KR101912086B1 - 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법에 관한 것으로서, 케이블 풀러형 전자식 주차 브레이크 시스템에서 DIH 및 마찰재의 교체 이후 초기 구동시 드럼과 라이닝이 완전 접촉될 수 있도록 베드인 작업을 위한 진입상태 및 베드인 작업이 완료된 경우 이를 알려 해제할 수 있도록 함으로써 베드인 부재로 인한 제동력 부족을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과도한 베드인 작업으로 인한 마찰재의 과도마모를 방지할 수 있도록 한다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING ELECTRONIC PARKING BRAKE SYSTEM}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이블 풀러형 전자식 주차 브레이크 시스템에서 초기 구동시 드럼과 라이닝이 완전 접촉될 수 있도록 베드인 작업을 수행할 수 있도록 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법에 관한 것이다.

주차 브레이크는 차량 내부의 운전석 일측에 구비된 레버 혹은 주차 브레이크 페달의 조작에 의해 주차 케이블이 당겨지도록 하고 주차 케이블에 연결된 차륜에 제동력을 제공하여 차륜이 정지된 상태로 유지되도록 하고, 이와 반대로 레버 혹은 주차 브레이크 페달을 풀어 주면 주차 케이블이 풀려 차륜에 제공된 주차 제동력이 해제되도록 한다. 이와 같이, 주차 케이블의 장력을 이용하여 차륜에 제동력을 제공 또는 해제하는 주차 브레이크의 작동 방식을 케이블 풀러(cable puller)형이라고 한다.

이러한 케이블 풀러형 주차 브레이크는 운전자의 의지에 의해서만 작동, 즉 주차 또는 주행을 개시할 때마다 운전자가 레버 혹은 주차브레이크 페달을 작동시켜야 하고 또한 사용 방법이 매우 번거로웠다. 이에 따라 차량의 작동 상태에 따라 모터에 의해 주차 브레이크가 자동적으로 작동되도록 하는 전자식 주차 브레이크(EPB) 시스템이 개발되었다.

전자식 주차 브레이크(EPB ; Electronic Parking Brake) 시스템은 스위치 조작으로 운전자의 수동조작 모드 및 전자유압제어유닛(HECU), 엔진 전자제어유닛(ECU), 트랜스밋션제어유닛(TCU) 등과 연계하여 자동으로 주차 브레이크를 작동시키거나 풀어주고 주행 중 긴급한 상황에서는 제동 안정성을 확보한다.

이러한 전자식 주차 브레이크(EPB) 시스템은 전자제어유닛(ECU), 모터, 기어, 주차 케이블 및 하중센서(Force Sensor) 등이 일체로 구성되어 있다. 여기서 전자제어유닛(ECU)은 캔(CAN)을 통해 전자유압제어유닛(HECU), 엔진 전자제어유닛(ECU), 트랜스미션제어유닛(TCU) 등으로부터 관련 정보를 입력 받고 운전자의 의도를 파악한 후 모터를 구동시킨다. 이때 모터의 구동으로 기어가 작동되고 기어의 작동에 의해 주차 케이블이 당겨져(Apply) 차륜에 제동력이 제공되며 이에 따라 차량이 안정적인 상태로 유지된다.

여기서, 주차 케이블의 장력은 하중센서(Force Sensor)가 감지하고, 차량 조건 및 차량 경사도에 기초하여 주차 케이블의 장력을 자동 설정함으로써 차륜에 적절한 제동력이 가해지도록 한다.

관련 선행기술로는 대한민국 공개특허 10-2011-0011937호(2011.02.09.) “전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어 방법”이 있다.

도 1은 일반적인 케이블 풀러형 전자식 주차 브레이크를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 전자식 주차 브레이크 시스템 중 특히 고급승용 차량, SUV 혹은 다인승 밴의 후륜 브레이크 시스템으로 사용되는 DIH(Drum In Hat)(70), BIR(Ball In Ramp)을 대상으로 한 케이블 형 주차 브레이크 시스템에서 진보된 형태인 케이블 풀러형 전자식 주차 브레이크 시스템은 케이블(55)을 당기는 인장력을 운전자의 EPB 스위치 조작을 전기적 신호로 입력받아 상황에 맞게 액추에이터(50)의 모터를 구동하여 주차 케이블(55)을 당기거나(Apply) 놓아(Release) 인장력을 인가하는 방식이다.

이와 같이 DIH를 대상 브레이크 시스템으로 가지는 케이블 풀러형 전자식 주차 브레이크 시스템의 경우 기존 케이블 주차 브레이크와 마찬가지로 차량이 생산된 이후 혹은 DIH 및 마찰재를 교체한 이후에는 사용자에 의해 DIH의 베드인 과정을 진행한 후에야 올바른 주차 제동력의 인가가 가능하다.

즉, 베드인 과정을 통해 드럼 내면에 마찰재가 강제로 접촉되어 전체적으로 마모되어 완전 접촉이 일어나도록 함으로써 부분적 접촉에 의한 제동력 저하를 방지할 수 있도록 한다.

이와 같은 베드인 작업은 케이블 주차 브레이크의 경우엔 일정 속도로 주행 중 주차 브레이크 조작 레버를 당겼다 놨다 하거나, 족동식 주차브레이크 페달을 밟았다 뗐다 하여 수행한다. 반면 모터의 힘으로 케이블에 인장력을 인가하는 케이블 풀러형 EPB의 경우엔 주행 중 EPB의 반복된 동작과 해제를 반복시키기 위해 EPB가 차량의 슬립을 방지하며 비상제동 하는 기능인 Dynamic-RWU 기능으로 모드 진입하도록 하여 운전자가 일정 속도로 주행하면서 EPB 스위치를 작동시킴으로써 베드인 작업을 할 수 있도록 한다.

그러나, 이와 같이 베드인 작업을 위해 운전자가 자신의 경험을 기반으로 수행함으로써 베드인 작업이 부족하게 이루어져 부분적인 제동이 발생할 수도 있으며, 과도한 베드인으로 인해 마찰재가 과도하게 마모되는 문제점이 있다.

또한, 자세제어장치(ESC ; Electronic Stability Control)와 연계되어 사용되는 EPB 시스템의 경우 최초 이 베드인 전용 모드로 올바르게 진입을 하여야 일정속 주행 상태에서 ESC로 부터의 유압을 이용한 비상제동이 아닌 EPB를 이용한 제동이 이루어져 베드인을 할 수 있게 되는데, 잘못된 모드진입이 이루어질 경우 베드인 작업이 이루어지지 않아 차후 사용자가 차량을 사용할 때 주차 제동력 부족으로 이어져 사고를 유발할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 케이블 풀러형 전자식 주차 브레이크 시스템에서 초기 구동시 드럼과 라이닝이 완전 접촉될 수 있도록 베드인 작업을 위한 진입상태 및 베드인 작업이 완료된 경우 이를 알려 해제할 수 있도록 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법은 제어부가 베드인 모드의 진입여부를 판단하는 단계; 베드인 모드로 진입된 경우 베드인 수행을 위한 안내 메시지를 출력하는 단계; 제어부가 EPB 스위치의 상태를 입력받는 단계; EPB 스위치가 작동된 경우 베드인 작업을 수행하는 단계; 베드인 작업을 수행하면서 베드인 완료상태를 판단하는 단계; 및 판단결과 베드인 작업이 완료된 경우 베드인 종료를 위한 안내 메시지를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 베드인 모드의 진입여부를 판단하는 단계는 주행상태에서 브레이크 페달과 EPB스위치의 조작상태를 통해 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 베드인 작업을 수행하는 단계는 EPB 스위치가 설정시간 이상 작동된 경우 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 베드인 완료상태를 판단하여 베드인 작업이 완료된 경우는 차량의 감속도가 기준감속도를 초과하는 경우인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 감속도는 기울기 센서를 통해 측정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 케이블 풀러형 전자식 주차 브레이크 시스템에서 DIH 및 마찰재의 교체 이후 초기 구동시 드럼과 라이닝이 완전 접촉될 수 있도록 베드인 작업을 위한 진입상태 및 베드인 작업이 완료된 경우 이를 알려 해제할 수 있도록 함으로써 베드인 부재로 인한 제동력 부족을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과도한 베드인 작업으로 인한 마찰재의 과도마모를 방지할 수 있도록 한다.

도 1은 일반적인 케이블 풀러형 전자식 주차 브레이크를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 베드인 작업 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 나타낸 블록구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템은 베드인 모드 스위치(10), 휠속센서(20), 기울기센서(25), EPB 스위치(30), 제어부(40), 액추에이터(50) 및 클러스터(60)를 포함한다.

베드인 모드 스위치(10)는 케이블 풀러형 전자식 주차 브레이크 시스템에서 생산된 이후나 DIH(70) 및 라이닝(74)를 교체한 이후 드럼(72)과 라이닝(74)이 완전 접촉될 수 있도록 베드인 작업을 수행할 수 있도록 선택적으로 운전자에 의해 선택된다.

본 실시예에서는 베드인 모드 스위치(10)를 독립적으로 구성하였으나, 독립된 스위치로 한정하지 않고 다양한 스위치 조작을 통해 소프트웨어적으로 처리하여 베드인 모드로 진입하도록 할 수도 있다.

예를들어, 브레이크 페달(미도시)을 2번 입력하고, EPB 스위치(30)를 조작하여 작동 4번과 해제 3번을 실시할 경우 베드인 모드를 선택한 것으로 판단하여 베드인 모드로 진입시킬 수도 있다.

휠속센서(20)는 베드인 작업을 위해 차량의 주행상태를 판단하기 위해 주행속도를 측정한다.

기울기센서(25)는 차량의 자세제어장치(ESC)에서 경사도를 판단하여 차량의 가속이나 감속상태를 판단할 뿐만 아니라 상경사나 하경사에 주차된 상태를 측정한다.

즉, 기울기센서(25)의 크기와 방향을 통해 (+)값을 갖을 경우 가속이나 상경사에 주차된 상태로 판단할 수 있고, (-)값을 갖을 경우 감속이나 하경사에 주차된 상태로 판단할 수 있다.

EPB 스위치(30)는 전자식 주차 브레이크 시스템을 작동시키기 위한 작동스위치로써 EPB 스위치(30)가 작동될 경우 액추에이터(50)를 작동시켜 케이블(55)을 당김으로써 DIH(70)의 드럼(72)과 라이닝(74)을 마찰시켜 제동력을 발생시켜 주차상태를 유지할 수 있도록 한다.

액추에이터(50)는 케이블(55)을 당기기 위한 모터가 내장되어 모터의 구동으로 주차 케이블(55)을 당기거나 놓아 인장력을 발생시켜 드럼(72)과 라이닝(74)의 접촉력을 제어한다.

제어부(40)는 EPB 스위치(30)의 작동상태에 따라 액추에이터(50)를 작동시켜 주차 제동력을 발생시킬 뿐만 아니라 휠속센서(20)를 통해 차량의 주행상태를 판단하여 주행상태에서 베드인 모드 스위치(10)가 작동된 경우 베드인 모드 진입에 따른 안내 메시지를 출력한다.

그리고, 베드인 모드 진입 후 설정시간 이상 EPB 스위치(30)가 작동될 경우 베드인 작업을 수행하고 기울기센서(25)의 측정값을 비교하여 베드인 완료상태를 판단하고 베드인 종료를 위한 안내 메시지를 출력한다.

클러스터(60)는 제어부(40)의 동작에 따라 베드인 모드 진입에 따른 안내 메시지 및 베드인 종료를 위한 안내 메시지를 표시하여 운전자로 하여금 베드인 작업의 수행상태를 인지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 과도한 마모를 방지할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 베드인 작업 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법은 먼저, 제어부(40)가 휠속센서(20)로부터 차량의 주행속도를 입력받아 차량의 주행상태에서 베드인 모드의 진입여부를 판단한다(S10).

베드인 작업을 위해 독립적인 베드인 모드 스위치(10)의 상태를 입력받아 베드인 모드로 진입시킬 수도 있으나, 브레이크 페달(미도시)을 2번 입력하고, EPB 스위치(30)를 조작하여 작동 4번과 해제 3번을 실시할 경우 이를 소프트웨어적으로 처리하여 베드인 모드를 선택한 것으로 판단하여 베드인 모드로 진입시킬 수도 있다.

즉, 일반적으로 주행 중 EPB 스위치(30)를 작동시킬 경우 전자식 주차 브레이크 시스템은 주 브레이크의 오류로 인한 비상상황으로 인지하고 비상제동을 실시하는데 자세제어장치(ESC)를 구비한 차량의 경우 전자식 주차 브레이크 시스템은 비상제동을 위해 ESC에 작동 명령을 내려 Dynamic-ECD(Electronic Controlled Deceleration) 기능이 작동하게 됨에 따라 유압 회로를 이용하여 주 브레이크가 작동되어 주행 중인 차량을 정차시키게 된다.

그러나, 베드인 작업을 위해서는 드럼과 라이닝을 반복적으로 마찰시켜야 하기 때문에 ESC가 수행하는 제동이 아닌 EPB의 액추에이터(50)가 케이블(55)의 당김, 해제를 반복하여 비상제동을 하는 Dynamic-RWU(Rear Wheel Unlocker)기능이 수행되어야 한다.

따라서, 케이블 풀러형 EPB에서 베드인 모드로 진입하기 위한 베드인 모드 스위치(10)를 구비하여 운전자에 의해 조작하여 임의로 베드인 모드에 진입할 수 있도록 하여 베드인 모드 진입 후 EPB 스위치(30)를 작동시킬 경우 Dynamic-RWU 기능이 작동하여 베드인을 수행 할 수 있도록 한다.

이와 같이 베드인 모드 스위치(10)가 작동된 경우에는 베드인 모드 진입 상태를 운전자에게 안내하고 베드인 수행을 위한 안내 메시지를 출력한다(S20).

예를들어, “브레이크 유지 모드로 진입하였습니다. 주행 중 EPB 스위치를 당겨 주십시오”와 같은 안내 메시지를 클러스터(60)를 통해 출력한다.

이렇게 안내 메시지를 출력하여 베드인 작업을 수행하도록 안내한 후 제어부(40)는 EPB 스위치(30)의 상태를 입력받는다(S30).

이때 EPB 스위치(30)가 약 1초 이상 작동된 경우 Dynamic-RWU 기능이 작동되면서 케이블을 당김 해제를 반복하면서 베드인 작업을 수행한다(S35).

이후 이와 같이 베드인 작업을 수행하면서 베드인 완료상태를 판단한다.

베드인 완료상태를 기울기센서(25)를 통해 측정된 감속도가 기준감속도를 초과하는가 판단한다(S40).

이렇게 감속도를 비교하여 베드인 완료상태를 판단하고 베드인 작업이 완료된 경우 베드인 종료를 위한 안내 메시지를 알림음과 함께 클러스터(60)를 통해 출력하여 운전자가 베드인 작업을 종료할 수 있도록 한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 (a)와 같이 라이닝(74)을 교체한 경우 ‘A'와 같이 드럼(72)과 라이닝(74)이 부분적으로 접촉될 경우 제동력이 부족한 상태이나 베드인 작업을 수행함으로써 (b)와 같이 마찰재를 마모시켜 드럼(72)과 라이닝(74)이 완전 접촉되어 정상적인 제동력이 발생할 수 있도록 한다.

이와 같이 베드인 작업을 통해 드럼(72)과 라이닝(74)이 완전 접촉되어 설정된 기준감속도를 초과할 경우 정상적인 제동력이 발생되고 있음으로 과도한 마모를 방지할 수 있도록 안내 메시지를 출력하여 베드인 작업을 종료할 수 있도록 한다(S50).

예를들어 “브레이크 유지 모드가 완료 되었습니다. 주행 중 EPB 동작을 중단해 주십시오”와 같은 안내 메시지를 출력하여 EPB 스위치(30)를 해제할 수 있도록 한다.

이후 안내 메시지에 따라 EPB 스위치(30)가 작동될 경우 베드인 작업을 종료하게 된다(S60).

이와 같이 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법에 의하면, 베드인 모드의 정확한 진입과 베드인 모드에서 베드인 작업의 수행에 따른 상태를 운전자가 파악할 수 있으며, 드럼과 라이닝의 마찰에 따른 정상적인 제동력이 발생될 경우 이를 감지하여 베드인 작업의 완료상태를 판단하여 출력함으로써 과도한 마모를 방지할 수 있다.

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

10 : 베드인 모드 스위치 20 : 휠속센서
25 : 기울기센서 30 : EPB 스위치
40 : 제어부 50 : 액추에이터
55 : 케이블 60 : 클러스터
70 : DIH 72 : 드럼
74 : 라이닝

Claims (5)

1. 제어부가 베드인 모드의 진입여부를 판단하는 단계;
   상기 베드인 모드로 진입된 경우 베드인 수행을 위한 안내 메시지를 출력하는 단계;
   상기 제어부가 EPB 스위치의 상태를 입력받는 단계;
   상기 EPB 스위치가 작동된 경우 상기 베드인 작업을 수행하는 단계;
   상기 베드인 작업을 수행하면서 베드인 완료상태를 판단하는 단계; 및
   상기 판단결과 상기 베드인 작업이 완료된 경우 베드인 종료를 위한 안내 메시지를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 베드인 모드의 진입여부를 판단하는 단계는 주행상태에서 브레이크 페달과 상기 EPB스위치의 조작상태를 통해 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 베드인 작업을 수행하는 단계는 상기 EPB 스위치가 설정시간 이상 작동된 경우 수행하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 베드인 완료상태를 판단하여 상기 베드인 작업이 완료된 경우는 차량의 감속도가 기준감속도를 초과하는 경우인 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 감속도는 기울기 센서를 통해 측정되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.

Images