KR101622153B1 - 유압 브레이크 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 유압 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 펌프의 구동에 의해 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑장치를 구비하는 유압 브레이크 시스템에 있어서, 상기 댐핑장치는, 상기 펌프의 토출단과 연결되는 제1 챔버를 갖추어 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑부; 상기 펌프의 흡입단과 연결되는 제2 챔버를 갖춘 승압부; 및 상기 제1 챔버와 제2 챔버에 회전가능하게 마련되어 상기 펌프의 흡입 및 토출행정에 따른 액압의 흐름에 의해 회전되는 회전부;를 구비하는 유압 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

Description

유압 브레이크 시스템{Hydraulic brake system}
본 발명은 유압 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시킴은 물론, 승압 성능을 향상시키는 유압 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 유압 브레이크 시스템은 차량의 브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위하여 모듈레이터블록에 다수의 솔레노이드밸브와, 오일을 일시 저장하는 저압어큐뮬레이터와, 저압어큐뮬레이터에 저장된 오일을 펌핑하기 위한 펌프 및 펌프를 구동하기 위한 모터를 설치하고, 이를 전기적으로 작동하는 구성요소를 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU)를 포함한다.
이와 같은 유압 브레이크 시스템은 펌프로부터 토출되는 브레이크 오일의 액압이 고압으로 형성됨에 따라 발생하는 압력맥동을 저감시키기 위해 소정의 댐핑공간을 갖는 고압어큐뮬레이터 또는 댐퍼를 마련하고, 고압어큐뮬레이터 또는 댐퍼를 통하여 배출되는 아웃포트에 오리피스부를 마련하는 등 다양한 구조를 채택하여 사용되고 있다(이하, 고압어큐뮬레이터 또는 댐퍼를 통칭하여 '댐핑장치'라 함). 이러한 댐핑장치를 마련하여 압력맥동을 감쇠시키기 위한 유압 브레이크 시스템은 공개특허공보 제10-2003-0006155호, 공개특허공보 제10-2001-0046429호 등에 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같이 개시된 유압 브레이크 시스템은 댐핑장치를 통한 압력맥동의 감쇠효과를 얻을 수 있으나, 승압 성능이 저하된다는 문제점이 있다. 즉, 펌프의 펌핑 작동에 따라 토출 및 흡입되는 동작에 의해 발생되는 급격한 유량 변화에 따른 압력맥동을 보다 효율적으로 감쇠하기 위해서 펌프로 흡입되는 유량을 충족시켜 승압 성능을 향상시켜야 한다.
공개특허공보 제10-2003-0006155호 (주식회사 만도) 2003. 01. 23. 공개특허공보 제10-2001-0046429호 (주식회사 만도, 밍 루) 2001. 06. 15.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템은 펌프의 펌핑 작동에 따른 압력맥동을 최소화시켜 소음을 점감시킬 수 있음은 물론, 펌프로 유입되는 유량을 공급함으로써 펌프의 효율을 상승시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 펌프의 구동에 의해 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑장치를 구비하는 유압 브레이크 시스템에 있어서, 상기 댐핑장치는, 상기 펌프의 토출단과 연결되는 제1 챔버를 갖추어 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑부; 상기 펌프의 흡입단과 연결되는 제2 챔버를 갖춘 승압부; 및 상기 제1 챔버와 제2 챔버에 회전가능하게 마련되어 상기 펌프의 흡입 및 토출행정에 따른 액압의 흐름에 의해 회전되는 회전부;를 구비하는 유압 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 챔버와 제2 챔버는 서로 대향하도록 일렬로 마련될 수 있다.
또한, 상기 회전부는, 상기 제1 챔버 및 제2 챔버에 회전가능하게 설치되는 회전축; 및 상기 제1 챔버 및 제2 챔버 내에 각각 마련되어 상기 회전축과 함께 회전되도록 상기 회전축에 설치되는 날개부;를 구비할 수 있다.
또한, 상기 회전축은 상기 제1 챔버와 제2 챔버 사이를 관통하여 설치될 수 있다.
또한, 상기 제2 챔버에 마련된 날개부는 상기 제1 챔버에 마련된 날개부가 상기 펌프로부터 토출되는 액압에 의해 회전되는 회전력에 의해 회전되어 상기 펌프의 흡입행정시 흡입단으로 유량을 제공하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 펌프로부터 토출되는 액압에 의해 상기 제1 챔버 내에 마련되는 날개부가 회전되도록 상기 토출단은 상기 제1 챔버의 중앙으로부터 벗어난 측면과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템은 펌프의 토출단과 연결되는 챔버를 갖춘 댐핑부를 마련하여 압력맥동 및 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 펌프의 흡입단과 연결된 챔버에 바람개비 형식의 회전부를 마련하여 펌프의 흡입 행정시 유량을 공급을 가속시킴으로써 펌프의 효율 및 승압 성능을 향상시킬 수 있다.
아울러, 펌프의 흡입단에 마련된 회전부의 회전은 펌프로부터 토출되는 액압에 의해 회전되도록 함으로써, 회전부를 회전시키기 위한 별도의 장치가 필요하지 않으므로 비용 저감 및 조립 시간을 줄일 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 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 유압 회로도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치가 펌프의 흡입단 및 토출단과 연결된 상태를 나타내는 부분 유압 회로도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치의 댐핑부와 펌프의 토출단과 연결된 상태를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 유압 회로도이다.
도 1을 참조하면, 유압 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 차륜(FR, RL)에 마련된 휠 실린더(30)를 연결하여 액압 전달을 제어하는 제1 유압서킷(40A)과, 마스터실린더(20)의 제2 포트(22)와 나머지 두 개의 차륜(FL, RR)에 마련된 휠 실린더(30)로 연결하여 액압 전달을 제어하는 제2 유압서킷(40B)을 구비한다. 제1 유압서킷(40A) 및 제 2 유압서킷(40B)은 모듈레이터블록(40)에 콤팩트하게 설치된다.
제1 유압서킷(40A) 및 제2 유압서킷(40B)은 각각 두 개씩의 휠 실린더(30)측으로 전달되는 제동유압을 제어하기 위한 솔레노이드밸브들(41, 42)과, 모터(45)의 구동에 의해 휠 실린더(30)측에서 빠져나온 브레이크 오일 또는 마스터실린더(20)로부터 브레이크 오일을 흡입하여 펌핑하는 펌프(44)와, 휠 실린더(30)로부터 빠져나오는 브레이크 오일을 일시 저장하기 위한 저압어큐뮬레이터(43)와, 펌프(44)의 토출구와 마스터실린더(20)를 연결하는 메인유로(47a)와, 마스터실린더(20)의 브레이크 오일이 펌프(44)의 입구로 흡입되게 안내하는 보조유로(48a), 및 다수의 솔레노이드밸브(41, 42)와 모터(45)의 구동을 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU;미도시)을 포함한다.
이때, 도시된 바와 같이, 솔레노이드밸브(41, 42), 저압어큐뮬레이터(43), 펌프(44), 메인유로(47a) 및 보조유로(48a)는 제1 및 제2 유압서킷(40A, 40B)에 각각 마련된다.
보다 구체적으로, 다수 개의 솔레노이드밸브(41, 42)는 휠 실린더(30)의 상류측 및 하류측과 연계되는데, 이것은 각 휠 실린더(30)의 상류 측에 배치되며 평상시 개방된 상태로 유지되는 노멀 오픈형 솔레노이드밸브(41)와, 각 휠 실린더(30)의 하류 측에 배치되며 평상시 폐쇄된 상태로 유지되는 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)로 구별된다. 이러한 솔레노이드밸브(41, 42)의 개폐작동은 전자제어유닛(미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 감압 제동에 따라 노멀 클로즈형 솔레노이드밸브(42)가 개방되어 휠 실린더(30)측에서 빠져나온 브레이크 오일은 저압어큐뮬레이터(43)에 일시적으로 저장된다.
펌프(44)는 모터(45)에 의해 구동되어 저압어큐뮬레이터(43)에 저장된 브레이크 오일을 흡입하여 토출함으로써 액압을 휠 실린더(30)측 또는 마스터실린더(20) 측으로 전달한다.
또한, 마스터실린더(20)와 펌프(44)의 토출구를 연결하는 메인유로(47a)에는 트랙션 콘트롤 제어(TCS)를 위한 노멀 오픈형 솔레노이드 밸브(47, 이하 'TC밸브'라 함)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 브레이크 오일을 펌프(44)의 입구 측으로 흡입되게 안내하는 것으로, 여기에는 브레이크 오일이 펌프(44) 입구로만 흐르도록 하는 솔레노이드 밸브(48, 이하 'ESV밸브'라 함)가 설치되어 있다. 전기적으로 작동되는 ESV밸브(48)는 보조유로(48a)의 중도에 설치되어 평상시 폐쇄되고 TCS 모드시 개방되게 작동한다.
한편, 미설명된 참조부호 '49'는 브레이크 오일의 역방향 흐름을 방지하기 위하여 적정한 유로의 위치에 설치되는 체크밸브이고, 참조부호 '50'은 TC밸브(47)와 ESV밸브(48)로 전달되는 제동 압력을 감지하는 압력센서이다.
상기와 같은 유압 브레이크 시스템은 제동시 모터(45)의 작동에 따라 펌프(44)로부터 펌핑되는 액압으로부터 압력맥동이 발생하는데, 이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력맥동을 감소시키기 위하여 각 유압서킷(40A, 40B)의 펌프(44) 토출단(44b)과 연결된 댐핑부(110)와, 상기 펌프(44)의 흡입단(44a)과 연결된 승압부(120)를 갖는 댐핑장치(100)를 제공한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치가 펌프의 흡입단 및 토출단과 연결된 상태를 나타내는 부분 유압 회로도이고, 도 3은 상기 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치를 나타내는 도면이며, 도 4는 상기 유압 브레이크 시스템에 마련된 댐핑장치의 댐핑부와 펌프의 토출단과 연결된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 댐핑장치(100)는 펌프(44)의 토출단(44b)과 연결되는 댐핑부(110)와, 펌프(44)의 흡입단(44a)과 연결되는 승압부(120) 및 댐핑부(110)와 승압부(120)에 회전가능하게 마련되는 회전부(130)를 구비한다.
상기 댐핑부(110)는 펌프(44)로부터 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키기 위하여 소정 공간을 갖는 제1 챔버(111)를 구비한다. 이 제1 챔버(111)는 펌프(44)의 토출단(44b) 유로의 직경보다 큰 직경을 갖는 공간을 갖도록 형성됨에 따라 압력맥동을 감소시키는 역할을 수행한다. 이때, 제1 챔버(111)에는 후술할 회전부(130)가 마련됨에 따라 댐핑효과를 최대화 할 수 있으며, 소음을 저감시킬 수 있다.
상기 승압부(120)는 펌프(44)의 흡입단(44a)과 연결되며, 소정 공간을 갖는 제2 챔버(121)를 구비한다. 이 제2 챔버(121)에는 후술할 회전부(130)가 마련되어 펌프(44)의 흡입행정시 펌프(44)에 유량 공급을 가속시키는 역할을 수행함에 따라 펌프(44)의 토출 및 승압 성능을 향상시킬 수 있다.
상기과 같은 댐핑부(110)의 제1 챔버(111)와 승압부(120)의 제2 챔버(121)는 서로 대향하도록 일렬로 마련될 수 있다. 이는 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(121)에 각각 마련된 회전부(130)가 함께 움직이도록 설치하기 위함으로서 아래에서 다시 설명하기로 한다.
회전부(130)는 바람개비 형태로 이루어져 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(121)에 각각 마련된다. 이러한 회전부(130)는 제1 챔버(111)와 제2 챔버(121)에 회전가능하게 마련되어 펌프(44)의 흡입 및 토출행정에 따른 액압의 흐름에 의해 회전되도록 설치된다. 보다 구체적으로, 회전부(130)는 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(121)에 회전가능하게 설치되는 회전축(135) 및 제1 챔버(111)와 제2 챔버(121) 내에 각각 마련되어 회전축(135)에 설치되는 날개부(131, 132)를 구비한다. 이하에서는, 제1 챔버(111)에 위치한 회전부(130)를 제1 회전부(130a)라 하고, 제2 챔버(121)에 위치한 회전부(130)를 제2 회전부(130b)라 한다.
회전축(135)은 소정 길이를 가지며, 제1 챔버(111)와 제2 챔버(121) 사이를 관통하여 회전가능하게 설치된다. 이 회전축(135)은 제1 챔버(111)와 제2 챔버(121)가 서로 대향하도록 일렬로 마련됨에 따라 제1 챔버(111)와 제2 챔버(121)로부터 동일 중심축을 갖도록 설치된다.
날개부(131, 132)는 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(121) 내에 각각 마련되어 회전축(135)과 함께 회전되도록 회전축(135)에 설치된다. 이때, 제1 챔버(111)에 위치한 날개부를 제1 날개부(131)라 하고, 제2 챔버(121)에 위치한 날개부를 제2 날개부(132)라 한다. 제2 날개부(132)는 제1 날개부(131)가 펌프(44)로부터 토출되는 액압에 의해 회전되는 회전력에 의해 회전된다. 이에, 펌프(44)의 흡입행정시 흡입단(44a)으로 유량 공급을 가속시키게 된다. 이는 제1 날개부(131)가 펌프(44)로부터 토출되는 고압의 액압에 의해 고속으로 회전됨에 따라 동일축의 회전축(135)에 설치된 제2 날개부(132)가 함께 회전되기 때문이다. 즉, 제2 날개부(132)를 회전시키기 위한 별도의 회전동력 전달장치가 불필요하여 공간활용성을 향상시킴은 물론, 비용을 저감시킬 수 있게 된다.
이러한 각 날개부(131, 132)는 복수개로 이루어져 회전축(135)을 중심으로 일정간격 이격되어 설치될 수 있다.
한편, 펌프(44)로부터 토출되는 액압에 의해 제1 날개부(131)가 회전되도록 펌프(44)의 토출단(44b)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(111)의 중앙으로부터 벗어난 측면과 연결될 수 있다. 이는, 펌프(44)로부터 토출되는 액압에 의해 회전되는 제1 날개부(131)에 의해 제2 날개부(132)가 회전됨에 따라 제2 날개부(132)가 펌프(44)의 흡입단(44a)으로 유량을 공급시키는 방향으로 회전하도록 토출단(44b)을 제1 챔버(111)와 연결시켜야 한다.
미설명된 참조부호 '141'은 제1 챔버(111) 내로 제1 회전부(130a)를 설치하기 위해 개방된 제1 챔버(111)를 밀폐시키기 위한 제1 폐쇄부재이고, 참조부호 '142'는 제1 챔버(111)와 제2 챔버(121) 사이를 폐쇄하며 제2 챔버(121) 내로 제2 회전부(130b)를 설치하기 위해 개방된 제2 챔버(121)를 밀폐시키기 위한 제2 폐쇄부재이다.
그러면, 상기와 같은 댐핑장치가 펌프의 펌핑작동에 따라 압력맥동을 감쇠하며 승압성능을 향상시키는 동작상태에 대하여 설명하기로 한다.
펌프(44)는 모터(45)의 회전축(미도시)에 설치된 편심베어링(45a)에 의해 피스톤(44')이 왕복이동함에 따라 브레이크 오일을 흡입하여 토출하게 된다. 이러한 펌프(44)의 펌핑동작시 펌프(44)의 토출단(44b)으로부터 토출되는 액압은 제1 챔버(111)로 토출됨에 따라 제1 날개부(131)가 회전되어 압력맥동 및 소음이 저감된다. 이때, 제1 날개부(131)가 회전축(135)과 함께 고속으로 회전되는 상태로서 회전축(135)과 연결된 제2 날개부(132)가 함께 회전된다.
펌프(44)의 토출행정 후 펌프(44)의 피스톤(44')이 이동하여 흡입행정 시 펌프(44)의 흡입단(44a)으로 유량이 공급된다. 이때, 제2 날개부(132)는 토출행정시 발생된 제1 날개부(131)의 회전력에 의해 회전되는 상태로서, 펌프(44)의 흡입행정시 흡입단(44a)으로 유량을 공급하도록 회전된다. 즉, 펌프(44)의 흡입단(44a)으로 유량공급을 가속시킴으로써 펌프(44)의 토출 및 승압 성능을 향상시키게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 브레이크 시스템은 펌프(44)의 토출단(44b) 및 흡입단(44a)과 연결되는 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(121)에 회전부(130)를 갖추고, 회전부(130)의 회전동작이 펌프(44)의 펌핑동작에 의해 작동되는 구조를 갖춤으로써, 펌프(44)의 펌핑작동시 발생하는 압력맥동 및 소음을 저감시킴은 물론, 펌프(44)의 토출 및 승압 성능을 향상된다.
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.
44 : 펌프 45 : 모터
100 : 댐핑장치 110 : 댐핑부
111 : 제1 챔버 120 : 승압부
121 : 제2 챔버 130 : 회전부
131 : 제1 날개부 132 : 제2 날개부
135 : 회전축

Claims (6)

  1. 펌프의 구동에 의해 토출되는 브레이크 오일의 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑장치를 구비하는 유압 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 댐핑장치는,
    상기 펌프의 토출단과 연결되는 제1 챔버를 갖추어 압력맥동을 감쇠시키는 댐핑부;
    상기 펌프의 흡입단과 연결되는 제2 챔버를 갖춘 승압부; 및
    상기 제1 챔버와 제2 챔버에 회전가능하게 마련되어 상기 펌프의 흡입 및 토출행정에 따른 액압의 흐름에 의해 회전되는 회전부;를 구비하고,
    상기 제1 챔버와 제2 챔버는 서로 대향하도록 일렬로 마련되며,
    상기 회전부는,
    상기 제1 챔버 및 제2 챔버에 회전가능하게 설치되는 회전축; 및
    상기 제1 챔버 및 제2 챔버 내에 각각 마련되어 상기 회전축과 함께 회전되도록 상기 회전축에 설치되는 날개부;를 구비하고,
    상기 제2 챔버에 마련된 날개부는 상기 제1 챔버에 마련된 날개부가 상기 펌프로부터 토출되는 액압에 의해 회전되는 회전력에 의해 회전되어 상기 펌프의 흡입행정시 흡입단으로 유량을 제공하도록 이루어진 유압 브레이크 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 제1 챔버와 제2 챔버 사이를 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 펌프로부터 토출되는 액압에 의해 상기 제1 챔버 내에 마련되는 날개부가 회전되도록 상기 토출단은 상기 제1 챔버의 중앙으로부터 벗어난 측면과 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 브레이크 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2964231B2 (ja) * 1997-08-22 1999-10-18 株式会社ゼクセル エアコンサイクル
JP5264628B2 (ja) * 2009-06-17 2013-08-14 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置

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