KR20110061347A - 차량용 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 브레이크 시스템과 부압장치가 삭제된 유압 브레이크 시스템을 병행하도록 그 구조가 개선된 차량용 브레이크 장치에 관한 것이다.

그 구성은 브레이크 페달의 답력이 전달됨에 따라 배력된 마스터 실린더의 유압력을 패드 측에 전달하여 패드와 브레이크 디스크간의 마찰력으로 제동력을 얻는 유압식 브레이크 기구;

브레이크 페달의 조작시 차량의 제동상태를 감지하고 제어부에서 모터를 구동시켜 모터의 구동력을 패드 측으로 전달하여 유압식 브레이크 기구와 연계 동작시키는 전자식 브레이크 기구;로 구성된다.

이에 따르면, 본 발명은 유압식 제동 시스템이 작동되지 않더라도 제동이 가능하도록 함으로써 차량 제동 안전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 유압 브레이크 시스템에서 부압장치가 생략되므로 부스터의 진공상태를 유지하기 위한 엔진 부압이 필요하지 않게 되어 연비가 향상되고, 제동 성능을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

차량용 브레이크 장치{BRAKE DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 브레이크 장치에 관한 것으로, 특히 전동식 캘리퍼를 이용한 전자식 브레이크 시스템과 유압력을 이용한 유압식 브레이크 시스템을 병행하여 사용할 수 있도록 함으로써, 전자식 브레이크의 이상 발생시에도 브레이크에 의한 제동 기능을 수행할 수 있도록 그 구조가 개선된 것이다.

일반적으로, 전자식 브레이크 시스템은 각의 휠(WHEEL)에 장착된 전동 캘리퍼에 의해 브레이킹 하는 시스템을 말한다.

즉, 종래 유압식 브레이크는 캘리퍼(CALIPER)를 압착 브레이크 패드(BRAKE PAD)와 디스크(DISC)의 마찰력으로 브레이킹하며, 전자식 브레이크 시스템은 각각의 휠(WHEEL)에 장착된 전동 캘리퍼에 의해 브레이킹 하는 시스템을 말한다.

전자식 브레이크 시스템은 모터 구동으로 패드를 브레이크 디스크에 가압하여 패드와 브레이크 디스크간의 마찰력으로 제동력을 얻는 방식을 채용한다.

전동식 캘리퍼는 모터를 구동할 경우, 모터의 구동력이 감속기에 전달되어 모터의 토크력을 배력하고, 감속기에 연결된 스크류부재와 너트부재가 모터의 회전 구동력을 직선 방향 운동력으로 변환하여 패드를 브레이크 디스크에 가압하는 방식 으로 작동된다.

이러한 전자식 브레이크 시스템의 전동식 캘리퍼에 전력공급의 문제가 발생하였을 경우나, 액츄에이터, 배터리, 제어기 또는 각 ECU간 통신에 문제가 발생하였을 경우에는 전자식 브레이크 시스템의 작동 불량으로 사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 그 목적은 전자식 브레이크 시스템의 작동 오류시에도 유압식 브레이크의 작동이 가능하도록 함으로써, 긴급 상황 발생시 차량 운행 안전을 도모할 수 있도록 하는 차량용 브레이크 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 유압식 브레이크 시스템과 전자식 브레이크 시스템을 병행함으로써, 차량의 제동 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 브레이크 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 브레이크 페달의 답력에 의해 작동되는 유압력으로 패드를 브레이크 디스크측으로 가압하여 제동력을 얻는 유압식 브레이크 기구와,

상기 브레이크 페달의 조작시 감지수단을 매개로 차량의 제동상태를 감지하고, 감지된 제동상태에 따라 작동되며 상기 패드를 상기 브레이크 디스크측으로 접 촉시키도록 가압하기 위한 전자식 브레이크 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 유압식 브레이크 기구는 상기 브레이크 페달의 답력이 전달되어 답력 스트로크를 배력시키는 마스터 실린더와,

상기 배력된 마스터 실린더의 유압력을 상기 패드 측에 전달하는 휠 실린더를 구비한다.

상기 전자식 브레이크 기구는 상기 감지수단에서 감지된 제동상태를 근거로 전동식 캘리퍼를 작동시키는 제어신호를 출력하는 제어부와,

상기 제어부의 제어신호에 의해 회전 구동되는 모터와,

상기 모터의 구동력을 감속시키고 동력전달수단을 매개로 감속력을 상기 패드 측으로 전달하는 감속기로 구성된다.

상기 동력전달수단은 상기 감속기의 출력단 측과 연결되어 전,후진 동작되고, 전진 동작시 상기 패드를 브레이크 디스크측으로 접촉시키도록 단부가 상기 휠 실린더의 외주면에 일체로 고정된 연결수단을 구비한다.

상기 동력전달수단은 상기 감속기의 출력단 측과 연결되어 전,후진 동작되고, 전진 동작시 상기 패드를 브레이크 디스크측으로 접촉시키도록 상기 휠 실린더의 피스톤과 일체로 연결된 연결수단을 구비한다.

상기 동력전달수단은 상기 감속기에 회전 가능하게 배치되는 피니언 기어와,

상기 휠 실린더의 외주면에 배치되고 상기 피니언 기어와 연동 가능하게 치합되는 기어부를 구비한다.

상기 감지수단은 상기 패드 측에 전달되는 하중을 감지하여 상기 제어부측에 차량의 제동상태 정보를 출력하는 하중센서를 구비한다.

본 발명은 전자식 브레이크 시스템과 부압장치가 삭제된 유압 브레이크 시스템을 병행하여 사용함으로써, 어느 하나의 시스템이 작동되지 않더라도 제동이 가능하도록 함과 아울러, 유압 브레이크 시스템에서 부압장치가 생략되므로 부스터의 진공상태를 유지하기 위한 엔진 부압이 필요하지 않게 되어 연비가 향상되고, 제동 성능을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 부압장치가 생략된 유압식 브레이크 시스템과 전동식 캘리퍼가 구비된 전자식 브레이크 시스템이 병행된 차량용 브레이크 장치를 제공한다.

즉, 본 발명은 브레이크 페달의 답력으로 발생되는 유압력을 배력시켜 휠 실린더측과 연결된 패드측에 전달하는 유압식 브레이크 기구와, 감지수단을 매개로 감지된 차량의 제동 상태 정보를 근거로 제어부에서 전동식 캘리퍼의 작동 여부를 판단하는 전자식 브레이크 기구를 구비한 것이다.

이때 전자식 브레이크 기구는 차량의 제동 상태에 따라 유압식 브레이크 기구의 동작과 연계 동작되거나, 개별 동작이 가능하도록 되어 있다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크 장치의 일 실시 예는, 도 1 및 도 2에 도시 된 바와 같이, 그 구성은 브레이크 페달(10)의 답력이 전달됨에 따라 배력된 마스터 실린더(20)의 유압력을 패드(60) 측에 전달하여 패드(60)와 브레이크 디스크(50)간의 마찰력으로 제동력을 얻는 유압식 브레이크 기구;

브레이크 페달(10)의 조작시 차량의 제동상태를 감지하고 제어부(150)에서 모터(110)를 구동시켜 모터(110)의 구동력을 패드(60) 측으로 전달하여 유압식 브레이크 기구와 연계 동작시키는 전동식 캘리퍼(100)를 갖는 전자식 브레이크 기구;로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 유압식 브레이크 기구는 브레이크 페달(10)의 답력이 전달됨에 따라 답력 스트로크를 배력시키는 마스터 실린더(20)와, 유압 호스(30)를 통해 전달된 배력된 마스터 실린더(20)의 유압력을 패드(60) 측에 전달하는 휠 실린더(40)로 구성된다.

전자식 브레이크 기구는 브레이크 페달(10)의 조작시 차량의 제동상태를 감지하는 감지수단과, 감지수단에서 감지된 제동상태를 근거로 전동식 캘리퍼(100)를 작동시키는 제어신호를 출력하는 제어부(150)와, 제어부(150)의 제어신호에 의해 동작되는 전동식 캘리퍼(100)로 구성된다.

전동식 캘리퍼(100)는 제어부(150)의 제어신호에 따라 회전 구동되는 모터(110)와, 모터(110)의 구동력을 감속시키고 동력전달수단을 매개로 감속력을 패드(60) 측으로 전달하는 감속기(120)로 구성된다.

동력전달수단은 감속기(120)의 출력단 측과 연결되어 감속기(120)의 회전 구동시 전,후진 동작되고, 전진 동작시 패드(60)를 브레이크 디스크(50)측으로 접촉 시키도록 단부가 휠 실린더(40)의 외주면과 일체로 연결된 연결수단으로 구성된다.

감속기(120)는 모터(110)의 모터축과 연결된 입력단과, 입력단과 연결되어 기어 이 결합되는 평기어 및 유성기어 등이 배치되어 모터(110)의 회전 구동력을 직선 운동력으로 변환시키는 동력 감속부와, 동력 감속부에 연결되어 회전 구동력을 연결수단에 전달하는 출력단으로 공지의 구조를 갖는다.

연결수단은 감속기(120)의 출력단과 연결된 스크류부재(130)와 너트부재(140)로 구성된다.

감지수단은 패드(60) 측에 전달되는 하중을 감지하여 제어부(150)측에 차량의 제동상태 정보를 출력하는 하중센서(210)를 채용하되, 브레이크 페달(10)에 전해지는 페달 답력을 측정하는 센서(220)나, 페달의 스트로크를 감지하는 스트로크 감지센서(230), 또는 마스타 실린더에 전달되는 유압력을 측정하는 유압측정센서(240)를 채용하거나, 혹은 브레이크 디스크(50)의 회전수를 감지하는 감지센서 등을 포함할 수 있다.

제어부(150)는 상기한 감지수단을 통해 전달된 차량의 제동 상태를 근거로 전동식 캘리퍼(100)의 작동 여부를 판단한 후에, 모터(110)측으로 제어신호를 출력하여 전동식 캘리퍼(100)를 작동시켜 유압식 브레이크기구에 의해 작동되는 패드(60) 측에 가압력을 배력시킨다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 차량용 브레이크 장치는, 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟은 상태에서 발생되는 페달(10)의 답력이 유압식 브레이크 기구의 마스터 실린 더(20)를 통해 유압력으로 배력되어 패드(60)를 브레이크 디스크(50) 측으로 밀어서 접촉시킴에 따라, 패드(60)와 브레이크 디스크(50)의 접촉에 따른 제동력을 얻는다.

이때, 마스터 실린더(20)에서 발생된 유압력은 유압 호스(30)를 통해 휠 실린더(40)의 내부로 공급되고, 공급된 유압력은 휠 실린더(40)의 피스톤(45)을 이동시켜 패드(60)를 브레이크 디스크(50) 측으로 가압시켜 제동력을 얻는 과정을 갖는다.

이러한 유압식 브레이크 기구를 통해 얻은 차량의 제동력이 불만족스럽거나, 유압식 브레이크 기구에 고장이 발생되는 이상 상황일 경우에는, 제어부(150)에서 차량의 이상 제동상태를 확인한 후에 전자식 브레이크 기구를 동작시킨다.

제어부(150)는 감지수단을 통해 인가된 차량의 제동상태 정보를 설정된 기준치와 비교 판단하여 별도의 제동력이 필요하다고 판단할 경우 전자식 브레이크 기구를 작동시키는 제어신호를 출력한다.

감지수단은 하중 센서, 페달 답력 센서 또는 브레이크 디스크(50)의 회전수 감지센서 들중 하나 또는 복수의 센서를 채용하여 차량의 제동상태 정보를 제어부(150) 측으로 인가시킬 수 있다.

전자식 브레이크 기구의 작동과정은, 제어부(150)에서 모터(110)를 구동시키는 제어신호를 출력함에 따라 모터(110)가 구동 회전되어 감속기(120) 측에 회전 구동력을 전달하고, 감속기(120)는 출력단 측과 연결되어 전진 동작시 패드(60)를 브레이크 디스크(50)측으로 접촉시키는 연결수단인 스크류부재(130)와 너트부 재(140)를 매개로 휠 실린더(40) 측에 전진 이동력을 전달한다.

이때 연결수단인 너트부재(140)는 휠 실린더(40)의 외주면에 일체로 고정되어 있으므로, 감속기(120)의 회전 동작시 스크류부재(130)의 나사산을 따라 너트부재(140) 및 휠 실린더(40)가 전진 동작된다.

이어서, 휠 실린더(40) 전체를 브레이크 디스크(50)측으로 전진 동작되도록 이동시킴으로써, 패드(60)와 브레이크 디스크(50)를 접촉시켜 제동력을 얻는다.

이로 인해, 유압식 브레이크 기구의 제동력이 부족하거나 고장으로 인해 이상 상황이 발생할 경우 전자식 브레이크 기구의 제동력으로 차량을 제동시킬 수 있다.

도 3은 본 발명 동력전달수단의 다른 예를 보인 도면으로, 동력전달수단의 연결수단이 스크류부재(130) 및 너트부재(140)가 아니라, 랙과 피니언 기어 치합 방식으로 감속기(120)의 출력단 측에 피니언기어(125)가 배치되고, 피니언기어(125)와 치합되는 랙기어(160)가 휠 실린더(40)의 외주면에 일체로 배치된 구조로 된 것이다.

즉, 감속기(120)의 출력단 측에 배치된 피니언기어(125)의 회전 동작시 랙기어(160)가 배치된 휠 실린더(40)를 전,후진 이동시키게 되고, 휠 실린더(40)의 전진 동작시 패드(60)를 브레이크 디스크(50) 측에 접촉시켜 제동력을 얻도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 브레이크 장치의 개략적 구성을 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 보인 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 브레이크 페달 20 : 마스터 실린더

30 : 유압 호스 40 : 휠 실린더

50 : 브레이크 디스크 60 : 패드

100 : 전동식 캘리퍼 110 : 모터

120 : 감속기 125 : 피니언기어

130 : 스크류부재 140 : 너트부재

150 : 제어부 160 : 랙기어

210 : 하중센서

Claims (6)

1. 브레이크 페달의 답력에 의해 작동되는 유압력으로 패드를 브레이크 디스크측으로 가압하여 제동력을 얻는 유압식 브레이크 기구와,

   상기 브레이크 페달의 조작시 감지수단을 매개로 차량의 제동상태를 감지하고, 감지된 제동상태에 따라 작동되며 상기 패드를 상기 브레이크 디스크측으로 접촉시키도록 가압하기 위한 전자식 브레이크 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 유압식 브레이크 기구는 상기 브레이크 페달의 답력이 전달되어 답력 스트로크를 배력시키는 마스터 실린더와,

   유압 호스를 통해 상기 배력된 마스터 실린더의 유압력을 공급받은 후에 상기 패드 측에 전달하는 휠 실린더를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 전자식 브레이크 기구는 상기 감지수단에서 감지된 제동상태를 근거로 전동식 캘리퍼를 작동시키는 제어신호를 출력하는 제어부와,

   상기 제어부의 제어신호에 의해 회전 구동되는 모터와,

   상기 모터의 구동력을 감속시키고 동력전달수단을 매개로 감속력을 상기 패드 측으로 전달하는 감속기로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 동력전달수단은 상기 감속기의 출력단 측과 연결되어 전,후진 동작되고, 전진 동작시 상기 패드를 브레이크 디스크측으로 접촉시키도록 단부가 상기 휠 실린더의 외주면에 일체로 고정된 연결수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 동력전달수단은 상기 감속기에 회전 가능하게 배치되는 피니언 기어와,

   상기 휠 실린더의 외주면에 배치되고 상기 피니언 기어와 연동 가능하게 치합되는 기어부를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.
6. 청구항 3 내지 청구항 5중 어느 한 항에 있어서,

   상기 감지수단은 상기 패드 측에 전달되는 하중을 감지하여 상기 제어부측에 차량의 제동상태 정보를 출력하는 하중센서를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 장치.

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