KR100911570B1

KR100911570B1 - 전자식 주차 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR100911570B1
Application number: KR1020080040325A
Authority: KR
Inventors: 김인수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2009-08-10

Abstract

본 발명의 전자식 주차 브레이크 시스템은 동일한 입력 값을 제공받아 서로 다른 출력 값을 출력하는 복수의 스위치로 구성된 스위치부와, 상기 복수의 스위치로부터 출력된 출력 값을 기준 값과 비교하여 스위치의 고장 유무를 판단하는 제어부를 포함한다.

상기와 같은 발명은 스위치를 다수개로 구성하고, 다수개의 스위치에서 서로 다른 값을 출력하도록 구성하여 스위치의 고장 여부를 확인함으로써, 스위치의 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

EPB, 스위치부, 제어부, 액추에어터, 경보부

Description

전자식 주차 브레이크 시스템{ELECTRIC PARKING BRAKE SYSTEM}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템에 관한 것으로, 차량 주행 중 전자식 주차 브레이크의 오작동을 방지하기 위한 전자식 주차 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 브레이크 시스템에는 차량을 정지한 상태로 유지시키는 핸드 브레이크 또는 사이드 브레이크라 불리우는 주차 브레이크(Parking brake)가 있다.

이러한 주차 브레이크는 차량 내부의 운전석 일측에 구비되는 주차 레버를 운전자가 조작함에 따라 작동하게 되며, 주차 레버를 당겨 이에 연결된 케이블이 당겨지도록 함으로써 케이블에 연결된 후륜측 브레이크 어셈블리가 작동된 상태로 유지되도록 하여 제동력이 확보되도록 하고, 이와 반대로 주차 레버를 풀어주어 케이블이 풀려지도록 함으로써 제동력이 해제되도록 한다.

이와 같은 주차 브레이크 작동 방식은 주차 시 또는 운행을 개시할 때 브레이크 레버를 당기고 풀어야 하므로 번거롭고, 브레이크 레버는 실내 공간을 상당히 차지하게 되어 실내 공간의 확보가 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 주차 브레이크(Electric Parking Brake)가 사용되고 있다. 이러한 전자식 주차 브레이크는 브레이크 스위치 작동에 의해 전기적 신호를 전동 모터 등으로 구성된 액추에이터에 전달하고, 이로 인해 발생된 전기적 힘을 이용하여 모터를 구동하는 장치이다.

하지만, 주차 또는 운행 개시 도중 스위치의 고장 예컨대, 스위치의 노이즈, 접점 불량, 배선 단락 및 단선에 의해 오작동이 발생되면, 차량의 뒷 바퀴가 잠기는 현상(lock)이 발생하여 휠 슬립이 발생하고, 이로 인해 차량이 불안정하게 되어 차량의 사고를 유발시키는 문제점을 야기시킨다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 스위치의 오작동을 방지하기 위한 전자식 주차 브레이크 시스템를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전자식 주차 브레이크 시스템은 동일한 입력 값을 제공받아 서로 다른 출력 값을 출력하는 복수의 스위치로 구성된 스위치부와, 상기 복수의 스위치로부터 출력된 출력 값을 비교하여 스위치의 고장 유무를 판단하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 아이들한 상태의 출력값과 실제 출력값을 비교하여 일정 오차 범위를 벗어나면 고장이라고 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 스위치부의 서로 다른 출력 값의 차를 비교하여 일정 오차 범위를 벗어나면 고장이라고 판단할 수 있다. 상기 일정 오차 범위는 5% 이내일 수 있다.

상기 제어부로부터 판단된 고장 유무에 따라 경보를 발생시키는 경보부를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 스위치를 다수개로 구성하고, 다수개의 스위치에서 서로 다른 값을 출력하도록 구성하여 스위치의 고장 여부를 확인함으로써, 스위치의 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 나타낸 블럭도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크의 스위치부를 중심으로 나타낸 회로도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스위치의 입력에 대한 전압 출력을 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템은 다수의 스위치(110, 120)가 구비된 EPB(Electric Parking Brake) 스위치부(100)와, 상기 다수의 스위치(110, 120)로부터 출력된 값을 제공받아 스위치부(100)의 고장 유무를 판단하는 EPB 제어부(200)와, 상기 EPB 제어부(200)로부터 구동 신호를 제공받아 주차 브레이크를 동작시키는 EPB 액추에이터(400)를 포함한다. 여기서, EPB 제어 부(200)에는 스위치부(100)의 고장 유무에 따라 경보를 발생시키는 경보부(300)를 더 포함할 수 있다.

EPB 스위치부(100)는 운전자의 스위치 조작 신호에 의해 주차 브레이크를 동작 또는 해제시키는 역할을 하며, 이를 위해 클램프(잠금), 중립 또는 해제 신호를 EPB 제어부(200)에 제공할 수 있다. 이러한 EPB 스위치부(100)는 EPB 스위치부(100)의 오작동을 방지하기 위해 제1스위치(110)와 제2스위치(120)로 구성되며, 제1스위치(110)와 제2스위치(120)에는 서로 다른 출력 전압값이 출력된다. 이때, 운전자가 조작하기 위한 조작 스위치(미도시)는 차량의 도어 측에 운전자에 의해 조작 가능하게 설치된다. 여기서, 조작 스위치의 위치는 이에 한정되지 않으며 차량의 내부 또는 차량의 외부 어디에든 장착되어도 무방하다.

운전자로부터 스위치 조작 신호에 의해 신호가 제1스위치(110)와 제2스위치(120)에 명령 신호가 제공되면, 상기 명령 신호로부터 입력된 전압값이 제1스위치(110)와 제2스위치(120)에 동일하게 제공된다. 이후, 제1스위치(110)와 제2스위치(120)는 동일한 전압값에 대해 서로 다른 전압값을 출력하고, 이를 EPB 제어부(200)에 제공한다.

이때, 서로 다른 출력값을 출력하기 위해 제1스위치(110)와 제2스위치(120)에는 서로 다른 값을 갖는 저항이 구비되며 EPB 제어부(200)에서는 서로 다른 출력값을 비교하여 EPB 스위치부(100)의 고장 여부를 결정한다. 이러한 EPB 스위치부(100)는 추후에 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

EPB 제어부(200)는 제1스위치(110)와 제2스위치(120)로부터 출력된 값을 기 준 값과 비교하여 EPB 스위치부(100)의 고장 유무를 판단하는 역할을 하며, 예컨대 EPB 스위치부(100)가 고장이 아니라고 판단될 경우, 주차 브레이크가 동작하도록 동작 신호를 생성한다. 상기와 같이 EPB 스위치부(100)의 고장 유무를 판단하기 위해 EPB 제어부(200)는 EPB 스위치부(100)에서 출력되는 서로 다른 출력 값으로부터 절대치에 의한 계산 방법 또는 상대치에 의한 계산 방법을 사용할 수 있다.

이때, EPB 제어부(200)에는 EPB 스위치부(100)의 고장 유무 값과 함께 변속 감지, 휠속 감지, 브레이크 페달 감지, 경사각 감지 값을 입력받아 정상 상태를 확인한 후, 정상 상태 여부를 추가적으로 고려하여 동작 신호를 생성할 수 있다.

이러한 EPB 제어부(200)로부터 발생된 동작 신호 명령은 EPB 액추에이터(400)로 전송되어 EPB 액추에이터(400)를 동작시킨다. 이러한 EPB 액추에이터(400)는 전동식으로 주차 브레이크를 작동시켜 주차 브레이크 케이블을 당기거나 밀어 주차 브레이크 부속 장치를 작동시켜 브레이크슈를 드럼에 압착시키거나 압착 해제시켜 주차 브레이크를 구속시키거나 구속을 해제할 수 있다.

상기에서는 EPB 액추에이터(400)로서, 케이블 플러(Cable puller)형을 일 예로 설명하였으나, 모터 온 캘리퍼(Motor-On-Caliper)형 등이 사용될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, EPB 스위치부(100)는 제1스위치(110)와 제2스위치(120)로 구성되며, 제1스위치(110)와 제2스위치(120)는 EPB 제어부(200)의 인터럽트 신호 단자에 연결된다. 여기서, 제1스위치(110)와 제2스위치(120)에는 클램프, 중립, 해제의 신호에 따라 선택적으로 스위칭하도록 클램프 단자와, 중립 단자와, 해제 단자가 마련되며, 각각의 단자에는 다수의 저항(R1~R3, R5~R7)이 연결 된다.

또한, 제1스위치(110)에는 제1저항 내지 제3저항(R1~R3)에서 분기되어 제1컨버터(Analog on Digital, ATD1)가 연결되며, 제1저항(R1) 및 제3저항(R3)과 제1컨버터(ATD) 사이에는 제1다이오드(D1)와 제1트랜지스터(T1)가 연결된다. 또한, 제1컨버터(ATD)와 그라운드(GND) 사이에는 제4저항(R4)이 연결된다.

이와 마찬가지로 제2스위치(120)에는 제5저항 내지 제7저항(R5~R7)에서 분기되어 제2컨버터(ATD2)가 연결되며, 제5저항(R5) 및 제7저항(R7)과 제2컨버터(ATD2) 사이에는 제2다이오드(D2)와 제2트랜지스터(T2)가 연결된다. 여기서, 제1스위치(110)와 제2스위치(120)는 인터럽트 신호 단자에 명령 신호에 의한 동일한 전압이 인가되고, 제1스위치(110)와 제2스위치(120)가 서로 다른 전압값을 출력하기 위해 제1저항(R1)과 제5저항(R5), 제2저항(R2)과 제6저항(R6), 제3저항(R3)과 제7저항(R7)은 각각 서로 다른 값을 가지도록 연결된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 인터럽트 신호 단자로부터 명령 신호 중 예컨대 클램프 명령 신호의 입력값에 의해 제1스위치(110)와 제2스위치(120)에 전압이 인가되면, 제1스위치(110)와 제2스위치(120)의 스위치는 클램프 스위치 단자로 연결되어 온되고, 클램프 스위치 단자에 연결된 제1저항(R1)과 제5저항(R5)에 의해 서로 다른 전압값(VA1, VA2)을 출력하게 된다. 이러한 서로 다른 출력 전압값은 제1컨버터(ATD1)와 제2컨버터(ATD2)를 측정함으로써 얻어진다.

이와 마찬가지로, 중립 명령에 의해 제1스위치(110)와 제2스위치(120)에 전압이 인가되면 제2저항(R2)과 제6저항(R6)에 의해 서로 다른 출력 전압(VR1, VR2) 을 출력할 수 있다.

이와 마찬가지로, 해제 명령이 제1스위치(110)와 제2스위치(120)에 인가되면 제3저항(R3)과 제7저항(R7)에 의해 서로 다른 출력 전압(VN1, VN2)을 출력할 수 있다.

여기서, 실제 출력값은 도 3에 도시된 바와 같이, 아이들(IDLE)한 상태를 가지지 않으며, 실제 출력값은 아이들한 상태의 값과 오차를 가지게 된다.

이러한 아이들한 상태의 출력 전압값과 실제 측정된 출력 전압 값은 EPB 제어부(200)에 저장되며, EPB 제어부(200)는 이러한 측정된 실제 출력 전압값과 아이들 상태의 기준값을 가지고 아래에 도시된 바와 같이 EPB 스위치부(100)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 기준 값은 EPB 스위치부(100)에 입력되는 동일한 입력값으로부터 출력되는 아이들(IDLE)한 상태의 출력 전압값이다.

첫 번째 방법으로, 절대치에 의한 연산 방법에 의해 스위치 고장 여부를 판단할 수 있다. 제1스위치(110)에서 측정된 클램프 작동 상태에서 아이들 상태의 출력 전압값과 실제 측정된 출력 전압값을 비교하여 그 차이가 일정 오차 범위 내에 있으면, 정상 동작이라고 판단하고, 일정 오차 범위 밖일 경우 고장이라고 판단하여 스위치 고장 여부를 판단할 수 있다. 제2스위치(120)도 위와 같은 방법으로 스위치의 고장 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 일정 오차 범위는 5% 이내, 바람직하게는 3% 이내로 설정될 수 있다.

또 다른 방법으로는 상대치에 의한 연산 방법에 의해 스위치 고장 여부를 판단할 수 있다. 클램프 작동 상태에서 제1스위치(110)와 제2스위치(120)의 서로 다 른 출력 전압값을 측정하고, 서로 다른 출력 전압값의 차이가 오차 범위 내에 있으면, 정상 동작이라고 판단하고, 일정 오차 범위 밖일 경우 고장이라고 판단하여 스위치의 고장 여부를 판단할 수 있다. 해제 동작에 대한 고장 여부도 위와 같은 방법을 사용하여 스위치 고장 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 일정 오차 범위는 5% 이내, 바람직하게는 3% 이내로 설정될 수 있다.

따라서, EPB 제어부(200)는 제1스위치(110)와 제2스위치(120)의 출력 전압값에 의해 EPB 스위치부(100)의 고장 여부를 판단할 수 있고, 이로 인해 스위치의 오작동을 방지할 수 있다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 동작을 살펴본다.

먼저, EPB 제어부(200)를 초기화하는 단계를 수행한다(S10). EPB 제어부(200)의 초기화를 마치면 스위치 중립 상태를 확인하는 단계를 수행한다(S20). 이때, EPB 스위치부(100)의 스위치는 중립 단자에 온되며, 일정 주기로 제1트랜지스터(T1)와 제2트랜지스터(T2)를 온하여 제1컨버터(ATD1)와 제2컨버터(ATD2)로부터 중립 위치의 전압을 판독하여 스위치부의 중립 상태를 확인하는 단계를 수행한다(S20).

이어서, 운전자의 신호에 의해 인터럽트 신호 여부를 판단하고, 인터럽트 신호가 발생되면 먼저, 클램핑 전압이 인가되는지 판단한다(S40). 이때, 인터럽트 신호가 발생되지 않으면, 주기적으로 스위치의 중립 상태에 대한 전압을 확인한다. 한편, 클램핑 전압이 인가되면(S40), 스위치의 출력값을 절대치 또는 상대치에 의 해 스위치의 고장 여부를 판단하고, 고장이 아니라고 판단되면, EPB 액추에이터(400)를 동작시켜 클램핑 동작을 수행한다(S60). 이때, 스위치의 고장 여부는 앞서 설명한 바와 같이 EPB 제어부(200)를 통해 판단하게 된다.

클램핑 전압이 인가되지 않는다면 해제 전압이 인가되는지 판단한다(S50). EPB 스위치부(200)에 해제 전압이 발생되면 EPB 액추에이터(400)를 동작시켜 해제 동작을 수행한다(S70). 이때, 해제 전압이 인가되지 않는다고 판단되면, 고장으로 진단하게 된다(S80).

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 나타낸 블럭도.

도 2는 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크의 스위치부를 중심으로 나타낸 회로도.

도 3은 본 발명에 따른 스위치의 입력에 대한 전압 출력을 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 동작을 나타낸 순서도.

< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110: 제1스위치 120: 제2스위치

200: EPB 제어부 300: 경보부

400: EPB 액추에이터 ATD: 컨버터

Claims

동일한 입력 값을 제공받아 서로 다른 출력 값을 출력하는 복수의 스위치로 구성된 스위치부; 및

상기 복수의 스위치로부터 출력된 출력 값을 비교하여 스위치의 고장 유무를 판단하는 제어부;를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부는 아이들한 상태의 출력값과 실제 출력값을 비교하여 일정 오차 범위를 벗어나면 고장이라고 판단하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부는 스위치부의 서로 다른 출력 값의 차를 비교하여 일정 오차 범위를 벗어나면 고장이라고 판단하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 일정 오차 범위는 5% 이내인 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부로부터 판단된 고장 유무에 따라 경보를 발생시키는 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템.