KR20070083303A

KR20070083303A - 전동식 주차브레이크 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20070083303A
Application number: KR1020060015618A
Authority: KR
Inventors: 현명화
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-24

Abstract

주차브레이크의 구성을 단순화할 수 있고 손쉽게 조작할 수 있으며, 주차브레이크의 제어를 통해 언덕길 정차 시에 차량이 후방으로 밀리는 현상을 방지할 수 있도록 하는 전동식 주차브레이크 및 그 제어방법을 개시한다.

본 발명에 따른 전동식 주차브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 드럼과, 드럼의 제동을 위해 드럼의 내부 양측에 각각 설치되는 제1 및 제2브레이크슈와, 두 브레이크슈를 드럼 내면 쪽으로 가압하거나 가압을 해제하도록 두 브레이크슈 사이에 설치된 전동식 엑츄에이터와, 엑츄에이터를 동작시키기 위해 차량의 운전석 주위에 마련된 주차스위치와, 주차스위치의 조작에 따라 엑츄에이터의 구동을 제어하는 제어장치를 포함한다.

Description

전동식 주차브레이크 및 그 제어방법{ELECTRIC PARKING BRAKE AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 전동식 주차브레이크의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ부분 상세도이다.

도 3은 본 발명에 따른 전동식 주차브레이크의 동작제어를 위한 제어장치를 나타낸 블록도이다.

도 4는 본 발명에 따른 전동식 주차브레이크의 밀림방지제어과정을 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

10: 백플레이트, 20: 드럼,

21: 제1브레이크슈, 22: 제2브레이크슈,

30: 엑츄에이터, 31: 나사축,

32: 구동모터, 33: 제1가압부재,

34: 제2가압부재, 35: 지지부재,

40: 연결기어, 51: 주차스위치,

52: 차속감지부, 53: 경사감지부,

54: 엑셀페달감지부, 55: 제어부,

56: 엑츄에이터구동부.

본 발명은 전동식 주차브레이크 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스위치의 조작을 통해 주차를 위한 제동을 수행할 수 있고 언덕길 정차 시 차량이 후방으로 밀리는 현상을 방지할 수 있도록 하는 전동식 주차브레이크 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 주차브레이크로는 차량의 제동을 유지하기 위한 것으로 발로 페달을 밟아 제동하는 족동식과 손으로 당겨 제동하는 핸드브레이크식이 알려져 있다. 이러한 주차브레이크는 족동식 페달을 밟거나 핸드레버를 당길 때 주차케이블을 통해 연결된 후륜브레이크에서 제동이 이루어질 수 있도록 되어 있다. 통상적으로 후륜 브레이크는 주차케이블이 당겨질 때 제동이 이루어지도록 하는 작동레버 등의 주차용 제동장치를 포함하는 형태이다.

그러나 이러한 주차브레이크는 차량 운전석 주위에 핸드레버나 족동식 페달을 설치해야 하고, 핸드레버 또는 족동식 페달로부터 후륜 쪽 브레이크까지 주차케이블을 연결해야 하는 형태이기 때문에 장치의 구성이 복잡하고 설치가 어려운 문제가 있었다. 또 이러한 주차브레이크는 주차케이블의 장력 조절이 어렵고, 케이블의 장력이 부족할 경우 제동이 원활하지 못한 문제가 있으며, 주차케이블의 경우 시간이 지남에 따라 길이 변화가 생기기 때문에 초기의 품질을 유지하기 어려운 결 점이 있었다.

한편, 통상적인 차량은 주행 중에 언덕길과 같은 경사로에서 잠시 정차하였다가 다시 출발하게 되는 경우 브레이크페달로부터 발을 뗌과 동시에 차량이 뒤로 밀리기 때문에 운전자가 급히 가속페달을 밟아 차량을 전진시키는 방식으로 운전을 한다. 그러나 이러한 운전조작은 숙련된 운전자에게는 무리가 없지만, 노약자나 초보운전자의 경우 조작이 미숙하기 때문에 차량이 뒤로 밀려 위험을 초래할 수 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래보다 구성을 단순화할 수 있고 손쉽게 조작할 수 있으며, 언덕길 정차 시에 차량이 후방으로 밀리는 현상을 방지할 수 있도록 하는 전동식 주차브레이크 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동식 주차브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 드럼과, 상기 드럼의 제동을 위해 상기 드럼의 내부 양측에 각각 설치되는 제1 및 제2브레이크슈와, 상기 두 브레이크슈를 상기 드럼 내면 쪽으로 가압하거나 가압을 해제하도록 상기 두 브레이크슈 사이에 설치된 전동식 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터를 동작시키기 위해 차량의 운전석 주위에 마련된 주차스위치와, 상기 주차스위치의 조작에 따라 상기 엑츄에이터의 구동을 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 엑츄에이터는 일측의 왼나사부와 타측의 오른나사부를 갖춘 나사축과, 상기 나사축을 정방향과 역방향으로 회전시키는 구동모터와, 상기 제1브레이크슈의 가압 또는 가압해제를 위해 상기 나사축의 왼나사부에 결합된 제1가압부재와, 상기 제2브레이크슈의 가압 또는 가압해제를 위해 상기 나사축의 오른나사부에 결합된 제2가압부재와, 상기 제1 및 제2가압부재를 진퇴 가능하게 지지하는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 나사축은 상기 제1 및 제2가압부재의 진퇴방향과 평행하게 배치되고, 상기 제1가압부재는 상기 제1브레이크슈를 가압하는 제1가압로드부와, 상기 제1가압로드부로부터 연장되며 상기 왼나사부에 결합되는 제1나사결합부를 포함하며, 상기 제2가압부재는 상기 제2브레이크슈를 가압하는 제2가압로드부와, 상기 제2가압로드부로부터 연장되며 상기 오른나사부에 결합되는 제2나사결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 구동모터와 상기 나사축의 연결부에 설치된 연결기어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 차량의 휠과 함께 회전하는 드럼과, 상기 드럼의 내부 양측에 각각 설치되는 제1 및 제2브레이크슈와, 상기 두 브레이크슈를 상기 드럼 내면 쪽으로 가압하거나 가압을 해제하는 전동식 엑츄에이터를 포함하는 전동식 주차브레이크의 제어방법에 있어서, 엔진의 가동여부와 경사로 정차여부를 판단한 후, 엔진이 가동되고 경사로에 정차한 상태이면 상기 엑츄에이터를 동작시켜 제동이 이루어지도록 하고, 상기 엑츄에이터에 의해 제동된 상태에서 차량의 엑셀페달이 동작 될 경우 상기 엑츄에이터에 의한 제동을 해제하도록 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 차량의 엔진이 가동된 상태에서 상기 경사로 정차여부를 판단한 후, 차량이 경사로에 있지 않은 경우와 차량이 정지상태가 아닌 경우 상기 엑츄에이터에 의한 제동이 해제되도록 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 전동식 주차브레이크는 도 1에 도시된 바와 같이, 차체의 너클부(미도시)에 결합된 백플레이트(10)와, 백플레이트(10)의 전방에 휠과 함께 회전하도록 설치된 원통형의 드럼(20)을 구비한다. 드럼(20)의 외곽 쪽으로는 역시 휠과 함께 회전하도록 설치되며 더스트커버(11)를 통해 보호된 디스크(12)가 설치된다. 디스크(12)는 도면에 도시하지는 않았지만 차량 주행 시의 제동을 위한 것으로 운전자의 브레이크페달 조작에 의해 동작하는 캘리퍼형 제동장치에 의해 제동이 이루어진다.

주차브레이크는 드럼(20) 내면과의 마찰을 통해 드럼(20)을 제동하기 위한 것으로 드럼(20)의 내부의 양측에 각각 설치되는 제1브레이크슈(21)와 제2브레이크슈(22)를 구비한다. 두 브레이크슈(21,22)는 드럼(20)의 내면과 대응하도록 반원형으로 벤딩된 림(21a,22a)과, 드럼(20) 내면과의 마찰을 위해 림(21a,22a)의 외면에 부착된 라이닝(21b,22b), 그리고 림(21a,22a)의 강성보강을 위해 림(21a,22a)의 내 면에 결합된 웨브(21c,22c)를 포함한다. 또 양측 브레이크슈(21,22)의 웨브(21c,22c)에는 두 브레이크슈(21,22)가 백플레이트(10)에 결합된 상태에서 드럼(20)의 내면 쪽으로 소정구간 진퇴 가능하도록 두 브레이크슈(21,22)를 지지하는 브레이크슈 지지장치들(23)이 설치된다.

두 브레이크슈(21,22)의 상부에는 두 브레이크슈(21,22)를 유동 가능하게 지지하기 위한 지지플레이트(24)와, 지지플레이트(24)를 고정하도록 백플레이트(10)에 고정되는 앵커핀(25)이 마련된다. 그리고 두 브레이크슈(21,22)의 하부에는 두 브레이크슈의 웨브(21c,22c) 하단이 상호 지지되도록 함과 동시에 길이의 조절을 통해 드럼(20)의 내면과 양측 브레이크슈(21,22) 사이의 간극을 조절하는 간극 조절장치(26)가 설치된다.

또 주차브레이크는 두 브레이크슈(21,22)를 드럼(20) 내면 쪽으로 가압함으로써 주차를 위한 제동을 수행하거나 차량이 경사로에서 후방으로 밀리는 현상을 방지하기 위한 것으로 두 브레이크슈(21,22)의 상측에 설치되는 전동식 엑츄에이터(30)를 구비한다. 이 엑츄에이터(30)는 도 2에 도시한 바와 같이, 일측에 왼나사부(31a)가 마련되고 타측에 오른나사부(31b)가 마련된 나사축(31), 나사축(31)을 정방향과 역방향으로 회전시키는 구동모터(32), 제1브레이크슈(21)의 웨브(21c)를 가압 또는 가압해제하기 위해 나사축(31)의 왼나사부(31a)에 결합된 제1가압부재(33), 제2브레이크슈(22)의 웨브(22c)를 가압 또는 가압해제하기 위해 나사축(31)의 오른나사부(31b)에 결합된 제2가압부재(34), 제1 및 제2가압부재(33,34)를 진퇴 가능하게 지지하는 지지부재(35)를 포함한다.

지지부재(35)는 백플레이트(10)에 고정되며, 제1 및 제2가압부재(33,34)를 제1 및 제2브레이크슈(21,22) 쪽으로 각각 진퇴 가능하게 지지하도록 양측 상부에 마련된 제1안내홈(36)과 제2안내홈(37)을 구비한다. 또 지지부재(35)에는 나사축(31)의 양단을 각각 지지하는 나사축고정부들(38)과, 구동모터(32)를 고정하기 위한 구동모터 고정부(39)가 마련된다.

나사축(31)은 제1 및 제2가압부재(33,34)의 진퇴방향과 평행하도록 배치되고, 구동모터(32)의 나사축(31)의 하부에 배치된다. 나사축(31)과 구동모터(32)의 축은 구동모터(32)의 회전력을 나사축(31)에 전달할 수 있도록 하는 연결기어(40)를 통해 연결된다. 이 연결기어(40)는 구동모터(32) 축에 결합되는 구동기어(41)와 나사축(31)에 결합되는 피동기어(42)를 포함한다. 여기서는 회전동력의 감속전달을 위해 구동모터(32)가 연결기어(40)를 통해 나사축(31)과 연결된 형태를 나타낸 것이나, 구동모터(32)가 나사축(31)에 직접 연결될 수도 있다.

제1가압부재(33)는 제1안내홈(36)을 따라 진퇴하면서 제1브레이크슈(21)를 가압하는 제1가압로드부(33a)와, 제1가압로드부(33a)와 일체로 마련되며 제1가압로드부(33a)의 단부로부터 하방으로 연장되어 나사축의 왼나사부(31a)에 결합되는 제1나사결합부(33b)를 포함한다. 그리고 제2가압부재(34)는 제2안내홈(37)을 따라 진퇴하면서 제2브레이크슈(22)를 가압하는 제2가압로드부(34a)와, 제2가압로드부(34a)와 일체로 마련되며 제2가압로드부(34a)의 단부로부터 하방으로 연장되어 나사축의 오른나사부(31b)에 결합되는 제2나사결합부(34b)를 포함한다. 또 제1가압부재(33)와 제2가압부재(34)의 마주하는 단부에는 상호 접촉 시 충격 및 소음을 방지 할 수 있도록 탄성재질로 된 범퍼들(33c,34c)이 설치된다.

이러한 엑츄에이터(30)는 구동모터(32)의 정회전에 의해 나사축(31)이 제1방향으로 회전할 때 제1 및 제2가압부재(33,34)가 상호 멀어지는 방향으로 이동하여 제1 및 제2브레이크슈(21,22)를 가압함으로써 드럼(20)의 제동을 수행하고, 구동모터(32)의 역회전에 의해 나사축(31)이 제2방향으로 회전할 때 제1 및 제2가압부재(33,34)가 상호 근접하는 방향으로 이동하여 제1 및 제2브레이크슈(21,22)의 가압을 해제함으로써 드럼(20)의 제동을 해제할 수 있도록 한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 주차브레이크의 동작제어를 위한 장치들을 나타낸 블록도이다. 이는 운전자가 주차를 위한 제동 및 제동해제를 조작할 수 있도록 차량의 운전석 주위에 마련되는 주차스위치(51)와; 차량의 주행속도를 감지하는 차속감지부(52)와; 차량의 기울기를 감지하는 경사감지부(53)와; 차량의 엑셀페달 동작을 감지하는 엑셀페달감지부(54)와; 엑츄에이터(30)의 구동모터(32)를 구동시키는 엑츄에이터구동부(56)와; 주차스위치(51), 차속감지부(52), 경사감지부(53), 엑셀페달감지부(54)로부터 전달된 제어신호를 토대로 차량의 주차를 위한 제동상태 및 밀림방지를 위한 제동상태를 판단하여 엑츄에이터 구동부(56) 쪽으로 제어신호를 출력하는 제어부(55)를 포함한다.

이러한 구성에서, 주차스위치(51)는 운전석 주위에 설치되는 통상의 온/오프스위치로 구성될 수 있고, 차속감지부(52)는 차량의 드라이브샤프트 회전속도를 감지하는 회전감지센서나 바퀴 쪽에 설치되는 휠속도센서로 구성될 수 있다. 경사감지부(53)는 기울기를 검출할 수 있는 다양한 경사감지센서들로 구성될 수 있다. 이 러한 경사감지센서는 차량의 연료통 내부에 설치되어 기울기에 따라 상하로 이동되는 플로트의 변위를 감지하는 센서일 수 있고, 자이로센서나 요-레이터센서일 수 있다. 엑셀페달감지부(54)는 엑셀페달의 작동 시 온/오프되는 통상의 스위치들로 구현될 수 있다. 그리고 제어부(55)는 차량의 전체적인 제어를 담당하는 전자제어유닛(ECU)에 구성되거나 이와 별도로 마련될 수 있다.

다음은 이러한 전동식 주차브레이크의 동작 및 제어방법에 관하여 설명한다.

운전자가 정차를 한 상태에서 주차를 위한 제동을 하고자 할 때는 운전석의 주차스위치(51)를 조작함으로써 휠 쪽의 엑츄에이터(30)를 동작시켜 제동이 이루어도록 할 수 있고, 제동을 해제하고자 할 때는 역시 주차스위치(51)를 조작하여 제동을 해제할 수 있다. 이때 제어부(55)는 주차스위치(51)의 제동 또는 제동해제 조작에 따라 엑츄에이터구동부(56)에 제어신호를 출력하고, 엑츄에이터구동부(56)가 구동모터(32)를 동작시킴으로써 엑츄에이터(30)를 동작시킨다.

또 본 발명은 차량이 언덕길에서 정차할 경우 후방으로 밀리는 현상을 방지할 수 있다. 이러한 밀림방지제어에 대하여 도 4의 흐름도를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제어부(55)는 먼저 차량 엔진이 가동상태인가를 판단한다(61). 또 엔진이 가동상태이면 경사감지부(53)의 정보를 통해 차량이 경사로에 위치하는지를 판단하고(62), 차속감지부(52)의 정보를 통해 차량이 정지상태인지를 판단한다(63).

이러한 판단을 통해 차량이 경사로에 위치하고 정차상태인 것으로 판단된 경우(주행 중 신호대기 등을 위해 언덕길에서 잠시 멈추는 경우)에는 엑츄에이터(30) 를 동작시켜 제동이 이루어지도록 한다(64). 그리고 이처럼 제동이 이루어진 후에는 엑셀페달이 동작하였는지 여부를 판단하고(65), 엑셀페달이 동작된 경우 엑츄에이터를 동작시켜 제동이 해제되도록 한다(66). 이러한 제어는 경사로에 정차된 상태에서 엑츄에이터(30)를 동작시켜 제동이 이루어지도록 함으로써 차량이 후방으로 밀리는 현상을 방지하고, 차량의 재출발을 위해 운전자가 엑셀페달을 동작시킬 때에는 제동을 해제함으로써 원활한 출발이 이루어질 수 있도록 한 것이다. 따라서 경사로에 정차한 상태에서는 운전자가 재출발을 위해 엑셀페달을 밟을 때까지 제동상태가 유지되므로 차량이 후방으로 밀리지 않는다.

또 상술한 경사로 여부 판단단계(62) 및 정차여부 판단단계(63)에서 차량이 경사로가 아닌 곳에 정차하였거나 차량이 정지되지 않은 것으로 판단된 경우에는 엑츄에이터(30)를 동작시켜 제동이 해제되도록 하는 제어를 수행함으로써 원활한 주행이 이루어지도록 한다(66).

한편, 도면에 도시하지는 않았지만 위와 같은 밀림방지제어가 이루어지는 상황에서도 운전자가 제동 또는 제동해제를 위해 운전석의 주차스위치를 직접 조작한 경우에는 제어부(55)가 이러한 제어에 우선하여 엑츄에이터(30)를 동작시킴으로써 제동 또는 제동해제가 이루어질 수 있도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 주차브레이크는 주차스위치의 조작을 통해 휠 측의 엑츄에이터를 동작시키기 때문에 주차용 조작레버와 주차케이블 등이 없이도 주차를 위한 제동시스템을 구현할 수 있어 종래보다 주차브레이크의 구성을 단순화할 수 있고 주차를 위한 제동조작도 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

또 본 발명의 전동식 주차브레이크의 제어방법에 의하면, 경사로에서 차량이 정차하였다가 재출발할 경우 경사로여부, 차량의 정차여부, 엑셀페달조작여부 등을 판단하여 주차브레이크의 엑츄에이터를 동작시킴으로써 차량을 제동하거나 제동 해제할 수 있기 때문에 언덕길 정차 시에 차량이 후방으로 밀리는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

차량의 휠과 함께 회전하는 드럼과, 상기 드럼의 제동을 위해 상기 드럼의 내부 양측에 각각 설치되는 제1 및 제2브레이크슈와, 상기 두 브레이크슈를 상기 드럼 내면 쪽으로 가압하거나 가압을 해제하도록 상기 두 브레이크슈 사이에 설치된 전동식 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터를 동작시키기 위해 차량의 운전석 주위에 마련된 주차스위치와, 상기 주차스위치의 조작에 따라 상기 엑츄에이터의 구동을 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차브레이크.
제1항에 있어서,

상기 엑츄에이터는 일측의 왼나사부와 타측의 오른나사부를 갖춘 나사축과, 상기 나사축을 정방향과 역방향으로 회전시키는 구동모터와, 상기 제1브레이크슈의 가압 또는 가압해제를 위해 상기 나사축의 왼나사부에 결합된 제1가압부재와, 상기 제2브레이크슈의 가압 또는 가압해제를 위해 상기 나사축의 오른나사부에 결합된 제2가압부재와, 상기 제1 및 제2가압부재를 진퇴 가능하게 지지하는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차브레이크.
제2항에 있어서,

상기 나사축은 상기 제1 및 제2가압부재의 진퇴방향과 평행하게 배치되고,

상기 제1가압부재는 상기 제1브레이크슈를 가압하는 제1가압로드부와, 상기 제1가압로드부로부터 연장되며 상기 왼나사부에 결합되는 제1나사결합부를 포함하며,

상기 제2가압부재는 상기 제2브레이크슈를 가압하는 제2가압로드부와, 상기 제2가압로드부로부터 연장되며 상기 오른나사부에 결합되는 제2나사결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차브레이크.
제2항에 있어서,

상기 구동모터와 상기 나사축의 연결부에 설치된 연결기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차브레이크.
차량의 휠과 함께 회전하는 드럼과, 상기 드럼의 내부 양측에 각각 설치되는 제1 및 제2브레이크슈와, 상기 두 브레이크슈를 상기 드럼 내면 쪽으로 가압하거나 가압을 해제하는 전동식 엑츄에이터를 포함하는 전동식 주차브레이크의 제어방법에 있어서,

엔진의 가동여부와 경사로 정차여부를 판단한 후, 엔진이 가동되고 경사로에 정차한 상태이면 상기 엑츄에이터를 동작시켜 제동이 이루어지도록 하고, 상기 엑츄에이터에 의해 제동된 상태에서 차량의 엑셀페달이 동작될 경우 상기 엑츄에이터에 의한 제동을 해제하도록 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차브레이크의 제어방법.
제5항에 있어서,

차량의 엔진이 가동된 상태에서 상기 경사로 정차여부를 판단한 후, 차량이 경사로에 있지 않은 경우와 차량이 정지상태가 아닌 경우에는 상기 엑츄에이터에 의한 제동이 해제되도록 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차브레이크의 제어방법.