KR0180467B1 - 엔진의 배기 브레이크 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행하고 있는 자동차의 속도를 감속시키거나 정지시키며 정차중인 자동차가 스스로 움직이지 않도록 하기 위한 제동 장치에 관한 것으로, 특히 제동 장치중 엔진 브레이크의 일종인 배기 브레이크의 작동시 배기 가스의 유량을 감소시킴으로써 엔진 브레이크의 효과를 향상시킬 수 있도록, 배기 행정할 때 배기 다기관(1)과 배기관의 차단 밸브(2) 사이의 체적 내에서 발생되는 배압(대항 압력)을 이용하여 제동력을 발생하는 배기 브레이크에 있어서, 스로틀 밸브의 열림을 아날로그 전압으로 변환시킨 입력 신호에 의해 엔진의 작동 상태에 알맞는 분사량으로 조절하기 위한 스로틀 위치 센서(3)와, 엔진의 회전수를 감지하는 엔진 회전수 센서(4), 스피드 미터 케이블 1회전당 4개의 디지털 펄스가 입력되는 신호를 기초로하여 공정 속도 및 연료 분사량을 조절하기 위한 차속 센서(5), 상기 스로틀 위치 센서(3), 엔진 회전수 센서(4), 차속 센서(5)로부터 입력된 신호에 따른 제어 신호를 출력하는 전자 제어 모듈(6), 상기 전자 제어 모듈(6)로부터 출력된 제어 신호에 의해 구동되는 모터(7) 및, 상기 모터(7)의 구동에 의해 온/오프 스위칭되어 배기 다기관(1)을 자동으로 개폐시키는 콘트롤 밸브(8)를 포함하여 구성한 엔진의 배기 브레이크 제어 장치에 관한 것이다.

Description

엔진의 배기 브레이크 제어 장치

일반적으로, 자동차는 차량을 주행시키는 데 필요한 동력 발생장치로서 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 등의 내연 기관이 설치되고, 이러한 내연 기관에서 발생되는 동력의 힘(토오크)을 구동 바퀴에 전달하거나 끊어 주는 클러치와, 자동차의 주행 상태에 따라 구동력을 증감시키는 변속기가 동력 전달장치로 설치되며, 또한 주행하고 있는 자동차의 속도를 감속시키거나 정지시키며 정차중인 자동차가 스스로 움직이지 않도록 하기 위한 제동 장치(brake system)가 설치된다.

상기 제동 장치는 주행하고 있는 자동차의 속도를 감속 또는 정지시키는 일 외에 정차중인 자동차가 스스로 움직이지 않도록 정차 상태를 유지하기 위하여도 사용되는데, 이러한 제동 장치가 갖추어야 할 필수 조건으로는 최고 속도와 자동차 중량에 대하여 충분한 제동 작용을 하도록 제동 작동이 확실하면서도 제동 효과가 양호하여야 하고, 또한 제동력에 대한 신뢰성과 내구성이 뛰어나야 하며, 운전자에게 피로감을 주지 않아야 하고, 검색 및 조정과 교환 작업을 용이하게 행할 수 있어야 한다.

또한, 상기 제동 장치에는 여러 형식이 사용되고는 있으나 기본적으로 운전자의 조작력을 링크나 유압을 이용하여 증대시킨 후 전달하는 조작기구와, 그 힘을 받아 제동력을 발생하는 본체로 이루어져 있으며, 일반적으로 마찰력을 이용하여 자동차의 운동 에너지를 열 에너지로 바꾼 후, 그것을 공기중에 방산함으로써 제동 작용을 하는 마찰식 브레이크가 주로 사용되고 있다.

그리고, 상기 마찰식 브레이크의 종류로는 차륜과 일체가 되어 회전하는 브레이크 드럼의 내주면에 마찰재를 부착한 브레이크 슈를 안쪽으로부터 강하게 밀착시켜 제동력을 발생하는 드럼 브레이크 및, 차륜과 일체로 회전하는 원판형의 디스크 휠 양면에 마찰재를 부착한 패드를 양쪽에서 밀착시켜 제동력을 발생하는 디스크 브레이크로 구분하고 있으며, 드럼 브레이크는 주로 차량의 후륜에 사용되고 디스크 브레이크는 차량의 전륜에 사용된다.

한편, 이른바 브레이크 장치로서의 브레이크는 아니지만 엔진의 압축 압력을 이용하여 제동력을 얻는 것으로 엔진 브레이크가 있으며, 예를 들어 비탈길을 내려갈 때 2단 기어를 선택하고 엔진을 타이어쪽으로부터 구동하는 상태로서 엔진에 의하여 생기는 제동력을 이용하여 속도를 조종하는 것으로, 트럭 등 대형차의 디젤 엔진에서는 배기 파이프를 닫아 큰 엔진 브레이크를 발생하는 시스템을 가지고 있으며, 이것은 배기 브레이크라고도 하는데 이것도 엔진 브레이크의 일종이라고 할 수 있다.

상기와 같이 엔진 브레이크의 일종인 배기 브레이크(exhaust brake)는 감속 브레이크로서 도 1 에 도시된 바와 같이, 배기 행정할 때 배기 다기관(10)과 배기관의 차단 밸브(20) 사이의 체적 내에서 발생되는 배압(대항 압력)을 이용하여 제동력이 발생되는 것으로, 브레이크 스위치를 턴-온시킨 상태에서 액셀러레이팅 페달을 놓으면 마그네틱 밸브가 작동되어 압축 공기가 공기실에 가해져 차단 밸브(20)가 닫히게 됨으로써 배압이 형성되고, 반면에 액셀러레이팅 페달을 밟으면 마그네틱 밸브가 공기실 내의 공기를 방출하여 차단 밸브가 열리게 됨으로써 배압이 해제된다.

여기서, 배압이란 배기 가스가 받는 배출 저항을 말하는 것으로, 연소실에서 나온 배기 가스는 급히 체적이 커지므로 배기 밸브, 배기 포트, 배기 다기관, 배기관, 머플러 등의 저항을 받으며, 이 저항이 크면 고속 회전에서 연소 효율이 나빠진다.

그러나, 이와 같은 종래의 배기 브레이크 장치는 내리막 길이나 눈 길 등에서 엔진 브레이크시 스로틀 밸브가 닫힌 상태에서 엔진이 운전되어 자연적으로 엔진의 회전수가 낮아지는 방식으로 신속한 엔진 브레이크 효과를 얻을 수 없으며, 따라서 엔진에 무리가 가게 되는 문제점이 있고, 이로 인하여 장치의 성능 및 수명이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점을 해소시키기 위하여 창안된 것으로, 주행하고 있는 자동차의 속도를 감속시키거나 정지시키며 정차중인 자동차가 스스로 움직이지 않도록 하기 위한 제동 장치에 관한 것으로, 특히 제동 장치중 엔진 브레이크의 일종인 배기 브레이크의 작동시 배기 가스의 유량을 감소시킴으로써, 엔진 브레이크의 효과를 향상시킬 수 있도록 한 엔진의 배기 브레이크 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 배기 행정할 때 배기 다기관과 배기관의 차단 밸브 사이의 체적 내에서 발생되는 배압(대항 압력)을 이용하여 제동력을 발생하는 배기 브레이크에 있어서, 스로틀 밸브의 열림을 아날로그 전압으로 변환시킨 입력 신호에 의해 엔진의 작동 상태에 알맞는 분사량으로 조절하기 위한 스로틀 위치 센서와, 엔진의 회전수를 감지하는 엔진 회전수 센서, 스피드 미터 케이블 1회전당 4개의 디지털 펄스가 입력되는 신호를 기초로하여 공정 속도 및 연료 분사량을 조절하기 위한 차속 센서, 상기 스로틀 위치 센서, 엔진 회전수 센서, 차속 센서로부터 입력된 신호에 따른 제어 신호를 출력하는 전자 제어 모듈, 상기 전자 제어 모듈로부터 출력된 제어 신호에 의해 구동되는 모터 및, 상기 모터의 구동에 의해 온/오프 스위칭되어 배기 다기관을 자동으로 개폐시키는 콘트롤 밸브를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성하여 엔진 브레이크시 배기 가스의 유량을 감소시킴으로써, 엔진에 무리가 가는 것을 방지하여 안전 사고를 방지할 수 있다.

도 1 은 일반적인 자동차의 배기 브레이크 시스템 구성도,

도 2 는 본 발명에 따른 엔진의 배기 브레이크 제어 장치 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 배기 다기관 2 : 배기 밸브

3 : 스로틀 위치 센서 4 : 엔진 회전수 센서

5 : 차속 센서 6 : 전자 제어 모듈

7 : 모터 8 : 콘트롤 밸브

이하 본 발명을 첨부한 예시 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 엔진의 배기 브레이크 제어 장치는 도 2 에 도시한 바와 같이, 배기 행정할 때 배기 다기관(1)과 배기관의 차단 밸브(2) 사이의 체적 내에서 발생되는 배압(대항 압력)을 이용하여 제동력을 발생하는 배기 브레이크에 있어서, 스로틀 밸브의 열림을 아날로그 전압으로 변환시킨 입력 신호에 의해 엔진의 작동 상태에 알맞는 분사량으로 조절하기 위한 스로틀 위치 센서(3)와 ; 엔진의 회전수를 감지하는 엔진 회전수 센서(4) ; 스피드 미터 케이블 1회전당 4개의 디지털 펄스가 입력되는 신호를 기초로하여 공정 속도 및 연료 분사량을 조절하기 위한 차속 센서(5) ; 상기 스로틀 위치 센서(3), 엔진 회전수 센서(4), 차속 센서(5)로부터 입력된 신호에 따른 제어 신호를 출력하는 전자 제어 모듈(6) ; 상기 전자 제어 모듈(6)로부터 출력된 제어 신호에 의해 구동되는 모터(7) 및 ; 상기 모터(7)의 구동에 의해 온/오프 스위칭되어 배기 다기관(1)을 자동으로 개폐시키는 콘트롤 밸브(8)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

운전자가 자동차를 운전하여 주행을 하는 도중에 급경사의 내리막 길이나 또는 눈이나 비 등으로 인하여 도로가 미끄러워 엔진 브레이크를 사용하게 되는 경우, 스로틀 위치 센서(3)는 엔진의 작동 상태에 알맞는 분사량으로 조절하기 위하여 스로틀 밸브의 열림을 아날로그 전압으로 변환시킨 입력 신호를 전자 제어 모듈(6)로 입력시키고, 엔진 회전수 센서(4)는 엔진의 회전수를 감지하여 감지된 신호를 전자 제어 모듈(6)로 입력시키며, 차속 센서(5)는 공정 속도 및 연료 분사량을 조절하기 위하여 스피드 미터 케이블 1회전당 4개의 디지털 펄스가 입력되는 신호를 판별하여 전자 제어 모듈(6)로 입력시킨다.

상기 전자 제어 모듈(6)은 상기 스로틀 위치 센서(3), 엔진 회전수 센서(4), 차속 센서(5)로부터 입력된 신호를 비교 판별하여 이에 따른 제어 신호를 출력시킨다.

예를 들어 상기 스로틀 위치 센서(3)로부터 입력된 신호에 비해 상기 엔진 회전수 센서(4)로부터 입력된 신호가 너무 높은 경우, 즉 스로틀 밸브가 닫힌 상태에서 엔진 회전수(rpm)가 높은 경우 상기 전자 제어 모듈(6)은, 엔진 브레이크 상태로 판단하여 콘트롤 밸브(8)를 닫는 방향으로 모터(7)를 구동하도록 제어 신호를 출력한다.

상기 전자 제어 모듈(6)로부터 출력된 제어 신호는 상기 모터(7)를 콘트롤 밸브(8)를 닫는 방향으로 구동시킴으로써, 상기 콘트롤 밸브(8)의 구동에 의해 배기 다기관(1)이 자동으로 닫히게 되고, 상기 배기 다기관(1)을 통하여 배기 가스가 빨리 배출되지 못하게 되므로서, 엔진의 압축 행정시 펌핑 로스(pumping loss)가 증가하여 엔진 회전수(rpm)가 신속하게 하락한다.

따라서, 엔진 브레이크시 콘트롤 밸브(8)로 배기 다기관(1)의 통로를 닫아줌으로써 신속한 엔진 브레이크 효과를 얻을 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 제동 장치중 엔진 브레이크의 일종인 배기 브레이크의 작동시 배기 가스의 유량을 감소시킴으로써 엔진 브레이크의 효과를 향상시킬 수 있으며, 엔진 브레이크의 효과를 향상시킴으로써 엔진에 무리가 가는 것을 방지할 수 있고, 이로 인하여 장치의 성능 및 수명을 향상시킴으로써 안전 사고를 방지할 수 있으며, 따라서 차량 운행의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 주행하고 있는 자동차의 속도를 감속시키거나 정지시키며 정차중인 자동차가 스스로 움직이지 않도록 하기 위한 제동 장치에 관한 것으로, 특히 제동 장치중 엔진 브레이크의 일종인 배기 브레이크의 작동시 배기 가스의 유량을 감소시킴으로써, 엔진 브레이크의 효과를 향상시킬 수 있도록 한 엔진의 배기 브레이크 제어 장치에 관한 것이다.

Claims (1)

1. 배기 행정할 때 배기 다기관(1)과 배기관의 차단 밸브(2) 사이의 체적 내에서 발생되는 배압(대항 압력)을 이용하여 제동력을 발생하는 배기 브레이크에 있어서, 스로틀 밸브의 열림을 아날로그 전압으로 변환시킨 입력 신호에 의해 엔진의 작동 상태에 알맞는 분사량으로 조절하기 위한 스로틀 위치 센서(3)와 ; 엔진의 회전수를 감지하는 엔진 회전수 센서(4) ; 스피드 미터 케이블 1회전당 4개의 디지털 펄스가 입력되는 신호를 기초로하여 공정 속도 및 연료 분사량을 조절하기 위한 차속 센서(5) ; 상기 스로틀 위치 센서(3), 엔진 회전수 센서(4), 차속 센서(5)로부터 입력된 신호에 따른 제어 신호를 출력하는 전자 제어 모듈(6) ; 상기 전자 제어 모듈(6)로부터 출력된 제어 신호에 의해 구동되는 모터(7) 및 ; 상기 모터(7)의 구동에 의해 온/오프 스위칭되어 배기 다기관(1)을 자동으로 개폐시키는 콘트롤 밸브(8)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 엔진의 배기 브레이크 제어 장치.