KR20210151553A - 전기 기계식 브레이크 및 이의 작동방법 - Google Patents

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KR20210151553A
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vehicle
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KR1020200068537A
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백승태
송준규
정경호
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주식회사 만도
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Abstract

전기 기계식 브레이크 및 이의 작동방법이 개시된다. 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크는 브레이크 패드를 가압하도록 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤, 액츄에이터로부터 구동력을 전달받아 회전운동을 선형운동으로 변환하여 피스톤으로 제공하는 동력변환유닛 및 동력변환유닛에 대한 피스톤의 상대위치를 조정하는 위치조정부를 포함하고, 동력변화유닛은 액츄에이터로부터 구동력을 전달받아 회전하는 스핀들과, 스핀들과 연결되어 스핀들의 제1 방향 또는 제2 방향 회전에 의해 피스톤의 내측에서 전진 또는 후진하여 피스톤을 진퇴시키는 너트를 포함하고, 위치조정부는 너트의 외측에 마련되어 너트와 함께 회전하는 조정스크류, 조정스크류의 외주면에 형성되는 제1 나사산과, 피스톤의 내주면에 형성되되 제1 나사산과 치합하는 제2 나사산과, 스핀들과 너트 사이에 마련되어 스핀들의 회전에 의해 너트 및 조정스크류를 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전시켜 피스톤의 상대위치를 전진 또는 후진시키는 어져스터를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

전기 기계식 브레이크 및 이의 작동방법{ELECTRO-MECHANICAL BRAKE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 전기 기계식 브레이크 및 이의 작동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 회전 구동력을 이용하여 차량의 제동을 구현하는 전기 기계식 디스크 브레이크 및 이의 작동방법에 관한 것이다.
차량에는 제동을 수행하기 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되며, 운전자 및 승객의 안전을 위해 다양한 방식의 브레이크 시스템이 제안되고 있다.
종래의 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 기계적으로 연결된 부스터를 이용하여 휠 실린더에 제동에 필요한 액압을 공급하는 방식이 주로 이용되었다. 그러나 오늘날에는 차세대 브레이크 시스템으로서 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받고, 이에 근거하여 모터와 같은 전동장치를 작동시켜 차량의 제동력을 제공하는 전기 기계식 브레이크 시스템이 개발되고 있다.
이러한 전기 기계식 브레이크 시스템은 모터와 감속기 등을 통해 모터의 회전력을 선형운동으로 변환하여 브레이크 디스크의 클램핑 압력을 제공하고, 이를 통해 차량의 서비스 브레이크 및 주차 브레이크를 수행한다.
한편, 차량의 브레이크 디스크에 직접 접촉하여 가압하는 브레이크 패드는 반복적인 차량의 제동 작동에 따라 점차적으로 마모가 발생하게 된다. 브레이크 패드의 마모에도 불구하고 차량의 제동 성능을 유지하기 위해서는 브레이크 패드 마모에 대한 보상을 구현하는 것이 요구되나, 이 경우 브레이크 시스템의 크기 또는 축 방향 길이가 증가하여 차량의 적용성이 저하되는 문제점이 있다.
본 실시 예는 브레이크 패드의 마모에도 불구하고 차량의 제동 성능을 유지 및 향상시킬 수 있는 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 차량의 다양한 운용상황에서도 차량의 제동을 안정적으로 수행할 수 있는 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 크기 및 무게를 절감하여 차량의 적용성을 향상시키고, 차량의 공간 활용성을 도모할 수 있는 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 단순한 구조로서 브레이크 패드의 마모를 용이하게 보상할 수 있는 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법을 제공하고자 한다.
본 실시 예는 드래그 현상을 저감하여 제동 성능을 향상시키고 제동 소음 및 진동을 억제할 수 있는 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 브레이크 패드를 가압하도록 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤, 액츄에이터로부터 구동력을 전달받아 회전운동을 선형운동으로 변환하여 상기 피스톤으로 제공하는 동력변환유닛 및 상기 동력변환유닛에 대한 상기 피스톤의 상대위치를 조정하는 위치조정부를 포함하고, 상기 동력변화유닛은 상기 액츄에이터로부터 구동력을 전달받아 회전하는 스핀들과, 상기 스핀들과 연결되어 상기 스핀들의 제1 방향 또는 제2 방향 회전에 의해 상기 피스톤의 내측에서 전진 또는 후진하여 상기 피스톤을 진퇴시키는 너트를 포함하고, 상기 위치조정부는 상기 너트의 외측에 마련되어 상기 너트와 함께 회전하는 조정스크류와, 상기 조정스크류의 외주면에 형성되는 제1 나사산과, 상기 피스톤의 내주면에 형성되되 상기 제1 나사산과 치합하는 제2 나사산과, 상기 스핀들과 상기 너트 사이에 마련되어 상기 스핀들의 회전에 의해 상기 너트 및 상기 조정스크류를 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전시켜 상기 피스톤의 상대위치를 전진 또는 후진시키는 어져스터를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 어져스터는 상기 스핀들의 외주면에 반경 방향으로 확장 형성되는 플랜지와, 상기 플랜지에 돌출 형성되는 제1 돌기와, 상기 너트에 돌출 형성되되, 상기 스핀들의 제1 방향 회전 시 상기 제1 돌기에 걸려 상기 너트 및 상기 조정스크류의 제1 방향 회전을 유도함으로써 상기 피스톤의 상대위치를 전진시키는 제2 돌기를 포함하여 제공될 수 있다.
차량의 제동해제 상태에서 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기 사이의 제1 각도는 차량의 제동해제 상태로부터 차량의 제동 상태까지 상기 제1 돌기가 회전하는 제2 각도 보다 크게 마련될 수 있다.
상기 어져스터는 상기 플랜지에 돌출 형성되는 제3 돌기를 더 포함하되, 상기 제2 돌기는 상기 스핀들의 제2 방향 회전 시 상기 제3 돌기에 걸려 상기 너트 및 상기 조정스크류의 제2 방향 회전을 유도함으로써 상기 피스톤의 상대위치를 후진시킬 수 있다.
차량의 제동 상태에서 상기 제2 돌기와 상기 제3 돌기 사이의 제3 각도는 차량의 제동 상태로부터 차량의 제동해제 상태까지 상기 제3 돌기가 회전하는 제4 각도 보다 크게 마련될 수 있다.
상기 너트의 내주면에는 내부 나사산이 형성되고, 상기 스핀들은 외주면에 상기 내부 나사산에 치합하는 외부 나사산이 형성되는 일측의 제1 단부와, 상기 액츄에이터와 연결되는 타측의 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 중앙부를 포함하고, 상기 플랜지는 상기 중앙부의 외주면 상에 고정 설치되어 제공될 수 있다.
상기 제1 돌기 및 상기 제3 돌기는 상기 너트에 대향하는 상기 플랜지의 전면에 서로 이격되어 돌출 형성되고, 상기 제2 돌기는 상기 플랜지의 전면에 대향하는 상기 너트의 후면에 돌출 형성될 수 있다.
상기 조정스크류는 상기 너트의 외측 일부를 감싸도록 중공의 원통 형상으로 마련되되, 상기 조정스크류와 상기 너트는 서로 접하는 부위의 적어도 일부분이 평면으로 마련되는 회전방지면을 각각 구비하여 제공될 수 있다.
일단이 상기 제1 돌기에 지지되고 타단이 상기 제2 돌기에 지지되어, 상기 스핀들의 제1 방향 회전에 의해 압축되는 릴리즈 스프링을 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 액츄에이터의 작동을 제어하는 전자제어유닛 및 차륜과 함께 회전하는 디스크와 상기 브레이크 패드 사이의 체결력을 측정하는 감지부를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 전자제어유닛은 차량의 제동 상태에서 상기 감지부가 측정한 상기 디스크와 상기 브레이크 패드 사이의 체결력이 기 설정된 수치보다 작은 경우 상기 브레이크 패드에 마모가 존재하는 것으로 판단하여 상기 피스톤의 상대위치를 전진시키는 제1 모드에 진입할 수 있다.
상기 전자제어유닛은 차량의 제동해제 상태에서 상기 감지부가 측정한 상기 디스크와 상기 브레이크 패드 사이의 체결력이 기 설정된 수치보다 큰 경우 드래그가 존재하는 것으로 판단하여 상기 피스톤의 상대위치를 후진시키는 제2 모드에 진입할 수 있다.
상기 제1 모드 시, 상기 액츄에이터의 작동을 제어하여 차량의 제동해제 상태로부터 차량의 제동 상태까지 상기 스핀들을 제1 방향으로 회전시키되, 상기 스핀들의 추가적인 제1 방향 회전을 발생시켜 상기 제1 돌기가 상기 제2 돌기에 접하여 회전함으로써, 상기 너트 및 상기 조정스크류의 제1 방향 회전을 유도하고, 상기 조정스크류의 제1 방향 회전에 의해 상기 너트에 대한 상기 피스톤의 상대적인 위치를 전진시킬 수 있다.
상기 전자제어유닛은 상기 제1 모드 후, 상기 스핀들 또는 상기 제1 돌기를 차량의 제동해제 상태의 원 위치까지 복귀시킬 수 있다.
상기 제2 모드 시, 상기 액츄에이터의 작동을 제어하여 차량의 제동 상태로부터 차량의 제동해제 상태까지 상기 스핀들을 제2 방향으로 회전시키되, 상기 스핀들의 추가적인 제2 방향 회전을 발생시켜 상기 제3 돌기가 상기 제2 돌기에 접하여 회전함으로써, 상기 너트 및 상기 조정스크류의 제2 방향 회전을 유도하고, 상기 조정스크류의 제2 방향 회전에 의해 상기 너트에 대한 상기 피스톤의 상대적인 위치를 후진시킬 수 있다.
본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법은 브레이크 패드의 마모에도 불구하고 차량의 제동 성능을 유지 및 향상시킬 수 있다.
본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법은 차량의 다양한 운용상황에서도 차량의 제동을 안정적으로 수행할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법은 크기 및 무게를 절감하여 차량의 적용성을 향상시키고, 차량의 공간 활용성을 도모할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법은 단순한 구조로서 브레이크 패드의 마모를 용이하게 보상할 수 있다.
본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크 시스템 및 이의 작동방법은 드래그 현상을 저감하여 제동 성능을 향상시키고 제동 소음 및 진동을 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크를 나타내는 측방향 단면도이다.
도 2는 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크의 주요부를 확대 도시한 측방향 단면도이다.
도 3은 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크의 주요부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A - A' 방향 단면도로서, 차량의 제동 전 또는 차량의 제동해제 상태에서 제1 돌기와, 제2 돌기 및 제3 돌기의 위치를 나타낸다.
도 5는 차량의 제동 상태에서 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크의 작동을 나타내는 측방향 단면도이다.
도 6은 도 5의 B - B' 방향 단면도로서, 차량의 제동 상태에서 제1 돌기와, 제2 돌기 및 제3 돌기의 위치를 나타낸다.
도 7은 브레이크 패드의 마모를 보상하기 위한 제1 모드 상태에서 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크의 작동을 나타내는 측방향 단면도이다.
도 8은 도 7은 C - C' 방향 단면도로서, 제1 모드 상태에서 제1 돌기와, 제2 돌기 및 제3 돌기의 위치를 나타낸다.
도 9는 제1 모드 후, 차량의 제동해제 상태에서 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크의 작동을 나타내는 측방향 단면도이다.
도 10은 도 9의 D - D' 방향 단면도로서, 제1 모드 후 차량의 제동해제 상태에서 제1 돌기와, 제2 돌기 및 제3 돌기의 위치를 나타낸다.
도 11은 드래그를 저감하기 위한 제2 모드 상태에서 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크의 작동을 나타내는 측방향 단면도이다.
도 12는 도 11의 E - E' 방향 단면도로서, 제2 모드 상태에서 제1 돌기와, 제2 돌기 및 제3 돌기의 위치를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 변형된 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크의 주요부를 확대 도시한 측방향 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)를 나타내는 측방향 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크(미도시)를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)가 설치되는 캐리어(미도시), 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)를 작동시키는 캘리퍼 하우징(20), 캘리퍼 하우징(20) 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤(110), 피스톤(110)을 이동시키기 위한 구동력을 발생 및 제공하는 액츄에이터(미도시), 액츄에이터에서 제공되는 회전 구동력을 전달받아 선형운동으로 변환하여 피스톤(110)에 전달함으로써 피스톤(110)의 축방향 진퇴 이동을 구현하는 동력변환유닛(120), 동력변환유닛(120)에 대한 피스톤(110)의 상대위치를 조정하여 브레이크 패드(10)의 마모를 보상하거나 드래그(Drag) 현상을 저감하는 위치조정부(130), 디스크와 브레이크 패드(10) 사이의 밀착력 또는 브레이크 패드(10)의 체결력을 측정하는 감지부(140), 감지부(140)로부터 제공되는 정보에 근거하여 액츄에이터의 작동을 제어하는 전자제어유닛(미도시)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)는 내면에 각각 브레이크 패드(10)가 부착되어 마련된다. 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)는 그 외면이 피스톤(110)의 전방면(도 1 기준 좌측면)에 접하도록 배치되는 내측 패드 플레이트(11)와, 외면이 캘리퍼 하우징(20)의 핑거부(22)와 접하도록 배치되는 외측 패드 플레이트(12)로 이루어져 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다.
캘리퍼 하우징(20)은 외측 패드 플레이트(12)를 동작시키기 위한 핑거부(22)와, 피스톤(110)이 설치되는 실린더부(21)를 포함하고, 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 체결된다. 캘리퍼 하우징(20)은 차량의 제동 시 피스톤(110)의 이동에 따른 반력에 의해 캘리퍼 하우징(20)이 캐리어로부터 슬라이딩되어 디스크 측으로 이동됨에 따라 핑거부(22)에 의해 외측 패드 플레이트(12)가 디스크 측으로 접근하여 디스크를 가압할 수 있다.
도 2 및 도 3은 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)의 주요부를 확대 도시한 측방향 단면도 및 분해사시도로서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 피스톤(110)은 후방측(도 1 및 도 2의 우측)이 개방된 컵(cup) 형상으로 마련될 수 있으며, 실린더부(21)의 내부에서 슬라이딩 이동 가능하게 삽입된다. 또한 피스톤(110)은 후술하는 액츄에이터(미도시) 및 동력변환유닛(120)을 통해 동력을 전달받아 내측 패드 플레이트(11)를 디스크 측으로 가압할 수 있으며, 피스톤(110)의 내주면에는 후술하는 조정스크류(131)의 외주면에 형성되는 제1 나사산(132)과 치합하는 제2 나사산(133)이 형성될 수 있다. 위치조정부(130)에 의해 스핀들(121) 또는 너트(125)에 대한 피스톤(110)의 상대위치를 조절하는 동작에 대해서는 도 4 내지 도 12을 참조하여 후술하도록 한다.
동력변환유닛(120)은 액츄에이터로부터 구동력을 전달받아 회전하는 스핀들(121)과, 피스톤(110)의 내부에 배치되며 스핀들(121)과 나사 연결되어 스핀들(121)의 제1 방향 회전에 의해 피스톤(110)과 함께 전진하거나 스핀들(121)의 제2 방향 회전에 의해 피스톤(110)과 함께 후퇴하는 너트(125)와, 스핀들(121)과 너트(125) 사이에 개재되는 복수의 볼(129)을 포함한다. 이러한 동력변환유닛(120)은 스핀들(121)의 회전운동을 선형운동으로 변환하는 볼-스크류 타입의 변환장치로 마련될 수 있다.
이하에서 설명하는 스핀들(121)의 제1 방향 회전은 스핀들(121)의 회전에 의해 너트(125)를 전진시키는 회전 방향을 의미하며, 스핀들(121)의 제2 방향 회전은 제1 방향과 반대 방향 회전으로서 스핀들(121)의 회전에 의해 너트(125)를 후퇴시키는 회전 방향을 의미한다.
스핀들(121)은 외주면에 외부 나사산(122)이 형성되는 일측의 제1 단부(121a)와, 액츄에이터와 연결되어 구동력을 제공받는 타측의 제2 단부(121c)와, 제1 단부(121a)와 제2 단부(121c) 사이에 배치되되 후술하는 플랜지(136)가 고정되는 중앙부(121b)로 구분될 수 있다. 스핀들(121)의 제1 단부(121a)는 너트(125)의 내측에 삽입될 수 있으며, 제2 단부(121c)에는 후술하는 플랜지(136)의 원활한 회전을 도모하는 베어링(150)과, 스핀들(121)에 가해지는 부하를 감지하여 디스크와 브레이크 패드(10) 간 체결력을 측정하는 감지부(140)가 배치될 수 있다.
너트(125)는 내측에 스핀들(121)의 제1 단부(121a)가 삽입되도록 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 내주면에는 스핀들(121)의 외부 나사산(122)과 볼(미도시)을 매개로 치합하는 내부 나사산(126)이 형성될 수 있다. 또한 너트(125)의 외측에는 후술하는 조정스크류(131)가 너트(125)의 외주면의 적어도 일부분을 감싸도록 마련될 수 있으며, 너트(125)의 외주면에는 조정스크류(131)와의 상대적인 회전을 방지하도록 적어도 일부분이 평면으로 형성되는 회전방지면(125a)이 마련될 수 있다. 볼-스크류 타입의 동력변환장치는 이미 널리 적용되는 공지의 기술이므로 자세한 동작에 대한 설명은 생략하도록 한다.
액츄에이터(미도시)는 모터와 복수의 감속기어를 갖는 감속장치를 포함하여 마련될 수 있으며, 차량에 배치되는 전원장치로부터 전원을 공급받아 구동력을 발생 및 제공할 수 있다. 액츄에이터는 스핀들(121)의 제2 단부(121c)와 연결되어 발생한 구동력을 스핀들(121)의 회전운동으로 전달할 수 있다. 액츄에이터는 캘리퍼 하우징(20)의 외측에 설치될 수 있으며, 감속장치는 유성기어조립체 또는 웜 구조 등 다양한 구조의 장치가 적용되어 모터의 동력을 감속하여 스핀들(121)로 제공할 수 있다.
위치조정부(130)는 동력변환유닛(120)에 대한 피스톤(110)의 상대위치를 조정함으로써 브레이크 패드(10)의 마모를 보상하도록 피스톤(110)의 상대위치를 전진시키거나, 드래그(Drag) 현상을 저감하기 위해 피스톤(110)의 상대위치를 후진시키도록 마련된다.
위치조정부(130)는 너트(125)의 외측에 마련되어 너트(125)와 함께 회전하는 조정스크류(131)와, 조정스크류(131)의 외주면에 형성되는 제1 나사산(132)과, 피스톤(110)의 내주면에 형성되고 제1 나사산(132)과 치합하는 제2 나사산(133)과, 스핀들(121)과 너트(125) 사이에 마련되어 스핀들(121)의 회전에 의해 너트(125) 및 조정스크류(131)를 제1 방향으로 회전시켜 피스톤(110)의 상대위치를 전진시키거나 너트(125) 및 조정스크류(131)를 제1 방향의 반대방향인 제2 방향으로 회전시켜 피스톤(110)의 상대위치를 후진시키는 어져스터(135)를 포함할 수 있다.
이하에서 설명하는 너트(125) 또는 조정스크류(131)의 제1 방향 회전은 앞서 설명한 스핀들(121)의 제1 방향 회전과 동일한 회전방향으로서, 조정스크류(131)의 회전에 의해 피스톤(110)을 전진시키는 회전 방향을 의미한다. 또한, 너트(125) 또는 조정스크류(131)의 제2 방향 회전은 제1 방향과 반대 방향 회전으로서 앞서 설명한 스핀들(121)의 제2 방향 회전과 동일한 회전방향이며, 조정스크류(131)의 회전에 의해 피스톤(110)을 후퇴시키는 회전 방향을 의미한다.
조정스크류(131)는 너트(125)의 전방측 부분을 감싸도록 마련되되, 외주면에 제1 나사산(132)이 형성되어 마련된다. 조정스크류(131)는 너트(125)와 함께 회전함과 동시에, 상대적인 회전을 방지할 수 있도록 너트(125)와 접하는 내주면의 적어도 일부분이 평면으로 형성되는 회전방지면(131a)이 형성될 수 있다. 조정스크류(131)는 후술하는 어져스터(135)에 의해 너트(125) 회전 시, 너트(125)와 함께 회전하면서 너트(125)의 회전력을 피스톤(110) 측으로 전달할 수 있다. 조정스크류(131)가 너트(125)와 피스톤(110) 사이에 개재되어 마련됨으로써, 너트(125)와 피스톤(110)의 접촉 시 발생하는 부하를 조정스크류(131)가 흡수하여 큰 하중이 가해지는 너트(125) 및 피스톤(110) 등의 부품요소 변형 및 마모를 방지할 수 있다.
제1 나사산(132)은 조정스크류(131)의 외주면에 형성되고, 제2 나사산(133)은 피스톤(110)의 내주면에 형성될 수 있으며, 제1 나사산(132)과 제2 나사산(133)이 서로 치합하여 마련된다. 이와 같이 너트(125)와 함께 회전 및 선형운동하는 조정스크류(131)와 피스톤(110)이 서로 나사 결합되는 바, 너트(125)와 조정스크류(131) 및 피스톤(110)은 함께 선형운동함으로써 일반적인 차량의 제동 시 너트(125)와 조정스크류(131) 및 피스톤(110)은 함께 전진하거나, 차량의 제동해제 시 너트(125)와 조정스크류(131) 및 피스톤(110)이 함께 후퇴할 수 있다. 이와 동시에, 피스톤(110)과 조정스크류(131)는 서로 상대적인 회전이 가능해짐에 따라 너트(125) 및 조정스크류(131)의 제1 방향 회전에 의해 피스톤(110)이 너트(125) 또는 스핀들(121)에 대해 상대적으로 전진할 수 있으며, 너트(125) 및 조정스크류(131)를 반대방향인 제2 방향으로 회전함으로써 피스톤(110)이 너트(125) 또는 스핀들(121)에 대해 상대적으로 후진할 수 있다.
어져스터(135)는 너트(125) 및 조정스크류(131)의 회전을 발생시켜 너트(125)에 대한 피스톤(110)의 상대위치를 전진 또는 후퇴시킬 수 있다. 어져스터(135)는 스핀들(121)의 중앙부(121b)에 고정되되 반경 방향으로 확장 형성되는 플랜지(136)와, 플랜지(136)의 전면(도 2를 기준으로 좌측면)에 돌출 형성되는 제1 돌기(137)와, 너트(125)의 후면(도 2를 기준으로 우측면)에 돌출 형성되되 스핀들(121)의 제1 방향 회전 시 제1 돌기(137)에 걸려 너트(125) 및 조정스크류(131)의 제1 방향 회전을 유도 및 발생시키는 제2 돌기(138)와, 플랜지(136)의 전면에 돌출 형성되되 스핀들(121)의 제2 방향 회전 시 제2 돌기(138)에 걸려 너트(125) 및 조정스크류(131)의 제2 방향 회전을 유도 및 발생시키는 제3 돌기(139)를 포함할 수 있다.
플랜지(136)는 스핀들(121)의 중앙부(121b)에 반경 방향으로 확장 형성되되, 스핀들(121)에 고정되어 스핀들(121)과 일체로 회전할 수 있다. 플랜지(136)의 전면(도 2를 기준으로 좌측면)에는 후술하는 제1 돌기(137) 및 제3 돌기(139)가 서로 소정의 각도를 두고 이격되어 돌출 형성될 수 있으며, 플랜지(136)의 후면(도 2를 기준으로 우측면)에는 플랜지(136)의 원활한 회전을 도모하고 플랜지(136)와 주변 부품요소 간 마모를 방지하는 베어링(150)이 마련될 수 있다.
제1 및 제3 돌기(139)는 너트(125)에 대향하는 플랜지(136)의 전면(도 2를 기준으로 좌측면)에 돌출 형성되어 스핀들(121)의 회전 시, 플랜지(136)와 함께 스핀들(121)을 축으로 회전할 수 있으며, 제2 돌기(138)는 플랜지(136)에 대향하는 너트(125)의 후면(도 2를 기준으로 우측면)에 돌출 형성되어 제1 돌기(137) 또는 제3 돌기(139)에 걸려 너트(125) 및 조정스크류(131)의 회전을 유도할 수 있다.
도 4는 도 2의 A - A' 방향 단면도로서, 차량의 제동 전 또는 차량의 제동해제 상태에서 제1 내지 제3 돌기(139)의 위치를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 플랜지(136)의 전면에 마련되는 제1 돌기(137) 및 제3 돌기(139)는 서로 이격된 각도를 두고 돌출 형성되되, 그 사이에 너트(125)의 후면에 마련되는 제2 돌기(138)가 배치될 수 있다.
구체적으로, 작동 전 상태 또는 차량의 제동해제 상태에서 플랜지(136) 전면의 제1 돌기(137)와 너트(125) 후면의 제2 돌기(138) 사이의 각도(이하 '제1 각도'라 함.)는 차량의 제동해제 상태에서 차량의 제동 상태까지의 제1 돌기(137)의 회전 각도(도 6 참조, 이하 '제2 각도'라 함.)보다 크게 마련된다. 만일 제2 각도(②)가 제1 각도(①) 보다 크게 마련될 경우 일반적인 차량의 제동 시에도 제2 돌기(138)가 제1 돌기(137)에 걸려 너트(125) 및 조정스크류(131)의 제1 방향 회전을 발생시키게 된다. 이에 따라 너트(125) 또는 스핀들(121)에 대한 피스톤(110)의 상대위치가 전진하여 피스톤(110)과 패드 플레이트 간 체결력이 급격히 증가함으로써, 운전자의 제동 요구량 보다 차량의 제동력이 크게 작용하며, 나아가 드래그(Drag) 현상이 발생하여 차량의 운행 안정성 및 차량의 연비가 저하될 우려가 있다. 따라서 제1 각도(①)를 제2 각도(②) 보다 크게 마련함으로써 일반적인 차량의 제동 시에는 제1 돌기(137)와 제2 돌기(138)가 서로 접촉하지 않도록 할 수 있으며, 이를 통해 너트(125) 또는 스핀들(121)에 대한 피스톤(110)의 상대위치를 일정하게 유지하고 운전자의 제동 조작성 및 운행 안정성을 도모할 수 있다.
또한, 차량의 제동상태에서 너트(125) 후면의 제2 돌기(138)와 플랜지(136) 전면의 제3 돌기(139) 사이의 각도(도 6 참조, 이하 '제3 각도'라 함.)는 차량의 제동 상태로부터 차량의 제동해제 상태까지의 제3 돌기(139)의 회전 각도(도 4 및 도 6 참조, 이하 '제4 각도'라 함.)보다 크게 마련된다. 만일 제4 각도(④)가 제3 각도(③) 보다 크게 마련될 경우 일반적인 차량의 제동해제 시에도 제2 돌기(138)가 제3 돌기(139)에 걸려 너트(125) 및 조정스크류(131)의 제2 방향 회전을 발생시키게 된다. 이에 따라 너트(125) 또는 스핀들(121)에 대한 피스톤(110)의 상대위치가 후진하여 피스톤(110)과 패드 플레이트 간 체결력이 감소함으로써, 운전자의 제동 요구량 보다 차량의 제동력이 작게 작용하여 안전사고 발생의 위험이 있다. 따라서 제3 각도(③)를 제4 각도(④) 보다 크게 마련함으로써 일반적인 차량의 제동해제 시에는 제2 돌기(138)와 제3 돌기(139)가 서로 접촉하지 않도록 할 수 있으며, 이를 통해 너트(125) 또는 스핀들(121)에 대한 피스톤(110)의 상대위치를 일정하게 유지하고 운전자의 제동 조작성 및 운행 안정성을 도모할 수 있다.
감지부(140)는 디스크와 브레이크 패드(10) 사이의 밀착력 또는 체결력을 측정하도록 마련된다. 감지부(140)는 스핀들(121) 또는 액츄에이터의 부하를 감지하여 디스크와 브레이크 패드(10) 사이의 체결력을 측정하는 포스센서(Force sensor) 등으로 마련될 수 있으나, 해당 방식의 장치에 한정되는 것은 아니다. 감지부(140)는 측정한 브레이크 패드(10)의 체결력 정보를 전자제어유닛으로 송출하고, 전자제어유닛은 감지부(140)가 측정한 체결력 정보에 근거하여 브레이크 패드(10)의 마모 또는 드래그 등을 판단할 수 있다.
이하에서는 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100) 시스템의 작동방법에 대해 설명한다.
도 5는 차량의 제동 상태에서 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)의 작동을 나타내는 측방향 단면도이며, 도 6은 도 5의 B - B' 방향 단면도로서 차량의 제동 상태에서 제1 돌기(137)와, 제2 돌기(138) 및 제3 돌기(139)의 위치를 나타낸다.
도 2, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 차량의 서비스 브레이크 또는 주차 브레이크 등 후술하는 제1 모드 또는 제2 모드에 진입하지 않은 일반적인 제동 시, 도 2 및 도 4에 도시된 제동해제 상태에서 도 5 및 도 6에 도시된 제동 상태로 작동할 수 있다.
구체적으로, 운전자가 차량의 제동을 위해 브레이크 페달(미도시)에 답력을 가할 경우, 페달 변위센서(미도시)가 운전자의 제동 의지를 전기적 신호로 검출하여 전자제어유닛으로 송출한다. 전자제어유닛은 이에 근거하여 액츄에이터의 작동을 제어함으로써 디스크와 브레이크 패드(10)를 밀착시켜 차량의 제동을 구현할 수 있다.
차량의 제동 시, 액츄에이터의 작동에 의해 스핀들(121)이 제1 방향으로 회전하고, 스핀들(121)의 제1 방향 회전에 따라 너트(125)가 전진하면서 피스톤(110) 역시 패드 플레이트 측으로 전진한다. 패드 플레이트에 장착되는 브레이크 패드(10)가 디스크로 접근하여 밀착함으로써 체결력이 발생하고 이로써 차량의 제동이 발생될 수 있다.
이 때, 스핀들(121)의 플랜지(136)에 마련되는 제1 돌기(137)는 스핀들(121)의 제1 방향 회전에 따라 차량의 제동해제 상태로부터 차량의 제동상태까지 제2 각도(②)만큼 회전하나, 차량의 제동해제 상태에서 플랜지(136)의 제1 돌기(137)와 너트(125)의 제2 돌기(138) 사이의 제1 각도(①)가 더 크게 마련됨에 따라 일반적인 제동 상황에서는 플랜지(136)의 제1 돌기(137)와 너트(125)의 제2 돌기(138)가 서로 접촉하지 않는다. 따라서 너트(125) 또는 스핀들(121)에 대한 피스톤(110)의 상대위치는 일정하게 유지될 수 있다.
차량의 제동해제 시, 도 5 및 도 6에 도시된 제동 상태로부터 도 2 및 도 4에 도시된 제동해제 상태로 작동할 수 있다. 구체적으로, 액츄에이터의 작동에 의해 스핀들(121)이 제2 방향으로 회전하고, 스핀들(121)의 제2 방향 회전에 따라 너트(125)가 후퇴하면서 피스톤(110)도 함께 패드 플레이트로부터 이격 및 후퇴한다. 패드 플레이트에 장착되는 브레이크 패드(10)가 디스크로부터 이격됨으로써 차량의 제동이 해제될 수 있다. 스핀들(121)의 플랜지(136)에 마련되는 제1 돌기(137)는 스핀들(121)의 제2 방향 회전에 따라 원 위치로 복귀하게 된다.
이하에서는 브레이크 패드(10)의 마모에도 불구하고 차량의 제동 성능을 유지할 수 있도록 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)가 브레이크 패드(10)의 마모를 보상해주는 제1 모드에 대해 설명한다.
전자제어유닛은 차량의 제동 상태에서 감지부(140)가 측정한 디스크와 브레이크 패드(10) 사이의 밀착력 또는 체결력이 기 설정된 정상범위 수치보다 작은 경우, 브레이크 패드(10)에 마모가 존재하는 것으로 판단하여 이를 보상해주는 제1 모드로 진입할 수 있다.
도 7은 브레이크 패드(10)의 마모를 보상하기 위한 제1 모드 상태에서 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)의 작동을 나타내는 측방향 단면도이며, 도 8은 도 7은 C - C' 방향 단면도로서 제1 모드 상태에서 제1 돌기(137)와, 제2 돌기(138) 및 제3 돌기(139)의 위치를 나타낸다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 전자제어유닛은 제1 모드에 진입하기 위해, 액츄에이터의 작동을 제어하여 스핀들(121)을 제1 방향으로 회전시킨다. 이 때, 전자제어유닛은 일반적인 제동 상태를 위한 스핀들(121)의 제1 방향 회전(도 5 및 도 6의 제2 각도 참조) 보다 추가적인 제1 방향 회전(도 4의 제1 각도 초과)을 발생시킴으로써, 스핀들(121)의 플랜지(136)에 마련되는 제1 돌기(137)가 너트(125)에 마련되는 제2 돌기(138)에 접하여 회전하게 된다. 제2 돌기(138)는 제1 돌기(137)에 걸려 함께 제1 방향으로 회전함으로써, 너트(125) 및 조정스크류(131) 역시 제1 방향 회전이 발생하게 된다. 너트(125) 및 조정스크류(131)의 제1 방향 회전에 의해 너트(125)에 대한 피스톤(110)의 상대위치가 전진할 수 있으며, 이로써 브레이크 패드(10)의 마모를 보상해줄 수 있다.
브레이크 패드(10)의 마모를 보상해주는 제1 모드의 완료 후, 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)는 차량의 제동해제 또는 제동작동 전 상태로 복귀한다.
도 9는 제1 모드 후, 차량의 제동해제 상태에서 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)의 작동을 나타내는 측방향 단면도이며, 도 10은 도 9의 D - D' 방향 단면도로서, 제1 모드 후 차량의 제동해제 상태에서 제1 돌기(137)와, 제2 돌기(138) 및 제3 돌기(139)의 위치를 나타낸다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 전자제어유닛은 제1 모드를 통해 브레이크 패드(10)의 마모를 보상한 후, 액츄에이터의 작동을 제어하여 스핀들(121)의 제2 방향 회전을 발생시킨다. 구체적으로 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 액츄에이터는 스핀들(121)을 제2 방향으로 회전시켜 차량의 제동해제 또는 제동작동 전 상태로 복귀시킨다. 앞서 설명한 바와 같이 제1 모드 시 스핀들(121)의 추가적인 제1 방향 회전이 발생하나, 전자제어유닛은 제1 모드에서 발생되는 추가적인 제1 방향 회전량에 상응하는 만큼 스핀들(121)을 제2 방향으로 회전시켜 스핀들(121) 및 너트(125)를 원 위치로 복귀시킬 수 있다.
제1 모드 수행 후 원 위치로 복귀된 스핀들(121)은 다시금 차량의 제동작동 시 제2 각도만큼 회전함에 따라, 스핀들(121) 또는 너트(125)에 대한 피스톤(110)의 상대위치가 브레이크 패드(10)의 마모를 보상한 상태로 제동작동이 이루어짐으로써, 차량의 안정적인 제동을 수행할 수 있다.
이하에서는 차량의 제동작동 후 피스톤(110)이 원 위치로 신속히 복귀되지 않는 드래그 현상를 저감하도록 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)가 브레이크가 제2 모드를 수행하는 작동에 대해 설명한다.
전자제어유닛은 차량의 제동해제 상태에서 감지부(140)가 측정한 디스크와 브레이크 패드(10) 사이의 밀착력 또는 체결력이 기 설정된 정상범위 수치보다 큰 경우, 피스톤(110)이 원 위치로 복귀되지 않는 드래그 현상이 존재하는 것으로 판단하여 제2 모드로 진입할 수 있다.
도 11은 드래그를 저감하기 위한 제2 모드 상태에서 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)의 작동을 나타내는 측방향 단면도이며, 도 12는 도 11의 E - E' 방향 단면도로서, 제2 모드 상태에서 제1 돌기(137)와, 제2 돌기(138) 및 제3 돌기(139)의 위치를 나타낸다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 전자제어유닛은 제2 모드에 진입하기 위해, 액츄에이터의 작동을 제어하여 스핀들(121)을 제2 방향으로 회전시킨다. 이 때, 전자제어유닛은 일반적인 제동해제 상태를 위한 스핀들(121)의 제2 방향 회전 보다 추가적인 제2 방향 회전(도 4의 제3 각도 초과)을 발생시킴으로써, 스핀들(121)의 플랜지(136)에 마련되는 제3 돌기(139)가 너트(125)에 마련되는 제2 돌기(138)에 걸리게 된다. 제2 돌기(138)는 제3 돌기(139)에 걸려 함께 제2 방향으로 회전함으로써, 너트(125) 및 조정스크류(131) 역시 제2 방향 회전이 발생하게 된다. 너트(125) 및 조정스크류(131)의 제2 방향 회전에 의해 너트(125)에 대한 피스톤(110)의 상대위치가 후퇴할 수 있으며, 이로써 피스톤(110)이 패드 플레이트로부터 이격됨으로써 드래그를 저감해줄 수 있다.
이하에서는 본 발명의 변형된 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크에 대해 설명한다.
이하에서 설명하는 본 발명의 변형된 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 앞서 설명한 본 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)와 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.
도 13은 본 발명의 변형된 실시 예에 의한 전기 기계식 브레이크(100)의 주요부를 확대 도시한 측방향 단면도로서, 도 13을 참조하면 어져스터(135)의 제1 돌기(137)와 제2 돌기(138) 사이에 릴리즈 스프링(210)이 마련될 수 있다.
릴리즈 스프링(210)은 일단이 제1 돌기(137)에 지지되고, 타단이 제2 돌기(138)에 지지되어 일반적인 차량의 제동작동 시 스핀들(121)의 제1 방향 회전에 의해 제1 돌기(137)와 제2 돌기(138) 사이에 압축될 수 있다. 차량의 제동을 위해 너트(125) 및 피스톤(110)이 전진하여 디스크와 브레이크 패드(10)가 밀착한 후, 액츄에이터의 고장이 발생하거나 전원 공급이 차단되는 경우 승객의 안전을 도모하기 위해 차량의 제동이 자가적으로 해제(Self- release)될 필요가 있다. 이에 차량의 제동작동 시 제1 돌기(137)와 제2 돌기(138)의 근접에 따라 릴리즈 스프링(210)이 압축되되, 액츄에이터의 작동이 중단된 경우 릴리즈 스프링(210)의 탄성 복원력에 의해 제1 돌기(137)를 원 위치로 가압함에 따라 스핀들(121)의 제2 방향 회전이 발생하여 너트(125) 및 스핀들(121)이 후퇴함으로써 차량의 제동이 해제될 수 있다.
릴리즈 스프링(210)은 도 13에 도시된 바와 같이 코일 스프링으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 양단이 각각 제1 돌기(137)와 제2 돌기(138)에 지지되고, 차량의 제동작동 시 압축되어 탄성 복원력을 발생시킬 수 있다면 다양한 재질 및 구조의 장치로 마련될 수 있음은 물론이다.
100: 전기 기계식 브레이크 110: 피스톤
120: 동력변환유닛 121: 스핀들
121a: 제1 단부 121b: 중앙부
121b: 제2 단부 122: 외부 나사산
125: 너트 125a: 회전방지면
126: 내부 나사산 130: 위치조정부
131: 조정스크류 132: 제1 나사산
133: 제2 나사산 135: 어져스터
136: 플랜지 137: 제1 돌기
138: 제2 돌기 139: 제3 돌기
140: 감지부 150: 베어링
210: 릴리즈 스프링

Claims (15)

  1. 브레이크 패드를 가압하도록 진퇴 가능하게 마련되는 피스톤;
    액츄에이터로부터 구동력을 전달받아 회전운동을 선형운동으로 변환하여 상기 피스톤으로 제공하는 동력변환유닛; 및
    상기 동력변환유닛에 대한 상기 피스톤의 상대위치를 조정하는 위치조정부;를 포함하고,
    상기 동력변화유닛은
    상기 액츄에이터로부터 구동력을 전달받아 회전하는 스핀들과,
    상기 스핀들과 연결되어 상기 스핀들의 제1 방향 또는 제2 방향 회전에 의해 상기 피스톤의 내측에서 전진 또는 후진하여 상기 피스톤을 진퇴시키는 너트를 포함하고,
    상기 위치조정부는
    상기 너트의 외측에 마련되어 상기 너트와 함께 회전하는 조정스크류와,
    상기 조정스크류의 외주면에 형성되는 제1 나사산과,
    상기 피스톤의 내주면에 형성되되 상기 제1 나사산과 치합하는 제2 나사산과,
    상기 스핀들과 상기 너트 사이에 마련되어 상기 스핀들의 회전에 의해 상기 너트 및 상기 조정스크류를 제1 방향 또는 제2 방향으로 회전시켜 상기 피스톤의 상대위치를 전진 또는 후진시키는 어져스터를 포함하는 전기 기계식 브레이크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어져스터는
    상기 스핀들의 외주면에 반경 방향으로 확장 형성되는 플랜지와,
    상기 플랜지에 돌출 형성되는 제1 돌기와,
    상기 너트에 돌출 형성되되, 상기 스핀들의 제1 방향 회전 시 상기 제1 돌기에 걸려 상기 너트 및 상기 조정스크류의 제1 방향 회전을 유도함으로써 상기 피스톤의 상대위치를 전진시키는 제2 돌기를 포함하는 전기 기계식 브레이크.
  3. 제2항에 있어서,
    차량의 제동해제 상태에서 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기 사이의 제1 각도는
    차량의 제동해제 상태로부터 차량의 제동 상태까지 상기 제1 돌기가 회전하는 제2 각도 보다 크게 마련되는 전기 기계식 브레이크.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 어져스터는
    상기 플랜지에 돌출 형성되는 제3 돌기를 더 포함하되,
    상기 제2 돌기는
    상기 스핀들의 제2 방향 회전 시 상기 제3 돌기에 걸려 상기 너트 및 상기 조정스크류의 제2 방향 회전을 유도함으로써 상기 피스톤의 상대위치를 후진시키는 전기 기계식 브레이크.
  5. 제4항에 있어서,
    차량의 제동 상태에서 상기 제2 돌기와 상기 제3 돌기 사이의 제3 각도는
    차량의 제동 상태로부터 차량의 제동해제 상태까지 상기 제3 돌기가 회전하는 제4 각도 보다 크게 마련되는 전기 기계식 브레이크.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 너트의 내주면에는 내부 나사산이 형성되고,
    상기 스핀들은
    외주면에 상기 내부 나사산에 치합하는 외부 나사산이 형성되는 일측의 제1 단부와, 상기 액츄에이터와 연결되는 타측의 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 중앙부를 포함하고,
    상기 플랜지는
    상기 중앙부의 외주면 상에 고정 설치되는 전기 기계식 브레이크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 돌기 및 상기 제3 돌기는
    상기 너트에 대향하는 상기 플랜지의 전면에 서로 이격되어 돌출 형성되고,
    상기 제2 돌기는
    상기 플랜지의 전면에 대향하는 상기 너트의 후면에 돌출 형성되는 전기 기계식 브레이크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조정스크류는
    상기 너트의 외측 일부를 감싸도록 중공의 원통 형상으로 마련되되,
    상기 조정스크류와 상기 너트는
    서로 접하는 부위의 적어도 일부분이 평면으로 마련되는 회전방지면을 각각 구비하는 전기 기계식 브레이크.
  9. 제2항에 있어서,
    일단이 상기 제1 돌기에 지지되고 타단이 상기 제2 돌기에 지지되어,
    상기 스핀들의 제1 방향 회전에 의해 압축되는 릴리즈 스프링;을 더 포함하는 전기 기계식 브레이크.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 액츄에이터의 작동을 제어하는 전자제어유닛; 및
    차륜과 함께 회전하는 디스크와 상기 브레이크 패드 사이의 체결력을 측정하는 감지부;를 더 포함하는 전기 기계식 브레이크.
  11. 제10항에 의한 전기 기계식 브레이크의 작동방법에 있어서,
    상기 전자제어유닛은
    차량의 제동 상태에서 상기 감지부가 측정한 상기 디스크와 상기 브레이크 패드 사이의 체결력이 기 설정된 수치보다 작은 경우 상기 브레이크 패드에 마모가 존재하는 것으로 판단하여 상기 피스톤의 상대위치를 전진시키는 제1 모드에 진입하는 전기 기계식 브레이크의 작동방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전자제어유닛은
    차량의 제동해제 상태에서 상기 감지부가 측정한 상기 디스크와 상기 브레이크 패드 사이의 체결력이 기 설정된 수치보다 큰 경우 드래그가 존재하는 것으로 판단하여 상기 피스톤의 상대위치를 후진시키는 제2 모드에 진입하는 전기 기계식 브레이크의 작동방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 모드 시,
    상기 액츄에이터의 작동을 제어하여 차량의 제동해제 상태로부터 차량의 제동 상태까지 상기 스핀들을 제1 방향으로 회전시키되, 상기 스핀들의 추가적인 제1 방향 회전을 발생시켜 상기 제1 돌기가 상기 제2 돌기에 접하여 회전함으로써, 상기 너트 및 상기 조정스크류의 제1 방향 회전을 유도하고,
    상기 조정스크류의 제1 방향 회전에 의해 상기 너트에 대한 상기 피스톤의 상대적인 위치를 전진시키는 전기 기계식 브레이크의 작동방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전자제어유닛은
    상기 제1 모드 후, 상기 스핀들 또는 상기 제1 돌기를 차량의 제동해제 상태의 원 위치까지 복귀시키는 전기 기계식 브레이크의 작동방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2 모드 시,
    상기 액츄에이터의 작동을 제어하여 차량의 제동 상태로부터 차량의 제동해제 상태까지 상기 스핀들을 제2 방향으로 회전시키되, 상기 스핀들의 추가적인 제2 방향 회전을 발생시켜 상기 제3 돌기가 상기 제2 돌기에 접하여 회전함으로써, 상기 너트 및 상기 조정스크류의 제2 방향 회전을 유도하고,
    상기 조정스크류의 제2 방향 회전에 의해 상기 너트에 대한 상기 피스톤의 상대적인 위치를 후진시키는 전기 기계식 브레이크의 작동방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2739955B2 (ja) * 1988-05-24 1998-04-15 曙ブレーキ工業株式会社 メカニカルディスクブレーキ
GB8909442D0 (en) * 1989-04-25 1989-06-14 Gen Motors France Disc brake caliper assembly
JP4439284B2 (ja) * 2004-02-17 2010-03-24 Ｎｔｎ株式会社 電動式ブレーキ装置
KR101511437B1 (ko) * 2013-10-14 2015-04-10 주식회사 만도 전자기계식 브레이크 장치
KR101836628B1 (ko) * 2016-05-03 2018-03-08 현대자동차주식회사 전동식 브레이크 장치 및 그 제어 방법

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