KR101098144B1 - 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치 - Google Patents

안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 제동 장치는 브레이크 페달의 조작 시, 제동이 이루어지도록 제어하는 ECU(1)와, 정상 제동 시 휠 디스크를 잡아 제동하도록 상기 ECU(1)를 통해 제어되는 메인 제동기(2) 및, 상기 메인 제동기(2)의 고장(Fail)을 감지한 ECU(1)를 통해 휠 디스크를 잡아 안전을 위한 비상 제동을 구현하도록, 휠 디스크에 장착되어 보조적인 제동 기능을 구현하는 서브 제동기(10)를 이용해, 이중적인 제동 장치로 구성됨에 따라, 메인 제동기(2)의 모터 고장(Fail) 시, F-S(Fail-Safe)를 구현하면서 비상 제동을 구현해 안전성을 높여 주면서, 유압 제동 방식과 같이 안정적인 FR(Failure Rate)을 실차 적용된 EWB나 EMB에서도 구현함은 물론, EMB와 EWB와 같은 BBW(Brake By Wire)기술이 적용된 제동장치의 상용화를 앞당기는 특징이 있게 된다.
EWB, 안전, 보조

Description

안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치{Brake System having safe braking function}
본 발명은 제동 장치에 관한 것으로, 특히 이중으로 구성된 제동 장치를 이용해, 안전 제동 기능을 구현하는 제동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유압 식 브레이크는 제동 시, 유압을 이용하여 패드를 강하게 디스크 쪽으로 밀어 주는 방식으로 구현된다.
이러한 유압 식 브레이크는 복잡한 구성과 유압 사용에 따른 제동 성능의 신뢰성가 안정성 강화에 어느 정도 한계성이 있고, 이로 인해 유압 식 브레이크가 갖지 못하는 구성의 단순함을 가져오고, 제동 성능의 신뢰성을 강화시킬 수 있는 전동 제동 장치인 EMB(Electro Mechanical Brake)가 적용되는 추세이다.
이러한 EMB는 모터 동력을 직접 직진 이동력으로 전환하여 제동을 구현하는 방식이다.
이와 같이 모터 동력을 이용하는 EMB 방식으로서, EWB(Electro Wedge Brake)도 있으며, 이는 제동 시 액추에이터를 통해 작동되는 웨지 조립 체를 이용하여 브레이크 패드를 디스크 쪽으로 가압 함에 따라 마찰시킴으로 써, 입력을 배력하는 웨지 작용으로 제동을 구현하는 방식이다.
이러한 EMB와 EWB를 통상 BBW(Brake By Wire) 기술이라 칭한다.
하지만, 이러한 전동 제동 장치는 12V로 구현해야 만하고, 전자 신호와 전기 장치들로 제동을 수행하므로, FR(Failure Rate)이 유압 제동 방식에 비해 높게 증가하는 근본적인 한계를 갖게 된다.
이로 인해, FR(Failure Rate)을 안정적인 유압 제동 방식과 같이 낮추기 위해 다양한 방법이 개발되는데, 일례로 EWB나 EMB를 제어하는 제어 로직과 이를 반영하는 회로를 구성해 F-S(Fail-Safe)를 구현해, FR(Failure Rate)을 낮추게 되지만, 이러한 방식은 동력원인 모터 고장(Fail)상황에서, 기구 적으로 제동력을 발생시키는 장치를 구비하지 않음에 따라, 안전성 저하되고, 이와 같은 안정성 저하로 인해 실차 적용 성이 꺼려지는 원인을 제공하게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 모터 동력으로 웨지 작용을 발생하거나, 직선 이동력을 발생하는 EWB나 EMB를 적용해 차량 제동을 구현함과 더불어, 별도의 EWB나 EMB 타입 제동 장치로 모터 고장(Fail) 시, F-S(Fail-Safe)를 구현하면서 안전을 위한 비상 제동력을 발생시켜 줌에 따라, 유압 제동 방식과 같이 안정적인 FR(Failure Rate)을 실차 적용된 EWB나 EMB에서도 구현 할 수 있도록 함에 목적이 있다.
또한, 본 발명의 EWB나 EMB 타입 제동 장치와 더불어 부가된 별도의 제동 장치가 안전을 위한 비상 제동력만을 제공함에 따라, 전·후륜에 대한 장착이 모두 요구되지 않으므로, 주 제동 구조에 비해 소형크기이면서 얇은 패드 적용으로 중량과 가격을 최소화할 수 있도록 함에도 목적이 있다.
또한, 본 발명은 EWB나 EMB 타입 제동 장치를 실차에 적용하더라도, 비상 제동 장치를 더 부가함에 따라, BBW(Brake By Wire) 제동 장치에 대한 법률 조건을 만족시켜 상용화를 보다 촉진시킬 수 있도록 함에 도 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치가 센서를 통해 브레이크 페달의 조작을 감지해, 제동이 이루어지도록 제어하는 ECU와;
휠 디스크를 가압하는 패드를 구비한 캘리퍼를 갖추고, 상기 ECU의 제어로 구동되는 모터로부터 휠 디스크를 잡아 제동하는 출력 토크를 발생시키는 메인 제동기 및;
상기 메인 제동기에 이격 된 위치에서 휠 디스크를 가압하는 패드를 구비한 캘리퍼를 갖추고, 상기 메인 제동기의 고장(Fail)을 감지한 ECU로부터 발생된 제어 신호로 상기 패드를 휠 디스크 쪽으로 밀어, 차량을 제동시키는 서브 제동기;
로 구성된 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 상기 메인 제동기는 EWB(Electro Wedge Brake)타입으로서, ECU로 제어되고, 회전을 직선 이동으로 바꾸는 전환 부를 갖춘 모터와,
상기 모터의 구동으로 제공되는 직선 이동을 이용해, 휠 디스크를 가압하는 입력을 배력 해 주는 롤러와 이동·고정 판으로 이루어진 메인 웨지 및,
휠 디스크를 감싸면서 상기 메인 웨지의 이동 시, 휠 디스크를 가압하는 이너·아우터 패드를 구비한 캘리퍼로 구성된다.
또한, 상기 서브 제동기는 휠 디스크를 감싸면서 이너·아우터 패드를 구비한 캘리퍼와;
ECU의 제어로 온·오프되고, 하중을 가해 주도록 인출되는 로드를 구비한 솔레노이드 및;
상기 솔레노이드 로드로부터 가해지는 하중을 통해 밀려나 패드를 휠 디스크 쪽으로 밀어줌과 더불어 웨지 작용을 구현하도록, 솔레노이드 로드로부터 하중을 받는 이동 판과, 캘리퍼에 고정된 고정 판 및 상기 이동·고정판에 파여진 웨지 면으로 위치된 롤러로 이루어진 서브 웨지;
로 구성된다.
그리고, 상기 솔레노이드는 서브 웨지를 측면에서 밀어주는 위치로 설치되며, 캘리퍼를 이용해 고정된다.
또한, 상기 캘리퍼에는 서브 웨지의 양 측면에 대해 간격을 둔 위치에서 좌·우 스토퍼가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 더불어, 상기 이동 판에는 간격을 두고 고정판을 수용하도록 양쪽 측면으로 좌·우 연장 단이 돌출 연장되고, 상기 좌 연장 단은 솔레노이드의 로드가 가하는 하중을 직접 받는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 웨지 면이 갖는 각도는 마찰계수 > tan(웨지 면 각도)이내 인 것을 특징으로 한다.
이와 더불어, 상기 서브 웨지에는 캘리퍼를 통해 탄발 지지되는 리턴 스프링이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이와 달리, 상기 서브 제동기는 휠 디스크를 감싸면서 이너·아우터 패드를 구비하고, 서브 웨지에 간격을 두고 좌·우 스토퍼를 형성한 캘리퍼와;
휠 디스크를 구속하면서 휠 디스크의 회전 방향으로 밀려나는 패드와 함께 밀려나는 이동 판과, 캘리퍼에 고정된 고정 판 및 상기 이동·고정 판에 파여진 웨지 면으로 위치된 롤러로 이루어진 서브 웨지;
일단이 상기 이동 판에 고정되고, 타단은 이동 판과 함께 움직이도록 이동 판에 고정된 웨지 프레임에 지속적인 하중을 가하는 압축 스프링 및;
상기 웨지 프레임을 구속하는 솔레노이드 로드를 구비해, ECU의 제어로 온·오프 되면서 웨지 프레임의 구속 상태를 전환하는 솔레노이드로 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 솔레노이드는 서브 웨지의 측면 부위로 설치된다.
이에 더해, 상기 솔레노이드에는 솔레노이드 로드에 하중을 가하는 인장 스프링이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 실차에 EWB나 EMB 타입 제동 장치를 적용하면서, 동력원인 모터 고장(Fail) 시, F-S(Fail-Safe)를 구현하면서 안전을 위한 비상 제동을 수행하는 별도 제동 장치를 부가시켜, 유압 제동 방식과 같이 안정적인 FR(Failure Rate)이 실차 적용된 EWB나 EMB에서도 구현할 수 있고, 이를 통해 BBW(Brake By Wire) 제동 장치에 대한 법률 조건 만족으로 상용화를 구현할 있는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명의 EWB나 EMB 타입을 적용한 BBW(Brake By Wire) 제동 장치는 비상 제동력만을 제공하는 별도의 제동 장치를 이용하므로, 전륜이나 후륜으로 선택 장착함은 물론, 주 제동 구조에 비해 소형크기이면서 얇은 패드 적용으로 중량과 가격 증가를 최소화할 수 있는 효과도 있게 된다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치의 구성 도를 도시한 것인바, 본 발명의 제동 장치는 브레이크 페달의 조작 시, 제동이 이루어지도록 제어하는 ECU(1)와, 정상 제동 시 휠 디스크를 잡아 제동하도록 상기 ECU(1)를 통 해 제어되는 메인 제동기(2) 및, 상기 메인 제동기(2)의 고장(Fail)을 감지한 ECU(1)를 통해 휠 디스크를 잡아 안전을 위한 비상 제동을 구현하도록, 휠 디스크에 장착되어 보조적인 제동 기능을 구현하는 서브 제동기(10)로 구성된다.
이를 위해, 본 실시예에 따른 상기 메인 제동기(2)는 EWB(Electro Wedge Brake)로서, 이는 통상적으로 액추에이터를 통해 작동되는 웨지 조립 체를 이용하여 브레이크 패드를 디스크 쪽으로 가압 함에 따라 마찰시킴으로 써, 입력을 배력하는 웨지 작용으로 제동을 구현하는 방식이다.
또한, 본 발명에서는 메인 제동기로서, 상기 EWB 타입 메인 제동기를 사용하지 않고, 전동 브레이크 장치인 EMB(Electro Mechanical Brake)를 적용할 수 있는데, 이는 모터 동력을 스크류를 이용해 축 방향 직선 이동력으로 전환하여 휠 디스크를 가압하는 방식이다.
이러한, EWB(Electro Wedge Brake)나 EMB(Electro Mechanical Brake)를 통상 BBW(Brake By Wire) 기술이라 칭하며, 본 실시 예에서는 메인 제동기(2)는 EWB 방식을 적용하여 설명한다.
이와 같은 상기 메인 제동기(2)는 일반적으로, ECU(1)로 제어되고, 회전을 직선 이동으로 바꾸는 전환 부를 갖춘 모터(3)와, 상기 모터(3)의 구동으로 제공되는 직선 이동을 이용해, 휠 디스크를 가압하는 입력을 배력해 주는 메인 웨지(4) 및, 휠 디스크를 감싸면서 상기 메인 웨지(4)의 이동 시, 휠 디스크를 가압하는 이너·아우터 패드(21,22)를 구비한 캘리퍼(5)로 구성된다.
이와 더불어, 상기 메인 제동기(2)에는 휠 디스크에 대한 패드(22,23)의 설 정 간격 유지를 위한 마모 보정과, 모터(3) 고장이나 메인 웨지(4)의 작동 불량으로 인한 F-S(Fail-Safe)구현 및 전자식 주차 브레이크인 EPB(Electric Parking Brake)기능도 함께 구현되도록, 각각에 요구되는 장치인 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조와 솔레노이드를 갖추며, 이는 EWB 타입 제동 장치의 일반적인 구성이다.
그리고, 상기 메인 웨지(4)는 캘리퍼(5)에 고정된 고정 판(4b)과, 상기 고정 판(4b)에 대해 롤러(4c)를 매개로 대향되면서, 상기 모터(3)의 구동으로 변환된 직선 이동력을 받아 고정 판(4b)에 대해 직선 이동되는 이동 판(4a)으로 구성된다.
이와 같은 구조를 갖는 상기 메인 웨지(4)에서 발생되는 웨지(Wedge)현상을 이용한 자기 배력(Self-Energizing)작용은 동 분야 제동기에서 잘 알려진 것으로, 이는 고정 판(4b)에 대해 이동 판(4a)이 직선 이동되면, 상기 고정·이동 판(4b,4a)사이에서 글루브에 위치된 롤러(4c)가 위치 이동이 발생되고, 이로 인해 이동 판(4a)이 고정 판(4b)으로부터 벌어지면서 패드를 휠 디스크 쪽으로 밀어 추가적인 입력(Input Force)을 발생하게 된다.
이와 같은 상기 메인 제동기(2)의 작동은 일례로서 ECU(1)가 모터(2)를 회전시키게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이 메인 웨지(4)가 작용해 패드를 휠 디스크 쪽으로 밀어 주도록 웨지 작용을 발생하게 된다.
즉, 모터(3)의 회전이 EPB(Electro Parking Brake)의 케이블 당김 력 전환부와 같이 축과 너트 간 스크류 결합 구조를 통해 직선 이동으로 변환되면, 메인 웨지(4)의 이동 판(4a)이 이동되면서 롤러(4c)의 위치도 이동되고, 상기 이동 판(4a) 의 계속적인 전진 이동으로 도 2(가)에서 (다)와 같이 운동되면서 웨지 작용을 발생시켜주게 된다.
이어, 제동 해제 시 모터(3)의 역회전으로 도 2(라),(마)와 같이, 이동 판(4a)이 초기 상태로 복귀되고, 만약 차량 후진 제동 시에는 도 2(바),(사)와 같이 이동 판(4a)이 전진 제동 시 역으로 이동하면서 동일한 웨지 작용을 발생시켜주게 된다.
이와 같은 메인 제동기(2)에 대해 ECU(1)가 메인 제동기(2)의 모터(3)의 고장(Fail) 시, 독자적으로 구동시키는 서브 제동기(10)도 메인 제동기(2)와 동일하게 웨지 작용을 구현하는 서브 웨지(13)를 구비하게 된다.
즉, 상기 서브 제동기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 휠 디스크를 감싸면서 이너·아우터 패드(21,22)를 구비한 캘리퍼(12)를 갖추고, ECU(1)의 제어로 온·오프되는 솔레노이드(11a)를 갖춘 제동 조작부(11)와 더불어, 상기 솔레노이드(11a)를 통해 이동되어져, 패드(20)를 휠 디스크 쪽으로 밀어 가압하는 웨지 작용이 구현되는 서브 웨지(13)를 갖추어 구성된다.
이를 위해, 상기 제동 조작부(11)는 메인 제동기(2)의 모터(3) 고장(Fail)을 감지하는 ECU(1)를 통해 온(On)될 때, 길게 인출되어 하중을 가해 주는 로드(11b)를 갖춘 솔레노이드(11a)로 이루어진다.
여기서, 상기 솔레노이드(11a)는 로드(11b)가 서브 웨지(13)를 측면에서 밀어주는 위치로 설치되며, 캘리퍼(12)를 이용해 고정된다.
또한, 상기 캘리퍼(12)에는 좌·우 스토퍼(12a,12b)가 더 형성되는데, 상기 좌·우 스토퍼(12a,12b)는 서브 웨지(13)의 양 측면에 대해 소정 간격을 둔 위치에서 서브 웨지(13)의 이동 거리를 구속하게 된다.
즉, 상기 좌·우 스토퍼(12a,12b)는 전진이나 후진 제동 시, 전·후로 이동되는 서브 웨지(13)의 과도한 이동을 차단하기 위한 것으로, 이러한 간격은 서브 제동기(10)에서 요구되는 제동력 크기에 맞추어 산정된다.
하지만, 상기 좌·우 스토퍼(12a,12b)는 솔레노이드(11a)를 이용해 만들어 주지 않을 수 있는데, 이는 솔레노이드(11a)로부터 인출되어 서브 웨지(13)를 밀어 주는 로드(11b)의 인출 길이를 일정 값으로 즉, 서브 웨지(13)의 안정적인 작동을 위한 이동 거리에 맞추어 로드(11b)의 길이를 정해 구현할 수 있게 된다.
그리고, 상기 서브 웨지(13)는 캘리퍼(5)에 고정된 고정 판(15)과, 상기 고정 판(15)에 대해 롤러(16)를 매개로 대향되면서, 솔레노이드(11a)가 가하는 직선 이동력을 받아 고정 판(15)에 대해 직선 이동되는 이동 판(14)으로 구성된다.
이에 더해, 상기 서브 웨지(13)에는 캘리퍼(12)를 통해 탄발 지지되는 리턴 스프링(17)이 더 구비되는데, 상기 리턴 스프링(17)은 솔레노이드(11a)의 오프(Off)전환 시, 이동 판(14)의 초기 복귀를 도와주게 된다.
이와 더불어, 상기 이동 판(14)에는 간격을 두고 고정 판(15)을 수용하도록 양쪽 측면으로 좌·우 연장 단(14b,14c)이 돌출 연장되는데, 이러한 상기 좌 연장 단(14b)은 솔레노이드(11a)의 로드(11b)로부터 가압력을 받는 반면, 상기 우 연장 단(14c)은 캘리퍼(12)와 함께 리턴 스프링(17)을 탄발 지지해 주는 작용을 하게 된다.
또한, 상기 롤러(16)가 안착되도록 이동·고정 판(14,15)에 파여진 글루브인 웨지 면(14a,15a)은 제동력을 안정적으로 형성하기 위한 기하학적인 구조를 갖는데, 이는 롤러(16)에서 발생하는 마찰력이 입력(Input Force)으로 활용해 제동력을 부가해 줌에 따라, 웨지 면(14a,15a)에 대한 롤러(16)의 마찰력 제어가 미흡할 경우 휠 재밍(Wheel Jamming)이 발생하게 되고, 이로 인해 과도한 제동력이 발생될 수 있는 취약성이 있으므로, 이를 방지하기 위함이다.
이는, 상기 서브 웨지(13)의 작동으로 인한 롤러(16)의 마찰 각이 웨지 면(14a,15a)이 갖는 웨지 각보다 크게 형성되지 않도록 하는 것이며, 이를 위해 상기 웨지 면(14a,15a)이 갖는 각도는 마찰계수 > tan(웨지 면 각도)와 같은 관계를 갖는 범위 내에서 결정된다.
이에 따라, 상기 서브 제동기(10)가 작동 즉, ECU(1)가 메인 제동기(2)의 모터(3)가 고장(Fail)난 상태를 감지하거나, 메인 제동기(2)쪽 전원 공급 이상을 감지해, 메인 제동기(2)를 통한 정상적인 차량 제동이 이루어지지 못할 때, 상기 ECU(1)는 서브 웨지(13)를 통한 웨지 작용으로 비상 제동력을 제공하게 되고, 이를 통해 차량을 안전한 장소로 이동시켜 줄 수 있게 된다.
이러한 작동 구현은 ECU(1)가 솔레노이드(11a)를 온(On)시키면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 솔레노이드(11a)의 로드(11b)가 인출되면서 서브 웨지(13)를 밀어주고, 상기 서브 웨지(13)의 밀림으로 롤러(16)의 위치 이동이 일어나 이너 패드(21)를 휠 디스크에 가압시키는 웨지 작용을 발생시키게 된다.
즉, 상기 솔레노이드(11a)로부터 가해지는 하중으로 이동 판(14)이 리턴 스 프링(17)을 압축하면서 밀려나면, 이동 판(14)과 고정 판(15)의 웨지 면(14a,15a)사이에 위치된 롤러(16)가 마찰을 일으키면서 위치 이동된다.
이와 같은, 상기 롤러(16)의 위치 이동은 이동 판(14)이 밀려남과 동시에, 고정 판(15)으로부터 벌어지게 되고, 이로 인해 이동 판(14)이 이너 패드(21)를 휠 디스크 쪽으로 밀어, 휠 디스크를 구속시키면서 제동력을 발생시켜 주게 된다.
이러한, 상기 서브 웨지(13)의 자기 배력 웨지 작용은 메인 제동기(2)를 통해 설명된 바와 동일하게 구현되며, 상기 서브 웨지(13)의 작용으로 운전자는 메인 제동기(2)의 이상 상황에서도 차량을 안전하게 제어하면서 이동시켜 줄 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 서브 제동기(10)는 서브 웨지(13)의 작동 구현을 다양한 방식으로 달성할 수 있는데, 일례로 서브 웨지(13)의 작동을 위해 스프링 가압력을 이용할 수 있도록 구성될 수 있게 된다.
즉, 서브 웨지(13)가 이동 판(14)과 고정 판(15) 및 웨지 면(14a,15a)사이에 위치된 롤러(16)로 이루어진 구조에서, 상기 이동 판(14)에는 휠 디스크 쪽으로 이동 판(14)을 가압하는 압축 스프링(34)의 하중이 작용되도록 부가하고, 온·오프되는 솔레노이드(31)를 이용해 상기 압축 스프링(34)의 가압력이 메인 제동기(2)의 고장 시에만 전달되도록 구성하게 된다.
이러한 작용을 위해, 상기 압축 스프링(34)은 일단이 이동 판(14)에 고정되고, 타단은 이동 판(14)에 고정되어 이동 판(14)과 함께 움직이는 웨지 프레임(33)에 고정시켜 줌에 따라, 상기 압축 스프링(34)이 가하는 하중이 웨지 프레임(33)을 통해 이동 판(14)을 휠 디스크 쪽으로 밀어줄 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 솔레노이드(31)는 솔레노이드 로드(31a)가 웨지 프레임(33)의 안쪽으로 삽입되도록, 서브 웨지(13)의 측면 부위로 설치되는데, 이는 상기 솔레노이드(31)가 온 또는 오프 된 상태에서 솔레노이드 로드(31a)가 웨지 프레임(33)을 차단해줌에 따라, 압축 스프링(34)으로부터 지속적인 하중을 받는 웨지 프레임(33)의 이동을 차단해 줄 수 있게 된다.
이에 더해, 상기 솔레노이드(31)에는 인장 스프링(32)이 더 구비되는데, 상기 인장 스프링(32)은 솔레노이드(31)의 작동 후 복귀 시, 솔레노이드 로드(31a)를 서브 웨지(13)쪽으로 밀어주도록 작용하게 된다.
또한, 상기 캘리퍼(12)에는 좌·우 스토퍼(12a,12b)가 더 형성되는데, 상기 좌·우 스토퍼(12a,12b)는 서브 웨지(13)의 양 측면에 대해 소정 간격을 둔 위치에서 서브 웨지(13)의 이동 거리를 구속하게 된다.
이와 같이, 상기 압축 스프링(34)을 이용한 방식도 서브 웨지(13)의 웨지 작용을 통해 비상 제동력을 제공하는데, 즉 ECU(1)가 메인 제동기(2)의 모터(3)가 고장(Fail)난 상태를 감지하거나, 메인 제동기(2)쪽 전원 공급 이상을 감지해, 솔레노이드(31)를 온 또는 오프로 전환시켜주면, 솔레노이드 로드(31a)를 통한 구속작용이 해제되어 서브 웨지(13)가 작동되어진다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 로드(31a)를 통한 구속작용이 해제된 서브 웨지(13)는 압축 스프링(34)이 가하는 하중으로 밀려나는데, 이는 상기 압축 스프링(34)이 웨지 프레임(33)을 밀게 되고, 웨지 프레임(33)은 이동 판(14) 을 밀어 이너 패드(21)가 휠 디스크 쪽으로 밀려나게 된다.
이와 같은 휠 디스크에 대한 접촉은 휠 디스크를 통한 반력 즉, 회전되는 휠 디스크로 인해 이너 패드(21)가 휠 디스크 회전 방향으로 밀려나고, 상기 이너 패드(21)의 밀림은 이동 판(14)을 동일 방향으로 함께 이동시켜 주게 된다.
이러한, 상기 이동 판(14)의 밀림으로 이동 판(14)과 고정 판(15)의 웨지 면(14a,15a)사이에 위치된 롤러(16)가 마찰을 일으키면서 위치 이동되고, 이로 인해 이동 판(14)이 고정 판(15)으로부터 벌어지면서, 이너 패드(21)가 휠 디스크를 더욱 가압해 차량 정지를 위한 제동력을 발생시켜 주게 된다.
이와 같이, 상기 압축 스프링(34)을 통한 하중이 웨지 프레임(33)에 가압력을 가해줌에 따라, 서브 웨지(13)에 가해주는 별도의 입력이 없는 상태에서도 이너 패드(21)를 휠 디스크 쪽으로 밀고, 웨지 작용을 통한 제동력을 발생시켜, 운전자가 메인 제동기(2)의 이상 상황에서도 차량을 안전하게 제어하면서 이동시켜 줄 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 EWB 타입 메인 제동기의 제동 작동도
도 3은 본 발명에 따른 메인 제동기의 고장(Fail)시, EWB 타입 서브 제동기의 안전 제동 작동도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예로서, EWB 타입 서브 제동 장치의 구성도
도 5는 메인 제동기의 고장(Fail)시, 도 4의 EWB 타입 서브 제동기의 안전 제동 작동도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : ECU 2 : 메인 제동기
3 : 모터 4 : 메인 웨지
4a,14 : 이동 판 4b,15 : 고정 판
4c,16 : 롤러 5,12 : 캘리퍼
10 : 서브 제동기 11 : 제동 조작부
11a,31 : 솔레노이드 11b,31a : 로드
12a,12b : 좌·우 스토퍼 13 : 서브 웨지
14a,15a : 웨지 면 14b,14c : 좌·우 연장 단
17 : 리턴 스프링 20 : 패드
21,22 : 이너·아우터 패드
32 : 인장 스프링 33 : 웨지 프레임
34 : 압축 스프링

Claims (11)

  1. 센서를 통해 브레이크 페달의 조작을 감지해, 제동이 이루어지도록 제어하는 ECU(1)와;
    휠 디스크를 가압하는 패드(20)를 구비한 캘리퍼(5)를 갖추고, 상기 ECU(1)의 제어로 구동되는 모터(3)로부터 휠 디스크를 잡아 제동하는 출력 토크를 발생시키는 메인 제동기(2) 및;
    상기 메인 제동기(2)에 이격 된 위치에서 휠 디스크를 가압하는 패드(20)를 구비한 캘리퍼(12)를 갖추고, 상기 메인 제동기(2)의 고장(Fail)을 감지한 ECU(1)로부터 발생된 제어 신호로 상기 패드(20)를 휠 디스크 쪽으로 밀어, 차량을 제동시키는 서브 제동기(10);
    로 구성된 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 메인 제동기(2)는 EWB(Electro Wedge Brake)타입으로서 ECU(1)로 제어되고 회전을 직선 이동으로 바꾸는 전환부를 갖춘 모터(3)와,
    상기 모터(3)의 구동으로 제공되는 직선 이동을 이용해 휠 디스크를 가압하는 입력을 배력해 주는 롤러(4c)와 이동·고정 판(4a,4b)으로 이루어진 메인 웨지(4) 및,
    휠 디스크를 감싸면서 상기 메인 웨지(4)의 이동 시 휠 디스크를 가압하는 이너·아우터 패드를 구비한 캘리퍼(5)로 구성된 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 서브 제동기(10)는 휠 디스크를 감싸면서 이너·아우터 패드(21,22)를 구비한 캘리퍼(12)와;
    ECU(1)의 제어로 온·오프되고, 하중을 가해 주도록 인출되는 로드(11b)를 구비한 솔레노이드(11a) 및;
    상기 솔레노이드 로드(11b)로부터 가해지는 하중을 통해 밀려나 패드(20)를 휠 디스크 쪽으로 밀어줌과 더불어 웨지 작용을 구현하도록, 솔레노이드 로드(11b)로부터 하중을 받는 이동 판(14)과, 캘리퍼(5)에 고정된 고정 판(15) 및 상기 이동·고정 판(14,15)에 파여진 웨지 면(14a,15a)으로 위치된 롤러(16)로 이루어진 서브 웨지(13);
    로 구성된 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 솔레노이드(11a)는 서브 웨지(13)를 측면에서 밀어주는 위치로 설치되며, 캘리퍼(12)를 이용해 고정되는 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 캘리퍼(12)에는 서브 웨지(13)의 양 측면에 대해 간격을 둔 위치에서 좌·우 스토퍼(12a,12b)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 이동 판(14)에는 간격을 두고 고정 판(15)을 수용하도록 양쪽 측면으로 좌·우 연장 단(14b,14c)이 돌출 연장되고, 상기 좌 연장 단(14b)은 솔레노이드(11a)의 로드(11b)가 가하는 하중을 직접 받는 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 웨지 면(14a,15a)이 갖는 각도는 마찰계수 > tan(웨지 면 각도)이내 인 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  8. 청구항 3에 있어서, 상기 서브 웨지(13)에는 캘리퍼(12)를 통해 탄발 지지되는 리턴 스프링(17)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 서브 제동기(10)는 휠 디스크를 감싸면서 이너·아우터 패드(21,22)를 구비하고, 서브 웨지(13)에 간격을 두고 좌·우 스토퍼(12a,12b)를 형성한 캘리퍼(12)와;
    휠 디스크를 구속하면서 휠 디스크의 회전 방향으로 밀려나는 패드(20)와 함께 밀려나는 이동 판(14)과, 캘리퍼(5)에 고정된 고정 판(15) 및 상기 이동·고정 판(14,15)에 파여진 웨지 면(14a,15a)으로 위치된 롤러(16)로 이루어진 서브 웨지(13);
    일단이 상기 이동 판(14)에 고정되고, 타단은 이동 판(14)과 함께 움직이도록 이동 판(14)에 고정된 웨지 프레임(33)에 지속적인 하중을 가하는 압축 스프링(34) 및;
    상기 웨지 프레임(33)을 구속하는 솔레노이드 로드(31a)를 구비해, ECU(1)의 제어로 온·오프되면서 웨지 프레임(33)의 구속 상태를 전환하는 솔레노이드(31)로 구성된 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 솔레노이드(31)는 서브 웨지(13)의 측면 부위로 설치되는 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 솔레노이드(31)에는 솔레노이드 로드(31a)에 하중을 가하는 인장 스프링(32)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 안전 제동 기능을 갖춘 제동 장치.
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