KR20240059661A - 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템 - Google Patents

차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 본 발명에 따른 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템에 있어서, 상기 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는, 헤드 하우징, 바텀 하우징 및 상기 헤드 하우징과 상기 바텀 하우징 사이에 마련되는 어댑터 하우징, 상기 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤, 상기 어댑터 하우징과 상기 바텀 하우징 사이에 고정되어 상기 어댑터 하우징과 상기 바텀 하우징 사이의 공간을 분할하는 다이아프레임을 포함하고, 상기 이상 진단 시스템은, 상기 피스톤과 어댑터 하우징 사이에 형성된 파킹 챔버와 상기 어댑터 하우징과 다이아프레임 사이에 형성된 서비스 챔버 각각에서 압력 측정을 실시하는 압력 측정부; 브레이크 라이닝에 연결되어 브레이크 라이닝 온도를 감지하는 브레이크 라이닝 온도 감지부; 및 상기 압력 측정부의 압력 측정값 및 라이닝 온도 감지부의 온도 측정값을 기반으로 하여 브레이크의 이상 상황에 대한 알람을 발생하는 알림부;를 포함한다.

Description

차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템{Trouble diagnosis System for Vehicle Pneumatic Spring Brake Chamber}
본 발명은 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템에 관한 것으로서, 압력 챔버 및 서비스 챔버에서의 압력 측정을 실시하는 복수의 압력 센서와 브레이크 라이닝 온도를 감지하는 브레이크 라이닝 온도 감지부의 측정값을 기반으로 하여 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 상황에 대한 변동 상태를 모니터링할 수 있는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템에 관한 것이다.
버스, 트럭, 트레일러 및 기타 중장비와 같은 대형 차량 등은 고속 주행중 또는 주차시 브레이크 작동이 민감하고 신속하게 이루어지며, 제동이 우수한 차량용 브레이크 챔버를 이용하고 있다.
이러한 차량 브레이크 챔버에 대해서 한국등록특허 제10-1567709호의 브레이크 액추에이터를 개시한 있다. 이러한 차량 브레이크 챔버는 상부에서부터 차례로 중공 형상의 헤드 하우징, 어댑터 하우징, 바텀 하우징을 포함하여 구성된다. 한편, 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤이 배치되고, 피스톤에 결합되어 어댑터 하우징의 관통홀을 통과하여 배치되는 중공의 액추에이터 로드를 구비한다. 어댑터 하우징과 바텀 하우징 사이에 다이아프레임이 배치된다. 또한, 다이아프레임을 지지하는 압력 플레이트와 압력 플레이트를 지지하는 푸시로드를 구비하고, 푸시로드는 바텀 하우징에 형성된 관통홀을 통과하여 배치된다.
이와 같은 구조를 통하여 헤드 하우징과 피스톤 사이에 형성된 공간은 스프링 챔버이며, 그 사이에 스프링이 배치된다. 피스톤과 어댑터 하우징 사이에 마련된 공간은 압력챔버이다. 어댑터 하우징과 다이아프레임 사이에 형성되는 공간은 서비스 챔버이고, 다이아프레임과 바텀 하우징 사이에는 푸시로드 챔버가 형성된다.
이와 같이, 차량용 브레이크 챔버는 상부에서 하부에 이르기 까지 스프링 챔버, 압력챔버, 서비스 챔버 및 푸시로드 챔버를 구성하고, 스프링의 탄성력과 서비스 챔버내의 공기압의 조절에 따라 압력 플레이트가 상하로 이동함으로써 바텀 하우징의 하단을 관통하여 연결된 푸시로드를 이동시켜 차량의 주행중 또는 정차시에 브레이크 작동을 가능하게 할 수 있다.
이때, 푸시로드가 상하 이동하면서 브레이크를 제동하는 역할을 하게 되며, 브레이크의 제동상태에 문제가 생기면 푸시로드의 스트로크에 변동이 발생하게 된다. 그러나, 한국등록특허 제10-1567709호의 브레이크 액추에이터는 푸시로드의 스트로크에 이상이나 미세한 변화가 발생하더라도 이에 대해 판별할 수 있는 구성에 대해서 기재하고 있지 않기 때문에 푸시로드 챔버를 미리 수리하기에 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 파킹 챔버 및 서비스 챔버에서의 압력 측정을 실시하는 복수의 압력 센서와 브레이크 라이닝 온도를 감지하는 브레이크 라이닝 온도 감지부의 측정값을 기반으로 하여 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 상황에 대한 변동 상태를 모니터링할 수 있는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템에 있어서, 상기 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는, 헤드 하우징, 바텀 하우징 및 상기 헤드 하우징과 상기 바텀 하우징 사이에 마련되는 어댑터 하우징, 상기 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤, 상기 어댑터 하우징과 상기 바텀 하우징 사이에 고정되어 상기 어댑터 하우징과 상기 바텀 하우징 사이의 공간을 분할하는 다이아프레임을 포함하고,
상기 이상 진단 시스템은, 상기 피스톤과 어댑터 하우징 사이에 형성된 파킹 챔버와 상기 어댑터 하우징과 다이아프레임 사이에 형성된 서비스 챔버 각각에서 압력 측정을 실시하는 압력 측정부; 브레이크 라이닝에 연결되어 브레이크 라이닝 온도를 감지하는 브레이크 라이닝 온도 감지부; 및 상기 압력 측정부의 압력 측정값 및 라이닝 온도 감지부의 온도 측정값을 기반으로 하여 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 상황에 대한 알람을 발생하는 알림부;를 포함한다.
상기 알림부는, 차량을 구성하는 복수의 차륜을 이루는 복수의 파킹 챔버 중 적어도 하나 이상의 파킹 챔버에서 감지되는 파킹 압력값이 일정 압력 이하이면서, 차량을 구성하는 복수의 차륜을 이루는 복수의 서비스 챔버 중 적어도 하나 이상의 서비스 챔버에서 감지되는 서비스 압력값이 일정 압력 이상으로 일정 시간 동안 지속되거나 각 서비스 챔버의 압력차가 일정값 이상일 경우 상기 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 상황에 대한 알람을 발생한다.
상기 브레이크 라이닝 온도 감지부는, 상기 브레이크 라이닝에서 감지된 온도를 단계별로 분류하거나 온도 저항 테이블을 설정하여 특정 단계의 온도 또는 특정 조건에 해당되는 경우 브레이크 이상으로 결정한다.
상기 압력 측정부 및 상기 브레이크 라이닝 온도 감지부로부터 데이터를 전송받아 압력 또는 온도에 따라 경광등을 점등시키는 경광등부를 더 포함하고, 상기 경광등부는 경광등이 점등된 후 일정시간이 경과되어도 사용자가 확인을 안하면 해당 차량의 데이터를 관제센터 또는 해당 차량의 주변 차량에 제공한다.
상기 파킹 챔버에서 감지되는 압력값이 69psi에서 1초 내에 10psi 이하로 떨어지거나, 상기 서비스 챔버에서 감지되는 압력값이 순간적으로 72psi 이상으로 감지 시에 비상브레이크가 작동된 것으로 기록한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 압력 감지 시스템은 피스톤과 어댑터 하우징 사이에 배치된 파킹 챔버 및 어댑터 하우징과 다이아프레임 사이에 배치된 서비스 챔버에서의 압력 측정을 실시하는 복수의 압력 센서와 운전석의 인디케이터를 접속한 상태에서 실시간으로 압력 변동 상태를 모니터링할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버 상에서 서비스부 챔버에 연결되는 서비스부 센서의 결합을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버 상에서 파킹 챔버에 연결되는 압력 센서의 결합을 나타내는 도면이다.
도 5는 압력 측정부, 브레이크 라이닝 온도 감지부 및 경광등부를 컨트롤 박스에 연결한 상태를 보인다.
도 6은 복수의 압력 센서와 운전석의 인디케이터를 접속한 상태에서 실시간으로 압력 변동 상태를 모니터링하는 과정을 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는 상부에서부터 차례로 중공 형상의 헤드 하우징(100), 어댑터 하우징(200), 바텀 하우징(300)을 포함하며, 헤드 하우징(100)과 어댑터 하우징(200) 사이에는 피스톤(110)이 배치되고, 어댑터 하우징(200)과 바텀 하우징(300) 사이에는 다이아프레임(400)이 배치된다.
한편, 피스톤(110)에 형성된 피스톤 관통홀의 하방향으로 어댑터 하우징(200)을 관통하도록 배치되는 관통홀이 형성된 액추에이터 로드(120)가 배치되고, 액추에이터 로드(120)의 종단에 로드 밸브가 배치된다. 로드 밸브는 스프링 챔버(150)와 서비스 챔버(310)가 서로 연통하여 공기유동이 이루어지도록 할 수 있다. 본 실시예에서 피스톤(110)과 액추에이터 로드(120)는 분리되어 형성되었으나 서로 일체로 형성될 수도 있다.
차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는 스프링 챔버(150)와 서비스 챔버(310) 간의 공기유동이 스프링 챔버(150)와 서비스 챔버(310) 사이에 배치되는 중공의 액추에이터 로드(120)와 액추에이터 로드(120)의 하부단에 결합되는 액추에이터 로드 밸브를 통해서 이루어진다.
이와 같이 형성된 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는 헤드 하우징(100)과 피스톤(110)사이에 스프링 챔버(150)가 형성되고, 피스톤(110)과 어댑터 하우징(200) 사이에 파킹 챔버(160)가 형성된다. 또한, 어댑터 하우징(200)과 다이아프레임(400) 사이에 서비스 챔버(310)가 형성되고, 다이아프레임(400)과 바텀 하우징(300) 사이에 푸시로드 챔버(320)가 형성된다.
스프링 챔버(150) 내에 배치되는 압축 스프링(130)은 코일 스프링으로서, 코일의 중심부에서 양측 종단으로 향할수록 코일의 외경이 작아질 수 있다. 이때, 압축 스프링(130)의 일단은 피스톤(110)에 접촉되어 지지되고, 압축 스프링(130)의 타단은 헤드 하우징(100)의 굴곡부에 접촉되어 지지된다.
한편, 헤드 하우징(100)의 상단부에는 헤드 하우징(100)의 내측을 따라 굴곡부를 형성하고, 굴곡부는 압축 스프링(130)이 상부에서 위치가 이동하는 것을 방지하여 압축 스프링(130)이 항상 일정한 센터 축을 유지하면서 압축되도록 한다.
피스톤(110)은 헤드 하우징(100)의 내부에 밀착되어 헤드 하우징(100)의 내부 공간을 스프링 챔버(150)와 파킹 챔버(160)로 분리한다. 중공의 액추에이터 로드(120)는 피스톤 관통홀을 따라 일방향으로 배치된다. 따라서 액추에이터 로드(120)의 일단은 피스톤(110)에 연결되어 지지되고, 타단은 어댑터 하우징(200)의 관통홀을 관통하여 다이아프레임(400)에 지지될 수 있다.
액추에이터 로드(120)의 외주면과 어댑터 하우징(200)의 내주면이 접촉하는 부분에는 유체가 새는 것을 방지하기 위하여 립실(122)이 배치된다. 즉, 어댑터 하우징(200)의 중앙에 형성된 관통홀 상에 립실(122)이 조립되어 있고, 상기 립실(122)을 통해 액추에이터 로드(120)가 작동한다. 립실(122)은 파킹 챔버와 서비스 챔버 간에 공기압의 이동을 차단하는 씰링 기능을 한다.
액추에이터 로드(120) 내부에는 일단이 헤드 하우징(100)의 헤드 하우징 관통홀에 고정되어 어댑터 하우징(200)의 관통을 따라 배치되는 케이징 볼트(140)와 타단이 상기 케이징 볼트(140)에 나사 결합되는 케이징 너트가 배치된다.
케이징 볼트(140)는 파워 스프링을 강제로 압축하는 기능을 하는 것으로서, 장착하거나 공기압이 없는 차량을 강제로 파킹해제 할때 사용한다. 도면 상의 상태는 강제로 압축 고정한 상태이며 차량 장착 후 정상 작동을 위해서는 케이징 볼트가 챔버 헤드에 밀착 조임되어야 하는 것으로서, 즉 케이징 볼트가 돌출되어 있지 않은 상태를 보인다.
마운팅 볼팅 구조체(170)는 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버를 차량의 브라켓 또는 캘리퍼에 고정하는 기능을 한다. 마운팅 볼팅 구조체(170)는 마운팅 볼트 및 마운팅 너트를 갖는다.
헤드 하우징(100)과 바텀 하우징(300) 사이에는 어댑터 하우징(200)이 배치되어 헤드 하우징(100)과 바텀 하우징(300)을 상호연결 한다. 어댑터 하우징(200)은 중앙에 관통홀을 구비하며, 액추에이터 로드(120)는 관통홀을 관통하여 다이아프레임(400)에 접촉하여 지지된다. 어댑터 하우징(200)의 일측면에는 공기압을 유입시킬 수 있는 밸브 구조체(210)가 구비되어 차량의 주행단계에서 주차 브레이크 작동시 공기를 유입시킬 수 있다.
한편, 바텀 하우징(300) 내에는 푸시로드 플레이트(510)에 의해 접촉 지지되어 바텀 하우징(300)을 서비스 챔버(310)와 푸시로드 챔버(320)로 나누는 다이아프레임(400)이 배치된다. 이때, 푸시로드 플레이트(510)는 푸시로드(500)에 의해 지지되며, 다이아프레임(400)의 공기압에 따른 이동을 푸시로드(500)에 전달하는 역할을 한다. 푸시로드 플레이트(510)와 바텀 하우징(300) 사이에는 푸시로드(500)의 축방향을 따라 푸시로드 스프링(520)이 배치되어 푸시로드 플레이트(510)의 이동에 따라 압축 또는 복원된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템은 파킹 챔버와 서비스 챔버에서의 압력 측정을 실시하는 복수의 압력 센서를 갖는 압력 측정부, 차량의 브레이크 라이닝에 연결되어 브레이크 라이닝 온도를 감지하는 브레이크 라이닝 온도 감지부(900); 복수의 압력 센서에 전기적으로 결합되는 컨트롤 박스(610) 및 상기 압력 측정부의 압력 측정값과 라이닝 온도 감지부의 온도 측정값을 기반으로 하여 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 상황에 대한 알람을 발생하도록 컨트롤 박스 상에 전기적으로 결합되는 인디케이터(620)를 더 포함한다.
컨트롤 박스(610)는 파킹 챔버 및 서비스 챔버에 각각 배치된 압력 센서와의 통신 및 전기적인 연결이 된 상태에서 압력 센서에서의 측정 데이터값 수신, 데이터값 분석, 압력 센서로의 전원 공급 및 출력 전압을 위한 배선 연결이 이루어진다. 한편, 압력 센서와 컨트롤박스 간에는 유선 방식에 따른 와이어 연결 외에 무선통신 방식도 가능하다.
컨트롤 박스(610)는 차량을 구성하는 복수의 차륜을 이루는 복수의 파킹 챔버 중 적어도 하나 이상의 파킹 챔버에서 감지되는 파킹 압력값이 일정 압력 이하이면서, 차량을 구성하는 복수의 차륜을 이루는 복수의 서비스 챔버 중 적어도 하나 이상의 서비스 챔버에서 감지되는 서비스 압력값이 일정 압력 이상으로 일정 시간 동안 지속되거나 각 서비스 챔버의 압력차가 일정값 이상일 경우 운전석에 배치 가능한 인디케이터(620)를 통해 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 상황에 대한 알람을 발생한다.
본 발명은 압력 측정부 및 브레이크 라이닝 온도 감지부로부터 데이터를 전송받아 압력 또는 온도에 따라 경광등을 점등시키는 경광등부(630)를 더 포함하고, 상기 경광등부는 경광등이 점등된 후 일정시간이 경과되어도 사용자가 확인을 안하면 해당 차량의 데이터를 관제센터 또는 해당 차량의 주변 차량에 제공한다.
복수의 압력 센서는 서비스 챔버(310) 상에 연통하는 제1 압력 센싱모듈(700) 및 파킹 챔버(160) 상에 연통하는 제2 압력 센싱모듈(800)을 포함한다. 제1 압력 센싱모듈(700) 및 제2 압력 센싱모듈(800)은 어댑터 하우징(200)의 외측 일측 상에 나란히 동일한 방향을 바라보도록 형성되는 것이 가능할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 압력 센싱모듈(700)은 어댑터 하우징(200)의 외측 상에 분리 가능하게 결합되되 서비스 챔버(310) 상에 연통한 상태를 갖는 제1 연결커넥터(710), 제1 연결커넥터(710)의 내부 유로 상에 연통된 상태로 결합되는 제1 압력감지센서(720), 제1 연결커넥터(710)의 내부 유로 상에 연통된 상태로 외부 끝단 상에 결합되는 제1 커버(730)을 포함한다. 제1 연결커넥터(710)는 어댑터 하우징(200)에서 서비스 챔버(310)로 형성된 제1 포트부 상에 조립되는 한편, 제1 압력감지센서(720)는 제1 연결커넥터(710) 상에 나사 방식으로 체결된다.
도 4를 참조하면, 제2 압력 센싱모듈(800)은 어댑터 하우징(200)의 외측 상에 분리 가능하게 결합되되 파킹 챔버(160) 상에 연통한 상태를 갖는 제2 연결커넥터(810), 제2 연결커넥터(810)의 내부 유로 상에 연통된 상태로 결합되는 제2 압력감지센서(820), 제2 연결커넥터(810)의 내부 유로 상에 연통된 상태로 외부 끝단 상에 결합되는 제2 커버(830)을 포함한다. 제2 연결커넥터(810)는 어댑터 하우징(200)에서 파킹 챔버(160)로 형성된 제2 포트부 상에 조립되는 한편, 제2 압력감지센서(820)는 제2 연결커넥터(810) 상에 나사 방식으로 체결된다.
한편, 다른 실시예로서 제1,2 압력 센싱모듈(700,800)을 이루는 제1,2 압력감지센서(720,820)는 어댑터 하우징(200)에 연결커넥터(710,810) 없이 직접 연결하는 것이 가능하다.
외부에서 제공된 공기압이 서비스 챔버에 채워지면 다이어프램(400, 멤브레인)을 팽창하게 하고, 푸쉬로드 플레이트(510)에 가해지면서 푸쉬 로드(500)가 하단방향으로 움직이게 된다.
외부에서 제공된 공기압이 파킹 챔버(160)에 공급되어 채워지면 피스톤(110) 전체 면적과 피스톤의 가장자리 씰에 전달되어 파워 스프링인 압축 스프링(130)을 압축하게 한다.
이하, 차량을 구성하는 복수의 차륜을 이루는 복수의 파킹 챔버 및 복수의 서비스 챔버에서 이상 상황을 감지하는 것을 살핀다.
실시예 1
먼저, 하기 표 1을 참조하여 복수의 파킹 챔버 이상 감지 조건을 설명한다.
차량 속도는 5 mi/h를 유지한다. 구체적으로는, 차량의 움직임을 감지하기 위하여 5mi/h 이상의 속도를 의미하는 것이다.
차량의 복수의 차륜을 이루는 복수의 파킹 챔버 중 적어도 하나 이상의 파킹 챔버에서 감지되는 파킹 압력값이 기설정된 파킹 해제압력 이하로 떨어지는 경우에 경고를 발생한다. 일예를 들어 파킹 해제압력은 69psi 일 수 있다. 구체적으로, 4개의 파킹 챔버 간에 압력차가 발생하는 경우일 수 있다. 예를 들어, 정상 압력은 파킹 해제압력이고 비정상은 파킹 해제압력 이하로 한다. 파킹 해제압력에서 순간 최저압 이하로 떨어지면 비상 브레이크 기록을 실시한다. 예를 들어 69psi 에서 1초 내에 10psi 이하로 떨어지면 비상 브레이크 기록을 실시한다.
[표 1]
실시예 2
하기 표 2를 참조하여 복수의 서비스 챔버 이상 감지 조건을 설명한다.
차량 속도는 5 mi/h를 유지한다. 구체적으로는, 차량의 움직임을 감지하기 위하여 5mi/h 이상의 속도를 의미하는 것이다.
차량을 구성하는 복수의 차륜을 이루는 복수의 서비스 챔버 중 적어도 하나 이상의 서비스 챔버에서 감지되는 서비스 압력값인 브레이크 작동 압력값이 지속되거나 각 서비스 챔버의 압력차가 발생할 때 경고를 발생한다. 예를 들어, 현재는 압력값이 확정되어 있지 않지만, 서비스 압력값이 일정 압력인 29psi 이상으로 일정 시간인 60s 동안 지속되거나 각 서비스 챔버의 압력차가 일정값인 10psi 이상일 경우에 경고를 발생한다. 구체적으로, 4개의 서비스 챔버 간에 압력차가 발생하는 경우일 수 있다. 한편 예를 들어, 순간적으로 일반적인 설정 브레이크 압력이 아닌 기설정된 비상 고압값 감지시(예를 들어, 72psi 이상으로 감지시에) 비상 브레이크 기록을 실시한다.
[표 2]
즉, 파킹 챔버에서 감지되는 압력값이 69psi에서 1초 내에 10psi 이하로 떨어지거나, 상기 서비스 챔버에서 감지되는 압력값이 순간적으로 72psi 이상으로 감지 시에 비상브레이크가 작동된 것으로 기록한다.
인디케이터(620)는 차량 속도 5mi/h인 상황에서 복수의 파킹 챔버 중에서 적어도 하나 이상의 챔버에서 압력이 69psi 이하일 경우 브레이크 챔버에 이상이 있는 것으로 결정하는 한편,
차량 속도 5mi/h인 상황에서 복수의 서비스 챔버 중에서 적어도 하나의 이상의 챔버 압력이 29psi 이상으로 60s 이상 동안 지속되거나, 복수의 서비스 챔버 각각의 압력차가 10psi 이상일 경우 브레이크 챔버에 이상이 있는 것으로 결정한다.
브레이크 라이닝 온도 감지부는, 브레이크 라이닝에서 감지된 온도를 단계별로 분류하거나 온도 저항 테이블을 설정하여 특정 단계의 온도 또는 특정 조건에 해당되는 경우 브레이크 이상으로 결정한다. 브레이크 라이닝의 온도 증가는 내리막 길에서 브레이크를 지속적으로 밟을 때 발생할 수 있으며, 상술한 파킹 챔버의 압력이 파킹해제 설정 압력값 이하로 떨어지면 온도가 증가하여 과열 발생되어지며, 서비스 브레이크 챔버의 압력이 차량 운행 중에 브레이크 작동 설정 압력값 이상으로 지속적으로 장시간 유지될 때 과열 발생으로 압력 감지와 온도 감지는 연관이 있다.
구체적으로는, 온도 센서(Thermal Sensor)에 의해 과열 온도 3단계로 설정 관리하는데, 예를 들어 정상, 주의, 과열(마찰제가 불이 나는 온도)로 구분할 수 있다.
온도 저항 테이블을 설정하여 적용한다.
컨트롤 박스는 파킹 챔버와 서비스 챔버의 압력 또는 브레이크 라이닝의 온도를 네트워크를 통해 휴대용 단말 또는 웹서버에 제공하여 브레이크 이상 여부를 나타내게 한다. 한편, 압력 센서와 온도 센서와 컨트롤 박스 간에는 유선 방식에 따른 와이어 연결 외에 무선통신 방식도 가능하다.
파킹 챔버와 서비스 챔버의 압력에 따라 경광등의 점등을 제어하여 브레이크 이상 여부를 나타내는 한편, 브레이크 라이닝의 온도에 따라 경광등의 점등을 제어하여 브레이크 이상 여부를 나타낸다.
한편, 컨트롤 박스(610)는 푸시로드(500) 스트로크의 이상이 판단되면, 컨트롤 박스(610)과 연결된 차량의 전자제어장치(ECU, Electronic control unit)에 스프링 브레이크 챔버의 상태를 송신하고, 전자제어장치는 차량의 디스플레이부 또는 음성장치를 통하여 스프링 브레이크 챔버(10)에 대한 점검을 요청할 수 있다.
이때, 컨트롤 박스(610)는 무선통신모듈(640)을 통하여 전자제어장치에 연결될 수 있다. 즉, 컨트롤 박스(610)는 스프링 브레이크 챔버의 점검이 필요한 경우, 무신통신모듈을 이용하여 차량의 전자제어장치(ECU, Electronic control unit)에 스프링 브레이크 챔버의 점검을 송신하고, 전자제어장치는 점검신호를 차량의 내부에 마련된 디스플레이부 또는 음성장치를 통하여 알릴 수 있다.
이와 같이, 복수의 압력 센서 및 컨트롤 박스(610)는 상호 연동하여 압력챔버와 서비스 챔버의 압력 상태를 실시간으로 확인하여 브레이크의 정상작동을 확인함으로써, 스프링 챔버(150), 파킹 챔버(160), 서비스 챔버(310) 및 푸시로드 챔버(320) 중 적어도 하나의 공기압 변화가 있는지, 또는 다이아프레임(400)의 파손 등으로 인한 푸시로드(500)의 이동에 변화가 있는지 감지할 수 있다. 따라서, 복수의 압력 센서를 통한 압력챔버와 서비스 챔버의 압력 상태 확인, 압력챔버와 서비스 챔버 상태에 연동한 푸시로드(500)의 스트로크 값 변동을 모니터링하는 과정을 통하여 브레이크의 상태를 판단할 수 있어 브레이크로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있다.
한편, 컨트롤 박스(610) 및 무선통신 모듈은 푸시로드 챔버(320)의 내측 또는 공기압 스프링 브레이크 챔버의 외측에 배치될 수 있으며, 복수의 압력 센서, 컨트롤 박스(610) 및 무선통신 모듈은 차량에 마련된 배터리와 전기적으로 연결됨으로써 전력을 공급받아 구동될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다

Claims (5)

  1. 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템에 있어서,
    상기 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버는,
    헤드 하우징, 바텀 하우징 및 상기 헤드 하우징과 상기 바텀 하우징 사이에 마련되는 어댑터 하우징, 상기 헤드 하우징과 어댑터 하우징 사이에 배치되는 피스톤, 상기 어댑터 하우징과 상기 바텀 하우징 사이에 고정되어 상기 어댑터 하우징과 상기 바텀 하우징 사이의 공간을 분할하는 다이아프레임을 포함하고,
    상기 이상 진단 시스템은,
    상기 피스톤과 어댑터 하우징 사이에 형성된 파킹 챔버와 상기 어댑터 하우징과 다이아프레임 사이에 형성된 서비스 챔버 각각에서 압력 측정을 실시하는 압력 측정부;
    브레이크 라이닝에 연결되어 브레이크 라이닝 온도를 감지하는 브레이크 라이닝 온도 감지부; 및
    상기 압력 측정부의 압력 측정값 및 라이닝 온도 감지부의 온도 측정값을 기반으로 하여 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 상황에 대한 알람을 발생하는 알림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알림부는,
    차량을 구성하는 복수의 차륜을 이루는 복수의 파킹 챔버 중 적어도 하나 이상의 파킹 챔버에서 감지되는 파킹 압력값이 일정 압력 이하이면서, 차량을 구성하는 복수의 차륜을 이루는 복수의 서비스 챔버 중 적어도 하나 이상의 서비스 챔버에서 감지되는 서비스 압력값이 일정 압력 이상으로 일정 시간 동안 지속되거나 각 서비스 챔버의 압력차가 일정값 이상일 경우 상기 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 상황에 대한 알람을 발생하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 라이닝 온도 감지부는,
    상기 브레이크 라이닝에서 감지된 온도를 단계별로 분류하거나 온도 저항 테이블을 설정하여 특정 단계의 온도 또는 특정 조건에 해당되는 경우 브레이크 이상으로 결정하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압력 측정부 및 상기 브레이크 라이닝 온도 감지부로부터 데이터를 전송받아 압력 또는 온도에 따라 경광등을 점등시키는 경광등부를 더 포함하고,
    상기 경광등부는 경광등이 점등된 후 일정시간이 경과되어도 사용자가 확인을 안하면 해당 차량의 데이터를 관제센터 또는 해당 차량의 주변 차량에 제공하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파킹 챔버에서 감지되는 기설정된 파킹 해제압력에서 순간 최저압 이하로 떨어지거나, 상기 서비스 챔버에서 감지되는 압력값이 기설정된 비상 고압값 이상으로 감지 시에 비상브레이크가 작동된 것으로 기록하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공기압 스프링 브레이크 챔버의 이상 진단 시스템.
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