KR100243582B1 - 자동차의 비상제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 비상제동장치에 관한 것으로, 엔진이나 전원장치 혹은 마스터 실린더의 기계적인 또는 전자적인 결함으로 작동불능 상태가 되어도 비상시에 작동될 수 있도록 확보해 둔 충분한 유압으로 자동차를 제동시킬 수 있도록 하여 교통사고를 예방할 수 있도록 된 자동차의 비상제동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 페달과 연결되어 브레이크 페달의 조작력을 전달받아 압유를 발생시켜 하이드로릭 유니트에 공급하는 마스터 실린더와, 상기 하이드로릭 유니트와 연결되어 하이드로릭 유니트의 토출압유를 공급받아 작동되면서 브레이크 본체에 압력을 가하여 제동력을 발생시키는 휠 실린더, 압유를 저장하고 있다가 비상시에 상기 하이드로릭 유니트에 압유를 공급하는 압유공급수단과, 이 압유공급수단을 통해 하이드로릭 유니트로 공급되는 압유를 제어하는 밸브수단, 이 밸브수단의 작동전원을 운전자가 선택적으로 단속시킬 수 있도록 제어하는 제어수단을 갖춘 구조로 되어 있다.

이에 따라 비상시에는 예비축전지의 전원으로 솔레노이드밸브를 개방시켜 축압기에 저장되어 있던 압유를 하이드로릭 유니트로 공급하여 정상적인 제동이 이루어지게 됨으로써, 교통사고를 예방할 수 있게 된다.

Description

자동차의 비상제동장치

본 발명은 자동차의 비상제동장치에 관한 것으로, 특히 엔진이나 전원장치 혹은 마스터 실린더 등이 작동되지 않거나 작동 불능인 경우에도 충분한 유압으로 제동력을 확보하여 교통사고를 예방할 수 있도록 된 자동차의 비상제동장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 제동장치는 주행하는 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차상태를 유지하기 위해 사용되는 장치로서, 통상적으로 마찰력을 이용하여 자동차의 운동 에너지를 열에너지로 바꾸어 대기 속으로 방출시켜 제동작용을 하는 마찰식 브레이크를 사용하고 있다.

그리고 브레이크 장치는 주행할 때에 주로 사용하는 푸트브레이크와 자동차를 주차시킬 때에 사용하는 핸드브레이크가 있고, 브레이크 장치의 조작기구는 로드나 와이어를 사용하는 기계식과, 유압을 이용하는 유압식이 있으며, 상기 주 브레이크 장치는 통상적으로 유압식을 사용하지만, 압축공기를 이용하는 공기 브레이크와 조작력을 가볍게 하기 위해 기관의 흡입부압이나 압축공기를 이용하는 배력식 브레이크 등이 있다.

또 대형 트럭이나 버스 혹은 트레일러 등에는 압축공기의 압력을 이용해서 브레이크 슈우를 드럼에 압착시켜 제동을 걸어주는 공기 브레이크가 많이 사용되고 있다.

한편 자동차의 제동시에 타이어와 노면간의 마찰력은 제동마찰계수와 수직력에 비례하게 되는데, 여기서 상기 제동마찰계수는 타이어와 노면간의 마찰짝과 그 마찰짝에 영향을 미치는 여러 가지 요인들에 의해 결정되어 진다.

그리고 상기 제동마찰계수는 건조한 포장노면에서 최대가 되는 반면에 빙판길에서 최소가 되고, 또 젖은 노면에서는 자동차의 주행속도가 제동마찰계수에 큰 영향을 미치게 되는데, 고속으로 주행중 제동할 경우에 제동마찰계수가 너무 낮아 제동력을 노면에 충분히 전달할 수 없게 되면, 차륜은 블록킹이 된다.

그런데 제동시에 차륜이 블록킹되면 주행안정성이 크게 저하되고, 전륜이 블록킹되면 조향성이, 후륜이 블록킹되면 직진성이 크게 저하되거나 심하면 아주 상실되게 되는데, 상기와 같은 차륜의 블록킹을 방지하기 위해 앤티 록크 브레이크 시스템이 사용되고 있다.

그러나 상기와 같은 유압식 제동장치나 앤티 록크 브레이크 시스템 등은 자동차의 엔진이나 전원장치 등이 정상적으로 작동될 때에만 제기능을 원활하게 발휘할 수 있는 바, 만일에 엔진이나 전원장치가 예기치 못하게 급작스럽게 작동불능이 되면 브레이크 부우스터의 배력이 불가능하여 브레이크 장치의 정상적인 작동을 기대할 수 없게 되면서 대형 교통사고로 이어질 위험이 있었고, 또 마스터 실린더도 작동불능이 되면 제동에 필요한 충분한 유압이 발생되지 않으면서 충분한 제동력의 확보가 어려워지게 된다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 엔진이나 전원장치 혹은 마스터 실린더의 기계적인 또는 전자적인 결함으로 작동불능 상태가 되어도 비상시에 작동될 수 있도록 확보해 둔 충분한 유압으로 자동차를 제동시킬 수 있도록 하여 교통사고를 예방할 수 있도록 된 자동차의 비상제동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 비상제동장치가 앤티 록크 브레이크 시스템에 설치된 상태에서 축압기의 중압과정 유압회로도이고,

도 2는 본 발명에 따른 비상제동장치의 비상계통과 브레이크 장치의 정상계통이 서로 연결된 상태의 유압회로도,

도 3은 본 발명에 따른 비상제동장치만이 작동될 경우의 유압회로도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 하이드로릭 유니트2 : 오일탱크

3 : 오일펌프4 : 휠 실린더

5 : 솔레노이드밸브6 : 축압기

7 : P밸브8 : 체크밸브

9 : 마스터 실린더10 : 체크밸브

11 : 솔레노이드밸브12 : 축압기

13 : 체크밸브14 : 절환스위치

15 : 예비축전지16 : 타임스위치

17 : 브레이크 스위치

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 페달과 연결되어 브레이크 페달의 조작력을 전달받아 압유를 발생시켜 하이드로릭 유니트에 공급하는 마스터 실린더와, 상기 하이드로릭 유니트와 연결되어 하이드로릭 유니트의 토출압유를 공급받아 작동되면서 브레이크 본체에 압력을 가하여 제동력을 발생시키는 휠 실린더를 갖춘 자동차의 제동장치에 있어서, 압유를 저장하고 있다가 비상시에 상기 하이드로릭 유니트에 압유를 공급하는 압유공급수단과, 이 압유공급수단을 통해 하이드로릭 유니트로 공급되는 압유를 제어하는 밸브수단, 이 밸브수단의 작동전원을 운전자가 선택적으로 단속시킬 수 있도록 제어하는 제어수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 압유공급수단이 상기 하이드로릭 유니트의 오일펌프와 체크밸브를 개재하여 연결되어 오일펌프의 토출압유를 저장하는 축압기를 갖춘 구조로 이루어지고, 상기 밸브수단이 제어수단을 통해 전원을 공급받아 작동되면서 축압기와 P밸브 사이의 유로를 개폐시키는 솔레노이드밸브를 갖춘 구조로 이루어지며, 상기 제어수단이 자동차의 주 밧데리와 예비축전지의 전원을 선택적으로 공급할 수 있도록 주 밧데리와 예비축전지에 연결된 절환스위치와, 상기 예비축전지의 공급전원을 일정시간이 지연된 상태로 공급되게 제어하는 타임스위치, 이 타임스위치와 연결되면서 브레이크 페달의 조작시에만 온되어 상기 솔레노이드밸브에 주 밧데리나 예비축전지의 전원을 공급하는 브레이크 스위치를 갖춘 구조로 되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비상제동장치가 앤티 록크 브레이크 시스템에 설치된 상태의 개략적인 회로도로서 축압기의 중압상태를 자세히 도시하고 있는 바, 즉 앤티 록크 브레이크 시스템의 일반적인 하이드로릭 유니트(1)는 오일탱크(2)에 저장된 오일을 펌핑해서 공급하는 오일펌프(3)와, 휠 실린더(4)로 공급되는 압유를 제어하는 솔레노이드밸브(5), 압유를 저장하고 있다가 상기 솔레노이드밸브(5)로 압유를 공급하는 축압기(6)와 P밸브(7), 상기 솔레노이드밸브(5)와 휠 실린더 사이의 연장유로에 설치된 체크밸브(8), 상기 P밸브(7)와 마스터 실린더(9) 사이에 연결된 체크밸브(10)를 갖춘 구조로 되어 있다.

그리고 상기 제 1 체크밸브(8)와 제 2 체크밸브(10) 사이의 유로에는 마스터 실린더의 출구라인이 연결되고, 상기 제 2 체크밸브(10)와 상기 P밸브 사이에는 솔레노이드밸브(11)를 개재하여 축압기(12)가 연결되며, 이 축압기와 상기 오일펌프는 체크밸브(13)를 개재하여 연장유로를 통해 연결되어 있다.

또 상기 솔레노이드밸브(11)에는 절환스위치(14)를 매개로 예비축전지(15)와 밧데리전원(B+)에 선택적으로 연결될 수 있도록 되어 있고, 상기 예비축전지와 솔레노이드밸브 사이에는 타임스위치(16)가 개재되어 있는 한편, 상기 절환스위치와 솔레노이드밸브 사이에는 브레이크 페달의 조작시에만 선택적으로 온되는 브레이크 스위치(17)가 개재되어 있다.

이하 본 발명의 실시예의 작용 및 효과를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비상제동장치의 축압기의 중압과정을 나타내는 회로도인 바, 상기 오일펌프(3)의 구동으로 오일펌프에 의해 펌핑된 압유가 상기 체크밸브(13)를 통해 축압기(12)로 공급되어, 축압기가 압유를 저장하게 된다.

상기와 같은 과정은 앤티 록크 브레이크 시스템의 정상 작동시에나 혹은 시동 직후 브레이크를 사용하지 않을 때 또는 콘트롤러의 제어를 통해 이루어질 수 있다.

도 2는 엔진이 작동되지 않고 전원장치도 전부 오프됨과 더불어 상기 오일펌프도 작동불능인 경우에 비상제동장치의 작동 회로도를 도시한 것인 바, 즉 먼저 전원장치의 오프로 자동차의 밧데리 전원은 사용할 수 없게 되므로, 운전자는 예비축전지를 사용하기 위해 상기 절환스위치를 조작하게 되면, 예비축전지와 절환스위치가 연결되면서 예비축전지의 전원이 타임 스위치를 통해 브레이크 스위치로 공급되고, 이 상태에서 브레이크 페달을 밟아주게 되면 브레이크 스위치가 온되면서 상기 솔레노이드밸브(11)가 개방되게 된다.

여기서 운전자가 절환스위치를 조작한 상태에서 브레이크 페달을 밟아주면, 먼저 마스터 실린더의 압유가 체크밸브(10)를 통해 하이드로릭 유니트(1)로 공급되게 되는데, 이 경우에 엔진은 작동되지 않거나 작동불능이므로 진공 부우스터에서 배력이 발생되지 않게 되므로, 브레이크의 정상적인 작동이 이루어지지 않게 되는 바, 상기 타임 스위치를 통해 일정시간이 경과된 후에(마스터 실린더의 압유가 하이드로릭 유니트에 도달한 후에) 상기 솔레노이드밸브(11)가 예비축전지의 전원으로 개방되면서 상기 축압기에 저장된 압유가 솔레노이드밸브(11)를 통해 공급되면서 마스터 실린더의 토출압유가 합류되게 된다.

즉 정상계통과 비상계통이 서로 연결되면서 마스터 실린더의 토출압유에 축압기의 압유가 합류되어 증압된 상태로 휠 실린더로 공급됨으로써, 정상적인 브레이크 작동이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

이에 따라 엔진이 작동불능이고 전원장치가 모두 오프된 상태에서도 정상적인 제동이 이루어져 교통사고를 예방할 수 있게 되는 것이다.

한편 브레이크 페달로부터 발을 떼게 되면 상기 솔레노이드밸브(11)의 유로가 닫히면서 정상계통과 비상계통은 서로 분리됨과 더불어 휠 실린더에 공급된 압유가 마스터 실린더로 드레인되게 된다.

도 3은 최악의 경우를 상정한 것인 바, 즉 엔진이 작동불능이고, 전원장치도 모두 오프된 상태며, 또 마스터 실린더의 결함으로 브레이크 페달을 밟았을 때에도 유압이 형성되지 않을 때의 비상계통의 작동 회로도이다.

즉 이 경우에도 운전자는 예비축전지를 사용하기 위해 상기 절환스위치를 조작하게 되면, 예비축전지와 절환스위치가 연결되면서 예비축전지의 전원이 타임 스위치를 통해 브레이크 스위치로 공급되고, 이 상태에서 브레이크 페달을 밟아주게 되면 브레이크 스위치가 온되면서 상기 솔레노이드밸브(11)가 개방되게 된다.

상기와 같이 솔레노이드밸브가 개방된 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 밟아 주면, 마스터 실린더의 결함으로 마스터 실린더로부터 유압이 형성되지 않게 되는데, 이에 따라 축압기에 저장되어 있던 압유만이 솔레노이드밸브(11)를 통해 하이드로릭 유니트(1)로 공급되게 된다.

이와 같이 축압기의 저장압유만이 하이드로릭 유니트로 공급되어도 브레이크 장치를 작동시키기에는 충분한 유압이 형성되므로, 브레이크 장치의 정상적인 작동이 이루어질 수 있게 될 뿐만 아니라 교통사고도 예방할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 비상제동장치에 의하면, 차량의 엔진이 정상적으로 작동되지 않고 전원장치가 모두 오프된 상태에서 마스터 실린더마저도 작동불능이 되어도 축압기에 저장되어 있던 압유를 이용해서 브레이크 장치를 원활하게 작동시킬 수 있게 되어, 브레이크 장치의 정상적인 작동불능으로 인한 교통사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 브레이크 페달과 연결되어 브레이크 페달의 조작력을 전달받아 압유를 발생시켜 하이드로릭 유니트에 공급하는 마스터 실린더와, 상기 하이드로릭 유니트와 연결되어 하이드로릭 유니트의 토출압유를 공급받아 작동되면서 브레이크 본체에 압력을 가하여 제동력을 발생시키는 휠 실린더를 갖춘 자동차의 제동장치에 있어서,

   압유를 저장하고 있다가 비상시에 상기 하이드로릭 유니트에 압유를 공급하는 압유공급수단과, 이 압유공급수단을 통해 하이드로릭 유니트로 공급되는 압유를 제어하는 밸브수단, 이 밸브수단의 작동전원을 운전자가 선택적으로 단속시킬 수 있도록 제어하는 제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하이드로릭 유니트가 오일탱크에 저장된 오일을 펌핑해서 공급하는 오일펌프와, 상기 휠 실린더로 공급되는 압유를 제어하는 솔레노이드밸브, 압유를 저장하고 있다가 상기 솔레노이드밸브로 압유를 공급하는 축압기와 P밸브, 상기 솔레노이드밸브와 휠 실린더 사이의 연장유로에 설치된 제 1 체크밸브, 이 제 1 체크밸브와 상기 P밸브 사이에 설치된 제 2 체크밸브를 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 마스터 실린더가 제 1 체크밸브와 제 2 체크밸브 사이의 연결유로에 연결되고, 상기 제 2 체크밸브와 P밸브 사이에 상기 밸브수단을 개재하여 상기 압유공급수단이 연결된 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 압유공급수단이 상기 하이드로릭 유니트의 오일펌프와 체크밸브를 개재하여 연결되어 오일펌프의 토출압유를 저장하는 축압기를 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브수단이 제어수단을 통해 전원을 공급받아 작동되면서 축압기와 P밸브 사이의 유로를 개폐시키는 솔레노이드밸브를 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어수단이 자동차의 주 밧데리와 예비축전지의 전원을 선택적으로 공급할 수 있도록 주 밧데리와 예비축전지에 연결된 절환스위치와, 상기 예비축전지의 공급전원을 일정시간이 지연된 상태로 공급되게 제어하는 타임스위치, 이 타임스위치와 연결되면서 브레이크 페달의 조작시에만 온되어 상기 솔레노이드밸브에 주 밧데리나 예비축전지의 전원을 공급하는 브레이크 스위치를 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동장치.