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KR20150123358A - 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크 - Google Patents

회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크 Download PDF

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KR20150123358A
KR20150123358A KR1020140049166A KR20140049166A KR20150123358A KR 20150123358 A KR20150123358 A KR 20150123358A KR 1020140049166 A KR1020140049166 A KR 1020140049166A KR 20140049166 A KR20140049166 A KR 20140049166A KR 20150123358 A KR20150123358 A KR 20150123358A
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KR
South Korea
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parking brake
regenerative braking
piston
electronic parking
ball screw
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Application number
KR1020140049166A
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Inventor
김영광
Original Assignee
현대모비스 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크는 차량의 구동휠에 구비되고, 작동유체의 유출입이 가능한 휠실린더가 형성된 캘리퍼; 상기 캘리퍼의 내측에 위치되어 차량의 구동휠과 함께 회전하는 디스크의 일 측과 마찰에 의해 제동력을 발생시키는 마찰패드; 상기 휠실린더에 위치되어 진퇴에 의해 상기 마찰 패드를 상기 디스크에 선택적으로 압착하며, 일 측에 볼너트가 고정 형성된 피스톤; 상기 피스톤의 볼너트와 연결되는 볼스크류; 상기 캘리퍼의 외측에 위치되고 상기 볼스크류와 연결되는 감속기; 및 상기 캘리퍼의 외측에 위치되어 상기 감속기와 연동되고, 회생제동 모드 시, 상기 피스톤을 작동유체의 압력에 의한 압착방향과 반대방향으로 이동되도록 상기 감속기를 통해 상기 볼스크류를 회전시키는 전자식 주차 브레이크 모터(EPBM: Electric Parking Brake Motor);를 포함한다.

Description

회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크{Electronic parking brake with regenerative braking cooperative control function}
본 발명은 전자식 주자 브레이크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회생제동 모드 시, 전자식 주차 브레이크 시스템을 통해 차량의 구동휠에 작용되는 회생제동력 만큼의 제동력을 유압제동력에서 차감시켜 차량의 요구 제동력을 만족시킬 수 있도록 회생제동 협조 제어가 가능한 회생제동 협조 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크에 관한 것이다.
오늘날에는 연비 향상 및 배기가스 저감을 위하여 하이브리드 자동차, 연료 전지 자동차, 전기 자동차 등의 개발이 활발히 진행되고 있다. 또한, 이러한 차량들에는 대부분 연비 향상을 고려하여 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 차량의 제동 및 관성 에너지를 상기 모터에서 발전을 통하여 회수하여 배터리에 충전하는 회생 제동(RB: Regenerative Braking) 시스템이 장착되어 있다.
또한, 상기와 같은 차량들에는 차량에는 필수적으로 차량의 주차를 위해 전자식으로 제어되는 전자식 주차 브레이크 시스템 및 주행 중 제동을 위한 제동 시스템 등과 같은 브레이크 시스템들이 설치되며, 제동 시스템의 경우 회생 제동 모드의 구현을 고려하여 대부분 유압을 이용한 유압 제동 시스템이 적용된다. 이때, 일반적으로 하이브리드 또는 전기 자동차에 적용되는 유압 제동 시스템의 한 종류로는 전자 제어 유압 제동 시스템(Electro-hydraulic brake system)이 있으며, 전자 제어 유압 제동 시스템은 운전자가 페달을 밟으면 전자 제어 유닛이 이를 감지하고 유압을 마스터 실린더에 공급함으로써, 각 바퀴의 휠 실린더(미도시)에 제동유압을 전달하여 제동력을 발생하는 제동 시스템이다.
이러한 회생제동 시스템 및 유압 제동 시스템이 장착된 차량에서는 운전자가 차량의 감속을 위해 브레이크 페달을 밟으면, 회생제동 모드로 전환되어 구동모터가 발전기로 전환 작동함에 따라 구동휠에는 역토크에 의한 회생제동력이 발생하게 되며, 이때, 발생된 회생제동력은 운전자가 브레이크 페달을 밟아 입력한 유압제동력과 병합되어 운전자가 의도하지 않은 제동력이 발생하게 되어 제동감 뿐만 아니라 차량의 주행 안전성 등에 악영향을 미치는 문제를 초래하였다.
이에, 최근에는, 차량컨트롤 유닛(VCU: Vehicle Control Unit)을 통해 엔진과 구동모터의 작동을 제어함과 동시에 회생제동 모드 시, 유압제동량과 회생제동량을 결정하고, 회생제동 모드에서 발생된 회생제동력만큼을 유압제동력에서 차감시킴으로써 차량전체의 제동력 밸런스를 조절해주는 다양한 방식의 회생제동 협조 제어장치들이 개발되고 있다.
이때, 최근 개발되고 있는 회생제동 협조 제어 장치들로는 회생제동 모드로의 전환 시, 발생되는 회생제동력을 고려하여, 유압 제동 시스템을 구성하는 마스터 실린더에 전동모터(전동 부스터)를 장착하고 운전자의 제동 의지에 따라 전동모터에 의해 미리 계산되어 차감된 유압력이 마스터실린더에 의해 발생되도록 하는 방식과, 감속기 또는 전동모터에 의해 페달의 작동 스트로크 정도를 페달을 밟는 스트로크와는 무관하게 조절함으로써 발생 유압력을 조절하는 방식 등이 있다.
그러나, 상기와 같은 회생제동 협조 제어장치의 경우, 기존 유압 제동 시스템에 별도로 추가 장착되어야 하며, 이는 따른 제조원가 및 차량가격 상승과 함께 하이브리드 차량 또는 전기 차량의 연비와 가장 밀접한 중량 상승 등의 여러 문제점을 갖고 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유압 제동 시스템에 별도의 모터 기어 등과 같은 회생제동 협조 제어 장치들의 추가 없이 전자식 주차 브레이크 시스템에 의해 회생제동 협조 제어가 이루어질 수 있는 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 구동휠에 구비되고, 작동유체의 유출입이 가능한 휠실린더가 형성된 캘리퍼; 상기 캘리퍼의 내측에 위치되어 차량의 구동휠과 함께 회전하는 디스크의 일측과 마찰에 의해 제동력을 발생시키는 마찰패드; 상기 휠실린더에 위치되어 진퇴에 의해 상기 마찰 패드를 상기 디스크에 선택적으로 압착하며, 일측에 볼너트가 고정 형성된 피스톤; 상기 피스톤의 볼너트와 연결되는 볼스크류; 상기 캘리퍼의 외측에 위치되고 상기 볼스크류와 연결되는 감속기; 및 상기 캘리퍼의 외측에 위치되어 상기 감속기와 연동되고, 회생제동 모드 시, 상기 피스톤을 작동유체의 압력에 의한 압착방향과 반대방향으로 이동되도록 상기 감속기를 통해 상기 볼스크류를 회전시키는 전자식 주차 브레이크 모터(EPBM: Electric Parking Brake Motor);를 포함하는 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크가 제공될 수 있다.
이때, 상기 피스톤에는 내부에 상기 볼스크류가 수용될 수 있는 공간이 마련되고, 상기 볼너트가 상기 피스톤의 일 측면으로부터 이격되어 고정될 수 있도록 상기 피스톤의 일 측면으로부터 돌출 형성되는 볼너트 고정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 피스톤은 휠실린더에 유입된 작동유체 및 상기 볼스크류의 회전에 의해 각각 진퇴되거나, 또는 작동유체와 볼스크류의 회전의 조합에 의해 진퇴 가능할 수 있다.
또한, 상기 피스톤은 회생제동 모드 시, 운전자가 브레이크 페달을 밟아 상기 휠실린더에 내에 작용되는 작동유체의 압력에서, 상기 디스크에 작용되는 역토크에 해당하는 작동 유체의 압력이 차감되도록 상기 전자식 주차 브레이크 모터에 의해 마찰패드 압착방향과 반대 방향으로의 이동 가능할 수 있다.
또한, 상기 전자식 주차 브레이크 모터는 회생제동 모드 시, 상기 피스톤이 상기 마찰패드에 접한 상태 또는 피스톤이 작동유체에 의해 이동되기 전에 회생제동력에 해당하는 작동유체 압력이 차감되도록 상기 피스톤을 압착방향과 반대 방향으로 이동되도록 구동될 수 있다.
또한, 회생제동 모드 시, 운전자가 페달을 밟음과 동시에 차량 컨트롤 유닛으로부터 유압제동량 및 회생제동량 정보를 전달받아 전자식 주차 브레이크 모터를 제어하는 전자식 주차 브레이크 모터 제어기(EPBM ECU)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전자식 주차 브레이크 모터 제어기는 회생제동 모드 시, 피스톤의 이동에 따라 발생되는 볼스크류와 볼너트의 마찰에 의해 유발되는 페달 조작의 이질감을 제거하기 위해 피스톤이 압착방향으로 이동되는 방향으로 볼스크류가 회전될 수 있도록 상기 전자식 주차 브레이크 모터에 보상전류를 공급할 수 있다.
아울러, 상기 전자식 주차 브레이크 모터에는 상기 차량의 주차 시, 상기 피스톤을 상기 마찰패드를 압착하는 방향으로 이동되도록 구동된 후 전원 오프(OFF)된 상태에서 상기 마찰패드와의 반력 및 의도치 않은 차량의 이동에 의해 상기 피스톤이 압착방향과 반대되는 방향으로 이동되는 것이 방지되도록 상기 EPB모터의 회전을 구속하는 로킹(Locking)장치가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크는, 회생제동 모드 시, EPB모터의 구동에 의해 피스톤을 마찰패드 압착방향과 반대되는 방향으로 이동시켜 휠실린더 내의 작동유체에 따른 유압에서 회생제동력에 해당하는 유압을 차감시킴으로써 별도의 회생제동 협조 제어장치 없이 전자식 주차 브레이크만으로 유압제동력에서 회생제동력이 차감된 차량 요구제동력을 만족시킬 수 있다.
또한, 회생제동 협조 제어를 위한 별도의 장치가 요구되지 않고, 전자식 주차 브레이크에 의해 회생제동 협조 제어가 가능함에 따라 차량의 부품수를 축소 시킬 수 있을 뿐만아니라 하이브리드, 전기 자동차의 연비와 가장 관련도가 높은 차량의 중량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크의 회생제동 모드 시의 작동 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크의 회생제동 모드 시의 제동력을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크에 형성된 EPB 제어기 및 차량 컨트롤 유닛 및 연결관계를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크의 전자식 주차 브레이크 모터에 형성된 로킹 장치를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예 따른 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크가 장착된 차량의 시스템 구성을 나타내는 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크가 장착된 차량에서의 회생제동 모드 시의 작동 흐름도이다.
도 8은 종래 차량의 시스템 구성을 나타내는 구성도이다.
도 9는 종래 차량의 시스템 구성에 따른 회생제동 모드 시의 작동 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크(EPB: Electric Parking Brake, 100)는 주차 모드에서 차량의 주차 시, 구동휠이 회전되지 않도록 하는 기능과 더불어 회생제동 시스템이 장착된 차량에서의 회생제동 모드 시, 구동모터가 발전기로 전환됨에 따라 구동휠에 발생되는 회생제동력 만큼의 제동력을 유압제동력에서 차감하여 전반적인 차량의 제동력을 만족시킬 수 있는 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 것을 주요 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크(100)를 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크(100)의 회생제동 모드 시의 작동 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크(100)의 회생제동 모드 시의 제동력을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 3을 참고하면, 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크(100)는 차량의 구동휠과 함께 회전하는 디스크(10)를 수용하도록 구동 휠 측 디스크의 양 측면에 마찰패드(120)가 서로 대향되게 배치되어 있는 캘리퍼(110)를 포함한다.
상기 캘리퍼(110)에는 상기 마찰패드(120)와 접하여 마찰패드(120)를 디스크(10) 측으로 압착하는 피스톤(130)이 수용되는 휠실린더(111)가 형성되어 있으며, 상기 휠실린더(111)에는 유압 모듈레이터와 연결되어 오일과 같은 작동유체의 유출입이 가능하도록 하는 작동유체 유출입부(112)가 형성되어 있다.
상기 작동유체는 운전자가 제동을 위해 브레이크 페달을 밟을 시, 유압 제동 시스템을 구성하는 마스터 실린더, 진동부스터 및 유압모듈레이터의 순차적인 작동에 의해 상기 휠실린더(111)에 유입되어 유압을 형성하며, 형성된 유압에 의해 상기 피스톤(130)이 진퇴될 수 있다.
상기 피스톤(130)에는 일 측으로부터 돌출 형성되고, 내부에 공간부가 형성된 볼너트 고정부(131)가 형성되며, 상기 볼너트 고정부(131)에는 볼스크류(150)와 연동되는 볼너트(140)가 고정 결합된다. 또한, 상기 볼너트 고정부(131)의 상기 공간부에는 볼너트(140)와 결합되어 연동되는 볼스크류(150)가 부분적으로 수용되어 진다.
상기 볼스크류(150)는 직선운동과 회전운동을 상호 전환시키는 구성으로, 일 측이 피스톤(130)의 볼너트(140)와 결합되어 회전에 의해 피스톤(130)을 마찰패드(120)의 압착방향과 그 반대 방향으로 진퇴시키며, 반대로 볼스크류(150)는 피스톤(130)의 진퇴에 의해 시계방향과 반 시계 방향으로 회전될 수 있다. 이때, 볼너트(140)와 결합된 볼스크류(150)의 일 측과 대향되는 타측은 상기 캘리퍼(110)의 외측에 위치되는 감속기(160)와 결합된다.
상기 감속기(160)는 캘리퍼(110)의 외측에 위치하는 전자식 주차 브레이크 모터(EPBM: Electric Parking Brake Motor '이하 EPB모터'로 약칭함, 170)와 연동되며, EPB모터(170)의 회전력을 증대시켜 볼스크류(150)에 전달하는 역할을 한다. 이때, 상기 감속기(160)는 상기 EPB모터(170)의 기어(171)와 치합되어 EPB모터(170)의 회전력이 증대되어 전달되도록 다단 스퍼기어(spur gear)로 형성되며 이에, 상기 감속기(160)와 상기 EPB모터(170)의 기어(171)는 수평방향으로 치합되어 연동되는 구조를 갖는다.
또한, 상기 감속기(160)와 연결된 상기 볼스크류(150)의 회전방향은 감속기(160)의 회전방향과 동일하며, 상기 볼스크류(150)와 볼너트(140)를 통해 연결된 상기 피스톤(130)은 상기 볼스크류(150)의 회전방향에 따라 휠실린더(111) 내부에서 마찰패드(120) 압착방향과, 마찰패드(120) 압착방향의 반대방향으로 진퇴가 가능하게 된다.
도 4는 도 1에 도시된 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크(100)에 형성된 EPB모터 제어기(180) 및 차량 컨트롤 유닛(190) 및 연결관계를 보여주는 도면이다. 도 5는 도 1에 도시된 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크(100)의 전자식 주차 브레이크 모터(170)에 형성된 로킹장치(172)를 보여주는 도면이다.
도 4 및 5를 참고하면 상기 EPB모터(170)는 EPB모터(170)를 제어하는 EPB모터 제어기(EPB ECU, 180)와 연결되고 EPB모터 제어기(180)는 차량 컨트롤 유닛(VCU, 190)과 연결된다. 이에 EPB모터(170)는 회생제동 모드 상태에서는 차량 컨트롤 유닛(190)으로부터 전달받은 유압제동량과 회생제동량 정보를 바탕으로 EPB모터 제어기(180)에 의해 제어된다.
또한, EPB모터(170)에는 차량의 주차 시, EPB모터(170)가 피스톤(130)이 상기 마찰패드(120)를 압착하도록 구동된 다음 전원이 오프(OFF)되더라도, EPB모터(170)의 회전(구동이 아닌 외력에 의한 회전)을 방지하는 로킹(Lock)장치(172)가 형성된다.
이때, 상기 외력은 피스톤(130)이 상기 마찰패드(120)를 압착하고 있는 상태에서의 마찰패드(120)와의 반력 또는 차량의 의도치 않은 이동에 의한 반력 등이 해당할 수 있으며, 상기 로킹장치(172)는 이러한 반력에 의해 피스톤(130)이 압착방향과 반대되는 방향으로 이동되지 않게 EPB모터(170)의 회전을 구속함으로써 전자식 주차 브레이크(100)에 의한 안정적인 주차가 가능하도록 한다.
이하에서는 상기와 같은 본 발명의 전자식 주차 브레이크(100)를 통한 회생제동 협조 제어 기능과 주차 기능에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예 따른 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크(100)가 장착된 차량의 시스템 구성을 나타내는 구성도이다. 도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크(100)가 장착된 차량에서의 회생제동 모드 시의 작동 흐름도이다.
도 6 및 7을 참고하여 설명하면, 우선, 운전자가 차량의 주행 중에 제동 상황이 발생하면 브레이크 페달을 밟게 되고 브레이크 페달을 밟음과 동시에 차량의 구동모터가 발전기로 작용되어 전기 에너지를 발생시키는 회생제동 모드로 전환된다. 이때, 회생제동 모드로 전환되는 과정에서 구동모터가 발전기로 작용됨에 따라 구동축에는 역토크가 발생되고 발생된 역토크는 구동축을 제동시키려는 부하 즉, 회생제동력으로 작용된다.
한편, 운전자가 브레이크 페달을 밟음과 동시에 차량 컨트롤 유닛(190)에 의해 유압제동량이 결정되고, 유압 제동 시스템의 마스터 실린더, 전동부스터 및 유압모듈레이터에 의해 결정된 유압제동량에 해당하는 작동유체(오일)가 캘리퍼(110)의 휠실린더(111)에 유입된다. 또한, 유입된 작동유체는 휠실린더(111) 내부에 유압을 발생시켜 피스톤(130)을 마찰패드(120) 방향으로 압착하는 힘, 즉 클램핑 포스를 발생시킨다.
그리고, 상기 피스톤(130)은 발생된 클램핑 포스에 의해 마찰패드(120)를 압착하는 방향으로 이동되고, 피스톤(130)이 이동됨에 따라 피스톤(130)의 볼너트(140)와 연결된 볼스크류(150)는 회전하게 된다. 또한, 볼스크류(150)와 연결된 감속기(160)는 볼스크류(150)의 회전과 함께 회전하게 되고, 감속기(160)와 연동된 EPB모터(170) 또한 회전하게 된다. 이때, EPB모터(170)는 무부하 상태(발전기 모드)로 회전하게 된다.
이후, 유압에 의해 마찰패드(120) 압착방향으로 이동되는 피스톤(130)은 마찰패드(120)와 접하게 되고, 마찰패드(120)와 접함에 따른 피스톤(130)의 이동이 멈추게 되면 EPB모터(170)를 구동시켜 피스톤(130)이 마찰패드(120) 압착 방향과 반대방향으로 이동되도록 감속기(160)를 통해 볼스크류(150)를 회전시킨다. 이때, EPB모터(170)는 EPB모터 제어기(180)에 의해 제어되며, EPB모터 제어기(180)는 차량 컨트롤 유닛(190)으로부터 결정된 회생제동량 정보를 근거로 EPB모터(170)를 제어한다. 즉, EPB모터 제어기(180)는 회생제동량 정보를 바탕으로 EPB모터(170)를 구동시켜, 피스톤(130)이 마찰패드(120) 압착 방향과 반대 방향으로 이동시킴으로써 휠실린더(111) 내의 유압이 감소되도록 하며, 감소되는 유압량은 역토크에 의한 회생제동량과 같게 된다.
반면, 상기 EPB모터(170)의 구동에 의한 피스톤(130)의 이동은 유압에 의한 피스톤(130)의 이동직전에 이루어질 수 있다. 즉, 운전자가 브레이크 페달을 밟음과 동시에 차량 컨트롤 유닛(190)에 의해 유압제동량과 회생제동량이 결정될 수 있음에 따라, EPB모터 제어기(180)가 차량 컨트롤 유닛(190)으로부터 전달되는 정보를 바탕으로 EPB모터(170)를 구동시켜 피스톤(130)이 유압에 의해 마찰패드(120) 압착 방향으로 이동되기 전에 회생제동력 만큼의 유압이 차감되도록 피스톤(130)을 마찰패드(120) 압착 방향과 반대로 피스톤(130)을 이동시킬 수 있다.따라서, 제동 시, 마찰패드(120) 방향으로 이동시키기 위해 피스톤(130)에 가해지는 유압은 유압제동량에서 회생제동량이 차감된 유압으로 형성될 수 있다.
한편, 회생제동 모드 시, 피스톤(130)이 마찰패드(120)를 압착하는 방향으로 이동되는 과정에서 피스톤(130)에 고정된 볼너트(140)와 볼스크류(150) 사이의 마찰로 인한 페달 작동 시 이질감이 발생할 수 있으나, EPB모터 제어기(180)에 의해 차량 컨트롤 유닛(190)에 의한 유압제동량을 바탕으로 볼스크류(150)가 피스톤(130)이 압착방향으로 이동되는 방향으로 회전되도록 EPB모터(170)가 구동될 수 있는 보상전류제어를 해줌으로써 브레이크 페달 작동에 따른 이질감이 제거될 수 있다.
또한, 회생제동 모드에서 작동되는 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크(100) 회생제동 협조 제어 기능을 하지 않은 전자식 주자 브레이크 시스템과 비교하여 EPB모터(170)의 구동에 따른 전력소비가 증가될 수 있으나, 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크(100)는 회생제동 모드 시 EPB모터(170)의 토크 발생 방향과 볼너트(140)의 이동에 의한 EPB모터(170) 회전방향이 상호 반대이기 때문에 EPB모터(170)가 발전영역에 작동에 따라 에너지 소비가 없는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 전자식 주차 브레이크(100)에 의한 주차는 종래의 전자식 주차 브레이크(100)와 동일하게 EPB모터(170)를 구동시켜 피스톤(130)을 마찰패드(120)의 압착방향으로 이동되도록 하여 디스크(10)를 압착시킴으로써 차량이 이동되지 않도록 하는 점에서는 동일하다. 다만, 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크(100)는 피스톤(130)을 이동시키기 위해 볼너트(140)와 볼스크류(150)를 적용하고 있음에 따라, EPB모터(170) 작동으로 피스톤(130)이 마찰패드(120)를 압착하고 있는 상태에서 차량 전원이 오프 되면 마찰패드(120) 반력 또는 차량의 밀림과 같은 의도치 않은 이동에 따른 반력에 의해 피스톤(130)이 마찰패드(120) 압착 방향과 반대 방향으로 밀려나 주차가 해제될 여지가 있다.
이에, 상기 EPB모터(170)측에 형성된 로킹장치(172)를 이용하여 전원 오프 시에는 EPB모터(170)가 회전되지 않도록 함으로써 EPB모터(170)와 연동되는 감속기(160) 및 볼스크류(150)의 회전이 방지되고 볼스크류(150)가 회전되지 않음에 따라 반력에 의한 피스톤(130)의 압착 반대방향으로의 이동이 방지되어 안정적인 주차가 가능해 진다.
이상 상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 회생제동 협조 제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크(100)는 휠 실린더 내부에 유입되는 유압과 EPB모터(170) 구동에 따른 볼스크류(150)의 회전에 의해 각각 독립적으로 마찰패드(120) 압착방향과 그 반대방향으로 진퇴가 될 수 있으며, 유압과 볼스크류(150)의 회전의 조합에 의해서도 진퇴 가능하다. 이에, 회생제동 모드 시, 운전자가 페달을 밟을 때 발생되는 유압제동력에서 전자식 주차 브레이크(100)를 통해 회생제동력에 해당하는 만큼의 유압제동력이 차감되도록 피스톤(130)을 마찰패드(120) 압착방향과 반대되는 방향으로 이동시킴으로써 종래의 회생제동 협조 제어장치 없이 전자식 주차 브레이크(100)만으로 회생제동 협조 제어가 이루어질 수 있다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이 회생제동 협조 제어를 위한 별도의 장치가 요구되지 않고, 전자식 주차 브레이크(100)에 의해 회생제동 협조 제어가 가능함에 따라 차량의 부품수를 축소 시킬 수 있을 뿐만아니라 하이브리드, 전기 자동차의 연비와 가장 관련도가 높은 차량의 중량을 감소시킬 수 있다.
아울러, 차량의 부품수 및 중량이 감소됨에 따라 제조비용 및 이에 따른 판매비용 또한 월등히 절감될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명할 것이다.
100: 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템
110: 캘리퍼 111: 휠실린더
112: 작동유체 유출입부 120: 마찰패드
130: 피스톤 131: 볼너트 고정부
140: 볼너트 150: 볼스크류
160: 감속기 170: 전자식 주차 브레이크 모터(EPBM)
171: 전자식 주차 브레이크 모터 기어
172: 로킹장치
180: 전자식 주차 브레이크 모터 제어기(EPBM ECU)
190: 차량 컨트롤 유닛(VCU)

Claims (8)

  1. 차량의 구동휠에 구비되고, 작동유체의 유출입이 가능한 휠실린더가 형성된 캘리퍼;
    상기 캘리퍼의 내측에 위치되어 차량의 구동휠과 함께 회전하는 디스크의 일측과 마찰에 의해 제동력을 발생시키는 마찰패드;
    상기 휠실린더에 위치되어 진퇴에 의해 상기 마찰 패드를 상기 디스크에 선택적으로 압착하며, 일 측에 볼너트가 고정 형성된 피스톤;
    상기 피스톤의 볼너트와 연결되는 볼스크류;
    상기 캘리퍼의 외측에 위치되고 상기 볼스크류와 연결되는 감속기; 및
    상기 캘리퍼의 외측에 위치되어 상기 감속기와 연동되고, 회생제동 모드 시, 상기 피스톤을 작동유체의 압력에 의한 압착방향과 반대방향으로 이동되도록 상기 감속기를 통해 상기 볼스크류를 회전시키는 전자식 주차 브레이크 모터(EPBM: Electric Parking Brake Motor);를 포함하는 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤에는
    내부에 상기 볼스크류가 수용될 수 있는 공간이 마련되고, 상기 볼너트가 상기 피스톤의 일 측면으로부터 이격되어 고정될 수 있도록 상기 피스톤의 일 측면으로부터 돌출 형성되는 볼너트 고정부를 포함하는 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤은 휠실린더에 유입된 작동유체 및 상기 볼스크류의 회전에 의해 각각 진퇴되거나, 또는 작동유체와 볼스크류의 회전의 조합에 의해 진퇴되는 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤은
    회생제동 모드 시, 운전자가 브레이크 페달을 밟아 상기 휠실린더에 내에 작용되는 작동유체의 압력에서, 상기 디스크에 작용되는 역토크에 해당하는 작동 유체의 압력이 차감되도록 상기 전자식 주차 브레이크 모터에 의해 마찰패드 압착방향과 반대 방향으로 이동되는 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자식 주차 브레이크 모터는,
    회생제동 모드 시, 상기 피스톤이 상기 마찰패드에 접한 상태 또는 피스톤이 작동유체에 의해 이동되기 전에 회생제동력 만큼의 작동유체 압력이 차감되도록 상기 피스톤을 압착방향과 반대 방향으로 이동되도록 구동하는 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크.
  6. 청구항 1에 있어서,
    회생제동 모드 시, 운전자가 페달을 밟음과 동시에 차량 컨트롤 유닛으로부터 유압제동량 및 회생제동량 정보를 전달받아 전자식 주차 브레이크 모터를 제어하는 전자식 주차 브레이크 모터 제어기(EPBM ECU)를 더 포함하는 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전자식 주차 브레이크 모터 제어기는,
    회생제동 모드 시, 피스톤의 이동에 따라 발생되는 볼스크류와 볼너트의 마찰에 의해 유발되는 페달 조작의 이질감을 제거하기 위해 피스톤이 압착방향으로 이동되는 방향으로 볼스크류가 회전될 수 있도록 상기 전자식 주차 브레이크 모터에 보상전류를 공급하는 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자식 주차 브레이크 모터에는,
    상기 차량의 주차 시, 상기 피스톤을 상기 마찰패드를 압착하는 방향으로 이동되도록 구동된 후 전원 오프(OFF)된 상태에서 상기 마찰패드와의 반력 및 의도치 않은 차량의 이동에 의해 상기 피스톤이 압착방향과 반대되는 방향으로 이동되는 것이 방지되도록 상기 전자식 주차 브레이크 모터의 회전을 구속하는 로킹(Locking)장치가 형성되는 회생제동 협조제어 기능을 갖는 전자식 주차 브레이크.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180138338A (ko) * 2017-06-21 2018-12-31 엘에스엠트론 주식회사 농작업차량
US10189454B2 (en) 2016-02-16 2019-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Brake system
CN109941257A (zh) * 2019-04-22 2019-06-28 南京经纬达汽车科技有限公司 一种利用储能弹簧实现汽车冗余制动的装置
US10569657B2 (en) 2016-02-16 2020-02-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle brake system

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