KR19990072094A - 브레이크모니터링시스템 - Google Patents

Abstract

브레이크 모니터링시스템(20)은 일반적으로 다수의 각 브레이크 액츄에이터(26)에 설치되는 다수의 브레이크 모니터를 포함구성한다. 각 브레이크 모니터는 일반적으로 브레이크 액츄에이터(26)상에서 스톤쉴드(56)에 관하여 움직이는 푸쉬로드(50)에 설치되는 슬리브(64)로 구성된다. 이 슬리브(64)의 이동은 스톤쉴드(56)에 관하여 움직이는데, 이는 브레이크 액츄에이터(26)의 스트로크를 측정한다. 이 정보는 각 브레이크의 조건을 결정하는 콘트롤러(28)에 RF 트랜스미터(63)를 거쳐 보내어진다.

Description

브레이크 모니터링 시스템

종래기술에서는 중화물 트럭, 기타 중차량에 에어브레이크 액츄에이팅시스템이 장비되었다. 이 에어브레이크 액츄에이팅 시스템은 공기를 서비스챔버로 보내어 제 1 방향으로 다이아프램을 움직이게 하는 것인데, 이 다이아프램을 움직이는데는 통상 푸쉬로드가 이용되고, 이는 차량브레이크를 액츄에이팅하는 연결구에 연결되었다. 비상용 챔버는 일반적으로 서비스챔버에 인접부착되었는데, 역시 푸쉬로드를 움직여 에어시스템이 실패할 경우 푸쉬로드를 움직이도록 작동되었다. 이 목적으로 고강도 스프링이 통상 비상용 챔버에 일체화되어 푸쉬로드를 액츄에이팅하는데, 에어라인에 문제가 있을 경우에 그러하였다. 스프링 또한 차량이 파킹할 때 푸쉬로드를 액츄에이팅하였다.

브레이크 액츄에이터는 푸쉬로드에 대해서는 미리 정해진 량의 소정의 이동량 또는 스트로크를 갖는다. 브레이크를 충분히 액츄에이팅하는데 필요한 푸쉬로드의 운동량은 브레이크 액츄에이터 스트로크내에 들어가도록 조심스럽게 모니터링되지 않으면 안된다. 종래기술은 브레이크시스템의 액츄에이션을 위한 과도한 푸쉬로드운동량을 가져오는 경험을 가지고 있다. 이 과도한 소요푸쉬로드운동은 여러 가지 요인중 어느 하나에 의해 생길 수 있다. 통상, 과도한 운동은 브레이크라이닝마모에 기인한다. 브레이크가 마모되면 푸쉬로드의 보다 많은 운동량이 브레이크를 액츄에이팅하게 하는데 필요하다. 또한, 연결구, 연결부 등에 브레이크 굽음 또한 브레이크 늘어짐, 또는 과도한 마모 등이 푸쉬로드연결부재들 사이에 생기고, 추가적인 푸쉬로드운동은 적절한 스트로크를 요한다. 이들 여러 가지 특징은 때로는 브레이크를 액츄에이팅하는데 필요한 푸쉬로드운동량을 필요한 푸쉬로드운동 또는 스트로크에 맞도록 하는 것인데 이 역시 바람직스럽지 못한 것이다.

종래기술은 푸쉬로드운동량을 브레이크 액츄에이션동안 모니터(monitor)하려 해왔다. 그리고 이 과도한 푸쉬로드운동이 있을 때 작업자에게 어떤 신호를 주었다. 과도한 푸쉬로드운동이 있는지의 여부는 브레이크액츄에이터의 설계된 스트로크, 또는 어림짐작한 스트로크에 의존하여 결정하였다. 더욱이, 슬랙조정기로 알려진 장치도 통상 푸쉬로드와 기초 브레이크사이에 배치하였다. 이 슬랙조정기는 브레이크시스템에서 슬랙보상을 위한 조정으로, 소정의 푸쉬로드운동을 줄여준다. 자동적인 슬랙조정기가 현재에도 기초 브레이크시스템을 자동적으로 조정하는데 유용하다.

그외에 전자적인 지시계 시스템이 제안된 바 있다. 그러나 여기에는 극복해야 할 여러 가지 장애가 있었다. 첫째는, 18-륜 차량에서의 각 브레이크 액츄에이터에 전자인디케이터를 출력(powering)케 하고 모니터링(monitoring)하는 것이 고가의 비용을 요하였다. 이 고비용은 모든 전자인디케이터와 조합되는 모니터링장비의 비용을 초과할 정도로 차량에 부담을 주었다. 또한, 브레이크 액츄에이팅이 축적되면 콘트롤러에 브레이크 액츄에이터를 연결하는데 있어서의 유해한 환경이 이를 손상시킬 수 있었다.

또한, 트레일러는 물론 트랙터에는 여러 문제가 있다. 예컨데, 트랙터와 트레일러의 다수의 차축(axle)이 가변된다는 것이다. 각 차축은 스프링브레이크 액츄에이터나 서비스브레이크 액츄에이터를 포함구성한다. 효율을 위해, 단일 전자콘트롤러를 가지는게 바람직한데, 이는 그것이 설치되는 차량의 특수배치를 인정하기 위해서는 영구히 프로그램화 할 수 있기 때문이다.

(발명의 요약)

본 발명은 따라서 차량상에 있는 다수의 브레이크 액츄에이터의 각각에 설치되는 다수의 브레이크 모니터를 포함구성하는 브레이크 모니터링 시스템에 관한 것이다. 각 브레이크 모니터에는 적어도 하나이상의 마그넷 즉, 자석이 있고, 또한 마그넷센싱장치가 있는데, 이 장치는 브레이크액츄에이션동안 상대적으로 움직이며, 브레이크마모에 따라 증가되게 움직인다. 이 브레이크 모니터링 시스템은 또한 각 마그넷센싱장치로 부터의 신호를 받는 콘트롤러를 포함구성하고, 브레이크신호는 브레이크 액츄에이터가 운전자가 작동할 때 나타나며, 각 브레이크 액츄에이터로부터의 압력신호는 각 브레이크 액츄에이터에서 공기압이 미리 지정된 수준에 이를 때를 나타낸다.

각 마그넷트는 가급적 중공의 원통슬리브에 형성되어 있어 브레이크액츄에이터에서의 푸쉬로드에 설치된다. 푸쉬로드가 액츄에이팅됨에 따라, 슬리브는 다수의 스윗치에 관하여 움직이고 이 스윗치는 브레이크 액츄에이터의 스톤쉴드(stone shield)에 내장된다. 브레이크 액츄에이터가 작동됨에 따라 슬리브는 전자석센싱장치에 관하여 움직이고, 이에 따라 푸쉬로드의 이동이라는 신호지시를 발하게 된다.

일 실시예로서, 슬리브에는 슬리브에 부착되는 다수의 마그넷트가 있다. 다른 실시예에서는, 슬리브가 나이론기지에서 입자형을 구성하는 경우도 있다. 슬리브의 부위는 선택적으로 자화시키든가, 하나의 차축단부에서 다른 차축단부로 자화된다. 이 차축단부에서의 슬리브의 자화는 높고, 반대편차축단부를 직선적으로 감소시킨다. 홀효과(hall effect)장치는 스톤쉴드내에 설치되어 자장수준을 검출하고 푸쉬로드의 이동을 따라서 결정한다.

상술한 본 발명상의 다른 특징들은 통상의 지식을 가진 자에게는 보다 명확히 알 수 있도록 다음의 상세설명과 첨부된 도면에 의한 실시예에 의해 설명한다.

[최량의 실시예]

본 발명상의 브레이크 모니터링 시스템 20 은 트랙터 22 와 트레일러 24 와 같은 차량용으로 사용된다. 이 트랙터 22 트레일러 24 는 각기 다수의 브레이크 액츄에이터를 가지는데, 이들은 차량의 브레이크를 잘 알려진 방법으로 작동된다. 콘트롤러 28 는 각 트랙터 22 와 트레일러 24 에 설치되어 브레이크 액츄에이터 26 를 모니터링한다. 바람직하게는 콘트롤러 28 의 각각은 위성안테나( 트랙터 22 에서는 차량마이크로 콘트롤러 32, 트랙터 22 에 있는 헤드업 디스플레이 34 에 연결(연통)된다. 또한, 트레일러 24 상에 설치되는 콘트롤러 28 는 3색 LED 36 에 연결되는데, 이것은 트랙터 22 의 배향미러(rearview mirror) 에서 보이도록 트레일러 24 의 전면에 설치된다. LED 36 은 3색 LED 36 이 바람직스럽다. 즉, 녹색, 황색, 적색은 트레일러 24 에서의 브레이크가 안전상태에 있고, 또는 조정필요, 또는 위험상태라는 것을 각각 가리킨다.

모든 양 콘트롤러 28 로 부터의 정보는 브레이크 액츄에이터 26 의 작업을 고려한 것으로 헤드업 디스플레이(heads-up display)상에서 운전자와 연통된다. 또한, 양 콘트롤러 28 로부터의 모든 정보는 중심위치로 위성안테나 30 를 거쳐 연통된다. 예컨데 트랙터 22 와 트레일러 24 의 파견위치와 같은 것이다. 또한, 콘트롤러 28 로부터의 정보는 차량버스를 거쳐 차량마이크로 콘트롤러 32 에 연결된다. 또한, 콘트롤러 28 로 부터의 정보는 라디오신호나 이에 유사한 신호를 통해 이는 차량의 중량스테이션의 운전자에게 릴레이 가능하다. 운전중에는 차량의 중량을 연통하기 위한 이와 유사한 방법이 적용된다.

또한 LED 36 은 중화물 운전자에게는 가시적인데, 도로상에 예켄데, 경찰차와 같은 차량에게도 그러하다.

도 2 를 보면, 각 브레이크 액츄에이터 26 에 서비스챔버 42 가 포함구성되어 있다. 잘 알려진 바와 같이, 에어라인 44 을 통해 서비스챔버 42 속으로 들어가는 공기압은 푸쉬로드 50, 요오크 52 는 물론 다이아프램 46 의 하향운동을 만들므로써 브레이크를 작동케 한다. 압력스윗치 54 는 서비스챔버 42, 에어라인 44 에서 공기압을 측정한다. 바람직스러운 것은 압력스윗치 54 가 6 PSI 에서 스윗칭된다. 플라스틱모울딩된 스톤쉴드(plastic molded stone shield) 56 는 서비스챔버 42 에 설치된다. 푸쉬로드 50 는 이 스톤쉴드 56 를 통해 뻗기도 하고 수축되기도 한다. 이 스톤쉴드 56 에는 다수의 스윗치 가급적 상부스윗치 60, 하부스윗치 62 가 있다. 이 스윗치 60, 62 는 자석으로 동작되는 스윗치인데, 리드스윗치(reed switch) 또는 홀 효과 스읫치(Hall effect switch)가 그것으로서, 이들은 관련기술에서 잘 알려진 것들이다. 통상, 기계적으로 개폐되는데, 자계가 근접될 때 스윗칭된다. 이들 스윗치 60, 62 는 충분한 자계에 근접되면 닫히는 정상적인 열림스윗치이다.

각 스윗치 60, 62 가 각 브레이크 액츄에이터로 부터 단단한 전기와이어를 통하여 콘트롤러 28 에 연결가능하지만, 가급적 각 브레이크 액츄에이터 26 는 적어도 하나이상의 RF 트랜스미터 63 를 포함구성한다. 이 RF 트랜스미터는 단일칩 RF 트랜스미터 63 으로 되고, 이는 스윗치 60, 62 사이에서 스톤실드 56 에 내장된다. 이 트랜스미터 63 는 밧데리를 포함구성하는데 이는 브레이크 액츄에이터 26 의 그것보다 사용가능수명이 더 길다. 밧데리수명을 늘이기위해 트랜스미터 63 는 스윗치 60, 62, 54 의 어느 하나가 신호를 전달할 때 교체상태가 되는 일이 있을 경우 "슬립(sleep)"모드에 들어간다. 또한 RF 트랜스미터는 이와 달리 종래기술에서와 같이 수동형 트랜스미터(passive transmitter)로도 될 수 있다. 수동형 RF 트랜스미터 63 는 콘트롤러 28 또는 다른 소스로부터 전달된 RF신호를 통해 에너지를 받는다. 수동리시버(hand held receiver) 도 또한 RF 트랜스미터로 부터 브레이크액츄에이터의 조건을 고려하여 RF 신호를 받는데 사용되기도 한다.

각 브레이크 액츄에이터 26 에는 가급적 중공의 원통형 슬리브 64 가 포함구성되고, 나일론 6, 6 을 포함구성한다. 이 슬리브 64 에는 다수의 자석, 그 중에서도 상부자석 66, 중부자석 68, 하부자석 70 을 포함구성한다. 스윗치 60, 62, 자석 66, 68, 70 에 관한 상부, 하부 등의 용어는 도면상으로만 그런 것임을 말해 둔다. 브레이크 액츄에이터 26 는 서로 다르게 나올 수 있다. 또한 슬리브 64 는 가급적 슬리브 64 의 바깥쪽으로 뻗고 가급적 그 전체길이를 따라 축상으로 뻗는 키이 72 를 포함구성한다. 이 슬리브 64 는 슬리브 64 의 안쪽으로 뻗는 내벽 74 을 포함구성하고, 틈 75 을 형성한다. 이 슬리브 64 는 푸쉬로드 50 위로 습동되는데, 이는 내벽 74 이 푸쉬로드 50 에 당접할 때까지 그러하다. 다음, 요오크 52 가 푸쉬로드 50 속으로 나사가공되고, 이는 이것이 내벽 74 에 당접할 때까지 그러하며, 이로써 푸쉬로드 50 의 단부상에서 슬리브를 견고히 지지하여 주게 된다.원통형 스페이서들은 산업상 공통적으로 이용되는데 요오크 52 와 내벽 74 사이에 삽입하여 사용한다.

도 3 을 참조하면, 각 콘트롤러 28 는 하우징 76 을 포함구성한다. 이 하우징에는 다수의 LED 78 이 있고, 각 LED 는 트랙터 22 또는 트레일러 24 에서의 브레이크 액츄에이터 26 에 대응된다. 각 LED 78 는 3색 LED로서 천천히 또는 플래슁(flashing)으로 나타난다. 또는 여러 가지 조합된 색깔로 천천히 또는 플래슁으로 나타나기도 한다. 각 콘트롤러 28 는 다수의 소켓 79 을 포함구성하고 다수의 핀 81-85 을 가진 프로그래밍클립 80 을 수납하기 위해 5 개 정도를 가지는데, 그 중 일부는 다음에 설명하겠지만, 콘트롤러 28 를 프로그래밍하기 위해 선택적으로 파손되거나 제거된다. 이 콘트롤러하우징 76 에는 프로그래밍클립(programming clip) 80 을 지지하기 위한 리테이너클립 88 이 포함구성되는데, 한 번은 프로그래밍클립 80 이 소켓 79 속으로 삽입된다. 일단 삽입되면, 프로그래밍클립 80 은 콘크롤러하우징 76 으로부터 빠지지 않게되고, 이는 리테이너클립 88 또는 하우징 76 에 가시적인 손상을 주지않고는 결코 빠지지 않는다. 한편, 소켓 79 은 연결기에 배치되어 다수의 와이어로 콘트롤러 28 에 연결된다.

여러 가지 배치가 가능한 콘트롤러 28 를 공급하기 위해, 트랙터 22 또는 트레일러 24 의 어느것에든 설치하는 것을 포함하여, 프로그래밍클립 80 은 영구히 소켓 79 속으로 삽입되어 트랙터 22 든, 트레일러 24 든 차량에 설치되는 다수의 여러 가지 브레이크 액츄에이터 26 와 같이 콘트롤러 28 를 프로그래밍된다. 도 3a 는 핀 81∼85 의 세가지를 이용하는 한가지 방법을 콘트롤러 28 를 프로그래밍하기 위해 보여주고 있다. 예컨데 핀 1 81 은 콘트롤러 28 가 트랙터 22 또는 트레일러 24 어느쪽에 설치되는가를 알려 줄 수 있다. 다른 핀들은 얼마나 많은 차축이 차량에 있으며 이들 차축에 스프링브레이이크가 있는지 서비스브레이크가 있는지를 알려 줄 수 있다. 만일 핀이 소켓 79 에 삽입되면 콘트롤러 28 에 대한 인풋(input)과 그라운드사이에서 연결이 이루어지므로써 콘트롤러에 핀이 소켓 79 속으로 삽입되어 있음을 알려준다.

다른 한편, 만일 핀이 부러지면, 소켓 79 는 열린회로로 남게 되고, 이에 따라 콘트롤러 28 에 핀이 부러졌음을 알려준다. 이와 같은 방법으로 프로그래밍클립 80 은 영구적이고 비 이동적인 콘트롤러 28 프로그래밍방법을 제공할 수 있다. 이 콘트롤러 28 에는 또한 각 RF 트랜스미터 63 로부터 각 브레이크 액츄에이터 26( 도 2)에 관해 신호를 수납하는 RF 리시버 82 가 포함구성되어 있다.

도 4 에는 콘트롤러 28의 개략적인 그림이 나타나 있다. 이 콘트롤러 28 는 일반적으로 가급적 PIC 17C 42 로 되는 마이크로-콘트롤러 90 를 포함구성한다. 이 마이크로-콘트롤러 90 는 모든 스윗치 54, 60, 62 로부터 RF 리시버 82 를 통해 신호를 받으며, 콘트롤러 28 가 설치되어 있는 차량상의 모든 브레이크 액츄에이터 26 으로 부터도 신호를 받는다. 이 마이크로 콘트롤러 90 는 운전자가 파킹브레이크를 작동시킬 때 이를 지시하는 파킹 브레이크회로 94 로 부터 인풋을 받는다. 이 마이크로-콘트롤러 90 에는 정지램프회로 96 로 부터의 인풋을 포함구성한다. 이는 차량운전자가 브레이크페달을 밟을 때를 가리키는 것이다. 마이크로-콘트롤러 90 는 부스를 통해 LED 78 을 작동시키는 쉬프트레지스터(shift register) 98 에 연결된다. 브레이크조건을 가리키는 데이터는 소프트웨어를 통해 마이크로 콘트롤러 90 에서 데이터처리되는데, 또한 아웃풋(output)을 일련적으로 쉬프트레지스터 98 에 적절한 색깔과 적절한 상태(조건), 즉, 천천히 또는 플래싱 또는 꺼짐상태로 LED 98 을 작동시킨다.

마이크로-콘트롤러 90 는 차량부스 102 에 아웃풋을 포함구성하는데, 이는 SAE 통신표준 J1708 을 이용하여 한다. 이 마이크로-콘트롤러 90 에는 릴레이 드라이버(relay driver) 104 로 아웃풋을 포함구성한다. 이 릴레이 드라이버 104 는 브레이크에 위험상태가 있을 때 마이크로 콘트롤러 90 에 의해 작동된다. 이 릴레이드라이버 104 는 외부릴레이 106(점선도시)를 동작하기 위하여 이용되고 부저, 추가적인 라이트 등과 같은 부속품 108(점선도시) 을 작동시키는데 이용된다.

도 5 를 보면, 슬리브 64 가 일반적으로 중공의 원통형으로 이루어지는 나이론 6, 6 으로 되어있음을 알 수 있다. 이 슬리브 64 에는 또한 자석스트립 116 이 삽입되는 그 속으로 축상으로 뻗는 그루브홈 114 이 포함구성된다. 이 자석스트립 116 은 철과 같은 자화재료로 되어 있고 상부자석 66, 중부자석 68, 하부자석 70 의 3개의 자화부를 가진다. 도 5 에서와 같이, 자석 66, 68, 70 의 극성은 가급적 달리 하는데, 이는 각 자석 66, 68, 70 용 자계를 구별하여 제공하기 위함이다.

도 6 을 보면, 스톤쉴드 56 에는 상부스윗치 60, 하부스윗치 62, RF 트랜스미터 82 가 포함구성된다. 또한 이 스톤쉴드는 스윗치 60, 62 에 직경상 반대되는 곳에서 키이웨이(Keyway) 112 를 포함구성한다.

도 7 을 보면, 이 스톤쉴드 56 는 키이웨이를 가급적 포함구성한다. 이는 슬리브 64 상에서 키이 72 에 보완역할을 한다. 이 키이 72 와 키이웨이 112 는 자석 66, 68, 70 이 스윗치 60, 62 와 정렬되게 하여 준다.

또 다른 슬리브 122는 제 8 도에 도시되어 있다. 이 슬리브 122 는 나일론 6, 6 기지에서 페라이트입자를 구성한다. 이 슬리브 122 는 상부자석 124, 중부자석 126, 하부자석 128 을 형성하기 위해 선택적으로 자화된다. 이 슬리브 122 에는 또한 자석 124, 126, 128 에 직경상 반대되는 곳에 있는 키이 128 가 포함구성되기도 한다. 도 9 에서와 같이, 슬리브 122 는 선택적으로 다수의 희토류금속블럭 134 을 이용하여 선택적으로 자화된다. 자계쉴드 136 는 일반적으로 금속으로 구성되는데, 중공의 반원통형으로 되고, 다수의 잘린부분은 자화된 부위를 형성하기 위해 슬리브 122 위로 위치되어 슬리브 122 의 다른 부위가 자화됨을 방지한다. 도 10 에서와 같이, 다수의 자석 124, 126, 128 은 가급적 보다 구별가능한 자계를 제공하기 위하여 바꿀 수도 있는데, 자력으로 움직이는 스윗치 60, 62 에 의해 센싱(감지)된다.

슬리브 112 를 자화하기 위한 한가지 방법에서, 슬리브 112 는 푸쉬로드 50 에 부착되고, 다음 미리 지정된 거리로 서비스챔버 42 로부터 뻗는다, 희토류금속블럭 134 은 공구위로 재치되고 이는 자화된 부위 124, 126, 128 을 브레이크 액츄에이터 26 상의 서비스챔버 42 의 하우징 바닥에 관하여 위치된다. 이러한 방법은 푸쉬로드 50 상에서 바른 위치에서 자석 124, 126, 128 을 정확히 자화시켜준다.

도 11 을 참조하여 작용을 설명한다. 푸쉬로드 50 가 정지위치 또는 " 제로(0)스트로크"위치에 있게 되면, 중부자석 70 이 하부스윗치 62 에 인접위치된다. 이 제로스트로크위치에서는, 양 스윗치 60, 62 가 닫혀지고, 콘트롤러 28 에 푸쉬로드 50 이 제로스트로크위치에 있음을 알려준다. 파킹브레이크회로 94 로부터의 인풋과 같이, 정지램프회로 96, 압력스윗치 54, 콘트롤러 28 는 문제가 브레이크 액츄에이터 26 과 같이 존재하는지 여부를 결정한다. 예컨데, 파킹브레이크회로 94 또는 정지램프회로 96 가 운전자가 브레이크를 작동시키려 한다. 단 푸쉬로드 54 는 제 11 도에서 도시된 위치에 남게 되는 사실을 알려줄 때, 콘트롤러 28 는 수초 후에 브레이크 액츄에이터 26 에 에러가 발생되는 것을 가리켜준다.

도 12 는 브레이크 액츄에이터가 "5/8인치" 또는 "0.625 인치" (15.9mm) 스트로크조건에 있음을 나타낸다. 가급적, 상부스윗치 60, 하부스윗치 62 는 이 "5/8인치"의 간격 또는 공간을 가진다. 상부스윗치 60 와 하부스윗치 62 사이의 정확한 공간띄기는 브레이크 모니터링 시스템 20 이 설치되는 특수브레이크 액츄에이터 26 에 달려있다. 이 시스템에서, 푸쉬로드 50 가 전술한 "5/8인치"스트로크위치에 닿게 되면, 중부자석 68 에 의해 상부스윗치 60 는 열리고, 하부스윗치 62 는 닫히게 된다.

만일 압력스윗치 54 가 특수브레이크 액츄에이터 26 과 연설되면, 역시 서비스챔버 42 에서의 압력은 6 PSI 에 아직 닿지 않았음을 알려주고, 정지램프회로 96 는 운전자가 브레이크를 작동시키고, 콘트롤러 28 가 브레이크가 마모되었음을 알려 준다. 만일 브레이크가 마모되지 않았으면, 풋쉬로드 50 는 만일 푸쉬로드 50 가 "5/8 인치" 스트로크위치에 이르게 되면 서비스챔버 42 에서 6 PSI 만큼 공기압을 올리는데 충분한 저항에 부딪치게 된다. 이러한 상황(조건)은 다음 콘트롤러 28 에 의해 LED 헤드업 디스플레이 34, 차량 마이크로-콘트롤러 32, 그리고 위성안테나 30 에 지시된다.

또한, 만일 상부스윗치 60 이나 하부스윗치 62 중 어느 쪽이 열려있고 파킹브레이크회로 94 또는 스톱램프회로 96 어느쪽이든 열려있지 않을 때 브레이크가 동작되어야 하고, 콘트롤러 28 는 여러 가지 아웃풋장치에 드래깅 브레이크(dragging brake) 상황을 가리키지는 않는다.

도 13 은 초과 스트로크상태를 가리킨다. 이는 하부스윗치 62 가 열려있는 동안 상부스윗치 60 의 닫힘으로 콘트롤러 28 에 알리게 된다. 이러한 상황은 푸쉬로드 50 가 충분히 뻗어서 상부스윗치상에 상부자석 66 이 스윗치 할 때에만 일어난다. 콘트롤러 28 는 하부스윗치 62 가 1 초이상 열려있는 동안에는 상부스윗치가 60 가 닫히지 않는 한 초과 스트로크를 나타내지는 않는다. 명백한 것은 중부자석 68 과 상부자석 66 사이의 거리가 초과스트로크조건을 가리키는 스트로크거리를 결정하여야 한다는 것이다.

도 14 는 상부자석 66 이 계속적으로 하부스윗치 62 를 닫게 할 때의 초과스트로크 상태를 나타낸 것이다. 이 상황은 콘트롤러 28 에는 보다 심각한 초과스트로크상태를 가지는 상황이다.

콘트롤러 28 는 어떠한 에러도 잡기위해 프로그래밍하는데, 이 에러는 앞에서 에러가 연속적으로 없어지더라도 발생한다. 이 콘트롤러 28 는 다음 전력이 떨어지고, 예컨데 발화로 스윗치가 나가기 전에는 쉬지 않는다. 이는 운전자에게 에러가 헤드업디스플레이 34 , LED 36, LED 78 상에 충분히 운전자가 볼 수 있도록 나타나게 해준다. 선택사항으로서, 불휘발성 메모리뱅크(non-volatile memory bank)가 지나간 에러를 인식하는 정보를 유지하기 위해 또는 어떤 브레이크 액츄에이터링상에 반복적으로 일어나는 에러를 카운트하기 위해 마이크로-콘트롤러 90 에 추가된다.

또 다른 슬리브 150 와 스톤쉴드 152 는 제 15 도에 도시된 제 1-14 도 상의 브레이크 모니터링시스템에 이용되는데, 이 슬리브 150 는 일반적으로 제 8 도에서 도시된 그것과 동일하고, 나일론 6, 6 기지에 있는 페라이트입자로 구성된다. 이 슬리브 150 에는 슬리브 150 의 반경상, 안쪽으로 뻗는 내벽 154 가 포함되고 벌어진 틈(aperture) 156 을 형성한다. 이 슬리브에는 또한 스톤쉴드 152 에서 키이웨이 160 에 보완적인 키이 158 가 포함구성된다. 이 슬리브 150 에서의 차이점은 자화패턴이다. 도 15 의 그래프상으로 볼 수 있는 바와 같이, 키이 150 반대편의 슬리브의 부위는 인접그래프에 따라 자화된다. 이 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, 슬리브 150 에는 저부차축단부 162 에서 낮은 자화수준이 또한 상부 차축단부 164 에서는 높은 자화수준이 포함된다. 이 낮고 높은 슬리브 150 의 차축단부 사이의 자화수준은 계속적으로 거의 직선적으로 증가한다.

스톤쉴드에는 자계센서(magnetic field sensor)가 포함구성되고, 키이웨이 160 반대편의 슬리브 150 의 자화부에 인접위치된 홀 효과장치(hall effect device) 166 가 또한 포함구성된다. 제 1-14 도에서 나타나 있는 실시예에서 같은 방법이 설명되지만, RF 트랜스미터 168 는 홀효과장치 166 로 부터 신호를 보낸다. 홀효과장치는 잘 알려진 장치다. 일반적으로, 홀효과장치 166 의 아웃풋은 주위를 싸는 자계강도에 달려있다. 홀효과장치 166 에 의해 발생되는 신호는 따라서 슬리브 150 의 위치에 비례하고, 따라서 푸쉬로드 50 의 위치에도 비례한다. 신호조건 회로소자(signal conditioning circuitry), 예컨데 디지탈 컨버터에 대한 아날로그 등과 같은 것이 필요하고, RF 트랜스미터 168 가 홀효과장치 166 으로 생긴 신호를 보낼 수 있다. 콘트롤러 28 는 이와같이 푸쉬로드 28 와 슬리브 150 의 위치를 높은 정확도와 해법으로 결정할 수 있게 된다.

도 11∼14 에 도시된 각 조건들은 홀 효과장치 166 에 의해 발생되는 신호와 결합한다. 이와같이, 콘트롤러 28 는 점 A, B, C, D 가 홀 효과장치 166 에 인접위치되면, 결정할 수 있게 되는데 위 장치는 도 2 에서 도시된 슬리브 64 의 자석 66, 68, 70 에 대응된다. 또한, 콘트롤러 28 는 A, B, C, D 사이의 불특정다수의 위치를 결정할 수 있다.

콘트롤러 28 는 홀 효과장치가 슬리브 150 상의 점 A 에서 자계수준을 검출할 때 제로(0)스트로크위치를 지정한다. 이 콘트롤러 28 는 홀 효과장치 166 가 슬리브 150 상의 점 B 에서 자화수준을 검출할 때 "5/8인치" 스트로크조건을 결정한다. 이 콘트롤러 28 는 홀 효과장치 166 에 의해 슬리브 150 상의 점 C 에서 자화수준이 검출될 때의 제 1 초과 스트로크위치를 결정한다. 또한, 콘트롤러 28 는 홀 효과장치 166 가 슬리브 150 상의 점 D 에서 자화수준이 검출될 때의 제 2 초과스트로크위치를 결정한다. 제 1-14 도에 관하여 기재된 다른 스윗치 인풋조건과 조합하여, 여러 가지 조건과 경고가 콘트롤러 28 에 의해 발생된다. 또한, 다른 조건들이나 에러가 제 15 도에 나타나 있는 다른 슬리브 150 및 다른 스톤쉴드 152 를 이용하여 콘트롤러 28 에 의해 결정가능하다. 이와같은 방법으로 콘트롤러 28 는 움직임비율 등은 물론, 스톤쉴드 152 에 관하여 슬리브 150 의 불특정다수의 위치를 결정할 수 있다.

다른 슬리브 170 및 스톤쉴드 172 가 제 16 도에 도시되어 있는데, 이들은 스톤쉴드 172 에 관하여 슬리브 170 의 다수의 불특정위치를 검출할 수 있다. 이 슬리브 170 는 앞서의 실시예에서 설명한 바와 같은 방법으로 푸쉬로드 (도시안됨) 에 부착되는데, 이 슬리브 170 는 폴리우레탄, 나일론 6, 6 또는 기타 다른 공지의 재료로 만들어진다. 이 슬리브 170 에는 슬리브 170 를 따라 축상으로 뻗는 쐐기형의 키이 174 가 포함구성된다. 이 쐐기형 키이 170 는 제 1 축상단부에서 제 1 두께를 가지며, 계속적으로 증가되고, 거의 직선상으로 증가되며, 축상 제 2 단부에 대한 두께를 갖는다. 슬리브 170 는 잘 나타내기 위해 스톤쉴드에 관하여 180°회전시킨 것으로 나타냈음을 상기해야 할 것이다.

스톤쉴드 172 에는 슬리브 170 상에 키이 174 에 보완적인 키이웨이 176 가 포함구성되어 있다. 이 키이웨이는 일반적으로 키이 174 의 가장 넓은 위치에 충분히 적용할 수 있을 정도로 폭이 넓다. 그러나 플런저 178 는 키이웨이 176 속으로 뻗고 스프링 180 에 의해 주위와 편기한다.

작업중에는, 키이 174 는 플런저 178 에 인접된 키이웨이 176 에 위치된다. 슬리브가 스톤쉴드 172 를 통해 삽입되면, 플런저 178 는 슬리브의 축상이동에 비례하여 이동된다. 플런저 178 의 주변이동을 측정하면, 슬리브 170 의 축상이동이 푸쉬로드에 대응되어 결정된다.

도 17, 18 에 나타나 있는 플런저 178 의 이동량측정을 위한 한가지 기구가 도 17, 18 에 나타나 있다. 도시된 바와 같이, 플런저 178 에 접촉감지가변저항스트립(contact sensitive variable resistance strip) 184 와 접촉하는 핑거(finger) 182 가 포함구성된다. 이 가변저항스트립 184 은 방수되는 것으로 일반적으로 알려진 것이다. 일반적으로, 가변저항스트립 184 는 가변저항스트립 184 상에 있는 핑거 182 의 위치에 비례하여 신호를 발생한다. 가변저항스트립 184 로 부터의 신호는 앞서 말한 바와 같이 RF 트랜스미터를 거쳐 콘트롤러 28 (도 1) 에 보내진다. 통상의 기술로 알 수 있는 바와 같이, 여러 가지 조정회로소자(conditioning circuitry)가 필요하다. 예컨데, 디지탈콘버터에 대한 아날로그, 필터 등이 그것이다. 이 슬리브 170 와 스톤쉴드 172 는 도 16∼18 의 실시예에서 슬리브 170 의 축상이동을 결정하고 또한 스톤쉴드 172 에 관하여 푸쉬로드의 이동을 결정하는 단일한 영구적인 수단을 제공한다. 이 콘트롤러 28 (도 1)는 도 11∼14 에 도시된 각 조건들과 물론 이들 사이에서의 불특정다수의 위치를 결정한다. 이와 같은 방법으로 콘트롤러 28 는 도 1∼15 에 관하여 상세히 설명한 모든 조건들을 결정할 수 있다.

콘트롤러 28 는 마이크로-콘트롤러 98 를 이용하여 소프트웨어에서 브레이크 액츄에이터의 조건들을 감안하여 데이터처리를 하는 것으로 설명하였다. 조합로 조직(logic) 또는 다른 딱딱한 와이어로 된 회로소자(hard-wired circuitry) 역시 이용할 수 있음도 알아야 한다. 적외선 또는 다른 무선통신기구가 RF 트랜스미터가 물론 좋지만 RF 트랜스미터 대신 이용되기도 한다.

본 발명상의 설명, 예로 든 도면등은 본 발명의 일 실시예를 나타내기 위한 것이나, 본 발명의 정신이나 범위를 벗어나지 않는 한 여기에 특별히 설명하고 도시한 것이 아니더라도 본 발명에 속한 것이라 하겠다.

도 1 은 트랙터 또는 트레일러류에 설치되는 본 발명상의 브레이크 모니터링 시스템의 개략도이다.

도 2 는 도 1 의 브레이크 액츄에이터의 단면도이다.

도 3 은 도 1 의 콘트롤러의 사시도이다.

도 3a 는 도 3 의 콘트롤러의 프로그래밍챠트도이다.

도 4 는 도 3 의 콘트롤러의 개략도이다.

도 5 는 도 2 에서의 슬리브의 부분사시도이다.

도 6 은 도 2 에서의 스톤쉴드의 단면도이다.

도 7 은 도 6 에서의 스톤쉴드의 사시도이다.

도 8 은 도 2 에서의 브레이크 액츄에이터에 사용가능한 또 다른 슬리브의 사시도이다.

도 9 는 도 8 의 자화될 슬리브의 단부도이다.

도 10 은 도 9 의 슬리브와 자석의 사시도이다.

도 11 은 도 2 의 스톤쉴드와 슬리브의 확대도이다.

도 12 는 제 2 위치에서의 도 11 상의 슬리브 및 스톤쉴드이다.

도 13 은 제 3 포지션에서 도 11 의 슬리브 및 스톤쉴드이다.

도 14 는 제 4 포지션에서 도 11 의 슬리브 및 스톤쉴드이다.

도 15 는 도 2 의 브레이크 액츄에이터에 이용가능한 또 다른 제 2 슬리브와 또 다른 스톤쉴드의 단면도이다.

도 16 은 도 2 의 브레이크 액츄에이터에 이용가능한 제 3 슬리브 및 스톤쉴드의 사시도이다.

도 17 은 제 1 포지션에서 도 16 의 스톤쉴드의 단부도이다.

도 18 은 제 2 포지션에서 도 16 의 스톤쉴드이다.

본 발명은 개량된 브레이크 모니터링 시스템에 관한 것이다.

특히, 그 중에서도 본 발명은 트렉터나 트레일러류와 같은 차량용에 관한 것이다.

Claims (32)

1. 브레이크 액츄에이터의 작동중에 움직이는 브레이크구성품을 가지는 브레이크 액츄에이터와,

   상기 브레이크구성작동을 검출하고, 브레이크구성품의 정지위치로부터 초과스트로크위치로 연속적으로 브레이크구성품이 이동하는 것을 계속적인 신호로 발생시키는 센서(sensor)로 구성되는 차량브레이크 모니터(A vehicle brake monitor)
2. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이크구성품에 슬리브가 부착되고, 상기 센서는 상기 슬리브의 운동을 검출하는 차량브레이크 모니터.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 슬리브는 적어도 부분적 이상으로 자화되는 차량브레이크 모니터.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 슬리브는 상기 자화부의 제 1 축상단부로부터 상기 자화부의 제 2 축상단부로 가변되는 자화수준을 가지는 자화부를 포함구성하는 차량브레이크 모니터.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 자화부는 상기 제 1 축상단부로부터 제 2 축상단부로 연속적으로 가변되는 차량브레이크 모니터.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 자화부는 상기 제 1 축상단부로 부터 제 2 축상단부로 직선적으로 가변되는 차량브레이크 모니터.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 센서는 자석감지장치인 차량브레이크 모니터.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 센서는 홀 효과장치인 차량브레이크 모니터.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 센서는 상기 브레이크 액츄에이터에서 스톤쉴드에 설치되는 차량브레이크 모니터.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 센서는 상기 신호를 전달하는 RF 트랜스미터를 포함구성하는 차량브레이크 모니터.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 슬리브는 물리적으로 상기 센서와 접촉하는 차량브레이크 모니터.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 슬리브는 상기 키이의 축상길이를 따라 가변하는 칫수를 가진 키이를 포함구성하고, 상기 센서는 상기 키이의 칫수를 감지하기 위한 기구를 포함구성하는 차량브레이크 모니터.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 센서는 상기 키이에 대하여 편기하는 플런저를 포함구성하고, 상기 슬리브의 축상이동은 상기 플런저의 이동을 일으키며, 상기 센서는 상기 플런저의 이동에 기한 신호를 발하는 차량브레이크 모니터.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 키이는 계속적으로 가변되는 폭을 가지는 차량브레이크 모니터.
15. 브레이크 액츄에이터와;

    상기 브레이크 액츄에이터의 정지위치(rest position)를 가리키는 정지신호를 발생시키며 상기 브레이크 액츄에이터와 연설되는 센서와 ;

    상기 브레이크 액츄에이터를 운전자가 작동시킴에 따른 브레이크 신호를 발생시키는 브레이크회로와 ;

    상기 센서로부터 신호를 받고, 상기 브레이크회로로부터 상기 브레이크신호를 받는 콘트롤러와 ;

    상기 브레이크 액츄에이터가 상기 정지위치에 있지 않은 것과 상기 브레이크회로가 상기 브레이크신호를 발생시키지 않는 것을 상기 센서가 가리킬 때 드래깅 브레이크 상태 (dragging brake condition)를 알려주는 상기 콘트롤러

    와로 구성되는 차량브레이크 모니터링 시스템 ( A vehicle brake monitoring system)
16. 브레이크 액츄에이터와 ;

    상기 브레이크 액츄에이터와 연설되고, 또한 상기 브레이크 액츄에이터의 미리 지정된 스트로크 거리에 기하여 신호를 발생시키는 센서와 ;

    상기 브레이크 액츄에이터에서 공기압이 미리 정해진 레벨에 도달될 때 압력신호를 발생시키는 압력스윗치와;

    상기 센서로부터 신호를 받고, 상기 압력신호를 받는 콘트롤러와;

    상기 브레이크 액츄에이터가 상기 미리 지정된 스트로크거리로 움직이고 또한 상기 압력스윗치는 상기 압력신호를 발생시키지 않는 것을 상기 센서가 가리킬 때 마모된 브레이크조건을 알려주는 상기 콘트롤러

    와로 구성되는 차량브레이크 모니터링 시스템.
17. 다수의 브레이크 액츄에이터의 조건을 나타내는 다수의 신호를 받는 기구와;

    상기 다수의 신호를 분석하고 상기 분석에 기하여 경고를 발하는 기구와 ;

    상기 차량의 브레이크 액츄에이터의 미리 지정된 다수의 배치위치중 하나로 부터 상기 신호를 인식하기 위해 상기 콘트롤러를 선택적으로 프로그래밍하는 기구

    로 구성되는 차량브레이크 모니터링 시스템용 콘트롤러 ( A controller for a vehicle brake monitoring system)
18. 제 17 항에 있어서, 상기 기구는 선택적으로 프로그래밍하기 위한 것으로 소켓속으로 삽입가능한 프로그래밍클립을 구성하고, 상기 프로그래밍클립은 물리적조건을 가진 다수중 하나에 선택적으로 물리적으로 가변가능하게 되며, 각 물리적 조건은 상기 미리 지정된 브레이크 액츄에이터의 배치의 하나와 연설되며, 상기 소켓은 상기 프로그래밍클립의 물리적조건의 신호지시를 발생시키는 콘트롤러.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 프로그래밍클립은 다수의 핀을 가지고, 상기 핀은 상기 프로그래밍클립의 상기 물리적인 조건을 변경하기 위하여 선택적으로 파손되도록 한 콘트롤러.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 미리 지정된 배치에는 다수의 브레이크 액츄에이터와 일정타입의 상기 브레이크 액츄에이터를 포함구성하는 콘트롤러.
21. 브레이크 액츄에이터의 작동중에 움직이는 브레이크구성품을 가지는 브레이크 액츄에이터와 ;

    3개이상의 자석과 ;

    제 1 자석센서, 제 2 자석센서는 각각 상기 자석의 하나가 있거나 없거나를 가리키는 신호를 발생시키는 제 1 및 제 2 자석센서와 ;

    상기 브레이크구성품을 통로를 따라 움직이도록 설치된 하나의 상기 자석과 자석센서와, 상기 통로에 인접설치된 다른 자석센서와 자석과;

    상기 브레이크구성품이 정지위치에 있을 때 상기 신호를 발생시키는 제 1 및 제 2 자석센서와 ;

    상기 브레이크구성품이 제 1 작동위치에 있을 때 상기 신호를 발생시키는 제 1 자석센서와 상기 신호를 발생시키지 않는 제 2 자석센서와 ;

    상기 브레이크구성품이 제 2 작동위치에 있을 때 상기 신호를 발생시키는 제 2 자석센서와 상기 신호를 발생시키지 않는 제 1 자석센서와 ;

    로 구성되는 차량브레이크 모니터링 시스템.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 브레이크 액츄에이터를 작동시키기 위하여 운전자의 의도에 따라 브레이크신호를 발생시키는 브레이크 회로와,

    상기 자석센서로부터 상기 신호를 받고, 상기 브레이크회로로부터 상기 브레이크신호를 받는 콘트롤러와,

    상기 하나이상의 제 1 및 제 2 자석센서가 상기 제 1 및 제 2 브레이크회로가 상기 브레이크신호를 발하지 않을 때 드래깅 브레이크조건은 상기 브레이크신호를 발하지 않는 것을 지시하는 상기 콘트롤러와로 구성되는 차량브레이크 모니터링 시스템
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 브레이크 액츄에이터에서 공기압이 미리 지정된 수준에 달할 때 압력신호를 발하는 압력스윗치와 ;

    상기 제 1, 제 2 자석신호로부터 신호를 받고, 또한 상기 압력신호를 받는 콘트롤러와 ;

    상기 제 1, 제 2 자석센서중 하나가 상기 신호를 발하고, 다른 것은 신호를 발하지 않으며, 상기 압력스윗치는 상기 압력신호를 발하지 않을 때 마모된 브레이크 조건을 지시하는 상기 콘트롤러

    와로 구성되는 차량브레이크 모니터링 시스템.
24. 다수의 브레이크 액츄에이터와 ;

    상기 각 브레이크 액츄에이터에 연설되고, 상기 각 센서는 상기 연설된 브레이크 액츄에이터의 조건을 가리키는 신호를 발하며 또한 각 센서는 상기 신호를 전달하는 무선트랜스미터를 포함구성하는 브레이크 액츄에이터와 연설되는 센서와,

    상기 센서로부터 신호를 받는 무선리시버를 가지고, 상기 콘트롤러는 상기 센서로부터 상기 신호에 기하여 경고를 발하는 콘트롤러

    와로 구성되는 차량브레이크 마모 경고 시스템 (A vehicle brake wear warning system)
25. 제 24 항에 있어서, 상기 무선트랜스미터는 RF 트랜스미터로 되고, 상기 무선리시버는 RF 리시버로 되는 차량브레이크 마모 경고 시스템
26. 제 25 항에 있어서, 상기 RF 트랜스미터는 수동적인 차량브레이크 마모 경고 시스템
27. 상기 브레이크 액츄에이터의 작동중 움직이는 브레이크 구성품을 가지는 브레이크 액츄에이터와 ;

    폴리머기지에서 자화된 입자로 구성되는 자석과 ;

    상기 자석의 상대적인 움직임을 검출하고, 상기 자석의 하나와 상기 브레이크구성품과 같이 움직이도록 설치되는 상기 센서와, 상기 브레이크구성품의 이동을 가리키는 신호를 발하는 센서

    와로 구성되는 차량브레이크 모니터 ( A vehicle brake monitor )
28. 제 27 항에 있어서, 상기 자석은 상기 브레이크구성품에 부착되는 슬리브로 구성되는 차량브레이크 모니터.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 브레이크구성품은 푸쉬로드인 차량브레이크 모니터.
30. 제 28 항에 있어서, 상기 슬리브는 상기 자화부위의 제 1 축상단부로부터 상기 자화부위의 제 2 축상단부로 가변되는 자화수준을 가지는 자화된 부위로 구성되는 차량브레이크 모니터.
31. 제 30 항에 있어서, 상기 자화부위는 상기 제 1 축상단부로 부터 상기 제 2 축상단부로 가변되는 차량브레이크 모니터.
32. 제 31 항에 있어서, 상기 자화부위는 상기 제 1 축상단부로 부터 상기 제 2 축상단부로 직선적으로 가변되는 차량브레이크 모니터.