KR20130096452A - 브레이크 시스템의 압력 완충장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제동시 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 증가시키도록 압력 맥동을 최소화하는 브레이크 시스템의 압력 완충장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치는, 마스터실린더의 제1 포트에서 발생된 액압 및 제1 펌프로부터 토출되는 액압을 적어도 하나의 제1 차륜으로 전달되는 것을 제어하기 위한 제1 유압회로와, 마스터실린더의 제2 포트에서 발생된 액압 및 제2 펌프로부터 토출되는 액압을 적어도 하나의 제2 차륜으로 전달되는 것을 제어하기 위한 제2 유압회로가 형성된 유압블록을 갖춘 브레이크 시스템에 설치되고, 상기 유압블록에는 상기 마스터실린더와 각 펌프의 토출구를 각각 연결하며 오리피스가 형성된 제1 및 제2 메인유로 사이에 각 메인유로와 연통하도록 보어가 형성되고, 상기 보어에 마련되어 각 펌프로부터 토출되는 액압의 압력에 따라 체적이 변화하는 압력 완충부를 구비한다.

Description

브레이크 시스템의 압력 완충장치{Pressure damping device for brake system}
본 발명은 브레이크 시스템의 압력 완충장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제동시 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 증가시키도록 압력 맥동을 최소화하는 브레이크 시스템의 압력 완충장치에 관한 것이다.
차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장작되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다. 브레이크 시스템의 일 예로는 차량의 제동시 휠의 미끄러짐을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS : Anti-Lock Brake System)과, 차량의 급발진 또는 급가속시 구동륜의 슬립을 방지하는 브레이크 트랙션 제어 시스템(BTCS : Brake Traction Control System)과, 안티록 브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(ESC : Electronic Stability Control)등이 있다.
도 1은 종래의 브레이크 시스템을 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크 페달(10)과, 이 브레이크 페달(10)의 답력에 의해 진공압과 대기압 간의 압력차를 이용해 답력을 배가시키는 브레이크 부스터(11)와, 이 브레이크 부스터(11)에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더(20)와, 이 마스터실린더(20)의 제1 포트(21)와 두 개의 휠 실린더(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압회로(40A)와, 마스터실린더(20)의 제2 포트(22)와 나머지 두 개의 휠 실린더(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압회로(40B)를 구비한다. 제1 유압회로(40A) 및 제 2 유압회로(40B)는 유압 블록(40)에 콤팩트하게 설치된다.
제1 유압회로(40A) 및 제2 유압회로(40B)는 각각 두 개씩의 휠 브레이크(30)측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 솔레노이드밸브(41,42)들과, 휠 브레이크(30)측에서 빠져나온 오일 또는 마스터실린더(20)로부터 오일을 흡입하여 펌핑하는 펌프(44)와, 휠 브레이크(30)에서 빠져나오는 오일을 일시 저장하기 위한 저압어큐뮬레이터(43)와, 펌프(44)로부터 펌핑되는 액압으로부터 압력 맥동을 저감시키기 위한 오리피스(46)와, 마스터실린더(20)의 오일이 펌프(44)의 입구으로 흡입되게 안내하는 보조유로(48a)를 포함하고 있다.
다수 개의 솔레노이드밸브(41,42)는 휠 브레이크(30)의 상류측 및 하류측과 연계되는데, 이것은 각 휠 브레이크(30)의 상류 측에 배치되며 평상시 개방된 상태로 유지되는 노멀 오픈형 솔레노이드밸브(41)와, 각 휠 브레이크(30)의 하류 측에 배치되며 평상시 폐쇄된 상태로 유지되는 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)로 구별된다. 이러한 솔레노이드밸브(41,42)의 개폐작동은 각 휠 측에 배치된 휠 속도센서를 통해 차량속도를 감지하는 전자제어유닛(ECU;미도시)에 의해 제어되며, 감압 제동에 따라 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)가 개방되어 휠 브레이크(30)측에서 빠져나온 오일은 저압어큐뮬레이터(43)에 일시적으로 저장된다.
펌프(44)는 모터(45)에 의해 구동되어 저압어큐뮬레이터(43)에 저장된 오일을 흡입하여 오리피스(46)측으로 토출함으로써 액압을 휠 브레이크(30)측 또는 마스터실린더(20) 측으로 전달한다.
또한, 마스터실린더(20)와 펌프(44)의 토출구를 연결하는 메인유로(47a)에는 오리피스(46)가 마련되며, 트랙션 콘트롤 제어(TCS)를 위한 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(47, 이하 TC밸브)가 설치된다. 이 TC밸브(47)는 평상시 개방된 상태를 유지하여, 브레이크 페달(10)을 통한 일반 제동시 마스터실린더(20)에서 형성된 제동 액압이 메인유로(47a)를 통해 휠 실린더(30) 측으로 전달되도록 한다.
또한, 보조유로(48a)는 메인유로(47a)에서 분기되어 마스터실린더(20)의 오일을 펌프(44)의 입구 측으로 흡입되게 안내하는 것으로, 여기에는 오일이 펌프(44) 입구로만 흐르도록 하는 셔틀밸브(48)가 설치되어 있다. 전기적으로 작동되는 셔틀밸브(48)는 보조유로(48a)의 중도에 설치되어 평상시 폐쇄되고 TCS 모드시 개방되게 작동한다.
한편, 미설명된 참조부호 '49'는 오일의 역방향 흐름을 방지하기 위하여 적정한 유로의 위치에 설치되는 체크 밸브이고, 참조부호 '50'은 TC밸브(47)와 셔틀밸브(48)로 전달되는 제동 압력을 감지하는 압력센서이다.
상기와 같은 브레이크 시스템은 제동시 모터(45)의 작동에 따라 펌프(44)로부터 펌핑되는 액압으로부터 압력 맥동이 발생하는데, 공간의 변화가 발생하면 압력 맥동이 감소하게 된다. 압력 맥동이 감소하면 모터(45)에 전달되는 토크가 줄어들게 되고 결과적으로 모터(45)의 회전속도가 증가하여 압력 상승 속도가 향상된다. 즉, 압력이 상승하면 휠 브레이크(30)로 액압이 빠르게 전달되어 안정적인 제동을 수행할 수 있게 된다.
그러나, 종래의 브레이크 시스템에는 펌프(44)로부터 토출되는 액압에 의해 발생되는 압력 맥동을 저감시키기 위해 메인유로(47a)에 오리피스(46)를 마련한 구조로 이루어져 있으나, 상기 압력 맥동을 저감시키는 구조가 오리피스(46)로만 이루어져 원활한 압력 맥동의 감쇠를 확보하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 펌프의 출구측에 압력에 따라 체적이 변화되도록 공기댐핑공간을 마련하여 펌프로부터 토출되는 액압에 의해 발생되는 압력 맥동을 줄일 수 있는 브레이크 시스템의 압력 완충장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 브레이크 시스템의 압력 완충장치는, 마스터실린더의 제1 포트에서 발생된 액압 및 제1 펌프로부터 토출되는 액압을 적어도 하나의 제1 차륜으로 전달되는 것을 제어하기 위한 제1 유압회로와, 마스터실린더의 제2 포트에서 발생된 액압 및 제2 펌프로부터 토출되는 액압을 적어도 하나의 제2 차륜으로 전달되는 것을 제어하기 위한 제2 유압회로가 형성된 유압블록을 갖춘 브레이크 시스템에 설치되고, 상기 유압블록에는 상기 마스터실린더와 각 펌프의 토출구를 각각 연결하며 오리피스가 형성된 제1 및 제2 메인유로 사이에 각 메인유로와 연통하도록 보어가 형성되고, 상기 보어에 마련되어 각 펌프로부터 토출되는 액압의 압력에 따라 체적이 변화하는 압력 완충부를 구비한다.
바람직하게, 상기 압력 완충부는, 보어의 일측 끝단에 설치되며, 그 양면이 중심을 향하여 요입된 오목부가 형성된 적어도 둘 이상의 완충부재; 및 보어의 타측 끝단에 설치되어 보어를 밀폐시키는 마개부재;를 구비하고, 상기 완충부재는 탄성 변형되며, 상기 완충부재 사이에는 상기 각 펌프로부터 토출되는 액압의 압력에 따라 체적이 변화도록 공기댐핑공간이 형성된다.
바람직하게, 상기 완충부재 사이에는 탄성 변형되는 완충부재를 지지하는 지지판재가 개재된다.
바람직하게, 상기 지지판재에는 완충부재의 오목부에 의해 형성된 공기댐핑공간을 연통시키는 관통공이 형성된다.
바람직하게, 상기 마개부재에는 제2 펌프로부터 토출된 액압이 제2 메인유로 및 완충부재와 연결되도록 유로가 형성된다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치는 펌프의 출구측에 액압의 압력에 따라 체적이 변화되는 공기댐핑공간을 형성함으로써 압력 맥동을 감소시킴으로써 빠른 시간내에 휠 실린더의 제동 액압을 상승시켜 차량 안정성을 용이하게 확보할 수 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력 완충장치가 마련된 브레이크 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치를 발췌한 요부 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력 완충장치가 마련된 브레이크 시스템을 나타내는 도면이고, 도 3은 브레이크 시스템의 압력 완충장치를 발췌한 요부 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크 페달(10)과, 이 브레이크 페달(10)의 답력에 의해 진공압과 대기압 간의 압력차를 이용해 답력을 배가시키는 브레이크 부스터(11)와, 이 브레이크 부스터(11)에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더(20)와, 이 마스터실린더(20)의 제1 포트(21)와 적어도 하나의 제1 차륜(FL, FR)의 휠 실린더(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압회로(40A)와, 마스터실린더(20)의 제2 포트(22)와 적어도 하나의 제2 차륜(RL, RR)의 휠 실린더(30)로 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압회로(40B)를 구비한다. 제1 유압회로(40A) 및 제 2 유압회로(40B)는 유압 블록(40)에 콤팩트하게 설치된다.
각각의 제1 유압회로(40A) 및 제2 유압회로(40B)에는 제1 및 제2 차륜(FL,FR,RL,RR)의 휠 실린더(30)측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브(41,42,47,48)와, 휠 실린더(30)로부터 빠져나온 오일을 일시 저장하기 위한 한 쌍의 저압어큐뮬레이터(43)와, 저압어큐뮬레이터(43) 또는 마스터실린더(20)로부터 오일을 흡입하여 강제 펌핑하기 위한 모터(45) 및 제1 및 제2 펌프(44)와, 두 개의 펌프(44)로부터 펌핑되는 액압으로부터 압력 맥동을 저감시키기 위한 오리피스(46)가 설치되며 두 개의 펌프(44)의 토출구와 마스터실린더(20)를 연결하는 제1 및 제2 메인유로(47a)와, 마스터실린더(20)의 오일이 두 개의 펌프(44)의 입구으로 흡입되게 안내하는 보조유로(48a)와, 오일의 역방향 흐름을 방지하기 위한 복수의 체크 밸브(49) 및, 다수의 솔레노이드밸브(41,42,47,48)와 모터(45)의 구동을 제어하기 위한 ECU(미도시)를 포함한다.
여기서, 앞서 도시된 종래의 브레이크 시스템의 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리키는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 즉, 본 발명은 압력 맥동을 줄이기 위하여 두 개의 펌프(44)의 출구측을 연결하며 설치된 압력 완충장치(100)를 마련한 것에 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 압력 완충장치(100)는 제동시 ESC 모드에서 두 개의 유압회로(40A,40B)를 동시에 승압하는 경우 압력 맥동을 최소화시키는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로, 압력 완충장치(100)는 유압블록(40)에 형성된 보어(101)에 설치된 압력 완충부를 구비한다. 이때, 보어(101)는 제1 및 제2 메인유로(47a) 사이에 형성되어 각 메인유로(47a)와 연통하도록 이루어진다.
압력 완충부는 보어(101)의 일측 끝단 즉, 제1 유압회로(40A)의 제1 메인유로(47a)가 형성된 부근에 설치된 완충부재(110) 및, 보어(101)의 타측 끝단 즉, 제2 유압회로(40B)의 제2 메인인유로(47a)가 형성된 부분에 설치된 마개부재(120)를 구비한다.
완충부재(110)는 적어도 둘 이상을 마련하여 설치된다. 도시된 바에 따르면, 두 개의 완충부재(110)가 설치된 것으로 도시되었으나, 보어(101)의 길이 및 사용자에 의하여 완충부재(110)의 개수는 증가될 수 있다. 이하에서는, 두 개의 완충부재(110)가 설치된 것으로 설명하기로 한다. 이 완충부재(110)는 양면이 중심을 향하여 요입된 오목부(112)가 형성된다. 즉, 완충부재(110)는 오목렌즈 형상을 갖춘다. 이에, 완충부재(110)의 오목부(112)에 의하여 소정의 공간 즉, 공기댐핑공간(111)이 형성된다.
상기 공기댐핑공간(111)은 펌프(44)의 토출구로부터 토출되는 액압에 의하여 발생되는 압력 맥동을 줄이기 위하여 마련된 것으로서, 압력에 따라 체적이 변화하도록 이루어진다. 이에, 완충부재(110)는 탄성 변형되도록 이루어져 공기댐핑공간(111)에 의하여 각 유압회로(40A,40B) 간 발생하는 압력 맥동을 상쇄시켜준다.
마개부재(120)는 보어(101)를 밀폐시키는 역할을 수행한다. 또한, 마개부재(120)에는 펌프(44)로부터 토출된 액압을 제2 메인유로(47a) 및 완충부재(110)로 전달하기 위하여 펌프(44)의 토출구와 제2 메인유로(47a) 및 완충부재(110)를 연결하는 유로(121)가 형성된다. 즉, 제2 펌프(44)로부터 토출된 액압은 제2 메인유로(47a)를 통해 오리피스(46)로 흐르고, 액압에 의하여 발생된 압력 맥동은 완충부재(110)에 의하여 감소된다.
한편, 압력 맥동을 감소시키기 위하여 탄성 변형되는 두 개의 완충부재(110) 사이에는 완충부재(110)의 뒤틀림을 최소화하며 완충부재(110)가 안정적으로 동작 될 수 있도록 완충부재(110)를 지지하는 지지판재(130)가 개재된다. 이 지지판재(130)에는 완충부재(110)의 오목부(112)에 의해 형성된 공기댐핑공간(111)을 연통시키는 관통공(131)이 형성되어 두 완충부재(110)로부터 전달되는 압력 맥동을 상쇄시키도록 이루어진다.
상기와 같은 구조를 갖는 압력 완충장치(100)를 브레이크 시스템에 마련함으로써, 압력 완충장치(100)가 구비되지 않은 종래의 브레이크 시스템에 비하여 압력 맥동을 효과적으로 감소시킴으로써 모터(45)에 전달되는 토크를 줄일 수 있다. 결과적으로, 모터(45)의 회전속도가 증가하여 압력 상승 속도가 향상됨에 따라 빠른 시간내에 각 차륜의 휠 실린더(30)의 제동 액압을 상승시켜 차량 안정성을 용이하게 확보할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 압력 완충장치 110 : 완충부재
111 : 공기댐핑공간 112 : 오목부
120 : 마개부재 121 : 유로
130 : 지지판재 131 : 관통공

Claims (5)

  1. 마스터실린더의 제1 포트에서 발생된 액압 및 제1 펌프로부터 토출되는 액압을 적어도 하나의 제1 차륜으로 전달되는 것을 제어하기 위한 제1 유압회로와, 마스터실린더의 제2 포트에서 발생된 액압 및 제2 펌프로부터 토출되는 액압을 적어도 하나의 제2 차륜으로 전달되는 것을 제어하기 위한 제2 유압회로가 형성된 유압블록을 갖춘 브레이크 시스템에 설치되고,
    상기 유압블록에는 상기 마스터실린더와 각 펌프의 토출구를 각각 연결하며 오리피스가 형성된 제1 및 제2 메인유로 사이에 각 메인유로와 연통하도록 보어가 형성되고, 상기 보어에 마련되어 각 펌프로부터 토출되는 액압의 압력에 따라 체적이 변화하는 압력 완충부를 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력 완충부는,
    보어의 일측 끝단에 설치되며, 그 양면이 중심을 향하여 요입된 오목부가 형성된 적어도 둘 이상의 완충부재; 및
    보어의 타측 끝단에 설치되어 보어를 밀폐시키는 마개부재;를 구비하고,
    상기 완충부재는 탄성 변형되며, 상기 완충부재 사이에는 상기 각 펌프로부터 토출되는 액압의 압력에 따라 체적이 변화도록 공기댐핑공간이 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 완충부재 사이에는 탄성 변형되는 완충부재를 지지하는 지지판재가 개재된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지판재에는 완충부재의 오목부에 의해 형성된 공기댐핑공간을 연통시키는 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 마개부재에는 제2 펌프로부터 토출된 액압이 제2 메인유로 및 완충부재와 연결되도록 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
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