KR20220086144A - 전동식 브레이크 - Google Patents

전동식 브레이크 Download PDF

Info

Publication number
KR20220086144A
KR20220086144A KR1020200176319A KR20200176319A KR20220086144A KR 20220086144 A KR20220086144 A KR 20220086144A KR 1020200176319 A KR1020200176319 A KR 1020200176319A KR 20200176319 A KR20200176319 A KR 20200176319A KR 20220086144 A KR20220086144 A KR 20220086144A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
brake pad
point
brake
motor
control unit
Prior art date
Application number
KR1020200176319A
Other languages
English (en)
Inventor
김종성
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020200176319A priority Critical patent/KR20220086144A/ko
Publication of KR20220086144A publication Critical patent/KR20220086144A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/225—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
    • F16D55/226—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • F16D66/02—Apparatus for indicating wear
    • F16D66/021—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

본 개시의 일 실시예에 의하면, 브레이크패드(brake pad); 브레이크패드의 움직임을 조절하도록 구동되는 모터(motor); 모터에 흐르는 전류값을 측정하기 위한 전류센서(current sensor); 모터의 회전각도를 측정하기 위한 위치센서(position sensor); 브레이크패드와 접촉하여 발생되는 마찰력(friction force)으로 차량의 휠에 제동력(braking force)을 발생시키는 휠디스크(wheel disk); 및 전류센서를 이용하여 기 설정된 제1 전류값이 측정되는 제1 확인지점까지 모터를 구동하여 브레이크패드를 휠디스크측 방향으로 이동시키고, 제1 확인지점으로부터 기 설정된 거리만큼 브레이크패드를 휠디스크로부터 멀어지도록 이동시켰을 때의 지점을 브레이크패드와 휠디스크의 접촉지점이라고 판단하는 제어부(control)를 포함하는 전동식 브레이크를 제공한다.

Description

전동식 브레이크{Electro-Mechanical Brake}
본 개시의 실시예는 전동식 브레이크에 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 주 제동용으로 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.
EMB는 하중 센서(load sensor)를 이용하여 운전자가 요구하는 목표 제동력을 형성한다. 하중 센서를 장착한 전동식 브레이크는 클램핑력(clamping force)을 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.
제조원가 상승 및 EMB의 크기 증가를 해결하기 위해서 하중 센서 대신 전류 센서를 이용해 제동력을 생성하는 모터에 흐르는 전류를 측정하고, 이를 바탕으로 클램핑력을 측정 또는 추정하도록 EMB를 설계할 수 있다. 다만, 모터에 흐르는 전류를 측정하여 클램핑력을 추정하는 방법은, 하중 센서를 이용하는 경우보다 오차가 더 크게 발생하여, 클램핑력을 추정할 때 정확도가 떨어지고, 차량의 안정적인 제동성능의 확보에 문제가 있다.
이에, 본 개시는 하중 센서를 사용하지 않고 EMB의 모터와 전기적으로 연결된 위치센서를 이용하여 클램핑력을 추정하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 위치센서와 전류센서를 이용하여 EMB의 브레이크패드와 휠디스크의 접촉지점(contact point)을 검출하는 데 주된 목적이 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 브레이크패드(brake pad); 브레이크패드의 움직임을 조절하도록 구동되는 모터(motor); 모터에 흐르는 전류값을 측정하기 위한 전류센서(current sensor); 모터의 회전각도를 측정하기 위한 위치센서(position sensor); 브레이크패드와 접촉하여 발생되는 마찰력(friction force)으로 차량의 휠에 제동력(braking force)을 발생시키는 휠디스크(wheel disk); 및 전류센서를 이용하여 기 설정된 제1 전류값이 측정되는 제1 확인지점까지 모터를 구동하여 브레이크패드를 휠디스크측 방향으로 이동시키고, 제1 확인지점으로부터 기 설정된 거리만큼 브레이크패드를 휠디스크로부터 멀어지도록 이동시켰을 때의 지점을 브레이크패드와 휠디스크의 접촉지점이라고 판단하는 제어부(control)를 포함하는 전동식 브레이크를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 하중 센서의 구성을 제외하여 제조원가를 절감하고 전동식 브레이크의 크기를 축소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 검출된 접촉지점을 기초로 하여 위치센서만으로 클램핑력을 보다 정확히 추정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전동식 브레이크의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전동식 브레이크의 블록도이다.
도 3은 브레이크패드의 동작거리에 따른 전류를 실측한 그래프이다.
도 4는 접촉지점(contact point)의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 브레이크패드가 마모된 경우 접촉지점의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6 및 도 7은 브레이크패드가 새로운 제품으로 교체된 경우 접촉지점의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 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 전동식 브레이크의 개략도이다. 도 1에 도시된 전동식 브레이크는 본 개시의 일 실시예로서, 전동식 브레이크의 작동을 설명하기 위한 하나의 예시이므로, 반드시 도 1에 도시된 구성 및 배치를 만족해야 하는 것은 아니고, 전동식으로 차량의 휠을 제동하는 브레이크라면 본 개시의 권리범위에 속한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전동식 브레이크(100)는 제어부(10), 모터(20), 동력전달기구(30), 브레이크패드(40) 및 휠디스크(50)의 전부 또는 일부를 포함한다.
동력전달기구(30)는 너트 피스톤(31), 스크류축(32), 구동기어(34) 및 종동기어(33)를 포함할 수 있다. 구동기어(34)는 모터(20)의 구동에 의해 모터(20)의 회전축(21)과 함께 회전한다. 구동기어(34)는 종동기어(33)와 맞물리도록 배치되어 구동기어(34)의 회전에 의해 종동기어(33)도 함께 회전하게 된다. 종동기어(33)는 스크류축(32)에 결합되어 있는데, 종동기어(33) 구동력이 스크류축(32)으로 전달되어 너트 피스톤(31)을 휠디스크(50) 방향으로 직선운동 시킨다. 너트 피스톤(31)과 결합 배치된 브레이크패드(40)는 너트 피스톤(31)이 휠디스크(50) 방향으로 직선운동됨으로써 이격거리(g)가 가까워진다. 즉, 모터(20)가 제어부(10)에 의해 제어되어 회전축(21)이 회전되면, 구동기어(34)는 회전축(21)과 함께 동시에 회전되고, 이에 따라 종동기어(33)가 구동기어(34)와 함께 동시에 회전된다. 따라서, 종동기어(33)에 결합된 스크류축(32)은 모터(20)의 회전축(21)과 함께 동시에 회전되면서 너트 피스톤(31)을 직진 이동시킬 수 있다.
동력전달기구(30)는 모터(20)의 회전축(21)의 회전을 이용하여 브레이크패드(40)를 차륜에 배치된 휠디스크(50) 방향으로 전진 이동시켜서 브레이크패드(40) 및 휠디스크(50)의 마찰력을 이용해 휠(wheel)을 제동할 수 있다. 즉, 동력전달기구(30)는 차량의 주행 중에 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 모터(20)의 구동력에 의해 브레이크패드(40)를 휠디스크(50)로 이동시켜서 휠을 제동하는 기능을 수행한다.
차량의 주행 중 제동 상황이 발생한 경우, 제어부(10)는 전동식 브레이크(100)의 클램핑력을 기초로 휠의 제동을 제어한다. 여기서 클램핑력은 제동 상황에서 너트 피스톤(31)이 브레이크패드(40)를 가압하는 힘을 의미한다. 본 개시는 클램핑력을 하중 센서(load sensor) 없이 전류센서(60)와 위치센서(70)를 이용하여 추정할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전동식 브레이크의 블록도이다. 도 3은 브레이크패드의 동작거리에 따른 전류를 실측한 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 전동식 브레이크(100)에서 제어부(10)는 전류센서(60)와 위치센서(70)를 이용하여 모터(20)의 동작에 관한 피드백을 받고, 피드백을 기초로 모터(20)의 제어를 수행한다.
위치센서(70)는 모터(20)의 각도 위치를 감지한다. 제어부(10)는 위치센서(70)가 감지한 모터(20)의 각도 위치를 이용하여 브레이크패드(40)의 직선이동거리를 연산한다. 모터(20)의 회전 각도에 따른 브레이크패드(40)의 직선이동거리는 전동식 브레이크(100)의 설계에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 모터(20)가 360도 회전하는 동안 브레이크패드(40)의 직선이동거리가 1 mm인 전동식 브레이크(100)를 설계할 수 있다.
제어부(10)는 위치센서(70)를 이용하여 브레이크패드(40)가 움직인 거리를 정밀하게 측정할 수 있으나, 위치센서(70)만으로는 브레이크패드(40)가 움직인 거리는 측정할 수 있지만 처음 시작 지점의 위치를 파악하기 어렵기 때문에 브레이크패드(40)와 휠디스크(50)의 접촉지점을 알아내기 어렵다. 여기서 접촉지점이란, 브레이크패드(40)와 휠디스크(50)가 접촉을 시작하는 지점을 의미한다. 접촉지점을 정확하게 알아내지 못하면 동작거리에 따른 클램핑력을 추정할 수 없게 된다.
위치센서(70)만 사용하는 경우 제어부(10)의 전원이 켜질 때 절대위치를 정확히 추종할 수 없어 오차가 누적된다는 단점이 있다. 여기서 절대위치는 스트로크 최저점으로부터 이동한 브레이크패드(40)의 위치를 의미하며, 스트로크 최저점은 브레이크패드(40)가 휠디스크(50)로부터 최대 이격되었을 때 브레이크패드(40)의 위치를 의미한다.
또한, 위치 제어를 이용하여 클램핑력을 추정하면, 브레이크패드(40)의 마모상태에 따라 기준 위치값, 즉, 접촉지점이 달라지기 때문에 정확한 클램핑력을 추정할 수 없다. 따라서, 초기에는 전류 제어를 이용하여 접촉점을 찾아야 한다.
그러나, 전류 제어를 이용하여 클램핑력을 추정하면, 추정된 클램핑력은 오차가 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 전동식 브레이크 장치 및 제어방법은 초기에는 전류 센서를 이용하여 접촉점을 추정하되, 추정의 정밀도를 높이기 위해 통계적 방법을 이용한다. 또한, 통계적 방법을 이용하여 접촉점을 추정한 후, 제어모드를 전류 제어에서 위치 제어로 변경한다.
전류센서(60)는 모터(20)에 흐르는 전류의 크기를 감지한다. 모터(20)에 흐르는 전류의 크기는 클램핑력의 세기에 비례하여 증가한다. 제어부(10)는 전류센서(60)가 감지한 전류의 크기를 피드백 받아 모터(20)를 제어한다. 다만 전류센서(60)는 오차범위가 커 클램핑력의 정밀한 추정이 어렵다. 도 3에 따르면, 전류센서(60)가
Figure pat00001
값을 감지하는 경우를 접촉지점이라고 판단할 경우, 전류센서(60)의 측정 잡음으로 인해 큰 오차범위(e)가 발생한다.
도 4는 접촉지점(contact point)의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 그래프의 가로축은 동작거리, 세로축은 모터(20)의 전류값이다. 그래프의 가로축에서 우측으로 갈수록 브레이크패드(40)와 휠디스크(50) 사이의 이격간격(g)이 줄어든다.
모터(20)의 전류값은 접촉지점(X) 이전 구간에는 일정한 값으로 유지되나, 접촉지점 이후 도 4에 표시된 비선형구간(a, 도 3 참조)동안 전류값이 비선형적으로 증가한다. 비선형구간(a, 도 3 참조)을 지나 동작거리를 더 증가시키면 도 4에 표시된 선형구간(b, 도 3 참조)동안 전류값이 선형적으로 증가한다. 이하 전류센서(60)와 위치센서(70)를 이용하여 접촉지점(X)의 위치를 추정하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
제어부(10)는 전류센서(60)가 특정 전류값인
Figure pat00002
을 감지할 때까지 모터(20)를 구동시켜 브레이크패드(40)를 휠디스크(50) 방향으로 직선 이동시킨다. 전류센서(60)가
Figure pat00003
을 감지했을 때의 지점을 제1 확인지점(Y1)이라 정의한다. 여기서
Figure pat00004
은 기 설정된 값으로 선형 구간(b, 도 3 참조) 내에 위치하는 제1 확인지점(Y1)에서 모터(20)에 흐르는 전류의 크기이다. 선형구간(b, 도 3 참조)에서 발생하는 오차범위가 비선형구간(a, 도 3 참조)에서 발생하는 오차범위(e, 도 3 참조)보다 좁아 보다 정확한 동작거리를 감지할 수 있다.
전류센서(60)를 이용하여 제1 확인지점(Y1)이 감지된 경우, 제어부(10)는 기 설정된 거리(
Figure pat00005
)만큼 브레이크패드(40)를 휠디스크(50)로부터 멀어지도록 이동시킨다. 이때 이동되는 거리는 위치센서(70)를 이용하여 측정된다. 기 설정된 거리(
Figure pat00006
)의 값은 실험적으로 측정되는 값으로, 전동식 브레이크(100)의 사양에 따라 다를 수 있다. 제어부(10)는 브레이크패드(40)를 제1 확인지점(Y1)으로부터 스트로크 최저점측 방향으로 기 설정된 거리(
Figure pat00007
)만큼 이동시켰을 때의 지점을 접촉지점(X)이라고 판단한다. 제어부(10)는 판단된 접촉지점(X)을 기준으로, 위치센서(70)를 이용하여 에어갭(air gap)의 크기 및 절대거리 등을 판단할 수 있다.
도 5는 브레이크패드가 마모된 경우 접촉지점의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 여기서 S1은 브레이크패드(40)가 마모되지 않았을 때의 그래프로서 도 4에 도시된 그래프와 같고, S2는 브레이크패드(40)가 마모되었을 때의 그래프이다.
브레이크패드(40)가 마모되면 접촉지점도 X에서 X'으로 이동하게 된다. 또한, 브레이크패드(40)가 마모될수록 브레이크패드(40)의 강성이 증가하여 선형구간(b, 도 3 참조)에서 기울기가 증가하게 된다. 따라서 제1 확인지점도 Y1에서 Y1'로 이동되고, 제1 확인지점으로부터 이동하는 기 설정된 거리도
Figure pat00008
에서
Figure pat00009
으로 달리 설정되어야 한다. 기 설정된 거리는 브레이크패드(40)의 마모 정도에 따라 다르게 설정되어야 하는데, 이는 마모 정도에 따른 차이를 실험값을 통하여 제어부(10)의 메모리(memory)에 저장해 놓을 수 있다. 접촉지점(X)의 절대거리는 스트로크 최저점으로부터 접촉지점까지의 동작거리를 의미하는데, 제어부(10)는 접촉지점(X)의 절대거리 측정으로, 절대거리가 증가할수록 브레이크패드(40)의 마모 정도가 증가한다고 판단할 수 있다. 또한 제어부(10)는 브레이크패드(40)의 마모 정도에 따른
Figure pat00010
값을 찾아서 적용할 수 있다. 브레이크패드(40)의 마모 정도에 따른
Figure pat00011
의 변화량은 실험적으로 구하여 LUT(Look-Up Table) 형태로 변환하여 제어부(10)의 메모리에 저장될 수 있다.
즉, 제어부(10)는 브레이크패드(40)의 절대거리를 연산하여 브레이크패드(40)의 마모 정도를 파악할 수 있고, 그에 따라
Figure pat00012
값을
Figure pat00013
값으로 변환하여 마모된 브레이크패드(40)의 접촉지점(X')을 추정할 수 있다.
도 6 및 도 7은 브레이크패드가 새로운 제품으로 교체된 경우 접촉지점의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 여기서 S1은 차량 생산 출고시 처음 장착되어 있는 브레이크패드(40)의 동작거리에 대한 모터(20)의 전류 특성을 나타낸 그래프이고, S3은 새로운 브레이크패드(40)가 장착된 경우의 동작거리에 대한 모터(20)의 전류 특성을 나타낸 그래프이다.
브레이크패드(40)의 교체시기가 다가오거나 브레이크패드(40)의 마모가 심해 새로운 브레이크패드(40)로 교체하는 경우, 브레이크패드(40)마다 동작거리에 대한 전류의 특성에 차이가 발생할 수 있다. 브레이크패드(40)를 교체하더라도, 도 6에 도시된 바와 같이 선형구간(b, 도 3 참조)에서의 기울기에는 큰 차이가 없지만, 비선형구간(a, 도 3 참조)의 구간 길이에서 차이가 발생함을 알 수 있다. 비선형구간(a, 도 3 참조)의 차이를 이용하여 접촉지점을 추정하는 방법에 대해 이하 상세히 설명한다.
도 6을 참조하면, S1의 제1 확인지점(Y1)과 S3의 제1 확인지점(Y1'')의 위치에 차이가 있음을 알 수 있다. 여기서 제어부(10)는 각각의 제1 확인지점(Y1 또는 Y1'')으로부터 위치제어를 수행하여
Figure pat00014
의 위치값을 가지는 위치가 될 때까지 브레이크패드(40)를 브래이크 최저점측 방향으로 이동시킨다. 브레이크패드(40)가
Figure pat00015
의 위치값에 도달했을 때의 지점을 제2 확인지점(Y2 및 Y2'')으로 정의한다. 여기서
Figure pat00016
의 위치는 비선형구간(a, 도 3 참조)에 위치하는 것이 바람직하다. S1의 제2 확인지점(Y2)과 S3의 제2 확인지점(Y2'')에서 측정하는 모터(20)의 전류값에는 차이가 발생하는데, 이러한 차이를 기준으로 S3의 접촉지점을 추정할 수 있다.
구체적으로, 출고시 처음 장착되어 있는 전동식 브레이크(100)의 경우는 실험값을 통해 S1의 제2 확인지점(Y2)과 접촉지점(X) 사이의 거리를 실험적으로 측정할 수 있다. 또한, 전동식 브레이크(100)를 교체하는 경우에는 제2 확인지점에서 측정되는 모터(20)의 전류값에 차이가 나는데, 이러한 차이값의 크기에 따른 보정값을 미리 실험적으로 구하여, 제어부(10)의 메모리에 LUT 형태로 저장할 수 있다. 제어부(10)는 저장된 보정값을 기초로 교체된 전동식 브레이크(100)의 새로운 접촉지점을 추정해낼 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 확인지점(Y1) 및 제2 확인지점(Y2)뿐 아니라 제3 확인지점(Y3)이 도시되어 있다. 제3 확인지점(Y3)은 선형구간(b, 도 3 참조)에서의 기울기를 측정하기 위한 값이다.
제어부(10)는 우선 제1 확인지점(Y1)을 구하고, 모터(20)의 전류센서(60)에서 기 설정된 값인
Figure pat00017
의 전류값이 측정될 때까지 브레이크패드(40)를 스트로크 최저점측 방향으로 이동시켜 제3 확인지점(Y3)을 확인한다. 제어부(10)는 제3 확인지점(Y3)을 확인한 후에는 제1 확인지점(Y1)과 제2 확인지점(Y2)의 전류값 및 동장거리에 관한 정보를 이용하여 선형구간(b, 도 3 참조)의 기울기를 측정할 수 있다. 도 5에 관한 설명에서 전술한 바와 같이 브레이크패드(40)는 마모 정도가 증가함에 따라 선형구간(b, 도 3 참조)의 기울기가 가파르게 되는데, 제1 확인지점(Y1)과 제3 확인지점(Y3)을 이용하여 브레이크패드(40)의 마모 정도를 추정할 수 있다.
도 6에서와 같이 브레이크패드(40)를 교체할 때에는 선형구간(b, 도3 참조)의 기울기가 동일하다는 가정 하에 교체된 브레이크패드(40)의 접촉지점을 판단하지만, 선형구간(b, 도3 참조)의 기울기에 차이가 있는 경우 접촉지점을 정확히 판단하기 어렵다. 따라서 제어부(10)는 도 7에서 설명한 브레이크패드(40)의 마모 정도를 추정하는 방법을 이용하여 브레이크패드(40) 마모의 영향을 제거한 후 접촉지점을 판단하여 보다 정확성을 높힐 수 있다.
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.
10: 제어부 20: 모터
30: 동력전달기구 40: 브레이크패드
50: 휠디스크

Claims (9)

  1. 브레이크패드(brake pad);
    상기 브레이크패드의 움직임을 조절하도록 구동되는 모터(motor);
    상기 모터에 흐르는 전류값을 측정하기 위한 전류센서(current sensor);
    상기 모터의 회전각도를 측정하기 위한 위치센서(position sensor);
    상기 브레이크패드와 접촉하여 발생되는 마찰력(friction force)으로 차량의 휠에 제동력(braking force)을 발생시키는 휠디스크(wheel disk); 및
    상기 전류센서를 이용하여 기 설정된 제1 전류값이 측정되는 제1 확인지점까지 상기 모터를 구동하여 상기 브레이크패드를 상기 휠디스크측 방향으로 이동시키고, 상기 제1 확인지점으로부터 기 설정된 거리만큼 상기 브레이크패드를 상기 휠디스크로부터 멀어지도록 이동시켰을 때의 지점을 상기 브레이크패드와 상기 휠디스크의 접촉지점이라고 판단하는 제어부(control)를 포함하는 전동식 브레이크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 접촉지점을 기준으로 상기 위치센서를 이용하여 상기 접촉지점과 스트로크 최저점 사이의 거리를 측정하여 상기 브레이크패드의 마모 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 접촉지점과 상기 스트로크 최저점 사이의 거리가 증가할수록 상기 브레이크패드의 마모 정도가 커진다고 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 브레이크패드의 마모 정도에 따른 상기 기 설정된 거리의 변화값이 실험값을 통하여 제어부의 메모리에 저장된 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 브레이크패드의 마모 정도에 따른 상기 변화값을 적용하여 상기 접촉지점을 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 확인지점은, 상기 브레이크패드의 동작거리에 따른 상기 모터의 전류값이 선형적으로 변화하는 구간 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 브레이크패드가 교체된 경우, 상기 브레이크패드를 기 설정된 위치인 제2 확인지점까지 이동시킨 후, 상기 전류센서를 이용하여 상기 제2 확인지점에서의 상기 모터의 전류값을 측정하여 교체 전 브레이크패드의 제2 확인지점에서의 상기 모터의 전류값과 교체 후 브레이크패드의 제2 확인지점에서의 상기 모터의 전류값의 차이를 이용하여 보정값을 연산하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 보정값을 기초로 하여 상기 교체 후 브레이크패드의 접촉지점을 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류센서를 이용하여 기 설정된 제2 전류값이 측정되는 제3 확인지점을 검출하고, 검출된 제3 확인지점과 상기 제1 확인지점을 이용하여 상기 브레이크패드의 마모 정도를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동식 브레이크.
KR1020200176319A 2020-12-16 2020-12-16 전동식 브레이크 KR20220086144A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200176319A KR20220086144A (ko) 2020-12-16 2020-12-16 전동식 브레이크

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200176319A KR20220086144A (ko) 2020-12-16 2020-12-16 전동식 브레이크

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220086144A true KR20220086144A (ko) 2022-06-23

Family

ID=82222009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200176319A KR20220086144A (ko) 2020-12-16 2020-12-16 전동식 브레이크

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220086144A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5975250A (en) Apparatus and method for detecting the thickness of a brake lining
US11448275B2 (en) Technique for operating a vehicle brake having a hydraulic service brake and an electric parking brake
US20220073039A1 (en) Brake system
CN108026995B (zh) 用于监控行车制动器状态的方法和设备以及制动器和制动***
KR101890447B1 (ko) 주차 브레이크에 의해 가해지는 고정력을 조정하기 위한 방법
JP2000033863A (ja) 車両ブレ―キ装置の制御方法および装置
JP2007002904A (ja) 電動ブレーキ装置
KR101501533B1 (ko) 전기기계 브레이크의 마모 보상을 위한 모터 제어 시스템 및 그 제어 방법
WO2019163595A1 (ja) 電動ブレーキおよび制御装置
KR20180047998A (ko) 전자식 주차 브레이크 시스템
KR101725652B1 (ko) 브레이크 장치
US20180031065A1 (en) Electromechanical brake system and method
CN113260542B (zh) 获知机电制动器的气隙的方法及相关的制动器和控制器
KR20220036480A (ko) 전동식 브레이크 장치 및 제어방법
KR20220086144A (ko) 전동식 브레이크
KR20230036826A (ko) 전동식 브레이크
KR20230021396A (ko) 전동식 브레이크 및 이의 제어방법
KR20220141409A (ko) 차량용 제동장치 및 이의 제어방법
KR20220045485A (ko) 전동식 브레이크 장치 및 제어방법
JP4941830B2 (ja) 電動ディスクブレーキ
KR20210157630A (ko) 차량의 제동장치 및 제동방법
KR20230036809A (ko) 전동식 브레이크
KR20230036801A (ko) 전동식 브레이크
JP5995875B2 (ja) ブレーキシステム並びにブレーキシステム内のブレーキ媒体の圧力を調整するための方法
KR101928527B1 (ko) 전류 제어를 이용한 전자 기계식 제동 시스템 및 그의 초기화 방법