KR20230108094A - 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

전자식 주차 브레이크 시스템 및 그의 제어 방법 Download PDF

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윤영한
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에이치엘만도 주식회사
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Abstract

본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법은, 전자식 주자 브레이크의 구동을 위해 모터를 포함하는 제1 액추에이터에 흐르는 제1 전류를 타깃 전류와 비교하는 단계; 상기 제1 전류가 상기 타깃 전류보다 크지 않은 경우에 상기 제1 액추에이터를 구동시키는 단계; 상기 제1 전류가 상기 타깃 전류보다 큰 경우에 상기 제1 액추에이터에 포함된 모터를 구동을 정지시키고, 상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)을 저장하는 단계; 모터를 포함하는 제2 액추에이터에 흐르는 제2 전류를 타깃 전류와 비교하는 단계; 상기 제2 전류가 상기 타깃 전류보다 크지 않은 경우에 상기 제2 액추에이터를 구동시키는 단계; 상기 제2 전류가 상기 타깃 전류보다 큰 경우에 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)을 저장하는 단계; 및 상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)과 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)의 차이가 스태커 시간(T)보다 큰 경우, 상기 제2 액추에이터를 추가로 구동시키는 단계를 포함하고, 상기 스태커 시간(T)은 상기 제1 액추에이터가 구동되는 시점과 상기 제2 액추에이터가 구동되는 시점의 차이 시간일 수 있다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템 및 그의 제어 방법{ELECTRONIC PARKING BRAKE SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액추에이터의 동작으로 갑작스럽게 생성되는 전류에 의해 전자제어유닛이 손상되는 것을 방지할 수 있는 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그의 제어 방법에 대한 발명이다.
전자식 주차 브레이크(Electric Parking Brake ; EPB) 시스템은 모터로 구동되는 캘리퍼 타입인 MoC(Motor-On-Caliper)형 EPB 시스템이 있다. 이러한 MoC형 EPB 시스템은 전동 모터에 발생된 토크를 감속기를 통해 증대시켜 캘리퍼 내부의 기계적 구조장치에 의해 클램핑 포스(Clamping Force)를 발생시켜 차량을 주차시킬 수 있다.
보다 상세하게, 전동 모터를 구동하여 피스톤을 가압하고, 피스톤의 가압을 이용하여 브레이크 패드로 브레이크 디스크를 가압함으로써, 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 접촉면 간의 마찰력에 의해 클램핑 포스를 발생시킬 수 있다.
전자식 주차 브레이크 시스템은 주차 작동 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.
이러한 클램핑 포스가 충족되도록 전동 모터를 포함하는 두 개의 액추에이터를 동작시키는데, 두 개의 액추에이터가 동시에 동작하는 경우에 갑작스럽게 전류가 생성되고, 이렇게 생성된 전류에 의해 전자제어유닛이 손상될 수 있는 문제가 있다.
그에 따라 두 개의 액추에이터가 순차적으로 동작되도록 할 수 있는데, 이렇게 두 개의 액추에이터가 순차적으로 동작될 때, 동작 중 갑작스럽게 전류가 상승할 가능성이 있어, 후순위로 동작되는 액추에이터가 조기에 종료되는 문제가 있다. 이렇게 후순위로 동작되는 액추에이터가 조기에 종료되면 두 개의 액추에이터에 대한 체결력에 편차가 발생하는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2021-0051928호 (2021.05.10.)
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에서 발명된 것으로서, 두 개의 액추에이터가 순차적으로 동작될 때 후순위로 동작되는 액추에이터가 조기에 종료되는 것을 방지할 수 있는 전자식 주차 브레이크 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법은, 전자식 주자 브레이크의 구동을 위해 모터를 포함하는 제1 액추에이터에 흐르는 제1 전류를 타깃 전류와 비교하는 단계; 상기 제1 전류가 상기 타깃 전류보다 크지 않은 경우에 상기 제1 액추에이터를 구동시키는 단계; 상기 제1 전류가 상기 타깃 전류보다 큰 경우에 상기 제1 액추에이터에 포함된 모터를 구동을 정지시키고, 상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)을 저장하는 단계; 모터를 포함하는 제2 액추에이터에 흐르는 제2 전류를 타깃 전류와 비교하는 단계; 상기 제2 전류가 상기 타깃 전류보다 크지 않은 경우에 상기 제2 액추에이터를 구동시키는 단계; 상기 제2 전류가 상기 타깃 전류보다 큰 경우에 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)을 저장하는 단계; 및 상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)과 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)의 차이가 스태커 시간(T)보다 큰 경우, 상기 제2 액추에이터를 추가로 구동시키는 단계를 포함하고, 상기 스태커 시간(T)은 상기 제1 액추에이터가 구동되는 시점과 상기 제2 액추에이터가 구동되는 시점의 차이 시간일 수 있다.
상기 제2 액추에이터가 추가로 구동되는 단계에서, 상기 제2 액추에이터는 상기 스태거 시간(T)만큼 추가로 구동될 수 있다.
상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)과 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)의 차이가 스태커 시간(T)을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)과 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)의 차이와 스태커 시간(T)의 비교는 (t1-T)>t2의 식을 이용하여 비교할 수 있다.
상기 제2 액추에이터는 상기 제1 액추에이터가 구동되는 동안 구동될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전자식 주차 브레이크 시스템은, 모터를 포함하는 제1 액추에이터; 모터를 포함하는 제2 액추에이터; 및 상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)과 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)의 차이가 스태커 시간(T)보다 큰 경우, 상기 제2 액추에이터를 추가로 구동시키며, 상기 스태커 시간(T)은 상기 제1 액추에이터가 구동되는 시점과 상기 제2 액추에이터가 구동되는 시점의 차이 시간일 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 액추에이터를 상기 스태커 시간(T)만큼 추가로 구동시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 액추에이터가 상기 제1 액추에이터가 구동되는 동안 구동되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 두 개의 액추에이터가 동시에 동작하지 않고, 순차적으로 동작하는 스태거 기능을 이용하여 전자식 주차 브레이크가 동작할 때, 두 개의 액추에이터의 체결력에 대한 편차를 최소화할 수 있다.
더욱이, 전류가 실제 목표에 해당하는 컷 오프 전류에 도달하기 전에 전자식 주차 브레이크의 제어가 종료되는 것을 방지할 수 있어, 체결력이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법에 따른 전류와 전압의 상태를 도시한 그래프이다.
도 4는 도 3의 A 영역을 확대하여 도시한 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템(100)에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템(100)은, 제1 액추에이터(110), 제2 액추에이터(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
전자식 주차 브레이크 시스템(100)은 차량의 휠과 함께 회전하는 브레이크 디스크를 가압하기 위해 패드가 브레이크 디스크에 설치되고, 제동 유압에 의해 패드가 동작할 수 있게 피스톤이 실린더에서 왕복할 수 있도록 동력변환 유닛을 포함한다. 그리고 이러한 전자식 주차 브레이크 시스템(100)에 포함된 동력변환 유닛에 회전력을 전달하기 위해 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)가 설치된다.
제1 액추에이터(110)는 차량의 네 개의 휠 중 두 개의 휠이 정지되도록 동작하고, 제2 액추에이터(120)는 네 개의 휠 중 나머지 두 개의 휠이 정지되도록 동작할 수 있다. 이를 위해 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)는 각각 모터를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)는 전자식 주차 브레이크가 동작될 때 동시에 동작될 수 있지만, 본 실시예에서, 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)는 순차적으로 동작될 수 있다. 이렇게 제1 액추에이터(110)와 제2 액추에이터(120)가 순차적으로 동작됨에 따라 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)가 동시에 동작될 때 생산되는 전류에 의해 전자에어유닛이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
하지만, 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)가 순차적으로 동작되는 과정에서 후순위로 동작되는 액추에이터가 전압이 상승될 때 동작 중 갑작스럽게 전류가 상승할 가능성 있고 그로 인해, 후순위로 동작되는 액추에이터가 조기 종료되는 문제가 발생할 수 있다.
이를 위해 제어부(130)는 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)가 순차적으로 동작될 때 후순위로 동작되는 액추에이터가 조기 종료되지 않도록 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 제1 액추에이터(110)가 동작된 다음 소정의 시간이 경과된 이후에 제2 액추에이터(120)를 동작시키며, 이 과정에서 스태커 타임(T)을 고려하여 후순위로 동작되는 제2 액추에이터(120)가 조기에 종료되지 않도록 제어한다.
본 실시예에서, 제어부(130)는 제1 액추에이터(110)를 먼저 구동되도록 제어하고, 제2 액추에이터(120)를 스태커 타임(T)이 경과된 이후에 동작되도록 제어한다. 그리고 제어부(130)는 제1 액추에이터(110)가 종료되는 시점의 시간(t1)과 제2 액추에이터(120)가 종료되는 시점의 시간(t2)의 차이가 스태커 시간(T)과 비교하여 제2 액추에이터(120)가 조기에 종료되는 경우에 추가로 제2 액추에이터(120)가 동작하도록 제어한다.
제어부(130)는 상기와 같이, 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)를 구동시키고, 종료되는 시점을 결정하기 위해 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)가 구동되는 동안에 발생되는 전류를 측정하기 위해 제1 전류센서 및 제2 전류센서를 이용할 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 전자식 주차 브레이크 시스템(100)은 제1 액추에이터(110)의 모터에 흐르를 전류를 검출하기 위한 제1 전류센서 및 제2 액추에이터(120)의 모터에 흐르는 전류를 검출하기 위한 제2 전류센서를 더 포함할 수 있다.
이렇게 제어부(130)는 제2 액추에이터(120)가 추가로 동작되도록 제어함으로써, 제2 액추에이터(120)가 조기 종료되어 전자식 주차 브레이크 시스템(100)에서 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)의 동작 시간에 따라 발생하는 체결력에 대한 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법에 대해 설명하고, 도 3 및 도 4의 그래프를 참조하여 설명한다.
브레이크 동작을 확인한다(S101).
운전자에 의해 전자식 주차 브레이크 시스템(100)이 동작되는지 확인한다. 이때, 전자식 주차 브레이크 시스템(100)이 동작하지 않는 경우에 종료된다.
전자식 주차 브레이크가 구동된다(S103).
운전자에 의해 전자식 주차 브레이크 시스템(100)이 구동된다. 따라서 운전자의 의지에 따라 전자식 주차 브레이크 시스템(100)이 구동되는 신호가 제어부(130)로 전송된다.
제1 전류가 타깃 전류보다 높은지 확인한다(S105).
제1 전류는 제1 액추에이터(110)가 구동됨에 따라 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 시간에 따라 전류가 발생된다. 이때, 제어부(130)는 제1 전류가 타깃 전류보다 높은지 여부를 확인한다.
제1 액추에이터(110)가 구동된다(S106).
제어부(130)는 제1 전류가 타깃 전류보다 높지 않으면 제1 액추에이터(110)가 구동되도록 제어한다. 제1 액추에이터(110)가 구동되면, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 전류가 초기 급상승한 이후에 낮은 상태가 유지되다가 다시 점차 상승한다.
제1 액추에이터(110)가 구동되는 동안 제어부(130)는 지속적으로 단계 S105에서와 같이 제1 전류가 타킷 전류보다 높은지 확인한다. 여기서, 제어부(130)는 초기에 제1 전류가 급격하게 상승하는 것에 대해 타킷 전류보다 높은 것으로 판단하지 않고, 시간이 지남에 따라 제1 전류가 점차 상승하는 값이 타깃 전류보다 높은지 여부를 판단한다.
모터 정지 및 동작시간(t1)을 저장한다(S107).
단계 S105에서 제어부(130)는 제1 전류가 타깃 전류보다 높은 것으로 판단하면, 제1 액추에이터(110)에 포함된 모터의 동작을 정지시켜 제1 액추에이터(110)의 구동을 정지시키고, 제1 액추에이터(110)가 동작된 시간(t1)을 저장한다.
제2 전류가 타깃 전류보다 높은지 확인한다(S109).
제2 전류는 제2 액추에이터(120)가 구동됨에 따라 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 시간에 따라 전류가 발생된다. 이때, 제어부(130)는 제2 전류가 타깃 전류보다 높은지 여부를 확인한다.
제2 액추에이터(120)가 구동된다(S110).
제어부(130)는 제2 전류가 타깃 전류보다 높지 않으면 제2 액추에이터(120)가 구동되도록 제어한다. 제2 액추에이터(120)가 구동되면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 전류가 초기 급상승한 이후에 낮은 상태가 유지되다가 다시 점차 상승한다.
제2 액추에이터(120)가 구동되는 동안 제어부(130)는 지속적으로 단계 S109에서와 같이 제2 전류가 타킷 전류보다 높은지 확인한다. 여기서, 제어부(130)는 초기에 제2 전류가 급격하게 상승하는 것에 대해 타킷 전류보다 높은 것으로 판단하지 않고, 시간이 지남에 따라 제2 전류가 점차 상승하는 값이 타깃 전류보다 높은지 여부를 판단한다.
동작시간(t2)을 저장한다(S111).
단계 S109에서 제어부(130)는 제2 전류가 타깃 전류보다 높은 것으로 판단하면, 제2 액추에이터(120)가 동작된 시간(t2)을 저장한다. 여기서, 제어부(130)는 본 단계에서 제2 액추에이터(120)의 구동을 정지시키지 않는다. 도 3의 A 영역 및 도 4의 B 영역에 도시된 바와 같이, 제2 액추에이터(120)가 구동될 때, 전류가 순간적으로 급격히 상승하여 타킷 전류보다 높아지는 경우가 발생할 수 있다. 이는 도 4의 C 영역에 도시된 바와 같이, 전압이 급격하게 상승함에 따라 발생될 수 있다.
이는 제1 액추에이터(110)가 구동이 정지된 상태에서, 제2 액추에이터(120)가 동작되는 것이 아니라, 소정의 스태커 시간(T) 차이를 두고 제1 액추에이터(110)가 먼저 구동되고 제2 액추에이터(120)가 구동되며, 제1 액추에이터(110)의 구동이 정지되기 전에 제2 액추에이터(120)가 구동되는 경우에 발생될 수 있다. 그에 따라 제1 액추에이터(110)의 구동이 정지될 때, 발생되는 전류에 영향을 받아 제2 액추에이터(120)의 제2 전류가 급격하게 상승하는 경우가 발생될 수 있다.
단계 S107에서의 동작시간(t1)과 단계 S111에서의 동작시간(t2)을 비교한다(S113).
본 단계에서, 제어부(130)는 제1 액추에이터(110)가 구동된 시간(t1)과 제2 액추에이터(120)가 구동된 시간(t2)을 스태거 시간(T)과 비교한다. 이때, 제어부(130)는 (t1-T)이 t2보다 크지 여부를 판단한다. 즉, 제어부(130)는 제1 액추에이터(110)가 구동된 시간(t1)이 제2 액추에이터(120)가 구동된 시간(t2)보다 스태거 시간(T)보다 큰지 여부를 판단한다.
제2 액추에이터(120)를 추가로 구동한다(S114).
제1 액추에이터(110)가 구동된 시간(t1)이 제2 액추에이터(120)가 구동된 시간(t2)보다 스태거 시간(T)보다 작으면, 제어부(130)는 제2 액추에이터(120)를 스태거 시간(T)만큼 추가로 구동시킨다. 이렇게 제2 액추에이터(120)가 스태커 시간(T)만큼 추가로 구동됨에 따라 제2 액추에이터(120)의 구동이 제1 액추에이터(110)의 구동 시간(t1)보다 조기에 종료되는 것을 방지할 수 있다.
모터를 정지한다(S115).
제어부(130)는 단계 S113에서 제1 액추에이터(110)가 구동된 시간(t1)이 제2 액추에이터(120)가 구동된 시간(t2)보다 스태거 시간(T)보다 크지 않은 경우에 제2 액추에이터(120)에 포함된 모터가 정지되도록 제어한다.
또는, 제어부(130)는 단계 S114에서 제2 액추에이터(120)가 스태거 시간(T)만큰 추가로 구동되면 제2 액추에이터(120)에 포함된 모터가 정지되도록 제어한다.
상기와 같이, 제어부(130)는 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)가 전자식 주차 브레이크 시스템(100)이 동작하여 차량의 휠을 체결할 때 충분한 체결력을 가질 수 있고 체결력에 편차가 발생하지 않도록 제1 액추에이터(110) 및 제2 액추에이터(120)의 동작을 제어할 수 있다.
100: 전자식 주차 브레이크 시스템
110: 제1 액추에이터
120: 제2 액추에이터
130: 제어부

Claims (8)

  1. 전자식 주자 브레이크의 구동을 위해 모터를 포함하는 제1 액추에이터에 흐르는 제1 전류를 타깃 전류와 비교하는 단계;
    상기 제1 전류가 상기 타깃 전류보다 크지 않은 경우에 상기 제1 액추에이터를 구동시키는 단계;
    상기 제1 전류가 상기 타깃 전류보다 큰 경우에 상기 제1 액추에이터에 포함된 모터를 구동을 정지시키고, 상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)을 저장하는 단계;
    모터를 포함하는 제2 액추에이터에 흐르는 제2 전류를 타깃 전류와 비교하는 단계;
    상기 제2 전류가 상기 타깃 전류보다 크지 않은 경우에 상기 제2 액추에이터를 구동시키는 단계;
    상기 제2 전류가 상기 타깃 전류보다 큰 경우에 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)을 저장하는 단계; 및
    상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)과 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)의 차이가 스태커 시간(T)보다 큰 경우, 상기 제2 액추에이터를 추가로 구동시키는 단계를 포함하고,
    상기 스태커 시간(T)은 상기 제1 액추에이터가 구동되는 시점과 상기 제2 액추에이터가 구동되는 시점의 차이 시간인,
    전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 액추에이터가 추가로 구동되는 단계에서, 상기 제2 액추에이터는 상기 스태거 시간(T)만큼 추가로 구동되는,
    전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)과 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)의 차이가 스태커 시간(T)을 비교하는 단계를 더 포함하는,
    전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)과 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)의 차이와 스태커 시간(T)의 비교는 (t1-T)>t2의 식을 이용하여 비교하는,
    전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 액추에이터는 상기 제1 액추에이터가 구동되는 동안 구동되는,
    전자식 주차 브레이크 시스템의 제어 방법.
  6. 모터를 포함하는 제1 액추에이터;
    모터를 포함하는 제2 액추에이터; 및
    상기 제1 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 액추에이터의 구동시간(t1)과 상기 제2 액추에이터의 구동시간(t2)의 차이가 스태커 시간(T)보다 큰 경우, 상기 제2 액추에이터를 추가로 구동시키며,
    상기 스태커 시간(T)은 상기 제1 액추에이터가 구동되는 시점과 상기 제2 액추에이터가 구동되는 시점의 차이 시간인,
    전자식 주차 브레이크 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 액추에이터를 상기 스태커 시간(T)만큼 추가로 구동시키는,
    전자식 주차 브레이크 시스템.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 액추에이터가 상기 제1 액추에이터가 구동되는 동안 구동되도록 제어하는,
    전자식 주차 브레이크 시스템.
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