KR100576376B1

KR100576376B1 - 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100576376B1
Application number: KR1020050032946A
Authority: KR
Inventors: 박인욱
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-05-03

Abstract

본 발명은 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 다단감속기어장치를 갖는 전기모터와 유압펌프의 동작에 의해 주차장치가 동작하도록 함으로써 주차장치를 손쉽게 조작할 수 있을 뿐만 아니라, 유압펌프와의 병행제어를 통해 전기모터를 소형화할 수 있다.

이를 위해 본 발명은 디스크의 제동을 위한 마찰패드를 가압하는 피스톤과; 피스톤을 진퇴 가능하게 수용하며 내부에 제동을 위한 유압이 가해지는 실린더부를 갖춘 캘리퍼하우징과; 실린더부 내에 회전 가능하게 설치되며 수나사부를 구비하는 작동축과, 작동축의 회전에 의해 진퇴하면서 피스톤을 가압하거나 가압해제 하도록 피스톤 내에 설치되며 작동축의 수나사부에 결합되는 암나사부를 구비하는 가압슬리브와, 작동축을 회전시키는 전기모터와, 전기모터와 작동축 사이에 설치되는 다단감속기어장치를 갖춘 주차장치와; 피스톤을 가압하기 위해 실린더부에 제동유압을 제공하는 유압펌프와; 실린더부의 압력값을 검출하는 압력센서와; 주차명령이 있으면, 압력센서를 통해 검출된 실린더부의 압력값이 차량의 기울기에 따라 결정된 목표압력보다 낮으면, 실린더부의 압력정도에 따라 유압펌프와 전기모터를 병행 제어하고, 실린더부의 압력값이 결정된 목표압력보다 높으면, 전기모터를 단독 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치 및 그 제어방법{CONTROL METHOD AND DEVICE OF DISC BRAKE CONTROL DEVICE WITH PARKING FUNCTION}

도 1은 본 발명에 따른 디스크브레이크의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다.

도 3은 도 1의 디스크브레이크를 제어하기 위한 디스크브레이크 제어장치의 제어블록도이다.

도 4는 도 3의 디스크브레이크 제어장치를 제어하는 과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

도 5는 도 4의 실제압력값(P)이 모터기동을 위해 미리 설정된 값(A) 미만 일때의 유압펌프와 전기모터의 작동을 설명하기 위한 그래프이다.

도 6은 도 4의 실제압력값(P)가 모터기동을 위해 미리 설정된 값(A) 이상이고, 목표압력값(B) 이하일 때의 유압펌프와 전기모터의 작동을 설명하기 위한 그래프이다.

도 7은 도 4의 실제압력값(P)이 목표압력값(B)을 초과할 때의 유압펌프와 전기모터의 작동을 설명하기 위한 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 디스크, 11,12: 마찰패드,

13: 캘리퍼하우징, 14: 피스톤,

15: 실린더부, 23: 작동축,

24: 가압슬리브, 25: 전기모터,

27: 간극조절스프링, 40: 다단감속기어장치,

41~44: 유성기어유닛. 60 : 제어부

70 : 압력센서 71 : 기울기센서

72 : 주차스위치 73 : 전류센서

80 : 유압펌프구동부 81 : 전기모터구동부

본 발명은 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기모터의 동작에 의해 주차기능을 구현할 수 있는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

차량의 주차를 위한 주차기능을 구비하는 디스크브레이크는 널리 알려져 있다. 일본 공개특허공보 특개2002-235779호에 개시된 디스크브레이크가 그 일예이다. 이러한 디스크브레이크는 운전자의 브레이크페달 조작에 따라 생기는 유압에 의해 피스톤이 디스크 쪽의 마찰패드를 가압함으로써 제동이 이루어지도록 하는 통상적인 유압제동기능과, 주차를 위해 운전석의 주차레버를 당길 때 디스크브레이크와 함께 구성된 주차장치가 동작하여 제동이 이루어지도록 하는 주차기능을 구비한 다.

이러한 디스크브레이크에 있어서 주차장치는 운전석의 주차레버와 케이블을 통해 연결되는 작동레버, 작동레버와 연결된 캠축, 캠축의 동작에 따라 피스톤을 가압하는 방향으로 진퇴하는 로드, 피스톤과 로드 사이에 마련되는 자동간극조절장치를 포함한다. 이러한 주차장치는 운전자가 주차레버를 당길 때 작동레버가 회동을 하고, 작동레버의 동작에 따라 캠축이 회동하면서 로드를 진퇴하도록 가압하며, 로드에 의해 가압되는 피스톤이 마찰패드를 가압함으로써 차량의 제동이 이루어지도록 한다.

그러나 이러한 디스크브레이크의 주차장치는 주차를 할 때 운전자가 주차레버를 힘껏 당겨야 하기 때문에 노약자의 경우 사용이 어렵고 조작이 번거로운 문제가 있었다. 또 이러한 주차장치를 사용하기 위해서는 부피가 크고 동작 스트로크(Stroke)가 큰 주차레버를 차량의 실내에 설치해야 하기 때문에 차량 실내공간의 활용에 제약이 따르는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유압펌프와 전기모터의 병행제어를 통하여 주차장치를 작동시켜 주차장치를 손쉽게 조작할 수 있는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전기모터와 유압펌프의 병행제어를 통하여 전기모터를 소형화할 수 있는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치의 제어방법은 디스크의 제동을 위한 마찰패드를 가압하는 피스톤과; 상기 피스톤을 진퇴 가능하게 수용하며 내부에 제동을 위한 유압이 가해지는 실린더부를 갖춘 캘리퍼하우징과; 상기 실린더부 내에 회전 가능하게 설치되며 수나사부를 구비하는 작동축과, 상기 작동축의 회전에 의해 진퇴하면서 상기 피스톤을 가압하거나 가압해제 하도록 상기 피스톤 내에 설치되며 상기 작동축의 수나사부에 결합되는 암나사부를 구비하는 가압슬리브와, 상기 작동축을 회전시키는 전기모터와, 상기 전기모터와 상기 작동축 사이에 설치되는 다단감속기어장치를 갖춘 주차장치와; 상기 피스톤을 가압하기 위해 상기 실린더부에 제동유압을 제공하는 유압펌프를 구비하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치의 제어방법에 있어서, 주차명령이 있는 경우, 차량의 기울기에 따른 목표압력을 결정하고, 상기 실린더부의 압력값을 검출하고, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 결정된 목표압력보다 낮으면, 상기 검출된 실린더부의 압력값에 기초하여 상기 유압펌프와 전기모터를 병행 제어하고, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 결정된 목표압력보다 높으면, 상기 전기모터를 단독 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 전기모터가 구동 중일 때, 상기 전기모터에 인가되는 전류값을 검출하고, 검출된 전류값에 따라 상기 전기모터를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

상기 유압펌프가 작동중인 경우, 상기 전기모터를 정지시킨 후 상기 유압펌 프를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

상기 유압펌프를 구동하는 경우, 상기 실린더부의 압력이 상기 목표압력에 도달할 때까지는 증가시킨 후 상기 실린더부의 압력이 미리 설정된 목표압력에 도달한 이후에는 상기 미리 설정된 목표압력을 유지시키는 것을 특징으로 한다.

상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 결정된 목표압력보다 낮으면, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값과 비교하고, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값보다 낮으면, 상기 유압펌프를 먼저 구동시킨 후 상기 실린더부의 압력값이 상기 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값에 도달 할 때, 상기 전기모터를 구동시키고, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값보다 높으면, 상기 유압펌프와 전기모터를 동시에 구동하는 것을 특징으로 한다.

상기 목표압력은 차량의 기울기별로 다르게 미리 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치는 디스크의 제동을 위한 마찰패드를 가압하는 피스톤과; 상기 피스톤을 진퇴 가능하게 수용하며 내부에 제동을 위한 유압이 가해지는 실린더부를 갖춘 캘리퍼하우징과; 상기 실린더부 내에 회전 가능하게 설치되며 수나사부를 구비하는 작동축과, 상기 작동축의 회전에 의해 진퇴하면서 상기 피스톤을 가압하거나 가압해제 하도록 상기 피스톤 내에 설치되며 상기 작동축의 수나사부에 결합되는 암나사부를 구비하는 가압슬리브와, 상기 작동축을 회전시키는 전기모터와, 상기 전기모터와 상기 작동축 사이에 설치되는 다단감속기어장치를 갖춘 주차장치와; 상기 피스톤을 가압하기 위해 상기 실린더부에 제동유압을 제공하는 유압펌프와; 상기 실린더부의 압력값을 검출하는 압력센서와; 주차명령이 있으면, 상기 압력센서를 통해 검출된 상기 실린더부의 압력값이 차량의 기울기에 따라 결정된 목표압력보다 낮으면, 상기 실린더부의 압력정도에 따라 상기 유압펌프와 전기모터를 병행 제어하고, 상기 실린더부의 압력값이 상기 결정된 목표압력보다 높으면, 상기 전기모터를 단독 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 전기모터에 인가되는 전류값을 검출하는 전류센서를 더 포함하고, 상기 전기모터가 구동 중일 때, 상기 전류센서를 통해 검출된 전류값에 따라 상기 전기모터를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 유압펌프를 구동할 때, 상기 실린더부의 압력이 상기 목표압력에 도달할 때까지는 압력을 증가시킨 후 상기 실린더부의 압력이 미리 설정된 목표압력에 도달한 이후에는 상기 목표압력을 유지시키는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 디스크브레이크는 도 1에 도시한 바와 같이, 차륜과 함께 회전하는 디스크(1)의 양측에 배치되는 제1 및 제2마찰패드(11,12)와, 마찰패드들(11,12)을 가압하기 위한 캘리퍼하우징(13) 및 피스톤(14)을 구비한다.

캘리퍼하우징(13)은 피스톤(14)을 진퇴 가능하게 수용하는 실린더부(15)가 형성된 몸체부(16), 몸체부(16)로부터 반대편의 제1마찰패드(11) 쪽으로 연장되는 연결부(17), 제1마찰패드(11)의 이면을 지지하도록 연결부(17)로부터 연장되는 지지부(18)를 구비한다. 몸체부(16)에는 실린더부(15) 내부로 제동을 위한 유압이 가해질 수 있도록 브레이크 오일이 유입되는 오일포트(19)가 형성되고, 피스톤(14) 외면과 실린더부(15) 내면 사이에는 오일의 누설방지를 위한 패킹(20)이 설치된다.

이러한 구성은 실린더부(15) 내부로 제동을 위한 유압이 가해질 때 피스톤(14)이 제2마찰패드(12) 쪽으로 전진하여 제2마찰패드(12)를 가압하고, 캘리퍼하우징(13)이 피스톤과 반대방향으로 동작하여 지지부(18)가 제1마찰패드(11)를 가압함으로써 디스크(1)의 제동을 수행할 수 있도록 한 것이다.

제동을 위한 유압은 통상적인 브레이크시스템의 마스터실린더(미도시)로부터 생기는 유압일 수 있고, 트랙션제어시스템(Traction Control System ; TCS)이나, 차량자세제어장치(Electronic Stability Program ; ESP) 적용된 차량의 경우 유압발생을 위한 유압펌프(21)의 동작에 의해 생기는 유압일 수 있다.

또 본 발명의 디스크브레이크는 차량의 주차를 목적으로 디스크(1)를 제동할 수 있는 주차장치를 구비한다. 이 주차장치는 캘리퍼하우징(13)의 실린더부(15) 내에 회전 가능하게 설치되는 작동축(23), 작동축(23)의 회전에 의해 진퇴하면서 피스톤(14)을 가압하거나 가압해제 하도록 피스톤(14)의 내측에 설치되는 가압슬리브(24), 작동축(23)을 회전시키기 위한 전기모터(25), 전기모터(25)와 작동축(23) 사이에 설치되는 다단감속기어장치(40)를 포함한다.

작동축(23)은 실린더부(15)의 후단 쪽에 회전 가능하게 지지되는 지지부(23a)와, 이 지지부(23a)로부터 피스톤(14)의 내측 중심부를 향하여 소정길이 연장 되는 수나사부(23b)를 구비한다. 가압슬리브(24)는 원통형으로 형성되며 작동축(23)의 회전에 의해 축방향으로 진퇴할 수 있도록 내면에 작동축(23)의 수나사부(23a)와 체결되는 암나사부(24a)를 구비한다. 또 가압슬리브(24)의 외면과 피스톤(14)의 내면 사이에는 상호 대응하여 접하는 테이퍼형 결합면들(24b,14a)을 구비한다. 이러한 구성은 작동축(23)이 정방향 또는 역방향으로 회전할 때 가압슬리브(24)의 진퇴가 이루어지도록 한 것이며, 가압슬리브(24)가 피스톤(14)을 가압함으로써 제동이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

또 가압슬리브(24)의 외면과 피스톤(14)의 내면 사이에는 가압슬리브(24)의 결합면(24b)과 피스톤(14)의 결합면(14a)이 늘 접촉상태로 유지될 수 있도록 가압슬리브(24)를 가압하는 간극조절스프링(27)이 설치된다. 이 간극조절스프링(27)은 탄성을 가진 웨이브 와셔(Wave Washer)로 이루어지며, 외주부가 지지링(28)에 의해 피스톤(14) 내면에 지지되고 내주부가 베어링(29)을 매개로 가압슬리브(24) 외면에 지지된다.

이는 마찰패드들(11,12)의 마모로 인해 피스톤(14)이 디스크(1) 방향으로 이동하여 결합면들(14a,24b) 사이의 간극이 생길 경우 간극조절스프링(27)이 가압슬리브(24)를 가압하여 결합면들(14a,24b)의 접촉이 유지될 수 있도록 한 것이다. 즉 유압에 의해 제동이 이루어질 때는 작동축(23)이 회전하지 않고 피스톤(14)의 전진이 이루어지는데, 마찰패드들(11,12)의 마모로 인해 피스톤(14)이 디스크(1) 쪽으로 이동하여 피스톤(14)과 가압슬리브(24)의 결합면들(14a,24b) 사이에 간극이 생길 경우 간극조절스프링(27)이 가압슬리브(24)를 피스톤(14) 쪽으로 이동시킴으로 써 결합면들(14a,24b)이 늘 접촉상태로 유지되고 마찰패드들(11,12)과 디스크(1) 사이의 간극이 조절될 수 있도록 한 것이다.

간극조절이 이루어질 때는 결합면들(14a,24b)이 이격된 상태이고 작동축(23)이 회전하지 않으므로 가압슬리브(24)가 간극조절스프링(27)에 의해 가압될 경우 가압슬리브(24)가 회전하면서 피스톤(14) 쪽으로 이동한다. 이처럼 가압슬리브(24)가 회전이동을 하여 간극조절이 이루어지도록 하기 위해서는 가압슬리브(24)의 암나사부(24a)와 작동축(23)의 수나사부(23b)가 여러줄 나사로 이루어져 상호 조임과 풀림이 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 본 실시 예에서는 암나사부(24a)와 수나사부(23b)가 4줄 나사로 이루어진다. 또 작동축(23)의 수나사부(23b)와 가압슬리브(24)의 암나사부(24a)는 제동을 위한 유압이 해제될 때 제동을 해제하는 방향으로 피스톤(14)의 이동을 허용하는 소정구간의 유격을 구비한다.

또 실린더부(15) 내에는 작동축(23)의 축방향 이동을 제한하기 위해 작동축(23)의 지지부(23a)를 지지하는 지지스프링(31)과, 지지스프링(31)의 지지를 위한 캡형태의 스프링지지부재(32)가 설치된다. 스프링지지부재(32)는 실린더부(15) 내에 고정된다.

다단감속기어장치(40)는 캘리퍼하우징(13)의 후단에 결합되는 원통형 케이싱(45)과, 이 케이싱(45)의 내부에 수용되는 다수의 유성기어유닛들(41,42,43,44)을 포함한다. 그리고 전기모터(25)는 케이싱(45)의 내부에 수용된다.

케이싱(45) 내부의 유성기어유닛들은 다단 감속을 통해 큰 감속비를 얻을 수 있도록 전기모터(25) 쪽으로부터 작동축(23)에 이르기까지 연속적으로 연결되도록 배치되는 제1, 제2, 제3, 제4유성기어유닛(41,42,43,44)으로 이루어진다.

또 각 유성기어유닛들(41,42,43,44)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 구동원과 연결되는 선기어(51), 선기어(51)의 외측에 치합되는 복수의 유성기어들(52), 유성기어들(52)의 외측에 치합되며 케이싱(45)의 내측에 고정되는 내접기어(53), 유성기어들(52)을 회전 가능하게 지지하고 선기어(51)와 동축적으로 회전하도록 설치되며 회전동력을 출력하는 캐리어(54)를 포함한다. 이때 전기모터(25)의 회전축에는 제1유성기어유닛(41)의 선기어가 결합되고, 제1유성기어유닛(41)의 캐리어 중심축에 제2유성기어유닛(42)의 선기어가 결합된다. 유성기어유닛들(41,42,43,44)은 이러한 방식으로 연속되도록 연결되고, 최종적으로 제4유성기어유닛(44)의 캐리어가 작동축(23)과 연결된다. 여기서 각 유성기어유닛(41,42,43,44)의 내접기어들은 일체형을 이루어지거나 각각 별도로 마련될 수 있다.

이러한 구성은 전기모터(25)를 소형화하면서도 작동축(23)을 큰 힘으로 회전시킬 수 있도록 한 것이고, 주차를 위한 제동을 수행한 상태에서 전기모터(25)의 동작을 정지시킬 경우 다단감속기어장치(40)의 큰 감속비에 의해 작동축(23)의 회전이 제한됨으로써 제동상태가 유지될 수 있도록 한 것이다. 또한 각 유성기어유닛(41,42,43,44)의 선기어들, 전기모터(25)의 회전축, 작동축(23)이 동축적으로 배치됨으로써 동력전달손실을 최소화하고 크기를 소형화할 수 있도록 한 것이다. 전기모터(25)는 도면에 도시하지는 않았지만 차량의 운전석에 마련되는 주차스위치의 조작에 의해 동작이 제어된다.

이러한 디스크브레이크의 주차를 위한 제동동작은 다음과 같이 이루어진다.

운전자가 주차를 위해 주차스위치를 조작하면, 전기모터(25)의 회전이 이루어진다. 전기모터(25)의 회전은 다단감속기어장치(40)를 거치면서 감속되어 큰 힘으로 작동축(23)을 회전시킨다. 그리고 작동축(23)이 회전하면 가압슬리브(24)의 축방향 이동이 이루어지고, 가압슬리브(24)가 피스톤(14)을 가압함으로써 제동이 이루어진다.

제동이 이루어진 후에는 전기모터(25)의 동작이 정지된다. 이때 본 발명은 다단감속기어장치(40)가 큰 감속비를 가지기 때문에 작동축(23)의 회전이 방지된다. 따라서 전기모터(25)를 다시 구동하지 않는 한 제동상태가 그대로 유지된다.

운전자가 제동을 해제할 때는 운전석의 주차스위치를 조작하여 제동을 해제한다. 이때는 전기모터(25)가 제동시의 역방향으로 회전하고 작동축(23)이 제동시의 역방향으로 회전하므로, 가압슬리브(24)가 피스톤(14)의 가압을 해제하여 제동이 해제된다.

또한 본 발명은 캘리퍼하우징(13)의 실린더부(15) 내부로 유압이 가해진 상태(유압에 의해 제동이 이루어진 상태)에서 주차장치를 동작시킬 수도 있다. 이때는 제동동작을 위한 유압펌프(21)를 구비하는 차량의 경우로, 유압에 의해 피스톤(14)이 가압되어 제동이 이루어진 상태에서 주차장치가 동작한다. 즉 운전자가 주차를 위해 주차스위치를 조작하면 먼저 유압펌프(21)가 동작하여 차량의 제동이 이루어지도록 한 후 주차장치가 동작한다. 따라서 이때는 전기모터(25)에 큰 부하가 걸리지 않은 상태에서 주차를 위한 제동을 수행할 수 있다.

그리고 제동이 이루어진 후에는 유압이 해제되고 전기모터(25)의 동작이 중 지되더라도 가압슬리브(24)가 피스톤(14)을 지지하므로 제동상태가 유지된다. 이처럼 유압을 이용한 제동을 먼저 수행한 후 주차장치로 제동을 유지하는 경우에는 전기모터(25)에 큰 부하가 걸리지 않기 때문에 전기모터(25)를 소형화할 수 있게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 디스크브레이크를 제어하기 위한 디스크브레이크 제어장치는 전반적인 제어를 수행하는 제어부(60)를 포함한다.

이 제어부(60)의 입력측에는 실린더부(15)로 인가되는 압력값을 검출하는 압력센서(70)와, 차량의 기울기를 검출하는 기울기센서(71)와, 운전자의 주차명령을 인식하기 위한 주차스위치(72)와, 전기모터에 인가되는 전류값을 검출하는 전류센서(73)가 전기적으로 연결된다.

또한, 이 제어부(60)의 출력측에는 유압펌프(21)를 구동시키는 유압펌프구동부(80)와, 전기모터(25)를 구동시키는 전기모터구동부(81)가 전기적으로 연결된다.

상기한 제어부(60)는 주차명령이 있으면, 압력센서(70)를 통해 검출된 실린더부(15)의 압력값이 차량의 기울기에 따라 결정된 목표압력보다 낮으면, 실린더부(15)의 압력정도에 따라 유압펌프(21)와 전기모터(25)를 병행 제어하고, 실린더부의 압력값이 결정된 목표압력보다 높으면, 전기모터(25)를 단독 제어한다.

좀더 자세히 살펴보면, 상기한 제어부(60)는 주차스위치(72)를 통해 운전자의 주차 명령을 인식한 후 주차 명령이 있는 경우, 차량의 제동이 일정수준 이루어진 후 주차장치가 동작하도록 먼저, 실린더의 압력이, 기울기센서(71)를 통해 검출된 차량의 기울기별로 서로 다르게 설정된 목표압력에 도달하도록 유압펌프구동부 (80)를 통해 유압펌프(21)를 작동시킨다.

그런 후 압력센서(70)를 통해 검출된 압력값이 전기모터(25)의 기동을 위해 미리 설정된 값에 도달하면, 전기모터구동부(81)를 통해 전기모터(25)를 작동시킨다. 또한, 전기모터(25)가 작동하는 중에 전류센서(73)를 통해 전기모터(25)에 인가되는 전류값을 검출하고, 검출된 전류값이 전기모터의 정지를 위해 미리 설정된 전류값에 도달하면, 전기모터(25)를 정지시킨다. 즉, 유압펌프(21)를 통해 피스톤(14)을 가압하여 제동시킨 후 전기모터(25)를 작동시켜 가압슬리브(24)를 이용하여 피스톤(14)을 지지하는 방식으로 제동상태를 유지시킨다.

이하에서는 본 발명의 디스크브레이크 제어장치를 제어하는 과정을 설명한다.

도 4를 살펴보면, 먼저, 운전자가 주차를 위해 주차스위치(72)를 온 시켜 주차명령을 내리면, 단계 S100에서 제어부(60)는 기울기센서를 통해 차량의 기울기를 검출한다. 그리고, 단계 S101에서 제어부(60)는 검출된 차량의 기울기에 따라 그에 상응하는 목표압력값(B)을 설정한다. 이때, 차량의 기울기별로 차량의 제동상태가 서로 다르므로, 목표압력값을 차량의 기울기별로 서로 다르게 설정한다.

그런 후 단계 S102에서 제어부(60)는 압력센서(70)를 통해 실린더부(15)의 실제압력값(P)를 검출한다. 그리고, 단계 S103에서 제어부(60)는 검출된 실제압력값(P)을 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값(A) 및 단계 S101에서 설정된 목표압력값(B)과 각각 비교한다.

단계 S103에서의 비교결과 단계 S102에서 검출된 실린더부(15)의 실제압력값(P)이 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값(A) 미만이면, 단계 S104에서 제어부(60)는 피스톤(14)을 가압하여 마찰패드를 가압함으로서 차륜을 제동시킨다. 이때, 전기모터(25)는 정지상태이다. 단계 S104를 수행한 후 제어부(60)는 단계 S102로 리턴한다.

또한, 단계 S103에서의 비교결과 단계 S102에서 검출된 실린더부(15)의 실제압력값(P)이 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값(A) 이상이고, 상기 목표압력값(B) 이하이면, 단계 S105에서 제어부(60)는 유압펌프(21)를 구동시킴과 함께 전기모터(25)를 구동시킨다. 이에 따라, 전기모터(25)가 회전하게 되고, 전기모터(25)의 회전은 다단감속기어장치(40)를 거치면서 감속되어 큰 힘으로 작동축(23)을 회전시킨다. 그리고 작동축(23)의 회전에 의해 가압슬리브(24)가 축방향으로 이동하게 되고, 이동된 가압슬리브(24)에 의해 피스톤(14)가 가압되게 된다.

단계 S106과 단계 S107에서 제어부(60)는 실린더부(15)의 실제압력값(P)이 목표압력값(B)에 도달하면, 목표압력을 유지시킨다.

이와 함께 단계 S108과 단계 S109에서 제어부(60)는 전기모터(25)의 구동과 함께 전기모터(25)의 전류값을 검출하고, 검출된 전류값이 전기모터 정지를 위해 미리 설정된 전류값에 도달하면, 전기모터 정지조건으로 판단하여 전기모터(25)를 정지시킨다. 이때, 전기모터(25)의 회전에 의해 회전된 작동축(23)에 의해 축방향으로 이동된 가압슬리브(24)가 피스톤(14)을 가압하게 되면, 작동축(23)의 회전이 구속되고, 결국 전기모터(25)의 회전이 구속되므로, 전기모터(25)에 인가되는 전류 값이 변화하게 된다. 따라서, 이 전류값의 변화로부터 전기모터(25)의 정지조건을 인식할 수 있게 된다.

단계 S109에서 전기모터(25)를 정지시킨 후 단계 S110에서 제어부(60)는 피스톤(14)에 형성된 제동유압을 해제시키기 위해 유압펌프(21)를 정지시킨다.

한편, 단계 S111에서의 비교결과 단계 S102에서 검출된 실린더부(14)의 실제압력값(P)이 상기 목표압력값(B)을 초과하면, 전기모터(25)를 구동시킨다. 이때, 유압펌프(21)를 별도로 작동시키지 않는다. 이와 함께 단계 S112와 단계 S113에서 제어부(60)는 전기모터(25)의 구동과 함께 전기모터(25)에 인가되는 전류값을 검출하고, 검출된 전류값이 전기모터 정지를 위해 미리 설정된 전류값에 도달하면, 전기모터 정지조건으로 판단하여 전기모터(25)를 정지시킨다.

좀더 자세히 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4의 실린더부(15)의 실제압력값(P)이 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값(A) 미만일 때, 유압펌프(21)를 전기모터보다 먼저 작동시킨다. 이때, 유압펌프(21)의 작동을 제어하여 실린더부(15)의 압력이 목표압력에 도달할 때까지는 압력을 증가시키고, 목표압력에 도달한 후에는 목표압력을 유지시킨다. 이에 따라, 차량이 제동 되게 된다.

이와 함께 유압펌프(21)의 작동에 의해 실린더부(15)의 압력이 점차 증가되어 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값에 도달하면, 전기모터(25)를 작동시킨다. 이로 인해, 제동상태를 유지시키기 위해 작동축(23)의 회전에 의해 가압슬리브(24)가 피스톤(14)으로 측으로 이동하게 된다. 전기모터(25)의 계속된 작동에 의해 가압슬리브(24)가 피스톤(14)에 접촉한 후 더 이상 이동되지 않으면, 전기모터(25)의 전류값이 증가하게 되고, 증가된 전류값이 전기모터 정지를 위해 미리 설정된 값(Imax)에 도달하게 되면, 전기모터(25)를 정지시킨다. 또한, 전기모터(25)를 정지시킨 후 유압펌프(21)를 정지시켜 피스톤(14)에 가해지는 제동유압을 해제시킨다. 이에 따라, 차량이 제동상태를 유지하게 된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 초기페달압력이 일정수준 형성되어 있어 도 4의 실린더부(14)의 실제압력값(P)가 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값(A) 이상이고, 목표압력값(B) 이하일 때, 유압펌프(21)와 전기모터(25)를 함께 작동시킨다. 이때, 유압펌프(21)의 작동을 제어하여 피스톤(14)에 가해지는 압력이 목표압력에 도달할 때까지는 압력을 증가시키고, 목표압력에 도달한 후에는 목표압력을 유지시킨다. 또한, 전기모터(25)의 작동을 제어하여 전기모터(25)에 인가되는 전류값이 전기모터 정지를 위해 미리 설정된 값(Imax)에 도달하면, 전기모터(25)를 정지시킨다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 도 4의 초기페달압력이 일정수준 이상 형성되어 실린더부(15)의 실제압력값(P)이 목표압력값(B)을 초과할 때, 유압펌프(21)는 작동시키지 않고, 전기모터(25)만을 작동시킨다. 이때, 전기모터(25)에 인가되는 전류값이 전기모터 정지를 위해 미리 설정된 값(Imax)에 도달하면, 전기모터(25)를 정지시킨다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 주차기능을 갖춘 디스크브레이크는 유압펌프와 전기모터의 병행제어에 의해 주차장치가 동작하기 때문에 운전자가 주차장치를 손쉽게 조작할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 전기모터의 회전을 작동축에 감속시켜 전달하는 다단감속기어장치를 구비하기 때문에 전기모터를 소형화 하면서도 큰 힘으로 작동축을 회전시켜 제동을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 다단감속기어장치가 큰 감속비를 구비하기 때문에 작동축의 역전이 방지되어 전기모터가 정지되더라도 제동상태가 유지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전기모터와 유압펌프의 병행제어를 통하여 전기모터를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

디스크의 제동을 위한 마찰패드를 가압하는 피스톤과; 상기 피스톤을 진퇴 가능하게 수용하며 내부에 제동을 위한 유압이 가해지는 실린더부를 갖춘 캘리퍼하우징과; 상기 실린더부 내에 회전 가능하게 설치되며 수나사부를 구비하는 작동축과, 상기 작동축의 회전에 의해 진퇴하면서 상기 피스톤을 가압하거나 가압해제 하도록 상기 피스톤 내에 설치되며 상기 작동축의 수나사부에 결합되는 암나사부를 구비하는 가압슬리브와, 상기 작동축을 회전시키는 전기모터와, 상기 전기모터와 상기 작동축 사이에 설치되는 다단감속기어장치를 갖춘 주차장치와; 상기 피스톤을 가압하기 위해 상기 실린더부에 제동유압을 제공하는 유압펌프를 구비하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치의 제어방법에 있어서,

주차명령이 있는 경우, 차량의 기울기에 따른 목표압력을 결정하고,

상기 실린더부의 압력값을 검출하고,

상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 결정된 목표압력보다 낮으면, 상기 검출된 실린더부의 압력값에 기초하여 상기 유압펌프와 전기모터를 병행 제어하고, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 결정된 목표압력보다 높으면, 상기 전기모터를 단독 제어하는 것을 특징으로 하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 전기모터가 구동 중일 때, 상기 전기모터에 인가되는 전류값을 검출하고, 검출된 전류값에 따라 상기 전기모터를 정지시키는 것을 특징으로 하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 유압펌프가 작동중인 경우, 상기 전기모터를 정지시킨 후 상기 유압펌프를 정지시키는 것을 특징으로 하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 유압펌프를 구동하는 경우, 상기 실린더부의 압력이 상기 목표압력에 도달할 때까지는 증가시킨 후 상기 실린더부의 압력이 미리 설정된 목표압력에 도달한 이후에는 상기 미리 설정된 목표압력을 유지시키는 것을 특징으로 하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 결정된 목표압력보다 낮으면, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값과 비교하고, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값보다 낮으면, 상기 유압펌프를 먼저 구동시킨 후 상기 실린더부의 압력값이 상기 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값에 도달 할 때, 상기 전기모터를 구동시키고, 상기 검출된 실린더부의 압력값이 상기 전기모터 기동을 위해 미리 설정된 값보다 높으면, 상기 유압펌프와 전기모터를 동시에 구동하는 것을 특징으로 하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 목표압력은 차량의 기울기별로 다르게 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치의 제어방법.
디스크의 제동을 위한 마찰패드를 가압하는 피스톤과;

상기 피스톤을 진퇴 가능하게 수용하며 내부에 제동을 위한 유압이 가해지는 실린더부를 갖춘 캘리퍼하우징과;

상기 실린더부 내에 회전 가능하게 설치되며 수나사부를 구비하는 작동축과, 상기 작동축의 회전에 의해 진퇴하면서 상기 피스톤을 가압하거나 가압해제 하도록 상기 피스톤 내에 설치되며 상기 작동축의 수나사부에 결합되는 암나사부를 구비하는 가압슬리브와, 상기 작동축을 회전시키는 전기모터와, 상기 전기모터와 상기 작동축 사이에 설치되는 다단감속기어장치를 갖춘 주차장치와;

상기 피스톤을 가압하기 위해 상기 실린더부에 제동유압을 제공하는 유압펌프와;

상기 실린더부의 압력값을 검출하는 압력센서와;

주차명령이 있으면, 상기 압력센서를 통해 검출된 상기 실린더부의 압력값이 차량의 기울기에 따라 결정된 목표압력보다 낮으면, 상기 실린더부의 압력정도에 따라 상기 유압펌프와 전기모터를 병행 제어하고, 상기 실린더부의 압력값이 상기 결정된 목표압력보다 높으면, 상기 전기모터를 단독 제어하는 제어부를 포함하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 제어부는 상기 전기모터에 인가되는 전류값을 검출하는 전류센서를 더 포함하고, 상기 전기모터가 구동 중일 때, 상기 전류센서를 통해 검출된 전류값에 따라 상기 전기모터를 정지시키는 것을 특징으로 하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 제어부는 상기 유압펌프를 구동할 때, 상기 실린더부의 압력이 상기 목표압력에 도달할 때까지는 압력을 증가시킨 후 상기 실린더부의 압력이 미리 설정된 목표압력에 도달한 이후에는 상기 목표압력을 유지시키는 것을 특징으로 하는 주차기능을 갖춘 디스크브레이크 제어장치.