KR20180069336A

KR20180069336A - 브레이크 모니터링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20180069336A
Application number: KR1020160171429A
Authority: KR
Inventors: 박형빈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-25

Abstract

브레이크 모니터링 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치는, 압축공기가 유입되는 브레이크 챔버; 상기 브레이크 챔버 내부에서 복원탄성체에 의해 지지되는 푸시로드; 상기 푸시로드가 상기 브레이크 챔버를 관통하는 관통공 둘레에 형성된 센서부; 상기 푸시로드의 기설정된 한계 스트로크에 대응하도록 상기 푸시로드에 마련된 자성코어부;를 포함하며, 브레이크 작동시 상기 자성코어부가 상기 센서부 내부를 관통할 때 상기 자성코어부의 위치에 따라 브레이크 챔버 스트로크의 이상 유무를 판단할 수 있다.

Description

브레이크 모니터링 장치 및 방법{BRAKE MONITORING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 브레이크 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 챔버의 한계 스토로크를 모니터링하여 운전자가 운적석에서 브레이크 시스템의 이상 여부를 수시로 확인할 수 있으며, 제동시 에어누기로 인해 차량이 제동되지 않을 수 있는 문제점을 사전에 방지할 수 있는, 브레이크 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.

에어브레이크와 같은 공압 브레이크 시스템은 그 안전성과 용이한 작동성으로 오랫동안 중대형 상용차 차량, 특히 큰 중량을 가진 트럭이나 버스와 같은 대형차량의 주행과 정지를 제어하는 데 사용되어 왔다.

그런데, 이들 대형 차량을 고속으로 주행시키기 위해서는 그 화물의 중량으로 인하여 더욱 브레이크 작동이 민감하고 신속하며, 실질적으로도 브레이크 작동력이 강한 제동력을 갖는 에어브레이크가 요구되고 있다.

도 1은 종래의 공압식 브레이크 챔버를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 챔버가 고장인 경우를 나타내는 단면도이다.

도 1과 같이 종래의 공압식 브레이크 챔버(10)에는 상기 챔버(10)를 관통하는 푸시로드(20)와, 상기 푸시로드(20)를 챔버(10) 내에서 이동시키는 압축공기가 유입되는 공기유입구(40)와, 상기 공기유입구(40)로 압축공기가유입되면 푸시로드(20)(Push Rod)와 함께 이동되는 격막(50)(diaphragm)과, 상기 이동된 푸시로드(20)와 격막(50)을 원위치로 복원시키는 복원탄성체(30)가 마련된다.

그리고 상기 푸시로드(20)에는 경고표식(60)이 마련되어 브레이크 챔버(10)의 고장을 알리는 역할을 한다.

일반적으로 대형 차량의 브레이크 작동과 같이 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 도 1의 (b)와 같이 상기 공기유입구(40)를 통하여 압축공기가 챔버(10)와 격막(50) 사이로 유입되기 시작하여 챔버(10)와 격막(50) 사이를 벌리다가 도 1의 (c)와 같은 위치가 되면 유입을 멈춘다.

그리고 브레이크 시스템에 이상이 발생하여 상기 푸시로드(20)의 이동거리(Stroke)가 커지면 챔버(10) 성능이 떨어져 제동거리가 멀어질 위험성이 있기 때문에 상기 경고표식(60)은 도 2와 같이 압축공기가 푸시로드(20)를 정상범위 이상 밀 경우에 챔버(10) 외부로 노출되어 운전자에게 브레이크 시스템상에 문제가 있음을 알려주는 역할을 한다.

따라서, 운전자는 주기적으로 상기 경고표식(60)을 확인하여 브레이크 시스템 상에 문제가 없는지를 확인해야 한다.

그러나 종래기술은 제동시 푸시로드 표면의 경고표식이 챔버 밖으로 나오는지를 확인하기 위해서는 차량 하부쪽으로 접근해야 하는 불편이 있었으며, 추가적으로 다른 사람이 브레이크 페달을 밟아주어야 한다는 불편함이 있었다.

또한, 종래기술은 브레이크 챔버의 이상유무를 지속적으로 학인할 수 없었으며, 챔버(10)는 차량의 아래 부분에 놓이기 때문에 진흙 및 먼지로 오염될 수 있고, 이 경우에 브레이크 시스템 상에 문제가 있어도 그 부분을 청소하기 전까지는 브레이크 시스템에 문제가 발생하였는지 알기 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 차량 제동 시 브레이크 시스템의 이상 유무를 운전석에서 수시로 확인할 수 있어 사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 운전자의 편의성이 제고되며, 제동시 에어누기로 인해 차량이 제동되지 않을 수 있는 문제점을 해소할 수 있는, 브레이크 모니터링 장치 및 방법 제공을 그 목적으로 한다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 모니터링 장치는, 압축공기가 유입되는 브레이크 챔버; 상기 브레이크 챔버 내부에서 복원탄성체에 의해 지지되는 푸시로드; 상기 푸시로드가 상기 브레이크 챔버를 관통하는 관통공 둘레에 형성된 센서부; 상기 푸시로드의 기설정된 한계 스트로크에 대응하도록 상기 푸시로드에 마련된 자성코어부;를 포함하며, 브레이크 작동시 상기 자성코어부가 상기 센서부 내부를 관통할 때 상기 자성코어부의 위치에 따라 브레이크 챔버 스트로크의 이상 유무를 판단할 수 있다.

상기 센서부는, 상기 푸시로드가 관통되도록 형성된 제1 코일; 및 상기 푸시로드의 길이방향으로 상기 제1 코일의 양 측에 미리 설정된 간격으로 이격되도록 형성된 제2 코일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 한계 스트로크에 대응하는 상기 푸시로드의 한계지점은, 상기 두 개의 제2 코일에서 측정한 전압값의 차이가 0V가 되는 지점인 것을 특징으로 한다.

상기 자성코어부의 중앙부는 상기 한계지점에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 자성코어부의 중앙부가 상기 제1 코일을 지나기 전에 위치하는 경우, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V 이상이 되어 상기 브레이크 챔버 스트로크는 정상인 것을 특징으로 한다.

상기 자성코어부의 중앙부가 상기 제1 코일에 위치하는 경우, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V로 형성되어 상기 브레이크 챔버 스트로크는 정상인 것을 특징으로 한다.

상기 자성코어부의 중앙부가 상기 제1 코일을 지나 위치한 경우, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V 미만이 되어 상기 브레이크 챔버 스트로크는 비정상인 것을 특징으로 한다.

브레이크 페달에서 전달되는 압력을 감지하는 페달압력센서부, 상기 페달압력 센서부 및 상기 페달압력 센서부와 연결된 제어부 및 상기 제어부와 연결된 경고부를 더 포함하여, 상기 브레이크 챔버 스트로크에 이상이 발생할 경우, 상기 경고부를 통해 경고등을 점등하는 것을 특징으로 한다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 모니터링 방법은, 브레이크 페달이 작동하는 단계; 페달압력센서부를 통해 공압을 감지하는 단계; 상기 공압이 기설정된 압력 이상인지 판단하는 단계; 및 제2 코일 양단의 전압차가 0V 이상인지 판단하는 단계;를 포함한다.

상기 공압이 기설정된 압력 이상인지 판단하는 단계에서, 상기 기설정된 압력은 0.3kgf/㎠인 것을 특징으로 한다.

상기 공압이 기설정된 압력 이상인지 판단하는 단계는 브레이크 챔버 내의 압축공기 누기를 판단하는 단계인 것을 특징으로 한다.

상기 공압이 기설정된 압력이상이고, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V 이상인 경우, 경고등을 미점등하는 것을 특징으로 한다.

상기 공압이 기설정된 압력이상이나, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V 미만인 경우, 경고등을 점등하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 차량 제동 시 브레이크 시스템의 이상 유무를 운전석에서 수시로 확인할 수 있어 사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 운전자의 편의성이 제고되며, 제동시 에어누기로 인해 차량이 제동되지 않을 수 있는 문제점을 해소하게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 브레이크 챔버를 나타내는 단면도,
도 2는 종래기술에 따른 브레이크 챔버가 고장인 것을 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치의 연결관계를 나타내는 블럭도,
도 4a는 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치의 사시도,
도 4b는 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치의 분해사시도,
도 4c는 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치의 센서부와 자성코어부의 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 제2 코일의 전압차에 의한 브레이크 챔버 스트로크의 정상작동 여부를 판단하기 위한 그래프,
도 6은 자성코어부의 중앙부와 제1 코일과의 상대적인 위치에 따른 제2 코일의 전압차를 나타내는 개략도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 모니터링 방법을 나타내는 순서도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치의 연결관계를 나타내는 블럭도이며, 도 4a는 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치의 사시도이며, 도 4b는 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치의 분해사시도이며, 도 4c는 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치의 센서부와 자성코어부의 확대도이다.

도 3 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치는 작게는 다이어프램(110), 브레이크 챔버(120), 푸시로드(130), 복원탄성체(140), 센서부(150), 고무보호부(160), 자성코어부(170), 클레버스(180)를 포함하도록 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 브레이크 모니터링 장치는, 경고등을 점등하기 위해서 상기 구성에 브레이크 페달(310)에서 전달되는 압력을 감지하는 페달압력 센서부(320), 상기 페달압력 센서부(320) 및 상기 페달압력 센서부(320)와 연결된 제어부(340) 및 상기 제어부(340)와 연결된 경고부(350)를 더 포함하도록 형성될 수 있다.

다이어프램(110)과 브레이크 챔버(120)가 결합하여, 그 내부에 푸시로드(130)의 일부, 복원탄성체(140), 센서부(150), 자성코어부(170)가 형성될 수 있다.

푸시로드(130)는 브레이크 챔버(120)를 관통하도록 형성되며, 공기유입구(미도시)에 의해 브레이크 챔버(120) 내부로 유입된 압축공기에 의해 푸시로드(130)는 길이방향으로 이동하게 되며, 복원탄성체(140)에 의해 지지되어 원위치로 복귀하게 된다.

센서부(150)는 푸시로드(130)가 브레이크 챔버(120)를 관통하는 관통공 둘레에 형성된다.

도 4c를 참조할 때, 센서부(150)는, 푸시로드(130)가 관통되도록 형성된 제1 코일(153), 푸시로드(130)의 길이방향으로 상기 제1 코일(153)의 양 측에 미리 설정된 간격으로 이격되도록 형성된 제2 코일(151, 155)을 포함한다.

자성코어부(170)는 푸시로드(130)의 기설정된 한계 스트로크에 대응하도록 푸시로드(130)에 마련된다.

제2 코일(151, 155)는 서로 연결되도록 형성되어, 자성코어부(170)가 움직이게 되면, 제2 코일(151,155) 간의 전압차가 측정되어, 푸시로드(130)의 움직이는 량이 측정된다.

즉, 푸시로드(130)가 움직이면 제1 코일(153)에 전류가 흐르게 되고, 자성코어부(170)가 센서부(150)의 내부로 이동하게 되면 제2 코일(151, 155)에 패러데이 법칙에 의해 유도전류가 발생하게 되며, 이에 2 개의 제2 코일의 전압차가 측정되어, 전압차를 통해 푸시로드(130)의 변위를 확인할 수 있다.

이에, 브레이크 작동시 자성코어부(170)가 센서부(150) 내부를 관통할 때 자성코어부(170)의 위치에 따라 브레이크 챔버 스트로크의 이상 유무를 판단할 수 있다.

이 때, 한계 스트로크에 대응하는 상기 푸시로드(130)의 한계지점은, 상기 두 개의 제2 코일(151, 155)에서 측정한 전압값의 차이가 0V가 되는 지점이다.

이에, 자성코어부(170)의 중앙부는 한계지점 이내에 위치하도록 푸시로드(130)의 위치가 초기 설정된다. 이 때, 자성코어부(170)의 중앙부는 푸시로드(130)의 길이방향 중앙부를 의미한다.

도 5는 본 발명에 따른 제2 코일의 전압차에 의한 브레이크 챔버 스트로크의 정상작동 여부를 판단하기 위한 그래프이며, 도 6은 자성코어부의 중앙부와 제1 코일과의 상대적인 위치에 따른 제2 코일의 전압차를 나타내는 개략도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제동력이 정상인 구간(A)에서는 제2 코일의 전압차가 0V 이상이고, overstroke 지점에서는 제2 코일간의 전압차가 0V로 형성되고, 제동력이 감소되는 C 구간에서는 제2 코일간의 전압차는 0V 미만으로 형성된다.

이에, 자성코어부(170)의 중앙부가 상기 제1 코일(153)을 지나기 전에 위치하는 경우, 상기 제2 코일(151, 153) 양단의 전압차가 0V 이상이 되어 상기 브레이크 챔버 스트로크는 정상으로 판명되며,

자성코어부(170)의 중앙부가 상기 제1 코일(153)에 위치하는 경우, 상기 제2 코일(151, 153) 양단의 전압차가 0V로 형성되어 상기 브레이크 챔버 스트로크는 정상인 것으로 판단되며,

자성코어부(170)의 중앙부가 상기 제1 코일(153)을 지나 고무보호부(160) 방향으로 위치한 경우, 상기 제2 코일(151, 153) 양단의 전압차가 0V 미만이 되어 상기 브레이크 챔버 스트로크는 비정상인 것으로 판단된다.

이에, 브레이크 챔버 스트로크에 이상이 있을 경우, 제어부(340)는 페달압력센서부(320)와 센서부(150)에서 각각 전달된 정보를 통해, 경고부(350)에 마련된 경고등을 작동할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 모니터링 방법을 나타내는 순서도이다.

도 7을 참조할 때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 모니터링 방법은, 브레이크 페달이 작동하는 단계(S100); 페달압력 센서부(320)를 통해 공압을 감지하는 단계(S200); 공압이 기설정된 압력 이상인지 판단하는 단계(S300); 및 제2 코일(151, 153) 양단의 전압차가 0V 이상인지 판단하는 단계(S400);를 포함한다.

상기 공압이 기설정된 압력 이상인지 판단하는 단계에서, 상기 기설정된 압력은 0.3kgf/㎠으로 설정될 수 있다. 이때의 공압은 브레이크 챔버 내에서 압축 공기 누기를 판단하기 위한 기준압력으로, 차종에 따라 다르게 설정될 수 있음은 물론이다.

이 때, 공압이 기설정된 압력이상이고, 상기 제2 코일(151, 153) 양단의 전압차가 0V 이상인 경우, 경고등을 미점등하게 된다.

또한, 공압이 기설정된 압력이상이나, 상기 제2 코일(151, 153) 양단의 전압차가 0V 미만인 경우, 경고등을 점등하게 된다.

이에, 본 발명에 따르면, 차량 제동 시 브레이크 시스템의 이상 유무를 운전석에서 수시로 확인할 수 있어 사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 운전자의 편의성이 제고되며, 제동시 에어누기로 인해 차량이 제동되지 않을 수 있는 문제점을 해소하게 된다.

앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.

Claims

압축공기가 유입되는 브레이크 챔버;
상기 브레이크 챔버 내부에서 복원탄성체에 의해 지지되는 푸시로드;
상기 푸시로드가 상기 브레이크 챔버를 관통하는 관통공 둘레에 형성된 센서부;
상기 푸시로드의 기설정된 한계 스트로크에 대응하도록 상기 푸시로드에 마련된 자성코어부;를 포함하며,
브레이크 작동시 상기 자성코어부가 상기 센서부 내부를 관통할 때 상기 자성코어부의 위치에 따라 브레이크 챔버 스트로크의 이상 유무를 판단할 수 있는 브레이크 모니터링 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 푸시로드가 관통되도록 형성된 제1 코일; 및
상기 푸시로드의 길이방향으로 상기 제1 코일의 양 측에 미리 설정된 간격으로 이격되도록 형성된 제2 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 장치.
제2항에 있어서,
상기 한계 스트로크에 대응하는 상기 푸시로드의 한계지점은, 상기 두 개의 제2 코일에서 측정한 전압값의 차이가 0V가 되는 지점인 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 장치.
제3항에 있어서,
상기 자성코어부의 중앙부는 상기 한계지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 장치.
제2항에 있어서,
상기 자성코어부의 중앙부가 상기 제1 코일을 지나기 전에 위치하는 경우, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V 이상이 되어 상기 브레이크 챔버 스트로크는 정상인 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 장치.
제2항에 있어서,
상기 자성코어부의 중앙부가 상기 제1 코일에 위치하는 경우, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V로 형성되어 상기 브레이크 챔버 스트로크는 정상인 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 장치.
제2항에 있어서,
상기 자성코어부의 중앙부가 상기 제1 코일을 지나 위치한 경우, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V 미만이 되어 상기 브레이크 챔버 스트로크는 비정상인 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 장치.
제1항에 있어서,
브레이크 페달에서 전달되는 압력을 감지하는 페달압력센서부, 상기 페달압력 센서부 및 상기 페달압력 센서부와 연결된 제어부 및 상기 제어부와 연결된 경고부를 더 포함하여,
상기 브레이크 챔버 스트로크에 이상이 발생할 경우, 상기 경고부를 통해 경고등을 점등하는 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 장치.
브레이크 페달이 작동하는 단계;
페달압력센서부를 통해 공압을 감지하는 단계;
상기 공압이 기설정된 압력 이상인지 판단하는 단계; 및
제2 코일 양단의 전압차가 0V 이상인지 판단하는 단계;를 포함하는 브레이크 모니터링 방법.
제9항에 있어서,
상기 공압이 기설정된 압력 이상인지 판단하는 단계에서, 상기 기설정된 압력은 0.3kgf/㎠인 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 방법.
제10항에 있어서,
상기 공압이 기설정된 압력 이상인지 판단하는 단계는 브레이크 챔버 내의 압축공기 누기를 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 방법.
제9항에 있어서,
상기 공압이 기설정된 압력이상이고, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V 이상인 경우, 경고등을 미점등하는 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 방법.
제9항에 있어서,
상기 공압이 기설정된 압력이상이나, 상기 제2 코일 양단의 전압차가 0V 미만인 경우, 경고등을 점등하는 것을 특징으로 하는 브레이크 모니터링 방법.