KR19990019603A - 차량에서 스티어링 휠의 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 브레이크 시스템(Brake System)에 관한 것으로, 특히 비상 사태 발생 시에 브레이크 페달을 밞지 않아도 스티어링 휠(Steering Wheel)을 잡는 압력에 따라 차량을 제동할 수 있도록 한 차량에서 스티어링 휠의 브레이크 시스템에 관한 것이다.

종래의 브레이크 시스템은 발로 조작하는 주 브레이크만 사용하므로 비상 사태 발생 시에 브레이크 페달 대신 가속 페달을 밞는 운전자의 오동작을 유발시킬 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명에 의해 비상 사태 발생 시에 운전자가 스티어링 휠을 잡으면 압전 센서부에서 감지하여 감지된 압력의 크기에 따라 전압을 전압 제어부에 인가하고 기준 전압값 이상일 때 전압 제어부에서 제어 전압을 솔레노이드에 인가해 마스터 실린더 내 유압을 증가하여 브레이크를 작동시키므로 브레이크 페달을 밞을 필요가 없어 브레이크 페달 대신 가속 페달을 밞는 운전자의 오동작을 유발하는 문제점을 제거할 수 있다.

Description

차량에서 스티어링 휠의 브레이크 시스템

본 발명은 차량의 브레이크 시스템(Brake System)에 관한 것으로, 특히 비상 사태 발생 시에 브레이크 페달을 밞지 않아도 스티어링 휠(Steering Wheel)을 잡는 압력에 따라 차량을 제동할 수 있도록 한 차량에서 스티어링 휠의 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 안전에 있어서 주행 중의 차량을 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차 상태를 유지하기 위한 브레이크의 역활은 매우 크다고 할 수 있는데, 해당 브레이크 시스템에서 주행중에 주로 사용하는 주 브레이크와 차량을 주차 상태로 유지하기위한 주차 브레이크로 크게 나눌 수 있다.

해당 주 브레이크는 보통 운전자의 발로 조작되므로 발 브레이크라고도 하는데, 바퀴의 안쪽면에 장착되어 있는 브레이크 드럼 또는 브레이크 디스크 등에 마찰재를 밀어 붙여 해당 마찰력을 이용하여 제동력을 발생시키는 것으로 운전자가 브레크 페달을 밞음으로써 모든 바퀴에 제동력이 발생하도록 되어 있다.

그리고, 해당 주 브레이크는 크게 동력 전달부와 제동력 발생부로 나눌 수 있는데, 해당 동력 전달부에는 기계식, 유압식 및 공기식이 있고 해당 제동력 발생부에는 드럼식과 디스크식이 있다. 그런데, 해당 주 브레이크는 보통 유압식 동력 전달부와 디스크식 제동력 발생부를 사용한다.

첫 번째로, 해당 유압식 동력 전달부는 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(11)과, 마스터 실린더(12)와, 브레이크 파이프(13)와, 휠 실린더(14)와, 브레이크 슈(15)와, 브레이크 드럼(16)과, 리턴 스프링(17)을 포함하여 이루어져 있다.

상술한 바와 같이 구성된 유압식 동력 전달부는 다음과 같이 동작을 수행하는데, 주행 중의 차량을 감속 또는 정지시키기 위해서 브레이크 페달(11)을 운전자가 밞는 경우에 해당 브레이크 페달(11)을 밞는 힘에 의해 마스터 실린더(12) 내의 피스톤을 밀어 브레이크액을 휠 실린더(14)로 압송하므로 유압을 발생시킨다.

이에, 해당 마스터 실린더(12)에서 발생된 브레이크 액의 유압은 브레이크 파이프(13)를 통해 해당 휠 실린더(14)에 유입되고 피스톤을 좌우로 벌리게 하므로써, 브레이크 슈(15)를 브레이크 드럼(16)에 밀어 붙여 제동력을 발생시킨다.

또한, 해당 브레이크 페달(11)을 놓아 주는 경우에 해당 마스터 실린더(12) 내의 유압이 저하하므로 해당 브레이크 슈(15)는 리턴 스프링(17)의 힘에 의해 원래의 위치로 되돌아가고 해당 휠 실린더(14) 내의 브레이크액은 해당 마스터 실린더(12)로 되돌아가 브레이크 작용이 풀린다.

이와 같이, 해당 유압식 동력 전달부는 제동력이 모든 바퀴에 균등하게 전달되어 마찰 손실이 적고 조작력도 적게 할 수 있는 등의 잇점이 있다.

두 번째로, 디스크식 제동력 발생부는 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(18)과, 재동 패드(19)와, 브레이크 파이프(20)와, 브레이크 디스크(21)와, 캐리어 보디(22)와, 블리더 플러그(23)와, 자동 조정기(24)를 포함하여 이루어져 있다.

상술한 바와 같이 구성된 디스크식 제동력 발생부는 차량의 고속화에 따라 종래의 드럼식보다 성능적으로 우수하여 많이 사용되는데, 그 동작은 다음과 같다.

먼저, 피스톤(18)은 캘리퍼 내의 실린더에 유압을 거는데, 해당 유압은 브레이크 파이브(20)를 통해 제동 패드(19)를 도 2에 도시된 화살표 방향으로 이동시키므로써, 바퀴와 함께 회전하는 브레이크 디스크(21)의 양쪽에서 해당 제동 패드(19)가 유압에 의해 밀어 붙여 제동하도록 되어 있다.

또한, 실린더 내의 유압을 없애는 경우에 해당 피스톤(18)은 피스톤 시일의 탄성 변형에 의해 생기는 힘으로 원래의 위치로 되돌아가게 된다.

이와 같이, 해당 브레이크 디스크(21)가 공기 중으로 노출되어 회전하기 때문에 방열이 잘 되므로 제동력이 안정되며 자기 배력 작용이 거의 없어 고속으로 반복해서 사용하여도 제동력의 변화가 적고 편제동의 염려가 적어지는 등의 잇점을 가지고 있다.

그런데, 해당 주 브레이크는 운전 중에 갑작스러운 돌출 등의 비상 상황 발생 시에 운전자가 눈으로 인지한 후 인지된 상황을 발로써 조작하여 제동하므로, 초보 운전자의 경우에 브레이크 페달을 밞는 대신에 가속 페달을 밞아 충돌 사고가 발생하는 경우가 종종 있었다.

이와 같이, 종래의 브레이크 시스템은 발로 조작하는 주 브레이크만 사용하므로 비상 사태 발생 시에 브레이크 페달 대신 가속 페달을 밞는 운전자의 오동작을 유발시킬 수 있는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 차량의 브레이크 시스템에 있어서 비상 사태 발생 시에 브레이크 페달을 밞지 않아도 스티어링 휠을 잡는 압력에 따라 차량을 제동하므로 브레이크 페달 대신 가속 페달을 밞는 운전자의 오동작을 유발하는 문제점을 제거할 수 있도록 한 스티어링 휠에 장착된 브레이크 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 차량에 있어 주 브레이크의 유압식 동력 전달부를 나타낸 도면.

도 2는 종래 차량에 있어 주 브레이크의 디스크식 제동력 발생부를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 스티어링 휠의 브레이크 시스템을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 압전 센서부 32 : 전압 제어부

33 : 솔레노이드 34 : 마스터 실린더

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 스티어링 휠의 브레이크 시스템은 차량 스티어링 휠의 커버 내에 장착되어 비상 사태 시에 스티어링 휠을 잡는 압력의 크기에 따라 전압을 생성시키는 압전 센서부와; 상기 압전 센서부로부터 인가되는 전압값이 기설정한 기준 전압값보다 큰 경우에 일정 세기만큼 증폭하여 제어 전압을 생성시키는 전압 제어부와; 상기 전압 제어부로부터 인가되는 제어 전압의 세기에 따라 마스터 실린더 내의 피스톤을 밀어 브레이크를 작용시키는 솔레노이드를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그러면, 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 스티어링 휠의 브레이크 시스템의 구성을 살펴 보면, 압전 센서부(31)와, 전압 제어부(32)와, 솔레노이드(33)과, 마스터 실린더(34)를 포함하여 이루어진다.

상기 압전 센서부(31)는 차량 스티어링 휠의 커버 내에 장착 구비하며, 운전자가 누르는 압력을 감지하고 해당 감지된 압력의 크기에 따라 세기가 다른 전압을 생성시켜 상기 전압 제어부(32)에 인가한다.

상기 전압 제어부(32)는 브레이크 시스템을 동작시켜야 할 기준 전압값을 기설정하여 저장해 두며, 상기 압전 센서부(31)로부터 인가되는 전압값과 해당 기설정한 기준 전압값을 비교하며, 상기 압전 센서부(31)로부터 인가되는 전압값이 해당 기설정한 기준 전압값보다 크면 일정한 세기만큼 증폭시키며, 해당 증폭된 제어 전압을 상기 솔레노이드(33)에 인가시켜 해당 제어 전압의 세기에 따라 동작을 수행되도록 한다.

상기 솔레노이드(33)는 상기 전압 제어부(32)로부터 인가되는 제어 전압의 세기에 따라 상기 마스터 실린더(34) 내의 피스톤을 밀어 브레이크액의 유압을 발생시킨다.

상기 마스터 실린더(34)는 세컨더리 컵, 피스톤, 피스톤 컵, 리턴 스프링, 체크 밸브, 흡입 포트, 리턴 포트 및 공급 탱크를 구비하는데, 상기 솔레노이드(33)의 미는 힘에 의해 피스톤은 브레이크액을 휠 실린더로 압송하여 휠 실린더의 피스톤을 좌우로 벌리게 함으로써 브레이크 슈를 브레이크 드럼에 압축시켜 브레이크 작용되도록 한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 스티어링 휠의 브레이크 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

차량 운전 중에 갑작스러운 돌출 등의 비상 상황 발생 시에 차량을 감속 또는 정지시키기 위해서 운전자가 발로서 조작되는 주 브레이크를 가동시키는 브레이크 페달을 밞지 않아도 차량의 스티어링 휠만 꽉 잡으면, 해당 스티어링 휠의 커버 내에 장착되어 있는 압전 센서부(31)에서 운전자가 해당 스티어링 윌을 잡는 압력을 감지하게 된다.

이에, 상기 압전 센서부(31)는 감지한 스티어링 휠을 운전가가 잡은 압력의 크기에 따라 전압을 생성시켜 전압 제어부(32)에 인가하며, 해당 전압 제어부(32)는 브레이크 시스템을 동작시켜야 할 기준 전압값을 기설정하여 저장해 두고 있는데, 상기 압전 센서부(31)로부터 인가되는 전압값과 해당 기설정한 기준 전압값을 비교하게 된다.

만약, 상기 비교한 결과가 상기 압전 센서부(31)로부터 인가되는 전압값이 해당 기설정한 기준 전압값보다 큰 경우, 상기 전압 제어부(32)는 상기 압전 센서부(31)로부터 인가되는 전압값을 일정한 세기만큼 증폭시키고 해당 증폭된 제어 전압을 솔레노이드(33)에 인가시킨다.

이에 따라, 상기 솔레노이드(33)는 상기 전압 제어부(32)로부터 인가되는 제어 전압의 세기에 따라 자기장을 형성하여 마스터 실린더(34) 내의 피스톤을 밀게 되며, 해당 마스터 실린더(34)에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 세컨더리 컵이 리턴 포트를 막고 계속 이동하게 되어 실린더 내의 브레이크액을 가압하게 된다.

그래서, 상기 마스터 실린더의 체크 밸브는 밀리게 되어 개방하게 되며, 브레이크 파이브를 통해 각 휠 실린더로 유압을 작용시키게 된다. 이 때, 리턴 포트와 인레트 포트는 피스톤 컵의 뒷면이 되므로 세컨더리 컵과 피스톤 컵 사이의 공간은 서플라이 탱크에서 보내오는 브레이크액으로 가득차게 되어 피스톤의 유활과 다시 한 번 더 상기 솔레노이드(33)과 밀어도 브레이크액의 보급을 충분히 준비해 준다.

이렇게 하여, 각 휠 실린더에 압송된 브레이크액에 의해 휠 실린더의 피스톤을 좌우로 벌리게 함으로써 브레이크 슈를 브레이크 드럼에 압축시켜 브레이크 작용되도록 한다.

한편, 운전자가 잡았던 스티어링 휠을 놓게 되는 경우, 상기 전압 제어부(32)에서 비교한 결과가 상기 압전 센서부(31)로부터 인가되는 전압값이 해당 기설정한 기준 전압값보다 작게 되므로 상기 전압 제어부(32)에서는 제어 전압을 더 이상 상기 솔레노이드(33)에 인가시키지 않게 된다.

이에, 상기 솔레노이드(33)는 상기 마스터 실린더(34)의 피스톤을 더 이상 밀지 않게 되어 해당 피스톤은 리턴 스프링의 힘에 의해 밀려 되돌려지게 되고 체크 밸브가 닫혀 지므로 피스톤 컵의 전면은 일시에 압력이 저하시켜 각 휠 실린더의 압력도 저하하게 된다.

이에 따라, 브레이크 슈는 리턴 스프링의 힘에 의해 원래의 위치로 되돌아가고 각 휠 실린더 내의 브레이크액은 상기 마스터 실린더(34)로 되돌아가 브레이크 작용이 풀리게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 의해 비상 사태 발생 시에 운전자가 스티어링 휠을 잡으면 압전 센서부에서 감지하여 감지된 압력의 크기에 따라 전압을 전압 제어부에 인가하고 기준 전압값 이상일 때 전압 제어부에서 제어 전압을 솔레노이드에 인가해 마스터 실린더 내 유압을 증가하여 브레이크를 작동시키므로 브레이크 페달을 밞을 필요가 없어 브레이크 페달 대신 가속 페달을 밞는 운전자의 오동작을 유발하는 문제점을 제거할 수 있다.

Claims (1)

1. 차량 스티어링 휠의 커버 내에 장착되어 비상 사태 시에 스티어링 휠을 잡는 압력의 크기에 따라 전압을 생성시키는 압전 센서부(31)와 상기 압전 센서부(31)로부터 인가되는 전압값이 기설정한 기준 전압값보다 큰 경우에 일정 세기만큼 증폭하여 제어 전압을 생성시키는 전압 제어부(32)와 상기 전압 제어부(32)로부터 인가되는 제어 전압의 세기에 따라 마스터 실린더(34) 내의 피스톤을 밀어 브레이크를 작용시키는 솔레노이드(33)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량에서 스티어링 휠의 브레이크 시스템.