KR20210115263A - 전자식 브레이크 페달 및 그 제어 방법 - Google Patents

전자식 브레이크 페달 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

전자식 브레이크 페달 및 그 제어 방법이 제공된다. 전자식 브레이크 페달은 차량의 내부에 설치되는 페달; 상기 브레이크 페달의 이동에 연동하여 선형이동축 따라 이동하며 내부에 수용공간을 포함하는 중공형 너트부재; 적어도 일부가 상기 너트부재의 수용공간 내부에 삽입되는 스크류축으로서, 상기 너트부재의 이동에 따라 상기 스크류축이 회전하거나 또는 상기 스크류축의 회전에 따라 상기 너트부재가 이동하도록 상기 너트부재에 연결되는 스크류축; 상기 스크류축을 회전시키도록 구성된 구동부; 및 상기 구동부의 모터상태신호를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전자식 브레이크 페달 및 그 제어 방법{Electronic Brake Pedal and Control Method for the Same}
본 발명은 전자식 브레이크 페달 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 전자식 브레이크장치(electric brake device)는 운전자의 페달압력이 센서를 통해 감지된 후 유압식 모듈레이터를 이용하여 각 휠의 제동압력을 조절한다.
종래의 전자식 브레이크장치는 운전자가 원하는 제동압력을 알 수 있도록 페달의 행정거리(pedal stroke)를 감지하는 센서와, 운전자가 일반 유압식 브레이크장치의 경우와 유사한 페달압력을 느낄 수 있도록 하는 페달 시뮬레이터(pedal simulator)를 구비한다.
종래의 정상 운전 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 페달 시뮬레이터의 내 압력 변동이 발생하며, 발생된 압력 변동 페달로 전달되어 운전자에게 반력감을 제공한다.
제어부는 페달 스트로크 센서와 압력센서 등을 통해 입수된 운전자의 요구 제동력을 판단하여 별도의 휠 브레이크 메커니즘을 구동하여 휠 브레이크에 제동력을 발생시킨다.
한편, 운전자의 주행 편의성을 제공하기 위하여 스마트 크루즈 컨트롤과 같은 차량 주행 보조 기술 및 보다 나아가 자율 주행 기술의 개발이 지속되고 있다.
자율주행 시스템의 작동 하에, 운전자는 수동 모드 주행 및 자율 주행 모드 주행을 선택할 수 있으며, 자율 주행 모드에서 운전자는 차량의 운전에서 배제될 수 있다. 이 경우, 운전석 내 엑셀 또는 브레이크 페달과 같은 미사용 돌출 구조물을 수납 위치로 후퇴시켜, 운전석의 공간 효율성을 극대화하려는 시도가 이루어지고 있다.
관련하여, 도 1은 브레이크 페달이 정상 위치(S1) 및 수납 위치(S2)에 있는 상태를 예시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 수동 주행 모드에서는 브레이크 페달(10)은 정상 위치(S1)에 위치되며 운전자의 조작에 의해 정상 위치(S1)와 수납 위치(S2) 사이에서 이동하여 운전자의 제동 의지가 입력된다.
또한, 예를 들어, 자율 주행 모드에서, 브레이크 페달은 수납 위치(S2)로 이동하여 운전자가 운전석 내에서 자유롭게 움직일 수 있는 공간을 추가적으로 제공한다.
수동 주행 모드에서 운전자에 의해 페달에 가해진 답력은 연결샤프트(26)를 통해 페달 시뮬레이터(미도시)의 샤프트(12)로 전달된다. 예시적으로 페달 시뮬레이터의 위치 센서는 샤프트(12)의 스트로크를 독출함으로써 페달이 회전한 정도를 측정할 수 있다. 아울러, 종래의 페달 시뮬레이터는 샤프트(12)를 통해 운전자에게 브레이크 페달에 대한 답력감을 제공한다.
이에, 자율 주행 모드 및 수동 주행 모드에서 위의 기능을 모두 달성하기 위해서는 페달 시뮬레이터 및 페달을 후퇴시키기 위한 별도의 액츄에이터 모두가 필요하다.
그러나, 이와 같이 브레이크 시스템에, 페달 시뮬레이터와 페달 후퇴용 액츄에이터를 모두 추가하는 것은 제품 단가 상승의 요인이 될 뿐 만 아니라, 장착 공간 확보를 위해 설계 복잡성이 증가되는 문제가 있다.
아울러 종래의 페달 시뮬레이터는 초기 설계 및 세팅된 반력감을 제공하며 운전자의 취향 또는 차량의 종류 및 사용환경에 맞게 페달감을 조절하지 못하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 제품 단가 상승 요인을 억제하면서 자율 주행 시 증대된 운전석 공간을 제공하는 것에 주된 목적이 있다.
본 발명의 실시예들은 운전자의 취향 또는 차량의 종류 및 사용환경에 따라 페달감을 조절할 수 있는 브레이크 장치를 제공하는 것에 다른 주된 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전자식 브레이크 페달은 차량의 내부에 설치되는 페달; 상기 브레이크 페달의 이동에 연동하여 선형이동축 따라 이동하며 내부에 수용공간을 포함하는 중공형 너트부재; 적어도 일부가 상기 너트부재의 수용공간 내부에 삽입되는 스크류축으로서, 상기 너트부재의 이동에 따라 상기 스크류축이 회전하거나 또는 상기 스크류축의 회전에 따라 상기 너트부재가 이동하도록 상기 너트부재에 연결되는 스크류축; 상기 스크류축을 회전시키도록 구성된 구동부; 및 상기 구동부의 모터상태신호를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 브레이크 페달 제어 방법은 상기 전자식 브레이크 페달을 이용하고, 주행 모드를 확인한 단계; 자율 주행 모드일 때 페달을 수납 상태로 이동시키거나 수동 상태로 유지하는 단계; 수동 주행 모드일 때 페달을 전상 위치로 이동시키거나 정상 위치를 유지시키는 단계; 페달의 현재 위치를 감지하는 단계; 페달의 현재 위치에 상응하는 답력을 산출하는 단계; 및 산출된 답력에 상응하는 토크를 발생시키도록 구동부를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 브레이크 페달이 정상 위치(S1) 및 수납 위치(S2)에 있는 상태를 예시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 페달을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 수동 주행 모드에서 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크에서 발생되는 답력 프로파일을 예시하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크를 모식적으로 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일하거나 유사한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 페달을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 페달은 페달(10), 페달(10)에 연동되는 중공형 너트부재(28), 너트부재(28)에 연결되는 스크류축(27), 스크류축(27)을 회전시키는 구동부(22) 및 구동부(22)를 제어하는 제어부(20)를 포함한다.
페달(10)은 적어도 일단이 힌지를 중심으로 회전가능하도록 차량에 결합된다. 페달(10)은 운전자의 조작에 의해 회전될 수 있다.
중공형 너트부재(28)는 브레이크 페달(10)의 이동에 연동하여 이동하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 중공형 너트부재(28)의 일단이 연결샤프트(26)의 일단에 고정되고, 연결샤프트(26)의 타단이 페달(10)에 힌지 결합되고, 이로써, 중공형 너트부재(28)는 페달(10)에 대해 회전가능하게 연결된다.
중공형 너트부재(28)는 내부에 수용공간을 포함하며 수용공간은 중공형 너트부재(28)의 타단을 통해 개방된다.
스크류축(27)은 그 일단의 적어도 일부가 중공형 너트부재(28)의 타단을 통해 중공형 너트부재(28)의 수용공간 내부로 삽입되도록 구성된다.
스크류축(27)은 외부에 나사산이 형성된다. 너트부재(28)의 이동에 따라 스크류축(27)이 회전하거나 스크류축(27)이 회전함에 따라 너트부재(28)가 이동하도록 스크류축(27)과 너트부재(28)는 연결된다.
스크류축(27)과 너트부재(28)의 이와 같은 연결 방식은 소위 비-자체 잠금 방식(non-self-locking mechanism)으로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 비-자체 잠금 방식은 스크류축(27)이 구동체로서 회전할 때 너트부재(28)는 그 종축을 따른 회전운동이 구속되기 때문에 종동체로써 스크류축(27)을 따라 전진 또는 후진하고, 한편, 너트부재가 구동체로서 스크류축(27)을 따라 직선방향으로 이동할 때, 스크류축(27)의 나사산을 통해 스크류축(27)에 토크가 전달되어 스크류축(27)이 종동체로서 회전하게 되는 메커니즘을 의미한다.
이와 같은 비-자체 잠금 방식 또는 메커니즘은 예를 들어, 스크류축(27)의 나사산과 너트부재(28)의 나사산의 리드각이 매우 크거나 볼스크류를 사용하여 작동 마찰력이 매우 작을 경우 달성될 수 있다. 반대로, 일반적인 리드스크류 결합은 자체 잠금 방식(self-locking mechanism) 방식으로 이루어지며 이 경우 너트가 구동체로 직선 방향을 힘을 가해도 스크류는 회전되지 않는 점에서 차이가 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 너트부재(28)는 수용공간이 있는 내벽에 형성된 암나사산을 포함할 수 있다. 그러나, 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 너트부재(28)는 앞서 설명한 바와 같은 비-자체 잠금 방식을 구현하기 위한 다양한 요소 부품을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 일종의 유성기어 구조를 형성하는 다수의 나사 부품을 포할 수도 있다.
운전자가 페달(10)을 밟아 페달(10)을 회전시킬 때, 너트부재(28)는 페달(10)의 회전에 연동하여 선형이동축, 즉, 스크류축(27)을 따라 이동하고, 스크류축(27)은 너트부재(28)가 이동하는 만큼 너트부재(28)의 수용공간에 삽입되면서 동시에 회전할 것이다.
구동부(22)는 예를 들어, 모터일 수 있다. 또한, 구동부(22)는 일반 DC 모터 또는 BLDC 모터로 이루어질 수 있다. 다만, 구동부(22)가 DC 모터인 경우 별도의 회전각 센서가 내장될 필요가 있다.
알려진 바와 같이, BLDC 모터는 모터의 회전 제어를 위해 회전각 센서가 내장되어 있다. 별도의 회전각 센서 또는 모터에 내장된 회전각 센서에서 센싱된 구동부(22)의 스핀들축의 회전각에 관한 정보는 모터상태신호(MSS)로서 제어부(20)에 전달된다.
스크류축(27)은 구동부(22)의 스핀들축에 동축으로 결합되거나 또는 스핀들축에 일체로 형성될 수 있다.
구동부(22)는 정방향 또는 역방향으로 스크류축(27)을 회전시킬 수 있다. 또는 너트부재(28)를 통해 가해지는 반력으로 인해 스크류축(27)이 회전되지 않는 상태에서, 스크류축(27)에 정방향 또는 역방향으로 토크를 가할 수 있다.
제어부(20)는 모터상태신호(MSS)를 기초로 스크류축(27)이 회전된 정도를 판단한다. 또한, 제어부(20)는 스크류축(27)이 회전된 정도를 기초로 페달(10)의 현재 위치를 판단할 수 있다.
제어부(20)는, 운전자가 자율 주행 모드를 선택한 경우, 구동부(22)의 스크류축(27)을 회전시켜 너트부재(28)를 페달(10)의 반대방향(도 2의 왼쪽 방향)으로 선형이동시킨다. 이에 연동하여 페달(10)은 수납 위치로 회전된다.
제어부(20)는, 운전자가 수동 주행 모드를 선택한 경우, 페달(10)의 현재 위치를 기초로 구동부(22)를 통해 스크류축(27)에 가해지는 회전 토크를 조절한다.
이 때의 회전 토크는 일반적인 종래의 유압식 브레이크 페달(10)을 운전자가 밟았을 때 밟은 정도에 상응하는 답력을 최대한 모사하도록 설정될 수 있다.
즉, 운전자가 페달(10)을 밟아 구동부(22)의 스크류축(27)이 회전하면 제어부(20)는 모터상태신호(MSS)를 통해 이 회전을 감지하여 운전자의 제동의지를 판별한다. 운전자의 제동의지를 판별한 경우, 제어부(20)는 페달(10)의 현재위치에 상응하는 답력을 발생시키도록 구동부(22)에 모터제어신호(MCS)(전압 및 전류 성분 그 자체 또는 그 제어 신호)를 인가한다. 이로써, 구동부(22)는 운전자의 발에 반력감을 제공하는 방향으로 스크류축(27)에 토크를 가한다.
도 3은 수동 주행 모드에서 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크에서 발생되는 답력 프로파일을 예시하는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 종래의 브레이크 답력 프로파일은 도시된 바와 같이 가압시(페달(10) 스트로크 전진시)와 감압시(페달(10) 스트로크 후진시)의 답력 프로파일에 미세한 차이가 있는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 따른 전자식 브레이크 장치는 이러한 차이를 감안하여 가압시와 감압시 답력 프로파일에 차이가 발생하도록 답력을 생성한다. 이와 같은 차이가 없는 경우, 브레이크가 댐핑되는 느낌이 너무 작고 스프링 느낌만 존재하여 운전자는 종래의 브레이크 답력감에 대한 이질감을 느낄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(20)는 상기와 같은 답력차이를 발생시키기 위해, 구동부(22)가 작동하는 회전속도(RPM)에 제한(limit)을 설정하거나 그 제한을 가변할 수 있다. 예를 들어, 구동부(22)가 운전자에게 반력을 주는 방향으로 전류제어 되더라도 페달(10)의 현재위치 및 샤프트축의 회전속도 제어를 통해 샤프트축이 회전하는 속도를 조절하는 방식으로 제어부(20)가 구동부(22)를 제어하면 실제로 운전자에게 전달되는 페달(10) 답력은 가압시에는 더 무겁게, 감압시에는 더 가볍게 전달될 수 있다.
한편, 가압시에는 구동부(22)에 인가되는 전류와 그로 인한 토크보다 더 큰 힘이 운전자를 통해 가해지고, 이로써 구동부(22)가 강제로 회전되기 때문에 답력의 증가가 이루어지지 않을 수는 있다. 그러나, 감압시에는 전술한 바와 같은 효과가 발생할 수 있어, 적어도 가압시와 감압시의 페달(10)스트로크에 따른 답력 차이가 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자율 주행 모드에서 구동부(22)를 이용해 페달(10)이 수납 위치로 이동될 수 있으면서도, 수동 주행 모드에서 페달(10)시뮬레이터의 기능이 충분히 모사될 수 있다.
즉, 하나의 구동부(22)를 이용해, 종래의 페달(10) 수납 기능에 필요한 엑츄에이터 및 페달(10)시뮬레이터를 통합시킬 수 있어 제품 원가 경쟁력이 증가됨은 물론 공간 확보를 통한 설계 난이도를 극감시킬 수 있다.
나아가, 운전자가 느끼는 페달(10)감을 운전자의 취향 또는 차량의 종류 및 사용환경에 따라 페달(10)감을 조절할 수 있고, 이러한 조절이 단순히 제어부(20)의 세팅에 따라 이루어질 수 있다.
본 명세서에서 설명된 제어부(20)는 통상의 차량의 제동 장치의 기능을 총괄하는 ECU에 통합되어 그 기능 모듈의 일부로 이해될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 제어부(20)는 주행 모드를 확인하는 단계(S40)가 수행된다.
제어부(20)는 실시간으로 또는 소정의 틱타임을 두고 주행 모드를 확인한다. 운전자가 주행 모드를 선택 또는 변경하는 인터럽트가 발생될 때, 제어부(20)는 그 선택 또는 변경을 확인하여 주행 모드를 확인한다.
이어, 제어부(20)는 확인된 주행 모드가 자율 주행 모드인지 아닌지, 즉, 수동 주행 모드 인지 여부를 판단한다(S41).
만일, 단계(S41)에서, 자율 주행 모드라고 판단될 때, 제어부(20)는 페달(10)을 수납 상태로 이동시킨다(S42). 페달(10)의 이동은 전술한 바와 같이, 구동부(22)에 페달(10)을 수납시키도록 모터제어신호(MCS)를 전달함으로써 이루어질 것이다.
만일, 단계(S41)에서, 수동 주행 모드라고 판단될 때, 제어부(20)는 페달(10)을 정상위치(수동 제동 상태)로 배치시킨다(S43). 즉, 제어부(20)는 구동부(22)가 페달(10)시뮬레이터를 모사하도록 구동부(22)를 제어한다.
이후, 제어부(20)는 페달(10)의 현재 위치를 감지한다(S44). 페달(10)의 현재 위치는 앞서 설명한 바와 같이, 제어부(20)가 모터상태신호(MSS)를 기초로 스크류축(27)의 회전의 정도를 판별함으로써 판단할 수 있다.
이후, 제어부(20)는 페달(10)의 현재 위치에 상응하는 답력을 산출한다(S45).
페달(10)의 현재 위치에 상응하는 답력은 사전에 결정된 룩업 테이블을 참조하는 방식 또는 사전에 결정된 다차 곡선 계산식을 이용하여 산출될 수 있다.
이후, 제어부(20)는 산출된 답력에 상응하는 토크를 계산하여 구동부(22)를 제어한다(S46).
이후, 제어부(20)는 페달(10)의 현재 위치를 지속적으로 모니터링 함으로써, 페달(10)의 현재 위치에 상응하여 운전자의 제동의지를 지속적으로 판단한다(S47).
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크를 모식적으로 나타낸 블록도이다.
도 5의 실시예에서, 앞서 도 2을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대해 동일한 식별부호가 사용된다. 이하에서, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예와 차별적인 기술 구성을 중심으로 설명되며 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 중복 설명되지 않는다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 브레이크는 외부 회전각센서 및 보조모사장치(54) 중 하나 이상을 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 외부 회전각센서는 구동부(22)의 스핀들 외측에 설치되면 스핀들이 회전하는 각도를 센싱한다.
외부 회전각센서는 예를 들어, 스핀들의 일단에 배치된 자력이 스핀들의 회전에 따라 변하는 자력변동을 읽어 들이는 홀센서로 구성될 수 있다. 또한, 외부 회전각센서는 광원 및 광센서를 이용해 광학식으로 스핀들의 회전각도를 검출하도록 구성될 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 구동부(22)는 일반 DC모터 또는 BLDC 모터일 수 있다. 구동부(22)가 일반 DC모터인 경우, 외부 회전각 센서(52)는 스핀들의 회전각도를 읽어 들여 이를 제어부(20)에 추가상태신호(MSS2)로서 전달할 것이다. 또한, 제어부(20)는 구동부(22)에서 발생되는 역기전력에 따라 발생되는 전류 또는 전압 변동을 모터상태신호(MSS)로서 수신할 수 있다.
제어부(20)는 이 모터상태신호(MSS) 및 추가상태신호(MSS2)를 기초로 스크류축(27)의 회전각도를 보다 정밀하게 확인할 수 있다.
또한, 구동부(22)가 BLDC 모터인 경우, 외부 회전각 센서(52)에 의해 센싱된 추가상태신호(MSS2)는 보조적인 검증 목적으로 활용될 수 있다.
즉, 제어부(20)는 모터상태신호(MSS)를 이용해 판별한 스크류축(27)의 회전각도 및 추가상태신호(MSS2)를 이용해 판별한 스크류축(27)의 회전각도 모두를 교차 검증함으로써, 스크류축(27)의 회전각도로 더욱 정밀히 판별할 수 있다.
보조모사장치(54)는 페달(10)과 너트부재(28) 사이에 설치된다. 보조모사장치(54)는 페달(10)을 통해 너트부재(28)로 전달되는 힘의 경로 상에 배치되어 페달(10)을 통해 너트부재(28)로 전달되는 힘을 완충하도록 구성된다.
본 실시예에서, 보조모사장치(54)는 실린더(55), 스프링(56), 댐퍼(58) 및 피스톤(57) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
실린더(55)는 내부에 빈 중공형 부재로서 그 일단이 페달(10)에 힌지결합되는 연결샤프트에 결합되고 그 타단은 개방되어 있다.
실린더(55)의 내부에는 탄성 부재, 예를 들어, 코일스프링(56)이 배치된다.
피스톤(57)은 실린더(55) 내부에 삽입되며 실린더(55)의 타단을 통해 탈출되지 않는 크기를 갖는 헤드부를 포함한다.
피스톤(57)의 로드는 너트부재(28)의 일단에 결합된다
피스톤(57)의 헤드는 실린더(55) 내부의 스프링(56)에 의해 탄성 복원력을 제공받을 수 있다.
댐퍼(58)는 실린더(55)의 일단 내측벽에 고정되며 피스톤(57)이 완전 후퇴 시 피스톤(57)에 이격될 수 있는 길이로 돌출된다.
운전자가 페달(10)을 밟을 때, 일차적으로 실린더(55)가 너트부재(28)를 향해 전진(도 5의 왼쪽 방향)할 것이며 스프링(56)은 피스톤(57)에 밀려 압축될 것이다.
이어, 피스톤(57)은 댐퍼(58)에 접촉하여 댐퍼(58)는 스프링(56) 보다 강한 반발력을 피스톤(57)에 전달할 것이다. 이어, 피스톤(57)을 통해 전달된 힘은 너트부재(28)에 전달되어 너트부재(28)는 스크류축을 따라 이동할 것이다.
즉, 보조모사장치(54)는 페달(10)로부터 너트부재(28) 및 스크류축에 전달되는 힘의 변동을 완충하는 역할을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 브레이크 장치에서, 제어부(20)는 스크류축(27)의 회전의 정도를 판별하여 이에 페달(10)의 현재위치(또는 스트로크)에 상응하는 답력을 구동부(22)를 통해 제공할 것이다.
그러나, 센서의 전달 지연시간, 제어부(20)의 계산 지연 시간, 구동부(22)의 반응 시간 등으로 인해, 운전자가 페달(10)을 조절할 때, 특히, 다소 급격하게 조절할 때, 운전자가 느끼는 페달(10)감에 일종의 초기 저항감이 발생될 수 있다. 즉, 구동부(22)의 모터가 멈춰 있는 경우, 모터의 관성력에 의해, 운전자가 이를 강제로 회전시킴에 필요한 저항감이 발생될 수 있고 이는 운전자에게 이질적인 페달(10)감으로 나타날 수 있다.
이에 대한 하나의 대안으로서, 스크류축(27)에 보조모사장치(54)를 추가함으로써, 이러한 초기 저항감을 완충할 수 있다.
아울러, 도시되지 않았으나 보조모사장치(54)는 일종의 압력센서를 포함할 수 이고, 압력센서의 입력에 따라 제어부(20)는 운전자의 제동 의지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 운전자가 페달(10)을 회전시키는 초기에 제어부(20)는 구동부(22)의 회전에 필요한 관성력 정도의 토크를 제동 방향으로 사전에 인가할 수 있고, 그 인가에 따르는 지연시간 정도 동안 보조모사장치(54)가 운전자에게 적절한 페달(10)감을 제공할 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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 차량의 내부에 설치되는 페달;
    상기 페달의 이동에 연동하여 선형이동축 따라 이동하며 내부에 수용공간을 포함하는 중공형 너트부재;
    적어도 일부가 상기 너트부재의 수용공간 내부에 삽입되는 스크류축으로서, 상기 너트부재의 이동에 따라 상기 스크류축이 회전하거나 또는 상기 스크류축의 회전에 따라 상기 너트부재가 이동하도록 상기 너트부재에 연결되는 스크류축;
    상기 스크류축을 회전시키도록 구성된 구동부; 및
    상기 구동부의 모터상태신호를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 전자식 브레이크 페달.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 자율주행모드 신호가 인가될 때 상기 구동부를 이용해 상기 스크류축을 회전시켜 상기 브레이크 페달을 수납 상태로 이동시키는 전자식 브레이크 페달.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모터상태신호를 기초로 상기 스크류축이 회전된 정도를 판단하며 상기 스크류축이 회전된 정도를 기초로 상기 브레이크 페달의 현재 위치를 판단하는 전자식 브레이크 페달.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 페달의 현재 위치를 기초로 상기 구동부를 통해 상기 스크류축에 가해지는 회전 토크를 조절하는 전자식 브레이크 페달.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 페달의 현재 위치에 상응하는 상기 페달의 답력을 산출하고 상기 구동부를 통해 상기 산출된 답력에 상응하는 답력이 상기 페달에 공급되도록 상기 스크류축에 가해지는 회전 토크를 조절하는 전자식 브레이크 페달.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는 페달 스트로크 전진 시의 답력 프로파일 보다 페달 스트로크 후진 시의 답력 프로파일이 더 작은 값을 갖도록 상기 구동부를 제어하는 전자식 브레이크 페달.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 너트부재와 상기 페달 사이에 배치되며, 상기 페달을 통해 상기 너트부재로 전달되는 힘을 완충하도록 구성된 보조모사장치를 더 포함하는 전자식 브레이크 페달.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 보조모사장치는 실린더, 실린더의 내부에 배치된 스프링 및 댐퍼, 및 실린더 내부에 삽입되어 스프링에 의해 탄성복원력을 제공받는 피스톤을 더 포함하는 전자식 브레이크 페달.
  9. 제1 항에 따른 전자식 브레이크 페달을 이용한 브레이크 페달 제어 방법에 있어서,
    주행 모드를 확인한 단계;
    자율 주행 모드일 때 페달을 수납 상태로 이동시키거나 수동 상태로 유지하는 단계;
    수동 주행 모드일 때 페달을 전상 위치로 이동시키거나 정상 위치를 유지시키는 단계;
    페달의 현재 위치를 감지하는 단계;
    페달의 현재 위치에 상응하는 답력을 산출하는 단계; 및
    산출된 답력에 상응하는 토크를 발생시키도록 구동부를 제어하는 단계를 포함하는 브레이크 페달 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11358572B2 (en) * 2018-06-27 2022-06-14 Raven Industries, Inc. Brake control system and method for autonomous vehicle control

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