KR101569130B1 - 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법은 스위치 입력을 받는 단계, 차량의 상태가 미리 정의된 조건을 만족하는지 판단하는 단계, 상기 차량의 상태가 상기 미리 정의된 조건을 만족할 경우, 상기 스위치의 입력에 따라 모터가 정회전 또는 역회전 되도록 상기 모터를 작동하는 단계, 상기 모터의 작동에 따라 상기 모터의 특정 값을 미리 설정된 목표 값과 비교하여 상기 모터가 상기 모터의 작동을 정지할 수 있는 설정 범위에 포함되었는지를 판단하는 단계, 그리고 상기 판단결과에 따라 상기 모터의 작동을 제어하는 단계를 포함한다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법{MOTOR CONTROL METHOD OF ELECTRONIC PARKING BRAKE SYSTEM}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자식 주차 브레이크 시스템은 수동식 주차 브레이크 시스템을 그대로 유지하면서 모터가 장착된 별도의 액추에이터를 구동시켜 전자식 주차 브레이크와 연결된 주차케이블을 당겨 브레이크 패드를 디스크에 밀착시켜주는 캘리퍼 방식을 사용하여 운전자가 수동으로 전자식 주차 브레이크를 작동시키지 않더라도 간단한 스위치 조작을 통해 자동으로 전자식 주차 브레이크를 작동(Apply) 또는 해제(Release)시키는 시스템을 말한다.

이러한 전자식 주차 브레이크 시스템은 주차케이블을 당기거나 이완시키는 동작을 통하여 제동 시에는 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 간격을 줄이고, 해제 시에는 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 간격을 일정하게 유지시킴으로서 제동력을 조절한다.

그러나, 종래의 전자식 주차 브레이크 시스템에서는 스위치 조작에 대해 모터를 작동시킬 때, 모터의 회전수 및 액추에이터 메커니즘의 현재 위치를 검출하기 위하여 홀센서를 모터에 별도 장착하거나 엔코더를 장착하여 모터의 동작 제어를 수행하였는데, 이 경우 센서의 사용으로 인한 시스템의 복잡성과 가격적인 부담을 초래하는 문제점이 발생하였다.

또한, 상기한 센서에 문제가 발생하였을 때, 이를 대체할 수 있는 대응책이 실질적으로 마련되지 않아 작동에 장애를 초래하는 문제점이 있었다.

공개특허공보 10-2013-0034780

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 시, 별도의 홀센서 또는 엔코더를 구비하지 않고, 모터의 정회전 시에는 모터에 흐르는 전류를 미리 설정된 목표전류의 값과 비교하고, 모터의 역회전 시에는 모터의 작동 시간을 목표복구시간의 값과 비교하여 모터의 정지시점을 결정할 수 있는 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법은 스위치 입력을 받는 단계, 차량의 상태가 미리 정의된 조건을 만족하는지 판단하는 단계, 상기 차량의 상태가 상기 미리 정의된 조건을 만족할 경우, 상기 스위치의 입력에 따라 모터가 정회전 또는 역회전 되도록 상기 모터를 작동하는 단계, 상기 모터의 작동에 따라 상기 모터의 특정 값을 미리 설정된 목표 값과 비교하여 상기 모터가 상기 모터의 작동을 정지할 수 있는 설정 범위에 포함되었는지를 판단하는 단계, 그리고 상기 판단결과에 따라 상기 모터의 작동을 제어하는 단계를 포함한다.

상기 모터를 작동하는 단계에서 상기 모터가 정회전 할 경우, 상기 모터의 작동에 따라 상기 모터의 특정 값을 미리 설정된 목표 값과 비교하여 상기 모터가 상기 모터의 작동을 정지할 수 있는 설정 범위에 포함되었는지를 판단하는 단계는 상기 모터의 전류를 제어부에 내장된 전류센서를 통하여 모니터링하는 단계, 그리고 상기 모터의 전류를 미리 설정된 목표전류와 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 판단결과에 따라 상기 모터의 작동을 제어하는 단계는 상기 모터의 전류가 상기 목표전류보다 크거나 동일할 경우, 상기 모터의 작동을 정지하고, 상기 모터의 전류가 상기 목표전류보다 작을 경우, 상기 모터의 작동을 유지할 수 있다.

상기 모터를 작동하는 단계에서 상기 모터가 역회전 할 경우, 상기 모터의 작동에 따라 상기 모터의 특정 값을 미리 설정된 목표 값과 비교하여 상기 모터가 상기 모터의 작동을 정지할 수 있는 설정 범위에 포함되었는지를 판단하는 단계는 상기 모터의 작동이 시작된 시점부터의 경과시간을 카운트하는 단계, 그리고 상기 모터의 작동시간을 미리 설정된 목표복구시간과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 판단결과에 따라 상기 모터의 작동을 제어하는 단계는 상기 모터의 작동시간이 상기 목표복구시간보다 크거나 동일할 경우, 상기 모터의 작동을 정지하고, 상기 모터의 작동시간이 상기 목표복구시간보다 작을 경우, 상기 모터의 작동을 유지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 미리 설정된 차량의 조건 하에서 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터를 홀센서나 엔코더 없이 구동하여 모터전류 및 모터의 작동시간을 목표전류 및 목표복구시간과의 비교를 통해 모터의 정지 시점을 결정함으로써, 전체비용을 절감함과 동시에, 시스템을 단순화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 전자식 주차 브레이크 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 4의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터의 정회전 시 시간 변화에 따른 모터 전류의 크기 변화를 도시한 그래프이고, (b)는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터의 역회전 시 시간 변화에 따른 모터 전류의 크기 변화를 도시한 그래프이다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 전자식 주차 브레이크 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 블록도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법(이하 '전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법'이라 함)을 설명하기에 앞서 전자식 주차 브레이크 시스템에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전자식 주차 브레이크 시스템은 주차 브레이크의 작동 또는 해제를 위해 구동하는 모터(1), 모터(1)에 연결된 다단의 기어(2), 다단의 기어(2)에 기계적으로 링크된 기어휠(3), 기어휠(3)의 내주면에 일체로 고정되어 있는 중공 형태의 스크류 너트(4), 스크류 너트(4)의 내주면에 기어 결합되어 기어휠(3)의 회전에 따라 축방향으로 이동하는 스핀들(5), 기어휠(3)을 중심으로 스핀들(5)의 아웃렛 방향(주차케이블의 작동방향)에 연결된 주차케이블(6), 그리고 주차케이블(6)이 연결된 스핀들(5)의 외주면에 고정되어 브레이크 작동 시 잡아 당겨질 때 스핀들(5)이 과도하게 잡아 당겨져 회전하는 것을 방지하는 스토퍼부재(7)를 포함한다.

또한, 기어휠(3)과 스토퍼부재(7) 사이에는 모터(1)의 구동으로 기어휠(3) 및 스크류 너트(4)의 회전에 의해 주차케이블(6)을 당기거나 이완시켜 주는 힘을 조절하는 제1 및 제2스프링(8,9)을 설치한다.

도 2를 참조하면, 전자식 주차 브레이크 시스템은 전자식 주차 브레이크의 작동 또는 해제를 위해 운전자가 조작하는 스위치(12), 전자식 주차 브레이크의 작동 또는 해제를 위해 구동하는 모터(1)에 흐르는 전류를 측정하는 전류센서(14), 전자식 주차 브레이크 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(16), 그리고 목표전류, 피크전류 및 스핀들의 스트로크 정보를 저장하는 저장부(18)를 포함한다.

예시적으로, 제어부(16)는 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동(Apply), 즉 모터(1)의 정회전 시, 전류센서(14)로부터 측정되는 모터(1)의 전류를 감지하고, 모터(1)의 전류에 따라 최적 제동 시간을 산출하여 제동력을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(16)는 전자식 주차 브레이크 시스템의 해제(Release), 즉 모터(1)의 역회전 시, 모터(1)에 흐르는 전류를 측정하여 피크전류를 확인하고, 룩업테이블(피크전류와 스핀들 스트로크의 관계를 설정한 테이블)의 정보를 참고하여 모터(1)에 흐르는 피크 전류의 크기에 따라 스핀들(5)이 당겨진 정도를 확인하며(스핀들의 스트로크 확인), 스핀들(5)이 당겨진 만큼의 길이를 풀어주는 해제 동작을 수행할 수 있다.

이하에서는, 본 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법에 대하여 설명한다. 참고로, 본 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법을 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 전자식 주차 브레이크 제어시스템을 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하기로 하고, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법을 나타낸 순서도이고, 도 4의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터의 정회전 시 시간 변화에 따른 모터 전류의 크기 변화를 도시한 그래프이며, 도 4의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터의 역회전 시 시간 변화에 따른 모터 전류의 크기 변화를 도시한 그래프이다.

도 3을 참조하면, 본 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법(100)은 먼저 모터가 정회전 또는 역회전 되도록 사용자로부터 스위치의 입력을 받는 단계(S110)를 수행한다.

이 후, 차량의 상태가 미리 정의된 조건을 만족하는지 판단하는 단계(S120)를 수행한다. 상세하게는, 상기 차량의 상태가 미리 정의된 조건을 만족하는지 판단하는 단계(S120)는 차량의 속도, 엔진, 변속기, 가속페달, 브레이크 페달 등의 상태를 파악한 후, 후술할 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터의 구동여부를 결정한다.

이때, 차량의 상태가 미리 정의된 조건을 만족시키지 못할 경우, 전자식 주차 브레이크 시스템은 미작동 상태(S140)를 유지한다.

반면, 차량의 상태가 미리 정의된 조건을 만족할 경우, 스위치의 입력에 따라 모터가 정회전 또는 역회전 되도록 모터를 작동하는 단계(S130)를 수행한다.

이 후, 모터의 작동에 따라 모터의 특정 값을 미리 설정된 목표 값과 비교하여 모터가 모터의 작동을 정지할 수 있는 설정 범위에 포함되었는지를 판단하는 단계(S150)를 수행한다.

마지막으로, 상기 판단결과에 따라 모터의 작동을 제어하는 단계(S160)를 수행한다.

이때, 모터의 작동에 따라 모터의 특정 값을 미리 설정된 목표 값과 비교하여 모터가 모터의 작동을 정지할 수 있는 설정 범위에 포함되었는지를 판단하는 단계(S150)는 모터의 정회전 또는 역회전에 따라 각각 다른 특정 값을 미리 설정된 목표 값과 비교할 수 있다.

상세하게는, 모터를 작동하는 단계(S130)에서 모터가 정회전 할 경우, 모터의 작동에 따라 모터의 특정 값을 미리 설정된 목표 값과 비교하여 모터가 모터의 작동을 정지할 수 있는 설정 범위에 포함되었는지를 판단하는 단계(S150)는 모터의 전류를 제어부에 내장된 전류센서를 통하여 모니터링하는 단계(S1511), 그리고 모터의 전류를 미리 설정된 목표전류와 비교하는 단계(S1513)를 순차적으로 수행할 수 있다.

따라서, 판단결과에 따라 모터의 작동을 제어하는 단계(S160)는 모터의 전류가 목표전류보다 크거나 동일할 경우, 모터의 작동을 정지하고, 모터의 전류가 목표전류보다 작을 경우, 모터의 작동을 유지할 수 있다.

즉, 도 4의 (a)를 참조하면, 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터가 정회전 할 경우, 패드가 디스크에 접촉되는 시점부터 모터의 전류가 상승하게 되고, 상승중인 모터의 전류가 미리 설정된 목표전류, 즉 패드가 디스크에 완전히 밀착되어 충분한 제동력이 발생되는 지점에 도달하게 되어 모터가 정지하게 된다.

이와는 반대로, 모터를 작동하는 단계(S130)에서 모터가 역회전 할 경우, 모터의 작동에 따라 모터의 특정 값을 미리 설정된 목표 값과 비교하여 모터가 모터의 작동을 정지할 수 있는 설정 범위에 포함되었는지를 판단하는 단계(S150)는 모터의 작동이 시작된 시점부터의 경과시간을 카운트하는 단계(S1531), 그리고 모터의 작동시간을 미리 설정된 목표복구시간과 비교하는 단계(S1533)를 순차적으로 수행할 수 있다.

따라서, 판단결과에 따라 모터의 작동을 제어하는 단계(S160)는 모터의 작동시간이 목표복구시간보다 크거나 동일할 경우, 모터의 작동을 정지하고, 모터의 작동시간이 목표복구시간보다 작을 경우, 모터의 작동을 유지할 수 있다.

즉, 도 4의 (b)를 참조하면, 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터가 역회전 할 경우, 디스크에 접촉되어 있는 패드가 디스크로부터 이격될 수 있는 시간, 즉 미리 정해진 목표복구시간동안 모터가 역회전한 후, 정지하게 된다.

이처럼 본 발명에 의하면, 미리 설정된 차량의 조건 하에서 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터를 홀센서나 엔코더 없이 구동하여 모터전류 및 모터의 작동시간을 목표전류 및 목표복구시간과의 비교를 통해 모터의 정지 시점을 결정함으로써, 전체비용을 절감함과 동시에, 시스템을 단순화 할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

1. 모터
2. 기어
3. 기어휠
4. 스크류 너트
5. 스핀들
6. 주차케이블
7. 스토퍼부재
8. 제1 스프링
9. 제2 스프링
12. 스위치
14. 전류센서
16. 제어부
18. 저장부
100. 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법

Claims (5)

1. 스위치 입력을 받는 단계,
   차량의 상태가 미리 정의된 조건을 만족하는지 판단하는 단계,
   상기 차량의 상태가 상기 미리 정의된 조건을 만족할 경우, 상기 스위치의 입력에 따라 모터가 정회전 또는 역회전 되도록 상기 모터를 작동하는 단계,
   상기 모터가 정회전 할 경우 상기 모터의 전류를 모니터링한 후 상기 모터의 전류를 미리 설정된 목표전류와 비교하고, 상기 모터가 역회전 할 경우 상기 모터의 작동이 시작된 시점부터의 경과시간을 카운트한 후 카운트된 상기 모터의 작동시간을 미리 설정된 목표복구시간과 비교하여 상기 모터가 상기 모터의 작동을 정지할 수 있는 설정 범위에 포함되었는지를 판단하는 단계, 그리고
   상기 모터의 정회전 시 상기 모터의 전류가 상기 목표전류보다 크거나 동일할 경우 상기 모터의 작동을 정지시키고 상기 모터의 전류가 상기 목표전류보다 작을 경우 상기 모터의 전류가 상기 목표전류에 도달할 때까지 상기 모터의 정회전을 유지시키며, 상기 모터의 역회전 시 카운트된 상기 모터의 작동시간이 상기 목표복구시간보다 크거나 동일할 경우 상기 모터의 작동을 정지시키고, 카운트된 상기 모터의 작동시간이 상기 목표복구시간보다 작을 경우 상기 목표복구시간에 도달하기 위한 잔여시간만큼 상기 모터의 역회전을 유지시키는 단계
   를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 모터 제어방법.
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