KR20220157750A - 전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220157750A
KR20220157750A KR1020210065673A KR20210065673A KR20220157750A KR 20220157750 A KR20220157750 A KR 20220157750A KR 1020210065673 A KR1020210065673 A KR 1020210065673A KR 20210065673 A KR20210065673 A KR 20210065673A KR 20220157750 A KR20220157750 A KR 20220157750A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
parking
actuator
clamping force
brake
force
Prior art date
Application number
KR1020210065673A
Other languages
English (en)
Inventor
강건우
장재훈
Original Assignee
에이치엘만도 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이치엘만도 주식회사 filed Critical 에이치엘만도 주식회사
Priority to KR1020210065673A priority Critical patent/KR20220157750A/ko
Priority to US17/746,969 priority patent/US20220373046A1/en
Publication of KR20220157750A publication Critical patent/KR20220157750A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F16D65/183—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with force-transmitting members arranged side by side acting on a spot type force-applying member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/005—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles by locking of wheel or transmission rotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/746—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive and mechanical transmission of the braking action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/225—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
    • F16D55/226—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
    • F16D63/006—Positive locking brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/81—Braking systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40—Screw-and-nut
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2127/00—Auxiliary mechanisms
    • F16D2127/06—Locking mechanisms, e.g. acting on actuators, on release mechanisms or on force transmission mechanisms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템은 휠과 함께 회전하는 디스크를 가압하는 브레이크 패드가 부착되는 한 쌍의 패드 플레이트와, 한 쌍의 플레이트가 설치되는 캐리어와, 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징과, 캘리퍼 하우징 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤과, 피스톤을 진퇴시켜 한 쌍의 패드 플레이트를 디스크 측으로 가압하는 동력전달부와, 피스톤에 회전력을 제공하는 구동모터와, 구동모터의 회전력을 감속시켜 동력전달부로 전달하는 감속기어부를 포함하는 브레이크 액츄에이터와, 브레이크 액츄에이터와 연결되어 차량의 주차 제동 상태를 유지시키는 파킹 액츄에이터와, 디스크와 브레이크 패드의 접촉에 따른 클램핑포스를 검출하는 포스센서 및 브레이크 액츄에이터와 파킹 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스를 근거로 파킹 액츄에이터를 제어한다.

Description

전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법{ELECTRO-MECHANICAL BRAKE SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
개시된 발명은 모터의 동력에 의해 차량의 제동 및 주차를 구현하는 전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 기계식 브레이크 시스템은 운전자의 제동의지가 감지되면 모터와 감속기를 이용하여 피스톤을 이동시킴으로써 브레이크 패드를 차륜에 설치된 디스크에 가압하여 차륜을 제동시킨다.
이러한 전기 기계식 브레이크 시스템은 차량의 주행 상황에서 제동력을 제공하는 서비스 브레이크 기능과 더불어, 주차 시 차량의 정지상태를 유지하는 주차 브레이크 기능이 함께 요구된다.
주차 브레이크 기능을 수행할 때 모터로부터 발생된 토크를 감속기를 통해 증대시켜 캘리퍼 내부의 기계적 구조장치에 의해 주차에 필요한 클램핑 포스를 발생시키고, 발생된 클램핑 포스를 유지시키기 위해서 브레이크 패드로부터의 반력에 대하여 피스톤을 고정시킬 필요가 있기 때문에 모터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 감속기의 움직임을 제한한다.
기존에는 감속기를 이루는 기어들 중 어느 하나의 기어의 회전축과 함께 회전하는 멈춤링과, 솔레노이드에 의해 전진 및 후진 동작 되며 멈춤링의 외주면에 맞물림으로써 멈춤링이 마련된 회전축의 회전을 구속하는 솔레노이드 레버를 이용하여 감속기의 움직임을 제한한다.
기존에는 클램핑 포스를 추정함에 있어서 모터의 전류에 의존하기 때문에 클램핑 포스를 정확히 추정하기 어렵고, 더욱이 솔레노이드에 의해 감속기의 움직임이 제한된 상황에서는 모터 전류만으로는 클램핑 포스를 추정하기 어렵기 때문에 솔레노이드 레버가 멈춤링에 정확히 맞물리지 못하거나, 맞물림이 풀릴 경우 이를 감지할 수 없어 멈춤링이 기어를 고정하지 못하는 상황이 발생할 수 있다.
공개특허공보 제10-2012-0000838호(2012.01.04. 공개)
개시된 발명의 일 측면은 주차 브레이크 기능을 정확하고 안정적으로 구현할 수 있는 전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 휠과 함께 회전하는 디스크를 가압하는 브레이크 패드가 부착되는 한 쌍의 패드 플레이트; 상기 한 쌍의 플레이트가 설치되는 캐리어; 상기 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징; 상기 캘리퍼 하우징 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤; 상기 피스톤을 진퇴시켜 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크 측으로 가압하는 동력전달부; 상기 피스톤에 회전력을 제공하는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력을 감속시켜 상기 동력전달부로 전달하는 감속기어부를 포함하는 브레이크 액츄에이터; 상기 브레이크 액츄에이터와 연결되어 차량의 주차 제동 상태를 유지시키는 파킹 액츄에이터; 상기 디스크와 상기 브레이크 패드의 접촉에 따른 클램핑포스를 검출하는 포스센서; 및 상기 브레이크 액츄에이터와 상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스를 근거로 상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 전기 기계식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 파킹 액츄에이터는, 상기 브레이크 액츄에이터에 연결되어 함께 회전 가능하게 마련되는 파킹기어; 일측이 힌지 고정되어 타측이 상기 파킹기어와 치합 가능하게 마련되는 파킹레버; 동력을 발생시키는 파킹모터; 상기 파킹모터의 회전 구동력을 전달받아 회전하는 스핀들부재와, 상기 스핀들부재와 나사 결합되어 진퇴하는 너트부재를 포함하는 동력변환부; 및 상기 너트부재에 설치되고 상기 너트부재의 진퇴에 의해 상기 파킹레버를 가압하는 가압부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 주차 작동모드시 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 액츄에이터를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 액츄에이터의 파킹모터를 일방향 회전시켜 상기 파킹레버가 상기 파킹기어에 맞물리게 하여 파킹 온 동작을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 파킹 온 동작을 완료한 후 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스보다 낮으면, 상기 파킹 액츄에이터의 파킹모터를 반대방향으로 회전시켜 상기 파킹레버가 상기 파킹기어로부터 이격되게 하여 파킹 오프 동작을 수행하고, 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 온 동작을 재수행할 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면은 휠과 함께 회전하는 디스크를 가압하는 브레이크 패드가 부착되는 한 쌍의 패드 플레이트; 상기 한 쌍의 플레이트가 설치되는 캐리어; 상기 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징; 상기 캘리퍼 하우징 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤; 상기 피스톤을 진퇴시켜 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크 측으로 가압하는 동력전달부; 상기 피스톤에 회전력을 제공하는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력을 감속시켜 상기 동력전달부로 전달하는 감속기어부를 포함하는 브레이크 액츄에이터; 상기 브레이크 액츄에이터와 연결되어 차량의 주차 제동 상태를 유지시키는 파킹 액츄에이터를 포함하는 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서, 포스센서를 통해 상기 디스크와 상기 브레이크 패드의 접촉에 따른 클램핑포스를 검출하고, 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스를 근거로 상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.
상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 것은, 주차 작동모드시 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 액츄에이터를 파킹 온 시킬 수 있다.
상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 것은, 상기 파킹 액츄에이터에 대한 파킹 온을 완료한 후 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스보다 낮으면, 상기 파킹 액츄에이터를 파킹 오프시키고, 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 액츄에이터를 다시 파킹 온 시킬 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 주차 브레이크 기능을 정확하고 안정적으로 구현할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 사시도를 도시한다.
도 2는 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 파킹 액츄에이터의 사시도를 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 파킹 액츄에이터의 주요부를 확대한 단면도를 도시한다.
도 4는 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템에서 파킹 액츄에이터의 파킹 온 동작을 도시한다.
도 5는 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템에서 파킹 액츄에이터의 파킹 오프 동작을 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어블록을 도시한다.
도 7은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법을 도시한다.
도 8은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템에서 파킹 온 시 파킹 액츄에이터의 파킹모터의 동작을 도시한다.
도 9는 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템에서 파킹 온 동안 파킹 액츄에이터의 파킹레버와 파킹기어의 맞물림이 풀린 것을 도시한다.
도 10은 다른 실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에”위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템에 적용되는 전기 기계식 브레이크의 사시도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 전기 기계식 브레이크 시스템(1)은 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)가 설치되는 캐리어(10), 캐리어(10)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)를 작동시키는 캘리퍼 하우징(20), 캘리퍼 하우징(20) 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤(60), 구동모터(41)에서 회전 구동력을 발생시키고 감속기어부를 포함하는 브레이크 액츄에이터(40), 브레이크 액츄에이터(40)에서 제공되는 회전 구동력을 전달받아 선형운동으로 변환하여 피스톤(60)에 전달함으로써 피스톤(60)의 축방향 진퇴 이동을 구현하는 동력전달부(30), 브레이크 액츄에이터(40)와 연결되어 주차 제동을 구현하는 파킹 액츄에이터(100), 브레이크 액츄에이터(40) 및 파킹 액츄에이터(100)의 작동을 제어하는 제어부(ECU, 미도시)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)는 내면에 각각 브레이크 패드가 부착되어 마련된다. 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)는 그 외면이 피스톤(60)의 전방면(도 1 기준 좌측면)에 접하도록 배치되는 내측 패드 플레이트(11)와, 외면이 캘리퍼 하우징(20)의 핑거부와 접하도록 배치되는 외측 패드 플레이트(12)로 이루어져 캐리어(10)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다.
캘리퍼 하우징(20)은 외측 패드 플레이트(12)를 동작시키기 위한 핑거부와, 피스톤(60)이 설치되는 실린더부를 포함하고, 캐리어(10)에 슬라이딩 이동 가능하게 체결된다. 캘리퍼 하우징(20)은 차량의 제동 시 피스톤(60)의 이동에 따른 반력에 의해 캘리퍼 하우징(20)이 캐리어(10)로부터 슬라이딩되어 디스크 측으로 이동됨에 따라 핑거부에 의해 외측 패드 플레이트(12)가 디스크 측으로 접근하여 디스크를 가압할 수 있다.
브레이크 액츄에이터(40)는 피스톤(60)을 이동시키기 위한 회전 구동력을 피스톤(60)에 전달하여 차량의 일반 제동과 주차 제동을 구현하는 장치이다.
브레이크 액츄에이터(40)는 회전 구동력을 발생시키는 구동모터(41)와, 구동모터(41)에 연결되고 기어비를 조절하여 속도를 늦추되 토크를 증폭시키는 감속기어부를 포함한다. 이 때, 감속기어부는 구동모터(41)의 회전축에 결합되는 구동기어(42)와, 구동기어(42)와 연결되어 동력전달부(30)로 동력을 전달하는 감속기어(43)를 포함할 수 있다. 구동기어(42)와 감속기어(43)는 기어벨트(44)로 연결될 수 있다. 또한, 감속기어(43)의 회전축은 스핀들유닛(31) 및 파킹기어(110)와 동축 상에 연결될 수 있다.
동력전달부(30)는 감속기어부와 연결되어 함께 회전하는 스핀들유닛(31)과, 스핀들유닛(31)과 나사 결합되어 피스톤(60) 내부에서 진퇴하는 너트유닛(32)을 포함할 수 있다.
파킹 액츄에이터(100)는 브레이크 액츄에이터(40)와 연결되어 차량의 제동 상태를 유지하는 장치로써, 피스톤(60)이 패드 플레이트(11)를 가압한 상태에서 브레이크 액츄에이터(40)와 연결된 파킹기어(110)를 록킹(Locking)시켜 제동 상태가 풀리지 않도록 유지시키는 장치이다. 더욱 상세하게는, 차량의 주차 제동 시 브레이크 액츄에이터(40)의 작동에 의해 피스톤(60)이 패드 플레이트(11)를 가압하여 브레이크 패드가 디스크에 밀착되는데, 이 때 감속기어부와 연결되는 파킹기어(110)를 고정시킴으로써 제동상태가 풀리지 않고 유지되도록 작동하는 장치이다.
도 2는 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 파킹 액츄에이터의 사시도를 도시하고, 도 3은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 파킹 액츄에이터의 주요부를 확대한 단면도를 도시한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 파킹 액츄에이터(100)는 브레이크 액츄에이터(40)와 연결되어 함께 회전 가능하게 마련되는 파킹기어(110)와, 일측이 힌지 고정되어 타측이 파킹기어(110)와 치합 가능하게 마련되는 파킹레버(120)와, 동력을 발생시키는 파킹모터(150)와, 파킹모터(150)의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 동력변환부(130)와, 너트부재(132)에 설치되고 너트부재(132)의 진퇴에 의해 파킹레버(120)를 가압하는 가압부(140)를 포함할 수 있다.
여기서, 파킹 액츄에이터(100)를 작동하여 파킹기어(110)를 고정시켜 주차제동상태를 유지하는 동작을 파킹 온이라 하고, 파킹 액츄에이터(100)를 작동하여 파킹기어(110)의 고정을 해제시키는 동작을 파킹 오프라고 한다.
파킹기어(110)는 감속기어부와 연결되어 감속기어부의 회전 시 함께 회전하고, 감속기어부의 고정 시 파킹기어(110)가 함께 고정되도록 마련된다. 바람직하게는, 파킹기어(110)는 감속기어(43)와 동축 상에 연결되어 감속기어(43)와 함께 회전하도록 마련될 수 있다. 다만, 파킹기어(110)는 구동모터(41)에 직접 연결되거나, 감속기어(43)와 별도의 다른 기어를 통해 다른 축 상에 마련되는 등 다양한 변형이 가능하며, 브레이크 액츄에이터(40)와 연결되어 파킹기어(110)의 회전 제한 시 브레이크 액츄에이터(40)가 함께 구동 제한된다면 본 실시 예와 동일하게 이해되어야 할 것이다.
파킹기어(110)는 외주면에는 다수의 기어치(113)가 마련되어 파킹레버(120)의 기어치(123)와 치합 가능하게 마련될 수 있다.
파킹기어(110)의 외경은 바람직하게 감속기어(43)의 외경과 비슷한 크기로 마련될 수 있다. 이는 파킹기어(110)의 외경이 클수록 파킹기어(110)의 기어치(113)의 개수가 많아질 수 있고, 파킹레버(120)가 치합 가능한 민감도가 높아지기 때문이다.
파킹레버(120)는 일측이 하우징(50)에 힌지 고정되고, 타측이 파킹기어(110) 측으로 회전하여 파킹기어(110)에 치합 가능하게 마련된다. 구체적으로, 파킹레버(120)는 파킹 액츄에이터(100)를 감싸는 하우징(50)에 삽입되는 회전핀(51)에 의해 힌지 고정될 수 있고, 회전핀(51)에 삽입되고 파킹레버(120)를 파킹기어(110)에서 이격시키는 토션 스프링(미도시)에 의해 탄성 지지될 수 있다. 이 때, 토션 스프링(미도시)은 일단부가 하우징(50)에 고정되고 타단부가 파킹레버(120)에 지지되어, 가압부재(141)의 후퇴 시 파킹레버(120)가 파킹기어(110)에서 이격되어 주차 제동이 해제되도록 파킹레버(120)에 탄성력을 제공할 수 있다.
파킹레버(120)는 파킹기어(110)와 대향하는 일면에 파킹기어(110)와 치합되는 기어치(123)가 마련되고, 타면에는 가압부재(141)와 밀착되는 가압면(121)과 가압면(121)에서 단차지게 형성되는 단차면(122)을 구비할 수 있다.
파킹레버(120)는 길이 방향을 따라 폭이 점차적으로 작아지도록 마련되고, 가압면(121)은 가압부재(141)의 전진 시 가압부재(141)에 의해 점차적으로 가압되도록 절곡 형성될 수 있다. 즉, 가압면(121)은 가압부재(141)의 전진 시 파킹레버(120)가 점차적으로 파킹기어(110) 측으로 회전하도록 절곡 형성될 수 있다.
단차면(122)은 가압면(121)에서 단차지게 형성되어 너트부재(132)의 과도한 전진을 방지하도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 단차면(122)은 너트부재(132)의 진퇴방향 연장선상에 마련되어 너트부재(132)가 과도하게 전진할 경우 핀(132b)의 단부와 접촉되면서 너트부재(132)의 전진을 방지할 수 있고, 이로써 너트부재(132)가 과도하게 전진하여 나사 결합이 해제되어 스핀들부재(131)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
파킹모터(150)는 파킹 액츄에이터(100)를 구동시키는 동력을 발생시킨다. 이 때, 파킹모터(150)는 동력변환부(130) 및 가압부를 통해 파킹레버(120)를 가압할 수 있을 정도의 동력만 제공하면 되기 때문에, 브레이크 액츄에이터(40)의 구동모터(41)에 비해 상대적으로 출력이 낮은 직류모터로 마련되어도 무방하다.
동력변환부(130)는 파킹모터(150)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 파킹레버(120)를 가압 및 가압 해제 가능하게 마련된다.
구체적으로, 동력변환부(130)는 파킹모터(150)의 동력을 전달받아 회전하는 스핀들부재(131)와, 스핀들부재(131)와 나사 결합되어 진퇴하는 너트부재(132)와, 파킹모터(150)의 회전축에 마련되는 제1 웜기어(134)와, 제1 웜기어(134)와 치합되고 중심에 스핀들부재(131)가 관통 결합되는 제2 웜기어(133)를 포함한다.
너트부재(132)는 스핀들부재(131)의 외주면에 형성되는 수나사산과 치합되는 암나사산을 구비하는 너트바디(132a)와, 너트바디(132a)에서 길이방향으로 연장 형성되어 가압부재(141)가 관통 설치되는 핀(132b)을 구비할 수 있다. 이 때, 핀(132b)의 단부에는 가압부재(141)의 이탈을 방지하기 위해 반경방향 외측으로 확장 형성되는 스토퍼(135)가 체결될 수 있다. 따라서, 핀(132b)에는 코일 스프링 형태의 탄성부재(142)와 원통형의 가압부재(141)가 순차적으로 삽입된 후에 스토퍼(135)가 체결되어 가압부재(141)가 핀(132b)의 길이범위 내에서 이동 가능하게 마련될 수 있다.
너트바디(132a)의 외주면 일측에는 스핀들부재(131)의 회전 시 너트부재(132)가 함께 회전하지 않도록 회전방지면)이 마련될 수 있다. 회전방지면은 스핀들부재(131)의 회전 시 너트부재(132)가 함께 회전하지 않도록 하우징(50)에 마련되는 회전방지부(미도시)와 대응되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전방지면은 너트바디(132a)의 외주면 일측에 플랫한 면이 함몰 형성될 수 있고, 하우징(50)에서 너트바디(132a)가 수용되는 부분은 원통형 공간에 플랫한 면으로 돌출 형성되는 회전방지부(미도시)가 구비될 수 있다.
가압부는 너트부재(132)에 설치되고, 너트부재(132)의 진퇴에 의해 파킹레버(120)를 가압하도록 마련된다. 구체적으로, 가압부는 핀(132b)에 관통 설치되어 파킹레버(120)를 가압하는 원통형의 가압부재(141)와, 가압부재(141)와 너트부재(132) 사이에 개재되어 가압부재(141)를 탄성 지지하는 탄성부재(142)를 포함한다.
가압부재(141)는 중심이 핀(132b)에 관통되는 원통형태로 마련되고, 파킹레버(120) 측 전방 모서리 부분이 절곡 형성되어, 가압부재(141)의 진퇴 시 파킹레버(120)의 가압면(121)을 선형적으로 가압할 수 있다. 또한, 가압부재(141)의 외주면의 적어도 일부는 항상 파킹레버(120)에 접한 상태를 유지할 수 있고, 바람직하게는 파킹 오프시 가압부재(141)의 절곡면이 파킹레버(120)의 가압면(121)에 접하도록 마련된다.
탄성부재(142)는 코일 스프링으로 마련될 수 있고, 핀(132b)에 관통 설치되어 일측이 너트바디(132a)를 지지하고 타측이 가압부재(141)를 지지하도록 배치되어 가압부재(141)에 항상 탄성력을 제공한다.
이 때, 탄성부재(142)의 탄성계수는 파킹레버(120)를 지지하는 토션 스프링(미도시)의 탄성계수보다 크게 마련된다. 예컨대, 너트부재(132) 또는 가압부재(141)의 전진 시 가압부재(141)가 파킹레버(120)의 저항력을 이겨내고 가압할 수 있도록, 탄성부재(142)는 토션 스프링(미도시)보다 더 큰 탄성력을 제공한다.
가압부(140)는 가압부재(141)와 이를 탄성 지지하는 탄성부재(142)로 이루어짐으로써, 파킹레버(120)의 기어치(123)가 파킹기어(110)의 기어치(113)와 정상적으로 맞물리지 못했을 경우에도 탄성부재(142)의 탄성복원력을 이용하여 다른 기어치(113)에 고정 가능하게 하여 파킹 온의 안정성을 보장한다.
하우징(50)은 상술한 파킹기어(110), 파킹레버(120), 파킹모터(150), 동력변환부(130), 가압부(140)를 내측에 수용하고 구동모터(41)의 구동축과 감속기어부를 감싸도록 마련된다. 이 때, 하우징(50)의 내부 공간 중 너트부재(132)를 수용하는 공간은 너트부재(132)의 회전을 방지하도록 회전방지부(미도시)가 마련되는데, 회전방지부(미도시)는 너트부재(132)의 회전방지면과 대응되는 형상으로 마련될 수 있다.
포스센서(70)는 디스크와 브레이크 패드 사이의 체결력을 검출할 수 있다. 포스센서(70)는 디스크와 브레이크 패드의 접촉에 따른 클램핑 포스를 검출할 수 있다. 포스센서(70)에 의해 검출된 클램핑 포스 정보는 제어부로 전달될 수 있다. 제어부는 포스센서(70)로부터 제공된 클램핑 포스 정보에 따라 브레이크 액츄에이터(40)와 파킹 액츄에이터(100)를 제어할 수 있다.
포스센서(70)는 동력전달부(30)와 브레이크 액츄에이터(40) 사이에 마련되어 스핀들유닛(31) 또는 브레이크 액츄에이터(40)의 부하를 감지하여 디스크와 브레이크 패드의 접촉에 따른 클램핑 포스를 검출한다.
이하에서는 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 파킹 액츄에이터(100)의 동작에 대해 설명한다.
도 4는 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템에서 파킹 액츄에이터의 파킹 온 동작을 도시하고, 도 5는 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템에서 파킹 액츄에이터의 파킹 오프 동작을 도시한다.
전기 기계식 브레이크 시스템(1)의 파킹 액츄에이터(100)는 차량의 주차 제동 상태를 유지하기 위한 파킹 온과, 차량의 주차 제동 해제를 위한 파킹 오프를 수행할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전기 기계식 브레이크 시스템은 제어부로부터 전기적 신호를 전달받은 브레이크 액츄에이터(40)의 작동에 의해 피스톤(60)이 패드 플레이트(11)를 가압하여 주차 제동을 구현한다. 예컨대, 브레이크 액츄에이터(40)의 구동력이 스핀들유닛(31), 너트유닛(32), 피스톤(60)을 통해 패드 플레이트(11)를 가압하고, 패드 플레이트(11)에 설치된 브레이크 패드가 디스크를 가압하여 차륜이 주차 제동된다.
이러한 주차 제동 상태에서 제어부는 파킹 액츄에이터(100)를 작동시켜 파킹 온 동작을 수행함으로써 주차 제동 상태를 유지시킨다.
구체적으로, 제어부는 파킹모터(150)를 일방향 회전시켜 제1 웜기어(134) 및 제2 웜기어(133)를 통해 스핀들부재(131)를 회전시킨다. 이 때, 스핀들부재(131)의 회전에 의해 너트부재(132)는 스핀들부재(131)에 대해 상대적으로 전진하고, 가압부재(141)는 탄성부재(142)에 의해 탄성 지지되어 파킹레버(120)의 가압면(121)을 가압하면서 너트부재(132)와 함께 전진한다.
너트부재(132)는 핀(132b)의 단부가 단차면(122)에 접할 때까지 전진하고, 가압부재(141)는 가압면(121)의 절곡면에 접한 상태로 일단부에서 타단부까지 미끄러지면서 파킹레버(120)를 가압한다. 이 때, 파킹레버(120)의 토션 스프링(미도시)에 의한 탄성반발력은 가압부재(141)를 지지하는 탄성부재(142)의 탄성력보다 약하게 마련되기 때문에 가압부재(141)는 파킹레버(120)를 가압 가능하다.
가압부재(141)가 파킹레버(120)를 가압함에 따라, 파킹레버(120)는 파킹기어(110) 측으로 회전하여 파킹레버(120)의 기어치(123)와 파킹기어(110)의 기어치(113)가 서로 맞물린다. 즉, 파킹기어(110)가 파킹레버(120)에 의해 고정되어 회전이 제한되고, 이에 따라 파킹기어(110)와 연결된 감속기어부 등을 포함하는 브레이크 액츄에이터(40)의 작동이 제한된다.
한편, 이러한 주차 제동 유지 상태에서 제어부는 파킹 액츄에이터(100)를 작동시켜 파킹 오프 동작을 수행함으로써 주차 제동 유지 상태를 해제시킨다.
구체적으로, 제어부는 파킹모터(150)를 파킹 온 일 때의 회전 방향과 반대방향으로 회전시킨다. 이에 따라, 제1 웜기어(134) 및 제2 웜기어(133)를 통해 스핀들부재(131)를 회전시키고, 전진되어 있는 너트부재(132)는 스핀들부재(131)에 대해 상대적으로 후진하며, 가압부재(141)도 함께 후진한다.
이에 따라, 파킹레버(120)는 토션 스프링(미도시)의 탄성복원력에 의해 파킹기어(110)에서 이격되는 방향으로 회전하고, 파킹레버(120)의 기어치(123)가 파킹기어(110)의 기어치(113)로부터 이격되어 파킹기어(110)의 록킹 상태가 해제되고 회전 가능하게 된다. 파킹기어(110)의 고정이 해제됨에 따라, 감속기어부 등 브레이크 액츄에이터(40)의 동작이 가능해지며, 브레이크 액츄에이터(40)의 동작에 의해 차량의 제동 상태가 해제될 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어블록을 도시한다.
도 6을 참조하면, 전기 기계식 브레이크 시스템의 전반적인 제어를 수행하는 제어부(200)를 포함할 수 있다.
제어부(200)에는 포스센서(70)와 페달 변위센서(80)가 전기적으로 연결될 수 있다.
제어부(200)에는 통신부(90)가 전기적으로 연결될 수 있다.
제어부(200)는 구동모터(41)와 파킹모터(150)를 구동시키기 위한 신호를 출력할 수 있다.
포스센서(70)는 차륜에 장착된 디스크와 브레이크 패드의 접촉에 따른 클램핑 포스를 검출할 수 있다.
페달 변위센서(80)는 차량에 마련된 브레이크 페달의 변위를 검출할 수 있다.
통신부(90)는 차량용 통신 네트워크를 통해 차량에 장착된 전자식 브레이크 시스템 및 운전자 보조 시스템 등과 통신 신호를 주고받을 수 있다. 통신부(90)는 캔(CAN) 송수신기를 포함할 수 있다.
제어부(200)는 ECU(Electronic Control Unit)로 명명될 수 있다.
제어부(200)는 프로세서(210)와 메모리(220)를 포함할 수 있다.
메모리(200)는 프로세서(210)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램과, 전기 기계식 브레이크 시스템의 작동을 위한 각종 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(220)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 전기 기계식 브레이크 시스템(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
상기한 구성을 가진 제어부(200)는 구동모터(41)와 파킹모터(150)를 각각 정회전 또는 역회전시킬 수 있다. 제어부(200)는 구동모터(41)와 파킹모터(150)를 각각 정역 회전시키도록 다수 개의 전력스위칭소자로 이루어진 에이치 브릿지(H-Bridge)회로를 포함할 수 있다.
제어부(200)는 주차 작동 모드시 구동모터(41)를 일방향 회전시킨다. 구동모터(41)의 일방향 회전은 감속기어부를 거치면서 감속되어 큰 힘으로 스핀들유닛(31)을 일방향으로 회전시킬 수 있다. 스핀들유닛(31)이 일방향으로 회전하면, 너트유닛(32)의 축방향 이동이 이루어질 수 있다. 너트유닛(32)이 피스톤(60)을 가압하면, 패드 플레이트(11, 12)에 설치된 브레이크 패드가 디스크를 압박하여 차륜이 제동될 수 있다. 주차 작동 해제 모드는 주차 작동 모드와 반대로 작동할 수 있다.
제어부(200)는 운전자에 의해 조작되는 주차 스위치의 조작 신호 또는 전자식 주차 브레이크 작동과 관련된 프로그램에 의해 생성된 조작 신호에 의해 주차 작동 모드 또는 주차 해제 모드를 수행할 수 있다.
제어부(200)는 주차 스위치의 조작 신호 또는 페달 변위센서(80)를 통해 검출된 브레이크 페달 변위에 대응하는 검출 신호에 따라 목표 클램핑 포스를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 주차 스위치 조작, 브레이크 페달 변위, 통신부(90)를 통해 수신된 휠 속도, 차량 중량, 노면 경사도 등을 이용하여 주차에 필요한 목표 클램핑 포스를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 통신부(90)를 통해 목표 클램핑 포스를 직접 수신할 수 있다.
제어부(200)는 주차 작동 모드를 수행할 때 파킹모터(150)을 일방향으로 회전시켜 스핀들부재(131)와 너트부재(132)를 통해 파킹레버(120)를 파킹기어(110)에 맞물리게 하여 파킹기어(110)를 고정시키는 파킹 온 동작을 수행함으로써 주차 제동 상태를 유지시킨다.
제어부(200)는 주차 작동 해제 모드를 수행할 때 파킹모터(150)를 파킹 온 동작시의 회전방향과 반대방향으로 회전시켜 파킹기어(110)에 맞물린 파킹레버(120)를 파킹기어(110)로부터 이격시켜 파킹기어(110)의 고정을 해제시키는 파킹 오프 동작을 수행함으로써 주차 제동 유지 상태를 해제시킨다.
제어부(200)는 주차 작동 중일 때 현재 클램핑 포스를 근거로 파킹모터(150)를 구동시켜 파킹 온 동작을 수행한다. 제어부(200)는 현재 클램핑 포스와 목표 클램핑 포스를 비교하여 현재 클램핑 포스가 목표 클램핑 포스에 도달할 때 파킹모터(150)를 구동시켜 파킹 온 동작을 수행한다.
도 7은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법을 도시한다.
도 7을 참조하면, 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법은 주차 작동 개시가 필요한 상태인지를 판단하고(300), 목표 클램핑포스(TCF)를 결정하고(302), 구동모터(41)를 구동시키고(304), 현재 클램핑포스(CCF)를 검출하고(306), 현재 클램핑포스(CCF)가 목표 클램핑포스(TCF)에 도달하였는지를 판단하고(308), 현재 클램핑포스(CCF)가 목표 클램핑포스(TCF)에 도달하면, 파킹모터(150)를 구동시키고(310), 소정시간이 경과하였는지를 판단하고(312), 파킹모터(150)를 정지시키고(314), 구동모터(41)를 정지시키는 것(316)을 포함할 수 있다.
제어부(200)는 주차 작동 개시가 필요한 상태인지를 판단한다. 제어부(200)는 운전자에 의해 주차 스위치가 조작되거나, 전기 기계식 브레이크 작동과 관련된 프로그램에 의해 주차 작동 개시가 요청된 경우 주차 작동 개시가 필요한 상태로 판단할 수 있다.
제어부(200)는 주차 작동 개시가 필요한 상태이면, 주차 스위치의 조작 신호 또는 페달 변위센서(80)를 통해 검출된 브레이크 페달 변위에 대응하는 검출 신호에 따라 주차에 필요한 목표 클램핑 포스(TCF)를 결정한다. 또한, 제어부(200)는 주차 스위치 조작, 브레이크 페달 변위, 통신부(90)를 통해 수신된 휠 속도, 차량 중량, 노면 경사도 등을 이용하여 주차에 필요한 목표 클램핑 포스를 결정할 수 있다.
제어부(200)는 결정된 목표 클램핑포스(TCF)를 발생시키기 위해 주차 작동 모드를 수행하여 구동모터(41)를 일방향으로 구동시킨다. 제어부(200)는 구동모터(41)를 일방향 회전시켜 스핀들유닛(31)과 너트유닛(32)을 통해 피스톤(60)을 가압함으로써 브레이크 패드를 디스크에 압착시켜 차륜을 제동시킨다.
제어부(200)는 주차 작동 모드를 수행할 때 포스센서(70)를 통해 현재 클램핑포스(CCF)를 검출한다.
제어부(200)는 현재 클램핑포스(CCF)가 목표 클램핑포스(TCF)에 도달하였는지를 판단한다.
제어부(200)는 현재 클램핑포스(CCF)가 목표 클램핑포스(TCF)에 도달하면, 파킹 온 동작을 위해 파킹모터(150)를 일방향으로 구동시킨다. 제어부(200)는 파킹모터(150)를 일방향으로 회전시켜 스핀들부재(131)와 너트부재(132)를 통해 파킹레버(120)를 파킹기어(110)에 맞물리게 하여 파킹기어(110)를 고정시키는 파킹 온 동작을 수행함으로써 주차 제동 상태를 유지시킨다.
제어부(200)는 파킹모터(150)를 구동시킨 후 소정시간이 경과하면, 파킹모터(150)를 정지시킨다. 이때, 소정시간은 파킹 온 동작을 수행하기 위한 미리 설정된 시간일 수 있다.
도 8은 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템에서 파킹 온 시 파킹 액츄에이터의 파킹모터의 동작을 도시한다.
도 8을 참조하면, 가로축은 시간(t)을 나타내고, 세로축은 클램핑포스를 나타낸다.
t1 시점에서 포스센서(70)를 통해 검출된 클램핑포스가 목표클램핑포스(TCF)에 도달하면, 파킹모터(150)를 일방향으로 회전시켜 파킹 온 동작을 수행한다.
파킹 온 동작이 완료되는 t2 시점에 파킹모터(150)를 정지시켜 파킹 온 동작을 완료한다.
이와 같이, 파킹모터(150)에 의한 파킹 온 동작이 구동모터(41)의 전류에 의존하지 않고 포스센서(70)에 의해 검출된 클램핑포스에 기반하여 수행하기 때문에 현재 클램핑포스가 목표 클램핑포스에 정확히 도달한 시점에 파킹 온 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 파킹 온 동작을 정확하고 안정적으로 유지시킬 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 제어부(200)는 파킹모터(150)가 정지되면, 구동모터(41)를 정지시킨다.
도 9는 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템에서 파킹 온 동안 파킹 액츄에이터의 파킹레버와 파킹기어의 맞물림이 풀린 것을 도시한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 파킹 온 동작을 수행하는 동안 외부의 강한 충격이나 기타 다른 원인에 의해 파킹레버(120)의 기어치(123)와 파킹기어(110)의 기어치(113)의 맞물림이 풀릴 수 있다.
기존에는 파킹 온 동작이 완료된 이후 파킹 온 동작이 강제로 풀리더라도 이를 감지할 방법이 없었다.
도 10은 다른 실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법을 도시한다.
도 10을 참조하면, 다른 실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법은 파킹 온 동작이 완료된 이후 현재 클램핑포스(CCF)를 검출하고(400), 현재 클램핑포스(CCF)가 목표 클램핑포스(TCF)보다 낮은지를 판단하고(402), 현재 클램핑포스(CCF)가 목표 클램핑포스(TCF)보다 낮으면, 파킹모터(150)를 역회전시켜 파킹 오프시키고(404), 다시 주차 작동 모드를 수행하도록 구동모터(41)를 재구동시키고(406), 현재 클램핑포스(CCF)가 목표 클램핑포스(TCF)에 도달하였는지를 판단하고(408), 현재 클램핑포스(CCF)가 목표 클램핑포스(TCF)에 도달하였으면, 파킹레버(120)가 파킹기어(110)에 다시 맞물리도록 파킹모터(150)를 정회전시켜 파킹 온 시키고(410), 파킹 온 동작이 완료되면, 파킹모터(150)를 정지시키고(412), 구동모터(41)를 정지시키는 것(414)을 포함할 수 있다.
이와 같이, 일실시예에 따른 전기 기계식 브레이크 시스템은 파킹 온 동작이 완료된 이후에도 포스센서(70)를 이용하여 클램핑포스를 지속적으로 모니터링하기 때문에 파킹 온 동작이 완료된 후에 파킹 온 동작이 강제 해제될 경우 파킹 온 동작을 자동으로 재수행할 수 있다.
한편, 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소는 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드/알고리즘/소프트웨어를 저장하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체와 결합된 하나 이상의 프로세서/마이크로프로세서(들)를 포함할 수 있다. 프로세서/마이크로프로세서(들)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드/알고리즘/소프트웨어를 실행하여 전술한 기능, 동작, 단계 등을 수행할 수 있다.
상술한 제어부 및/또는 그 구성요소는 컴퓨터로 읽을 수 있는 비 일시적 기록 매체 또는 컴퓨터로 읽을 수 있는 일시적인 기록 매체로 구현되는 메모리를 더 포함할 수 있다. 메모리는 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소에 의해 제어될 수 있으며, 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소에 전달되거나 그로부터 수신되는 데이터를 저장하도록 구성되거나 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소에 의해 처리되거나 처리될 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.
개시된 실시예는 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드/알고리즘/소프트웨어로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 프로세서/마이크로프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 데이터 저장 장치와 같은 컴퓨터로 읽을 수 있는 비 일시적 기록 매체 일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예로는 하드 디스크 드라이브(HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 실리콘 디스크 드라이브(SDD), 읽기 전용 메모리 (ROM), CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광학 데이터 저장 장치 등이 있다.
40: 브레이크 액츄에이터 41: 구동모터
70: 포스센서 80: 페달 변위센서
90: 통신부 100: 파킹 액츄에이터
110: 파킹기어 120: 파킹레버
131: 스핀들부재 132: 너트부재
150: 파킹모터 200: 제어부
210: 프로세서 220: 메모리

Claims (8)

  1. 휠과 함께 회전하는 디스크를 가압하는 브레이크 패드가 부착되는 한 쌍의 패드 플레이트;
    상기 한 쌍의 플레이트가 설치되는 캐리어;
    상기 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징;
    상기 캘리퍼 하우징 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤;
    상기 피스톤을 진퇴시켜 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크 측으로 가압하는 동력전달부;
    상기 피스톤에 회전력을 제공하는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력을 감속시켜 상기 동력전달부로 전달하는 감속기어부를 포함하는 브레이크 액츄에이터;
    상기 브레이크 액츄에이터와 연결되어 차량의 주차 제동 상태를 유지시키는 파킹 액츄에이터;
    상기 디스크와 상기 브레이크 패드의 접촉에 따른 클램핑포스를 검출하는 포스센서; 및
    상기 브레이크 액츄에이터와 상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스를 근거로 상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 전기 기계식 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파킹 액츄에이터는,
    상기 브레이크 액츄에이터에 연결되어 함께 회전 가능하게 마련되는 파킹기어;
    일측이 힌지 고정되어 타측이 상기 파킹기어와 치합 가능하게 마련되는 파킹레버;
    동력을 발생시키는 파킹모터;
    상기 파킹모터의 회전 구동력을 전달받아 회전하는 스핀들부재와, 상기 스핀들부재와 나사 결합되어 진퇴하는 너트부재를 포함하는 동력변환부; 및
    상기 너트부재에 설치되고 상기 너트부재의 진퇴에 의해 상기 파킹레버를 가압하는 가압부를 포함하는 전기 기계식 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 주차 작동모드시 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 전기 기계식 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 액츄에이터의 파킹모터를 일방향 회전시켜 상기 파킹레버가 상기 파킹기어에 맞물리게 하여 파킹 온 동작을 수행하는 전기 기계식 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 파킹 온 동작을 완료한 후 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스보다 낮으면, 상기 파킹 액츄에이터의 파킹모터를 반대방향으로 회전시켜 상기 파킹레버가 상기 파킹기어로부터 이격되게 하여 파킹 오프 동작을 수행하고, 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 온 동작을 재수행하는 전기 기계식 브레이크 시스템.
  6. 휠과 함께 회전하는 디스크를 가압하는 브레이크 패드가 부착되는 한 쌍의 패드 플레이트; 상기 한 쌍의 플레이트가 설치되는 캐리어; 상기 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징; 상기 캘리퍼 하우징 내부에 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤; 상기 피스톤을 진퇴시켜 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크 측으로 가압하는 동력전달부; 상기 피스톤에 회전력을 제공하는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력을 감속시켜 상기 동력전달부로 전달하는 감속기어부를 포함하는 브레이크 액츄에이터; 상기 브레이크 액츄에이터와 연결되어 차량의 주차 제동 상태를 유지시키는 파킹 액츄에이터를 포함하는 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서,
    포스센서를 통해 상기 디스크와 상기 브레이크 패드의 접촉에 따른 클램핑포스를 검출하고,
    상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스를 근거로 상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 것은, 주차 작동모드시 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 액츄에이터를 파킹 온 시키는 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 파킹 액츄에이터를 제어하는 것은, 상기 파킹 액츄에이터에 대한 파킹 온을 완료한 후 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스보다 낮으면, 상기 파킹 액츄에이터를 파킹 오프시키고, 상기 포스센서를 통해 검출된 클램핑포스가 상기 목표 클램핑포스에 도달하면 상기 파킹 액츄에이터를 다시 파킹 온 시키는 전기 기계식 브레이크 시스템의 제어방법.
KR1020210065673A 2021-05-21 2021-05-21 전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법 KR20220157750A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210065673A KR20220157750A (ko) 2021-05-21 2021-05-21 전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법
US17/746,969 US20220373046A1 (en) 2021-05-21 2022-05-18 Electromechanical brake system and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210065673A KR20220157750A (ko) 2021-05-21 2021-05-21 전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220157750A true KR20220157750A (ko) 2022-11-29

Family

ID=84103571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210065673A KR20220157750A (ko) 2021-05-21 2021-05-21 전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20220373046A1 (ko)
KR (1) KR20220157750A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120000838A (ko) 2010-06-28 2012-01-04 현대모비스 주식회사 전자식 주차 브레이크 장치

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1231119B1 (en) * 2001-02-09 2005-05-04 TRW Automotive Electronics & Components GmbH & Co. KG A park brake system for vehicles
US9855930B2 (en) * 2015-07-02 2018-01-02 Ford Global Technologies, Llc Vehicle transaxle and parking actuator assembly
DE102015218411B3 (de) * 2015-09-24 2017-02-02 Siemens Aktiengesellschaft Positionsbestimmungsverfahren für eine Parksperre
KR102672824B1 (ko) * 2017-02-21 2024-06-05 에이치엘만도 주식회사 전자식 디스크 브레이크
JP7157417B2 (ja) * 2018-11-27 2022-10-20 株式会社Subaru パーキング機構
WO2020158587A1 (ja) * 2019-01-29 2020-08-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動ブレーキ装置
JP7220281B2 (ja) * 2019-04-22 2023-02-09 日立Astemo株式会社 ディスクブレーキ
KR20210054762A (ko) * 2019-11-06 2021-05-14 주식회사 만도 파킹 브레이크용 액츄에이터
ES2920828T3 (es) * 2020-02-05 2022-08-10 Ims Gear Se & Co Kgaa Dispositivo de enclavamiento de un freno de estacionamiento y un freno de estacionamiento
KR20220011483A (ko) * 2020-07-21 2022-01-28 주식회사 만도 파킹 액츄에이터 및 이를 포함하는 전기 기계식 브레이크
KR102512309B1 (ko) * 2021-10-27 2023-03-22 에이치엘만도 주식회사 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량
US20230150467A1 (en) * 2021-11-17 2023-05-18 ZF Active Safety US Inc. Actuator assembly for a vehicle brake and method for activating an actuator assembly for a vehicle brake
KR102588380B1 (ko) * 2021-11-26 2023-10-12 현대모비스 주식회사 차량용 브레이크 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120000838A (ko) 2010-06-28 2012-01-04 현대모비스 주식회사 전자식 주차 브레이크 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20220373046A1 (en) 2022-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9568057B2 (en) Electronic parking brake
US8177037B2 (en) Brake system
KR101511437B1 (ko) 전자기계식 브레이크 장치
JP5472528B2 (ja) ブレーキ装置
US7540571B2 (en) Motor-driven disk brake system
JP2005529289A (ja) パーキングブレーキ機能を備える自動車ブレーキシステム及びそのような自動車ブレーキシステムのための電気機械ホイールブレーキ
US20080314695A1 (en) Single motor electro wedge brake system using solenoid mechanism for implementing additional functions
US20090071769A1 (en) Single motor electronic wedge brake system locking parking force
KR102596596B1 (ko) 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어방법
US20050077782A1 (en) Electrically driven parking brake device
US8151947B2 (en) Single motor electronic controlled wedge brake system
US20150152928A1 (en) Electronic parking brake
US20230129690A1 (en) Electronic parking brake system and safety control method thereof
US20220032894A1 (en) Electronic parking brake system and control method thereof
US11932214B2 (en) Parking actuator and electromechanical brake including the same
CN116022113A (zh) 电子制动系统、包括其的车辆和电子制动系统的操作方法
CN112172770A (zh) 具有带有转矩限制装置的齿轮传动装置的电动驻车制动器
CN110525407B (zh) 车辆用制动装置
US20230057483A1 (en) Electro-mechanical brake system and method for operating same
KR20220157750A (ko) 전기 기계식 브레이크 시스템 및 그 제어방법
CN108223624B (zh) 电动式制动器以及具有它的车辆
US20240336238A1 (en) Electro-mechanical brake system and control method thereof
US20230287949A1 (en) Electromechanical brake and method of operating the same
KR20220157755A (ko) 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 클램핑 포스 제어 방법
KR20220015343A (ko) 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination