KR200278670Y1 - 차량용 안티록 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 안티록 브레이크 시스템에 관한 것으로, 펌프구동에 의해 고압으로 토출되는 오일 일부를 다시 펌프측으로 환류시킴으로써 펌프구동에 의해 생기는 주기적인 압력맥동을 줄이는 것이다.

본 고안에 따른 안티록 브레이크 시스템은 오리피스(82,83)의 토출구측과 펌프(71,72)의 유입구측을 연결하는 별도의 유압라인(84)을 마련하고, 여기에 펌프(71,72) 구동시 오리피스(82,83)를 통과한 오일이 소정압력 이상인 경우 오일 일부가 펌프(71,72)측으로 환류되도록 체크밸브(85)가 장착되어 있다. 따라서 오리피스(82,83)를 통과한 오일 일부가 다시 유압라인(84)과 체크밸브(85)를 통해 펌프(71,72)측으로 환류됨으로써, 펌프(71,72)구동에 의해 발생되는 주기적인 압력맥동이 현저하게 줄어 전체적인 작동소음이 감쇄되는 이점이 있다.

Description

차량용 안티록 브레이크 시스템

본 고안은 차량용 안티록 브레이크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펌프 구동시 주기적으로 발생되는 압력맥동을 줄이기 위한 펌프 유입구측과 토출구측의 유압라인 구조에 관한 것이다.

차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다. 이 중에서 안티록 브레이크 시스템이 진보적인 효과를 발휘하고 있는데, 도 1은 이러한 안티록 브레이크 시스템의 일반적인 구성을 보인 계통도이다.

종래 안티록 브레이크 시스템은 이에 도시한 바와 같이, 전륜(FL,FR)과 후륜(RL,RR)에 각각 유압에 의해 제동력을 발생하는 드럼 또는 캘리퍼식의 유압 브레이크(9a,9b,9c,9d)가 설치되며, 제동유압을 형성하여 각 브레이크(9a,9b,9c,9d)측으로 전달하는 배력장치(2)와 오일저장탱크(3a)가 마련된 마스터실린더(3)로 크게 이루어져 있다.

배력장치(2)는 진공과 대기와의 압력차이를 이용하여 작은 힘으로 큰 제동력을 발생시키는 장치로서, 운전석에 마련된 브레이크패달(1)에 의해 작동된다. 마스터실린더(3)는 배력장치(2)로부터 증폭된 힘을 전달받아 제동유압을 형성하는 것으로, 각 브레이크(9a,9b,9c,9d)와는 유압라인을 통해 연결되어 있다.

한편, 각 브레이크(9a,9b,9c,9d)의 입구측과 출구측에는 솔레노이드밸브가 설치되어 있어서 각 브레이크(9a,9b,9c,9d)로 전달되는 유압을 제어한다. 이것은 입구측에 배치되는 노말오픈형 솔레노이드밸브(4a,4b,4c,4d)와 출구측에 배치되는 노말클로즈형 솔레노이드밸브(5a,5b,5c,5d)로 구별되며, 전기제어장치(E.C.U,미도시)에 의해 제어됨으로써 강력하고 안정된 제동력을 발휘하게 된다. 이 때, 전기제어장치(미도시)는 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 마련된 휠센서(미도시)를 통해 차속을 감지하고, 이들을 제어한다.

그리고 전륜(FR,FL)측과 후륜(RR,RL)측의 노말클로즈형 솔레노이드밸브(5a,5b,5c,5d)의 하류에는 제1,제2저압어큐뮤레이터(6a,6b)가 설치되어 감압모드시 브레이크(9a,9b,9c,9d)에서 토출된 오일이 일시 저장한다. 또한, 제1,제2저압어큐뮤레이터(6a,6b)의 후방에 제1,제2고압어큐뮤레이터(8a,8b)가 설치되며, 이들 사이에 한쌍의 제1,제2펌프(7a,7b)가 구성되어 제1,제2저압어큐뮤레이터(6a,6b)에 일시 저장되어 있는 저압상태의 오일을 가압하여 제1,제2고압어큐뮤레이터(8a,8b)로 펌핑한다. 미설명부호 7은 제1,제2펌프(7a,7b)를 구동시키는 모터이고, 8c와 8d는 제1,제2고압어큐뮤레이터(8a,8b)의 출구측에 마련되어 압력맥동을 저감하기 위한 오리피스이다.

이와 같이 구성된 종래의 안티록 브레이크 시스템은 주행 중에 운전자가 브레이크패달(1)을 밟으면 배력장치(2)에서 기압차에 의해 배력이 발생되고, 계속하여 마스터실린더(3)에서는 증폭된 힘을 전달받아 유압을 형성한다. 이러한 유압은 노말오픈형 솔레노이드밸브(4a,4b,4c,4d)를 통해 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 마련된 각각의 브레이크(9a,9b,9c,9d)로 전달되어 제동작용을 하게 된다.

한편, 노면조건보다 과도한 제동압력이 전달되면 차량의 타이어는 회전을 멈추고 미끄러지는 일종의 슬립현상이 발생되는데, 이러한 현상을 차량의 바퀴에 장착된 휠센서(미도시)가 감지하고 이를 안티록 브레이크 시스템의 전기제어장치(미도시)에 전달한다. 이에 따라 전기제어장치(미도시)에서는 노말클로즈형 솔레노이드밸브(5a,5b,5c,5d)가 개방되도록 작동시켜 브레이크(9a,9b,9c,9d) 내의 오일을 제거함으로써 제동압력을 낮춘다. 그리고 노말클로즈형 솔레노이드밸브(5a,5b,5c,5d)를 통해 토출된 오일은 제1,제2저압어큐뮤레이터(6a,6b)로 이동하여 잠시 저장되고, 모터(7)가 구동됨에 따라 제1,제2펌프(7a,7b)를 거쳐 다시 압력이 상승하여 제1,제2고압어큐뮤레이터(8a,8b)와 오리피스(8c,8d)를 지나 급격한 압력파형이 감소된 상태에서 마스터실린더(3) 또는 노말오픈형 솔레노이드밸브(4a,4b,4c,4d)측으로 순환하게 된다.

그러나 이러한 종래 안티록 브레이크 시스템은 제동압력 증압과정시 펌프(7a,7b) 구동으로 인해 발생되는 급격한 압력맥동은 제1,제2고압어큐뮤레이터(8a,8b)의 토출구측에 마련된 오리피스(8c,8d)에 의해 감소가 되는데, 이것은 단순히 댐핑을 줄이기 위해 유로의 단면적을 조절하는 구조로 이루어져 압력맥동을 완벽하게 줄이는데에는 그 한계가 있다. 따라서 펌프(7a,7b) 구동에 의한 압력맥동의 피크가 연속적으로 발생되어 안티록 브레이크 시스템의 작동소음 원인으로 작용하는 문제점이 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 오리피스의 토출구측과 펌프의 유입구측을 연결하는 별도의 유압라인을 마련하고, 여기에 펌프 구동에 따른 오리피스를 통과한 오일이 소정압력 이상인 경우 오일 일부를 펌프측으로 환류시키는 체크밸브를 장착함으로써, 펌프구동에 의해 발생되는 주기적인 압력맥동을 줄이는 차량용 안티록 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 안티록 브레이크 시스템을 개략적으로 보인 계통도이다.

도 2는 본 고안에 따른 안티록 브레이크 시스템을 개략적으로 보인 계통도이다.

도 3은 본 고안에 따른 체크밸브를 발췌하여 보인 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

30..마스터실린더 40..노말오픈형 솔레노이드밸브

71,72..펌프 80,81..고압어큐뮤레이터

82,83..오리피스 84..유압라인

85..체크밸브

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 브레이크패달의 작동에 따라 제동유압을 형성하는 마스터실린더, 마스터실린더의 제동유압을 전달받아 제동력을 발휘하도록 차량의 전륜과 후륜에 각각 마련되는 브레이크, 브레이크의 입구측과 출구측에 각각 마련되어 제동유압의 흐름을 제어하는 노말오픈형 솔레노이드밸브와 노말클로즈형 솔레노이드밸브, 노말클로즈형 솔레노이드밸브가 개방작동되는 감압제동작용시 브레이크측으로부터 토출된 오일이 일시 저장되는 저압어큐뮤레이터, 저압어큐뮤레이터에 저장된 오일을 가압시켜 필요에 따라 브레이크측과 마스터실린더측으로 토출시키는 펌프, 펌프의 토출구측에 압력맥동을 저감하도록 마련된 고압어큐뮤레이터와 오리피스를 갖춘 차량용 안티록 브레이크 시스템에 있어서,

오리피스를 지나는 오일 일부가 펌프 측으로 다시 환류되도록 오리피스의 토출구측에 일단부가 연통결합되며 펌프의 유입구측에 타단부가 연통결합된 유압라인, 유압라인 중에 설치되며 오리피스를 지나는 오일압력이 소정압력이상인 경우에 압력맥동이 감소되도록 오일 일부가 펌프측으로 환류되도록 개방작동되는 체크밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 고안에 따른 안티록 브레이크 시스템을 개략적으로 보인 계통도이고, 도 3은 본 고안에 따른 체크밸브를 발췌하여 보인 단면도이다.

본 고안에 따른 차량용 안티록 브레이크 시스템은 이들에 도시한 바와 같이, 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 각각 설치된 브레이크(90,91,92,93)와 운전석 일측에 마련된 브레이크패달(10), 패달(10)의 작동에 의해 배력을 형성하며 이에 의해 제동유압이 발생되도록 배력장치(20)와 오일저장탱크(31)가 마련된 마스터실린더(30)가 구성되어 있다.

그리고 각 브레이크(90,91,92,93)의 입구측과 출구측에는 각각 유압의 흐름을 제어하도록 솔레노이드밸브가 설치되는데, 이것은 입구측에 설치된 노말오픈형 솔레노이드밸브(40,41,42,43)와 출구측에 마련된 노말클로즈형 솔레노이드밸브(50,51,52,53)로 구별된다.

전륜(FR,FL)측과 후륜(RR,RL)측의 노말클로즈형 솔레노이드밸브(50,51,52,53)의 토출구측과 마스터실린더(30)를 연결하는 유압라인에는 압력 맥동을 줄이기 위한 일종의 댐핑쳄버인 제1,제2저압어큐뮤레이터(60,61)와 제1,제2고압어큐뮤레이터(80,81)가 각각 설치되어 있다. 따라서 감압제동에 따른 노말클로즈형 솔레노이드밸브(50,51,52,53)의 개방작동시 전륜(FR,FL)측과 후륜(RR,RL)측 브레이크(90,91,92,93)로부터 토출되는 오일이 별도로 제1,제2저압어큐뮤레이터(60,61)에 일시 저장된다. 아울러 제1,제2저압어큐뮤레이터(60,61)와 제1,제2고압어큐뮤레이터(80,81) 사이에 마련된 모터(70)의 구동에 의해 제1,제2펌프(71,72)가 작동되면, 제1,제2저압어큐뮤레이터(60,61)에 저장된 오일은 가압되어 제1,제2고압어큐뮤레이터(80,81)로 토출되며, 계속하여 라인을 따라 다시 브레이크(90.91.92.93) 측으로 전달되거나 또는 마스터실린더(30)로 복귀된다.

이 때, 펌프(71,72) 구동에 의해 발생되는 압력맥동을 감소시키기 위한 수단으로 제1,제2고압어큐뮤레이터(80,81)의 토출구측에 각각 오리피스(82,83)가 마련되어 있으며, 오리피스(82,83)를 지나는 오일압력이 소정압력 이상인 경우 오일 일부를 다시 펌프(71,72)측으로 환류시키는 유압라인(84)이 별도로 구성되어 있다.

오리피스(82,83)는 제1,제2고압어큐뮤레이터(80,81)에서 고압으로 토출되는 오일을 단면적의 변화를 주어 압력맥동을 감소시키는 기능을 수행한다.

그리고 유압라인(84)은 본 고안의 특징적인 요소로 일단부(84a)가 오리피스(82,83)의 토출구측과 연통결합되고 타단부(84b)는 펌프(71,72)의 유입구측에 연통결합되어 있으며, 이러한 유압라인(84) 중에 오리피스(82,83)를 지나는 오일압력이 소정압력 이상인 경우에만 개방작동되는 체크밸브(85)가 설치되어 있다.

체크밸브(850는 도 3에 도시한 바와 같이, 중심부위에 연통홀(85b)이 형성된 몸체(85a), 몸체(85a) 내부에 내장되며 압축스프링(85d)에 의해 탄성바이어스되어 연통홀(85b)을 선택적으로 개폐하는 개폐자(85c), 중심부에 중공부가 형성되며 압축스프링을 지지하도록 몸체의 하단부에 결합되는 플러그(85e) 등으로 구성되어 있다. 따라서 정상적인 상태에서는 압축스프링(85d)의 탄성력에 의해 개폐자(85c)가 연통홀(85b)을 폐쇄하고 있다. 그리고 오리피스(82,83)를 지나는 오일압력이 소정압력 이상인 경우 오일 일부가 압축스프링(85d)의 탄성력을 이기고 개폐자(85c)를 눌러 연통홀(85b)을 개방시켜 유압라인(84)을 따라 펌프(71,72) 측으로 환류됨으로써, 펌프(71,72) 구동에 의해 발생되는 오일 압력맥동이 현저하게 감소되는데, 이에 대한 것은 작동설명에서 상세하게 설명한다.

한편, 모터(70)의 구동과 각 솔레노이드밸브의 모든 개폐작동은 전기제어장치(미도시)에 의해 이루어지는데, 이것은 각 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 설치된 휠센서(미도시)를 통해 입력된 신호를 근거로 제동압력과 상승속도를 제어한다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 차량용 안티록 브레이크 시스템의 제동작용을 설명한다.

먼저, 운전자는 자동차의 주행중이거나 정지상태에서 차량을 감속하거나 정지상태 유지를 위해 브레이크패달(10)을 밟게 된다. 이에 따라 배력장치(20)에서 입력보다 증폭된 배력이 형성되고 이를 통해 마스터실린더(30)에서는 상당한 압력의 제동유압이 발생된다. 이러한 제동유압은 노말오픈형 솔레노이드밸브(40,41,42,43)를 통해 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 마련된 각 브레이크(90,91,92,93)로 전달됨으로써, 제동작용이 이루어진다. 그리고 운전자가 브레이크패달(10)에서 조금씩 또는 완전하게 발을 떼게 되면, 각 브레이크(90,91,92,93) 내의 오일압력은 노말오픈형 솔레노이드밸브(40,41,42,43)를 통해 다시 마스터실린더(30)로 복귀되어 제동력이 감소되거나 제동작용이 완전히 해제된다.

한편, 차량 주행중에 감속 또는 정지를 목적으로 제동력 증가 / 유지상태로 제어하는 중에 운전자가 제동압력을 노면상태보다 크게 하거나 노면조건이 변화되어 제동압력으로 발생하는 브레이크(90,91,92,93)에서의 마찰력이 차량의 타이어나 노면에서 발생하는 제동력보다 크게 되면 차량의 바퀴는 노면에서 미끄러져가는 슬립현상이 발생한다. 이에 따라 차량은 조향력을 상실하고 제동거리가 증가함은 물론이며, 차량이 회전하는 현상이 발생되므로 ABS제어가 필요하다. 이러한 ABS 제어는 증압, 감압, 유지 등 3가지 모드로 제어되며, 각각의 제어상태는 차량의 바퀴 4개에 모두 같은 상태로 조절되는 것이 아니고 노면조건과 ABS 제어상태에 따라 별개로 제어, 즉 3가지 모드가 섞여서 제어된다.

먼저, 본 고안에 따른 차량용 안티록 브레이크 시스템의 압력감압작동을 설명한다. 제동이 수행되고 있는 상태에서 브레이크(90,91,92,93) 내의 제동압력을 노면조건보다 크면 적정압력으로 낮추어야 한다. 이에 따라 전기제어장치(미도시)에서는 노말클로즈형 솔레노이드밸브(50,51,52,53)를 개방 작동시킴으로써, 전륜(FR,FL)측과 후륜(RR,RL)측의 브레이크(90,91,92,93)로부터 토출되는 오일은 라인을 따라 제1,제2저압어큐뮤레이터(60,61)로 유입 일시적으로 저장된다. 이 때, 각각의 노말클로즈형 솔레노이드밸브(50,51,52,53)의 개방작동은 동시 또는 각각 수행된다. 이러한 과정을 통해 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)측에 장착된 브레이크(90,91,92,93)의 압력이 낮아져서 노면에서 미끄러지는 현상이 방지된다.

그리고 본 고안에 따른 차량용 안티록 브레이크 시스템의 압력증압작동은 다음과 같다. ABS 제어중 감압상태가 오래 지속되거나 차량이 진행되어 노면의 마찰계수가 높은 곳으로 이동하면 브레이크(90,91,92,93) 내에 있는 제동압력으로 제동을 할 수 있는 것보다 차량 타이어와 노면에서 발생시킬 수 있는 마찰력이 증가되어 차량 제동효율이 떨어진다. 이러한 경우에는 각 휠센서(미도시)로부터 입력되는 신호를 근거로 전기제어장치(미도시)에서 상황을 판단, 브레이크(90,91,92,93) 내의 제동압력을 증가시키기 위해 모터(70)를 구동 제1,제2펌프(71,72)를 작동시킨다. 이에 따라 ABS 감압작동시 제1,제2저압어큐뮤레이터(60,61)에 저장된 오일은 제1,제2펌프(71,72)로 유입되고 계속하여 제1,제2고압어큐뮤레이터(80,81) 내부로 가압되어 공급된다. 그리고 이것은 개방작동된 노말오픈형 솔레노이드밸브(40,41,42,43)를 통해 브레이크(90,91,92,93)로 전달됨으로써, 제동유압을 증가시키게 된다.

그리고 ABS 제어 중에서 브레이크(90,91,92,93) 내의 압력이 최적의 제동력을 발생시키는 최적의 압력에 이르거나, ABS 제어중에서 파생되는 차량의 공진현상을 방지하기 위해서는 압력을 일정상태로 유지하는 작동상태가 필요한데, 압력유지작동은 다음과 같다. 차량의 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 장착된 브레이크(90,91,92,93) 내의 압력변화를 없게하는 압력유지상태는 노말오픈형 솔레노이드밸브(40,41,42,43) 중에서 압력을 유지하고자 하는 브레이크(90,91,92,93) 측의 노말오픈형 솔레노이드밸브(40,41,42,43)를 폐쇄작동시켜 유압이 전달되는 것을 차단하며, 제1,제2고압어큐뮤레이터(80,81)의 오일압력은 마스터실린더(30)측으로 전달된다.

한편, 이러한 압력증압작동시나 압력유지작동시 제1,제2저압어큐뮤레이터(60,61)에 일시 저장되어 있는 오일은 제1,제2펌프(71,72) 구동에 의해 가압되어 제1,제2고압어큐뮤레이터(80,81)로 공급되며, 계속하여 오리피스(82,83)를 지나면서 노말오픈형 솔레노이드밸브(40,41,42,43)측 또는 마스터실린더(30)측으로 공급된다.

이 때, 오리피스(82,83)를 지나면서 어느정도 압력맥동이 어느정도 감소되는데, 이러한 오일의 일부는 오리피스(82,83) 토출구 측과 펌프(71,72) 유입구 측을 연결하는 유압라인(84)을 통해 다시 펌프(71,72) 측으로 환류된다. 즉, 압력맥동이 어느정도 감소된 상태에서도 소정압력 이상으로 펌프(71,71) 피크가 발생되면, 유압라인(84) 중에 마련된 체크밸브(85)를 개방작동시켜 오일의 일부가 제1,2펌프(71,72) 측으로 환류된다.

이러한 작동은 오리피스(82,83)를 통해 완전하게 압력맥동이 감소되지 않은 상태에서 발생되는데, 오일 압력이 체크밸브(85)의 압축스프링(85d)을 누르면서 연통홀(85b)을 개방시킴으로써 오일 일부가 연통홀(85b)을 통해 제1,제2펌프(71,72)측으로 재 공급되어 오일압력은 압력맥동이 거의 존재하지 않는 상태로 마스터실린더(30)나 노말오픈형 솔레노이드밸브(40,41,42,43)측으로 전달된다.

이에 따라 펌프(71,72) 구동에 의해 발생되는 주기적인 펌프피크가 현저하게 감소되어 전체적인 안티록 브레이크 시스템의 작동소음이 줄어들게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 안티록 브레이크 시스템은 오리피스의 토출구측과 펌프의 유입구측을 연결하는 별도의 유압라인을 마련하고, 여기에 펌프 구동에 따른 오리피스를 통과한 오일이 소정압력 이상인 경우 오일 일부가 펌프측으로 환류되도록 체크밸브가 장착되어 있다. 따라서 오리피스를 통과한 오일 일부가 다시 유압라인과 체크밸브를 통해 펌프측으로 환류됨으로써, 펌프구동에 의해 발생되는 주기적인 압력맥동이 현저하게 줄어 전체적인 작동소음이 감쇄되는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 브레이크패달(10)의 작동에 따라 제동유압을 형성하는 마스터실린더(30), 상기 마스터실린더(30)의 제동유압을 전달받아 제동력을 발휘하도록 차량의 전륜(FR,FL)과 후륜(RR,RL)에 각각 마련되는 브레이크(90,91,92,93), 상기 브레이크(90,91,92,93)의 입구측과 출구측에 각각 마련되어 제동유압의 흐름을 제어하는 노말오픈형 솔레노이드밸브(40,41,42,43)와 노말클로즈형 솔레노이드밸브(50,51,52,53), 상기 노말클로즈형 솔레노이드밸브(50,51,52,53)가 개방작동되는 감압제동작용시 상기 브레이크(90,91,92,93)측으로부터 토출된 오일이 일시 저장되는 저압어큐뮤레이터(60,61), 상기 저압어큐뮤레이터(60,61)에 저장된 오일을 가압시켜 필요에 따라 상기 브레이크(90,91,92,93)측과 상기 마스터실린더(30)측으로 토출시키는 펌프(71,72), 상기 펌프(71,72)의 토출구측에 압력맥동을 저감하도록 마련된 고압어큐뮤레이터(80,81)와 오리피스(82,83)를 갖춘 차량용 안티록 브레이크 시스템에 있어서,

   상기 오리피스(82,83)를 지나는 오일 일부가 상기 펌프(71,72) 측으로 다시 환류되도록 상기 오리피스(82,83)의 토출구측에 일단부(84a)가 연통결합되며 상기 펌프(71,72)의 유입구측에 타단부(84b)가 연통결합된 유압라인(84), 상기 유압라인(84) 중에 설치되며 상기 오리피스(82,83)를 지나는 오일압력이 소정압력이상인 경우에 압력맥동이 감소되도록 오일 일부가 상기 펌프(71,72)측으로 환류되도록 개방작동되는 체크밸브(85)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 안티록 브레이크 시스템.