KR101179104B1

KR101179104B1 - 유압 브레이크 부스터

Info

Publication number: KR101179104B1
Application number: KR1020100056336A
Authority: KR
Inventors: 김철수; 이규만; 김유상
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2012-09-07
Also published as: KR20110136378A

Abstract

본 발명의 목적은 유압발생장치에서 생성된 고압의 작동유를 부스터에 넣을 때 발생하는 압력변화에 따른 페달의 진동을 억제할 수 있도록 하는 유압 브레이크 부스터를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 유압발생장치에서 공급된 유압에 의해 피스톤과 콘트롤플런저가 상대운동 할 경우에 콘트롤플런저에서 발생한 진동을 억제할 수 있도록 하는 유압 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.
개시된 본 발명에 따른 유압 브레이크 부스터는 하우징과, 마스터 실린더와, 작동유 저장소와, 시뮬레이터와 유압발생장치를 포함한다. 또한 본 발명은 벤트홀과, 제1실링부재와, 제2실링부재, 완충부재를 포함한다. 또한, 본 발명은 콘트롤플런저의 일단과 상기 출력축의 일단 사이가 이격되도록 이격 챔버를 포함한다.

Description

유압 브레이크 부스터{HYDRAULIC BRAKE BOOSTER}

본 발명은 유압 브레이크 부스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페달감을 향상시킬 수 있는 유압 브레이크 부스터에 관한 것이다.

일반적으로 브레이크 부스터(Brake booster)는 운전자가 브레이크 페달을 밟을 때 가해진 힘보다 훨씬 큰 출력을 발생시키는 장치이다.

도 1은 종래 유압 브레이크 부스터를 나타낸 단면도이다. 도시한 바와 같이, 하우징(1)과 결합된 마스터 실린더(3)와, 마스터 실린더(3)와 결합되어 작동유를 공급하도록 마련된 작동유 저장소(5)와, 상기 하우징(1)과 결합되어 브레이크 페달(10)의 반력을 내주도록 마련된 시뮬레이터(2)를 포함한다.

이러한 유압 브레이크 부스터의 정상 제동시에는, 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하면 이 브레이크 페달(10)과 연결된 입력축(7)은 축방향으로 좌측으로 전진한다. 이렇게 이동한 입력축(7)의 변위는 페달변위센서(7a)에 감지되고 이 감지신호는 전자제어유닛(미도시)으로 전달된다. 전자제어유닛은 운전자의 제동의지에 상응하는 제동 유압을 생성하기 위하여 펌프를 작동시킨다. 펌프는 고압의 작동유를 발생하고 이 작동유는 축압기에 저장된다. 이때, 축압기에 저장된 작동유는 부스트 챔버에 공급되어 피스톤(9)을 좌측으로 이동시킨다. 이에 따라 피스톤(9)은 마스터 실린더(3)의 내부에 있던 작동유를 압축하여 휠브레이크(Wheel Brake)로 전달하고 제동력을 발생시킨다.

한편, 유압 브레이크 부스터의 긴급 제동시에는, 운전자가 브레이크 페달(10)을 가압하면 이 브레이크 페달(10)과 연결된 입력축(7)은 콘트롤플런저(8)를 전진시킨다. 이때, 콘트롤플런저(8)는 피스톤(6)을 전진시킨다. 따라서 피스톤(6)은 마스터 실린더부(3)의 내부에 있던 작동유를 압축하여 제동력을 발생시킨다.

전술한 유압 브레이크 부스터는 유압발생장치(Hydraulic Power Unit)에서 생성된 고압의 작동유를 부스터에 넣을 때 발생하는 압력 변화에 의해 페달감이 떨어지는 문제가 있었다. 또한 종래의 유압 브레이크 부스터는 유압발생장치에서 공급된 유압에 의해 피스톤과 콘트롤플런저가 상대운동 할 경우, 콘트롤플런저가 하우징의 내측과 마찰하게 되어 마찰력이 발생하고 이때의 진동이 콘트롤플런저를 거쳐 입력축에 전달되어 페달감을 떨어지게 하는 문제가 있었다. 이렇게 페달감이 떨어지게 되면 운전자가 제동시 느끼는 페달감과 실제 브레이크 휠(Brake Wheel)에서 브레이크 패드(Brake Pad)의 브레이크 디스크 압착 정도와의 사이에 괴리가 생겨 과다 또는 과소한 제동이 이루어지게 되어 브레이크 패드 등 소모부품의 잦은 교체를 요구하게 되고 급제동이나 미제동 등 차량의 안전사고에 아주 큰 지장을 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유압발생장치에서 생성된 고압의 작동유를 부스터에 넣을 때 발생하는 압력변화에 따른 페달의 진동을 억제할 수 있도록 하는 유압 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유압발생장치에서 공급된 유압에 의해 피스톤과 콘트롤플런저가 상대운동 할 경우에 콘트롤플런저에서 발생한 진동을 억제할 수 있도록 하는 유압 브레이크 부스터를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유압 브레이크 부스터는, 제1오일포트와 제2오일포트를 갖춘 하우징과, 상기 하우징과 결합된 마스터 실린더와, 상기 마스터 실린더와 결합되어 작동유를 공급하도록 마련된 작동유 저장소와, 상기 하우징과 결합되어 브레이크 페달의 반력을 내주도록 마련된 시뮬레이터를 포함하고, 상기 브레이크 페달과 연계되어 진퇴 운동하도록 상기 하우징 내에 마련된 입력축과, 상기 입력축과 함께 슬라이딩 진퇴 운동하도록 상기 하우징 내에 마련된 콘트롤플런저와, 상기 콘트롤플런저와 함께 진퇴 운동하도록 상기 하우징 내에 마련된 출력축과, 상기 출력축과 함께 진퇴 운동하도록 상기 마스터 실린더 내에 마련된 제1피스톤 및 제2피스톤을 포함하며, 상기 하우징 내부의 상기 출력축과 상기 콘트롤플런저는 진동과 충격이 전달되지 않도록 상호 이격된 것을 특징으로 한다.

상기 하우징 내측에는 상기 콘트롤플런저가 수용되어 슬라이딩 진퇴운동 하기 위한 제1수용부가 포함되며, 상기 제1수용부의 내경은 상기 출력축의 진동이 전달되지 않도록 상기 출력축의 외경보다 더 큰 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 상기 제1수용부와 연결되어 상기 하우징을 관통하여 대기와 연통되도록 마련된 벤트홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징 내측에는 상기 콘트롤플런저가 수용되어 슬라이딩 진퇴운동 하기 위한 제1수용부가 포함되며, 상기 하우징은 상기 입력축과 콘트롤플런저가 수용되는 제2수용부를 포함하고, 상기 제2수용부는 상기 콘트롤플런저의 외측과 상기 제2수용부의 내측 사이에 형성되도록 마련된 시뮬레이터 챔버를 포함하며, 상기 콘트롤플런저의 외주에는 상기 제1수용부의 일단에 마련되어 상기 이격 챔버와 상기 시뮬레이터 챔버의 실링을 하도록 제1실링부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징 내측에는 상기 콘트롤플런저가 수용되어 슬라이딩 진퇴운동 하기 위한 제1수용부가 포함되며, 상기 하우징은 상기 콘트롤플런저와 출력축이 수용되는 제3수용부를 포함하고, 상기 제3수용부는 상기 출력축과 상기 제3수용부의 내측 사이에 형성되도록 마련된 부스트 챔버를 포함하며, 상기 출력축의 외주에는 상기 제1수용부에 마련되어 상기 이격 챔버와 상기 부스트 챔버의 실링을 하도록 제2실링부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 콘트롤플런저는 급제동시에 상기 콘트롤플런저와 출력축의 접촉에 의한 충격을 흡수하도록 완충부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 유압 브레이크 부스터는 마스터 실린더에서 발생한 압력변화가 페달에 전달되지 않아 페달의 진동을 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 급제동시에 콘트롤플런저와 출력축이 접촉할 경우, 충격을 흡수할 수 있는 완충부재를 마련하여 마스터 실린더에서 발생한 진동을 흡수할 수 있어 페달감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유압 브레이크 부스터를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 정상 제동시에 페달을 밟았을 때를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 정상 제동시에 페달을 뗐을 때를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 정상 제동시에 페달을 뗐을 때의 일부분을 발췌한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 급제동시에 일부분을 발췌한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 페달에 가해지는 힘과 페달변위와의 관계를 나타낸 표이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 정상 제동과정에서 브레이크 페달을 밟았을 때를 도시한 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 브레이크 부스터는 전체적으로 제1오일포트(55)와 제2오일포트(57)를 갖춘 하우징(11)과, 하우징(11)의 일단과 체결되며 제1피스톤(26)과 제2피스톤(28)을 수용하는 마스터 실린더(13)와, 마스터 실린더(13)의 상부에 결합되어 작동유를 저장하기 위한 작동유 저장소(15)와, 하우징(11)의 하부에 결합되어 페달의 반력을 내주기 위한 시뮬레이터(16)와, 작동유 저장소(15)와 연결되어 유압을 발생하기 위한 유압발생장치(80)와, 입력축(20)의 변위를 측정하기 위한 페달변위센서(99)를 포함하여 구성된다.

하우징(11)은 내부에 장착된 각종 부품을 지지한다. 또한, 하우징(11)은 도 2에 도시한 바와 같이 입력축(20), 콘트롤플런저(22), 출력축(24), 제1피스톤(26)을 수용한다. 콘트롤플런저(22)와 출력축(24)은 제1수용부(31)에 수용되며, 입력축(20)과 콘트롤플런저(22)는 제2수용부(33)에 수용되고 콘트롤플런저(22)의 일부와 제1피스톤(26)은 제3수용부(35)에 수용된다. 또한 하우징(11)에는 유압발생장치(80)에서 발생된 작동유를 공급하기 위한 제1오일포트(55)와 제2오일포트(57)가 마련된다.

하우징(11)에서는 여러 축과 플런저 및 피스톤이 수용되어 브레이크 페달력을 전달하며 유기적으로 운동한다. 구체적으로 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이 브레이크 페달과 연계되어 진퇴 운동하도록 하우징(11) 내에 마련된 입력축(20)과, 입력축(20)과 함께 슬라이딩 진퇴 운동하도록 하우징(11) 내에 마련된 콘트롤플런저(22)와, 콘트롤플런저(22)와 함께 진퇴 운동하도록 하우징(11) 내에 마련된 출력축(24)과, 출력축(24)과 함께 진퇴 운동하도록 마스터 실린더(13) 내에 마련된 제1피스톤(26)과 제2피스톤(28)을 포함하여 구성된다. 한편 입력축(20)에는 페달변위센서(99)가 연결된다.

페달변위센서(99)는 입력축(20)에 연결되어 입력축(20)의 변위를 감지한다. 이렇게 감지된 신호는 전자제어유닛(미도시)에 전달된다. 전자제어유닛은 입력축(20)의 변위를 계측하고 유압발생장치(80)에 마련된 밸브를 제어한다.

작동유 저장소(15)는 도 2에 도시한 바와 같이 마스터 실린더(13)와 유압발생장치(80)에 작동유를 공급한다. 작동유 저장소(15)에는 작동유가 유출되는 유출구가 마련되어 마스터 실린더(13)에 작동유를 공급한다.

유압발생장치(80)는 작동유 저장소(15)에서 공급된 작동유를 압축하여 제1오일포트(55)통하여 부스트 챔버(43)에 공급한다. 유압발생장치(80)에는 작동유 저장소(15)에서 공급된 작동유를 고압으로 압축하기 위한 유압펌프(83)가 마련되어 있다. 이 유압펌프(83)에서 압축된 고압의 작동유는 축압기(81)에 저장된다. 또한 유압발생장치(80)에는 릴리프밸브(86)가 마련된다. 릴리프밸브(86)는 회로의 압력이 밸브의 설정 압력에 도달하면 유체의 일부 또는 전량을 배출시켜 회로 내의 압력을 설정값 이하로 유지되도록 압력을 제어한다.

부스트 챔버(43)는 제1오일포트(55)를 통해서 고압의 작동유를 받기 위한 공간이다. 부스트 챔버(43)는 제3수용부(35)의 일단과 출력축(24)의 일단 사이에 형성된 공간이다. 이 공간으로 유압발생장치(80)에서 생성된 고압의 작동유가 제1오일포트(55)를 통해서 유입된다. 이렇게 유입된 고압의 작동유는 출력축(24)을 이동시켜 제동력을 발생시킨다.

한편 유압발생장치(80)는 작동유의 흐름을 제어하기 위해서 제1전자밸브(82), 제2전자밸브(84) 및 제3전자밸브(87)를 마련한다. 정상 제동시에 밸브의 동작은 다음과 같다. 제1전자밸브(82)는 정상상태에서는 밸브가 닫혀있다가 제동시 전자제어유닛에서 개방신호를 받으면 밸브가 열리도록 작동한다. 또한 제2전자밸브(84)는 정상상태에서는 밸브가 열려 있다가 제동시 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 밸브가 닫히도록 작동한다. 또한 제3전자밸브(87)는 제동시 시뮬레이터 챔버(45)에서 압축된 작동유가 작동유 저장소(15)로 역류하지 않도록 마련된다. 이 제3전자밸브(87)는 평소에는 개방되어 있다가 제동시 전자제어유닛에서 폐쇄신호를 받으면 닫히게 된다.

시뮬레이터(16)는 브레이크 페달의 반력을 내주기 위한 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 입력축(20)의 이동과 함께 콘트롤플런저(22)가 좌측으로 전진한다. 콘트롤플런저(22)가 전진하면서 제2수용부(33)에 마련된 시뮬레이터 챔버(45) 내에 있는 작동유를 압축하게 된다. 압축된 작동유는 오일유로(93)를 통해서 시뮬레이터(16)로 전달된다.

한편 시뮬레이터(16)에는 시뮬레이터 피스톤(69)과 시뮬레이터 피스톤(69) 그리고 이것들을 수용하기 위한 제4수용부(37)가 마련된다. 오일유로(93)를 통해서 시뮬레이터(16) 내부로 공급된 작동유는 시뮬레이터 피스톤(69)을 밀어서 시뮬레이터 피스톤(69)이 제4수용부(37)의 내부를 따라 내려간다. 내려간 시뮬레이터 피스톤(69)은 시뮬레이터 스프링(67)을 밀고 시뮬레이터 스프링(67)은 탄성력을 저장해두었다가 시뮬레이터 피스톤(69)을 미는 유압이 탄성력보다 작아지기 시작할 때 시뮬레이터 피스톤(69)을 위로 밀기 시작한다. 시뮬레이터 피스톤(69)이 위로 상승하면 시뮬레이터(16) 내부에 있던 작동유가 오일유로(93)를 통하여 시뮬레이터 챔버(45)로 공급되고 이 공급된 작동유가 콘트롤플런저(22)를 우측으로 이동시킨다. 이 콘트롤플런저(22)의 이동으로 입력축(20)은 우측으로 이동하게 되어 브레이크 페달에 반력을 제공하게 된다.

마스터 실린더(13)에서는 작동유 저장소(15)에서 공급된 작동유가 제1피스톤(26)과 제2피스톤(28)의 이동에 의해서 유압이 생성된다. 발생된 유압은 제동을 위해 자동차의 휠브레이크로 전달된다.

한편 제1피스톤(26)과 제2피스톤(28)에는 제1스프링(63) 및 제2스프링(61)이 구비되어있다. 제1스프링(63)과 제2스프링(61)에서는 제1피스톤(26)과 제2피스톤(28)이 압축되면서 탄성력이 저장된다. 이 탄성력은 제1피스톤(26)을 미는 힘이 탄성력보다 작아질 때 제1피스톤(26)과 제2피스톤(28)을 밀어서 피스톤을 원상복귀시킨다.

도 3은 본 발명의 정상 제동시에 브레이크 페달을 뗐을 때를 도시한 단면도이며 도 4는 도 3의 A부분을 확대한 단면도이다. 도 4에서는 일부 구성을 생략하고 도시하였다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 제1수용부(31)의 내측에는 콘트롤플런저(22)의 일단과 출력축(24)의 일단 사이에 형성된 이격 챔버(41)가 마련된다. 이격 챔버(41)는 제동과정에서 출력축(24)에서 발생한 압력이 콘트롤플런저를 통해서 입력축으로 전달되지 않도록 한다. 따라서 제동과정에서 출력축(24)에서 발생한 압력이 이격 챔버(41)로 인하여 브레이크 페달로 전달되지 않는다.

한편 제1수용부(31)의 내경은 출력축(24)의 외경보다 크게 형성된다. 브레이크 페달을 밟으면 제1오일포트((55)를 통해서 고압의 작동유가 공급된다. 이 고압의 작동유는 출력축(24)에 전달되어 출력축(24)이 진동하게 된다. 만약 출력축(24)이 제1수용부(31)의 내경과 접해 있다면 이 출력축(24)의 진동은 하우징(11)에 전달되고 하우징(11)과 접촉하고 있는 콘트롤플런저(22)에 전달된다. 또한 콘트롤플런저(22)는 입력축(20)과 접촉하고 있어 출력축(24)의 진동이 입력축(20)을 따라 브레이크 페달에 전달되게 된다. 따라서 제1수용부(31)의 내경이 출력축(24)의 외경보다 크게 마련되어 출력축(24)의 진동이 브레이크 페달에 전달되지 않기 때문에 브레이크 페달감을 향상시킬 수 있다.

벤트홀(47)은 공기통로(48)와 연결되어 하우징(11)의 외부 대기와 연통된다. 벤트홀(47)은 하우징(11)을 관통하는 제1수용부(31)에 마련된다. 만약 본 발명이 벤트홀(47)을 구비하지 않는다면 콘트롤플런저(22)와 출력축(24)의 상대운동에 따른 콘트롤플런저(22)와 출력축(24) 사이에 형성된 공간에 압력변화가 생기고, 이 압력변화로 인하여 콘트롤플런저(22)와 출력축(24)이 원활히 운동하지 못할 수 있다. 따라서 제1수용부(31)의 내부가 대기와 연통되어 밀폐형이 아닌 개방형으로 형성되기 때문에 콘트롤플런저(22)와 출력축(24)이 원활히 운동한다. 여기서 벤트홀(47)은 작동유가 고여있지 않은 제2수용부(33) 및 제3수용부(35)에도 설치될 수 있으며 각각 복수로 설치될 수 있다.

제1실링부재(51)는 이격 챔버(41)와 시뮬레이터 챔버(45)의 실링을 하기 위한 것이다. 제1실링부재(51)는 콘트롤플런저(22)의 외주와 제2수용부(33)의 내측에 마련된다. 제2수용부(33)의 내측에는 제1실링부재(51)를 끼우기 위한 홈이 마련되어 있다. 따라서 제1실링부재(51)는 시뮬레이터 챔버(45)에서 발생한 작동유가 이격 챔버(41)로 유입되는 것을 막을 수 있다.

제1실링부재(51)는 콘트롤플런저(22)의 원활한 진퇴운동을 하게 하고, 작동유 및 공기의 내부로부터의 누설이나 외부로부터의 침입을 방지하도록 탄성을 가진 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

시뮬레이터 챔버(45)에서는 시뮬레이터(16)에 유압을 공급한다. 즉 콘트롤플런저(22)가 시뮬레이터 챔버(45)를 압축하면 시뮬레이터 챔버(45)에 있던 작동유는 오일유로(93)를 통하여 시뮬레이터(16)에 공급된다.

콘트롤플런저(22)는 콘트롤플런저(22)의 전진운동 후에 복귀를 위한 콘트롤플런저 스프링(65)을 구비한다. 콘트롤플런저 스프링(65)은 콘트롤플런저(22) 일단과 제2수용부(33)의 전면과 연결되어 콘트롤플런저(22)의 복귀를 위해 마련된다. 따라서 콘트롤플런저 스프링(65)은 브레이크페달의 작동에 의한 입력축(20)의 전진운동과 연계되어 콘트롤플런저(22)가 전진할 때 탄성 압축된다. 압축된 탄성력은 콘트롤플런저(22)에 반력을 제공하여 콘트롤플런저(22)를 후진하게 하고 콘트롤플런저(22)를 원상복귀시킨다.

도 5는 본 발명의 급제동시에 일부분을 발췌한 단면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이 콘트롤플런저(22)의 전면에는 충격을 흡수하기 위한 완충부재(77)를 구비한다. 유압 브레이크 부스터가 급제동할 때는 콘트롤플런저(22)와 출력축(24)이 접촉한다. 이때 콘트롤플런저(22)와 출력축(24)의 접촉에 의한 충격이 발생한다. 이 충격은 브레이크 페달에 전달되어 페달감이 떨어지게 된다. 따라서 콘트롤플런저(22)의 전면에 완충부재(77)를 구비하여 출력축(24)과의 접촉에 의한 충격을 억제함으로써 페달감을 향상시킬 수 있다.

완충부재(77)는 진동을 감소시키고 충격을 완화하기 위해서 탄성을 가진 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

한편 유압 브레이크 시스템에 전원이 공급되지 않을 때는 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 제2전자밸브(84)가 개방된 상태로 작동하므로 시뮬레이터 챔버(45) 내 압력 발생이 없이 콘트롤플런저(22)가 출력축(24)과의 이격량 이상을 전진하여 출력축(24)을 직접 밀어 줌으로써 제동력이 발생된다.

제2수용부(33)에는 콘트롤플런저(22)의 외주와 제2수용부(33)의 내측에 오링(88)이 마련된다. 오링(88)은 콘트롤플런저(22)가 제2수용부(33) 내측을 상대운동 할 때 시뮬레이터 챔버(45)의 실링을 하기 위한 것이다.

제2실링부재(53)는 이격 챔버(41)와 부스트 챔버(43)의 실링을 하기 위한 것이다. 제3수용부(35)에는 출력축(24)의 후면과 제3수용부(35)의 내측에 제2실링부재(53)가 구비된다. 또한 제3수용부(35)의 내측에는 제2실링부재(53)를 끼우기 위한 홈이 마련되어 있다.

제2실링부재(53)는 출력축(24)이 원활한 진퇴운동을 할 수 있게 하고, 작동유 및 공기가 내부로부터 누설되거나 외부로부터 침입되는 것을 방지하도록 탄성을 가진 부재로 형성되는 것이 바람직하다.

다음은 본 발명에 따른 유압 브레이크 부스터의 작동을 정상 제동과 급제동 및 유압 브레이크 시스템에 전원이 공급되지 않는 경우로 나누어 설명한다.

첫째로 유압 브레이크 부스터가 정상 제동되는 경우를 살펴보자.

이 경우 브레이크 페달을 밟았을 때에는, 도 2에 도시한 바와 같이 운전자가 브레이크 페달을 가압하면 이 브레이크 페달과 연결된 입력축(20)은 축방향으로 좌측으로 전진하고, 이와 동시에 콘트롤플런저(22)도 제1수용부(31) 내에서 좌측으로 전진하게 된다.

이때, 입력축(20)의 이동은 페달변위센서(99)에 의해 감지되고, 감지된 신호는 전자제어유닛으로 전달된다. 전자제어유닛은 제동유압을 생성하기 위하여 유압펌프(83)를 동작시킨다. 이러한 펌프의 동작으로 고압의 작동유가 축압기(81)에 저장된다. 이 고압의 작동유는 하우징(11)에 마련된 제1오일포트(55)를 통하여 부스트 챔버(43)로 공급되어 출력축(24)을 밀게 된다. 이 출력축(24)은 제1피스톤(26)을 밀고, 제1피스톤(26)은 제2피스톤(28)을 밀어서 마스터 실린더(13)에 고여 있던 작동유를 압축하여 고압의 작동유를 생성한다. 이렇게 생성된 고압의 작동유는 전자제어유닛이 제1전자밸브(82)에 개방신호를 보내고, 제1전자밸브(82)가 개방되어 고압의 작동유가 휠브레이크로 전달됨으로써 제동력이 발생된다.

또한 유압 브레이크 부스터의 정상 제동시 브레이크 페달을 뗐을 때에는, 전자제어유닛이 입력축(20)의 후진에 의한 페달변위센서(99)에서 감지된 신호를 계측한다. 계측 후에 전자제어유닛은 제1전자밸브(82)를 닫게 하는 신호를 제1전자밸브(82)에 보낸다. 이와 같이 제1전자밸브(82)가 닫히면 휠브레이크로 고압의 작동유가 전달되지 않는다.

한편, 브레이크 페달을 밟는 힘에 의해서 전진한 콘트롤플런저(22)는 제2수용부(33)와 콘트롤플런저(22)와 연결된 콘트롤플런저 스프링(65)의 탄성력에 의해서 후진하게 된다. 후진한 콘트롤플런저(22)는 입력축(20)을 후진시켜 브레이크 페달을 원상태로 복귀시킨다.

다음으로 유압 브레이크 부스터가 급제동되는 경우를 살펴보자.

도 5에 도시한 바와 같이 콘트롤플런저(22)가 출력축(24)과의 이격량 이상을 전진하여 출력축(24)을 직접 밀어 준다. 전진한 출력축(24)은 제1피스톤(26)을 밀어주고 제1피스톤(26)은 제2피스톤(28)을 밀어주게 되어 마스터 실린더(13) 내에 있던 작동유를 압축하여 제동유압을 형성한다. 이렇게 형성된 제동유압은 휠브레이크로 전달되어 제동력을 발생시킨다.

끝으로 유압 브레이크 시스템에 전원이 공급되지 않는 경우를 살펴보자.

이 경우 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 입력축(20)이 콘트롤플런저(22)를 전진시킨다. 이렇게 전진된 콘트롤플런저(22)는 출력출(24)과의 이격량 이상을 전진하여 출력축(24)을 직접 밀어 준다. 밀린 출력축(24)은 제1피스톤(26)을 밀고, 제1피스톤(26)이 제2피스톤(28)과 연계하여 밀리면서 마스터 실린더(13) 내에 있던 작동유를 압축시킨다. 이렇게 압축된 작동유는 휠브레이크로 전달되어 제동력을 발생시킨다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 페달에 가해지는 힘과 페달변위와의 관계를 나타낸 표이다.

이와 같이 본 발명의 유압 브레이크 부스터에 이격 챔버(41)와 벤트홀(47) 및 완충부재(77)를 구비하여, 도 6에 도시한 바와 같이 반력 증가가 선형적인 1차 직선이 아닌 일반적인 유압 브레이크의 부스터의 힘과 변위곡선과 유사한 2차 곡선 형태로 이루어지기 때문에 페달감이 양호하게 형성된다.

첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다.

11 : 하우징 13 : 마스터 실린더
15 : 작동유 저장소 16 : 시뮬레이터
20 : 입력축 22 : 콘트롤플런저
24 : 출력축 26 : 제1피스톤
28 : 제2피스톤 31 : 제1수용부
33 : 제2수용부 35 : 제3수용부
41 : 이격 챔버 43 : 부스트 챔버
45 : 시뮬레이터 챔버 47 : 벤트홀
51 : 제1실링부재 53 : 제2실링부재
55 : 제1오일포트 57 : 제2오일포트
65 : 콘트롤플런저 스프링 77 : 완충부재
80 : 유압발생장치 99 : 페달변위센서

Claims

제1오일포트와 제2오일포트를 갖춘 하우징과,
상기 하우징과 결합된 마스터 실린더와, 상기 마스터 실린더와 결합되어 작동유를 공급하도록 마련된 작동유 저장소와, 상기 하우징과 결합되어 브레이크 페달의 반력을 내주도록 마련된 시뮬레이터를 포함하고,
상기 브레이크 페달과 연계되어 진퇴 운동하도록 상기 하우징 내에 마련된 입력축과, 상기 입력축과 함께 슬라이딩 진퇴 운동하도록 상기 하우징 내에 마련된 콘트롤플런저와, 상기 콘트롤플런저와 함께 진퇴 운동하도록 상기 하우징 내에 마련된 출력축과, 상기 출력축과 함께 진퇴 운동하도록 상기 마스터 실린더 내에 마련된 제1피스톤 및 제2피스톤을 포함하며,
상기 하우징 내부의 상기 출력축과 상기 콘트롤플런저는 진동과 충격이 전달되지 않도록 상호 이격되고,
상기 하우징 내측에는 상기 콘트롤플런저가 수용되어 슬라이딩 진퇴운동 하기 위한 제1수용부가 포함되며,
상기 제1수용부의 내경은 상기 출력축의 진동이 전달되지 않도록 상기 출력축의 외경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 부스터.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 제1수용부와 연결되어 상기 하우징을 관통하여 대기와 연통되도록 마련된 벤트홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 부스터.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 입력축과 콘트롤플런저가 수용되는 제2수용부를 포함하고,
상기 제2수용부는 상기 콘트롤플런저의 외측과 상기 제2수용부의 내측 사이에 형성되도록 마련된 시뮬레이터 챔버를 포함하며,
상기 콘트롤플런저의 외주에는 상기 제1수용부의 일단에 마련되어 상기 이격 챔버와 상기 시뮬레이터 챔버의 실링을 하도록 제1실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 부스터.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 콘트롤플런저와 출력축이 수용되는 제3수용부를 포함하고,
상기 제3수용부는 상기 출력축과 상기 제3수용부의 내측 사이에 형성되도록 마련된 부스트 챔버를 포함하며,
상기 출력축의 외주에는 상기 제1수용부에 마련되어 상기 이격 챔버와 상기 부스트 챔버의 실링을 하도록 제2실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 부스터.
제 1 항에 있어서,
상기 콘트롤플런저는 급제동시에 상기 콘트롤플런저와 출력축의 접촉에 의한 충격을 흡수하도록 완충부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 부스터.