KR20150061132A - 브레이크 시스템의 압력 완충장치 - Google Patents

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Abstract

브레이크 시스템 작동 시 유압 모터로 구동되는 피스톤 펌프에 의해서 발생하는 압력 맥동을 저감 시킬 수 있는 브레이크 시스템의 압력 완충장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 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 유압 블록을 갖춘 브레이크 시스템에 설치되고, 유압블록에는 마스터실린더와 각 펌프의 토출구를 각각 연결하며 오리피스가 형성된 제1 및 제2 메인유로 사이에 각 메인유로와 연통하도록 보어가 형성되고, 보어에 마련되어 각 펌프로부터 토출되는 액압의 압력에 따라 체적이 변화하는 압력 완충장치를 구비하며, 압력 완충장치는, 제1 메인유로와 제2 메인유로가 서로 연결될 수 있도록 내부에 유로가 형성되어 보어와 결합되는 마개부재; 및 보어에서 유로가 형성된 내측 단면과 마개부재에서 유로가 형성된 일 단면 사이에 구비되어 제1 및 제2 메인유로가 연결되지 않도록 차단하는 댐핑부재;를 포함한다.

Description

브레이크 시스템의 압력 완충장치{Pressure damping device for brake system}
본 발명은 브레이크 시스템의 압력 완충장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브레이크 시스템 작동 시 유압 모터로 구동되는 피스톤 펌프에 의해서 발생하는 압력 맥동을 저감시킬 수 있는 브레이크 시스템의 압력 완충장치에 관한 것이다.
차량에는 제동을 위한 유압 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다. 유압 브레이크 시스템의 일례로는 제동 시 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, 안티록브레이크 시스템과 트랙션 제어를 조합하여 브레이크 액압을 제어함으로써 차량의 주행상태를 안정적으로 유지시키는 차량자세제어 시스템(VDC:Vehicle Dynamic Control System) 등이 있다.
이러한 유압 브레이크 시스템은 제동에 필요한 압력을 발생시키는 마스터실린더와, 차량의 휠 브레이크 측으로 전달되는 제동 유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브와, 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 일시 저장된 오일을 강제 펌핑하기 위한 펌프 및 모터와, 펌프에서 펌핑되는 오일의 압력 맥동을 저감시키기 위한 오리피스와, 솔레노이드밸브 및 펌프 구동을 전기적으로 제어하기 위한 전자제어장치(ECU;Electronic Control Unit) 등을 포함하고 있다. 그리고, 솔레노이드밸브의 밸브조립체와, 어큐뮬레이터, 펌프, 모터 등은 알루미늄재의 유압블럭(모듈레이터블럭)에 콤팩트하게 설치되며, 전자제어장치는 솔레노이드밸브의 코일조립체와 회로기판이 내장된 ECU하우징을 구비하여 유압 블럭과 결합된다.
그런데, 상술한 바와 같이 종래 유압 브레이크 시스템에 있어서 제동압력 증압 과정 시 펌프 구동으로 인해 발생되는 급격한 압력 맥동은 펌프의 토출구측에 마련된 오리피스에 의해 감소가 되는데, 이것은 단순히 댐핑을 줄이기 위해 유로의 단면적을 조절하는 구조로 이루어지기 때문에 압력 맥동을 완벽하게 줄이는데에는 한계가 있었다.
또한, 압력 맥동을 감소시키기 위한 다른 방법으로 펌프의 피스톤 수를 늘릴 수 있는데, 이는 전반적인 모터의 성능 및 모듈의 무게, 부피 등을 증가시켜 제조 비용을 늘리게 된다. 펌프 구동에 의한 압력 맥동의 피크가 연속적으로 발생하면 브레이크 시스템의 작동소음 발생원으로 작용하는 문제점이 있다. 이를 해결하고자 대한민국 등록특허공보 제10-1196892호에는 펌프 구동에 의해 발생하는 압력 맥동을 감쇄하기 위한 댐퍼부재가 구비된 유압 브레이크 시스템이 개시되었다.
등록특허 제10-1196892호 (2012. 11. 01)
본 발명의 실시예는 상술한 종래 기술에 착안한 것으로서, 본 발명의 목적은 펌프구동에 의해 발생하는 주기적인 압력 맥동을 저감시킬 수 있는 브레이크 시스템의 압력 완충장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 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 유압 블록을 갖춘 브레이크 시스템에 설치되고, 상기 유압블록에는 상기 마스터실린더와 상기 제1 및 제2 펌프의 토출구를 각각 연결하며 오리피스가 형성된 제1 및 제2 메인유로 사이에 상기 제1 및 제2 메인유로와 연통하도록 보어가 형성되고, 상기 보어에 마련되어 상기 제1 및 제2 펌프로부터 토출되는 액압의 압력에 따라 체적이 변화하는 압력 완충장치를 구비하며, 상기 압력 완충장치는, 상기 제1 메인유로와 상기 제2 메인유로가 서로 연결될 수 있도록 내부에 유로가 형성되어 상기 보어와 결합되는 마개부재; 및 상기 보어에서 유로가 형성된 내측 단면과 상기 마개부재에서 유로가 형성된 일 단면 사이에 구비되어 상기 제1 및 제2 메인유로가 연결되지 않도록 차단하는 댐핑부재;를 포함하는 브레이크 시스템의 압력 완충장치가 제공될 수 있다.
상기 댐핑부재는 링 모양의 탄성부재와, 상기 탄성부재의 중심을 차단하면서 상기 탄성부재와 결합되어 있는 플레이트로 마련되는 브레이크 시스템의 압력 완충장치가 제공될 수 있다.
상기 탄성부재와 상기 플레이트는 인서트몰딩으로 결합하여 일체화되어 마련되는 브레이크 시스템의 압력 완충장치가 제공될 수 있다.
상기 플레이트는 상기 제1 및 제2 메인유로에서 압력 맥동이 발생할 경우 압력 맥동을 저감시키도록 탄성변형 되는 브레이크 시스템의 압력 완충장치가 제공될 수 있다.
상기 플레이트는 양면의 중앙부에 제1 및 제2 메인유로를 차단할 수 있는 돌기부가 마련되어 각 압력 맥동에 따른 상기 댐핑부재의 변형량을 제한할 수 있는 브레이크 시스템의 압력 완충장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치는 마스터실린더와 각 펌프의 토출구를 각각 연결하며 오리피스가 형성된 제1 및 제2 메인유로 사이에 각 메인유로와 연통하도록 형성된 보어에 마련되어 각 펌프로부터 토출되는 액압의 압력에 따라 체적이 변화하는 압력 완충장치를 구비함으로써, 펌프 구동에 의해 발생하는 압력 맥동을 감쇄시켜 브레이크 제어 시 전체적인 작동 소음을 줄여 제품 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치는 종래의 실링부재 역할을 포함하는 고정형 탄성부재의 적용으로 종래의 실링부재보다 내구성이 개선 될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치는 댐핑부재의 플레이트 돌기부 높이를 변경하여 탄성부재의 변형량을 제한함으로써 탄성부재의 내구성을 개선 할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치는 부품을 댐핑부재를 일체화하여 피스톤, 실링부재, 스프링 및 실 스타퍼 기능이 통합됨으로써 구조가 단순화되어 부품수를 줄이고 원가 절감을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력 완충장치가 마련된 브레이크 시스템의 압력 완충장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 댐핑부재를 나타내는 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 댐핑부재의 단면을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압력 완충장치가 압력 맥동에 의해 작동되는 상태를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력 완충장치(60)가 마련된 브레이크 시스템의 압력 완충장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치는 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크 페달(10)과, 이 브레이크 페달(10)의 답력에 의해 진공압과 대기압간의 압력차를 이용해 답력을 배가시키는 브레이크 부스터(11)와, 이 브레이크 부스터에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더(20)와, 이 마스터실린더(20)의 제1 포트(21)와 두 개의 휠 브레이크(또는 휠 실린더)(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압회로(40A)와, 마스터실린더(20)의 제2 포트(22)와 나머지 두 개의 휠 브레이크(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압회로(40B)를 구비한다. 제1 유압회로(40A) 및 제 2 유압회로(40B)는 유압블럭(도 2의 1 참조)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, TCS 모드시 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 빠져 나온 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. 펌프(44)의 토출구 측과 오리피스(46) 사이에는 펌프(44)의 압력 맥동을 저감시키기 위한 압력 완충장치(60)가 마련된다. 압력 완충장치(60)에 대해서는 후술한다.
마스터실린더(20)와 펌프(44)의 출구를 연결하는 메인유로(44a, 44b)에는 트랙션 콘트롤 제어(TCS)를 위한 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(47, 이하 TC밸브)가 설치된다. 이 TC밸브(47)는 평상시 개방된 상태를 유지하여, 브레이크페달(10)을 통한 통한 일반 제동시 마스터실린더(20)에서 형성된 제동 액압이 메인유로(44a, 44b)를 통해 휠 브레이크(30)측으로 전달된다.
보조유로(48a)는 메인유로(44a, 44b)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, 브레이크 부스터(11)에는 브레이크 부스터(11)의 진공압 및 대기압을 감지하는 압력센서(50)가 설치되며, 전륜 좌우측 바퀴(FL, FR)와 후륜 좌우측 바퀴(RL, RR)에는 인가되는 실제 제동 압력을 감지하는 휠 압력센서(51)가 마련된다. 이 압력센서(50, 51)들은 전자제어유닛에 전기적으로 연결되어 제어된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 시스템의 압력 완충장치(60)를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 압력 완충장치(60)는 유압블럭에 설치된 제1 유압회로(40A) 및 제2 유압회로(40B)의 각 메인유로(44a, 44b)를 연통하여 마련되는 보어(61)에 압입 설치된다.
압력 완충장치(60)는 제1 메인유로(44a)와 제2 메인유로(44b)가 서로 연결될 수 있도록 내부에 유로가 형성되어 보어(61)와 결합되는 마개부재(62), 및 보어(61)에서 유로가 형성된 내측 단면과 마개부재(62)에서 유로가 형성된 일 단면 사이에 구비되어 제1 및 제2 메인유로(44a, 44b)가 연결되지 않도록 차단하는 댐핑부재(63)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 댐핑부재(63)를 나타내는 결합 사시도이다.
도 3을 참조하면, 댐핑부재(63)는 링 모양의 탄성부재(63a)와, 탄성부재(63a)의 중심을 차단하면서 탄성부재(63a)와 결합되어 있는 플레이트(63b)로 마련될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 댐핑부재(63)의 단면을 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 탄성부재(63a)와 플레이트(63b)는 일체화되어 결합되도록 마련된다. 탄성부재(63a)와 플레이트(63b)는 인서트몰딩으로 결합하여 일체화 될 수 있다. 또한, 탄성부재(63a)와 플레이트(63b)는 접착제에 의해서 접착되어 서로 일체화될 수 있다. 또한, 탄성부재(63a)와 플레이트(63b)는 고온가압의 성형으로 서로 결합되어 일체화될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압력 완충장치(60)가 압력 맥동에 의해 작동되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 댐핑부재(63)는 제1 및 제2 메인유로(44a, 44b)에서 발생하는 압력 맥동에 따라 탄성변형하여 유로의 체적량을 변화시킬 수 있다. 압력 맥동이 발생하는 유로의 체적량이 변화됨으로써 압력 맥동은 감쇄될 수 있다.
탄성부재(63a)는 댐핑부재(63)가 탄성변형할 수 있도록 탄성변형 가능하도록 마련된다. 또한, 플레이트(63b)는 댐핑부재(63)가 탄성변형할 수 있도록 탄성변형 가능하도록 마련된다.
플레이트(63b)는 제1 메인유로(44a)에서 압력 맥동이 발생할 경우, 제1 메인유로(44a)의 체적량이 증가되도록 탄성변형된다. 또한, 제2 메인유로(44b)에서 압력 맥동이 발생할 경우, 제2 메인유로(44b)의 체적량이 증가되도록 탄성변형된다.
플레이트(63b)는 양면의 중앙부에 돌기부가 마련되어, 제1 및 제2 메인유로(44a, 44b)에서 압력 맥동이 발생할 경우 체적량의 변화량을 조절 할 수 있다. 즉, 플레이트(63b)의 돌기부 높이를 조절함으로써, 제1 및 제2 메인유로(44a, 44b)에서 압력 맥동이 발생할 경우 플레이트(63b)의 돌기부가 보어(61)의 내측면 또는 마개부재(62)의 일 면과 접촉하여 플레이트(63b)의 탄성변형량이 제한되므로 압력 맥동이 발생되는 제1 및 제2 메인유로(44a, 44b)의 체적량의 변화량이 조절될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10 : 페달 11 : 브레이크 부스터
20 : 마스터실린더 21 : 제1 포트
22 : 제2 포트 30 : 휠 브레이크
40A : 제1 유압회로 40B : 제2 유압회로
41 : 노멀 오픈형 솔레노이드밸브 42 : 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브
43 : 저압어큐뮬레이터 44 : 펌프
44a : 제1 메인유로 44b : 제2 메인유로
45 : 모터 46 : 오리피스
47 : TC밸브 48 : 셔틀밸브
48a : 보조유로 50, 51 : 압력센서
60 : 압력 완충장치 61 : 보어
62 : 마개부재 63 : 댐핑부재
63a : 탄성부재 63b : 플레이트

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 유압 블록을 갖춘 브레이크 시스템에 설치되고,
    상기 유압블록에는 상기 마스터실린더와 상기 제1 및 제2 펌프의 토출구를 각각 연결하며 오리피스가 형성된 제1 및 제2 메인유로 사이에 상기 제1 및 제2 메인유로와 연통하도록 보어가 형성되고, 상기 보어에 마련되어 상기 제1 및 제2 펌프로부터 토출되는 액압의 압력에 따라 체적이 변화하는 압력 완충장치를 구비하며,
    상기 압력 완충장치는,
    상기 제1 메인유로와 상기 제2 메인유로가 서로 연결될 수 있도록 내부에 유로가 형성되어 상기 보어와 결합되는 마개부재; 및
    상기 보어에서 유로가 형성된 내측 단면과 상기 마개부재에서 유로가 형성된 일 단면 사이에 구비되어 상기 제1 및 제2 메인유로가 연결되지 않도록 차단하는 댐핑부재;를 포함하는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑부재는 링 모양의 탄성부재와, 상기 탄성부재의 중심을 차단하면서 상기 탄성부재와 결합되어 있는 플레이트로 마련되는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재와 상기 플레이트는 인서트몰딩으로 결합하여 일체화되어 마련되는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 제1 및 제2 메인유로에서 압력 맥동이 발생할 경우 압력 맥동을 저감시키도록 탄성변형 되는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 플레이트는 양면의 중앙부에 제1 및 제2 메인유로를 차단할 수 있는 돌기부가 마련되어 각 압력 맥동에 따른 상기 댐핑부재의 변형량을 제한할 수 있는 브레이크 시스템의 압력 완충장치.
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