KR100811752B1 - Auxiliary brake system for fuel cell vehicles - Google Patents

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Abstract

연료전지 차량의 보조 제동장치가 개시된다. 개시된 연료전지 차량의 보조 제동장치는, 연료전지 차량의 엔진이 오프(off)된 상태에서 상기 연료전지 차량의 메인 ECU, 하이브리드 MCU에서 브레이크 작동 여부 및 배터리 상황을 판단하고, 상기 메인 ECU에서 인지된 메인 브레이크 시스템의 작동을 상기 하이브리드 MCU를 통해 작동신호를 전달함에 따라 작동이 이루어지는 연료전지 차량의 보조 제동장치에 있어서, 상기 메인 브레이크 시스템이 작동되지 않는 경우, 상기 메인 ECU와 상기 하이브리드 MCU로부터 상기 작동신호를 받는 보조배터리 컨트롤러와; 상기 메인 ECU나 상기 연료전지 차량의 배터리 라인에 이상이 있을 때 상기 보조배터리 컨트롤러의 신호에 따라 작동되게 구비된 보조 배터리와; 상기 보조 배터리로부터 전류를 공급받아 공압을 발생하여 비상시 제동이 이루어지도록 설치된 전동식 진공펌프와; 상기 전동식 진공펌프와 직접 연결되어 기계적 작용력을 발생시키는 부스터와; 입구 및 출구가 같이 공유토록 체크밸브가 구비된 진공탱크;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 연료전지 차량에서 비상시 제동이 가능한 이점이 있다.

Figure R1020010076824

연료전지 차량, 보조 제동장치, 부스터

An auxiliary braking device for a fuel cell vehicle is disclosed. The auxiliary braking apparatus of the disclosed fuel cell vehicle determines whether a brake is operated and a battery state in a main ECU and a hybrid MCU of the fuel cell vehicle while the engine of the fuel cell vehicle is off. An auxiliary braking device for a fuel cell vehicle in which an operation of a main brake system is performed by transmitting an operation signal through the hybrid MCU, wherein the main brake system is operated from the main ECU and the hybrid MCU when the main brake system is not operated. A secondary battery controller receiving a signal; An auxiliary battery provided to operate according to a signal of the auxiliary battery controller when an error occurs in the battery line of the main ECU or the fuel cell vehicle; An electric vacuum pump installed to receive a current from the auxiliary battery and generate pneumatic pressure to perform braking in an emergency; A booster connected directly to the electric vacuum pump to generate a mechanical force; It characterized in that it comprises a; a vacuum tank provided with a check valve to share the inlet and outlet together. According to the present invention, there is an advantage that braking is possible in an emergency in a fuel cell vehicle.

Figure R1020010076824

Fuel Cell Vehicles, Auxiliary Brakes, Boosters

Description

연료전지 차량의 보조 제동장치{AUXILIARY BRAKE SYSTEM FOR FUEL CELL VEHICLES}Auxiliary Braking System for Fuel Cell Vehicles {AUXILIARY BRAKE SYSTEM FOR FUEL CELL VEHICLES}

도 1은 종래의 기술에 따른 연료전지 차량의 보조 제동장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.1 is a view schematically showing the configuration of an auxiliary braking device for a fuel cell vehicle according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 보조 제동장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.2 is a view schematically showing the configuration of an auxiliary braking device for a fuel cell vehicle according to the present invention;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

31. 보조배터리 컨트롤러31. Secondary Battery Controller

32. 보조 배터리32. Spare battery

33. 전동식 진공펌프33. Electric vacuum pump

34. 부스터34. Booster

35. 진공탱크35. Vacuum tank

본 발명은 연료전지 차량의 보조 제동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 차량에서 비상시 제동이 가능하고, 소형화가 이루어질 수 있도록 개선 된 연료전지 차량의 보조 제동장치에 관한 것이다.The present invention relates to an auxiliary braking device for a fuel cell vehicle, and more particularly, to an auxiliary braking device for an improved fuel cell vehicle, which enables braking in an emergency in a fuel cell vehicle and can be miniaturized.

연료를 연소시킬 때 발생되는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 바꾸는 장치가 연료전지이고, 이 연료전지를 사용하여 주행하는 것을 연료전지 차량이라 한다.An apparatus that directly converts chemical energy generated when burning fuel into electrical energy is a fuel cell, and a fuel cell vehicle that runs using the fuel cell is called a fuel cell vehicle.

이러한 연료전지 차량의 제동장치의 구성을 나타내 보인 개략도가 도 1에 도시되어 있다.A schematic diagram showing the configuration of a braking device of such a fuel cell vehicle is shown in FIG.

도시된 바와 같이, 기계식으로 브레이크 페달(11)에서 인지된 운전자의 의지가 ECU(12)에서 엔진(13)과 진공펌프(vacuum pump)(14)로 연결된다.As shown, the driver's will, which is perceived mechanically at the brake pedal 11, is connected from the ECU 12 to the engine 13 and to a vacuum pump 14.

그리고 진공탱크(15) 내의 진공 상태로 빠르게 충전하여 부스터(16)의 실린더를 작동시키고, 브레이크 슈(shoe)로 기계 작동하여 드럼과 밀착시킴으로써 마찰력이 발생한다.In addition, by rapidly filling in the vacuum state in the vacuum tank 15 to operate the cylinder of the booster 16, and mechanically operated with a brake shoe (shoe) to bring the friction force by close contact with the drum.

그런데 상기와 같은 종래의 연료전지 차량의 제동장치는, 하이브리드와 같이 엔진(13) 병행 구동(배터리 및 엔진)에서 엔진(13) 구동 없이 작동해야 하고, 엔진(13)이 오프(off)된 상태에서 비상시 브레이크(메인 배터리)의 작동이 불가능하여 사고의 위험이 있다.However, the braking device of the conventional fuel cell vehicle as described above should operate without driving the engine 13 in the engine 13 in parallel driving (battery and engine) like a hybrid, and the engine 13 is turned off. In case of emergency, brake (main battery) is impossible to operate and there is danger of accident.

그리고 배터리 구동시 메인 전원이 단락될 경우 비상 대책이 없으며, 진공탱크(15)가 입/출구가 구분되어 있어 크기가 크다.And if the main power is short-circuited during battery operation, there is no emergency measures, and the vacuum tank 15 has a large size because the inlet / outlet is divided.

또한 비상시 작동할 수 있는 전동식 진공펌프가 없다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that there is no electric vacuum pump that can operate in an emergency.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 입출구 가 공존하는 진공탱크가 구비되어 소형화가 가능하고, 전동식 진공펌프의 장착으로 비상시 제동이 가능토록 한 연료전지 차량의 보조 제동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and provided with a vacuum tank in which inlet and outlet coexist, it is possible to miniaturize, and to provide an auxiliary braking device for a fuel cell vehicle to enable emergency braking by the installation of an electric vacuum pump. Its purpose is to.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지 차량의 보조 제동장치는, 연료전지 차량의 엔진이 오프(off)된 상태에서 상기 연료전지 차량의 메인 ECU, 하이브리드 MCU에서 브레이크 작동 여부 및 배터리 상황을 판단하고, 상기 메인 ECU에서 인지된 메인 브레이크 시스템의 작동을 상기 하이브리드 MCU를 통해 작동신호를 전달함에 따라 작동이 이루어지는 연료전지 차량의 보조 제동장치에 있어서, 상기 메인 브레이크 시스템이 작동되지 않는 경우, 상기 메인 ECU와 상기 하이브리드 MCU로부터 상기 작동신호를 받는 보조배터리 컨트롤러와; 상기 메인 ECU나 상기 연료전지 차량의 배터리 라인에 이상이 있을 때 상기 보조배터리 컨트롤러의 신호에 따라 작동되게 구비된 보조 배터리와; 상기 보조 배터리로부터 전류를 공급받아 공압을 발생하여 비상시 제동이 이루어지도록 설치된 전동식 진공펌프와; 상기 전동식 진공펌프와 직접 연결되어 기계적 작용력을 발생시키는 부스터와; 입구 및 출구가 같이 공유토록 체크밸브가 구비된 진공탱크;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.Auxiliary braking apparatus of a fuel cell vehicle of the present invention for achieving the above object, whether the brake operation and the battery status in the main ECU, hybrid MCU of the fuel cell vehicle in the engine off state (off) of the fuel cell vehicle In the auxiliary braking apparatus of the fuel cell vehicle in which the operation is performed by determining an operation and transmitting an operation signal through the hybrid MCU to the operation of the main brake system recognized by the main ECU, when the main brake system is not operated, A secondary battery controller receiving the operation signal from the main ECU and the hybrid MCU; An auxiliary battery provided to operate according to a signal of the auxiliary battery controller when an error occurs in the battery line of the main ECU or the fuel cell vehicle; An electric vacuum pump installed to receive a current from the auxiliary battery and generate pneumatic pressure to perform braking in an emergency; A booster connected directly to the electric vacuum pump to generate a mechanical force; It characterized in that it comprises a; a vacuum tank provided with a check valve to share the inlet and outlet together.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 보조 제동장치를 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다. 2 is a block diagram schematically illustrating an auxiliary braking device for a fuel cell vehicle according to the present invention.                     

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 차량의 보조 제동장치는, 연료전지 차량의 엔진(21)이 오프(off)된 상태에서 연료전지 차량의 메인 ECU(22) 및 하이브리드 MCU(Main Control Unit)(23)에서 브레이크 작동 여부 및 배터리 상황을 판단하고, 상기 메인 ECU(22)에서 인지된 메인 브레이크 시스템(24)의 작동을 하이브리드 MCU(23)를 통해 작동신호를 전달함에 따라 작동이 이루어진다.Referring to the drawings, the auxiliary braking apparatus for a fuel cell vehicle according to the present invention includes a main ECU 22 and a hybrid MCU (main control unit) of the fuel cell vehicle in a state in which the engine 21 of the fuel cell vehicle is off. The brake 23 determines whether the brake is activated and the battery condition, and the operation of the main brake system 24 recognized by the main ECU 22 is transmitted through the hybrid MCU 23.

이렇게 작동되는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 보조 제동장치는, 상기 메인 브레이크 시스템(24)이 작동되지 않는 경우, 메인 ECU(22)와 하이브리드 MCU(23)로부터 작동신호를 받는 보조배터리 컨트롤러(31)와, 상기 메인 ECU(22)나 연료전지 차량의 배터리 라인(battery line)에 이상이 있을 때, 상기 보조배터리 컨트롤러(31)의 신호에 따라 작동되게 구비된 보조 배터리(32)와, 이 보조 배터리(32)로부터 전류를 공급받아 공압을 발생하여 비상시 제동이 이루어지도록 설치된 전동식 진공펌프(33)와, 이 전동식 진공펌프(33)와 직접 연결되어 기계적 작용력을 발생시키는 부스터(booster)(34)와, 입구 및 출구가 같이 공유토록 체크밸브(35a)가 구비된 진공탱크(35)를 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같이 상기 진공탱크(35)의 입구 및 출구가 같이 공유토록 하는 이유는, 제동력으로 압축성인 공기의 공급을 신속하게 할 수 있도록 하기 위해서이다. 이에 따라 운전자의 반응을 빠르게 할 수 있다.The auxiliary braking device of the fuel cell vehicle according to the present invention operated as described above, when the main brake system 24 is not operated, the auxiliary battery controller 31 which receives an operation signal from the main ECU 22 and the hybrid MCU 23. And an auxiliary battery 32 provided to operate according to a signal of the auxiliary battery controller 31 when there is an error in the battery line of the main ECU 22 or the fuel cell vehicle. The electric vacuum pump 33 is supplied with a current from the battery 32 to generate pneumatic pressure to brake in an emergency, and the booster 34 directly connected to the electric vacuum pump 33 to generate a mechanical force. And a vacuum tank 35 provided with a check valve 35a to share the inlet and the outlet together.
As described above, the inlet and the outlet of the vacuum tank 35 are shared so that the supply of the compressible air by the braking force can be performed quickly. This can speed up the driver's reaction.

상기 보조배터리 컨트롤러(31)에서 보조 배터리(32)로 전달 동력원을 변경함으로써 전압이 12V에서 24V로 변경된다.
여기서, 전압이 12V에서 24V로의 변경 이유는, 상용차는 승용차와는 달리 배터리가 24V로 되어야만 하는 구조이기 때문이며, 따라서 꼭 동력전달시 24V가 필요하다.By changing the transmission power source from the auxiliary battery controller 31 to the auxiliary battery 32, the voltage is changed from 12V to 24V.
Here, the reason for changing the voltage from 12V to 24V is that the commercial vehicle has a structure in which the battery must be 24V, unlike a passenger car, and therefore, 24V is required at power transmission.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 보조 제동장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the auxiliary braking device of the fuel cell vehicle according to the present invention having the configuration as described above are as follows.

도면을 다시 참조하면, 연료전지 차량의 브레이크 페달(25)에서 브레이크 작동인지를 메인 ECU(22)에서 컨트롤한다. 그리고 엔진(21)이 오프(off) 상태일 때, 메인 ECU(22), 하이브리드 MCU(23), 및 BCU(Battery Control Unit) 또는 보조배터리 컨트롤러(31)에서 브레이크 작동 여부 및 배터리 상황을 판단한다.Referring back to the drawings, the main ECU 22 controls whether the brake is actuated by the brake pedal 25 of the fuel cell vehicle. When the engine 21 is in the off state, the main ECU 22, the hybrid MCU 23, and the battery control unit (BCU) or the auxiliary battery controller 31 determine whether the brake is operated and the battery condition. .

그리고 상기 메인 ECU(22)에서 인지된 메인 브레이크 시스템(24)의 작동을 하이브리드 MCU(23)를 통해 보조배터리 컨트롤러(31)로 전달하고, 이 보조배터리 컨트롤러(31)에서 보조 배터리(32)로 전달하여 동력원을 변경하게 된다. 즉, 전압 변경이 일반적인 12V에서 24V로 변경된다.Then, the operation of the main brake system 24 recognized by the main ECU 22 is transferred to the auxiliary battery controller 31 through the hybrid MCU 23, and the auxiliary battery controller 31 is transferred from the auxiliary battery controller 31 to the auxiliary battery 32. To change the power source. That is, the voltage change is changed from the typical 12V to 24V.

또한 상기 전동식 진공펌프(23)에서 공압이 발생하고, 진공탱크(35)는 입구 및 출구가 같이 공존하며, 상기 부스터(34)는 기압차에 의해 제동력을 발생한다.In addition, the pneumatic pressure is generated in the electric vacuum pump 23, the vacuum tank 35 coexists with the inlet and the outlet, and the booster 34 generates a braking force by the pressure difference.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 진공탱크(35)를 통하지 않는 상태로 전동식 진공펌프(33)에서 직접 부스터(34)로 공압이 전달된다. 그리고 승용 차량의 경우 메인 브레이크 시스템(24)만 적용하였으나, 상용 차량의 경우에는 공압식으로 메인 브레이크 시스템(24) 및 보조 제동장치의 적용이 가능하다.As described above, according to the present invention, the pneumatic pressure is transferred directly from the electric vacuum pump 33 to the booster 34 without passing through the vacuum tank 35. In the case of a passenger vehicle, only the main brake system 24 is applied. However, in the case of a commercial vehicle, the main brake system 24 and the auxiliary braking device may be applied pneumatically.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료전지 차량의 보조 제동장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the auxiliary braking apparatus of the fuel cell vehicle according to the present invention has the following effects.

전동식 진공펌프가 구비됨으로써 연료전지 차량의 비상시 제동이 가능하여 비상시 사고의 위험을 방지할 수 있으며, 또한 진공탱크의 입구 및 출구가 공용으로 구비됨으로써 소형 에어 탱크의 제작이 가능해진다.Equipped with an electric vacuum pump enables braking of the fuel cell vehicle in an emergency, thereby preventing the risk of an emergency. In addition, the inlet and the outlet of the vacuum tank are provided in common, thereby making it possible to manufacture a small air tank.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (2)

연료전지 차량의 엔진이 오프(off)된 상태에서 상기 연료전지 차량의 메인 ECU, 하이브리드 MCU에서 브레이크 작동 여부 및 배터리 상황을 판단하고, 상기 메인 ECU에서 인지된 메인 브레이크 시스템의 작동을 상기 하이브리드 MCU를 통해 작동신호를 전달함에 따라 작동이 이루어지는 연료전지 차량의 보조 제동장치에 있어서,When the engine of the fuel cell vehicle is turned off, the brake of the main ECU and the hybrid MCU of the fuel cell vehicle are determined whether the brake is operated and the battery condition, and the operation of the main brake system recognized by the main ECU is performed by the hybrid MCU. In the auxiliary braking device of the fuel cell vehicle is activated by transmitting the operation signal through, 상기 메인 브레이크 시스템이 작동되지 않는 경우, 상기 메인 ECU와 상기 하이브리드 MCU로부터 상기 작동신호를 받는 보조배터리 컨트롤러와;A secondary battery controller receiving the operation signal from the main ECU and the hybrid MCU when the main brake system is not operated; 상기 메인 ECU나 상기 연료전지 차량의 배터리 라인에 이상이 있을 때 상기 보조배터리 컨트롤러의 신호에 따라 작동되게 구비된 보조 배터리와;An auxiliary battery provided to operate according to a signal of the auxiliary battery controller when an error occurs in the battery line of the main ECU or the fuel cell vehicle; 상기 보조 배터리로부터 전류를 공급받아 공압을 발생하여 비상시 제동이 이루어지도록 설치된 전동식 진공펌프와;An electric vacuum pump installed to receive a current from the auxiliary battery and generate pneumatic pressure to perform braking in an emergency; 상기 전동식 진공펌프와 직접 연결되어 기계적 작용력을 발생시키는 부스터와;A booster connected directly to the electric vacuum pump to generate a mechanical force; 입구 및 출구가 같이 공유토록 체크밸브가 구비된 진공탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 보조 제동장치.And a vacuum tank equipped with a check valve to share the inlet and the outlet together. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보조 배터리 컨트롤러에서 상기 보조 배터리로 전달 동력원을 변경함으 로써 12V에서 24V로 변경되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 보조 제동장치.The auxiliary braking device of the fuel cell vehicle, characterized in that the change from 12V to 24V by changing the transmission power source from the auxiliary battery controller to the auxiliary battery.
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