KR19980049130A - 엔진구동식 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 동력과 파워스티어링장치의 유압장치를 이용하는 새로운 구조의 엔진구동식 브레이크 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 엔진구동식 브레이크장치는 종래의 파워스티어링 장치(13)에 유압을 제공하는 유압펌프(14)와 병렬로 별도의 브레이크 구동용 유압펌프(15)를 설치하여 엔진(11)에 의해 펌프(15)를 구동하여 브레이크의 휠 실린더(6, 6', 7, 7')에 유압을 공급하는 구조를 사용한다. 한편, 유압펌프(15)에 의해 제공되는 유압은 제어부(30)에서 밸브어셈블리(20)를 제어하여 개폐하도록 구성하며, 제어부(30)는 페달(1)의 회전각을 검지하기 위한 회전각센서(32) 및 브레이크 유압라인의 유압상태를 감지하는 유압감지센서(31)에 의한 정보를 받아 페달(1)의 회전각에 비례하는 유압을 브레이크의 휠실린더(6, 6', 7, 7')로 공급하게 된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 엔진의 구동력 및 파워스티어링용 유압장치(12, 14)를 활용하여 브레이크 작동에 필요한 유압을 얻을 수 있으므로 별도의 브레이크용 유압장치를 설치할 필요가 없게 되어 자동차의 브레이크 시스템을 단순화하여 제조비절감은 무론, 자동차의 설계자유도 향상에도 기여할 수 있다.

Description

엔진구동식 브레이크 장치

본 발명은 엔진의 회전력과 파워스티어링장치의 유압장치를 이용하는 새로운 구조의 엔진구동식 브레이크 장치에 관한 것이다.

제동장치(brake system)는 주행하는 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차상태를 유지하기 위해 사용하는 중요한 장치이며, 일반적으로 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어, 그것을 대기속으로 방출시켜 제동작용을 하는 마찰식 브레이크가 사용되고 있다.

또한, 제동장치에는 여러 형식이 사용되고 있으며, 사용상태에 따라 주행시 제동하기 위한 주브레이크와 주차시 사용하는 주차브레이크가 있다. 주브레이크는 운전자의 발로 조작하므로 푸트브레이크(foot brake)라고 불리며, 주차브레이크는 주로 손으로 조작하기 때문에 핸드브레이크라고도 불린다.

브레이크는 작동방식에 따라 다시 로드나 와이어를 이용하는 기계식과 유압을 이용하는 유압식이 있으며, 일반적으로 푸트 브레이크는 유압식이고 주차브레이크는 기계식이다.

또한, 브레이크는 그 형식에 따라 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크가 주로 사용되고 있으며, 디스크브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양측에서 제동라이닝을 유압에 의하여 눌러서 제동하도록 되어 있으며, 이와 같은 형식을 캘리퍼형(caliper type brake)이라고 부르기도 한다.

도 1에 일반적인 유압브레이크시스템의 구성이 도시되어 있다. 도시의 편의상 전륜과 후륜의 일측의 휠만을 도시하였다.

도시된 바와 같이, 브레이크패달(1)을 작동시키면 페달아암(1a)에 연결된 푸시로드(1b)에 의해 마스터 실린더(2)내의 피스톤(2a)이 전진하여 실린더(2)내의 브레이크 오일을 압축하므로써 전, 후륜측의 브레이크라인(3, 4)을 통해 브레이크 오일을 압축하게 되며, 브레이크 라인(3, 4)의 종단과 연통된 캘리퍼(전륜측)나 브레이크 슈(후륜측)의 휠실린더(6, 8)로 고압의 브레이크 오일을 공급하여 라이닝이나 패드를 브레이크드럼(10, 내부확장식)이나 디스크(캘리퍼식, 전륜측)에 압착하여 마찰에 의한 제동이 이루어지게 된다. 또한, 브레이크페달을 해방시키면 압축되었던 브레이크 오일이 마스터실린더(2)로 복귀하며 브레이크가 해제되게 된다.

한편, 브레이크의 작동이 용이하도록 페달(1)에 의한 답력을 배가시키기 위해 부스터(booster)라 불리는 브레이크 배력장치를 마스터실린더(2)와 페달(1) 사이에 설치하는 방식도 사용된다.

한편, 최근 스티어링장치로 사용이 증가하는 파워스티어링 장치의 경우에는 조향용 기어기구에 작동실린더를 설치하여 작동실린더에 유압을 공급하기 위해 펌프를 사용하고 있다. 이러한 유압펌프는 통상 엔진으로 구동하며, 유압펌프는 작동유탱크와 연결되어 있다. 이러한 유압장치는 조향기어에 유압을 제공하여 스티어링 휠의 조작력을 경감시키게 된다.

따라서, 부스터나 마스터실린더와 같은 별도의 유압장치를 사용하지 않고도 파워스티어링용 유압장치를 활용하여 브레이크를 작동시킬 수 있는 구조의 브레이크시스템이 개발된다면 자동차의 구조에 단순화와 이에따른 제조비용절감에 기여할 수 있을 것이다.

그러나, 새로운 타입의 브레이크 시스템은 종래의 페달방식의 작동구조를 취하여 그러한 작동 방식에 익숙해진 운전자들에게 조작의 편의성을 제공할 것이므로 페달에 의해 작동하도록 안출되어야 할 것이다.

본 발명의 목적은 엔진구동식 유압펌프를 활용하여 제동력을 제공하는 엔진 구동식 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 유압식 브레이크 시스템의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 엔진구동식 브레이크 시스템의 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 페달11 : 엔진

12 : 리저브탱크13 : 파워스티어링 장치

14 : 파워스티어링용 유압펌프15 : 브레이크용 유압펌프

6, 6', 7, 7' : 휠실린더20 : 밸브어셈블리

30 : 제어부31 : 유압센서

32 : 페달회전각 센서

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 엔진에 의해 구동되는 유압펌프, 유압펌프로 작동유를 공급하는 리저브탱크, 유압펌프에 의해 휠실린더로 공급되는 작동유를 개폐하기 위한 밸브어셈블리, 및 밸브어셈블리를 제어하는 제어부로 구성되는 엔진구동식 브레이크 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 유압펌프가 파워스티어링장치용 유압펌프와 병렬로 설치되어 엔진에 의해 구동되는 단일의 구동축에 의해 동시에 구동되도록 구성한 엔진구동식 브레이크 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 브레이크용 병렬배치식 유압펌프가 엔진에 의해 구동하는 구동축과 단속가능하게 설치되어 제어부에 의해 연결이 단속되도록 구성한 엔진구동식 브레이크 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 유압펌프가 파워스티어링용 펌프와 동일한 리저브탱크를 사용하여 별도의 브레이크용 작동유탱크를 구비하지 않도록 구성한 엔진구동식 브레이크 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 제어부가 페달의 회전각을 감지하는 페달회전각센서의 신호에 따라 밸브어셈블리의 개방시간을 제어하도록 구성한 엔진구동식 브레이크 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 제어부가 휠실린더를 향하는 브레이크라인의 압력을 감지하는 압력센서에 의해 브레이크라인내의 압력이 페달의 회전각에 따른 소정의 압력이 되도록 밸브어셈블리를 제어하도록 구성된 엔진구동식 브레이크 장치를 제공한다.

이에따라, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 엔진의 동력과 파워스티어링용 유압장치를 활용하여 단순히 브레이크용 유압펌프를 파워스티어링용의 펌프에 병렬배치하는 것으로 브레이크 작동에 필요한 유압을 얻을 수 있으므로 종래의 부스터나 마스터 실린더 등의 별도의 브레이크용 유압장치를 설치할 필요가 없게 되어 자동차의 브레이크 시스템을 단순화하여 제조비절감은 물론, 자동차의 설계자유도 향상에도 기여할 수 있다.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 엔진구동식 브레이크 장치의 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 2에 본 발명에 따른 엔진구동식 브레이크 장치의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 종래의 파워스티어링 장치(P/S, 13)에 유압을 제공하는 유압펌프(P, 14)와 병렬로 별도의 브레이크 구동용 유압펌프(P, 15)를 설치하여 엔진(E/G, 11)에 의해 펌프(15)를 구동하여 브레이크의 휠 실린더(6, 6', 7, 7')에 유압을 공급하는 구조를 채용한다.

한편, 파워스티어링 장치(13) 및 브레이크용으로 병렬 배치되어 엔진(11)에 의해 구동되는 한 쌍의 유압펌프(14, 15)는 단일의 리저브탱크(12)에 연결하여 사용하므로써, 브레이크용의 별도의 작동유탱크를 설치할 필요가 없게 된다.

한편, 유압펌프(15)에 의해 제공되는 유압은 단속 및 방향제어용 밸브어셈블리(20)를 제어부(ECU, 30)를 제어하여 개폐하도록 구성하며, 제어부(30)는 페달(1)의 회전각을 검지하기 위한 회전각센서(S, 32) 및 브레이크 유압라인의 유압상태를 감지하는 유압감지센서(S, 31)에 의한 정보를 받아 페달(1)의 회전각에 비례하는 유압을 브레이크의 휠실린더(6, 6', 7, 7')로 공급하게 된다.

그러나, 이러한 센서(31, 32)의 사용은 어느 하나만을 선택적으로 사용하여 구성할 수도 있다. 예컨데, 회전각센서(32)만을 채용하여 페달(1)이 작동하면 일정시간 동안 유압을 공급하도록 밸브어셈블리(20)를 시간제어하도록 구성할 수도 있을 것이다. 또한, 다른 센서들, 예컨데, 차량의 속도센서 등을 사용하여 차량의 제동상태에 따라 밸브어셈블리(20)를 제어하도록 구성할 수도 있으므로, 도 2에 도시한 센서(31, 32)는 예시적인 것이며 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 밸브어셈블리(20)는 유압펌프(15)로부터 휠실린더(6, 6', 7, 7')로 향하는 작동유의 흐름을 개폐하게 된다. 이를 위한 밸브어셈블리(20)의 구성은 다양하게 할 수 있을 것이나, 도 2에 예시한 바와 같이, 브레이크 작동시에는 작동유를 전륜과 후륜측을 분할하여 별도로 유압을 공급하고, 리턴시에는 단일의 리턴경로를 통하여 리저브탱크(12)로 향하도록 구성할 수 있을 것이다.

혹은, 종래의 마스터실린더를 사용하여 밸브어셈블리(20)와 휠실린더(6, 6', 7, 7') 사이에 텐덤형 등의 마스터실린더(2, 도 1 참조)를 채용하여도 무방하다.

더욱이, 브레이크용 펌프(15)의 구동에 따라 파워스티어링용의 펌프(14)의 작동이 곤란하거나 이로인한 동력의 손실이 클 경우에는 제어부(30)에 의해 펌프(15)의 작동을 브레이크 페달(1)의 작동시에만 구동하도록 펌프(15)와 엔진간의 연결을 단속하도록 구성할 수도 있다.

이에따라, 도 2에 예시된 브레이크 장치에 있어서는, 브레이크 페달(1)을 작동하면 제어부(30)는 페달(1)의 회전각과 함께 현재 브레이크 라인의 유압을 감지하여 브레이크 비작동상태이거나 압력이 부족할 경우 밸브어셈블리(20)를 개방하여 펌프(15)에 의해 가압된 작동유를 휠실린더(6, 6', 7, 7')로 공급하여 브레이크를 작동시키게 된다. 그러나, 브레이크 라인(6, 6', 7, 7')내의 압력이 일정한 설정압력에 이르면 밸브어셈블리(20)를 차단하여 과도한 압력이 작용하는 것을 방지하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 제어부(30)에는 페달(1)의 회전각과 이에따른 브레이크 라인내의 압력에 대한 정보가 수록되어 페달(1)의 회전각에 따라 항시 일정한 유압이 작동하도록 하므로 에컨데, 종래의 유압식 브레이크 장치의 단점인 브레이크 패드 등의 마모에 따른 브레이크 작동력 부족한 경우 브레이크 라인내의 압력이 소정의 압력에 도달하지 못하게 되어 이때는 작동유가 추가로 공급되어 항시 일정한 브레이크 작동상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 브레이크 페달(1)을 해방하면 제어부(30)는 밸브어셈블리(20)의 리턴유로를 개방하여 작동유가 리저브탱크(12)로 복귀하므로 브레이크가 해제되게 된다.

이에따라, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 파워스티어링용 유압장치(12, 14)를 활용하여 단순히 브레이크용 유압펌프(15)를 파워스티어링용의 펌프(14)와 병렬배치하는 것으로 브레이크 작동에 필요한 유압을 얻을 수 있으므로 종래의 부스터나 마스터 실린더 등의 별도의 브레이크용 유압장치를 설치할 필요가 없게 되어 자동차의 브레이크 시스템을 단순화하여 제조비절감은 물론, 자동차의 설계자유도 향상에도 기여할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 제어부(30)에 의해 브레이크 작동시 브레이크라인내의 압력이 일정하게 유지되도록 밸브어셈블리(20)를 제어하게 되므로 페달의 조작에 따라 일정한 제동력이 보장되어 브레이크 패드 등의 마모에 따른 제동력 부족 상태를 보완할 수 있다는 부수적인 효과도 있다.

또한, 제어부(30)에 의한 밸브어셈블리(20)의 제어방식을 다양하게 하여 ABS브레이크 등을 통합적으로 운영할 수 있는 등 다양한 방식으로 활용될 수도 있을 것이다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 통해 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (6)

1. 엔진에 의해 구동되는 유압펌프, 유압펌프로 작동유를 공급하는 리저브탱크, 유압펌프에 의해 휠실린더로 공급되는 작동유를 개폐하기 위한 밸브어셈블리, 및 밸브어셈블리를 제어하는 제어부로 구성되는 엔진구동식 브레이크 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유압펌프가 파워스티어링장치용 유압펌프와 병렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진구동식 브레이크 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 유압펌프가 엔진에 의해 구동하는 구동축과 단속가능하게 설치되어 제어부에 의해 연결이 단속되도록 구성한 것을 특징으로 하는 엔진구동식 브레이크 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압펌프가 파워스티어링용 펌프와 동일한 리저브탱크를 사용하는 것을 특징으로 하는 엔진구동식 브레이크 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는 페달의 회전각을 감지하는 페달회전각센서의 신호에 따라 밸브어셈블리의 개방시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진구동식 브레이크 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는 휠실린더를 향하는 브레이크라인의 압력을 감지하는 압력센서에 의해 브레이크라인내의 압력이 페달의 회전각에 따른 소정의 압력이 되도록 밸브어셈블리를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진구동식 브레이크 장치.