KR100428092B1

KR100428092B1 - 자동차의 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR100428092B1
Application number: KR1019970037086A
Authority: KR
Inventors: 김종수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-08-02
Filing date: 1997-08-02
Publication date: 2004-07-16
Also published as: KR19990015174A

Abstract

본 발명은 자동차의 브레이크장치에 관한 것으로서,특히 제동력제어장치 (ABS:Anti-Blocking System)를 장착한 자동차의 브레이크시스템에 관한 것이다.

본 발명은 브레이크 페달과,브레이크 배력장치와,브레이크 마스터실린더와,브레이크라인과,브레이크 휠실린더와,오일압축펌프와,어큐물레이터와,밸브기구와,전자제어장치를 포함하는 자동차의 브레이크 시스템에 있어서;시동상태를 확인하기위한 엔진시동상태검출수단과 ;상기의 엔진시동상태검출수단을 통하여 엔진의 시동정지가 확인된 경우 상기의 오일압축펌프를 구동하도록 하는 브레이크작동상태검출수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 제공한다.

Description

자동차의 브레이크 시스템

본 발명은 배력장치를 이용하여 제동페달의 답력을 배력하는 자동차의 ABS장착 브레이크시스템에 있어서,엔진의 시동이 정지된 때에도 운전자가 브레이크페달을 밟는 경우에는 답력에 비례하는 보조브레이크압력을 발생시키도록하여 운전자의 답력을 보조하는 브레이크시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

최근의 자동차는 제동시에 차량의 안정성을 유지하기 위하여 제동력제어시스템(ABS:Anti-Blocking System)을 구비하고 있는 바,ABS는 제동중 제동능력향상과 제동중의 조향안정성 확보를 목적으로 한다.

전술한 ABS는 차륜의 속력을 검출하는 휠스피드센서와,브레이크 휠실린더의 유압을 직접조절하는 밸브기구와,차륜의 현재속력에 대한 정보를 기초로 차량의 슬립률을 추정하고 밸브의 개폐를 제어하는 전자제어장치를 주요요소로 구성되어,제동 중 슬립률을 일정범위에서 유지시키도록 차륜의 제동력을 증가 ,유지 또는 감소시키도록 하여 차륜의 고착(locking) 발생을 방지하고 제동능력을 높이도록한다.

즉,제동시,차량의 전후륜에 설치된 휠 스피드센서를 이용하여 차속을 추정하고 이를 기초로 현재의 슬립률과 감속도를 계산한 후,이들 자료를 입력변수로하여 차량의 고착상태발생을 예측하고 그 전에 브레이크 압력을 감소시켜 차륜회전속력을 차속에 근접시키고 다시 차륜의 회전속력이 일정치를 초과하기 전에 브레이크 압력을 증가시켜 차륜을 제동시키는,일련의 동작을 반복하여 슬립률을 바람직한 상태로 유지시키도록 제어한다.

이러한 종래의 ABS장착차량의 브레이크장치는 유압식의 예를 들면 도 1에 도시한 바와같은 구성으로 이루어지며 브레이크페달(1),브레이크 마스터실린더(3),밸브기구(7),(7'),(8),(8'),브레이크 휠 실린더(6),(6'),오일압축펌프(10),어큐물레이터(9),(12),차륜회전속력검출센서(도시되지 않음) 및 이들을 제어하는 ABS전자제어장치(13)를 주요 요소로 구성되어있는 바,그 작동기재는 다음과같다.

제동시 브레이크페달에 가해진 운전자의 힘은 브레이크마스터실린더에의해 유압으로 바뀌어 밸브기구로 전달된다.이 경우,정상상태에서는 증압밸브(7),(7')는 열려있고,감압밸브(8),(8')는 닫혀있는 상태에서 브레이크 마스터실린더(3)로 부터의 유압을 그대로 브래이크 휠실린더(6),(6')로 전달하여 정상제동이 이루어지도록 한다.

한편,전자제어장치(13)가 차륜회전속력검출센서로부터의 정보를 기초로 차륜의 제동상태를 관찰하여 급제동중 차륜의 로크가 일어나려는 것을 판단한 경우에는, ABS가 작동을 시작하여 전술한 오일압축펌프의 작동을 제어하고 밸브기구내의 증압밸브(7)(7')및 감압밸브(8)(8')를 여닫는 방법으로 브레이크실린더로의 유압을 제어하여 차륜의 로크를 예방하도록 한다.

즉,전자제어장치는 로크가 일어나기 직전에 증압밸브(7)(7')를 닫고 감압밸브(8)(8')를 여는 방법으로 브레이크 휠실린더의 압력을 감소시켜(감압) 차륜의 회전속력을 차량의 속력에 접근시키고,이후 감압밸브를 닫고 증압밸브를 여는 동시에 오일압축펌프(10)를 작동시켜 브레이크 휠실린더의 압력을 증가시키거나(증압),상기의 증압밸브및 감압밸브를 모두 닫는 방법으로 브레이크 휠실린더의 압력을 유지하도록 하는(보압)작동을 반복하여 제동압을 서서히 높이도록 하여 차륜의 회전속력을 감소시키는 과정을 진행함으로서 차량의 제동력을 제어한다.

이때,어큐물레이터는 고압측 어큐물레이터(12)와 저압측 어큐물레이터(9)로 구성되어 고압측 어큐물레이터(12)는 증압시 균일한 오일압력을 발생시키도록하고 저압측 어큐물레이터(9)는 감압시 오일을 회수하는 역할을 하며 오일리져버(미도시)와 결합되도록 한다.

또한,전술한 제어를 총괄하는 ABS전자제어장치(13)는 비교부 및 제어부를 포함하도록 구성되어 있으며,각 차륜의 차륜회전속력 검출센서로부터 수신된 차륜의 속력에 대한 정보를 기초로 현재의 차속,차량감속도 및,슬립률을 추정 연산하고,이러한 자료를 비교기준치로 하여 차륜의 브레이크 유압을 증가,유지 또는 감소중 어느 것으로 할 지를 판단하고,이에따라 밸브기구내의 여러밸브를 여닫고 오일압축펌프를 작동하는 제어를 행하게 된다.

이러한 결과 차륜의 고착상태가 발생함으로 조향성상실 및 주행안정성상실의 상태가 되는 것을 사전에 방지하고 제동능력을 향상시킨다.

한편,ABS장착의 경우를 포함하여 종래의 브레이크장치의 작동은 기본적으로 운전자의 답력을 기초로 차량의 브레이크압력을 상승시키는 것으로 시작된다.

따라서 운전자가 제동을 시작하는 경우 운전자가 제동페달을 밟는 부담을 경감하기위한 수단으로,브레이크 페달의 답력을 보조하는 힘을 일으키는 장치인 배력장치(2)를 브레이크페달과 브레이크 마스터실린더 사이에 설치한다.

이러한 배력장치의 작동에는 여러 가지의 방법이 있으나,최근에는 특별한 동력원을 설치하지 않고 브레이크 페달의 답력을 효율적으로 배력하는 수단으로 엔진서지탱크의 흡기부압을 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

이러한 방법을 사용하는 브레이크 배력장치에 따르면,운전자가 브레이크 페달을 작동시키면 브레이크페달의 움직임에 따라 배력장치(2)내의 밸브(도시되지 않음)가 열리면서 엔진의 흡기부압이 작용하여 브레이크 마스터실린더(3)의 피스톤로드를 밀어주어 운전자의 브레이크 페달 답력을 배력하게된다.

따라서,전술한 배력장치의 작동은 엔진의 흡기부압을 이용하는 구성상의 특징으로 엔진이 시동중인 경우에만 배력기능을 발휘하고 엔진이 정지중인 경우에는 배력장치가 작동하지 않으므로,엔진의 시동이 정지한 경우에는 운전자의 답력만으로 제동을 위한 브레이크 압력을 일으켜야만 한다. 이러한 이유로 운전자에게 불편하였고 또한,운전중 엔진의 시동이 정지하는 불측의 경우 제동페달의 답력에 따른 제동상태가 정상의 경우와 다르므로 사고의 원인이 되기도 한다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서,차량의 엔진이 정지한 경우에는 운전자의 제동페달 답력에 비례하는 보조 브레이크압력을 발생시키도록 하는 수단을 구비한 ABS장착 자동차의 브레이크시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

도 1은 종래의 자동차에 사용되는 ABS 장착 브레이크시스템의 개략적 구성도

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 ABS 장착 브레이크시스템의 개략적 구성도

<도면의주요부분에대한부호의설명>

2,22 : 브레이크 배력장치 3,23 : 브레이크 마스터실린더

5,5',25,25' : 증압라인 6,6',26,26': 브레이크 휠실린더

7,7',27,27': 증압제어밸브 8,8',28,28': 감압제어밸브

9,9',29,29': 저압측 어큐물레이터 10,30 :오일압축펌프

11,31:구동모터 12,32 : 고압측 어큐물레이터

13:33:전자제어장치 14,34 :체크밸브

15,35 :감압라인 16 :브레이크작동상태검출수단

17:엔진시동상태검출수단 36:가동단자

37:가변저항기 38:제어스위치

39:통신선로

본 발명은 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로,브레이크 페달과,브레이크 배력장치와,브레이크 마스터실린더와,브레이크라인과,브레이크 휠실린더와,오일압축펌프와,어큐물레이터와,밸브기구와,전자제어장치를 포함하는 자동차의 브레이크 시스템에 있어서;시동상태를 확인하기위한 엔진시동상태검출수단과 ;브레이크의 작동상태를 검출하기위한 브레이크작동상태검출수단과;상기의 엔진시동상태검출수단을 통하여 엔진의 시동정지가 확인된 경우 상기의 브레이크작동상태검출수단이 브레이크의 작동을 검출하면,상기의 오일압축펌프를 구동하도록 하는 전자제어장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템을 제공한다.

특히,상기 구성의 브레이크시스템에서 상기의 브레이크 작동상태검출수단은 가변저항기를 포함하여 브레이크의 폐달작동상태를 연속적으로 검출하는 브레이크작동상태검출수단이고 엔진시동상태검출수단은 엔진전자제어장치인 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크시스템을 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동차의 브레이크시스템의 구성과 구성에 따른 작동을 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차 브레이크시스탬의 구성을 도시한 것으로서,도 1에 도시한 종래 자동차의 ABS장착 브레이크 시스템과 많은 부분이 비슷하며 다만,엔진의 시동이 정지된 상태에서 본 발명에 따른 기능이 추가되도록 몇 가지의 구성요소가 추가된다.

즉,도 2에 도시한 본 발명에 따른 자동차의 브레이크시스템은 브레이크페달(21),브레이크배력장치(22),브레이크 마스터실린더(23),밸브기구(27),(27'), (28),(28'),브레이크휠실린더(26),(26'),오일압축펌프(30),저압측 어큐물레이터(29),고압측 어큐물레이터 (32),차륜회전속력검출센서(도시되지 않음) 및 이들을 제어하는 ABS전자제어장치(33) 를 주요 요소로 구성되는 종래의 ABS 전자제어장치에 가변저항기(37)를 포함하여 구성된 브레이크 작동상태검출수단 (16)와,엔진의 시동상태를 지시하는 통신선로(39)를 매개로 ABS 전자제어장치와 연결된 엔진시동상태검출수단(17)을 추가로 포함하도록 한다.

이때,도 2에 도시한 바와 같이,상기의 브레이크작동상태검출수단(16)의 일단은 종래의 오일압축펌프(30)의 구동모터(31)와 전기배선되어 있으며,다른 일단은 ABS전자제어장치(17)에 연결되어 상기의 엔진시동상태검출수단이 엔진의 시동상태를 지시하지 않는 경우에는 차체의 접지선과 도통되어 전원으로부터 구동모터,브레이크작동상태검출수단,전자제어장치를 거쳐 차체까지 회로를 구성하도록 구성된다.

또한,상기의 브레이크작동상태검출수단은 내부에 가변저항기(37)와 가동단자(36)를 포함하도록 구성되며,브레이크페달(21)주위에 설치되어 브레이크페달이 작동하면 가동단자(36)가 움직임에 따라 출력 전류를 변화시키므로 브레이크의 작동정도를 출력할 수 있도록 한다.

그리고,상기의 엔진시동상태검출수단은 올터네이트의 발전단자등으로 구성하며,바람직하기로는 엔진전자제어장치인 것으로 한다.

이하 전술한 구성에 따른 자동차의 브레이크 시스템의 작동을 설명하도록한다.

제동시,브레이크페달에 가해진 운전자의 힘은 엔진이 정상시동인 경우 배력장치(22)에 엔진흡기부압이 작용하여 배력되어 브레이크마스터실린더(23) 내부의 피스톤로드(도시되지않음)에 가해지고 그 결과 유압으로 바뀌어 밸브기구로 전달된다.이 경우,정상제동상태에서는 증압밸브(27),(27')는 열려있고,감압밸브(28),(28')는 닫혀있는 상태에서 브레이크 마스터실린더(23)로 부터의 유압을 그대로 좌측전륜의 브래이크 휠실린더(26), 및 우측후륜의 브레이크 휠실린더(26')로 전달하여 정상제동이 이루어지도록 한다.

이 때 도시되지는 않았으나 우측전륜과 좌측후륜으로의 브레이크압력전달역시 전술한 바와 같은 방법으로 이루어진다.

한편,전자제어장치(23)는 차륜회전속력검출센서(도시되지않음)로 부터의 정보를 기초로 차륜의 제동상태를 관찰하여 급제동중 차륜의 슬립률을 연산하여 로크여부를 확인하게 되며,차륜의 슬립률이 규정이상이므로 로크가 일어나려는 것으로 판단된 경우에는, ABS의 작동모드를 실행하여 제어스위치(38)를 온오프제어하여 전술한 오일압축펌프(30)의 작동을 제어하고,밸브기구내의 증압밸브(27)(27')및 감압밸브(28)(28')를 여닫는 방법으로 브레이크 휠실린더로의 유압을 제어하도록 한다.

즉,ABS작동모드에서 전자제어장치(33)는 로크가 일어나기 직전에 증압밸브(27)(27')를 닫고 감압밸브(28)(28')를 여는 방법으로 브레이크 휠실린더(28)(28')의 압력을 감소시켜(감압) 차륜의 회전속력을 차량의 속력에 접근시키고,이후 감압밸브를 닫고 증압밸브를 여는 동시에 제어스위치(38)를 온하여 오일압축펌프(30)를 작동시킴으로서 브레이크 휠실린더의 압력을 증가시키거나(증압),상기의 증압밸브및 감압밸브를 모두 닫는 방법으로 브레이크 휠실린더의 압력을 유지하도록 하는(보압)작동을 반복하여 제동압을 서서히 높이도록 하여 차륜의 회전속력을 감소시키는 과정을 진행함으로서 차량의 제동력을 제어한다.

이때,브레이크라인(35),(35')의 마스터실린더측에는 체크밸브(34)가 설치되어 유압의 역류를 방지하며,어큐물레이터는 고압측 어큐물레이터(32)와 저압측 어큐물레이터(29)로 구성되어 고압측 어큐물레이터(32)는 증압시 균일한 오일압력을 발생시키도록하고 저압측 어큐물레이터(29)는 감압시 오일을 회수하는 역할을 하며 오일리져버(미도시)와 결합되도록 한다.

또한,전술한 제어를 총괄하는 ABS전자제어장치(33)는 비교부 및 제어부를 포함하여,각 차륜의 차륜회전속력 검출센서로부터 수신된 차륜의 속력에 대한 정보를 기초로 현재의 차속,차량감속도 및,슬립률을 추정 연산하고,이러한 자료를 비교기준치로 하여 차륜의 브레이크 유압을 증가,유지 또는 감소중 어느 것으로 할 지를 판단하고,이에따라 밸브기구내의 여러밸브를 여닫고 오일압축펌프를 작동하는 제어를 행하게 된다.

고장,또는 운전자의 지시 등을 이유로 차량의 엔진시동이 정지된 경우의 작동을 설명하도록 한다.

차량의 엔진시동이 정지하면 엔진시동상태검출수단(17)은 엔진의 시동이 꺼진상태임을 통신선로(39)를 통하여 전자제어장치(33)으로 송신하게되고,이때 전자제어장치(33)은 브레이크작동상태검출수단(16)의 출력 단자를 차체에 접지되도록 스위칭하게 된다.

이 상태에서 운전자가 브레이크페달을 밟으면 전술한 바와같이 구성된 브레이크작동상태검출수단(16)은 페달의 이동량에 비례하는 전류를 ABS전자제어장치(33)로 송신하게되고,그 결과 전원으로부터 구동모터(31),브레이크작동상태검출수단(16),전자제어장치(33)를 순차로 경유하여 차체에 접지시키도록한다.

따라서 구동모터(31)를 흐르는 전류량이 브레이크페달의 작동거리에 비례하여 증가하므로 오일압축펌프(30) 역시 브레이크 작동거리에 비례하는 브레이크압력을 추가로 발생시키게되어 그 결과 브레이크라인(25)(25')의 브레이크오일압력 역시 브레이크페달의 작동거리에 비례하여 증가하게 된다.

전술한 결과,엔진의 시동이 정지한 경우에도 브레이크라인의 오일압력을 브레이크페달의 작동거리에 비례하도록 발생시키므로 배력장치의 작동이 이루어지지 않더라도 브레이크답력을 보조할 수 있다.

전술한 바와같은 구성의 자동차의 브레이크시스템을 제공함으로서,자동차가 정상적인 시동상태일 때는 배력장치의 도움으로 브레이크답력을 배력하도록하는 동시에,자동차의 시동이 정지한 경우에도 기존의 ABS제어용 오일압축펌프를 브레이크페달의 작동거리에 비례하도록 구동하여 언제나 브레이크작동시 운전자의 답력부담을 경감할 수 있게 되었다.

Claims

브레이크 페달과,브레이크 배력장치와,브레이크 마스터실린더와,브레이크라인과,브레이크 휠실린더와,오일압축펌프와,어큐물레이터와,밸브기구와,전자제어장치를 포함하는 자동차의 브레이크 시스템에 있어서;시동상태를 확인하기위한 엔진시동상태검출수단;브레이크의 작동상태를 검출하기위한 브레이크작동상태검출수단과;상기의 엔진시동상태검출수단을 통하여 엔진의 시동정지가 확인된 경우 상기의 브레이크작동상태검출수단이 브레이크의 작동을 검출하면,상기의 오일압축펌프를 구동하도록 하는 전자제어장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 시스템.
제 1항에 있어서,상기의 브레이크 작동상태검출수단은 가변저항기를 포함하여 브레이크의 폐달작동상태를 연속적으로 검출하는 브레이크작동상태검출수단인 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크시스템.
제 1항에 있어서,상기의 엔진시동상태검출수단은 엔진전자제어장치를 이용하여 구성한 엔진시동상태검출수단인 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크시스템.