KR20030006386A - 자동차의 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 브레이크 장치에 관한 것으로, 제동시 브레이크 장치에서 발생되는 이상진동의 징후를 감지하고서 마스터 실린더로부터 캘리퍼 조립체로 공급되는 제동압력을 순간적으로 낮춰 저더현상이 발생되는 조건을 순간적으로 변화시킴으로써 저더현상의 발생을 최소화시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 제동시 브레이크계통과 조향계통에서 발생하는 이상진동의 징후를 검출하는 이상진동 검출수단과, 이 이상진동 검출수단으로부터 이상진동의 징후가 검출되는 경우에 브레이크계통으로 공급되는 제동압력을 일시적으로 감소시키는 제동압력 조절수단을 포함하되, 상기 제동압력 조절수단은 주행중 입력되는 차속신호에 대한 회전주파수와 상기 이상진동 검출수단으로부터 입력되는 캘리퍼 조립체(16)의 진동 및 조향컬럼(22)의 시미 진동주파수를 비교하여 서로 일치하는 경우에 저더현상을 판단하여 제동압력을 저하시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 브레이크 장치{brake system for an automotive vehicle}

본 발명은 자동차의 브레이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는

주행중 제동시 브레이크 계통에서 발생되는 이상진동의 징후를 감지하고서 제동압을 순간적으로 감압시킴으로써 저더현상의 발생을 최소화시킬 수 있도록 하는 자동차의 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 풋브레이크(Foot Brake)와, 주차시 사용하는 주차브레이크(Parking Brake)로 구분되어지는 바, 상기 풋브레이크는 유압식을 주로 사용하고 있으며 주차브레이크는 기계식인데, 상기 풋브레이크는 통상 브레이크드럼 또는 디스크로터 등에 마찰재를 밀어 붙여 발생되는 마찰력을 이용하여 제동력을 얻는 것으로, 이는 차실내에서 운전자가 브레이크페달을 밟아 가압함으로써 이루어지는 한편, 상기 주차브레이크는 추진축에 장착된 브레이크드럼을 제동하거나 뒷바퀴를 제동하는 것이다.

한편, 종래 자동차의 주브레이크로서 유압을 이용한 유압식 디스크 풋브레이크는 도 1에 도시된 바와 같이, 제동시 운전자로부터 브레이크 페달에 가해지는 답력을 배가시키도록 동작되는 브레이크 부스터(10)와, 이 브레이크 부스터(10)의 작동에 따라 제동유에 가압력을 가하도록 동작되는 마스터 실린더(12) 및, 이 마스터실린더(12)로부터 가압된 제동유를 유압관로(14)를 통해 공급받아 제동력을 발휘하도록 각 차륜에 설치된 캘리퍼 조립체(16)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 캘리퍼 조립체(16)는 각 차륜에 설치되어 주행시 고속으로 회전하는 디스크 로터(16a)와, 이 디스크 로터(16a)의 가장자리부위에 설치되어 제동시 이에 마찰력을 부여하는 브레이크 패드(16b) 및, 제동시 상기 브레이크 패드(16b)에 가압력을 전달하는 피스톤(16c)으로 이루어진다.

도면중 미설명 부호 12a는 마스터 실린더(12)로부터 각 차륜의 캘리퍼 조립체(16)로 제동유의 공급을 위해 유압관로(14)가 연결되는 송출포트이고, 18은 마스터 실린더(12)로 공급되는 제동유를 소정량 저장하는 오일저장탱크이다.

따라서, 제동시 운전자가 브레이크 페달을 가압하게 되면, 상기 브레이크 부스터(10)에서 이를 배가시켜 마스터 실린더(12)로 전달하게 되고, 이에 따라 마스터 실린더(12)에서는 제동유를 가압하여 유압관로(14)를 통해 캘리퍼 조립체(16)로 공급하게 되며, 그 결과 상기 캘리퍼 조립체(16)의 피스톤(16c)이 브레이크 패드(16b)를 가압하여 디스크 로터(16a)의 회전을 저지시키게 된다.

한편, 상기와 같은 브레이크 장치에서는 조향휠과 차체가 떨리는 이른 바 저더(judder)현상이 종종 발생되는 바, 이러한 저더현상은 크게 비제동시 상기 캘리퍼 조립체(16)내 디스크 로터(16a)의 런-아웃에 의해 디스크 로터(16a)와 브레이크 패드(16b)의 이상접촉으로 기인되는 디스크 두께 변형(DTV;disc thickness variation)의 발생으로 야기되는 콜드저더와, 제동시 상기 캘리퍼 조립체(16)내 디스크 로터(16a)와 브레이크 패드(16b) 사이의 접촉에 따른 열발생으로 기인되는 디스크 열변형의 발생으로 야기되는 하이스피드저더로 구분된다.

여기서, 하이스피드저더는 도 2에 도시된 바와 같이 고속 주행중 급작스런 제동이나 일반 제동시 브레이크 토오크 변화(brake torque variation)에 의해서 너클의 진동이 현가장치 또는 차체로 전달되어, 이 진동이 조향계통의 조향휠의 진동으로 운전자에게 전달하는 것이며, 종국에는 이러한 진동은 차체와 공진하여 소음을 유발하게 된다.

또한, 콜드저더는 도 3에 도시된 바와 같이 디스크 로터(16a)의 가공상의 문제로 정위치를 벗어나는 런-아웃("X"만큼 정위치에 벗어나는 것임)이 발생되는 경우에 상기 디스크 로터(16a)와 브레이크 패드(16b) 사이의 이상접촉으로 기인되는 것이다.

그런데, 상기와 같이 브레이크 장치에서 발생되는 저더현상을 줄이고자 하는 방안으로, 먼저 콜드저더를 줄이기 위해서는 비제동시 디스크 로터(16a)와 브레이크 패드(16b) 사이의 접촉을 최소화시키는 방안이 우선적이고, 하이스피드저더의 경우에는 제동시 발생되는 마찰열을 최대한 빠르게 외부로 방출시키거나 상기 디스크 로터(16a)와 브레이크 패드(16b)의 열용량을 증대시켜 디스크 로터(16a)의 열변형을 최대한 억제시키는 것이 우선적이었다.

그러나, 상기와 같은 대응방안에서는 디스크 로터(16a)의 마모를 없애거나 진동전달경로의 차단시켜 원천적으로 진동이 운전자에게 전달되는 것을 방지하는것이 있으나, 이는 쉽지 않은 것임은 물론, 상기 디스크 로터(16a)의 가공상 및 조립상의 어려움과 열용량의 증대를 위한 새로운 설계가 수반되어야 하는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 제동시 브레이크 장치에서 발생되는 이상진동의 징후를 감지하고서 마스터 실린더로부터 캘리퍼 조립체로 공급되는 제동압력을 순간적으로 낮춰 저더현상이 발생되는 조건을 순간적으로 변화시킴으로써 저더현상의 발생을 최소화시킬 수 있도록 하는 자동차의 브레이크 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제동시 브레이크계통과 조향계통에서 발생하는 이상진동의 징후를 검출하는 이상진동 검출수단과, 이 이상진동 검출수단으로부터 이상진동의 징후가 검출되는 경우에 브레이크계통으로 공급되는 제동압력을 일시적으로 감소시키는 제동압력 조절수단을 포함하되, 상기 제동압력 조절수단은 주행중 입력되는 차속신호에 대한 회전주파수와 상기 이상진동 검출수단으로부터 입력되는 캘리퍼 조립체의 진동 및 조향컬럼의 시미 진동주파수를 비교하여 서로 일치하는 경우에 저더현상을 판단하여 제동압력을 저하시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 브레이크 장치의 개략적인 구성을 도시한 상태도.

도 2는 도 1에 도시된 캘리퍼 조립체의 제동시 동작상태를 도시한 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 캘리퍼 조립체가 제동시 저더현상을 일으키는 상태를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 브레이크 장치의 개략적인 구성을 도시한 상태도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-브레이크 부스터12-마스터 실린더

14-유압관로16-캘리퍼 조립체

16a-디스크 로터16b-브레이크 패드

16c-피스톤20,24-진동측정기구

22-조향컬럼26-제어유니트

28-유압유니트

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 브레이크 장치의 개략적인 구성을 도시한 상태도인바, 본 발명의 상세한 기술을 위해 브레이크 장치의 주요부품은 도 1에 도시된 것을 참조로 하여 설명한다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 제동시 운전자로부터 브레이크 페달에 가해지는 답력을 배가시키도록 동작되는 브레이크 부스터(10)와, 이 브레이크 부스터(10)의 작동에 따라 제동유에 가압력을 가하도록 동작되는 마스터 실린더(12) 및, 이 마스터 실린더(12)로부터 가압된 제동유를 유압관로(14)를 통해 공급받아 제동력을 발휘하도록 각 차륜에 설치된 캘리퍼 조립체(16)를 포함하는 브레이크 장치에 있어서, 제동시 이상진동의 징후를 검출하는 이상진동 검출수단과, 상기 캘리퍼 조립체(16)로 공급되는 제동압력을 순간적으로 감소시키도록 제어하는 제동압력 조절수단을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 이상진동 검출수단은 제동시 캘리퍼 조립체(16)에서 발생되는 이상진동의 징후를 검출하는 진동측정기구(20)와, 제동시 조향계통의 조향컬럼(22)상에서 발생되는 이상진동의 징후를 검출하는 진동측정기구(24)로 이루어진다.

그리고, 상기 제동압력 조절수단은 제동시 상기 마스터 실린더(12)로부터 캘리퍼 조립체(16)내 피스톤(16c)으로 공급되는 제동압력을 조절하는 유압유니트(28)의 출력액압을 제어하는 제어유니트(26)로 이루어지는 바, 이 제어유니트(26)는 상기 진동측정기구(20,28)로부터 입력되는 신호에 통해 저더현상의 유발여부를 알리는 이상진동의 징후를 판단하도록 되어 있다.

즉, 상기 제어유니트(26)는 통상적으로 입력받는 차속신호와 함께 상기 진동측정기구(20,28)로부터 입력받는 캘리퍼 조립체(16)의 진동 및 조향컬럼(22)의 시미 진동주파수를 계산하여 차량의 속도에 대한 회전주파수와 일치하는 경우에 차량에 저더현상이 발생된다고 판단하게 된다.

한편, 상기 제어유니트(26)는 상기와 같은 과정을 통해 저더현상이 발생되었다고 판단하는 경우에 상기 유압유니트(28)의 제어신호를 출력하게 되는 데, 이때 상기 제어유니트(26)는 유압유니트(28)에 마스터 실린더(12)로부터 캘리퍼 조립체(16)로 공급되는 제동압력을 일시적으로 저하시키는 신호를 출력하게 되는 것이다.

도면중 미설명 부호 30은 상기 캘리퍼 조립체(16)와 유압유니트(28) 사이에 설치된 유압관로이다.

따라서, 상기 브레이크 장치에서는 유압의 변화를 초래하게 되고, 이는 브레이크 장치의 내부환경을 변화시키게 되며, 이로 인해 제동시 발생되는 저더현상은 최소화될 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 브레이크 장치에서 저더현상의 유발을 추론할 수 있는 이상진동의 징후를 검출되는 경우에 있어 상기 제어유니트(26)가 유압유니트(28)에 출력하는 제동압력의 저하신호는 일시적인 것이므로, 제동성능에도 하등의 영향을 미치지 않은 수준임은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 브레이크 장치에 의하면, 제동시 브레이크계통과 조향계통에 발생되는 이상진동의 징후를 이상진동 검출수단을 매개로 검출하고서 제동압력 조절수단을 통해 브레이크계통으로 공급되는 제동압력을 효과적으로 제어하여 제동환경을 일시적으로 변화시킴으로써, 브레이크계통에서 유발되는 저더현상을 최소한으로 줄일 수 있게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 제동시 브레이크계통과 조향계통에서 발생하는 이상진동의 징후를 검출하는 이상진동 검출수단과, 이 이상진동 검출수단으로부터 이상진동의 징후가 검출되는 경우에 브레이크계통으로 공급되는 제동압력을 일시적으로 감소시키는 제동압력 조절수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이상진동 검출수단은 캘리퍼 조립체(16)에 설치되어 제동시 캘리퍼 조립체(16)에서 발생되는 이상진동을 검출하는 진동측정기구(20)와,

   조향계통의 조향컬럼(22)에 설치되어 제동시 조향컬럼(22)에서 발생되는 이상진동을 검출하는 진동측정기구(24)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제동압력 조절수단은 제동시 상기 마스터 실린더(12)로부터 캘리퍼 조립체(16)로 공급되는 제동압력을 조절하는 유압유니트(28)의 출력액압을 제어하는 제어유니트(26)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어유니트(26)는 주행중 입력되는 차속신호에 대한 회전주파수와 상기 진동측정기구(20,28)로부터 입력되는 캘리퍼 조립체(16)의 진동 및 조향컬럼(22)의 시미 진동주파수를 비교하여 서로 일치하는 경우에 저더현상을 판단하여 유압유니트(28)에 액압저하신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 장치.