KR20080059416A - 자동 주차 브레이크의 조절 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크 작동력을 흡수하도록 설계되고 브레이크 장치의 작동 기구에 위치되는 스프링 장치를 포함하고 있는 차량용 자동 주차 브레이크를 작동하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 적어도

- 작동 특성곡선의 Ⅳ 부분에 있는 값으로 예하중을 상기 스프링 장치에 가하는 단계, 및

- 상기 예하중을 상기 차량에 필요한 최소 제동력에 적어도 상응하는 레벨로 조절하는 단계를 포함하고 있다.

브레이크 작동력, 자동 주차 브레이크, 스프링 장치, 예하중, 최소 제동력

Description

자동 주차 브레이크의 조절 방법{METHOD OF ADJUSTING AN AUTOMATIC PARKING BRAKE}

본 발명은 자동 주차 브레이크의 냉각을 보상하는 방법 및 이 방법을 사용하는 시스템에 관한 것이다.

자동 주차 브레이크 시스템을 갖춘 차량에서, 브레이크 구성요소들이 고온이거나 또는 상대적으로 높은 온도에 있는 동안에도 브레이크가 작동하게 되는 것이 일반적이다. 그러므로 이들 구성요소는 자동 주차 브레이크 시스템이 사용될 때에 팽창된 상태이다.

주차 브레이크가 디스크 브레이크 시스템에 작용하는 차량에서는, 디스크 패드와 브레이크 패드는 고온이다. 자동 주차 브레이크가 사용된 후에, 차량이 정지하고 있을 때에는, 디스크 패드와 브레이크 패드는 그 열이 식고 수축된다. 패드와 디스크가 수축함에 따라 제동력은 감소한다.

이는 제동 압력의 손실을 초래할 수 있고 차량의 제동을 해제시킬 수도 있다. 몇몇의 시스템에서는, 자동 주차 브레이크에 의해 가해지는 제동력은 이러한 냉각을 고려하여, 브레이크 장치가 고온인 동안에 차량을 정지시키는 데에 필요한 제동력보다 큰 제동력으로 적용된다. 또한 몇몇 시스템은 브레이크 디스크와 브레 이크 패드의 열이 식은 후에 다시 적용될 브레이크를 제공하고 있다.

자동 주차 브레이크가 드럼 브레이크에 작용하는 차량에서는, 열은 드럼을 팽창시키는 효과를 가진다. 드럼이 냉각됨에 따라, 드럼의 크기가 감소하고 제동 표면의 내경이 작아진다. 자동 주차 브레이크가 사용되고 드럼 브레이크가 냉각된 후에, 이러한 직경의 축소는 제동 압력을 증가시키는 효과를 가진다. 그러므로, 이 경우는 드럼이 냉각됨에 따라 제동력이 증가하기 때문에, 자동 주차 브레이크가 디스크 브레이크에 작용하는 시스템에서 일어나는 경우의 반대이다.

일반적으로 자동 주차 브레이크 회로는, 예를 들면 주차 브레이크 시스템을 작동시키는 전기 모터에 공급되는 전류를 측정함으로써 제동력을 간접적으로 측정하기 위한 하나 이상의 함수를 가지고 있다. 적용되는 제동력을 측정할 수 있는 직접적인 힘 센서(force sensor)가 없을 경우에는, 이 제동력은 (전기 모터에 공급되는 전류를 측정하는) 간접적인 힘 측정 함수에 의해 추정되어야 한다.

하지만, 이 측정은 (온도, 마찰 및 속도의 영향과 같은) 여러 파라미터에 좌우된다. 그러므로 제동력은 단지 근사법으로 추정될 수 있다.

따라서, 차량에 가해지는 제동력이 제동 및 주차의 어느 조건하에서 최소치 아래로 떨어지지 않아야하는 것이 극히 중대하므로, 제동력을 이론적으로 필요한 제동력보다 크게 하는 것이 용인된다.

본 발명은 자동 주차 브레이크에 의해 브레이크 장치에 가해지는 이러한 제동력의 증가분을 회피할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 차량용 자동 주차 브레이크를 작동하는 방법에 관한 것이다. 이 자동 주차 브레이크는, 브레이크 작동력을 흡수하도록 설계되고 브레이크 장치의 작동 기구에 위치되는 스프링 장치를 포함하고 있다. 본 발명에 따라 이 방법은 적어도

- 상기 스프링 장치에 예하중을 가하는 단계,

- 상기 예하중을 상기 차량에서 요구되는 최소 제동력에 적어도 상응하는 레벨로 그리고 바람직하게는 상기 최소 제동력과 거의 동일하도록 조절하는 단계를 포함하고 있다.

바람직하게는 자동 주차 브레이크를 조절하는 방법은

- 브레이크 작동력을 간접적으로 측정하는 단계, 및

- 상기 브레이크 작동력이 상기 예하중과 같은 값의 힘보다 클 때 주차 브레이크를 로킹하는 단계를 포함하고 있다.

또한, 자동 주차 브레이크를 조절하는 방법은

- 스프링 장치의 변위를 측정하는 단계, 및

- 상기 변위가 소정의 값에 도달할 때 자동 주차 브레이크의 작동을 로킹하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 방법은 소정 값의 로킹 힘을 생성하기 위해 선택된 값으로 스프링 장치의 이동거리를 제한하는 단계를 선택적으로 포함할 수도 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 자동 주차 브레이크는 전기 모터에 의해 제어된다. 그 다음 상기 전기 모터에 공급되는 전류를 측정함으로써 제동력을 측정하는 단계가 수행된다.

또한 본 발명은 작동 장치의 이동거리의 함수로서 브레이크 장치에 전달되는 작동력의 곡선을 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 방법은 가해지는 힘이 예하중의 힘과 같거나 스프링 장치의 최대 압축에 상당하는 힘과 같을 때에 기울기의 변화가 발생하는 것을 보장하도록 상기 곡선의 기울기를 모니터하는 단계를 포함하고 있다.

본 발명의 방법은 바람직하게는 상기 곡선의 기울기가 변할 때 측정되어 브레이크 장치에 전달되는 브레이크 작동력의 값들 사이의 비율을 산출하고 메모리 내에 저장하는 단계도 포함하고 있다.

이 방법은 주차 브레이크가 작동될 때, 상기 곡선의 기울기가 변할 때에 브레이크 장치로 전달되는 브레이크 작동력을 측정하고, 추정된 브레이크 작동력의 값들 사이의 비율을 상기 저장된 비율과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 본 발명은 전술된 방법을 적용한 자동 주차 브레이크 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 케이블에 의해 제어되는 하나 이상의 브레이크 장치를 포함하고 있다. 스프링 장치는 상기 브레이크 장치의 작동 기구에 삽입되고, 요구되는 최소 제동력에 상응하는 힘으로 예하중이 주어진다.

본 발명의 한 실시예에서, 상기 주차 브레이크가 작용하는 브레이크 장치는 디스크 브레이크이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 주차 브레이크가 작용하는 브레이크 장치는 드럼 브레이크이다.

상기 브레이크 장치에 브레이크 작동력을 전달하기 위한 하나 이상의 케이블을 포함하고 있는 시스템에서, 상기 스프링 장치는 상기 케이블에 삽입되는 것이 바람직하다.

이 실시예에서, 스프링 장치는 재킷의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 재킷의 축선 상에 위치된 스프링을 구비하는 원통형 재킷을 포함할 수 있다. 재킷의 제1 단부는 케이블과 그 덮개의 단부가 통과하는 플러그를 가지고 있다. 스프링이 축선방향으로 이동가능한 와셔에 지지되고, 이 와셔는 플러그에 대하여 또는 덮개의 상기 단부에 대하여 지지된다. 재킷의 제2 단부는 제1 스토퍼와 함께 스프링의 예하중을 조절하기 위한 축선방향으로 이동가능한 커버를 가지고 있다.

이 실시예는 재킷의 제2 단부 상에 나사체결되는 커버를 가지고 있다.

또한 재킷은 바람직하게는 압축 모드시 와셔의 변위를 제한할 수 있게 하는 제2 스토퍼를 포함하고 있다.

또 다른 실시예에서, 스프링 장치는 디스크 브레이크 피스톤에 삽입된다.

이 스프링 장치는 또한 예하중을 형성하기 위한 제1 스토퍼를 포함하고 있다.

또한 스프링 장치의 이동거리를 제한하는 제2 스토퍼를 포함하고 있다.

본 발명의 목적은 차량을 주차하기 위해 자동 주차 브레이크에 의해 정지 제동력이 가해진 후에 브레이크 장치가 냉각됨에 따른 열 감소와 그에 따른 브레이크 장치의 구성요소의 크기 변화를 보상하는 것이다.

그러므로 본 발명의 방법은, 냉각 동안에 디스크 브레이크에서의 제동력의 손실을 보상하거나 드럼 브레이크에서의 제동력의 증가를 보상하기 위해 단지 작은 제동력의 증가만이 필요하도록, 최소의 차량 정지력에 더하여 아주 작은 힘만을 가하는 것을 필요로 한다.

또한, 본 발명의 장치는 적용되는 제동력이 정확히 구해질 수 있게 한다.

본 발명은 주차 브레이크 시스템의 제동 에너지를 저장할 수 있는 스프링 장치를 포함하는 자동 주차 브레이크 시스템에 적용될 수 있다.

본 발명은, 예를 들면 도 1에 도시되어있고 아래에 설명될 바와 같이 스프링 요소에 작용하고 스프링 요소와 맞닿도록 이동할 수 있는 와셔를 구비하여 행해진다.

본 발명은 스프링 장치의 예하중으로 알려진 선 하중을 이용하고 있다. 이 예하중은 요구되는 제동력과 동일하고, 필요한 정밀도로 조절된다.

자동 주차 브레이크가 디스크 브레이크에 작용하는 차량에서, 본 발명에 따라 조절되는 스프링 장치가 장착된 주차 브레이크가 사용될 때, (스프링 장치의 예하중에 상응하는)최소의 필요 제동력에 도달하였을 때에만, 스프링이 주차 브레이크 메커니즘으로 작동하기 시작한다. 이 과정은 제어 시스템의 탄성에 있어서의 상당한 변화를 가져온다. 그래서 가해지는 힘은 스프링 장치의 압축력이 정해진 값에 도달할 때까지 증가한다.

자동 주차 브레이크 시스템은 또한 브레이크 장치에 전달되는 힘을 간접적으로 측정하기 위한 시스템을 가지고 있다. 예를 들면, 자동 주차 브레이크 시스템은 작동 전기 모터에 제공되는 전류를 측정하기 위한 시스템을 가질 수 있다.

스프링 장치의 예하중으로 인한 작동력 전달 시스템의 탄성에 있어서의 상당한 변화 때문에, 이 작동 지점은 힘 측정 곡선에서 쉽게 확인할 수 있다.

하기의 도 3~5의 설명에서 볼 수 있는 바와 같이, 이는 전술한 스프링 장치의 압축에 의해 도달되는 힘의 양의 정확한 판독을 가능하게 한다.

브레이크 장치의 냉각으로 인한 열 감소 중에, 스프링 장치는 신장되지만, 필요 최소 제동력으로 미리 설정된 예하중 때문에 필요 최소 제동력을 유지한다.

스프링 장치의 예하중 및 그 탄성은 오랜 시간 동안에 안정적이다. 이는 압력 센서의 사용을 필요로 하지않으면서 냉각으로 인한 열 감소의 보상으로 모든 작동 조건하에서 상대적으로 정확한 제동력의 개산과 제동 제어를 가능하게 해준다.

본 발명은 자동 주차 브레이크가 드럼 브레이크에 작용하는 시스템에도 적용될 수 있다. 본 발명은 또한 필요 최소 제동력의 값으로 예하중이 주어진 스프링 장치를 제공한다. 스프링 장치의 예하중에 상응하는 필요 제동력에 도달될 때, 스프링은 주차 브레이크 메커니즘의 작동을 시작한다. 이는 작동 시스템의 탄성에 있어서의 상당한 변화를 가져온다. 이 변화 지점은 앞서와 마찬가지로 힘을 측정함으로써, 주차 브레이크에 의해 사용되는 모터에 공급되는 전류 측정과 같은 간접적인 측정에 의해서도 쉽게 확인될 수 있다. 이 작동 지점을 초과했을 때, 주차 브레이크 작동은 로킹될 수 있다.

열 감소 동안, 그리고 특히 드럼의 냉각 동안, 주차 브레이크 작동 시스템은 스프링 장치의 탄성 영역에서 작동한다. 그러므로 스프링 장치는 압축될 것이고 제동력의 증가를 제한할 것이다.

앞에서와 같이, 스프링 장치의 예하중과 탄성은 오랜 시간 동안 안정적이다. 이는 열 감소의 보상으로 모든 작동 조건하에서 상대적으로 정확한 제동력의 측정 및 제동의 제어를 가능하게 해준다.

제동력의 정확한 평가는 모든 작동 조건하에서의 주차 브레이크의 사용 신뢰도를 증진시킨다.

본 발명의 여러 구성과 특징이 다음의 설명과 첨부된 도면에 의해 명백하게 될 것이다.

도 1은 케이블을 작동시키는 주차 브레이크에 연결되고 적어도 예하중의 힘을 브레이크 시스템에 가할 수 있는 스프링 장치의 실시예를 나타낸 도면,

도 2는 디스크 브레이크 피스톤에 삽입된 스프링 장치를 나타낸 도면,

도 3a~3c는 디스크 브레이크 시스템의 2-멈추개 스프링 요소의 작동을 나타낸 도면으로서, 도 3a에는 스프링 장치의 조정(intervention)이 예시되어있고, 도 3b에는 로킹 사이클 동안의 작동이 예시되어있고, 도 3c에는 브레이크 시스템의 냉각 동안의 작동이 예시되어있는 도면,

도 4a~4c는 디스크 브레이크 시스템의 1-멈추개 스프링 요소의 작동을 나타낸 도면으로서, 도 4a에는 스프링 장치의 조정이 예시되어있고, 도 4b에는 로킹 사이클 동안의 작동이 예시되어있고, 도 4c에는 브레이크 시스템의 냉각 동안의 작동이 예시되어있는 도면, 및

도 5a~5c는 드럼 브레이크 시스템의 스프링 요소의 작동을 나타낸 도면으로 서, 도 5a에는 스프링 장치의 조정이 예시되어있고, 도 5b에는 로킹 사이클 동안의 작동이 예시되어있고, 도 5c에는 브레이크 시스템의 냉각 동안의 작동이 예시되어있는 도면.

도 1 및 2를 참조하여, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 스프링 장치가 어떻게 구성될 수 있는지를 나타내고 있는 예가 설명될 것이다. 사용되는 스프링은 다이어프램 스프링, 리프 스프링, 헬리컬 스프링, 이들 스프링의 패킷 또는 다른 스프링의 조합일 수 있다.

도 1은 자동 주차 브레이크에 사용될 수 있는 스프링 장치의 실시예를 나타내고 있다. 이 스프링 장치는 드럼 브레이크에 작용하는 주차 브레이크와 같이 디스크 브레이크에 작용하는 주차 브레이크에 동일하게 적용될 수 있다.

이 스프링 장치는 원통형 재킷(7) 내에 담긴 헬리컬 스프링(1)을 포함하고 있다. 와셔(2)가 2개의 스토퍼(3 및 4) 사이에서 축선방향으로 이동할 수 있고, 이 제2의 스토퍼(4)는 선택사항이다. 와셔(2)의 이동이 나사산식 페룰(6)을 사용하여 조절될 수 있는 한편, 스프링 장치의 예하중은 나사산식 캡(5)에 의해 조절된다.

하우징(7)을 갖춘 스프링 장치가 주차 브레이크 케이블(9)에 연결되어있다. 케이블(9)을 에워싸는 덮개(8)가 페룰(6)을 관통하여 뻗어서 와셔(2)에 대하여 지지된다.

스프링(1)의 예하중은 스토퍼(3)에 대하여 지지되는 와셔(2)와 캡(5)의 사이 의 거리를 조절함으로써, 즉 캡(5)을 하우징(7)을 따라 전방 또는 후방으로 나사조정함으로써 조절된다.

스프링의 압축 이동은 스토퍼(4)에 의해 와셔(2)의 이동을 제한함으로써 한정될 수도 있다.

스프링 장치는 주차 브레이크 힘을 생성하는 장치와 브레이크 장치(브레이크 패드) 사이의 주차 브레이크 기구에 적용된다.

이 스프링 장치는, 예를 들면 주차 브레이크 케이블 상에서, 이 케이블을 에워싸는 덮개의 임의의 위치에 배치되는 단일의 독립 구성요소일 수 있다. 다르게는, 스토퍼를 갖춘 스프링 장치는, 예를 들면 케이블 견인 장치인 주차 브레이크 기구의 구성요소에 일체화될 수 있다.

도 1은 독립 구성요소의 형태의 스프링 장치의 일례를 도시하고 있다.

이 예에서, 스프링 장치는 2개의 스토퍼(3 및 4)를 가지고 있다. 스프링 장치는 주차 브레이크에 연결되어있고, 주차 브레이크 케이블 상의 힘과 동일한 힘을 가진 케이블 덕트에 작용한다.

디스크 브레이크에서, 스프링 장치는 브레이크 유체 챔버 내에, 예를 들면 브레이크 피스톤 내부에 삽입될 수 있지만, 이러한 방식으로 스프링 장치는 상용 브레이크의 기구로부터 분리된다. 이러한 스프링 장치의 일례가 도 2에 도시되어 있다.

스프링 장치(12)는 브레이크 디스크(11)의 내부에 직접 장착되어있다. 와셔(13)는 2개의 스토퍼(14 및 15) 사이에서 축방향으로 이동하고, 스토퍼 중 제2 스토퍼(15)는 선택사항이다. 주차 브레이크가 작동하는 동안에, 이 특정한 실시예에서, 가해지는 힘은 부품(16)으로부터 와셔(13)와 스프링(12)을 통해 브레이크 디스크(11)로 전해진다.

상용 브레이크가 작동할 때에는, 부품(16)과 와셔(13)가 접촉하고 있지않고 스프링 장치가 상용 브레이크 메커니즘에 아무 영향을 끼치지 않는 것을 알아야 한다.

어떠한 타입의 스프링 장치가 사용되더라도, 본 발명에서 스프링에 가해지는 예하중은 주차된 차량을 브레이크가 차량에 걸려있는 조건에 상관없이 정지시키는데에 필요한 최소 제동력과 동일하다.

그러므로 본 발명의 방법은 차량이 움직이지않을 것을 보장하기 위해 브레이크 장치에 가해지는 최소한의 힘과 동일한 하중의 값으로 예하중이 스프링에 주어지는 것이다.

스프링 장치의 예하중에 상당하는 이 힘은 도 3 및 4에서 부호 F1로, 도 5에서 부호 F로 표시되어있다. 스프링 장치에 가해지는 압축의 증가분이 최소한도로 감소하고 또한 필요 제동력 이상으로의 힘 증가분도 최소한도로 감소하도록 스프링 장치의 탄성이 선택된다. 각각의 적용 예에서 열 감소를 보상하도록 해야하는 최대 압축 값에서의 스프링 장치의 힘은 적어도 자동 주차 브레이크의 힘 발생 장치(전기 모터)에 의해 생성된 힘보다 작도록 선택되어야한다.

디스크 브레이크에 작용하는 자동 주차 브레이크 시스템에서는, 스프링은 제동 기구의 열 감소로 인한 이동을 보상하도록 신장될 수 있고, 제동력은 열 감소 후에, 필요 제동력(도 3c, 4c 참조) 이상으로 남을 것이다.

드럼 브레이크에 작용하는 자동 주차 브레이크 시스템에서, 스프링 장치는 열 감소 동안 압축되고 그에 의해 힘의 증가를 제한한다(도 5c 참조).

다른 구성 및 다른 브레이크 회로의 스프링 장치의 조절(interposition) 특성곡선이 도 3~5를 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 여러 작동의 경우에서, 이 곡선들은 스프링 장치의 작동 이동거리에 대한 가해지는 제동력을 나타내고 있다.

도 3a~3c는 스프링 장치가 스프링의 이동을 제한하는 2개의 스토퍼를 포함하고 있는, 디스크 브레이크에 작용하는 자동 주차 브레이크 시스템에 해당한다.

도 4a~4c는 스프링 장치가 스프링의 이동을 제한하는 단 1개의 스토퍼를 가지고 있는, 디스크 브레이크에 작용하는 자동 주차 브레이크 시스템에 해당한다.

도 5a~5c는 드럼 브레이크에 작용하는 자동 주차 브레이크 시스템에 해당한다.

도 3a~3c가 먼저 설명될 것이다.

도 3a는 자동 주차 브레이크의 작동 동안의 스프링 장치의 일반적인 작동 특성곡선을 나타내고 있다.

그러므로 도 3a의 곡선은 스프링 장치의 이동거리가 2개의 스토퍼에 의해 한정되는, 디스크 브레이크에 적용된 시스템의 일반적인 특성곡선을 나타내고 있다. 이 곡선은 Ⅰ~Ⅴ로 각각 표시가 된 5개의 다른 영역들로 나누어질 수 있다.

이 영역들은, 예를 들면 작동 전기 모터에 공급되는 전류로부터, 브레이크 장치에 가해지는 힘의 간접적인 측정에 의해 동일한 방식으로 얻어진다.

F1은 본 발명에 따라, 차량을 정지시키는데에 필요한 최소 제동력에 상당한 것으로 한정되는 스프링 장치의 예하중에 해당한다.

s는 스프링 장치의 (와셔가 제2 스토퍼(4)에 있는)최대 압축 상태에서의 힘의 양이다.

이동거리 S1~S2는 제2 스토퍼(4)에 의해 한정된 스프링 장치의 최대 압축을 나타내고 있다. 이 이동거리는 스프링 장치의 압축(즉 이동)이 브레이크 기구의 열 감소로 인한 이동을 보상하기에 충분한 방식으로 각 적용예에 관하여 형성된다. 그에 의해 제2 스토퍼(4)에서의 스프링 요소의 힘은 필요한 정밀도로 조절된다.

영역 Ⅰ에서, 힘은 넘어야만 하는 브레이크 시스템의 데드 트래벌(dead travel)에 상응하기 때문에, 매우 약하다.

영역 Ⅱ에서, 주차 브레이크에 의해 발생하는 힘이 스프링 장치의 예하중의 값보다 작다. 주차 브레이크 시스템의 작용은 브레이크 캘리퍼의 탄성에 의해 결정되고 스프링 장치는 어떠한 영향도 끼치지 않는다.

가해지는 힘이 스프링 장치의 예하중 F1의 값에 도달할 때, 스프링 장치는 영역 Ⅲ에 이르기까지 압축을 시작한다.

영역 Ⅲ에서, 브레이크 메커니즘의 탄성에서 눈에 띄는 변화가 발생하므로 영역 Ⅱ의 기울기와 비교하여 곡선의 기울기의 상당한 변화가 관찰된다.

가해지는 힘이 스프링 장치의 최대 압축 레벨에 도달할 때(스프링의 압축이 더 이상 불가능할 때), 주차 브레이크 시스템은 영역 Ⅳ에 도달한다.

영역 Ⅳ에서, 스프링 장치는 더 이상 작동하지않고 주차 브레이크 시스템 작 동은 여전히 디스크 브레이크 캘리퍼에 의해서만 결정된다.

주차 브레이크의 작동 요소(예를 들면 전기 모터)에 의해 생성되는 힘이 최대치로 증가한 경우(예를 들면, 작동하는 모터가 정지할 때까지), 주차 브레이크 시스템은 힘 또는 이동거리가 더 이상 늘어날 수 없는 지점 Ⅴ에 도달한다.

예를 들면 작동하는 전기 모터에 공급되는 전류를 측정하는 것인, 간접적인 힘 측정 함수의 기울기를 모니터함으로써 탄성 변화의 두 지점이 명확히 확인될 수 있기 때문에, 도 3a에 도시된 특성곡선은 직접적인 힘 센서 필요없이 폐회로식의 힘 작동을 가능케 한다.

도 3b는 자동 주차 브레이크의 구성을 나타내고 있고, 도 3c는 브레이크 장치의 열 감소 동안의 작동을 나타내고 있다.

도 3b는 주차 브레이크가 적용되는 한 사이클 동안에 이동에 대한 힘의 곡선을 사용하여 본 발명의 주차 브레이크 시스템의 작동을 나타내고 있다.

힘은 영역 Ⅲ 후, 간접적인 힘 측정에 의해 기울기의 제2 변화 지점이 확인될 때까지 증가한다. 이 기울기의 제2 변화 지점에 도달하자 곧 힘의 증가가 중지된다. 이는 제동력이 필요 제동값 이상으로 될 것이고 또한 열 감소 후에도 안정적일 것을 보장한다.

스프링 장치의 제2 스토퍼(4)는 스프링 장치의 해당 압축이 열 감소로 인한 이동거리를 보상하기에 충분한 방식으로 결정된다.

도 3c는 주차 브레이크 시스템의 작동, 특히 냉각 동안의 스프링 장치의 이동거리를 나타내고 있다. 패드와 디스크 브레이크가 냉각됨에 따라 수축하므로 이 동거리와 제동력이 감소하지만, 항상 제동력이 필요 제동값 F1의 이상이 되도록 스프링 장치의 신장에 의해 제한된다.

스프링 장치의 두 스토퍼에 상당하는 힘의 값은 (예를 들면, 선조절 중에)아주 정확히 알 수 있다. 이 스토퍼는 각각의 특정의 사용 중에 간접적인 힘 측정 함수를 조정하도록 사용될 수 있다.

전술된 작동 곡선은 또한 주차 브레이크 메커니즘의 구성요소를 모니터할 수 있게 한다. 간접적인 힘 측정 동안 기울기가 변화는 두 지점에서의 힘의 값들의 비율은 스프링 장치의 최종 하중에 대한 예하중의 비율과 동일하다. 두 기울기 변화 지점에서 측정된 힘 값과 그 비율은 메모리 내에 저장되고 설계 비율과 비교될 수 있다. 이 방식으로, 스프링 장치의 어떠한 변화도 찾아낼 수 있다.

기울기 변화 지점은 제동력이 가해지는 중에 확인될 수도 있고, 그 작동값은 저장될 수 있다. 제동력이 가해지는 동안의 작동값과 제동 해제 동안의 작동값의 차이가 스프링으로 인한 그리고 힘(마찰력)의 전달로 인한 히스테리시스(hysteresis)를 나타내기 때문에, 이 히스테리시스가 모니터될 수 있다.

도 3a~3c에 예시된 특성곡선을 사용하여 다른 고장 모드가 모니터될 수 있다. 예를 들면, 기울기의 어떠한 변화도 확인되지않는 경우, 이는 스프링 장치가 더 이상 탄성의 구성요소 역할을 하지 않거나, 모터의 제동 작동 장치(예를 들면, 케이블 시스템의 견인 장치)에 의해 생성된 최대의 힘이 스프링 장치의 예하중보다 작다는 것을 의미한다.

기울기의 한 변화 지점만이 확인되는 경우, 이는 스프링 장치의 탄성이 변하 였거나, 제동 작동 장치에 의해 생성된 힘이 예하중보다 크지만 스프링 장치의 최대 하중보다 작은 최대의 힘인 것을 의미한다. 특히, 기울기 변화 지점에서의 함수값들 사이의 비율이 변하는 경우, 이는 스프링 장치의 예하중이 변하였거나, 스프링 장치의 탄성이 변하였거나 또는 스프링 장치의 최종 하중이 변하였다는 것을 의미한다. 함수의 절대값이 (저장된 값에 비해)상당히 변한 경우에, 그 이유는 제동력을 생성하는 장치의 특성곡선에서의 변화나, 스프링 장치의 예하중 또는 탄성의 변화일 수 있다.

도 4a는 디스크 브레이크에 적용되는 시스템에 관하여 스토퍼(3)만이 장착된 스프링 장치의 일반적인 특성곡선을 나타내는 한편, 도 4b는 주차 브레이크의 작동의 동태를 나타내고 도 4c는 열 감소 동안의 시스템의 작동을 나타내고 있다.

대체로, 전술한 도 3a~3c의 설명들은 도 4a~4c에 대해서도 또한 유효하다.

도 4a는 디스크 브레이크에 적용되고 하나의 스토퍼를 갖춘 스프링 장치를 포함하고 있는 시스템에 관하여 힘에 대한 이동거리의 일반적인 특성곡선을 나타내고 있다.

이 특성곡선은 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 및 Ⅴ라고 표시된 4개의 다른 영역으로 나누어질 수 있다. 이 영역들은 간접적인 힘 측정 함수(예를 들면 작동하는 모터의 전류)로 동일한 방식으로 구별될 수 있다.

힘 F1은 필요 제동력으로도 정의되는 스프링 장치의 예하중에 상응한다.

이동거리 Δs는 메커니즘의 열 감소로 인한 이동을 보상하기에 충분한 스프링 장치의 압축(즉, 이동)을 나타내고 있다.

F2는 이동거리 Δs를 통한 스프링 장치의 압축 후의 힘 레벨이다.

곡선 4a의 영역 Ⅰ~Ⅲ은 도 3a의 영역 Ⅰ~Ⅲ과 일치하고, 전술한 도 3a의 영역 Ⅰ~Ⅲ의 내용이 4a의 영역 Ⅰ~Ⅲ에도 적용될 수 있다. 스토퍼(4)가 없어서 스프링의 이동에 제한이 없기 때문에, 이 특성곡선에 영역 Ⅳ이 없다. 작동 장치(케이블 장치의 경우에는 전기 트랙션 모터)가 최대의 힘을 생성할 때까지, 예를 들면 모터가 정지할 때까지, 영역 Ⅲ이 영역 Ⅳ을 대신하여 계속된다. 더 이상 힘이나 스프링의 이동거리가 증가할 수 없을 때에, 영역 Ⅴ에 도달한다.

스프링 장치의 예하중을 (예를 들면 선조절 동안) 매우 정확하게 알 수 있기 때문에, 각 특정의 적용예 동안 간접적인 힘 측정 함수를 조정하도록 사용될 수 있다. 기울기의 값이 변하는 순간에 간접적인 힘 측정 함수의 함수값에 대응하는 스프링 예하중은 각각의 함수에 대하여 특히 힘의 범위 중 힘이 높은 단부에서 일정할 수 있는 비율을 제공한다.

도 4b는 주차 브레이크가 적용되는 한 사이클 동안의 이동에 대한 힘의 곡선을 나타내고 있다. 곡선의 기울기가 변할 때 전술된 비율이 산출되고, 이 비율은 힘 F2의 값을 산출할 수 있게 한다. 힘 레벨 F2에 도달할 때까지 힘이 증가하고, 자동 주차 브레이크가 사용되는 사이클이 이 F2의 시기로부터 중지될 수 있다.

따라서 직접적으로 힘을 조사할 필요없이 폐회로식 힘 작동이 가능하다. 이는 제동력이 열 감소 후에도 필요 제동력 이상으로 남는 것을 가능케 하고, 그 이유는 스프링 장치의 압축에 대등한 힘이 열 감소로 인한 이동을 보상하기에 충분하도록 스프링 장치의 압축이 설정되기 때문이다.

도 4c는 열 감소 동안의 시스템의 작동을 나타내고 있다. 패드와 디스크가 수축함에 따라, 제동력과 이동거리가 감소하지만 스프링 장치의 신장에 의해 제한되어서, 제동력은 필요 제동력(F1)보다 항상 큰 상태로 된다.

브레이크 장치의 이동을 측정하는 변위 센서가 제공되는 경우, 힘 센서 없이 시스템이 형성될 수 있다. 그러면 이 시스템은 영역 Ⅱ와 영역 Ⅲ 사이의 기울기 변화를 간단히 탐지할 필요가 있고, 이동거리는 기울기의 변화 지점을 넘어서 간단히 측정되어야만 한다.

전술한 이동거리 측정 또는 접촉 센서는 스프링 탄성을 포함하는 가능성들, 2개의 스토퍼 장치에 관하여 전술된 바와 같은 힘 생성원을 모두 모니터할 수 있게 한다.

도 4a의 특성곡선은 주차 브레이크 메커니즘의 구성요소를 모니터하도록 한다. 기울기의 변화 시점이 제동력의 해제 동안에 확인될 수도 있고 함수값이 저장될 수 있다. 주차 브레이크 작동 중의 함수값과 브레이크 해제 중의 함수값 사이의 차가 발생할 수 있다. 이러한 차이는 스프링 장치의 탄성과 브레이크 장치의 탄성으로부터 야기된 히스테리시스에 기인하는 것일 수 있다. 또한 이 히스테리시스는 모니터될 수 있다.

도 4a에 도시된 특성곡선에 의해 다른 고장 모드가 모니터될 수 있다. 기울기의 어떠한 변화도 확인되지않는 경우, 스프링 장치가 더 이상 탄성의 구성요소 역할을 하지 않고 있거나, 제동력을 생성하는 장치가 스프링 장치의 예하중보다 작은 최대의 힘을 생성하고 있다는 것으로 생각할 수 있다. 함수값의 절대값이 (저 장된 값에 비해)상당히 변한 경우에, 그 이유는 제동력 생성장치의 특성 또는 스프링 장치의 예하중의 변화일 수 있다.

도 5a는 드럼 브레이크 시스템에 관한, 하나의 스토퍼를 갖춘 스프링 장치의 일반적인 특성곡선을 나타내고 있다. 도 5b와 5c는 각각 주차 브레이크 작동 동안과 열 감소 과정 동안의 작동을 나타내고 있다.

대체로, 전술한 도 3a~3c와 4a~4c의 설명은 도a~5c에 적용될 수 있다.

도 4a는 드럼 브레이크에 적용되고 하나의 스토퍼를 갖춘 스프링 장치를 포함하고 있는 시스템에 관하여 힘에 대한 이동거리의 일반적인 특성곡선을 나타내고 있다.

이 특성곡선은 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 및 Ⅳ로 표시된 4개의 다른 영역으로 나누어질 수 있다. 이 영역들은 간접적인 힘 측정 함수에 의해 (예를 들면 작동 모터의 전류를 측정함으로써) 동일한 방식으로 구별될 수 있다.

이 영역들은 간접적인 힘 측정 함수, 예를 들면 제어 모터에 제공되는 전류에 의해 동일한 방식으로 구별될 수 있다. F1은 각각의 적용예에서 요구되는 제동력에 상당하는 스프링 장치의 예하중이다.

영역 Ⅰ~Ⅲ은 도 3a의 영역Ⅰ~Ⅲ과 동일하고, 전술한 도 3a의 영역Ⅰ~Ⅲ의 설명이 드럼 브레이크에 대한 이 적용예에서도 유효하다.

도 3a의 구성과 비교하여 스프링 장치의 이동에 있어서 제한이 없기 때문에, 이 특성곡선에서 영역 Ⅳ이 발견되지않는다. 예를 들어, 모터가 최대 힘을 제공할 때까지 영역 Ⅲ이 계속된다. 이 경우에, 영역 Ⅴ에 도달하였을 때, 더 이상의 힘 증가 또는 스프링의 이동거리 증가는 불가능하다.

도 5b는 주차 브레이크가 적용되는 한 사이클 동안의 이동거리에 대한 힘의 곡선을 나타내고 있다. 힘 F의 레벨에서 기울기가 변하자마자 주차 브레이크 적용 사이클이 중지될 수 있다. 그러므로, 직접적인 힘 센서를 사용하지않고 자율적인 힘 작동이 가능하다. 그에 따라 반드시 제동력에 도달된다.

도 5c는 열 감소 동안의 이동거리에 대한 힘의 작용을 나타내고 있다. 드럼 직경의 수축 때문에, 그 제동력이 증가하지만 스프링 장치의 압축에 의해 제한된다. 그러므로 제동력은 열 감소로 인하여 스프링 장치의 최대 압축에 의해 결정되는 최대 힘의 값 아래로 항상 될 것이다.

스프링 장치의 예하중이 (예를 들면, 스프링 장치의 선조절 절차로부터) 정확히 알려지기 때문에, 각각의 적용처 타입에 대하여 브레이크 작동 힘을 간접적으로 측정하는 함수를 조정할 수 있다.

도 5에 도시된 특성곡선은 주차 브레이크 메커니즘의 구성요소를 모니터하게 한다. 따라서, 기울기의 변화 지점은 주차 브레이크의 작동 및 해제의 둘 다 동안에 식별될 수 있다. 주차 브레이크의 작동과 해제 사이에서 시스템의 히스테리시스에 관한 차이가 발생할 수 있다. 이 히스테리시스가 모니터될 수 있다.

앞에서와 같이, 도 5a에 도시된 특성곡선을 사용하여 다른 고장 모드가 모니터될 수 있다.

기울기의 아무 변화도 확인되지않는 경우, 이는 스프링 장치가 더 이상 탄성의 구성요소 역할을 하지 않거나, 제동력 생성 장치(모터)가 스프링 장치의 예하중 보다 작은 최대 힘을 생성하고 있다는 것을 의미할 수 있다. 함수값의 절대값이 (저장된 값에 비해) 상당히 변한 경우에, 그 이유는 제동력을 생성 장치의 특성에서의 변화나, 스프링 장치의 예하중의 변화일 수 있다.

도 5a에 도시된 특성곡선은 주차 브레이크 메커니즘을 모니터할 수 있게 한다. 기울기의 변화 지점이 제동력의 해제 동안에 또한 확인될 수 있고 함수값이 저장될 수 있다. 주차 브레이크를 작동시킬 때의 함수값과 해제시킬 때의 함수값 사이의 차가 발생할 수 있다. 이 차이는 스프링 장치의 탄성과 브레이크 장치의 탄성으로 인한 히스테리시스에 기인하는 것일 수 있다. 이 히스테리시스가 모니터될 수 있다.

도 5a에 도시된 특성곡선에 의해 다른 고장 모드를 모니터할 수 있다.

또한, 추가의 프로브를 사용하여, 다른 고장 모드를 모니터할 수 있다. 예를 들면 이동 프로브를 이용하여 스프링 장치의 탄성을 모니터할 수 있다.

전술한 간접적인 힘 측정 함수를 모니터하는 것은 직접적인 힘 센서 필요없이 폐회로식의 힘 작동을 허용한다.

스프링 장치의 탄성은 오랜 시간 동안 안정적이므로, 도달된 힘의 레벨은 간접적인 힘 측정 함수의 파라미터의 변화와 무관하다.

제동력은 모든 조건하에서 고도의 재현가능한 정밀함을 가지고 추정된다.

상기의 제어를 수행하고, 부적절한 작동의 경우에는 경보를 전할 수 있도록 드라이버로부터 명령이 없을 때에 주차 브레이크의 작동을 탐지하기 위해 소프트웨어가 사용될 수 있다.

주차 브레이크의 작동 또는 해제 동안에 작동하는 힘을 간접적으로 측정하여 기울기의 경사를 상용 브레이크 기구로 가해지는 유압 값에 상관없이 탐지할 수 있다.

예를 들면 힘 또는 이동거리에 관한 부가 정보를 제공하기 위해, 그리고 구성요소 및/또는 폐회로식 작동을 좀더 광범위하게 모니터하기 위해 추가의 프로브가 사용될 수 있다.

Claims (16)

1. 브레이크 작동력을 흡수하도록 설계되고 브레이크 장치의 작동 기구에 위치되는 스프링 장치를 포함하는 차량용 자동 주차 브레이크의 작동 방법에 있어서, 상기 방법은 적어도,

   상기 스프링 장치에 예하중을 가하는 단계,

   상기 예하중을 상기 차량에 필요한 최소 제동력에 적어도 상응하는 레벨로 조절하는 단계,

   브레이크 작동력을 간접적으로 측정하는 단계, 및

   상기 브레이크 작동력이 상기 예하중과 같은 값의 힘보다 클 때 주차 브레이크를 로킹하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크의 작동 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자동 주차 브레이크의 조절 방법은,

   스프링 장치의 변위(Δs)를 측정하는 단계, 및

   상기 변위가 소정의 값에 도달할 때, 자동 주차 브레이크의 작동을 로킹하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크의 조절 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 자동 주차 브레이크의 조절 방법은 스프링 장치의 이동거리를 소정 값의 로킹 힘을 생성하기 위해 선택된 값으로 제한하는 단계를 포 함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크의 조절 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 자동 주차 브레이크가 전기 모터에 의해 제어되고, 제동력을 측정하는 단계는 상기 전기 모터에 제공되는 전류를 측정함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크의 조절 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 자동 주차 브레이크의 조절 방법은 작동 장치의 이동거리의 함수로서 브레이크 장치에 전달되는 브레이크 작동력의 곡선을 생성하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크의 조절 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 자동 주차 브레이크의 조절 방법은 가해지는 힘이 예하중의 힘과 같거나 스프링 장치의 최대 압축에 상당하는 힘과 같을 때에 기울기의 변화가 발생하는 것을 보장하도록 곡선의 기울기를 모니터하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크의 조절 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 자동 주차 브레이크의 조절 방법은 상기 곡선의 기울기가 변할 때 측정되어 브레이크 장치에 전달되는 브레이크 작동력의 값들 사이의 비율을 산출하고 메모리 내에 저장하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크의 조절 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 자동 주차 브레이크의 조절 방법은 주차 브레이크가 작동될 때, 상기 곡선의 기울기가 변할 때에 브레이크 장치로 전달되는 브레이크 작동력을 측정하고, 추정된 브레이크 작동력의 값들 사이의 비율을 상기 저장된 비율과 비교하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크의 조절 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 적용한 자동 주차 브레이크 시스템에 있어서, 상기 자동 주차 브레이크 시스템은 상기 브레이크 장치의 작동 기구에 삽입되는 스프링 장치를 갖춘 하나 이상의 브레이크 장치를 포함하고 있고, 상기 스프링 장치에는 필요 최소 제동력(F1, F)에 상응하는 힘으로 예하중이 주어지는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크 시스템.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 자동 주차 브레이크 시스템은 브레이크 작동력을 상기 브레이크 장치에 전달하기 위한 하나 이상의 케이블(9)을 포함하고 있고, 상기 스프링 장치는 상기 케이블(9)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크 시스템.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 자동 주차 브레이크 시스템은 재킷의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 재킷의 축선에 위치된 스프링(1)을 구비하는 원통형 재킷(7)을 포함하고 있고, 상기 재킷의 제1 단부에는 케이블과 케이블 덮개의 단부 가 관통하는 플러그(6)가 구비되어있고, 스프링(1)이 축선방향으로 이동가능한 와셔(2)에 지지되고, 이 와셔는 플러그(6)에 대하여 또는 상기 덮개의 단부(8)에 대하여 지지되고, 플러그 또는 덮개는 제1 스토퍼(3)를 형성하고, 상기 재킷의 제2 단부에는 제1 스토퍼(3)와 함께 스프링(1)의 예하중을 조절하기 위한 축선방향 이동가능 커버(5)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크 시스템.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 커버(5)는 재킷의 제2 단부 상으로 나사체결되는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크 시스템.
13. 제 11 항에 있어서, 재킷은 압축 모드시 와셔(2)의 변위를 제한할 수 있게 하는 제2 스토퍼(4)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크 시스템.
14. 제 9 항에 있어서, 스프링 장치가 디스크 브레이크 피스톤에 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크 시스템.
15. 제 14 항에 있어서, 스프링 장치는 예하중을 형성하기 위한 제1 스토퍼(14)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크 시스템.
16. 제 15 항에 있어서, 스프링 장치는 스프링 장치의 이동거리를 제한하는 제2 스토퍼(15)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 주차 브레이크 시스템.

Images