KR960010210B1 - 차량용 슬립방지 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

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Description

차량용 슬립방지 브레이크 시스템

제 1 도는 종래의 시스템 개략 구성도.

제 2 도는 본 발명의 시스템 개략 구성도.

제 3 도는 본 발명의 개·폐밸브 구성 작동예시도.

제 4 도는 본 발명의 피스톤 펌프 구성 작동예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마스터실린더2 : 페달

40, 41, 46, 46' : 유로42, 42' : 개·폐밸브

43, 43' : 스플44, 44' : 스프링

45, 45' : 압력실47, 47' : 솔레노이드밸브

48, 48' : 피스톤펌프49, 49', 55, 55' : 체크밸브

50, 50' : 프로포셔닝밸브51, 51', 52, 52' : 브레이크

53 : 편심캠54, 54' : 피스톤

본 발명은 차량용 유압브레이크의 슬립방지 시스템에 관한 것으로서, 특히 유압브레이크의 제동압력을 조절하여 제동시 바퀴의 슬립현상을 방지하고, 구조가 간단하여 소형화가 가능하여, 운전자의 제동감각으로 향상시킬 수 있도록 한 차량용 슬립방지 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 제동은 유압에 의한 브레이크 시스템으로 바퀴를 제어하여 이루어지게 되는데, 이와 같은 목적으로 이용되는 종래의 유압브레이크 시스템을 보면 제 1 도에서 보는 바와 같이 페달(2)과 연결되어 유압을 발생시키는 마스터실린더(1)가 유로(4)(4')를 통하여 압력조절장치(5)와 연결되고, 압력조절장치(5)의 몸체(7)에는 각 브레이크(19)(19')(23)(23') 및 압력 제어를 위한 한쌍의 솔레노이드밸브(26)(27)와 연결되며, 리퍼런스 압력을 형성하기 위한 펌프와 축압기(29)는 크로스 솔레노이드밸브(26)에 연결되고, 오프 솔레노이드밸브(27)는 별도의 리시버(32)와 연결되며, 전륜브레이크(19)(19')로의 유로(18)(18')와 후륜브레이크(23)(23')로의 유로(22)(22') 사이에는 각각 콘트롤밸브(21)(21')를 연결하여 시스템이 개략 구성되는 것이다.

상기와 같은 종래의 시스템 작동상태를 설명하면 마스터실린더(1)에서 발생되는 유압은 유로(4)(4')를 통하여 압력조절장치(5)내의 일차유압실(6)에 전달된다.

여기서 제동초기 또는 바퀴의 슬립이 검출되지 않을 경우 솔레노이드밸브(26)(27)는 노말위치에 있고 콘트롤압력실(13)내의 압력은 대기압이므로 일차 유압실(6)에 공급된 마스터실린더(1)의 압력에 의해서 피스톤로드(10)는 콘트롤압력실(13)쪽으로 이동한다.

이때 상기 피스톤로드(10)의 이동에 따라 이차압력실(14)의 체적이 줄어들면서 형성되는 제동압력은 전륜브레이크(19)(19') 및 콘트롤밸브(21)로 전달된다.

이후 콘트롤밸브(21)(21')는 후륜브레이크(23)(23')의 슬립을 방지하기 위한 것으로서 제동압력이 설정된 값이상이 되면 후륜제동압을 전류제동압보다 작은 압력으로 유지하면서 유로(22)(22')로 압력을 전달한다.

이때 제동력의 증가 또는 도로의 마찰력 감소로 바퀴의 슬립율이 감소되면 솔레노이드(26)가 작동하여 콘트롤압력실(13)의 압력이 증가하고, 이에 따라 압력조절장치(5)내의 피스톤로드(10)의 위치가 압력평형을 맞출수 있도록 앤드웰맴버(8)쪽으로 이동하고 제동압력은 네바퀴 모두에서 감소하게 되는 것이다.

또한 제동압력이 충분히 하강하여 슬립이 회복되면 솔레노이드(26)는 닫혀져서 제동압이 유지되며, 다시 제동압이 회복되어야 하는 경우에는 리시버(32)에 연결된 솔레노이드(27)가 작동한다.

이때 펌프는 엔진시동과 동시에 작동되며, 압력스위치 등을 이용하여 콘트롤되므로 축압기(29)에는 압력조절에 필요한 예비압력이 항상 저장되어진다.

따라서 상기와 같은 종래의 브레이크 시스템은 네바퀴의 제동압이 동시에 조절되므로 차량조정성 및 안정성을 유지하면서 제동거리를 단축하는 것이 불가능하다.

특히 셀렉트하이 제어방식으로는 안정성을 보장할 수 없고 셀렉트로우(Low) 제어방식으로는 제동거리가 일반 브레이크 보다도 길어지게 되는 문제점이 있었다.

또한 압력조절장치내의 일·이차 압력실과 콘트롤압력실이 충분한 용적을 확보해야 하므로 전체적으로 압력조절장치가 크고 축압기 및 리시버가 필요하므로 장치가 대형·중량화되는 문제점이 있었고, 뿐만아니라, 압력조절을 위하여 축압기내에는 항상 작동최고압이 저장되어야 하므로 동력의 손실이 크고, 이에 따라 에너지의 손실이 많은 문제점이 있었다.

또한 압력조절시 콘트롤 압력실의 압력이 계속 조절되면서 일차압력실의 용적이 변하고, 그 맥동이 일차압력실과 마스터실린더를 통해 페달까지 역으로 전달되어 운전자의 제동감각을 해치게 되는 문제점이 있고, 이에 따라 제동조작이 부드럽게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반문제점을 보완하고져 제동시 스플이 스프링으로 탄력설치되어 있는 개·폐밸브와 피스톤펌프 및 프로포셔닝밸브로서 제동압력을 조절하여 바퀴의 슬립현상을 방지하고, 시스템의 구조를 소형/경량화시키고, 운전자의 제동감각도 향상시킬 수 있게 되는데 그 목적이 있는 것으로서, 이하 본 발명을 첨부한 도면의 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 구성을 보면 제 2 도에서 보는 바와 같이 페달(2)과 연결되는 마스터실린더(1)에 유로(40)(41)를 통하여 개·폐밸브(42)(42')가 연결되고, 이 개·폐밸브(42)(42')내에는 상·하동작가능하게 스플(43)(43')이 스프링(44)(44')에 의해 탄력설치되며, 상기 개·폐밸브(42)(42')의 압력실(45)(45')에는 유로(46)를 통하여 솔레노이드밸브(47)(47')와 피스톤펌프(48)(48')가 연결되고, 상기 피스톤펌프(48)(48')에는 체크밸브(49)(49')가 연결되는 유로(46')를 통하여 프로포셔닝밸브(50)(50')가 전·후륜브레이크(51)(51')(52)(52')에 연결 구성된다.

또한 상기 듀얼타입 마스터실린더(1)에는 X자형으로 두개의 회로차단을 이루어 각각 전륜우측브레이크(52')과 후륜좌측브레이크(51')가 하나의 회로를 이루고, 전류좌측브레이크(52)와 후륜우측브레이크(51)가 또하나의 회로를 구성하고, 각 회로의 전륜과 후륜 사이에는 프로포셔닝밸브(50)(50')가 설치되어 구성된다.

또한, 개·폐밸브(42)(42')에는 제 3 도에서 보는 바와 같이 스플(43)(43')의 위치에 따라서 마스터실린더(1)와 브레이크(51)(51')(52)(52')로의 유로(40)(41)의 연결을 차단할 수 있도록 구성되어 있고, 내부 압력실(45)(45')은 피스톤펌프(48)(48')의 흡입구(48a)(48b) 및 솔레노이드밸브(47)(47')와 연결된다.

또한 피스톤펌프(48)(48')는 제 4 도에서 보는 바와 같이 전기모터에 의해서 회전하는 편심캠(53)에 의해 피스톤(54)(54')이 왕복운동하면서 개·폐밸브(42)(42') 하부압력실(45)(45')의 작동유의 역류를 막기위한 체크밸브(49)(49')를 통해서 브레이크(52)(52')쪽으로 펌핑할 수 있게 구성되는 것이다.

이상과 같이 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

운전자가 페달(2)을 조작하면 마스터실린더(1)에서 발생한 유압은 유로(40)를 통하여 개·폐밸브(42)(42')내로 유입된다.

이 상태에서 초기에는 개·폐밸브(42)(42')내의 스플(43)(43')이 스프링(44)(44') 압력에 의해서 아래쪽으로 밀착되어 유로(41)가 열려 있으므로 제동압력이 유로(41)를 통하여 전륜브레이크(52)(52')에 작동되고 이때 후륜브레이크(51)(51')는 프로포셔닝밸브(50)(50')를 통해서 적절히 감압된 제동압력이 작용하게 된다.

이때 과도한 제동압에 의해 바퀴의 슬립율이 증가하여 제동력이 감소가 필요한 경우에는 솔레노이드밸브(47)(47')에 전류가 공급되면 브레이크(51)(51')(52)(52') 내부의 오일은 개·폐밸브(42)(42')의 하부압력실(45)(45')에 축적되면서 그 압력을 증가시켜 스플(43)(43')이 상승하면 유로(41)가 차단되어 브레이크(52)(52') 압력은 마스터실린더(1)의 압력과 조절될 수 있는 상태로 되면서 브레이크(52)(52')의 압력을 원하는 수준까지 낮출수 있다.

이 상태에서 제동아력이 충분히 낮아져서 바퀴가 슬립에서 회복되면 솔레노이드밸브(47)(47')에 전류공급이 중단되어 브레이크 압력의 하강 모드가 끝나고, 펌프(48)(48')의 작동과 함께 압력이 일정한 비율로 다시 증가한다. 즉 제 4 도에서 보는 바와 같이 편심캔(53)을 전기모터가 회전하여 작동시키면 피스톤펌프(48)(48')는 압력실(45)(45')의 오일을 체크밸브(49)(49')쪽으로 배출시켜서 제동압력을 다시 증가시킨다.

이때 제동압의 증가율은 펌프의 토출유량 즉, 모터회전수와 모터의 1회전당 펌프 토출량의 곱에 비례하므로 결국 증압률은 피스톤(54)(54')이 움직일 때 흡입구(48a)(48a')가 막히는 순간부터 상사점까지 이동하는 볼륨에 비례한다.

따라서 흡입구(48a)(48a')의 위치를 변화시키면 동일구성의 피스톤펌프(48)(48')를 이용하여 각 회로의 증압율을 각각 적합한 값으로 설정할 수 있게 되는 것이다.

또한 압력회복 모드중에 바퀴의 록이 감지되어 다시 압력의 감소가 필요한 경우에도 솔레노이드밸브를 작동시키면 전술한 바와 같이 압력감소의 모드로 진행한다.

또한 압력감소 또는 압력회복 모드에서 개·폐밸브(42)(42')의 스플(43)(43')에 의해 블레이크(51)(51')(52)(52')가 마스터실린더(1)와 차단되어 있는 경우에도 운전자가 페달(2) 압력을 제거하여 마스터실린더(1)의 압력이 해제되면 체크밸브(55)(55')를 통하여 브레이크(51)(52) 압력은 즉시 감소되며 제동이 해제되게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 차량의 네바퀴를 x자형으로 구분하여 별도로 압력이 조절되므로 차량의 조정성 및 안정성을 유지하면서 제동거리를 단축하는 것이 가능하다.

즉, 전륜에 대하여 셀렉트하이(HIGH) 제어방식을 적용하여 제동거리 및 조향성을 향상하고 후륜에 대해서는 셀렉트로우(Low) 제어방식을 적용하여 방향안정성을 보장할 수 있게 되고, 또한 고압축압기 및 별도의 리시버가 필요없으므로 장치의 크기 및 무게를 줄여 소형·경량화시킬 수 있으며, 압력조절을 위해서 항상 고압을 저장하고 있을 필요가 없어 에너지손실을 줄일 수 있고, 특히 압력조절시 개·폐밸브의 스플에 의해 유로가 차단되어 펌프의 맥동이나 제동압의 변화가 마스터실린더에 전달되지 않으므로 운전자의 제동감각이 향상되어 제동조작이 편리하고, 또한 장치내에 작동유의 흐름을 제한하는 소형 고정오리피스가 없으므로 브레이크 오일의 오염에 덜 민감하여 작동성능을 향상시키고, 이에 따라 브레이크 시스템 전체의 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻고자 한 것이다.

Claims (3)

1. 페달(2)과 연결되는 마스터실린더(1)와 유로(40)(41)를 통하여 개·폐밸브(42)(42')가 연결되고, 개·폐밸브(42)(42')의 압력실(45)(45')에는 유로(46)를 통하여 솔레노이드밸브(47)(47')와 피스톤펌프(48)(48')가 연결되고, 상기 피스톤펌프(48)(48')에는 체크밸브(49)(49')가 연결되는 유로(51)(51')(52)(52')가 연결 구성됨을 특징으로 하는 차량용 슬립방지 브레이크 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 개·폐밸브(42)(42')는 내부로 스플(43)(43')이 스프링(44)(44')에 탄력설치되고 유로(41)가 형성되어 이루어짐을 특징으로 한 차량용 슬립방지 브레이크 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤펌프(48)(48')는 편심캠(53)에 접동하는 피스톤(54)(54')의 왕복운동가능하게 설치되고 일측에는 작동유흡입구(48a)(48a')가 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 슬립방지 브레이크 시스템.