KR100201095B1 - 자동차의 브레이크 자동 제어장치 - Google Patents

자동차의 브레이크 자동 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 자동차의 브레이크 자동 제어 장치는 브레이크 페달(10), 브레이크 장치에 제동력을 인가하는 휠실린더(34), 브레이크 페달(10)이 밟어질 때의 답력에 의해 휠실린더(34)에 유압을 인가하는 마스터 실린더(12), 마스터 실린더(12)와 휠실린더(34) 사이에 설치되어 상기 답력을 증가시켜 공급하는 제동배력장치, 차량의 각각의 도어의 개방 여부를 감지하는 수단(60) - (66) 및 차량의 속도를 감지하는 차속 센서(70)를 구비한 자동차에 있어서, 상기 마스터 실린더(12)와 별도로 구비되는 보조 마스터 실린더(40), 상기 브레이크 장치에 제동력을 인가 또는 해제하기 위한 동력을 제공하는 제동 모터(50), 상기 제동 모터(50)의 회전 동력을 직선 동력으로 변환하여 상기 보조 마스터 실린더(40)에 수납된 브레이크 오일(44)에 유압을 인가 또는 해제하는 래크(54)과 피니언 및 상기 도어 개방 감지 수단(60) - (66)과 차속 센서(70)를 통하여 도어의 개방 여부 및 차량의 속도를 체크하고, 상기 체크된 결과에 따라 제동 모터(50)를 제어하여 차량의 제동 여부를 결정하는 전자제어 유니트(80)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 브레이크 자동 제어 장치
본 발명은 자동차의 브레이크 자동 제어 장치에 관한 것으로, 특히 도어의 개방 여부 및 차속에 의거하여 브레이크를 자동으로 제어할 수 있도록 한 자동차의 브레이크 자동 제어 장치에 관한 것이다.
근래 들어 자동차가 대형화 및 고속화됨에 따라 운전자가 페달을 밟어서 제동하는 브레이크(이하, 답력(踏力) 브레이크라고 한다)만으로는 제동력이 부족하게 된다. 이를 감안하여 브레이크 페달의 답력은 동일하여도 바퀴의 제동력을 수 배로 증대시킬 수 있는 제동배력장치가 개발되어 차량에 활발하게 탑재되고 있다. 이러한 제동배력장치는 운전자의 노력을 경감시킴과 동시에 안전성을 높이는 중요한 장치로 현재 승용차, 화물차, 버스 등에 널리 사용되고 있다. 제동력을 증대시키는 원리는 후술하는 바와 같이 마스터 실린더 피스톤과는 별도로 파워 피스톤을 설치하고, 여기에 진공과 대기압과의 차압을 인가하거나(진공식 제동배력장치의 경우), 압축 공기를 인가하거나(압축공기식 제동배력장치) 하여 작동하는 힘을 증대시켜서 큰 유압을 발생시키고 있다.
한편, 도어가 개방된 상태에서 운전을 하는 경우에는 안전 사고가 유발될 위험성이 증대되는 바, 이를 방지하기 위하여 종래의 차량에는 차량의 도어의 개방을 경고하는 경고 램프를 운전석 전면의 인스트루먼트 패널에 장착하고 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 제동배력장치 및 경고 램프를 구비한 종래의 자동차에 있어서는 운전자가 차량의 도어가 개방된 상태에서 주행하는 경우에 단지 도어의 개방을 경고만 할 뿐 적극적으로 차량에 제동력을 부여할 수 없기 때문에 안전 사고의 방지 측면에서 한계를 가지는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 도어가 개방된 상태에서 차량이 출발하려는 경우에는 이를 방지하는 이외에 주행 중에는 차속을 감소시키는 방법에 의해 운전자에게 경보하므로써 혹시 있을 지도 모를 안전 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 자동차의 브레이크 자동 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차의 브레이크 자동 제어 장치는 브레이크 페달, 브레이크 장치에 제동력을 인가하는 휠실린더, 브레이크 페달이 밟어질 때의 답력에 의해 휠실린더에 유압을 인가하는 마스터 실린더, 마스터 실린더와 휠실린더 사이에 설치되어 상기 답력을 증가시켜 공급하는 제동배력장치, 차량의 각각의 도어의 개방 여부를 감지하는 수단 및 차량의 속도를 감지하는 차속 센서를 구비한 자동차에 있어서, 상기 마스터 실린더와 별도로 구비되는 보조 마스터 실린더, 상기 브레이크 장치에 제동력을 인가 또는 해제하기 위한 동력을 제공하는 제동 모터, 상기 제동 모터의 회전 동력을 직선 동력으로 변환하여 상기 보조 마스터 실린더에 수납된 브레이크 오일에 유압을 인가 또는 해제하는 래크과 피니언 및 상기 도어 개방 감지 수단과 차속 센서를 통하여 도어의 개방 여부 및 차량의 속도를 체크하고, 상기 체크된 결과에 따라 제동 모터를 제어하여 차량의 제동 여부를 결정하는 전자제어 유니트를 구비한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시 예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어 장치의 기구 구성도,
도 2는 본 발명의 양호한 실시 예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어 장치의 제어 구성도이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
10: 브레이크 페달, 12: 마스터 실린더,
20: 파워 피스톤, 22: 복귀 스프링,
24: 공기 청정기, 30: 하이드롤릭 피스톤,
32: 하이드롤릭 실린더, 34: 휠 실린더,
36: 릴레이 밸브 조립체,
40: 보조 마스터 실린더, 42: 피스톤,
44: 브레이크 오일, 46: 마개,
50: 제동 모터, 52: 래크,
60 - 63: 도어 스위치, 64 - 66: OR 게이트,
70: 차속 센서, 80: 전자제어 유니트,
90: 커넥터, 91 - 94: 트랜지스터
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시 예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어 장치의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시 예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어 장치의 기구 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 자동차의 브레이크 자동 제어 장치의 기구적인 구성은 차량의 내부의 전방 하부에 설치되는 브레이크 페달(10), 차량의 각각의 휠에 설치되어 브레이크 드럼(미도시)이나 브레이크 디스크(미도시)에 제동력을 인가하는 휠실린더(34), 내부에 브레이크 오일이 수납되어 있으며 브레이크 페달(10)이 밟어질 때의 답력에 의해 휠실린더(34)에 유압을 인가하는 마스터 실린더(12), 마스터 실린더(12)와 휠실린더(34) 사이에 설치되어 운전자의 답력을 수 배로 증가하여 공급하는 제동배력장치로 구성되어 있다.
전술한 구성에서, 제동배력장치는 크게 파워 피스톤(20), 파워 피스톤(20)에 복원력을 제공하는 복귀 스프링(22), 하이드롤릭 실린더(32), 하이드롤릭 실린더(32) 내에 수납되는 하이드롤릭 피스톤(30) 및 릴레이 밸브체(36)로 이루어진다. 미설명 부호 24는 외부 유입 공기에 포함된 분진 등을 걸러내는 공기 청정기를 나타낸다.
전술한 구성을 가지는 종래의 제동배력장치에서 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않을 때에는 릴레이 밸브체(36)의 작용에 의해 밸브 작용에 의해 파워 실린더(26)의 A실 및 B실 모두 부압이 되어 압력차가 없으므로 파워 피스톤(20)은 복귀 스프링(22)의 스프링력에 의하여 A실 쪽으로 밀어 붙여져 있다. 결과적으로, 하이드롤릭 피스톤(30)이 후진 상태가 되어 휠 실린더(34)에는 브레이크 오일의 유압이 인가되지 않게 된다.
한편, 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟았을 때에는 마스터 실린더(12)에서 보내 오는 유압은 하이드롤릭 피스톤(30)을 지나서 휠 실린더(34)로 전달되어 브레이크를 작동시킴과 동시에 릴레이 밸브체(36)에도 전달된다.
다음, 릴레이 밸브체(36)의 피스톤 운동에 의하여 파워 실린더(26)의 A실 및 B실의 연결이 차단되고, 이 상태에서 유압이 또 다시 증대하면 공기 청정기(24)에서의 대기가 파워 실린더(26)의 A실에만 유입한다.
결과적으로, 파워 피스톤(20)에는 A실(대기압)과 B실(부압)의 압력차가 작용하여 하이드롤릭 피스톤을 강하게 밀어 부치게 되고, 이에 따라 브레이크 액에 커다란 유압이 안가되어 제동력이 배가되게 된다.
한편, 본 발명의 브레이크 자동 제어 장치에 따라 추가되는 구성으로는 제동 모터(50), 오일 파이프(14)의 적소에 연결된 보조 마스터 실린더(40), 보조 마스터 실린더(40) 내에서 전, 후진하는 피스톤(42) 및 제동 모터(50)의 회전 운동을 직진 운동으로 변환시켜서 피스톤(42)에 제공하는 래크(54)와 피니언(미도시)으로 이루어진다. 미설명 부호 52는 모터 샤프트를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 양호한 실시 예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어 장치의 제어 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 자동차의 브레이크 자동 제어 장치에서는 그 전반적인 동작이 전자제어 유니트(80)에 의해 제어된다. 각 도어의 적소에는 도어의 개방을 감지(도어가 개방된 경우에 하이 레벨의 신호를 출력하는 것으로 하여 설명을 진행한다)하는 도어 스위치(60) - (63)가 설치되며, 또한 차량의 속도를 감지하는 차속 센서(70)도 적소에 구비된다.
한편, 각각의 도어 스위치(60) - (63)의 출력단은 세 개의 2-입력 OR 게이트(64) - (66)에 의해 OR 연산된 후에 전자제어 유니트(80)에 제공된다. 결과적으로, 어느 하나의 도어라도 개방된 경우에는 OR 게이트의 출력단에서는 하이 레벨의 신호가 출력되고, 전자제어 유니트에서는 이에 의거하여 현재 차량의 도어가 개방되어 있다는 것을 알게 된다. 도 2에서, 미설명 부호 Φ1- Φ4는 제동 모터(50)를 구성하는 전기자 권선을 나타내는 바, 이러한 제동 모터(50)로는 회전각의 제어가 비교적 미세하고 정확한 스테핑 모터가 사용될 수 있다. 미설명 부호 91 - 94는 각각의 전기자 권선(Φ1) - (Φ4)을 여자하기 위한 구동 트랜지스터를 나타내며, 90은 전자제어 유니트(80)의 해당 출력단자와 각각의 구동용 트랜지스터(91) - (94)를 연결하는 커넥터를 나타낸다.
이하에는 전술한 구성을 가지는 본 발명의 자동차의 브레이크 자동 제어 장치의 동작에 대해서 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 장치는 차량의 엔진이 동작 중인 상태에서 비로소 동작하게 되는데, 이 경우에 전자제어 유니트(80)에서는 OR 게이트(66)의 출력 신호에 의거하여 도어가 개방되었는 지를 판단하고, 이와 동시에 차속 센서(70)의 출력 신호에 의거하여 차량의 속도를 체크하게 된다.
이렇게 체크한 결과, 현재의 차속이 거의 0 이고 또한 차량의 도어 중에서 어느 하나라도 개방이 된 경우에 전자제어 유니트(80)에서는 제동 모터(50)를 동작시켜서 브레이크를 완전 제동하므로써 운전자의 브레이크 페달(10)의 조작 여부에 관계없이 차량은 정지 상태로 있게 된다. 따라서, 운전자가 도어가 개방된 상태에서 출발을 하려고 가속 페달을 밟더라도 차량은 정지 상태를 유지하기 때문에 안전 사고를 방지함은 물론이고 도어의 열림을 간접적으로 경보하게 된다.
한편, 차속이 0은 아니지만, 차량의 도어 중에서 어느 하나라도 개방이 된 경우에 전자제어 유니트(80)에서는 차속에 따른 적정 유압이 가해질 수 있도록 제동 모터(50)를 동작시키게 된다. 이에 따라 운전자가 가속 페달을 밟아도 차량이 가속되지 않게 되어 안전 사고를 방지함은 물론이고 운전자에게 도어가 열렸음을 간접적으로 경보하게 된다.
마지막으로, 모든 도어가 닫힌 경우에는 도어의 개방에 따른 안전 사고의 위험이 없기 때문에 전자 제어 유니트(80)에서는 제동 모터(50)를 동작시켜서 휠에 가해지는 제동력을 완전히 해제시키게 되고, 결과적으로 운전자의 의지에 따라 가속 여부를 결정할 수 있게 된다.
본 발명의 자동차의 브레이크 자동 제어 장치는 전술한 실시 예에 국한되지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 자동차의 브레이크 자동 제어 장치에 따르면, 도어가 개방된 상태에서 차량이 출발하려는 경우에는 이를 방지하는 이외에 주행 중에는 차속을 감소시키는 방법에 의해 운전자에게 경보하므로써 혹시 있을 지도 모를 안전 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 브레이크 페달(10), 브레이크 장치에 제동력을 인가하는 휠실린더(34), 브레이크 페달(10)이 밟어질 때의 답력에 의해 휠실린더(34)에 유압을 인가하는 마스터 실린더(12), 마스터 실린더(12)와 휠실린더(34) 사이에 설치되어 상기 답력을 증가시켜 공급하는 제동배력장치, 차량의 각각의 도어의 개방 여부를 감지하는 수단(60) - (66) 및 차량의 속도를 감지하는 차속 센서(70)를 구비한 자동차에 있어서,
    상기 마스터 실린더(12)와 별도로 구비되는 보조 마스터 실린더(40),
    상기 브레이크 장치에 제동력을 인가 또는 해제하기 위한 동력을 제공하는 제동 모터(50),
    상기 제동 모터(50)의 회전 동력을 직선 동력으로 변환하여 상기 보조 마스터 실린더(40)에 수납된 브레이크 오일(44)에 유압을 인가 또는 해제하는 래크(54)과 피니언 및
    상기 도어 개방 감지 수단(60) - (66)과 차속 센서(70)를 통하여 도어의 개방 여부 및 차량의 속도를 체크하고, 상기 체크된 결과에 따라 제동 모터(50)를 제어하여 차량의 제동 여부를 결정하는 전자제어 유니트(80)를 구비한 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 자동 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전자제어 유니트(80)는 제동 모터(50)를 제어하여 현재의 차속이 0 이고 또한 차량의 도어 중에서 어느 하나라도 개방이 된 경우에 브레이크가 완전 제동되도록 하고,
    차속이 0이 아니고, 차량의 도어 중에서 어느 하나라도 개방이 된 경우에는 가속이 되지 않도록 하며,
    모든 도어가 닫힌 경우에는 휠에 가해지는 제동력이 완전히 해제되도록 하는 자동차의 브레이크 자동 제어 장치.
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