KR101859933B1 - 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터에 공급되는 구동 전압을 감지하는 단계, 구동 전압의 크기를 확인하는 단계; 및 구동 전압의 크기에 따라 모터의 듀티를 조정하여 모터의 구동에 의해 인가되는 실제 제동력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법{ELECTRONIC PARKING BRAKE SYSTEM CONTROL METHOD}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터에 공급되는 구동 전압에 따라 모터의 듀티를 제어하여 제동력을 조절하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.

현재 차량에는 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템(Electronic Parking Brake;EPB)이 사용되고 있다.

이 전자식 주차 브레이크 시스템은 운전자가 수동으로 주차 브레이크를 작동시키지 않더라도, 차량이 정차한 경우나 언덕 출발시에 차량이 뒤로 밀릴 우려가 있는 경우, 자동으로 작동하여 차량의 주차 상태 또는 정차 상태를 유지시킨다.

이러한 전자식 주차 브레이크 시스템은 모터에서 발생된 동력을 감속기와 스크류 등을 통해 토크로 변환시키고, 발생된 토크로 제동력을 인가하여 차량을 주정차시킨다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개공보 10-2005-0100988호(2005.10.20)에 개시되어 있다.

종래의 전자식 주차 브레이크 시스템은 배터리에서 모터에 구동 전압을 공급하고, 모터에서 동력을 발생시켜 출력 토크를 생성함으로써, 제동력을 발생시킨다.

그러나, 종래의 전자식 주차 브레이크 시스템은 배터리에서 공급되는 구동 전압에 따라 모터가 구동되는데, 이 경우 구동 전압이 변경되면, 목표 제동력을 발생시키지 못하는 등, 구동 전압 변화에 능동적으로 대처하지 못하였다.

일 예로, 배터리 방전 및 내부 와이어링 저항 증가 등의 원인으로 구동 전압이 변경될 경우, 제동력이 부족하여 전자 브레이크 시스템의 제동력이 충분히 발생되지 못하고, 구동 전압이 지나치게 높을 경우 모터와 감속기 또는 스크류 등의 내부 부품이 파손 또는 마모되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 모터를 구동시키는 구동 전압에 따라 듀티를 변화시켜 구동 전압 변경에 따른 작동 오류 또는 부품 파손을 방지할 수 있도록 한 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법은 모터에 공급되는 구동 전압을 감지하는 단계; 상기 구동 전압의 크기를 확인하는 단계; 및 상기 구동 전압의 크기에 따라 상기 모터의 듀티를 조정하여 상기 모터의 구동에 의해 인가되는 실제 제동력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 실제 제동력을 조절하는 단계는 상기 구동 전압이 고전압 범위에 포함되면, 상기 실제 제동력이 목표 제동력에 도달할 때까지 상기 모터의 듀티를 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 실제 제동력을 조절하는 단계는 상기 구동 전압이 저전압 범위에 포함되면, 상기 실제 제동력이 목표 제동력에 도달할 때까지 상기 모터의 듀티를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 모터의 듀티를 최대로 증가시킬 때까지 상기 실제 제동력이 상기 목표 제동력에 도달하지 못하면, 상기 목표 제동력을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 목표 제동력을 변경하는 단계는 상기 목표 제동력을 상기 구동 전압에서 발생 가능한 최대 제동력으로 하향 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 모터를 구동시키는 구동 전압에 따라 듀티를 변화시켜 구동 전압 변경에 따른 작동 오류 또는 부품 파손을 방지하고, 전자식 주차 브레이크 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

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

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템은 도 1 에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(10), 모터(20), 전압 감지부(30), 제동력 측정부(40) 및 제어부(50)를 포함한다.

전원 공급부(10)는 모터(20)에 전원을 공급하는 것으로써, 차량에 전원을 공급하는 배터리 등이 채용될 수 있다.

모터(20)는 전원 공급부(10)에서 공급된 전원을 이용하여 구동되는 바, 동력을 발생시켜 제동부(미도시)로 전달한다. 모터(20)는 DC 모터(20)가 채용될 수 있다.

여기서, 모터(20)에서 발생된 동력은 제동부로 전달되는데, 제동부는 모터(20)에서 발생된 동력을 이용하여 최종적인 출력 토크를 발생시키는 감속기(미도시)와 감속기에서 발생된 출력 토크를 전진 및 후진 이동을 위한 직진 토크 및 후진 토크를 발생시키는 스크류 등을 포함한다.

스크류는 감속기의 회전을 직진 또는 후진 이동으로 변환시켜 캘리퍼(미도시)의 내부에 구비된 패드(미도시)를 통해 휠 디스크(미도시)를 가압 또는 해제하여 제동력을 발생 및 해제하게 된다.

참고로, 상기한 감속기와 스크류는 차량 특성 및 구조 등 필요에 따라 다양하게 설치될 수 있으며, 본 발명의 기술적 범위는 모터(20)의 회전력으로 출력 토크를 발생시키고, 이 출력 토크를 직진 토크 또는 후진 토크로 변환하여 제동력을 인가 또는 해제하는 다양한 구조를 모두 포함한다할 것이다.

한편, 전압 감지부(30)는 전원 공급부(10)로부터 모터(20)에 인가되는 구동 전압을 감지한다.

제동력 측정부(40)는 모터(20)의 동력으로부터 출력 토크로 변환되어 차량의 각 바퀴에 인가되는 실제 제동력을 측정한다.

이러한 제동부는 상기한 제동부에 설치되어 캘리퍼의 변형을 감지하거나, 스크류에 의해 가해지는 하중을 감지하여 이를 통해 실제 제동력을 측정할 수 있다. 또는 모터(20)의 구동 전류를 감지하여 이를 통해 실제 제동력을 측정할 수 있다.

여기서, 실제 제동력을 측정하는 것은 당업자가 용이하게 실시할 수 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

제어부(50)는 전압 감지부(30)에서 감지된 구동 전압의 크기를 확인하여 기 설정된 고전압 범위, 정상전압 범위 및 저전압 범위 중 어느 전압 범위에 포함되는지를 판단한다.

여기서, 고전압 범위와 정상전압 범위 및 저전압 범위는 전원 공급부(10)에서 공급 가능한 최대 전압에 따라 기 설정된다.

정상전압 범위는 정상 상태로 전자식 주차 브레이크 시스템의 정상 동작이 가능한 전압 범위이다.

고전압 범위는 정상전압 범위 보다는 높은 전압 범위로써, 전자식 주차 브레이크 시스템의 동작은 가능하나, 높은 구동 전압으로 인해 모터(20)나 제동부 등을 마모 또는 파손시킬 수 있는 전압 범위이다.

저전압 범위는 정상전압 범위 보다는 낮은 전압 범위로써, 전자식 주차 브레이크 시스템의 동작은 가능하나, 낮은 구동 전압으로 인해 목표로 하는 목표 제동력이 발생되기 어려운 전압 범위이다.

아울러, 목표 제동력은 현재 차량의 동작 상태에 설정된 제동력으로써, 차량의 속도, 브레이크의 페달의 위치 등에 따라 제조 및 조립 단계에서 다양하게 설정될 수 있다.

여기서, 구동 전압은 전원 공급부(10)의 상태, 예를 들어 방전이나 접속 상태 불량 등과, 내부 와이어링 저항 증가 등으로 변경될 수 있으며, 이 경우, 제어부(50)는 구동 전압에 따라 모터(20)의 듀티를 제어하여 목표 제동력을 획득한다.

먼저, 제어부(50)는 구동 전압이 고전압 범위에 포함되면, 구동 전압이 높은 상태이므로, 모터(20)의 듀티를 감소시켜 실제 제동력을 감소시킨다.

이와 같이, 모터(20)의 듀티를 감소시켜 모터(20)의 동력을 감소시킴으로써, 고전압으로 인해 발생될 수 있는 부품의 파손을 방지한다.

제어부(50)는 구동 전압이 정상전압 범위에 포함되면, 기 설정된 정상 상태로 제어한다.

제어부(50)는 구동 전압이 저전압 범위에 포함되면, 구동 전압이 낮은 상태이므로, 모터(20)의 듀티를 증가시켜 모터(20)의 동력을 증가시킴으로써, 실제 제동력을 증가시킨다.

그러나, 이 경우 모터(20)의 듀티를 최대로 증가시키더라도 실제 제동력이 목표 제동력에 도달하지 않으면, 목표 제동력을 상기한 구동 전압에 설정된 목표 제동력으로 하향 조정하여 실제 제동력이 목표 제동력에 도달하지 못하는 불안정한 상태로 유지되는 것을 방지한다.

여기서, 목표 제동력은 구동 전압에 기 설정된 제동력으로써, 현재 구동 전압에서 발생가능한 최대 제동력이 될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법을 도 2 를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도이다.

먼저, 모터(20)는 전원 공급부(10)로부터 전원이 공급되면, 동력을 발생시키고, 이때, 감속기는 모터(20)의 동력을 출력 토크로 변환한다. 스크류는 감속기에서 입력된 출력 토크를 직진 토크 또는 후진 토크로 변환하여 패드로 입력함으로써, 각 바퀴에 제동력을 인가한다.

이때, 전압 감지부(30)는 전원 공급부(10)로부터 모터(20)에 공급되는 구동 전압을 감지한다(S10).

제어부(50)는 전압 감지부(30)에서 감지된 구동 전압의 크기를 확인하여 기 설정된 고전압 범위, 정상전압 범위 및 저전압 범위 중 어느 범위에 포함되는지를 판단한다(S20).

판단 결과, 구동 전압이 고전압 범위에 포함(S30)되면, 모터(20)의 듀티를 단계적으로 감소(S32)시켜 실제 제동력을 감소시키고, 이 과정에서 제동력 측정부(40)에서 측정된 실제 제동력이 기 설정된 목표 제동력에 도달하는지 판단한다(S34).

즉, 제어부(50)는 구동 전압이 고전압 범위에 포함되면, 목표 제동력에 도달할 때까지 모터(20)의 듀티를 감소시킨다.

이와 같이, 실제 제동력이 목표 제동력과 일치되도록 함으로써, 고전압 상태에서의 모터(20) 동작으로 인한 부품의 파손 등을 방지한다.

한편, 구동 전압이 정상 전압 범위에 포함(S40)되면, 정상 상태로 동작한다.

반면에, 구동 전압이 저전압 범위에 포함(S50)되면, 모터(20)의 듀티를 최대가 되도록 단계적으로 증가시켜 실제 제동력을 증가시키고, 이 과정에서, 제동력 측정부(40)에서 측정된 실제 제동력이 목표 제동력에 도달하는지를 판단한다(S52~S56).

즉, 제어부(50)는 실제 제동력이 목표 제동력에 도달할 수 있도록 모터(20)의 듀티를 단계적으로 증가시키는데, 이때 모터(20)의 듀티를 최대로 증가시켰음에도 불구하고, 실제 제동력이 목표 제동력에 도달하지 않으면, 목표 제동력을 변경한다(S58).

이 경우, 목표 제동력은 하향 조정되는데, 변경되는 목표 제동력은 해당 구동 전압에 설정된 목표 제동력으로써, 현재 구동 전압에서 획득할 수 있는 최대 제동력에 해당한다.

이를 통해, 실제 제동력과 목표 제동력이 도달하지 않은 불안정한 상태로 계속 유지되는 것을 방지하고, 목표 제동력에 근접한 제동력을 인가할 수 있도록 한다.

한편, 모터(20)의 듀티를 증가시키는 과정에서, 실제 제동력이 목표 제동력에 도달하면, 해당 모터(20)의 듀티로 모터(20)를 제어하여 목표 제동력을 유지한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: 전원 공급부 20: 모터
30: 전압 감지부 40: 제동력 측정부
50: 제어부

Claims (5)

1. 모터에 공급되는 구동 전압을 감지하는 단계;
   상기 구동 전압의 크기를 확인하는 단계; 및
   상기 구동 전압의 크기에 따라 상기 모터의 듀티를 조정하여 상기 모터의 구동에 의해 인가되는 실제 제동력을 조절하는 단계를 포함하고,
   상기 실제 제동력을 조절하는 단계는 상기 구동 전압이 저전압 범위에 포함되면, 상기 실제 제동력이 목표 제동력에 도달할 때까지 상기 모터의 듀티를 증가시키며,
   상기 모터의 듀티를 최대로 증가시킬 때까지 상기 실제 제동력이 상기 목표 제동력에 도달하지 못하면, 상기 목표 제동력을 변경하되, 상기 목표 제동력을 상기 구동 전압에서 발생 가능한 최대 제동력으로 하향 조정하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 실제 제동력을 조절하는 단계는
   상기 구동 전압이 고전압 범위에 포함되면, 상기 실제 제동력이 목표 제동력에 도달할 때까지 상기 모터의 듀티를 감소시키는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.
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