KR100428115B1 - 차량의 브레이크시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 브레이크시스템에 관한 것으로, 브레이크 패드를 디스크의 변형 정도에 따라 개별적으로 작동시켜 브레이크 디스크의 열 변형에 따라 패드와의 불완전 접촉면적을 제거하여 변형된 디스크상태에서도 항상 최적의 접촉면적을 갖도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜(W)과 함께 고속으로 회전되는 브레이크디스크(10)의 양 측면으로 장착되어 서로 분리된 상태로 장착되어 독립적으로 브레이크디스크(10)를 가압해 마찰을 발생하는 가압패드(21)를 구비한 브레이크 어셈블리(20)와, 브레이크 페달의 조작 정도와 패드(21)와 디스크(10)간의 간격정도에 따라 패드(21)를 이동정도를 달리하여 브레이크 디스크(10)의 열 변형에 의한 불완전 접촉을 방지하도록 된 작동수단(30)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 브레이크시스템{An automotive brake system}

본 발명은 차량의 브레이크시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 디스크의 변형에 상응해 패드와 접촉 상태를 최적으로 유지시킬 수 있도록 된 차량의 브레이크시스템에 관한 것이다.

일반적으로 주행중인 차량을 정지시키는 브레이크시스템은 운전자의 조작 시 최초 운전자의 조작력을 배가시키는 부스터를 통해 오일을 가압하여 유압을 발생하는 마스터실린더를 통해 차륜(W)의 회전력을 정지시켜 주는 브레이크어셈블리로 구성되어진다.

이러한 브레이크 어셈블리(20)는 차량을 정지시키도록 차륜(W)을 직접 정지시키게 되는데 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진으로부터 발생된 동력에 의해 회전되는 차륜(W)에 장착되어 함께 회전되는 브레이크디스크(10)를 그 양 측면에서 가압하여 마찰력으로 정지시키도록 차륜(W)에 장착되어지게 된다.

여기서, 상기 브레이크디스크(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 브레이크어셈블리(20)의 가압패드(21)에 의해 발생되는 마찰열을 대기로 방출하도록 그 테두리를 따라 일정 간격으로 다수개의 에어벤트홀(11)이 형성되어 지는데, 이러한 형식의 브레이크디스크(10)는 열전도율을 향상하기 위한 에어벤트홀(11)을 형성하므로 통상, 벤틸레이트드 디스크로 불리운다.

이와 같이 형식의 브레이크시스템은 조작시 브레이크 어셈블리(20)의 가압패드(21)를 통해 브레이크디스크(10)의 그 양 측면을 강하게 가압할 때, 상기 패드(21)와 디스크(10)간에 마찰로 인해 브레이크디스크(10)의 회전이 멈출 때까지 진동이 발생됨과 더불어 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브레이크디스크(10)와 접촉되는 가압패드(21)에 마찰열로 인해 고온(디스크는 약 200℃이나 패드는 약 400℃로 상승됨)이 발생되어진다.여기서, 미설명 도면번호 22는 브레이크 조작시 유압에 의해 패드를 디스크쪽으로 이동시키는 피스톤이다.

그러나, 이와 같이 브레이크 조작시 디스크(10)에서 발생되는 온도 상승은 대기를 통해 식는 정도에 비해 더 빨리 진행되면서 조작시마다 지속적으로 이루어지게 되면 도 3에 도시된 바와 같이, 적층되는 열로 인해 디스크(10)의 변형을 가져와 제동 시 디스크(10)에 접촉되어 마찰을 발생하는 패드(21)와의 사이에 접촉되지 않는 갭(K)이 발생되고 이에 따라, 브레이크를 조작하더라도 상기 패드(21)와 디스크(10)간의 접촉 면적의 불량으로 인해 충분한 제동 성능을 발생하지 못하는 제동력 저하를 유발하는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 브레이크 패드를 디스크의 변형 정도에 따라 개별적으로 작동시켜 브레이크 디스크의 열 변형에 따라 패드와의 불완전 접촉면적을 제거하여 변형된 디스크상태에서도 항상 최적의 접촉면적을 갖도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜과 함께 고속으로 회전되는 브레이크디스크와, 서로 분리된 상태로 장착되어 독립적으로 브레이크디스크를 가압하는 가압셀을 구비해 브레이크디스크의 양 측면으로 장착된 플레이트로 이루어진 가압패드로 구성된 브레이크 어셈블리와;브레이크 페달의 신호를 받아 그 답입량에 상응하는 전기신호를 발생하는 제어기와, 이 제어기의 신호를 받아 구동되는 모터로 이루어진 구동기 및 이 구동기의 작동에 따라 가압패드의 각 가압셀을 개별적으로 이동시키도록 가압셀에 각각 연결된 조작기로 구성된 작동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 따른 차량의 브레이크 시스템중 차륜에 장착되는 브레이크 어셈블리의 구성도

도 2는 도 1에 따른 브레이크 어셈블리의 결합 구성도

도 3은 종래에 따른 브레이크 디스크의 변형에 의한 불완전 접촉을 발생하는 작동상태도

도 4는 본 발명에 따른 브레이크시스템의 결합 구성도

도 5는 도 4에 따른 패드의 가압셀에 대한 구성도

도 6은 본 발명에 따라 브레이크 디스크의 변형을 보완하는 작동상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 브레이크디스크 11 : 에어벤트홀

20 : 브레이크어셈블리 21 : 가압패드

21a : 플레이트 21b : 가압셀

21b' : 안착홈 22 : 피스톤

30 : 작동수단 31 : 제어기

32 : 구동기 33 : 조작기

34 : 센서

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 브레이크 어셈블리의 결합 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 차륜(W)과 함께 고속으로 회전되는 브레이크디스크(10)의 양 측면으로 장착되어 서로 분리된 상태로 장착되어 독립적으로 브레이크디스크(10)를 가압해 마찰을 발생하는 가압패드(21)를 구비한 브레이크 어셈블리(20)와, 브레이크 페달의 조작 정도와 패드(21)와 디스크(10)간의 간격정도에 따라 패드(21)를 이동정도를 달리하여 브레이크 디스크(10)의 열 변형에 의한 불완전 접촉을 방지하도록 된 작동수단(30)으로 이루어진다.

여기서, 상기 가압패드(21)는 도 5에 도시된 바와 같이 각각 독립적으로 이동되도록 플레이트(21a)에 서로 분리된 상태로 장착된 다수개의 가압셀(21b)로 이루어지되, 이 가압셀(21b)은 접촉되는 디스크(10)와의 간격을 측정하도록 작동수단(30)의 센서(34)를 수용하는 안착홈(21b')이 각각 형성되어진다.

또한, 상기 작동수단(30)은 브레이크 페달의 신호를 받아 설정된 로직에 의해 전기신호를 발생하는 제어기(31)와, 이 제어기(31)의 신호를 받아 구동되는 모터로 이루어진 구동기(32) 및 이 구동기(32)의 작동에 따라 가압패드(21)의 각 가압셀(21b)을 개별적으로 이동시키도록 가압셀(21b)에 각각 연결된 액튜에이터로 이루어진 조작기(33)로 이루어진다.

그리고, 상기 제어기(31)는 브레이크 디스크(10)의 열 변형에 따른 접촉부위의 공간 형성을 방지하도록 가압패드(21)의 각 가압셀(21b)에 형성된 안착홈(21b')에 구비된 센서(34)의 신호를 피드백 받아 상기 조작기(33)의 조작 세기 정도를 결정하게 된다.여기서, 상기 제어기(31)를 통해 발생되는 조작신호는 페달의 답입량과 센서(34)를 통해 측정된 가압패드(21b)와 디스크(10)간의 간격(갭)에 대한 것으로서, 페달 답입량에 대한 조작신호는 페달의 답입량에 비례한 것으로 통상적으로 알 수 있는 실험적인 데이터에 근거한 것이며 또한 센서(34)를 통한 조작신호는 그 간격(갭)정도에 따라 디스크를 가압하여야 할 세기 정도에 대한 통상적으로 알 수 있는 실험적인 데이터에 근거한 것임은 물론이다.

이하 본 발명의 작용을 상세히 설명한다.

본 발명은 운전자가 브레이크 페달을 조작하게 되면, 이 페달의 답입량에 따른 전기적 신호를 받은 작동수단(30)의 제어기(31)가 설정된 로직과 페달의 답입량에 상응하는 전기신호를 구동기(32)로 보내 작동시키게 된다.

이어, 상기 구동기(32)인 모터가 회전되면서 조작기(33)를 작동시켜 가압패드(21)의 가압셀(21b)을 브레이크 디스크(10)쪽으로 밀어 제동을 하게 되는데 이때, 상기 가압패드(21)의 가압셀(21b)에 구비된 센서(34)는 디스크(10)와의 간격을 측정하여 작동수단(30)의 제어기(31)로 피드백(Feedback)시키게 되고, 이 센서(34)의 신호에 따라 제어기(31)가 조작기(33)에 개별적으로 연결된 구동기(32)의 작동 범위를 조절하여 조작기(33)에 의한 가압셀(21b)의 이동정도를 다르게 하게 된다.

즉, 상기 센서(34)에 의한 측정신호를 받은 제어기(31)가 가압패드(21)와 디스크(10)사이의 갭을 허용하는 일정 영역내로 판단하게 되면, 조작기(33)를 개별적으로 작동시키는 구동기(32)를 동일하게 작동시키는 신호를 보내 가압패드(21)의 가압셀(21b)을 모두 동일하게 디스크(10)쪽으로 이동시키지만 만약, 상기 센서(34)의 측정신호가 서로 다르게 되면 조작기(33)가 가압셀(21b)을 각각 다른 크기로 이동시키도록 구동기(32)의 작동신호를 각각 다르게 하게 된다.

이와 같이 가압패드(21)를 이루는 가압셀(21b)의 이동 차이는 도 6에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(10)의 열 변형에 따른 가압패드(21)와의 불완전 접촉에 따른 것으로 이는, 상기 디스크(10)의 변형된 부위에 위치된 가압셀(21b)의 센서(34)가 변형되지 않은 디스크(10)부위와의 간격보다 더 큰 측정신호를 보내게 되고 이에 따라, 제어기(31)에서 갭이 큰 부위의 가압셀(21b)에 연결된 조작기(33)를 상대적으로 많이 작동되도록 구동기(32)의 작동 신호를 상대적으로 큰 값으로 전송하게 된다.

이에 따라, 디스크(10)가 변형되지 않은 부위에 위치된 가압셀(21b)의 이동에 비해 변형되어 상대적으로 큰 갭을 형성하는 부위에 위치된 가압셀(21b)이 많이 이동되어져 결국, 디스크(10)의 열변형에 의한 가압셀(21b)의 불완전 접촉을 방지하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 모터에 의해 작동되는 액츄에이터를 이용해 차량을 제동하게 되므로 유압식 브레이크에서 요구되는 부스터와 마스터실린더 및 배관라인등을 이용하지 않아 경량화와 오일의 누출로 인한 브레이크 성능 저하를 방지함은 물론 생산비용을 크게 저감할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 브레이크 디스크와 접촉되어 마찰력을 매개로 차량을 제동시키는 패드가 각각 개별적으로 작동되어져 디스크의 열변형에 의한 불완전 접촉을 방지하여 항상 최적의 제동성능을 발휘할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (5)

1. 차륜(W)과 함께 고속으로 회전되는 브레이크디스크(10)와, 서로 분리된 상태로 장착되어 독립적으로 브레이크디스크(10)를 가압하는 가압셀(21b)을 구비해 브레이크디스크(10)의 양 측면으로 장착된 플레이트(21a)로 이루어진 가압패드(21)로 구성된 브레이크 어셈블리(20)와;

   브레이크 페달의 신호를 받아 그 답입량에 상응하는 전기신호를 발생하는 제어기(31)와, 이 제어기(31)의 신호를 받아 구동되는 모터로 이루어진 구동기(32) 및 이 구동기(32)의 작동에 따라 가압패드(21)의 각 가압셀(21b)을 개별적으로 이동시키도록 가압셀(21b)에 각각 연결된 조작기(33)로 구성된 작동수단(30)으로 이루어진 차량의 브레이크시스템.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 가압셀(21b)에는 접촉되는 디스크(10)와의 간격을 측정하도록 작동수단(30)의 센서(34)가 각각 구비된 안착홈(21b')이 형성되어진 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 조작기(33)는 액튜에이터인 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크시스템.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제어기(31)는 가압패드(21)를 이루는 각 가압셀(21b)의 안착홈(21b')에 구비된 센서(34)의 신호를 전송 받아 각 조작기(33)의 조작 정도를 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크시스템.