KR20130129981A - 주차 브레이크에 의해 가해지는 고정력을 조정하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주차 브레이크에 의해 가해지는 고정력을 조정하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 고정력은 적어도 부분적으로 전기 기계식 브레이크 장치에 의해, 그리고 필요에 따라서는 보충하는 방식으로 유압식 브레이크 장치에 의해 생성된다. 본 발명의 고정력 조정 방법에 따라서, 유압 고정력의 공급 시, 유압식 브레이크 장치 내에서 생성될 보조 압력은 차단 시점에 유압 고정력에 상응하는 차단 압력에 비해 상승된다.

Description

주차 브레이크에 의해 가해지는 고정력을 조정하기 위한 방법{METHOD FOR ADJUSTING THE CLAMPING FORCE APPLIED BY A PARKING BRAKE}

본 발명은 차량에서 주차 브레이크에 의해 가해지는 고정력을 조정하기 위한 방법에 관한 것이다.

DE 103 61 042 B3호로부터, 액추에이터로서 전기 브레이크 모터를 포함하는 전기 기계식 주차 브레이크가 공지되었으며, 이 경우 상기 전기 브레이크 모터의 작동 시 브레이크 라이닝의 캐리어인 브레이크 피스톤은 축 방향에서 브레이크 디스크의 방향으로 위치 조정된다. 전기 기계적 제동력의 레벨은 브레이크 모터에 전류를 공급하는 것을 통해 조정될 수 있다.

또한, 주차 브레이크의 브레이크 피스톤이 추가로 유압 압력에 의해 가압되게 하여, 유압식 차량 브레이크와 전기 기계식 주차 브레이크를 연결함으로써, 조정될 총 고정력이 전기 기계적 성분과 유압 성분으로 구성되게 하는 점도 공지되었다. 고정력의 유압 성분은 필요에 따라서, 그리고 전기 기계적 성분에 보충하는 방식으로 공급된다. 고정력의 정확한 조정을 위해서는 유압 고정력 보조의 최대한 정확한 정보를 확보해야 한다.

본 발명의 과제는, 간단한 조치들을 이용하면서, 추가의 유압 보조 시, 충분한 정밀도의 조건에서 전기 기계식 브레이크 장치를 이용하여 주차 브레이크 내 고정력을 공급하는 것에 있다.

상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들에 의해 해결된다. 종속항들은 바람직한 개선 실시예들을 제시한다.

본 발명에 따르는 방법은, 정지 시 차량을 고정하기 위한 고정력이 생성될 수 있게 하는 전기 액추에이터를 포함하는, 차량 내 전기 기계식 주차 브레이크에 관한 것이다. 전기 기계식 액추에이터는 바람직하게는 전기 브레이크 모터이며, 이 전기 브레이크 모터의 회전 운동은, 브레이크 라이닝의 캐리어이면서 브레이크 디스크 쪽으로 압착되는 브레이크 피스톤의 축 방향 작동 운동으로 변환된다. 또한, 기본적으로 여타의 전기 액추에이터들, 예컨대 전자기식 작동 부재들도 고려된다.

고정력은 기본적으로 적어도 부분적으로 전기 기계식 액추에이터로부터 공급된다. 필요한 경우, 그리고 보충하는 방식으로, 일부 고정력 성분은 유압식 브레이크 장치에 의해서도 생성될 수 있으며, 상기 유압식 브레이크 장치의 유압 제동 압력은 바람직하게는 마찬가지로 브레이크 피스톤에 작용함으로써 보조하는 방식으로 전기 기계적 고정력에 부가된다. 유압식 브레이크 장치가 활성화되면, 총 고정력은 전기 기계적 성분과 유압 성분으로 구성된다.

유압식 브레이크 장치는 바람직하게는 보통의 유압식 차량 브레이크이다.

전기 기계적 고정력을 생성하기 위한 전기 액추에이터와 유압 고정력을 생성하기 위한 유압식 브레이크 장치의 동시적인 작동 시, 상기 브레이크 시스템들 간에 상호 간 영향이 발생한다. 브레이크 피스톤의 전진 이동에 의해 유압 용적을 위한 챔버는 확대되며, 이는 유압 압력 강하를 수반한다. 본 발명에 따라서, 보충하는 유압 고정력 보조 시, 유압식 브레이크 장치 내에서 생성될 보조 압력이 생성되며, 이 보조 압력은 차단 시점의 압력에 비해 적용예별 특유의 압력 크기만큼 상승된다. 차단 시점에서, 전기 액추에이터는 비활성화되고, 그럼으로써 생성된 총 고정력은 동결되며, 액추에이터의 작동 부재는 자신의 현재 위치에서 잠금 고정되거나 일시 정지된다.

적용예별 특유의 압력 크기만큼 유압식 브레이크 장치로부터 공급될 보조 압력의 상승은 용적 확대를 바탕으로 브레이크 디스크의 방향으로 브레이크 피스톤의 작동 이동 중에 이루어지는 압력 강하를 보상한다. 이 경우, 보조 압력이 상승되는 정도에 상응하는 압력 크기는, 유압식 브레이크 장치 내에 인가된 절대 압력 레벨과 무관하게 일정한 값을 취한다. 그에 따라, 각각의 주차 브레이크에 대해 사전에, 유압 압력이 브레이크 피스톤의 전진 이동 시 전형적으로 감소되는 정도에 상응하는 압력 크기를 측정할 수 있다. 압력 강하는 각각의 주차 브레이크에 대해 항상 일정하기 때문에, 상응하는 압력 크기는, 현재 존재하는 압력 레벨과 무관하게, 유압 고정력 성분을 공급하는 차단 압력에 부가되는 것을 통해 고려될 수 있다. 예컨대 총 고정력에서 특정 유압 고정력 성분이 요구되고, 그와 동시에 유압 고정력 성분이 유압 차단 압력으로부터 결정된다면, 유압식 브레이크 장치에 의해 생성되어야만 하는 보조 압력을 확보하도록 하기 위해, 공지된 차단 압력에 상기 압력 크기가 부가될 수 있다.

바람직한 실시예에 따라서, 운전자에 의해 브레이크 페달 작동을 통해 가해지는 유압 예비 압력도, 공급될 차단 압력으로부터 감산된다. 목표하는 차단 압력을 달성하도록 하기 위해, 예비 압력의 크기만큼 감소되는 보조 압력만 생성되기만 하면 된다.

유압 보조 압력은 이미 전기 기계적 고정력의 생성 전에, 또는 전기 기계식 브레이크 장치의 활성화 후에 비로소 공급되거나 생성될 수 있다. 보조 압력이 이미 전기 기계식 브레이크 장치의 활성화 전에 공급된다면, 전체적으로 압력 형성을 위해 상대적으로 더 긴 시간이 제공되며, 이는 더욱 적은 유압 펌프 출력과 더욱 낮은 소음 발생을 수반한다. 그와 반대로, 전기 기계식 브레이크 장치의 활성화 후에 비로소 유압 보조 압력이 생성된다면, 비록 압력 생성을 위해 상대적으로 더 짧은 시간이 제공되고, 이는 더욱 높은 펌프 출력과 더욱 큰 소음 발생을 수반하기는 한다. 그러나 압력 형성이 전기 기계식 브레이크 장치의 아이들링 단계 또는 자유 간극 단계에서 이루어질 수 있고, 그럼으로써 총 고정력을 공급하기 위한 총 기간은 감소된다.

바람직하게는, 유압 보조 압력의 공급 시, 예컨대 모델 정밀도 또는 측정 정밀도에 기인하는 압력 공차도 고려할 수 있다. 보조 압력은, 요구되는 차단 압력이 달성되는 점을 보장하도록 하기 위해, 압력 공차의 크기만큼 상승된다.

본 발명에 따르는 방법은, 주차 브레이크 시스템의 부품일 수 있는 차량 내 폐회로 또는 개회로 제어 장치에서 실행된다.

추가 장점들과 바람직한 실시예들은 하기의 특허청구범위, 도들에 대한 설명 및 도면으로부터 제시된다.

도 1은, 고정력이 전기 브레이크 모터를 통해 생성되는, 차량용 전기 기계식 주차 브레이크를 절단하여 도시한 단면도이다.
도 2는, 유압 압력이 전기 기계적 고정력의 생성 전에 공급되는 조건에서, 주차 브레이크의 작동 과정에서 전류, 전압 및 모터 회전수의 시간에 따르는 곡선뿐 아니라, 유압식 브레이크 장치로부터 발생하는 유압 압력을 포함하는 그래프이다.
도 3은, 도 2에 상응하지만, 유압 압력이 작동 과정 중 전기 기계식 브레이크 장치의 자유 간극 단계에서 비로소 생성되는 조건에서 나타낸 그래프이다.

도 1에는 정지 시 차량을 고정하기 위한 전기 기계식 주차 브레이크(1)가 도시되어 있다. 주차 브레이크(1)는 브레이크 디스크(10)에 겹치는 플라이어(9)를 구비한 브레이크 캘리퍼(2)를 포함한다. 작동 부재로서 주차 브레이크(1)는 브레이크 모터(3)로서의 전기 모터를 포함하며, 상기 브레이크 모터는, 상부에 스핀들 구조 부재(5)가 회전 가능하게 장착되어 있는 스핀들(4)을 회전 구동한다. 스핀들(4)의 회전 시 스핀들 구조 부재(5)는 축 방향으로 위치 조정된다. 스핀들 구조 부재(5)는, 브레이크 피스톤(6)에 의해 브레이크 디스크(10) 쪽에 압착되는 브레이크 라이닝(7)의 캐리어인 브레이크 피스톤(6)의 내부에서 이동된다. 브레이크 디스크(10)의 맞은편 측면 상에는 플라이어(9)에 위치 고정되어 파지되는 추가 브레이크 라이닝(8)이 위치된다.

브레이크 피스톤(6)의 내부에서 스핀들 구조 부재(5)는 스핀들(4)의 회전 운동 시 축 방향에서 전방을 향해 브레이크 디스크(10)의 방향으로 이동되거나, 또는 스핀들(4)의 반대 방향의 회전 운동 시에는 축 방향에서 후방을 향해 정지부(11)에 도달할 때까지 이동될 수 있다. 고정력의 생성을 위해, 스핀들 구조 부재(5)는 브레이크 피스톤(6)의 안쪽 단부면을 가압하며, 그럼으로써 주차 브레이크(1) 내에 축 방향으로 변위 가능하게 장착된 브레이크 피스톤(6)은 브레이크 라이닝(7)을 이용하여 브레이크 디스크(10)의 대향 단부면 쪽에 압착된다.

주차 브레이크는 필요한 경우 유압식 차량 브레이크에 의해 보조될 수 있으며, 그럼으로써 고정력은 전기 모터 성분과 유압 성분으로 구성된다. 유압 보조 시에, 브레이크 모터로 향해 있는 브레이크 피스톤(6)의 배면은 압력 상태에 있는 유압 유체에 의해 가압된다.

도 2 및 도 3에는, 전기 브레이크 모터의 전류 곡선(I), 전압(U) 및 회전수 곡선(n)을 포함하는 그래프가 브레이크 작동 과정에 대해 시간에 따라 각각 도시되어 있다. 시점 t1에서, 전압이 공급되고 브레이크 모터는 전기 회로가 폐쇄된 조건에서 활성화되면서, 브레이크 작동 과정이 개시된다. 시점 t2에 전압(U) 및 모터 회전수(n)는 최댓값에 도달했다. t2와 t3 사이의 단계는, 전류(I)가 최소 레벨로 이동되는 아이들링 단계를 나타낸다. 이에 이어서, 시점 t3부터 시점 t4까지 힘 형성 단계가 이루어지며, 이 힘 형성 단계에서 브레이크 라이닝들은 브레이크 디스크에 접하고, 고정력(F)이 증가함에 따라 브레이크 디스크 쪽에 압착된다. 시점 t4에 전기 회로의 개방에 의해 전기 브레이크 모터의 차단이 이루어지며, 그럼으로써 이후 곡선에서 브레이크 모터의 회전수(n)는 영(0)으로까지 감소된다.

힘 상승점은 시점 t3에서의 힘 형성 단계와 일치한다. 힘 형성 또는 고정력(F)의 곡선은 예컨대 브레이크 모터의 전류(I)의 곡선에 따라 산출될 수 있으며, 상기 전류의 곡선은 기본적으로 전기 기계적 고정력과 동일한 곡선을 나타낸다. 전류 곡선은 t2와 t3 사이의 아이들링 단계 중의 낮은 레벨로부터 출발하여 시점 t3의 개시 시점에 급상승한다. 이런 전류의 상승은 검출될 수 있고 힘 상승점의 결정을 위해 이용될 수 있다. 기본적으로 힘 형성의 곡선은 전압 또는 회전수 곡선으로부터, 또는 전류, 전압 및 회전수 신호들의 임의의 조합으로 결정될 수도 있다.

그 외에, 도 2와 도 3에는, 전기 기계적 고정력에 추가로, 전기 기계적 고정력과 함께 총 고정력에 부가되는 유압 고정력도 생성하도록 하기 위해, 유압식 브레이크 장치에 의해 생성되는 보조 압력(p_u)에 대한 곡선 파형도 도시되어 있다. 이 경우, 차량 브레이크를 통해, 브레이크 피스톤의 배면에 작용하면서 전기 기계적으로 공급되는 고정력을 보조하는 유압 압력이 공급된다. 요구되는 특정 유압 고정력을 달성하도록 하기 위해 유압식 브레이크 장치에 의해 생성되어야만 하는 보조 압력(p_u)은 하기 공식에 따라,

가산되는 방식으로 차단 압력(p_{t , off})과, 압력 크기(Δp)와, 공차 압력(p_tol)으로 구성된다. 추가로, 전기 브레이크 모터의 작동 시점에 운전자에 의해 브레이크 페달 작동을 통해 공급되는 유압 시스템 내 예비 압력(p_Vor)이 고려된다. 요컨대, 예비 압력(p_Vor)이 감산되는데, 그 이유는 보조 압력을 통해, 예비 압력과 달성될 절대 압력 레벨 간 차이만이 생성되기만 하면 되기 때문이다. 차단 압력(p_{t , off})은 전기 브레이크 모터의 차단 시점에 브레이크 피스톤에서 작용하고 바로 유압 고정력에 상응하는 압력이다. Δp는 유압 시스템 내에서 작동 중에 브레이크 피스톤의 전진 이동과 이에 수반되는 용적 확대로 인해 발생하는 압력 강하를 지시하는 일정한 압력 크기를 나타낸다. 압력 강하(Δp)는, 각각의 차량 브레이크에 대한 압력 레벨과 무관하게 항상 일정하고, 예컨대 10bar와 20bar 사이의 값 범위 이내에 위치한다. 압력 공차(p_tol)를 통해서는 모델 정밀도 및 측정 정밀도가 고려될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 보조 압력(p_u)의 곡선은 차단 압력(p_{t , off})에도 상응한다. 도 2에서 확인되는 것처럼, 제1 실시예에 따라, 보조 압력(p_u)은 이미 전기 브레이크 모터의 활성화 전에 공급된다. 이를 위해, 보조 압력(p_u)은 이미 전기 기계식 브레이크 시스템 내에서 브레이크 작동 과정이 시작되는 시점 t1 이전에 위치하는 시점 t0에서 상승한다. 보조 압력(p_u)은 이미 시점 t1에서 달성되고, 전기 기계식 브레이크 시스템 내에서 압력 형성이 이루어지는 시점 t3까지 유지된다. 보조 압력(p_u)은 시점 t4(차단 시점)에 이를 때까지 감소하며, 이는 브레이크 피스톤의 전진 이동을 바탕으로 하는 용적 확대에 기인한다. 시점 t3과 t4 사이에서 p_u의 곡선에서 압력 강하는 압력 크기(Δp)에 상응한다.

도 3에 따르는 실시예에서, 유압식 브레이크 장치 내 보조 압력(p_u)은 시점 t2와 t3 사이의 아이들링 단계 동안 비로소 생성된다. 시점 t2 후에, 압력 형성이 개시되며, 이 압력 형성은 아이들링 단계의 종료 전에 시점 t3에서 완전한 보조 압력(p_u)의 달성과 함께 종료된다. 시점 t3과 t4 사이의 힘 형성 단계에서, 도 2에서처럼, 보조 압력(p_u)의 압력 레벨은 용적 확대를 바탕으로 다시 감소한다. 시점 t4에서 차단 압력(p_{t , off})이 달성된다.

Claims (9)

1. 주차 브레이크(1)에 의해 가해지는 고정력을 조정하기 위한 방법이며, 상기 고정력은 적어도 부분적으로 전기 액추에이터(3)를 포함하는 전기 기계식 브레이크 장치에 의해, 그리고 필요에 따라서 보충하는 방식으로 유압식 브레이크 장치에 의해 생성되고, 유압식 브레이크 장치가 작동하는 경우, 유압 압력이 전기 액추에이터(3)에 의해 위치 조정되는 브레이크 피스톤(6)에서 보조하는 방식으로 작용하며, 총 고정력은 전기 기계적 고정력과 유압 고정력으로 구성되는, 고정력 조정 방법에 있어서,
   유압 고정력의 공급 시, 유압식 브레이크 장치 내에서 생성될 보조 압력(p_u)은, 차단 시점에서 유압 고정력에 상응하는 차단 압력(p_{t , off})에 비해 일정한 압력 크기(Δp)만큼 상승되는 것을 특징으로 하는, 고정력 조정 방법.
2. 제1항에 있어서, 운전자에 의해 브레이크 페달 작동을 통해 가해지는 유압 예비 압력(p_vor)이, 공급될 차단 압력(p_{t , off})으로부터 감산되는 것을 특징으로 하는, 고정력 조정 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유압 보조 압력(p_u)은 이미 전기 기계적 고정력의 생성 전에 공급되는 것을 특징으로 하는, 고정력 조정 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 유압 보조 압력(p_u)은 상기 전기 기계식 브레이크 장치의 활성화 후에 비로소 생성되는 것을 특징으로 하는, 고정력 조정 방법.
5. 제4항에 있어서, 유압 보조 압력(p_u)은 작동 과정 중에 전기 기계식 브레이크 장치의 자유 간극 단계에서 생성되는 것을 특징으로 하는, 고정력 조정 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유압 보조 압력(p_u)의 공급 시 압력 공차(p_tol)가 고려되는 것을 특징으로 하는, 고정력 조정 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 크기(Δp)는 적용예별 특유의 방식으로 10bar와 20bar 사이인 것을 특징으로 하는, 고정력 조정 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따르는 고정력 조정 방법을 실행하기 위한 폐회로 또는 개회로 제어 장치.
9. 제8항에 따르는 폐회로 또는 개회로 제어 장치를 포함하는 차량 내 주차 브레이크.

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