KR101417867B1 - 전자식 주차 브레이크 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터의 속도를 조절하여 주차 브레이크를 작동하는 중에 모터의 구동전압 또는 구동전류에 따라 모터의 속도를 가변시킴으로써 ECU가 저전압으로 인해 리셋되거나 모터가 과전류로 인해 손상되는 것을 방지하여 전자식 주차 브레이크 시스템의 성능이 저하되는 것을 방지하는 전자식 주차 브레이크 시스템을 개시한다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템{Electronic Parking Brake System}
본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 정차시 주차 브레이크를 자동으로 잠겨 차량의 정차 상태를 유지시키는 전자식 주차 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 브레이크 시스템에는 차량을 정지한 상태로 유지시키는 보통 핸드 브레이크 또는 사이드 브레이크라고 하는 주차 브레이크(parking brake)가 있다. 이 주차 브레이크는 차량 내부의 운전석 일측에 구비되는 주차레버를 운전자가 조작함에 따라 작동되게 되며, 주차레버를 잡아 당겨 이에 연결된 케이블이 당겨지도록 함으로써 케이블에 연결된 후륜측 브레이크 어셈블리가 작동된 상태로 유지되도록 하여 제동력이 확보되도록 하고, 이와 반대로 주차레버를 풀어 주어 케이블이 풀려지도록 함으로써 제동력이 해제되도록 한다.
그러나, 주차레버 조작에 따른 주차 브레이크 작동방식은 운전자의 의지에 의해서만 작동되므로, 운전자의 부주의로 주차레버를 당기지 않은 상태로 차량을 주차시키는 경우에는 경사로 등에서 차량이 자체적으로 굴러 내려가 예기치 못한 사고를 유발시키는 문제점이 있고, 주차시 또는 운행을 개시할 때마다 운전자가 주차레버를 작동시켜야 하므로, 그 사용이 매우 번거롭고, 특히 힘이 약한 여성이나 노약자에게는 더더욱 그 사용이 번거로운 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 주차 브레이크(Electronic Parking Brake, 이하 EPB라 칭함)시스템이 사용되고 있다. 이러한 EPB 시스템은 운전자가 수동으로 주차 브레이크를 작동시키지 않더라도, 차량이 정차한 경우나 언덕 출발시에 차량이 뒤로 밀릴 우려가 있는 경우, 자동으로 작동하여 차의 주차 상태 또는 정차 상태를 유지시킨다.
이러한 EPB 시스템은 한국공개특허공보 제2006-11377호와 유럽특허공보 EP1158198호에 기재되어 있다.
일반적으로, EPB 시스템은 주차 케이블을 밀거나 당기기 위한 모터를 가진 액추에이터와 전자제어유닛(ECU)으로 구성된다. 전자제어유닛(ECU)은 주차 케이블의 장력을 감지하고, 이를 피드백하여 모터를 제어한다. 하지만, 저전압 조건에서 모터를 구동하면 전류량에 따라 전압강하가 발생하고 이 전압강하가 커지면 전자제어유닛이 리셋될 수 있다. 또한, 액추에이터의 문제로 인해 주차 케이블의 장력이 충분히 발생하지 않는 경우에는 모터전류량이 커져 모터 및 각종 센서들에 손상을 줄 수 있다.
본 발명의 일 측면은 전자 주차 브레이크 시스템의 성능을 향상시키도록 전자제어유닛의 입력전압 또는 액추에이터 내의 모터의 구동전류에 따라 모터의 속도를 조절하는 전자식 주차 브레이크 시스템을 제공한다.
이를 위해 본 발명의 일 측면에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템은 주차 케이블을 가진 주차 브레이크와, 상기 주차 케이블을 밀거나 당기기 위한 모터를 가지며 상기 모터를 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템에 있어서, 상기 주차케이블의 장력을 감지하는 포스센서; 및 상기 포스센서를 통해 감지된 주차케이블의 장력을 근거로 하여 상기 모터를 제어하고, 상기 전자제어유닛의 리셋을 방지할 수 있도록 상기 모터를 제어하는 중에 상기 전자제어유닛의 구동전압이 미리 설정된 전압보다 낮으면 구동 중인 상기 모터의 속도를 감속시키는 전자제어유닛;을 포함할 수 있다.
삭제
또한, 상기 전자제어유닛은 상기 모터에 공급된 전류를 감지하는 전류센서를 통해 상기 모터에 공급된 전류를 감지하고, 상기 감지된 전류를 미리 설정된 전류와 비교하여 상기 감지된 전류가 상기 미리 설정된 전류보다 높으면 상기 모터의 속도를 감소시키는 것을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템은 바퀴에 제동력을 발생시키도록 외력을 전달하는 주차 케이블을 가진 주차 브레이크; 주차 케이블을 밀거나 당기기 위한 모터를 가지며 상기 주차 브레이크를 작동시키는 액추에이터; 운전자에 의해 온 또는 오프되는 주차 스위치; 상기 주차 케이블의 장력을 감지하는 포스 센서; 및 상기 주차 스위치의 상태에 따라 상기 주차 브레이크의 작동이 필요한지를 판단하고, 상기 주차 브레이크의 작동이 필요한 경우, 상기 포스 센서를 통해 감지된 주차 케이블의 장력에 따라 상기 모터를 구동시키고, 전자제어유닛의 리셋을 방지할 수 있도록 상기 모터를 구동하는 중에 상기 전자제어유닛의 구동전압이 미리 설정된 전압보다 낮으면 구동 중인 상기 모터의 속도를 감속시키는 전자제어유닛;을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따르면, 주차 브레이크를 자동으로 작동시키는 동안 저전압으로 인해 전자제어유닛이 리셋되거나 과전류로 인해 모터 및 각종 센서가 손상되는 것을 방지하므로 전자식 주차 브레이크 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액추에이터의 개략적인 구성을 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에서 전자제어유닛의 구동전압에 따라 모터를 감속하는 것을 설명하기 위한 제어흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에서 모터의 구동전류에 따라 모터를 감속하는 것을 설명하기 위한 제어흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
EPB 시스템의 종류에는 작동방식에 따라 케이블 풀러(Cable puller)형, 모터 온 캘리퍼(Motor-On-Caliper)형, 압력 주차 브레이크(Hydraulic Parking Brake)형이 있으며, 운전자가 수동으로 주차 브레이크를 작동시키지 않더라도, 차량이 정차한 경우나 언덕 출발시에 차량이 뒤로 밀릴 우려가 있는 경우, 자동으로 작동하여 차의 주차 상태 또는 정차 상태를 유지시킨다.
이하 케이블 풀러 형의 EPB 시스템을 일예로 하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량에는 운전자가 수동으로 주차 브레이크를 작동시키지 않더라도, 차량이 정차한 경우나 언덕 출발시에 차량이 뒤로 밀릴 우려가 있는 경우, 자동으로 작동하여 차의 주차 상태 또는 정차 상태를 유지시키기 위하여 EPB 시스템이 장착된다.
EPB 시스템은 주차 스위치(10)와, 전류 센서(50)와, 이 주차 스위치(10)의 작동신호에 따라 전반적인 전자식 주차 브레이크 제어를 수행하는 ECU(20)와, 후륜 좌우 바퀴(RL,RR)에 각각 주차를 위한 외력을 작용하는 주차 브레이크(30)와, ECU(20)의 제어신호에 따라 구동하여 주차 브레이크(30)를 구속시켜 바퀴의 회전을 구속시키는 액추에이터(40)를 구비한다.
주차 스위치(10)는 운전자에 의해 온 또는 오프되어 주차 브레이크(20)의 구속 상태를 해제시키기 위한 명령 또는 주차 브레이크(20)를 구속시키기 위한 명령을 ECU(40)에 전달한다.
주차 브레이크(30)는 액추에이터(40)와 일단이 연결되어 좌우 후륜바퀴(Wrl, Wrr)에 외력을 전달하는 주차 케이블(31)과, 이 주차 케이블(31)에 연결된 주차 브레이크 부속장치(32)로 이루어진다. 이 주차 브레이크 부속장치(32)는 주차 케이블(31)의 타단에 연결되어 패드가 부착된 브레이크슈와, 이 브레이크슈를 드럼에 압착시켜서 제동력을 발생시키는 브레이크슈 레버를 구비한다.
액추에이터(40)는 전동식으로 주차 브레이크(20)를 작동시켜 주차 브레이크 케이블(21)을 당기거나 밀어 주차 브레이크 부속장치(22)를 작동시켜 브레이크슈를 드럼에 압착시키거나 압착 해제시켜 주차 브레이크(20)를 구속시키거나, 구속 해제시킨다.
ECU(20)는 주차 스위치(10)가 오프 상태이면, 주차 브레이크(20)의 구속 상태를 해제시키기 위한 명령으로 인식하여 액추에이터(40)를 구동하여 주차 케이블(31)을 밀어주어 브레이크슈를 드럼에 압착 해제시킴으로써 주차 브레이크(20)의 구속을 해제시킨다.
한편, ECU(20)는 주차 스위치(10)가 온 상태이면, 주차 브레이크(30)를 구속시키기 위한 명령으로 인식하여 액추에이터(40)를 구동하여 주차 브레이크 케이블(21)을 당김으로써 브레이크슈를 드럼에 재압착시켜 주차 브레이크(20)를 구속시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액추에이터(40)는 주차 케이블(31)을 당겨 주차 상태(APPLY)가 되거나 풀어서 주차 해제(RELEASE) 상태가 되도록 주차 브레이크(30)를 제어하기 위한 것으로, 모터(41), 기어박스(42), 스크류 너트(43), 스핀들(44) 및 포스센서(46)를 구비한다.
모터(41)가 정회전하면 기어박스(42) 및 스크류 너트(43)에 의해 스핀들(44)이 정회전하면서 오른쪽으로 이동한다. 또한, 모터(41)가 역회전하면 기어박스(42) 및 스크류 너트(43)에 의해 스핀들(44)이 역회전하면서 왼쪽으로 이동한다.
스핀들(44)에는 이퀄라이저 등의 체결수단 또는 운동전환수단을 통해 주차 케이블(31)이 스핀들(44)의 이동 동작과 연동하여 작동하도록 구성함으로써 스핀들(44)이 일측(일예로 왼쪽)으로 이동하면 주차 케이블(31)이 당겨지고, 원위치로 복귀하면 주차 케이블(31)이 풀어지도록 구성되어 있다.
스핀들(44)의 일측 종단에는 자석(45)이 설치되어 있으며, 자석(45)이 설치된 스핀들(44)의 일측단은 스핀들(44)의 위치를 감지하여 주차 케이블(31)의 장력인 주차 제동력을 감지하는 포스센서(46)에 연결되어 있다.
ECU(20)는 포스센서(46)를 통해 주차 제동력을 감지하여 모터(41)의 구동을 제어한다.
모터(41)는 통상 모터(41)의 정역회전 구동을 위해 사용하는 에이치 브리지(H-BRIDGE)타입으로 제1 내지 제4릴레이에 의해 배터리전원을 공급받는다. 제1 내지 제4릴레이는 릴레이 드라이버에 의해 온 또는 오프됨으로써 모터(41)를 정회전 또는 역회전시킴으로써 주차 케이블(31)을 당기거나 풀어 주차 브레이크(30)를 작동 또는 작동 해제시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 EPB 시스템에서 ECU(20)은 모터(41)를, 주차 케이블(31)의 장력, 모터 전류, 구동전압 등을 피드백하여 제어한다.
상술한 바와 같이, 주차 브레이크(30)의 작동이 필요한 경우, ECU(20)은 액추에이터(40) 내부에 장착된 포스센서(46)의 센서값을 피드백하여 모터(41)를 제어한다. 하지만 낮은 전압조건에서 모터(41)를 구동하는 경우, 모터(41)에 의한 전압강하가 크면 ECU(20)의 구동전압이 지나치게 낮아져 ECU(20)가 리셋될 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, ECU(20)는 ECU(20)의 구동전압을 체크하여 미리 설정된 전압(Vref)보다 낮은 경우 모터(41)를 감속시키는 방식으로 전압강하를 줄여 ECU(20)가 최대한 리셋되지 않게 하는 제어기능을 추가하여 저전압 조건에서도 모터(41)가 작동될 수 있게 한다.
또한, 액추에이터의 문제로 인해 모터(41)를 작동시켜도 주차 케이블(31)의 장력이 충분히 발생하지 않는 모터(41)에 과도한 구동전류가 흘러 모터(41) 및 각종 센서들에 손상을 주게 될 수 있다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, ECU(20)는 모터(41)의 전류를 감지하여 미리 설정된 전류(Iref)보다 높은 경우 모터(41)를 감소시키는 방식으로 모터(41)의 구동전류를 낮춰 모터(41) 및 각종 센서들의 손상을 방지하는 제어기능을 추가하여 각종 부품들의 손상을 미연에 방지한다.
즉, ECU(20)는 주차 케이블(31)의 장력을 감지하여 모터(41)를 주 제어하고, ECU(20)의 구동전압 또는 모터(41)의 구동전류에 따라 모터(41)의 속도를 조절함으로써 지나친 전압강하로 인한 ECU(20)의 리셋을 방지함과 함께 과도한 모터 전류에 의한 제품의 손상을 방지한다.
상기한 실시예에서는 ECU(20)의 구동전압 또는 모터(41)의 구동전류에 따라 모터(41)의 속도를 조절하는 것에 대해서 설명하고 있지만, 이에 한정되지 않으며, ECU(20)의 구동전압과 모터(41)의 구동전류를 둘 다 고려하여 모터(41)의 속도를 조절할 수 있다.
10 : 주차 스위치 20 : 전자제어유닛(ECU)
30 : 주차 브레이크 31 : 주차 케이블
40 : 액추에이터 41 : 모터
46 : 포스 센서 50 : 전류센서

Claims (4)

  1. 주차 케이블을 가진 주차 브레이크와, 상기 주차 케이블을 밀거나 당기기 위한 모터를 가지며 상기 모터를 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 주차케이블의 장력을 감지하는 포스센서; 및
    상기 포스센서를 통해 감지된 주차케이블의 장력을 근거로 하여 상기 모터를 제어하고, 상기 전자제어유닛의 리셋을 방지할 수 있도록 상기 모터를 제어하는 중에 상기 전자제어유닛의 구동전압이 미리 설정된 전압보다 낮으면 구동 중인 상기 모터의 속도를 감속시키는 전자제어유닛;을 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자제어유닛은 상기 모터에 공급된 전류를 감지하는 전류센서를 통해 상기 모터에 공급된 전류를 감지하고, 상기 감지된 전류를 미리 설정된 전류와 비교하여 상기 감지된 전류가 상기 미리 설정된 전류보다 높으면 상기 모터의 속도를 감소시키는 것을 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
  4. 바퀴에 제동력을 발생시키도록 외력을 전달하는 주차 케이블을 가진 주차 브레이크;
    주차 케이블을 밀거나 당기기 위한 모터를 가지며 상기 주차 브레이크를 작동시키는 액추에이터;
    운전자에 의해 온 또는 오프되는 주차 스위치;
    상기 주차 케이블의 장력을 감지하는 포스 센서; 및
    상기 주차 스위치의 상태에 따라 상기 주차 브레이크의 작동이 필요한지를 판단하고, 상기 주차 브레이크의 작동이 필요한 경우, 상기 포스 센서를 통해 감지된 주차 케이블의 장력에 따라 상기 모터를 구동시키고, 전자제어유닛의 리셋을 방지할 수 있도록 상기 모터를 구동하는 중에 상기 전자제어유닛의 구동전압이 미리 설정된 전압보다 낮으면 구동 중인 상기 모터의 속도를 감속시키는 전자제어유닛;을 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
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