KR20090110574A

KR20090110574A - 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크장치

Info

Publication number: KR20090110574A
Application number: KR1020080036151A
Authority: KR
Inventors: 전재우
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-10-22
Also published as: KR101454925B1

Abstract

본 발명의 전자식 주차 브레이크장치인 EPB(Electrical Parking Brake)는 작동 시 회전력을 직선 이동으로 변환하는 액추에이터 앗세이(3)와, 주차 제동력을 발생하도록 차륜에 장착된 브레이크 앗세이(20)를 조작하는 주차 케이블(21)사이로 로드(Load) 감응형 리미트 스위치(Limit Switch) 타입인 하중 센서(7)가 배열됨에 따라, 하중 센서(7)의 측정값을 입력 요소(Input Parameter)로 처리하는 ECU가 인 보드 센서(In Board Sensor)와 인터페이스(Interface)등이 요구되지 않도록 간단히 구성하면서도, 하중 센서(7)가 액추에이터 앗세이(3)의 파워 구성 라인(Power Train Line)으로 직렬 배치되어 EPB가 보다 컴팩트(Compact)한 크기로 줄여 줄 수 있어, EPB의 비용 상승 요소의 제거로 인한 중소형 저가형 차량에 대한 장착성을 보다 향상하면서도 작동 안정도 동시에 향상할 수 있는 특징이 있게 된다.

리미트스위치, 주차, 상대변위

Description

로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치{Load response limit switch typed electrical parking brake system in vehicle}

본 발명은 전자 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 특히 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 주차 브레이크는 통상적으로 주차브레이크 레버에 의해 당겨지는 주차케이블에 가해지는 힘을 이퀄라이저를 통해 차륜에 장착된 브레이크기구로 균등하게 분배하게 되고, 이를 통해 상기 브레이크기구가 차륜을 구속해 차량 이동을 방지하게 된다.

이와 같이, 주차브레이크 레버를 조작해 차륜을 제동하는 경우에는, 주차 제동을 위해서는 운전자가 매번 주차브레이크 레버를 수동으로 작동시켜야 하므로 매우 불편하였고, 또한 이를 잊어버리는 경우가 많아 안전사고의 위험이 따르는 불편이 있게 된다.

이에 따라, 이러한 수동식이 갖는 불편을 해소하도록 주차 시에 주차동작을 모터의 구동력을 이용해 간단히 행하면서도 제동상태를 안전하게 유지하도록 하는 전자식 주차 브레이크장치(EPB, Electrical Parking Brake)가 사용되는데, 이러한 전자식 자동 주차브레이크장치는 통상적으로 조작스위치를 눌러 모터를 구동하게 되면, 상기 모터의 회전에 따라 주차 케이블을 잡아 당겨줌에 따라 이퀄라이저(Equalizer)를 매개로 각 차륜에 균등한 제동력을 발생시켜 주게 된다.

이러한 전자식 주차 브레이크장치인 EPB는 작동 시 주차케이블을 잡아당길 때 요구되는 모터 동력 제어를 위해, 동력을 발생하는 부위에서 주차 케이블을 잡아당기는 이퀄라이저 부위까지 작용하는 축 하중을 측정하도록 통상적으로, 장력센서를 통해 측정된 주차 케이블의 인장력을 ECU가 입력받아, 요구되는 만큼 인장력을 제어 즉, 작동 시 축 하중은 EPB의 작동 시 잡아당기는 양쪽 케이블간 생길 수 있는 힘의 편차를 보정하기 위한 데이터(Data)로서 작용하게 된다.

이로 인해, EPB에서는 정확한 축 하중 측정을 이루기 위한 센서의 장착 위치가 매우 중요하고, 이를 위해 통상 적으로 EPB를 구성하는 파워 라인(Power Line)상에 하중 센서를 위치시켜 줌에 따라, 차량 장착의 용이함을 위해 보다 컴팩트(Compact)한 크기를 갖는 것이 바람직한 EPB 축 방향 크기(Size)를 증대시키는 요인으로 작용하는 단점이 있게 된다.

이와 더불어, 축 방향 하중을 측정하는 하중 센서 자체가 고가 부품인 까닭에 EPB 전체의 비용을 상승시킬 수밖에 없고, 이는 EPB를 중소형 저가형 차량으로의 확대하는데 어려움을 주는 요인으로 작용하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 전자식 주차 브레이크 장치인 EPB(Electrical Parking Brake)에 로드(Load) 감응형 리미트 스위치(Limit Switch)를 적용시켜, EPB 작동 시 동력원인 액추에이터를 통해 당겨지는 양쪽 주차 케이블간 힘의 편차를 정밀 제어하는 ECU에 대한 입력 요소(Input Parameter)를 얻기 위한 비용적인 측면을 크게 저감함에 따라, 중소형 저가형 차량에 장착 될 수 있을 정도로 EPB 전체의 제조 비용을 낮추어 줌에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전자식 주차 브레이크 장치인 EPB에서 주차 케이블의 인장 하중을 측정하는 로드(Load) 감응형 리미트 스위치(Limit Switch)를 파워 구성 라인(Power Train Line)상에 직렬 배치해줌에 따라, EPB 작동 안전성은 물론 EPB 크기를 보다 컴팩트(Compact)한 크기로 제조해 차량 장착성과 실내공간 활용성을 보다 향상함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전자식 주차 브레이크 장치인 EPB에서 주차 케이블의 인장 하중을 측정하는 하중 센서를 로드(Load) 감응형 리미트 스위치(Limit Switch)로 적용함에 따라, 단순한 주차 케이블의 위치 이동에 따라 EPB 작동 시 주차 케이블의 힘 편차를 정밀 제어하는 ECU에 대한 입력 요소(Input Parameter)를 제공할 수 있어, 하중 센서 측정값을 입력 요소로서 처리하기 위한 인 보드 센서(In Board Sensor)와 인터페이스(Interface)등을 제거한 ECU를 구성할 수 있는 편리함과 간편성이 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전자 주차 브레이크 장치가 차량의 임의 위치로 설치되어 조작 신호 발생시키는 조작 버튼과;

상기 조작 버튼의 온(Apply)·오프(Release) 조작 신호와 더불어, 주차 케이블의 축 방향 하중 신호 값을 입력 신호로 받아 처리하며, 주차 제동이외의 여러 부가 기능을 구현하도록 차량에 관련된 여러 센서 정보들도 함께 입력받아 처리하는 논리 비교기를 구비하고, 상기 논리 비교기에서 산출되어 출력되는 온·오프와 정·역회전을 구분하는 신호를 받아 출력하는 드라이버를 구비한 ECU;

상기 ECU의 제어에 따라 주차브레이크 잠금·해제 력을 제공하도록 주차 케이블을 조작하는 동력원인 모터와 더불어, 주차 케이블의 장력 크기를 ECU의 입력 요소(Input Parameter)로 제공하도록, 초기 장력이 0인 기준 신호에 대해 주차 케이블이 당겨짐에 따른 거리 이동을 감지해 목표 하중 값에 해당하는 출력 신호를 발생하는 리미트 스위치 타입 하중 센서를 갖춘 액추에이터 앗세이 및;

상기 액추에이터 앗세이의 작동 여부에 따라 당겨지는 주차 케이블을 통해 차륜의 제동 상태를 유지·해제하는 브레이크 앗세이;

로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 액추에이터 앗세이는 ECU의 제어에 따라 정·역회전해 동력을 발생하는 동력원와, 상기 동력원의 회전력을 감속하는 토크 변환기인 감속기, 상기 감속기에서 발생된 출력을 통해 차륜의 제동 상태를 유지·해제하는 브레이크 앗세이를 조작하는 작동부 및 상기 작동부의 브레이크 앗세이 조작 시, 당겨지는 주차 케이블의 인장력 크기 신호를 발생하는 하중 센서로 구성되어진다.

또한, 상기 하중 센서는 주차 케이블로 이어진 출력 축이 고정된 하우징과, 모터의 회전력을 전달하는 감속기에 이어진 입력 축과 함께 이동되도록, 상기 하우징의 내부 공간으로 수용된 이동 피스톤, 상기 이동 피스톤의 이동방향에 따라 압축과 복원되도록 탄성력을 갖는 탄성부재 및 상기 이동 피스톤의 이동 거리에 따른 위치 신호를 발생해 ECU쪽에 정밀 제어를 위한 입력 요소(Input Parameter)로 제공하는 리미트 스위치로 구성되어진다.

이를 위해, 상기 리미트 스위치는 서로간 설치 간격과 위치를 조절하도록 하우징의 측면에 길이 방향으로 개구된 슬랏(Slot)에 끼워져 고정됨에 따라, 주차 제동이 이루어지지 않은 상태에서 주차 케이블에 가해지는 인장 하중에 대한 크기 산출을 위한 기준 값 신호를 ECU로 전송하는 참조 포지셔너와,

상기 참조 포지셔너에 대해 간격을 두도록 하우징의 측면에 길이 방향으로 개구된 슬랏(Slot)에 끼워져 고정되어져, 주차 제동이 이루어진 상태에서 주차 케이블을 당기는 실제적인 인장 하중에 대한 목표 값을 ECU에 전송하는 변위 포지셔너로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 동력원인 액추에이터를 통해 당겨지는 주차 케이블간 힘 편차를 정밀 제어하는 ECU에 대한 입력 요소(Input Parameter)를 얻기 위한 하중 센서를 로드(Load) 감응형 리미트 스위치(Limit Switch)를 적용시켜 전자식 주차 브레이크 장치인 EPB(Electrical Parking Brake)를 구성함에 따라, 파워 구성 라인(Power Train Line)으로 직렬 배치할 수 있음은 물론, 하중 측정값을 입력 요소(Input Parameter)로 처리하는 ECU의 구성을 보다 단순화시킬 수 있어, EPB 작동 안전성은 물론 보다 컴팩트(Compact)한 크기 및 비용 저감에 따른 중소형 저가형 차량에 대한 장착성도 보다 향상할 수 있게 되는 효과가 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1(가)는 본 발명에 따른 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 전자 주차 브레이크 장치인 EPB(Electrical Parking Brake)는 조작 버튼(2)의 조작 신호와 더불어 차량에 관련된 여러 정보를 입력받아 제어신호를 발생하는 ECU(1)와, 상기 ECU(1)의 제어에 따라 주차브레이크 잠금·해제 력을 제공하도록 주차 케이블(21)을 조작하는 동력원인 모터와 더불어, 주차 케이블(21)의 장력 크기를 ECU(1)의 입력 요소(Input Parameter)로 제공하는 하중 센서(7)를 갖춘 액추에이터 앗세이(3) 및 상기 액추에이터 앗세이(3)의 작동 여부에 따라 차륜의 제동 상태를 유지·해제하는 브레이크 앗세이(20)로 구성되어진다.

이를 위해 상기 ECU(1)는 도 1(나)에 도시된 바와 같이, 조작 버튼(2)의 온(Apply)·오프(Release) 조작 신호와 더불어 하중 센서(7)의 위치 신호를 받아 처리하는 논리 비교기를 구비하고, 상기 논리 비교기에서 산출되어 출력되는 온·오프와 정·역회전을 구분하는 신호를 받아 제어를 위해 출력하는 드라이버를 구비하게 된다.

이때, 상기 논리 비교기로 입력되는 신호는 디지털(Digital)신호이다.

이와 더불어, 상기 ECU(1)에는 차량에 관련된 여러 센서 정보들도 함께 입력되며, 이러한 신호는 주차 제동이외의 여러 부가 기능을 구현하기 위한 입력 요소(Input Parameter)로 작용하게 된다.

또한, 상기 액추에이터 앗세이(3)는 도 1(나)에 도시된 바와 같이, ECU(1)의 제어에 따라 정·역회전해 동력을 발생하는 동력원(4)와, 상기 동력원(4)의 회전력을 감속하는 토크 변환기인 감속기(5), 상기 감속기(5)에서 발생된 출력을 통해 차륜의 제동 상태를 유지·해제하는 브레이크 앗세이(20)를 조작하는 작동부(6) 및 상기 작동부(6)의 브레이크 앗세이(20)조작 시, 당겨지는 주차 케이블(21)의 인장력 크기 신호를 발생하는 하중 센서(7)로 구성되어진다.

여기서, 상기 동력원(4)은 통상적으로 모터를 이용하지만, 밸브를 이용할 수 도 있게 된다.

또한, 상기 감속기(5)는 토크 변환기로서 통상적으로 입력 기어를 통한 회전력을 치합된 다수의 기어를 거치면서 회전수를 감속하는 방식으로 일례로, 모터 축에 고정된 선 기어가 회전되면, 약 120°각도로 상기 선 기어의 둘레를 따라 외접된 다수의 위성기어가 회전되고, 이러한 상기 위성기어의 회전력은 다시 위성기어 가 내접된 캐리어를 통해 회전되도록 구성되어진다.

이와 더불어 상기 작동부(6)는 감속기(5)에서 발생된 회전력을 직선 운동으로 변환하여 주차 케이블(21)을 잡아당기거나 느슨하게 하기 위한 것으로, 이는 통상적으로 회전력을 통해 함께 회전되면서 직선 이동하는 너트 스크류 축을 구비함과 더불어, 이러한 너트 스크류 축의 회전을 통해 축 방향 이동되는 볼트 스크류 축으로 이루어지게 된다.

그리고, 상기 하중 센서(7)는 주차 케이블(21)로 이어진 출력 축(14)이 고정된 하우징(8)과, EPB 작동 시 모터(4)의 회전력을 전달하는 감속기(5)에 이어진 입력 축(13)의 끝단에 고정되어져, 상기 입력 축(13)과 함께 이동되도록 상기 하우징(8)의 내부 공간으로 위치된 이동 피스톤(10), 상기 이동 피스톤(10)의 이동방향에 따라 압축과 복원되도록 탄성력을 갖는 탄성부재(9) 및 상기 이동 피스톤(10)의 이동 거리에 따른 위치 신호를 발생해 ECU(1)쪽에 정밀 제어를 위한 입력 요소(Input Parameter)로 제공하는 리미트 스위치로 구성되어진다.

여기서, 상기 탄성부재(9)는 탄성 율을 갖는 재질로 다양한 형상을 갖는 타입으로 이루어지지만, 바람직하게는 입력 축(13)끝단에 고정된 이동 피스톤(10)과 하우징(8)사이에 탄발 지지되어져, 상기 이동 피스톤(10)이 입력 축(13)과 함께 이동될 때 압축되는 코일 스프링 타입으로 이루어지게 된다.

또한, 상기 리미트 스위치는 서로간 설치 간격과 위치를 조절하도록 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(8)의 측면에 길이 방향으로 개구된 슬랏(Slot)에 끼워져 고정되는 참조 포지셔너(11)와 변위 포지셔너(12)로 이루어지며, 상기 참조 포지셔 너(11)와 변위 포지셔너(12)는 모두 ECU(1)로 이어지는 신호 회로를 이루게 된다.

즉, 상기 참조 포지셔너(11)는 주차 제동이 이루어지지 않은 상태에서 주차 케이블(21)에 가해지는 인장 하중에 대한 크기를 산출하는 기준 값 신호를 발생하고, 상기 참조 포지셔너(11)에 대해 간격을 두고 위치된 변위 포지셔너(12)는 주차 제동이 이루어진 상태에서 주차 케이블(21)을 당기는 실제적인 인장 하중에 대한 크기를 산출하는 측정 값 신호를 발생하게 된다.

이와 같은 상기 참조 포지셔너(11)와 변위 포지셔너(12)를 이용한 ECU(1)에 대한 입력 요소(Input Parameter)제공은 일례로, 상기 참조 포지셔너(11)의 위치를 초기 장력이 0인 신호를 발생하는 위치에 설치하고, 상기 변위 포지셔너(12)의 위치를 주차 케이블(21)이 당겨진 후 목표 하중 값에 해당하는 신호를 발생하는 위치에 설치함에 따라, EPB 작동 시 액추에이터(3)를 통해 잡아 당겨지는 입력 축(13)에 고정된 이동 피스톤(10)의 참조 포지셔너(11)와 변위 포지셔너(12)간 위치 이동감지로 구현되어진다.

이러한 상기 참조 포지셔너(11)와 변위 포지셔너(12)는 모두 동일한 구성을 이루는데 즉, 도 2(가)에 도시된 바와 같이 하우징(8)의 측면에 길이 방향으로 개구된 슬랏(Slot)에 끼워져 관통하는 조절 부재(11a,12a)와, 하우징(8)의 안쪽 공간으로 위치된 상기 조절 부재(11a,12a)의 일단으로 고정되어 접촉 여부에 따라 전기 신호를 발생하는 접촉 스위치(11b,12b) 및 하우징(8)의 바깥쪽으로 노출된 상기 조절 부재(11a,12a)의 타단에 체결되어져, 조절 부재(11a,12a)를 하우징(8)에 고정시켜주는 체결 너트(11c,12c)로 구성되어진다.

이와 같이 상기 참조 포지셔너(11)와 변위 포지셔너(12)의 구조적 특성으로 인해 서로간의 간격을 조절할 수 있게 되는데 즉, 체결 너트(11c,12c)를 조절 부재(11a,12a)에서 풀어 조절 부재(11a,12a)를 자유롭게 한 다음, 상기 조절 부재(11a,12a)를 하우징(8)의 슬랏(Slot)을 따라 위치 이동시킨 후 다시 체결 너트(11c,12c)를 조여 줌에 따라 서로간의 간격이 조절되며, 이는 단순한 리미트 스위치 작용을 하중 센서에서 요구되는 하중 측정값과 연동시킬 수 있으므로, ECU(2)의 입력 요소(Input Parameter)로 제공될 수 있게 된다.

그리고, 상기 브레이크 앗세이(20)는 주차 제동을 위한 통상적인 장치로서 즉, 액츄에이터 앗세이(3)를 통해 축 방향으로 당겨지거나 느슨하게 이동되는 주차케이블(21)을 통한 작동력을 이용해, 차륜에 장착된 휠 디스크를 잡아 제동력을 유지하는 휠 실린더 등으로 이루어지게 된다.

여기서, 상기 휠 실린더는 제동 방식에 따라 여러 종류로 구성되는데 일례로, DIH(Drum In Hat)이나 BIR(Ball In Ramp)등으로 구성되어진다.

이때, 상기 DIH(Drum In Hat)타입은 주차케이블이 차륜의 너클(또는 캐리어) 부위에 장착된 레버를 당기는 기계적인 힘으로 주차 제동력을 발생시켜 주는 타입이며, 상기 BIR(Ball In Ramp) 타입은 주차 케이블을 통해 제동 입력을 받는 램프(Ramp)의 회전에 따른 볼의 이동 궤적으로, 축 방향 이동력을 발생해 주차 제동력을 발생시켜주는 타입이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

이러한 본 발명의 특징은 EPB가 도 1에 도시된 바와 같이, 조작 버튼(2)의 온(Apply)·오프(Release) 조작 신호를 받아 액추에이터 앗세이(3)를 구동하는 ECU(1)를 구비하고, 주차 케이블(21)의 인장 하중 값을 ECU(1)의 입력 요소(Input Parameter)로 제공하는 하중 센서(7)가 로드 감응형 리미트 스위치 타입으로 구성됨에 따라, 단순한 리미트 스위치 작용과 같이 서로 간격을 두고 배열된 참조 포지셔너(11)와 변위 포지셔너(12)의 접촉 신호를 ECU(1)에 대한 하중 측정값과 연동시킴에 기인하게 된다.

이와 더불어 로드 감응형 리미트 스위치 타입 하중 센서(7)가 ECU(1)를 통해 제어되는 액추에이터 앗세이(3)의 파워 구성 라인(Power Train Line)으로 직렬 배 치 즉, 상기 액추에이터 앗세이(3)를 구성하면서 ECU(1)를 통해 정·역회전 구동되는 동력원(4)인 모터의 회전이 감속기(5)인 토크 변환기를 거쳐, 회전을 직선 이동으로 전환시키는 작동부(6)와 브레이크 앗세이(20)를 조작하는 작주차 케이블(21)사이로 배열된 하중 센서(7)가 배열됨에 따라, 상기 액추에이터 앗세이(3)의 크기를 보다 컴팩트(Compact)하게 줄여 주고, 이는 EPB의 전체 크기도 함께 줄여 줄 수 있도록 작용하게 된다.

이러한 본 발명의 EPB는 조작 버튼(2)을 조작 신호가 ECU(1)로 입력되면 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 조작 버튼(2)의 온(Apply Switch)신호를 입력받은 ECU(1)는 드라이버로 구동(On)신호와 동시에 정 회전 신호를 출력하면, 액추에이터 앗세이(3)를 구성하는 동력원(4)인 모터가 정 회전되면서 감속기(5)를 통해 모터 토크가 변환되어지게 된다.

이때, 상기 ECU(1)는 차량에 관련된 여러 센서 정보들도 함께 입력되며, 이러한 입력 신호는 주차 제동이외의 여러 부가 기능을 구현하기 위한 입력 요소(Input Parameter)로 작용하게 된다.

이어, 감속기(5)를 통해 변환된 모터 토크는 다시 작동부(6)를 통해 직선 이동으로 전환되는데, 이는 상기 작동부(6)가 감속기(5)와 함께 회전되면서 축 방향 이동력을 발생하도록 서로 직렬 배열된 너트 스크류 축과 볼트 스크류 축을 통해 구현되며, 상기 볼트 스크류 축에는 주차 케이블(21)에 결합된 출력 축(14)을 축 방향으로 당기는 입력 축(13)이 고정되어진다.

이와 같이 상기 작동부(6)가 볼트 스크류 축에 고정된 입력 축(13)을 당겨주 게 되면, 입력 축(13)과 출력 축(14)사이를 연결하는 하중 센서(7)가 당겨지면서 출력 축(14)을 매개로 주차 케이블(21)을 잡아당김에 따라, 주차 케이블(21)을 통해 차륜에 장착된 브레이크 앗세이(20)가 작동해 주차 제동력을 제공해주게 된다.

이러한 EPB 작동 시 ECU(1)는 주차 케이블(21)의 힘 편차에 따른 부정확 작동을 방지하도록, 액추에이터 앗세이(3)와 주차 케이블(21)사이에 설치된 하중 센서(7)의 출력 신호를 ECU(1)에 대한 입력 요소(Input Parameter)로 제공받게 되고, 이는 EPB 작동이 ECU(1)를 통한 피드 백(Feedback) 제어가 구현될 수 있도록 도와주게 된다.

이와 같이 EPB 작동 시 ECU(1)의 정밀 제어를 위한 입력 요소(Input Parameter)를 제공하는 하중 센서(7)는 로드 감응형 리미트 스위치 타입으로서, 이는 액추에이터 앗세이(3)쪽으로 이어진 입력 축(13)이 수용된 하우징(8)이 도 2에 도시된 바와 같이, 주차 케이블(21)로 이어진 출력 축(14)이 고정되고, 상기 하우징(8)으로 수용된 입력 축(13)의 끝단부위에는 탄성부재(9)로 탄발 지지된 이동 피스톤(10)이 구비되어, 입력 축(13)이 당겨질 때 이동 피스톤(10)도 함께 당겨지게 된다.

이와 더불어 상기 하중 센서(7)에는 ECU(1)쪽에 정밀 제어를 위한 입력 요소(Input Parameter)로 제공되는 신호를 발생하는 한 쌍의 리미트 스위치를 구비하는데, 상기 리미트 스위치는 EPB 작동 시 입력 축(13)과 함께 당겨지는 이동 피스톤(10)의 위치 이동을 감지하도록 서로 간격을 두고 위치된 참조 포지셔너(11)와 변위 포지셔너(12)로 이루어진다.

즉, EPB 미 작동 시에는 도 2(나)에 도시된 바와 같이, 액추에이터 앗세이(3)쪽으로 이어진 입력 축(13)의 끝단부위에 고정된 이동 피스톤(10)이 참조 포지셔너(11)의 접촉 스위치(12b)에 접촉된 상태를 이루게 되고, 이러한 초기 상태에서 액추에이터 앗세이(3)의 구동에 따라 입력 축(13)과 함께 이동 피스톤(10)이 당겨지면서 참조 포지셔너(11)로부터 떨어짐에 따라, 상기 참조 포지셔너(11)의 접촉 스위치(11b)로부터 발생되는 입력 신호가 ECU(1)쪽으로 더 이상 제공되지 않게 된다.

이때, 상기 참조 포지셔너(11)에서 발생된 신호는 도 1(나)에 도시된 바와 같이, ECU(1)의 논리 비교기 쪽으로 입력되어, EPB가 미 작동 상태임을 ECU(1)가 판단하게 됨과 더불어 액추에이터(3)에서 요구되는 주차 케이블(21)에 대한 인장 하중 크기를 조정하는데 따른 기준 값을 제공해주게 된다.

이어 상기 이동 피스톤(10)이 입력 축(13)을 통해 더욱 당겨지면서 탄성부재(9)인 코일 스프링이 최대로 압축됨과 더불어, 상기 이동 피스톤(10)의 당겨짐이 압축된 탄성부재(9)를 통해 하우징(8)을 동일 방향으로 당겨줌에 따라, 상기 하우징(8)에 고정된 출력 축(14)이 입력 축(13)과 같은 방향으로 이동되어져 주차 케이블(21)을 당겨주게 되고, 이러한 주차 케이블(21)의 당김은 차륜에 장착된 브레이크 앗세이(20)를 작동시켜 주차 제동력이 발생되도록 작용하게 된다.

이러한 작동 과정에서 당겨지는 이동 피스톤(10)이 참조 포지셔너(11)로부터 멀어지면서 변위 포지셔너(12)의 접촉 스위치(12b)에 접촉되면, 도 2(나)에 도시된 바와 같이 상기 변위 포지셔너(12)는 이동 피스톤(10)의 접촉으로 접촉 스위 치(12b)에서 ECU(1)쪽으로 신호를 입력시켜 주게된다.

이와 같이 상기 변위 포지셔너(12)에서 발생된 신호를 입력받은 ECU(1)는 주차 케이블(21)의 당김 인장 하중이 목표 값과 일치됨을 인지하게 되고, 이는 EPB가 작동된 상태에서 ECU(1)가 액추에이터 앗세이(3)에 대한 피드 백 제어가 별도로 요구되지 않음을 의미하게 된다.

하지만, EPB가 작동된 상태에서 ECU(1)가 하중 센서(7)의 변위 포지셔너(12)로부터 신호를 입력받지 못한 경우가 발생되면, 일례로 액추에이터 앗세이(3)의 구동에 따라 참조 포지셔너(11)로부터 떨어진 이동 피스톤(10)이 변위 포지셔너(12)쪽으로 미처 이동되지 못하는 경우는 액추에이터 앗세이(3)의 구동력이 목표 값에 비해 낮은 경우로서, 이때 ECU(1)는 변위 포지셔너(12)로부터 신호가 입력될 때까지 액추에이터 앗세이(3)의 구동력을 높여 주는 제어를 수행해 주게 된다.

이와 달리 ECU(1)에 입력된 변위 포지셔너(12)의 신호가 끊어진 경우는 액추에이터 앗세이(3)의 구동력이 목표 값에 비해 큰 경우로서, 이때 ECU(1)는 탄성 부재(9)의 복원력으로 이동 피스톤(10)이 변위 포지셔너(12)쪽으로 복귀되도록 액추에이터 앗세이(3)의 구동력을 낮추게 되고, 이는 ECU(1)가 변위 포지셔너(12)의 신호를 다시 입력받을 때까지 수행되어진다.

그러나, 이와 같은 ECU(1)의 액추에이터 앗세이(3)에 대한 구동력 제어 폭이 크게 이루어질 때는 하중 센서(7) 자체를 조정할 수 있게 되는데, 이는 하우징(8)의 슬랏(Slot)에 끼워진 참조 포지셔너(11)의 위치에 대한 변위 포지셔너(12)의 간격을 재조정함에 따라 간단히 구현될 수 있게 된다.

즉, 상기 하중 센서(7)를 이루는 참조·변위 포지셔너(11,12)가 도 2(가)에 도시된 바와 같이, 신호를 발생하는 접촉 스위치(11b,12b)를 구비한 조절 부재(11a,12a)를 하우징(8)에 고정시켜주는 체결 너트(11c,12c)로 구성됨에 따라, 변위 포지셔너(12)의 간격 조정 시 체결 너트(12c)를 풀어 준 다음, 조절 부재(12a)를 하우징(8)의 슬랏을 따라 위치 이동시켜 준 후, 상기 체결 너트(12c)를 다시 조절 부재(12a)에 체결하면, 참조 포지셔너(11)의 위치에 대한 변위 포지셔너(12)의 간격이 간단히 재조정되어 진다.

이러한 참조 포지셔너(11)에 대한 변위 포지셔너(12)의 간격 조정은 리미트 스위치의 특성에 따른 것으로 즉, 참조 포지셔너(11)의 위치를 초기 장력이 0인 신호를 발생하는 위치에 설치하고, 변위 포지셔너(12)의 위치를 주차 케이블(21)이 당겨진 후 목표 하중 값에 해당하는 신호를 발생하는 위치에 설치함에 따라, EPB 작동 시 ECU(1)가 변위 포지셔너(12)의 신호를 입력받는 위치가 액추에이터(3)에서 요구되는 구동력의 목표 값으로 설정될 수 있음에 기인하게 된다.

한편, 조작 버튼(2)에서 오프(Release Switch) 신호가 ECU(1)에 입력되면, ECU(1)는 드라이버를 통해 액추에이터 앗세이(3)의 모터를 역회전시켜 감속기(5)와 작동부(6)를 매개로 주차 케이블(21)의 인장 하중을 제거해주게 된다.

즉, 액추에이터 앗세이(3)를 통한 당김이 해제됨에 따라 하중 센서(7)내 탄성 부재(9)의 압축 상태가 복원되고, 이러한 상기 탄성 부재(9)의 초기 상태 복원은 이동 피스톤(10)을 하우징(8)의 끝단 부위로 이동시킴과 더불어, 상기 하우징(8)이 밀려나도록 지속적인 탄성 복원력을 가해줌에 따라, 상기 하우징(8)을 통 해 출력 축(14)도 함께 밀려나면서 주차 케이블(21)의 인장 상태를 해제시켜, 브레이크 앗세이(20)의 잠금 상태를 해제하게 된다.

이때, ECU(1)는 하중 센서(7)로부터 신호가 입력되면 액추에이터 앗세이(3)의 구동을 멈추는데, 이는 입력 축(13)의 끝단에 고정된 이동 피스톤(10)이 하중 센서(7)의 참조 포지셔너(11)까지 이동됨에 따라, 상기 참조 포지셔너(11)의 신호를 입력받은 ECU(1)는 액추에이터 앗세이(3)의 구동이 더 이상 요구되지 않는 상태임을 인식해 모터 구동을 정지시켜 EPB 작동을 멈추어 주게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치의 구성도

도 2(가)내지 (다)는 본 발명에 따른 로드 감응형 리미트 스위치의 개략 구성도 및 작동 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : ECU 2 : 조작 버튼

3 : 액추에이터 앗세이 4 : 동력원

5 : 감속기 6 : 작동부

7 : 하중 센서 8 : 하우징

9 : 탄성부재 10 : 이동 피스톤

11 : 참조 포지셔너 11a : 조절 부재

11b : 접촉 스위치 11c : 체결 너트

12 : 변위 포지셔너 13 : 입력 축

14 : 출력 축 20 : 브레이크 앗세이

21 : 주차 케이블

Claims

차량의 임의 위치로 설치되어 조작 신호를 발생시키는 조작 버튼(2)과;

상기 조작 버튼(2)의 온(Apply)·오프(Release) 조작 신호와 더불어, 주차 케이블(21)의 축 방향 하중 신호 값을 입력 신호로 받아 처리하며, 주차 제동이외의 여러 부가 기능을 구현하도록 차량에 관련된 여러 센서 정보들도 함께 입력받아 처리하는 논리 비교기를 구비하고, 상기 논리 비교기에서 산출되어 출력되는 온·오프와 정·역회전을 구분하는 신호를 받아 출력하는 드라이버를 구비한 ECU(1);

상기 ECU(1)의 제어에 따라 주차브레이크 잠금·해제 력을 제공하도록 주차 케이블(21)을 조작하는 동력원인 모터와 더불어, 주차 케이블(21)의 장력 크기를 ECU(1)의 입력 요소(Input Parameter)로 제공하도록, 초기 장력이 0인 기준 신호에 대해 주차 케이블(21)이 당겨짐에 따른 거리 이동을 감지해 목표 하중 값에 해당하는 출력 신호를 발생하는 리미트 스위치 타입 하중 센서(7)를 갖춘 액추에이터 앗세이(3) 및;

상기 액추에이터 앗세이(3)의 작동 여부에 따라 당겨지는 주차 케이블을 통해 차륜의 제동 상태를 유지·해제하는 브레이크 앗세이(20);

로 구성되어진 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 ECU(1)로 입력되는 조작 버튼(2)과 하중 센서(7)의 신호는 디지털(Digital)타입 인 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 액추에이터 앗세이(3)는 ECU(1)의 제어에 따라 정·역회전해 동력을 발생하는 동력원(4)와, 상기 동력원(4)의 회전력을 감속하는 토크 변환기인 감속기(5), 상기 감속기(5)에서 발생된 출력을 통해 차륜의 제동 상태를 유지·해제하는 브레이크 앗세이(20)를 조작하는 작동부(6) 및 상기 작동부(6)의 브레이크 앗세이(20)조작 시, 당겨지는 주차 케이블(21)의 인장력 크기 신호를 발생하는 하중 센서(7)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 동력원(4)은 모터인 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 감속기(5)는 모터 토크를 변환하도록 서로 맞물려 회전되는 기어 타입인 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 작동부(6)는 감속기(5)에서 발생된 회전력을 직선 운동으로 변환하여 주차 케이블(21)을 잡아당기도록, 회전력을 통해 함께 회전되면서 직선 이동하는 스크류 축 타입인 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 하중 센서(7)는 액추에이터 앗세이(3)의 파워 구성 라인(Power Train Line)으로 직렬 배치되어, 주차 케이블(21)쪽과 이어지는 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 하중 센서(7)는 주차 케이블(21)로 이어진 출력 축(14)이 고정된 하우징(8)과, 모터(4)의 회전력을 전달하는 감속기(5)에 이어진 입력 축(13)과 함께 이동되도록, 상기 하우징(8)의 내부 공간으로 수용된 이동 피스톤(10), 상기 이동 피스톤(10)의 이동방향에 따라 압축과 복원되도록 탄성력을 갖는 탄성부재(9) 및 상기 이동 피스톤(10)의 이동 거리에 따른 위치 신호를 발생 해 ECU(1)쪽에 정밀 제어를 위한 입력 요소(Input Parameter)로 제공하는 리미트 스위치로 구성되어진 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 탄성부재(9)는 이동 피스톤(10)과 하우징(8)사이에 탄발 지지되어진 탄성을 갖는 코일 스프링 타입인 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 리미트 스위치는 서로간 설치 간격과 위치를 조절하도록 하우징(8)의 측면에 길이 방향으로 개구된 슬랏(Slot)에 끼워져 고정됨에 따라, 주차 제동이 이루어지지 않은 상태에서 주차 케이블(21)에 가해지는 인장 하중에 대한 크기 산출을 위한 기준 값 신호를 ECU(1)로 전송하는 참조 포지셔너(11)와,

상기 참조 포지셔너(11)에 대해 간격을 두도록 하우징(8)의 측면에 길이 방향으로 개구된 슬랏(Slot)에 끼워져 고정되어져, 주차 제동이 이루어진 상태에서 주차 케이블(21)을 당기는 실제적인 인장 하중에 대한 목표 값을 ECU(1)에 전송하는 변위 포지셔너(12)로 구성된 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.
청구항 10에 있어서, 상기 참조 포지셔너(11)와 변위 포지셔너(12)는 하우징(8)의 측면에 길이 방향으로 개구된 슬랏(Slot)에 끼워져 관통하는 조절 부재(11a,12a)와, 하우징(8)의 안쪽 공간으로 위치된 상기 조절 부재(11a,12a)의 일단으로 고정되어 접촉 여부에 따라 전기 신호를 발생하는 접촉 스위치(11b,12b) 및 하우징(8)의 바깥쪽으로 노출된 상기 조절 부재(11a,12a)의 타단에 체결되어져, 조절 부재(11a,12a)를 하우징(8)에 고정시켜주는 체결 너트(11c,12c)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 로드 감응형 리미트 스위치를 이용한 전자 주차 브레이크 장치.