KR100229688B1 - 에어브레이크 시스템 - Google Patents

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이치로 고이케
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요시다 도시오
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Abstract

에어 서스펜션(air suspension)의 압력이 소정의 압력 이하로 저하했을 때 브레이크력이 작아지는 것을 확실하게 방지하는 것으로, 통상시에는 더블 체크 밸브(32)에 의해 좌우양측의 에어 서스펜션(9)중 압력이 높은 쪽의 압력이 프로포셔닝 릴레이 밸브(proportioning relay valve)(8)의 제어압구(制御壓口)(16)로 공급된다. 에어 서스펜션의 압력이 소정의 압력 이하로 저하되면 다른 에어 서스펜션(9)의 압력이 더블 체크 밸브(32)를 통해서 제어압구(16)로 공급된다. 따라서, 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)는 통상시와 동일하게 그 출력구(20)의 출력압을 제어한다. 그에 따라 에어 서스펜션의 압력이 소정의 압력이하로 저하해도 소정의 브레이크력을 확보할 수 있다.

Description

에어브레이크 시스템
본 발명은 적재(積載)하중 등의 후륜하중에 따라서 후륜의 브레이크력을 제어하게 되어 있는 에어브레이크 시스템 기술분야에 속하는 것으로, 특히 후륜을 지지하는 에어 서스펜션(air suspension)의 서스펜션압에 의해 후륜의 브레이크력을 제어하도록 되어 있는 에어브레이크 시스템 기술분야에 관한 것이다.
일반적으로 트랙터(tractor)ㆍ트레일러(trailer)의 연결차량에 있어서는, 트레일러의 연결ㆍ비연결 상태, 혹은 트레일러를 연결했을 때의 트레일러의 적재여부상태 등 트레일러의 상태에 따라서 트랙터 후륜의 하중이 크게 변화한다. 이 때문에, 이 트레일러의 상황에 따라서 트랙터 후륜의 브레이크력을 제어할 필요가 있다.
이러한 점에서 종래 트랙터ㆍ트레일러의 연결차량에 있어서는, 트랙터 후륜의 브레이크력을 트랙터의 후축을 지지하는 에어 서스펜션의 공기압에 따라서 제어하는 트랙터측 브레이크 시스템이 개발되고 있다.
도 7은 이와 같은 트랙터측 브레이크 시스템의 일예를 나타낸 브레이크 회로도이고, 도 8은 이 트랙터측 브레이크 시스템에 사용되고 있는 프로포셔닝 릴레이 밸브(proportioning relay valve)의 종단면도이다. 도면중, 1은 후륜의 브레이크 지시압을 위한 에어압을 모아두는 제 1 리저버(reservoir)이고, 2는 전륜의 브레이크를 위한 에어압을 모아두는 제 2 리저버(reservoir)이며, 3은 듀얼 브레이크 밸브, 4는 브레이크 페달, 5는 전륜의 브레이크 챔버, 6은 후륜의 브레이크를 위한 에어압을 모아두는 제 3 리저버, 7은 후륜의 브레이크 챔버, 8은 프로포셔닝 릴레이 밸브, 9는 벨로스(bellows)로 이루어지는 에어 서스펜션, 10은 에어 서스펜션(9)에 공급하는 에어압을 모아두는 제 4 리저버, 11은 레벨링 밸브(leveling valve), 12는 에어 서스펜션 (9)의 실함(失陷)시에 제 4 리저버(10)의 에어가 대기중에 배출되는 것을 방지하는 프로택션 밸브, 13은 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 하우징(housing), 14는 대경부(大徑部)(14a)와 소경부(小徑部)(14b)로 이루어지는 단차 제어 피스톤, 15는 제어 피스톤(14)의 대경부(14a)상에 형성된 제어실, 16은 제어실(15)과 좌우 일측의 에어 서스펜션(9)을 접속하는 제어압구, 17은 제어 피스톤(14)의 소경부(14b)보다 직경이 큰 릴레이 피스톤, 17a는 제어 피스톤(14)을 헐렁하게 삽입관통하여 릴레이 피스톤에 나사결합으로 고정된 연결볼트, 18은 제어 피스톤(14)의 소경부(14b)와 릴레이 피스톤(17)과의 사이에 형성된 지시압실, 19는 지시압실(18)과 브레이크 밸브(3)를 접속하는 지시압구, 20은 후륜측의 브레이크 챔버(7)에 접속되는 출력구, 20a는 출력구(20)에 항시 연통하는 개구, 21은 제 3 리저버(6)에 접속되는 에어공급구, 22는 통형상의 밸브체, 23은 배기구, 24는 릴레이 피스톤(17)에 설치된 제 1 밸브시트(valve seat), 25는 하우징(13)에 설치된 제 2 밸브시트, 26은 밸브체(22)의 밸브부, 27은 제 1 및 제 2 밸브시트(24),(25)와 밸브부(26)로 이루어지고 출력구(20)에 항시 연통하는 개구(20a)를 에어공급구 또는 배기구(23)에 택일적으로 절환 접속하는 절환제어밸브, 28은 릴레이 피스톤(17)에 항시 위쪽으로 힘을 부가하는 제 1 스프링, 29는 밸브체(22)에 항시 위쪽으로 힘을 부가하는 제 2 스프링, 30은 릴레이 피스톤(17) 아래에 형성된 출력압실, 31은 출력구(20)와 출력압실(30)을 항시 접속하는 접속구멍이다.
이와 같은 구성으로 된 종래 트랙터측 브레이크 시스템에 있어서는, 우선 트레일러의 연결ㆍ비연결 및 트레일러 적재상황 등 트레일러의 상황에 따라 변화하는 트랙터 후륜의 하중에 따라서 레벨링 밸브(11)의 제어량이 설정된다. 그에 따라 에어 서스펜션(9)에는 제4리저버(10)의 에어압이 레벨링 밸브(11)에 의해 제어되어 트랙터 후륜의 하중에 대응된 서스펜션압으로 될 때까지 공급된다. 또, 이 레벨링 밸브(11)에 의해 제어된 에어압은 제어압구(16)를 통해서 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 제어실(15)에도공급된다. 이 제어실(15)의 제어압에 의해 제어 피스톤(14)은 도시한 최하한 위치로 설정된다.
이 상태에 있어서, 브레이크 페달(4)을 밟지 않은 브레이크 비조작시에는 릴레이 피스톤(17)이 제 1 스프링(28)의 스프링력에 의해 도시한 상한위치로 설정되어 있음과 더불어 밸브체(22)가 제 2 스프링(29)의 스프링력에 의해 그 밸브부(26)가 제 2 밸브시트(25)에 밀착하는 도시한 상한위치로 설정되어 있다. 따라서, 브레이크 비조작시 절환제어밸브(27)는 출력구(20)를 에어공급구(21)로부터 차단하고 배기구(23)에 접속되어 있다.
브레이크 페달(4)이 밟아져 브레이크 밸브(3)가 작동하면 제 1 리저버(1)의 에어압이 브레이크 지시압으로서 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 지시압실(18)에 공급된다. 이 지시압실(18)에 공급된 지시압은 릴레이 피스톤(17)에 작용함과 더불어 제어 피스톤(14)의 소경부(14b)에 작용한다. 처음에는 브레이크 밸브(3)의 출력압이 에어 서스펜션(9)의 압력보다 작으므로, 다시 말해 지시압실(18)의 지시압이 제어실(15)의 제어압보다 작으므로 제어 피스톤(14)은 위쪽으로 이동하지 않고 릴레이 피스톤(17)만이 아래쪽으로 이동한다. 그에 따라 제 1 밸브시트(24)가 아래로 이동해서 밸브부(26)에 밀착됨과 동시에 이 밸브부(26)를 제 2 밸브시트(25)로부터 분리시킨다. 이로 인해 출력구(20)는 배기구(23)로부터 차단됨과 동시에 에어공급구(21)에 접속된다. 따라서, 제 3 리저버(6)의 에어압이 에어공급구(21), 제 2 밸브시트(25)와 밸브부(26)와의 간격, 개구(20a) 및 출력구(20)를 통해서 후륜의 브레이크 챔버(7)에 공급되어 후륜에 브레이크가 걸린다. 이때, 출력구(20)에 공급되는 에어압은 접속구멍(31)을 통해서 출력압실(30)에도 도입되어 릴레이 피스톤(17)의 하부면에 작용한다. 출력구(20)에 공급되는 에어압이 지시압실(18)의 지시압보다 높아지면 릴레이 피스톤(17)이 위로 이동해서 밸브부(26)가 제 2 밸브시트(25)에 밀착하게 된다. 그에 따라 에어공급구(21)와 출력구(20)가 차단되어 출력구(20)의 출력압은 그 이상 상승하지 않음과 더불어 지시압실(18)의 지시압과 출력압실(30)의 출력압이 조화를 이루어 릴레이 피스톤(17)이 정지한다. 이 상태에서 출력구(20)는 에어공급구(21) 및 배기구(23) 양측으로부터도 차단된 상태로 된다. 그리하여 출력구(20)의 출력압 즉 브레이크 챔버(7)의 압력은 지시압에 따른 압력으로 된다. 다시 말해 후륜의 브레이크력이 브레이크 페달(4)을 밟은 정도에 따른 크기로 된다.
이때의 브레이크 챔버압(P2)은 브레이크 밸브(3)의 출력압(P1)을 함수로해서 다음 수식 1로 나타내어진다.
Figure kpo00002
P1: 브레이크 밸브 출력압(지시압)
P2: 브레이크 챔버압(출력압)
A1: 릴레이 피스톤의 지시압측 면적
A3: 릴레이 피스톤의 출력압측 면적
FS: 제 1 스프링의 스프링력
브레이크 밸브(3)의 출력압이 더욱 상승하고, 이 출력압인 지시압실(18)의 지시압이 제어 피스톤(14)의 소경부(14b)에 작용하여 이 제어 피스톤(14)에 가해지는 위를 향한 힘이 에어 서스펜션(10)의 압력인 제어실(15)의 제어압이 제어 피스톤(14)의 대경부(14a)에 작용하여 이 제어 피스톤(14)에 가해지는 아래를 향한 힘보다 커지면, 제어 피스톤(14)이 위로 이동하여 제이 피스톤(14)의 연결볼트(17a)가 관통하는 구멍의 둘레가장자리부(14c)가 이 연결볼트(17a)의 두부(17b)에 걸어맞춰지고, 제어 피스톤(14)과 릴레이 피스톤(17)이 일체로 된다. 양 피스톤(14), (17)이 일체가 된 후에는 릴레이 피스톤(17)이 유효수압면적(有效受壓面積)(A1)에서 제어 피스톤(14) 소경부(14b)의 유효수압면적(有效受壓面積)(A2)을 뺀 릴레이 피스톤(17)의 수압면적(A1-A2)에 브레이크 밸브압 (P1)이 유효하게 작용하게 되므로 브레이크 밸브압(지시압)(P1)의 상승에 대해서 브레이크 챔버압(P2)은 제어 피스톤(14)과 릴레이 피스톤(17)이 일체가 되기 전에 비해 작은 구배(勾配)로 상승하게 된다.
이 때의 브레이크 밸브압(P1)과 브레이크 챔버압(P2)과의 관계는 다음 수식 2로 나타내어진다.
Figure kpo00003
P0: 에어 서스펜션압
A2: 제어 피스톤의 지시압측 면적
또, 제어 피스톤(14) 대경부(14a)의 에어 서스펜션압측 수압면적(受壓面積)이 릴레이 피스톤(17)의 지시압측 면적(A1)과 동일한 것으로 했다.
이와 같은 브레이크 밸브압(P1)과 브레이크 챔버압(P2)과의 관계를 도 2b를 사용해서 설명하면, 브레이크 밸브압(P1)과 브레이크 챔버압(P2)의 상승에 대해서 처음에는 큰 구배의 직선(a)을 따라 상승하고 제어 피스톤(14)과 릴레이 피스톤(17)이 일체로 된 이후에는 직선(a)의 구배보다 작은 구배의 직선(b)을 따라 상승하게 된다. 이 경우, 도시한 바와 같이 각 에어 서스펜션압(P1), (P2), (P3), (P1＜P2＜P3)에 대해서 제어 피스톤(14)과 릴레이 피스톤(17)이 일체로 되는 점, 즉 직선a에서 직선b로 이동하는 점(α1), (α2), (α3)은 에어 서스펜션압(P0)이 높아짐에 따라 브레이크 밸브압(P1)이 상승한 위치로 된다.
이와 같이 하여, 트랙터 후륜의 브레이크력이 트랙터의 후륜을 지지하는 에어 서스펜션의 공기압에 따라 커지도록 제어한다.
그런데, 이와 같은 트랙터의 에어브레이크 시스템에 있어서는 에어 서스펜션(9)의 벨로스가 손상되거나 혹은 레벨링 밸브(11)가 고장나면 에어 서스펜션(9)의 압력(P0)이 저하하고 만다. 이 때문에 브레이크 밸브(3)의 작동시 지시압실(18)에 브레이크 밸브(3)의 출력압(P1)이 공급되면 즉시 제어 피스톤(14)은 상승하여 릴레이 피스톤(17)과 일체로 된다. 따라서 도 2b에 나타낸 바와 같이 브레이크 밸브(3) 출력압(P1)의 상승에 대해서 브레이크 챔버(7)의 압력(P2)은 직선(a)을 따라 상승하지 않고 처음부터 직선(b)의 구배와 동일한 구배의 직선(c)을 따라 상승하게 된다.
그러나, 브레이크 챔버(7)의 압력(P2)이 이와 같이 처음부터 직선(c)을 따라 상승한 경우에는 얻어진 브레이크력이 브레이크 밸브(3)를 밟는 정도에 대응한 크기로 되지 않고 작아지는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 에어 서스펜션의 압력이 소정의 압력 이하로 저하했을 때 브레이크력이 작아지는 것을 확실하게 방지할 수 있는 에어브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
제1도는 본 발명에 관한 에어브레이크 시스템 실시형태의 제1예를 나타낸 브레이크 회로도.
제2도는 서스펜션(suspension)압에 의해 브레이크력을 제어하는 에어브레이크 시스템에 있어서의 브레이크 밸브의 출력압과 브레이크 챔버의 출력압과의 관계를 나타낸 것으로, 제2a도는 본 발명 에어브레이크 시스템인 경우를 나타낸 도면이고, 제2b도는 종래 에어브레이크 시스템인 경우를 나타낸 도면이다.
제3도는 본 발명 실시형태의 제2예를 나타낸 브레이크 회로도.
제4도는 본 발명 실시형태의 제3예를 나타낸 브레이크 회로도.
제5도는 제4도에 나타낸 에어브레이크 시스템에 사용되고 있는 절환밸브를 나타낸 종단면도.
제6도는 본 발명 실시형태의 제4예를 나타낸 브레이크 회로도.
제7도는 서스펜션압에 의해 브레이크력을 제어하는 종래 에어브레이크 시스템을 나타낸 브레이크 회로도.
제8도는제7도에 나타낸 에어브레이크 시스템에 사용되고 있는 프로포셔닝 릴레이 밸브를 나타낸 종단면도이다.
＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞
1 : 제 1 리저버(reservoir) 2 : 제 2 리저버(reservoir)
3 : 듀얼(dual)브레이크 밸브 4 : 브레이크 페달
6 : 제 3 리저버(reservoir) 7 : 브레이크 챔버
8 : 프로포셔닝 릴레이 밸브(proportioning relay valve)
9 : 에어 서스펜션 10 : 제 4 리저버
11 : 레벨링 밸브(leveling valve) 14 : 제어 피스톤
14a : 대경부(大徑部) 14b : 소경부(小徑部)
15 : 제어실 16 : 제어압구(制御壓口)
17 : 릴레이 피스톤 17a : 연결볼트
18 : 지시압실(指示壓室) 19 : 지시압구(指示壓口)
20 : 출력구(出力口) 21 : 에어 공급구(供給口)
22 : 밸브체 23 : 배기구(排氣口)
24 : 제 1 밸브시트(valve seat) 25 : 제 2 밸브시트(valve seat)
26 : 밸브부 27 : 절환제어밸브
28 : 제 1 스프링 29 : 제 2 스프링
30 : 출력압실 31 : 접속구멍
32 : 더블 체크 밸브 33 : 제 1 개폐밸브
34 : 제 2 개폐밸브 35, 36 : 압력센서
37 : 전자제어장치(ECU) 38 : 절환밸브
39 : 서스펜션압 입력구(入力口) 40 : 출력구(出力口)
41 : 신호압 입력구 42 : 리저버 접속구(接續口)
44 : 제 1 절환제어밸브 45 : 제 2 절환제어밸브
46 : 밸브체 47 : 제 1 밸브시트(valve seat)
48 : 제 2 밸브시트(valve seat) 49 : 스프링
50 : 밸브체 51 : 신호압실
52 : 축방향 구멍 53 : 제어 피스톤
54, 55 : 스프링 56 : 제 1 밸브시트
58 : 제 2 밸브시트 59 : 통로
60 : 제 3 개폐밸브
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 청구항 1기재의 발명은 에어압이 모아지는 리저버와, 브레이크 조작수단과, 상기 브레이크 조작수단으로부터 출력되는 브레이크 조작수단압이 공급되어 작동하며 상기 브레이크 조작수단압이 설정압 이하일 때에는 상기 브레이크 조작수단압의 상승에 따라 비교적 큰 상승구배로 출력됨과 더불어 상기 브레이크 조작수단압이 설정압보다 높을 때에는 상기 브레이크 조작수단압의 상승에 따라 비교적 작은 상승구배로 출력되고 상기 설정압이 에어 서스펜션으로부터 공급되는 서스펜션압에 의해 제어되고 있는 프로포셔닝 릴레이 밸브와, 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브의 출력이 공급되어 브레이크력을 발생하는 브레이크력 발생 수단을 구비하고 있는 에어브레이크 시스템에 있어서, 상기 에어서스펜션의 상기 서스펜션압이 소정의 압력 이하로 저하했을 때 상기 설정압을 제어하는 압력을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급하는 압력공급 수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
그리고, 청구항 2기재의 발명은 상기 에어 서스펜션이 좌우차륜 일측의 에어 서스펜션이고, 상기 압력공급수단이 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브에 접속되고 또한 에어압을 모아두는 압력원과, 통상시에는 상기 에어 서스펜션 및 상기 압력원 중 압력이 높은 쪽의 에어압을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급함과 더불어 상기 높은 쪽의 에어압이 다른 에어압보다 저하했을 때 다른 에어압을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급하는 더블체크 밸브로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.
또, 청구항 3기재의 발명은 상기 에어 서스펜션이 좌우차륜 일측의 에어 서스펜션이고, 상기 압력공급수단이 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브에 접속되고 또 에어압을 모아두는 압력원과, 상기 좌우일측의 에어 서스펜션 및 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브사이의 통로에 설치된 전자밸브로 이루어지는 제 1 개폐밸브와, 상기 압력원 및 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브사이의 통로에 설치된 전자밸브로 이루어지는 제 2 개폐밸브와, 이들 제 1 및 제 2 개폐밸브를 제어하는 전자제어장치로 이루어지고, 상기 전자제어장치는 상기 좌우일측 에어 서스펜션의 서스펜션압이 소정의 압력보다 높을 때에는 상기 제 1 개폐밸브를 열고 또한 상기 제 2 개폐밸브를 닫아 상기 서스펜션압을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급함과 더불어 상기 서스펜션압이 소정의 압력이하로 저하했을 때에는 상기 제 1 개폐밸브를 닫고 또한 제 2 개폐밸브를 열어 상기 압력원의 에어압을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급하는 것을 특징으로 하고 있다.
다음으로 청구항 4기재의 발명은 상기 에어 서스펜션이 좌우차륜 일측의 에어 서스펜션이고, 상기 압력공급수단이 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브에 접속되고 또한 에어압을 모아두는 압력원과, 상기 좌우일측 에어 서스펜션의 서스펜션압에 의해 제어되고 이 서스펜션압이 소정의 압력보다 높을 때에는 상기 좌우일측의 에어 서스펜션 및 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브사이를 접속함과 더불어 상기 서스펜션압이 소정의 압력 이하일 때에는 상기 압력원 및 상기프로포셔닝 릴레이 밸브사이를 접속하는 절환밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 청구항 5기재의 발명은 상기 압력원이 좌우타측의 에어 서스펜션으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 6기재의 발명은 상기 압력원이 상기 리저버 또는 상기 리저버와는 다른 리저버로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성으로 된 본 발명에 있어서는 에어 서스펜션의 서스펜션압이 소정의 압력 이하로 저하했을 때에는 압력공급수단에 의해 프로포셔닝 릴레이 밸브로 그 설정압을 제어하는 압력이 공급된다. 따라서, 서스펜션압이 소정의 압력이하로 저하해도프로포셔닝 릴레이 밸브는 브레이크 조작수단압에 따른 크기의 출력을 발생하게 된다. 그에 따라 서스펜션압이 소정 압력 이하로 저하했을 때 브레이크력이 저하되는 일은 없어진다.
이하에 도면을 사용해서 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명 에어브레이크 시스템의 실시형태의 제 1 예를 나타낸 도 7과 동일한 브레이크 회로도이다. 또, 상술한 도 7에 나타낸 종래의 에어 서스펜션과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 그들의 상세한 설명은 생략한다.
상술한 도 7의 에어브레이크 시스템에는 좌우일측의 에어 서스펜션(9)과 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 제어압구(16)가 접속되어 있으나, 이 제 1 예의 에어브레이크 시스템에 있어서는 도 1에 나타낸 바와 같이 좌우양측의 에어 서스펜션(9)중 압력이 높은 편의 에어 서스펜션(9)이 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 제어압구(16)에 더블 체크 밸브(32)를 통해서 접속되도록 되어 있다.
제 1 예의 에어브레이크 시스템의 다른 구성은 도 7의 에어브레이크 시스템의 구성과 동일하다.
이러한 구성으로 된 제 1 예의 에어브레이크 시스템에 있어서는, 통상시에는 더블 체크 밸브(32)에 의해 좌우양측의 에어 서스펜션(9)중 압력이 높은 쪽의 에어 서스펜션압(P0)이 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 제어실(15)로 공급되고 있다. 따라서, 통상시 제 1 예의 에어브레이크 시스템의 작용은 도 7의 에어브레이크 시스템의 작용과 동일하다.
제어실(15)에 공급되고 있는 에어 서스펜션압(P0)이 소정의 압력 이하로 저하했을 때에는 다른 에어 서스펜션(9)의 에어 서스펜션압(P0)이 더블 체크 밸브(32)를 통해서 제어실(15)에 공급되게 된다. 따라서, 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)는 도 2a에 나타낸 바와 같이 브레이크 밸브압(P1)의 상승에 대해서 브레이크 챔버압(P2)이 처음에는 큰 구배의 직선(a)을 따라 상승하고 제어 피스톤(14)과 릴레이 피스톤(17)이 일체로 된 후에는 직선(a)의 구배보다 작은 구배의 각 에어 서스펜션압의 크기 (P1), (P2), (P3)에 대응한 직선(b)을 따라 각각 상승하도록, 다시 말해 통상시와 동일하게 출력구(20)의 출력압을 제어하게 된다.
제 1 예 에어브레이크 시스템의 다른 작용은 도 7 에어브레이크 시스템의 작용과 동일하다.
이와 같이 제 1 예의 에어브레이크 시스템에 의하면, 처음에 제어실(15)에 공급되고 있는 에어 서스펜션압(P0)이 소정의 압력 이하로 저하해도 다른 에어 서스펜션(9)의 에어 서스펜션압(P0)이 제어실(15)로 공급되므로 브레이크 챔버(7)의 브레이크 챔버압(P2)이 저하하지 않고 소정 크기의 브레이크력을 확실하게 얻을 수 있게 된다. 그리고, 이 제 1 예에서는 더블 체크 밸브(32) 및 다른 측 에어 서스펜션(9)에서 더블 체크 밸브(32)까지의 통로를 설치할 뿐이므로 시스템의 구성이 간단하고 신뢰성이 높아 시스템을 저가로 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명 실시형태의 제 2 예를 나타낸 도 7과 동일한 브레이크 회로도이다. 또, 상술한 도 7의 에어브레이크 시스템과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 그들의 상세한 설명은 생략한다.
도 3에 나타낸 바와 같이 이 제 2 예에서는 좌우일측의 에어 서스펜션(9)과 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 제어압구(16)를 접속하는 통로에 연통위치(I)와 차단위치(II)가 설정된 전자밸브로 이루어진 항시 열린 제 1 개폐밸브(33)와, 좌우타측의 에어 서스펜션(9)과 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 제어압구(16)를 접속하는 통로에 차단위치(I)와 연통위치(II)가 설정된 전자 밸브로 이루어진 항시 닫힌 제 2 개폐밸브(34)와, 좌우 에어 서스펜션(9)의 각 에어 서스펜션압(P0)을 각각 검출하는 압력센서(35),(36)와, 압력센서(35),(36)로부터의 압력검출신호에 의해 제 1 및 제 2 개폐밸브(33),(34)를 각각 개폐제어하는 전자제어장치(ECU)(37)가 설치되어 있다.
상기 제 2 예의 에어브레이크 시스템의 다른 구성은 도 7의 에어브레이크 시스템의 구성과 동일하다.
이러한 구성으로 된 제 2 예의 에어브레이크 시스템에 있어서는, 통상시에는 제 1 개폐밸브(33)가 연통위치(I)로 설정되고, 또 제 2 개폐밸브(34)가 차단위치(II)로 설정된다. 즉 통상시에는 좌우일측의 에어 서스펜션(9)이 제어입구(16)에 접속되어 이 에어 서스펜션(9)의 에어 서스펜션압(P0)이 제어실(15)에 공급된다. 따라서, 통상시 제 2 예의 에어브레이크 시스템의 작용은 도 7의 에어브레이크 시스템의 작용과 동일하다.
일측 에어 서스펜션(9)의 서스펜션압(P0)이 소정의 압력이하로 저하되면 ECU (37)는 압력센서(35)로부터의 압력검출신호에 의해 서스펜션압(P0)이 소정의 압력이하로 저하했다고 판단하고 제 1 개폐밸브(33)를 차단위치(II)로 설정함과 더불어 제 2 개폐밸브(34)를 연통위치(II)로 설정한다. 그에 따라 타측 에어 서스펜션(9)의 에어 서스펜션압(P0)이 제어실(15)로 공급되게 된다. 따라서, 도 1의 예와 동일한 브레이크 밸브압(P1)의 상승에 대해서 브레이크 챔버압(P2)의 상승이 처음에는 큰 구배의 직선(a)을 따라 상승한 후 직선(b)을 따라 상승하게 된다. 제 2 예 에어브레이크 시스템의 다른 작용은 도 7의 에어브레이크 시스템의 작용과 동일하다.
또 이 제 2 예에 의하면 2개의 전자밸브, 2개의 압력센서 및 ECU(37)가 설치되므로 신뢰성 및 응답성이 함께 향상된다. 제 2 예의 다른 효과는 도 1에 나타낸 제 1 예의 효과와 동일하다.
도 4는 본 발명 실시형태의 제3 예를 나타낸 도 7과 동일한 브레이크 회로도이다. 또, 상술한 도 7의 에어브레이크 시스템과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 그들의 상세한 설명은 생략한다.
도 7의 에어브레이크 시스템에 대해서 이 제 2 예에서는 도 4 에 나타낸 바와 같이 좌우일측의 에어 서스펜션(9) 및 제 3 리저버(6)중 어느 한편이 절환밸브(38)에 의해 선택적으로 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 제어압구(16)와 접속되도록 되어 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이 절환밸브(38)는 일측의 에어 서스펜션(9)에 접속되어 서스펜션압(P0)이 공급되는 서스펜션압 입력구(39)와, 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 제어압구(16)에 항시 접속되는 출력구(40)와, 서스펜션압(P0)의 신호압이 입력되는 신호압 입력구(41)와, 제 3 리저버(6)에 항시 접속되는 리저버 접속구(42)와, 서스펜션압 입력구(39) 및 출력구(40) 사이를 접속하는 통로와 리저버 접속구(42) 및 출력구(40) 사이를 접속하는 통로와의 분기부에 설치되어 있는 제 1 절환제어밸브(44)와, 제 1 절환제어밸브(44)의 상부측을 리저버 접속구(42)에 접속하는 통로와 제 1 절환제어밸브(44)의 상부측을 대기에 접속하는 통로와의 분기부에 설치된 제 2 절환제어밸브(45)를 구비하고 있다.
제 1 절환제어밸브(44)는 고무시트로 이루어지는 원형상의 밸브체(46)와, 이 밸브체(46)의 중앙부가 밀착가능한 제 1 밸브시트(47)와, 밸브체(46)의 둘레가장자리부가 밀착가능한 제 2 밸브시트(48)를 구비하고 있다. 그리고, 밸브체(46)와 제 1 밸브시트(47)에 의해 서스펜션압 입력구(39)에서 출력구(40)사이의 연통ㆍ차단이 제어됨과 더불어 밸브체(46)와 제 2 밸브시트(48)에 의해 제 2 절환제어밸브(45)보다 하류측의 통로에서 출력구(40) 사이의 연통ㆍ차단이 제어되도록 되어 있다.
통상시에는 스프링(49)의 스프링력에 의해 밸브체(46)가 위로 이동하고, 밸브체(46)의 중앙부가 제 1 밸브시트(47)에서 분리되어 서스펜션압 입력구(39)에서 출력구(40) 사이가 연통되어 있음과 더불어 밸브체(46)의 둘레 가장자리부가 제 2 밸브시트(48)에 밀착되어 제 2 절환제어밸브(45)보다 하류측의 통로에서 출력구(40) 사이가 차단되어 있다. 또, 밸브체(46)의 상부측에 제 3 리저버(6)로부터의 에어압이 공급되었을 때에는 밸브체(46)가 스프링(49)의 스프링력에 저항해서 아래로 이동함으로써 그 중앙부가 제 1 밸브시트(47)에 밀착해서 서스펜션압 입력구(39)에서 출력구(40)사이가 차단됨과 더불어 밸브체(46)의 둘레가장자리부가 제 2 밸브시트(48)로부터 분리되어 제 2 절환제어밸브(45)보다 하류측의 통로에서 출력구(40) 사이가 연통되도록 되어 있다.
제 2 절환제어밸브(45)는 고무시일부를 갖는 밸브체(50)와, 밸브체(50)를 위쪽으로 밀어 이동함과 동시에 신호압실(51)을 구획형성하고 또 대기에 연통하는 축방향구멍(52)을 갖는 제어 피스톤(53)과, 제어 피스톤(53)에 항시 위쪽으로 힘을 부가하는 스프링(54)과, 밸브체(50)에 항시 아래쪽으로 힘을 부가하는 스프링(55)과, 제어 피스톤(53)에 설치되고 밸브체(50)가 밀착가능한 제 1 밸브시트(56)와, 하우징(57)에 형성된 제 2 밸브시트(58)를 구비하고 있다.
신호압실(51)은 제 2 절환제어밸브(45)를 바이패스하는 통로(59)를 통해서 직접 신호압 입력구(41)에 접속되어 있어서 서스펜션압(PO)이 신호압입력구(41)를 통해서 신호압실(51)에 도입되도록 되어 있다. 신호압실(51)에 도입된 서스펜션압(P0)에 의해 제어 피스톤(53)이 스프링(54)의 스프링력에 저항해서 아래로 이동함과 더불어 제어 피스톤(53)이 아래로 이동하는 것과 함께 밸브체(50)도 아래로 이동하도록 되어 있다. 밸브체(50)가 아래로 이동함으로써 밸브체(50)가 제 2 밸브시트(58)에 밀착해서 리저버 접속구(42)와 제 1 절환제어밸브(44) 사이의 통로가 차단되고 또한 제어 피스톤(53)이 아래로 이동함으로써 제 1 밸브시트(56)가 밸브체(50)로부터 분리되어 제 1 절환제어밸브(44)의 상부측이 대기에 연통되도록 되어 있다. 이 때문에 서스펜션압 입력구(39)로부터의 서스펜션압(P0)이 밸브체(46)를 밀어올려 그 중앙부를 제 1 밸브시트(47)로부터 분리시키고 또 그 둘레가장자리부를 제 2 밸브시트(48)에 밀착시킨다. 그에 따라 절환밸브(38)는 프로포셔닝 릴레이 밸브(8)의 제어압구(16)가 에어 서스펜션(9)에 접속됨과 동시에 제 3 리저버(6)로부터 차단되는 위치(I)로 설정되도록 되어 있다.
그리고, 신호압실(51)에 도입된 서스펜션압(PO)이 소정의 압력 이하가 되면 스프링(54)의 스프링력에 의해 제어 피스톤(53)이 위로 이동하여 제 1 밸브시트(56)가 밸브체(50)에 밀착해서 제 1 절환제어밸브(44)의 상부측이 대기로부터 차단되고, 또한 제어 피스톤(53)이 위로 이동함으로써 밸브체(50)가 제 1 밸브시트(56)로부터 분리되어 리저버 접속구(42)와 제 1 절환제어밸브(44)의 상부측과의 사이가 연통되도록 되어 있다. 이 때문에, 제 1 절환제어밸브(44)의 상부측에 제 3 리저버(6)의 에어압이 공급되고 또 서스펜션압 입력구(39)로부터의 서스펜션압(P0)이 소정의 압력 이하이기 때문에 제 3 리저버(6)의 에어압이 밸브체(46)를 눌러내려 그 둘레가장자리부를 제 2 밸브시트(48)로부터 분리시키고 또 그 중앙부를 제 1 밸브시트(47)에 밀착시킨다. 그에 따라 절환밸브(38)는 제어압구(16)가 제 3 리저버(6)에 접속됨과 더불어 에어 서스펜션(9)으로부터 차단되는 위치(II)로 설정되도록 되어 있다.
이 제 3 예의 다른 구성은 도 7의 종래예와 동일하다.
이와 같이 구성된 제 3 예의 에어브레이크 시스템에 있어서는 통상시에는 절환밸브(38)가 위치(I)로 설정되어 에어 서스펜션(9)이 제어압구(16)에 접속되므로 소정의 압력보다 높은 서스펜션압(P0)이 제어실(15)에 공급되고 있다. 따라서, 제 3 예에서의 에어브레이크 시스템 작용은 도 7 의 에어브레이크 시스템의 통상시의 작용과 동일하다.
에어 서스펜션(9)의 서스펜션압(P0)이 소정의 압력이하로 되면, 절환밸브(38)가 위치II로 설정되어 제 3 리저버(6)가 제어압구(16)에 접속되므로 소정의 압력보다 높은 제 3 리저버(6)의 에어압이 제어실(15)에 공급된다. 그 경우 지시압실(18)에 공급되는 브레이크 밸브(3)의 출력압은 제 3 리저버(6)의 에어압 이하일 뿐만 아니라 제어 피스톤(14)의 제어실(15)측 대경부(14a)가 지시압실(18)측의 소경 브레이크(14b)보다 수압면적이 넓고, 또 제 3 리저버(6)의 에어압은 후륜의 하중에 관계없이 일정하기 때문에 브레이크 밸브(3)의 출력압이 최대한으로 상승해도 제어 피스톤(14)은 위로 이동하지 않고 제어 피스톤(14)과 릴레이 피스톤(17)이 일체로 되는 일이 없다. 따라서, 이 경우의 브레이크 챔버압(P2)은 브레이크 밸브(3) 출력압의 상승에 대해서 도 2 에 나타낸 직선(a)만을 따라서 상승하게 된다.
이와 같이 제 3 예의 에어브레이크 시스템에 의하면, 처음에 제어실(15)에 공급되고 있는 에어 서스펜션압(P0)이 소정의 압력 이하로 저하해도 제 3 리저버(6)의 에어압이 제어실(15)로 공급되므로 브레이크 챔버(7)의 브레이크 챔버압(P2)이 저하하지 않고, 소정 크기의 브레이크력을 확실하게 얻을 수 있게 된다. 또 이 제 3 예에 의하면 절환밸브(38) 및 제 3 리저버(6)에서 절환밸브(38)까지의 통로를 설치하는 것 뿐이므로 시스템의 구성이 간단하고 신뢰성이 높으며 시스템을 값싸게 형성할 수 있다.
그리고, 이 제 3 예에서는 절환밸브(38)에 의해 좌우일측 에어 서스펜션(9)의 서스펜션압이 소정의 압력 이하가 되었을 때에는 제 3 리저버(6)의 에어압을 공급하도록 하고 있으나 서스펜션압이 소정의 압력 이하일 때에는 절환밸브(38)에 의해 도 1 및 도 3 에 나타낸 예와 동일하게 좌우타측 에어 서스펜션(9)의 서스펜션압을 공급하도록 할 수도 있다.
도 6은 본 발명 실시형태의 제 4 예를 나타낸 도 7과 동일한 브레이크 회로도이다. 또, 상술한 도 7 및 도 3 의 에어브레이크 시스템과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 그들의 상세한 설명은 생략한다.
도 7의 에어브레이크 시스템에 대해서 이 제 4 예에서는 도 6 에 나타낸 바와 같이 도 3에 나타낸 예의 제 1 개폐밸브(33), 압력센서(35) 및 ECU(37)가 설치되어 있음과 더불어 제 3 리저버(6)와 프로포셔닝 릴레이밸브(8)의 제어압구(16)가 접속되는 통로에 차단위치(I)와 연통위치(II)가 설정된 전자밸브로 이루어지는 항시 닫힌 제 3 개폐밸브(60)가 설치되어 있다. 이 제 3 개폐밸브(60)는 ECU(37)가 압력센서(35)로부터의 압력검출신호에 의해 서스펜션압(PO)이 소정의 압력이하라고 판단했을 때에 ECU(37)에 의해 연통위치(II)로 설정되도록 되어 있다. 이 제 4 예의 다른 구성은 도 7의 에어브레이크 시스템과 동일하다.
이와 같이 구성된 제 4 예에 있어서는 통상시 제 1 개폐밸브(33)가 연통위치(I)로 설정되어 소정의 압력보다 높은 서스펜션압(P0)이 제어실(15)에 공급되고 있으므로 제 4 예에서의 에어브레이크 시스템의 작용은 상술한 각 예의 작용과 동일하다.
서스펜션압(PO)이 소정의 압력 이하로 되면, ECU(37)가 압력센서(35)로부터의 압력검출신호에 의해 이 서스펜션압(P0)이 소정의 압력 이하인가를 판단해서 제 1 개폐밸브(33)를 차단위치(Ⅱ)로 설정함과 동시에 제 3 개폐밸브(60)를 연통위치(II)로 설정한다. 그에 따라 제 3 리저버(6)의 에어압이 제어실(15)에 공급된다. 따라서, 이 경우에 제 4 예에서의 에어브레이크 시스템은 상술한 도 3에 나타낸 예의 작용과 동일한 작용을 행하게 된다. 본 예의 다른 작용은 도 7의 종래예와 동일하다.
또, 제 4 예의 효과도 도 3 에 나타낸 예의 효과와 동일하다.
그리고, 상술한 각 실시예에서는 서스펜션압이 소정의 압력 이하일 때 다른 에어 서스펜션(9)의 서스펜션압 또는 제 3 리저버(6)의 에어압을 제어실(15)에 공급하도록 하고 있으나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 제어실(15)에 공급되는 에어압이 소정의 압력보다 높게 확보될 수 있는 것이면, 예컨대 제 1 , 제 2 또는 제 4 리저버(1), (2), (10)를 비롯하여 다른 어떠한 압력원도 사용할 수 있다.
또, 도 3 및 도 6에 나타낸 예에서 서스펜션압을 검출하는 압력센서를 사용하고 있으나 본 발명은 이에 한정된 것이 아니고 서스펜션압이 소정의 압력 이하가 되었음을 검지하는 것이면 압력 스위치를 비롯하여 어떠한 압력검지수단도 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명은 트랙터ㆍ트레일러 연결차량에 있어서의 트랙터측 에어브레이크 시스템에 한정되지 않고 에어 서스펜션의 서스펜션압에 의해 그 에어 서스펜션이 지지하는 차륜이 브레이크력을 제어하는 에어브레이크 시스템이기만 하면 단독 차량의 에어브레이크 시스템 등 어떠한 에어브레이크 시스템에도 적용할 수 있다.
이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명 에어브레이크 시스템에 의하면 에어 서스펜션압이 소정의 압력 이하로 저하해도 압력공급수단에 의해 프로포셔닝 릴레이 밸브로 그 설정압을 제어하는 압력을 공급하도록 하고 있으므로 브레이크력이 저하하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
특히 청구항 2기재의 발명에 의하면 더블 체크 밸브와 압력원에서 이 더블 체크 밸브까지의 통로를 형성하기만 하면 되므로 시스템의 구성이 간단하고 신뢰성이 높음과 더불어 시스템을 값싸게 형성할 수 있다.
또, 청구항 3기재의 발명에 의하면, 2개의 전자밸브와 전자제어장치에 의해 에어 서스펜션압이 소정의 압력이하로 저하했을 때 압력원으로부터의 압력을 프로포셔닝 릴레이 밸브로 절환 공급하는 제어를 행하도록 하고 있으므로 신뢰성 및 응답성이 함께 양호한 것이 된다.
그리고, 청구항 4기재의 발명에 의하면, 절환밸브와 압력원에서 이 절환밸브까지의 통로를 형성하기만 하면 되므로 시스템의 구성이 간단하고 신뢰성이 높음과 더불어 시스템을 값싸게 형성할 수 있다.
또, 청구항 5 및 청구항 6기재의 각 발명에 의하면 이미 설치된 압력원을 사용하고 있으므로 특별한 압력원을 설치할 필요가 없고 시스템은 구성이 간단하고 신뢰성이 높으며 또한 값싼 것이 된다.

Claims (6)

  1. 에어압을 모아두는 리저버(reservoir)와, 브레이크 조작수단과, 상기 브레이크 조작수단에서 출력되는 브레이크 조작수단압이 공급되어 작동하며, 상기 브레이크 조작수단압이 설정압 이하일 때에는 상기 브레이크 조작수단압의 상승에 따라 비교적 큰 상승 구배(勾配; gradient)로 출력됨과 더불어 상기 브레이크 조작수단압이 설정압보다 높을 때에는 상기 브레이크 조작수단압의 상승에 따라 비교적 작은 상승 구배로 출력되고 상기 설정압이 에어 서스펜션(air suspension)으로부터 공급되는 서스펜션압에 의해 제어되고 있는 프로포셔닝 릴레이 밸브(proportioning relay valve)와, 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브의 출력이 공급되어 브레이크력을 발생하는 브레이크력 발생수단을 구비하고 있는 에어브레이크 시스템에 있어서, 상기 에어 서스펜션의 상기 서스펜션압이 소정의 압력 이하로 저하했을 때 상기 설정압을 제어하는 압력을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급하는 압력공급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 에어브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어 서스펜션이 좌우차륜 일측의 에어 서스펜션이고, 상기 압력공급수단이 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브에 접속되고 또한 에어압을 모아두는 압력원과, 통상시에는 상기 에어 서스펜션 및 상기 압력원 중 압력이 높은 쪽의 에어압을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급함과 더불어 상기 높은 쪽의 에어압이 다른 에어압보다 저하했을 때 다른 에어압을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급하는 더블 체크밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어브레이크 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에어 서스펜션이 좌우차륜 일측의 에어 서스펜션이고, 상기 압력공급수단이 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브에 접속되고 또한 에어압을 모아두는 압력원과, 상기 좌우일측의 에어 서스펜션 및 상기 프로퍼셔닝 릴레이 밸브사이의 통로에 설치된 전자밸브로 이루어지는 제 1 개폐밸브와, 상기 압력원 및 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브 사이의 통로에 설치된 전자밸브로 이루어지는 제 2 개폐밸브와, 이들 제 1 및 제 2 개폐밸브를 제어하는 전자제어장치로 이루어지고, 상기 전자제어장치가 상기 좌우일측 에어 서스펜션의 서스펜션압이 소정의 압력보다 높을 때에는 상기 제 1 개폐밸브를 열고 또한 상기 제 2 개폐밸브를 닫아서 상기 서스펜션압을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급함과 더불어 상기 서스펜션압이 소정의 압력이하로 저하했을 때에는 상기 제 1 개폐밸브를 닫고 또 상기 제 2 개폐밸브를 열어서 상기 압력원의 에어압을 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브로 공급하는 것을 특징으로 하는 에어브레이크 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에어 서스펜션이 좌우차륜 일측의 에어 서스펜션이고, 상기 압력공급수단이 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브에 접속되고 또한 에어압을 모아두는 압력원과, 상기 좌우일측 에어 서스펜션의 서스펜션압에 의해 제어되고 이 서스펜션압이 소정의 압력보다 높을 때에는 상기 좌우일측의 에어 서스펜션 및 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브사이를 접속함과 더불어 상기 서스펜션압이 소정의 압력이하일 때에는 상기 압력원 및 상기 프로포셔닝 릴레이 밸브사이를 접속하는 절환밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어브레이크 시스템.
  5. 제2항, 제3항 또는 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력원이 좌우타측의 에어 서스펜션으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어브레이크 시스템.
  6. 제2항, 제3항 또는 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력원이 상기 리저버 또는 이 리저버와는 다른 리저버로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어브레이크 시스템.
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