KR20160044229A - 주차제동이 가능한 차량용 제동장치 - Google Patents

주차제동이 가능한 차량용 제동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에 관한 것으로, 페달력에 대응되어 구동되는 전동부스터부와, 전동부스터부에 의해 제동압을 생성하는 마스터실린더부와, 마스터실린더부로부터 공급되는 제동압에 의해 휠을 제동하는 휠제동부와, 휠제동부를 주차모드로 변경하기 위해 조작하는 주차스위치부와, 주차스위치부의 신호를 수신하여 전동부스터부를 구동시키는 제어부를 포함하여, 기존 제동시스템에 사용되는 제동압으로 주차제동을 실시할 수 있다.

Description

주차제동이 가능한 차량용 제동장치{BRAKE DEVICE CAPABLE OF PARKING BRAKE FOR VEHICLE}
본 발명은 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동부스터를 통해 생성되는 제동압으로 주차제동을 실시할 수 있는 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에 관한 것이다.
주차제동장치에서 이피비(epb : electronic parking brake)는 모터의 구동력을 기어에 의해 배력하고, 스크류와 너트 메커니즘에 의해 회전운동을 직선운동으로 변환함으로써 주차 제동력을 발생시킨다. 즉, 너트가 형상에 의해 회전이 구속되고, 스크류가 회전되면 너트는 회전되지 않고 직선운동을 하게 된다. 이때, 스크류와 너트는 자립조건(self-locking)인 나사 사양을 갖도록 형성되어, 전원이 오프되더라도 주차 제동력이 유지될 수 있다.
최근에는 모터가 구동되어 마스터실린더의 제동압을 형성시켜주는 전동부스터 시스템이 개발되고 있다. 전동부스터 시스템은 운전자의 페달필링과 분리되어 있어 능동제동이 가능하다.
그러나, 전동부스터 시스템이 적용된 차량에 이피비가 적용될 경우, 전동부스터 시스템 자체가 운전자의 페달력과 무관하게 제동력을 발생시킬 수 있음에도 이피비를 사용하는 주차제동을 위해 별도의 전동시스템이 추가되므로 원가 상승을 유발하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2011-0120024호(2011.11.03 공개, 발명의 명칭 : 전자식 제동장치의 주차제동기구)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 주 제동에 사용되는 전동부스터에서 생성되는 제동압을 이용하여 주차제동을 실시하는 주차제동이 가능한 차량용 제동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치는: 페달력에 대응되어 구동되는 전동부스터부; 상기 전동부스터부에 의해 제동압을 생성하는 마스터실린더부; 상기 마스터실린더부로부터 공급되는 제동압에 의해 휠을 제동하는 휠제동부; 상기 휠제동부를 주차모드로 변경하기 위해 조작하는 주차스위치부; 및 상기 주차스위치부의 신호를 수신하여 상기 전동부스터부를 구동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 휠제동부는: 상기 휠에 장착되는 휠하우징부; 상기 휠하우징부에 장착되고, 제동압에 의해 이동되는 피스톤부; 상기 휠하우징부에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 피스톤부에 내장되는 스크류부; 상기 스크류부에 나사 결합되고, 상기 스크류부의 길이방향으로 직선 이동되는 너트부; 및 상기 너트부를 탄성 지지하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 휠제동부는: 상기 스크류부의 회전을 제한하는 회전제한부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전제한부는: 상기 스크류부의 단부에 장착되고, 테두리가 각진 형상을 하는 각진테두리부; 및 상기 휠하우징부에 장착되고, 길이가 가변되어 상기 각진테두리부의 회전을 제한하는 솔레노이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 솔레노이드부는 영구자석에 의한 전원의 방향에 따라 작동방향이 결정되며, 전진 완료시나 후진 완료시에 전원이 오프되더라도 리턴되지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치는 휠제동부가 마스터실린더부로부터 공급되는 제동압에 의해 휠을 제동하므로, 주차제동을 위한 별도의 시스템 구현을 필요로 하지 않는다.
본 발명에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치는 휠제동부가 마스터실린더부로부터 공급되는 제동압에 의해 휠을 제동하므로, 휠제동부에 별도의 모터와 기어부품이 삭제되어 제조비용이 절감될 수 있다.
본 발명에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치는 회전제한부가 스크류부의 회전을 제한하므로, 주차중인 차량의 주차제동이 유지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에서 휠제동부의 피스톤부가 휠에 제동력을 제공하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에서 휠제동부의 피스톤부가 휠에 제공된 제동력을 해제하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에서 회전제한부의 회전이 가능한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에서 회전제한부의 회전이 제한된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치(1)는 전동부스터부(10)와, 마스터실린더부(20)와, 휠제동부(30)와, 주차스위치부(40)와, 제어부(50)를 포함한다.
전동부스터부(10)는 페달력에 대응되어 구동된다. 일 예로, 운전자가 페달(100)을 가압하면 페달(100)에 장착된 센서의 신호를 받은 제어부(50)가 전동부스터부(10)를 구동시킬 수 있다.
마스터실린더부(20)는 전동부스터부(10)가 구동됨에 따라 제동압을 생성한다. 마스터실린더부(20)에서 생성된 제동압은 유압유로(110)에 안내될 수 있다. 이때, 유압유로(110)에는 제동압을 온오프하기 위한 밸브가 장착될 수 있다. 한편, 마스터실린더부(20)에서 인렛포트(inlet port)에 레저버와 연결되는 릴리프포트(relie port)를 삭제할 수 있다. 대신 설치시 블리딩을 할 수 있는 블리딩 스크류를 마련할 수 있다. 그 외, 마스터실린더부(20)에 형성되는 피스톤의 초기 위치는 감압 방향의 최저점보다 약간 앞으로 나와 있게 설정할 수 있다.
휠제동부(30)는 마스터실린더부(20)로부터 공급되는 제동압에 의해 휠(120)을 제동한다. 휠제동부(30)는 휠(120)에 각각 장착되고, 유압유로(110)에 연결될 수 있다. 주 제동 외에 주차제동이 구현될 수 있는 휠제동부(30)는 전륜에만 설치되거나, 전륜과 후륜에 설치될 수 있다.
주차스위치부(40)는 휠제동부(30)를 주차모드로 변경하기 위해 조작한다. 일 예로, 주차스위치부(40)는 차량 실내에서 운전자의 조작범위 내에 위치될 수 있다. 주차스위치부(40)는 버튼방식이 될 수 있으며, 그 외 풋브레이크 방식 또는 사이드브레이크 방식이 될 수 있다.
제어부(50)는 주차스위치부(40)의 신호를 수신하여 전동부스터부(10)를 구동시킨다. 따라서, 전동부스터부(10)는 주행 중 페달(100)의 가압 여부에 따라 구동될 뿐만 아니라, 주차스위치부(40)에 의해 주차모드가 실시되도록 구동될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에서 휠제동부의 피스톤부가 휠에 제동력을 제공하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에서 휠제동부의 피스톤부가 휠에 제공된 제동력을 해제하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠제동부(30)는 휠하우징부(31)와, 피스톤부(32)와, 스크류부(33)와, 너트부(34)와, 탄성부(35)를 포함한다.
휠하우징부(31)는 휠(120)에 장착되고, 피스톤부(32)는 휠하우징부(31)에 설치된다. 휠하우징부(31)에는 유압유로(110)가 연결되고, 유압유로(110)를 통해 제동압이 피스톤부(32)에 공급될 수 있다. 일 예로, 전동부스터부(10)가 마스터실린더부(20)를 압박하여 제동압이 생성되면, 생성된 제동압이 유압유로(110)를 통해 피스톤부(32)에 공급될 수 있다. 피스톤부(32)는 공급된 제동압에 의해 휠(120) 방향으로 이동되어 휠(120)에 대한 제동이 실시될 수 있다.
스크류부(33)는 휠하우징부(31)에 회전 가능하도록 장착된다. 스크류부(33)는 피스톤부(32)에 내장된다. 일 예로, 휠하우징부(31)를 관통하는 스크류부(33)는 휠하우징부(31)에 장착되는 스러스트베어링(38)에 지지될 수 있다.
너트부(34)는 스크류부(33)에 나사 결합되고, 피스톤부(32)에 내장된다. 너트부(34)는 회전이 제한되는 형상을 하며, 스크류부(33)의 회전방향에 따라 스크류부(33)의 길이방향으로 직선 이동될 수 있다.
스크류부(33)와 너트부(34)는 비자립조건(non self-locking)으로 설계한다. 스크류부(33)와 너트부(34)가 비자립조건으로 설계되면 축방향으로의 마찰이 저감되므로, 너트부(34)의 직선 이동에 반응하여 스크류부(33)가 회전될 수 있다.
탄성부(35)는 피스톤부(32)에 내장되고 너트부(34)를 탄성 지지한다. 일 예로, 탄성부(35)는 스크류부(33)를 감싸는 코일 스프링 형상을 할 수 있다.
따라서, 제동압에 의해 피스톤부(32)가 휠(120) 방향으로 이동되면, 탄성부(35)의 복원력에 의해 너트부(34)는 피스톤부(32)를 따라 이동된다. 너트부(34)가 휠(120) 방향으로 이동되면, 스크류부(33)는 일방향으로 회전될 수 있다. 한편, 제동압이 제거되어 피스톤부(32)가 휠(120) 반대방향으로 이동되면, 탄성부(35)는 수축되고 너트부(34)는 피스톤부(32)를 따라 이동된다. 너트부(34)가 휠(120) 반대방향으로 이동되면, 스크류부(33)는 타방향으로 회전될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에서 회전제한부의 회전이 가능한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치에서 회전제한부의 회전이 제한된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠제동부(30)는 회전제한부(36)를 더 포함할 수 있다.
회전제한부(36)는 스크류부(33)의 회전을 제한하여 전원이 인가되지 않은 경우에도 주차제동이 유지될 수 있도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전제한부(36)는 각진테두리부(361)와 솔레노이드부(362)를 포함한다.
각진테두리부(361)는 스크류부(33)의 단부에 장착되고, 테두리가 각진 형상을 한다. 일 예로, 각진테두리부(361)는 스크류부(33)의 단부에 결합되고 너트 형상을 할 수 있다.
솔레노이드부(362)는 휠하우징부(31)에 장착되고, 길이가 가변되어 각진테두리부(361)의 회전을 제한한다. 일 예로, 솔레노이드부(362)의 길이가 길어져 각진테두리부(361)에 근접되면, 각진테두리부(361)가 솔레노이드부(362)에 걸려 회전이 제한될 수 있다. 솔레노이드부(362)는 제어부(50)의 제어로 길이가 가변될 수 있다.
솔레노이드부(362)는 영구자석에 의한 전원의 방향에 따라 작동방향이 결정되며, 전진 완료시나 후진 완료시에 전원이 오프되더라도 리턴되지 않는다. 일 예로, 솔레노이드부(362)에 정방향 신호가 주어지면 솔레노이드부(362)의 길이가 늘어나고, 솔레노이드부(362)에 역방향 신호가 주어지면 솔레노이드부(362)의 길이가 줄어들 수 있다. 그 외, 전원이 인가되거나 해제되는 경우 솔레노이드부(362)는 구동되지 않을 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
운전자가 페달(100)을 밟으면, 전동부스터부(10)가 이를 감지하여 구동되고, 전동부스터부(10)의 구동에 의해 마스터실린더부(20)가 제동압을 생성한다. 마스터실린더부(20)에서 생성된 제동압은 휠제동부(30)에 공급되어 휠(120)이 제동될 수 있다.
한편, 주차를 위해 운전자가 주차스위치부(40)를 조작하면, 제어부(50)는 솔레노이드부(362)에 역방향 신호를 전송한 후, 전동부스터부(10)를 구동시킨다. 역방향 신호를 수신한 솔레노이드부(362)는 길이가 줄어들어 각진테두리부(361)의 회전을 간섭하지 않는다(도 4 참조). 솔레노이드부(362)의 길이가 줄어든 후, 전동부스터부(10)의 구동으로 인해 제동압이 피스톤부(32)에 공급되면, 피스톤부(32)가 이동되어 휠(120)에 제동력을 제공한다(도 2 참조).
이때, 탄성부(35)가 복원력에 의해 너트부(34)를 밀어내면, 스크류부(33)가 회전됨과 동시에 너트부(34)가 피스톤부(32)의 이동방향으로 이동된다. 스크류부(33)가 회전되면, 스크류부(33)의 단부에 형성되는 각진테두리부(361)도 회전된다.
피스톤부(32)에 충분한 제동압이 공급되어 주차제동이 실시되면, 제어부(50)는 솔레노이드부(362)에 정방향 신호를 전송한다. 정방향 신호를 수신한 솔레노이드부(362)는 길이가 늘어나 단부가 각진테두리부(361)에 근접됨으로써, 각진테두리부(361)의 회전을 제한한다(도 5 참조). 이로 인해, 차량의 시동이 꺼진 상태에서도 주차제동력이 유지될 수 있다. 제어부(50)는 전동부스터부(10)가 구동하고 일정시간을 카운트한 후, 솔레노이드부(362)의 구동을 제어할 수 있다. 그 외, 제어부(50)는 감지된 피스톤부(32)의 압력에 따라 솔레노이드부(362)의 구동을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치(1)는 휠제동부(30)가 마스터실린더부(20)로부터 공급되는 제동압에 의해 휠(120)을 제동하므로, 주차제동을 위한 별도의 시스템 구현을 필요로 하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치(1)는 휠제동부(30)가 마스터실린더부(20)로부터 공급되는 제동압에 의해 휠(120)을 제동하므로, 휠제동부(30)에 별도의 모터와 기어부품이 삭제되어 제조비용이 절감되고, 경량화가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주차제동이 가능한 차량용 제동장치(1)는 회전제한부(36)가 스크류부의 회전을 제한하므로, 주차중인 차량의 주차제동이 유지될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 전동부스터부 20 : 마스터실린더부
30 : 휠제동부 31 : 휠하우징부
32 : 피스톤부 33 : 스크류부
34 : 너트부 35 : 탄성부
36 : 회전제한부 38 : 스러스트베어링
40 : 주차스위치부 50 : 제어부
100 : 페달 110 : 유압유로
120 : 휠 361 : 각진테두리부
362 : 솔레노이드부

Claims (5)

  1. 페달력에 대응되어 구동되는 전동부스터부;
    상기 전동부스터부에 의해 제동압을 생성하는 마스터실린더부;
    상기 마스터실린더부로부터 공급되는 제동압에 의해 휠을 제동하는 휠제동부;
    상기 휠제동부를 주차모드로 변경하기 위해 조작하는 주차스위치부; 및
    상기 주차스위치부의 신호를 수신하여 상기 전동부스터부를 구동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차제동이 가능한 차량용 제동장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 휠제동부는
    상기 휠에 장착되는 휠하우징부;
    상기 휠하우징부에 장착되고, 제동압에 의해 이동되는 피스톤부;
    상기 휠하우징부에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 피스톤부에 내장되는 스크류부;
    상기 스크류부에 나사 결합되고, 상기 스크류부의 길이방향으로 직선 이동되는 너트부; 및
    상기 너트부를 탄성 지지하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차제동이 가능한 차량용 제동장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 휠제동부는
    상기 스크류부의 회전을 제한하는 회전제한부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차제동이 가능한 차량용 제동장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 회전제한부는
    상기 스크류부의 단부에 장착되고, 테두리가 각진 형상을 하는 각진테두리부; 및
    상기 휠하우징부에 장착되고, 길이가 가변되어 상기 각진테두리부의 회전을 제한하는 솔레노이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차제동이 가능한 차량용 제동장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 솔레노이드부는
    영구자석에 의한 전원의 방향에 따라 작동방향이 결정되며,
    전진 완료시나 후진 완료시에 전원이 오프되더라도 리턴되지 않는 것을 특징으로 하는 주차제동이 가능한 차량용 제동장치.
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JP2011213205A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Advics Co Ltd 車両用ブレーキ制御装置
KR20120000838A (ko) * 2010-06-28 2012-01-04 현대모비스 주식회사 전자식 주차 브레이크 장치
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