KR20030028931A - 자동차의 보조제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 급제동시 타이어와 함께 노면과의 마찰면적을 증대시켜 제동거리가 단축되도록 하는 자동차의 보조제동장치에 관한 것이다. 브레이크 페달의 조작에 의해 온/오프되는 페달스위치와 휠의 회전속도를 측정하는 휠속도센서로부터 출력되는 신호가 급제동신호인 것으로 판단되면, 전자제어유니트는 후륜에 근접하여 설치된 제동부를 먼저 작동시키고, 전륜에 근접하여 설치된 상기 제동부를 나중에 작동시킴으로써 차체의 접지면적을 확대시킨다. 각 제동부는 차체에 회동가능하게 결합되는 회전샤프트, 회전샤프트에 설치되어 회전샤프트를 축으로 상하선회이동하는 한 쌍의 제동프레임, 제동프레임에 결합되어 제동프레임을 선회이동시키는 구동부, 회전샤프트에 설치되어 제동프레임을 노면으로부터 이격시키는 리턴스프링 및 각각의 제동프레임의 저면에 착탈가능하게 부착되는 마찰패드로 구성된다.

Description

자동차의 보조제동장치{Auxiliary Brake Apparatus For Vehicle}

본 발명은 자동차의 보조제동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급제동시 타이어와 함께 노면과의 마찰면적을 증대시켜 제동거리가 단축되도록 하는 자동차의 보조제동장치에 관한 것이다.

주행중인 차량의 감속, 정지 및 주차상태유지를 위해 자동차에는 제동장치가 장착되며, 이러한 제동장치는 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어, 그 에너지를 대기로 방출시켜 제동작용을 한다.

일반적으로 사용되는 유압식 제동장치는 브레이크 페달과, 브레이크 페달에 연결되어 페달 답력을 배가시키는 부스터와, 부스터에 연결되며 페달의 작동에 의해 유압을 발생시키는 마스터실린더와, 마스터실린더에 연결되어 프론트 및 리어 브레이크에 균일한 유압을 전달하는 오일분배기로 구성된다.

이와 같이 구성된 유압식 제동장치는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 브레이크 페달의 작동에 연동되어 부스터와 마스터실린더가 작동되고, 마스터실린더에 의해 발생된 유압이 오일분배기에 의해 균일하게 조절되어 프론트 및 리어 휠의 브레이크 실린더로 공급되어 브레이크 본체를 작동시킴으로써 차량을 제동하게 된다.

한편, 브레이크 본체는 휠 실린더, 브레이크 슈, 이들이 설치되는 백 플레이트 및 브레이크 드럼 등으로 구성되는 드럼식 브레이크와, 자동차의 휠과 함께 회전하는 디스크 플레이트의 양측에 마찰패드가 접촉되어 마찰됨으로써 제동하는 디스크식 브레이크가 있다.

이러한 제동장치에 있어서, 그 제동성능은 브레이크 페달의 압력, 휠 실린더의 균일한 제동압력, 브레이크 본체의 마찰력, 그리고 노면과 타이어의 마찰력과 접지면적 등에 의해 영향을 받는다.

그러나, 차량의 급제동시에는 운전자의 급조작에 의해 휠의 회전이 정지되더라도 타이어와 노면사이에서 슬립이 발생되어 차량의 제동거리가 길어지고, 이에 따라 선행차량과의 추돌이나 보행자를 치는 사고가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 급제동시 기존의 제동장치와 함께 작동하여 노면과의 마찰 및 접지면적을 증대시킴으로써 차량의 제동거리를 단축하고 사고발생을 줄일 수 있도록 하는 자동차의 보조제동장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 보조제동장치는 브레이크 페달, 브레이크 페달의 작동에 의해 유압을 발생시키는 마스터실린더 및 마스터실린더에서 발생된 유압에 의해 휠에 장착된 브레이크가 작동되어 제동작용을 하는 제동시스템을 구비한 자동차에 있어서, 브레이크 페달의 조작에 의해 온/오프되는 페달스위치와; 휠에 장착되어 휠의 회전속도를 측정하는 휠속도센서와; 페달스위치 및 휠속도센서와 전기적으로 접속되어 페달스위치 및 휠속도센서로부터 출력되는 신호가 급제동신호인지를 판단하는 전자제어유니트와; 그리고 전자제어유니트로부터 출력되는 급제동신호에 의해 작동되어 노면과 접촉마찰되어 차체의 접지면적을확대하는 적어도 하나이상의 제동부로 구성된다.

바람직하게는, 제동부는 자동차의 전륜 및 후륜과 근접되어 각각 독립적으로 동작하도록 한 쌍으로 설치된다.

전자제어유니트는 급제동신호로 판단하면, 후륜에 근접하여 설치된 제동부를 먼저 작동시키고, 전륜에 근접하여 설치된 제동부를 나중에 작동시킨다.

각 제동부는 차체에 회동가능하게 결합되는 회전샤프트, 회전샤프트에 설치되어 회전샤프트를 축으로 상하선회이동하는 한 쌍의 제동프레임, 제동프레임에 결합되어 제동프레임을 선회이동시키는 구동부, 회전샤프트에 설치되어 제동프레임을 노면으로부터 이격시키는 리턴스프링 및 각각의 제동프레임의 저면에 착탈가능하게 부착되는 마찰패드로 구성된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 보조제동장치가 장착된 제동시스템의 개략적인 유압회로도.

도 2는 본 발명에 따른 보조제동장치의 제동부의 사시도.

도 3은 도 2의 제동부의 측면도.

도 4는 도 2의 제동부의 작동상태를 보인 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 브레이크 페달 12: 마스터 실린더

13a: 전륜 13b: 후륜

20: 보조제동장치 21,22: 제동부

23: 회전샤프트 24: 제동프레임

24a: 슬롯 25: 마찰패드

26: 리턴스프링 27: 페달스위치

28: 휠속도센서 29: 전자제어유니트

30: 엑츄에이터 31: 유압실린더

32: 작동로드 32a: 접촉편

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 보조제동장치가 장착된 제동시스템의 개략적인 유압회로도이다.

이에 도시된 바와 같이, 제동시스템은 브레이크 페달(10)과, 브레이크 페달(10)에 연결되어 페달 답력을 배가시키는 부스터(11)와, 부스터(11)에 연결되며 페달(10)의 작동에 의해 유압을 발생시키는 마스터실린더(12)와, 마스터실린더(12)에서 발생된 유압에 의해 동작되어 휠의 디스크 또는 드럼과 접촉마찰되는 브레이크 본체(미도시)와, 급제동시 노면과 접촉마찰되어 차체의 접지면적을 확대하는 보조제동장치(20)로 구성된다.

보조제동장치(20)는 전륜(13a)과 후륜(13b)측에 근접되어 각각 독립적으로 동작하도록 설치된 한 쌍의 제동부(21,22)를 포함한다.

차체의 일측에는 운전자가 브레이크 페달(10)을 최대한 밟았을 때 페달(10)과 접촉되어 전기적인 신호를 발생하는 페달스위치(27)가 설치되어 있다. 휠에는 휠의 회전속도를 측정하는 휠속도센서(28)가 구비된다.

이들 페달스위치(27)와 휠속도센서(28) 및 제동부(21,22)는 전자제어유니트(29, ECU)에 전기적으로 접속된다. 즉, 페달스위치(27) 및 휠속도센서(28)로부터 출력되는 신호가 급제동신호인 것으로 판단되면, 전자제어유니트(29)는 즉시 제동부(21,22)를 작동시킴으로써 타이어와 함께 차량을 제동하도록 하여 제동거리를 단축시키게 되는데, 이는 후에 상세히 설명하기로 한다.

도 2와 도3은 본 발명에 따른 보조제동장치의 제동부의 사시도 및 측면도이다.

이들에 도시된 바와 같이, 각각의 제동부(21,22)는 차체에 회동가능하게 결합되는 회전샤프트(23), 회전샤프트(23)에 설치되어 회전샤프트(23)를 축으로 상하선회이동하는 한 쌍의 제동프레임(24), 제동프레임(24)에 결합되어 제동프레임(24)을 선회이동시키는 구동부(30), 각 제동프레임(24)의 저면에 착탈가능하게 부착되는 마찰패드(25)를 포함한다.

상기 한 쌍의 제동프레임(24)은 회전샤프트(23)의 좌우측에 대칭되도록 설치되고, 회전샤프트(23)에 감긴 리턴스프링(26)에 의해 비작동상태에서는 노면과 비접촉상태를 유지하게 된다.

각 제동프레임(24)은 대략 "ㄴ"자 형상으로 형성되고, 회전샤프트(23)보다 상측에 위치한 상부측에는 소정의 길이를 가지는 장공의 슬롯(24a)이 수직으로 관통형성되어 있다.

마찰패드(25)는 제동프레임(24)의 저면에 마모에 따른 교체 등을 위해 볼트 등의 수단으로 착탈가능하게 결합되어 노면과 접촉하게 되며, 바람직하게는 마찰계수가 크도록 설계된 러버재질로 형성된다.

구동부(30)는 제동유압에 의해 작동하는 엑츄에이터로 이루어진다. 엑츄에이터(30)는 유압실린더(31)와 유압실린더(31)로 공급/배출되는 유압에 의해 유압실린더(31)의 내외측으로 슬라이딩운동하는 작동로드(32)로 구성된다.

이러한 엑츄에이터(30)는 유압모터(미도시), 어큐뮬레이터(미도시) 및 압력 릴리프밸브(미도시)로 구성된 유압원에 의해 구동되며, 이 유압원은 브레이크 라인에 설치된 압력스위치(미도시)로부터 동작신호를 받는다.

작동로드(32)의 일단은 제동프레임(24)의 상부측에 형성된 슬롯(24a)에 삽입되고, 작동로드(32)의 외주면에서 유압실린더(31)와 제동프레임(24)의 사이에는 슬롯(24a)보다 크게 형성된 접촉편(32a)이 일체로 형성된다. 즉, 유압공급에 의해 작동로드(32)가 실린더(31)의 외측으로 이동하게 되면, 작동로드(32)는 제동프레임(24)의 슬롯(24a)을 소정길이만큼 통과하게 되고, 접촉편(32a)이 제동프레임(24)의 일면에 접촉됨으로써 제동프레임(24)을 회전샤프트(23)를 축으로 선회시키는 것이다.

이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 보조제동장치의 동작을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

진행중인 차량의 전방에 선행차량이나 보행자와 같은 장애물이 급작스럽게 나타나게 되면, 운전자는 브레이크 페달(10)을 최대한 밟음으로써 급제동을 하게 된다. 이 때, 페달스위치(27)가 브레이크 페달(10)에 접촉되어 온상태로 되면서, 휠속도센서(28)로부터 측정된 정보를 전자제어유니트(29)가 분석한다. 분석결과에 따라, 급제동상태인 것으로 판단되면, 전자제어유니트(29)는 브레이크 라인에 설치된 압력스위치에 전기적인 신호를 보내 유압원을 작동시킨다. 유압의 작용에 의해, 실린더(31)내의 작동로드(32)가 외측으로 이동하며, 작동프레임(24)의 상부에 형성된 슬롯(24a)을 통과하게 된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 작동로드(32)가 소정길이만큼 슬롯(24a)을 통과한 후, 작동로드(32)의 외주면에 형성되어 있는 접촉편(32a)이 제동프레임(24)의 일면에 접촉하여 회전샤프트(23)를 축으로 제동프레임(24)의 저면이 노면을 향하도록 함으로써, 제동프레임(24)의 저면에 부착된 마찰패드(25)가 노면에 닿도록 한다. 이에 의해, 노면과 마찰패드(25)사이에 커다란 마찰저항이 발생됨으로써 자동차의 제동거리를 단축시키게 된다.

이 때, 전자제어유니트(29)는 차량의 후륜(13b)측에 위치한 후방 제동부(22)를 먼저 작동시키고, 전륜(13a)측에 위치한 전방 제동부(21)를 나중에 작동시킨다. 이는 전방과 후방의 제동부(21,22)를 동시에 작동시키면, 차체가 노면으로부터 받는 충격이 너무 크기 때문이다. 더욱이, 급제동시에는 자동차의 하중대부분이 전륜(13a)의 차축에 집중되면서 자동차의 앞부위는 내려가고, 뒷부위는 위로 들리는 이른바 노스다이브(nose dive)현상이 발생한다. 따라서, 후륜(13b)과 노면사이의 마찰력이 감소되어 제동력이 떨어지게 되는데, 먼저 작동되는 후방 제동부(22)에 의해 노스다이브현상이 완화될 수 있게 되는 것이다.

한편, 급제동상황이 종료되어 운전자가 브레이크 페달(10)로부터 발을 떼면, 도 3에 도시된 바와 같이 작동로드(32) 및 이에 일체로 형성된 접촉편(32a)이 실린더(31)측으로 이동하게 되고, 이에 따라 회전샤프트(23)에 설치된 리턴스프링(26)의 작용에 의해 제동프레임(24) 및 마찰패드(25)는 노면으로부터 이격되며 차체에 밀착되게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 보조제동장치는 급제동시 기존의 제동시스템과 함께 작동함으로써 노면과의 마찰 및 접지면적을 증대시켜 제동거리 및 제동시간의 단축과 그에 따른 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 브레이크 페달, 상기 브레이크 페달의 작동에 의해 유압을 발생시키는 마스터실린더 및 상기 마스터실린더에서 발생된 유압에 의해 제동작용을 하도록 휠에 장착된 브레이크 본체로 이루어진 제동시스템을 구비한 자동차에 있어서,

   상기 브레이크 페달의 조작에 의해 온/오프되는 페달스위치와;

   상기 휠에 장착되어 상기 휠의 회전속도를 측정하는 휠속도센서와;

   상기 페달스위치 및 상기 휠속도센서와 전기적으로 접속되어 상기 페달스위치 및 상기 휠속도센서로부터 출력되는 신호가 급제동신호인지를 판단하는 전자제어유니트와; 그리고

   상기 전자제어유니트로부터 출력되는 급제동신호에 의해 작동되어 노면과 접촉마찰되어 차체의 접지면적을 확대하는 적어도 하나이상의 제동부로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 보조제동장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제동부는 상기 자동차의 전륜 및 후륜과 근접되어 각각 독립적으로 동작하도록 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 보조제동장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 전자제어유니트는 급제동신호로 판단하면, 상기 후륜에 근접하여 설치된 상기 제동부를 먼저 작동시키고, 상기 전륜에 근접하여 설치된 상기 제동부를 나중에 작동시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 보조제동장치.
4. 제 2항에 있어서,

   각각의 상기 제동부는 차체에 회동가능하게 결합되는 회전샤프트, 상기 회전샤프트에 설치되어 상기 회전샤프트를 축으로 상하선회이동하는 한 쌍의 제동프레임, 상기 제동프레임에 결합되어 상기 제동프레임을 선회이동시키는 구동부, 상기 회전샤프트에 설치되어 상기 제동프레임을 노면으로부터 이격시키는 리턴스프링 및 각각의 상기 제동프레임의 저면에 착탈가능하게 부착되는 마찰패드로 구성되며,

   상기 회전샤프트보다 상측에 위치한 상기 제동프레임의 상부에는 소정의 길이를 가지는 장공의 슬롯이 수직으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 보조제동장치.
5. 제 4항에 있어서,

   각각의 상기 구동부는 유압실린더와 상기 유압실린더로 공급/배출되는 유압에 의해 상기 유압실린더의 내외측으로 슬라이딩운동하는 작동로드로 구성된 엑츄에이터로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 보조제동장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 작동로드의 일단은 상기 제동프레임의 상기 슬롯에 삽입되고, 상기 작동로드의 외주면에서 상기 유압실린더와 상기 제동프레임의 사이에는 상기 슬롯보다 크게 형성된 접촉편이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 보조제동장치.