KR100311161B1 - 차량용 배기 브레이크 시스템 - Google Patents

차량용 배기 브레이크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사이렌스 밸브 및 배기 브레이크 밸브의 작동이 일정 지연시간을 두고 단계적으로 이루어지게 하여 연소실 내부의 쇼크를 방지할 수 있고, 유압식 시스템으로 정밀한 제어가 이루어지므로 작동 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 배기 브레이크 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 차량용 배기 브레이크 시스템에 있어서, 상기 차량의 엔진 회전수를 검출하여 그에 해당되는 신호를 출력하는 엔진 RPM 센서와; 상기 차량의 클러치 페달 답입상태를 검출하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 클러치 스위치와; 상기 차량의 액셀레이터 페달 답입상태를 검출하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 액셀레이터 스위치와; 스위칭 상태에 따라 해당되는 신호를 출력하는 배기 브레이크 스위치와; 상기 차량의 흡기 매니폴드에 설치되어 흡기 매니폴드의 개폐작용을 하는 사이렌스 밸브와; 상기 차량의 배기 매니폴드에 설치되어 배기 매니폴드의 개폐작용을 하는 배기 브레이크 밸브와; 상기 사이렌스 밸브 및 배기 브레이크 밸브의 일측에 설치되어 상기 사이렌스 밸브 및 배기 브레이크 밸브를 각각 작동시키는 제1 및 제2 컨트롤 실린더와; 상기 제1 및 제2 컨트롤 실린더와 오일호스로 연결되어, 제1 및 제2 컨트롤 실린더에 필요한 유압을 공급하는 오일펌프와; 상기 오일펌프와 제1 및 제2 컨트롤 실린더 사이를 연결하는 오일호스의 일측에 각각 설치되어, 오일펌프에서 각 컨트롤 실린더로 공급되는 유압이 시간에 따라 단계적으로 공급되도록 제어하는 비례제어밸브와; 상기 각각의 센서 및 스위치를 통해 입력되는 신호를 분석하여 엔진 RPM이 900이상, 클러치 스위치 오프, 배기 브레이크 스위치 온, 액셀레이터 스위치 오프 상태 중 어느 하나의 신호가 입력되면 그 신호에 따라 상기 비례제어밸브에 공급되는 전류량을 제어하여 상기 비례제어밸브가 단계적으로 작동되도록 하는 제어수단을 포함하여 구성한다.

Description

차량용 배기 브레이크 시스템{EXHAUST BRAKE SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 배기 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작동성능을 향상시키고, 브레이크 작동시 발생되는 쇼크를 저감할 수 있는 차량용 배기 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 배기 브레이크는 배기 행정을 할 때 배기 매니폴드와 배기 브레이크 밸브 사이의 체적 내에서 발생되는 배압을 이용하여 제동력을 발생시키는 보조 브레이크이다.
이러한 배기 브레이크는 도 4에 도시된 바와 같이, 배기 매니폴드(102)의 일측에 배기 브레이크 밸브(108)가 설치되고, 흡기 매니폴드(104)에 배기 브레이크 작동시 발생하는 공기 흡입 소음을 저감시키기 위한 사이렌스 밸브(110)가 설치되고, 배기 브레이크 밸브(108)와 사이렌스 밸브(110)를 작동시키는 컨트롤 실린더(112,114)가 흡,배기 매니폴드(104,102)의 일측에 각각 설치되고, 이 컨트롤 실린더(112,114)와 에어탱크(118) 사이의 에어파이프(124) 상에 설치되어 각 컨트롤 실린더(112,114)로 공급되는 에어를 제어하는 3웨이 솔레노이드 밸브(116) 등으로 구성된다.
상기 3웨이 솔레노이드 밸브(116)는 배기 브레이크 스위치(120) 온일 때, 클러치 스위치(122) 오프일 때, 엔진 RPM이 900 이상일 경우 등의 조건일 때 전자제어유닛(ECU)의 전기신호에 따라 에어파이프(124)를 개방한다.
이러한 배기 브레이크은 상기의 조건하에서 3웨이 솔레노이드 밸브(114)가 개방되면, 에어탱크의 에어가 공급되어 컨트롤 실린더(112,114)가 작동되고, 이 컨트롤 실린더(112,114)의 작동에 따라 사이렌스 밸브(110) 및 배기 브레이크 밸브(108)가 흡기 및 배기 매니폴드(104,102)를 폐쇄하는 방향으로 작동되면, 연소실 (106) 내에 부압이 발생하여 제동 작용을 행한다.
그러나 상기한 바와 같이 이루어진 배기 브레이크 시스템은 3웨이 솔레노이드 밸브가 전자제어유닛의 신호에 따라 온/오프 제어되기 때문에 에어 탱크의 압축공기가 순간적으로 컨트롤 실린더로 공급되고, 이로 인하여 사이렌스 밸브 및 배기 브레이크 밸브의 작동이 급격하게 이루어지므로 연소실 내부에서 배기가스가 급격히 증가 또는 감소되는 현상으로 쇼크가 발생되는 문제점이 있다.
또한 배기 브레이크의 작동이 에어를 이용한 공기압식으로 이루어지기 때문에 작동의 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사이렌스 밸브 및 배기 브레이크 밸브의 작동이 일정 지연시간을 두고 단계적으로 이루어지게 하여 배기가스의 압력으로 인한 연소실 내부의 쇼크를 방지할 수 있는 차량용 배기 브레이크 시스템을 제공하는데 있다.
다른 목적은 브레이크의 작동이 오일을 이용한 유압식으로 하여 정밀한 제어가 이루어지므로 작동 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 배기 브레이크를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배기 브레이크 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배기 브레이크 시스템의 비례 제어밸브의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배기 브레이크 시스템의 제어수단을 나타낸 블럭도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 배기 브레이크 시스템의 구성도이다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 차량용 배기 브레이크 시스템에 있어서, 상기 차량의 엔진 회전수를 검출하여 그에 해당되는 신호를 출력하는 엔진 RPM 센서와; 상기 차량의 클러치 페달 답입상태를 검출하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 클러치 스위치와; 상기 차량의 액셀레이터 페달 답입상태를 검출하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 액셀레이터 스위치와; 스위칭 상태에 따라 해당되는 신호를 출력하는 배기 브레이크 스위치와; 상기 차량의 흡기 매니폴드에 설치되어 흡기 매니폴드의 개폐작용을 하는 사이렌스 밸브와; 상기 차량의 배기 매니폴드에 설치되어 배기 매니폴드의 개폐작용을 하는 배기 브레이크 밸브와; 상기 사이렌스 밸브 및 배기 브레이크 밸브의 일측에 설치되어 상기 사이렌스 밸브 및 배기 브레이크 밸브를 각각 작동시키는 제1 및 제2 컨트롤 실린더와; 상기 제1 및 제2 컨트롤 실린더와 오일호스로 연결되어, 제1 및 제2 컨트롤 실린더에 필요한 유압을 공급하는 오일펌프와; 상기 오일펌프와 제1 및 제2 컨트롤 실린더 사이를 연결하는 오일호스의 일측에 각각 설치되어, 오일펌프에서 각 컨트롤 실린더로 공급되는 유압이 시간에 따라 단계적으로 공급되도록 제어하는 비례제어밸브와; 상기 각각의 센서 및 스위치를 통해 입력되는 신호를 분석하여 엔진 RPM이 900이상, 클러치 스위치 오프, 배기 브레이크 스위치 온, 액셀레이터 스위치 오프 상태 중 어느 하나의 신호가 입력되면 그 신호에 따라 상기 비례제어밸브에 공급되는 전류량을 제어하여 상기 비례제어밸브가 단계적으로 작동되도록 하는 제어수단을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 배기 브레이크 시스템의 구성도로서, 오일이 저장되는 오일 탱크(2), 이 오일을 펌핑하는 오일펌프(4), 작동 유압을 단계적으로 제어하는 비례제어 밸브(8,10), 작동유압에 따라 사이렌스 밸브(20) 및 배기 브레이크 밸브(22)를 각각 작동시키는 컨트롤 실린더(12,14) 등으로 구성된다.
오일탱크(2) 및 오일펌프(4)는 별도로 추가 설치할 필요없이 기존의 파워 스티어링 시스템에 사용되는 것들을 공동으로 사용함이 바람직하다.
사이렌스 밸브(20)는 흡기 매니폴드(16)의 일측에 설치되어 개폐작용을 하는 밸브로서, 배기 브레이크 작동시 발생하는 공기 흡입 소음을 저감시키기 역할을 한다.
배기 브레이크 밸브(22)는 배기 매니폴드(18)의 일측에 설치되어, 배기 브레이크가 작동되면 배기 매니폴드(18)를 폐쇄하여 배기관 내의 압력을 증가시켜 제동작용을 행한다.
컨트롤 실린더(12,14)는 사이렌스 밸브(20)를 작동시키는 제1 컨트롤실린더(12)와 배기 브레이크 밸브(22)를 작동시키는 제2 컨트롤 실린더(14)로 이루어지며, 상기 오일펌프(4)와 오일호스(6)로 연결되어 오일펌프(4)의 펌핑 작용에 따라 작동 유압이 공급되면, 내부의 피스톤(24,26)이 직선 이동하면서 상기 두 개의 밸브(20,22)를 각각 작동시킨다.
비례제어밸브(8,10)는 오일펌프(4)와 각 컨트롤 실린더(12,14) 사이를 연결하는 오일호스(6)의 일측에 각각 설치되어, 제1 및 제2 컨트롤 실린더(12,14)로 공급되는 유압을 단계적으로 제어하여 제1 및 제2 컨트롤 실린더(12,14)가 일정 지연시간을 갖고 천천히 작동되도록 하는 밸브로서, 제어수단의 전기신호에 따라 작동된다.
이러한 비례제어밸브(8,10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 오일펌프(4)에서 펌핑된 유압이 공급되는 제1 포트(30)와 컨트롤 실린더(12)와 연결되는 제2 포트(32)와, 오일탱크(2)로 드레인되는 제3포트(34)가 각각 형성된 밸브바디(28)와, 이 밸브바디(28)의 내주연이 슬라이드 가능하게 끼워진 밸브스풀(42)과, 이 밸브스풀(42)의 일측에 제어수단(전자제어유닛(ECU))의 전기신호에 따라 밸브스풀(42)을 이동시키는 솔레노이드(44)로 이루어진다.
밸브스풀(42)은 일단이 밸브바디(28) 내측면 사이에 탄성부재(36)가 개재되고, 타단은 솔레노이드(44)와 연결되며, 상기 제2 포트(32)의 개폐작용을 하는 제1랜드(38)가 형성되고, 이 제1 랜드(38)와 일정 간격을 두고 제2 포트(40)의 개폐작용을 하는 제2 랜드(40)가 형성된다.
이와 같이 구성된 비례제어밸브의 작동 상태를 다음에서 설명한다.
전자제어유닛(ECU)에서 작동시간에 따라 각각 달리 제어된 전류가 솔레노이드(44)로 인가되면, 솔레노이드(44)는 그 전류량에 따라 밸브스풀(42)을 단계적으로 밀어준다. 그러면, 제1 랜드(38)는 제2 포트(32)를 점차적으로 개방하는 방향으로, 제2 랜드(32)는 제3 포트(34)를 점차적으로 폐쇄하는 방향으로 이동하게 되어, 제3 포트(34)로 공급되는 유압은 시간에 따라 제2 포트(32)를 통해 컨트롤 실린더(12)로 공급되는 유량이 단계적으로 많아지고, 제2 포트(32)를 통해 오일탱크(2)로 드레인되는 유량은 단계적으로 적어진다.
이러한 비례제어밸브(8,10)를 제어하는 제어수단은 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진 RPM을 검출하는 엔진 RPM 센서(46), 클러치 스위치(50), 배기 브레이크 스위치(48), 액셀레이터 스위치(52) 등의 신호를 인가받는 전자제어유닛(ECU)은 그 신호에 따라 비례제어밸브의 솔레노이드(44)로 공급되는 전류량을 제어한다.
즉 엔진 RPM이 900이상, 클러치 스위치 오프, 배기 브레이크 스위치 온, 액셀레이터 스위치 오프 상태 중 어느 하나의 신호가 인가되면, 전자제어유닛(ECU)은 그 신호에 따라 솔레노이드(44)로 전원을 인가하게 되고, 이때 전자제어유닛(ECU)는 인가되는 전류량을 제어하여 비례제어밸브(8,10)가 단계적으로 작동되도록 한다.
상기한 바와 같이 이루어진 배기 브레이크 시스템의 작용을 다음에서 설명한다.
위에서 설명한 각 센서 및 스위치 등의 신호가 전자제어유닛(ECU)으로 인가되면, 이 전자제어유닛(ECU)은 그 신호에 따라 비례제어밸브의 솔레노이드(44)에 전원을 인가시킨다. 이때 전자제어유닛(ECU)은 전류량이 시간에 따라 단계적으로 공급되도록 제어한다. 그러면, 솔레노이드(44)는 비례제어밸브의 밸브스풀(42)을 이동시키고, 이에 따라 제2 포트(32)는 점차적으로 개방되고, 제3 포트(34)는 점차적으로 폐쇄된다.
즉 오일펌프(4)에서 펌핑된 유압은 제2 포트(32)를 통해 컨트롤 실린더(12,14)로 공급되는 유량이 점차적으로 많아지고, 제3 포트(34)를 통해 오일탱크(2)로 드레인되는 유량은 점차적으로 적어진다. 그러면 제1 및 제2 컨트롤 실린더(12,14)의 피스톤(24,26)이 사이렌스 밸브(20) 및 배기 브레이크 밸브(22)를 작동시키면, 흡기 매니폴드(16) 및 배기 매니폴드(18)가 시간에 따라 단계적으로 폐쇄되면서, 연소실(25) 내에 배압이 작용되어 제동작용을 행한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 배기 브레이크 시스템은 비례제어 밸브에서 컨트롤 실린더로 공급되는 유압을 시간에 따라 단계적을 조절하여, 흡기 및 배기 매니폴드의 폐쇄작용이 서서히 이루어지도록 하여 연소실 내의 쇼크를 저감시키고, 종래의 공기압 대신에 오일을 사용하는 유압으로 브레이크 시스템의 작동이 이루어지도록 하여 정밀 제어를 가능하게 하여 작동성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. (정정)차량용 배기 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 차량의 엔진 회전수를 검출하여 그에 해당되는 신호를 출력하는 엔진 RPM 센서와;
    상기 차량의 클러치 페달 답입상태를 검출하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 클러치 스위치와;
    상기 차량의 액셀레이터 페달 답입상태를 검출하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 액셀레이터 스위치와;
    스위칭 상태에 따라 해당되는 신호를 출력하는 배기 브레이크 스위치와;
    상기 차량의 흡기 매니폴드에 설치되어 흡기 매니폴드의 개폐작용을 하는 사이렌스 밸브와;
    상기 차량의 배기 매니폴드에 설치되어 배기 매니폴드의 개폐작용을 하는 배기 브레이크 밸브와;
    상기 사이렌스 밸브 및 배기 브레이크 밸브의 일측에 설치되어 상기 사이렌스 밸브 및 배기 브레이크 밸브를 각각 작동시키는 제1 및 제2 컨트롤 실린더와;
    상기 제1 및 제2 컨트롤 실린더와 오일호스로 연결되어, 제1 및 제2 컨트롤 실린더에 필요한 유압을 공급하는 오일펌프와;
    상기 오일펌프와 제1 및 제2 컨트롤 실린더 사이를 연결하는 오일호스의 일측에 각각 설치되어, 오일펌프에서 각 컨트롤 실린더로 공급되는 유압이 시간에 따라 단계적으로 공급되도록 제어하는 비례제어밸브와;
    상기 각각의 센서 및 스위치를 통해 입력되는 신호를 분석하여 엔진 RPM이 900이상, 클러치 스위치 오프, 배기 브레이크 스위치 온, 액셀레이터 스위치 오프 상태 중 어느 하나의 신호가 입력되면 그 신호에 따라 상기 비례제어밸브에 공급되는 전류량을 제어하여 상기 비례제어밸브가 단계적으로 작동되도록 하는 제어수단을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 배기 브레이크 시스템.
  2. (정정)제1항에 있어서, 상기 비례제어밸브는 상기 오일펌프와 연결되는 제1포트, 상기 컨트롤 실린더와 연결되는 제2 포트, 오일탱크와 연결되는 제3 포트가 각각 형성된 밸브바디와;
    상기 밸브바디의 내주연에 슬라이드 가능하게 끼워지고, 상기 제2 포트를 개폐하는 제1 랜드, 상기 제3 포트를 개폐하는 제2 랜드가 형성되고, 일측에 밸브바디 내주연과의 사이에 탄성부재가 개재된 밸브스풀과;
    상기 밸브 스풀의 타측에 연결되어, 상기 제어수단의 전기신호에 따라 밸브스풀을 단계적으로 이동시키는 솔레노이드를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 배기 브레이크 시스템.
  3. (정정)제2항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 솔레노이드로 인가되는 전류량이 시간에 따라 단계적으로 인가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 배기 브레이크 시스템.
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