KR20040051851A - 자동차의 비상제동장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 비상제동장치 및 방법에 관한 것으로, 브레이크페달의 작동 회전각을 검출하는 브레이크페달센서(1)와, 마스터실린더(2)에서 전륜(3) 및 후륜(4)으로 연결되는 제1,2브레이크유압라인(5,6)상에 각각 장착되어 라인압을 검출하는 제1,2압력센서(7,8)와, 상기 전륜(3) 및 후륜(4)의 회전속도를 검출하는 다수개의 속도센서(9)와, 상기 브레이크페달센서(1) 및 제1,2압력센서(7,8)의 신호를 전달받아 제1,2브레이크유압라인(5,6)의 파열상태를 판별하는 ECU(11)와, 주차브레이크시스템을 구성하는 파킹케이블(12)과 연결되도록 구성되면서 상기 ECU(11)의 제어에 따라 발생되는 보조유압을 이용해 파킹케이블(12)을 작동시켜 후륜(4)에 제동력을 발생시키는 보조제동력발생수단(20)으로 구성되어져, 주행중 브레이크유압라인(5,6)의 파열로 인해 주브레이크시스템의 작동이 이루어지지 않을 때 후륜(4)에 발생되는 비상제동력을 이용해 안전하게 정지할 수 있게 됨으로써, 교통사고의 발생을 미리 예방할 수 있도록 된 것이다.

Description

자동차의 비상제동장치 및 방법{emergency break system and method of vehicle}

본 발명은 자동차의 비상제동장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 주행중인 상태에서 브레이크유압라인의 파열로 인해 주브레이크의 작동이 이루어지지 않을 때 후륜에 발생되는 보조제동력을 이용해 차량을 안전하게 정지시킬 수 있도록 된 자동차의 비상제동장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제동장치(break system)란 주행하는 자동차에 제동력을 발생시켜 자동차가 스스로 움직이지 않도록 하는 장치로서, 보통 주행시 주로 사용하는 주브레이크와 주정차시 사용하는 주차브레이크로 분류된다.

여기서, 상기 주브레이크에는 브레이크페달의 조작에 따라 발생된 유압을 매개로 제동력을 발생시키는 유압식 브레이크가 있으며, 이의 작동과정은 다음과 같다.

즉, 운전자가 브레이크페달을 밟아주게 되면 페달의 밟는 힘이 마스터실린더에 의해 유압으로 전환되면서 브레이크파이프와 오일분배기 및 브레이크호스등을 통해 브레이크본체로 공급되게 되고, 상기 브레이크본체로 공급된 유압은 브레이크슈 또는 브레이크패드를 드럼이나 디스크로 압착시킴으로써 그 마찰력에 의한 제동력을 발생시켜 주행중인 자동차가 정지하게 되는 것이다.

또한, 상기의 주차브레이크는 주행중인 자동차의 정지후 운전자가 주차브레이크레버를 조작하게 되면, 후륜의 브레이크드럼에 슈우가 밀착되면서 이때에 발생되는 마찰력을 이용해 후륜을 제동하게 됨으로써 주차브레이크의 조작이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 차량의 주행중 주브레이크가 파열되어 작동이 불능상태에 이르게 되면, 보통 경력이 있는 운전자들은 변속단을 저속으로 낮추면서 주차브레이크를 사용하여 비상제동을 실시하게 되지만, 차량에 대한 지식이 적은 여성운전자나 또는 초보 운전자일수록 주차브레이크를 이용한 비상제동을 실시하지 못하는 상황이 종종 있었으며, 또한 주차브레이크를 이용한 비상제동을 실시할 때 주차브레이크레버를 너무 급격하게 작동시킴으로써 차량의 회전으로 안전사고가 유발되는 상황도 빈번하게 발생되었다.

이에 본 발명은 주행중 주브레이크가 파열되어 작동이 불능상태에 이르게 되었을 때 운전자가 주차브레이크레버를 직접 조작하여 주차브레이크시스템을 작동시키지 않더라도 후륜측에 강제적인 제동력이 발생되도록 함으로써, 주브레이크 파열로 인한 안전사고의 발생을 최소화시킬 수 있도록 된 자동차의 비상제동장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비상제동장치는, 브레이크페달의 작동 회전각을 검출하는 브레이크페달센서와, 마스터실린더에서 전륜 및 후륜으로 연결되는 제1,2브레이크유압라인상에 각각 장착되어 라인압을 검출하는 제1,2압력센서와, 상기 전륜 및 후륜의 회전속도를 검출하는 다수개의 속도센서와, 상기 브레이크페달센서 및 제1,2압력센서의 신호를 전달받아 제1,2브레이크유압라인의 파열상태를 판별하는 ECU와, 주차브레이크시스템을 구성하는 파킹케이블과 연결되도록 구성되면서 상기 ECU의 제어에 따라 발생되는 보조유압을 이용해 파킹케이블을 작동시켜 후륜에 제동력을 발생시키는 보조제동력발생수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 비상제동방법은, 브레이크페달센서 및 제1,2압력센서로부터 전달된 신호를 이용하여 ECU가 제1,2브레이크유압라인의 파열상태를 판별하는 단계와, 상기 제1,2브레이크유압라인이 파열상태로 판별되면 ECU의 제어에 따라 서보밸브가 개방되고 유압펌프의 구동으로 발생된 보조유압이 유압실린더로 공급되는 단계와, 상기 유압실린더로 보조유압이 공급됨에 따라 파킹케이블이 작동되면서 후륜에 제동력을 발생시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 비상제동장치를 설명하기 위한 개념도,

도 2는 본 발명에 따른 비상제동장치의 작동상태를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 브레이크페달센서 2 - 마스터실린더

3 - 전륜 4 - 후륜

5 - 제1브레이크유압라인 6 - 제2브레이크유압라인

7 - 제1압력센서 8 - 제2압력센서

9 - 속도센서 11 - ECU

12 - 파킹케이블 20 - 보조제동력발생수단

21 - 유압펌프 22 - 유압실린더

23 - 서보밸브

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비상제동장치를 설명하기 위한 개념도로서, 본 발명에 따른 비상제동장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크페달의 작동 회전각을 검출하는 브레이크페달센서(1)와, 마스터실린더(2)에서 전륜(3) 및 후륜(4)으로 연결되는 제1,2브레이크유압라인(5,6)상에 각각 장착되어 라인압을 검출하는 제1,2압력센서(7,8)와, 상기 전륜(3) 및 후륜(4)의 회전속도를 검출하는 다수개의 속도센서(9)와, 상기 브레이크페달센서(1) 및 제1,2압력센서(7,8)의 신호를 전달받아 제1,2브레이크유압라인(5,6)의 파열상태를 판별하는 ECU(11)와, 주차브레이크시스템을 구성하는 파킹케이블(12)과 연결되도록 구성되면서 상기 ECU(11)의 제어에 따라 발생되는 보조유압을 이용해 파킹케이블(12)을 작동시켜 후륜(4)에 제동력을 발생시키는 보조제동력발생수단(20)으로 구성된다.

여기서, 상기 보조제동력발생수단(20)은 보조유압을 발생시키기 위해 구동되는 유압펌프(21)와, 주차브레이크시스템의 파킹케이블(12)과 연결되는유압실린더(22)와, 상기 유압펌프(21)와 유압실린더(22)를 연결하는 라인상에 장착되어 ECU(11)의 제어에 따라 선택적으로 개폐되는 서보밸브(23)로 구성된다.

그리고, 상기 유압펌프(21)는 파워스티어링시스템(power steering system)에 사용되는 유압펌프(hydraulic pump)를 사용함으로써, 비상제동장치의 구성비용을 최소할 수 있게 한다.

한편, 본 발명에 따른 비상제동장치를 이용한 비상제동방법은 도 2에 도시된 블록도에 나타난 바와 같이, 브레이크페달센서(1) 및 제1,2압력센서(7,8)로부터 전달된 신호를 이용하여 ECU(11)가 제1,2브레이크유압라인(5,6)의 파열상태를 판별하는 단계와, 상기 제1,2브레이크유압라인(5,6)이 파열상태로 판별되면 ECU(11)의 제어에 따라 서보밸브(23)가 개방되고 유압펌프(21)의 구동으로 발생된 보조유압이 유압실린더(22)로 공급되는 단계와, 상기 유압실린더(22)로 보조유압이 공급됨에 따라 파킹케이블(12)이 작동되면서 후륜(4)에 제동력을 발생시키는 단계로 이루어진다.

여기서, 상기 ECU(11)는 브레이크페달의 작동 회전각이 30°이상 회전될 때 제1,2브레이크유압라인(5,6)에 압력변화가 발생되지 않게 되면 제1,2브레이크유압라인(5,6)이 파열된 상태라고 판별하게 되는데, 이때의 상태는 제1,2브레이크유압라인(5,6)이 모두 파열된 상태라고 판별하게 된다.

또한, 상기의 ECU(11)는 브레이크페달의 작동 회전각이 30°이상 회전될 때 제1브레이크유압라인(5)에서 발생되는 압력과 제2브레이크유압라인(6)에서 발생되는 압력의 편차가 30％ 이상일 때에도 제1,2브레이크유압라인(5,6)이 파열된 상태라고 판별하게 되며, 이때에는 제1,2브레이크유압라인(5,6)중 어느 한 개의 유압라인만이 파열된 상태로 판별하게 된다.

그리고, 상기의 ECU(11)는 제1,2브레이크유압라인(5,6)의 파열시 후륜(4)의 회전속도가 전륜(3)의 회전속도에 비해 25％ 정도 감속된 회전속도를 가지도록 서보밸브(23)의 개방각도나 또는 개방시간을 제어하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 비상제동장치의 작동과정에 대해 도 1과 도 2를 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 브레이크유압라인(5,6)이 정상상태일 때 운전자가 브레이크페달을 밟아주게 되면 페달의 밟는 힘이 마스터실린더(2)에 의해 유압으로 전환되면서 브레이크파이프와 오일분배기 및 브레이크호스등을 통해 전륜(3)과 후륜(4)에 장착된 브레이크본체로 공급되게 되고, 상기 브레이크본체로 공급된 유압은 브레이크슈 또는 브레이크패드를 드럼이나 디스크로 압착시킴으로써 그 마찰력에 의한 제동력을 발생시켜 주행중인 자동차가 정지하게 된다.

또한, 주행중인 자동차의 정지후 운전자가 주차브레이크레버를 조작하게 되면, 주차브레이크레버와 연결된 파킹케이블(12)이 당겨지면서 후륜(4)의 브레이크드럼에 슈우가 밀착되게 되고 이때에 발생되는 마찰력을 이용해 후륜(4)을 제동하게 됨으로써 주차브레이크의 조작이 이루어지게 된다.

한편, 차량의 주행중 브레이크유압라인(5,6)이 파열됨으로써 주브레이크의 작동이 이루어지지 않게 되면, 본 발명에 따른 비상제동장치가 작동을 하게 되며, 이에 따라 주행중인 차량은 안전하게 정지할 수 있게 된다.

즉, 차량의 주행속도를 감속시키기 위해 운전자가 브레이크페달을 밟아줄 때마다 차량에 구비된 ECU(11)는 브레이크페달센서(1)와 제1,2압력센서(7,8)를 통해 전달받은 신호를 이용하여 마스터실린더(2)에서 전륜(3) 및 후륜(4)으로 연결되는 제1,2브레이크유압라인(5,6)의 파열상태를 판별하게 된다.(단계 S1)

만약, 운전자가 브레이크페달을 조작할 때 그 회전각이 30°이상이고 제1,2브레이크유압라인(5,6)에서 압력변화가 발생되지 않게 되면. 상기의 ECU(11)는 제1,2브레이크유압라인(5,6)이 모두 파열된 상태라고 판별하게 된다.

또한, 상기의 ECU(11)는 브레이크페달의 작동 회전각이 30°이상인 상태에서 제1브레이크유압라인(5)에서 발생되는 압력과 제2브레이크유압라인(6)에서 발생되는 압력의 편차가 30％ 이상일 때에도 제1,2브레이크유압라인(5,6)이 파열된 상태라고 판별하게 되는데, 이때에는 제1,2브레이크유압라인(5,6)중 어느 한 개의 유압라인만이 파열된 상태로 판별하게 된다.

이와 같이, ECU(11)가 제1,2브레이크유압라인(5,6)이 파열된 상태라고 판별하게 되면, 상기의 ECU(11)는 서보밸브(23)가 개방되도록 제어를 하게 되며, 이에 따라 파워스티어링시스템에 사용되는 유압펌프(21)의 구동으로 발생된 보조유압이 유압실린더(22)로 공급되게 된다.(단계 S2)

그리고, 유압실린더(22)로 보조유압이 공급되면 유압실린더(22)를 구성하는 피스톤부재(22a)가 유압의 힘에 의해 직선이동을 하게 되고(단계 S3), 이에 따라 상기 피스톤부재(22a)와 연결된 파킹케이블(12)이 조작되면서(단계 S4) 후륜(4)에 제동력을 발생시키게 된다.(단계 S5)

따라서, 주행중인 차량은 본 발명에 따른 비상제동장치에 의해 후륜(4)에서 발생되는 제동력을 이용해 점차적으로 감속되게 되고, 결국에는 후륜(4)의 제동력으로 주행이 종료되면서 안전하게 정지를 할 수 있게 된다.

한편, 상기의 ECU(11)는 제1,2브레이크유압라인(5,6)의 파열시 전술한 바와 같이 후륜(4)에 제동력을 발생시키게 되는데, 이때 후륜(4)에 발생되는 제동력의 정도는 후륜(4)의 회전속도가 전륜(3)의 회전속도에 비해 대략 25％ 정도로 감속된 회전속도를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 후륜(4)의 회전속도가 전륜(3)에 비해 25％ 정도로 감속된 회전속도는 후륜(4)의 제동조작이 급격하게 이루어지지 않는 비율이며, 이에 따라 주행중인 차량은 운전자가 스티어링휠을 조작하지 않는 한 주행상태를 그대로 유지하면서 점차적으로 감속되어 정지에 이르게 된다.

만약, 후륜(4)의 회전속도가 전륜(3)에 비해 25％ 이상으로 감속된 회전속도를 가지게 되면, 후륜(4)의 제동조작이 급격하게 이루어지는 상황이며 이에 따라 주행중인 차량은 급격한 후륜(4)의 제동력으로 인해 조향력이 상실되고 또한 차체가 회전을 하면서 교통사고를 유발시킬 수도 있게 되는 것이다.

그리고, 후륜(4)의 회전속도를 전륜(3)에 비해 25％ 정도 감속된 상태로 유지시키는 것은 상기 ECU(11)가 서보밸브(23)의 개방각도나 또는 개방시간을 제어함으로써 가능하게 되고, 또한 상기 전륜(3)과 후륜(4)의 회전속도는 속도센서(9)로부터 검출되게 된다.

이와 같이, 주행중인 상태에서 브레이크유압라인(5,6)의 파열로 인해 주브레이크시스템의 작동이 이루어지지 않게 되면, 본 발명에 따른 비상제동장치가 작동을 하여 후륜(4)에 비상제동력을 발생시키게 되며, 이에 따라 주행중인 차량이 점차적으로 감속되면서 안전하게 정지할 수 있게 됨으로써, 교통사고의 발생을 미리 예방할 수 있다는 잇점이 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 주행중 브레이크유압라인의 파열로 인해 주브레이크시스템의 작동이 이루어지지 않을 때 후륜에 발생되는 비상제동력을 이용해 안전하게 정지할 수 있게 됨으로써, 교통사고의 발생을 미리 예방할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 소비자의 선호도가 높아지면서 상품성도 그만큼 향상되는 효과가 있게 된다.

Claims (6)

1. 브레이크페달의 작동 회전각을 검출하는 브레이크페달센서(1)와, 마스터실린더(2)에서 전륜(3) 및 후륜(4)으로 연결되는 제1,2브레이크유압라인(5,6)상에 각각 장착되어 라인압을 검출하는 제1,2압력센서(7,8)와, 상기 전륜(3) 및 후륜(4)의 회전속도를 검출하는 다수개의 속도센서(9)와, 상기 브레이크페달센서(1) 및 제1,2압력센서(7,8)의 신호를 전달받아 제1,2브레이크유압라인(5,6)의 파열상태를 판별하는 ECU(11)와, 주차브레이크시스템을 구성하는 파킹케이블(12)과 연결되도록 구성되면서 상기 ECU(11)의 제어에 따라 발생되는 보조유압을 이용해 파킹케이블(12)을 작동시켜 후륜(4)에 제동력을 발생시키는 보조제동력발생수단(20)으로 구성되는 자동차의 비상제동장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보조제동력발생수단(20)은 보조유압을 발생시키기 위해 구동되는 유압펌프(21)와, 주차브레이크시스템의 파킹케이블(12)과 연결되는 유압실린더(22)와, 상기 유압펌프(21)와 유압실린더(22)를 연결하는 라인상에 장착되어 ECU(11)의 제어에 따라 선택적으로 개폐되는 서보밸브(23)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 유압펌프(21)는 파워스티어링시스템에 사용되는 유압펌프인 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동장치.
4. 브레이크페달센서(1) 및 제1,2압력센서(7,8)로부터 전달된 신호를 이용하여 ECU(11)가 제1,2브레이크유압라인(5,6)의 파열상태를 판별하는 단계와, 상기 제1,2브레이크유압라인(5,6)이 파열상태로 판별되면 ECU(11)의 제어에 따라 서보밸브(23)가 개방되고 유압펌프(21)의 구동으로 발생된 보조유압이 유압실린더(22)로 공급되는 단계와, 상기 유압실린더(22)로 보조유압이 공급됨에 따라 파킹케이블(12)이 작동되면서 후륜(4)에 제동력을 발생시키는 단계로 이루어지는 자동차의 비상제동방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 ECU(11)는 브레이크페달의 작동 회전각이 30°이상 회전될 때 제1,2브레이크유압라인(5,6)에 압력변화가 발생되지 않거나 또는 브레이크페달의 작동 회전각이 30°이상 회전될 때 제1브레이크유압라인(5)에서 발생되는 압력과 제2브레이크유압라인(6)에서 발생되는 압력의 편차가 30％ 이상이면 상기 제1,2브레이크유압라인(5,6)이 파열된 상태라고 판별하는 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 ECU(11)는 제1,2브레이크유압라인(5,6)의 파열시 후륜(4)이 전륜(3)에 비해 25％ 정도 감속된 회전속도를 가지도록 서보밸브(23)의 개방각도나 또는 개방시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차의 비상제동방법.