KR20200099517A - 펄스 폭 변조에 의한 전기 주차 브레이크 제어 시스템 - Google Patents

펄스 폭 변조에 의한 전기 주차 브레이크 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

자동차의 휠(8) 부근에 장착되도록 설계된 적어도 2 개의 브레이크(12)를 갖는 자동차의 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템이 개시되며, 브레이크(12) 각각은 전기 모터(16)에 의해 작동되는 주차 브레이크 액추에이터(14)를 포함하고; 제어 시스템은 제어 유닛(UC)을 포함하고 그리고 상기 제어 유닛(UC)은 주차 브레이크를 적용하라는 지시가 발행된 때, 전기 모터(16)가 급전되어 액추에이터를 작동시키고 브레이크의 적용을 허용하도록 전기 모터(16)를 제어하는 수단을 갖는다. 본 발명은 제어 수단이 주차 브레이크 액추에이터의 적어도 일부 작동 단계에서 펄스 폭 변조에 의해 전기 모터를 제어하도록 설계된 것을 특징으로 한다.

Description

펄스 폭 변조에 의한 전기 주차 브레이크 제어 시스템
본 발명은 자동차의 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 시스템 및 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이다.
대부분의 현재 자동차에서, 서비스 브레이크는 디스크 브레이크 및/또는 드럼 브레이크에 의해 제공된다.
이들은 자동차의 감속 또는 심지어 정지를 목표로 하는 서비스 제동 기능을 제공한다. 움직이지 않는 차량을 정지시키는 목적의 주차 브레이크 기능 및 비상 브레이크 기능은 일반적으로 주차 브레이크를 제공하는 시스템에 의해 달성된다.
주차 브레이크를 적용하는 것은 브레이크 케이블을 통해, 드럼 브레이크 또는 디스크 브레이크에 위치하는 메커니즘에 연결된, 객실에 배치된 레버를 당김으로써 달성될 수 있다. 이 메커니즘은 드럼 브레이크의 브레이크 슈(brake shoe)를 당겨 그것을 드럼에 적용하는 경향이 있다. 디스크 브레이크의 경우, 패드가 브레이크 디스크에 적용된다.
자동차 산업은 주차 브레이크를 적용할 때 운전자의 편안함과 안정성을 향상시키기 위해 전기 주차 브레이크를 개발하였다.
두 가지 유형의 시스템이 존재한다. 첫 번째 전기 주차 브레이크 유형은 케이블을 당기는 전기 모터를 포함하고, 이 시스템은 케이블 풀러 시스템(Cable Puller System)이라 불린다. 두 번째 전기 주차 브레이크 유형은 적어도 각각의 후방 브레이크 상에 전기 모터가 제공된 액추에이터를 포함하고, 브레이크가 적용되게 한다.
운전자는, 예를 들어, 전기 주차 브레이크를 작동시키기 위해 대시 보드 상에 배치된 버튼을 누른다.
전기 주차 브레이크 시스템은 직류 전기 모터를 포함하며, 이러한 모터의 구현예은, 예를 들어, 독일 자동차 산업 협회에 의해 그것의 "VDA 권장사항(VDA Recommendation)"에서 권장된다.
브레이크 적용 속도, 예를 들어, 디스크 브레이크의 경우 디스크에 대한 브레이크 패드의 적용 속도는 비교적 빠른 일정한 속도로 이루어진다. 이것은 올 오어 낫씽(all-or-nothing) 제어이다. 이러한 올 오어 낫씽 제어는, 실제로 주차 제동을 작동하고자 할 때, 차량이 대부분 정지 상태이며 패드가 일정한 속도로 디스크에 적용되는 주차 브레이크의 정상적인 작동에서는 만족스럽다.
그러나 일부 상황에서는 이 올 오어 낫씽 제어는 손상될 수 있다.
예를 들어, 디스크 브레이크의 경우 패드를 교체하면 브레이크가 최대로 개방되고, 즉, 그것이 어버트먼트(abutment)에 기댈 때까지 피스톤이 최대로 뒤로 이동하고, 이러한 어버트먼트와의 접촉은 브레이크가 그것의 최대 개방 위치에 도달했음을 탐지하는 것을 가능하게 해준다. 그러나, 어버트먼트와의 접촉은 갑작스러울 수 있다.
다른 예에서, 특정 테스트 또는 점검을 위해, 차량은 차량 휠에 여러 가지 구동 토크를 적용하는 롤러 벤치(roller bench) 상에 장착된다. 이에 따라, 주차 브레이크가 작동된다. 롤러에 의해 인가되는 토크의 함수인 적용 토크를 동일하게 증가시키는 것이 필요하다. 그러나, 직류 모터의 경우는 차량의 진동을 야기하는 주차 브레이크의 올 오어 낫씽 적용을 보장한다. 이러한 진동으로 인해 측정 결과가 왜곡될 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 목적은 상기 단점을 줄이거나 심지어 해결할 수 있는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하기 위한 시스템 및 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 디스크 브레이크의 경우 모터 속도 및 브레이크 패드의 이동 속도 또는 드럼 브레이크의 경우 브레이크 라이닝을 조절할 수 있도록, 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 제어를 구현하는 적어도 하나의 직류 전기 모터를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하기 위한 시스템에 의해 달성된다. 그 후, 전기 모터는 일부 단계에서 펄스 폭 변조에 의해 제어되고 다른 단계에서 최대 출력으로 제어된다.
따라서, 예를 들어, 패드 교체의 경우, 제어 시스템은 피스톤에 대한 저속 후진 운동을 고려할 수 있다. 어버트먼트(abutment)와의 접촉은 덜 갑작스럽게 이루어진다. 손상 위험이 감소된다. 더 이상 갑작스러운 충격을 견딜 수 있는 치수일 필요가 없으므로 어버트먼트의 크기를 줄이는 것도 고려될 수 있다.
롤러 벤치에서 차량을 테스트하는 경우, 제어 시스템은 진동 발생을 제한할 수 있는 적용력의 느린 증가를 제공한다.
본 발명에 따른 제어 시스템은 또한 정상 작동에서 주차 브레이크를 적용할 때 브레이크를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 제 1 단계 동안 패드의 디스크로의 빠른 이동을 보장하고, 그 다음 제 2 단계에서 패드의 느린 움직임을 보장하여 필요한 파워를 감소시킬 수 있게 한다.
다시 말해서, 전기 주차 브레이크는, 예를 들어, 브레이크 유지보수 및/또는 브레이크 테스트에서 정상적인 작동 상태에 있는지 여부에 관계없이 작동 단계 동안 가변 작동 속도를 가질 수 있도록 제어된다.
본 발명은 유압 서비스 브레이크와 관련된 전기 주차 브레이크의 경우에 특히 유리하며, 압력 발생기를 포함하는 ESP™(Electronic Stability Program)를 더 포함하는 브레이킹 시스템의 경우에 더욱 유리하다.
이러한 경우, PWM 제어는 브레이크 페달을 밟거나 ESP 시스템의 압력 발생기로 인해, 아마 제동 시스템에 의해 제공되는 유압력과 결합되는 전기 부분 파워가 조정되는 것을 가능하게 해준다.
따라서, 본 발명의 하나의 주제는 자동차의 휠에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크를 포함하는 자동차의 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하기 위한 시스템이며, 브레이크 각각은 전기 모터에 의해 작동되는 주차 브레이크 액추에이터를 포함하고, 상기 제어 시스템은 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 주차 브레이크를 적용하기 위한 제어 명령이 주어질 때, 전기 모터가 액추에이터들을 작동시키고 브레이크가 적용될 수 있도록 전기를 공급받도록 전기 모터를 제어하기 위한 수단을 포함하고, 상기 제어 수단은 주차 브레이크 액추에이터의 일부 작동 단계에서 펄스 폭 변조에 의해 전기 모터를 제어하고, 주차 브레이크 액추에이터의 다른 작동 단계에서 전기 모터를 최대 출력으로 제어하도록 구성된다.
제어 유닛은 유리하게는 펄스 폭 변조에 의해 전기 모터를 제어하도록 지시하는 외부 정보를 수신할 수 있다.
예를 들어, 제어 수단은 전력 트랜지스터 또는 트라이액(triac)과 같은 적어도 하나의 전력 스위칭 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 주제는 본 발명에 따른 제어 시스템 및 자동차의 바퀴에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 포함하는 브레이킹 시스템이며, 각각의 브레이크는 전기 모터에 의해 작동되는 주차 브레이크 액추에이터를 포함한다.
브레이킹 시스템은 바람직하게는 적어도 2 개의 서비스 브레이크를 포함한다.
본 발명의 다른 주제는 본 발명에 따른 브레이킹 시스템을 포함하는 자동차이며, 전기 주차 브레이크 시스템은 4 개의 브레이크 중 적어도 2 개에 작용한다. 이에 의해, 제어 시스템은 전기 주차 브레이크의 정상적인 적용 동안 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하도록 구성된다.
본 발명의 다른 주제는 제어 유닛 및 자동차의 바퀴에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법이며, 각각의 브레이크는 전기 모터에 의해 작동되는 주차 브레이크 액추에이터를 포함하고, 상기 방법은 적어도:
- 전기 주차 브레이크 시스템의 작동이 전기 모터의 속도 변조를 필요로 하는 것으로 간주될 때, 펄스 폭 변조에 의해 전기 모터를 제어하는 단계,
- 전기 모터를 최대 출력으로 제어하는 단계.
PWM 제어 단계는 최대 출력으로의 제어 단계 전 또는 후에 발생할 수 있다.
또한, 제어 단계는 동일한 제동 액션 동안 또는 상이한 제동 액션 동안 발생할 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 디스크 브레이크의 브레이크 패드가 변경되는 경우, 전기 모터는 그들의 회전 속도가 정상 작동에서의 주차 브레이크의 적어도 하나의 작동 단계의 일부 동안 그들의 회전 속도보다 낮도록, 브레이크 해방 방향으로 펄스 폭 변조에 의해 제어된다.
다른 예시적인 실시예에서, 자동차가 테스트 벤치에 장착된 경우, 전기 모터는 그들의 회전 속도가 지속적으로 변하고 브레이크 적용력이 지속적으로 변하도록 펄스 폭 변조에 의해 제어된다.
다른 예시적인 실시예에서, 자동차가 테스트 벤치에 장착된 경우, 전기 모터는 그들의 회전 속도가 단계적으로 변하여 한 단계에서 다른 단계로 점진적으로 전환하고, 브레이크 적용력이 단계적으로 변하며 한 단계에서 다른 단계로 점진적으로 전환되도록 펄스 폭 변조에 의해 제어된다.
전기 모터는 전기 주차 브레이크 시스템의 정상 작동 단계가 제 1 속도의 제 1 부분 및 제 2 속도의 제 2 부분을 포함하도록 펄스 폭 변조에 의해 유리하게 제어될 수 있으며, 제 2 부분은 브레이크 라이닝의 압축 단계에 대응하고, 제 2 속도는 제 1 속도보다 낮다.
다른 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 피스톤의 위치를 판정하는 단계 동안, 전기 모터는 그들의 회전 속도가 정상 작동에서의 주차 브레이크의 적어도 하나의 작동 단계의 일부 동안 그들의 회전 속도보다 낮도록 브레이크 해방 방향으로 펄스 폭 변조에 의해 제어된다.
본 발명은 아래의 설명 및 첨부 도면에 기초하여 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 전기 주차 브레이크 시스템을 포함하는 저면도인, 자동차의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제어 시스템에 의한 전기 주차 브레이크 시스템의 브레이크 및 최신 전기 주차 브레이크 시스템의 브레이크에서의 액추에이터의 속도 변화의 예의 그래픽 표현이다.
도 3은 본 발명에 따른 제어 시스템에 따른 전기 주차 브레이크 시스템의 브레이크 및 최신 전기 주차 브레이크 시스템의 브레이크에서의, 시간의 함수인 적용되는 힘 변화의 예의 그래픽 표현이다.
도 4는 주차 브레이크의 정상적인 적용의 경우의, 본 발명에 따른 제어 시스템에 의한 전기 주차 브레이크 시스템의 브레이크에서의 액추에이터의 속도 변화의 예의 그래픽 표현이다.
도 5는 PWM 제어에 따라 모터에 공급하기 위해 사용 가능한 구형파 전압의 예의 그래픽 표현이다.
이하의 설명에서, 전기 주차 브레이크 시스템의 브레이크는 디스크 브레이크이지만, 당연히 드럼 브레이크의 구현도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다. 도 1에, 전기 주차 브레이크 시스템(S)이 장착된 자동차의 개략도가 도시되어 있다.
자동차는 각각 2 개의 휠(6, 8)이 장착된 앞차축(2) 및 뒤차축(4)을 포함한다. 각 휠에는 각각 디스크 브레이크(10, 12)가 장착되어 있다.
전기 주차 브레이크 시스템(S)은 적어도 2 개의 브레이크, 일반적으로 후륜에 장착된 브레이크(12)를 구현한다.
다른 예에 따르면, 본 발명에 따른 차량은 4 개의 주차 브레이크를 포함한다.
이 시스템은 또한 각각의 브레이크(12)에서, 휠에 고정된 디스크에 대해 브레이크 패드를 적용하기 위한 액추에이터(14)를 포함한다.
예를 들어, 액추에이터(14)는 감속기(도시되지 않음)를 통해 직류 전기 모터(16)에 의해 구동된다.
디스크 브레이크는, 예를 들어, 스크류(도시되지 않음)가 장착된 피스톤을 포함한다. 이 스크류는 전기 모터에 의해 회전 가능하게 구동되어 피스톤이 스크류를 따라 이동하게 만든다. 피스톤이 디스크와 접촉하는 패드를 민다. 반응으로서, 캘리퍼가 미끄러져 다른 패드를 디스크의 다른 면에 적용한다.
전기식 주차 브레이크 시스템을 제어하기 위한 시스템은 주차 브레이크의 적용을 제어하기 위한 제어 유닛(UC)을 포함한다. 또한, 도시된 예에서, 이것은 객실에 배치된 제어 부재(18)를 포함하며, 제어 부재를 통해 운전자는 전기 주차 브레이크를 작동시킬 수 있다. 제어 부재는, 예를 들어, 버튼이다.
운전자가 주차 브레이크를 적용하기 위한 버튼을 누른 때, 전기 모터에 급전하여 액추에이터를 작동시킴으로써 브레이크 패드를 디스크 쪽으로 이동하게 만드는 신호가 제어 유닛으로 전송된다.
패드의 이동 속도는 모터에 공급되는 전류에 비례한다. 이 전류는 일정하며 자동차에 전력을 공급하는 회로에 의해 설정된다.
본 발명에 따르면, 제어 유닛은 전기 모터(16)의 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 제어 또는 PWM 제어를 하도록 구성된 수단을 포함한다.
모터(16)의 PWM 제어는 전기 모터의 회전 속도 및 그에 따른 브레이크의 작동 속도가 변경되는 것을 가능하게 한다.
PWM 제어는 전기 모터에 구형파 전압을 공급하는 것으로 구성된다. 도 5에서, PWM 제어에 따라 모터에 공급할 수 있는 구형파 전압(U)의 예를 볼 수 있다. 이에 의해, 구형파 기간(T0) 대 신호 기간(T)의 비에 의존하는 평균 전압이 얻어진다. 모터의 속도는 평균 전압에 따라 달라지며, 구형파 신호의 특성을 선택하여 모터의 속도가 변경될 수 있다.
PWM 제어는, 예를 들어, 적어도 하나의 전력 트랜지스터와 같은 스위칭 및/또는 전력 제어 장치, 예를 들어, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)라고도 불리는 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터, 트라이액... 등으로 구현된다.
제 1 적용예에 따르면, 모터(16)의 PWM 제어는 패드를 교체할 때 구현된다. 예를 들어, 브레이크 패드의 교체가 바람직하다는 것이 제어 유닛에 지시된다.
브레이크 패드가 그것의 변경을 요구하는 마모 레벨에 도달한 때, 피스톤을 디스크로부터 멀어지게 이동시키기 위해 모터가 작동된다. 제어 유닛은 그것이 브레이크에 의해 전달되는 어버트먼트 수단과 피스톤의 접촉으로 인해 모터 공급 전류의 급격한 증가를 측정한 때 브레이크가 완전히 개방된 것을 탐지한다.
본 발명에 따르면, 제어 장치가 패드 교체가 필요하다는 것을 알게 된 때, 그것은 디스크 브레이크의 피스톤의 후진 이동이 적어도 어버트먼트, 즉, 디스크에 대한 피스톤의 후방 위치 부근에서 PWM 제어가 없는 모터의 속도와 관련하여 저속으로 이루어지도록 PWM 제어를 통해 모터 움직임을 제어한다.
따라서, 피스톤과 어버트먼트 수단 사이의 접촉은 갑작스럽지 않다. 브레이크 손상의 위험이 감소된다. 또한, 어버트먼트 수단의 크기를 감소시켜 브레이크 질량을 감소시키는 것도 고려될 수 있다.
도 2에서, 액추에이터(14)의 이동 속도(v)의 개략적인 그래픽 표현을 시간(t)의 함수로서 브레이크 개방 방향으로 볼 수 있다. 속도(v)는 모터(16)의 회전 속도에 비례한다. 곡선(I)은 본 발명에 따른 시스템의 속도를 나타내고, 곡선(II)는 최신 시스템의 속도를 나타낸다.
곡선(II)의 속도(vII)는 더 높고, 개방 시간(tII)은 더 짧지만, 피스톤과 캘리퍼 사이의 충격은 더 갑작스럽고, 따라서 브레이크를 악화시킬 가능성이 더 높다.
곡선(I)은 vII보다 낮은 속도(vI)를 나타내고 따라서 더 긴 개방 시간(tI)을 나타내지만, 실제로 접촉 에너지는 더 낮다. 손상 위험이 상당히 감소된다.
일 대안에 따르면, PWM 제어는 모터의 속도가 단계적으로 변화하고, 더 구체적으로는 단계적으로 감소하도록 될 수 있다. 도시된 예에서, 곡선(III)에서, 속도는 제 1 위상 P1에서 vII와 같고, 제 2 위상(P2)에서 선형 함수에 따라 vI와 같도록 연속적으로 감소한다. 위상(P3)의 끝에서, 피스톤은 tII와 tI 사이의 시간(tIII)에 캘리퍼와 접촉한다. 따라서, 개방 시간(tIII)은 VI와 동일한 충격 시간에서의 속도 및 동일한 에너지 소산을 갖도록 tI에 대해 감소된다.
알려진 유형의 브레이크 피스톤의 전진 또는 후진 이동 속도는, 예를 들어, 1.2mm/s와 동일하다.
본 발명에 따른 PWM 제어의 적용은 이 속도가, 예를 들어, 1.1 내지 100, 바람직하게는 1.5 내지 30, 더욱 바람직하게는 2 내지 5, 예를 들어, 2 또는 3 또는 4 배의 비율만큼 감소될 수 있게 한다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 차량이 롤러 벤치에 장착되고 브레이크가 테스트될 때 모터의 PWM 제어가 구현된다. PWM 제어를 통해 제동력을 보다 점진적이고 느리게 변화시킬 수 있다. 실제로, 제동력은 브레이크 폐쇄, 즉, 디스크에 대한 패드의 위치에 의존한다. 제동력이 시간에 따라 변하는 방식은 패드가 이동되는 방식 및 브레이크 닫힘 속도에 의존한다.
이 속도의 변동을 미세하게 제어함으로써, 최신 기술과 비교하여 제동력의 변동을 보다 미세하게 제어할 수 있다.
제어 장치가 차량이 롤러 벤치에 장착되었음을 알게된 때, 제어 유닛은 제동력을 더 천천히 그리고 더 점진적으로 증가시키기 위해 모터에 PWM 제어를 적용한다. 따라서, 차량의 제어되지 않은 움직임/진동이 감소된다.
도 3에서, 본 발명에 따른 브레이킹 시스템 의 경우(곡선 IV 및 V) 및 최신 브레이킹 시스템의 경우(곡선 VI)의 시간(t)의 함수인 제동력(F)의 변화의 예를 볼 수 있다.
곡선(VI)를 고려하면, 힘은 한 단계에서 다른 단계로 거의 즉각적인 전환을 통해 단계적으로(F1, F2, F3…) 변한다. 이러한 단계적 변화는 사전-프로그래밍된다. 차량이 롤러 벤치에 있을 때, 브레이크는 롤러 벤치 작동 프로그램이라 불리는 특정 프로그램에 따라 작동한다. 이 프로그램의 작동는 제어 시퀀스에 의해 수동으로 또는 차량이 롤러 벤치에 장착되어 특수한 동적 행동을 갖는다는 사실을 감지함으로써 얻어진다.
또한, 곡선(IV)은 속도의 단계적 증가를 보여준다. 본 발명에 따른 PWM 제어에 의해, 평균 공급 전압을 변화시킴으로써 한 단계에서 다른 단계로의 전환은 점차적으로 이루어진다.
곡선(V)은 본 발명에 의해 달성되는 제동력의 점진적인 증가를 보여준다.
따라서, 차량 진동 원인이 감소되거나 심지어 제거되어 왜곡 측정의 위험을 줄인다.
이 적용 예에서, PWM 제어는 단계 동안 평균 전압이 일정하고 한 단계에서 다른 단계로 전환할 때 평균 전압이 점진적으로 증가하도록 한다.
본 발명은 주차 브레이크에 대한 왜곡 측정으로 인해 차량의 잘못된 폐기(rejection)를 피할 수 있게 한다.
실제로, 주차 브레이크의 정상 작동은 일반적으로 정적 작동이다. 즉, 바퀴가 정지되고 브레이크가 적용된다.
그러나, 벤치 내 경사면 상에서 주차 브레이크를 테스트하기 위해, 경사는 바퀴를 회전시켜 다이내믹하게 시뮬레이션되어야 한다. 그러나, 전기 모터가 최대 출력으로만 제어되는 경우 브레이킹 시스템은 휠 잠금을 감지할 것이고 제동을 해제할 것이다. 이 주차 브레이크는 고장으로 간주된다.
본 발명에 의해, 모터는 펄스 폭 변조의 제동 단계 동안 제어되며, 이는 제동 레벨의 느린 증가를 허용한다. 한편, 휠 잠금 및 제동 해제를 감지할 위험이 없으며, 따라서 차량의 잘못된 폐기의 위험 및 다른 한편으로 브레이크 손상 위험이 줄어든다.
다른 적용 예에 따르면, 모터의 PWM 제어는 주차 브레이크의 정상 작동 중에 사용된다. "주차 브레이크의 정상 작동"은 운전자가 그들의 차량을 주차하고 정지시키고 운전자가 전기 주차 브레이크를 작동시킬 때 예상되는 작동을 의미한다.
예를 들어, 제어 장치는 스트로크의 제 1 부분에 걸쳐, 패드가 디스크와 접촉하기 전에 피스톤이 고속으로 움직이도록, 그리고 스트로크의 제 2 부분에 걸쳐, 브레이크에 대해 패드를 압축할 때, 피스톤이 더 느린 속도로 움직여 필요한 파워를 줄이도록 브레이크를 제어한다. 주차 브레이크의 작동 지속 시간은 종래 시스템의 경우보다 약간 더 길지만,이 지속 시간은 일반적으로 짧으며, 작동 단계를 연장하는 것을 실질적으로 사용자가 인식할 수 없다.
도 4에서, 속도(V)의 이러한 변화의 개략도를 볼 수 있다. 곡선(VII)은 고속(Ve)에서의 움직임, 이어서 패드 압축이 일어나는 저속(Vf)에서의 움직임을 보여준다.
속도가 두 단계 이상으로 변할 수 있음을 이해할 것이다. 또는, 압축 단계 동안, 곡선(VIII)에 도시된 바와 같이, 속도가 연속적으로 감소할 수도 있다.
일 대안에 따르면, 그것은 지속적으로 감소할 수 있다.
일 예에 따르면, 제어 유닛은 주차 브레이크의 전체 작동 동안 PWM 제어를 적용한다.
다른 예에 따르면, 단계(A)는 종래의 제어에 따라 이루어지고 단계(B)는 PWM 제어에 따라 이루어진다.
다른 예에 따르면, 정상 작동 시, 전기 주차 브레이크는 상황에 따라 올 오어 낫씽 제어 또는 PWM 제어로 제어될 수 있다.
다른 상황은 주차 브레이크 시스템의 단일 PWM 제어 또는 PWM 제어와 올 오어 낫씽 제어의 조합을 포함할 수 있다.
다른 예에 따르면, 주차 브레이크가 비상 브레이크로서 사용될 때 PWM 제어가 적용될 수 있다. 비상 브레이크 제어는 상당한 속도로 주행할 때 브레이크 버튼을 눌러 이루어집니다. 예를 들어, 5km/h 보다 높은 속도의 경우, 제동 버튼을 작동하면 비상 브레이크가 작동되고, 속도가 널(null) 또는 0km/h 이하인 경우 주차 브레이크가 적용된다.
본 발명에 따른 PWM 제어는 제동 단계 외부에서(서비스, 주차 및/또는 비상 제동 중) 추가로 구현될 수 있다.
예를 들어, 계산기가 디스크 브레이크 피스톤의 위치를 알아야 할 때마다, 피스톤을 후방 어버트먼트까지 뒤로 이동시킨다. 이것은, 예를 들어, 패드 교체 후에 이루어지지만, ESP®(electronic stability program)의 계산기에 의해 주기적으로 이루어질 수 있다. PWM 제어는, 예를 들어, 계산기가 피스톤 위치를 판정하는 단계를 트리거할 때마다 적용된다. 피스톤 위치를 판정하기 위해, 피스톤은 그것이 후방 어버트먼트에 기대어져 기준 위치를 형성할 때까지 뒤로 이동된다. 이 기준 위치로부터, 계산기는, 예를 들어, 액추에이터의 전기 모터의 회전 수를 카운트함으로써 피스톤의 다음 위치를 판정할 수 있다. PWM 제어를 구현함으로써, 후방 어버트먼트에 가까워지면 피스톤 속도가 감소하는데, 이는 피스톤 위치 판정 단계를 방해하지 않으면서 손상 위험을 줄인다.
유리하게도, PWM 제어는 제동 단계 동안 및 제동 단계 외부에서 주차 브레이크 또는 비상 브레이크인 임의의 작동 유형의 브레이크에 적용된다.
PWM 제어를 구현하기 위한 수단은 이러한 제어 및/또는 그 외 이미 구현된 것들, 예를 들어, ESP®(Electronic Stability Program)와 같은 제동 변조를 제어하기 위해 계산기 내에 구현된 것들을 수행하기 위해 브레이크 특정일 수 있다.
본 발명은 주차 및/또는 전기 비상 브레이크를 구비한 유압식 서비스 브레이크 뿐만 아니라 완전 전기, 즉, EMB(Electromechanical Brake)라고도 하는 서비스 브레이크, 주차 및/또는 비상 브레이크에 모두 적용 가능하다.
하나의 예시적인 실시예에서, 본 발명은 주차 브레이크가 있거나 없는 전기 서비스 브레이크에 적용 가능하다. 전기 모터는 적어도, 예를 들어, 브레이크 패드를 변경하거나 피스톤 위치를 표시하기 위해 펄스 폭 변조에 의해 전기 모터의 일부 작동 단계에서 제어된다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 피스톤을 포함하는 디스크 브레이크에 적용 가능하며, 여기서 각각의 피스톤은 자신의 액추에이터에 의해 이동된다. 각 액추에이터의 움직임은 다르게 제어될 수 있다.
2 - 앞차축
4 - 뒷차축
6, 8 - 휠
10, 12 - 브레이크
14 - 액추에이터
16 - 전기 모터
S - 전기 주차 브레이크 시스템
UC - 제어 유닛

Claims (12)

  1. 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 자동차의 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하기 위한 시스템으로서, 브레이크(12) 각각은 전기 모터(16)에 의해 작동되는 주차 브레이크 액추에이터(14)를 포함하고, 상기 제어 시스템은 제어 유닛(UC)을 포함하고, 상기 제어 유닛(UC)은 상기 주차 브레이크를 적용하라는 제어 명령이 주어진 때 상기 전기 모터(16)가 급전되어 액추에이터들을 작동시키고 브레이크가 적용될 수 있도록 전기 모터(16)를 제어하기 위한 수단을 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 주차 브레이크 액추에이터의 일부 작동 단계에서 펄스 폭 변조에 의해 상기 전기 모터를 제어하고, 그리고 상기 주차 브레이크 액추에이터의 다른 작동 단계에서 상기 전기 모터를 최대 출력으로 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 자동차의 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 유닛(UC)은 펄스 폭 변조에 의해 상기 전기 모터(16)를 제어하도록 지시하는 외부 정보를 수신할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 자동차의 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하기 위한 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어 수단은 전력 트랜지스터 또는 트라이액(triac)과 같은 적어도 하나의 전력 스위칭 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 자동차의 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하기 위한 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 제어 시스템 및 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 포함하는 브레이킹 시스템으로서, 브레이크(12) 각각은 전기 모터(16)에 의해 작동되는 주차 브레이크 액추에이터(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 적어도 2개의 서비스 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 시스템.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 따른 브레이킹 시스템을 포함하는 자동차로서, 상기 전기 주차 브레이크 시스템(S)은 4개의 브레이크 중 적어도 2 개에 작용하고, 상기 제어 시스템은 상기 전기 주차 브레이크의 정상적인 적용 동안 상기 전기 주차 브레이크 시스템(S)을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차.
  7. 제어 유닛(UC) 및 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법으로서,
    브레이크(12) 각각은 전기 모터(16)에 의해 작동되는 주차 브레이크 액추에이터(14)를 포함하며, 상기 방법은 적어도:
    - 상기 전기 주차 브레이크 시스템의 작동이 상기 전기 모터의 속도 변조를 필요로 하는 것으로 간주될 때, 펄스 폭 변조에 의해 상기 전기 모터를 제어하는 단계,
    - 상기 전기 모터를 최대 출력으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 유닛(UC) 및 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 디스크 브레이크의 브레이크 패드가 교체되는 경우, 상기 전기 모터(16)는 그들의 회전 속도가 정상 동작에서의 상기 주차 브레이크의 적어도 하나의 작동 단계의 일부 동안의 그들의 회전 속도보다 낮도록 펄스 폭 변조에 의해 브레이크 해제 방향으로 제어되는 것을 특징으로 하는 제어 유닛(UC) 및 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 자동차가 테스트 벤치 상에 장착된 경우, 상기 전기 모터(16)는 그들의 회전 속도가 지속적으로 변하고 브레이크 적용력이 지속적으로 변하도록 펄스 폭 변조에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 제어 유닛(UC) 및 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 자동차가 테스트 벤치상에 장착된 경우, 상기 전기 모터(16)는 그들의 회전 속도가 단계적으로 변화하여 한 단계에서 다른 단계로 점진적으로 전환되고, 브레이크 적용력이 지속적으로 단계적으로 변화하여 한 단계에서 다른 단계로 점진적으로 전환되도록 펄스 폭 변조에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 제어 유닛(UC) 및 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터(16)는 상기 전기 주차 브레이크 시스템의 정상 작동 단계가 제 1 속도의 제 1 부분 및 제 2 속도의 제 2 부분을 포함하도록 펄스 폭 변조에 의해 제어되고, 상기 제 2 부분은 브레이크 라이닝의 압축 단계에 대응하고, 상기 제 2 속도는 상기 제 1 속도보다 낮은 것을 특징으로 하는 제어 유닛(UC) 및 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 피스톤의 위치를 판정하는 단계 동안, 상기 전기 모터(16)는 그들의 회전 속도가 정상 동작에서의 상기 주차 브레이크의 적어도 하나의 작동 단계의 일부 동안의 그들의 회전 속도보다 낮도록 펄스 폭 변조에 의해 브레이크 해제 방향으로 제어되는 것을 특징으로 하는 제어 유닛(UC) 및 자동차의 휠(8)에 배치되는 적어도 2 개의 브레이크(12)를 포함하는 전기 주차 브레이크 시스템을 제어하는 방법.
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