KR20090006567A - 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터전자 웨지 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 전자 웨지 브레이크(EWB, Electro Wedge Brake)시스템은 1개의 모터(13)에서 발생되는 동력을 이용해 주 제동 기능을 구현하고, 부가 기능인 패드 설정 간격 유지 기능이 제동 시 ECU(2)가 제어하는 1개의 모터(13)에서 발생된 동력으로 패드를 디스크(5)쪽으로 가압함과 더불어, 축 방향 이동되는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조를 통해 밀어주는 방식으로 구현됨에 따라, 사용되는 모터 수량 축소에 따른 전체적인 크기 축소는 물론 동력 전달 구조의 단순화를 통해 전체적인 설계도 용이하게 할 수 있는 특징이 있게 된다.

웨지 브레이크, 패드, 조정

Description

모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템{Additional functions embodiment using motor power linkage typed Single Motor Electric Wedge Brake Sysrem}

본 발명은 웨지 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 브레이크 시스템(brake system)은 주행하는 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에, 주차상태를 유지하기 위해 사용하는 제동장치이다.

이러한 브레이크 시스템은 통상 운동에너지를 마찰력을 이용해 열에너지로 바꾸어, 그것을 대기 속으로 방출시켜 제동작용을 하는 마찰식 브레이크가 사용되는데 이는, 차륜과 함께 회전하는 디스크를 그 양쪽에서 패드가 유압에 의하여 눌려지면서 제동기능을 수행하게 된다.

그러나, 이러한 유압 식 브레이크는 제동 시 유압을 이용하여 패드를 강하게 디스크 쪽으로 밀어 주는 방식으로 구현됨에 따라, 페달 조작력을 배력하는 부스터를 통해 작동되어 유압을 발생하는 마스터 실린더와, 휠 실린더쪽으로 이어지는 유 압 라인은 물론, 이들을 제어하고 보조하는 각종 장치들로 복잡한 구성이 이루어질 수밖에 없고, 이러한 구성의 복잡함과 유압 사용에 따른 제동 성능의 신뢰성가 안정성 강화등에 어느 정도 한계성이 있을 수밖에 취약성이 있게 된다.

이에 따라, 유압 식 브레이크가 갖지 못하는 구성의 단순함을 가져오고 제동 성능의 신뢰성 강화와 주차 브레이크 작용도 함께 구현할 수 있음과 더불어, ABS(Anti Brake System)의 응답성과 성능 향상과 더 나아가 통합 샤시 제어를 최적으로 구현할 수 있도록 전자 웨지 브레이크(EWB, Electro Wedge Brake) 시스템을 개발 및 적용하고 있는 추세이다.

이러한 전자 웨지 브레이크인 EWB는 제동 시, 액츄에이터를 통해 작동되는 웨지 조립체를 이용하여 브레이크 패드를 디스크 쪽으로 가압함에 따라 마찰시킴으로 써 제동 작용을 구현하는 방식을 이용하게 된다.

이때, 이와 같은 EWB는 12V의 전압(Voltage)을 사용하는 모터(Motor)를 이용하더라도 유압 식 브레이크의 제동력을 구현할 수 있게 되는데, 이는 EWB가 웨지(Wedge)현상을 이용한 자체 힘 배력(Self-Energizing)작용을 구현하기 때문으로 즉, 액츄에이터의 구동에 따라 웨지가 이동해 패드를 가압함과 더불어 패드와 디스크간 마찰력이 추가적인 입력(Input Force)으로 작용하게 되므로, 이러한 웨지 구조에 따른 작용으로 모터에 의한 힘이 작더라도 큰 제동력을 구현 할 수 있게 된다.

이에 더해 이러한 EWB는 패드의 설정 간격 유지 초과 시 자동적으로 패드의 디스크에 대한 설정 간격을 유지하기 위한 보정 즉, 웨지 조립체 부위를 패드 쪽으 로 이동시켜 설정 간격이 초과된 패드 간격을 조정해주는 기능이 부여되어진다.

또한, 이러한 EWB는 페일- 세이프(Fail-Safe) 즉, 브레이크 페일(Brake Fail)시 제동력이 해제되지 못하고 계속적으로 제동력이 작용함에 따라, 정상 운행 시 차체의 비정상적인 회전이 일어날 수 소지를 차단하기 위해 브레이크 페일(Brake Fail)시 제동력을 해제하는 기능도 부여되어진다.

이와 더불어, 이러한 EWB는 전자식 주차 브레이크인 EPB(Electric Parking Brake)기능도 함께 구현할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같이 EWB에 제동 기능이외에 여러 부가 기능인 패드 설정 간격 유지 기능과 페일- 세이프(Fail-Safe) 기능 및 EPB 기능이 모두 구현됨에 따라, 전체적인 부품 구성이 매우 복잡해짐은 물론 특히, 제동 기능을 위한 모터와 더불어 여러 부가 기능 구현을 위한 별도 모터로 인해 2개의 모터가 필요하게 되는 취약성이 있게 된다.

또한, 이와 같이 각각 별도의 동력을 발생시키는 2개의 모터를 사용함에 따라, 모터 수용 공간으로 인한 전체적인 크기 증가를 가져올 수밖에 없고 이러한 크기 증가는 차륜 부위에 대한 장착상의 제약 조건을 가져오는 불편이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 전자 웨지 브레이크(EWB, Electro Wedge Brake)가 1개의 모터에서 발생되는 동력을 이용해 제동 기능을 구현함에 따라, 사용되는 모터를 1개로 줄여 전체적인 크기 축소에 따른 장착성 향상과 더불어, 1개의 모터만을 사용함에 따라 모터 동력 전환에 관련된 구성 부품 수를 축소시켜 원가와 중량을 절감함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전자 웨지 브레이크(EWB, Electro Wedge Brake)에서 구현되는 부가 기능인 패드 설정 간격 유지 기능이 제동 시 ECU가 제어하는 1개의 모터에서 발생된 동력을 전달받음과 더불어, 축 방향 이동되는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조를 이용해 구현됨에 따라, 동력 전달 구조의 단순화를 통해 전체적인 설계를 용이하게 할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전자 페달의 조작 신호와 차량에서 측정된 정보를 이용해 제동에 따른 제어 신호를 발생하는 ECU를 통해 구동되는 1개의 모터에서 발생된 회전력이 축 방향으로 운동으로 변환되어져,

웨지 캘리퍼에 감싸인 디스크 쪽으로 이너·아우터 패드 앗세이를 밀착시킴과 더불어, 직경을 갖는 웨지 롤러의 위치 이동에 따른 웨지 현상을 통한 자기 배력(Self-Energizing)으로 디스크에 대한 가압력으로 제동력을 배력하는 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템에 있어서,

상기 ECU가 제어하는 1개의 모터에 연동되면서 축 방향 이동되는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조를 이용해, 패드 앗세이의 디스크 설정 간격을 항상 제동 간격으로 유지하는 어저스팅 유니트가,

상기 ECU제어되는 모터의 회전력을 축 방향 직선 이동으로 변환하는 직선 운동 변환부쪽에 결합되어 함께 이동되는 모터 연동 링크와,

상기 이너 패드 앗세이를 가압하는 웨지 이동 플레이트의 구름 접촉면에 위치된 웨지 롤러의 반대쪽에 위치된 웨지 베이스 플레이트에 접촉되고, 상기 모터 연동 링크의 일단이 결합되어진 가압 블록 및

상기 디스크를 가압하는 패드의 측 방향에서 상기 가압 블록의 측면쪽에서 접촉되어져, NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 결합에 따라 가압 스프링의 가압력을 통해 발생되는 축 방향 이동력으로 상기 가압 블록을 가압하는 가압 어저스터

로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가압 어저스터는 하우징에 결합되는 지지 너트에 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 결합되어 축 방향 이동되는 푸쉬 로드 축과, 상기 푸쉬 로드 축의 끝단에 결합된 트러스트(Thrust) 베어링 및 일단이 지지 너트부위에 고정되고 타단은 베어링쪽으로 지속적인 축 방향 힘을 가하도록 초기 상태로 조립되어진 가압 스프링으로 구성되어진다.

또한, 상기 가압 블록은 이동되지 않도록 하우징 부위로 고정되어진 베이스 블록과, 상기 베이스 블록의 경사진 절단면인 웨지 경사면에 밀착되도록 동일하게 절단한 웨지 경사면을 갖고 직선 이동되는 이동 블록 및 모터의 직선 운동 변환부에 연결 플레이트를 매개로 일단이 결합되고, 상기 이동 블록에 개구된 이동 슬랏쪽에 타단이 결합된 모터 연동 링크로 구성되어진다.

그리고, 상기 이동 슬랏의 길이는 패드와 디스크의 초기 설정 간격을 통해 전진이나 후진 제동이 이루어 질 때, 모터 연동 링크가 이동되더라도 이동 블록에 접촉되지 않고, 패드와 디스크의 초기 설정 간격을 벗어나는 패드 마모 시 모터 연동 링크의 이동이 이동 블록을 가압하는 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 제동 시 주 제동을 위한 동력을 발생하는 1개의 모터를 이용하는 전자 웨지 브레이크(EWB)를 구성함과 더불어, 1개의 모터에 연동되어 작동되는 링크와 더불어 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조를 이용한 자동적인 축 방향 이동을 이용해 패드 설정 간격 유지와 같은 부가 기능이 구현됨에 따라, 동력 발생용 모터를 2개 사용할 때에 발생될 수 있는 문제를 해소함과 더불어, 모터를 1개 만 사용함에 따른 전체적인 크기 축소로 인한 장착성 향상과, 모터 운동 전환 구성 부품수를 축소에 따른 원가와 중량을 절감은 물론, 모터 관련 부품간 운동 전환 구조의 단순화에 따른 설계 용이성을 갖는 효과가 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템를 도시한 것인바, 본 발명의 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템은 차량 제동을 위해 운전자가 조작하는 전자 페달(1)과, 제동 시 차량 정보를 고려한 제어를 구현하는 ECU(2), 차륜과 함께 회전하는 디스크(5)를 가압해 제동을 수행하는 웨지 캘리퍼(6) 및 제동 시 ECU(2)가 제어하는 1개의 모터(13)에서 발생된 동력으로 패드를 디스크(5)쪽으로 가압해 제동을 구현함과 더불어, 패드 설정 간격 유지와 같은 부가 기능을 구현하도록 축 방향 이동되는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조를 구비한 웨지 액츄에이터 앗세이(10)로 구성되어진다.

이에 더해 상기 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템에는 보조 배터리(4)가 더 구비되는데, 상기 보조 배터리(4)는 ECU(2)와 액츄에이터 앗세이(10)의 모터(13)와 솔레노이드(41)를 위한 예비 배터리로 이용된다.

또한, 상기 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템에는 주차 브레이크 작동 시, ECU(2)가 주차 브레이크 전환 상태를 인식하도록 신호를 입력받는데 일례로, 운전석 부위로 별도의 전기 신호를 ECU(2)쪽으로 발생시켜 주는 주차 브레이크 버튼을 이용하게 된다.

그리고, 상기 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템에는 웨지 액츄에이터 앗세이(10)를 내부로 수용하도록 하우징이 더 구비되며, 상기 하우징은 웨지 캘리퍼(6)를 이용해 다양한 방식으로 결합되어진다.

또한, 상기 ECU(2)는 조작되는 전자 페달(1)의 답입량 정보와 더불어, 차량에 장착된 요 모멘트 센서(3)를 통한 차량 자세 정보등을 제공받아 제동 시 요구되는 제어를 구현하게 된다.

이와 더불어 상기 웨지 캘리퍼(6)와 이에 결합된 웨지 액츄에이터 앗세이(10)부위에도 여러 센서가 장착되어 ECU(2)로 측정 신호를 전송하게 되는데 일례 로, 패드의 설정 간격 초과에 따른 디스크(5)간 간격 증대를 감지해 항상 설정된 간격을 유지하기 위한 패드 마모 감지 센서는 물론, 제동 시 웨지 롤러의 작용으로 패드를 디스크(5)쪽으로 가압할 때 발생될 수 있는 휠 재밍(Wheel Jamming)을 방지하기 위한 하중 센서등을 구비하게 된다.

또한, 상기 웨지 캘리퍼(6)는 차륜과 함께 회전하는 디스크(5)를 감싸면서, 그 내부에는 디스크(5)의 양쪽으로 배치되어 디스크(5)를 가압하는 이너·아우터 패드 앗세이(7,8)로 이루어지게 된다.

이러한 웨지 캘리퍼(6)는 이너 패드 앗세이(7)가 디스크(5)쪽으로 가압 될 때, 그 반대쪽으로 위치된 아우터 패드 앗세이(8)도 디스크(5)쪽으로 이동되도록 연동 작용을 구현하는 토크 멤버(통상적인 캘리퍼 타입 브레이크의 작용임)를 구비하게된다.

그리고, 상기 웨지 액츄에이터 앗세이(10)는 ECU(2)가 제어하는 1개의 모터(13)에서 발생된 동력으로 제동력을 발생하는 제동 모터 유니트(11)와, 상기 제동 모터 유니트(11)에 연동되어 웨지 캘리퍼(6)의 일측 부위에서 패드 앗세이(7,8)를 디스크(5)쪽으로 가압시키는 웨지 제동 유니트(16) 및 상기 패드 앗세이(7,8)의 디스크(5) 설정 간격을 항상 제동 간격으로 유지하도록, 상기 모터(13)에 연동되면서 축 방향 이동되는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조를 구비한 어저스팅 유니트로 구성되어진다.

이를 위해 상기 제동 모터 유니트(11)는 도 2(가)에 도시된 바와 같이, 웨지 캘리퍼(6)의 측면에서 일측으로 구비되어져 ECU(2)가 제어하는 모터(13)와, 상기 모터(13)의 출력 축 부위에 결합되어 모터 회전에 대해 축 방향 전·후진 이동되는 직선 운동 변환부(14) 및 상기 직선 운동 변환부(14)에 연결 플레이트(15a)를 매개로 결합되어져, 직선 운동 변환부(14)의 축 방향 이동을 따라 함께 이동되는 연동 로드(15)로 구성되어진다.

여기서, 상기 직선 운동 변환부(14)는 모터(13)를 통해 회전축이 회전되면, 상기 회전축의 외주면에 형성된 나사와 내면 결합되어져 회전축의 회전 방향에 따라 축 방향으로 전·후진 이동되도록 구성되며, 이러한 구성은 통상적으로 차량의 EWB에 적용되고 있는 구조이다.

또한, 상기 연동 로드(15)는 연결 플레이트(15a)를 이용하지 않고 직선 운동 변화부(14)에 직접 고정될 수 도 있게 된다.

그리고, 상기 연동 로드(15)는 직선 운동 변환부(14)를 통한 이동력이 균일하게 이루어지도록, 직선 운동 변환부(14)의 상하부위로 2개가 한 쌍을 이루도록 구성되어진다.

또한, 상기 웨지 제동 유니트(16)는 모터(13)의 회전에 따른 축 방향 이동력을 받도록 모터(13)쪽 부위에 고정되는 연결로드(18)와, 아우터 패드 앗세이(8)의 반대쪽 디스크(5)쪽으로 위치된 이너 패드 앗세이(7)를 디스크(5)쪽으로 가압시키도록, 일체로 형성된 연결로드(18)를 통해 이동되는 ??지 이동 플레이트(17), 상기 웨지 이동 플레이트(17)에 대향되도록 평행하게 배열되어진 웨지 베이스 플레이트(20) 및 한 쌍의 플레이트(17,20)사이에 형성된 구름 접촉 면(17a,20a)사이로 위치되어, 마찰력을 발생하는 웨지 롤러(19)로 구성되어진다.

그리고, 상기 연결로드(18)는 모터(13)의 회전에 따른 직선 운동 변환부(14)을 통해 축 방향 이동되는 연동 로드(15)의 끝단에 고정되어져, 상기 연동 로드(15)의 이동방향으로 웨지 플레이트(17)를 함께 이동시켜주게 된다.

또한, 상기 연결로드(18)는 웨지 이동 플레이트(17)의 상·하 부위에서 그 면에 대해 직각으로 길게 연장되어져, 볼트등을 매개로 연동로드(15)의 끝단에 고정되어진다.

그리고, 상기 웨지 롤러(19)는 서로 대향되도록 배열된 한 쌍의 플레이트(17,20)사이에 위치된 원 기둥 형상으로 이루어져, 상기 플레이트(17,20)의 거동에 따라 발생되는 마찰력을 통해 자기 배력(Self-Energizing)작용을 구현하는 ??지(Wedge)현상을 발생시켜, 패드를 가압하는 입력(Input Force)으로 작용시켜 주게 된다.

이를 위해 상기 웨지 롤러(19)는 서로 대향된 한 쌍의 플레이트(17,20)면에 각각 다수로 형성된 브이(V)홈 단면 형상인 구름 접촉 면(17a,20a)사이로 위치되며, 이러한 브이(V)홈 단면 형상인 구름 접촉 면(17a,20a)은 웨지 롤러(19)와의 마찰력 발생과 더불어, 웨지 롤러(19)의 위치 변화에 따라 한쪽 플레이트(웨지 플레이트(17))를 패드쪽으로 이동시켜주는 작용을 동시에 구현하게 된다.

또한, 상기 웨지 베이스 플레이트(20)는 모터(13)의 동력으로 이동되는 웨지 이동 플레이트(17)에 비해 밀려나지 않고 패드에 직각 방향으로 만 이동되도록 설치되어지며, 이를 위해 웨지 베이스 플레이트(20)는 하우징 부위로 장착되어진다.

그리고, EWB 작동 시 제동 모터 유니트(11)와 웨지 제동 유니트(16)를 통한 주 제동 기능을 구현이외에, 패드 설정 간격 유지와 같은 부가 기능을 구현하는 어저스팅 유니트는 스프링의 지속적인 가압력을 받아 축 방향 전진되는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 결합된 가압 어저스터(30)와, 패드 마모에 따른 디스크(5)에 대한 설정 간격 초과를 제거하도록 모터(13)의 동력을 통해 이동되는 가압 블록(70)으로 구성되어진다.

이를 위해 상기 가압 어저스터(30)는 하우징에 결합되는 지지 너트(31)에 나사 결합되어 축 방향 이동되는 푸쉬 로드 축(32)과, 상기 푸쉬 로드 축(32)의 끝단에 결합된 베어링(33) 및 일단이 지지 너트(31)부위에 고정되고 타단은 베어링(33)쪽으로 지속적인 축 방향 힘을 가하도록 초기 상태로 조립되어진 가압 스프링(34)으로 구성되어진다.

이때, 상기 푸쉬 로드 축(32)과 지지 너트(31)는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 즉, 리드 각(Lead Angle)이 매우 큰 타입의 스크류를 이용함에 따라 축 방향으로 힘을 받게 되면, 큰 리드 각으로 인해 자동적으로 회전하면서 축 방향 이동되어진다.

그리고, 상기 베어링(33)은 축 방향 힘을 받는 트러스트(Thrust) 베어링으로 이루어진다.

또한, 상기 가압 블록(70)은 이동되지 않도록 하우징 부위로 고정되어진 베이스 블록(71)과, 상기 베이스 블록(71)의 경사진 절단면인 웨지 경사면(71a)에 밀착되도록 동일하게 절단한 웨지 경사면(72a)을 갖고 직선 이동되는 이동 블록(72) 및 모터(13)의 직선 운동 변환부(14)에 연결 플레이트(15a)를 매개로 일단이 결합 되고, 상기 이동 블록(72)에 개구된 이동 슬랏(73)쪽에 타단이 결합된 모터 연동 링크(35)로 구성되어진다.

이때, 상기 이동 블록(72)은 베이스 블록(71)의 웨지 경사면(71a)에 비해 더 크게 웨지 경사면(72a)을 형성하게 되는데, 이는 외력(이동 어저스터가 가하는 힘)에 의해 상기 이동 블록(72)이 이동될 때, 베이스 블록(71)의 웨지 경사면(71a)에 대해 보다 안정적으로 이동되기 위함이다.

또한, 상기 모터 연동 링크(35)는 연결 플레이트(15a)에 결합되는 부위는 조인트나 볼트와 너트를 매개로 고정되고, 이동 블록(72)에 개구된 이동 슬랏(73)쪽에 위치되는 부위는 이동 슬랏(73)을 따라 이동되면서 그 끝단면에 접촉되도록 핀(Pin) 형상 구조를 통해 결합되어진다.

이때, 상기 모터 연동 링크(35)는 연결 플레이트(15a)를 이용하지 않고 직선 운동 변화부(14)에 직접 고정될 수 도 있게 된다.

그리고, 상기 이동 슬랏(73)의 길이는 도 2(나),(다)에 도시된 바와 같이 패드와 디스크(5)의 초기 설정 간격을 통해 전진이나 후진 제동이 이루어 질 때, 모터 연동 링크(35)가 이동되더라도 이동 블록(72)에 접촉되지 않고, 패드와 디스크(5)의 초기 설정 간격을 벗어나는 패드 마모 시 모터 연동 링크(35)의 이동이 이동 블록(72)을 가압하는 길이를 갖게 된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 전자 웨지 브레이크(EWB, Electro Wedge Brake)시스템은 1개의 모 터(13)에서 발생되는 동력을 이용해 주 제동 기능을 구현하고, 부가 기능인 패드 설정 간격 유지 기능이 제동 시 ECU(2)가 제어하는 1개의 모터(13)에서 발생된 동력으로 패드를 디스크(5)쪽으로 가압함과 더불어, 축 방향 이동되는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조를 통해 밀어주는 방식으로 구현됨에 따라, 사용되는 모터 수량 축소에 따른 전체적인 크기 축소는 물론 동력 전달 구조의 단순화를 통해 전체적인 설계도 용이하게 할 수 있는 특징이 있게 된다.

이러한 특징을 갖는 본 발명의 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템에서 구현되는 주 제동 작용을 도 3를 참조로 간략히 설명하면, 주 제동 기능은 ECU(2)가 전자 페달(1)의 답입량과 더불어 각종 센서를 통한 주행 중인 차량에 대한 정보를 분석해 모터(13)를 구동함에 따라 즉, 도 3(가)에서 (다)에 도시된 바와 같이 상기 모터(13)의 회전력이 직선 운동 변환부(14)와 연결 플레이트(15a) 및 연동 로드(15)를 통해 축 방향 이동되면, 상기 연동 로드(15)에 고정된 연결 로드(18)를 매개로 웨지 제동 유니트(16)를 이루면서 이너 패드 앗세이(7)에 결합된 웨지 이동 플레이트(17)가 패드와 함께 밀려나게 된다.

이때, 상기 모터(13)의 회전 방향이 정회전일 경우 주행 시 제동상황으로 웨지 제동 유니트(16)를 이루는 이동 웨지 플레이트(17)가 모터(13)로부터 멀어지고, 역회전일 경우 후진 시 제동 상황으로 웨지 제동 유니트(16)가 모터(13)쪽으로 다가오는 경우이다.

이어 웨지 이동 플레이트(17)가 더욱 전진하면, 웨지 이동 플레이트(17)와 웨지 베이스 플레이트(20)사이의 구름 접촉 면(17a,20a)에 위치된 웨지 롤러(19)가 위치 이동 즉, 웨지 이동 플레이트(17)의 마찰력과 이동을 통해 웨지 롤러(19)는 구름 접촉 면(17a,20a)의 중앙위치에서 바깥쪽으로 위치 이동됨에 따라 웨지 효과를 발생시켜 주게 된다.

이러한 웨지 롤러(19)의 웨지 효과는 웨지 이동 플레이트(17)를 웨지 베이스 플레이트(20)로부터 더 멀어지게 하면서, 디스크(5)쪽의 반력을 상쇄하면서 이너 패드 앗세이(7)가 디스크(5)를 가압하는 입력(Input Force)으로 작용되고, 이에 따라 이너·아우터 패드 앗세이(7,8)의 디스크 가압력을 강화해 제동력을 발생시켜 주게 된다.

이와 같은 제동 상태에서 제동이 해제되면 도 3(라),(마)에 도시된 바와 같이 ECU(2)는 모터(13)를 역회전시켜, 직선 운동 변환부(14)와 연동 로드(15)를 매개로 웨지 이동 플레이트(17)를 잡아 당겨 초기 위치로 복귀 되도록 하고, 이러한 웨지 이동 플레이트(17)의 초기 위치 복귀는 웨지 롤러(19)를 구름 접촉 면(17a,20a)의 중앙으로 위치 이동시킴에 따라 디스크(5)에 대한 제동력을 해제시켜 주게된다.

또한, 차량의 후진 제동 시에도 전진 제동 시와 동일한 방식으로 제동이 이루어지며, 다만 ECU(2)의 모터(13)제어가 모터(13)를 역회전(전진 시를 정회전이라 함)시키는 차이점만 있을 뿐이므로, 도 4(바),(사)에 도시된 바와 같이 작동하므로 그 상세 설명을 생략한다.

한편, 본 발명은 이러한 주 제동 시 작동과 더불어 부가 기능인 패드 설정 간격 유지 기능을 구현 할 때, 제동 시 ECU(2)가 제어하는 1개의 모터(13)에서 발 생된 동력으로 패드를 디스크(5)쪽으로 가압함과 더불어, 축 방향 이동되는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조를 통해 밀어주는 방식으로 구현되며, 이를 위해 패드쪽을 가압하는 가압 블록(70)을 모터(13)와 함께 연동되는 모터 연동링크(35)와 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 결합된 가압 어저스터(30)를 이용하게 된다.

이러한 패드 설정 간격 유지는 초기 조립 시 패드와 디스크(5)간에 설정된 간격(Clearance)을 항상 유지해주는 기능으로서, 이는 엔진 시동 시마다 이루어지거나 또는 ECU(2)를 통한 패드 마모 인식 시 수행되는 방식으로 구현된다.

이때, 상기 ECU(2)를 통한 패드 마모 인식 시 수행되는 경우는, 엔진 시동과 함께 모터(13)를 구동하는 방식에 비해 ECU(2)가 패드 마모를 인식한 상황에서 모터(13)를 구동하는 차이가 있을 뿐, 모든 수행 절차는 동일하게 이루어진다.

이와 같은 디스크(5)와 패드간 설정된 초기 설정 간격 유지를 위한 작동 이 엔진 시동 시에 구현되는 경우를 예를 들어 설명하면, 엔진이 시동되면 이를 인식한 ECU(2)는 모터(13)를 구동해 주 제동 시 작용과 같이, 모터(13)의 구동력을 연결로드(18)를 통해 전달받아 웨지 이동 플레이트(17)가 밀려 이동되면, 도 4(가),(나)에 도시된 바와 같이, 상기 웨지 이동 플레이트(17)는 이너 패드 앗세이(7)를 함께 이동시키면서 웨지 캘리퍼(6)의 토크 멤버 작용으로 아우터 패드 앗세이(8)도 디스크(5)쪽으로 밀착 이동시켜 주게된다.

이때, 모터(13)구동에 따라 직선 운동 변환부(14)와 연결 플레이트(15a)로 고정된 모터 연동 링크(35)도 이동되지만, 상기 모터 연동 링크(35)는 이동 블 록(72)의 이동 슬랏(73)내에서 만 이동 즉, 상기 이동 슬랏(73)의 길이가 패드와 디스크(5)의 초기 설정 간격에 따른 전진이나 후진 제동 구현이 이루어지는 범위 내이므로, 상기 모터 연동 링크(35)가 모터(13)의 구동에 따라 이동되더라도 이동 블록(72)에 접촉되지 않음은 물론, 이동 블록(72)을 가압하지 않아 웨지 베이스 플레이트(20)의 거동에 영향을 미치지 않게 된다.

이와 같은 모터(13)를 통한 웨지 이동 플레이트(17)의 이동 시 이너·아우터 패드 앗세이(7,8)의 마모가 발생된 경우, 즉 이너·아우터 패드 앗세이(7,8)와 디스크(5)간 주 제동 시 요구되는 설정 간격이 초과된 상태에서는 모터(13)의 구동력으로 웨지 이동 플레이트(17)가 더 이동하게 되면서, 모터 연동 링크(35)도 이동 블록(72)의 이동 슬랏(73)의 끝단에 접촉되어진다.

이에 따라 이동 블록(72)은 모터 연동 링크(40)의 끝단이 이동 슬랏(73)에 가하는 힘을 통해 밀려나게 되고, 이러한 이동 블록(72)의 밀림은 가압 어저스터(30)에 대한 이동 블록(72)의 분리상태를 가져와 가압 어저스터(30)가 축 방향으로 이동되도록 한다.

즉, 모터 연동 링크(40)를 통한 가압력으로 밀려난 이동 블록(72)과 분리된 가압 어저스터(30)는, 가압 스프링(34)의 지속적인 가압력 작용을 받는 푸시 로드 축(32)이 지지 너트(31)로부터 회전되면서 이동 블록(72)쪽으로 전진 이동되어진다.

이러한 상기 푸쉬 로드 축(32)의 거동은 지지 너트(31)와 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 체결됨에 따라, 가압 스프링(34)으로부터 받는 가압력이 푸시 로드 축(32)을 밀면, 상기 푸시 로드 축(32)이 회전과 함께 축 방향으로 전진 이동되면서 지지 너트(31)에서 빠져 나옴에 따라 구현되어진다.

이와 같이 모터 연동 링크(40)와 푸시 로드 축(32)에 의한 가압력을 동시에 받는 이동 블록(72)은 도 4(다)에 도시된 바와 같이, 고정 블록(71)과의 접촉면인 웨지 경사면(71a,72a)을 따라 이동되고, 이러한 상기 이동 블록(72)의 이동은 웨지 베이스 플레이트(20)를 가압하면서 패드쪽으로 더 전진시켜주게 된다.

즉, 고정된 상태인 고정 블록(71)의 경사진 웨지 경사면(71a)을 따라 이동 블록(72)이 이동되면, 상기 이동 블록(72)의 경사진 웨지 경사면(72a)을 통한 웨지 작용으로 이동 블록(72)의 이동량에 비례해서 고정 블록(71)으로부터 이동 블록(72)이 패드쪽으로 밀려나게 된다.

이와 같이 상기 이동 블록(72)의 패드쪽 밀림이 웨지 고정 플레이트(20)를 가압함에 따라, 상기 웨지 고정 플레이트(20)를 통해 웨지 롤러(19)와 웨지 이동 플레이트(17)도 함께 패드쪽으로 밀리게 되고, 이러한 웨지 이동 플레이트(17)의 밀림은 웨지 캘리퍼(6)의 토크 멤버 작용으로 이너·아우터 패드 앗세이(7,8)를 디스크(5)의 양쪽으로 밀착시켜 주고, 이에 따라 패드 마모로 인해 설정된 유지 간격(Clearance)이 초과된 패드와 디스크(5)간 상태가 제거되어진다.

이어, ECU(2)는 모터(13)를 재 구동해 패드와 디스크(5)간 설정된 유지 간격(Clearance)이 확립되도록 웨지 이동 플레이트(17)를 다시 조정한 다음, 모터(13)를 역회전 시켜 웨지 베이스 플레이트(20)와 웨지 롤러(19) 및 웨지 이동 플레이트(17)를 초기 상태로 전환하게 된다.

이로 인해 패드 마모로 인해 디스크(5)에 대한 이너·아우터 패드 앗세이(7,8)의 초과된 설정 간격 즉, 제동 시 디스크(5)와 이너·아우터 패드 앗세이(7,8)간 설정된 유지 간격이 다시 유지된 상태로 전환되고, 이는 패드 마모에 따른 간격 벌어짐이 없이 웨지 롤러(19)의 웨지 효과를 통한 제동력 유지가 제동 시마다 동일하게 구현될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템의 구성도

도 2(가)내지(다)는 도 1에 따른 모터와 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 장치에 대한 상세 구성도

도 3은 본 발명에 따른 단일 모터 타입 전자 웨지 브레이크 시스템의 주 제동 시 웨지 작동 상태도

도 4(가)내지(다)는 본 발명에 따른 단일 모터 타입 전자 웨지 브레이크 시스템의 주 제동 시, 어저스팅 유니트의 패드 설정 간격 유지를 위한 작동도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전자 페달 2 : ECU

3 : 요 모멘트 센서 4 : 보조 배터리

5 : 디스크

6 : 웨지 캘리퍼 7,8 : 이너·아우터 패드 앗세이

10 : 웨지 액츄에이터 앗세이

11 : 제동 모터 유니트 13 : 모터

14 : 직선 운동 변환부 15 : 연동 로드

15a : 연결 플레이트

16 : 웨지 제동 유니트 17 : 웨지 이동 플레이트

17a,20a : 구름 접촉 면 18 : 연결로드

19 : 웨지 롤러 20 : 웨지 베이스 플레이트

30 : 가압 어저스터

31 : 지지 너트 32 : 푸시 로드 축

33 : 베어링 34 : 가압 스프링

35 : 모터 연동 링크

70 : 가압 블록 71 : 베이스 블록

71a,72a : 웨지 경사면 72 : 이동 블록

73 : 이동 슬랏

Claims (5)

1. 전자 페달(1)의 조작 신호와 차량에서 측정된 정보를 이용해 제동에 따른 제어 신호를 발생하는 ECU(2)를 통해 구동되는 1개의 모터(13)에서 발생된 회전력이 축 방향으로 운동으로 변환되어져,

   웨지 캘리퍼(6)에 감싸인 디스크 쪽으로 이너·아우터 패드 앗세이(7,8)를 밀착시킴과 더불어, 직경을 갖는 웨지 롤러(19)의 위치 이동에 따른 웨지 현상을 통한 자기 배력(Self-Energizing)으로 디스크에 대한 가압력으로 제동력을 배력하는 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템에 있어서,

   상기 ECU(2)가 제어하는 1개의 모터(13)에 연동되면서 축 방향 이동되는 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 구조를 이용해, 패드 앗세이(7,8)의 디스크(5) 설정 간격을 항상 제동 간격으로 유지하는 어저스팅 유니트가,

   상기 ECU(2)제어되는 모터(13)의 회전력을 축 방향 직선 이동으로 변환하는 직선 운동 변환부(14)쪽에 결합되어 함께 이동되는 모터 연동 링크(35)와,

   상기 이너 패드 앗세이(7)를 가압하는 웨지 이동 플레이트(17)의 구름 접촉면(17a)에 위치된 웨지 롤러(19)의 반대쪽에 위치된 웨지 베이스 플레이트(20)에 접촉되고, 상기 모터 연동 링크(35)의 일단이 결합되어진 가압 블록(70) 및

   상기 디스크(5)를 가압하는 패드의 측 방향에서 상기 가압 블록(70)의 측면쪽에서 접촉되어져, NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 결합에 따라 가압 스프링(34)의 가압력을 통해 발생되는 축 방향 이동력으로 상기 가압 블록(70)을 가압 하는 가압 어저스터(30)

   로 구성되어진 것을 특징으로 하는 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가압 어저스터(30)는 하우징에 결합되는 지지 너트(31)에 NSL(Non - Self Locking)타입 스크류 결합되어 축 방향 이동되는 푸쉬 로드 축(32)과, 상기 푸쉬 로드 축(32)의 끝단에 결합된 트러스트(Thrust) 베어링(33) 및 일단이 지지 너트(31)부위에 고정되고 타단은 베어링(33)쪽으로 지속적인 축 방향 힘을 가하도록 초기 상태로 조립되어진 가압 스프링(34)으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 가압 블록(70)은 이동되지 않도록 하우징 부위로 고정되어진 베이스 블록(71)과, 상기 베이스 블록(71)의 경사진 절단면인 웨지 경사면(71a)에 밀착되도록 동일하게 절단한 웨지 경사면(72a)을 갖고 직선 이동되는 이동 블록(72) 및 모터(13)의 직선 운동 변환부(14)에 연결 플레이트(15a)를 매개로 일단이 결합되고, 상기 이동 블록(72)에 개구된 이동 슬랏(73)쪽에 타단이 결합된 모터 연동 링크(35)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 이동 블록(72)은 베이스 블록(71)의 웨지 경사면(71a)에 비해 더 크게 웨지 경사면(72a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 이동 슬랏(73)의 길이는 패드와 디스크(5)의 초기 설정 간격을 통해 전진이나 후진 제동이 이루어 질 때, 모터 연동 링크(35)가 이동되더라도 이동 블록(72)에 접촉되지 않고, 패드와 디스크(5)의 초기 설정 간격을 벗어나는 패드 마모 시 모터 연동 링크(35)의 이동이 이동 블록(72)을 가압하는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 모터 연동 링크를 이용한 부가 기능 구현 타입 단일 모터 전자 웨지 브레이크 시스템.

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