KR20210051928A - 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템은 전동모터에 의해 작동하는 모터 액추에이터를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템에 있어서, 전동모터를 구동시키는 모터구동회로와, 전동모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류센서와, 전동모터에 입력되는 전압을 검출하는 전압센서 및 주차 작동시 전동모터의 전류 및 전압을 근거로 총 에너지 사용량을 판단하고, 판단된 총 에너지 사용량에 따라 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경할 필요가 있는지를 판단하고, 목표 전류의 변경이 필요한 것으로 판단되면, 전자식 주차 브레이크 시스템의 사용 기간과 작동 횟수 중 적어도 하나를 근거로 목표 전류를 변경시키고, 변경된 목표 전류에 따라 전동모터를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어방법{ELECTRONIC PARKING BRAKE SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
개시된 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자식 주차 브레이크의 작동 또는 해제를 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자식 주차 브레이크(Electric Parking Brake ; EPB) 시스템은 특히 모터로 구동되는 캘리퍼 타입인 MoC(Motor-On-Caliper)형 EPB 시스템은 전동 모터에 발생된 토크를 감속기를 통해 증대시켜 캘리퍼 내부의 기계적 구조장치에 의해 필요한 주차력인 클램핑 포스(Clamping Force)를 발생시킬 수 있다.
이러한 전자식 주차 브레이크 시스템은 전동 모터를 구동하여 피스톤을 가압하는 것에 의해 브레이크 패드로 차륜과 일체로 회전하는 브레이크 디스크를 가압함으로써 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 접촉면 간의 마찰력에 의해 클램핑 포스를 발생시킬 수 있다.
전자식 주차 브레이크 시스템은 주차 작동(Parking Apply)시 전동 모터를 구동시키고, 구동된 전동 모터의 전류를 검출하고, 검출된 모터 전류가 목표 전류에 도달하면, 요구되는 클램핑 포스를 충족한 것으로 판단하여 주차 작동 제어를 종료할 수 있다.
그러나 시스템의 사용 횟수가 증가함에 따라 내부 부품의 노화로 인해 제품 출시 초기보다 모터 전류가 목표 전류에 도달하는 시간이 증가할 수 있다. 이로 인해, 요구되는 클램핑 포스를 충족하는 데 상대적으로 시간이 많이 소요되거나 충분한 클램핑 포스가 형성되지 못할 수 있기 때문에 시스템의 제동 성능이 떨어질 수 있다.
공개특허공보 제10-2013-0021788호(2013.03.06.공개)
개시된 발명의 일 측면은 시스템의 부품 노화로 인해 제동 성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 전동모터에 의해 작동하는 모터 액추에이터를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템에 있어서, 상기 전동모터를 구동시키는 모터구동회로; 상기 전동모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류센서; 상기 전동모터에 입력되는 전압을 검출하는 전압센서; 및 주차 작동시 상기 전동모터의 전류 및 전압을 근거로 총 에너지 사용량을 판단하고, 상기 판단된 총 에너지 사용량에 따라 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경할 필요가 있는지를 판단하고, 상기 목표 전류의 변경이 필요한 것으로 판단되면, 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 사용 기간과 작동 횟수 중 적어도 하나를 근거로 상기 목표 전류를 변경시키고, 상기 변경된 목표 전류에 따라 상기 전동모터를 제어하는 제어부를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 제어부는 상기 판단된 총 에너지 사용량과 기준 사용량을 비교하여 상기 판단된 총 에너지 사용량이 상기 기준 사용량보다 높으면, 상기 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경할 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동횟수를 카운트하는 카운터를 포함하고, 상기 제어부는 상기 카운터를 통해 카운트 된 작동횟수로부터 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지 작동시킨 전체 작동횟수를 판단하고, 상기 판단된 전체 작동횟수를 근거로 상기 목표 전류를 변경시킬 수 있다.
상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 사용 시간을 카운트하는 타이머를 포함하고, 상기 제어부는 상기 타이머를 통해 카운트 된 사용 시간으로부터 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지 사용된 사용 기간을 판단하고, 상기 판단된 사용 기간을 근거로 상기 목표 전류를 변경시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 사용 기간이 길수록 혹은 작동 횟수가 많을수록 상기 주차 작동 모드의 목표 전류를 증가시킬 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면은 전동모터에 의해 작동하는 모터 액추에이터를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템에 있어서, 상기 전동모터를 구동시키는 모터구동회로; 상기 전동모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류센서; 상기 전동모터에 입력되는 전압을 검출하는 전압센서; 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동횟수를 카운트하는 카운터; 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 사용 시간을 카운트하는 타이머; 및 주차 작동시 상기 전동모터의 전류 및 전압을 근거로 총 에너지 사용량을 판단하고, 상기 판단된 총 에너지 사용량에 따라 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경할 필요가 있는지를 판단하고, 상기 목표 전류의 변경이 필요한 것으로 판단되면, 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지 작동시킨 전체 작동횟수와 사용 기간 중 적어도 하나를 근거로 상기 목표 전류를 증가시키고, 상기 증가된 목표 전류에 따라 상기 전동모터를 제어하는 제어부를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 측면은 전동모터에 의해 작동하는 모터 액추에이터를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서, 주차 작동시 상기 전동모터의 전류 및 전압을 검출하고, 상기 검출된 전류 및 전압을 근거로 총 에너지 사용량을 판단하고, 상기 판단된 총 에너지 사용량과 기준 사용량을 비교하고, 상기 비교결과 상기 판단된 총 에너지 사용량이 상기 기준 사용량보다 높으면, 상기 주차 작동 모드의 목표 전류의 변경이 필요한 것으로 판단하고, 상기 목표 전류의 변경이 필요한 것으로 판단되면, 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지 작동시킨 전체 작동횟수와 사용 기간 중 적어도 하나를 근거로 상기 목표 전류를 증가시키고, 상기 증가된 목표 전류에 따라 상기 전동모터를 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.
상기 목표 전류 증가는, 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 전체 작동횟수가 많을수록 혹은 상기 사용 기간이 길수록 상기 목표 전류를 증가시킬 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 시스템의 부품 노화로 인해 제동 성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 구성을 도시한다.
도 2는 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어블록을 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에서 주차 작동 모드를 도시한다.
도 4는 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에서 주차 작동 해제 모드를 도시한다.
도 5는 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에서 주차 작동시 모터 전류의 시간적인 변화를 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에서 사용 기간별 에너지 사용량을 도시한다.
도 7은 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에서 사용 기간별 에너지 사용량에 따라 주차 작동시의 목표 전류를 도시한다.
도 8은 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에”위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 전자식 주차 브레이크(10)는 차량의 휠과 함께 회전하는 브레이크 디스크(100)를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트(111,112)가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어(110)와, 캐리어(110)에 슬라이딩 가능하게 설치되고 제동유압에 의해 피스톤(121)이 진퇴 가능하게 설치되는 실린더(123)가 마련된 캘리퍼 하우징(120)과, 피스톤(121)을 가압하는 동력변환유닛(130)과, 모터(M)를 이용하여 동력변환유닛(130)에 회전력을 전달하는 모터 액추에이터(140)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 패드플레이트(111,112)는 피스톤(121)과 접하도록 배치된 내측 패드플레이트(111)와 캘리퍼 하우징(120)의 핑거부(122)와 접하도록 배치된 외측 패드플레이트(112)로 구별된다. 이러한 한 쌍의 패드플레이트(111,112)는 브레이크 디스크(100)의 양쪽 측면을 향하여 진퇴할 수 있도록 차체에 고정된 캐리어(110)에 설치된다. 또한, 브레이크 디스크(100)와 마주하는 각 패드플레이트(111,112)의 일면에는 브레이크 패드(113)가 부착된다.
캘리퍼 하우징(120)은 캐리어(110)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 보다 구체적으로, 캘리퍼 하우징(120)은 그 후방부에 동력변환유닛(130)이 설치되며 피스톤(121)이 진퇴 가능하도록 내장되는 실린더(123)와, 전방부에 외측 패드플레이트(112)를 작동시키도록 하측방향으로 굽어지게 성형된 핑거부(122)를 포함한다. 핑거부(122)와 실린더(123)는 일체로 형성된다.
피스톤(121)은 내부가 컵(cup) 형상으로 파인 원통형으로 마련되어 실린더 (123)내에서 슬라이딩 가능하도록 삽입된다. 이 피스톤(121)은 모터 액추에이터(140)의 회전력을 전달받은 동력변환유닛(130)의 축력에 의해 내측 패드플레이트(111)를 브레이크 디스크(100) 측으로 가압하게 된다. 이에 따라, 동력변환유닛(130)의 축력이 가해질 때 피스톤(121)이 내측 패드플레이트(111) 측으로 전진하여 내측 패드플레이트(111)를 가압하고, 반력에 의해 캘리퍼 하우징(120)이 피스톤(121)과 반대방향으로 동작하여 핑거부(122)가 외측 패드플레이트(112)를 브레이크 디스크(100) 측으로 가압함으로써 제동을 수행할 수 있다.
동력변환유닛(130)은 모터 액추에이터(140)로부터 회전력을 전달받아 피스톤(121)을 내측 패드플레이트(111) 측으로 가압하는 역할을 할 수 있다.
동력변환유닛(130)은 피스톤(121) 내에 배치되도록 설치되어 피스톤(121)과 접촉되는 너트부재(131)와, 이 너트부재(131)와 나사 결합되는 스핀들부재(135)를 포함할 수 있다.
너트부재(131)는 회전이 제한된 상태로 피스톤(121) 내에 배치되어 스핀들부재(135)와 나사 결합될 수 있다.
너트부재(131)는 피스톤(121)과 접하도록 마련된 헤드부(132)와, 이 헤드부(132)로부터 연장 형성되며 스핀들부재(135)와 나사 결합되도록 내주면에 암나사산이 형성된 결합부(133)로 이루어질 수 있다.
너트부재(131)는 스핀들부재(135)의 회전 방향에 따라 전진방향 또는 후진방향으로 이동하며 피스톤(121)을 가압 및 가압 해제하는 역할을 할 수 있다. 이때, 전진 방향은 너트부재(131)가 피스톤(121)에 접근하는 이동 방향일 수 있다. 후진방향은 너트부재(131)가 피스톤(121)으로부터 멀어지는 이동 방향일 수 있다. 이외에도 전진 방향은 피스톤(121)이 브레이크 패드(113)에 접근하는 이동 방향일 수 있다. 후진 방향은 피스톤(121)이 브레이크 패드(113)로부터 멀어지는 이동 방향일 수 있다.
스핀들부재(135)는 캘리퍼 하우징(120)의 후방부를 관통하여 모터 액추에이터(140)의 회전력을 전달받아 회전하는 축부(136)와, 이 축부(136)로부터 반경방향으로 연장 형성된 플랜지부(137)를 포함할 수 있다. 축부(131)는 일측이 실린더(123)의 후방측을 관통하여 회전 가능하게 설치되고, 그 타측이 피스톤(121) 내에 배치될 수 있다. 이때, 실린더(123)를 관통한 축부(131)의 일측은 감속기(142)의 출력축과 연결되어 모터 액추에이터(140)의 회전력을 전달받는다.
모터 액추에이터(140)는 전동모터(141)와 감속기(142)를 포함할 수 있다.
전동모터(141)는 스핀들부재(135)를 회전시켜 너트부재(131)를 진퇴 이동시킴으로써 피스톤(121)을 가압하거나 가압해제시킬 수 있다.
감속기(142)는 전동모터(141)의 출력측과 스핀들부재(135) 사이에 마련될 수 있다.
상기한 구성을 갖춤으로써 전자식 주차 브레이크(10)는 주차 작동모드시 모터 액추에이터(140)를 이용하여 스핀들부재(135)를 일방향 회전시킴으로써 너트부재(131)을 이동시켜 피스톤(121)을 가압할 수 있다. 너트부재(131)의 이동에 의해 가압된 피스톤(121)이 내측 패드플레이트(111)를 가압하여 브레이크 패드(113)를 브레이크 디스크(100)와 밀착시킴으로써 클램핑 포스를 발생시킬 수 있다.
또한, 전자식 주차 브레이크(10)는 주차 해제모드시 모터 액추에이터(140)를 이용하여 스핀들부재(135)를 반대방향으로 회전시킴으로써 피스톤(121)에 가압된 너트부재(131)가 후퇴 이동할 수 있다. 너트부재(131)의 후퇴 이동에 의해 피스톤(121)에 대한 가압이 해제될 수 있다. 피스톤(121)에 대한 가압이 해제되는 것에 의해 브레이크 패드(113)가 브레이크 디스크(100)로부터 이격됨으로써 발생된 클램핑 포스를 해제시킬 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어블록을 도시한다.
도 2를 참조하면, 전자식 주차 브레이크 시스템은 전자 주차 브레이크(10)의 작동과 관련된 전반적인 제어를 수행하는 제어부(200)를 포함할 수 있다.
제어부(200)의 입력측에는 전류센서(300)와 전압센서(310)가 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
제어부(200)의 출력측에는 모터구동회로(320)가 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
제어부(200)의 입출력측에는 카운터(330)와 타이머(340)가 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
전류센서(300)는 전동모터(141)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 예를 들면, 전류센서(300)는 션트 저항 또는 홀 센서를 이용하여 전동모터(141)에 흐르는 모터 전류를 검출할 수 있다. 전류센서(300)는 션트 저항 또는 홀 센서 이외에도 모터 전류를 검출할 수 있는 다양한 방식이 적용 가능하다. 전류센서(300)는 검출된 전류정보를 제어부(200)에 전송할 수 있다.
전압센서(310)는 시스템에 입력되는 전압 혹은 전동모터(141)에 인가되는 전압을 검출할 수 있다. 전압센서(310)는 검출된 전압정보를 제어부(200)에 전송할 수 있다.
모터구동회로(320)는 전동모터(141)를 정회전 또는 역회전시킬 수 있다. 예를 들면, 모터구동회로(320)는 전동모터(141)를 정역 회전시키도록 다수 개의 전력스위칭소자로 이루어진 에이치 브릿지(H-Bridge)회로를 포함할 수 있다. 모터구동회로(320)에 의해 전동모터(141)가 일방향 회전하는 주차 작동시 전동모터(141)의 일방향 회전은 감속기(142)를 거치면서 감속되어 큰 힘으로 스핀들부재(135)를 일방향으로 회전시킬 수 있다. 스핀들부재(135)가 일방향으로 회전하면, 너트부재(131)의 축방향 이동이 이루어질 수 있다. 너트부재(131)가 피스톤(121)을 가압하면, 2개의 브레이크 패드(113)가 브레이크 디스크(D)를 압박하여 바퀴가 제동될 수 있다. 주차 작동 해제는 주차 작동과 반대로 작동할 수 있다.
카운터(330)는 제어부(200)의 제어신호에 따라 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동횟수를 카운트할 수 있다. 카운터(330)는 주차 작동 모드와 주차 작동 해제 모드 등의 제어 모드의 개별적인 혹은 종합적인 작동횟수를 카운트할 수 있다. 카운터(330)는 제어 모드의 전동모터(141)의 작동횟수를 카운트할 수 있다.
타이머(340)는 제어부(200)의 제어신호에 따라 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동시간을 카운트할 수 있다. 타이머(340)는 주차 작동 모드와 주차 작동 해제 모드 등의 제어 모드의 개별적인 혹은 종합적인 작동시간을 카운트할 수 있다. 타이머(340)는 제어 모드의 전동모터(141)의 작동시간을 카운트할 수 있다.
제어부(200)는 ECU(Electronic Control Unit)로 명명될 수 있다.
제어부(200)는 프로세서(210)와 메모리(220)를 포함할 수 있다.
메모리(200)는 프로세서(210)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램과, 전자식 브레이크 시스템의 작동을 위한 각종 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(220)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 전자식 브레이크 시스템의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
상기한 구성을 가진 제어부(200)는 모터구동회로(320)를 통해 전동모터(141)를 정회전 또는 역회전시킬 수 있다.
제어부(200)는 운전자에 의해 조작되는 주차 스위치의 조작 신호 또는 전자식 주차 브레이크 작동과 관련된 프로그램에 의해 생성된 조작 신호에 따라 주차 작동 모드 또는 주차 해제 모드를 수행할 수 있다.
제어부(200)는 주차 작동 모드시 모터구동회로(320)를 통해 전동모터(141)를 일방향으로 회전시킴으로써 너트부재(131)를 전진 방향으로 이동시켜 피스톤(121)을 가압함으로써 브레이크 패드(113)를 브레이크 디스크(100)에 밀착시켜 주차 제동력을 발생시키는 주차 작동(Parking Apply)을 수행할 수 있다(도 3 참조).
제어부(200)는 주차 해제 모드시 모터구동회로(320)를 통해 전동모터(141)를 반대방향으로 회전시킴으로써 너트부재(131)를 후진 방향으로 이동시켜 피스톤(121)을 가압 해제시킴으로써 브레이크 디스크(100)에 밀착된 브레이크 패드(113)를 밀착 해제시켜 발생된 주차 제동력을 해제하는 주차 작동 해제(Parking Release)를 수행할 수 있다(도 4 참조).
제어부(200)는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지의 작동횟수와 작동시간 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.
제어부(200)는 카운터(330)를 통해 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지의 주차 작동 모드와 주차 작동 해제 모드 등의 제어 모드의 개별적인 혹은 종합적인 작동횟수를 카운트함으로써 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동횟수를 판단할 수 있다.
제어부(200)는 타이머(340)를 통해 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지의 주차 작동 모드와 주차 작동 해제 모드 등의 제어 모드의 개별적인 혹은 종합적인 작동시간을 카운트함으로써 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동시간을 판단할 수 있다.
제어부(200)는 주차 작동시 너트부재(131)를 주차 작동 대기 위치에서 주차 작동 위치까지 전진 이동시킨다. 제어부(200)는 전동모터(141)를 구동시켜 너트부재(131)를 전진방향으로 이동시키고, 전동모터(141)에 돌입전류가 흐르는 인러시 필터링(In-rush filtering) 구간을 지난 후 너트부재(131)가 전진방향으로 이동하는 동안 전류센서(300)를 통해 전동모터(141)에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류값이 목표전류(I_target)에 도달하면, 너트부재(131)가 주차 작동 위치에 도달한 것으로 판단하여 주차 작동 제어를 종료시킬 수 있다. 전진 이동된 너트부재(131)가 피스톤(121)에 맞닿아 피스톤(121)을 가압하면, 전동모터(141)에 흐르는 전류가 급격히 증가하는 데, 이러한 전류 변화를 이용하여 너트부재(131)가 주차 작동 위치에 도달한 것을 판단할 수 있다(도 5 참조).
제어부(200)는 주차 작동시 소비된 에너지 사용량을 판단할 수 있다. 제어부(200)는 모터 입력 에너지와 기어 효율을 근거로 총 에너지 사용량을 판단할 수 있다. 제어부(200)는 전동모터(141)의 전류 및 전압을 근거로 총 에너지 사용량을 판단할 수 있다.
제어부(200)는 주차 작동시 소비된 에너지 사용량을 누적한 총 에너지 사용량과 목표 전류 변경 판단을 위한 기준 사용량을 비교하여 총 에너지 사용량이 기준 사용량보다 높으면 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경할 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다.
제어부(200)는 비교결과 주차 작동시 소비된 총 에너지 사용량이 과다하여 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경할 필요가 있는 것으로 판단되면, 시스템을 제품 출시부터 현재까지 사용한 사용 기간 혹은/및 시스템을 제품 출시부터 현재까지 작동시킨 작동 횟수를 근거로 목표 전류를 변경시킬 수 있다.
제어부(200)는 시스템의 사용 기간과 작동 횟수 중 적어도 하나를 근거로 목표 전류를 변경시킬 수 있다.
시스템의 사용 기간이 증가하거나 작동 횟수 증가함에 따라 내부 부품이 노화되기 때문에 모터 전류가 목표 전류에 도달하는 데 소요되는 시간도 함께 증가할 수 있다. 이로 인해, 시스템의 초기 출시할 때의 주차 제동 성능에 비해 실제 주차 제동 성능이 저하될 수 있다. 이때, 전동모터(141)의 구동시간이 늘어나기 때문에 에너지 사용량도 함께 증가할 수 있다.
따라서, 제어부(200)는 총 에너지 사용량과 기준 사용량을 비교하여 총 에너지 사용량이 기준 사용량보다 높으면, 주차 작동 모드의 목표 전류를 증가할 필요가 있는 것으로 판단하고, 시스템의 사용 기간이 길수록 혹은 작동 횟수가 많을수록 주차 작동 모드의 목표 전류를 증가시킴으로써 주차 제동 성능을 보상할 수 있다.
예를 들면, 시스템의 사용 기간이 초기일 경우, 기어 등의 내부 부품이 노화되지 않아 주차 작동시 모터 전류가 초기 설정된 목표 전류에 정상 시간 범위 내에 도달할 수 있다. 이와 같이, 시스템의 사용 기간이 초기일 경우엔 전동모터(141)의 구동시간이 늘어나지 않기 때문에 주차 작동시 총 에너지 사용량은 제품 출시할 때의 기준 사용량을 유지할 수 있다.
하지만, 시스템의 사용 기간이 초기에서 중기로 늘어날 경우, 내부 부품이 노화가 진행되어 주차 작동시 모터 전류가 초기 설정된 목표 전류에 도달하는 데 보다 많은 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 모터 전류가 목표 전류에 도달하지 못할 수 있다. 이로 인해, 적시에 충분한 클램핑 포스를 제공할 수 없어 주차 제동 성능이 저하될 수 있다. 시스템의 사용 기간이 중기에서 말기로 늘어날 경우에는 더욱 그러하다.
도 6은 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에서 사용 기간별 에너지 사용량을 도시한다.
도 6을 참조하면, 시스템의 사용 기간이 길거나 작동 횟수가 많을수록 부품의 노화가 더욱 진행되기 때문에 주차 작동시 전동모터(141)의 구동시간은 초기보다는 중기가, 중기보다는 말기일 때 총 에너지 사용량도 함께 늘어날 수 있다.
즉, 시스템의 사용 기간이 초기일 때 총 에너지 사용량보다 중기일 때 총 에너지 사용량이 높을 수 있다. 또한, 시스템의 사용 기간이 말기일 때 총 에너지 사용량이 중기일 때 총 에너지 사용량보다 높을 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에서 사용 기간별 총 에너지 사용량에 따른 주차 작동시의 목표 전류를 도시한다.
도 7을 참조하면, 세로축은 모터 전류(I)를 나타내고, 가로축은 시간(t)을 나타낸다.
부품의 노화에 관계없이 동일한 클램핑 포스를 발생시키기 위해서는 부품의 노화가 적은 초기보다 부품의 노화가 큰 말기일 때 목표 전류를 높일 필요가 있다.
목표 전류를 변경시킬 필요가 있는 것으로 판단되면, 초기일 경우에는 목표 전류를 I_target_초기로 변경하고, 중기일 경우에는 I_target_초기보다 높은 전류값을 갖는 I_target_중기로 변경하며, 말기일 경우에는 I_target_중기보다 높은 전류값을 갖는 I_target_말기로 변경할 수 있다.
이와 같이, 목표 전류를 적절히 증가시킴으로써 부품의 노화로 인해 주차 제동 성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있어 동일한 주차 제동 성능을 제공할 수 있다.
도 8은 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법을 도시한다.
도 8을 참조하면, 제어부(200)는 제어 모드가 주차 작동 모드인지를 판단한다(400).
제어 모드가 주차 작동 모드이면, 제어부(200)는 모터구동회로(320)를 통해 전동모터(141)를 구동시킬 수 있다(402). 전동모터(141)가 회전을 시작하면, 인러시 필터링(In-rush filtering) 구간에서 전기모터(141)에 돌입전류가 흐르고, 돌입전류가 흐르고 나서 전동모터(141)의 회전에 의해 브레이크 패드(113)가 브레이크 디스크(100)에 접촉할 때까지는 전동모터(141)에 부하가 작용하지 않는 무부하 상태가 형성된다. 이때, 전동모터(141)에는 0 이상의 일정한 전류값을 가진 전류가 소정시간동안 흐를 수 있다.
브레이크 패드(113)가 브레이크 디스크(100)에 접촉하기 시작하면, 전동모터(141)에 작용하는 부하가 점차 증가하기 때문에 전동모터(141)에 흐르는 전류도 부하의 크기에 비례하여 증가할 수 있다.
제어부(200)는 이러한 상태에서 전류센서(300)를 통해 전동모터(141)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다(404).
또한, 제어부(200)는 전압센서(310)를 통해 전동모터(141)에 입력되는 전압을 검출할 수 있다(406).
제어부(200)는 검출된 모터 전류와 검출된 모터 전압을 근거로 주차 작동시 소비된 에너지 사용량을 누적한 총 에너지 사용량을 판단할 수 있다(408).
제어부(200)는 판단된 총 에너지 사용량과 기준 사용량을 비교하여 판단된 총 에너지 사용량이 기준 사용량을 초과하는지를 판단할 수 있다(410).
만약, 작동모드 410의 판단결과 판단된 총 에너지 사용량이 기준 사용량을 초과하지 않으면, 제어부(200)는 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경시킬 필요가 없는 것으로 판단하고, 주차 작동 모드의 목표 전류를 현재의 목표 전류로 유지시킬 수 있다(412).
한편, 작동모드 410의 판단결과 판단된 총 에너지 사용량이 기준 사용량을 초과하면, 제어부(200)는 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경시킬 필요가 있는 것으로 판단하고, 시스템의 사용 기간 또는 작동 횟수를 판단할 수 있다(414). 이때, 시스템의 제품 출시부터 현재까지 사용한 사용 기간 혹은/및 시스템을 제품 출시부터 현재까지 작동시킨 작동 횟수를 판단할 수 있다.
제어부(200)는 판단된 시스템의 사용 기간 또는 작동 횟수를 근거로 하여 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경시킬 수 있다(416). 제어부(200)는 시스템의 사용 기간이 길수록 혹은 작동 횟수가 많을수록 주차 작동 모드의 목표 전류를 증가시킴으로써 내부 부품이 노화되더라도 주차 제동 성능을 보상할 수 있다.
제어부(200)는 유지되거나 변경되는 등 설정된 목표 전류에 따라 전동모터(141)를 제어할 수 있다(418). 이때, 제어부(200)는 검출된 모터 전류가 설정된 목표 전류에 도달하면, 전동모터(141)를 정지시킴으로써 주차 작동 제어를 종료시킬 수 있다.
100 : 브레이크 디스크 113 : 브레이크 패드
131 : 너트부재 135 : 스핀들부재
141 : 전동모터 142 : 감속기
200 : 제어부 210 : 프로세서
220 : 메모리 300 : 전류센서
320 : 모터구동회로 330 : 카운터
340 : 타이머

Claims (8)

  1. 전동모터에 의해 작동하는 모터 액추에이터를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 전동모터를 구동시키는 모터구동회로;
    상기 전동모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류센서;
    상기 전동모터에 입력되는 전압을 검출하는 전압센서; 및
    주차 작동시 상기 전동모터의 전류 및 전압을 근거로 총 에너지 사용량을 판단하고, 상기 판단된 총 에너지 사용량에 따라 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경할 필요가 있는지를 판단하고, 상기 목표 전류의 변경이 필요한 것으로 판단되면, 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 사용 기간과 작동 횟수 중 적어도 하나를 근거로 상기 목표 전류를 변경시키고, 상기 변경된 목표 전류에 따라 상기 전동모터를 제어하는 제어부를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 판단된 총 에너지 사용량과 기준 사용량을 비교하여 상기 판단된 총 에너지 사용량이 상기 기준 사용량보다 높으면, 상기 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경할 필요가 있는 것으로 판단하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동횟수를 카운트하는 카운터를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 카운터를 통해 카운트 된 작동횟수로부터 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지 작동시킨 전체 작동횟수를 판단하고, 상기 판단된 전체 작동횟수를 근거로 상기 목표 전류를 변경시키는 전자식 주차 브레이크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 사용 시간을 카운트하는 타이머를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 타이머를 통해 카운트 된 사용 시간으로부터 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지 사용된 사용 기간을 판단하고, 상기 판단된 사용 기간을 근거로 상기 목표 전류를 변경시키는 전자식 주차 브레이크 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 사용 기간이 길수록 혹은 작동 횟수가 많을수록 상기 주차 작동 모드의 목표 전류를 증가시키는 전자식 주차 브레이크 시스템.
  6. 전동모터에 의해 작동하는 모터 액추에이터를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템에 있어서,
    상기 전동모터를 구동시키는 모터구동회로;
    상기 전동모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류센서;
    상기 전동모터에 입력되는 전압을 검출하는 전압센서;
    상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 작동횟수를 카운트하는 카운터;
    상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 사용 시간을 카운트하는 타이머; 및
    주차 작동시 상기 전동모터의 전류 및 전압을 근거로 총 에너지 사용량을 판단하고, 상기 판단된 총 에너지 사용량에 따라 주차 작동 모드의 목표 전류를 변경할 필요가 있는지를 판단하고, 상기 목표 전류의 변경이 필요한 것으로 판단되면, 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지 작동시킨 전체 작동횟수와 사용 기간 중 적어도 하나를 근거로 상기 목표 전류를 증가시키고, 상기 증가된 목표 전류에 따라 상기 전동모터를 제어하는 제어부를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템.
  7. 전동모터에 의해 작동하는 모터 액추에이터를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법에 있어서,
    주차 작동시 상기 전동모터의 전류 및 전압을 검출하고,
    상기 검출된 전류 및 전압을 근거로 총 에너지 사용량을 판단하고, 상기 판단된 총 에너지 사용량과 기준 사용량을 비교하고,
    상기 비교결과 상기 판단된 총 에너지 사용량이 상기 기준 사용량보다 높으면, 상기 주차 작동 모드의 목표 전류의 변경이 필요한 것으로 판단하고,
    상기 목표 전류의 변경이 필요한 것으로 판단되면, 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 제품 출시부터 현재까지 작동시킨 전체 작동횟수와 사용 기간 중 적어도 하나를 근거로 상기 목표 전류를 증가시키고,
    상기 증가된 목표 전류에 따라 상기 전동모터를 제어하는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 목표 전류 증가는, 상기 전자식 주차 브레이크 시스템의 전체 작동횟수가 많을수록 혹은 상기 사용 기간이 길수록 상기 목표 전류를 증가시키는 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어방법.
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