KR101839785B1 - 배기량, 진공압에 기초하여 펌프 또는 모터의 특성을 측정할 수 있는 전동 진공펌프 측정 장치 - Google Patents

배기량, 진공압에 기초하여 펌프 또는 모터의 특성을 측정할 수 있는 전동 진공펌프 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 브레이크 부스터의 제동력을 보조하도록 공기를 배출시키는 전동 진공펌프와; 상기 전동 진공펌프의 상류측에 배치되어 공기를 저장하는 하는 탱크와; 상기 탱크의 상류측으로 연장되고 상기 탱크 및 상기 전동 진공펌프와 연통되어 공기를 안내하는 공기유로와; 상기 탱크는 상기 공기유로와 연결 및 폐쇄 가능하게 연결되어 있으며, 상기 공기유로의 상류측에서 공기가 유입 또는 차단되도록 상기 상류측 유로를 개폐하는 흡기조절밸브와;가 배치된 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 특히 공기흡입량에 기초하여 전동 진공펌프의 배기속도 등을 간단하고 편리하게 측정할 수 있으며, 다양한 용량의 가변 탱크를 사용하여 부하조건을 간단하고 편리하게 조절할 수 있는 전동 진공펌프 측정장치를 제공할 수 있다.

Description

배기량, 진공압에 기초하여 펌프 또는 모터의 특성을 측정할 수 있는 전동 진공펌프 측정 장치 {Electric Vacuum Pump Measuring Device to measure the character of Pump or Motor Based on the Displacement Voume, Vacuum Pressure}
본 발명은, 전동 진공펌프 측정 장치에 관한 것으로, 특히, 전동 진공펌프의 배기속도/배기량 또는 진공압에 기초하여 모터 또는 펌프의 특성을 측정, 평가할 수 있도록 구조를 개선한 전동 진공펌프 측정장치에 관한 것이다.
자동차는 많은 부품들이 결합되어 이루어지는 현대의 대표적인 운송수단이다. 이러한 자동차는 통상적으로 운전자가 자동차를 정지시키기 위해 제동 장치를 사용한다. 제동 장치는 운전자의 조작력을 링크나 유압, 공압을 이용해서 증대시켜 전달하는 조작기구와 그 힘을 받아서 제동력을 발생시키는 본체로 구성되어 있다. 그중에서 배력식 브레이크는 조작력을 가볍게 하기 위해 진공이나 압축 공기를 이용하고 있다.
브레이크는 주행 중인 자동차의 운동 에너지를 열에너지로 변환하는 장치라고도 할 수 있다. 발생한 열이 얼마나 빠르게 처리되는가에 따라 브레이크의 성능이 결정된다.
브레이크는 엔진, 타이어와 함께 자동차에 없어서는 안 될 중요한 장치 중 하나이다. 엔진으로 타이어를 회전시키고 자동차를 주행하는 것이 가능해도 멈출 수 없다면 이동수단으로 성립되지 않기 때문이다.
브레이크의 성능을 좋게 하기 위해 엔진이 공기를 빨아들이는 힘, 진공의 공기압 또는 유압을 이용하여 운전자가 브레이크 페달을 밟는 힘을 크게 하는 것이 브레이크 부스터(Brake Booster)이다. 이러한 브레이크 부스터에 진공압을 제공하는 수단의 하나로 모터를 포함하는 전동기에 의해 구동되는 전동 진공펌프가 사용된다.
그리고, 자동차의 브레이크 성능에서 중요한 것은 브레이크 페달을 밟는 정도에 따라 운전자가 기대하는 만큼의 브레이크가 작동되어야 한다는 것이다. 그 자동차의 최고속도에 따라 어떠한 속도에서도 브레이크 페달을 약하게 밟으면 약한대로, 강하게 밟으면 강한대로 브레이크가 확실하게 작동되어야 하는 것이 바람직하다.
한편, 최근에는 다양한 종류 내지 용도의 제동장치가 사용되고 있으며 특히, 그 중에 하나가 전술한 바와 같은 전동 진공펌프가 사용되어 부스터에 진공압을 발생시켜 제동장치의 답력을 보조하고 있다. 이 경우, 적용이 될 차량의 조건(예를 들면, 차량 중량, 출력, 타이어 크기 등)에 대응하여 적용될 전동 진공펌프의 내구력 테스트 및 전동 진공펌프의 최적의 운전 조건 내지 알고리즘을 도출할 수 있는 테스트 장비 및 그 방법을 구비하고 그에 따른 결과를 고객사 등에 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 설계 내지 제작된 전동 진공펌프의 다양한 성능, 능력 등을 용이하고 다양하게 측정할 수 있는 것이 바람직하다.
<참고문헌>
공개실용신안공보 실1999-0032942호 (2999. 07. 26)
본 발명의 목적은, 특히 공기흡입량에 기초하여 전동 진공펌프의 배기속도 등을 간단하고 편리하게 측정할 수 있는 전동 진공펌프 측정장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 다양한 용량의 가변 탱크를 사용하여 부하조건을 간단하고 편리하게 조절할 수 있는 전동 진공펌프 측정장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 다양한 실제 조건에 간단하고 편리하게 대응할 수 있는 전동 진공펌프 측정장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 다양한 부하조건을 대응한 전동 진공펌프의 내구성을 간단하고 편리하게 시험할 수 있는 전동 진공펌프 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 브레이크 부스터의 제동력을 보조하도록 공기를 배출시키는 전동 진공펌프와; 상기 전동 진공펌프의 상류측에 배치되어 공기를 저장하는 하는 탱크와; 상기 탱크의 상류측으로 연장되고 상기 탱크 및 상기 전동 진공펌프와 연통되어 공기를 안내하는 공기유로와; 상기 탱크는 상기 공기유로와 연결 및 폐쇄 가능하게 연결되어 있으며, 상기 공기유로의 상류측에서 공기가 유입 또는 차단되도록 상기 상류측 유로를 개폐하는 흡기조절밸브와;가 배치되되, 상기 탱크는 복수로 마련되어 상기 각 탱크는 상기 공기유로와 연결 및 연결해제 가능하게 각각 결합되며, 상기 탱크 중 어느 하나는 내부에 수용되는 공기의 량을 조절할 수 있도록 가변되는 것을 특징으로 하는 전동 진공펌프 측정 장치에 의하여 달성된다.
또한, 상기 탱크와 상기 전동 진공펌프 사이의 상기 공기유로 상에 상기 공기유로 상을 이동하는 공기의 속도를 감지할 수 있는 배기속도센서 및 공기의 압력을 감지할 수 있는 진공센서를 포함하는 것이 바람직하다.
삭제
본 발명에 따르면, 특히 공기흡입량에 기초하여 전동 진공펌프의 배기속도 등을 간단하고 편리하게 측정할 수 있으며, 다양한 용량의 가변 탱크를 사용하여 부하조건을 간단하고 편리하게 조절할 수 있는 전동 진공펌프 측정장치를 제공할 수 있다.
또한, 다양한 실제 조건에 간단하고 편리하게 대응할 수 있으며, 다양한 부하조건을 대응한 전동 진공펌프의 내구성을 간단하고 편리하게 시험할 수 있는 전동 진공펌프 측정장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 측정장치를 도시한 개략도,
도 2는 측정장치의 작동 과정의 일예를 도시한 흐름도,
도 3은 흡기조절밸브를 작동함에 따른 시간에 따른 진공압의 변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 일실시예에 따른 전동 진공펌프 측정 장비(100, 이하에서 '펌프 측정장치'라 함)에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 측정장치를 도시한 개략도이며, 도 2는 측정장치의 작동 과정의 일예를 도시한 흐름도이고, 도 3은 흡기조절밸브를 작동함에 따른 시간에 따른 진공압의 변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 일실시예에 따른 펌프 측정장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 부스터의 제동력을 보조하도록 공기를 배출시키는 전동 진공펌프(110)와; 상기 전동 진공펌프(110)의 상류측에 배치되어 공기를 저장하는 하는 탱크(131, 133, 135)와; 상기 탱크(131, 133, 135)와 상기 전동 진공펌프(110) 사이에 공기를 안내하는 공기유로(170)와; 상기 탱크(131, 133, 135)는 상기 공기유로(170)와 연결 및 폐쇄 가능하게 연결되어 있으며, 상기 공기유로(170)로 공기가 유입되는 것을 개폐하는 흡기조절밸브(149);가 배치된 것이 바람직하다.
또한, 펌프 측정장치(100)는 상기 탱크(131, 133, 135)와 상기 전동 진공펌프(110) 사이의 상기 공기유로(170) 상에 상기 공기유로(170) 상을 이동하는 공기의 속도를 감지할 수 있는 배기속도센서(143) 및 공기의 압력을 감지할 수 있는 진공센서(145, 147)를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 탱크(131, 133, 135)는 복수로 마련되어 상기 각 탱크(131, 133, 135)는 상기 공기유로(170)와 연결 및 연결해제 가능하게 각각 결합되며, 상기 탱크(131, 133, 135) 중 어느 하나는 내부에 수용되는 공기의 량을 조절할 수 있도록 가변되는 것이 바람직하다.
이러한 탱크(131, 133, 135)의 용량은 완성차 메이커 등에서 요구하는 전동 진공펌프(110)의 규격 중에 하나를 포함할 수 있다. 즉, 전동 진공펌프(110)의 규격 중에는 차량 내에서 진공을 필요로 하는 탱크를 포함한 진공 관련 배관 등을 고려한 진공 용량, 요구하는 목표진공압, 목표진공압의 도달시간 등을 예로 들 수 있다.
이하에서 설명의 편의를 위하여 탱크(131, 133, 135)는 세 개로 구비되어 있으며, 제1 탱크(131)는 1 liter의 용량으로 공기유로(170)와 연결 및 연결해제되도록 조절되는 제1 조절밸브(131a)를 가지며, 제2 탱크(133)는 3 liter의 용량으로 공기유로(170)와 연결 및 연결해제되도록 조절되는 제2 조절밸브(133a)를 가지고, 가변 탱크(135)는 실린더(135c)와 피스톤(135b)으로 구성되어 피스톤을 이동시키는 액츄에이터(135d, 예를 들면, 리니어 모터 등)에 의하여 작동되어 실린더 내부의 용량을 실린더(135c) 내의 피스톤(135b)의 이동 거리에 따라 실린더(135c)의 용량에 따라 가변 탱크(135)의 용량을 변화시킬 수 있고, 공기유로(170)와 연결 및 연결해제되도록 조절되는 가변 조절밸브(135a)를 구비하고 있다. 이러한 구조에 의해 가변 탱크(135)는 최대 2 liter 에서 최소 0.1 liter 까지 용량을 조절할 수 있다.
이러한 제1 탱크(131), 제2 탱크(133) 및 가변 탱크(135)의 조합에 의하여 본 발명에 따른 펌프 측정장치(100)는 탱크(131, 133, 135) 용량을 약 0.1 liter에서 6 liter 까지 만들 수 있어 다양한 부하조건에 따른 탱크(131, 133, 135) 용량을 용이하고 간단하게 설정하여 선택할 수 있다.
공기유로(170)는 전동 진공펌프(110)의 최상류측와 전동 진공펌프(110) 사이에 배치되어 공기가 이동하는 유로이다. 이 공기유로(170)는 공기가 흡입되는 통로이므로 공기유로(170)를 통과하는 공기의 압력은 대기압보다 낮은 진공압이다.
즉, 본 발명의 일실시예에서는 공기유로(170)의 상류측으로부터 전동 진공펌프(110)까지 흡기조절밸브(149) - 제1 탱크(131) 및 제1 조절밸브(131a) - 가변 탱크(135) 및 가변조절밸브(135a) - 제2 탱크(133) 및 제2 조절밸브(133a) - 유량계(141) - 배기속도센서(143) - 제1 진공센서(145) - 보조탱크(151) - 제2 진공센서(147) 순으로 배치되어 있다.
여기서, 보조탱크(151)는 제2 탱크(133)와 전동 진공펌프(110) 사이에 필요에 따라 형성된 진공압을 유지하도록 필요에 따라 배치되는 것이 바람직하다.
제1 진공센서(145)는 제2 탱크(133)와 보조탱크(151) 사이에 배치되어 공기유로(170) 상의 압력을 감지하며, 제2 진공센서(147)는 보조탱크(151)와 전동 진공펌프(110) 사이에 배치되어 공기유로(170) 상의 압력을 감지할 수 있다.
또한, 제2 탱크(133)와 보조탱크(151) 사이의 공기유로(170)에 결합되어 공기유로(170)를 흐르는 공기의 흐르는 속도를 감지하는 배기속도센서(143)를 포함하는 것이 바람직하다.
제어부(160)는 전술한 다양한 구성의 작동 여부를 제어하고 감지한 데이터를 입수하는 기능을 하며, 제어부(160)와 관련된 구성은 도 1에 제어부(160)와 점선으로 연결된 전동 진공펌프(110), 제1 조절밸브(131a), 제2 조절밸브, 가변조절밸브(135a), 액츄에이터(135d), 배기속도센서(143), 제1 진공센서(145), 제2 진공센서(147), 흡기조절밸브(149)을 포함한다.
이러한 구성에 의하여 펌프 측정장치(100)의 작동 과정을 도 2 및 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 탱크(131, 133, 135) 용량을 제1 탱크(131), 제2 탱크 및 가변 탱크(135)를 조합하여 전동 진공펌프(110)의 회전수, 1회전시의 공기 배출용량 등을 고려하여 설정한다(S210).
그런 다음 전동 진공펌프(110)를 가동시키고(S220), 전동 진공펌프(110)의 가동에 따라 제어부(160)에서 각종 데이터를 추출하고 이를 측정 내지 평가를 할 수 있다(S230).
즉, 이러한 과정를 통해 전동 진공펌프(110)의 진공도달에 따른 배기속도, 진공압의 변화, 전동 진공펌프(110)를 구동하는 모터(미도시)의 전압 또는/및 전류의 변화 등을 제어부(160)에서 측정할 수 있고 이를 디스플레이 내지 출력을 할 수 있다.
이러한 한 사이클을 완료한 후 전동 진공펌프(110)의 작동을 일정기간 중지한 후 흡기조절밸브(149)를 개방하고 공기유로(170) 상의 진공압을 부분적으로 파괴하고 전동 진공펌프(110)를 설정된 설정회수 동안 가동을 반복(S243)하여 가동시키고(S240) 다음 단계로 넘어간다(S245).
이 과정에서 각 사이클마다 전술한 S230 단계를 거치고 그 기록을 측정하여 유지함은 마찬가지이고 반복된 회수의 기록 내지 데이터를 측정하고 그 결과에 따라 전동 진공펌프(110)의 성능, 최적의 운전 조건을 파악 내지 평가할 수 있고 내구력도 측정/평가할 수 있다(S250).
그리고, 이러한 과정에서 진공압의 변화와 흡기조절밸브(149)를 그래프로 살펴보면 도 3과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 흡기조절밸브(149)를 폐쇄한 상태에서 전동 진공펌프(110)를 일정 시간인 't1' 동안(예를 들어 1초) 가동하면 진공압이 450mmHg 에서 225mmHg로 증가하게 되고, 여기서, 흡기조절밸브(149)를 일정 시간인 't2' 동안(예를 들어 2초 동안)개방하면 공기유로(170)의 진공압이 225mmHg에서 450mmHg로 감소하게 된다. 이러한 과정을 통해 배기되는 공기량과 배기속도 등을 파악할 수 있고 전동 진공펌프(110)를 구동시키는 모터의 전류, 전압 변화 등을 파악할 수 있어 전동 진공펌프(110)의 모터의 허용전류 내지 허용전압 등을 고려한 최적의 배기속도 내지 진공압 형성 시간 등을 파악 내지 측정할 수 있다.
즉, 흡기조절밸브(149)를 개폐하는 시간을 조절함에 따라 목표로 하는 진공압이나 배기량을 거의 일정하고 균일하게 최적화되거나 최소화된 진폭을 가지면서 균일하게 유지할 수 있으며 이러한 조건 하에서 펌프, 모터, 센서 등의 각종 데이터로부터 모터 내지 펌프의 효율을 도출할 수 있다.
이러한 구성에 의한 본 발명에 따르면, 특히 공기흡입량에 기초하여 전동 진공펌프의 배기속도 등을 간단하고 편리하게 측정할 수 있으며, 다양한 용량의 가변 탱크를 사용하여 부하조건을 간단하고 편리하게 조절할 수 있는 전동 진공펌프 측정장치를 제공할 수 있다.
또한, 다양한 실제 조건에 간단하고 편리하게 대응할 수 있으며, 다양한 부하조건을 대응한 전동 진공펌프의 내구성을 간단하고 편리하게 시험할 수 있는 전동 진공펌프 측정장치를 제공할 수 있다.
또한, 사용이 간단하고 편리한 전동 진공 펌프 시험 장치 및 전동 진공펌프 최적 작동 알고리즘 생성 방법을 제공할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 펌프 측정장치 110 : 전동 진공펌프
130 : 탱크 131 : 제1 탱크
131a : 제1 조절밸브 133 : 제2 탱크
133a : 제2 조절밸브 135 : 가변탱크
135a : 가변조절밸브 141 : 유량계
143 : 배기속도센서 145 : 제1 진공센서
147 : 제2 진공센서 149 : 흡기조절밸브
151 : 보조탱크 160 : 제어부
170 : 공기유로

Claims (3)

  1. 브레이크 부스터의 제동력을 보조하도록 공기를 배출시키는 전동 진공펌프와;
    상기 전동 진공펌프의 상류측에 배치되어 공기를 저장하는 하는 탱크와;
    상기 탱크의 상류측으로 연장되고 상기 탱크 및 상기 전동 진공펌프와 연통되어 공기를 안내하는 공기유로와;
    상기 탱크는 상기 공기유로와 연결 및 폐쇄 가능하게 연결되어 있으며, 상기 공기유로의 상류측에서 공기가 유입 또는 차단되도록 상기 상류측 유로를 개폐하는 흡기조절밸브와;가 배치되되, 상기 탱크는 복수로 마련되어 상기 각 탱크는 상기 공기유로와 연결 및 연결해제 가능하게 각각 결합되며, 상기 탱크 중 어느 하나는 내부에 수용되는 공기의 량을 조절할 수 있도록 가변되는 것을 특징으로 하는 전동 진공펌프 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탱크와 상기 전동 진공펌프 사이의 상기 공기유로 상에 상기 공기유로 상을 이동하는 공기의 속도를 감지할 수 있는 배기속도센서 및 공기의 압력을 감지할 수 있는 진공센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 진공펌프 측정장치.
  3. 삭제
KR1020160038108A 2016-03-30 2016-03-30 배기량, 진공압에 기초하여 펌프 또는 모터의 특성을 측정할 수 있는 전동 진공펌프 측정 장치 KR101839785B1 (ko)

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