의 체적은 변화할 수 있으며, 이에 따라 제동 압력이 휠 제동 장치(15a, 15b)에 형성되거나 해제될 수 있다.
압력 변조 실린더(7)의 2개 챔버들(17, 18)은 각각 하나의 입력부를 포함하고, 이러한 입력부는 동시에 출력부로서 사용된다. 제1 챔버(17)의 입력부는 주 제동 실린더와 연결되고, 또한 추가의 유체 라인(16)을 통해 2개의 휠 제동 장치(15a, 15b)와 연결된다. 이러한 유체 라인(16) 내에는 휠 제동 장치(15a, 15b)로의 분기부 이전에 과류 밸브(12)가 배치된다.
휠 제동 장치(15a, 15b) 각각은 관련된 조합식 유입/배출 밸브(14a, 14b)를 포함하며, 이러한 유입/배출 밸브는 각각 별도의 유체 라인 내에 배치된다. 2개의 밸브(14a, 14b)는 동시에 종래의 유입 밸브의 기능뿐만 아니라 배출 밸브의 기능도 담당한다. 밸브들(14a 및 14b)은 무전류 상태에서 개방된다(정상 열림).
압력 변조 실린더(7)의 제2 챔버(18)의 입력부는 추가의 유체 라인(20)을 통해 2개의 유입/배출 밸브(14a, 14b)와 연결된다. 이 경우, 2개의 챔버들(17, 18)은 과류 밸브(12)가 개재된 유체 라인(16)과, 유체 라인(20)을 통해 서로 연결된다. 이에 따라, 압력 변조 실린더(7)의 2개 챔버들(17, 18) 사이에는 과류 밸브(12)를 통해 체적 보상이 발생한다.
풋 브레이크 페달의 작동을 통한 종래의 상용 브레이크 작동시에 운전자의 제동 요구는 센서(4, 5 및/또는 3)를 통해 감지된다. 과류 밸브(12)는 이러한 작동 모드에서 폐쇄된다. 압력 변조 실린더(7)의 제1 챔버(17) 내에도 존재하는, 운전자에 의해 형성된 압력은 피스톤 구동 장치(8)의 이동(우측으로의 이동)을 통해 강화되므로, 제2 챔버(18) 및 휠 제동 장치(15a 및 15b) 내에는 제1 챔버(17) 내에서와 마찬가지로 더 높은 압력이 존재한다.
상술한 정상 작동과는 반대로, 과류 밸브(12)는 피스톤 구동 장치(8)의 고장시에 개방된다. 이러한 경우, 주 제동 실린더(2)에 의해 형성된 압력은 유체 라인(19 및 16), 과류 밸브(12), 및 유입/배출 밸브(14a, 14b)를 통해 2개의 휠 제동 장치(15a, 15b)에 작용한다. 이 경우, 운전자에 의해 형성된 압력은 강화되지 않는다.
제동 압력이 [풋 브레이크 페달(1)의 동시적인 작동과 함께 또는 이러한 동시적인 작동이 없이] 휠 제동 장치(15a, 15b)에서 자동으로 상승해야 하는 주행 상황에서, 피스톤 구동 장치(8)는 피스톤(21)을 우측으로 이동시킨다. 과류 밸브(12)는 이러한 상태에서 폐쇄된다. 피스톤(1)을 우측으로 이동시킴으로써, 유압액은 제2 챔버(18)로부터 휠 제동 장치(15a, 15b)의 방향으로 가압되므로, 제동 압력을 형성한다. 이 경우, 제1 챔버(17)는 유체 라인(19)을 통해 유압액을 주 제동 실린더(2)로부터 흡입한다.
휠 제동 장치(15a, 15b)에서 제동 압력을 해제하기 위해, 피스톤은 반대 방향, 이 경우에는 좌측으로 이동한다.
휠 제동 장치들 중 하나, 예를 들어 "15b"에서만 제동 압력이 해제되어야 하는 경우, 다른 휠 제동 장치(15a)의 조합식 유입/배출 밸브(14a)는 폐쇄된다. 사전에 제동 압력이 휠 제동 압력 센서(13)에 의해 측정되고 저장된다. 이 경우, 피스톤(21)은 좌측으로 이동하고, 이로 인해, 제동 장치(15b)에서의 제동 압력은 해제된다. 제동 장치(15a)에서의 제동 압력이 형성되고, 이에 따라 일정하게 유지된다. 압력 변조 실린더(7)가 원하는 위치에 위치하자마자, 휠 제동 장치(15b)의 관련된 유입/배출 밸브(본 실시예에서는 "14b")는 폐쇄된다.
휠 제동 장치(15a)의 제동 압력도 해제되어야 하는 경우, 아래의 사항을 유념해야 한다. 휠 제동 장치(15b)에서의 제동 압력의 감소 이후, 유체 라인(20) 내에 존재하는 제동 압력은 휠 제동 장치(15a) 내에서보다 더 낮다. 밸브(14a)의 개방시 압력 보상 운동을 방지하기 위해, 피스톤(21)은 밸브(14a)의 개방 이전에 우선, 유체 라인(20) 내의 제동 압력이 [밸브(14a)의 고압 측 입력부에서] 휠 제동 장치(15a)의 제동 압력과 대략 동일한 크기가 되는 위치로 이동한다. 피스톤(21)이 원하는 위치에 도달하자마자, 유입/배출 밸브(14a)는 개방된다. 피스톤(21)이 좌측으로 이동함으로써, 재차 휠 제동 장치(14a)에서의 제동 압력이 해제될 수 있다. 원하는 목표 압력의 도달 이후, 휠 제동 장치(15a)에서의 제동 압력은 새로이 형성되거나 해제될 수 있다.
도 2에는 도 1의 제동 시스템과 기본적으로 동일하게 형성되어 있으나 도 1과의 차이점으로서 주 제동 실린더(2)에 병렬 접속된 2개의 제동 회로(Ⅰ 및 Ⅱ)를 포함하는 제동 시스템이 도시되어 있다. 2개의 제동 회로들(Ⅰ 및 Ⅱ)은 동일하게 형성되어 있으며, 각각 도 1에서와 동일한 부재들을 포함한다. 즉, 2개의 압력 변조 실린더(7a, 7b)와, 2개의 과류 밸브(12a, 12b)와, 제동 회로당 각각 2개의 휠 제동 장치(15a, 15b 또는 15c, 15d)와, 그리고 총 4개의 유입/배출 밸브(14a, 14b, 14c, 및 14d) 등을 포함한다.
그러나, 이러한 실시예에서는 압력 변조 실린더(7a, 7b)의 2개의 피스톤들(21a, 21b)을 동기식으로 구동하는 단 하나의 피스톤 구동 장치(8)만이 제공된다. 특정 휠 제동 장치, 예를 들어 "15c"에서의 제동 압력을 개별적으로 형성하기 위해, 관련된 유입/배출 밸브(14c)는 (이미 개방되지 않은 경우라면) 개방되고, 다른 유입/배출 밸브(14a, 14b, 14d)는 폐쇄된다. 이 경우, 2개의 피스톤(21a, 21b)은 피스톤 구동 장치(8)에 의해 우측으로 이동한다. 따라서, 제동 회로(Ⅱ)에 해당하는 피스톤(21b)은 휠 제동 장치(15c)에 압력을 형성한다. 이러한 경우, 관련된 과류 밸브(12b)는 폐쇄된다. 반면, 과류 밸브(12a)는 개방된 채로 유지되므로, 제2 챔버(18a)로부터 흘러나오는 유압액은 회로 내에서 재차 제1 챔버(17a) 내로 흘러들어갈 수 있다. 휠 제동 장치(15c)에서의 원하는 목표 압력에 도달하자마자, 관련된 유입/배출 밸브(14c)는 폐쇄된다. 휠 제동 장치(15c) 내에 형성되는 압력은 재차 저장된다.
특정 휠 제동 장치, 예를 들어 "15b"에서의 제동 압력을 개별적으로 해제하기 위해, 피스톤(21a, 21b)은 바람직하게는, 관련된 유입/배출 밸브에서 하강하는 압력이 실질적으로 0바아에 가까워지는 위치가 된다. 피스톤(21a, 21b)이 원하는 위치를 취하자마자, 밸브(14b)는 개방된다. 다른 밸브(14a, 14c, 및 14d)는 폐쇄되거나 폐쇄된 채로 유지된다. 휠 제동 장치(15b)에 형성된 제동 압력은 원하는 값에 이를 때까지 해제될 수 있다. 이 경우, 휠 제동 압력은 연속적으로 휠 제동 압력 센서(13a)에 의해 모니터링된다. 압력 해제가 실행되는 동안, 관련된 과류 밸브(12a)는 폐쇄된다. 반면, 제2 압력 변조 실린더(7b)의 2개 챔버들(17b, 18b) 사이의 압력 보상을 가능하도록 하기 위해, 다른 제동 회로(Ⅱ)의 과류 밸브(12b)는 개방된다.
원하는 목표 압력에 도달한 이후, 다른 휠 제동 장치들(15a, 15c, 또는 15d) 중 하나 또는 복수의 휠 제동 장치에서의 압력은 유사한 방식으로 상승하거나 하강할 수 있다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 휠 제동 장치(15a 내지 15d)에 제동 압력을 형성하기 위한 주 제동 실린더(2)를 구비한 자동차용 제동 장치에 있어서,
    주 제동 실린더(2)와 하나 이상의 휠 제동 장치(15a 내지 15d) 사이에는 복수의 챔버(17, 18)를 구비한 압력 변조 실린더(7)가 제공되며, 이때 제1 챔버(17)는 제1 유체 라인(19)을 통해 주 제동 실린더(2)와 연결되고, 제2 챔버(17)는 제2 유체 라인(20)을 통해 하나 이상의 휠 제동 장치(15a 내지 15d)와 연결되며, 제1 챔버(17)와 제2 챔버(18)는 밸브(12)를 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 휠 제동 장치(15a 내지 15d)에는 별도의 유입/배출 밸브(14a 내지 14d)가 할당되며, 상기 유입/배출 밸브는 동시에 종래의 유입 밸브의 기능뿐만 아니라 배출 밸브의 기능도 담당하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 유입/배출 밸브(14a 내지 14d)는 관련된 휠 제동 장치(15a 내지 15d)와 밸브(12) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 변조 실린더(7)에 의해 휠측에 형성된 압력을 측정하는 휠 제동 압력 센서(13)가 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 챔버(17)와 제2 챔버(18)는 변위 가능한 피스톤(21)에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
  6. 제5항에 있어서, 피스톤(21)은 피스톤 구동 장치(8)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 제동 회로(Ⅰ, Ⅱ)를 포함하는 제동 장치에서 각각의 제동 회로는 고유의 압력 변조 실린더(7a, 7b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
  8. 제7항에 있어서, 압력 변조 실린더(7)는 단 하나의 구동 장치(8)에 의해 동기식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브(12)는 무전류 상태에서 개방되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브(12)는 2/2 경로 밸브인 것을 특징으로 하는 자동차용 제동 장치.
KR1020127016202A 2009-12-23 2010-10-25 압력 변조 실린더를 구비한 제동 시스템 KR20120117789A (ko)

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DE102009055244.8 2009-12-23

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