KR101000165B1

KR101000165B1 - 자동차용 제동력조절장치

Info

Publication number: KR101000165B1
Application number: KR1020080058261A
Authority: KR
Inventors: 김인수; 김재산
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-12-10
Also published as: KR20090132142A

Abstract

본 발명은 자동차용 제동력조절장치에 관한 것으로, 작동유체가 저장되는 작동유체저장부와; 상기 작동유체를 통해 액압을 형성하여 자동차 바퀴에 제동력을 작용하는 마스터실린더와; 상기 작동유체저장부와 상기 마스터실린더 사이에 마련되어 상기 마스터실린더의 액압을 조절하는 액압조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 간단한 구조로 자동차의 제동력을 조절할 수 있다.

브레이크, 제동력, 마스터실린더

Description

자동차용 제동력조절장치{CONTROLLING APPARATUS TO CONTOL BRAKE FORCE FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 제동력조절장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 간단한 구조로 효과적으로 제동력을 제공할 수 있는 자동차용 제동력조절장치를 제공하는 것이다.

주행중인 차량을 주차하는 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟은 것에 의해 제동력을 작용하는 수동식 브레이크와, 운전자의 스위치 조작에 의해 전자식으로 액츄에이터가 구동되어 제동력을 제공하는 전자식 주차브레이크(EPB, electronic parking brake)가 있다.

종래 전자식 주차브레이크는 케이블풀러형과 캘리퍼 일체형이 있다. 이 중 케이블풀러형 주차브레이크(10)는 도1a에 도시된 바와 같이 액츄에이터(11)가 후륜에 장착된 DIH(drum in hat, 15)의 작동레버에 연결되어 있는 케이블(12)을 당기면 라이닝(15)의 마찰력에 의해 제동력이 작용되어 차량이 주차된다.

그런데, 케이블풀러형 주차브레이크의 경우 케이블의 장력을 통해 제동력이 제공되므로 별도의 장력센서가 요구되어 제조단가가 증가되는 문제가 있었다.

한편, 캘리퍼일체형 주차브레이크(20)는 도1b에 도시된 바와 같이 후륜의 각 휠(25)에 연결되어 있는 모터(21) 구동에 의해 감속기(23)에 연결되어 있는 스크류가 패드(27)를 밀어 디스크를 가압하고, 그 가압력에 의해 차량이 주차된다.

그런데, 캘리퍼일체형 주차브레이크는 액츄에이터가 작동되며 스크류가 디스크를 가압하므로 소음이 큰 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구성이 간단하며 소음을 줄일 수 있는 자동차용 제동력조절장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 의한 제동력조절장치는,

작동유체가 저장되는 작동유체저장부와;

상기 작동유체를 통해 액압을 형성하여 자동차 바퀴에 제동력을 작용하는 마스터실린더와;

상기 작동유체저장부와 상기 마스터실린더 사이에 마련되어 상기 마스터실린더의 액압을 조절하는 액압조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동력조절장치를 제공한다.

그리고 상기 액압조절부는 직선 왕복이동하며 상기 작동유체저장부로부터 공급된 액체에 유압을 형성할 수 있고, 사용자입력부와, 사용자입력부의 입력신호에 따라 소정방향으로 구동되는 구동원이 더 포함될 수 있다.

그리고 상기 액압조절부는, 상기 작동유체저장부와 상기 마스터실린더와 상기 작동유체가 상호 연통되게 마련된 액압조절실과, 상기 액압조절실 내에 마련된 구동축과, 구동축을 따라 이동하며 액압을 형성하는 너트를 포함할 수 있고, 상기 너트와 상기 액압조절실 사이에는 실링부재가 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 제동력조절장치는 종래 케이블풀러형 전자식 주차브레이크에 비해 장력센서, DIH, 케이블 등이 삭제되므로 중량 및 원가절감이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 제동력조절장치는 캘리퍼 일체형 전자식 주차브레이크 대비 구동원의 개수를 줄일 수 있고 그 크기를 소형화 할 수 있어 중량 및 원가절감이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 제동력조절장치는 스크류가 디스크를 가압하지 않으므로 마찰이 없어 소음을 줄일 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동차용 제동력조절장치(100)의 바람직한 실시예에 관해 자세히 설명한다.

도2a는 본 발명에 따른 제동력조절장치(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도2b는 제동력조절장치(100)의 단면 구성을 간략히 도시한 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제동력조절장치(100)는 작동유체가 저장 되는 작동유체저장부(110)와, 실린더 내에 액압을 형성하여 자동차 바퀴에 제동력을 작용하는 마스터실린더(120)와, 작동유체저장부(110)와 마스터실린더(120) 사이에 마련되어 마스터실린더(120)의 액압을 조절하는 액압조절부(130)와, 운전자로부터 제동력인가신호를 입력받는 사용자입력부(140)와, 사용자입력부(140)를 통한 제동력인가신호에 따라 구동력을 발생시키는 구동원(160)을 포함한다.

그리고 상기 구동원(160)과 액압조절부(130) 사이에는 감속기(170)가 마련되고, 상기 마스터실린더(120)에는 부스터(180)가 연결된다.

또한, 상기 작동유체저장부(110)에 저장된 작동유체는 액압조절부(130)와 마스터실린더(120)로 유입되거나 유출된다.

마스터실린더(120)는 작동유체의 액압에 따른 제동력을 자동차의 바퀴에 작용시킨다. 마스터실린더(120)의 상부와 하부에는 유체유입포트(b,c)와 유체유출포트(d,e)가 각각 마련된다. 유체유입포트(b,c)는 액압조절부(130)와 연결되고, 유체유출포트(d,e)는 하부측의 휠실린더(미도시)와 연결된다.

마스터실린더(120) 내부에는 액압이 형성되는 제1액압실(120a)과 제2액압실(120b)이 마련된다. 그리고 제1액압실(120a)과 제2액압실(120b)에는 각각 제1피스톤(121)과 제2피스톤(125), 제1스프링(123)과 제2스프링(127)이 마련된다. 제1피스톤(121)과 제2피스톤(125)은 상호 상대운동 가능하게 마련되며 제1피스톤(121)의 일단부는 마스터실린더(120) 외부로 돌출되어 브레이크페달(미도시)을 통한 답력을 입력받는다. 제1스프링(123)과 제2스프링(127)은 제1액압실(120a)과 제2액압실(120b) 내에 마련되어 제동력 해제시 제1피스톤(121)과 제2피스톤(125)을 복귀시킨다. 상기 마스터실린더(120) 내부 일측에서 멀어지는 방향으로 제 1 유체유출포트(d), 제 1 유체유입포트(b), 제 2 유체유출포트(e) 및 제 2 유체유입포트(c)가 순서대로 마련된다.
그리고 제동신호가 인가되기 전 상태에서 상기 제1피스톤(121)은 제 2 유체유입포트(c)와 브레이크페달 사이의 유로를 차단하도록 위치되며, 제2피스톤(125)은 제 1 유체유입포트(b)와 제 2 유체유출포트(e) 사이의 유로를 차단하도록 위치된다.

액압조절부(130)는 작동유체저장부(110)와 마스터실린더(120) 사이에 마련되어 마스터실린더(120) 내의 액압을 조절하여 목표 제동력이 작용되도록 한다. 액압조절부(130)는 작동유체가 유입되는 유체유입구(a)가 마련되는 액압조절실(139)과, 액압조절실(139) 내에 마련된 구동축(131)과, 구동축(131)을 따라 이동하며 액압을 형성하는 너트(135)를 포함한다. 상기 유체유입구(a)는 제 1 유체유입포트(b)보다 상기 마스터실린더(120) 내부 일측의 상방에 위치된 상기 액압조절실(139) 내부 일측에 인접해 위치된다.

구동축(131)은 후술할 구동원(160)의 구동에 따라 너트(135)를 이동시키며 액압조절실(139) 내에 액압을 형성한다. 구동축(131)은 일단부가 구동원(160)에 연결되어 구동원(160)의 구동방향에 따라 회전운동한다. 구동축(131)의 타단부에는 너트(135)의 최대 이동거리를 제한하는 스토퍼(133)가 마련된다.

수직단면 둘레가 사각형인 너트(135)는 구동축(131)의 회전운동에 따라 구동축(131)을 따라 회전운동은 하지 않고 직선 이동되며 액압조절실(139)과 마스터실린더(120) 내에 액압을 형성한다. 여기서, 너트(135)와 액압조절실(139) 사이에는 고무재질의 실링부재(137)가 마련된다.

사용자로부터 주차신호를 입력받는 사용자입력부(140)는 주차스위치의 형태로 구현될 수 있다. 그리고 제어부(150)는 사용자입력부(140)와 주차 페달로부터 입력된 주차신호와, 각종 센서의 입력 등을 기초로 구동원(160)에 구동신호를 보낸다.

구동원(160)은 제어부(150)의 제어신호에 따라 구동축(131)으로 구동력을 제공하는데, 이러한 구동원(160)은 모터로 구현될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 제동력조절장치(100)의 작동과정을 도3a 내지 4d를 참조로 설명한다. 설명에 앞서 실린더 내에 음영으로 표시한 영역은 액압이 발생된 것을 나타내고, 음영으로 표시되지 않은 영역은 액압이 발생되지 않은 것을 나타내는 것을 밝힌다.

먼저 사용자입력부(140)와 브레이크페달(미도시)을 통해 제동신호가 인가되지 않는 경우 액압조절부(130)와 마스터실린더(120)는 도3a에 도시된 바와 같이 작동유체가 수용된 상태로 대기한다. 이 때는 너트(135)와 제1,2 피스톤(121,125)이 이동하지 않으므로 액압조절부(130)와 마스터실린더(120) 내에는 액압이 형성되지 않는다.

여기서, 사용자입력부(140)를 통해 전자식주차 신호(A)가 입력되면 제어부(150)는 구동원(160)에 구동신호를 인가한다. 구동원(160)인 모터가 구동되면 구동축(131)이 회전되고 도3b에 도시된 바와 같이 너트(135)가 구동축(131)을 따라 이동한다. 이에 따라 액압조절실(139) 내에 액압이 형성되고 작동유체가 유체유입포트(b,c)를 통해 마스터실린더(120) 내로 유입된다. 너트(135)가 구동축(131)을 따라 도3c에 도시된 바와 같이 최대이동거리로 이동하고 작동유체의 유입량이 증가하면서 제1액압실(120a)과 제2액압실(120b) 사이의 제2피스톤(125)이 이동되어 액압이 증가하고 작동유체는 유체유출포트(d,e)를 통해 휠실린더(미도시)로 이동하며 자동차 바퀴로 제동력을 전달한다.

여기서, 작동유체는 자동차의 전륜, 후륜 또는 네 바퀴 모두에 제동력을 전달할 수 있다.

한편, 도3d에 도시된 바와 같이 주차 해제신호가 입력되면 구동원(160)이 반대방향으로 구동하고, 너트(135)는 구동축(131)을 따라 초기상태로 이동되고, 작동유체도 액압조절실(139)로 흐르면서 마스터실린더(120) 내의 액압이 낮아지고 제동력도 낮아진다.

한편, 도4a에 도시된 바와 같이 사용자가 브레이크 페달(미도시)에 답력(B)을 가하면 도4b에 도시된 바와 같이 제1피스톤(121)이 이동되면서 제2피스톤(125)도 함께 이동된다. 피스톤(121, 125)의 이동에 따라 제1액압실(120a)과 제2액압실(120b)에 액압이 발생되면서 자동차바퀴에 제동력이 작용한다.

이때, EPB 작동신호가 입력되면 마스터실린더(120) 내에 발생된 액압은 유지되며, 제어부(150)는 도 4c와 같이 구동원(160)을 구동하여 너트(135)를 이동시킨다. 너트(135)의 이동에 따라 액압조절실(139)에도 액압이 발생하고 마스터실린더(120) 내의 액압은 유지된다.

한편, 브레이크 페달을 통한 답력(B)이 사라져도 액압조절실(139)의 액압에 의해 마스터실린더(120) 내의 액압이 일정하게 유지되다가, EPB 해제 입력을 주면 구동원(160)의 구동방향이 바뀌면서 너트(135)가 초기상태로 복귀되고, 제 1 피스톤(121)과 제 2 피스톤(125)도 초기상태로 복귀된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 제동력조절장치는 액압조절실 내의 액압을 조절하여 마스터실린더 내의 액압을 조절하고, 이에 따라 목표 제동력을 제어한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발 명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

도 1a와 도1b는 종래 전자식 주차브레이크의 구성을 간략히 도시한 개략도,

도 2a와 도2b는 본 발명에 따른 제동력 조절장치의 구성을 도시한 사시도와 단면도,

도 3a 내지 도3d는 본 발명에 따른 제동력 조절장치의 브레이크 페달 답력 해제 후의 동작과정을 도시한 상태도,

도 4a 내지 도4d는 본 발명에 따른 제동력 조절장치의 브레이크 페달 답력 이후의 동작과정을 도시한 상태도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 제동력조절장치 110 : 작동유체 저장부

120 : 마스터실린더 130 : 액압조절부

140 : 사용자입력부 150 : 제어부

Claims

삭제
작동유체가 저장되는 작동유체저장부(110)와;

상기 작동유체저장부(110)에서 작동유체가 유입되는 유체유입구(a)가 마련된 액압조절실(139)과, 상기 액압조절실 내에 마련된 구동축(131)과, 구동축(131)을 따라 이동하며 액압을 형성하는 너트(135)를 포함하며, 상기 형성된 액압을 마스터실린더(120)로 전달하는 액압조절부(130); 및

내부 일측에서 멀어지는 방향으로 제 1 유체유출포트(d), 제 1 유체유입포트(b), 제 2 유체유출포트(e) 및 제 2 유체유입포트(c)가 순서대로 형성되며, 상기 제 1, 2 유체유입포트(b,c)는 액압조절부(130)와 연결되고, 상기 제 1, 2 유체유출포트(d,e)는 휠실린더와 연결되어 상기 액압조절부(130)에서 전달된 액압으로 자동차 바퀴에 제동력을 작용하는 마스터실린더(120);

를 포함하여 구성되며,

상기 마스터실린더(120)에는

제동신호가 인가되기 전 상태에서 상기 제 2 유체유입포트(c)와 브레이크페달 사이의 유로를 차단하도록 제1피스톤(121)이 형성되고,

상기 제 1 유체유입포트(b)와 제 2 유체유출포트(e) 사이의 유로를 차단하도록 제2피스톤(125)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동력조절장치.
제2항에 있어서,

사용자입력부(140)와;

상기 사용자입력부(140)의 입력신호에 따라 소정방향으로 구동되며, 상기 구동축(131)의 일단부와 연결되는 구동원(160)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동력조절장치.
삭제
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 너트(135)와 상기 액압조절실(139) 사이에는 실링부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동력조절장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 마스터실린더(120) 내부에 제1스프링(123)이 마련되어 제동력 해제시 제1피스톤(121)을 복귀시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 제동력조절장치.