KR100370974B1 - 차량용 핸드브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 핸드브레이크에 관한 것으로, 그 목적은 배력장치가 마련된 일반적인 브레이크와 전자제어 시스템이 부착된 브레이크에 공통적으로 설치하여, 브레이크를 손으로 작동할 수 있는 차량용 핸드브레이크를 제공하는 것이다.

본 발명은, 차량의 내부에 마련되는 핸들바, 핸들바의 일단이 회동가능하도록 설치되는 실린더, 실린더의 내부에 마련되며 실린더에 탄성복원용 스프링을 개재하여 설치되는 피스톤, 핸들바와 피스톤의 사이에 마련되어 핸들바가 회동될 때 피스톤을 진퇴운동시키도록 마련되는 푸쉬로드, 실린더의 일측에 마련되어 피스톤의 이동거리와 이동시간을 감지하여 제어부에 신호로 보내는 트래블센서, 제어부와 연결되어 트래블센서의 신호에 맞게 배력펌프를 구동하여 브레이크에 유압을 공급하는 가변모터로 구비하며 가변모터와 배력펌프가 마련된 배력펌프형 브레이크에서 가변모터와 배력펌프를 공용으로 사용하는 구성이다.

Description

차량용 핸드브레이크

본 발명은 차량용 핸드브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배력장치가 마련된 일반적인 브레이크와 전자제어 시스템이 부착된 브레이크에 공통적으로 사용할 수 있는 차량용 핸드브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되는 브레이크는 주행중의 차량을 감속하거나 정지 또는 정지상태를 유지하기 위한 것으로, 주행중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸어 그 마찰열을 대기중에 방출하여 제동작용을 한다.

이러한 브레이크는 대개 운전자가 브레이크페달을 밟아서 발생되는 힘을 이용하여 브레이크를 작동시키는 풋브레이크 형식을 취하고 있다.

도 1과 도 2는 풋브레이크식 브레이크중에 배력장치가 마련된 브레이크와 배력펌프가 마련된 브레이크의 유압회로도이다. 먼저 도 1을 참조하여 배력장치형 브레이크에 대해 설명하겠다. 이에 도시한 바와 같이 운전자가 정지시나 운행중에 차량을 정지시킬 목적으로 브레이크페달(10)을 밟으면 브레이크페달(10)과 연결된 페달축(11)에 운전자의 힘이 전달되고, 이 힘은 일정한 비율로 증폭하는 배력장치(12)로 전달되어 힘이 증폭된 상태에서 마스터실린더(13)에 전달되고, 마스터실린더(13)는 오일탱크(13a)로부터 브레이크오일을 공급받아 유압을 발생시키게 된다. 이렇게 발생된 유압은 차량의 노말오픈 솔레노이드밸브(15NO)를 통해 전륜과 후륜에 장착된 브레이크(14)에 전달되어 제동을 실시한다.

이때 노면조건보다 과도한 제동압력이 전달되면 차량의 타이어는 회전을 멈추고 미끌어져 가는 현상이 발생한다. 이러한 현상을 차량 바퀴에 장착된 속도감지센서(미도시)가 감지하고 제어부(미도시)에 신호를 전달하면 제어부(미도시)는 노말클로즈 솔레노이드밸브(15NC)를 작동시켜 제동압력을 낮춘다. 브레이크(14) 내부의 오일은 저압어큐뮬레이터(16)로 이동하여 잠시 저장되고 흡입모터(17)가 회전함에 따라 흡입펌프(17a)를 거쳐 다시 압력이 상승하여 고압어큐뮬레이터(18)와 오리피스(19)를 지나면서 비선형의 압력이 선형의 압력으로 변환된 상태에서 마스터실린더(13) 또는 노말오픈 솔레노이드밸브(15NO)로 순환되는 작동을 한다.

도 2를 참조하여 배력펌프형 브레이크를 설명하면 다음과 같다. 운전자가 차량의 운행이나 정지상태에서 차량을 감속시키거나 정지시키기 위해 브레이크페달(20)을 밟게된다. 이때 위급상태(제어 시스템 또는 브레이크의 파손)가 발생할 경우를 대비하여 브레이크페달(20)과 연결된 페달축(21)이 마스터실린더(23)를 작동시키고, 운전자에게 브레이크(24)가 작동되는 것을 느낄 수 있도록 브레이크페달(20) 재현기(23b)가 작동된다. 브레이크페달(20)이 작동되면 페달축(21)의 이동거리와 이동시간을 트래블센서(22)에서 감지함으로써, 운전자가 원하는 브레이크압력과 브레이크동작속도를 감지하게된다. 트래블센서(22)는 감지된 신호를 제어부(미도시)에 전달하고, 제어부(미도시)는 트래블센서(22)의 신호를 받아 가변모터(29)를 작동시켜 배력펌프(28)를 가동하게 된다. 배력펌프(28)가 작동되면 브레이크오일이 오일탱크(23a)에서 흡입통로를 거쳐 배력펌프(28)로 유입되고, 배력펌프(28)를 지나면서 비선형 고압의 브레이크오일이 어큐뮬레이터(26)와 오리피스(27)를 지나면서 압력이 선형으로 바뀌게된다. 그리고, 노말오픈 솔레노이드밸브(25NO)를 거쳐 브레이크(24)에 유입되어 제동작용을 일으킨다. 이때 노면조건보다 과도한 제동압력이 전달되면 차량의 타이어는 회전을 멈추고 미끌어져 가는 현상이 발생한다. 이때는 도 1의 배력장치형 브레이크와 동일하게 노말클로즈 솔레노이드밸브(25NC)를 작동시켜 제동압력을 낮추게 된다.

이와 같이 구성되는 브레이크는, 운전자가 차량의 운행이나 정지상태에서 차량을 감속시키거나 정지시키기 위해 발로서 브레이크페달을 밟게 된다.

그러나 이와 같은 브레이크를 갖춘 차량은 교통체증에 걸렸을때에 운전자가 반복적으로 브레이크페달을 밟아야만 한다. 즉, 교통체증 상태에서는 차량이 서행하면서 가다서다를 반복해야 하기 때문에, 운전자는 브레이크페달과 가속페달을 번갈아 가면서 밟고떼고를 역시 반복하게 된다.따라서 운전자는 이러한 행동의 반복으로 다리가 쉽게 피로해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배력장치가 마련된 일반적인 브레이크와 전자제어 시스템이 부착된 브레이크에 공통적으로 설치하여, 브레이크를 손으로 작동할 수 있는 차량용 핸드브레이크를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 배력장치형 브레이크의 유압회로도이다.

도 2는 종래의 배력펌프형 브레이크의 유압회로도이다.

도 3은 본 발명에 따른 핸드브레이크의 구성을 보인 도면이다.

도 4는 본 발명의 핸드브레이크가 설치된 배력장치형 브레이크의 유압회로도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예로서 핸드브레이크가 설치된 배력펌프형 브레이크의 유압회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100:핸드브레이크 101:핸들바

102:실린더 103:피스톤

104:스프링 105:푸쉬로드

106:트래블센서 107:가변모터

108:배력펌프 200:제어부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 내부에 마련되는 핸들바, 상기 핸들바의 일단이 회동가능하도록 설치되는 실린더, 상기 실린더의 내부에 마련되며 상기 실린더에 탄성복원용 스프링을 개재하여 설치되는 피스톤, 상기 핸들바와 상기 피스톤의 사이에 마련되어 상기 핸들바가 회동될 때 상기 피스톤을 진퇴운동시키도록 마련되는 푸쉬로드, 상기 실린더의 일측에 마련되어 상기 피스톤의 이동거리와 이동시간을 감지하여 제어부에 신호로 보내는 트래블센서, 상기 제어부와 연결되어 상기 트래블센서의 신호에 맞게 배력펌프를 구동하여 브레이크에 유압을 공급하는 가변모터로 구비된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 핸드브레이크는 가변모터와 배력펌프가 마련된 배력펌프형 브레이크에서 상기 가변모터와 상기 배력펌프를 공용으로 사용하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 핸드브레이크의 개략적인 구성을 보인 도면이고, 도 4는 본 발명의 핸드브레이크가 설치된 배력장치형 브레이크의 유압회로도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 다른 실시예로서 핸드브레이크가 설치된 배력펌프형 브레이크의 유압회로도이다. 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 핸드브레이크(100)는 운전석의 일측에 운전자가 손으로 당겨 브레이크(114,124)를 작동시키는 핸들바(101)가 마련되고, 이 핸들바(101)의 일단은 회동가능하게 실린더(102)의 내부에 설치된다. 실린더(102)의 내부에는 진퇴운동하는 피스톤(103)이 마련되어 있으며 이 피스톤(103)과 핸들바(101)의 사이에는 핸들바(101)와 회동운동을 피스톤(103)의 진퇴운동으로 전환시키는 푸쉬로드(105)가 마련되어있다. 이 푸쉬로드(105)는 일단이 피스톤(103)의 후방측에 힌지결합되어있으며 타단은 핸들바(101)의 하측단에 힌지결합된다. 그리고 피스톤(103)의 전방과 이에 대응되는 실린더(102)의 전면내부벽의 사이에는 피스톤(103)의 전진후에 피스톤(103)을 원위치로 복원시키는 스프링(104)이 마련된다. 이 스프링(104)은 운전자에게 브레이크(114,124)가 작동되는 것을 느낄 수 있도록 브레이크 재현기능도 하게 된다.

한편, 실린더(102)의 전방하측에는 피스톤(103)의 이동거리와 이동시간을 감지하는 트래블센서(106)가 마련된다. 그리고 이 트래블센서(106)는 제어부(200)와 연결된다. 제어부(200)는 트래블센서(106)의 신호를 받아 가변모터(107)를 작동시켜 배력펌프(108)를 동작시키게 된다. 배력펌프(108)는 브레이크오일을 오일탱크(113a,123a)에서 흡입하여 각각의 브레이크(114,124)로 보내게 되고, 이로인해 브레이크(114,124)는 제동력을 실행하게 되는 것이다.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 차량용 핸드브레이크가 배력장치형 브레이크에 설치된 것을 설명하겠다. 이에 도시한 바와 같이 각각의 차륜에는 유압에 의하여 작동하는 브레이크(114)가 각각 장착되고, 차량의 운전석에는 브레이크페달(110)이 마련되고, 이 브레이크페달(110)에는 페달축(111)을 개재한 배력장치(112)가 마련된다. 이 배력장치(112)는 운전자가 브레이크페달(110)을 밟는힘을 증폭시켜 마스터실린더(113)로 전달하게되고, 마스터실린더(113)는 오일탱크(113a)로부터 공급받아 유압을 발생시키게 된다. 마스터실린더(113)와 브레이크(114)는 유압파이프에 의하여 연결되는데, 각각의 브레이크(114)로 유압을 공급하는 유압파이프에는 솔레노이드밸브(115NC,115NO)가 설치되어 각 브레이크(114)의 유압을 제어하는데, 입구측에는 노말오픈 솔레노이드밸브(115NO)가 배치되고, 출구측에는 노말클로즈 솔레노이드밸브(115NC)가 배치된다. 이들 솔레노이드밸브(115NC,115NO)들의 개폐는 제어부(200)가 제어함으로써 브레이크(114)가 강력하고 안정된 제동력을 발휘하도록 한다. 그리고 출구측 노말클로즈 솔레노이드밸브(115NC)의 하측에는 저압어큐뮬레이터(116)가 설치되어 브레이크(114)에서 토출된 유체를 일시 저장하며, 이 저압어큐뮬레이터(116)의 상측에는 고압어큐뮬레이터(118)가 설치되는데 이들 사이에는 흡입펌프(117a)가 설치되어 저압어큐뮬레이터(116)에 있는 저압의 유체를 고압어큐뮬레이터(118)로 펌핑한다.

한편, 마스터실린더(113)에서 전후륜의 브레이크(114)로 오일을 공급하는 한쌍의 유압파이프에는 핸드브레이크(100)의 배력펌프(108)를 개재하여 오일탱크와 연결되는 한쌍의 연결관이 마련된다. 그리고 배력펌프(108)의 전후측의 유압파이프에는 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(109)가 마련된다. 또한 배력펌프(108)의 사이에는 배력펌프(108)를 구동시키는 가변모터(107)가 마련되어있다. 이 가변모터(107)는 핸드브레이크(100)의 트래블센서(106)와 연결되어있으며 이 트래블센서(106)는 내부에 피스톤(103)이 마련되고, 일단에 핸들바(101)가 설치된 실린더(102)와 결합되어있다.

이와 같이 구성되는 핸드브레이크(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 운전자가 정지시나 운행중에 차량을 정지시킬 목적으로 핸들바(101)를 후방으로 당기게 되면 핸들바(101)의 하측에 연결된 푸쉬로드(105)는 전진하게 된다. 이와 함께 푸쉬로드(105)의 전방에 설치된 피스톤(103)은 실린더(102)와의 사이에 마련된 스프링(104)을 압축하면서 전진하게 된다. 이때 트래블센서(106)에서는 피스톤(103)의 이동거리와 이동시간을 감지하여 제어부(200)로 신호를 보내게 된다. 신호를 받은 제어부(200)에서는 피스톤(103)의 이동거리와 이동시간에 맞게 가변모터(107)를 작동시키게 된다. 이때 가변모터(107)와 연결된 한쌍의 배력펌프(108)는 오일탱크의 브레이크오일을 펌핑하여 각각의 브레이크(114)로 공급하고 브레이크오일을 공급받은 브레이크(114)는 제동력을 실행하게 되는 것이다.

이와 같은 제동력의 실행은 브레이크페달(110)을 밟아 배력장치(112)를 통해 마스터실린더(113)에서 각각의 브레이크(114)로 오일을 공급하여 제동력을 실행할때와 동일한 작용을 하는 것이다. 또한 노면조건보다 과도한 제동압력이 전달되면 차량의 타이어는 회전을 멈추고 미끌어져 가는 현상이 발생한다. 이러한 현상시에도 브레이크페달(110)을 사용했을 때와 동일한 작용을 한다. 이를 간단히 설명하면, 타어어가 미끌어질 때 차량 바퀴에 장착된 속도감지센서(미도시)가 이를 감지하고 제어부(200)에 신호를 전달하면 제어부(200)는 노말클로즈 솔레노이드밸브(115NC)를 작동시켜 브레이크(114)내부의 오일을 제거하여 제동압력을 낮춘다. 브레이크(114) 내부의 오일은 저압어큐뮬레이터(116)로 이동하여 잠시 저장되고 흡입모터(117)가 회전함에 따라 흡입펌프(117a)를 거쳐 다시 압력이 상승하여 고압어큐뮬레이터(118)와 오리피스(119)를 지나면서 급격한 압력의 파형이 감소된 상태에서 마스터실린더(113) 또는 노말오픈 솔레노이드밸브(115NO)로 순환되는 작동을 한다.

도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명하겠다. 도 5는 본 발명의 핸드브레이크가 배력펌프형 브레이크에 설치된 상태를 보인 도면이다. 본 발명에 따른 배력펌프형 브레이크에 설치되는 핸드브레이크는 기존에 마련된 가변모터와 배력펌프를 사용하므로 별도의 가변모터와 배력펌프가 설치되지않는다. 이에 도시한 바와 같이, 각각의 차륜에는 유압에 의하여 작동하는 브레이크(124)가 각각 장착되고, 차량의 운전석에는 브레이크페달(120)이 마련되고, 이 브레이크페달(120)에는 페달축(121)을 개재한 트래블센서(122)가 마련된다. 이 트래블센서(122)는 페달축(121)의 이동거리와 이동시간을 신호로서 제어부(200)에 보내게 된다. 트래블센서(122)의 전면에는 위급상태(제어 시스템 또는 브레이크의 파손)에서도 제동력이 실행되도록 마스터실린더(123)가 마련되어있으며 운전자에게 브레이크(124)가 작동되는 것을 느낄 수 있도록 브레이크페달(120) 재현기(123b)가 마련된다. 그리고 트래블센서(122)는 제어부(200)를 통해서 가변모터(129)와 연결되어 페달축(121)의 이동거리와 이동시간에 맞게 가변모터(129)를 구동시키게 된다. 가변모터(129)의 양측에는 한쌍의 배력펌프(128)가 마련되는데 이 배력펌프(128)는 오일탱크(123a)와 연결되어 있다. 배력펌프(128)와 각각의 브레이크(124)의 사이에는 솔레노이드밸브가 마련되는데 입력측에는 노말오픈 솔레노이드밸브(125NO)가 설치되고, 출력측에는 노말클로즈 솔레노이드밸브(125NC)가 설치된다.

한편, 브레이크페달(120)의 트래블센서(122)와 연결된 가변모터(129)에는 본 발명의 특징적인 구성요소인 핸드브레이크(100)가 연결,설치된다. 이 핸드브레이크(100)는 실린더(102)의 내부에서 진퇴운동하는 피스톤(103)과 이 피스톤(103)을 이동시키는 푸쉬로드(105)와 핸들바(101) 그리고 피스톤(103)을 탄성복원시키는 스프링(104)과 피스톤(103)의 이동을 감지하는 트래블센서(106)로서 이루어진다.

이와 같이 핸드브레이크(100)가 설치된 배력펌프형 브레이크의 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 5에 도시한 바와 같이 브레이크페달(120)측과 핸드브레이크(100)측은 제어부(200)를 통하여 가변모터(129)와 배력펌프(128)를 공유하게 마련됨으로서 브레이크페달(120)측의 동작과 핸드브레이크(100)측의 동작으로 인한 브레이크(124)의 동작은 동일하게된다. 이를 설명하면 다음과 같다. 먼저 브레이크페달(120)을 밟게 될 때 위급상태가 발생할 경우를 대비하여 마스터실린더(123)가 작동하며, 운전자에게 브레이크(124)가 작동되는 것을 느낄 수 있도록 브레이크페달(120) 재현기(123b)가 작동된다. 브레이크페달(120)이 작동되면 트래블센서(122)에서는 운전자가 원하는 브레이크(124)압력과 상승속도를 감지하고 이 신호를 제어부(200)에 전달하고, 제어부(200)는 트래블센서(122)의 신호를 받아 가변모터(129)를 작동시켜 배력펌프(128)를 가동하게 된다. 배력펌프(128)가 작동되면 브레이크(124)오일이 오일탱크(123a)에서 흡입통로를 거쳐 배력펌프(128)로 유입되고, 배력펌프(128)를 지나면서 펄스형태의 고압의 브레이크(124)오일이 어큐뮬레이터(126)와 오리피스(127)를 지나면서 압력이 선형적으로 바뀌면서 노말오픈 솔레노이드밸브(125NO)를 거쳐 브레이크(124)에 유입되어 제동작용을 일으킨다. 또한 노면조건보다 과도한 제동압력이 전달되면 차량의 타이어는 회전을 멈추고 미끌어져 가는 현상이 발생한다. 이러한 현상시에는 도 4의 배력장치형 브레이크와 동일한 작용을 한다. 이를 간단히 설명하면, 타어어가 미끌어질 때 차량 바퀴에 장착된 속도감지센서(미도시)가 이를 감지하고 제어부(200)에 신호를 전달하면 제어부(200)는 노말클로즈 솔레노이드밸브(125NC)를 작동시켜 브레이크(124)내부의 오일을 제거하여 제동압력을 낮춘다.

다음으로는 핸들바(101)를 사용했을때이다. 핸들바(101)를 후방으로 당겼을 때 이에 연결된 푸쉬로드(105)가 피스톤(103)을 전진시키게 된다. 이때 실린더(102)의 하측에 마련된 트래블센서(106)에서는 피스톤(103)의 이동거리와 이동시간을 감지하여 제어부(200)로 신호를 보내고 신호를 받은 제어부(200)에서는 가변모터(129)를 구동시켜 배력펌프(128)의 펌핑동작이 이루어진다. 가변모터(129)는 브레이크페달(120)측과 핸드브레이크(100)측이 공유하기 때문에 이후의 동작은 브레이크페달(120)의 동작과 동일하다.

이러한 핸드브레이크(100)는 운전자가 차량의 운행이나 정지상태에서 차량을 감속시키거나 정지시키기 위해 손으로서 핸들바(101)를 당김으로서 브레이크(124)로 압력이 가해져 차량을 정지 또는 감속시키는 보조적인 브레이크(124)로서 특히 자동차가 서행하는 경우 또는 교통체증 상태에 있을 때, 즉, 자동차가 가다서다를 반복하는 경우에 손을 이용하여 간편하게 제동을 할 수 있게 된다. 따라서 운전자는 제동과 출발을 반복적으로 행하는 경우에 손으로 핸들바(101)를 당겨 제동을 하고 한쪽 발로 가속페달(미도시)을 밟아 진행함으로써, 운전이 용이하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 핸드브레이크는 배력장치형 브레이크와 배력펌프형 브레이크에 공통적으로 설치하기가 용이하며, 주행하는 자동차를 제동할때에나 서행하는 자동차를 제동하고자 할 때에 손으로 제동을 행하게 된다. 따라서 교통체증시에 반복되는 제동동작으로 오는 운전자의 다리 피로를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 차량의 내부에 마련되는 핸들바, 상기 핸들바의 일단이 회동가능하도록 설치되는 실린더, 상기 실린더의 내부에 마련되며 상기 실린더에 탄성복원용 스프링을 개재하여 설치되는 피스톤, 상기 핸들바와 상기 피스톤의 사이에 마련되어 상기 핸들바가 회동될 때 상기 피스톤을 진퇴운동시키도록 마련되는 푸쉬로드, 상기 실린더의 일측에 마련되어 상기 피스톤의 이동거리와 이동시간을 감지하여 제어부에 신호로 보내는 트래블센서, 상기 제어부와 연결되어 상기 트래블센서의 신호에 맞게 배력펌프를 구동하여 브레이크에 유압을 공급하는 가변모터로 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 핸드브레이크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 핸드브레이크는 가변모터와 배력펌프가 마련된 배력펌프형 브레이크에서 상기 가변모터와 상기 배력펌프를 공용으로 사용하는 것을 특징으로 하는 차량용 핸드브레이크.