KR20140083815A - 통합형 제동 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브레이크 페달의 움직임을 페달센서를 이용해 검출하는 ECU가 제어하는 스마트부스터 시스템의 구동으로 제동액압을 생성하여 전륜과 후륜의 제동력으로 제공하는 통합형 제동 시스템에 있어서, 회전구동력을 직진 이동력으로 전환하는 운동 전환 부재를 구비한 전동모터; 상기 전동모터를 통해 제동액압을 발생하는 마스터실린더; 및 상기 전동모터의 직진 이동력을 배력하여 상기 마스터실린더로 전달하는 배력구조를 포함하는 통합형 제동 시스템을 개시한다.

Description

통합형 제동 시스템{Integrated Braking System}
본 발명은 회생 제동 브레이크 장치에 구비되는 스마트부스터 시스템에 관한 것으로, 더 구체적으로는 마스터실린더에 배력구조가 부가된 통합형 제동 시스템에 관한 것이다.
차량의 제동장치(Brake System)는 주행하는 차량을 감속 또는 정지시킴과 동시에, 주차 상태를 유지하기 위한 장치이다.
이러한 제동장치는 통상적으로 운동 에너지를 마찰력을 이용해 열에너지로 바꾸어, 그것을 대기 속으로 방출시켜 제동력을 발생한다. 이는 차륜과 함께 회전하는 브레이크 디스크를 그 양쪽에서 브레이크 패드가 유압에 의하여 압착되면서 제동이 이루어진다.
그러나 기존의 유압식 제동장치는 제동 시 유압을 이용하여 브레이크 패드를 강하게 브레이크 디스크 쪽으로 밀어 주는 방식으로 구현됨에 따라, 페달 조작력을 배력하는 부스터를 통해 작동되어 유압을 발생하는 마스터 실린더와, 휠 실린더 쪽으로 이어지는 유압 라인은 물론, 이들을 제어하고 보조하는 각종 장치들로 복잡한 구성이 이루어질 수밖에 없고, 이러한 구성의 복잡함과 유압 사용에 따른 제동 성능의 신뢰성과 안정성 강화 등에 어느 정도 한계성이 있을 수밖에 없는 취약성이 존재한다.
이에 따라, 유압식 제동장치가 갖지 못하는 구성의 단순함을 구현하고, 제동 성능의 신뢰성을 강화시킬 수 있는 전동식 제동장치(Electro-Mechanical Brake; EMB)가 사용되고 있다.
이와 같은 전동식 제동장치에는 모터의 구동력을 통해 마스터 실린더를 작동시키는 스마트부스터 시스템이 구비될 수 있으며, 최근 스마트부스터 시스템에는 높은 출력 효율을 갖는 모터가 사용되고 있다.
그러나 스마트부스터 시스템에 적용되는 고출력 모터의 경우 높은 출력을 생성하기 위해 모터의 중량 및 부피가 증가하게 되고 높은 입력 전류를 사용하는 문제점이 있었으며, 고 사양의 모터를 적용함에 따른 제작 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
한국공개특허공보 제2009-0090452호(출원일 : 2008.02.21)
본 발명은 모터에 의해 가압되는 마스터실린더를 배력구조를 갖는 마스터실린더로 교체함으로써, 종래에 비해 낮은 출력을 갖는 모터를 사용할 수 있는 통합형 제동 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 브레이크 페달의 움직임을 페달센서를 이용해 검출하는 ECU가 제어하는 스마트부스터 시스템의 구동으로 제동액압을 생성하여 전륜과 후륜의 제동력으로 제공하는 통합형 제동 시스템에 있어서, 통합형 제동 시스템은 회전구동력을 직진 이동력으로 전환하는 운동 전환 부재를 구비한 전동모터; 상기 전동모터를 통해 제동액압을 발생하는 마스터실린더; 및 상기 전동모터의 직진 이동력을 배력하여 상기 마스터실린더로 전달하는 배력구조를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 배력구조는 상기 직진 이동력에 의해 선형 이동되는 피스톤 로드와 상기 피스톤 로드를 수용하며 배력을 형성하는 하우징을 포함하며, 상기 피스톤 로드는 상기 마스터실린더를 가압할 수 있다.
또한, 상기 하우징은 그 내부에 상기 피스톤 로드가 수용되는 배력챔버와 상기 전동모터의 운동 전환 부재를 연결챔버로 이루어지며, 상기 연결챔버에는 오일리저버로부터 유입된 오일이 보관될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 연결챔버에는 상기 직진 이동력을 상기 피스톤 로드에 전달하기 위한 스프링을 구비될 수 있다.
또한, 상기 하우징과 피스톤 로드 사이에는 기밀을 유지하기 위해 상기 하우징에 밀착되는 상기 피스톤 로드에 실링부재가 구비될 수 있다.
본 발명의 통합형 제동 시스템에 따르면, 스마트부스터 시스템의 마스터실린더에 배력구조를 적용함으로써 종래에 비해 낮은 출력의 모터를 사용할 수 있으며, 이로 인해 모터의 중량 절감 및 소모 전류를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 스마트부스터 시스템이 구비된 회생 제동 브레이크 장치의 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합형 제동 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
본 실시예의 통합형 제동 시스템(100)은 회생 제동 브레이크 장치(10)에 구비될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 회생 제동 브레이크 장치(10)는 브레이크 페달(11)의 움직임을 페달센서를 이용해 검출하는 ECU가 제어하는 통합형 제동 시스템(100)의 구동으로 제동액압을 생성하고, 이를 전륜과 후륜의 제동력으로 제공하고, 브레이크 페달(11)의 조작시 브레이크 페달(11)쪽으로 가상적인 페달답력을 전달하고, 통합형 제동 시스템(100)의 배력한계점 이후구간에서 브레이크 페달(11)의 답력만으로 제동액압을 형성해 전륜과 후륜의 제동력으로 제공할 수 있다.
즉, 제동시 전륜과 후륜쪽으로 공급되는 제동액압이 전륜과 후륜의 양쪽 차륜을 통해 회생제동을 구현할때나 또는 전륜이나 후륜쪽에서만 회생제동을 구현하더라도 차륜쪽 마찰제동량을 크게 줄여 회생제동양을 극대화시킬수 있는 고효율 회생제동성능을 구현할 수 있다.
본 실시예의 통합형 제동 시스템(100)은 브레이크 페달(11)의 움직임을 검출하는 페달센서의 신호를 받은 ECU가 제어하는 전동모터(110)와, 오일리저버(12)를 갖추고 전동모터(110)를 통해 제동액압을 발생하는 마스터실린더(120)와, 전동모터(110)와 마스터실린더(120)를 연결하는 배력구조(130)와, 마스터실린더(120)에서 ESC사이를 연결하는 제동유압라인(140)으로 구성될 수 있다.
전동모터(110)는 전원을 인가받아 회전축을 회전시키며, 회전축의 회전력은 미도시한 운동 전환 부재를 통해 축 방향 직진 이동력으로 전환될 수 있다. 여기서, 운동 전환 부재는 회전축의 회전으로 축 방향 직진 이동력을 발생시키는 가압 너트로 구성될 수 있으며, 이러한 구성은 통상적으로 사용되는 구성인 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
마스터실린더(120)는 전동모터(110)의 구동에 의해 제동액압을 생성하기 위한 것으로, 실린더 하우징(121)과 피스톤(122) 및 반력을 생성하는 스프링(123)를 포함하여 구성될 수 있으며, 실린더 하우징(121)은 오일리저버(12)에 연결되어 오일이 유입될 수 있다.
본 실시예의 배력구조(130)는 전동모터(110)를 통해 전달되는 직진 이동력을 배력하여 마스터실린더(120)에 전달하기 위한 것으로, 직진 이동력에 의해 선형 이동되는 피스톤 로드(131)와 이 피스톤 로드(131)를 수용하며 배력을 형성하는 하우징(132)을 포함할 수 있다.
하우징(132)은 그 내부에 피스톤 로드(131)가 수용되는 배력챔버(132a)와 전동모터(110)의 회전축과 운동 전환 부재의 가압너트를 수용하는 연결챔버(132b)로 이루어지며, 연결챔버(132b)에는 오일리저버(12)로부터 유입된 오일이 보관될 수 있다. 또한 연결챔버(132b)에는 전동모터(110)에 연결된 운동 전환 부재의 직진 이동력을 피스톤 로드(131)에 전달하기 위한 스프링(132c)이 구비될 수 있다.
또한, 도 1에는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 하우징(132)과 피스톤 로드(131) 사이의 기밀을 유지하기 위해 하우징(132)에 밀착되는 피스톤 로드(131)에 실링부재가 구비될 수도 있다.
제동유압라인(140)은 마스터실린더(120)의 제동유압을 ESC쪽으로 전달하기 위한 것으로, 본 실시예에선 제동유압라인(140)은 제1유압라인(141)과 제2유압라인(142)으로 한쌍을 이루며, 제1 및 제2유압라인(141,142)에는 ECU로 제어되는 제1 및 제2 메인밸브(143,144)가 설치될 수 있다.
이와 같은 통합형 제동 시스템(100)에서 제공된 제동액압을 이용해 차량의 전륜 및 후륜의 제동이 실행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 통합형 제동 시스템(100)은 전동모터(110)와 마스터실린더(120) 사이에 배력구조(130)가 구비됨에 따라, 전동모터(110)에 의한 입력 토크 대비 높은 출력 성능이 구현될 수 있는 바, 저 사양의 전동모터(110)가 사용될 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 통합형 제동 시스템에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.
10 : 회생 제동 브레이크 장치
11 : 브레이크 페달
12 : 오일리저버
110 : 전동모터
120 : 마스터실린더
130 : 배력구조

Claims (5)

  1. 브레이크 페달의 움직임을 페달센서를 이용해 검출하는 ECU가 제어하는 스마트부스터 시스템의 구동으로 제동액압을 생성하여 전륜과 후륜의 제동력으로 제공하는 통합형 제동 시스템에 있어서,
    회전구동력을 직진 이동력으로 전환하는 운동 전환 부재를 구비한 전동모터;
    상기 전동모터를 통해 제동액압을 발생하는 마스터실린더; 및
    상기 전동모터의 직진 이동력을 배력하여 상기 마스터실린더로 전달하는 배력구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 제동 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배력구조는 상기 직진 이동력에 의해 선형 이동되는 피스톤 로드와 상기 피스톤 로드를 수용하며 배력을 형성하는 하우징을 포함하며, 상기 피스톤 로드는 상기 마스터실린더를 가압하는 것을 특징으로 하는 통합형 제동 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징은 그 내부에 상기 피스톤 로드가 수용되는 배력챔버와 상기 전동모터의 운동 전환 부재를 연결챔버로 이루어지며, 상기 연결챔버에는 오일리저버로부터 유입된 오일이 보관되는 것을 특징으로 하는 통합형 제동 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 하우징의 연결챔버에는 상기 직진 이동력을 상기 피스톤 로드에 전달하기 위한 스프링을 구비되는 것을 특징으로 하는 통합형 제동 시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징과 피스톤 로드 사이에는 기밀을 유지하기 위해 상기 하우징에 밀착되는 상기 피스톤 로드에 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 통합형 제동 시스템.
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