KR100466110B1

KR100466110B1 - 자동차의 안전 브레이크 장치

Info

Publication number: KR100466110B1
Application number: KR10-2001-0076896A
Authority: KR
Inventors: 강희원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2005-01-13
Also published as: KR20030046676A

Abstract

본 발명은 자동차의 안전 브레이크 장치에 관한 것으로, 주행중 시동이 꺼지는 경우에 브레이크 페달에 가해지는 답력의 정도에 따라 브레이크 기구로 전달되는 조작력을 인위적으로 생성시켜 전달함으로써, 시동 오프 상태에서 제동시 안정된 제동 성능의 확보를 도모할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 주행중인 차량의 시동오프 상태를 감지하는 시동 스위치(10)와, 차량의 현재 속도를 감지하는 차속 센서(12), 제동조작에 의한 브레이크 페달(16)의 회동 정도를 감지하는 포텐시오미터(14) 및, 주행중 시동이 오프된 상태에서 차속이 감지됨과 더불어 제동조작이 실시되는 경우에 운전자에 의한 답력을 배가시키는 제동력 배가수단의 작동을 제어하는 제어유니트(18)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 안전 브레이크 장치{safety brake system for automotive vehicles}

본 발명은 자동차의 안전 브레이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행중 시동이 꺼지는 경우에 엔진의 정지에 따라 급격하게 저하되는 제동 성능을 보완하여 제동 성능을 회복시켜 줄 수 있도록 하는 자동차의 안전 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 주행중 필요에 따라 차속을 선택적으로 감속시키거나 차체를 정지시키도록 하는 브레이크 장치(Brake System)를 구비하고 있는 바, 이러한 브레이크 장치는 통상 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 변환시켜 이를 대기중으로 방열시킴으로써 제동작용을 하도록 된 것이다.

그리고, 상기와 같은 브레이크 장치는 사용목적에 따라 크게 주행시 제동하기 위한 주브레이크인 풋 브레이크(Foot Brake)와, 주차시 사용하는 주차 브레이크(Parking Brake)로 구분되어지는 바, 상기 풋 브레이크는 유압식을 주로 사용하고 있으며 주차브레이크는 기계식인데, 상기 풋 브레이크는 통상 브레이크 드럼 또는 디스크 로터 등에 마찰재를 밀어 붙여 발생되는 마찰력을 이용하여 제동력을 얻는 것으로, 이는 차실내에서 운전자가 브레이크 페달을 밟아 가압함으로써 이루어지는 한편, 상기 주차 브레이크는 추진축에 장착된 브레이크 드럼을 제동하거나 뒷바퀴를 제동하는 것이다.

즉, 통상적인 유압식의 풋 브레이크는 운전자에 의해 조작이 이루어지는 브레이크 페달과, 이 브레이크 페달의 작동에 따라 전달되는 답력을 배력시켜 주는 브레이크 부스터 및, 이 브레이크 부스터에 의해 배력된 답력을 매개로 작동유를 가압하여 차륜에 설치된 브레이크 기구의 작동을 도모하는 마스터 실린더로 구성된다.

따라서, 제동시 운전자가 브레이크 페달을 가압하게 되면, 상기 브레이크 부스터에서 이를 배가시켜 마스터 실린더로 전달하게 되고, 이에 따라 마스터 실린더에서는 제동유를 가압하여 유압관로를 통해 각 차륜에 설치된 브레이크 기구인 휠 실린더로 공급하게 되며, 그 결과 각 차륜에 구비된 브레이크 기구는 차륜을 구속하게 된다.

그런데, 상기와 같은 통상의 브레이크 장치에서 브레이크 부스터는 제동시 브레이크 페달에 가해지는 답력을 배력시켜 이를 토대로 마스터 실린더의 작동을 도모하도록 된 것인 바, 특히 상기 브레이크 부스터는 엔진의 흡기 통로와 연통되어 이로부터 흡기 부압을 작동받도록 되어 있다.

따라서, 주행중 시동이 급작스럽게 꺼지게 되면, 상기 브레이크 부스터는 엔진으로부터 흡기 부압을 전달받지 못하게 되므로, 제동시 브레이크 페달을 통해 전달되는 답력을 배력시키지 못하게 되어 마스터 실린더로부터 생성되는 제동압을 저하시키게 된다.

이 결과, 시동 오프 상태에서 제동이 이루어지는 경우에는 제동 성능의 저하를 초래하게 되고, 이는 대형 사고로 연계될 수 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 주행중 시동이 꺼지는 경우에 브레이크 페달에 가해지는 답력의 정도에 따라 브레이크 기구로 전달되는 조작력을 인위적으로 생성시켜 전달함으로써, 시동 오프 상태에서 제동시 안정된 제동 성능의 확보를 도모할 수 있도록 하는 자동차의 안전 브레이크 장치를제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주행중인 차량의 시동오프 상태를 감지하는 시동 스위치와, 차량의 현재 속도를 감지하는 차속 센서, 제동조작에 의한 브레이크 페달의 회동 정도를 감지하는 포텐시오미터 및, 주행중 시동이 오프된 상태에서 차속이 감지됨과 더불어 제동조작이 실시되는 경우에 운전자에 의한 답력을 배가시키는 제동력 배가수단의 작동을 제어하는 제어유니트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 안전 브레이크 장치를 도시한 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 안전 브레이크 장치의 작동 상태를 도시한 구성도.

도 3은 도 1에 도시된 안전 브레이크 장치의 해제 상태를 도시한 구성도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-시동 스위치 12-차속 센서

14-포텐시오미터 16-브레이크 페달

18-제어유니트 20-서어보 모터

22-감속기 24-액츄에이터

26-절환 밸브

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 안전 브레이크 장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 안전 브레이크 장치의 작동 상태를 도시한 구성도이며, 도 3은 도 1에 도시된 안전 브레이크 장치의 해제 상태를 도시한 구성도이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 자동차의 시동오프 상태를 감지하는 시동오프 감지부와, 자동차의 차속을 감지하는 차속 감지부, 운전자에 의한 제동조작을 감지하는 제동조작 감지부 및, 주행중 시동이 오프된 상태에서 차속이 감지됨과 더불어 제동조작이 실시되는 경우에 운전자에 의한 답력을 배가시켜 안정된 제동 성능의 확보를 위한 제동력 배가수단의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 시동오프 감지부는 시동 키이를 매개로 시동 조작을 행하는 시동 스위치(10)로 구성되고, 상기 차속 감지부는 주행중인 차량의 차속을 검출하는 차속 센서(12)로 구성되며, 상기 제동조작 감지부는 제동시 운전자로부터 답력을 받아 작동되는 브레이크 페달(16)의 힌지점에 설치되어 브레이크 페달(16)의 회동 정도를 검출하는 포텐시오미터(14)로 구성되는 한편, 상기 제어부는 상기 시동 스위치(10)와 차속 센서(12) 및 포텐시오미터(14)를 통해 각각 시동 상태와 차속 및 상기 브레이크 페달(16)의 회동량을 검출받아 시동이 오프된 상태임과 더불어 차속이 영이 아닌 경우에 있어 제동 조작이 이루어지면 상기 제동력 배가수단의 작동을 제어하는 제어유니트(18)로 구성된다.

또한, 상기 제어유니트(18)는 포텐시오미터(14)에 의해 검출되는 답력의 정도에 따라 서어보 모터(20)의 작동 정도를 조절함과 더불어, 정차후 시동이 온되면 생성된 제동력을 해제시키도록 서어보 모터(20)의 작동을 조절하도록 되어 있다. 즉, 상기 제어유니트(18)는 상기 서어보 모터(20)의 정/역 방향으로의 회전 정도를 제어하는 것이다.

그리고, 상기 제동력 배가수단은 상기 제어유니트(18)의 제어를 통해 작동이 이루어지는 정/역 회전이 가능한 서어보 모터(20)와, 이 서어보 모터(20)의 토오크를 배가시키는 감속기(22), 이 감속기(22)로부터 전달되는 토오크를 매개로 작동이 이루어지는 액츄에이터(24) 및, 이 액츄에이터(24)의 작동에 따라 발생된 작동력을 브레이크 부스터로 전달 및 해제하는 절환 밸브(26)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 서어보 모터(20)와 감속기(22) 및 액츄에이터(24) 사이의 동력전달 관계는, 서어보 모터(20)의 회전축(20a)상에 설치된 제1워엄기어(20b)가 상기 감속기(22)의 제1스퍼어기어(22a)에 치합되고, 이 제1스퍼어기어(22a)는 동일한 회전축(22c)상에 설치된 제2스퍼어기어(22b)를 회전시키며, 이 제2스퍼어기어(22b)는상기 액츄에이터(24)의 제2워엄기어(24a)에 치합되어 있다.

한편, 상기 액츄에이터(24)는 제2워엄기어(24a)를 일측 선단에 장착한 연결로드(24b)와, 이 연결로드(24b)의 타측 선단에 설치된 피스톤(24c) 및, 이 피스톤(24c)을 수용하는 실린더(24d)로 이루어진다.

그리고, 상기 절환 밸브(26)는 액츄에이터(24)와 브레이크 기구 사이에 분지되도록 설치된 유압관로(L)상에 각각 반대방향으로 설치된 제1체크밸브(26a)와 제2체크밸브(26b)로 이루어지는 바, 상기 제1체크밸브(26a)와 제2체크밸브(26b)는 각각 항시폐쇄형으로 구성된다.

또한, 상기 제1체크 밸브(26a)와 제2체크 밸브(26b)에는 각각 이들의 개폐조작을 제어하는 제1솔레노이드(26c)와 제2솔레노이드(26d)가 각각 구비되어 있는 데, 상기 제1솔레노이드(26c)와 제2솔레노이드(26d)는 각각 상기 제어유니트(18)의 제어에 따라 상기 제1체크밸브(26a)와 제2체크밸브(26b)를 각각 폐쇄상태에서 개방상태로 전환시키도록 되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 브레이크 장치의 동작을 상세히 설명한다.

먼저, 주행중 시동이 오프된 상태에서 제동이 실시되면, 상기 시동오프 감지부인 시동 스위치(10)를 매개로 상기 제어유니트(18)가 이를 시동 오프 상태를 검출하게 되고, 이때 상기 차속 감지부인 차속 센서(12)를 통해 현재 차속을 검출하게 되며, 차속이 영이 아닌 경우에는 상기 제어유니트(18)는 제동력 배가수단의 작동을 제어하게 된다.

이 경우에, 상기 제어유니트(18)는 제동조작 감지부인 포텐시오미터(14)를 매개로 하여 제동조작의 정도를 검출받아 상기 브레이크 페달(16)의 회동량에 따라 상기 서어보 모터(20)의 회전량을 제어하게 된다.

즉, 상기 서어보 모터(20)의 회전이 이루어지면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1워엄기어(20b)에 치합된 제1스퍼어기어(22a)가 회전하면서 회전축(22c)을 공유하고 있는 상기 제2스퍼어기어(22b)를 회전시키게 되고, 이 제2스퍼어기어(22b)의 회전에 따라 이에 치합된 상기 제2워엄기어(24a)가 회전하게 되며, 이 제2워엄기어(24a)의 회전에 따라 상기 액츄에이터(24)의 연결로드(24b)는 하강하면서 실린더(24d)내의 피스톤(24c)을 하강시켜 오일에 가압력을 가하게 된다.

이때, 상기 액츄에이터(24)의 실린더(24d)내에서 가압된 오일은 유압관로(L)를 통해 상기 절환 밸브(26)로 공급되는 바, 이 경우에 상기 제어유니트(18)는 제1솔레노이드(26c)를 제어하여 제1체크밸브(26a)를 개방시키게 되고, 이 제1체크밸브(26a)의 개방에 따라 상기 액츄에이터(24)에 의해 가압된 작동유는 브레이크 부스터로 공급되어 제동작용을 배력시키게 되므로, 안정된 제동 성능을 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 제어유니트(18)는 상기와 같은 일련의 동작을 주행중인 차량이 정차를 하기까지 지속되어 안정된 제동상태를 지속할 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같은 일련의 동작을 통해 주행중인 차량의 차속이 영이 되어 정차를 하게 된 다음, 상기 시동 스위치(10)가 온되면, 상기 제어유니트(18)는 이를 감지하고서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 서어보 모터(20)에 역방향의 제어신호를 출력하게 되고, 이에 따라 상기 감속기(22)는 역방향으로 조작력을 전달하여 액츄에이터(24)의 복원이동을 도모하게 되므로, 상기 감속기(22)는 액츄에이터(24)내 피스톤(24c)을 상승시켜 작동유의 가압을 해지하게 된다.

이와 동시에, 상기 제어유니트(18)는 상기 제2솔레노이드(26d)를 제어하여 제2체크밸브(26b)를 개방시켜 브레이크 부스터에 작용하고 있던 가압력을 해지시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 안전 브레이크 장치에 의하면, 주행중 엔진의 시동이 꺼진 상태에서 제동을 하게 되더라도, 상기 제어유니트(18)는 브레이크 페달(16)에 가해지는 답력의 정도에 따라 제동력 배가수단인 서어보 모터(20)의 작동을 제어하여 브레이크 부스터로 작용되는 답력을 배력시켜 안정된 제동 성능의 확보를 도모함으로써, 위험 상황을 회피할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

주행중인 차량의 시동오프 상태를 감지하는 시동 스위치(10)와, 차량의 현재 속도를 감지하는 차속 센서(12), 제동조작에 의한 브레이크 페달(16)의 회동 정도를 감지하는 포텐시오미터(14)와; 정/역 회전이 가능한 서어보 모터(20)와, 상기 서어보 모터(20)로부터 출력되는 토오크를 배가시키는 감속기(22), 상기 감속기(22)로부터 전달되는 조작력을 매개로 브레이크 부스터의 작동에 필요한 작동압을 생성하는 액츄에이터(24), 상기 액츄에이터(24)에 의해 생성된 작동력을 브레이크 부스터로 전달 및 해제시키는 절환 밸브(26)를 갖춘 제동력 배가수단 및; 상기 서어보 모터(20)의 정/역 구동과 상기 절환 밸브(26)의 개폐를 각각 제어하는 제어유니트(18)로 이루어지되;

상기 제어유니트(18)는 상기 시동 스위치(10)와 차속 센서(12)를 매개로, 주행중 시동이 오프된 상태에서 차속이 감지됨과 더불어 제동조작이 실시되는 경우에, 상기 포텐시오미터(14)에 의해 검출되는 답력의 정도에 따라 상기 서어보 모터(20)의 작동과 상기 절환 밸브(26)의 개폐를 조절하여 상기 브레이크 부스터에 작동력을 인가하고, 정차후 시동이 온되면 상기 서어보 모터(20)의 작동과 상기 절환 밸브(26)의 개폐를 조절하여 상기 브레이크 부스터에 인가된 작동력을 해제시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 브레이크 장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 서어보 모터(20)에는 이의 회전축(20a)상에 제1워엄기어(20b)가 설치되고, 상기 제1워엄기어(20b)에는 상기 감속기(22)의 회전축(22c)상에 설치된 제1스퍼어기어(22a)가 치합되고, 상기 제1스퍼어기어(22a)와 회전축(22c)을 공유하는 제2스퍼어기어(22b)에는 상기 액츄에이터(24)의 제2워엄기어(24a)가 치합된 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 브레이크 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 액츄에이터(24)는 제2워엄기어(24a)를 일측 선단에 장착한 연결로드(24b)와, 상기 연결로드(24b)의 타측 선단에 설치된 피스톤(24c) 및, 상기 피스톤(24c)을 수용하는 실린더(24d)를 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 브레이크 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 절환 밸브(26)는 상기 액츄에이터(24)와 브레이크 부스터 사이에 분지되도록 설치된 유압관로(L)상에 각각 반대 방향으로 설치된 항시폐쇄형의 제1체크밸브(26a)와 제2체크밸브(26b)를 갖추고, 상기 제1체크 밸브(26a)와 제2체크 밸브(26b)에는 각각 이들의 개폐조작을 제어하는 제1솔레노이드(26c)와 제2솔레노이드(26d)가 구비되며, 상기 제1솔레노이드(26c)와 제2솔레노이드(26d)는 각각 상기 제어유니트(18)의 제어에 따라 작동에 조절되는 것을 특징으로 하는 자동차의 안전 브레이크 장치.
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