WO2022086139A1 - 리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템 - Google Patents

리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템 Download PDF

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이재복
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스톨츠 주식회사
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    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors

Definitions

  • the present invention relates to a brake system using a reserve tank, and more particularly, to a reduction brake unit including a brake pedal, an electronic brake unit including an electric signal and a motor, and a reserve tank shared by the reduction brake unit and the electronic brake unit and a pad unit connected to the reserve tank, and the pad unit is controlled only by hydraulic pressure of the reserve tank, so that the degree of freedom of a position where the electronic brake (EPB) is installed is improved.
  • a reduction brake unit including a brake pedal, an electronic brake unit including an electric signal and a motor, and a reserve tank shared by the reduction brake unit and the electronic brake unit and a pad unit connected to the reserve tank, and the pad unit is controlled only by hydraulic pressure of the reserve tank, so that the degree of freedom of a position where the electronic brake (EPB) is installed is improved.
  • EPB electronic brake
  • the parking brake is applied to restrain the movement of the vehicle.
  • a parking brake called a hand brake or a side brake that keeps the vehicle in a stopped state operates as the driver operates a parking lever provided on one side of the driver's seat inside the vehicle. Brake force is secured by keeping the rear wheel brake assembly connected to the motor in an operated state. Conversely, when the parking lever is released, the cable is released and the braking force is released.
  • Such a parking brake operation method is cumbersome because it is necessary to pull and release the brake lever when parking or when driving is started. There is a problem that it is difficult to secure.
  • an electric parking brake (EPB) for electronically controlling the driving of the parking brake has been used.
  • EPB The electronic parking brake, called EPB, is an electronically controlled parking brake system, unlike the conventional wire method. so locked up. This is called an auto hold function.
  • the EPB method in which the method of integrating the caliper 9 is applied is applied.
  • the EPB ECU 1 that controls the EPB drives the EPB motor 8 to generate braking force through the EPB. maintains the stationary state of
  • the braking force is increased to the target braking force with the rotational force of the additional motor 8 to perform braking.
  • the purpose of the brake system is to reduce the types of mechanical parts, reduce the space, and utilize a reserve tank with a high degree of freedom in installing parts by having a system that collectively controls the reduction brake and the electromagnetic brake.
  • a brake system utilizing a reserve tank includes a reduction brake unit including a brake pedal; an electronic brake unit including an electric signal and a motor; a reserve tank shared by the deceleration brake unit and the electronic brake unit; and a pad unit connected to the reserve tank, wherein the pad unit is controlled only by hydraulic pressure of the reserve tank.
  • the deceleration brake unit includes: the brake pedal that a user can physically press; and a master cylinder that converts the pedal effort of the brake pedal into hydraulic pressure and is connected to the reserve tank, wherein the master cylinder generates hydraulic pressure in the reserve tank.
  • the electronic brake unit includes an external device that transmits the electric signal to the motor; and a pump connected to the motor and coupled to the reserve tank, wherein the pump generates hydraulic pressure in the reserve tank.
  • the pad unit according to the present invention, a piston; a pad coupled to the piston to press the disk; and a caliper, wherein the piston is driven by hydraulic pressure transmitted from the reserve tank.
  • the degree of freedom for the installation position of the reserve tank according to the present invention is improved.
  • the present invention can maintain the deceleration and stop state of the vehicle only by hydraulic pressure through the reserve tank, thereby increasing the efficiency in the production process by reducing mechanical parts inside the vehicle.
  • 1 to 4 are diagrams for explaining the conventional invention.
  • FIG. 5 is a view to explain the structure of the reduction brake and the electronic parking brake (EPB) sharing the reserve tank of the present invention.
  • FIG. 6 is a view illustrating a method of operating the piston inside the caliper using the reserve tank.
  • FIG. 7 is a view sequentially illustrating each operation process of the reduction brake unit and the electronic brake unit.
  • FIG. 8 is a view showing an operation process of the electronic brake unit.
  • the brake system using the reserve tank 300 according to the present invention reduces the speed of the vehicle by pressing the brake pedal 110 to convert the pedal effort into hydraulic pressure, and uses the electronic brake unit 200 to control the vehicle's stop state. can keep
  • the conventional EPB motor 220 is not used integrally with the caliper 400, but uses the reserve tank 300 to use hydraulic pressure as braking power, and the deceleration brake unit 100 and the electronic brake unit 200 share the reserve tank 300 and use it together.
  • the electronic brake unit 200 may be named and used as EPB: Electric Park Brake.
  • the brake system using the reserve tank 300 includes a deceleration brake unit 100 , an electronic brake unit 200 , a reserve tank 300 , and a caliper 400 .
  • FIG 5 is a view showing the device configuration of the deceleration brake unit 100 and the electromagnetic brake unit 200 .
  • the deceleration brake unit 100 includes a brake pedal 110 and a master cylinder 120 .
  • the brake pedal 110 generates a change in the position of the brake pedal 110 through a pedaling force, that is, a pedal force, and generates a brake pressure according to the degree of change of the brake pedal 110 .
  • the brake pedal 110 is electronically controlled in an ECU (not shown, Electronic Control Unit: an electronic control unit that controls the state of a vehicle's engine, transmission abs, and brakes with a computer) according to a change in the position of the pedal, that is, the degree of stepping on the pedal. It generates a control signal and transmits it to the braking device.
  • ECU Electronic Control Unit: an electronic control unit that controls the state of a vehicle's engine, transmission abs, and brakes with a computer
  • the ECU performs a computer-based electronic circuit and algorithm based on the electronic control signal, and it is preferable that various software may be embedded according to the design.
  • an electronic control signal having a value corresponding to the displacement of the brake pedal 110 to brake the wheel disk 500 of the front or rear wheels of the vehicle based on the brake pressure to decelerate the vehicle.
  • the master cylinder 120 presses brake oil to brake the wheel disk 500 of the vehicle.
  • the master cylinder 120 receives an electronic control signal according to the pedal effort of the brake pedal 110 to generate pressure and presses brake oil to press the piston of the cylinder located inside the master cylinder 120 to form hydraulic pressure. It is preferable to press the piston 411 located inside the caliper 400 based on hydraulic pressure to press the brake pad 412 to the wheel disk 500 to brake.
  • the master cylinder 120 is preferably a hydraulic cylinder filled with brake oil.
  • the master cylinder 120 is preferably connected to the reserve tank 300 to be described later, and a detailed description thereof will be described later.
  • the electronic brake unit 200 includes an external device 210 , a motor 220 , and a pump 230 .
  • the external device 210 of the electronic brake unit 200 operates or releases the electronic brake unit 200 through an electronic control signal by operating a switch according to the intention of the driver.
  • the operation or release signal may be provided to the ECU, and it is preferable that the external device 210 be easily operated by the driver by installing a switch on the door side of the vehicle or near the gearbox so that the driver can easily operate it.
  • the position of the external device 210 is not limited, and it is preferable that the external device 210 be mounted at a position that can be easily operated by the driver.
  • the motor 220 is preferably connected to the external device 210 in an electrical circuit connection configuration, and the ECU is responsible for mutual control.
  • the motor has a feature that it can be installed anywhere inside or outside the vehicle, and is preferably formed to generate a driving force.
  • the mountability of the motor 220 is increased by solving the disadvantage that the conventional EPB motor must be installed near the caliper.
  • the existing EPB motor is installed in the vicinity of the caliper to solve the problems of damage and increased installation cost, and the degree of freedom in which the motor 220 is installed is improved, thereby reducing cost and increasing ease of installation.
  • the motor 220 is formed to provide a driving force to the pump 230 , and the pump 230 is connected to a reserve tank 300 to be described later to pump oil in the reserve tank 300 at a high pressure to form a braking pressure. will do A detailed description will be given later.
  • the reserve tank 300 preferably stores brake oil so that hydraulic pressure can be formed therein, and the reserve tank 300 is connected to the master cylinder 120 to supply brake oil to the inside of the reserve tank 300 , the master cylinder 120 . ) can be supplied.
  • the oil stored in the reserve tank 300 is delivered to the caliper 400 through a hose or pipe through the hydraulic pressure formed by the piston of the master cylinder 120, which is a component of the pad unit 410 inside the caliper 400.
  • the vehicle By pressing the wheel disk 500 through the piston 411 and the pad 412 , the vehicle may be decelerated and braked.
  • the reserve tank 300 is coupled to the pump 230 of the electromagnetic brake unit 200 .
  • the pump 230 operating based on the driving force of the motor 220 is coupled with the reserve tank 300 to generate hydraulic pressure inside the reserve tank 300, and transmits the hydraulic pressure to the caliper 400 through the hydraulic pressure of the brake oil.
  • the vehicle may be maintained in a stopped state through the piston 411 and the pad 412 .
  • the reserve tank 300 is simultaneously connected with the reduction brake unit 100 and the electronic brake unit (EPB) 200 , and the reduction brake unit 100 and the electronic brake unit 200 share the reserve tank 300 .
  • the braking of the vehicle may be controlled only by the hydraulic pressure generated in the reserve tank 300 .
  • shock absorber housing that absorbs shocks during vehicle driving, which solves the inconvenience of securing space.
  • the generated hydraulic pressure is transmitted to the caliper 400 through the reserve tank 300 to press the piston 411 along the flow path pipe 440 formed inside the caliper body 430 as shown in FIG. 6 , and the piston Reference numeral 411 presses the pad 412 so that the wheel disk 500 and the pad 412 are compressed to perform deceleration braking.
  • the generated hydraulic pressure presses the piston 411 inside the caliper 400 along the flow pipe 440 formed inside the caliper body 430 as shown in FIG. 6 , and the piston 411 presses the pad 412 .
  • the wheel disk 500 and the pad 412 are compressed to keep the vehicle in a stopped state.
  • a solenoid valve or a time valve may be configured between the reserve tank 300 and the caliper 400 to maintain hydraulic pressure for stopping the vehicle.
  • the hydraulic pressure may not be released and the vehicle may be maintained in a stopped state.
  • the solenoid valve and the time valve are solenoid valves, and when electricity is passed through, the flange is raised to open the valve, and when electricity is cut off, the valve corresponds to a well-known technology and detailed description is omitted.
  • the deceleration brake unit 100 and the electronic brake unit 200 share the reserve tank 300 to press the piston 411 of the caliper 400 so that the pad 412 is pressed against the wheel disk 500 to brake the vehicle.
  • the structure of the present invention that implements the brake oil has a structure in which hydraulic pressure is formed through each of the reduction brake unit 100 and the electromagnetic brake unit 200 through a single pipe (valve).
  • the present invention is not limited thereto, and various pipes (valves) may be provided or installed in plurality when the capacity of the supplied oil is insufficient and according to different hydraulic pressures generated by the master cylinder 120 and the pump 230 .
  • components of the present invention may be connected to each other by an external pipe, and each element may be controlled through the ECU.
  • the present invention can maintain the deceleration and stop state of the vehicle only by hydraulic pressure through the reserve tank 300, thereby increasing the efficiency in the production process by reducing mechanical parts inside the vehicle.
  • the mounting position according to various housings and parts of the vehicle is easy, thereby maximizing space security.
  • the electronic brake unit 200 of the present invention may decelerate the vehicle while driving. That is, the function of the electronic brake unit 200 is not limited to parking, and may be used for deceleration while driving.
  • the electronic brake unit 200 Due to the characteristic of decelerating the vehicle while driving by the electronic brake unit 200, it may be utilized, for example, in autonomous driving. In the case of autonomous driving, it is common for the driver not to step on the pedal. At this time, if the vehicle deceleration is required due to a special situation, it is recognized through sensing, etc., this information is sent to the ECU of the vehicle, and the vehicle deceleration can be performed through the electronic brake unit 200 interlocked with the ECU.
  • the present invention relates to a brake system using a reserve tank, and more particularly, to a reduction brake unit including a brake pedal, an electronic brake unit including an electric signal and a motor, and a reserve tank shared by the reduction brake unit and the electronic brake unit and a pad unit connected to the reserve tank, and the pad unit is controlled only by hydraulic pressure of the reserve tank, so that the degree of freedom of a position where the electronic brake (EPB) is installed is improved.
  • a reduction brake unit including a brake pedal, an electronic brake unit including an electric signal and a motor, and a reserve tank shared by the reduction brake unit and the electronic brake unit and a pad unit connected to the reserve tank, and the pad unit is controlled only by hydraulic pressure of the reserve tank, so that the degree of freedom of a position where the electronic brake (EPB) is installed is improved.
  • EPB electronic brake

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Abstract

본 발명은 리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 브레이크 페달을 포함하는 감속 브레이크 유닛, 전기신호 및 모터를 포함하는 전자식 브레이크 유닛, 상기 감속 브레이크 유닛 및 전자식 브레이크 유닛이 공유하는 리저브 탱크 및 상기 리저브 탱크와 연결되는 패드 유닛을 포함하여 상기 패드 유닛은 상기 리저브 탱크의 유압만으로 제어되어 전자식 브레이크(EPB)가 설치되는 위치의 자유도가 향상된다.

Description

리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템
본 발명은 리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 브레이크 페달을 포함하는 감속 브레이크 유닛, 전기신호 및 모터를 포함하는 전자식 브레이크 유닛, 상기 감속 브레이크 유닛 및 전자식 브레이크 유닛이 공유하는 리저브 탱크 및 상기 리저브 탱크와 연결되는 패드 유닛을 포함하여 상기 패드 유닛은 상기 리저브 탱크의 유압만으로 제어되어 전자식 브레이크(EPB)가 설치되는 위치의 자유도가 향상된다.
차량을 주차하는 경우에 주차 브레이크를 작동하여 차량의 이동을 제지하게 된다.
차량을 정지한 상태로 유지시키는 핸드 브레이크 또는 사이드 브레이크라 불리우는 주차 브레이크는 차량 내부의 운전석 일측에 구비되는 주차 레버를 운전자가 조작함에 따라 작동하게 되며, 주차 레버를 당겨 이에 연결된 케이블이 당겨지도록 함으로써 케이블에 연결된 후륜측 브레이크 어셈블리가 작동된 상태로 유지되도록 하여 제동력을 확보하고, 반대로 주차 레버를 풀어주기 되면 케이블이 풀려 제동력이 해제된다.
이와 같은 주차 브레이크 작동 방식은 주차 시 또는 운행을 개시할 때, 브레이크 레버를 당기고 풀어야 하므로 번거롭고, 레버를 풀지 않고 주행 시 차량에 손상을 가하는 문제가 있으며 실내 공간에서 상당한 공간을 차지하게 되어 실내 공간의 확보가 어려운 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 주차 브레이크의 구동을 전자제어적으로 제어하는 전자식 주차브레이크 (Electric Parking Brake, EPB)가 사용되고 있다.
EPB라 불리우는 전자식 주차브레이크는 기존의 와이어 방식과 달리 전자식으로 제어되는 주차 브레이크 시스템으로, 차량이 서 있을 때는 컴퓨터가 차량의 속도와 엔진의 회전, 브레이크의 동작 유무를 판단해 운전자가 브레이크를 밟은 깊이만큼 잠겨 있게 된다. 이를 오토 홀드(auto hold) 기능이라 칭한다.
따라서, 정차 중에는 운전자가 브레이크를 밟고 있지 않더라도 도중에 브레이크가 풀릴 염려가 없으며, 차량을 비탈에서 출발시키더라도 뒤로 밀리지 않는 특징이 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 캘리퍼(9)에 일체화 시키는 방식을 적용한 EPB 방식을 적용하고 있다.
먼저, 종래의 EPB는 쇼크업소버 및 축에 의해 EPB 모터(액츄에이터)(5)의 제한적인 부품의 장착성 때문에 부품 장착의 어려움과 자유도가 감소된다.
또한, EPB 액츄에이터가 캘리퍼에 설치되어야 하기 때문에 기계적 배치의 자유도가 낮을 뿐만 아니라, 이에 따른 장착 비용 및 활용도가 낮아진다.
덧붙여, 캘리퍼에 모터 형식으로 맞닿아 있어 휠 디스크의 제동력에 의한 열, 진동에 의해 고장이 발생하는 문제가 있다.
상세히, EPB를 장착한 차량은 평지나 경사로에서 운전자가 브레이크 페달(2)을 밟고 있게 되면, EPB를 제어하는 EPB ECU(1)가 EPB모터(8)를 구동시켜 EPB를 통한 제동력을 생성시킴으로써 차량의 정지 상태를 유지시켜 주게 된다.
EPB를 캘리퍼(9)에 일체화시킨 경우 브레이크 페달(2)을 통한 유압 제동과 더불어, EPB의 동력 발생 수단인 액츄에이터(5)를 통한 모터(8) 동력을 함께 이용해 제동력을 생성시켜 유압과 모터 동력을 함께 사용한다.
캘리퍼(9)에 모터가 설치된 EPB는 구동 시 운전자의 버튼 조작(외부장치)에 의해 입력이 되면, 제동력을 생성하기 위해 모터를 회전시켜 모터의 회전으로 인해 너트가 전진하게 된다.
너트의 전진과 함께 피스톤(10)이 전진하게 됨으로, 피스톤(10)이 패드(11)에 닿은 후에 추가적인 모터(8)의 회전력으로 목표 제동력까지 제동력을 상승시켜 제동을 실시하게 된다.
또한, 구동 해체 시, 모터(8)의 회전방향이 바뀌면서 모터(8)의 회전을 통한 역회전이 일어남으로 인해 캘리퍼 내부의 너트는 모터(8) 방향으로 되돌아오게 되어 피스톤(10)은 내부의 유압으로 인해 원래 자리로 돌아오게 된다.
이러한, EPB의 구성은 너트의 전진하는 거리가 길어지고 유압으로 인해 너트가 전진하는데 더 많은 토크가 걸려 작동시간이 길어지며 EPB를 해제하는 경우 피스톤(10)은 캘리퍼(9) 안의 유압으로 인해 압력 상태를 유지하고 있지만, 캘리퍼(9) 내의 유압이 너트를 해제 방향으로 밀고 있는 상태가 되기 때문에 너트가 해제방향으로 받는 부하량의 변화가 브레이크 페달(2)을 깊게 밟지 않은 경우보다 빠르고 패드(11)와 피스톤(10)이 떨어졌다고 판단되는 시점 또한 빨리 진행된다.
이에, 피스톤(10)이 충분하게 뒤로 물러나지 못하여 피스톤(10)과 패드(11) 사이의 간격이 좁아지게 됨으로써, EPB 해제 후에도 피스톤(10)과 패드(11)가 맞닿아 있게 되는 경우 캘리퍼(9)에 손상이 생겨 이에 따른 부품교체로 인해 비용이 발생되는 문제점이 있다(EPB가 고장난 경우에도 적용 가능하다).
또한, EPB의 캘리퍼를 교체할 경우 모터(액츄에이터)까지 같이 없어져 주차브레이크를 위한 모터를 사용할 수 없게 되는 단점이 있다.
이를 위해 감속 브레이크와 EPB를 일괄적으로 제어하는 시스템을 구비하여 기계적 부품의 종류를 줄이고, 공간을 줄이며 부품의 설치 자유도가 높은 리저브 탱크를 활용하는 브레이크 시스템이 필요한 실정이다.
감속 브레이크와 전자식 브레이크를 일괄적으로 제어하는 시스템을 구비하여 기계적 부품의 종류를 줄이고, 공간을 줄이며 부품의 설치 자유도가 높은 리저브 탱크를 활용하는 브레이크 시스템을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 리저브 탱크를 활용하는 브레이크 시스템은 브레이크 페달을 포함하는 감속 브레이크 유닛; 전기신호 및 모터를 포함하는 전자식 브레이크 유닛; 상기 감속 브레이크 유닛 및 전자식 브레이크 유닛이 공유하는 리저브 탱크; 및 상기 리저브 탱크와 연결되는 패드 유닛;을 포함하고, 상기 패드 유닛은 상기 리저브 탱크의 유압만으로 제어된다.
본 발명에 따른 상기 감속 브레이크 유닛은, 사용자가 물리적으로 가압 가능한 상기 브레이크 페달; 및 상기 브레이크 페달의 답력을 유압으로 전환하되, 상기 리저브 탱크과 연결되는 마스터 실린더;를 포함하고, 상기 마스터 실린더는 상기 리저브 탱크 내부에 유압을 발생시킨다.
본 발명에 따른 상기 전자식 브레이크 유닛은, 상기 모터에 상기 전기신호를 전달하는 외부장치; 및 상기 모터와 연결되어 상기 리저브 탱크에 결합되는 펌프;를 포함하고, 상기 펌프가 상기 리저브 탱크 내부에 유압을 발생시킨다.
본 발명에 따른 상기 패드 유닛은, 피스톤; 상기 피스톤에 결합되어 디스크를 가압하는 패드; 및 캘리퍼;를 포함하고, 상기 피스톤은 상기 리저브 탱크로부터 전달된 유압에 의해 구동된다.
본 발명에 따른 상기 리저브 탱크의 설치되는 위치에 대한 자유도가 향상된다.
본 발명의 효과를 설명하면, 본 발명은 리저브 탱크를 통해 유압만으로 차량의 감속 및 정지 상태를 유지할 수 있어 차량 내부에 기계적 부품을 줄여 생산공정에 효율을 증대하는 효과가 있다.
또한, EPB를 작동시키기 위해 차량의 각종 하우징 및 부품에 따른 장착위치가 용이하여 공간확보를 최대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존의 전자식 브레이크 유닛의 액츄에이터를 통해 제동을 실시할 경우 발생되던 딜레이를 해결하고 즉각적으로 차량의 움직임을 제한할 수 있어 전자식 브레이크 유닛의 응답력이 증대하는 효과가 있다.
도 1 내지 도 4는 종래의 발명을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 리저브 탱크를 공유하는 감속 브레이크와 전자식 파킹브레이크(EPB)의 구조를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 6은 리저브 탱크를 활용하여 캘리퍼 내부에서 피스톤을 작동 방식을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 7은 감속 브레이크 유닛과 전자식 브레이크 유닛의 각 작동 과정을 순서적으로 도시한 것이다.
도 8은 전자식 브레이크 유닛의 작동 과정을 도시한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 리저브 탱크(300)를 활용한 브레이크 시스템은, 브레이크 페달(110)을 밟아 답력을 유압으로 전환하여 차량의 속도를 저감하며, 전자식 브레이크 유닛(200)을 이용하여 차량의 정지 상태를 유지시킬 수 있다.
여기서, 종래의 EPB 모터(220)가 캘리퍼(400)에 일체화 되어 사용되는 것이 아닌 리저브 탱크(300)를 활용하여 유압을 제동 동력으로 사용하며, 감속 브레이크 유닛(100)과 전자식 브레이크 유닛(200)은 리저브 탱크(300)를 공유하여 함께 사용한다.
이하, 전자식 브레이크 유닛(200)은 EPB : Electric Park Brake로 명명하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 리저브 탱크(300)를 활용한 브레이크 시스템은, 감속 브레이크 유닛(100), 전자식 브레이크 유닛(200), 리저브 탱크(300) 및 캘리퍼(400)를 포함한다.
도 5는 감속 브레이크 유닛(100) 및 전자식 브레이크 유닛(200)의 장치 구성을 나타내는 것이다.
도 5를 참조하면, 감속 브레이크 유닛(100)은 브레이크 페달(110), 마스터 실린더(120)를 포함한다.
브레이크 페달(110)은 페달을 밟는 힘, 즉 답력을 통해 브레이크 페달(110)의 위치 변화를 발생시키고 브레이크 페달(110)의 변화 정도에 따라 브레이크 압력을 생성하는 것이 바람직하다.
상세히, 브레이크 페달(110)은 페달의 위치 변화 즉 페달을 밟는 정도에 따라 ECU(미도시, Electronic Control Unit : 자동차의 엔진, 변속기 abs 및 브레이크 따위의 상태를 컴퓨터로 제어하는 전자제어 장치)에서 전자제어 신호를 발생시켜 이를 제동 장치에 전달하게 된다.
여기서, ECU는 전자제어 신호를 기반으로 컴퓨터 기반의 전자회로, 알고리즘을 수행하며, 설계에 따라 다양한 소프트웨어가 내장될 수 있는 것이 바람직하다.
이에, 브레이크 페달(110)의 변위에 대응하는 값의 전자제어 신호를 발생시켜 브레이크 압력을 바탕으로 차량의 전륜 또는 후륜의 휠(Wheel)디스크(500)를 제동시켜 차량을 감속하는 것이 바람직하다.
마스터 실린더(120)는, 브레이크 오일을 가압하여 차량의 휠디스크(500)를 제동한다.
상세히, 마스터 실린더(120)는 브레이크 페달(110)의 답력에 따른 전자제어 신호를 전달받아 압력을 발생시켜며 브레이크 오일을 압박하여 마스터 실린더(120) 내부에 위치하는 실린더의 피스톤을 가압하여 유압을 형성하며 유압을 바탕으로 캘리퍼(400) 내부에 위치한 피스톤(411)을 가압하여 브레이크 패드(412)를 휠 디스크(500)에 압착하여 제동하는 것이 바람직하다.
또한, 마스터 실린더(120)는 브레이크 오일이 채워진 유압 실린더인 것이 바람직하다. 여기서 마스터 실린더(120)는 후술할 리저브 탱크(300)와 연결된 것이 바람직하며 상세한 설명은 후술하도록 한다.
전자식 브레이크 유닛(200)은 외부장치(210), 모터(220) 및 펌프(230)를 포함한다.
전자식 브레이크 유닛 (200)의 외부장치(210)는 운전자의 의도에 따라 스위치를 조작하여 전자제어 신호를 통해 전자식 브레이크 유닛(200)을 작동 또는 해제시키는 역할을 한다.
이때, 작동 또는 해제 신호는 ECU에 제공할 수 있으며, 외부장치(210)는 운전자가 쉽게 조작할 수 있도록 차량의 도어 측 또는 기어 박스 근처에 스위치가 설치되어 운전자에 의해 손쉽게 조작 가능한 것이 바람직하다. 여기서 외부장치(210)의 위치는 한정되지 않으며 운전자가 손쉽게 조작할 수 있는 위치에 장착 가능한 것이 바람직하다.
모터(220)는 전기적인 회로 연결 구성으로 외부장치(210)와 연결되는 것이 바람직하며 상호간의 제어는 ECU가 담당하게 된다.
또한, 모터는 차량의 내부 외부 어디든 설치 가능한 특징이 있으며, 구동력을 발생시킬 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
이로 인해, 종래의 EPB모터가 캘리퍼 부근에 설치 되어야만 하는 단점을 해결하여 모터(220)의 장착성이 증대된다.
즉, 기존의 EPB모터가 캘리퍼 부근에 설치되어 파손과 설치 비용이 증가하는 문제점을 해결하며, 모터(220)가 설치되는 자유도를 향상시켜 비용 저감 및 설치의 용이성이 증대되는 장점이 있다.
모터(220)는 펌프(230)에 구동력을 제공하기 위해 형성되며, 펌프(230)는 후술할 리저브 탱크(300)에 연결되어 리저브 탱크(300) 내부의 오일을 고압으로 펌핑하여 제동압을 형성하게 된다. 상세한 설명은 후술하도록 한다.
리저브 탱크(300)는 내부에 유압을 형성할 수 있도록 브레이크 오일이 저장되는 것이 바람직하며 리저브 탱크(300)는 마스터 실린더(120)와 연결되어 리저브 탱크(300) 내부에 브레이크 오일을 마스터 실린더(120)에 공급할 수 있다.
또한, 리저브 탱크(300)에 저장된 오일이 마스터 실린더(120)의 피스톤으로 형성된 유압을 통해 호스 또는 배관을 통해 캘리퍼(400)로 전달되어 캘리퍼(400) 내부의 패드 유닛(410)의 구성 요소인 피스톤(411)과 패드(412)를 통해 휠 디스크(500)를 가압하여 차량을 감속 및 제동시킬 수 있다.
이와 반대로, 브레이크 페달(110)을 떼면 실린더에서 리저브 탱크(300)로 전달되는 유압에 의해 마스터 실린더(120)의 피스톤을 역방향으로 이동하여 브레이크 오일이 역으로 보내지며 캘리퍼(400) 내부의 피스톤(411)이 역방향으로 이동되어 브레이크의 제동력을 해제한다.
또한, 리저브 탱크(300)는 전자식 브레이크 유닛(200)의 펌프(230)와 결합된다. 모터(220)의 구동력을 바탕으로 작동하는 펌프(230)는 리저브 탱크(300)와 결합되어 리저브 탱크(300) 내부에 유압을 발생시켜 브레이크 오일의 유압을 통해 캘리퍼(400)로 유압을 전달하여 피스톤(411)과 패드(412)를 통해 차량을 정지한 상태로 유지할 수 있다.
즉, 리저브 탱크(300)는 감속 브레이크 유닛(100)과 전자식 브레이크 유닛(EPB)(200)과 동시에 연결되며 감속 브레이크 유닛(100)과 전자식 브레이크 유닛(200)이 리저브 탱크(300)를 공유하여 리저브 탱크(300)에서 발생된 유압만으로 차량의 제동을 제어할 수 있다.
이를 통해, 종래의 EPB액츄에이터를 설치할 필요가 없이 유압만으로 차량의 감속 및 정지 제동을 할 수 있어 경제적인 효과가 있다. 즉, 기계적 부품의 종류가 줄어들어 비용절감의 효과가 있다.
또한, 차량 주행시 충격을 흡수하는 쇼크업소버 하우징이 있어 공간확보의 불편함을 해결하며, 쇼크업소버에 관계없이 위치 및 크기를 임의대로 선택이 가능해 공간활용을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 리저브 탱크(300)의 위치에 제한이 없어 리저브 탱크(300)의 설치 자유도가 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 작동 과정 및 효과를 정리하여 설명한다.
도 5 및 도 7을 참조하여 감속 브레이크 유닛(100)의 과정을 설명하면, 먼저 차량의 속도를 감속하기 위해 브레이크 페달(110)을 밟아 답력이 가해지면 마스터 실린더(120)에 전기신호로 전달되어 유압을 형성한다.
그리고, 생성된 유압은 리저브 탱크(300)를 통해 캘리퍼(400)로 전달되어 도 6의 도시처럼 캘리퍼 몸체(430)의 내부에 형성된 유로관(440)을 따라 피스톤(411)을 가압하게 되고 피스톤(411)은 패드(412)를 가압하여 휠 디스크(500)와 패드(412)가 압착되어 감속 제동을 실시하게 된다.
도 5 및 도 8을 참조하여 전자식 브레이크 유닛(200)의 작동 과정을 설명하면, 차량 내부의 스위치를 조작하여 외부장치(210)를 동작시키면 모터(220)로 인해 구동력을 발생시키게 되며, 구동력은 리저브 탱크(300)에 결합된 펌프(230)로 전해져 리저브 탱크(300) 내부에 저장된 브레이크 오일을 통해 유압을 발생시키게 된다.
발생된 유압은 도 6의 도시처럼 캘리퍼 몸체(430)의 내부에 형성된 유로관(440)을 따라 캘리퍼(400) 내부의 피스톤(411)을 가압하게 되고, 피스톤(411)은 패드(412)를 가압하여 휠 디스크(500)와 패드(412)가 압착되어 차량을 정지한 상태로 유지시킨다.
여기서, 차량을 정지하기 위한 유압을 유지하기 위해 리저브 탱크(300)와 캘리퍼(400) 사이에는 솔레노이드 밸브 또는 타임 밸브를 구성할 수 있다.
이에, 유압이 해제되지 않고 차량이 정지된 상태로 유지될 수 있다.
여기서, 솔레노이트 밸브 및 타임 밸브는 전자 밸브로서, 전기가 통하면 플랜지가 올라가여 밸브가 열리고 전기가 차단되면 플랜지가 닫히는 밸브로 공지된 기술에 해당하여 상세한 설명은 생략한다.
감속 브레이크 유닛(100) 및 전자식 브레이크 유닛(200)이 리저브 탱크(300)를 공유하여 캘리퍼(400)의 피스톤(411)을 가압하여 패드(412)가 휠 디스크(500)에 압착되어 차량의 제동을 실시하는 본 발명의 구조는, 각각의 감속 브레이크 유닛(100) 및 전자식 브레이크 유닛(200)을 통해 유압이 형성된 브레이크 오일이 단일의 관(밸브)를 통해 이루어지는 구조로 이루어져 있다.
하지만, 이에 한정하지 않으며 공급되는 오일의 용량이 부족할 경우 및 마스터 실린더(120)와 펌프(230)가 발생시키는 상이한 유압에 따라 다양한 관(밸브)를 구비하거나 복수 개로 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소들은 외부 배관에 의하여 서로 연결될 수 있으며 ECU를 통해 각 요소들이 제어될 수 있다.
*
이에, 본 발명의 효과를 설명하면, 본 발명은 리저브 탱크(300)를 통해 유압만으로 차량의 감속 및 정지 상태를 유지할 수 있어 차량 내부에 기계적 부품을 줄여 생산공정에 효율을 증대하는 효과가 있다.
또한, 전자식 브레이크 유닛을 작동시키기 위해 차량의 각종 하우징 및 부품에 따른 장착위치가 용이하여 공간확보를 최대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존의 EPB 액츄에이터를 통해 제동을 실시할 경우 발생되던 딜레이를 해결하고 즉각적으로 차량의 움직임을 제한할 수 있어 전자식 브레이크 유닛(200)의 응답력이 증대하는 효과가 있다.
덧붙여, 본 발명의 전자식 브레이크 유닛(200)은 주행 중 차량을 감속할 수 있다. 즉, 전자식 브레이크 유닛(200)에 파킹에만 기능이 국한된 것이 아니고, 주행 중 감속을 위해 사용될 수도 있는 것이다.
따라서, 페달(110)에 의한 주행 중 감속을 위한 브레이크뿐만 아니라, 전자식 브레이크 유닛(200)에 의한 주행 중 감속을 할 수 있어 제동 다양성이 향상되는 장점이 있다.
*
전자식 브레이크 유닛(200)에 의해 주행 중 차량을 감속시킬 수 있는 특징으로 인해, 일 예로, 자율주행에서 활용될 수 있다. 자율 주행의 경우에는 운전자가 페달을 밟지 않는 것이 일반적이다. 이때, 특수 상황에 의해 차량 감속이 필요하다면, 센싱 등으로 인지하여 이러한 정보를 차량의 ECU로 보내고, ECU와 연동되는 전자식 브레이크 유닛(200)을 통해 차량 감속을 수행할 수 있게 된다.
또한, ECU로 인한 시스템적 제어뿐 만 아니라, 탑승자의 의사로 진행될 수 있다. 운전자의 의사로 전자식 브레이크 유닛(200)의 스위치를 조작하여 비상 제동 등을 실시할 수 있게 된다. 이로 인해, 운전자가 미처 대응하지 못한 제동 상황에 대처하여 사고 상황을 예방하고 운전자를 안전을 도모하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명은 리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 브레이크 페달을 포함하는 감속 브레이크 유닛, 전기신호 및 모터를 포함하는 전자식 브레이크 유닛, 상기 감속 브레이크 유닛 및 전자식 브레이크 유닛이 공유하는 리저브 탱크 및 상기 리저브 탱크와 연결되는 패드 유닛을 포함하여 상기 패드 유닛은 상기 리저브 탱크의 유압만으로 제어되어 전자식 브레이크(EPB)가 설치되는 위치의 자유도가 향상된다.

Claims (5)

  1. 브레이크 페달을 포함하는 감속 브레이크 유닛;
    전기신호 및 모터를 포함하는 전자식 브레이크 유닛;
    상기 감속 브레이크 유닛 및 전자식 브레이크 유닛이 공유하는 리저브 탱크; 및
    상기 리저브 탱크와 연결되는 캘리퍼;을 포함하고,
    상기 캘리퍼는 상기 리저브 탱크의 유압만으로 제어되는 것인
    리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감속 브레이크 유닛은,
    사용자가 물리적으로 가압 가능한 상기 브레이크 페달; 및
    상기 브레이크 페달의 답력을 유압으로 전환하되, 상기 리저브 탱크와 연결되는 마스터 실린더;를 포함하고,
    상기 마스터 실린더는 상기 리저브 탱크의 내부에 유압을 발생시키는 것인
    리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자식 브레이크 유닛은,
    상기 모터에 상기 전기신호를 전달하는 외부장치; 및
    상기 모터와 연결되어 상기 리저브 탱크에 결합되는 펌프;를 포함하고,
    상기 펌프는 상기 리저브 탱크의 내부에 유압을 발생시키는 것인
    리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캘리퍼는,
    캘리퍼 몸체;
    상기 캘리퍼 몸체 내부에 위치한 패드 유닛; 및
    상기 캘리퍼 몸체 내부에 형성되는 유로관;을 포함하고,
    상기 패드 유닛은,
    피스톤; 및
    상기 피스톤에 맞닿도록 형성되는 패드;를 포함하고,
    상기 피스톤은 상기 리저브 탱크로부터 전달된 유압에 의해 구동되는 것인
    리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리저브 탱크가 설치되는 위치에 대한 자유도가 향상되는 것인
    리저브 탱크를 활용한 브레이크 시스템.
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