KR20110139840A - 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

전기모터에 인가되는 전류 및 전압을 모두 고려하여 전기모터의 구동을 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법을 개시한다. 전자식 주차 브레이크 시스템은 작동(Apply) 시 전기모터의 소비 전력을 계산하고. 소비 전력이 목표전력에 도달하면 전기모터의 구동을 정지하고, 해제(Release) 시 전기모터의 소비 전력을 계산하여 기준전력에 도달하는지 확인하고, 전기모터의 소비전력이 기준전력에 도달한 시점부터 일정 시간 후 전기모터의 구동을 정지하므로 제어 정밀도를 높일 수 있다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법{Controlling Method of Electronic Parking Brake System}

본 발명은 전자식 주차 브레이크의 작동 또는 해제를 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 브레이크 장치에는 차량을 정지한 상태로 유지시키는 통상 핸드 브레이크 또는 사이드 브레이크라고 하는 주차 브레이크가 있다. 주차 브레이크는 차량 내부의 운전석 일측에 구비되는 주차 레버를 운전자가 조작함에 의해 작동된다. 운전자가 주차레버를 잡아당겨 이에 연결된 케이블이 당겨지면 이 케이블에 연결된 후륜측 브레이크 어셈블리가 작동되어 제동력을 확보하게 되고, 이와 반대로 주차레버를 풀어 주어 케이블리 풀려지면 제동력을 해제시키게 된다.

그러나, 주차레버의 조작에 따른 주차 브레이크의 작동방식은 운전자의 의지에 의해서만 작동되므로 운전자의 부주의로 주차레버를 당기지 않은 상태로 차량을 경사로 등에서 주차시키는 경우에는 차량이 굴러 내려가 예기치 못한 사고를 유발시킬 수 있다. 또, 주차시 또는 운행을 개시할 때마다 운전자가 주차레버를 작동시켜야 하므로 그 사용이 매우 번거롭고 특히 힘이 약한 여성이나 노약자에게는 더욱 그 사용이 번거로운 문제점이 있다.

최근에는 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 주차 브레이크(Electronic Parking Brake;EPB)시스템이 사용되고 있는데, 통상의 디스크 브레이크에 장착되어 주차 브레이크의 기능을 수행한다.

전자식 주차 브레이크 시스템은 운전자가 수동으로 주차 브레이크를 작동시키지 않더라도 차량이 정차한 경우나 언덕 출발 시 차량이 뒤로 밀릴 우려가 있는 경우 자동으로 작동하여 차의 주차 상태 또는 정차 상태를 유지시키기 위한 것이다. 여기서, 전자식 주차 브레이크 시스템에는 케이블 풀러(Cable Puller)형, 모터 온 캘리퍼(Motor-On-Caliper)형, 수력주차 브레이크(Hydraulic Parking Brake)형이 있다.

이러한 전자식 주차 브레이크 시스템은 제어 전반을 관장하는 전자제어유닛에 설치된 전류센서에서 감지되는 전류량에 따라 제어를 수행할 수 있다. 전자식 주차 브레이크 시스템은 전자제어유닛에서 모터에 인가되는 전류가 초기 제어 구간 이후에 목표 전류에 도달하면 제어를 종료한다. 이 경우, 모터에 인가되는 전류가 목표 전류에 도달한다고 하여도 모터에 인가되는 전압이 다를 경우 전력이 달라지게 되어 동일한 클램핑 파워를 출력하지 못한다는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모터에 인가되는 전류 및 전압을 모두 고려하여 모터의 구동을 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 주차 브레이크 시스템은 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동(Apply) 시 전기 모터의 소비 전력을 계산하고, 상기 소비 전력이 목표전력에 도달하면 상기 전기모터의 구동을 정지할 수 있다.

상기 전기모터의 소비 전력을 계산하는 것은, 상기 전기모터에 인가되는 전류 및 전압을 확인하고, 상기 전류 및 전압을 이용하여 상기 소비 전력을 계산할 수 있다.

상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 해제(Release) 시 전기모터의 소비 전력을 계산하여 기준전력에 도달하는지 확인하고, 상기 전기모터의 소비전력이 기준전력에 도달한 시점부터 일정 시간 후 상기 전기모터의 구동을 정지할 수 있다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일측면에 의하면 전기모터에 인가되는 전류 및 전압을 모두 고려하여 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동 또는 해제 동작을 제어하므로 제어 정밀도를 높일 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 주차 브레이크 시스템이 사용된 디스크 브레이크를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어블록도
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어흐름도

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 주차 브레이크 시스템이 사용된 디스크 브레이크를 도시한 도면이다. 여기서, 전자식 주차 브레이크 시스템은 모터 온 캘리퍼(Motor-On-Caliper)형이다.

전자식 주차 브레이크 시스템의 기능을 갖춘 디스크 브레이크는 차체에 결합되며 내부에 한 쌍의 마찰패드(11)가 서로 일정 간격 이격되게 설치된 캐리어(10)와, 캐리어(10)에 진퇴이동 가능하게 설치되며 두 마찰패드(11)를 디스크(D)로 압박할 수 있도록 피스톤(21)이 진퇴이동 가능하게 설치되는 실린더부(20a)가 마련되고 타측에 핑거부(20b)가 마련된 캘리퍼 하우징(20)을 포함한다.

또한, 이러한 디스크 브레이크는 주차 브레이크의 기능을 수행할 수 있도록 하기 위한 전자식 주차 브레이크 시스템(30)을 포함한다. 이러한 전자식 주차 브레이크 시스템(30)은 캘리퍼 하우징의 실린더부(20a) 내에 회전 가능하게 설치된 작동축(31)과, 작동축(31)의 회전에 의해 진퇴 이동하면서 피스톤(21)을 가압하거나 가압해제 하도록 피스톤(21)의 내측에 설치되는 가압슬리브(32)와, 작동축(31)을 회전시키기 위한 전기모터(33)와, 다수의 기어(34a,34b)를 포함하여 전기모터(33)의 회전축(33a)에서 발생한 동력을 작동축(31)에 전달하되 회전수를 감소시켜 전달하는 감속기어조립체(34)를 포함한다.

전자식 주차 브레이크 시스템(30)은 제어 전반을 관장하는 전자제어유닛(Electronic Control Unit ; ECU,)와, 전자제어유닛(35)에 설치되어 전기모터(33)에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서(36)를 포함한다.

한편, 전자식 주차 브레이크 시스템의 제동동작은 다음과 같이 이루어진다.

운전자가 주차를 위해 조작스위치(미도시)를 조작하면, 전기모터(33)의 회전이 이루어진다. 전기모터(33)의 회전은 감속장치(34)를 거치면서 감속되어 큰 힘으로 작동축(31)을 회전시킨다. 작동축(31)이 회전하면 가압슬리브(32)의 축방향 이동이 이루어지고, 가압슬리브(32)가 피스톤(21)을 가압함으로써 제동이 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어블록도이다.

전자식 주차 브레이크 시스템은 전자제어유닛(35), 메모리(50), 전류센서(36), 주차 구현을 위한 제어 신호를 입력받는 조작부(40)와, 전기모터(33)를 포함한다.

전자제어유닛(35)은 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동(Apply) 또는 해제(Release) 시 모터(30)에 인가되는 전류와 배터리(미도시)의 전압을 확인한다. 배터리의 전압은 전기모터(33), 전자제어유닛(35) 등에 병렬 연결되므로, 전기모터(33)에 인가되는 전압과 전자제어유닛(35)에 인가되는 전압은 배터리의 전압과 동일하다. 한편, 모터전기모터(33)에 인가되는 전류에 대한 정보는 전류센서(36)로부터 전송받고, 배터리의 전압은 전자제어유닛(35)으로 인가되는 전압에 의해 실시간 모니터링 한다(전자제어유닛에 AD값이 항시 입력됨).

전자제어유닛(35)은 전자식 주차 브레이크 작동(Apply) 또는 해제(Release) 시 모터(30)에 인가되는 전류와 배터리의 전압 정보를 이용하여 전력(P=I*V)을 계산한다.

전자제어유닛(35)은 전자식 주차 브레이크 작동(Apply) 시 계산된 전력이 목표 전력에 도달하면 작동을 정지한다. 전력에 따른 피스톤(21)의 클램핑 포스는 메모리(50)에 저장되어 있다. 전자제어유닛(35)은 전자식 주차 브레이크 시스템 작동(APPLY) 시 계산된 전력이 목표 전력에 도달하면 클램핑 포스가 목표 수준에 도달하여 제동력이 일정 수준에 도달한 것으로 판단하고, 전기모터(33)의 작동을 정지한다.

전자제어유닛(35)은 전자식 주차 브레이크 해제(Release) 시 계산된 전력이 기준전력 이하로 감소되는지 확인한다. 전자제어유닛(35)은 계산된 전력이 기준전력 이하로 감소하면 일정 시간 동안 전기모터(33)를 더 구동시킨 후 정지시킨다.

메모리(50)는 전기모터(33)의 소비전력에 따른 피스톤(21)의 클램핑 포스를 룩업 테이블로 저장하고 있다. 소비전력에 따른 클램핑 포스는 실험에 의해 결정될 수 있다. 한편, 클램핑 포스는 피스톤(21)의 가압력을 의미한다.

전류센서(36)는 전기모터(33)에 인가되는 전류를 감지한다. 도 1을 참조하면, 전자제어유닛(35)을 통해 전기모터(33)에 전류가 인가되므로 전자제어유닛(35)의 내부 또는 출력단에 전류센서(36)가 설치될 수 있다.

전기모터(33)는 전자제어유닛(35)의 신호를 받아 정회전 또는 역회전한다. 전기모터(33)가 회전하면 그 회전방향과 동일한 방향으로 도 1에 도시한 작동축(31)이 회전하여 피스톤(21)을 가압하거나, 그 반대 작용을 수행한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어흐름도이다.

전자제어유닛(35)은 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동이 개시되면 전기모터(33)를 정방향으로 구동하고, 전기모터(33)에서 소비되는 전력을 계산한다. 전기모터(33)의 소비전력은 전기모터(33)에 입력되는 전류 및 전압을 이용하여 계산한다. 전기모터(33)에 입력되는 전류는 전자제어유닛(35)의 내부 또는 출구단에 설치되는 전류센서(36)에 의해 감지된다. 전기모터(33)에 인가되는 전압은 배터리의 전압과 동일하며, 배터리의 전압은 전자제어유닛(35)에 의해 실시간 감지된다(전자제어유닛에 입력되는 AD입력에 의해 감지).(100,110,120)

다음으로, 전자제어유닛(35)은 계산되는 전기모터(33)의 소비전력이 목표전력에 도달하였는지 확인한다. 목표전력에 대응하는 피스톤(21)의 클램핑 포스는 메모리(50)에 저장되어 있다. 전기모터(33)의 소비전력이 목표전력에 도달하면 피스톤(21)의 클램핑 포스가 목표 수준에 도달한다. 클램핑 포스는 피스톤(21)의 가압력에 대응하는 힘이다.(130)

다음으로, 전자제어유닛(35)은 전기모터(33)의 소비전력이 목표전력에 도달한 것으로 확인되면 전기모터(33)의 구동을 정지한다.(140)

다음으로, 전자제어유닛(35)은 전자식 주차 브레이크 시스템의 해제(Release) 동작이 개시되는지 확인한다. 전자제어유닛(35)은 전자식 주차 브레이크 시스템의 해제(Release) 동작이 개시되면 전기모터(33)를 역방향으로 구동하고, 소비되는 전력을 계산한다.(150,160,170)

다음으로, 전자제어유닛(35)은 전기모터(33)의 소비전력이 기준전력에 도달하였는지 확인한다. 피스톤(21)이 가압 해제 상태가 되면 전기모터(33)의 소비전력이 기준전력 이하로 내려간다.(180)

다음으로, 전자제어유닛(35)은 전기모터(33)의 소비전력이 기준전력에 도달한 것으로 확인되면 그 시점으로부터 일정 시간이 경과되었는지 확인한다. 이는 전기모터(33)의 소비전력이 기준전력에 도달하여 피스톤(21)이 가압 해제 상태가 되어도 가압슬리브(32)가 축방향 이동상태에서 완전히 원상 복귀를 한 상태가 아니므로 일정시간 동안 전기모터(33)를 더 구동하여 작동축(31)의 회전상태를 초기상태로 복귀시키기 위함이다.(190)

다음으로, 전자제어유닛(35)은 일정 시간이 경과하면 전기모터(33)의 구동을 정지시킨다.(200)

Claims (3)

1. 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동(Apply) 시 전기 모터의 소비 전력을 계산하고,
   상기 소비 전력이 목표전력에 도달하면 상기 전기모터의 구동을 정지하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기모터의 소비 전력을 계산하는 것은,
   상기 전기모터에 인가되는 전류 및 전압을 확인하고, 상기 전류 및 전압을 이용하여 상기 소비 전력을 계산하는 것인 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 해제(Release) 시 전기모터의 소비 전력을 계산하여 기준전력에 도달하는지 확인하고, 상기 전기모터의 소비전력이 기준전력에 도달한 시점부터 일정 시간 후 상기 전기모터의 구동을 정지하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.

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