KR20220036480A - 전동식 브레이크 장치 및 제어방법 - Google Patents

전동식 브레이크 장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 의하면, 구동력을 발생시키는 모터를 포함하고, 구동력을 이용하여 디스크(disc)와 접촉하여 마찰력을 발생시켜 차량을 제동하는 브레이크 패드(brake pad)를 포함하는 구동부(drive unit); 모터의 동작거리(distance)를 측정하기 위한 위치 센서(position sensor) 및 모터에 흐르는 전류값을 측정하는 전류 센서(current sensor) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 센서부(sensor unit); 및 제동입력에 기초하여 차량을 제동시키기 위한 제동력을 연산하고, 전류값에 기초하여 브레이크 패드와 디스크가 접촉하는 접촉점(contact point)을 추정하고, 브레이크 패드가 접촉점에 도달한 이후에는 동작거리에 기초하여 클램핑력을 추정하는 제어부(ECU: Electronic Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 장치를 제공한다.

Description

전동식 브레이크 장치 및 제어방법{Method And Apparatus for Controlling Electro-Mechanical Brake}
본 개시의 실시예는 전동식 브레이크 장치 및 제어방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
전동식 브레이크(Electro-Mechanical Brake, EMB)가 개발되어 널리 사용되고 있다. 전동식 브레이크는 주차 브레이크(Electronic Parking Brake; EPB)로 개발되었으나, 최근 종래의 유압식 브레이크를 대체하는 주 브레이크용으로 그 사용 영역이 확장되고 있다. EMB는 브레이크 캘리퍼(caliper)에 모터로 구동되는 액추에이터(actuator)가 장착되어, 브레이크 액(brake fluid)이라는 매개체 없이 모터 구동력으로 직접 차량을 제동하는 장치이다. EMB는 전동식 주차 브레이크(EPB: Electronic Parking Brake)와 유사한 메커니즘(mechanism)을 가지고 있으나, EPB와 달리 주제동용으로 주로 사용되므로, EPB보다 높은 제동응답성 및 작동내구성이 요구된다. 또한, 전동식 브레이크는 유압식 브레이크(hydraulic brake)에 비해 구조가 간단하면서도 제동응답속도가 빠르고, 더욱 정밀한 제어가 가능하여 제동안전성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 모터에 흐르는 전류 및 브레이크 패드에 작용하는 클램핑력을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 제어부가 브레이크 패드에 클램핑력(clamping force)을 형성할 때, 클램핑력이 증가할수록 모터에 흐르는 전류가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 모터에 흐르는 전류의 세기에 비례하여 클램핑력이 증가한다.
EMB는 하중 센서(load sensor)를 이용하여 운전자가 요구하는 목표 제동력을 형성한다. 하중 센서를 장착한 전동식 브레이크는 클램핑력을 정확하게 측정할 수 있다. 그러나 EMB가 하중 센서를 장착하면, 센서가 장착되는 부분의 설계가 복잡해지고, 제조원가가 상승한다. 또한, 센서 장착에 따른 EMB의 크기(size)의 증가 또한 불가피하다.
하중 센서를 이용하여 클램핑력을 측정하는 방법 외에도, 제동력을 생성하는 모터에 흐르는 전류를 측정하여 이를 바탕으로 클램핑력을 측정 또는 추정할 수 있다. 그러나, 모터에 흐르는 전류를 측정하여 클램핑력을 추정하는 방법은, 도 6의 전류 그래프를 보면 알 수 있듯이, 일정한 값을 유지하지 않고 인러쉬(inrush)가 발생한다. 즉, 전류 센서값이 불안정하고 신호에 노이즈(noise)가 크기 때문에 하중 센서를 이용하는 경우보다 오차가 더 크게 발생하여, 클램핑력을 추정할 때 정확도가 떨어지고, 차량의 안정적인 제동성능의 확보에 문제가 있다.
이에, 본 개시는 EMB에서 하중 센서를 제거하여 EMB의 설계를 단순화하여 EMB의 크기를 감소시키고, EMB의 제조원가를 절감하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 모터의 전류값을 이용하여 클램핑력을 추정하되, 브레이크 패드가 디스크에 접촉하는 시점을 기준으로 접촉점(contacting point)의 위치를 찾는다. 이후 접촉점을 기준으로 불안정한 전류제어(current control) 대신에 오차가 적은 위치제어(position control)를 수행함으로써 차량이 제동할 때 안정적인 성능을 확보하는 데 다른 주된 목적이 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 구동력을 발생시키는 모터를 포함하고, 구동력을 이용하여 디스크(disc)와 접촉하여 마찰력을 발생시켜 차량을 제동하는 브레이크 패드(brake pad)를 포함하는 구동부(drive unit); 모터의 동작거리(distance)를 측정하기 위한 위치 센서(position sensor) 및 모터에 흐르는 전류값을 측정하는 전류 센서(current sensor) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 센서부(sensor unit); 및 제동입력에 기초하여 차량을 제동시키기 위한 제동력을 연산하고, 전류값에 기초하여 브레이크 패드와 디스크가 접촉하는 접촉점(contact point)을 추정하고, 브레이크 패드가 접촉점에 도달한 이후에는 동작거리에 기초하여 클램핑력을 추정하는 제어부(ECU: Electronic Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 장치를 제공한다.
또한, 차량의 제동요구를 감지하여 차량에 요구되는 제동력을 연산하는 연산과정; 모터에 흐르는 전류에 기초하여 브레이크 패드와 디스크가 접촉하는 접촉점(contact point)을 판단하는 접촉점 판단과정; 브레이크 패드가 접촉점에 도달한 것으로 판단한 경우 모드를 전류 제어모드에서 위치 제어모드로 변경하는 모드 전환과정; 및 모터의 동작거리에 기초하여 브레이크 패드에 가해지는 클램핑력을 추정하는 클램핑력 추정과정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 제어방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 하중 센서를 제거함에 따라 전동식 브레이크의 설계가 단순해지고, 크기가 감소하는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 모터의 전류값을 이용하여 클램핑력을 추정하되, 브레이크 패드가 디스크에 접촉하는 시점을 기준으로 접촉점(contacting point)의 위치를 찾는다. 이후 접촉점을 기준으로 불안정한 전류제어(current control) 대신에 오차가 적은 위치제어(position control)를 수행함으로써 차량이 제동할 때 안정적인 성능을 확보하는 다른 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 장치의 블록구성도이다.
도 2는 모터의 동작거리와 포스 사이의 관계를 나타난 그래프이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 제어부의 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 전류측정값 및 피스톤의 위치를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 모터에 흐르는 전류 및 모터의 동작거리를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 6은 모터에 흐르는 전류 및 브레이크 패드에 작용하는 클램핑력을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예 들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 브레이크 장치의 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따르면 전동식 브레이크(EMB: Electronic Mechanical Brake, 100)는 센서부(sensor unit, 110), 제어부(ECU: Electronic Control Unit, 120) 및 구동부(drive unit, 130)의 전부 또는 일부를 포함한다.
센서부(110)는 위치 센서(position sensor, 112) 및 전류 센서(current sensor, 114)의 전부 또는 일부를 포함한다.
위치 센서(112)는 모터(132)의 동작거리(distance)를 측정한다. 여기서 동작거리란, 모터(132)가 회전함에 따라 전동식 브레이크(100)의 피스톤(136)이 직선운동하게 되는데, 여기서 모터(132)의 동작거리는 피스톤(136)의 직선이동거리를 의미한다.
한편, 전동식 브레이크(100)가 제동력을 생성하기 위해 피스톤(136)이 브레이크 패드(138)를 가압하는데, 여기서 피스톤(136)이 브레이크 패드(138)를 가압하는 힘을 클램핑력(clamping force)이라 정의한다.
전류 센서(current sensor, 114)는 모터(132)에 흐르는 전류(current)를 측정한다.
제어부(120)는 제동입력 판단부(braking input determining unit, 121), 제동력 연산부(braking force calculation unit, 122), 접촉점 판단부(contact point estimating unit, 123), 모드전환 판단부(mode change determining unit, 124), 및 구동 제어부(drive controller unit, 125)의 전부 또는 일부를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 제어부(120)는 전류 제어 및 위치 제어를 이용하여 클램핑력을 추정한다. 여기서 전류 제어란, 모터에 흐르는 전류에 기초하여 클램핑력을 추정하는 제어방법이다. 한편, 위치 제어란, 모터의 동작거리에 기초하여 클램핑력을 추정하는 제어방법이다.
그런데, 위치 제어는 브레이크 패드(138)의 마모상태에 따라 기준 위치값, 즉, 접촉점(contact point)이 달라지기 때문에 초기에는 전류 제어를 이용하여 접촉점을 찾아야 한다. 여기서 접촉점이란, 브레이크 패드(138)와 디크스가 접촉을 시작하는 지점을 의미한다.
제동입력 판단부(121)는 차량에 제동이 요구되는지 판단한다. 차량에 제동이 요구되는지는, 각종 요인들, 예컨대, 브레이크 페달(brake pedal)의 답입량(stroke)을 근거로 판단한다.
제동입력 판단부(121)가 제동이 요구된다고 판단한 경우, 제동력 연산부(122)는 차량을 제동하기 위해 필요한 제동력을 연산한다. 제동력 연산부(122)가 제동력을 연산하면, 구동부(130)가 연산된 제동력에 상응하는 제동력을 복수의 휠브레이크(wheel brake, 미도시)에 공급한다.
접촉점 판단부(123)는 브레이크 패드(brake pad, 138)와 디스크(disc, 미도시)가 접촉하는 위치, 즉 접촉점을 판단한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 접촉점 판단부(123)가 접촉점을 판단하기 위해서 전류측정값을 이용한다.
모드전환 판단부(124)는 제어부가 포스(force)를 추정하는 모드(mode)를 전환할지 여부를 판단한다. 여기서 모드란, 본 개시의 상세한 설명에서는 전류 제어모드와 위치 제어모드를 의미한다. 여기서 포스란, 클램핑력(clamping force)을 의미한다.
모드전환 판단부(124)의 모드전환 시점에 대해 설명하면, 모드전환 판단부(124)는 브레이크 패드(138)가 접촉점 판단부(123)가 판단한 접촉점에 도달한 것으로 판단하면, 클램핑력 모드를 전류 제어모드에서 위치 제어모드로 변경한다. 위치 제어모드로 변경하는 과정에 대해서는 도 3에서 더욱 상세하게 설명한다.
또한, 본 개시의 일 실시예는 이에 한정되지 않고, 모드의 전환 없이 처음부터 위치 제어모드를 수행하는 다른 실시예를 포함한다. 만약, 일반적인 제동상황이 아닌 긴급제동(emergency braking)이 요구되는 상황에서는 접촉점 판단부(123) 및 모드전환 판단부(124)의 제어과정은 제동 응답성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 긴급제동이 요구되는 경우에는 접촉점 판단과정 및 제어모드 전환과정은 수행되지 않고, 전 구간에서 위치 제어만을 수행하여 포스를 추정한다.
구동 제어부(125)는 구동부(130)가 제동력 연산부(122)에 의해 연산된 제동력을 형성하도록 구동부(130)를 제어한다.
구동부(130)는 모터(motor, 132), 기어 박스(gear box, 134), 피스톤(piston, 136), 브레이크 패드(brake pad, 138) 및 캘리퍼 바디(caliper body, 미도시)를 포함한다.
모터(132)는 전류가 흐름에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하여 구동력을 발생시킨다. 여기서 구동력은 모터(132)의 회전력(rotational force)을 의미한다. 모터(132)의 회전력은 제동력을 형성하기 위해 기어박스(134)의 스크류(미도시)로 전달된다.
기어박스(134)는 모터(132)의 회전력에 의해 스핀들(spindle, 미도시)이 직선운동하도록 하기 위한 복수의 기어(gear) 및 스크류(screw)를 포함한다. 기어박스의 스핀들이 직선운동을 하게 되면, 캘리퍼 바디의 일단에 부착된 피스톤(136)은 전진 또는 후진하게 되고, 이에 따라, 피스톤에 연결된 브레이크 패드(138)가 디스크(disc, 미도시)를 가압하여 제동력을 형성한다.
본 개시에서 기어박스(134)의 구동과 관련된 통상적인 구성은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 기술이므로, 그에 관한 도시 및 설명은 생략한다.
본 개시에서 서술하는 전동식 브레이크(EMB, 100)는 전동식 주차 브레이크(EPB)로 개발되었으나, 최근 종래의 유압식 브레이크(hydraulic brake)를 대체하는 주 브레이크(main brake)용으로 그 사용영역이 확장되고 있다.
전동식 브레이크에(100)는 주차(parking) 기능이 일체화된 것이 일반적이나, 본 개시의 일 실시예는, 주차 기능이 없는 주 브레이크 및 주차 기능이 장착된 주 브레이크 모두를 포함한다.
도 2는 모터의 동작거리와 포스 사이의 관계를 나타난 그래프이다.
도 2를 참조하면, 그래프의 가로축은 모터(132)의 동작거리를 나타내고, 그래프의 세로축은 포스(force)를 나타낸다.
본 개시의 일 실시예에 따른 포스 추정방법은 위치 센서가 측정한 모터 동작거리를 기초로 포스를 추정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전동식 브레이크는 하중 센서를 구비하지 않고 위치 센서 또는 전류 센서를 이용하여 포스를 추정하는 것을 특징으로 한다.
하중 센서를 구비하는 일반적인 제동장치와 본 개시의 일 실시예를 비교하면, 일반적인 제동장치는 하중 센서를 이용하여 b 지점을 정확하게 찾을 수 있다. 여기서 b 지점은 접촉점의 포스를 의미한다. 한편, a는 접촉점인 동시에 브레이크 패드(138)와 디스크 사이의 에어갭(air gap)의 간격을 의미한다. 여기서 에어갭이란, 제동력을 생성하기 전에 마찰재, 예컨대, 브레이크 패드(138)와 디스크 사이에 일정 거리의 간격이 필요한데, 이 간격을 에어갭이라 한다.
a가 에어갭을 의미하는 이유는 제동 초기상태에서 접촉점까지는 브레이크 패드(138)와 디스크가 접촉하지 않는데, 여기서 브레이크 패드(138)와 디스크가 일정한 간격을 유지하며 떨어져 있다. 즉, a는 브레이크 패드가 초기상태에서 접촉점까지 이동한 거리를 나타내기 때문이다.
한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 전동식 브레이크는 b 지점을 추정해야 하는 데, 여기서 b 지점을 추정할 때 브레이크 패드(138)의 마모상태에 따라 접촉점이 달라지기 때문에 추정오차(estimation error)가 발생한다. 여기서 추정오차란, 모터(132)의 동작거리에 따른 클램핑력 추정값(estimated value)과, 실제 피스톤(136)이 브레이크 패드(138)를 가압한 클램핑력 사이의 차이를 의미한다.
전동식 브레이크(100)가 제동력을 생성할 때, 모터(132)의 동작거리가 동일한 경우 브레이크 패드(138)에 동일한 클램핑력이 전달되어야 하는데, 각종 요인에 따라 실제 피스톤이 브레이크 패드(138)에 전달하는 클램핑력이 달라진다.
추정오차가 발생하는 요인은 여러가지가 있으나, 그 중 주된 3가지 요인에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
첫째로, 전동식 브레이크(100)를 작동하여 제동력을 생성하는 가압과정과, 전동식 브레이크(100)의 작동을 해제하여 제동력을 소멸시키는 감압과정에서 모터(132)의 동작거리가 동일한 지점에서 클램핑력의 차이가 존재한다. 즉 가압을 할 때 증가하는 클램핑력과, 감압을 할 때 감소하는 클램핑력의 사이에 차이가 존재하기 때문에 클램핑력의 추정오차가 발생한다.
둘째로, 에어갭의 상황에 따라 클램핑력의 추정오차가 발생한다. 예컨대, 브레이크 패드(138)가 마모됨으로써 디스크와 브레이크 패드(138) 사이의 간격이 증가하면 에어갭이 커진다. 즉, 각각 휠브레이크마다 에어갭의 상황에 차이가 존재하기 때문에 클램핑력의 추정오차가 발생한다.
셋째로, 브레이크 패드(138)의 온도에 따라 제동력의 추정오차가 발생한다. 브레이크 패드(138)가 제동력을 생성하는 과정은, 브레이크 패드(138)가 디스크와 접촉하여 마찰력이 발생하고, 마찰력에 의해 운동에너지의 일부가 열에너지로 변환됨으로써 디스크의 회전속도가 감소되는 과정으로 이루어진다. 여기서 브레이크 패드(138)의 온도가 높은 경우와 낮은 경우에 있어 회전속도의 감소량에 차이가 발생한다. 즉, 각각의 휠브레이크마다 브레이크 패드(138)의 온도에 차이가 존재하기 때문에 제동력의 추정오차가 발생한다.
따라서 본 개시의 일 실시예는 전류 센서 및 위치 센서를 적절히 이용하여 추정오차를 최소화하여 접촉점을 찾아낸다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 제어부의 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 전류측정값 및 피스톤의 위치를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제어부(120)는 차량에 제동입력이 있었는지 여부를 판단한다(S310). 제어부(120)는 차량의 각종 입력신호, 예컨대, 브레이크 페달의 답입여부에 따라 제동입력이 요구되는지 판단한다.
차량에 제동입력이 없는 것으로 판단된 경우 본 알고리즘을 종료한다.
한편, 제어부(120)는 차량에 제동입력이 있는 것으로 판단한 경우, 제동입력에 상응하여 차량을 제동하기 위해 필요한 제동력을 연산한다(S320). 제동력을 연산하는 과정은 예컨대, 제동을 위해 필요한 클램핑력 등을 포함한다.
제어부는(120) 연산된 제동력을 생성하기 위해 모터에 기 설정된 전류를 흘린다(S330). 여기서 기 설정된 전류는 브레이크 패드(138)가 디스크에 접촉하는 접촉점에 도달하기 위한 전류로, 사전에 제동력에 기초하여 설정된 값이다. 예컨대, 100 N 정도의 클램핑력이 발생하는 지점을 접촉점이라 정의한다면, 사전에 클램핑력이 100 N에 도달할 수 있을 정도의 3상 모터의 상전류 값을 미리 설정한다.
제어부(120)는 전류의 공급으로 브레이크 패드(138)가 접촉점에 도달했는지 여부를 판단한다(S340).
여기서 브레이크 패드(139)가 접촉점에 도달했는지 판단하기 위해서는 도 4의 전류측정값 그래프를 이용한다. 도 4에서, a는 접촉점을 의미한다.
모터에 흐르는 전류는 a점을 전후로 오차가 감소한다. 즉, a점에 도달하기 전에는 모터에 흐르는 전류의 오차가 크지만, a점에 도달한 이후에는 오차가 감소한다. 즉, 제어부(120)는 일정시간 내 모터에 흐르는 전류측정값의 오차의 범위가 일정기준보다 작을 경우 브레이크 패드(138)가 접촉점에 도달한 것으로 판단한다.
브레이크 패드(138)가 접촉점에 도달하지 못한 것으로 판단된 경우, 제어부(120)는 S330 과정을 반복하여 접촉점에 도달할 때까지 모터에 계속해서 전류를 공급한다.
한편, 브레이크 패드(138)가 접촉점에 도달한 것으로 판단된 경우, 제어부(120)는 접촉점에서 흐른 전류측정값을 저장한다(S350). 즉, 접촉점의 위치를 저장한다.
저장된 값들은 오차범위를 줄이기 위해 사용될 수 있다.
저장을 완료한 후 제어부(120)는 모드를 전류 제어모드에서 위치 제어모드로 변경한다(S360).
여기서 본 개시의 일 실시예에 따른 제어방법은 이에 한정되지 않고, 차량이 긴급제동하는 경우에는 제어부(120)의 접촉점 판단과정, 저장과정 및 전환과정은 제동 응답성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 긴급제동이 요구되는 경우에는 접촉점 판단과정, 저장과정 및 제어모드 전환과정은 수행되지 않고, 전 구간에서 위치 제어만을 수행하여 포스를 추정한다.
제어부(120)가 모드를 위치 제어모드로 변경하면, 브레이크 패드(138)가 목표하는 위치에 도달하였는지 판단한다(S370).
브레이크 패드(138)가 목표하는 위치에 도달하지 못한 경우, 제어부(120)는 계속해서 위치 제어를 수행하며 브레이크 패드(138)가 목표하는 위치에 도달할 때까지 전류를 공급한다.
한편, 브레이크 패드(138)가 목표위치에 도달하여 차량이 제동할 수 있도록 충분한 제동력을 형성한 것으로 판단된 경우 본 알고리즘은 종료한다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 모터에 흐르는 전류 및 모터의 동작거리를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 상단의 그래프는 제어부(120)가 차량에 제동력을 공급할 때 모터에 흐르는 전류를 시간에 따라 나타낸 그래프이고, 하단의 그래프는 제어부(120)가 차량에 형성된 제동력을 해제할 때 모터의 동작거리를 시간에 따라 나타난 그래프이다.
상단 그래프의 A 구간은 제어부가 전류 제어모드를 위치 제어모드보다 우선하여 수행하고, B 구간은 제어부가 위치 제어모드를 전류 제어모드보다 우선하여 수행한다.
먼저 상단의 그래프의 A 구간을 참조하면, 차량에 운전자의 제동요구가 감지되어 제동력을 형성하는 과정 시간에 따라 나타낸다. 제어부(120)는 브레이크 패드(138)가 접촉점까지 도달할 수 있도록 미리 설정된 일정한 전류값을 공급한다.
브레이크 패드(138)가 접촉점에 도달하면, 제어부(120)는 전류 제어모드를 위치 제어모드로 전환한다. 따라서 B 구간에서는 제어부(120)는 모터의 동작거리에 기초하여 모터에 전류를 공급한다.
한편, 하단의 그래프를 참조하면, 차량에 형성된 제동력을 해제할 때는 A 구간 및 B 구간과 관계없이 전 구간에서 위치 제어만을 수행한다. 제동력을 해제할 때는 브레이크 패드(138)와 디스크가 접촉한 상태에서 제동력을 해제하기 때문에 별도의 제어모드 전환 없이 위치 제어만을 수행한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 센서부 120: 제어부
130: 구동부

Claims (8)

  1. 구동력을 발생시키는 모터를 포함하고, 상기 구동력을 이용하여 디스크(disc)와 접촉하여 마찰력을 발생시켜 차량을 제동하는 브레이크 패드(brake pad)를 포함하는 구동부(drive unit);
    상기 모터의 동작거리(distance)를 측정하기 위한 위치 센서(position sensor) 및 상기 모터에 흐르는 전류값을 측정하는 전류 센서(current sensor) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 센서부(sensor unit); 및
    제동입력에 기초하여 상기 차량을 제동시키기 위한 제동력을 연산하고, 상기 전류값에 기초하여 상기 브레이크 패드와 상기 디스크가 접촉하는 접촉점(contact point)을 추정하고, 상기 브레이크 패드가 상기 접촉점에 도달한 이후에는 상기 동작거리에 기초하여 클램핑력을 추정하는 제어부(ECU: Electronic Control Unit)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제동입력이 있는 경우, 상기 제동력에 기초하여 기 설정된 전류를 상기 모터에 공급하고,
    상기 전류값의 오차가 줄어드는 지점을 상기 접촉점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류값에 상기 오차가 변화하지 않은 경우, 상기 오차가 변화할 때까지 계속해서 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량에 긴급제동이 요구되는지 판단하고,
    상기 긴급제동이 요구되는 것으로 판단된 경우, 상기 접촉점을 추정하지 않고, 상기 동작거리만으로 상기 클램핑력을 추정하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제동입력은 운전자의 브레이크 페달(brake pedal)의 답입량이고,
    상기 제어부는 상기 답입량에 기초하여 상기 제동력을 연산하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 장치.
  6. 제동요구를 감지하여 차량에 요구되는 제동력을 연산하는 연산과정;
    모터에 흐르는 전류값에 기초하여 브레이크 패드와 디스크가 접촉하는 접촉점(contact point)을 판단하는 접촉점 판단과정;
    상기 브레이크 패드가 상기 접촉점에 도달한 것으로 판단한 경우 모드를 전류 제어모드에서 위치 제어모드로 변경하는 모드 전환과정; 및
    상기 모터의 동작거리에 기초하여 상기 브레이크 패드에 가해지는 클램핑력을 추정하는 클램핑력 추정과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 제어방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 접촉점 판단과정은,
    상기 전류값에 발생하는 오차가 줄어드는 지점을 상기 접촉점인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 제어방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 접촉점 판단과정은,
    상기 제동력에 기초하여 기 설정된 전류를 상기 모터에 공급하고,
    상기 전류값에 상기 오차가 변화하지 않은 경우, 오차가 발생할 때까지 계속해서 전류를 공급하여 상기 접촉점을 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024078638A1 (zh) * 2022-10-13 2024-04-18 芜湖伯特利汽车安全***股份有限公司 一种夹紧力估算方法、***及汽车

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