KR100489064B1 - 자동차의 주차브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 주차브레이크 장치에 관한 것으로, 차량의 완전 정지여부를 알 수 있도록 하는 휠스피드센서(10)와, 자동변속기의 각 변속레인지에 따른 신호를 발생하는 인히비터 스위치(20)와, 브레이크 페달이 밟힘을 감지하여 브레이크 작동신호를 발생하는 브레이크 스위치(30)와, 이들의 신호를 받아들여 차량이 정지상태이고 변속레버가 P레인지에 위치되면 액츄에이터(40)를 작동시켜 리어 브레이크 어셈블리(50)에 연결된 와이어(3)를 감아들이고, 차량이 정지상태이고 변속레버가 P레인지에 위치된 상태에서 브레이크가 작동되면 상기 액츄에이터(40)를 작동시켜 상기 와이어(3)를 풀어주는 제어유니트(40)와, 이 제어유니트(40)에 의해 작동제어되어 상기와 같은 주차제동 및 주차제동해제 작동을 수행하는 상기 액츄에이터(60) 및, 이 액츄에이터(60)에 의해 상기 와이어(3)가 당겨질 때 제동력을 발생하는 상기 리어 브레이크 어셈블리(50)를 포함하여 이루어진다.

따라서, 자동으로 주차제동과 주차해제가 이루어짐으로써 운전자가 주차브레이크 레버를 조작할 필요가 없게 되어 편의성이 향상된다.

또한, 상기 액츄에이터(60)의 내부에는 스프링의 탄성을 이용한 자동장력조정장치가 내장되어 있어, 종래 장력조정너트를 수동으로 조여주어야만 했던 불편함이 해소되는 효과도 있다.

Description

자동차의 주차브레이크 장치{a parking brake system of vehicles}

본 발명은 자동차의 주차브레이크 장치에 관한 것으로, 특히 주차브레이크의 작동과 해제가 자동으로 이루어지고, 이에 더하여 와이어의 장력 조정도 자동으로 이루어질 수 있도록 된 자동차의 주차브레이크 장치에 관한 것이다.

기본적으로 자동차는 주행을 목적으로 만들어진 것이지만, 안전상의 이유로 정지시킨 곳에서 정지상태를 안정적으로 유지해야만 할 필요가 있다.

따라서, 자동차에는 주차브레이크 장치가 설치되어 있으며, 이 주차브레이크 장치의 작동과 해제는 도 1에 도시된 바와 같은 주차브레이크 레버(1)를 조작함으로써 이루어지도록 되어 있다.

즉, 상기 주차브레이크 레버(1)는 장착핀(2)을 중심으로 상하 소정각도 회동될 수 있도록 되어 있고, 주차브레이크 레버(1)에는 리어 브레이크 어셈블리에 연결된 와이어(3)가 연결되어 있어서, 레버(1)를 들어 올리면 와이어(3)가 당겨져서 리어 브레이크 어셈블리가 제동상태가 되고, 다시 레버(1)를 원위치시키면 제동상태가 해제되도록 되어 있다.(미설명 부호 4는 이퀄라이저로서 양측 리어 브레이크 어셈블리에 연결되는 와이어(3a,3b)가 동일한 힘으로 당겨질 수 있도록 함으로써 양측 후륜에서 동일한 크기의 제동력이 발생할 수 있도록 하는 역할을 한다.)

한편, 상기 주차브레이크 장치는 사용 기간이 경과함에 따라 와이어(3 : 이퀄라이저를 통해 분리된 후방의 두 와이어(3a,3b)를 포함)의 장력이 떨어지고, 또한 브레이크 패드 마모로 인해 와이어를 더 당겨주어야만 동일한 제동력이 발생되는 상황이 발생하게 되는바, 이를 위해 와이어(3)의 끝부분(레버측)에 장력조정너트(6)를 설치하여 이를 조여줌으로써 저하된 장력을 보상해줄 수 있었다.

그런데, 상기와 같은 구조의 주차브레이크 장치는 그 작동과 해제 조작을 항상 운전자가 직접 해야만 하므로 불편함이 많았으며, 더욱이 주차후 주차브레이크를 작동시키는 것을 잊는 경우가 종종 있어 차량이 약한 외력에도 이동될 수 있으므로 안전상의 위험요소가 될 수도 있고, 차량 도난을 용이하게 하는 원인이 될 수도 있는 등의 문제점이 있었다.

또한, 전술한 바와 같이, 와이어(3)의 장력을 조정하기 위해서는 상기 장력조정너트(6)를 직접 조여 주어야만 하고, 이 장력조정너트(6)는 주차브레이크 레버(1)가 설치된 센터콘솔의 내측에 설치되어 있어서 이를 조이기 위해서는 센터콘솔을 분해해야만 하는 불편함이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 주차브레이크의 작동과 해제가 자동으로 이루어짐으로써 운전자의 조작 편의성이 향상될 뿐만 아니라, 와이어의 장력 조정도 자동으로 이루어짐으로써 정비 편의성도 향상될 수 있도록 된 자동차의 주차브레이크 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 완전 정지여부를 알 수 있도록 하는 휠스피드센서와, 자동변속기의 각 변속레인지에 따른 신호를 발생하는 인히비터 스위치와, 브레이크 페달이 밟힘을 감지하여 브레이크 작동신호를 발생하는 브레이크 스위치와, 이들의 신호를 받아들여 액츄에이터의 작동을 제어하는 제어유니트와, 이 제어유니트에 의해 작동되어 리어 브레이크 어셈블리에 연결된 와이어를 감아들이거나 풀어주는 상기 액츄에이터 및, 이 액츄에이터에 의해 와이어가 당겨질 때 제동력을 발생하는 리어 브레이크 어셈블리를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 제어유니트에는 운전자가 수동으로 주차브레이크 레버를 당겼을 때 신호를 발생하는 주차브레이크 스위치가 연결되어 있어, 운전자가 어떤 필요에 의해 수동으로 주차브레이크 레버를 조작하였을 때도 주차브레이크를 작동시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 액츄에이터의 내부에는 와이어를 감아들이는 권취장치와, 와이어가 감겨진 상태 즉, 주차브레이크의 작동상태를 유지하는 록킹장치와, 와이어를 감아들일 때 항상 적당한 장력으로 감아들일 수 있도록 하는 장력조정장치와, 와이어를 보다 적은 힘으로 감아들일 수 있도록 하는 권취력저감장치가 설치된다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 주차브레이크 장치의 구성도로서, 차량이 완전히 정지해 있는지 아니면 앞뒤로 밀려지는 상황인지를 판단할 수 있도록 휠스피드를 측정하는 휠스피드센서(10)와, 자동변속기의 각 변속레인지에 따른 신호를 발생하는 인히비터 스위치(20)와, 브레이크 페달의 작동여부를 감지하는 브레이크 스위치(30)가 제어유니트(40)에 연결되고, 이 제어유니트(40)에는 리어 브레이크 어셈블리(50)에 연결된 와이어(3)를 감아들이는 액츄에이터(60)가 연결되어 작동제어된다.

상기 제어유니트(40)는 휠스피드센서(10)에서 발생된 신호에 의해 차량이 완전히 정지한 상태임을 인지하고, 이때 운전자가 변속레버를 P 레인지에 위치시키면(상기 인히비터 스위치(20)를 통해 감지), 주차하려는 상태로 판단하고 상기 액츄에이터(60)를 작동시켜 와이어(3)를 감아들임으로써 리어 브레이크 어셈블리(50)를 작동시킨다.

또한, 상기 제어유니트(40)는 차량이 현재 정지상태(상기와 같이 휠스피드센서(10)로부터의 신호에 의해 판단)이고, 변속레버가 P 레인지에 위치해 있는 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 밟아 상기 브레이크 스위치(30)로부터 신호가 입력되면, 차량을 출발시키려는 상태로 판단하고 상기 액츄에이터(60)를 작동시켜 와이어(3)를 풀어줌으로써 리어 브레이크 어셈블리(50)의 작동상태를 해제시킨다.

한편, 상기 액츄에이터(60)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어유니트(40)에 의해 작동제어되는 모터(61)와, 이 모터(61)의 회전축에 장착된 구동기어(62)와, 이 구동기어(62)에 치합된 종동기어(63)와, 이 종동기어(63)의 내경에 몸체의 일단이 자유로이 회전가능한 상태로 삽입되고 몸체의 중간부분에 상기 와이어(3)가 감겨진 권취롤(64)과, 이 권취롤(64)과 상기 종동기어(63)의 연결 부분에 감겨진 상태에서 일단은 상기 종동기어(63)에 고정되고 타단은 권취롤(64)에 고정된 스프링(65)으로 이루어진 권취장치를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 액츄에이터(60)는 상기 권취롤(64)의 타단에 고정된 스토핑기어(66)와, 상기 제어유니트(40)에 의해 작동제어되며 상기 스토핑기어(66)의 치형 사이로 끼워지거나 이탈되는 스토퍼(67a)를 갖춘 솔레노이드 실린더(67)로 이루어진 록킹장치를 포함한다.

따라서, 차량이 정지되고, 변속레버가 P 레인지에 위치되면 제어유니트(40)에 의해 상기 모터(61)가 작동되어 구동기어(62)와 종동기어(63) 및 스프링(65)을 통해 회전력이 전달되어 권취롤(64)이 회전되고, 이에 권취롤(64)에 와이어(3)가 감겨짐으로써 와이어(3)가 당겨지게 되어 리어 브레이크 어셈블리가 작동하여 주차브레이크 상태가 되며, 이때 제어유니트(40)에 의해 상기 솔레노이드 실린더(67)가 작동되어 스토퍼(67a)가 전진하여 스토핑기어(66)의 치형 사이에 끼워짐으로써 와이어(3)의 당겨진 상태가 유지되어 주차브레이크 상태가 유지될 수 있게 된다.

반면, 차량이 정지되어 있고, 변속레버가 P 레인지에 위치되어 있는 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 밟아 상기 브레이크 스위치(30)로부터 신호가 입력되면, 상기 제어유니트(40)는 차량이 출발하려는 상태로 판단하여 상기 솔레노이드 실린더(67)로의 전원 공급을 중단하여 스토퍼(67a)를 후퇴시킴으로써 스토핑기어(66)와의 치합상태를 해제시킨다.

이와 같이, 록킹상태가 해제되면 상기 권취롤(64)은 자유스러운 상태가 되므로 리어 브레이크 어셈블리 내의 리턴스프링의 작용에 의해 와이어(3)는 권취롤(64)에서 풀려지며, 리어 브레이크 어셈블리의 주차제동상태도 해제됨으로써 차량이 출발할 수 있는 상태가 된다.

이와 같이, 차량을 주차할때나 출발할 때 주차브레이크가 자동으로 작동하고 또한 작동 해제됨으로써 운전자가 주차브레이크 레버를 조작할 필요가 없게 되어 편리함이 크게 증대된다.

한편, 상기 액츄에이터(60)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스프링(65)과, 상기 권취롤(64)의 단면에 형성된 홈(64a)과, 상기 종동기어(63)에 장착되어 상기 홈(64a)을 감지하는 포토커플러(68)로 이루어진 장력조정장치를 포함한다.

또한, 상기 포토커플러(68)는 도 5에 도시된 바와 같이, 권취장치가 작동하기 전 상태 즉, 모터(61)가 작동되지 않고 이에 따라 상기 스프링(65)에도 권취롤(64)를 회전시키려는 힘이 걸려 있지 않은 상태에서 상기 홈(64a)과 소정 각도 이격된 위치에 설치된다.

상기와 같은 상태에서 운전자의 주차의지를 인지한 제어유니트(40)에 의해 상기 모터(61)가 작동되면, 구동기어(62)로부터 회전력을 전달받은 상기 종동기어(63)는 스프링(65)을 매개로 권취롤(64)을 회전시켜 와이어(3)를 감아들이게 되고, 감아 들이는 양이 점차 증가하여 상기 와이어(3)에 적정 수준 이상의 장력이 걸리게 되면 권취롤(64)은 회전되지 않고, 종동기어(63)의 회전에 의해 스프링(65)만 말려지며, 이에 의해 종동기어(63)에 장착된 상기 포토커플러(68)가 권취롤(64)의 상기 홈(64a) 상부에 위치되어 이를 감지하게 된다.

상기 포토커플러(68)는 홈(64a)을 감지한 순간 감지신호를 제어유니트(40)로 출력하며, 이를 감지한 제어유니트(40)는 즉시 상기 모터(61)의 작동을 중지시켜 더 이상의 회전력이 가해지지 않도록 하고, 동시에 상기 솔레노이드 실린더(67)를 작동시켜 스토핑기어(66)를 고정시킴으로써 권취롤(64)을 고정시켜 와이어(3)의 감겨진 상태를 유지하도록 한다.

따라서, 상기 와이어(3)는 항상 상기 스프링(65)이 말려지기 전까지의 장력을 갖는 수준으로 당겨지도록 되어 있어(따라서, 상기 스프링(65)은 와이어(3)를 충분한 장력으로 당겨줄 수 있는 탄성강도를 가질 것이 필요하다.), 항상 일정한 수준의 장력을 유지할 수 있으므로, 와이어 자체의 늘어남이나 브레이크 패드의 마모 등에 의한 와이어의 장력 감소량이 자체적으로 보상되어 와이어 장력을 재조정해주어야 하는 상황이 발생하지 않으므로 종래와 같이 장력조정너트를 조여주어야 하는 별도의 정비작업을 실시할 필요가 없게 된다.

한편, 상기 액츄에이터(60)는 2개의 움직 도르래로 이루어진 권취력 저감장치를 구비한다. 이 권취력 저감장치는 양측 리어 브레이크 어셈블리에 연결되는 와이어(3a,3b)가 연결된 이퀄라이저(4)의 이전 부분에 설치되는바, 상기 와이어(3)의 단부가 액츄에이터 하우징(69)의 고정점(70)에 고정되어, 이 와이어(3)의 중간에 제 1도르래(71)가 설치되고, 이 제 1도르래(71)의 중심축(71a)에 일단이 연결된 또 다른 와이어(3′)의 타단이 상기 액츄에이터 하우징(69)의 또 다른 고정점(72)에 고정되어, 이 와이어(3′)의 중간에 제 2도르래(73)가 설치되며, 이 제 2도르래(73)의 중심축(73a)에 일단이 연결된 또 다른 와이어(3″)의 타단이 상기 이퀄라이저(4)에 연결되는 구조로 이루어진다.

따라서, 리어 브레이크 어셈블리 측에 연결되는 상기 와이어(3″)에 장력 T가 걸린다고 할때 제 2도르래(73)를 중심으로 한 와이어(3′)의 양측부에는 각각 T/2의 장력이 걸리며, 이 중 한쪽선에 연결된 제 1도르래(71)가 설치된 와이어(3)의 양측부에는 각각 T/4의 장력이 걸리게 된다.

즉, 리어 브레이크 어셈블리를 정상적으로 작동시키기 위해서 상기 와이어(3″)를 T의 장력이 걸리도록 잡아당겨야 한다고 할때, 상기 권취롤(64)은 이에 연결된 와이어(3)를 T/4의 장력이 걸리도록만 잡아당기면 되므로, 와이어(3)를 감아들이는데 필요한 힘의 크기를 크게 감소시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기 모터(61)를 보다 작은 용량의 것으로 사용할 수 있게 되는 장점이 있다.

한편, 전술한 바와 같이 휠스피드센서(10)로부터 차량 정지 신호가 입력되고, 인히비터 스위치(20)로부터 변속레버가 P 레인지에 위치되는 정상적인 주차제동 실시 상태가 아닌 경우, 예를 들어 위급상황에서 주차브레이크의 제동력을 사용할 필요가 있을 때나, 상기 휠스피드센서(10)나 인히비터 스위치(20)가 고장나서 상기와 같은 주차제동과정이 이루어지지 않는 경우에, 이를 대비하여 운전자가 직접 주차브레이크 레버(1)를 수동으로 조작하여 차량을 주차시킬 수 있도록 하는 것이 필요하다.

이를 위하여 주차브레이크 레버(1)의 근접 위치에 주차브레이크 스위치(80)를 설치하여, 운전자가 주차브레이크 레버(1)를 잡아당겼을 때 상기 제어유니트(40)로 신호를 출력토록 하며, 이 신호를 입력받은 제어유니트(40)는 상기 휠스피드센서(10)나 인히비터 스위치(20)로부터의 신호 없이도 액츄에이터(60)를 작동시켜 양측 리어 브레이크 어셈블리를 작동시키게 되는바, 결국 운전자는 필요에 따라 수동으로도 차량을 주차시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 주차브레이크가 자동으로 작동 및 작동해제됨으로써 운전자의 조작 편의성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 브레이크 패드의 마모나 와이어 자체의 늘어남에 상관없이 항상 일정한 장력이 자동으로 유지됨으로써 와이어 장력 조정을 위해 센터콘솔을 분해한뒤 장력조정너트를 조여야 하는 불편함이 해소되어 정비 편의성이 향상되는 효과도 있다.

도 1은 종래 주차브레이크 레버의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 주차브레이크 장치의 구성도,

도 3은 본 발명의 액츄에이터의 구성도,

도 4는 포토커플러와 홈의 설치상태도,

도 5는 종동기어와 권취롤의 작동상태도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

3,3′,3″: 와이어, 4 : 이퀄라이저,

10 : 휠스피드센서, 20 : 인히비터 스위치,

30 : 브레이크 스위치, 40 : 제어유니트,

50 : 리어 브레이크 어셈블리, 60 : 액츄에이터,

61 : 모터, 62 : 구동기어,

63 : 종동기어, 64 : 권취롤,

64a : 홈, 65 : 스프링,

66 : 스토핑기어, 67 : 솔레노이드 실린더,

67a : 스토퍼, 68 : 포토커플러,

69 : 액츄에이터 하우징, 70,72 : 고정점,

71,73 : 도르래, 71a,73a : 중심축.

Claims (6)

1. 휠스피드센서(10), 인히비터 스위치(20), 브레이크 스위치(30)로부터 전달된 신호에 의해 제어유니트(40)가 액츄에이터(60)를 작동시켜 리어 브레이크 어셈블리(50)를 주차제동 및 주차제동 해제시키는 자동차의 주차브레이크 장치에 있어서,

   상기 액츄에이터(60)는 상기 제어유니트(40)에 의해 작동제어되는 모터(61)와, 이 모터(61)의 회전축에 장착된 구동기어(62)와, 이 구동기어(62)에 치합된 종동기어(63)와, 이 종동기어(63)의 내경에 몸체의 일단이 자유로이 회전가능한 상태로 삽입되고 몸체의 중간부분에 상기 리어 브레이크 어셈블리(50)에 연결된 와이어(3)가 감겨진 권취롤(64)과, 이 권취롤(64)과 상기 종동기어(63)의 연결 부분에 감겨진 상태에서 일단은 상기 종동기어(63)에 고정되고 타단은 권취롤(64)에 고정된 스프링(65)으로 이루어진 권취장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주차브레이크 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 액츄에이터(60)는 상기 권취롤(64)의 타단에 고정된 스토핑기어(66)와, 상기 제어유니트(40)에 의해 작동제어되며 상기 스토핑기어(66)의 치형 사이로 끼워지거나 이탈되는 스토퍼(67a)를 갖춘 솔레노이드 실린더(67)로 이루어진 록킹장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주차브레이크 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 액츄에이터(60)는 상기 스프링(65)과, 상기 권취롤(64)의 단면에 형성된 홈(64a)과, 상기 종동기어(63)에 장착되어 상기 홈(64a)을 감지하는 포토커플러(68)로 이루어진 장력조정장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주차브레이크 장치.
5. 삭제
6. 삭제