KR20170070503A - 전자식 파킹 브레이크 제어 장치 및 방법 - Google Patents

전자식 파킹 브레이크 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자식 파킹 브레이크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 전자식 파킹 브레이크, 전동 부스터를 제어하여 주차 제동력을 발생시키는 제어부, 및 상기 제어부의 제어에 따라 가압 또는 감압되어 발생하는 주차 제동력을 상기 전자식 파킹 브레이크에 인가하는 전동 부스터를 포함하며, 상기 전자식 파킹 브레이크는, 상기 제어부의 제어에 의해 전원 오프 시에도 주차 제동력이 유지되도록 락킹(Locking) 되는 액추에이터를 포함한다.

Description

전자식 파킹 브레이크 제어 장치 및 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING ELECTRO PARKING BRAKE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전자식 파킹 브레이크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자식 파킹 브레이크 시스템을 전동부스터와 연동하여 작동하게 함으로써 중량과 원가를 절감하고 전자식 파킹 브레이크의 작동 소음을 감소시킬 수 있도록 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 양산되고 있는 전자식 파킹 브레이크(EPB : ELECTRO PARKING BRAKE)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 직류 모터의 구동력을 기어에 의해 배력하여 스크류, 너트 메커니즘에 의해 회전 운동을 직선 운동으로 변환함으로써 주차 제동력을 발생시킨다.
도 1의 (a)와 (b)는 일반적인 전자식 파킹 브레이크의 내부 구조를 보여주는 예시도로서, 회전 운동을 직선 운동으로 변환해 주는 스크류 너트와 EPB 캘리퍼 내의 피스톤 구조를 보여준다. 도 1을 참조하면, 너트의 형상에 의해 회전이 구속되고, 스크류가 회전하더라도 너트는 따라서 회전하지 않고 직선 운동을 하게 된다. 이때 스크류, 너트는 자립조건(Self-Locking)인 나사 사양을 갖게 하여 전원이 오프 되더라도 주차 제동력이 유지되게 한다.
그런데 현재의 제동 기술 동향은 점차 전동 부스터 시스템과 같은 BBW(Brake By Wire) 형태로 발전하고 있다. 상기 BBW(Brake By Wire)시스템은 브레이크 캘리퍼 내에 전기 모터를 사용하여 제동력을 발생시키는 EMB(Electro-Mechanical Brake)와 같은 시스템이거나 중앙의 액추에이터에서 브레이크 액압을 발생시키는 전동 부스터와 같은 유압식 BBW(Brake By Wire) 시스템이 해당된다.
상기 전동 부스터는 모터가 구동되어 마스터 실린더의 제동압을 형성시켜 주는 주 제동 시스템인데, 이는 운전자의 페달필링과도 분리되어 있어 능동 제동이 가능하여 ADAS(advanced driver assistance systems, 안전운전을 도와주는 차량 시스템) 기술과 접목되어 기술이 발전하고 있으며, 전기 차량(예 : EV, HEV)의 회생제동 협조제어 제동 시스템으로도 부각되고 있다.
최근 점차적으로 진공 부스터를 사용하지 않는 제동 시스템으로 발전하고 있는데 전동 부스터 시스템은 이러한 기술 동향에도 부합되고 있으며, 이러한 전동 부스터 제동 시스템이 적용된 차량에 EPB가 적용될 경우, 전동 부스터 자체가 운전자의 페달력과 무관하게 제동력을 발생시킬 수 있음에도 불구하고, 주차 제동을 위한 또 다른 전동 시스템이 추가되는 것인데 이는 원가 상승의 원인이 되기도 한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2009-0090452호(2009.08.26.공개, 시뮬레이션 기능을 가진 전자제어식 브레이크 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 전자식 파킹 브레이크 시스템을 전동부스터와 연동하여 작동하게 함으로써 중량과 원가를 절감하고 전자식 파킹 브레이크의 작동 소음을 감소시킬 수 있도록 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전자식 파킹 브레이크 제어 장치는, 전자식 파킹 브레이크; 전동 부스터를 제어하여 주차 제동력을 발생시키는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 가압 또는 감압되어 발생하는 주차 제동력을 상기 전자식 파킹 브레이크에 인가하는 전동 부스터;를 포함하며, 상기 전자식 파킹 브레이크는, 상기 제어부의 제어에 의해 전원 오프 시에도 주차 제동력이 유지되도록 락킹(Locking) 되는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전자식 파킹 브레이크의 액추에이터는, 솔레노이드; 상기 솔레노이드에 인가되는 (+) 또는 (-) 전원에 의해 전진 또는 후진되는 레버; 및 브레이크 캘리퍼의 유압 피스톤에 형성되는 스핀들의 스크류에 결합되는 래칫(Ratchet) 형상의 회전 부재;를 포함하며, 상기 스크류에 결합된 회전 부재가 회전 운동을 할 때, 상기 제어부가 상기 솔레노이드와 레버를 제어하여 상기 회전 부재를 구속하거나 해제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 솔레노이드의 내부에 영구자석을 포함하여 레버의 전진 작동시 전원을 정(+)전압으로 인가하여 전진시키고, 전진된 레버는 (+) 전원을 인가하지 않더라도 상기 영구자석에 의해 그 전진 상태를 유지하며, 전원을 역(-)전압으로 인가하여 상기 레버를 후진시키고, 후진된 레버는 (-) 전원을 인가하지 않더라도 상기 영구자석에 의해 그 후진 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 솔레노이드의 레버가 전진했을 때 그 레버가 상기 회전 부재의 톱니와 톱니 사이의 골에 정확히 들어가도록 전동 부스터의 감압과 가압을 반복하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전자식 파킹 브레이크 제어 방법은, 제어부의 제어에 따라 전동 부스터가 가압 또는 감압되어 발생하는 주차 제동력을 전자식 파킹 브레이크에 인가하고, 상기 제어부의 전원 오프 시에도 주차 제동력이 유지되도록 락킹되는 액추에이터를 포함하는 전자식 파킹 브레이크의 제어 방법에 있어서, 주차 제동명령이 입력되면, 상기 제어부가 상기 전동 부스터를 이용해 주차 제동력을 발생시키는 단계; 상기 주차 제동력에 의해 브레이크 캘리퍼의 스크류에 결합되어 있는 래칫 형상의 회전 부재가 회전할 때, 상기 제어부가 솔레노이드 레버를 상기 회전 부재를 향하여 전진시키는 단계; 및 상기 제어부가 상기 전동 부스터를 가압 또는 감압하여 상기 솔레노이드 레버가 상기 회전 부재의 톱니와 톱니 사이의 골에 정확히 들어가도록 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 솔레노이드 레버가 상기 회전 부재의 톱니와 톱니 사이의 골에 정확히 들어가도록 조정하는 단계에서, 상기 제어부가 전동 부스터를 감압 작동시키는 단계; 상기 전동 부스터의 감압 동작에 의해 주차 제동력이 그대로 유지되면, 상기 제어부가 상기 전동 부스터의 감압 작동에 의해 강하된 압력에 따라 계산된 주차 제동력이 기 설정된 (F) 이하로 떨어지게 되는지 판단하는 단계; 및 상기 주차 제동력이 기 설정된 (F) 이하로 떨어지면, 상기 제어부가 상기 전동 부스터의 감압 동작을 중단하고 반대로 추가 가압 동작을 실시하는 단계;를 포함하되, 상기 전동 부스터의 추가 가입 동작에 의해 상기 회전 부재가 반시계 방향으로 회전할 때, 상기 제어부가 상기 추가 가압 동작에 의해 상기 솔레노이드 레버가 톱니 하나만 넘을 정도의 주차 제동력이 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 추가 가압 동작에 의해 발생하는 주차 제동력은, 스크류의 리드(Lead)의 길이를 L, 래칫 형상의 회전 부재의 톱니 수를 N, 캘리퍼 시스템의 강성을 Ksys라고 할 때,
Figure pat00001
가 되며, 상기
Figure pat00002
값이 상기 회전 부재의 톱니 하나를 넘어가는 값이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 주 제동 액추에이터를 이용해 주차 제동력을 발생시키는 단계에서, 원하는 주차 제동력을 (F) 라고 가정할 때, 상기 제어부는 주 제동 액추에이터에 부담이 가지 않을 정도로 미리 설정된 힘(α)을 더하여 주차 제동력(F + α)을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 솔레노이드는, 내부에 영구자석을 포함하여 (+) 전원을 인가하여 전진된 솔레노이드 레버에 (+) 전원을 더 이상 인가하지 않더라도 상기 영구자석에 의해 그 전진 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전동 부스터의 감압 동작을 주차 제동력이 유지(Saturation)될 때까지 계속하며, 상기 주차 제동력이 유지될 때까지란, 래칫 형상의 회전 부재가 시계 방향으로 회전함에 따라 상기 회전 부재의 톱니가 솔레노이드 레버에 걸려 더 이상 회전하지 않게 될 때까지 임을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 전자식 파킹 브레이크 시스템을 전동부스터와 연동하여 작동하게 함으로써 중량과 원가를 절감할 수 있도록 하고, 주차 제동을 위한 또 다른 전동 시스템을 포함하지 않음으로써 전자식 파킹 브레이크의 작동 소음을 감소시킬 수 있도록 한다.
도 1은 일반적인 전자식 파킹 브레이크의 내부 구조를 보여주는 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 파킹 브레이크 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 전자식 파킹 브레이크의 내부 단면 구조를 보다 상세히 보인 예시도.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 전자식 파킹 브레이크의 액추에이터를 확대하여 보인 예시도.
도 5는 상기 도 3에 있어서, 전자식 파킹 브레이크의 스핀들을 확대하여 보인 단면 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 파킹 브레이크 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자식 파킹 브레이크 제어 장치 및 방법의 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 파킹 브레이크 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도로서, 전동 부스터와 전자식 파킹 브레이크를 포함하고 있다. 본 실시예에서 전자식 파킹 브레이크(EPB)는 전동 부스터(120)와 연동하여 작동한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전동 부스터(120)는 상위의 제어부(110)로부터 전자식 파킹 브레이크(EPB) 명령이 입력되면 전동 부스터(120)에 의해 주차 제동력을 발생시키며, 전자식 파킹 브레이크(EPB, 130)의 액추에이터는 솔레노이드(131)와 레버(132), 및 래칫(Ratchet) 형상(즉, 한쪽 방향으로만 회전하게 되어 있는 톱니바퀴 형상)의 회전 부재(133)를 포함하여 구성됨으로써, 전원 오프 시에도 주차 제동력이 유지되도록 락킹(Locking) 된다.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 전자식 파킹 브레이크의 내부 단면 구조를 보다 상세히 보인 예시도이고, 도 4는 상기 도 3에 있어서, 전자식 파킹 브레이크의 액추에이터를 확대하여 보인 예시도이다.
도 3을 참조하면, 캘리퍼의 유압 피스톤 내부에는 스크류와 너트 메커니즘의 스핀들이 존재하고, 상기 스핀들은 다중 나사 설계를 통해 비 자립 조건 나사가 되게 형성하며, 너트는 피스톤에 압입되어 일체형과 같이 작동되도록 형성한다.
이에 따라 유압에 의한 주 제동 모드에서 유압 피스톤 및 너트가 전진 또는 후진 운동을 할 때 상기 스크류는 비 자립 조건(Non-Self Locking)에 의해 종속적으로 회전 운동을 하는 상태가 된다. 따라서 이것은 반대로 스크류의 회전 운동을 구속하면 피스톤의 위치를 고정할 수 있는 메커니즘이 되는 것이다.
즉, 본 실시예에 따른 전자식 파킹 브레이크(EPB, 130)의 액추에이터는, 기존의 직류 모터(DC Motor), 기어 등의 구성이 불필요하며, 래칫(Ratchet) 형상(즉, 한쪽 방향으로만 회전하게 되어 있는 톱니바퀴 형상)의 회전 부재(133)를 스크류에 결합시킴으로써, 상기 스크류에 결합된 회전 부재(133)가 회전 운동을 할 때, 상기 제어부(110)가 상기 솔레노이드(131)와 레버(132)를 제어하여 상기 회전 부재(133)를 구속하거나 해제할 수 있도록 한다.
한편 스크류와 너트를 비 자립 조건으로 설계하기 위해서는 스크류의 리드(Lead)가 커질 수 밖에 없으므로, 상기 액추에이터의 회전 부재(133)는 가능한 한 큰 직경을 갖도록 하여 작동 해상도(resolution)를 최소화한다. 즉, 미세한 제어가 가능하게 한다. 그리고 본 실시예에 따른 전자식 파킹 브레이크(EPB, 130)의 주차 제동력이 전동 부스터(120)에 의해 작동이 되는 것을 고려하여 전륜 캘리퍼에 구성하는 것이 더 유리하다. 물론 전륜 캘리퍼로 한정하는 것은 아니며 후륜 캘리퍼에 전자식 파킹 브레이크(EPB, 130)를 구성할 수도 있다.
상기 솔레노이드(131)는 내부에 영구자석(미도시)을 포함하여 레버(132)의 전진 작동시 전원을 정(+)전압으로 인가하여 전진시키고, 전진된 레버(132)는 (+) 전원을 인가하지 않더라도 상기 영구자석에 의해 그 전진 상태를 유지한다. 즉, 전원이 오프 되더라도 레버(132)가 리턴되지 않도록 한다. 반대로 상기 전자식 파킹 브레이크(EPB, 130)를 해제시키고자 할 경우에는 전원을 역(-)전압으로 인가함으로써 상기 레버(132)를 후진시킨다.
도 5는 상기 도 3에 있어서, 전자식 파킹 브레이크의 스핀들을 확대하여 보인 단면 예시도로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 너트는 압입 형상부나 피스톤의 가압력을 전달 받는 부분에 일정 간격으로 홈(즉, 블리딩(Bleeding)을 위한 홈)을 형성하여 브레이크 액 주입 시 에어-블리딩(Air-Bleeding)에 유리하게 형성한다.
상술한 바와 같이 본 실시예에서 상기 전동 부스터(120)와 연동하여 작동하는 캘리퍼 일체형 전자식 파킹 브레이크(EPB)(130)의 액추에이터는 상기 전동 부스터(120)에 의해 발생된 주차 제동력을 기계적으로 유지시키기 위하여 락킹(Locking) 하고, 이를 위하여 솔레노이드(131), 레버(132), 및 래칫(Ratchet) 형상의 회전 부재(133)를 포함한다.
이때 상기 래칫 형상의 회전 부재(133) 메커니즘으로 인해 작동 해상도(Resolution)가 발생하게 되며, 또한 솔레노이드 레버(132)가 전진했을 때 래칫 형상의 회전 부재(133)의 정확한 위치(예 : 톱니와 톱니 사이의 골)에 들어가지 않고 부정확한 위치(예 : 톱니의 산이나 허리)에 전진한 상태에서 유압 제동력을 풀면 레버(132)가 래칫 형상의 회전 부재(133)의 정확한 위치(예 : 톱니와 톱니 사이의 골)에 걸릴 때 까지 감압 방향으로 회전하므로, 초기 주차 제동력보다 떨어진 힘(Force)에서 주차 제동력이 형성된다.
더구나 본 실시예에 따른 메커니즘의 스크류, 너트가 비 자립조건으로 설계되기 위해 비교적 큰 리드(Lead) 값을 가지고 있어 래칫 형상의 회전 부재(133)에 의한 해상도(Resolution)는 무시할 수 없는 감압 요인이 된다. 하지만 이러한 문제점을 해결하기 위해서 주 제동 액추에이터(예 : 전동 부스터(120))에 의한 주차 제동력을 발생시킴에 있어서, 상시 최대(Maximum)로 제동을 하게 되면 주 제동 액추에이터의 내구에 부담이 되는 문제점이 있다.
따라서 본 실시예에서는 래칫 형상의 회전 부재(133)에 의한 해상도를 고려하여 감압 요인이 발생되지 않도록 하면서도 주차 제동력을 최대(Maximum)로 발생시키지 않도록 하는 방법을 제공한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 파킹 브레이크 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 주차 제동명령(또는 EPB 명령) 온(ON) 신호를 입력되면(S101), 제어부(110)는 주 제동 액추에이터(예 : 전동 부스터(120))를 이용해 주차 제동압력(또는 주차 제동력)을 발생시킨다(S102).
이때 필요한(또는 원하는) 주차 제동력을 (F)라고 가정할 때, 상기 제어부(110)는 주 제동 액추에이터(예 : 전동 부스터(120))에 부담이 가지 않을 만큼의 추가적인 힘(α)을 더하여 주차 제동력(F + α)을 발생시킨다.
이에 따라 스크류에 결합되어 있는 래칫 형상의 회전 부재(133)가 회전하게 된다.
이때 상기 제어부(110)는 상기 솔레노이드(131)에 솔레노이드 온 신호(즉, 정(+)전압)를 인가하여 솔레노이드 레버(132)를 래칫 형상의 회전 부재(133)의 방향으로 전진시킨다(S103).
그리고 상기 솔레노이드(131)는 내부에 영구자석(미도시)을 포함하고 있기 때문에 일단 전진된 레버(132)는 (+) 전원을 인가하지 않더라도 상기 영구자석에 의해 그 전진 상태를 유지한다.
따라서 상기 제어부(110)는 기 설정된 시간 후 솔레노이드 온 신호(즉, 정(+)전압)를 인가하지 않는다(즉, 신호 오프 시킨다)(S104).
이때 상기 솔레노이드 레버(132)가 래칫 형상의 회전 부재(133)의 정확한 위치(예 : 톱니와 톱니 사이의 골)에 들어가 있는지 확인할 필요가 있다.
따라서 상기 제어부(110)는 주 제동 액추에이터(예 : 전동 부스터(120))를 감압 작동시킨다(S105).
만약 이때 상기 솔레노이드 레버(132)가 래칫 형상의 회전 부재(133)의 정확한 위치(예 : 톱니와 톱니 사이의 골)에 들어가 있다면 상기 회전 부재(130)의 톱니가 상기 솔레노이드 레버(132)에 걸려 조금도 회전하지 않을 것이므로 압력 강하는 발생하지 않을 것이다.
그러나 상기 솔레노이드 레버(132)가 부정확한 위치(예 : 톱니의 산이나 허리)에 들어가 있다면 상기 회전 부재(133)가 회전(예 : 시계 방향으로 회전)하게 될 것이므로 압력 강하가 발생하게 된다.
이때 상기 주 제동 액추에이터(예 : 전동 부스터(120))의 감압 동작(S105)은 주차 제동력이 유지(Saturation)될 때까지 계속한다(S106).
즉, 상기 회전 부재(130)가 시계 방향으로 회전함에 따라 상기 회전 부재(133)의 톱니가 레버(132)에 걸려 더 이상 회전하지 않게 됨으로써 주차 제동력이 유지되는 것이다.
상기 주 제동 액추에이터(예 : 전동 부스터(120))의 감압 동작(S105)에 의해 주차 제동력이 이(즉, 주 제동 액추에이터의 감압 동작)를 추종하지 않고 그대로 유지(Saturation)되면(S106의 예)(즉, 회전 부재의 톱니가 레버에 걸려 더 이상 회전하지 않으면), 상기 제어부(110)는 상기와 같이 강하된 압력에 의하여 계산된 주차 제동력이 기 설정된 (F) 이하로 떨어지게 되는지 판단한다(S107).
상기와 같이 강하된 압력에 의하여 계산된 주차 제동력이 기 설정된 (F) 이하로 떨어지게 되면(S107의 예), 상기 제어부(110)는 감압 동작을 중단하고 반대로 추가 가압 동작을 실시한다(S108).
상기 주 제동 액추에이터(예 : 전동 부스터(120))의 추가 가압에 의해 상기 회전 부재(133)는 반시계 방향으로 회전한다. 이에 따라 상기 레버(132)는 상기 회전 부재(133)의 톱니 하나만 넘게 되면 정확한 위치(예 : 톱니와 톱니 사이의 골)에 들어가게 된다. 따라서 상기 제어부(110)는 주 제동 액추에이터(예 : 전동 부스터(120))를 가압하여 상기 회전 부재(133)가 반시계 방향으로 회전하되 상기 레버(132)가 톱니 하나만 넘을 정도의 주차 제동력이 발생하도록 추가 가압하면 되는 것이다.
이때 실시되는 추가 가압은 아래의 수식에 의해 실시될 수 있다.
즉, 스크류의 리드(Lead)의 길이를 L, 래칫 형상의 회전 부재(133)의 톱니 수를 N, 캘리퍼 시스템의 강성을 Ksys라고 할 때, 상기 추가로 가압되는 힘은
Figure pat00003
가 된다.
여기서
Figure pat00004
값이 래칫 형상의 회전 부재(133)의 톱니 하나를 넘어가는 값으로서, 상기와 같은 동작(레버가 회전 부재의 톱니 하나를 넘어 정확한 위치(회전 부재의 톱니와 톱니 사이의 골)에 들어가게 하는 동작)을 마친 후 주 제동력(즉, 전동 부스터에 의해 발생한 제동력)을 완전히 제거하더라도 주차 제동력은 필요한(또는 원하는) 주차 제동력 (F) 보다 큰 힘으로 유지 된다.
한편 상기 S108 단계를 수행함에 있어서(즉, 추가 가압 동작을 수행함에 있어서), 솔레노이드 레버(132)는 후진시킬 필요가 없다. 왜냐하면 상기 래칫 형상의 회전 부재(133)의 구조적인 특징으로 인해 상기 회전 부재(133)의 회전 시 레버(132)를 뒤로 밀어 내어(즉, 후진시켜) 톱니의 산을 타고 넘어할 수 있도록 하기 때문이다.
오히려 레버(132)가 후진된 상태로 고정되는 것을 방지하기 위해 상기 S108 단계의 동작 시 상기 레버(132)가 전진하는 방향으로 정(+)전압을 인가할 수는 있다. 다만 본 실시예의 솔레노이드는 영구자석이 포함되어 있으므로 굳지 정(+)전압을 인가할 필요는 없다.
이상으로 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.
110 : 제어부
120 : 전동 부스터
130 : 전자식 파킹 브레이크

Claims (10)

  1. 전자식 파킹 브레이크;
    전동 부스터를 제어하여 주차 제동력을 발생시키는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 가압 또는 감압되어 발생하는 주차 제동력을 상기 전자식 파킹 브레이크에 인가하는 전동 부스터;를 포함하며,
    상기 전자식 파킹 브레이크는, 상기 제어부의 제어에 의해 전원 오프 시에도 주차 제동력이 유지되도록 락킹(Locking) 되는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전자식 파킹 브레이크의 액추에이터는,
    솔레노이드; 상기 솔레노이드에 인가되는 (+) 또는 (-) 전원에 의해 전진 또는 후진되는 레버; 및
    브레이크 캘리퍼의 유압 피스톤에 형성되는 스핀들의 스크류에 결합되는 래칫(Ratchet) 형상의 회전 부재;를 포함하며,
    상기 스크류에 결합된 회전 부재가 회전 운동을 할 때, 상기 제어부가 상기 솔레노이드와 레버를 제어하여 상기 회전 부재를 구속하거나 해제하는 것을 특징으로 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 솔레노이드의 내부에 영구자석을 포함하여 레버의 전진 작동시 전원을 정(+)전압으로 인가하여 전진시키고, 전진된 레버는 (+) 전원을 인가하지 않더라도 상기 영구자석에 의해 그 전진 상태를 유지하며, 전원을 역(-)전압으로 인가하여 상기 레버를 후진시키고, 후진된 레버는 (-) 전원을 인가하지 않더라도 상기 영구자석에 의해 그 후진 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 솔레노이드의 레버가 전진했을 때 그 레버가 상기 회전 부재의 톱니와 톱니 사이의 골에 정확히 들어가도록 전동 부스터의 감압과 가압을 반복하여 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 장치.
  5. 제어부의 제어에 따라 전동 부스터가 가압 또는 감압되어 발생하는 주차 제동력을 전자식 파킹 브레이크에 인가하고, 상기 제어부의 전원 오프 시에도 주차 제동력이 유지되도록 락킹되는 액추에이터를 포함하는 전자식 파킹 브레이크의 제어 방법에 있어서,
    주차 제동명령이 입력되면, 상기 제어부가 상기 전동 부스터를 이용해 주차 제동력을 발생시키는 단계;
    상기 주차 제동력에 의해 브레이크 캘리퍼의 스크류에 결합되어 있는 래칫 형상의 회전 부재가 회전할 때, 상기 제어부가 솔레노이드 레버를 상기 회전 부재를 향하여 전진시키는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 전동 부스터를 가압 또는 감압하여 상기 솔레노이드 레버가 상기 회전 부재의 톱니와 톱니 사이의 골에 정확히 들어가도록 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 솔레노이드 레버가 상기 회전 부재의 톱니와 톱니 사이의 골에 정확히 들어가도록 조정하는 단계에서,
    상기 제어부가 전동 부스터를 감압 작동시키는 단계;
    상기 전동 부스터의 감압 동작에 의해 주차 제동력이 그대로 유지되면, 상기 제어부가 상기 전동 부스터의 감압 작동에 의해 강하된 압력에 따라 계산된 주차 제동력이 기 설정된 (F) 이하로 떨어지게 되는지 판단하는 단계; 및
    상기 주차 제동력이 기 설정된 (F) 이하로 떨어지면, 상기 제어부가 상기 전동 부스터의 감압 동작을 중단하고 반대로 추가 가압 동작을 실시하는 단계;를 포함하되,
    상기 전동 부스터의 추가 가입 동작에 의해 상기 회전 부재가 반시계 방향으로 회전할 때, 상기 제어부가 상기 추가 가압 동작에 의해 상기 솔레노이드 레버가 톱니 하나만 넘을 정도의 주차 제동력이 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 추가 가압 동작에 의해 발생하는 주차 제동력은,
    스크류의 리드(Lead)의 길이를 L, 래칫 형상의 회전 부재의 톱니 수를 N, 캘리퍼 시스템의 강성을 Ksys라고 할 때,
    Figure pat00005
    가 되며,
    상기
    Figure pat00006
    값이 상기 회전 부재의 톱니 하나를 넘어가는 값이 되는 것을 특징으로 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 주 제동 액추에이터를 이용해 주차 제동력을 발생시키는 단계에서,
    원하는 주차 제동력을 (F) 라고 가정할 때, 상기 제어부는 주 제동 액추에이터에 부담이 가지 않을 정도로 미리 설정된 힘(α)을 더하여 주차 제동력(F + α)을 발생시키는 것을 특징으로 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 방법.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 솔레노이드는,
    내부에 영구자석을 포함하여 (+) 전원을 인가하여 전진된 솔레노이드 레버에 (+) 전원을 더 이상 인가하지 않더라도 상기 영구자석에 의해 그 전진 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 전자식 파킹 브레이크 제어 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전동 부스터의 감압 동작을 주차 제동력이 유지(Saturation)될 때까지 계속하며,
    상기 주차 제동력이 유지될 때까지란, 래칫 형상의 회전 부재가 시계 방향으로 회전함에 따라 상기 회전 부재의 톱니가 솔레노이드 레버에 걸려 더 이상 회전하지 않게 될 때까지 임을 특징으로 전자식 파킹 브레이크 제어 방법.
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WO2014184029A1 (de) * 2013-05-13 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung für zumindest eine elektrische parkbremse eines bremssystems eines fahrzeugs und verfahren zum betreiben eines bremssystems eines fahrzeugs mit einem bremskraftverstärker und einer elektrischen parkbremse

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