KR100372421B1 - 자동차의 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 브레이크 시스템에 관한 것으로, 탠덤마스터실린더(10)의 앞뒷쪽 브레이크계통의 유압관(16,17) 입구에 각각 솔레노이드밸브(30,40)가 설치되고, 차륜에 설치된 제동장치의 유압실린더(20)의 상하벽에 각각 발광다이오드(51)와 포토다이오드(52)가 설치되며, 이 포토다이오드(52)와 상기 솔레노이드밸브(30,40)가 전자제어유니트(60)에 연결된 구조로 이루어진다.

따라서, 어느 한쪽의 유압관에서 누유가 발생되면 해당 유압실린더가 작동되지 않으므로 포토다이오드에서 발광다이오드의 빛을 감지하지 못하게 되고, 전자제어유니트에서는 빛감지신호가 전달되지 않으면 그 유압라인에서 누유가 발생한 것으로 판단하고 해당 솔레노이드밸브를 작동시켜 탠덤마스터실린더로부터 누유라인으로 오일이 빠져 나가지 못하도록 함으로써 오일누유시에도 오일이 누유되지 않는 계통으로는 탠덤마스터실린더내에서의 시간지연 없이 브레이크페달을 밟음과 동시에 유압이 전달되므로 한쪽 라인에 오일이 누유되는 상황에서의 브레이크 응답성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

자동차의 브레이크 시스템{a brake system for vehicles}

본 발명은 자동차의 브레이크 시스템에 관한 것으로, 특히 유압회로에 누유가 발생하였을 경우에도 누유가 발생한 유압회로를 즉시 차단하여 탠덤마스터실린더에서 작동지연이 발생하지 않게 됨으로써 유압회로 파손시의 브레이크 응답성능이 개선될 수 있도록 된 자동차의 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아 들이는 브레이크페달과, 이 페달의 답력에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더와, 이 마스터실린더에서 발생된 유압에 의해 제동력을 발생시키는 제동장치(내부확장식 또는 디스크식)로 이루어져 있다.

따라서, 운전자가 브레이크페달을 밟으면 마스터실린더에서 유압이 발생되고, 이 유압이 상기 제동장치에 구비된 유압실린더를 작동시켜 내부확장식에서는 브레이크슈우를 브레이크드럼에 마찰시키고 디스크식에서는 피스톤에 부착된 패드를 디스크에 마찰시킴으로써 제동작용이 일어나도록 되어 있다.

그런데, 유압으로 작동되는 브레이크시스템에서는 유압회로에 누유가 발생되면 브레이크 시스템 전체의 작동이 마비되는 안전상의 심각한 문제가 있으므로, 2개의 마스터실린더를 직렬로 배치하여 앞브레이크나 뒷브레이크의 유압회로중 어느한쪽의 유압계통에 누유가 발생하여도 나머지 다른 한쪽 유압계통의 브레이크는 정상 작동할 수 있도록 하는 탠덤마스터실린더를 사용하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 탠덤마스터실린더(10)는 실린더(11)의 상부에 2개의 저장부를 갖춘 오일탱크(12)가 설치되고, 상기 실린더(11)의 내부에는 오일탱크(12)의 각 저장부로부터 독립적으로 오일을 공급받아 움직이는 제 1피스톤(13)과 제 2피스톤(14)이 내장되되, 브레이크페달에 연결된 푸시로드(15)쪽의 피스톤이 뒷브레이크용의 제 1피스톤(13)이고 이 제 1피스톤(13)의 압력에 의해 작동되는 다른 한 피스톤이 앞브레이크용의 제 2피스톤(14)이며, 각각의 피스톤으로부터 발생된 유압이 뒷브레이크쪽과 앞브레이크쪽으로 전달되는 통로인 유압관(16,17)이 연결된 구조로 이루어져 있다.(상기 제 1피스톤과 제 2피스톤의 사이와 제 2피스톤과 우측벽면의 사이에는 각각의 리턴스프링이 구비되어 있으나, 이에 관한 설명은 생략하기로 한다.).

따라서, 정상상태에서 운전자가 브레이크페달을 밟으면 푸시로드(15)에 의해 제 1피스톤(13)이 우측으로 이동되면서 뒷브레이크쪽의 유압관(16)을 통해 압력을 전달하고, 이와 동시에 제 1피스톤(13)과 제 2피스톤(14) 사이에 형성된 압력에 의해 제 2피스톤(14)이 밀려지면서 앞브레이크쪽 유압관(17)을 통해 압력을 전달하게 됨으로써 앞뒤쪽 브레이크 모두에서 제동작용이 일어나게 된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 뒷브레이크쪽의 유압관(16)에서 누유가 발생한 경우, 유압관(16)의 파손으로 뒷브레이크쪽 제동장치의 유압실린더에 압력이 전달되지 못하므로 뒷브레이크는 작용하지 않으나, 푸시로드(15)에 밀려진 제 1피스톤(13)이 제 2피스톤(14)을 직접 밀어 줌으로써 앞브레이크쪽 유압관(17)을 통해 서는 유압이 정상적으로 전달되므로 앞브레이크의 제동장치는 정상작동할 수 있다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 앞브레이크쪽의 유압관(17)에서 누유가 발생한 경우에는 역시 유압관(17)의 파손으로 앞브레이크쪽 제동장치의 유압실린더에 압력이 전달되지 않으므로 앞브레이크는 작동하지 않으나, 푸시로드(15)에 의해 제 1피스톤(13)이 밀려지고 이때 발생된 압력에 의해 제 2피스톤(14)이 이동되어 앞브레이크쪽 유압관(17)의 입구를 막은 다음부터는 푸시로드(15)에 의해 밀려지는 만큼 제 1피스톤(13)과 제 2피스톤(14)의 사이에 압력이 상승되므로 이 압력이 뒷브레이크용 유압관(16)을 통해 전달되어 뒷브레이크의 제동작용은 정상적으로 이루어진다.

즉, 전술한 바와 같이 탠덤마스터실린더(10)를 사용하면 앞, 뒤쪽 중 어느 한쪽 계통의 유압회로에서 누유가 발생하여도 나머지 한쪽 유압계통은 정상작동할 수 있게 되므로 제동불능에 의한 대형사고를 미연에 방지할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 탠덤마스터실린더(10)를 적용한 브레이크 시스템에 있어서도, 어느 한쪽 유압계통에 이상이 발생한 경우에는 다른 한쪽에서 제동작용이 일어나는데 정상의 경우에 비해 작동지연이 일어나는 문제점이 있어, 안전운행에 있어 제동작용의 중요성에 비해 신속성이 떨어지는 문제점이 있었다.

즉, 정상의 경우라면 푸시로드(15)에 의해 제 1피스톤(13)이 밀림과 거의 동시에 제 1피스톤(13)과 제 2피스톤(14)의 사이에 발생되는 압력에 의해서 제 2피스톤(14)이 밀려짐으로써 뒤쪽과 앞쪽의 브레이크작용이 동시에 이루어지게 되나, 도2의 경우와 같이 뒤쪽 유압계통에서 누유가 발생되어 앞쪽 브레이크만 작동되는 상황에서는 제 1피스톤(13)이 더욱 밀려서 제 2피스톤(14)에 접촉되어 제 2피스톤(14)을 직접 밀어주기 전까지는 앞쪽 유압계통의 유압관(17)을 통해 유압을 전달하지 못하므로 작동지연이 일어나게 되고, 또한 도 3의 경우와 같이 앞쪽 유압계통에서 누유가 발생되어 뒤쪽 브레이크만 작동되는 상황에서는 제 1피스톤(13)과 제 2피스톤(14)의 사이에 생성된 압력에 의해서 제 2피스톤(14)이 완전히 밀려져 앞쪽 유압계통의 유압관(17)을 막기 전까지는 제 1피스톤(13)과 제 2피스톤(14) 사이의 압력이 상승되지 못하므로 뒤쪽 유압계통의 유압관(16)을 통하여 압력이 전달되지 못하게 되어 뒤쪽브레이크에 작동지연이 발생하게 되므로, 신속한 제동작용이 일어나지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 앞쪽과 뒤쪽 중 어느 한쪽의 유압계통에서 누유가 발생하여 해당라인의 브레이크작동이 일어나지 않을 경우에는 즉각적으로 누유가 발생된 유압계통으로의 오일전달이 차단됨으로써 정상적인 유압계통으로의 압력전달에 시간지연이 발생하지 않게 되어 제동작용이 보다 신속하게 이루어질 수 있도록 된 자동차의 브레이크 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 자동차의 브레이크시스템에 적용되는 탠덤마스터실린더의 단면도,

도 2는 뒷브레이크용 유압회로에서 누유가 발생하였을 경우 탠덤마스터실린더의 작동설명도,

도 3은 앞브레이크용 유압회로에서 누유가 발생하였을 경우 탠덤마스터실린더의 작동설명도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 브레이크 시스템의 구성도,

도 5는 디스크형 브레이크가 적용된 브레이크 시스템에서 본 발명의 적용상태도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 탠덤마스터실린더, 11 : 실린더,

12 : 오일탱크, 13 : 제 1피스톤,

14 : 제 2피스톤, 15 : 푸시로드,

16, 17 : 유압관, 20 : 유압실린더,

21 : 컵, 22 : 피스톤,

23 : 피스톤로드, 30,40 : 솔레노이드밸브,

50 : 이상감지수단, 51 : 발광다이오드,

52 : 포토다이오드, 60 : 전자제어유니트,

70 : 스위치.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 탠덤마스터실린더에 연결된 앞뒤브레이크용 유압계통의 유압관에 각각 솔레노이드밸브가 설치되는 한편, 내부확장식 제동장치의 휠실린더나 디스크식 제동장치의 가압실린더에 이상감지수단이 설치되고, 이 이상감지수단과 상기 솔레노이드밸브는 전자제어유니트에 연결되는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 이상감지수단에서 이상신호가 전해지면 전자제어유니트가 해당 라인의 솔레노이드밸브를 작동시켜 즉시 누유라인을 폐쇄함으로써 탠덤마스터실린더에서 정상라인의 유압관을 통해 유압을 전달하는데 시간지연이 발생치 않게 되고, 이에 따라 작동되어야 할 브레이크의 작동지연이 발생치 않도록 된 것이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 브레이크 시스템의 구성도로서, 본 발명은 자동차의 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아 들이는 브레이크페달과, 이 페달의 답력에 의해 앞뒤브레이크용 유압을 발생시키는 탠덤마스터실린더(10)와, 이 탠덤마스터실린더(10)에서 발생된 유압으로 작동되는 제동장치로 이루어진 브레이크시스템에 있어서, 상기 탠덤마스터실린더(10)와 앞뒤쪽 차륜에 설치된 제동장치의 유압실린더(20)를 연결하는 유압관(16,17)의 입구에 솔레노이드밸브(30,40)가 설치되고, 상기 유압실린더(20)에는 유압관(16,17)에서의 누유발생여부를 감지하는 이상감지수단(50)이 설치되며, 이 이상감지수단(50)과 상기 솔레노이드밸브(30,40)는 전자제어유니트(60)에 연결되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 솔레노이드밸브(30,40)는 평상시에는 개방된 상태를 유지하고, 전자제어유니트(60)로부터 작동신호를 받으면 닫혀서 탠덤마스터실린더(10)로부터 유압관(16,17)으로 오일이 빠져나가지 않도록 한다.

상기 유압실린더(20)는 내부확장식 제동장치의 유압실린더를 도시한 것으로서 유압실린더(20)의 실린더벽에 상기 이상감지수단(50)이 설치되되, 이 이상감지수단(50)은 발광다이오드(51)와 이 발광다이오드(51)에서 발생되는 빛을 감지하는 포토다이오드(52)로 이루어져 있으며 상하 실린더벽의 동일선상에 설치되고, 이중 발광다이오드(51)는 운전자가 브레이크페달을 밟음으로써 ON되는 스위치(70)을 통해 전력을 공급받으며, 포토다이오드(52)는 전자제어유니트(60)에 연결되어 발광다이오드(51)의 빛이 감지되면 신호를 전자제어유니트(60)로 보낸다.

상기 전자제어유니트(60)는 포토다이오드(52)로부터 신호가 인가되면 유압계통에 이상이 없이 유압실린더(20)가 정상적으로 작동하는 것으로 판단하고, 포토다이오드(52)로부터 신호가 전해지지 않으면 누유가 발생한 것으로 판단하여 해당라인의 솔레노이드밸브(30,40)를 작동시켜 오일의 전달을 차단한다.

이제 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

도면(도 4)에는 편의상 뒤쪽브레이크용 제동장치의 유압실린더(20)만을 도시하였으나 앞쪽브레이크용 제동장치의 유압실린더에도 동일한 방식으로 발광다이오드 및 포토다이오드가 설치되며, 동일하게 작용된다.

정상의 경우에 제 1피스톤(13)이 푸시로드(15)에 의해 밀리면 제 1피스톤(13)과 제 2피스톤(14)의 사이에 생성된 압력이 유압관(16)을 통해 각 차륜에 설치된 제동장치의 유압실린더(20)에 전해지고, 이에 따라 유압실린더(20)내의 컵(21)이 양쪽으로 밀려지면서 접촉되어 있는 피스톤(22)을 밀며, 밀려진 피스톤(22)의 로드(23)는 전술한 바와 같이 브레이크슈우를 밀어 브레이크드럼에밀어 붙임으로써 마찰에 의한 제동력이 발생되도록 되어 있으며, 이때 상기 컵(21)이 밀려지면 발광다이오드(51)의 빛이 포토다이오드(52)에서 감지되며, 빛을 감지한 포토다이오드(52)는 전자제어유니트(60)로 감지신호를 전송하고, 감지신호를 인가받은 전자제어유니트(60)는 유압관(16)에서 오일의 누유가 일어나지 않고 정상적인 압력전달이 이루어지는 것으로 판단하여 솔레노이드밸브(30)에 작동신호를 보내지 않는다.

그러나, 상기 유압관(16)의 임의 부분에서 누유가 발생하게 되면, 제 1피스톤(13)이 밀려져도 유압관(16)을 통하여 유압실린더(20)에 압력이 전달되지 못하므로 컵(21) 및 피스톤(22)이 이동하지 못하여 발광다이오드(51)에서 발생되는 빛이 포토다이오드(52)에서 감지되지 않으며, 포토다이오드(52)는 빛감지신호를 전자제어유니트(60)로 전송할 수 없게 된다.

이와 같이 포토다이오드(52)로부터 신호가 전달되지 않았을 때 전자제어유니트(60)는 유압관(16)이 파손되어 누유가 발생하는 것으로 판단하고 솔레노이드밸브(30)에 작동신호를 보내며, 이에 따라 솔레노이드밸브(30)가 작동되어 유압관(16)의 입구를 폐쇄한다.

따라서, 유압관(16)을 통한 압력손실이 발생하지 않으므로 제 1피스톤(13)이 밀려지는 즉시 제 2피스톤(14)이 밀려질 수 있게 되어, 제 1피스톤(13)이 제 2피스톤(14)에 맞닿을 때까지의 시간에 해당되는 시간지연이 발생되지 않으므로 뒤쪽유압계통에 누유가 발생하였을 경우에도 작동의 지연없이 정상일때와 동일하게 즉각적으로 제동작용이 일어날 수 있게 된다.

또한, 앞쪽 브레이크용의 유압계통 즉, 17번 유압관에 연결된 라인에서 누유가 발생하였을 경우에도 앞쪽 차륜의 제동장치 내 유압실린더에 설치된 발광다이오드와 포토다이오드가 작용하여 상기와 동일한 방식으로 전자제어유니트(60)에 의해 솔레노이드밸브(40)를 작동제어하게 된다.

따라서, 앞쪽 브레이크용의 유압계통에 누유가 발생하였을 경우에도 누유에 의한 압력의 손실이 발생하지 않으므로 제 2피스톤(14)이 유압관(17)의 입구까지 밀려지는 것에 해당되는 시간지연 없이 16번 유압관을 통해 뒤쪽브레이크용 유압실린더(20)에 즉시 압력이 전달되어 뒷브레이크 작동이 지연되지 않는다.

즉, 상기와 같은 유압라인의 이상감지와 솔레노이드밸브를 통한 누유라인 폐쇄의 과정은 전기적 작용에 의해 거의 순간적으로 이루어지므로 제 1, 2피스톤(13,14)이 상당거리를 직접 이동하여야만 누유되지 않은 상대쪽 유압라인의 제동작용이 일어날 수 있는 종래의 경우에 비하여 브레이크페달 조작후 보다 신속하게 제동작용이 일어날 수 있도록 된 것이다.

한편, 도 5는 디스크식 제동장치가 채용된 브레이크 시스템에서 본 발명의 적용예를 보인 것으로, 이 경우도 유압실린더(80)의 상하벽에 각각 발광다이오드(91)와 포토다이오드(92)가 설치되어 유압에 의해 피스톤(81)이 정상적으로 이동되었을 때 상기 발광다이오드(91)의 빛을 포토다이오드(92)가 감지하여 전자제어유니트로 신호를 보내도록 되어 있으며, 그 외 모든 구성과 작용 및 효과는 도 4에서 설명한 바와 동일하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 발광다이오드와 포토다이오드로 이루어진 이상감지수단이 제동장치의 유압실린더에 설치되고 앞,뒤쪽 유압관의 입구에 솔레노이드밸브가 설치되어, 상기 포토다이오드에서 전해지는 신호에 의해 유압관의 누유여부를 판단한 전자제어유니트가 누유라인의 유압관에 설치된 솔레노이드밸브를 즉시 작동시켜 누유라인에서의 압력손실이 방지될 수 있게 되므로, 탠덤마스터실린더내에서 누유되지 않는 유압관으로 압력을 전달하기까지의 시간지연이 발생되지 않게 됨으로써 정상라인의 제동작용이 보다 신속하게 일어날 수 있게 되는 효과가 있다. 즉, 한쪽 유압계통이 파손되어도 나머지 유압계통의 제동작용은 일어날 수 있도록 하는 탠덤마스터실린더가 적용된 브레이크시스템에서 한쪽 유압계통이 파손되었을 경우의 제동응답성능이 향상되어 차량의 안전성이 향상되도록 된 것이다.

Claims (2)

1. 브레이크페달과, 이 브레이크페달의 답력을 유압으로 전환배력시키는 탠덤마스터실린더와, 이 탠덤마스터실린더에 앞쪽 및 뒤쪽 브레이크용 유압관으로 각각 연결되어 제동력을 발생시키는 제동장치들로 이루어진 자동차의 브레이크 시스템에 있어서,

   상기 앞쪽 및 뒤쪽 유압관의 입구에 각각 솔레노이드밸브가 설치되고, 상기 제동장치들의 유압실린더에 컵 또는 피스톤의 작동여부를 감지하여 유압관에서의 오일누유여부를 감지할 수 있는 이상감지수단이 설치되어, 이 이상감지수단을 통해 오일의 누유를 감지한 전자제어유니트는 상기 솔레노이드밸브 중 오일이 누유되는 라인상의 솔레노이드밸브를 작동시켜 누유가 발생하는 유압관을 차단시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이상감지수단은 제동장치의 유압실린더 상하벽의 동일선상에 설치되는 발광다이오드와 포토다이오드로 이루어지며, 이 발광다이오드는 브레이크페달 조작시 연결되는 스위치를 통해 전력을 공급받아 발광작용을 하고, 유압실린더의 컵 또는 피스톤이 정상이동하였을 때 상기 포토다이오드는 발광다이오드에서 발생된 빛을 감지하여 감지신호를 전자제어유니트로 전송하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템.