KR101315061B1 - 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페달, 브레이크 어셈블리, 마스터실린더를 가지는 차량의 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법에 있어서, 차량의 주행 중 페달의 1차 작동 여부를 감지하여 차량의 정지 상태 판단하고, 차량이 정지 상태인 경우 페달의 2차 작동여부를 감지하여 차량의 정차 상태를 판단하고, 차량이 정차 상태라고 판단된 경우 브레이크 어셈블리의 제동을 제어한다.

본 발명은 정차 시 페달을 추가적으로 작동시켜 차량의 정차 의도를 표현함으로써 가장 용이한 방법으로 운전자의 의도를 표현할 수 있고, 운전자의 차량 정차 의도에 따라 차륜을 용이하게 제동할 수 있다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어 방법{Electronic parking brake system and method of controlling the same}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동 정차를 위한 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

브레이크 시스템(brake system)은 주행 중인 차량을 감속 또는 정지시키고 동시에 정지된 상태가 유지되도록 하는 장치로서, 마찰력을 이용하여 차량의 운동에너지를 열에너지로 변환하여 제동이 이루어지도록 한다. 이러한 브레이크 시스템에는 차량을 정지한 상태로 유지시키는 핸드 브레이크 또는 사이드 브레이크라고 하는 주차 브레이크가 있다.

주차 브레이크는 차량 내부의 운전석 일측에 구비된 레버를 운전자가 조작함에 따라 작동된다. 즉, 레버를 당기면 케이블이 당겨져 후륜 측 브레이크어셈블리가 작동된 상태로 유지됨으로써 제동력이 확보되고, 이와 반대로 레버를 풀면 케이블이 풀어져 후륜 측 브레이크어셈블리가 작동 해제된 상태로 유지됨으로써 제동력이 해제된다.

이와 같이, 주차 시 레버를 조작하여 차륜을 제동하는 경우 운전자가 매번 레버를 수동으로 작동시켜야 하므로 그 사용이 매우 불편하였다. 이에 따라 최근에는 주차 시에 브레이크의 제동을 전자적으로 제어하여 제동상태를 안전하게 유지하는 전자식 주차브레이크시스템(EPB: Electrical Parking Brake)이 개발되었다.

전자식 주차 브레이크 시스템의 종류로는 작동방식에 따라 케이블 풀러(Cable puller)형, 모터 온 캘리퍼(Motor-On-Caliper)형, 압력 주차 브레이크(Hydraulic Parking Brake)형이 있으며, 이러한 전자식 주차브레이크시스템은 차량이 일정시간 이상 움직이지 않으면 자동으로 각 차륜에 균등한 제동력이 발생되도록 함으로써 운전자가 수동으로 브레이크를 작동시키지 않더라도, 차량이 정차한 경우나 언덕 출발 시에 차량이 뒤로 밀릴 우려가 있는 경우, 자동으로 작동하여 차량의 주차 또는 정차 상태를 유지시켜 준다.

이러한 전자식 주차브레이크시스템을 구비한 경우 신호대기 등에 의해 정차 시에는 운전자가 직접 레버를 중립(N)으로 하고 주행 시 역시 운전자가 레버 직접 작동시켜야 하므로 그 사용이 매우 번거롭고, 또한 정차 시 운전자가 레버를 조작하지 않으면 일정시간 경과 후 무조건 브레이크가 작동되어 운전자가 원하지 않는 시점에 브레이크가 작동되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 추가적인 페달의 조작에 따라 운전자의 정차 의도를 판단하여 자동으로 차 량을 정차 상태로 유지시키는 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 차륜에 제동력을 인가하여 차륜을 제동시키는 브레이크 어셈블리; 상기 브레이크 어셈블리에 제동압력을 인가하는 마스터실린더의 압력을 검출하는 압력센서; 상기 브레이크 어셈블리의 제동을 지시하는 페달; 상기 페달의 1차 작동에 따라 차량의 정지 상태를 판단하고, 상기 페달의 2차 작동에 따라 차량의 정차 상태를 판단하여 상기 브레이크 어셈블리의 제동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 차량의 정지 상태 시점으로부터 시간을 카운트하여 일정시간이 경과하면 일정 시간 경과 시점의 상기 마스터실린더의 1차 압력을 검출하고, 상기 1차 압력과 일정압력을 더하여 합산압력을 산출하고, 상기 페달의 2차 작동 시 상기 마스터실린더의 2차 압력을 검출하고, 상기 합산 압력과 2차 압력을 비교하여 상기 브레이크 어셈블리의 제동력을 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

삭제

본 발명의 다른 측면에 따르면, 페달, 브레이크 어셈블리, 마스터실린더를 가지는 차량의 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 차량의 주행 중 페달의 1차 작동 여부를 감지하여 상기 차량의 정지 상태 판단하고, 상기 차량이 정지 상태인 경우 상기 페달의 2차 작동여부를 감지하여 상기 차량의 정차 상태를 판단하고, 상기 차량이 정차 상태라고 판단된 경우 브레이크 어셈블리의 제동을 제어하되, 상기 차량의 정지 상태 시점으로부터 시간을 카운트하여 일정시간이 경과하면 일정 시간 경과 시점의 1차 압력을 검출하고, 상기 1차 압력과 일정압력을 더하여 합산압력을 산출하고, 상기 페달의 2차 작동 시 2차 압력을 검출하고, 상기 합산 압력과 2차 압력을 비교하여 상기 브레이크 어셈블리의 제동력을 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법이 제공될 수 있다.

삭제

여기서 합산 압력과 2차 압력을 비교하는 것은 2차 압력이 합산 압력보다 크 면 차량이 정차 상태라고 판단하는 것을 포함한다.

또한 차량의 주행 중 페달의 1차 작동 여부를 감지하여 차량의 정지 상태 판단하는 것은, 페달의 1차 작동 시 차륜의 속도를 감지하고, 차륜의 속도가 일정속도인 경우 차량이 정지하였다고 판단하는 것을 더 포함한다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 따르면 정차 시 페달을 추가적으로 작동시켜 차량의 정차 의도를 표현함으로써 가장 용이한 방법으로 운전자의 의도를 표현할 수 있고, 운전자의 차량 정차 의도에 따라 차륜을 용이하게 제동할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 구성도로서, 전자식 주차 브레이크 시스템의 구성도는 레버(10), 페달(20), 압력센서(40), 컨트롤러(50), 마스터실린더(60), 브레이크 어셈블리(70) 및 차륜(80)을 포함한다.

레버(10)는 운전자에 의해 차량의 주행(D), 중립(N), 후진(R), 시퀀셜(S) 모드 또는 주차(P) 모드가 조작되는 것으로, 레버(10)는 차량의 주차 모드(P)를 주행 모드(D)로 변경하거나, 주행 모드(D)를 주차 모드(P)로 변경하고자 할 때 운전자에 의해 조작된다. 또한 레버(10)는 신호대기 시와 같이 정차하는 경우 운전자의 조작에 의해 중립 모드(N)로 조작된 후 주행 시 운전자에 의해 주행 모드(D)로 조작된다.

즉, 레버(10)의 작동 여부에 따라 마스터 실린더(50)에 제동압력을 가하여 각 차륜의 브레이크 어셈블리에 제동력을 가하게 된다.

레버를 이용하여 차량의 주/정차 모드 또는 주차 해제 모드를 수동으로 변경하지 않고, 차량의 상태 변화를 감지하여 차량의 주차 모드 또는 주차 해제 모드를 자동으로 변경하는 주차 스위치(미도시)를 더 포함한다.

페달(20)은 차량 주행 중에 운전자가 밟는 동작에 의해 작동되어 마스터실린더(50)에 제동 압력을 가하여 각 차륜에 제동력을 전달한다. 좀 더 구체적으로, 페달(20)은 신호대기로 인해 정차해야 하는 경우 운전자의 정차 의지를 입력받아 작동된다. 이때 페달(20)은 신호대기 시 차량을 정지시킨 후 운전자가 추가적으로 밟는 동작에 의해 마스터실린더(50)에 제동 압력을 가하여 각 차륜에 제동력을 전달한다.

휠속도센서(30: FL, FR, RL, RR)는 좌우 전륜 및 좌우 후륜의 각 차륜에 마련되어 각 차륜의 속도를 검출하고, 이때 검출된 신호를 컨트롤러(60)로 전송한다.

압력센서(40)는 제동 시 마스터 실린더(60) 내부에서 발생되는 압력을 검출하고 이때 검출된 신호를 컨트롤러(50)로 전송한다.

컨트롤러(50)는 레버(10)로부터 전송된 모드 신호를 분석하여 주차 모드 또는 주차 해제 모드로 변경되었는지 판단하고, 주차 모드 또는 주차 해제 모드로 변경되었다고 판단되면 마스터실린더(60)에 인가되는 제동 압력을 제어한다.

컨트롤러(50)는 각 차륜에 마련된 휠속도센서(30: FL, FR, RL, RR)로부터 각 차륜의 속도 신호를 전송받아 차량이 정지 상태인지 판단하고, 차량이 정지된 상태라고 판단되면 압력센서(40)로부터 마스터 실린더(60)의 압력을 전송받아 차량이 신호 대기 등에 의한 정차 상태인지 판단하여 브레이크 어셈블리(70)의 제동을 제어한다.

여기서 정지 상태는 차량이 처음 정지한 상태를 의미하는 것이고, 정차 상태는 일정 시간동안 차량의 정지 상태를 유지하기 위해 차량이 정차되어 있는 상태를 의미한다.

도 2는 차량의 정차 상태를 판단하기 위한 속도-시간, 압력-시간의 그래프로, 이를 참조하여 컨트롤러(50)를 좀 더 구체적으로 설명 하도록 한다.

차량이 주행 중 신호대기 등에 의해 정차해야 하는 일이 발생하면 운전자는 페달(20)을 밟고, 이때 페달(20)이 1차 작동되어 각 차륜에 제동력을 인가한다. 이때, 컨트롤러(50)는 휠속도센서(30)로부터 각 차륜의 속도를 전송받아 미리 설정된 일정속도(S1)와 비교하고, 비교 결과에 따라 차량이 정지 상태인지 판단한다.

컨트롤러(50)는 차량이 정지 상태라고 판단되면 일정속도(S1)의 시점(T1)부터 시간을 카운트하여 미리 설정된 일정시간(T)이 경과하는지 판단하고, 일정속도(S1)의 시점(T1)부터 일정시간(T)이 경과하였다고 판단되면 일정시간(T)이 경과한 시점(T2)의 1차 압력(P1)을 감지하도록 압력센서(40)의 작동을 제어한다.

컨트롤러(50)는 일정시간(T) 경과 후 압력센서(40)로부터 전송된 압력을 분석하여 차량의 정차 상태를 판단하되, 일정시간(T) 경과 후 운전자에 의해 페달(20)이 추가적으로 밟히면 페달(20)이 2차 작동되어 마스터실린더(60)의 압력이 변화되는지 판단한다. 이때 컨트롤러(50)는 페달(20)이 2차 작동된 경우 압력센서(40)로부터 전송된 2차 압력인 최대 압력(Pm)을 판단한다. 그리고 컨트롤러(50) 는 일정시간(T)이 경과한 시점(T2)의 압력(P1)과 미리 설정된 일정압력(P)을 합산하여 합산 압력(P2)을 산출한 후 최대 압력(Pm)과 합산 압력을 비교하여 최대 압력(Pm)이 합산 압력(P2)보다 크면 차량이 정차 상태라고 판단하고, 마스터실린더(70)에 연결된 밸브(미도시)를 제어하여 마스터실린더(50)가 제동에 필요한 압력을 브레이크 어셈블리(70)로 가하도록 한다.

마스터 실린더(60)는 제동에 필요한 압력을 분배기(미도시)로 전달하고, 분배기로 전달된 압력은 차량의 전륜과 후륜의 브레이크 어셈블리(70)로 분배되어 주행 중인 차량에 제동력을 가하도록 한다.

즉, 마스터 실린더(60)는 차량 정차 시 컨트롤러(50)의 지시에 따라 밸브(미도시)가 제어되면 차량이 정차 상태를 유지할 수 있도록 제동에 필요한 압력을 브레이크 어셈블리(70)에 인가하여 브레이크 어셈블리(70)가 작동되도록 한다.

여기서 분배기(미도시)는 마스터실린더(60) 내부에서 발생되는 압력을 기초로 하여 작동 여부가 판단되고, 분배기는 작동 시 차량의 적재 상태와 감속에 의한 무게 이동에 따라 앞뒤 차륜의 제동력을 적절하게 조절하여 분배한다. 즉 분배기는 후륜의 제동력을 확보하기 위해 앞뒤 차륜의 속도 차이를 검출한 뒤 후륜에 최적의 제동력을 분배한다.

브레이크 어셈블리(70)는 좌/우측의 차륜(80)에 각각 장착된 디스크 브레이크 혹은 드럼 브레이크로, 브레이크 어셈블리(70)는 마스터 실린더(60)에서 인가되는 제동압력에 따라 차륜에 제동력을 가한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 순서 도로, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.

차량이 주행 중 신호대기 등에 의해 정차해야 하는 일이 발생하면 운전자는 페달(10)을 밟음으로써 페달을 작동시켜 차량을 정지시킨 후 레버(10)를 중립 모드(N)로 조작한다. 이 후 주행 시 운전자는 레버(10)를 주행 모드(D)로 조작한 후 주행을 시작한다.

위와 같이, 레버(10)의 조작에 따라 정차하지 않는 경우 운전자는 차량을 정지시킨 후 페달(20)을 추가적으로 밟아 페달(20)을 추가 작동시켜 줌으로써 차량을 정차 상태로 유지시킨다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

차량이 주행(101) 중 신호대기 등에 의해 정차해야 하는 일이 발생하면 운전자는 페달(20)을 밟아 페달(20)을 1차 작동(102)시킴으로써 각 차륜에 제동력을 인가하여 차량을 감속시킨다. 이때, 휠속도센서(30)로부터 감속되는 차륜의 속도를 전송받아 미리 설정된 일정속도(S1)와 비교(103)하고, 비교 결과에 따라 차량이 정지 상태인지 판단한다.

차량이 정지 상태라고 판단(104)되면 일정속도(S1)의 시점(T1)부터 시간을 카운트하여 미리 설정된 일정시간(T)이 경과하는지 판단(105)하고, 일정속도(S1)의 시점(T1)부터 일정시간(T)이 경과하였다고 판단되면 압력센서(40)의 작동을 제어하여 일정시간(T)이 경과한 시점(T2)의 1차 압력(P1)을 감지(106)하도록 한다.

일정시간(T) 경과 후 압력센서(40)의 작동을 제어하여 압력센서(40)로부터 전송된 압력을 분석한 후 차량의 정차 상태를 판단하되, 운전자에 의해 페달(20)이 추가적으로 밟혀 페달(20)의 2차 작동함에 의해 마스터실린더(60)의 압력이 변화되 는지 판단한다. 이때 페달(20)이 2차 작동(T3시점)된 경우 압력센서(40)로부터 전송된 마스터실린더(60)의 2차 압력을 판단(107)한다. 이때 2차 압력은 페달(20)의 2차 작동 후 감지된 압력 중 최대 압력(Pm)을 이용하는 것이 바람직하다. 그리고 일정시간(T)이 경과한 시점(T2)의 압력(P1)과 미리 설정된 일정압력(P)을 더하여 합산 압력(P2)을 산출(108)한 후 2차 압력(Pm)과 합산 압력(P2)을 비교(109)하여 최대 압력(Pm)이 합산 압력(P2)보다 크면 차량이 정차 상태라고 판단하고, 마스터실린더(70)에 연결된 밸브(미도시)를 제어하여 브레이크 어셈블리(70)에 제동 압력을 가함으로써 브레이크 어셈블리(70)가 차륜(80)을 제동(110)시키도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 구성도이다.

도 2는 차량의 정차 상태를 판단하기 위한 속도-시간, 압력-시간의 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 순서도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 레버

20: 페달

30: 휠속도센서

40: 압력센서

50: 컨트롤러

60: 마스터실린더

70: 브레이크 어셈블리

80: 차륜

Claims (6)

1. 차량의 차륜에 제동력을 인가하여 차륜을 제동시키는 브레이크 어셈블리;

   상기 브레이크 어셈블리에 제동압력을 인가하는 마스터실린더의 압력을 검출하는 압력센서;

   상기 브레이크 어셈블리의 제동을 지시하는 페달;

   상기 페달의 1차 작동에 따라 차량의 정지 상태를 판단하고, 상기 페달의 2차 작동에 따라 차량의 정차 상태를 판단하여 상기 브레이크 어셈블리의 제동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,

   상기 컨트롤러는 상기 차량의 정지 상태 시점으로부터 시간을 카운트하여 일정시간이 경과하면 일정 시간 경과 시점의 상기 마스터실린더의 1차 압력을 검출하고, 상기 1차 압력과 일정압력을 더하여 합산압력을 산출하고, 상기 페달의 2차 작동 시 상기 마스터실린더의 2차 압력을 검출하고, 상기 합산 압력과 2차 압력을 비교하여 상기 브레이크 어셈블리의 제동력을 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
2. 삭제
3. 페달, 브레이크 어셈블리, 마스터실린더를 가지는 차량의 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법에 있어서,

   상기 차량의 주행 중 페달의 1차 작동 여부를 감지하여 상기 차량의 정지 상태를 판단하고,

   상기 차량이 정지 상태인 경우 상기 페달의 2차 작동여부를 감지하여 상기 차량의 정차 상태를 판단하고,

   상기 차량이 정차 상태라고 판단된 경우 브레이크 어셈블리의 제동을 제어하되,

   상기 차량의 정지 상태 시점으로부터 시간을 카운트하여 일정시간이 경과하면 일정 시간 경과 시점의 1차 압력을 검출하고,

   상기 1차 압력과 일정압력을 더하여 합산압력을 산출하고,

   상기 페달의 2차 작동 시 2차 압력을 검출하고,

   상기 합산 압력과 2차 압력을 비교하여 상기 브레이크 어셈블리의 제동력을 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.
4. 삭제
5. 제 3 항에 있어서, 상기 합산 압력과 2차 압력을 비교하는 것은

   상기 2차 압력이 합산 압력보다 크면 상기 차량이 정차 상태라고 판단하는 것을 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 차량의 주행 중 페달의 1차 작동 여부를 감지하여 상기 차량의 정지 상태를 판단하는 것은,

   상기 페달의 1차 작동 시 차륜의 속도를 감지하고,

   상기 차륜의 속도가 일정속도인 경우 상기 차량이 정지하였다고 판단하는 것을 더 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.

Images