KR102127054B1 - 전기차용 전자 브레이크 시스템 - Google Patents

전기차용 전자 브레이크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구동축에 중앙부로 관통하도록 형성된 구형의 인덕터, 상기 인덕터에 형성된 홀에 삽입되는 복수의 스프링, 상기 스프링에 접하도록 설치되는 원판형의 아마추어 및 주행모터 측에 장착되는 마찰판을 포함하고, 상기 마찰판을 상기 아마추어 측으로 동작시켜 제동력을 생성시키는 것을 특징으로 하는 전기차용 전자 브레이크 시스템으로서, 본 발명에 의하면, 메인 서비스 브레이크와 전자브레이크를 구비한 전기차의 구성을 간결하게 하여 보다 경제적이다.

Description

전기차용 전자 브레이크 시스템{ELECTRIC BRAKE SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기를 동력원으로 사용하는 차량의 전자식 브레이크 시스템에 관한 것이다.
전기차(Electric Vehicle, EV)는 충방전이 가능한 배터리의 전원을 이용하여 전기 구동모터를 구동하여, 전기 구동모터의 구동력을 전체 또는 일부 동력원으로 사용하는 자동차를 말한다.
전기차는 전기만을 구동력으로 이용하는 순수 전기자동차와, 기존의 엔진 형태의 내연기관에서 발생되는 구동력과 전기모터의 구동력을 병용하는 하이브리드형 전기자동차가 있다.
이러한 전기차의 경우 주행 중 안전한 제동을 위해 유압을 이용한 메인 서비스 브레이크(service brake)가 있고, 정차시나 경사길 등에서 정지한 경우 차량이 밀리는 것을 방지하기 위한 전자식 주차브레이크(전자브레이크, EM brake)를 동시에 구비하고 있고, 도 1에서 참조되는 바와 같이, 메인 서비스 브레이크를 위한 마찰판(friction disk)와 전자브레이크(EM brake)는 각각 분리되어 별도로 제어되어 구동축(drive axle)의 회전을 구속시키도록 구성된다.
그리고 도 2를 참조하면, 전자브레이크는 구동축에 중앙부로 관통하도록 형성된 구형의 인덕터(1)와, 인덕터(1)에 형성된 홀에 삽입되는 복수의 스프링(8), 스프링(8)에 접하도록 설치되며, 인덕터(1)에 의한 전자력에 의해 스프링(8)을 압축하면서 인덕터(1)에 붙거나 또는 스프링(8)의 반발력에 의해 인덕터(1)로부터 분리되는 원판형의 아마추어(7)를 구비한다.
또한, 주행모터 측의 플랜지(4)에 구동축 둘레로 허브(13)가 장착되고, 허브(3)의 외측 둘레로 마찰판(2)이 결합되어, 아마추어(7)가 마찰판(2)을 구속하거나 구속해제시킴으로써 제동 여하가 동작되게 된다.
어셈블리 스크류(5, assembly screws)와 어져스팅 스크류(6, adjusting screws)는 이들 구성을 조립 및 조정하기 위한 수단이다.
그런데, 이러한 전자브레이크와 메인 서비스 브레이크는 각각 분리되어 별도로 제어되기 때문에 복수의 브레이크 액츄에이터와 마찰판 및 컨트롤러 등이 요구되고, 구성을 복잡하게 하며 장착 공간 확보에도 불리한 측면이 있다.
또한, 전자브레이크는 정차시에만 제동력을 부가하도록 구성되었다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
한국등록특허공보 제10-0088202호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 메인 서비스 브레이크와 전자브레이크를 구비한 전기차의 구성을 간결하게 하여 보다 경제적인 전기차용 전자 브레이크 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 전기차용 전자 브레이크 시스템은, 구동축에 중앙부로 관통하도록 형성된 구형의 인덕터, 상기 인덕터에 형성된 홀에 삽입되는 복수의 스프링, 상기 스프링에 접하도록 설치되는 원판형의 아마추어 및 주행모터 측에 장착되는 마찰판을 포함하고, 상기 마찰판을 상기 아마추어 측으로 동작시켜 제동력을 생성시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 주행모터와 상기 마찰판 간에 개재되는 브레이크 부재를 더 포함하고, 상기 브레이크 부재에 의해 상기 마찰판을 상기 아마추어 측으로 동작시키는 것을 특징으로 한다.
이러한 상기 브레이크 부재는 체적 변화에 의해 상기 마찰판을 동작시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 브레이크 부재와 연결되어, 상기 브레이크 부재를 작동시키는 액츄에이터를 더 포함할 수 있다.
이러한 상기 액츄에이터는, 유압식 또는 기계식 또는 전자기력에 의한 방식으로 상기 브레이크 부재를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 액츄에이터는 브레이크 페달의 각도 변화와 연동하여 작동하는 것을 특징으로 한다.
그래서, 상기 브레이크 부재에 의해 상기 마찰판을 상기 아마추어에 결합시키는 제동 정도는 비례적(proportional)으로 제어 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기차용 전자 브레이크 시스템에 의하면, 전자브레이크가 메인 서비스 브레이크로서의 기능도 수행함으로써, 기존보다 그 구성을 보다 간결하게 한다.
즉, 복수의 브레이크 액츄에이터와 마찰판 및 컨트롤러 등이 요구되지 않고, 장착 공간 확보에도 유리한 측면이 있다.
도 1은 일반적인 전기차의 제동 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 일반적인 전자브레이크를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 전기차의 제동 시스템과 그 동작 상태를 도시한 것이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 전기차의 제동 시스템과 그 동작 상태를 도시한 것이다.
이하, 도 3 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차의 제동 시스템을 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 비상 제동 시스템 및 비상 제동 방법은 전기를 동력원으로 구동되며, 브레이크 페달의 신호에 의해 모터의 회전수를 감속 제어하는 메인 서비스 브레이크(service brake)와 차량의 파킹(parking)을 위해 모터의 회전을 제어하는 전자브레이크(EM brake)를 구비한 차량에서 주행 중 메인 서비스 브레이크만에 의한 제동력의 한계를 극복하기 위해 전자브레이크에 의해 제동력 생성이 가능하도록 하는 제동 시스템이다.
본 발명의 전자 브레이크 시스템은 인덕터, 마찰판(12), 허브(13), 플랜지(14), 아마추어(15), 스프링(16) 등을 포함하고, 마찰판(12)을 가압하여 제동력을 생성하기 위해 별도의 브레이크 부재(30)를 더 포함하며, 이러한 브레이크 부재(30)의 작동을 위해 액츄에이터(20)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명을 구성하는 전자브레이크는 구동축에 중앙부로 관통하도록 형성된 구형의 인덕터와, 인덕터에 형성된 홀에 삽입되는 복수의 스프링(16), 스프링(16)에 접하도록 설치되며 인덕터에 의한 전자력에 의해 스프링(16)을 압축하면서 인덕터에 붙거나 또는 스프링(16)의 반발력에 의해 인덕터로부터 분리되는 원판형의 아마추어(15)를 구비한다.
또한, 주행모터 측의 플랜지(14)에 구동축 둘레로 허브(13)가 장착되고, 허브(13)의 외측 둘레로 마찰판(12)이 결합된다.
이러한 전자브레이크는 네거티브(negative) 방식으로 인덕터에 전압이 해제되면 도 3과 같이 FS가 FM과 FR의 합력보다 커져서 아마추어(15)가 마찰판(12)과 체결(engagement)되어 파킹(parking)을 위한 제동력을 부가하고, 반대로 인덕터에 전압이 인가되면 도 4와 같이 FM이 Fs와 FR의 합력보다 커져서 아마추어(15)가 마찰판(12)과 분리(disengagement)되어 파킹(parking)이 해제되도록 동작한다.
나아가, 본 발명은 주행 중에도 아마추어(15)가 마찰판(12)과 체결되도록 함으로써 메인 서비스 브레이크로서도 제동력을 생성할 수 있도록 하기 위해 플랜지(14)와 마찰판(12) 간에 브레이크 부재(30)가 개재된다. 또는 상기 플랜지(14) 내에 구비됨으로써 플랜지(14)와 함께 동작하여 마찰판(12)을 아마추어(15) 측으로 작동시킬 수도 있다.
브레이크 부재(30)는 아마추어(15)와 무관하게 체적 변화에 따라 마찰판(12)을 아마추어(15) 측으로 가압하여 마찰판(12)이 아마추어(15)와 결합되어 서비스 브레이크로 기능할 수 있도록 한다.
그리고, 이러한 브레이크 부재(30)가 마찰판(12)을 가압할 수 있도록 브레이크 부재(30)의 작동력은 액츄에이터(20)에 의해 부여한다.
이러한 액츄에이터(20)는 도시와 같이 유압(Hydraulic)식일 수 있으며, 그 외에도 기계식 레버(Mechanical Lever, Mechanical Torsion Lever), 기계식 케이블(Mechanical Cable), 전자기력(Electro Magnetic) 등에 의해 브레이크 부재(30)를 동작시킬 수 있다.
또한, 액츄에이터(20)의 제어는 별도의 제어부의 제어신호에 의해 구동시킬 수도 있으며, 도시와 같이 브레이크 페달의 각도 변화와 연동하여 동작될 수도 있다.
그에 따라, 브레이크 부재(30)가 마찰판(12)을 가압하는 정도, 제동 정도는 비례적으로(proportional) 제어가 가능하다.
본 발명의 전자 브레이크 시스템은 이와 같이 주행 중에도 서비스 브레이크로서 기능할 수 있어 제동력 확보에 보다 유리하고, 비상 제동이 필요한 상황 등에도 안전한 제동이 가능하게 한다.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
12 : 마찰판
13 : 허브
14 : 플랜지
15 : 아마추어
16 : 스프링
20 : 액츄에이터
30 : 브레이크 부재

Claims (7)

  1. 구동축에 중앙부로 관통하도록 형성된 구형의 인덕터;
    상기 인덕터에 형성된 홀에 삽입되는 복수의 스프링;
    상기 스프링에 접하도록 설치되는 원판형의 아마추어;
    주행모터 측에 장착되는 마찰판; 및
    상기 주행모터와 상기 마찰판 간에 개재되는 브레이크 부재를 포함하고,
    상기 브레이크 부재에 의해 상기 마찰판을 상기 아마추어 측으로 동작시켜 제동력을 생성시키고,
    상기 브레이크 부재와 연결되어, 상기 브레이크 부재를 작동시키는 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    전기차용 전자 브레이크 시스템.

  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 브레이크 부재는 체적 변화에 의해 상기 마찰판을 동작시키는 것을 특징으로 하는,
    전기차용 전자 브레이크 시스템.

  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 액츄에이터는,
    유압식 또는 기계식 또는 전자기력에 의한 방식으로 상기 브레이크 부재를 작동시키는 것을 특징으로 하는,
    전기차용 전자 브레이크 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 액츄에이터는 브레이크 페달의 각도 변화와 연동하여 작동하는 것을 특징으로 하는,
    전기차용 전자 브레이크 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 브레이크 부재에 의해 상기 마찰판을 상기 아마추어에 결합시키는 제동 정도는 비례적(proportional)으로 제어 가능한 것을 특징으로 하는,
    전기차용 전자 브레이크 시스템.
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