KR101191493B1 - 전자식 주차 브레이크 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 주차 브레이크 제어 방법에 관한 것으로, 전자제어 가능한 액추에이터의 전류를 측정하여, 이를 통해 주차 브레이크의 동작을 제어하므로, 엔진 회전수를 측정하기 위한 센서를 제거하여 원가를 절감할 수 있고, 액추에이터 전류를 통해 상시로 EPB의 동작을 제어하므로 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

전자식 주차 브레이크 제어 방법{ELECTRIC PARKING BRAKE CONTROL METHOD}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 제동 모터 회전 수 측정 없이, 액추에이터의 상태 변화에 따른 전류 값을 통해 주차 브레이크의 동작을 제어하므로, 원가를 절감하고 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전자식 주차 브레이크 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 전자식 주차 브레이크(이하 "EPB";Electric Parking Brake)란 기존 수동 주차 브레이크 기능을 전자식으로 변경한 것으로 시동 오프(off) 시에 주차 브레이크가 자동으로 작동되도록 하거나, EPB 스위치의 작동에 의해서 주차 브레이크가 액추에이터의 제어에 의해 작동하는 기능이다.

그리고 EPB 기능 중에서, DAR(Drive Away Release) 기능은 주차 브레이크가 작동된 상태에서 가속 페달을 밟으면 주차 브레이크가 자동으로 해제되도록 하는 기능으로서, EPB에 의해 자동으로 주차 브레이크가 걸린 상태에서 발진(가속 페달을 밟음) 시에 상기 EPB를 자동 해제되도록 한다.

이러한 EPB는 주차 브레이크가 작동하는 제동력 발생(apply)과 주차 브레이크 작동이 해제되는 제동력 해제(release)시 액추에이터 전류와 제동 모터의 회전수를 측정하여, 기준 값으로 저장하고 있다. 그리고 제동력 발생 시에는 전류 값을 제어하고, 제동력 해제 시에는 제동 모터 회전수에 의한 포지션을 제어하는 방식으로 전류와 제동 모터 회전수를 모두 측정해야 한다. 이러한 EPB 시스템은 제동 모터의 구동을 제어하기 위해서, 제동 모터 회전수 측정을 위한 포지션 센서와, 전류 측정을 위한 전류 센서를 모두 구비해야 하면, 기준 값을 통해 제동 모터를 제어하므로 현재 차량의 상태를 수시로 반영하기는 어려움이 따른다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제동 모터 회전 수 측정 없이, 액추에이터의 상태 변화에 따른 전류 값을 통해 주차 브레이크의 동작을 제어하므로, 원가를 절감하고 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전자식 주차 브레이크 제어 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 제어 방법은 제동력 발생 명령이 인가되면, 차량의 상태를 판단하여 목표 제동력을 계산하는 목표 제동력 산출 단계와, 상기 목표 제동력을 출력하기 위해서 상기 차량의 제동 모터가 구동되면, 상기 제동 모터의 구동을 제어하는 액추에이터의 전류를 측정하여 제동력이 증가하고 있는지 여부를 확인하는 제동력 증가 확인 단계와, 상기 제동력이 증가하고 있지 않다면, 상기 액추에이터의 상태를 판단하기 위해서 제동 교정값을 산출하는 제동 교정값 산출 단계와, 상기 제동력이 증가하고 있다면, 상기 제동 교정값에 따른 하중 토크를 산출 하는 하중 토크 산출 단계 및 상기 하중 토크와 상기 목표 제동력을 비교하여, 상기 하중 토크가 더 크다면 상기 제동 모터를 정지시키는 모터 정지 단계를 포함할 수 있다.

상기 하중 토크와 상기 목표 제동력을 비교하여, 상기 하중 토크가 상기 목표 제동력에 비해서 더 작으면, 하중 토크 산출 단계를 재실행할 수 있다.

상기 제동력 증가 확인 단계에서는 액추에이터 전류가 증가하면, 제동력이 증가하는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 제어 방법은 제동력 해제 명령이 인가되면, 차량의 상태를 판단하여 목표 해제력을 계산하는 목표 해제력 산출 단계와, 상기 목표 해제력을 출력하기 위해서 상기 차량의 제동 모터가 구동되면, 상기 제동 모터의 구동을 제어하는 액추에이터의 전류를 측정하여 제동력이 감소하고 있는지 여부를 확인하는 제동력 감소 확인 단계와, 상기 제동력이 감소하고 있다면, 상기 액추에이터의 상태를 판단하기 위해 해제 교정값을 산출하는 해제 교정값 산출 단계와, 상기 해제 교정값에 따라 상기 목표 해제력을 재계산하는 재 목표 제동 해제력 재계산 단계와, 상기 재 목표 제동 해제력을 재계산한 후에는 제동 교정값에 따른 하중 토크를 산출 하는 하중 토크 산출 단계 및 상기 하중 토크와 상기 재 목표 제동 해제력을 비교하여, 상기 재 목표 제동 해제력이 더 크다면 상기 제동 모터를 정지시키는 모터 정지 단계를 포함할 수 있다.

상기 제동력이 감소하고 있지 않다면, 상기 하중 토크 산출 단계에서는, 상기 제동력 해제 명령이 인가되기 직전의 제동력 발생 명령이 발생했을 경우에 산출되었던, 상기 제동 교정값에 따른 하중 토크를 산출할 수 있다.

상기 하중 토크와 상기 재 목표 제동 해제력을 비교하여, 상기 하중 토크가 더 크거나 같다면 상기 해제 교정값 산출 단계를 재실행할 수 있다.

상기 하중 토크 산출 단계는 상기 제동력 감소 확인 단계에서 제동력이 감소하고 있지 않는 것으로 판단될 때 실행될 수 있다.

본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 제어 방법은 제동 모터 회전 수 측정 없이, 액추에이터의 상태 변화에 따른 전류 값을 통해 주차 브레이크의 동작을 제어하므로, 원가를 절감하고 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 제동력 발생 시 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 제동력 해제 시 제어 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 제동력 발생 시 제어 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다.

우선, 전자식 주차 브레이크 제동력 발생 시 제어 방법은 제동력 발생 명령이 인가되었는지 여부를 확인하는 제동력 발생 명령 확인 단계(S1)를 수행한다. 이러한 제동력 발생 명령은 전자 주차 브레이크(이하 "EPB": Electric Parking Brake) 스위치의 조작으로 인해서 발생될 수 있다. 이때, EPB 스위치는 EPB의 동작을 제어하는 액추에이터와 전기적으로 연결되며, 액추에이터는 EPB 스위치의 동작에 의해서 제동력 발생 명령이 인가되었는지 여부를 판단한다.

그리고 제동력 발생 명령이 인가된 것으로 판단되면, 차량의 상태를 판단하는 차량 상태 판단 단계(S2)를 수행한다. 상기 차량 판단 단계(S2)에서 액추에이터는 캔 통신을 통해 인가되는 차량의 상태 신호와, 스위치를 통해 인가되는 차량의 상태 신호를 통해서, 현재 차량이 제동 상태인지 여부와, 차량이 현재 제동력을 발생시킬 수 있는지 여부를 판단한다. 이때, 차량의 상태 신호는 엔진 상태, 변속기 상태, 전자 브레이크 상태, 차속, 기어 및 스티어링 휠의 상태 등을 알리는 신호가 될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 그리고 차량의 상태가 현재 제동 상태가 아니고, 제동력을 발생시킬 수 있도록 구동 되고 있다면, 목표 제동력(Fa)을 산출하기 위한 목표 제동력 산출 단계(S3)를 수행한다.

이러한 목표 제동력(Fa) 산출 단계(S3)에서 액추에이터는 차량의 조건에 따른 목표 제동력(Fa)을 산출한다. 이러한 목표 제동력(Fa)은 액추에이터에 저장되어 있는 차량의 중량에 따른 목표 제동력을 통해 산출하거나, 차량의 중량뿐만 아니라 주차로의 경사 정도, 제동 요구치 및 타이어 사이즈등과 같은 현재 차량의 주차 성능에 영향을 미칠 수 있는 차량 조건을 적용하여 산출할 수 있다.

그리고 이와 같이 목표 제동력(Fa)이 산출되면, 액추에이터는 제동 모터가 목표 제동력(Fa)을 갖도록 구동시키기 위해서, 우선 제동 모터가 제동력을 증가시키는 방향으로 구동되도록 모터 구동 단계(S4)를 실행한다.

그리고 제동 모터가 구동 되면, 브레이크 패드가 디스크에 압착되어 실제로 제동력을 증가시키는 상태인지 여부를 확인하는 제동력 증가 확인 단계(S5)를 실행한다. 이러한 제동력 증가 확인 단계(S5)에서 액추에이터는 제동 모터의 구동을 제어하는 액추에이터 전류를 센서를 통해 측정하며, 측정된 전류가 증가하고 있다면 제동력이 증가하고 있는 것으로 판단한다. 그리고 제동력 증가 확인 단계(S5)에서 액추에이터는 제동 모터의 구동을 제어하는 액추에이터 전류를 측정하여, 전류가 유지되고 있다면 제동력이 증가하지 않는 것으로 판단한다. 이와 같이 제동 모터가 구동되었어도 차량의 브레이크 패드와 디스크 사이에 간극으로 인해서, 브레이크 패드가 디스크에 접촉(contact point)되기 이전 까지는 액추에이터 전류는 증가하지 않고 유지된다.

이와 같은 제동력 증가 확인 단계(S5)에서 제동력이 증가하지 않는 다면, 액추에이터 전류는 일정하게 유지되고 있는 것으로, 액추에이터의 구동 상태를 판단하기 위한 제동 교정값(a)을 산출하는 제동 교정값 산출 단계(S6)를 실행한다. 이러한 제동 교정값(a)은 브레이크 패드가 디스크에 접촉되기 이전까지인 내부 저항을 이기는 동안에는 계속 제동력이 증가하지 않게 되므로, 계속 측정되어 액추에이터의 구동 상태를 판단할 수 있다.

그리고 제동력 증가 확인 단계(S5)에서 제동력이 증가한다면, 제동 교정값 산출 단계(S6)에서 산출된 제동 교정값(a)을 통해 하중 토크(Fb)를 보정하여 산출하는 하중 토크 산출 단계(S7)를 수행한다. 이러한 하중 토크 산출 단계(S7)에서 하중 토크(Fb)는 증가되는 액추에이터 전류에 비례하는 값으로 산출하고, 온도 및 윤활제 유입 등으로 인해서 변경되는 전류 변화를 보정하기 위해서 제동 교정값을 통해 보정한다.

그리고 목표 제동력 산출 단계(S3)에서 산출된 목표 제동력(Fa)과, 하중 토크 산출 단계(S7)에서 산출된 하중 토크(Fb)를 비교하여, 목표 제동력(Fa)에 비해서 하중 토크(Fb)가 더 큰지 여부를 판단하는 제동력 비교 단계(S8)를 실행한다. 이때, 목표 제동력(Fa)에 비해서 산출된 하중 토크(Fb)가 더 크다면, 제동이 목표 제동력(Fa)을 초과하여 발생된 것으로 EPB가 충분한 제동력을 갖는 것으로 판단하고 제동 모터의 구동을 정지시키는 모터 정지 단계(S9)를 실행한다.

그리고 목표 제동력(Fa)에 비해서 하중 토크(Fb)가 더 작다면, 제동이 목표 제동력(Fa)을 초과할 때까지, 액추에이터 전류에 의해서 변경되는 하중 토크(Fb)를 산출하는 하중 토크 산출 단계(S7)를 재실행한다.

이와 같은 전자식 주차 브레이크 제어 방법은 제동 모터 회전 수 측정 없이, 액추에이터의 상태 변화에 따른 전류 값을 통해 하중 토크를 산출하여, 이를 통해 주차 브레이크의 동작을 제어하므로, 원가를 절감하고 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 제동력 해제 시 제어 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다. 이러한 전자식 주차 브레이크 제동력의 해제와 도 1의 전자식 주차 브레이크 제동력의 발생은 서로 교번하여 발생한다. 즉, EPB 제동력의 발생과 해제는 서로 교번하여 반복적으로 발생한다.

우선, 전자식 주차 브레이크 제동력 해제 시 제어 방법은 제동력 해제 명령이 인가되었는지 여부를 확인하는 제동력 해제 명령 확인 단계(Sa)를 수행한다. 이러한 제동력 해제 명령은 차량이 정차되어 있는 제동 상태에서 EPB 스위치의 조작으로 인해서 발생될 수 있다. 이때, EPB 스위치는 EPB의 동작을 제어하는 액추에이터와 전기적으로 연결되며, 액추에이터는 EPB 스위치의 동작에 의해서 제동력 해제 명령이 인가되었는지 여부를 판단한다. 또한, 제동력 해제 명령은 차량이 정차되어 있는 제동 상태에서, 운전자가 액셀러레이터 페달을 밟을 경우, EPB스위치가 동작되면서, 해제 명령이 안가된 것으로 판단한다.

그리고 제동력 해제 명령이 인가된 것으로 판단되면, 차량의 상태를 판단하는 차량 상태 판단 단계(Sb)를 수행한다. 이러한 차량 판단 단계(Sb)에서 액추에이터는 캔 통신을 통해 인가되는 차량의 상태 신호와, 스위치를 통해 인가되는 차량의 상태 신호를 통해서, 현재 차량이 제동 해제 상태인지 여부와, 차량이 현재 제동력을 해제시킬 수 있는지 여부를 판단한다. 이때, 차량의 상태 신호는 엔진 상태, 변속기 상태, 전자 브레이크 상태, 차속, 기어 및 스티어링 휠의 상태 등을 알리는 신호가 될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 그리고 차량의 상태가 현재 제동 해제 상태가 아니고, 제동력을 해제시킬 수 있도록 구동 되고 있다면, 목표 제동 해제력(Fc)을 산출하기 위한 목표 제동 해제력 산출 단계(Sc)를 수행한다.

이러한 목표 제동 해제력 산출 단계(Sc)에서 액추에이터는 차량의 조건에 따른 목표 제동 해제력(Fc)을 산출한다. 이러한 목표 제동 해제력(Fc)은 액추에이터에 저장되어 있는 차량의 중량에 따른 목표 제동 해제력을 통해 산출하거나, 차량의 중량뿐만 아니라 주차로의 경사 정도, 제동 요구치 및 타이어 사이즈등과 같은 현재 차량의 주차 성능에 영향을 미칠 수 있는 차량 조건을 적용하여 산출할 수 있다.

그리고 이와 같이 목표 제동 해제력(Fc)이 산출되면, 액추에이터는 제동 모터가 목표 제동 해제력(Fc)을 갖도록 구동시키기 위해서, 우선 제동 모터를 제동력이 감소되는 방향으로 구동시키는 모터 구동 단계(Sd)를 실행한다.

그리고 제동 모터가 구동 되면, 압착되어 있던 브레이크 패드가 디스크에서 분리되기 이전까지 제동력이 감소하는 상태인지 여부를 확인하는 제동력 감소 확인 단계(Se)를 실행한다. 이러한 제동력 감소 확인 단계(Se)에서 액추에이터는 제동 모터의 구동을 제어하는 액추에이터 전류를 센서를 통해 측정하고, 이때 측정된 전류가 감소하고 있다면 제동력이 감소하고 있는 것으로 판단한다.

그리고 제동력 감소 확인 단계(Se)에서 액추에이터는 제동 모터의 구동을 제어하는 액추에이터 전류를 측정하여, 전류가 유지되고 있다면 제동력이 감소하지 않는 것으로 판단한다. 이와 같이 제동 모터가 구동된 후에, 압착되어 있던 브레이크 패드가 디스크에서 분리되면, 액추에이터 전류는 감소하지 않고 유지된다.

그리고 이러한 제동력 감소 확인 단계(Se)에서 제동력이 감소하고 있다면, 제동력 감소 구간동안 액추에이터의 구동 상태를 판단하기 위한 해제 교정값(b)을 산출하는 해제 교정값 산출 단계(Sf)를 실행한다. 이러한 해제 교정값(b)은 브레이크 패드가 디스크와 분리되기 전까지 제동력이 감소하는 동안, 계속 산출되어, 액추에이터의 구동 상태를 판단할 수 있다.

그리고 이와 같이 산출된 해제 교정값(b)을 통해서, 현재 액추에이터의 구동 상태를 판단하고 이를 통해 목표 제동 해제력 산출 단계(Sc)에서 산출된 목표 제동 해제력(Fc)을 재계산한 재 목표 제동 해제력(Fd)을 산출한다. 예를 들어 차량의 현재 제동력이 x라고 할 때, 제동력을 해제하기 위해서 목표 제동 해제력(Fc)이 x-a로 설정하였을 경우에, 제동력 감소 구간에서 제동력이 감소하여 x-a 이하가 되었을 경우에는 해제 교정값(b)을 통해서 재 목표 제동 해제력(Fd)이 x-a 이하가 되도록 재계산한다. 이러한 재 목표 제동 해제력(Fd)은 현재 액추에이터의 구동 상태에 따른 값이 된다.

그리고 이와 같이 재 목표 제동 해제력(Fd)이 재계산된 후에는, 액추에이터의 구동 상태를 판단하기 위해 제동력 발생 시 산출된 제동 교정값(a)을 통해서 하중 토크(Fe)를 보정하여 산출하는 하중 토크 산출 단계(Sh)를 수행한다. 여기서 제동 교정값(a)은 직전 제동력 발생시, 액추에이터의 구동 상태를 판단하기 위해 산출되었던 제동 교정값(a)을 이용한다. 그리고 이러한 하중 토크 산출 단계(Sh)는 제동력 감소 확인 단계(Se)에서 압착되어 있던 브레이크 패드가 디스크에서 분리되면, 액추에이터 전류는 감소하지 않고 유지 될 경우에도 실행된다.

즉, 하중 토크 산출 단계(Sh)는 제동력 감소 확인 단계(Se)에서 제동력이 감소하고 있는 것으로 판단되면, 해제 교정값(b)을 산출하고, 이에 따라 재 목표 제동 해제력(Fd)을 재계산 후에 실행된다. 또한 제동력 감소 확인 단계(Se)에서 제동력이 감소하고 있지 않고 유지되는 것으로 판단되면, 하중 토크 산출 단계(Sh)는 바로 실행된다.

그리고 하중 토크 산출 단계(Sh)이후에는 재 목표 제동 해제력(Fd)과, 하중 토크(Fe)를 비교하여 재 목표 제동 해제력(Fd)이 더 큰지 여부를 판단하는 제동 해제력 비교 단계(Si)를 실행한다. 이때, 하중 토크(Fe)에 비해서 현재 액추에이터의 상태를 반영하는 재 목표 제동 해제력(Fd)이 더 크다면, 제동 해제가 하중 토크(Fe)를 초과하여 발생된 것으로, 차량의 운행에 방해되지 않도록 EPB의 제동이 해제된 것으로 판단하고, 제동 모터의 구동을 정지시키는 모터 정지 단계(Sj)를 실행한다.

그리고 현재 액추에이터의 상태를 반영하는 재 목표 제동 해제력(Fd)에 비해서 하중 토크(Fe)가 더 크다면, 제동력이 아직 발생하는 것으로 판단하고, 제동력이 해제 될 때까지 액추에이터 전류에 의해서 변경되는 해제 교정값 산출 단계(Sf)를 재실행한다.

이와 같은 전자식 주차 브레이크 제어 방법은 모터 회전 수 측정 없이, 액추에이터의 상태 변화에 따른 전류 값을 통해 재 목표 제동 해제력과 하중 토크를 산출하여, 이를 통해 주차 브레이크의 동작을 제어하므로, 원가를 절감하고 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 제어 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Fa; 목표 제동력 Fb; 하중 토크
Fc; 목표 제동 해제력 Fd; 재 목표 제동 해제력
Fe; 하중 토크

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 제동력 해제 명령이 인가되면, 차량의 상태를 판단하여 목표 해제력을 계산하는 목표 해제력 산출 단계;
   상기 목표 해제력을 출력하기 위해서 상기 차량의 제동 모터가 구동되면, 상기 제동 모터의 구동을 제어하는 액추에이터의 전류를 측정하여 제동력이 감소하고 있는지 여부를 확인하는 제동력 감소 확인 단계;
   상기 제동력이 감소하고 있다면, 상기 액추에이터의 상태를 판단하기 위해 브레이크 패드가 디스크와 분리되기 전까지 해제 교정값을 산출하는 해제 교정값 산출 단계;
   상기 해제 교정값에 따라 상기 목표 해제력을 재계산하는 재 목표 제동 해제력 재계산 단계;
   상기 재 목표 제동 해제력을 재계산한 후에는 제동 교정값에 따른 하중 토크를 산출 하는 하중 토크 산출 단계; 및
   상기 하중 토크와 상기 재 목표 제동 해제력을 비교하여, 상기 재 목표 제동 해제력이 더 크다면 상기 제동 모터를 정지시키는 모터 정지 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 제어 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제동력이 감소하고 있지 않다면, 상기 하중 토크 산출 단계에서는,
   상기 제동력 해제 명령이 인가되기 직전의 제동력 발생 명령이 발생했을 경우에 산출되었던, 상기 제동 교정값에 따른 하중 토크를 산출 하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 제어 방법.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 하중 토크와 상기 재 목표 제동 해제력을 비교하여, 상기 하중 토크가 더 크거나 같다면 상기 해제 교정값 산출 단계를 재실행하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 제어 방법.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 하중 토크 산출 단계는 상기 제동력 감소 확인 단계에서 제동력이 감소하고 있지 않는 것으로 판단될 때 실행되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 제어 방법.

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