KR101871125B1

KR101871125B1 - 전동 파킹 브레이크 장치

Info

Publication number: KR101871125B1
Application number: KR1020177000307A
Authority: KR
Inventors: 준이치 타다
Original assignee: 가부시키가이샤 이가라시덴키세이사쿠쇼
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2018-07-20
Also published as: JP5945090B1; EP3196085A1; CN108430843A; JPWO2017081827A1; US20180236991A1; EP3196085B1; KR20170125007A; WO2017081827A1; EP3196085A4; US10308230B2

Abstract

본 발명의 목적은 코일 부분을 박형화하여, 리졸버를 전동 파킹 브레이크에 설치하는 것을 가능하게 하여, 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 클램프 위치나, 클램프 속도를 제어할 수 있는 전동 파킹 브레이크 장치를 제공하는 것이다. 전동 파킹 브레이크 장치는 리졸버를 구비하며, 상기 리졸버는 전동기(18)의 회전축(17)에 고정된 회전판(37)과 대향하도록 하우징(33) 내에 설치된 베이스(31)를 구비하며, 검출 코일(42)을 구비하는 제1 시트 코일(43)과 상기 검출 코일(42)에 접속되는 출력 변압기(44)의 1차 코일(45)을 구비하는 제2 시트 코일(46)은 회전판(37)의 대향면 상에 배치되며, 상기 검출 코일(42)에 대향하는 여자 코일(47)을 구비하는 제3 시트 코일(48)과 상기 출력 변압기(44)의 1차 코일(45)에 대향하는 출력 변압기(44)의 2차 코일(49)을 구비하는 제4 시트 코일(50)은 베이스(31)의 대향면 상에 배치된다.

Description

전동 파킹 브레이크 장치{ELECTRIC PARKING BRAKE DEVICE}

본 발명은 전동 파킹 브레이크 장치에 관한 것이다.

종래의 전동 파킹 브레이크 장치(예를 들면, 특허 문헌 1 또는 2 참조)는 모터를 개루프 제어로 작동시키기 때문에, 브레이크 패드와 브레이크 디스크와의 클램프(clamp) 위치나, 클램프 속도 등을 제어하는 것이 불가능하다. 또한, 배터리가 한번 방전되고 나서 복구했을 경우에, 모터의 위치 정보가 사라지고, 전동 파킹 브레이크의 온 상태와 오프 상태를 판별하는 것이 불가능하다.

그러므로, 전동 파킹 브레이크 장치에 로터리 엔코더(rotary encoder)나 리졸버(resolver) 등의 회전 각도 검출 수단을 설치하여 모터의 회전 주파수를 검출하여, 브레이크 패드의 가압량이나 가압 속도 등을 제어하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 로터리 엔코더는 자동차의 차바퀴 근방의 가혹한 환경을 견딜 수 없다. 또한, 종래의 리졸버(예를 들면, 특허 문헌 3 또는 4 참조)의 크기가 대형이며, 특히 코일 부분의 두께가 두껍다. 따라서, 종래 리졸버를 전동 파킹 브레이크 장치에 장착하면, 장치 전체가 대형화하므로, 실용화에는 적합하지 않다. 전동 파킹 브레이크 장치는 온/오프의 제어 이외의 섬세한 제어가 이루어지지 않은 것이 실정이다.

일본 특허 공개 공보 제2015－044424호 일본 특허 공개 공보 제2014－101973호 일본 특허 공개 공보 제2013－051825호 일본 특허 공개 공보 제2012－228024호

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 코일 부분을 박형화하여, 리졸버를 전동 파킹 브레이크에 설치하는 것을 가능하게 하여, 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 클램프 위치나, 클램프 속도를 제어할 수 있는 전동 파킹 브레이크 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 다음과 같이 본 발명에 의하여 해결된다.

(1) 전동기와, 가압 부재와, 브레이크 패드를 구비하며, 여기서 하우징에 설치한 전동기의 회전축의 회전운동을 감속하고, 직진 운동으로 변환하여 가압 부재에 전달하며; 상기 가압 부재에 의해여 가압된 브레이크 패드가 차바퀴와 함께 회전하는 브레이크 디스크를 가압하여, 차바퀴에 제동력을 발생시키며; 전동기를 제어장치로 제어하는, 전동 파킹 브레이크 장치에 있어서,

리졸버를 또한 포함하며,

상기 리졸버는 상기 전동기의 회전축 또는 그 회전축과 동기 회전하는 축에 고정된 회전판; 상기 회전판과 대향하도록 하우징 내에 설치된 베이스; 상기 베이스와 대향하도록 회전판의 대향면에 설치되며, 검출 코일을 구비하는 제1 시트 코일; 상기 검출 코일에 접속되는 출력 변압기의 1차 코일을 구비하며, 상기 베이스와 대향하는 회전판의 대향면에 설치되는 제2 시트 코일; 상기 검출 코일에 대향하는 여자 코일을 구비하며, 상기 회전판에 대향하도록 베이스의 대향면에 설치되는 제3 시트 코일; 및 상기 출력 변압기의 1차 코일에 대향하는 출력 변압기의 2차 코일을 구비하며, 회전판에 대향하도록 베이스의 대향면에 설치되는 제4 시트 코일을 구비하며,

상기 제어장치는 리졸버의 여자 코일에 여자 신호를 입력시키는 입력 회로와 출력 변압기의 2차 코일로부터 발생하는 출력 신호를 처리하는 출력 회로를 갖는 리졸버 제어 회로와, 상기 리졸버 제어 회로의 출력 회로의 출력에 근거하여 전동기를 제어하는 모터 제어 회로를 구비한다.

이러한 구성에 의하면, 코일 부분을 시트 코일로 제조하여 리졸버 전체를 박형화할 수 있으므로, 리졸버를 전동 파킹 브레이크에 설치하는 것을 실질적으로 가능하며, 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 클램프 위치, 클램프 속도 등을 제어하는 것이 가능하다.

(2) 전술한 (1) 항에 대하여, 제1 내지 제4 시트 코일의 각 권선은 하나의 플레인 면(plain face)에 하나씩 배열된다.

이러한 구성에 의하면, 모든 시트 코일을 박형화하여, 리졸버 전체를 현저하게 박형화할 수 있다.

(3) 전술한 (1) 또는 (2) 항에 대하여, 제1 시트 코일과 제2 시트 코일은 제3 시트 코일과 제4 시트 코일에 각각 대향하며, 이러한 시트 코일은 전동기의 회전축 또는 그것과 동기 회전하는 축을 중심으로 하는 동심원상으로 배치된다.

이러한 구성에 의하면, 리졸버 전체를 한층 더 박형화할 수 있다.

(4) 전술한 (1) 내지 (3) 항 중 어느 한 항에 대하여, 여자 코일을 제1 여자 코일과 제2 여자 코일로 구성하며, 제1 여자 코일과 제2 여자 코일을 서로 전기각의 위상을 다르게 하여 제3 시트 코일의 전면 및 배면 상에 각각 배치한다.

이러한 구성에 의하면, 여자 코일을 서로 전기각의 위상을 다르게 한 제1 여자 코일과 제2 여자 코일로 구성하고, 제1 및 제2 여자 코일이 제3 시트 코일의 전면과 배면 각각 배치되어 있으므로, 리졸버의 박형화에 한층 더 기여할 수 있다.

(5) 전술한 (1) 내지 (4) 항 중 어느 한 항에 대하여, 전동기의 회전축의 회전운동은 웜과 웜 휠을 구비하는 감속 수단에 의하여 감속되며; 상기 웜은 회전축에 형성되고, 웜 휠은 웜과 서로 맞물려, 회전축의 회전운동을 직진 운동으로 변환하는 동력 변환 수단에 연결되며; 상기 회전축의 축선방향으로 작용하는 트러스트 하중을 검출하는 하중 센서가 하우징 내부에 설치되고; 상기 하중 센서로부터 인가된 토크 검출 신호에 근거하여, 브레이크 패드에 의한 브레이크 디스크의 결합력을 산출하는 토크 제어 회로가 제어기에 설치되며, 상기 전동기는 토크 제어 회로로부터의 출력과 리졸버 제어 회로의 출력 회로로부터의 출력에 근거하여 모터 제어 회로에 의하여 제어된다.

이러한 구성에 의하면, 브레이크 패드의 위치나 이동 속도가 제어 가능할 뿐만 아니라, 브레이크 패드에 의한 브레이크 디스크의 결합력도 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 코일 부분을 박형화하는 것으로써, 리졸버를 전동 파킹 브레이크에 설치하는 것을 가능하게 하며, 따라서 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 클램프 위치나 클램프 속도를 제어할 수 있는 전동 파킹 브레이크 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 전동 파킹 브레이크 장치의 제1 실시예를 도시하는 개략적인 종단 정면도이다.
도 2는 도 1의 선 II－II를 따라 절취한 개략적인 종단 측면도이다.
도 3은 제1 실시예에 있어서의 전동기의 단부와 리졸버와의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 제1 실시예에 있어서의 제어장치의 블록도이다.
도 5는 제1 실시예에 있어서의 브레이크 작동시의 작동 모드의 일례를 도시하는 순서도이다.
도 6은 제1 실시예에 있어서의 브레이크 해제시의 작동 모드의 일례를 도시하는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 전동 파킹 브레이크 장치의 제2 실시예에 있어서의 리졸버 설치부분을 도시하는 개략적인 종단 정면도이다.

이하, 본 발명의 전동 파킹 브레이크 장치의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 전동 파킹 브레이크 장치의 제1 실시예를 도시한다.

전동 파킹 브레이크 장치(1)는 차량의 운전석에 마련한 파킹 브레이크 레버, 파킹 브레이크 페달, 또는 파킹 브레이크 스위치(모두 도시 생략)를 조작하는 것에 의하여 작동하게 된다[도 4에서 조작 수단(62) 참조]. 전동 파킹 브레이크 장치(1)는 차량의 차바퀴(도시 생략)와 함께 회전하는 브레이크 디스크(2)와, 상기 브레이크 디스크(2)의 주변을 넘도록 차체(도시 생략)에 설치된 파킹 브레이크 유닛(3)과, 상기 파킹 브레이크 유닛(3)의 측면에 고정된 전동 액츄에이터(4)와, 제어장치(5)(도 4 참조)를 구비한다.

도 1 및 도 2는 소형 부품을 생략하여 전동 파킹 브레이크 장치(1)를 이해할 수 있을 정도로 개략적으로 도시하고 있다. 파킹 브레이크 유닛(3)은 브레이크 디스크(2)의 주변을 넘도록 그리고 브레이크 디스크(2)의 회전축(도시 생략)의 축선방향으로 약간 이동 가능하도록 차체(도시 생략)에 고정된 문형(portal shape)의 하우징(6)과, 상기 하우징(6)의 요입부(6a)의 내측면에 있어서 브레이크 디스크(2)의 좌측면(도 1)과 대향하는 부분에 고정된 제1 브레이크 패드(7)와, 하우징(6)의 내측면에서 브레이크 디스크(2)의 우측면(도 1)과 대향하는 부분에 설치되고, 브레이크 디스크(2)의 우측면과 직교하는 방향을 향하도록 설치된 실린더(8)와, 상기 실린더(8) 내부에서 내외 방향으로 접동 가능하도록 그리고 회전 불가능하게 감합되며, 그 중앙에 축선방향으로 암나사구멍(9)가 설치된 피스톤(10)과, 실린더(8)로부터 하우징(6)의 안쪽으로 돌출하며, 브레이크 디스크(2)의 우측면(도 1)과 대향하는 피스톤(10)의 가장자리에 설치된 제2 브레이크 패드(11)를 구비한다.

피스톤(10)의 암나사구멍(9)에는 전동 액츄에이터(4)의 출력축(12)의 첨단부에 형성된 수나사부(13)이 나사결합된다. 출력축(12)이 일방향으로 회전하면, 피스톤(10)의 암나사구멍(9)과 출력축(12)의 수나사부(13)의 나사결합에 의하여 피스톤(10)은 도 1에 있어서 좌측을 향하여 진출하고, 제2 브레이크 패드(11)가 브레이크 디스크(2)의 우측면(도 1)에 가압된다. 그 때의 피스톤(10)과 하우징(6)과의 반작용에 의하여 하우징(6)이 도 1의 우측으로 이동하고, 제1 브레이크 패드(7)가 브레이크 디스크(2)의 좌측면(도 1)에 가압된다. 따라서, 브레이크 디스크(2)가 제1 브레이크 패드(7)와 제2 브레이크 패드(11) 사시에 파지되는 것에 의하여 차바퀴에 제동력이 부여된다.

출력축(12)이 다른 방향으로 회전하면, 피스톤(10)의 암나사구멍(9)과 출력축(12)의 수나사부(13)의 나사결합에 의하여 피스톤(10)은 우측을 향하여 후퇴하고, 제2 브레이크 패드(11)가 브레이크 디스크(2)의 우측면(도 1)으로부터 분리된다. 그 때, 피스톤(10)과 하우징(6)의 반작용에 의하여, 하우징(6)은 좌측으로 이동하고 제1 브레이크 패드(7)는 브레이크 디스크(2)의 좌측면(도 1)으로부터 분리된다. 따라서, 브레이크 디스크(2)는 제1 브레이크 패드(7)와 제2 브레이크 패드(11)를 분리하여 차바퀴에 대한 제동력이 해제된다.

이상의 작용으로부터 분명한 것과 같이, 피스톤(10)은 제2 브레이크 패드(11)를 브레이크 디스크(2)의 우측면(도 1)으로 가압하는 가압 부재로 작용하며, 또한 피스톤(10)의 암나사구멍(9)과 출력축(12)의 수나사부(13)에 의하여 의하여 전동 액츄에이터(4)의 출력축(12)의 회전운동을 직진운동으로 변환하여 가압 부재에 전달하는 동력 변환 수단(14)으로 작용한다.

전동 액츄에이터(4)는 파킹 브레이크 유닛(3)의 하우징(6)에 고정된 하우징(15)과, 상기 하우징(15)의 일부를 이루면서 하우징(15)의 개구부(15a)를 착탈 가능하게 폐쇄할 수 있는 커버판(16)과, 하우징(15)과 커버판(16)에 의하여 회전 가능하게 지지되며, 일부가 하우징(6)을 관통하여 파킹 브레이크 유닛(3)의 하우징(6)의 실린더(8) 내부로 돌출하는 전술한 출력축(12)과, 회전축(17)이 출력축(12)로 직교하며, 출력축(12)으로부터 분리되도록 하우징(15)에 고정된 DC써보모터로 제공되는 전동기(18)과, 전동기(18)의 회전축(17)에 제공되는 것으로, 전동기(18)의 모터 하우징(19)으로부터 도 2의 좌측으로 돌출하는 부분에 일체적으로 설치된 웜(worm; 20)과, 하우징(15)내에서 출력축(12)에 끼워지며 웜(20)과 서로 맞물리는 웜 휠(21)을 구비한다.

회전축(17)의 좌측(도 2)을 향하는 단부면의 중앙에는 홈(22)이 설치되어 있다. 홈(22)에 감합된 구체(ball; 23)에 의하여 회전축(17)의 첨단은 하중 센서(24)와 압접하고 있다.

하중 센서(24)는 회전축(17)의 좌측 단부를 회전 가능하게 지지하는 래디얼 베어링(25)을 가압하도록 하우징(15)에 나사 결합된 엔드 캡(endcap; 26) 내부에 배치되어 있다.

엔드 캡(26)의 중심에 형성된 암나사구멍(27)에 나사결합된 조절 나사(28)의 우측 단부는 하중 센서(24)의 첨단과 압접하며, 하중 센서(24)는 조절 나사(28)의 우측 단부에 작용하는 트러스트 하중을 검출할 수 있다.

회전축(17)의 우측 단부에는 소경축(17a)가 연설되며, 상기 소경축(17a)은 전동기(18)의 모터 하우징(19)의 단부벽(19a)을 관통하고, 도 2의 우측으로 돌출한다. 단부벽(19a)의 중앙에서 소경축(17a)의 관통부인 보스부(19b)의 내측에는 래디얼 트러스트 베어링(29)이 설치되어 있다.

그런데, 전동기(18)의 내부 구조가 본 발명에 직접 관계하지 않기 때문에, 그에 대한 도시 및 상세한 설명은 생략 한다.

래디얼 트러스트 베어링(29)과 회전축(17)의 우측 단부 사이에서 소경축(17a)의 외측에는 탄성체로 제조된 완충재(29a)가 끼워져 있다.

완충재(29a)의 탄성 변형의 허용 범위 내에서 회전축(17)은 축선방향으로 이동 가능하다. 회전축(17)이 도 2의 좌측 방향으로 이동하면, 회전축(17)의 트러스트 하중, 회전축(17), 웜(20) 그리고 웜 휠(21)의 토크의 변동과, 브레이크 디스크(2)에 대한 제1 브레이크 패드(7) 및 제2 브레이크 패드(11)의 가압력의 변동, 즉 차바퀴에 대한 제동력의 변동을 하중 센서(24)에 의하여 검출할 수 있다.

완충재(29a)는 고무와 같은 탄성체로 제조되거나, 약한 힘으로 변형 가능한 디스크 용수철로 제조될 수 있다

또, 완충재(29a)를 생략하고, 회전축(17)의 우측 단부와 모터 하우징(19)의 단부벽(19a) 또는 래디얼 트러스트 베어링(29) 사이에 볼 수 없는 정도의 미소한 간격을 마련될 수도 있.

전동기(18)의 모터 하우징(19)의 우측 단부(도 2)에는 리졸버(30)가 설치되어 있다.

리졸버(30)는 모터 하우징(19)의 단부벽(19a)에 고정된 베이스(31)와, 주연부가 베이스(31)에 고정되어 한편 내부에 얕은 원형의 중공부(32a)가 형성된 커버(32)로 구성된 리졸버 하우징(33)을 구비하고 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 철제로 구성된 베이스판(베이스)(31)의 중앙에는 모터 하우징(19)의 보스부(19b)가 끼워질 수 있는 감합구멍(34)이 설치되어 있다.

베이스판(31)의 우측면 상에는 서로 직경이 상이한 얕은 원형 시트 코일 수용홈(35 및 36)가 감합구멍(34)을 중심으로 하는 동심원상으로 설치되어 있다.

외부 시트 코일 수용홈(35)의 하부면은 내부 시트 코일 수용홈(36)의 하부면 보다 전동기(18)에 근접하여 배치되어 있다.

리졸버 하우징(33)의 중공부(32a) 내부에는 베이스판(31)에 대향하는 회전판(37)이, 그 중앙에 형성된 보스부(38)를 중공부(32a)로 돌출하는 소경축(17a)에 끼워지는 것에 의하여 그리고 멈춤 나사(setscrew; 39)로 보스부(38)를 고정하는 것에 의하여 배치된다.

회전판(37)의 좌측면에는 상호 직경이 상이한 얕은 원형 시트 코일 수용홈(40 및 41)이 보스부(38)를 중심으로 동심원상으로 설치되어 있다.

외부 시트 코일 수용홈(40)의 하부면은 내부 시트 코일 수용홈(41)의 하부면보다 베이스판(31)에 보다 근접하여 배치되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스판(31)을 향하는 회전판(37)의 대향면 상에서 시트 코일 수용홈(40)에는 검출 코일(42)을 갖는 제1 시트 코일(43)이 수용되며, 시트 코일 수용홈(41)에는 검출 코일(42)에 접속된 출력 변압기(44)의 1차 코일(45)을 갖는 제2 시트 코일(46)이 수용된다.

즉, 베이스판(31)을 향하는 회전판(37)의 대향면 상에서 제1 시트 코일(43)과 제2 시트 코일(46)이 제2 시트 코일(46)을 안쪽으로서 소경축(17a)과 동심원상으로 설치되어 있다.

회전판(37)을 향하는 베이스판(31)의 대향면 상에서 시트 코일 수용홈(35)에는 검출 코일(42)에 대향하는 여자 코일(47)을 갖는 제3 시트 코일(48)이 수용되고, 이와 유사하게 시트 코일 수용홈(36)에는 출력 변압기(44)의 1차 코일(45)을 향하는 출력 변압기(44)의 2차 코일(49)을 갖는 제4 시트 코일(50)이 수용되어 있다.

즉, 회전판(37)을 향하는 베이스판(31)의 대향면 상에서 제3 시트 코일(48)과 제4 시트 코일(50) 제4 시트 코일(50)을 안쪽으로서 소경축(17a)과 동심원상으로 설치되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 시트 코일(43)은 프린트 배선과 동일한 방식으로 검출 코일(42)을 제공하는 것에 의하여 형성되는바, 여기서 상기 기판(43a)은 프리프레그(prepreg)와 같은 절연성의 베이스 플레이트 또는 시트로 구성되며, 검출 코일(42)은 기판(43a)의 한 측면에 평기어의 외형을 따라 가도록 내외 방향으로 사행하는 요철 패턴으로 형성된다.

제2 시트 코일(46)은 기판(46a)의 한 측면 상에 프린트 배선과 동일한 방식으로 1차 코일(45)을 제공하는 것에 의하여 형성되는바, 여기서 1차 코일(45)은 소경축(17a)를 중심으로 하는 소용돌이 패턴을 가지며, 기판(46a)은 기판(43a)과 동일한 재료로 제조된다.

제3 시트 코일(48)의 여자 코일(47)은 전기각의 위상을 상호 예를 들면 90도 상이하게 하도록 제1 여자 코일(47a)과 제2 여자 코일(47b)로 구성되어 있다.

즉, 제3 시트 코일(48)은 기판(48a)의 한측면 상에 프린트 배선과 동일한 방식으로 제1 여자 코일(47a)을 설치하고, 기판(48a)의 다른 측면 상에 제1 여자 코일(47a)과 동일한 형상을 갖는 제2 여자 코일(47b)을 설치하는 것에 의하여 형성되는바, 여기서 기판(48a)은 기판(43a)과 동일한 재료로 구성되고, 제1 여자 코일(47a)은 평기어의 외형을 따라 가도록 검출 코일(42)와 동일한 패턴으로 형성되며, 제2 여자 코일(47b)은 제1 여자 코일(47a)에 대하여 전기각이 소경축(17a)을 중심으로 하는 각도를 서로 시프트하는 것에 의하여 제1 여자 코일(47a)의 전기각 위상과 구별되도록 배열되어 있다.

제4 시트 코일(50)은 기판(50a)의 한 측면 상에 프린트 배선과 동일한 방식으로 2차 코일(49)을 제공하는 것에 의하여 형성되는바, 여기서 2차 코일(49)은 소경축(17a)을 중심으로 1차 코일(45)과 동일한 소용돌이 패턴을 가지며, 기판(50a)은 기판(43a)과 동일한 재료로 제조된다.

도 2 및 도 3에 있어서, 용이한 이해를 위하여, 제1 내지 제4 시트 코일(43, 46, 48 및 50)의 각 권선[42, 45, 47(47a 및 47b) 및 49]은 각각의 기판(43a, 46a, 48a 및 50a)으로부터 분리하도록 개략적으로 도시되어 있다. 실제로, 각 권선[42, 45, 47(47a 및 47b) 및 49]은 각각의 기판(43a, 46a, 48a 및 50a)에 프린트 배선되어 있으므로, 그 두께는 현저하고 얇은 것이다.

게다가, 제1 내지 제4 시트 코일(43, 46, 48 및 50)의 각 권선[42, 45, 47(47a 및 47b) 및 49]은 하나의 플레인 면(plain face)에 하나씩 배열되어 있으므로, 리졸버(30)가 현저하게 박형화될 수 있다.

베이스판(31)과 회전판(37)은 각각 강철로 제조되므로, 시트 코일 수용홈(35, 36, 40 및 41)의 주위부가 철심으로서 작용한다.

다음, 도 4에 도시된 블럭도를 참조하여 제어장치(5)의 구성과 작용을 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 리졸버(30)의 로터인 회전판(37) 상에 배치된 검출 코일(42)과 1차 코일(45)은 서로 직렬 접속되고, 폐루프 모양의 구조를 이루고 있다.

리졸버(30)의 고정자인 베이스판(31) 상에 배치된 제1 여자 코일(47a)과 제2 여자 코일(47b)은 리졸버 제어 회로(51)에서 입력 회로(52)의 제1 입력 회로(53)와 제2 입력 회로(54)에 접속되어 있다. 여자 코일(47a)에는 제1 입력 회로(53)으로부터 변조 신호(S1)가 인가되며, 상기 변조 신호(S1)는 고주파 신호를 진폭변조하여 얻을 수 있다. 제2 여자 코일(47b)에는 제2 입력 회로(54)로부터 변조 신호(S2)가 인가되며, 상기 변조 신호(S2)는 변조 신호(S1)에 대해서 전기각이, 예를 들면 90도 다르도록 고주파 신호를 진폭변조하여 얻어진다.

제1 여자 코일(47a)에 변조 신호(S1)가 인가되고 제2 여자 코일(47b)에 변조 신호(S2)가 인가되는 상태로, 회전판(37)이 전동기(18)의 회전축(17)과 함께 회전하면, 검출 코일(42)에는 변조 신호(S1)와 변조 신호(S2)에 의해서 야기된 합성 전압이 출력 신호(SO)로서 발생한다. 출력 신호(SO)는 1차 코일(45)과 2차 코일(49)을 구비하는 출력 변압기(44)에 의하여 출력 회로(55)에 인가된다.

출력 처리 회로(55)에 있어서, 출력 신호(SO)는 고주파 신호 분리 회로(도시 생략)에 의하여 복조되고, 보정 회로(도시 생략)에 의하여 온도가 보정되어, 출력 신호(SO)는 각도 검출 신호(SA)로서 출력된다. 각도 검출 신호(SA)는 A/D 변환기(56)에 의하여 모터 제어 회로(57)의 각도 제어 회로(58)에 인가된다.

입력 회로(52)의 제1 입력 회로(53) 및 제2 입력 회로(54)에서 변조 신호(S1)와 변조 신호(S2)를 생성하거나, 출력 처리 회로(55)에서 출력 신호(SO)를 복조하거나 보정하기 위한 구체적인 장치나 방법과 관련하여, 예를 들면 일본 특허 공개 공보 제2000－292205호 공보 등에 공지되어 있으며 본 발명과 직접적으로 관계가 없기 때문에, 그 도면은 본원에서 생략하기로 한다.

모터 제어 회로(57)의 각도 제어 회로(58)에 의하여 리졸버 제어 회로(51)의 출력 처리 회로(55)로부터 인가되는 각도 검출 신호(SA)에 근거하여 피스톤(10)과 제2 브레이크 패드(11)의 정확한 위치가 산출되며, 그 위치 정보와 타이머(도시 생략)가 나타내 보이는 이동 시간에 근거하여 제2 브레이크 패드(11)의 이동 속도가 산출되며, 그 속도 정보가 메모리(도시 생략)에 저장되며, 모터 제어 회로(57)의 모터 작동 회로(61)에 각도 제어 신호(SAc)로서 인가된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 하중 센서(24)의 출력 신호는 토크 검출 신호(ST)로서 A/D 변환기(59)에 의하여 모터 제어 회로(57)의 토크 제어 회로(60)에 인가된다.

토크 제어 회로(60)에서, 하중 센서(24)로부터 인가된 토크 검출 신호(ST)에 근거하여 브레이크 패드(7 및 11)에 의한 브레이크 디스크(2)의 결합력(clamping force)이 산출된다. 그 결과는 토크 제어 신호(STc)로서 모터 작동 회로(61)에 인가된다.

즉, 하중 센서(24)로부터 인가된 토크 검출 신호(ST)는 브레이크 패드(7 및 11)에 의하여 브레이크 디스크(2)에 인가되는 결합력에 거의 비례하기 때문에, 토크 검출 신호(ST)로 부터 브레이크 패드(7 및 11)에 의한 브레이크 디스크(2)의 결합력을 산출할 수 있다.

종래는 전동기(18)의 전류치가 상승하는 것을 검출하여 전동기(18)를 정지시키도록 제어되지만, 이러한 제어는 토크 제어 회로(60)로 대체된다. 통상적으로, 브레이크 패드(7 및 11)에 의한 브레이크 디스크(2)의 결합력은 전동기(18)의 전류치의 상승과 반드시 비례하고 있지 않으며, 브레이크 패드(7 및 11)에 의한 브레이크 디스크(2)의 결합력이 충분하지 않은 상태로 전동기(18)의 작동이 정지될 우려가 있었다. 하중 센서(24)로부터 토크 제어 회로(60)까지의 작용에 의해, 브레이크 패드(7 및 11)에 의한 브레이크 디스크(2)의 결합력에 따른 실제 부하는 실시간으로 검출되고, 따라서 전동기(18)가 피드백 제어에 의하여 신속하게 작동할 수 있다. 그러므로, 브레이크 패드(7 및 11)에 의한 브레이크 디스크(2)의 결합력이 충분하지 않은 상태로, 전동기(18)의 작동을 정지시키는 것을 방지할 수 있으며, 전동기(18)의 작동은 보다 정확하게 제어될 수 있다.

그런데, 종래 전동기(18)의 전류치의 상승에 의하여 전동기(18)를 정지시키는 제어와 본 실시예에 있어서의 토크 제어 회로(60)에 의해 브레이크 패드(7 및 11)에 의한 브레이크 디스크(2)에 대한 결합력을 검출하는 것에 기초하여 전동기(18)를 제어하는 방식을 병용하는 것도 가능하다.

모터 작동 회로(61)는 파킹 브레이크 레버, 파킹 브레이크 페달, 또는 파킹 브레이크 스위치 등의 조작 수단(62)과, 각도 제어 회로(58)와, 토크 제어 회로(60)에 접속되어, 조작 수단(62)의 조작에 의하여 전동기(18)의 ON/OFF 제어가 이루어지고, 각도 제어 회로(58)에 의해 피스톤(10)과 제2 브레이크 패드(11)의 위치와 이동 속도가 제어되며, 토크 제어 회로(60)에 의해 브레이크 패드(7 및 11)에 의한 브레이크 디스크(2)의 결합력이 제어된다.

다음, 도 5 및 도 6에 도시된 순서도에 따라서 전동기(18)의 기본적인 작동 모드의 일례를 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 조작 수단(62)에 의해 브레이크 작동 신호가 모터 작동 회로(61)에 인가될 때(S1), 각도 제어 회로(58)에 의한 각도 검출 신호(SA)에 근거하여 산출된 피스톤(10)의 위치가 미리 설정된 이동 가능 범위(T) 내에 있다는 조건 하에서(S2), 전동기(18)는 피스톤(10)을 진출시키는 방향으로 회전하고(이하, 이 방향의 회전을 정회전이라고 한다)(S3), 피스톤(10)의 위치를 나타내는 각도 검출 신호(SA)가 이동 가능 범위(T)의 상한치(T1)에 이른다는 조건 하에서(S4), 전동기(18)의 정회전은 정지한다(S5).

이러한 단계 동안에, 피스톤(10)의 진출에 의해 제2 브레이크 패드(11)가 브레이크 디스크(2)에 당접하고, 그 후 제1 브레이크 패드(7)가 브레이크 디스크(2)에 당접하여, 두 브레이크 패드(7 및 11)에 의해 브레이크 디스크(2)가 최적의 결합력으로 단단히 가압된다. 이것은 하기의 설명으로부터 분명하게 된다.

단계 S2에서 피스톤(10)이 미리 설정된 이동 가능 범위(T) 내에 없을 때, 토크 검출 신호(ST)가 브레이크 디스크(2)의 최적 결합력에 대응하는 미리 정한 설정치(ST0)에 이른다는 조건 하에서(S6), 전동기(18)는 정지한 상태로 유지된다(S7). 반면에, 단계 S6에 있어서 토크 검출 신호(ST)가 설정치(ST0)에 이르지 않았다는 조건 하에서, 전동기(18)는 정회전된다(S8), 그 후, 토크 검출 신호(ST)가 설정치(ST0)에 이른다는 조건 하에서(S9), 전동기(18)는 정지됨과 동시에(S10), 피스톤(10)의 위치를 나타내는 각도 검출 신호(SA)의 이동 가능 범위(T)의 상한치(T1)가 이 때의 피스톤(10)의 위치를 나타내는 각도 검출 신호(SA)에 근거하여 보정된다(S11).

따라서, 피스톤(10)의 위치를 나타내는 각도 검출 신호(SA)가 이동 가능 범위(T)의 상한치(T1)에 이르렀을 때, 브레이크 디스크(2)는 최적 결합력으로 항상 가압된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 조작 수단(62)에 의하여 브레이크 해제 신호가 모터 작동 회로(61)에 인가되면(S12), 각도 검출 신호(SA)에 근거하여 산출된 피스톤(10)의 위치가 이동 가능 범위(T)의 하한치(T0), 즉 복귀 위치에 위치하고 있다는 조건 하에서(S13), 전동기(18)는 정지한 상태로 유지된다(S14). 피스톤(10)의 위치가 이동 가능 범위(T)의 하한치(T0)에 없는 조건 하에서, 전동기(18)는 역회전된다(S15). 피스톤(10)이 이동 가능 범위(T)의 하한치(T0)에 도달하면(S13), 전동기(18)는 정지된다(S14).

이상의 작동 모드는 단지 일례에 지나지 않는다. 설정에 따라서 전동기(18)는 어떠한 방법으로도 제어될 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 코일 부분을 시트 코일로 제조하면 리졸버(30) 전체를 박형화할 수 있으므로, 리졸버(30)를 전동 파킹 브레이크에 설치하는 것을 실질적으로 가능하며, 브레이크 패드(7 및 11)의 브레이크 디스크(2)와의 클램프 위치 도는 클램프 속도를 제어할 수 있다.

그런데, 클램프 속도의 제어에 관해서 설명을 생략하였지만, 브레이크 패드(7 및 11)에 의한 브레이크 디스크(2)의 클램프 속도는 전동기(18)로서 수치제어 가능한 DC모터를 이용하는 것에 의하여 그리고 피스톤(10)의 이동 속도를 검출하는 것에 의하여 제어될 수 있으며, 여기서 리졸버(30)에 의해 피스톤(10)의 위치를 정확하게 검출하고, 리졸버(30)와 타이머(도시 생략)를 조합하는 것으로 피스톤(10)의 이동 속도를 검출할 수 있다.

배터리가 비상시에 방전되고 나서, 복구된 경우에, 리졸버(30)에 의해 검출된 피스톤(10)의 위치 정보 등이 저장된 메모리에 저장해 두는 것으로, 그 저장된 정보에 근거하여 전동기(18)는 신속히 그리고 정확하게 제어될 수 있다.

도 7은 본 발명의 전동 파킹 브레이크 장치의 제2 실시예에 따른 리졸버 설치 부분을 도시하는 개략적인 종단 정면도이다.

제2 실시예에 있어서, 하우징(15) 내부의 웜 휠(21)을 로터로 사용하고, 커버판(16)을 고정자로 사용하며, 그 사이에 리졸버(70)를 배치한다.

즉, 리졸버(70)는 리졸버(30)와 동일한 방식으로 제1 내지 제4 시트 코일(43, 46, 48 및 50)을 구비하며, 여기서 제1 시트 코일(43)은 기판(43a)의 한 측면 상에 검출 코일(42)을 설치하는 것에 의하여 형성되며, 로터인 웜 휠(21)의 외측면에 형성된 출력축(12)를 중심으로 환형의 오목부(21a)의 저면 상에서 외주부에 배열되고, 제2 시트 코일(46)은 기판(43a)의 한 측면 상에 출력 변압기(44)의 1차 코일(45)을 설치하는 것에 의하여 형성되며, 동일한 환형의 오목부(21a)의 저면 상에서 중심부에 배열되며, 제3 시트 코일(48)은 기판(48a)의 한 측면과 다른 측면 상에 각각 제1 여자 코일(47a)과 제2 여자 코일(47b)을 설치하는 것에 의하여 형성되며, 오목부(21a)의 저면을 향하는 커버판(16)의 대향면의 외주부에 배열되고, 제4 시트 코일(50)은 기판(50a)의 한 측면 상에 출력 변압기(44)의 2차 코일(49)을 설치하는 것에 의하여 형성되며, 오목부(21a)의 저면을 향하는 커버판(16)의 대향면 상에서 중심부에 배열된다.

제2 실시예에 따르면, 리졸버(70)는 리졸버(30)와 동일한 방식으로 작용하며 동일한 효과를 갖는다. 또한, 리졸버(70)가 전동 액츄에이터(4)의 하우징(15)의 일부를 이루는 커버판(16)과 전동기(18)의 회전축(17)보다 감속되어 회전하는 웜 휠(21) 사이에 마련되기 때문에, 전동기(18)의 발열과 같은 열적인 영향을 받을 우려가 작고, 종래의 전동 액츄에이터에도 구성을 변경하지 않고 간단하게 설치할 수 있는 효과도 갖는다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 특허 청구의 범위를 벗어나지 않고, 예를 들면 다음과 같은 다양한 수정이 추가될 수 있다.

(1) 리졸버는, 전동기(18)의 회전축(17)과 모터 하우징(19) 사이의 간격(제1 실시예)과, 웜 휠(21)과 커버판(16)(하우징 15) 사이의 간격(제2 실시예) 뿐만이 아니라, 전동기(18)의 회전축(17)과 동기 회전하는 축, 예를 들면, 감속 수단을 기어 트레인으로 구성하는 경우에 중간 기어의 축과 감속 수단의 하우징 사이에 배치된다.

(2) 감속 수단을 웜(20)과 웜 휠(21)로 구성되는 것에 대한 대안으로 기어 트레인으로 구성될 수도 있다.

(3) 전동기(18)의 회전축(17)의 회전운동을 직진 운동으로 변환하는 동력 변환 수단(14)을 피스톤(10)의 암나사구멍(9)과 출력축(12)의 수나사부(13)로 이루어지는 구성 이외에, 예를 들면, 회전 캠과 종동기로 구성되거나, 피스톤 크랭크 기구로 구성될 수도 있다.

Claims

전동기와, 가압 부재와, 브레이크 패드를 구비하며, 여기서 하우징에 설치한 전동기의 회전축의 회전운동을 감속하고, 직진 운동으로 변환하여 가압 부재에 전달하며; 상기 가압 부재에 의하여 가압된 브레이크 패드가 차바퀴와 함께 회전하는 브레이크 디스크를 가압하여, 차바퀴에 제동력을 발생시키며; 전동기를 제어장치로 제어하는, 전동 파킹 브레이크 장치에 있어서,
리졸버를 또한 포함하며,
상기 리졸버는 상기 전동기의 회전축 또는 그 회전축과 동기 회전하는 축에 고정된 회전판; 상기 회전판과 대향하도록 하우징 내에 설치된 베이스; 상기 베이스와 대향하도록 회전판의 대향면에 설치되며, 검출 코일을 구비하는 제1 시트 코일; 상기 검출 코일에 접속되는 출력 변압기의 1차 코일을 구비하며, 상기 베이스와 대향하는 회전판의 대향면에 설치되는 제2 시트 코일; 상기 검출 코일에 대향하는 여자 코일을 구비하며, 상기 회전판에 대향하도록 베이스의 대향면에 설치되는 제3 시트 코일; 및 상기 출력 변압기의 1차 코일에 대향하는 출력 변압기의 2차 코일을 구비하며, 회전판에 대향하도록 베이스의 대향면에 설치되는 제4 시트 코일을 구비하며,
상기 제어장치는 리졸버의 여자 코일에 여자 신호를 입력시키는 입력 회로와 출력 변압기의 2차 코일로부터 발생하는 출력 신호를 처리하는 출력 회로를 갖는 리졸버 제어 회로와, 상기 리졸버 제어 회로의 출력 회로의 출력에 근거하여 전동기를 제어하는 모터 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동 파킹 브레이크 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 시트 코일의 각 권선은 하나의 플레인 면(plain face)에 하나씩 배열되는 것을 특징으로 하는 전동 파킹 브레이크 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 시트 코일과 제2 시트 코일은 제3 시트 코일과 제4 시트 코일에 각각 대향하며, 이러한 시트 코일은 전동기의 회전축 또는 그것과 동기 회전하는 축을 중심으로 하는 동심원상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 파킹 브레이크 장치.
제3항에 있어서,
상기 여자 코일은 제1 여자 코일과 제2 여자 코일로 구성되며, 제1 여자 코일과 제2 여자 코일을 서로 전기각의 위상을 다르게 하여 제3 시트 코일의 전면 및 배면 상에 각각 배치하는 것을 특징으로 하는 전동 파킹 브레이크 장치.
제4항에 있어서,
상기 전동기의 회전축의 회전운동은 웜과 웜 휠을 구비하는 감속 수단에 의하여 감속되며; 상기 웜은 회전축에 형성되고, 웜 휠은 웜과 서로 맞물려, 회전축의 회전운동을 직진 운동으로 변환하는 동력 변환 수단에 연결되며; 상기 회전축의 축선방향으로 작용하는 트러스트 하중을 검출하는 하중 센서가 하우징 내부에 설치되고; 상기 하중 센서로부터 인가된 토크 검출 신호에 근거하여, 브레이크 패드에 의한 브레이크 디스크의 결합력을 산출하는 토크 제어 회로가 제어기에 설치되며, 상기 전동기는 토크 제어 회로로부터의 출력과 리졸버 제어 회로의 출력 회로로부터의 출력에 근거하여 모터 제어 회로에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 전동 파킹 브레이크 장치.