KR20050007082A - 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

제동시 필요에 따라 보조 공압을 제공하여 휠 실린더 부분에서의 유압 상승 보상으로 제동력을 향상시킴으로써, 안전 운행에 기여할 수 있도록 하기 위하여;

브레이크 밸브의 작동에 따라 컴프레셔에서 생성되어 공압 탱크에 저장되어 있던 공기압이 ABS 모듈레이터를 통해 에어 마스터 실린더로 공급되고, 이의 공기압에 의하여 에어 마스터 실린더에서 강한 유압으로 변환되어 휠 실린더에 공급되면서 제동이 이루어지고, 상기 ABS 모듈레이터는 휠 센서로부터 입력되는 신호에 따라 ABS 컨트롤 유닛에 의하여 제어되면서 ABS 작동이 이루어지도록 한 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템에 있어서,

상기 컴프레셔와 모듈레이터의 상류측 사이에 별도의 보조탱크와 보조 탱크의 하류측을 개폐하는 개폐밸브를 보유하는 관로를 배치하고, 상기 개폐밸브는 차량의 운전 조건에 따라 전자제어유닛에 의하여 제어되도록 전기적으로 연결 구성되는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템과 이를 효과적으로 제어할 수 있는 제어방법을 제공한다.

Description

에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템 및 그 제어방법{METHOD OF CONTROLLING FOR AIR OVER HYDRAULIC BRAKE SYSTEM}

본 발명은 자동차에 적용되는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제동시 필요에 따라 보조 공압을 제공하여 제동력을 향상시켜 안전 운행에 기여할 수 있도록 한 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에 있어서의 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템은 유압 브레이크 시스템 보다는 제동력이 크고, 에어 브레이크 시스템 보다는 제동력이 작은 중간급 브레이크 시스템으로서, 주로 유압과 공압을 동시에 사용하는 브레이크시스템으로써, 중대형 버스 및 화물 차량에 주로 적용되고 있다.

이러한 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템은 브레이크 페달(에어 브레이크 밸브)을 밟았을 때, 압축된 공기 압력은 에어 마스터 실린더에 의하여 휠 실린더에 작용하는 강한 유압을 변환될 수 있도록 구성되는데, 그의 일예로서, ABS 기능을 갖는 브레이크의 종래 구성을 살펴보면, 도 3에서와 같다.

즉, 컴프레셔(200)에서 생성되는 공기압은 안전 밸브(202)를 통해 공압 탱크(204)로 유입되어 일정한 압력을 유지하게 되고, 운전자가 제동을 위하여 공압 탱크(204)와 연결되어 있는 브레이크 밸브(206)를 작동시키면, 공압 탱크에 저장되어 있던 공기압이 ABS 모듈레이터(208)를 통해 이에 연통되어 있는 에어 마스터 실린더(210)에 공급되어, 이의 공기압은 에어 마스터 실린더(210)에서 휠 실린더(212)에 공급되는 강한 유압을 발생시켜 제동이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 ABS 모듈레이터(208)는 ABS 컨트롤 유닛(214)에 의하여 제어되며, 이의 ABS 컨트롤 유닛(214)은 휠(216)의 회전수를 검출하는 휠 회전 감지 센서(218)의 신호를 비교 연산하여 ABS의 작동이 필요할 때 ABS 모듈레이터(208)를 제어하여 ABS가 작동되도록 한다.

상기의 도 4에서는 하나의 휠 만을 발췌하여 도시하였으나, 다른 휠 들은 브레이크 밸브(206) 이후에서 각각 독립적으로 모듈레이터 및 에어 마스터를 갖고 분기되어 상기와 동일하게 구성된다.

그리고 상기의 구성에 의하여 운전자가 제동을 위하여 브레이크 밸브(206)를 밟으면, 공지에서와 같은 작동으로 제동이 이루어지게 되는데, 최근에는 브레이크성능을 더욱 향상시키기 위하여 도 4의 (A)에서와 같이, 제동 부분을 디스크 브레이크로 적용하는 예가 증가되고 있다.

그러나 상기한 바와 같이 디스크 브레이크로 적용하는 경우에는 제동시 휠 실린더(캘리퍼;220)의 피스톤(222)이 패드(224)의 중앙부분을 가압하여 패드(224)와 디스크(226)가 마찰되도록 하고 있는 바, 마찰면 면압 분포가 중앙부분에서 가장 크게 작용하여 도 4의 (B)에서와 같이, 패드(224)의 중앙부분에 대한 마모가 심하게 발생되며, 특히 급제동 회수가 많으면 많을수록 더욱 심하게 발생된다.

이에 따라 일정기간 사용후에는 제동력이 크게 떨어지면서 동일한 답력으로 브레이크 밸브를 밟는 경우 제동거리가 길어져 안전운전에 악영향을 미친다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 목적은 제동시 필요에 따라 보조 공압을 제공하여 휠 실린더 부분에서의 유압 상승 보상으로 제동력을 향상시킴으로써, 안전 운행에 기여할 수 있도록 한 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템 및 그 제어방법을 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 브레이크 시스템의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명의 브레이크 시스템을 운용하기 위한 작동 흐름도.

도 3은 종래 브레이크 시스템의 구성도.

도 4는 종래 문제점을 제기하기 위한 디스크 타입 브레이크의 일부 발췌도이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 브레이크 밸브의 작동에 따라 컴프레셔에서 생성되어 공압 탱크에 저장되어 있던 공기압이 ABS 모듈레이터를 통해 에어 마스터 실린더로 공급되고, 이의 공기압에 의하여 에어 마스터 실린더에서 강한 유압으로 변환되어 휠 실린더에 공급되면서 제동이 이루어지고, 상기 ABS모듈레이터는 휠 센서로부터 입력되는 신호에 따라 ABS 컨트롤 유닛에 의하여 제어되면서 ABS 작동이 이루어지도록 한 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템에 있어서,

상기 컴프레셔와 모듈레이터의 상류측 사이에 별도의 보조탱크와 보조 탱크의 하류측을 개폐하는 개폐밸브를 보유하는 관로를 배치하고, 상기 개폐밸브는 차량의 운전 조건에 따라 전자제어유닛에 의하여 제어되도록 전기적으로 연결 구성되는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템과 이를 효과적으로 제어할 수 있는 제어방법을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 보다 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 제동 시스템이 구성도로서, 컴프레셔(2)에서 생성되는 공기압은 제1 안전밸브(4)를 통해 공압 탱크(6)로 유입되어 일정한 압력을 유지하면서 저장된다.

그리고 상기 공압 탱크(6)의 하류측에는 브레이크 밸브(8)와 ABS 모듈레이터(10)와 에어 마스터 실린더(12)가 연결되어, 제동을 위하여 상기 브레이크 밸브(8)를 밟으면 공압 탱크(6)에 저장되어 있던 고압의 공기압이 ABS 모듈레이터(10)를 통해 이에 연통되어 있는 에어 마스터 실린더(12)에 공급된다.

또한, 상기 에어 마스터 실린더(12)에 공급되는 고압의 공기압은 미도시한 에어 마스터 실린더(12)의 피스톤을 작동시켜 강한 유압을 발생시키게 되며, 이의 유압은 휠(14)에 배치되어 있는 휠 실린더(16)에 공급되어 제동력을 발생시키게 되는 것이다.

그리고 상기 휠(14)의 회전상태를 검출하는 휠 센서(18)는 ABS 컨트롤 유닛(20)에 연결되며, 이의 휠 센서(18)의 전기적 신호에 따라 ABS 컨트롤 유닛(20)은 ABS 모듈레이터(10)를 제어하여 ABS가 작동되도록 한다.

이와 같이 구성되는 브레이크 시스템에 있어서, 본 발명은 상기 공압 탱크(6)와는 별도의 관로(22)에 제2 안전밸브(24)를 개재시켜 보조탱크(26)를 배치하고, 이 보조 탱크(26)는 다시 개폐밸브(28)를 개재시켜 상기 브레이크 밸브(8)의 하류측과 연결되도록 하였다.

그리고 상기 에어 마스터 실린더(12)와 휠 실린더(16) 사이의 관로상에는 유압을 검출할 수 있는 압력 센서(30)가 배치되고, 이의 압력센서(30)의 전기적인 신호는 전자제어유닛(32)으로 보내지며, 상기 전자제어유닛(32)은 이외에도 브레이크 밸브(8)의 작동시 작동하는 스톱 램프 스위치(34)와, 차량의 감속 상태를 검출할 수 있는 감속도 센서(36)와, 휠 센서(18)와, ABS 컨트롤 유닛(20)에서 모듈레이터(10)로 보내지는 신호와도 연결되어 이들 센서들로부터 입력되는 신호를 비교 연산하여 상기 개폐밸브(28)를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

이에 따라 종래와 같은 제동 제어 과정에서 필요에 따라 전자제어유닛(32)에 개폐밸브(28)를 개방 제어하게 되면, 공압 탱크(6)에서 에어 마스터 실린더(12)로 공급되는 공기압 이외에 보조 탱크(26)로부터 추가적인 공기압이 제공됨으로써, 에어 마스터 실린더(12)에서는 더욱 강력한 유압을 발생시켜 제동력을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 브레이크 시스템은 도 2와 같은 작동 흐름으로 제어가 이루어지는데, 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 차량의 운행중 스톱램프 스위치(34)로부터 입력되는 신호에 따라 제동신호가 입력되는지를 판단하게 된다(S100).

상기 S100 단계에서 현재 제동중이라고 판단되면, 전자제어유닛(32)에서는 휠 센서(18), ABS 컨트롤 유닛(20), 압력센서(34), 감가속 센서(36)로부터 각종 전기적인 신호를 전달받게 되며, 이의 신호에 의하여 각종 데이터를 산출하게 되는데(S110), 이때에는 휠 센서(18)의 신호로서 제동 초기의 속도(V)를 검출하고, ABS 컨트롤 유닛(20)의 신호로서 ABS의 미작동 여부{S(0)}를 검출하고, 압력센서(34)로부터는 현재의 휠 실린더(16)에 가해지는 유압의 기준시간내에서의 차(P1-P2)를 산출하고, 감가속 센서(36)로부터는 제동시 기준시간 사이에 어느 정도로 감속이 이루어지는가를 산출하게 된다(g1-g2 ; 단 + 값만을 산출).

상기 S110 단계에서 각종 데이터가 산출되면, 전자제어유닛(32)에서는 제동 초기의 속도(V)가 기준속도(V1) 보다 크고, ABS가 미작동 상태이며, 작동 유압의 차(P1-P2)가 기준압(B) 보다 작고, 감가속도(g1-g2)가 기준값(A) 보다 큰가를 판단하게 된다(S120).

상기 S120 단계에서 4가지의 조건을 모두 만족하면, 전자제어유닛(32)에서는 개폐밸브(28)를 개방 제어하여(S130), 보조탱크(28)내의 공기압을 추가적으로 에어 마스터 실린더(12)로 공급하여 배압이 이루어지면서 제동력을 증대시키고, S120 단계에서 어느 하나의 조건이라도 만족하지 않는 경우에는 기존과 동일한 제어(S140)를 실시하면서 제동이 이루어지도록 한다.

상기 S120 단계에서, 제동 초기 속도(V)가 기준속도 이상일 때로 한정한 것은 중, 저속에서는 종래와 같은 문제점이 발생되지 않기 때문이며, ABS 컨트롤 유닛(20)로부터 ABS 미작동 신호를 검출하는 것은 ABS 작동시 증압이 이루어지면 ABS 기능이 크게 저하되기 때문이다.

그리고 상기에서의 유압 차이와 감속도의 산출은 가능한 최소화하여 산출한 후 신속한 제어가 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 상기에서 유압 차이가 기준값 보다 작은가를 판단하는 것은, 만일 압력이 크게 변한다면 운전자가 강제로 브레이크 밸브를 더욱 밟아 가압하는 조건이므로 제외하기 위함이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예만을 참고로 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능함을 고려할 때, 본 발명은 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해진다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 급제동시 소정의 요건을 충족할 때에는 보조 공압을 제공하여 휠 실린더 부분에서의 유압 상승이 이루어지도록 함으로써, 안전 운행에 기여할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 브레이크 밸브의 작동에 따라 컴프레셔에서 생성되어 공압 탱크에 저장되어 있던 공기압이 ABS 모듈레이터를 통해 에어 마스터 실린더로 공급되고, 이의 공기압에 의하여 에어 마스터 실린더에서 강한 유압으로 변환되어 휠 실린더에 공급되면서 제동이 이루어지고, 상기 ABS 모듈레이터는 휠 센서로부터 입력되는 신호에 따라 ABS 컨트롤 유닛에 의하여 제어되면서 ABS 작동이 이루어지도록 한 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템에 있어서,

   상기 컴프레셔와 모듈레이터의 상류측 사이에 별도의 보조탱크와 보조 탱크의 하류측을 개폐하는 개폐밸브를 보유하는 관로를 배치하고, 상기 개폐밸브는 차량의 운전 조건에 따라 전자제어유닛에 의하여 제어되도록 전기적으로 연결 구성됨을 특징으로 하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템.
2. 제1항에 있어서, 전자제어유닛은 차속을 검출하는 휠 센서와, ABS 모듈레이터를 제어하는 ABS 컨트롤 유닛과, 스톱 램프의 점등을 제어하는 스톱램프 스위치와, 차량의 감가속을 검출하는 감가속 센서와 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템.
3. 에어와 유압을 동시에 사용하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템에 있어서,

   차량의 운행 중 제동 신호가 입력되면, 제동 초기 속도와, ABS 미작동 신호와, 제동 유압의 압력과, 감가속도를 검출하는 제1 단계와;

   상기에서 검출된 데이터와 미리 입력되어진 데이터와 비교하여 조건을 만족하는지를 판단하는 제2 단계와;

   상기 단계에서 조건을 만족하면, 보조 탱크의 개폐밸브를 개방 공기압의 증압 제어가 이루어지도록 하고, 조건을 만족하지 못하면 일반 제동 제어가 이루어짐을 특징으로 하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템의 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 제1 단계에서는 휠 센서의 신호로서 제동 초기의 속도를 검출하고, ABS 컨트롤 유닛의 신호로서 ABS의 미작동 여부를 검출하고, 압력센서로부터는 현재의 휠 실린더에 가해지는 유압의 기준시간내에서의 차이를 산출하고, 감가속 센서로부터 제동시 기준시간 사이에 어느 정도로 감속이 이루어지는가를 산출함을 특징으로 하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템.
5. 제3항에 있어서, 제2 단계에서는 제동 초기의 속도가 기준속도 보다 크고, ABS가 미작동 상태이며, 작동 유압의 차이가 기준압 보다 작고, 감가속도가 기준값 보다 큰가의 4 가지 조건으로 판단이 이루어짐을 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템.