KR101274245B1

KR101274245B1 - 하이브리드 브레이크

Info

Publication number: KR101274245B1
Application number: KR1020110045176A
Authority: KR
Inventors: 김인수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2013-06-11
Also published as: KR20120126989A

Abstract

하이브리드 브레이크가 개시된다. 하이브리드 브레이크는, 중공부가 형성된 몸체부와, 몸체부로부터 연장된 연장부를 포함하는 캘리퍼 하우징과, 연장부에 캐리어에 의해 설치되며 디스크를 가압하는 마찰패드와, 연장부를 따라 이동 가능하게 설치되어 마찰패드에 가압력을 전달하는 이동체와, 페달 답력시에 중공부에 유압을 제공하여 이동체에 가압력을 제공하는 제1 가압장치와, 중공부에 이동 가능하게 설치되는 슬라이더와, 슬라이더에 가압력을 제공하여 중공부로 유입된 유압을 이동체 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 제2 가압장치를 포함한다.

Description

하이브리드 브레이크{HYBRID BREAK}

본 발명은 정상 작동시에는 전동 브레이크를 사용하여 제동을 하고, 전동 브레이크의 고장시에는 유압 브레이크를 이용하여 제동을 하는 하이브리드 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 전동 브레이크(Electro-Mechanical Brake, EMB)는 페달 시뮬레이터를 이용하여 운전자의 제동 의지를 파악하고, 액추에이터를 작동시켜 제동을 하는 장치를 말한다. 이러한 전동 브레이크는 유압 브레이크에 비하여 액추에이터의 작동 응답이 빠르고, 각 차륜을 독립 제어하기 용이한 장점이 있다.

그러나, 전동 브레이크는 배터리 저전압, 모터 작동 불능, 통신 불능 등과 같이 전동 브레이크 시스템이 고장 나는 경우에 제동 성능이 충분하게 발휘되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예는, 전동 브레이크의 기능 오류에도 정상적인 제동 성능 확보가 가능하도록 하는 하이브리드 브레이크를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는, 하이브리드 브레이크는, 중공부가 형성된 몸체부와, 몸체부로부터 연장된 연장부를 포함하는 캘리퍼 하우징과, 연장부에 캐리어에 의해 설치되며 디스크를 가압하는 마찰패드와, 연장부를 따라 이동 가능하게 설치되어 마찰패드에 가압력을 전달하는 이동체와, 페달 답력시에 중공부에 유압을 제공하여 이동체에 가압력을 제공하는 제1 가압장치와, 중공부에 이동 가능하게 설치되는 슬라이더와, 슬라이더에 가압력을 제공하여 중공부로 유입된 유압을 이동체 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 제2 가압장치를 포함하고, 제1 가압장치는, 중공부와 연통되어 페달의 답력시 유압을 중공부에 공급하는 제1 유압라인과, 중공부와 연통되며 중공부의 유압이 유출입되는 제2 유압라인과, 제2 유압라인을 개폐하는 솔레노이드 밸브와, 제2 유압라인과 연결되어 유압을 저장하는 페달 시뮬레이터를 포함할 수 있다.

삭제

슬라이더의 외측의 일부에는 절환홈이 형성되어, 슬라이더가 중공부에서 이동체 방향으로 최대 전진 상태에서는 제1 유압라인과 제2 유압라인이 절환홈을 통해서 연통되고, 슬라이더가 중공부에서 이동체의 반대 방향으로 최대 후진 상태에서는 제1 유압라인 단독으로 중공부에 연통될 수 있다.

구동부는, 슬라이더에 돌출되며 암나사부가 형성된 제1 연결체와, 제1 연결체에 나사 결합되며 외주면에는 수나사부가 형성되는 제2 연결체와, 제2 연결체에 회전 구동력을 제공하는 구동모터를 포함할 수 있다.

중공부에는 슬라이더에 이동 탄성력을 제공하는 스프링부재가 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 모터를 포함한 전동 브레이크 기능을 하는 부품의 고장에도 정상적인 차량 제동이 가능하도록 하여 차량 운전 안정성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 브레이크를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 하이브리드 브레이크의 제동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 하이브리드 브레이크의 제동 해제 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 하이브리드 브레이크에서 전동 브레이크 기능의 제2 가압장치 부분의 작동 불능 상태에서 제동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예들에 따른 하이브리드 브레이크를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 브레이크를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 브레이크(100)는, 캘리퍼 하우징(10)과, 캘리퍼 하우징(10)에 설치되며 디스크(11)를 가압하는 마찰패드(20)와, 마찰패드(20)에 가압력을 전달하는 이동체(30)와, 페달 답력시에 이동체(30)에 유압에 의한 가압력을 제공하는 제1 가압장치(40)와, 캘리퍼 하우징(10)의 내부에서 이동 가능하게 설치되는 슬라이더(51)와, 슬라이더(51)에 가압력을 제공하여 유압을 이동체(30) 방향으로 이동시키는 구동부(53)를 포함하는 제2 가압장치(50)를 포함한다.

캘리퍼 하우징(10)은 중공부(12a)가 형성된 몸체부(12)와, 몸체부(12)로부터 연장된 연장부(14)를 포함한다.

몸체부(12)는 후술하는 구동부(53)가 설치되는 부분을 말하는 것으로서, 그 내부에는 중공부(12a)가 형성된다. 중공부(12a)는 페달의 답력 발생시에 유압이 충진되는 공간을 말한다. 몸체부(12)의 일측 방향에는 연장부(14)가 형성되어, 마찰패드(20)가 설치된다.

연장부(14)는 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체부(12)의 일측에서 연장되어 캐리어(21)에 의해 지지되는 마찰패드(20)가 설치될 수 있도록 한다.

마찰패드(20)는 디스크(11)를 사이에 두고 한 쌍으로 설치되어, 페달(13) 답력 발생시에 디스크(11)를 규제하여 제동력이 발생되도록 한다. 마찰패드(20)의 측면에는 이동체(30)가 장착된다.

이동체(30)는 마찰패드(20)의 측면에 돌출되게 설치되어, 페달(13) 답력에 의해 발생된 유압에 의해 연장부(14)에서 이동된다. 이동체(30)의 이동에 따라 마찰패드(20)의 작동도 함께 발생되어 디스크(11)의 규제가 가능한 것이다. 이동체(30)에 유압의 전달은 제1 가압장치(40)를 통해 이루어진다.

제1 가압장치(40)는 중공부(12a)와 연통되어 페달의 답력시 유압을 중공부(12a)에 공급하는 제1 유압라인(41)과, 중공부(12a)와 연통되며 중공부(12a)의 유압이 유출입되는 제2 유압라인(43)과, 제2 유압라인(43)을 개폐하는 솔레노이드 밸브(45)와, 제2 유압라인과 연결되어 유압을 저장하는 페달 시뮬레이터(47)를 포함한다.

제1 유압라인(41)은 페달의 답력시에 유압이 직접적으로 이동되는 부분으로 중공부(12a)와 연통된다.

제2 유압라인(43)은 몸체부(12)에서 제1 유압라인(41)과 일정거리 이격된 상태로 설치된다. 제2 유압라인(43)은 중공부(12a)와 페달 시뮬레이터(47)를 연결하는 부분이다. 이러한 제2 유압라인(43)에는 솔레노이드 밸브(45)가 설치되어 유압의 차단 또는 공급이 선택적으로 가능하게 한다. 페달 시뮬레이터(47)는 페달의 답력시에 발생되는 유압이 입력되는 장치를 말하는 것으로서, 공지된 것으로 그 자세한 구성 및 작동에 대한 설명은 생략한다. 여기서 제1 유압라인(41)과 제2 유압라인(43)은 후술하는 슬라이더(51)의 절환홈(51a)에 의해 선택적으로 연결된다. 이러한 제1 유압라인(41)과 제2 유압라인(43)의 선택적인 연결 작동은 이하에서 슬라이더(51)의 작동 및 구성을 설명하면서 보다 구체적으로 설명한다.

전술한 구성의 제1 가압장치(40)는 유압 브레이크 방식의 작동을 하는 장치를 말하는 것으로서, 브레이크 작동 초기에 페달(13)의 답력에 따라 유압을 공급한다. 즉, 제1 가압장치(40)는 브레이크 작동 초기에 유압을 공급하고, 실질적인 브레이크 작동은 제2 가압장치(50)에 의해 이루어진다. 또한, 제1 가압장치(40)는 제2 가압장치(50)의 작동 오류가 발생되는 비상 상황에서도 작동되어, 브레이크 고장에 따른 사고 발생을 방지하도록 한다. 이러한 제1 가압장치(40)의 비상 작동에 대해서는 제2 가압장치(50)를 설명하면서 보다 구체적으로 설명한다.

제2 가압장치(50)는 중공부(12a)에 이동 가능하게 설치되는 슬라이더(51)와, 슬라이더(51)에 가압력을 제공하여 중공부(12a)로 유입된 유압을 이동체(30) 방향으로 이동시키는 구동부(53)를 포함한다.

슬라이더(51)는 길이 방향을 따라 외표면의 일부분에서 내부 방향으로 절환홈(51a)이 형성된다. 슬라이더(51)의 이동 구동력은 구동부(53)로부터 전달받아, 중공부(12a)의 일 측 방향 또는 타 측 방향으로 선택적으로 이동될 수 있다. 슬라이더(51)가 이동체(30) 방향으로 최대한 이동되면, 절환홈(51a)은 제1 유압라인(41)과 제2 유압라인(43)을 연결한다. 그리고, 슬라이더(51)가 이동체(30)의 반대 방향으로 최대한 이동하게 되면, 제1 유압라인(41)과 제2 유압라인(43)의 연결을 해제 시킨다. 슬라이더(51)는 중공부(12a)의 내부에 설치되는 스프링부재(55)에 의해 작동 초기 위치로 위치 이동이 용이하게 이루어지도록 한다. 참조 번호 57은 스프링부재의 장착을 위한 스톱 플레이트를 말한다.

구동부(53)는 슬라이더(51)에 돌출되며 암나사부가 형성된 제1 연결체(53a)와, 제1 연결체(53a)에 나사 결합되며 외주면에는 수나사부가 형성되는 제2 연결체(53b)와, 제2 연결체(53b)에 회전 구동력을 제공하는 구동모터(53c)를 포함한다.

제1 연결체(53a)는 슬라이더(51)의 측면에서 이동체(30)가 설치된 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 이러한 제1 연결체(53a)의 내부에는 암나사부가 형성된다. 암나사부에는 제2 연결체(53b)가 나사 결합으로 설치된다. 여기서, 제1 연결체(53a)는 절환홈(51a)이 형성된 슬라이더(51)에 일체로 형성되는 것도 가능하다.

제2 연결체(53b)는 제1 연결체(53a)에 나사 결합으로 설치되어, 구동모터(53c)의 작동시 제1 연결체(53a)의 이동 구동력을 전달한다.

구동모터(53c)는 회전 구동력을 감속기(53d)에 의해 제2 연결체(53b)로 전달한다. 이러한 구동모터(53c)의 구동은 페달 답력, 페달 스트로크, 유압 등이 발생되는 것을 센싱하여 작동이 이루어질 수 있다.

이하에서는 전술한 구성의 하이브리드 브레이크의 작동 초기와 제동 상태와 제동 해제 상태 및 고장 상태를 구분하여 작동을 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여, 하이브리드 브레이크(100)의 작동 초기에서 작동을 이하에서 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 하이브리드 브레이크(100)의 정상 작동에 의한 작동 초기 상태에서, 사용자의 페달(13) 답력의 발생에 따라 유압은 제1 유압라인(41)를 통해서 중공부(12a)로 유입된다. 이때 제1 유압라인(41)과 제2 유압라인(43)은 서로 간에 연통되지 않은 상태이다. 따라서, 중공부(12a)로 유입된 유압은 이동체(30) 방향으로 이동되어 이동체(30)에 제동을 위한 가압력을 제공한다.

한편, 페달 답력이 발생되면, 구동모터(53c)의 구동도 함께 이루어진다. 구동모터(53c)가 구동되면 감속기(53d)의 개재로 회전력이 제2 연결체(53b)로 전달된다. 이어서, 제2 연결체(53b)의 회전에 따라 제1 연결체(53a)는 슬라이더(51) 방향으로 돌출된다. 이에 따라서, 슬라이더(51)는 제1 연결체(53a)의 돌출 작용에 따라 이동체(30) 방향으로 이동됨으로써, 중공부(12a)의 유압이 이동체(30) 방향으로 전달되도록 한다. 이와 같이, 하이브리드 브레이크(100)의 작동 초기 상태에서는 중공부(12a)에서 제1 가압장치(40)의 가압력과 제2 가압장치(50)의 가압력이 함께 작용하여 유압을 이동체(30) 방향으로 가압한다. 그러면, 이동체(30)는 유압에 의해 가압력을 전달받아 이동됨으로써, 마찰패드(20)는 디스크(11)를 수직 방향으로 가압하여 제동 작동이 이루어진다.

도 2는 도 1의 하이브리드 브레이크의 제동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하여 하이브리드 브레이크의 제동 상태에서의 작동에 대하여 이하에서 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 운전자가 페달(13)을 일정한 힘 이상으로 계속 밟는 제동 상태에서는, 슬라이더(51)는 중공부(12a)에서 이동체(30) 방향으로 더욱 이동된다. 이때, 제1 유압라인(41)과 제2 유압라인(43)은 절환홈(51a)을 통해서 서로 연통된 상태이다. 따라서, 제동 상태에서 페달(13)의 답력으로 형성된 유체는 제2 유압라인(43)을 통해서 페달 시뮬레이터(47)로 유입된다. 즉, 제동 상태에서 제1 유압라인(41)을 통해 발생되는 유압은 슬라이더(51)에는 적용되지 않는다.

그리고, 구동모터(53c)의 작동은 계속적으로 이루어져, 제1 연결체(53a)가 슬라이더(51) 방향으로 더욱 돌출하여 이동체(30)에 유압을 전달한다. 이에 따라, 마찰패드(20)는 이동체(30)로부터 가압력을 전달받아 이동되어, 디스크(11)를 수직 방향으로 밀어 제동이 이루어진다.

도 3은 도 1의 하이브리드 브레이크의 제동 해제 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하여 하이브리드 브레이크의 제동 해제 상태의 작동에 대하여 이하에서 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 구동모터(53c)의 구동축을 브레이크 작동 상태의 회전과 반대 방향으로 회전시킨다. 그러면, 제1 연결체(53a)는 이동체(30)가 설치된 반대 방향으로 이동된다. 이와 함께 페달 시뮬레이터(47)에 저장된 유체는 솔레노이드 밸브(45)의 작동으로 중공부(12a)로 유입된다. 그리고, 중공부(12a)에 유입된 유체는 제1 유압라인(41)을 통해 마스터 실린더로 회수된다.

도 4는 도 1의 하이브리드 브레이크에서 전동 브레이크 기능의 제2 가압장치 부분의 작동 불능 상태에서 제동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하여 하이브리드 브레이크(100)의 제2 가압장치의 고장 상태에서의 작동을 이하에서 설명한다.

전동 브레이크 기능을 하는 제2 가압장치(50)는 통신 불능, 배터리 저전압 또는 구동모터의 작동 오류 등의 여러 요인에 의해 고장이 발생될 수 있다. 이때 도 4에 도시된 바와 같이, 운전자가 페달을 밟을 경우, 밟는 힘에 비례한 유압이 제1 유압라인(41)을 통해 중공부(12a)로 유입되어 이동체(30)에 전달된다. 이에 따라, 마찰패드(20)는 이동체(30)의 이동에 따라 이동되어 디스크(11)에 밀착됨으로써, 정상적인 제동 작동이 이루어진다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 하이브리드 브레이크(100)를 제1 가압장치(40)의 유압식 브레이크 기능과 제2 가압장치(50)의 전동식 브레이크 기능을 겸하도록 함으로써, 제2 가압장치(50)의 고장 발생시에도 브레이크 성능을 안정적으로 구현 가능하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다.

10...캘리퍼 하우징 11...디스크
12...몸체부 12a..중공부
13...페달 14...연장부
20...마찰패드 30...이동체
40...제1 가압장치 41...제1 유압라인
43...제2 유압라인 45...솔레노이드 밸브
47...페달 시뮬레이터 50...제2 가압장치
51...슬라이더 51a..절환홈
53...구동부 53a..제1 연결체
53b..제2 연결체 53c..구동모터
53d..감속기

Claims

중공부가 형성된 몸체부와, 상기 몸체부로부터 연장된 연장부를 포함하는 캘리퍼 하우징;
상기 연장부에 캐리어에 의해 설치되며 디스크를 가압하는 마찰패드;
상기 연장부를 따라 이동 가능하게 설치되어 상기 마찰패드에 가압력을 전달하는 이동체;
페달 답력시에 상기 중공부에 유압을 제공하여 상기 이동체에 가압력을 제공하는 제1 가압장치; 및
상기 중공부에 이동 가능하게 설치되는 슬라이더와, 상기 슬라이더에 가압력을 제공하여 상기 중공부로 유입된 유압을 상기 이동체 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 제2 가압장치;를 포함하고,
상기 제1 가압장치는,
상기 중공부와 연통되어 페달의 답력시 유압을 상기 중공부에 공급하는 제1 유압라인;
상기 중공부와 연통되며 상기 중공부의 유압이 유출입되는 제2 유압라인;
상기 제2 유압라인을 개폐하는 솔레노이드 밸브; 및
상기 제2 유압라인과 연결되어 상기 유압을 저장하는 페달 시뮬레이터;
를 포함하는, 하이브리드 브레이크.
삭제
제1항에 있어서,
상기 슬라이더의 외측의 일부에는 절환홈이 형성되어,
상기 슬라이더가 상기 중공부에서 상기 이동체 방향으로 최대 전진 상태에서는 상기 제1 유압라인과 상기 제2 유압라인이 상기 절환홈을 통해서 연통되고,
상기 슬라이더가 상기 중공부에서 상기 이동체의 반대 방향으로 최대 후진 상태에서는 상기 제1 유압라인 단독으로 상기 중공부에 연통되도록 하는, 하이브리드 브레이크.
제3항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 슬라이더에 돌출되며 암나사부가 형성된 제1 연결체;
상기 제1 연결체에 나사 결합되며 외주면에는 수나사부가 형성되는 제2 연결체; 및
상기 제2 연결체에 회전 구동력을 제공하는 구동모터;
를 포함하는, 하이브리드 브레이크.
제3항에 있어서,
상기 중공부에는 상기 슬라이더에 이동 탄성력을 제공하는 스프링부재가 설치되는, 하이브리드 브레이크.