KR100457213B1

KR100457213B1 - 브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치

Info

Publication number: KR100457213B1
Application number: KR10-2001-0083974A
Authority: KR
Inventors: 박덕호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-12-24
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2004-11-12
Also published as: KR20030053940A

Abstract

본 발명은 브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치에 관한 것으로, 브레이크페달(31)의 작동유무 및 작동변위를 검출하는 브레이크페달센서(30)와, 엔진의 구동력을 이용해 진공압을 발생시키는 진공펌프(40)와, 이 진공펌프(40)와 브레이크부스터(10)의 정압실(A) 및 변압실(B)과 각각의 진공호스(41,42,43)를 통해 연결되면서 상기 정압실(A)의 부압에 따라 진공펌프(40)에 의해 생성되는 진공압을 정압실(A)에 선택적으로 공급시키도록 작동되는 진공제어밸브(50)와, 상기 브레이크페달센서(30)로부터 전달된 신호에 따라 진공제어밸브(50)로 전원을 인가하여 진공펌프(40)에 의해 생성되는 진공압이 변압실(B)에 선택적으로 공급되도록 진공제어밸브(50)를 작동을 제어하는 전자제어유니트(60;ECU)로 구성되어져, 제동력발생 이후 브레이크시스템이 전체적으로 리턴될 때 브레이크부스터(10)의 변압실(A)로 진공압이 공급됨으로써, 상기 브레이크부스터(10)를 구성하는 리턴스프링(19)과 압력스프링(18)의 복귀 및 오퍼레이팅로드(11)의 복귀를 신속하고 정확하게 이루어지면서 브레이크페달(31)도 완전하게 복귀되게 되며, 이로 인해 다음번의 제동을 위해 운전자가 브레이크페달(31)을 조작할 때 브레이크페달(31)의 조작감을 향상되고 아울러 제동반응속도가 빨라지면서 제동성능이 증대되도록 된 것이다.

Description

브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치{break performance improvement system using brake booster}

본 발명은 브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치에 관한 것으로, 특히 제동력발생 이후 브레이크시스템이 전체적으로 리턴될 때 브레이크부스터의 변압실로 진공압을 충진시켜 다음번의 브레이크페달 조작시 조작감을 향상시키고 제동반응속도 및 제동성능도 향상시킬 수 있도록 된 브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제동장치(break system)란 주행하는 자동차에 제동력을 발생시켜 자동차가 스스로 움직이지 않도록 하는 장치로서, 보통 브레이크페달의 조작에 따라 마스터실린더에서 발생/공급되는 유압에 의해 작동되게 된다.

즉, 자동차에는 제동력을 발생시키기 위해 운전자가 발로 밟아주게 되는 브레이크페달과, 엔진에서 발생되는 진공압과 대기압의 차이를 이용하여 브레이크페달의 밟는 힘을 증폭시키도록 된 브레이크부스터와, 상기 브레이크페달의 밟는 힘을 유압으로 전환시키도록 된 마스터실린더 및, 이 마스터실린더로부터 유압을 공급받아 실질적인 제동력을 발생시키도록 된 브레이크본체등이 장착되어 있다.

따라서, 운전자가 브레이크페달을 밟아주게 되면 페달의 답력에 의해 도 1에 도시된 브레이크부스터(10)의 오퍼레이팅로드(11)가 전진하게 되고, 상기 오퍼레이팅로드(11)가 전진함에 따라 밸브바디(12)에 포핏밸브(13)가 닿으면서 다이어프램(14)에 의해 분리되는 정압실(A)과 변압실(B)사이의 진공통로(C)를 막게 되며, 이와 동시에 상기 포핏밸브(13)와 플런저밸브(15)사이의 대기통로(D)가 개방되면서 상기 변압실(B)로 대기가 유입되게 된다.

그리고, 상기 밸브바디(12)가 계속해서 전진함에 따라 리액션디스크(16)가변형되어 밸브바디(12)와 플런저밸브(15)사이의 간격을 없애게 되고, 상기 밸브바디(12)와 플런저밸브(15)사이의 간격이 없어짐에 따라 답력과 공압에 의한 추력이 푸시로드(17)를 통해 마스터실린더(20)의 피스톤(21)을 밀어서 액압(유압)을 발생시키게 된다.

또한, 상기 마스터실린더(20)에 의해 발생된 유압은 브레이크파이프와 오일분배기 및 브레이크호스등을 통해 브레이크본체로 공급되게 되고, 이 브레이크본체로 공급된 유압은 브레이크슈 또는 브레이크패드를 드럼이나 디스크로 압착시킴으로써 그 마찰력에 의한 제동력을 발생시켜 주행중인 자동차가 정지하게 된다.

한편, 제동력발생 이후 운전자가 브레이크페달에서 발을 떼면 압력스프링(18)이 탄성력에 의해 복원되면서 상기 오퍼레이팅로드(11)가 원래의 위치로 복귀되게 되고, 상기 오퍼레이팅로드(11)가 원래의 위치로 복귀됨과 동시에 포핏밸브(13)가 밸브바디(12)로부터 이탈되게 되며, 이때 상기 진공통로(C)를 통해 변압실(B)의 공기가 빠져나가면서 정압실(A)과 변압실(B)내의 압력이 같아지게 되고, 최종적으로 리턴스프링(19)의 복원력에 의해 밸브바디(12)가 원래의 위치로 복귀되게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 브레이크부스터(10)에 의하면, 제동력발생 후 브레이크시스템이 전체적으로 리턴될 때 브레이크부스터(10)내의 정압실(A)과 변압실(B)의 진공도는 '정압실(A)의 부압 〉정압실(A)의 부압 + 변압실(B)의 대기압 〉변압실(B)의 대기압' 과 같은 차이가 있게 되는데, 이와 같이 정압실(A) 부압과 변압실(B) 대기압의 합이 정압실(A)의 부압보다 진공도가 낮게 되면, 상기 브레이크부스터(10)를 구성하는 리턴스프링(19)과 압력스프링(18)의 복귀 및 오퍼레이팅로드(11)의 복귀가 제대로 이루어지지 않게 되고, 이로 인해 브레이크페달도 완전한 복귀가 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 브레이크페달도 완전한 복귀가 이루어지지 않게 되면 다음번의 제동을 위해 운전자가 브레이크페달을 조작할 때 브레이크페달의 조작감이 나빠지게 되고, 이로 인해 제동반응속도 및 제동성능이 감소되어 안전사고가 유발될 수도 있다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 제동력발생 이후 브레이크시스템이 전체적으로 리턴될 때 브레이크부스터의 변압실로 진공압을 강제적으로 충진시켜 상기 변압실의 진공도를 정압실의 부압보다 크게 형성시켜 줌으로써, 상기 브레이크부스터를 구성하는 리턴스프링과 압력스프링의 복귀 및 오퍼레이팅로드의 복귀를 신속하고 정확하게 이루어지도록 하고, 이로 인해 브레이크페달도 완전한 복귀가 이루어지도록 하여, 다음번의 제동을 위해 운전자가 브레이크페달을 조작할 때 브레이크페달의 조작감을 향상시키고 아울러 제동반응속도 및 제동성능도 증대시킬 수 있도록 된 브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제동성능 향상장치는, 브레이크페달의 작동유무 및 작동변위를 검출하는 브레이크페달센서와, 엔진의 구동력을 이용해 진공압을 발생시키는 진공펌프와, 이 진공펌프와 브레이크부스터의 정압실및 변압실과 각각의 진공호스를 통해 연결되면서 상기 정압실의 부압에 따라 진공펌프에 의해 생성되는 진공압을 정압실에 선택적으로 공급시키도록 작동되는 진공제어밸브와, 상기 브레이크페달센서로부터 전달된 신호에 따라 진공제어밸브로 전원을 인가하여 진공펌프에 의해 생성되는 진공압이 변압실에 선택적으로 공급되도록 진공제어밸브를 작동을 제어하는 전자제어유니트로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적으로 사용되는 브레이크부스터를 설명하기 위한 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 제동성능 향상장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도,

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 진공제어밸브를 설명하기 위한 종단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 - 브레이크부스터 30 - 브레이크페달센서

31 - 브레이크페달 40 - 진공펌프

41,42,43 - 진공호스 50 - 진공제어밸브

51a - 진공펌프연결통로 51b - 정압실연결통로

51c - 변압실연결통로 52 - 압축스프링

53 - 정압실밸브 54 - 인장스프링

55 - 변압실솔레노이드밸브 60 - 전자제어유니트(ECU)

A - 정압실 B - 변압실

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 제동성능 향상장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 제동성능 향상장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크페달(31)의 작동유무 및 작동변위를 검출하는 브레이크페달센서(30)와, 엔진의 구동력을 이용해 진공압을 발생시키는 진공펌프(40)와, 이 진공펌프(40)와 브레이크부스터(10)의 정압실(A) 및 변압실(B)과 각각의 진공호스(41,42,43)를 통해 연결되면서 상기 정압실(A)의 부압에 따라 진공펌프(40)에 의해 생성되는 진공압을 정압실(A)에 선택적으로 공급시키도록 작동되는 진공제어밸브(50)와, 상기 브레이크페달센서(30)로부터 전달된 신호에 따라 진공제어밸브(50)로 전원을 인가하여 진공펌프(40)에 의해 생성되는 진공압이 변압실(B)에 선택적으로 공급되도록 진공제어밸브(50)를 작동을 제어하는 전자제어유니트(60;ECU)로 구성된다.

여기서, 상기 진공제어밸브(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 진공펌프(40)와정압실(A) 및 변압실(B)쪽으로 연결되는 각각의 진공호스(41,42,43)와 연결되도록 진공펌프연결통로(51a)와 정압실(A)의 정압실연결통로(51b) 및 변압실연결통로(51c)가 형성되는 밸브하우징(51)과, 상기 정압실연결통로(51b)상에 압축스프링(52)을 매개로 설치되면서 정압실(A)의 부압에 따라 진공펌프(40)에서 생성되는 진공압에 의해 선택적으로 개폐되는 정압실밸브(53)와, 상기 변압실연결통로(51c)상에 인장스프링(54)을 매개로 설치되면서 전자제어유니트(60)의 제어에 의해 공급되는 전원의 공급유무에 따라 개폐되는 변압실솔레노이드밸브(55)로 구성된다.

한편, 상기 정압실밸브(53)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 브레이크페달(31)이 작동되거나 또는 미작동시 정압실(A)의 부압이 진공펌프(40)에서 생성되는 진공압보다 작을 때에 개방되도록 작동되고, 상기 정압실(A)의 부압이 진공펌프(40)에서 생성되는 진공압과 같거나 클 때에는 밀폐되도록 작동되는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 변압실솔레노이드밸브(55)는 도 5에 도시된 바와 같이 제동력 발생시 작동되었던 브레이크페달(31)이 원래의 위치로 리턴될 때 전자제어유니트(60)의 제어로 전원이 공급됨에 따라 개방되는 구조로 되어 있다.

이하, 브레이크시스템의 일반적인 작동과정을 도 1과 도 2를 참조로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 브레이크페달(31)을 밟아주게 되면 페달의 답력에 의해 도 1에 도시된 브레이크부스터(10)의 오퍼레이팅로드(11)가 전진하게 되고, 상기 오퍼레이팅로드(11)가 전진함에 따라 밸브바디(12)에 포핏밸브(13)가 닿으면서 다이어프램(14)에 의해 분리되는 정압실(A)과 변압실(B)사이의 진공통로(C)를 막게 되며, 이와 동시에 상기 포핏밸브(13)와 플런저밸브(15)사이의 대기통로(D)가 개방되면서 상기 변압실(B)로 대기가 유입되게 된다.

그리고, 상기 밸브바디(12)가 계속해서 전진함에 따라 리액션디스크(16)가 변형되어 밸브바디(12)와 플런저밸브(15)사이의 간격을 없애게 되고, 상기 밸브바디(12)와 플런저밸브(15)사이의 간격이 없어짐에 따라 답력과 공압에 의한 추력이 푸시로드(17)를 통해 마스터실린더(20)의 피스톤(21)을 밀어서 액압(유압)을 발생시키게 된다.

그리고, 제동력발생 이후 운전자가 브레이크페달(31)에서 발을 떼면 압력스프링(18)이 탄성력에 의해 복원되면서 상기 오퍼레이팅로드(11)가 원래의 위치로 복귀되게 되고, 상기 오퍼레이팅로드(11)가 원래의 위치로 복귀됨과 동시에 포핏밸브(13)가 밸브바디(12)로부터 이탈되게 되며, 이때 상기 진공통로(C)를 통해 변압실(B)의 공기가 빠져나가면서 정압실(A)과 변압실(B)내의 압력이 같아지게 되고, 최종적으로 리턴스프링(19)의 복원력에 의해 밸브바디(12)가 원래의 위치로 복귀되게 된다.

한편, 상기 브레이크페달(31)이 미작동되거나 또는 제동력을 발생시키기 위해 작동될 때 브레이크부스터(10)의 정압실(A) 부압이 진공펌프(40)에서 생성되는 진공압보다 크거나 같을 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 진공제어밸브(50)의 정압실밸브(53)와 변압실솔레노이드밸브(55)가 각각 압축스프링(52) 및 인장스프링(54)의 탄성력에 의해 지지되면서 밀폐되는 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 브레이크페달(31)이 미작동되거나 또는 제동력을 발생시키기 위해 작동될 때 브레이크부스터(10)의 정압실(A) 부압이 진공펌프(40)에서 생성되는 진공압보다 작을 때에는 도 4에 도시된 바와 같이 정압실밸브(53)는 상기 진공펌프(40)의 진공압에 의해 개방되는 상태로 변하게 되고, 상기 변압실솔레노이드밸브(55)는 인장스프링(54)의 탄성력에 의해 지지되면서 밀폐되는 상태를 유지하게 된다.

이와 같이, 정압실(A)의 부압이 진공펌프(40)에서 생성되는 진공압보다 작을 때 정압실밸브(53)가 개방되면서 정압실(A)로 진공압이 유입되면, 제동력을 발생시키기 위해 브레이크페달(31)이 작동될 때 답력을 대폭적으로 증배시킬 수 있게 되며, 이로 인해 마스터실린더(20)에 의해 발생되는 유압의 힘도 그만큼 커지게 되어 한층 더 향상된 제동성능을 발휘할 수 있게 된다.

또한, 제동력을 발생시키기 위해 작동되었던 브레이크페달(31)이 브레이크시스템의 리턴으로 인해 원래의 위치로 복귀될 때 상기 정압실밸브(53)는 도 5에 도시된 바와 같이 밀폐된 상태를 유지하게 되고, 상기 변압실솔레노이드밸브(55)는 전자제어유니트(60)의 제어에 의해 전원이 공급됨에 따라 개방되는 상태를 유지하게 된다.

이와 같이, 상기 브레이크페달(31)이 리턴될 때 변압실솔레노이드밸브(55)가 개방되면서 변압실(B)로 진공압이 유입되면, 상기 변압실(B)의 진공도가 정압실(A)의 부압보다 커지게 되며, 이로 인해 상기 브레이크부스터(10)를 구성하는 리턴스프링(19)과 압력스프링(18)의 복귀 및 오퍼레이팅로드(11)의 복귀가 신속하고 정확하게 이루어지게 되면서 브레이크페달(31)도 완전한 복귀가 이루어지게 된다.

또한, 상기 브레이크페달(31)의 복귀가 완전하게 이루어지게 되면, 다음번의 제동을 위해 운전자가 브레이크페달(31)을 조작할 때 브레이크페달(31)의 조작감이 향상되게 되고, 아울러 제동반응속도가 빨라지면서 제동성능도 증대되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제동력발생 이후 브레이크시스템이 전체적으로 리턴될 때 브레이크부스터의 변압실로 진공압이 공급됨으로써, 상기 브레이크부스터를 구성하는 리턴스프링과 압력스프링의 복귀 및 오퍼레이팅로드의 복귀를 신속하고 정확하게 이루어지면서 브레이크페달도 완전하게 복귀되게 되며, 이로 인해 다음번의 제동을 위해 운전자가 브레이크페달을 조작할 때 브레이크페달의 조작감을 향상되고 아울러 제동반응속도가 빨라지면서 제동성능이 증대되는 효과가 있게 된다.

Claims

브레이크페달(31)의 작동유무 및 작동변위를 검출하는 브레이크페달센서(30)와, 엔진의 구동력을 이용해 진공압을 발생시키는 진공펌프(40)와, 이 진공펌프(40)와 브레이크부스터(10)의 정압실(A) 및 변압실(B)과 각각의 진공호스(41,42,43)를 통해 연결되면서 상기 정압실(A)의 부압에 따라 진공펌프(40)에 의해 생성되는 진공압을 정압실(A)에 선택적으로 공급시키도록 작동되는 진공제어밸브(50)와, 상기 브레이크페달센서(30)로부터 전달된 신호에 따라 진공제어밸브(50)로 전원을 인가하여 진공펌프(40)에 의해 생성되는 진공압이 변압실(B)에 선택적으로 공급되도록 진공제어밸브(50)를 작동을 제어하는 전자제어유니트(60;ECU)로 구성되는 브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치.
제 1항에 있어서, 상기 진공제어밸브(50)가 진공펌프(40)와 정압실(A) 및 변압실(B)쪽으로 연결되는 각각의 진공호스(41,42,43)와 연결되도록 진공펌프연결통로(51a)와 정압실(A)의 정압실연결통로(51b) 및 변압실연결통로(51c)가 형성되는 밸브하우징(51)과, 상기 정압실연결통로(51b)상에 압축스프링(52)을 매개로 설치되면서 정압실(A)의 부압에 따라 진공펌프(40)에서 생성되는 진공압에 의해 선택적으로 개폐되는 정압실밸브(53)와, 상기 변압실연결통로(51c)상에 인장스프링(54)을 매개로 설치되면서 전자제어유니트(60)의 제어에 의해 공급되는 전원의 공급유무에 따라 개폐되는 변압실솔레노이드밸브(55)로 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치.
제 2항에 있어서, 상기 정압실밸브(53)가 브레이크페달(31)이 작동되거나 또는 미작동시 정압실(A)의 부압이 진공펌프(40)에서 생성되는 진공압보다 작을 때에 개방되도록 작동되고, 상기 정압실(A)의 부압이 진공펌프(40)에서 생성되는 진공압과 같거나 클 때에는 밀폐되도록 작동되는 것을 특징으로 하는 브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치.
제 2항에 있어서, 상기 변압실솔레노이드밸브(55)가 제동력 발생시 작동되었던 브레이크페달(31)이 원래의 위치로 리턴될 때 전자제어유니트(60)의 제어로 전원이 공급됨에 따라 개방되는 것을 특징으로 하는 브레이크부스터를 이용한 제동성능 향상장치.