KR100382679B1

KR100382679B1 - 급제동시 차량 회전방지장치

Info

Publication number: KR100382679B1
Application number: KR10-1999-0004710A
Authority: KR
Inventors: 심태영
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2003-05-09
Also published as: KR20000055854A

Abstract

본 발명은 급제동시 차량 회전 방지 장치를 개시한다. 본 발명은 브레이크 페달을 밟음에 따라 작동되는 브레이크 부스터와, 상기 브레이크 부스터의 전방챔버의 내부 압력을 감지하는 압력센서와, 상기 브레이크 부스터의 전방챔버와 매니폴드에 각각 진공호스로 연결되는 압력조절밸브와, 상기 압력조절밸브의 개폐 동작을 제어하는 비례솔레노이드와, 상기 압력센서에 감지된 압력값과 기설정된 데이터 압력값을 비교하여 그 차이 값에 따라 상기 비례솔레노이드의 동작을 제어하는 콘트롤러(ECU)로 구성된 급제동시 차량 회전방지장치를 제공하는데 있다. 따라서 급제동시 차량의 회전을 방지함으로써 급정지시에도 안정적인 제동과 탑승자의 안전성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

급제동시 차량 회전방지장치{DEVICE FOR PREVENTION FROM REVOLUTION OF VEHICLE IN SUDDEN STOP}

본 발명은 급제동시 차량 회전 방지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 속도 변화에 따른 몇 단계의 임계값으로 브레이크의 배력수단인 부스터의 작용을 제어함으로써 운행 도중 종종 발생하는 급제동시 차량 차륜의 과도슬립으로 인한 차량의 회전을 방지할 수 있도록 한 급제동시 차량 회전 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 제동시에 그 감속에 따라 중심이 차량 앞쪽으로 이동하여 앞바퀴의 하중이 증가하며 뒷바퀴의 하중은 반대로 감소하는 현상이 일어난다.

바퀴와 노면과의 점착력은 점착력계수와 바퀴에 가해지는 하중을 곱한 값이므로 바퀴의 제동력이 그것 보다 커지면 바퀴는 로크(lock)해 버린다. 바퀴가 로크하여 스키드(skid)를 일으키면 노면과의 마찰력이 감소함과 동시에 방향성을 잃게 되므로 제동 성능이 저하함과 동시에 조정불안정 상태를 초래한다.

이에 자동차에 관한 제동력 제어에 관련된 기술로써 급제동을 포함한 제동시 차량의 미끄러짐을 방지하기 위하여 일명 안티 브레이크 시스템(Anti-skid Brake System)을 사용하고 있는 바, 이러한 기술은 차량의 주행도중 급작스런 상황에 따라 급제동을 해야 할 경우, 차량의 회전등을 방지하는 기능보다는 제동시의 미끄러짐을 방지하고 제동의 안정성 및 승차감을 향상시키기 위한 장치로 개발된 것이었다.

즉, 상기 ABS는 차량의 미끄러짐만을 방지하고 능동 현가장치 역시 지면에 수직한 방향으로의 진동(Pitching Motion)을 억제할 뿐, 차량 진행방향의 진동 기능은 물론, 급제동시의 차량 회전을 원천적으로 방지할 수 있는 기능이 구비되고있지 않다.

또한, 상기와 같은 차량의 급제동시 주행의 탄력이 제동력을 넘어 차량의 확실한 제동이 이루어지지 않고 오히려 차량 전체가 회전하므로써 대형의 차량 사고가 유발되는 경우가 종종 발생되고 있지만 이를 원천적으로 방지할 수 있는 장치가 안출되지 못하고 있는 실정이며, 상기 ABS 장치가 어느 정도의 회전을 억제시킬 수는 있지만, 그 기능이 확실하지 않고 이 시스템은 별도의 모듈레이터 및 휠 스피드 센서 등을 필요로 하여 비용이 많이 소요되는 등 경제성이 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 브레이크 부스터의 전단에 비례솔레노이드로 작동되는 압력조절밸브를 추가함으로써, 운전자의 급제동시 차륜의 슬립이 클 경우 브레이크 부스터의 배력작용을 제어하며, 이 제어작용은 급제동을 배제시키고 제동하려는 차량의 속도를 감속시켜 차륜의 과다슬립 방지로 차량의 회전을 방지하는 급제동시 차량 회전방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 브레이크 페달을 밟음에 따라 작동되는 브레이크 부스터와, 상기 브레이크 부스터의 전방챔버의 내부 압력을 감지하는 압력센서와, 상기 브레이크 부스터의 전방챔버와 매니폴드에 각각 진공호스로 연결되는 압력조절밸브와, 상기 압력조절밸브의 개폐 동작을 제어하는 비례솔레노이드와, 상기 압력센서에 감지된 압력값과 기설정된 데이터 압력값을 비교하여 그 차이 값에 따라 상기 비례솔레노이드의 동작을 제어하는 콘트롤러(ECU)로 구성된 급제동시 차량 회전방지장치를 제공하는데 그 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 급제동시 차량 회전방지 장치의 전체적인 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 브레이크 페달 20 : 브레이크 부스터

22 : 전방챔버 24 : 후방챔버

26 : 파워피스톤 28 : 압력센서

30 : 비례솔레노이드 32 : 압력판

40 : 압력제어밸브 41 : 몸체

42, 42' : 제1, 제2 격벽 43, 44, 45 : 제1, 제2 제3 공간부

46 : 다이어프램 47 : 로드멤버

48 : 리턴 스프링 49, 49' : 제1, 제2 통로

50 : 첵밸브 60, 70 : 진공호스

80 :콘트롤러(ECU)

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 급제동시 차량 회전방지장치의 전체적인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(10)을 밟음에 따라 작동되는 브레이크 부스터(20)는 부압과 대기압과의 차압을 부스터 장치내에 설치한 파워 피스톤(26)에 큰 힘을 작용시켜 브레이크에 전달하는 배력장치로써, 당업계에서는 보편화된 일체형 브레이크 부스터(20)가 사용되었다. 상기 브레이크 부스터(20)의 내부에 설치된 파워피스톤(26)은 이를 중심으로 한 전, 후방을 전방챔버(22)와 후방챔버(24)로 나눈다.

상기 전방챔버(22)의 내측 상단부에는 압력센서(28)를 부착하여 좀더 정밀하게 압력을 감지하여 브레이크 부스터(20)의 전방 압력을 조절할 수 있다.

상기 브레이크 부스터(20)의 부압측 입구에는 비례솔레노이드(30)가 위치하며, 그 하단부에는 비례솔레노이드(30)에 의하여 작동되는 압력제어밸브(40)를 설치하였다. 상기 압력제어밸브(40)는 브레이크 부스터(20)의 전방챔버(22) 압력을 임의의 압력으로 조절하는 기능을 가진다.

상기 압력제어밸브(40)의 몸체(41) 내부에는 제1, 제2 격벽(42)(42')을 설치하고, 이는 상기 제1, 제2 격벽(42)(42')에 의해서 구획된 제1, 제2, 제3 공간부(43)(44)(45)를 형성하였다. 상기와 같이 구획된 상위 제1 공간부(43)에는비례솔레노이드(30)에서부터 하방으로 돌출된 압력판(32)이 위치되어 있으며, 상기 압력판(32)의 하부에는 한 쌍의 다이어프램(46)이 양벽에서 각각 중심부를 향하여 길이 방향으로 설치되어 있다. 또한, 다이어프램(46)을 사이에 두고 제1 공간부(43)의 우측벽면에는 브레이크 부스터(20)와의 연결을 위한 진공호스(70)가 설치되며, 또한,상기 비례솔레노이드(30)의 선단에 설치된 첵밸브(50)에는 진공호스(60)가 연결되어 엔진매니폴드(도시되지 않았음)와 연결된다.

상기 다이어프램(46)의 하부에는 제2 공간부(44)에서부터 상방으로 돌출된 로드멤버(47)가 형성되며 그 하부에는 로드멤버(47)를 상방으로 탄력지지하는 리턴스프링(48)이 제3 공간부(45)에 설치되어 있다.

한편, 제1 격벽(42)의 일부분에는 제1 공간부(43)와 제2 공간부(44)를 연결하는 제1 통로(49)와, 제2 격벽(42')에는 대기압의 유입을 돕는 제2 통로(49')가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 급제동시 차량 회전방지장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

비례솔레노이드(30)에 전류를 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation) 형식으로 전류의 크기를 조절하여 보내면 비례솔레노이드(30)의 압력판(32)이 하강한다. 상기 하강된 압력판(32)은 그 하단에 설치된 양측 다이어프램(46)과 밀착되며, 압력에 의하여 같이 하강한다. 이는 로드멤버(47)와 밀착되면서 제1 공간부(43)를 격리시킨다. 이 에 평상시에 형성된 제1 통로(49)가 막히면서 기압이 증가하여 로드멤버(47)는 리턴 스프링(48)을 압축하며 하방으로 내려온다. 따라서 제3공간부(45)를 통하여 제2 통로(49')로 유입된 대기압은 제2 공간부(44)의 제1 통로(49')를 통하여 제1 공간부(43)에 연결된 진공호스(70)를 따라 브레이크 부스터(20)의 전방챔버(22)에 유입되어 전방챔버(22)의 압력을 상승시킨다. 이에 전방챔버(22)의 압력이 상승하게 됨에 따라 제1 공간부(43)의 압력도 오르고 이는 바로 다이어프램(46)에 영향을 미쳐 위로 다이어프램(46)을 들어올린다. 이 때 첵밸브(50)에서는 부압의 흐름을 차단시키게 된다. 따라서 비례솔레노이드(30)의 힘과 다이어프램(46)의 힘이 평형이 되는 점에서 대기압 유입 제2 통로(49')가 로드멤버(47)에 의해 막혀 제2 공간부(44)로 유입되는 대기압이 차단되게 된다. 이와 같은 반복 작용으로 비례솔레노이드(30)에 가하는 전류에 따라 브레이크 부스터(20)의 전방 압력을 조절할 수 있다. 상기와 같은 압력 조절은 전방챔버(22)에 형성된 압력센서(28)로 좀더 정밀하게 압력을 감지할 수 있다. 보다 전체적인 작동 상태를 보면, 일반 차량에서는 제동력을 제어 통제하는 콘트롤러(ECU)(80)가 있으며, 또한, 구동륜에 구동륜의 스피드에 따라 차량 스피드 센서(도시되지 않음)가 달려 있고, 이 신호를 바탕으로 계산된 속도가 차량 속도계에 나타난다.

먼저, 운전자가 브레이크 페달(10)을 작동시 노면 상태가 미끄러울 때는 차륜 슬립이 커져 로크가 걸려 차량이 회전을 일으키게 되어 매우 위험하다. 이 때 브레이크 페달(10)의 답력을 줄여주면 차륜 슬립이 감소되어 차량이 다시 안정을 찾게 된다. 이와 같이 본 발명에서는 운전자가 브레이크를 노면 상태에 맞는 브레이크 힘보다 큰 힘으로 브레이크 페달(10)을 밟게 되면 차륜이 슬립을 일으키게 되고 따라서 구동륜도 슬립을 일으키게 된다. 이에 차량스피드 신호가 급격히 떨어지게 되고 차륜 슬립이 100%일 경우에는 스피드 신호가 0이 되게 된다. 이는 스피드 신호가 급격하게 변하면서 스피드가 어느 한계점인 0에 가까운 점에서는 제동력을 줄여 줄 필요가 있다. 이 경우에 브레이크 부스터(20)의 전방챔버(22)의 압력을 높여 줌으로써 가능하다. 상기와 같이 브레이크 부스터(20)의 전방 압력은 기설정된 데이터 값에 따라 콘트롤러(ECU)(80)에서 조절함으로써 배력의 정도를 가감할 수 있다. 즉, 만약 전방의 압력을 대기압과 같게 하면 브레이크 부스터(20)에 의한 배력은 0이 된다. 따라서 본 발명에서는 기설정된 데이터값 즉, 차량 스피드 센서의 스피드 변화량 및 그 스피드 크기의 임계값을 몇 단계로 정하고 이들의 조합에 따라 전방챔버(22)의 압력값을 몇 단계로 정하여 스피드 변화량 및 크기의 임계값에 따라 콘트롤러(ECU)(80)에서 비례솔레노이드(30)로 가는 전류의 크기를 펄스폭 변조로 조절하여 브레이크 부스터(20)의 압력을 조절함으로써 제동력을 조절하여 급제동시 차륜의 슬립으로 인한 차량의 회전을 방지할 수 있게 하였다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명 급제동시의 차량 회전 방지 장치에 의하면, 브레이크 부스터의 전단에 비례솔레노이드로 작동되는 압력조절밸브를 설치하여 브레이크 부스터의 배력을 조절함으로써, 운전자의 급제동시 차륜의 슬립이 클 경우 배력을 작게하여 제동력을 줄임으로써 차륜의 과도한 슬립을 방지하여 차량의 회전을 방지하는 효과가 있다.

또한, 급제동시 차량의 회전을 방지함으로써 급정지시 안정적인 제동과 탑승자의 안전성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Claims

브레이크 페달(10)을 밟음에 따라 작동되는 브레이크 부스터(20)와, 상기 브레이크 부스터(20)의 전방챔버(22)의 내부 압력을 감지하는 압력센서(28)와, 상기 브레이크 부스터(20)의 전방챔버(22)와 매니폴드에 각각 진공호스(60)(70)로 압력조절밸브(40)와, 상기 압력조절밸브(40)의 개폐 동작을 제어하는 비례솔레노이드(30)와, 상기 압력센서(28)에 감지된 압력값과 기설정된 데이터 압력값을 비교하여 그 차이 값에 따라 상기 비례솔레노이드(30)의 동작을 제어하는 콘트롤러(ECU)(80)를 구비하는 것을 특징으로 하는 급제동시 차량 회전방지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 압력조절밸브(40)는 내부가 제1 및 제2 격벽(42)(42')과 이들에 형성된 제1, 제2 통로(49)(49')에 의해서 상호 연통되는 3개의 공간부로 구획되고, 상기 제1 공간부(43)의 일측벽에는 상기 진공호스(60)(70)가 연결되며, 상기 제3 공간부(45)의 일측벽에는 대기압 호스가 연결되는 몸체(41)와, 상기 몸체(41)의 제1 공간부(43) 양측벽에 설치되며, 상기 비례솔레노이드(30)의 압력판(32)에 의해서 상기 제1 공간부(43)를 2개의 공간으로 구획하는 한 쌍의 다이어프램(46)과, 상기 한 쌍의 다이어프램(46) 하부에 그 일측이 위치되며, 상기 비례솔레노이드(30)의 압력판(32)의 작용에 의해서 승하강되며 이에 제2 격벽(42')에 형성된 제2 통로(49')를 개폐시켜 제2 공간부(44)와 제3 공간부(45)를 연통시키는 로드멤버(47)와, 상기 로드멤버(47)를 상방으로 탄력지지하며 제3 공간부에 형성된 리턴스프링(48)으로 이루어짐을 특징으로 하는 급제동시 차량 회전 방지장치.